精品解析:江苏徐州市新沂市第十中学2026-2027学年度第一学期九年级物理第一次阶段性检测试卷
2026-09-30
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内容正文:
新沂市第十中学九年级物理9月月考试卷
(内容第11章,满分80分,时间60分钟)
(请将答案填写在答题纸上对应位置)
一、单选题(每题2分,共20分)
1. 如图所示的工具中,属于费力杠杆的是( )
A. 钓鱼竿 B. 天平
C. 核桃夹 D. 树枝修剪刀
2. 下列有关机械做功、功率、机械效率的说法,正确的是( )
A. 效率越高的机械,功率越大 B. 越省力的机械,其功率就越大
C. 做有用功越多的机械,效率越高 D. 功率越大的机械,做功越快
3. 如图所示的情境中,对做功情况的判断不正确的是( )
A. 甲图,运动员撑着杠铃保持静止的过程,运动员对杠铃做了功
B. 乙图,人用力搬石块但石块未能离开地面,人对石块没有做功
C. 丙图,人在平直的地面上推着小车匀速运动,人对小车做了功
D. 丁图,起重机匀速提升货物的过程中,起重机对货物做了功
4. 如图所示,分别用F1、F2、F3、F4匀速提升同一重物,若不计滑轮重及摩擦,则( )
A. F1<F2<F3<F4 B. F1>F2>F3>F4 C. F1>F2=F3=F4 D. F1<F2=F3=F4
5. 用如图所示的装置探究“斜面的机械效率”,下列描述正确的是( )
A. 实验时要匀速竖直拉动弹簧测力计
B. 斜面的倾斜程度越大,斜面的机械效率越大
C. 斜面的倾斜程度越大木块所受的摩擦力越大
D. 影响斜面机械效率的因素只是物体与斜面间的粗糙程度
6. 甲乙两位学生比赛爬竿,已知甲质量40kg,用18s爬到顶,乙质量50kg,用20s爬到顶,则两人爬竿过程中所做功和功率大小是( )
A. 甲学生做功较少,功率较大 B. 甲学生做功较少,功率较小
C. 甲学生做功较多,功率较大 D. 甲学生做功较多,功率较小
7. 在测量滑轮组机械效率的活动中,装置如图所示,欲使所测机械效率提高,下列措施可行的是( )
A. 改变绳子的绕法 B. 增加提升高度
C. 增大物体的重力 D. 减小定滑轮的重力
8. 小明将一只鸡蛋从地上捡起并举过头顶,他对鸡蛋所做的功约为( )
A. 0.1J B. 1J C. 10J D. 100J
9. 如图所示,OAB为轻质杠杆,可绕支点O自由转动,在B端施加一个动力使杠杆在水平位置平衡,对该杠杆以下判断正确的是( )
A. 该杠杆可能既不省力也不费力 B. 该杠杆一定是省力杠杆
C. 该杠杆一定不是费力杠杆 D. 该杠杆一定是等臂杠杆
10. 如图所示,用起重机将货物竖直匀速吊起后再水平移动(起吊货物时支架与吊臂相对固定)一段距离,下列说法正确的是( )
A. 水平移动过程中起重机对货物做功
B. 图中放大的滑轮为动滑轮,作用是省力
C. 克服动滑轮重力做的功为有用功
D. 增加起吊物体的质量,滑轮组的机械效率将减小
二、填空题(11-16题每空1分,17题2分,共20分)
11. 功率是用来表示物体________的物理量。某机器功率为2kW,合________W,它表示机器每秒做功________。
12. 如图所示,______图使用的滑轮是动滑轮(选填“a”或“b”);用20牛的拉力匀速提起物体A,不计摩擦,A的重力为______牛。若物体A在10秒内上升4米,拉力的功率为______瓦。
13. 小强推着重的小车,内在水平地面上匀速前进了,如果小强施加的水平推力为,在此过程中小强对小车做的功为_________J,小强做功的功率为_________W,重力对小车做功为_________J。
14. 质量为60kg的搬运工人,要将质量为40kg的一摞书搬上五楼(每层楼高3米),可以有两种方法:一是把所有的书一次搬上楼,二是先搬一部分书上楼,再搬剩下的部分。第一种方法搬书所做的有用功是 _________J,额外功是 _________J,第二种方法的机械效率比第一种的 _____(选填“高”或“低”)。(g取10N/kg)
15. 如图是某人手握一个质量为20kg物体的示意图,人体的手臂相当于________杠杆。请你根据图中标出的数据,计算出人肱二头肌收缩产生的力至少是________N,当他把物体不断举高过程中,肱二头肌用力将变________。取g=10N/kg
16. 同学们在体育课上做仰卧起坐,前半段是背部由平躺地面变成脊柱弯曲,后半段是上半身完全离开地面。仰卧起坐时,人体可看成______(省力或费力)杠杆模型,为支点,肌肉的拉力为动力。如图所示先将头向前抬起,可以减小______(动或阻)力臂,同学们可以改变仰卧起坐的快慢,来控制体育锻炼的效果,其实质是改变______(功或功率)的大小。
17. 拧开水龙头,让水流平稳地流出,简述水龙头把手的作用。
三、解答题(第18题4分,19-21题每题8分,22、23题每题6分,共40分)
18.
