第十一章 简单机械和功（单元分层自测·能力提升卷）物理新教材苏科版九年级上册

**基本信息** 2026-2027学年九年级上册物理第十一章“简单机械和功”单元能力提升卷，通过生活、科技及传统文化情境（如消防机器人、桔槔），覆盖杠杆、滑轮、功、机械效率等核心知识，适配单元复习，强化物理观念与科学思维。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|12/24|杠杆平衡、机械效率计算、摩擦力分析|结合中学生体重等生活实例，如第1题估算做功与压强| |填空题|9/25|功和功率计算、滑轮组省力特点|融入引体向上（第14题）、健身器材（第16题）等真实场景| |解答题|9/51|作图、实验探究、综合计算|含传统文化“舂”（第23题）、科技消防机器人（第27题），实验题（第29题）考查滑轮组效率影响因素|

2026-2027学年九年级上册物理单元自测 第十一章 简单机械和功·能力提升（参考答案） 第I卷（选择题） 一．选择题（本题共12小题，每小题2分，共24分。每小题给出的选项中只有一个选项符合题意） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 B C D B C C A C B D D C 第II卷（非选择题） 二、填空题（本题共9小题，每空1分，共25分） 13．300/ 远离 远离 14．3600/ 120/ 15．2 小于 0.5 0.5 16．30 780 820 17．10 22.5 18．1 8 静止 19．0 60N 60W 20． 变大 21．27.5N 90.9% 三、解答题（本题共9小题，共51分，解答23、24、25题时应有解答过程） 22．（本题6分）(1) (2) (3) 23．（本题5分）(1)250N (2)30J (3)25W 解:（1）碓杆为杠杆，支点为O，阻力为碓头重力，阻力臂；动力为脚在B点的力F，动力臂 根据杠杆平衡条件，代入数据得 （2）对碓头做的功为有用功，克服重力做功，公式为。已知碓头重力，上升高度，代入得： （3）30次对碓头做的总有用功 由机械效率得人做的总功 时间，功率公式，代入得 24．（本题5分）（1）800N；（2）73.2%，100N；（3）1300N 解：（1）物件对斜面的压力为 F压=pS=8000Pa×0.1m2=800N （2）工人通过动滑轮沿斜面将物体从斜面底端拉至顶端，绳端移动的距离等于斜面长的2倍，即绳端移动的距离为 s=2l=2×10m=20m 工人做的总功为 W总=Fs=410N×20m=8200J 物体的重力为 G=mg=100kg×10N/kg=1000N 工人做的有用功为 W有=Gh=1000N×6m=6000J 整个装置的机械效率为 工人克服动滑轮重做的功为 W动=G动h=200N×6m=1200J 工人克服物体与斜面间的摩擦力做的额外功为 W摩擦=W总-W有-W动=8200J-6000J-1200J=1000J 物体与斜面间的摩擦力为 （3）由题意知f=kG，则k的值为 当某工人的拉力最大为515N时，由 W总1=F1s W有=G1h W摩擦1=f1l=0.1G1l W摩擦1=W总1-W有1-W动 可得 0.1G1l=2F1l-G1h-1200J 代入数据 0.1×10m×G1=2×515N×10m-6m×G1-1200J 解得最大物重为：G1=1300N。 25．（本题7分）(1)6000N (2)0.4m/s (3)80% 解:（1）物体A浸没在水中时， 所以根据阿基米德原理，物体A浸没在水中时受到的浮力为 （2）A的质量为 A的重力为 由图可知滑轮组的动滑轮绕绳子的段数，由 可知，当绳子对物体A拉力最大时，A向下运动的速度最小，当A完全浸没时绳子对物体A拉力最大，电动机对绳子的拉力为 所以绳子端向上运动的最小速度为 则A向下运动的最小速度 （3）由滑轮组机械效率的影响因素可知，当A完全浸没时绳子对物体A拉力最大，滑轮组的机械效率最大，因为不计绳重、摩擦和水的阻力，滑轮组机械效率的最大值为 26．（本题5分）(1)> < (2)轮轴 改变力的方向 300 27．（本题4分）增大 4.5×103Pa 1.5×104W 75% 28．（本题5分）(1)省力 (2)80 3︰1 (3)小 (4)3600 66.7 29．（本题7分）(1)刻度尺 匀速直线 偏小 (2)1、2 (3)80.0% (4)低 (5)0.04 30．（本题6分）(1)0.3 60% 0.12 (2)无关 不变 105 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司1 / 16 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026-2027学年九年级上册物理单元自测 第十一章 简单机械和功·能力提升 建议用时：100分钟，满分：100分 一．选择题（本题共12小题，每小题2分，共24分。每小题给出的选项中只有一个选项符合题意） 1．下列有关物理量分析正确的是（     ） A．一名普通中学生从教学楼一楼走到二楼克服重力做功约为 B．一名普通中学生双脚站立时，对地面的压强约为 C．一名普通中学生拇指指甲盖上受到的大气压力约1N D．通过对机械结构优化和维护可以使机械效率超过100% 2．小明在院子里搬一块均匀的长方形石板，石板平放在水平地面上。他用一个竖直向上的拉力按两种不同方式抬起石板的一端：甲方式拉长边中点，乙方式拉短边中点。有关拉力大小，下列说法正确的是（     ） A． B． C． D．无法比较 3．用如图所示的滑轮组匀速提升某一重物时，克服绳重和摩擦所做的额外功占总功的比值不变。若选用重力为的动滑轮，滑轮组的机械效率为75%；若选用重力为的动滑轮，此时滑轮组的机械效率为60%；如果选用重为的动滑轮，则滑轮组机械效率为（     ） A．55% B．47.5% C．45% D．50% 4．如图所示，一根质量分布均匀的长木棒，右端通过转轴O固定在竖直墙面上，可绕O点自由转动。正方体木块A置于木棒正下方，初始时木棒恰好保持水平平衡。已知木棒与木块间的摩擦可忽略。现用一水平力F缓慢向右推动木块A。在木块A被推动的过程中，水平推力F的大小将（　　） A．大小不变 B．逐渐增大 C．逐渐减小 D．先增大后减小 5．如图甲所示，水平地面上的一物体，受到水平向右的推力的作用，与时间的关系如图乙所示，物体的速度与时间的关系如图丙所示。以下说法正确的是（　　） A．0-2s内，物体处于静止状态，此时推力小于摩擦力 B．0-6s内，物体受到的合力为零 C．内，推力做功 D．内，物体做加速运动，此时摩擦力大小为 6．如图所示，湖面上有一艘小船，在时间t内，站在岸上的人通过滑轮用大小为F 的水平拉力拉绳子的自由端，使小船向岸边匀速直线移动的距离为s。不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（    ） A．绳子自由端向左移动的距离是 B．船受到的拉力大小为F C．拉力F的功率是 D．木桩受到的拉力大小为 7．如下列图片所示，不计绳重、滑轮重和绳子与滑轮之间的摩擦，用三种不同的方式分别拉同一物体在同一水平地面上做匀速直线运动，所用拉力分别为、、。它们的大小关系正确的是（　　） A． B． C． D． 8．如图（甲）所示，每个滑轮的质量均为，不计绳重和绳子与滑轮之间的摩擦，水平桌面粗糙。当物体B的质量为m时，物体B竖直向下运动的图像如图（乙）所示；当用一个水平向左的力（图中未画出）拉物体A时，物体A向左做直线运动的图像如图（丙）所示，，则下列判断正确的是（　　）    A．物体B受到的重力为10N B．当物体A向左运动时，受到的摩擦力为16N，方向水平向右 C．当物体A向左运动时，拉力F做功的功率为 D．当物体B向下运动5s时，物体B的重力做功为56J 9．用一个重为的动滑轮与一个定滑轮提起一重物时，机械效率为；若改用重为的动滑轮与同一个定滑轮提起同一重物时，机械效率为，绳重及摩擦所做的额外功始终占总功的，则的值为（　　 ） A． B． C． D． 10．小明用如图所示的装置探究杠杆的机械效率，他将重为100N的物体挂在均匀杠杆的中点，在杠杆的另一端始终保持竖直方向拉动杠杆，使其绕O点缓慢转动，带动物体匀速上升了0.1m（不计绳重及摩擦），下列说法正确的是（　　） A．在物体上升过程中，拉力大小将变大 B．若杠杆机械效率为80%，则杠杆自重为50N C．仅将物体悬挂点向支点靠近一些，杠杆的机械效率将变大 D．仅将拉力F的作用点向支点靠近一些，杠杆的机械效率将不变 11．如图甲所示，重为G的物体A在水平拉力F1（F1< G）。的作用下在水平路面上匀速直线移动一段距离s，所用时间为t，改用如图乙所示滑轮组拉动物体A在同一水平路面上用相同时间匀速直线移动相同距离，拉力为F2，每个滑轮的重力为G0。此过程中（　　） A．拉力F1的功率为 B．拉力F2做的总功为F2S C．滑轮组的机械效率为 D．使用滑轮组时克服绳重和摩擦所做的额外功占总功的比例为 12．如图所示，一物块的重力为G，现用平行于斜面的拉力F1把物块匀速拉到高为h的A点，测出物块与斜面的摩擦力为f1，物块在斜面上移动距离为s1；物块到达斜面顶端后放平，利用动滑轮匀速水平拉动，测出物块与水平面的摩擦力为f2，移动的距离为s2、水平拉力F2；甲图斜面的效率记为η1，乙图滑轮的效率记为η2，则（　　） A． B． C． D． 