(1)在图中,用笔画线代替轻绳,画出建筑工人在楼上用滑轮组提升重物时的绕线方式。
(2)如图所示,画出使轻质杠杆保持平衡的最小力F以及对应的力臂l。
19. 根据“探究杠杆的平衡条件”实验要求,完成下列各题:
(1)实验开始时,杠杆的位置如图1所示,需将平衡螺母向________(选填“左”或“右”)移动,才能使杠杆在水平位置平衡,这样调节的目的是________;
(2)图2中杠杆,当弹簧测力计由竖直地拉着变成倾斜地拉着,使杠杆在水平位置静止时,弹簧测力计的示数将________(选填“变大”、“不变”或“变小”);
(3)另外一组同学根据自己的实验数据,得到了如下结论:动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离。这个结论与杠杆的平衡条件并不相符,原因可能是实验过程中没有________(选填序号:①改变力的大小、②改变力的方向、③改变力的作用点)。
20. 选用图中所示一套装置测量滑轮组的机械效率,部分实验数据如下表所示。
实验次数
钩码重力
钩码上升高度
拉力
绳自由端移动的距离
机械效率
1
2.0
5
1.0
15
66.7%
2
4.0
5
1.8
15
74.1%
3
4.0
10
1.8
30
74.1%
4
6.0
5
2.5
15
(1)实验过程中,缓慢竖直拉动弹簧测力计,使钩码______上升,由记录的数据可知,该实验使用的是图______所示的实验装置。
(2)第4次实验时滑轮组的机械效率是______%.
(3)用滑轮组提升重物时,下列选项中可以提高机械效率的是______。
A. 换用更轻的动滑轮 B. 加快提升物体的速度
21. 阅读下面的短文,并回答问题。
龙骨水车
据史料记载,龙骨水车发明于东汉时期,因其结构形如长龙骨架而得名,是中国古代劳动人民发明的农业灌溉机械之一。如图甲所示,龙骨水车的主体由两部分组成:一是取水部分的车桶、大龙头轴、小龙头轴、刮水板等;二是人操作部分的扶手和脚踏板等。龙骨水车通体由木质板材构成,大部分采用榫接和连接结构,材料简单、技艺成熟,使龙骨水车很容易制作。
龙骨水车在工作时主要利用链轮传动原理,即当主动轴旋转时,链条与固定在主动轴上的链轮相啮合,从而带动固定在从动轴上的链轮旋转,使从动轴获得动力。如图乙所示,小龙头轴及刮水板浸入低处的水中,人握住扶手用脚踏动脚踏板,驱动大龙头轴(主动轴)转动,带动链条(由刮水板等组成)运动,进而带动小龙头轴(从动轴)转动,这一过程中刮水板将水带入车桶内,板叶刮水上行,将低处的水刮送至高处的农田中,实现连续提水灌溉。
这种古代先进的大型农用机械,不仅提高了当时农业灌溉的效率,更彰显了我国古代劳动人民的智慧。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)脚踏板、转轴和大轮组成了一个轮轴,它相当于一个______(选填“省力”或“费力”)杠杆。
(2)刮水板的面积越大,水车旋转一周提升的水就越多,对水所做的功越______(选填“多”或“少”),当工人踩动脚踏的速度加快时,提升水的功率会变______(选填“大”或“小”)。
(3)若农民伯伯踩动龙骨水车,水车旋转一周可以将30kg的水提升2m灌溉农田,所用时间为60s,农民伯伯做功的总功率为,取。则该过程中龙骨水车的机械效率为______%。
五、计算题
22. 如图是工人师傅用滑轮组提升建筑材料的示意图,在400N的拉力作用下,使重为700N的建筑材料,匀速竖直上升了2m。不计绳子重力和摩擦。求:
(1)滑轮组的机械效率;
(2)动滑轮的重力。
23. 2025年9月3日,在“大阅兵”中亮相的“机器狼”是一种新型无人作战装备。如图所示,该机器狼的重力为400N,某次展示时,“机器狼”运输200N的物资,1min内匀速行驶到距离出发点180m的预定地点,之后四足站立对周围进行侦察,匀速行驶过程中受到阻力是总重的0.2倍。求:
(1)机器狼水平匀速前进过程中的动力F;
(2)该过程中,机器狼的功率大小。
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新沂市第十中学九年级物理9月月考试卷
(内容第11章,满分80分,时间60分钟)
(请将答案填写在答题纸上对应位置)
一、单选题(每题2分,共20分)
1. 如图所示的工具中,属于费力杠杆的是( )
A. 钓鱼竿 B. 天平
C. 核桃夹 D. 树枝修剪刀
【答案】A
【解析】
【详解】A.钓鱼竿在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故A 符合题意;
B.天平在使用过程中,动力臂等于阻力臂,是等臂杠杆,不省力也不费力,故B不符合题意;
C.核桃夹在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故C不符合题意;
D.树枝修剪刀在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故D 不符合题意。
故选A。
2. 下列有关机械做功、功率、机械效率的说法,正确的是( )
A. 效率越高的机械,功率越大 B. 越省力的机械,其功率就越大
C. 做有用功越多的机械,效率越高 D. 功率越大的机械,做功越快
【答案】D
【解析】
【详解】A.机械效率与功率无关,功率越大的机械,机械效率不一定越高,故A错误;
B.功率是描述物体做功快慢的物理量,功率与机械的省力情况无关,故B错误;
C.总功大小未知,做有用功越多的机械,机械效率不一定越高,故C错误;
D.功率是反映做功快慢的物理量,做功越快的机械,功率越大,故D正确。
故选D。
3. 如图所示的情境中,对做功情况的判断不正确的是( )
A. 甲图,运动员撑着杠铃保持静止的过程,运动员对杠铃做了功
B. 乙图,人用力搬石块但石块未能离开地面,人对石块没有做功
C. 丙图,人在平直的地面上推着小车匀速运动,人对小车做了功
D. 丁图,起重机匀速提升货物的过程中,起重机对货物做了功
【答案】A
【解析】
【详解】A.举重运动员举着杠铃不动,运动员给杠铃一个向上的力,杠铃向上没有移动距离,运动员对杠铃没有做功,故A错误,符合题意;
B.人搬石块但石块未能离开地面,人给石块一个向上的力,石块没有移动距离,人对石块没有做功。故B正确,不符合题意;
C.人在平直的地面上推着小车匀速运动,人对小车施加力的作用,小车在力的作用下移动了距离,人对小车做了功,故C正确,不符合题意;
D.起重机吊着重物上升,钢绳给重物一个向上的力,重物向上移动了距离,钢绳对重物做功,故D正确,不符合题意。
故选A。
4. 如图所示,分别用F1、F2、F3、F4匀速提升同一重物,若不计滑轮重及摩擦,则( )
A. F1<F2<F3<F4 B. F1>F2>F3>F4 C. F1>F2=F3=F4 D. F1<F2=F3=F4
【答案】D
【解析】
【详解】物体重为G,由图可知,第一个是动滑轮,按此方式使用可以省一半的力,即 ;剩余的三个滑轮是定滑轮,使用定滑轮不能省力,即
F2=F3=F4=G
所以拉力的关系
F1<F2=F3=F4
故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
5. 用如图所示的装置探究“斜面的机械效率”,下列描述正确的是( )
A. 实验时要匀速竖直拉动弹簧测力计