第Ⅱ卷 非选择题 二、填空题（本题共9小题，每空1分，共25分） 13．如图所示，用独轮车搬运砖头，车厢和砖头所受的总重力G为1000N，工人用竖直向上的力F使独轮车缓慢抬起。图中标出了有关数据，则人手向上的力F为________N。为了更省力，可使车厢里的砖头尽量________工人，也可以让工人在车把手上的作用点________车厢。（后两空均选填“靠近”或“远离”） 14．如图是小明同学在做引体向上运动，他质量为60kg，30秒内做了12个引体向上，则其手臂向上的拉力做功共______J（下放过程拉力做功不计），他此次引体向上运动拉力做功的功率为______W。（取g=10N/kg） 15．在探究斜面机械效率的活动中，分别用力将A、B两个完全相同的物体匀速拉到斜面顶端，做功情况如图乙所示，则力对物体A做的有用功为______J，物体A所在斜面的机械效率______（选填“大于”“小于”或“等于”）物体B所在斜面的机械效率，若物体B所在斜面长为1米，力对物体B做的额外功为______J，则B受到的摩擦力为______N。 16．图甲为一款健身器材，两滑轮均重20N；弹性限度内，弹簧伸长的最大长度为80cm，弹簧所受拉力F与其“伸长的长度”Δx成正比，如图乙所示。弹簧、细绳、拉环的重力和摩擦可忽略；使用时竖直向下缓慢拉动拉环。则当弹簧拉力为300N时，拉环向下移动______cm。此健身器材提供的最大拉力为______N，此时绳a拉力为______N。 17．把边长L为0.5m、密度为0.6×103kg/m3的正方体A放入底面积为1m2的盛水容器中，如图甲所示，将物块B轻放在A的上面，容器中的水面上升了0.01m，如图乙所示，则物块B的质量为________kg；在这个过程中，A重力做功的大小为________J。 18．如图所示，拉力F为5N，物体A以的速度在物体B表面向左做匀速直线运动（B表面足够长）；物体B静止在地面上，受到地面水平向左4N的摩擦力，弹簧测力计示数为12N。拉力F的功率P为______W；物体A受到的摩擦力为______N；若拉力F增大到10N时，相对于地面物体B会______（选填“向左运动”“向右运动”“静止”）。 19．如甲图所示，水平地面上的物体，受到方向不变的推力F的作用，其F﹣t和v﹣t的图象分别如图乙、如丙图所示。由图象可知，0~3s内，推力对物体做功 ___________J；t=5s时，物体受到的摩擦力是 ___________；9~2s内，推力对物体做功的功率是 ___________。 20．如图所示，用竖直向上的力匀速拉动较长的粗细和质量分布都均匀的杠杆，使重为36N的物体缓慢升高 0.1m， 拉力大小F 为16N，拉力移动的距离为0.25m。杠杆的机械效率为_______，杠杆的重为______N；若将重物的悬挂点A向右移动到B点，将重物提升相同的高度，则杠杆的机械效率将________（选填“变大”、“变小”或“不变”）（不考虑摩擦）。 21．如图所示的滑轮组，重物G=100N，滑轮A和B的重力为10N，C的重力为20N，如果要使重物匀速上升，那么F的大小为___________，这个滑轮组的机械效率为___________。（不计绳重和摩擦） 三、解答题（本题共9小题，共51分，解答23、24、25题时应有解答过程） 22（本题共6分）．作图题： (1)请画出力F1的力臂l1，以及杠杆受到的阻力F2。 (2)图甲是自行车手闸，其中AOC部分可视为杠杆，O为支点，刹车线对A点的拉力为阻力F2，其简化示意图如图乙。请在乙图中画出：阻力的力臂L2；刹车时，作用在杠杆AOC上的最小动力F1。 (3)用滑轮组提升重45N的物体，绳子能够承受的最大拉力为20N，假设动滑轮重、绳重和摩擦均不计，在图中画出滑轮组绳子的绕法。 23（本题共5分）．研学实践活动时，小明在农家乐看到一种农具（如图甲），他查阅资料后知道，这种农具叫“舂”，农民捣谷用的，其工作原理图如图乙，AOB为碓杆，O为支点，A处连接着碓头，脚踏碓杆的B处可使碓头升高，抬起脚，碓头会落下去击打稻谷，若碓头的重力为50N，每踩一次碓头上升的高度为60cm，AO长1.5m，OB长0.3m，求： (1)不计碓杆的重力和摩擦，脚在B点沿着垂直向下的方向，需要多大的力才可以将碓头抬起？ (2)每踩一次对碓头做的功是多少？ (3)若1min将B踩下30次，舂的机械效率为60％，则人做功的功率是多大？ 24（本题共5分）．如图所示，建筑工人通过滑轮装置将质量是100kg，底面积为0.1m2的物体沿斜面由底端匀速地拉到顶端，工人所用的拉力F始终与斜面平行，斜面长是10m，高为6m，物件对斜面的压强为8000Pa，动滑轮重200N，不计绳重及滑轮与绳之间的摩擦，物体与斜面之间的摩擦力始终为其重力的k倍，g取10N/kg。求： （1）物件对斜面的压力F压； （2）若工人所用拉力F的大小为410N，求此时装置的机械效率及物体与斜面间的摩擦力； （3）若某工人的拉力最大为515N，则他能拉起最大重力为多少N的物体。 25（本题共7分）．如图所示，实心物体漂浮在水面上，现利用电动机通过滑轮组拉动，使向下运动。已知的体积为，密度为，动滑轮重为，电动机工作时拉绳子的功率为且保持不变，，不计绳重、摩擦和水的阻力。求： (1)物体A浸没在水中时受到的浮力； (2)物体A向下运动的最小速度； (3)物体A向下运动过程中，滑轮组机械效率的最大值。 26（本题共5分）．简单机械在我国古代被广泛应用于生活和生产中，如杠杆、滑轮、轮轴等。（g取） (1)我国古代劳动人民提升重物常用到滑轮组。图甲、乙所示的用两个相同的滑轮组成的不同的滑轮组，若用它们分别将同一物体匀速提升到相同的高度，不计绳重及摩擦，则绳子自由端的拉力大小关系为________，绳子自由端移动的距离关系为________。（均选填“”“”或“”） (2)图丙所示的是我国古人使用绞车和滑轮吊起石材时的情境，其简化结构图如图丁所示，绞盘横杆长度L与滚轴直径d之比为，吊框的重力为100N，不计绳重和机械间的所有摩擦。 ①绞车可以看作__________（选填“轮轴”或“滑轮”），滑轮A和B的作用是__________。 ②若一名工匠用绞车匀速提升大理石板，工匠的推力为100N，则大理石板的重力为__________N。 27（本题共4分）．消防救援机器人适用于消防队员无法靠近的灭火救援场所，可以在消防救灾时深入险地，快速高效地完成正常人几乎不可完成的工作。如图是一台某款消防机器人，靠两履带驱动，可以连接高压水带并拖动至指定位置进行喷水救火。这款机器人搭载一台功率为20kw的水泵，总重为1800N，两条履带与地面接触的总面积为0.4m2，连接高压水带后，每秒可将50kg的水喷射到30m高的位置。（g=10N/kg） （1）履带上凹凸不平的花纹是为了________（选填“增大”或“减小”）摩擦力。 （2）该消防机器人静止在水平地面上时，对地面的压强多大________? （3）消防机器人在连接高压水带后救火喷水时，喷水的功率为多少________? （4）消防机器人救火喷水时水泵的效率为多少________? 28（本题共6分）．阅读短文《桔槔和筒车》，回答问题： 中国古代五大农书之首《齐民要术》中记载着：“井深用辘轳，井浅用桔槔。”桔槔的结构相当于一个普通的杠杆。如图甲所示，在其横长杆的中间由竖木支撑或悬吊起来，横杆的一端用一根绳与汲器相连，另一端绑上或悬上一块重石头。当要提水时，人用力向下拉绳子，使水桶下降到水面以下，并让水流入水桶。当水桶装满水后，人向上拉动绳子，就可让绑重石端的位置下降，同时将提水的容器提升。《天工开物》中同样记录了一种汲水工具：“凡河滨有制筒车者，堰陂障流绕于车下，激轮使转，挽水入筒，一一倾于机内，流入亩中，昼夜不息，百亩无忧”，图乙为筒车的简化示意图。 (1)如图甲所示，汲水时，人用力向下拉绳子的过程中，桔槔相当于一个________（选填“省力”或“费力”）杠杆； (2)如图丙所示是桔槔的简化图模型，轻质杠杆AB，支点为O，，B端挂有重为150N的石块P，A端挂有重为20N的空桶木桶Q（绳重忽略不计，g取10N/kg），使用时，人向下拉绳放下空桶时拉力至少为________N。若水桶装满水后总重100N，石头仍重150N，更换支点为后（图中未画出），当桔槔达到平衡状态时，人对绳子向上的拉力是50N，则________； (3)当水流变缓后，筒车提升水的功率会变________（选填“大”或“小”）； (4)若接水槽离取水处高4m，水轮上有12个取水筒，一个取水筒每次可取水5kg，筒车旋转一周所用时间为60s，水流冲击筒车的总功率为60W，则水流做的总功为________J，筒车旋转一周取水的机械效率为________%（接水槽离倒水处的高度忽略不计，g取10N/kg，结果保留一位小数）。 29（本题共7分）．如图所示为“测量滑轮组机械效率”的实验装置，实验数据如表所示： 实验次数 钩码重G/N 钩码上升高度h/cm 绳端拉力F/N 绳端移动距离s/cm 机械效率η 1 4 10 2.7 20 74.1% 2 4 10 1.8 30 74.1% 3 8 10 3.1 30 86.0% 4 8 10 2.5 40 (1)实验中用到的测量工具有弹簧测力计和___________；实验中应沿竖直方向___________拉动弹簧测力计，若某同学在该实验中加速向上提升重物，所测滑轮组的机械效率会___________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）； (2)通过比较___________（填实验次数的序号）两次实验数据得出结论：使用相同滑轮提升同一重物时，滑轮组的机械效率与绳子段数无关； (3)根据表中数据可以计算出第4次实验中滑轮组的机械效率为___________； (4)通过比较3、4两次实验数据可得出结论；不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越___________；（不计绳重和摩擦） (5)若每个滑轮的质量为80g，第4次实验中克服摩擦做的额外功为___________J（不计绳重）。 30（本题共6分）．图甲是某居民楼前的无障碍通道，一位中年人正用轮椅推着他的母亲缓缓上行。为估测中年人推轮椅时所用力的大小，小明进行了实验测量。如图乙，他设置了与通道坡度相同的斜面，斜面AB长度为1.0m。 (1)选用与轮椅的车轮相同材料的小车为研究对象，进行了如下操作： ①测出小车重为 2.0N； ②沿斜面方向匀速直线拉动小车，弹簧测力计示数如图乙所示； ③将小车从A点拉到B点的过程中，拉力所做的功为 ___________J；此时，该斜面的机械效率为 ___________；斜面对小车的摩擦力为 ___________N； (2)在小车上逐渐添加重物，计算出小车从A点到B点拉力所做的总功W1；重力做的有用功为 W2，并根据数据画出W1和W2与小车总重G的关系图像，如图丙中的图线a和b所示。 ①由图像可知：用该通道斜面提升物体的机械效率与物体重力 ___________（选填“有关”或“无关”）； ②图甲的无障碍通道上坡的机械效率与图乙中斜面的机械效率相同。若母亲的质量为 55kg，所坐的轮椅质量为 15kg，则中年人用沿着通道斜面方向的力F推轮椅匀速上坡时，母亲的动能 ___________（选填“增大”“不变”或“减小”），力F的大小为 ___________N。 学科网（北京）股份有限公司1 / 16 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026-2027学年九年级上册物理单元自测 第十一章 简单机械和功·能力提升 建议用时：100分钟，满分：100分 一．选择题（本题共12小题，每小题2分，共24分。每小题给出的选项中只有一个选项符合题意） 1．下列有关物理量分析正确的是（     ） A．一名普通中学生从教学楼一楼走到二楼克服重力做功约为 B．一名普通中学生双脚站立时，对地面的压强约为 C．一名普通中学生拇指指甲盖上受到的大气压力约1N D．通过对机械结构优化和维护可以使机械效率超过100% 【答案】B 【详解】A．一楼到二楼高度约3m，普通中学生质量约50kg，重力 克服重力做功，故A错误； B．中学生重力约500N，双脚站立时受力面积约0.04m2，压强，与选项中的1.2×104Pa接近，故B正确； C．拇指指甲盖面积约，标准大气压约1×105Pa，受到的大气压力，远大于1N，故C错误； D．机械效率是有用功与总功的比值，使用机械做功时，总要克服机械自身重力和摩擦做不可避免的额外功，总功始终大于有用功，因此机械效率不可能超过100%，故D错误。 故选B。 2．小明在院子里搬一块均匀的长方形石板，石板平放在水平地面上。他用一个竖直向上的拉力按两种不同方式抬起石板的一端：甲方式拉长边中点，乙方式拉短边中点。有关拉力大小，下列说法正确的是（     ） A． B． C． D．无法比较 【答案】C 【详解】质地均匀的长方形石板，受到竖直向下的重力，其重心在几何中心处；将石板视为一个简易杠杆，抬起石板的一端时，石板的另一端为杠杆的支点。 如图1所示，按甲方式拉石板长边中点时，竖直向上的拉力为动力、对应动力臂，石板所受竖直向下的重力为阻力、对应阻力臂，且； 根据杠杆平衡条件得 变形后得 如图2所示，按乙方式拉石板短边中点时，竖直向上的拉力为动力、对应动力臂，石板所受竖直向下的重力为阻力、对应阻力臂，且； 根据杠杆平衡条件得 变形后得 于是可知。 故选C。 3．用如图所示的滑轮组匀速提升某一重物时，克服绳重和摩擦所做的额外功占总功的比值不变。若选用重力为的动滑轮，滑轮组的机械效率为75%；若选用重力为的动滑轮，此时滑轮组的机械效率为60%；如果选用重为的动滑轮，则滑轮组机械效率为（     ） A．55% B．47.5% C．45% D．50% 【答案】D 【详解】设物重为G，提升高度为h，克服绳重和摩擦的额外功占总功的比值为k，则总功 化简得，机械效率 因为当时；当时可得， 当时，，故选 D。 4．如图所示，一根质量分布均匀的长木棒，右端通过转轴O固定在竖直墙面上，可绕O点自由转动。正方体木块A置于木棒正下方，初始时木棒恰好保持水平平衡。已知木棒与木块间的摩擦可忽略。现用一水平力F缓慢向右推动木块A。在木块A被推动的过程中，水平推力F的大小将（　　） A．大小不变 B．逐渐增大 C．逐渐减小 D．先增大后减小 【答案】B 【详解】杠杆为质量分布均匀的长木棒，其重心在木棒的中点，设木棒的重力为G，木棒长度为L，则阻力为木棒的重力G，阻力臂为木棒重心到转轴O的水平距离，即。当用水平力F缓慢向右推动木块A时，木块对木棒的支持力为动力，动力臂为支持力作用点到转轴O的水平距离，在推动过程中，动力臂逐渐减小。根据杠杆平衡条件，阻力G和阻力臂不变，动力臂逐渐减小，那么动力（即木块对木棒的支持力）逐渐增大。由于力的作用是相互的，木棒对木块的压力也逐渐增大，木块对地面的压力也逐渐增大，而木块与木棒间的摩擦力可忽略，地面对木块的摩擦力逐渐增大，故缓慢向右推动木块时，水平推力F逐渐增大。故选B。 5．如图甲所示，水平地面上的一物体，受到水平向右的推力的作用，与时间的关系如图乙所示，物体的速度与时间的关系如图丙所示。以下说法正确的是（　　） A．0-2s内，物体处于静止状态，此时推力小于摩擦力 B．0-6s内，物体受到的合力为零 C．内，推力做功 D．内，物体做加速运动，此时摩擦力大小为 【答案】C 【详解】A．由丙图可知，0~2s内，物体速度为0，处于静止状态，物体没有被推动，根据二力平衡可知，此时推力等于摩擦力，故A错误； B．由丙图可知，2~4s内，物体做加速运动，速度在不断增大，运动状态改变，处于非平衡状态，受到非平衡力，合力不为零，故B错误； C．由丙图可知，4~6s内，物体做匀速直线运动，受到的摩擦力和水平推力大小相等、方向相反，是一对平衡力，4~6s过程中受到的摩擦力f=F=2N 物体运动的距离为 推力做功 故C正确； D．2~4s内，接触面的粗糙程度不变，压力大小不变，所以滑动摩擦力不变，仍为2N，故D错误。 故选C。 6．如图所示，湖面上有一艘小船，在时间t内，站在岸上的人通过滑轮用大小为F 的水平拉力拉绳子的自由端，使小船向岸边匀速直线移动的距离为s。不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（    ） A．绳子自由端向左移动的距离是 B．船受到的拉力大小为F C．拉力F的功率是 D．木桩受到的拉力大小为 【答案】C 【详解】A．由图可知，该滑轮为动滑轮，且绳子的有效段数为2，当船移动距离为s时，绳子自由端移动的距离是船移动距离的2倍，即2s，故A错误； B．不计绳重和摩擦，动滑轮可以省一半的力，但这里是用动滑轮拉船，船受到的拉力是绳子拉力的2倍，即2F，故B错误； C．拉力F做的功为拉力乘以绳子自由端移动的距离，即W= F×2s=2Fs 拉力F的功率是功与时间的比值，即 故 C 正确； D．在同一根绳子上，各处的拉力大小是相等的。当用大小为F的水平拉力拉绳子自由端时，绳子对木桩的拉力与手拉绳子的拉力属于同一根绳子上的力，所以木桩受到的拉力大小也为F，故D错误。 故选C。 7．如下列图片所示，不计绳重、滑轮重和绳子与滑轮之间的摩擦，用三种不同的方式分别拉同一物体在同一水平地面上做匀速直线运动，所用拉力分别为、、。它们的大小关系正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】不计绳重、滑轮重和绳子与滑轮之间的摩擦：假设物块与地面的摩擦力为 �� ，左滑轮为定滑轮，处于绳端，所以 ；中滑轮为动滑轮， 处于绳端，则；右滑轮为动滑轮，滑轮、物体匀速运动，滑轮受到向左的力 等于向右的拉力 ，即 ，故，故A正确，BCD错误。 故选A。 8．如图（甲）所示，每个滑轮的质量均为，不计绳重和绳子与滑轮之间的摩擦，水平桌面粗糙。当物体B的质量为m时，物体B竖直向下运动的图像如图（乙）所示；当用一个水平向左的力（图中未画出）拉物体A时，物体A向左做直线运动的图像如图（丙）所示，，则下列判断正确的是（　　）    A．物体B受到的重力为10N B．当物体A向左运动时，受到的摩擦力为16N，方向水平向右 C．当物体A向左运动时，拉力F做功的功率为 D．当物体B向下运动5s时，物体B的重力做功为56J 【答案】C 【详解】动滑轮的重力 A．由图甲可知，使用滑轮组承担物重的绳子股数，不计绳重和绳子与滑轮之间的摩擦，物体B竖直向下运动时，物体A在物体B的作用下在水平桌面上向右匀速运动，则物体A受到水平向左摩擦力f与水平向右的拉力相平衡，则 当用一个水平向左的力拉物体A时，物体A向左做直线运动，由于物体A受到的水平向右的摩擦力f和绳子的拉力作用，由于A对水平面的压力大小和接触面的粗糙程度不变，则A受到的摩擦力大小不变，此时摩擦力方向向右，根据物体A受力平衡可得向左的拉力 所以 故A错误； B．