B. 斜面的倾斜程度越大,斜面的机械效率越大
C. 斜面的倾斜程度越大木块所受的摩擦力越大
D. 影响斜面机械效率的因素只是物体与斜面间的粗糙程度
【答案】B
【解析】
【详解】A.为了保证弹簧测力计的示数稳定,就要让木块做匀速直线运动,实验时要沿斜面匀速拉动弹簧测力计,故A错误;
BC.其他条件一定时,斜面倾斜程度越大,物体对斜面压力越小,摩擦力越小,做额外功越少,机械效率越大,故B正确,C错误;
D.斜面的机械效率跟斜面的粗糙程度和斜面的倾斜程度有关,故D错误。
故选B。
6. 甲乙两位学生比赛爬竿,已知甲质量40kg,用18s爬到顶,乙质量50kg,用20s爬到顶,则两人爬竿过程中所做功和功率大小是( )
A. 甲学生做功较少,功率较大 B. 甲学生做功较少,功率较小
C. 甲学生做功较多,功率较大 D. 甲学生做功较多,功率较小
【答案】B
【解析】
【详解】 爬竿时人克服自身重力做功,公式为,
甲乙爬的是同一根竿,高度相同,甲的质量40kg小于乙的50kg,故甲的重力更小,甲做的功更少;甲的功率
乙的功率
计算可得,因此甲做功较少、功率较小。故选B。
7. 在测量滑轮组机械效率的活动中,装置如图所示,欲使所测机械效率提高,下列措施可行的是( )
A. 改变绳子的绕法 B. 增加提升高度
C. 增大物体的重力 D. 减小定滑轮的重力
【答案】C
【解析】
【详解】滑轮组机械效率的大小主要跟提升物体的重力和动滑轮的重力有关,提升物体的重力越大,有用功就越大,机械效率就增大,动滑轮的重力越大,额外功就越大,机械效率就降低,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
8. 小明将一只鸡蛋从地上捡起并举过头顶,他对鸡蛋所做的功约为( )
A. 0.1J B. 1J C. 10J D. 100J
【答案】B
【解析】
【详解】一个鸡蛋质量约,鸡蛋重力
将一只鸡蛋从地上捡起并举过头顶,举高高度约
他对鸡蛋所做的功约为
故选B。
9. 如图所示,OAB为轻质杠杆,可绕支点O自由转动,在B端施加一个动力使杠杆在水平位置平衡,对该杠杆以下判断正确的是( )
A. 该杠杆可能既不省力也不费力 B. 该杠杆一定是省力杠杆
C. 该杠杆一定不是费力杠杆 D. 该杠杆一定是等臂杠杆
【答案】A
【解析】
【详解】B点力的方向不同,力臂的大小则不同,不能确定动力臂与阻力臂的大小关系,所以此时杠杆可能省力、可能费力、可能既不省力也不费力,既可能是省力杠杆、费力杠杆,也可能是等臂杠杆(既不省力也不费力),故A正确,BCD错误。
故选A。
10. 如图所示,用起重机将货物竖直匀速吊起后再水平移动(起吊货物时支架与吊臂相对固定)一段距离,下列说法正确的是( )
A. 水平移动过程中起重机对货物做功
B. 图中放大的滑轮为动滑轮,作用是省力
C. 克服动滑轮重力做的功为有用功
D. 增加起吊物体的质量,滑轮组的机械效率将减小
【答案】B
【解析】
【详解】A.在水平移动过程中,起重机对货物的拉力方向竖直向上,而货物移动的方向是水平方向,所以起重机对货物不做功,故A错误;
B.图中放大的滑轮轴随物体一起运动,属于动滑轮,使用动滑轮可以省力,故B正确;
C.使用滑轮组提升货物时,克服货物重力做的功为有用功,克服动滑轮重力和摩擦力做的功为额外功,故C错误;
D.增加起吊物体的质量,起吊物体的重力变大,有用功变大,额外功不变,有用功在总功中所占的比例变大,则滑轮组的机械效率增大,故D错误。
故选B。
二、填空题(11-16题每空1分,17题2分,共20分)
11. 功率是用来表示物体________的物理量。某机器功率为2kW,合________W,它表示机器每秒做功________。
【答案】 ①.