当物体A向左运动时，受到水平向右的摩擦力，大小为 故B错误； C．当物体A向左运动时，由图丙可知，物体A在2s内通过的路程，则拉力F做功为 拉力的功率 故C正确； D．当物体B向下运动时，由图乙可知物体B下降的速度，根据可得下降的高度 则物体B的重力做的功 故D错误。 故选C。 9．用一个重为的动滑轮与一个定滑轮提起一重物时，机械效率为；若改用重为的动滑轮与同一个定滑轮提起同一重物时，机械效率为，绳重及摩擦所做的额外功始终占总功的，则的值为（　　 ） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】设重物重力为，提升高度为，有用功。 根据机械效率公式可得。 克服绳重及摩擦力做额外功。由总功变形推导出动滑轮重力 。当动滑轮重为时， 则 当动滑轮重为时， 则 则其比值，故选B。 10．小明用如图所示的装置探究杠杆的机械效率，他将重为100N的物体挂在均匀杠杆的中点，在杠杆的另一端始终保持竖直方向拉动杠杆，使其绕O点缓慢转动，带动物体匀速上升了0.1m（不计绳重及摩擦），下列说法正确的是（　　） A．在物体上升过程中，拉力大小将变大 B．若杠杆机械效率为80%，则杠杆自重为50N C．仅将物体悬挂点向支点靠近一些，杠杆的机械效率将变大 D．仅将拉力F的作用点向支点靠近一些，杠杆的机械效率将不变 【答案】D 【详解】A．物体挂在杠杆中点，拉力的方向始终竖直向上，杆的重力的方向和物体通过绳对杆的拉力的方向始终竖直向下。假设拉力的力臂为l1，因为物体挂在均匀杠杆的中点，而力始终保持竖直，所以根据数学知识中的三角形相似，对应边成比例可知，阻力臂与动力臂之比等于杆的一半的长度与杆的全长之比，即物体对杆的拉力的力臂。假设杠杆自重为G杆，其重心在中点，则力臂也为。根据杠杆平衡条件可知， 化简得 因为杆的重力与物体的重力大小不变，则拉力大小不变，故A错误； B．机械效率，因为物体对杆的拉力的作用点和杆自身重力的作用点都在杠杆的中点，所以物体和杠杆上升高度相同，即。已知，，代入得 约去h后，解得，而非50N，故B错误； C．将物体悬挂点向支点靠近，物体上升高度h不变，有用功不变；额外功，由数学知识可知，h杆变大，额外功变大。机械效率 由于变大，会使η变小，故C错误； D．仅将拉力作用点向支点靠近，物体的重力G、杠杆自重G杆不变，因为物体和杠杆的上升高度比例由悬挂点和重心位置决定，与拉力作用点无关，所以h、h杆不变，则有用功和额外功也不变，因此机械效率不变，故D正确。 故选D。 11．如图甲所示，重为G的物体A在水平拉力F1（F1< G）。的作用下在水平路面上匀速直线移动一段距离s，所用时间为t，改用如图乙所示滑轮组拉动物体A在同一水平路面上用相同时间匀速直线移动相同距离，拉力为F2，每个滑轮的重力为G0。此过程中（　　） A．拉力F1的功率为 B．拉力F2做的总功为F2S C．滑轮组的机械效率为 D．使用滑轮组时克服绳重和摩擦所做的额外功占总功的比例为 【答案】D 【详解】A．由图甲可知，物体A在水平拉力F1的作用下在水平路面上匀速直线移动一段距离s，所用时间为t，则拉力F1的功率为 故A不符合题意； B．由图乙可知，滑轮组拉动物体A在同一水平路面上用相同时间匀速直线移动相同距离，拉力为F2；由对滑轮组分析可得，动滑轮上绳子股数，所以滑轮组动力端移动的距离为 则拉力F2做的总功为 故B不符合题意； C．因为滑轮组拉动物体A在同一水平路面上用相同时间匀速直线移动相同距离，所以利用滑轮组所做的有用功与图甲中F1所做的功相同，即 因此滑轮组的机械效率为 故C不符合题意； D．由题意可知，在使用滑轮组拉动物体A的过程中，额外功来源于克服摩擦所做的功、克服绳重和动滑轮自重所做的功，所以本题中克服绳重和摩擦所做的额外功为 则所求克服绳重和摩擦所做的额外功占总功的比例为 故D符合题意。 故选D。 12．如图所示，一物块的重力为G，现用平行于斜面的拉力F1把物块匀速拉到高为h的A点，测出物块与斜面的摩擦力为f1，物块在斜面上移动距离为s1；物块到达斜面顶端后放平，利用动滑轮匀速水平拉动，测出物块与水平面的摩擦力为f2，移动的距离为s2、水平拉力F2；甲图斜面的效率记为η1，乙图滑轮的效率记为η2，则（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】AB．甲图斜面的效率 由以上分析可知， AB不符合题意； CD．乙图滑轮的效率 由以上分析可知，C符合题意，D不符合题意。 故选C。 第Ⅱ卷 非选择题 二、填空题（本题共9小题，每空1分，共25分） 13．如图所示，用独轮车搬运砖头，车厢和砖头所受的总重力G为1000N，工人用竖直向上的力F使独轮车缓慢抬起。图中标出了有关数据，则人手向上的力F为________N。为了更省力，可使车厢里的砖头尽量________工人，也可以让工人在车把手上的作用点________车厢。（后两空均选填“靠近”或“远离”） 【答案】 300/ 远离 远离 【详解】如图所示，独轮车车轮与地面接触的点为支点，重力为杠杆的阻力，工人竖直向上的力F为杠杆的动力，根据杠杆的平衡条件可得，则人手向上的力F为 为了省力，在阻力不变的情况下，减小阻力臂，可以减小动力F，故可把车厢里的砖头尽量远离工人；也可以让工人在车把手上的作用点远离车厢，即增大动力臂l1。 14．如图是小明同学在做引体向上运动，他质量为60kg，30秒内做了12个引体向上，则其手臂向上的拉力做功共______J（下放过程拉力做功不计），他此次引体向上运动拉力做功的功率为______W。（取g=10N/kg） 【答案】 3600/ 120/ 【详解】 小明的重力 由图可知，每次引体向上身体上升高度，做1次引体向上拉力做功 12次引体向上总做功 拉力做功的功率为 15．在探究斜面机械效率的活动中，分别用力将A、B两个完全相同的物体匀速拉到斜面顶端，做功情况如图乙所示，则力对物体A做的有用功为______J，物体A所在斜面的机械效率______（选填“大于”“小于”或“等于”）物体B所在斜面的机械效率，若物体B所在斜面长为1米，力对物体B做的额外功为______J，则B受到的摩擦力为______N。 【答案】 2 小于 0.5 0.5 【详解】[1]由图乙可知，力对物体A做的总功为3J、额外功为1J，则力对物体A做的有用功： [2]由题意可知，物体A、B的重力相等，上升的高度也相同，由可知，力对物体A和物体B做的有用功大小相等，即 由图乙可知，力对物体B做的总功为2.5J，两者做的有用功相等，力对物体A做的总功大于力对物体B做的总功，由可知，物体A所在斜面的机械效率小于物体B所在斜面的机械效率。 [3]力对物体B做的额外功 由可得B受到的摩擦力 16．图甲为一款健身器材，两滑轮均重20N；弹性限度内，弹簧伸长的最大长度为80cm，弹簧所受拉力F与其“伸长的长度”Δx成正比，如图乙所示。弹簧、细绳、拉环的重力和摩擦可忽略；使用时竖直向下缓慢拉动拉环。则当弹簧拉力为300N时，拉环向下移动______cm。此健身器材提供的最大拉力为______N，此时绳a拉力为______N。 【答案】 30 780 820 【详解】[1]弹性限度内，弹簧所受拉力F与其“伸长的长度”Δx成正比，弹簧拉力为300N时，弹簧伸长的长度为 动滑轮绕2段绳，拉环向下移动 [2]由图乙可知，弹簧伸长的最大长度为80cm，弹簧的最大拉力是400N，弹簧、细绳、拉环的重力和摩擦可忽略，由得到健身器材提供的最大拉力F大=2F-G动=2×400N-20N=780N [3]弹簧、细绳、拉环的重力和摩擦可忽略，由图可知，定滑轮受到重力、绳a的拉力和滑轮绕绳的拉力；由图乙可知，弹簧拉力最大为400N时，绳a的拉力Fa=2F1+G定=2×400N+20N=820N 17．把边长L为0.5m、密度为0.6×103kg/m3的正方体A放入底面积为1m2的盛水容器中，如图甲所示，将物块B轻放在A的上面，容器中的水面上升了0.01m，如图乙所示，则物块B的质量为________kg；在这个过程中，A重力做功的大小为________J。 【答案】 10 22.5 【详解】[1]A的底面积SA=0.5m×0.5m=0.25m2 将物块B轻放在A的上面，A增大的排开水的体积ΔV排=S容h升=1m2×0.01m=0.01m3 则增大的浮力ΔF浮=ρ水ΔV排g=1.0×103kg/m3×0.01m3×10N/kg=100N 根据力的平衡可得，物块B的重力GB=ΔF浮=100N 则物块B的质量 [2]根据G=mg和可得，A的重力GA=mAg=ρAVAg=0.6×103kg/m3×(0.5m)3×10N/kg=750N 将物块B轻放在A的上面，A浸入水中的深度的增加量 如下图所示，可得Δh浸=h升+d 所以A下降的高度d=Δh浸-h升=0.04m-0.01m=0.03m A重力做功W=GAd=750N×0.03m=22.5J 18．如图所示，拉力F为5N，物体A以的速度在物体B表面向左做匀速直线运动（B表面足够长）；物体B静止在地面上，受到地面水平向左4N的摩擦力，弹簧测力计示数为12N。拉力F的功率P为______W；物体A受到的摩擦力为______N；若拉力F增大到10N时，相对于地面物体B会______（选填“向左运动”“向右运动”“静止”）。 【答案】 1 8 静止 【详解】[1]由图可知，水平使用滑轮组，绳子的段数，则拉力端移动速度 所以拉力F做功的功率 [2]物体B静止在地面上，即处于平衡状态，则水平方向上物体B受到向右的弹簧拉力等于地面对它向左的摩擦力与物体A对它向左的摩擦力之和，即，则 由于力的作用是相互的，所以物体A受到的摩擦力为。 [3]若拉力F增大到10N时，A在运动过程中，A对B的压力不变，接触面的粗糙程度不变，则A和B之间的摩擦力不变，所以物体B的运动状态不会改变，即物体B仍然静止。 19．如甲图所示，水平地面上的物体，受到方向不变的推力F的作用，其F﹣t和v﹣t的图象分别如图乙、如丙图所示。由图象可知，0~3s内，推力对物体做功 ___________J；t=5s时，物体受到的摩擦力是 ___________；9~2s内，推力对物体做功的功率是 ___________。 【答案】 0 60N 60W 【详解】[1]由丙图知，0~3s内物体的速度为零，物体处于静止状态，所以，0~3s内推力对物体做功为0。 [2]由丙图知，9~12s内，物体做匀速直线运动，且v=1m/s，由图乙知，9~12s时的推力F=60N，而物体在水平方向上受到的滑动摩擦力f与推力F是一对平衡力，则此时受到的摩擦力 f=F=60N 由丙图知，在3~6s内，物体做加速运动，由于物体对地面的压力和接触面的粗糙程度都没有改变，所以摩擦力的大小不变，也为60N，则t=5s时，物体受到的摩擦力为60N。 [3]9~12内推力F做功的功率 P=Fv=60N×1m/s=60W 20．如图所示，用竖直向上的力匀速拉动较长的粗细和质量分布都均匀的杠杆，使重为36N的物体缓慢升高 0.1m， 拉力大小F 为16N，拉力移动的距离为0.25m。杠杆的机械效率为_______，杠杆的重为______N；若将重物的悬挂点A向右移动到B点，将重物提升相同的高度，则杠杆的机械效率将________（选填“变大”、“变小”或“不变”）（不考虑摩擦）。 【答案】 变大 【详解】[1]杠杆的机械效率为 杠杆的机械效率为。 [2]克服杠杆的重力做功为 由于是均匀的杠杆，则说明重心在杠的中心，因为拉力移动的距离为0.25m，那么杠杆重心移动的距离是拉力距离的一半，故杠杆的重为 故杠杆的重为。 [3]杠杆升高的高度变小，故克服重力做功的变小，再做相同的有用功时，额外功变小，根据可知，故杠杆的机械效率变大。 21．如图所示的滑轮组，重物G=100N，滑轮A和B的重力为10N，C的重力为20N，如果要使重物匀速上升，那么F的大小为___________，这个滑轮组的机械效率为___________。（不计绳重和摩擦） 【答案】 27.5N 90.9% 【详解】[1][2]由图可知A为定滑轮，B、C为动滑轮，滑轮上各段绳子所受的拉力如图所示： 不计绳重和摩擦，以动滑轮B为研究对象，B受力平衡，则 以动滑轮C为研究对象，因C随重物匀速上升，受力平衡，所以 即 即 B、C均为动滑轮，由图可知，重物的重力G由4段绳子承担，这个滑轮组的机械效率 三、解答题（本题共9小题，共51分，解答23、24、25题时应有解答过程） 22（本题共6分）．作图题： (1)请画出力F1的力臂l1，以及杠杆受到的阻力F2。 (2)图甲是自行车手闸，其中AOC部分可视为杠杆，O为支点，刹车线对A点的拉力为阻力F2，其简化示意图如图乙。请在乙图中画出：阻力的力臂L2；刹车时，作用在杠杆AOC上的最小动力F1。 (3)用滑轮组提升重45N的物体，绳子能够承受的最大拉力为20N，假设动滑轮重、绳重和摩擦均不计，在图中画出滑轮组绳子的绕法。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）过支点O作力F1的作用线的垂线段，即为F1的力臂L1；阻力是阻碍杠杆的转动的力，过阻力作用点沿竖直向下的方向画一条带箭头的线段，即为阻力F2，如图 （2）反向延长F2的作用线，从支点O作动力F2作用线的垂线，支点到垂足的距离为阻力臂L2；由杠杆平衡条件可知，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小；图中支点在O点，因此OC作为动力臂最长，动力的方向应该垂直力臂OC向上，过点C垂直于OC向上作出最小动力F1 的示意图，如图 （3）根据题意，动滑轮重、绳重和摩擦均不计时，承担物重的绳子段数为 故需要三段绳子提升，为奇数，根据“奇动偶定”的原则，绳子起始端应系在动滑轮的挂钩上，然后再向定滑轮绕线，如图 23（本题共5分）．研学实践活动时，小明在农家乐看到一种农具（如图甲），他查阅资料后知道，这种农具叫“舂”，农民捣谷用的，其工作原理图如图乙，AOB为碓杆，O为支点，A处连接着碓头，脚踏碓杆的B处可使碓头升高，抬起脚，碓头会落下去击打稻谷，若碓头的重力为50N，每踩一次碓头上升的高度为60cm，AO长1.5m，OB长0.3m，求： (1)不计碓杆的重力和摩擦，脚在B点沿着垂直向下的方向，需要多大的力才可以将碓头抬起？ (2)每踩一次对碓头做的功是多少？ (3)若1min将B踩下30次，舂的机械效率为60％，则人做功的功率是多大？ 【答案】(1)250N (2)30J (3)25W 【详解】（1）碓杆为杠杆，支点为O，阻力为碓头重力，阻力臂；动力为脚在B点的力F，动力臂 根据杠杆平衡条件，代入数据得 （2）对碓头做的功为有用功，克服重力做功，公式为。已知碓头重力，上升高度，代入得： （3）30次对碓头做的总有用功 由机械效率得人做的总功 时间，功率公式，代入得 24（本题共5分）．如图所示，建筑工人通过滑轮装置将质量是100kg，底面积为0.1m2的物体沿斜面由底端匀速地拉到顶端，工人所用的拉力F始终与斜面平行，斜面长是10m，高为6m，物件对斜面的压强为8000Pa，动滑轮重200N，不计绳重及滑轮与绳之间的摩擦，物体与斜面之间的摩擦力始终为其重力的k倍，g取10N/kg。求： （1）物件对斜面的压力F压； （2）若工人所用拉力F的大小为410N，求此时装置的机械效率及物体与斜面间的摩擦力； （3）若某工人的拉力最大为515N，则他能拉起最大重力为多少N的物体。 【答案】（1）800N；（2）73.2%，100N；（3）1300N 【详解】解：（1）物件对斜面的压力为 F压=pS=8000Pa×0.1m2=800N （2）工人通过动滑轮沿斜面将物体从斜面底端拉至顶端，绳端移动的距离等于斜面长的2倍，即绳端移动的距离为 s=2l=2×10m=20m 工人做的总功为 W总=Fs=410N×20m=8200J 物体的重力为 G=mg=100kg×10N/kg=1000N 工人做的有用功为 W有=Gh=1000N×6m=6000J 整个装置的机械效率为 工人克服动滑轮重做的功为 W动=G动h=200N×6m=1200J 工人克服物体与斜面间的摩擦力做的额外功为 W摩擦=W总-W有-W动=8200J-6000J-1200J=1000J 物体与斜面间的摩擦力为 （3）由题意知f=kG，则k的值为 当某工人的拉力最大为515N时，由 W总1=F1s W有=G1h W摩擦1=f1l=0.1G1l W摩擦1=W总1-W有1-W动 可得 0.1G1l=2F1l-G1h-1200J 代入数据 0.1×10m×G1=2×515N×10m-6m×G1-1200J 解得最大物重为：G1=1300N。 答：（1）物件对斜面的压力F压为800N； （2）若工人所用拉力F的大小为410N，此时装置的机械效率为73.2%，物体与斜面间的摩擦力为100N； （3）若某工人的拉力最大为515N，则他能拉起最大重力为1300N的物体。 25（本题共7分）．如图所示，实心物体漂浮在水面上，现利用电动机通过滑轮组拉动，使向下运动。已知的体积为，密度为，动滑轮重为，电动机工作时拉绳子的功率为且保持不变，，不计绳重、摩擦和水的阻力。求： (1)物体A浸没在水中时受到的浮力； (2)物体A向下运动的最小速度； (3)物体A向下运动过程中，滑轮组机械效率的最大值。 【答案】(1)6000N (2)0.4m/s (3)80% 【详解】（1）物体A浸没在水中时， 所以根据阿基米德原理，物体A浸没在水中时受到的浮力为 （2）A的质量为 A的重力为 由图可知滑轮组的动滑轮绕绳子的段数，由 可知，当绳子对物体A拉力最大时，A向下运动的速度最小，当A完全浸没时绳子对物体A拉力最大，电动机对绳子的拉力为 所以绳子端向上运动的最小速度为 则A向下运动的最小速度 （3）由滑轮组机械效率的影响因素可知，当A完全浸没时绳子对物体A拉力最大，滑轮组的机械效率最大，因为不计绳重、摩擦和水的阻力，滑轮组机械效率的最大值为 26（本题共5分）．简单机械在我国古代被广泛应用于生活和生产中，如杠杆、滑轮、轮轴等。（g取） (1)我国古代劳动人民提升重物常用到滑轮组。图甲、乙所示的用两个相同的滑轮组成的不同的滑轮组，若用它们分别将同一物体匀速提升到相同的高度，不计绳重及摩擦，则绳子自由端的拉力大小关系为________，绳子自由端移动的距离关系为________。（均选填“”“”或“”） (2)图丙所示的是我国古人使用绞车和滑轮吊起石材时的情境，其简化结构图如图丁所示，绞盘横杆长度L与滚轴直径d之比为，吊框的重力为100N，不计绳重和机械间的所有摩擦。 ①绞车可以看作__________（选填“轮轴”或“滑轮”），滑轮A和B的作用是__________。 ②若一名工匠用绞车匀速提升大理石板，工匠的推力为100N，则大理石板的重力为__________N。 