做功快慢 ②.
2000 ③.
2000J
【解析】
【详解】功率的物理意义就是描述物体做功的快慢。
进行单位换算
2000W的含义就是该机器每秒可以完成2000J的功。
12. 如图所示,______图使用的滑轮是动滑轮(选填“a”或“b”);用20牛的拉力匀速提起物体A,不计摩擦,A的重力为______牛。若物体A在10秒内上升4米,拉力的功率为______瓦。
【答案】 ①. b ②. 20 ③. 8
【解析】
【详解】[1]图a是定滑轮,图b是动滑轮
[2]使用定滑轮不能够省力,不计摩擦,所以
[3]拉力F做的功
拉力的功率
13. 小强推着重的小车,内在水平地面上匀速前进了,如果小强施加的水平推力为,在此过程中小强对小车做的功为_________J,小强做功的功率为_________W,重力对小车做功为_________J。
【答案】 ①. 150 ②. 5 ③. 0
【解析】
【详解】[1]在此过程中小强对小车做的功为
[2]小强做功的功率为
[3]小车运动过程中,重力方向与运动方向垂直,则重力对小车做功为0J。
14. 质量为60kg的搬运工人,要将质量为40kg的一摞书搬上五楼(每层楼高3米),可以有两种方法:一是把所有的书一次搬上楼,二是先搬一部分书上楼,再搬剩下的部分。第一种方法搬书所做的有用功是 _________J,额外功是 _________J,第二种方法的机械效率比第一种的 _____(选填“高”或“低”)。(g取10N/kg)
【答案】 ①. 4800 ②. 7200 ③. 低
【解析】
【详解】[1][2][3]书的重力
G书=m书g=40kg×10N/kg=400N
人的重力
G人=m人g=60kg×10N/kg=600N
第一种方法搬书所做的有用功
W有用=G书h=400N×4×3m=4800J
所做的额外功为克服自身重力所做的功,即
W额=G人h=600N×4×3m=7200J
这摞书的重力一定,楼的高度前后不变,由W=Gh可知,两次所做的有用功相等;方法一所做的额外功为一次克服自身重力所做的功,而方法二所做的额外功是两次克服自身重力所做的功,因此方法二的额外功大于第一次的额外功,故方法二的总功大于第一次的总功,由可知
η1>η2
即第二种方法的机械效率比第一种的低。
15. 如图是某人手握一个质量为20kg物体的示意图,人体的手臂相当于________杠杆。请你根据图中标出的数据,计算出人肱二头肌收缩产生的力至少是________N,当他把物体不断举高过程中,肱二头肌用力将变________。取g=10N/kg
【答案】 ①. 费力 ②. 1200 ③. 小
【解析】
【详解】手臂绕肘关节转动,肘关节是支点,肱二头肌的拉力是动力,物体对人手的力是阻力,阻力大小等于物体受到的重力。由图可知动力臂为5cm,阻力臂为30cm,动力臂远小于阻力臂,因此手臂相当于费力杠杆;
物体的重力为
根据杠杆平衡条件
代入数据,人肱二头肌收缩产生的力至少为
当把物体不断举高时,物体的重力大小不变,肱二头肌拉力的动力臂几乎不变,但物体重力对应的阻力臂会随手臂抬起不断变小,根据杠杆平衡条件,肱二头肌的用力将变小。
16. 同学们在体育课上做仰卧起坐,前半段是背部由平躺地面变成脊柱弯曲,后半段是上半身完全离开地面。仰卧起坐时,人体可看成______(省力或费力)杠杆模型,为支点,肌肉的拉力为动力。如图所示先将头向前抬起,可以减小______(动或阻)力臂,同学们可以改变仰卧起坐的快慢,来控制体育锻炼的效果,其实质是改变______(功或功率)的大小。
【答案】 ①.
费力 ②.
阻 ③.