【答案】(1) > < (2) 轮轴 改变力的方向 300 【详解】（1）[1][2]图甲中滑轮组的动滑轮绕2段绳，图乙中滑轮组的动滑轮绕3段绳，将同一物体匀速提升相同高度，不计绳重及摩擦，由可知，绳子自由端拉力；由可知，绳子自由端移动的距离关系为； （2） [1][2]由图可知通过转动绞盘使绳子绕到滚轴，从而拉起物体，绞盘相对于轮，滚轴相对于轴，所以绞车可以看作轮轴；滑轮A和B为定滑轮，其作用是改变力的方向。 [3]轮轴的本质是“连续转动的杠杆”，其力臂关系为：动力臂是轮的半径，即；阻力臂是轴的半径，即。根据杠杆平衡条件得，已知，，代入数据可计算出吊起大理石和吊框的总重力为，因此大理石板重。 27（本题共4分）．消防救援机器人适用于消防队员无法靠近的灭火救援场所，可以在消防救灾时深入险地，快速高效地完成正常人几乎不可完成的工作。如图是一台某款消防机器人，靠两履带驱动，可以连接高压水带并拖动至指定位置进行喷水救火。这款机器人搭载一台功率为20kw的水泵，总重为1800N，两条履带与地面接触的总面积为0.4m2，连接高压水带后，每秒可将50kg的水喷射到30m高的位置。（g=10N/kg） （1）履带上凹凸不平的花纹是为了________（选填“增大”或“减小”）摩擦力。 （2）该消防机器人静止在水平地面上时，对地面的压强多大________? （3）消防机器人在连接高压水带后救火喷水时，喷水的功率为多少________? （4）消防机器人救火喷水时水泵的效率为多少________? 【答案】 增大 4.5×103Pa 1.5×104W 75% 【详解】（1）[1]履带上凹凸不平的花纹，是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力，使机器人能更好地在地面上行驶。 （2）[2]该消防机器人静止在水平地面上时，对地面的压力等于其重力，即 F=G=1800N 受力面积为两条履带与地面接触的总面积，即 S=0.4m2 根据压强公式​，机器人对地面的压强为 （3）[3]消防机器人在连接高压水带后救火喷水时，每秒可将50kg的水喷射到30m高的位置，则喷水时做的功为 W=Gh=mgh=50kg×10N/kg×30m=1.5×104J 喷水的功率为 （4）水泵的功率为 P泵​=20kW=2×104W 则水泵在1s内做的总功为 水泵的效率为 28（本题共6分）．阅读短文《桔槔和筒车》，回答问题： 中国古代五大农书之首《齐民要术》中记载着：“井深用辘轳，井浅用桔槔。”桔槔的结构相当于一个普通的杠杆。如图甲所示，在其横长杆的中间由竖木支撑或悬吊起来，横杆的一端用一根绳与汲器相连，另一端绑上或悬上一块重石头。当要提水时，人用力向下拉绳子，使水桶下降到水面以下，并让水流入水桶。当水桶装满水后，人向上拉动绳子，就可让绑重石端的位置下降，同时将提水的容器提升。《天工开物》中同样记录了一种汲水工具：“凡河滨有制筒车者，堰陂障流绕于车下，激轮使转，挽水入筒，一一倾于机内，流入亩中，昼夜不息，百亩无忧”，图乙为筒车的简化示意图。 (1)如图甲所示，汲水时，人用力向下拉绳子的过程中，桔槔相当于一个________（选填“省力”或“费力”）杠杆； (2)如图丙所示是桔槔的简化图模型，轻质杠杆AB，支点为O，，B端挂有重为150N的石块P，A端挂有重为20N的空桶木桶Q（绳重忽略不计，g取10N/kg），使用时，人向下拉绳放下空桶时拉力至少为________N。若水桶装满水后总重100N，石头仍重150N，更换支点为后（图中未画出），当桔槔达到平衡状态时，人对绳子向上的拉力是50N，则________； (3)当水流变缓后，筒车提升水的功率会变________（选填“大”或“小”）； (4)若接水槽离取水处高4m，水轮上有12个取水筒，一个取水筒每次可取水5kg，筒车旋转一周所用时间为60s，水流冲击筒车的总功率为60W，则水流做的总功为________J，筒车旋转一周取水的机械效率为________%（接水槽离倒水处的高度忽略不计，g取10N/kg，结果保留一位小数）。 【答案】(1)省力 (2) 80 3︰1 (4)小 (5) 3600 66.7 【详解】（1）在汲水时，人用力向下拉绳子，此时动力臂大于阻力臂（石块的重力为阻力，其力臂较短；人的拉力为动力，力臂较长），根据杠杆分类，动力臂大于阻力臂的杠杆是省力杠杆。 （2）[1]放下空桶时，杠杆处于平衡状态。人的拉力F和空桶的重力G桶是使杠杆逆时针转动的力，石头P的重力GP是使杠杆顺时针转动的力。根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2可得 代入数据得 解得F=80N。 [2]更换支点为O'后，提装满水的桶时，杠杆再次平衡。此时，水桶总重G总=100N，方向竖直向下；人对绳子的拉力F人=50N，方向竖直向上；石头的重力GP=150N，方向竖直向下。A端受到的合力为 方向竖直向下。B端受到的力为 方向竖直向下。根据杠杆平衡条件可得， 所以 （3）筒车提升水的功率取决于其转速和每次取水的量。当水流变缓后，水流对筒车的冲击力减小，导致筒车转速变慢。在单位时间内，提升水的次数减少，即提升水的质量减少，根据功率公式，在提升高度h不变的情况下，单位时间内提升水的质量m减小，因此筒车提升水的功率会变小。 （4）[1]已知水流冲击筒车的总功率为60W，筒车旋转一周所用时间为60s。则水流做的总功为 [2]筒车旋转一周所做的有用功是提升水的功。旋转一周提升水的总质量 提升水的总重力 提升水所做的有用功 筒车的机械效率为 29（本题共7分）．如图所示为“测量滑轮组机械效率”的实验装置，实验数据如表所示： 实验次数 钩码重G/N 钩码上升高度h/cm 绳端拉力F/N 绳端移动距离s/cm 机械效率η 1 4 10 2.7 20 74.1% 2 4 10 1.8 30 74.1% 3 8 10 3.1 30 86.0% 4 8 10 2.5 40 (1)实验中用到的测量工具有弹簧测力计和___________；实验中应沿竖直方向___________拉动弹簧测力计，若某同学在该实验中加速向上提升重物，所测滑轮组的机械效率会___________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）； (2)通过比较___________（填实验次数的序号）两次实验数据得出结论：使用相同滑轮提升同一重物时，滑轮组的机械效率与绳子段数无关； (3)根据表中数据可以计算出第4次实验中滑轮组的机械效率为___________； (4)通过比较3、4两次实验数据可得出结论；不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越___________；（不计绳重和摩擦） (5)若每个滑轮的质量为80g，第4次实验中克服摩擦做的额外功为___________J（不计绳重）。 【答案】(1) 刻度尺 匀速直线 偏小 (2)1、2 (3)80.0% (4)低 (5)0.04 【详解】（1）[1]在测量滑轮组机械效率的实验中，用到的测量工具有弹簧测力计和刻度尺，弹簧测力计测量力的大小，刻度尺测量钩码上升高度和绳端移动距离等。 [2]实验中要竖直向上匀速直线拉动弹簧测力计，使物体匀速升高，此时系统处于平衡状态，测力计示数才等于拉力大小。 [3]如果在实验过程中加速向上提升物体，所用的拉力就会偏大，在其他条件不变的情况下，计算出来的总功就会偏大，所测得的机械效率会偏小。 （2）比较1、2次实验，用相同滑轮提升同一重物，这两次绕绳方式不同，这两次机械效率是相同的，说明滑轮组机械效率与绕绳方式无关，或者说，用相同滑轮提升同一重物，滑轮组的机械效率与绳子段数无关。 （3）第4次实验中滑轮组的机械效率 （4）从表格数据可以知道，第3次实验滑轮组分担物重的绳子段数，第4 次实验滑轮组分担物重的绳子段数。不计绳重和摩擦的情况下，由可得，第3次实验所用动滑轮重 第4次实验动滑轮重 比较3、4两次实验数据，不同的滑轮组提升相同的重物，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低。 （5）第4次有用功 第4次总功 第4次额外功 第4次实验绳子承重段数等于4，即应用图丁滑轮组，则动滑轮的总质量 第4次所用动滑轮重 第4次克服动滑轮做的额外功 在不考虑绳重的情况下，额外功包括克服动滑轮做的功和克服摩擦做的功，所以第4次克服摩擦做的额外功 30（本题共6分）．图甲是某居民楼前的无障碍通道，一位中年人正用轮椅推着他的母亲缓缓上行。为估测中年人推轮椅时所用力的大小，小明进行了实验测量。如图乙，他设置了与通道坡度相同的斜面，斜面AB长度为1.0m。 (1)选用与轮椅的车轮相同材料的小车为研究对象，进行了如下操作： ①测出小车重为 2.0N； ②沿斜面方向匀速直线拉动小车，弹簧测力计示数如图乙所示； ③将小车从A点拉到B点的过程中，拉力所做的功为 ___________J；此时，该斜面的机械效率为 ___________；斜面对小车的摩擦力为 ___________N； (2)在小车上逐渐添加重物，计算出小车从A点到B点拉力所做的总功W1；重力做的有用功为 W2，并根据数据画出W1和W2与小车总重G的关系图像，如图丙中的图线a和b所示。 ①由图像可知：用该通道斜面提升物体的机械效率与物体重力 ___________（选填“有关”或“无关”）； ②图甲的无障碍通道上坡的机械效率与图乙中斜面的机械效率相同。若母亲的质量为 55kg，所坐的轮椅质量为 15kg，则中年人用沿着通道斜面方向的力F推轮椅匀速上坡时，母亲的动能 ___________（选填“增大”“不变”或“减小”），力F的大小为 ___________N。 【答案】(1) 0.3 60% 0.12 (2) 无关 不变 105 【详解】（1）[1]由图可知，弹簧测力计的分度值为0.02N，示数为F=0.3N；刻度尺上1cm之间有10个小格，所以一个小格代表的长度是0.1cm=1mm，即此刻度尺的分度值为1mm，使刻度尺“0”刻度线与水平地面对齐，B点所处高度为h=9.00cm=0.09m 将小车从A点拉到B点的过程中，距离为s=1m，拉力做的功为 [2]利用斜面将小车从A点拉到B点时所做的有用功为 该斜面的机械效率为 [3]小车从A点拉到B点的过程中，拉力做的额外功 则斜面对小车的摩擦力为 （2）[1]由图像可知，当小车的总重G增大到5N时，拉小车从A点到B点所做的功W1=0.75J，克服重力做的有用功为 W2=0.45J，利用斜面将小车从水平地面提升到B点时的机械效率为 因为，所以用该通道提升物体时的机械效率与物重无关。 [2]中年人用沿着通道斜面方向的力推轮椅匀速上坡时，母亲的速度和质量不变，故动能不变。 [3]这位母亲和所坐的轮椅总重力 中年人用沿着通道斜面方向的力推轮椅匀速上坡时，从A点到B点所做的有用功为 中年人用沿着通道斜面方向的力推轮椅匀速上坡时，从A点到B点所做的总功为 力的大小为 学科网（北京）股份有限公司1 / 16 学科网（北京）股份有限公司 $………………○………………外………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… ………………○………………内………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… 此卷只装订不密封 ………………○………………内………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… ………………○………………外………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… … 学校：______________姓名：_____________班级：_______________考号：______________________ 2026-2027学年九年级上册物理单元自测 第十一章 简单机械和功·能力提升 建议用时：100分钟，满分：100分 一．选择题（本题共12小题，每小题2分，共24分。每小题给出的选项中只有一个选项符合题意） 1．下列有关物理量分析正确的是（     ） A．一名普通中学生从教学楼一楼走到二楼克服重力做功约为 B．一名普通中学生双脚站立时，对地面的压强约为 C．一名普通中学生拇指指甲盖上受到的大气压力约1N D．通过对机械结构优化和维护可以使机械效率超过100% 2．小明在院子里搬一块均匀的长方形石板，石板平放在水平地面上。他用一个竖直向上的拉力按两种不同方式抬起石板的一端：甲方式拉长边中点，乙方式拉短边中点。有关拉力大小，下列说法正确的是（     ） A． B． C． D．无法比较 3．用如图所示的滑轮组匀速提升某一重物时，克服绳重和摩擦所做的额外功占总功的比值不变。若选用重力为的动滑轮，滑轮组的机械效率为75%；若选用重力为的动滑轮，此时滑轮组的机械效率为60%；如果选用重为的动滑轮，则滑轮组机械效率为（     ） A．55% B．47.5% C．45% D．50% 4．如图所示，一根质量分布均匀的长木棒，右端通过转轴O固定在竖直墙面上，可绕O点自由转动。正方体木块A置于木棒正下方，初始时木棒恰好保持水平平衡。已知木棒与木块间的摩擦可忽略。现用一水平力F缓慢向右推动木块A。在木块A被推动的过程中，水平推力F的大小将（　　） A．大小不变 B．逐渐增大 C．逐渐减小 D．先增大后减小 5．如图甲所示，水平地面上的一物体，受到水平向右的推力的作用，与时间的关系如图乙所示，物体的速度与时间的关系如图丙所示。以下说法正确的是（　　） A．0-2s内，物体处于静止状态，此时推力小于摩擦力 B．0-6s内，物体受到的合力为零 C．内，推力做功 D．内，物体做加速运动，此时摩擦力大小为 6．如图所示，湖面上有一艘小船，在时间t内，站在岸上的人通过滑轮用大小为F 的水平拉力拉绳子的自由端，使小船向岸边匀速直线移动的距离为s。不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（    ） A．绳子自由端向左移动的距离是 B．船受到的拉力大小为F C．拉力F的功率是 D．木桩受到的拉力大小为 7．如下列图片所示，不计绳重、滑轮重和绳子与滑轮之间的摩擦，用三种不同的方式分别拉同一物体在同一水平地面上做匀速直线运动，所用拉力分别为、、。它们的大小关系正确的是（　　） A． B． C． D． 8．如图（甲）所示，每个滑轮的质量均为，不计绳重和绳子与滑轮之间的摩擦，水平桌面粗糙。当物体B的质量为m时，物体B竖直向下运动的图像如图（乙）所示；当用一个水平向左的力（图中未画出）拉物体A时，物体A向左做直线运动的图像如图（丙）所示，，则下列判断正确的是（　　）    A．物体B受到的重力为10N B．当物体A向左运动时，受到的摩擦力为16N，方向水平向右 C．当物体A向左运动时，拉力F做功的功率为 D．当物体B向下运动5s时，物体B的重力做功为56J 9．用一个重为的动滑轮与一个定滑轮提起一重物时，机械效率为；若改用重为的动滑轮与同一个定滑轮提起同一重物时，机械效率为，绳重及摩擦所做的额外功始终占总功的，则的值为（　　 ） A． B． C． D． 10．小明用如图所示的装置探究杠杆的机械效率，他将重为100N的物体挂在均匀杠杆的中点，在杠杆的另一端始终保持竖直方向拉动杠杆，使其绕O点缓慢转动，带动物体匀速上升了0.1m（不计绳重及摩擦），下列说法正确的是（　　） A．在物体上升过程中，拉力大小将变大 B．若杠杆机械效率为80%，则杠杆自重为50N C．仅将物体悬挂点向支点靠近一些，杠杆的机械效率将变大 D．仅将拉力F的作用点向支点靠近一些，杠杆的机械效率将不变 11．如图甲所示，重为G的物体A在水平拉力F1（F1< G）。的作用下在水平路面上匀速直线移动一段距离s，所用时间为t，改用如图乙所示滑轮组拉动物体A在同一水平路面上用相同时间匀速直线移动相同距离，拉力为F2，每个滑轮的重力为G0。此过程中（　　） A．拉力F1的功率为 B．拉力F2做的总功为F2S C．滑轮组的机械效率为 D．使用滑轮组时克服绳重和摩擦所做的额外功占总功的比例为 12．如图所示，一物块的重力为G，现用平行于斜面的拉力F1把物块匀速拉到高为h的A点，测出物块与斜面的摩擦力为f1，物块在斜面上移动距离为s1；物块到达斜面顶端后放平，利用动滑轮匀速水平拉动，测出物块与水平面的摩擦力为f2，移动的距离为s2、水平拉力F2；甲图斜面的效率记为η1，乙图滑轮的效率记为η2，则（　　） A． B． C． D． 第Ⅱ卷 非选择题 二、填空题（本题共9小题，每空1分，共25分） 13．如图所示，用独轮车搬运砖头，车厢和砖头所受的总重力G为1000N，工人用竖直向上的力F使独轮车缓慢抬起。图中标出了有关数据，则人手向上的力F为________N。为了更省力，可使车厢里的砖头尽量________工人，也可以让工人在车把手上的作用点________车厢。（后两空均选填“靠近”或“远离”） 14．如图是小明同学在做引体向上运动，他质量为60kg，30秒内做了12个引体向上，则其手臂向上的拉力做功共______J（下放过程拉力做功不计），他此次引体向上运动拉力做功的功率为______W。（取g=10N/kg） 15．在探究斜面机械效率的活动中，分别用力将A、B两个完全相同的物体匀速拉到斜面顶端，做功情况如图乙所示，则力对物体A做的有用功为______J，物体A所在斜面的机械效率______（选填“大于”“小于”或“等于”）物体B所在斜面的机械效率，若物体B所在斜面长为1米，力对物体B做的额外功为______J，则B受到的摩擦力为______N。 16．图甲为一款健身器材，两滑轮均重20N；弹性限度内，弹簧伸长的最大长度为80cm，弹簧所受拉力F与其“伸长的长度”Δx成正比，如图乙所示。弹簧、细绳、拉环的重力和摩擦可忽略；使用时竖直向下缓慢拉动拉环。则当弹簧拉力为300N时，拉环向下移动______cm。此健身器材提供的最大拉力为______N，此时绳a拉力为______N。 17．把边长L为0.5m、密度为0.6×103kg/m3的正方体A放入底面积为1m2的盛水容器中，如图甲所示，将物块B轻放在A的上面，容器中的水面上升了0.01m，如图乙所示，则物块B的质量为________kg；在这个过程中，A重力做功的大小为________J。 18．如图所示，拉力F为5N，物体A以的速度在物体B表面向左做匀速直线运动（B表面足够长）；物体B静止在地面上，受到地面水平向左4N的摩擦力，弹簧测力计示数为12N。拉力F的功率P为______W；物体A受到的摩擦力为______N；若拉力F增大到10N时，相对于地面物体B会______（选填“向左运动”“向右运动”“静止”）。 19．如甲图所示，水平地面上的物体，受到方向不变的推力F的作用，其F﹣t和v﹣t的图象分别如图乙、如丙图所示。由图象可知，0~3s内，推力对物体做功 ___________J；t=5s时，物体受到的摩擦力是 ___________；9~2s内，推力对物体做功的功率是 ___________。 20．如图所示，用竖直向上的力匀速拉动较长的粗细和质量分布都均匀的杠杆，使重为36N的物体缓慢升高 0.1m， 拉力大小F 为16N，拉力移动的距离为0.25m。杠杆的机械效率为_______，杠杆的重为______N；若将重物的悬挂点A向右移动到B点，将重物提升相同的高度，则杠杆的机械效率将________（选填“变大”、“变小”或“不变”）（不考虑摩擦）。 21．如图所示的滑轮组，重物G=100N，滑轮A和B的重力为10N，C的重力为20N，如果要使重物匀速上升，那么F的大小为___________，这个滑轮组的机械效率为___________。（不计绳重和摩擦） 三、解答题（本题共9小题，共51分，解答23、24、25题时应有解答过程） 22（本题共6分）．作图题： (1)请画出力F1的力臂l1，以及杠杆受到的阻力F2。 (2)图甲是自行车手闸，其中AOC部分可视为杠杆，O为支点，刹车线对A点的拉力为阻力F2，其简化示意图如图乙。请在乙图中画出：阻力的力臂L2；刹车时，作用在杠杆AOC上的最小动力F1。 (3)用滑轮组提升重45N的物体，绳子能够承受的最大拉力为20N，假设动滑轮重、绳重和摩擦均不计，在图中画出滑轮组绳子的绕法。 23（本题共5分）．研学实践活动时，小明在农家乐看到一种农具（如图甲），他查阅资料后知道，这种农具叫“舂”，农民捣谷用的，其工作原理图如图乙，AOB为碓杆，O为支点，A处连接着碓头，脚踏碓杆的B处可使碓头升高，抬起脚，碓头会落下去击打稻谷，若碓头的重力为50N，每踩一次碓头上升的高度为60cm，AO长1.5m，OB长0.3m，求： (1)不计碓杆的重力和摩擦，脚在B点沿着垂直向下的方向，需要多大的力才可以将碓头抬起？ (2)每踩一次对碓头做的功是多少？ (3)若1min将B踩下30次，舂的机械效率为60％，则人做功的功率是多大？ 24（本题共5分）．如图所示，建筑工人通过滑轮装置将质量是100kg，底面积为0.1m2的物体沿斜面由底端匀速地拉到顶端，工人所用的拉力F始终与斜面平行，斜面长是10m，高为6m，物件对斜面的压强为8000Pa，动滑轮重200N，不计绳重及滑轮与绳之间的摩擦，物体与斜面之间的摩擦力始终为其重力的k倍，g取10N/kg。求： （1）物件对斜面的压力F压； （2）若工人所用拉力F的大小为410N，求此时装置的机械效率及物体与斜面间的摩擦力； （3）若某工人的拉力最大为515N，则他能拉起最大重力为多少N的物体。 25（本题共7分）．如图所示，实心物体漂浮在水面上，现利用电动机通过滑轮组拉动，使向下运动。已知的体积为，密度为，动滑轮重为，电动机工作时拉绳子的功率为且保持不变，，不计绳重、摩擦和水的阻力。求： (1)物体A浸没在水中时受到的浮力； (2)物体A向下运动的最小速度； (3)物体A向下运动过程中，滑轮组机械效率的最大值。 26（本题共5分）．简单机械在我国古代被广泛应用于生活和生产中，如杠杆、滑轮、轮轴等。（g取） (1)我国古代劳动人民提升重物常用到滑轮组。图甲、乙所示的用两个相同的滑轮组成的不同的滑轮组，若用它们分别将同一物体匀速提升到相同的高度，不计绳重及摩擦，则绳子自由端的拉力大小关系为________，绳子自由端移动的距离关系为________。（均选填“”“”或“”） (2)图丙所示的是我国古人使用绞车和滑轮吊起石材时的情境，其简化结构图如图丁所示，绞盘横杆长度L与滚轴直径d之比为，吊框的重力为100N，不计绳重和机械间的所有摩擦。 ①绞车可以看作__________（选填“轮轴”或“滑轮”），滑轮A和B的作用是__________。 ②若一名工匠用绞车匀速提升大理石板，工匠的推力为100N，则大理石板的重力为__________N。 27（本题共4分）．消防救援机器人适用于消防队员无法靠近的灭火救援场所，可以在消防救灾时深入险地，快速高效地完成正常人几乎不可完成的工作。如图是一台某款消防机器人，靠两履带驱动，可以连接高压水带并拖动至指定位置进行喷水救火。这款机器人搭载一台功率为20kw的水泵，总重为1800N，两条履带与地面接触的总面积为0.4m2，连接高压水带后，每秒可将50kg的水喷射到30m高的位置。（g=10N/kg） （1）履带上凹凸不平的花纹是为了________（选填“增大”或“减小”）摩擦力。 （2）该消防机器人静止在水平地面上时，对地面的压强多大________? （3）消防机器人在连接高压水带后救火喷水时，喷水的功率为多少________? （4）消防机器人救火喷水时水泵的效率为多少________? 28（本题共6分）．阅读短文《桔槔和筒车》，回答问题： 中国古代五大农书之首《齐民要术》中记载着：“井深用辘轳，井浅用桔槔。”桔槔的结构相当于一个普通的杠杆。如图甲所示，在其横长杆的中间由竖木支撑或悬吊起来，横杆的一端用一根绳与汲器相连，另一端绑上或悬上一块重石头。当要提水时，人用力向下拉绳子，使水桶下降到水面以下，并让水流入水桶。当水桶装满水后，人向上拉动绳子，就可让绑重石端的位置下降，同时将提水的容器提升。《天工开物》中同样记录了一种汲水工具：“凡河滨有制筒车者，堰陂障流绕于车下，激轮使转，挽水入筒，一一倾于机内，流入亩中，昼夜不息，百亩无忧”，图乙为筒车的简化示意图。 (1)如图甲所示，汲水时，人用力向下拉绳子的过程中，桔槔相当于一个________（选填“省力”或“费力”）杠杆； (2)如图丙所示是桔槔的简化图模型，轻质杠杆AB，支点为O，，B端挂有重为150N的石块P，A端挂有重为20N的空桶木桶Q（绳重忽略不计，g取10N/kg），使用时，人向下拉绳放下空桶时拉力至少为________N。若水桶装满水后总重100N，石头仍重150N，更换支点为后（图中未画出），当桔槔达到平衡状态时，人对绳子向上的拉力是50N，则________； (3)当水流变缓后，筒车提升水的功率会变________（选填“大”或“小”）； (4)若接水槽离取水处高4m，水轮上有12个取水筒，一个取水筒每次可取水5kg，筒车旋转一周所用时间为60s，水流冲击筒车的总功率为60W，则水流做的总功为________J，筒车旋转一周取水的机械效率为________%（接水槽离倒水处的高度忽略不计，g取10N/kg，结果保留一位小数）。 29（本题共7分）．如图所示为“测量滑轮组机械效率”的实验装置，实验数据如表所示： 实验次数 钩码重G/N 钩码上升高度h/cm 绳端拉力F/N 绳端移动距离s/cm 机械效率η 1 4 10 2.7 20 74.1% 2 4 10 1.8 30 74.1% 3 8 10 3.1 30 86.0% 4 8 10 2.5 40 (1)实验中用到的测量工具有弹簧测力计和___________；实验中应沿竖直方向___________拉动弹簧测力计，若某同学在该实验中加速向上提升重物，所测滑轮组的机械效率会___________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）； (2)通过比较___________（填实验次数的序号）两次实验数据得出结论：使用相同滑轮提升同一重物时，滑轮组的机械效率与绳子段数无关； (3)根据表中数据可以计算出第4次实验中滑轮组的机械效率为___________； (4)通过比较3、4两次实验数据可得出结论；不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越___________；（不计绳重和摩擦） (5)若每个滑轮的质量为80g，第4次实验中克服摩擦做的额外功为___________J（不计绳重）。 30（本题共6分）．图甲是某居民楼前的无障碍通道，一位中年人正用轮椅推着他的母亲缓缓上行。为估测中年人推轮椅时所用力的大小，小明进行了实验测量。如图乙，他设置了与通道坡度相同的斜面，斜面AB长度为1.0m。 (1)选用与轮椅的车轮相同材料的小车为研究对象，进行了如下操作： ①测出小车重为 2.0N； ②沿斜面方向匀速直线拉动小车，弹簧测力计示数如图乙所示； ③将小车从A点拉到B点的过程中，拉力所做的功为 ___________J；此时，该斜面的机械效率为 ___________；斜面对小车的摩擦力为 ___________N； (2)在小车上逐渐添加重物，计算出小车从A点到B点拉力所做的总功W1；重力做的有用功为 W2，并根据数据画出W1和W2与小车总重G的关系图像，如图丙中的图线a和b所示。 ①由图像可知：用该通道斜面提升物体的机械效率与物体重力 ___________（选填“有关”或“无关”）； ②图甲的无障碍通道上坡的机械效率与图乙中斜面的机械效率相同。若母亲的质量为 55kg，所坐的轮椅质量为 15kg，则中年人用沿着通道斜面方向的力F推轮椅匀速上坡时，母亲的动能 ___________（选填“增大”“不变”或“减小”），力F的大小为 ___________N。 试题 第3页（共12页） 试题 第4页（共12页） 试题 第1页（共12页） 试题 第2页（共12页） 学科网（北京）股份有限公司 $