功率
【解析】
【详解】由杠杆平衡条件可知,动力臂小于阻力臂时为费力杠杆,故仰卧起坐时,支点O在臀部,人体上半身的重力为阻力,作用点在上半身的重心,动力是腹部肌肉拉力,作用点靠近臀部,故动力臂小于阻力臂,则人体是费力杠杆模型;
因头向前抬起时,上半身重心向支点靠近,故可减小阻力臂;因功率表示做功的快慢,改变仰卧起坐的快慢即改变做功快慢,其实质是改变功率的大小。
17. 拧开水龙头,让水流平稳地流出,简述水龙头把手的作用。
【答案】水龙头是一个轮轴,把手在使用中相当于一个动力作用在轮上的轮轴,可以看作一个省力杠杆,因此把手的作用是为了省力
【解析】
【详解】略
三、解答题(第18题4分,19-21题每题8分,22、23题每题6分,共40分)
18.
(1)在图中,用笔画线代替轻绳,画出建筑工人在楼上用滑轮组提升重物时的绕线方式。
(2)如图所示,画出使轻质杠杆保持平衡的最小力F以及对应的力臂l。
【答案】(1) (2)
【解析】
【小问1详解】
建筑工人在楼上用滑轮组提升重物,绳子的末端应从动滑轮绕出,从绳子末端开始由外往内,一圈一圈往里绕线,直到绳子连接滑轮的挂钩,绕线不重复、不交叉、不打结,如图所示:
【小问2详解】
当以OA为F的力臂时,F的力臂最长,此时对应的力F最小;连接OA,过A点作垂直OA向上的带箭头的线段表示最小力F,对应的力臂l为OA,如图所示:
19. 根据“探究杠杆的平衡条件”实验要求,完成下列各题:
(1)实验开始时,杠杆的位置如图1所示,需将平衡螺母向________(选填“左”或“右”)移动,才能使杠杆在水平位置平衡,这样调节的目的是________;
(2)图2中杠杆,当弹簧测力计由竖直地拉着变成倾斜地拉着,使杠杆在水平位置静止时,弹簧测力计的示数将________(选填“变大”、“不变”或“变小”);
(3)另外一组同学根据自己的实验数据,得到了如下结论:动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离。这个结论与杠杆的平衡条件并不相符,原因可能是实验过程中没有________(选填序号:①改变力的大小、②改变力的方向、③改变力的作用点)。
【答案】(1) ①. 右 ②. 便于测量力臂
(2)变大 (3)②
【解析】
【小问1详解】
图1中杠杆左端下沉,右端偏高,需将平衡螺母向右调节,使杠杆在水平位置平衡,此时力的方向与杠杆垂直,力臂重合在杠杆上,便于直接从杠杆上读出力臂的大小。
【小问2详解】
当弹簧测力计由竖直拉变为倾斜拉时,阻力和阻力臂保持不变,但拉力(动力)的力臂变小了。根据杠杆平衡条件 ,动力臂 减小,为了维持平衡,动力 必须增大,所以示数变大。
【小问3详解】
该同学的结论中用“支点到作用点的距离”代替了“力臂”,这在力垂直于杠杆时成立。说明他在实验中始终让力竖直作用在杠杆上,没有改变力的方向进行多次实验,导致得出了片面的结论。
20. 选用图中所示一套装置测量滑轮组的机械效率,部分实验数据如下表所示。
实验次数
钩码重力
钩码上升高度
拉力
绳自由端移动的距离
机械效率
1
2.0
5
1.0
15
66.7%
2
4.0
5
1.8
15
74.1%
3
4.0
10
1.8
30
74.1%
4
6.0
5
2.5
15
(1)实验过程中,缓慢竖直拉动弹簧测力计,使钩码______上升,由记录的数据可知,该实验使用的是图______所示的实验装置。
(2)第4次实验时滑轮组的机械效率是______%.
(3)用滑轮组提升重物时,下列选项中可以提高机械效率的是______。
A. 换用更轻的动滑轮 B. 加快提升物体的速度
【答案】(1) ①. 匀速直线 ②. 甲
(2)80 (3)A
【解析】
【小问1详解】
实验中需竖直缓慢匀速拉动弹簧测力计,使钩码匀速上升,此时拉力大小才等于弹簧测力计示数,示数稳定便于读数。
根据表格数据,绳自由端移动距离和钩码上升高度满足,说明承担物重的绳子段数;甲滑轮组由1个定滑轮、1个动滑轮组成,绕线后,乙滑轮组动滑轮有2个,,因此选用的是甲装置。
【小问2详解】
第4次实验时滑轮组的机械效率为
【小问3详解】
A.换用更轻的动滑轮,在提升相同重物时,克服动滑轮重力做的额外功会减少,有用功占总功的比例提升,可提高机械效率,故A符合题意;
B.加快提升物体的速度,不会改变有用功和额外功的占比,机械效率不受影响,故B不符合题意。
故选A。
21. 阅读下面的短文,并回答问题。
龙骨水车
据史料记载,龙骨水车发明于东汉时期,因其结构形如长龙骨架而得名,是中国古代劳动人民发明的农业灌溉机械之一。如图甲所示,龙骨水车的主体由两部分组成:一是取水部分的车桶、大龙头轴、小龙头轴、刮水板等;二是人操作部分的扶手和脚踏板等。龙骨水车通体由木质板材构成,大部分采用榫接和连接结构,材料简单、技艺成熟,使龙骨水车很容易制作。
龙骨水车在工作时主要利用链轮传动原理,即当主动轴旋转时,链条与固定在主动轴上的链轮相啮合,从而带动固定在从动轴上的链轮旋转,使从动轴获得动力。如图乙所示,小龙头轴及刮水板浸入低处的水中,人握住扶手用脚踏动脚踏板,驱动大龙头轴(主动轴)转动,带动链条(由刮水板等组成)运动,进而带动小龙头轴(从动轴)转动,这一过程中刮水板将水带入车桶内,板叶刮水上行,将低处的水刮送至高处的农田中,实现连续提水灌溉。
这种古代先进的大型农用机械,不仅提高了当时农业灌溉的效率,更彰显了我国古代劳动人民的智慧。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)脚踏板、转轴和大轮组成了一个轮轴,它相当于一个______(选填“省力”或“费力”)杠杆。
(2)刮水板的面积越大,水车旋转一周提升的水就越多,对水所做的功越______(选填“多”或“少”),当工人踩动脚踏的速度加快时,提升水的功率会变______(选填“大”或“小”)。
(3)若农民伯伯踩动龙骨水车,水车旋转一周可以将30kg的水提升2m灌溉农田,所用时间为60s,农民伯伯做功的总功率为,取。则该过程中龙骨水车的机械效率为______%。
【答案】(1)
省力 (2) ①.
多 ②.
大 (3)
40
【解析】
【小问1详解】
动力作用在轮上,轮半径大于轴半径,故为省力杠杆。
【小问2详解】
由,提升高度不变,刮板面积越大,提升的水重力越大,对水做的功越多;踩动速度加快时,相同时间内对水做的功增多,由可知提升水的功率变大。
【小问3详解】
提升水做的有用功为
农民做的总功为
龙骨水车的机械效率为
五、计算题
22. 如图是工人师傅用滑轮组提升建筑材料的示意图,在400N的拉力作用下,使重为700N的建筑材料,匀速竖直上升了2m。不计绳子重力和摩擦。求:
(1)滑轮组的机械效率;
(2)动滑轮的重力。
【答案】(1)
87.5% (2)
100N
【解析】
【小问1详解】
滑轮组匀速竖直提升重物所做的有用功
由图可知承担物重的绳子段数,绳子自由端移动距离为
总功为
机械效率为
【小问2详解】
不计绳重和摩擦,滑轮组匀速提升重物,由得 ,
23. 2025年9月3日,在“大阅兵”中亮相的“机器狼”是一种新型无人作战装备。如图所示,该机器狼的重力为400N,某次展示时,“机器狼”运输200N的物资,1min内匀速行驶到距离出发点180m的预定地点,之后四足站立对周围进行侦察,匀速行驶过程中受到阻力是总重的0.2倍。求:
(1)机器狼水平匀速前进过程中的动力F;
(2)该过程中,机器狼的功率大小。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
机器狼和物资的总重力为
机器狼匀速前进时处于平衡状态,动力与阻力是一对平衡力,大小相等,动力
【小问2详解】
机器狼匀速行驶过程中,动力做的功
机器狼的功率
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