精品解析：江苏省宜兴市铜峰中学2026-2027学年九年级上学期第一次独立作业物理试题

宜兴市铜峰中学2026~2027学年第一学期 第一次独立作业初三年级物理试卷 一、选择题（每小题2分，共30分） 1. 下列图中使用的工具，属于费力杠杆的是（　　） A. 钢丝钳 B. 镊子 C. 核桃夹 D. 开瓶器 2. 爸爸领着小梅玩跷跷板。下图中，最有可能让跷跷板在水平方向上保持平衡的是（　　） A. B. C. D. 3. 如图所示，工人用动滑轮匀速提升重物，这样做 A. 省力,不改变施力的方向 B. 不省力,改变施力的方向 C. 既省力,也改变施力的方向 D. 既不省力,也不改变施力的方向 4. 如图所示，关于简单机械，下列说法不正确的是（　　） A. 如图甲是一个费力杠杆 B. 如图乙使用定滑轮可以改变力的方向 C. 如图丙使用斜面可以省功 D. 如图丁使用滑轮组可以省力 5. 下列实例中，力对物体没有做功的是（ ） A. 小明用力推石头但石头不动 B. 小欣背着书包上楼 C. 小林沿着斜面向上拉动物体 D. 叉车向上举起货物 6. 当两台机器正常工作时，功率大的机器与功率小的机器相比（　　） A. 做功一定多 B. 做功不可能相同 C. 相同的时间内做功一定多 D. 做相同的功所用的时间一定多 7. 如图所示，杠杆AOB用细线悬挂起来，当A端挂重物G1，B端挂重物G2时，杠杆平衡，此时OA恰好处于水平位置，AO=BO，杠杆重力不计，则 A. G1＜G2 B. G1＞G2 C. G1=G2 D. 都有可能 8. 小明用如图所示装置探究杠杆平衡条件，实验中杠杆始终保持水平平衡。此时弹簧测力计处于竖直方向，他发现弹簧测力计示数稍稍超过量程。为了完成实验，下列方案可行的是（ ） A. 钩码的数量适当增加 B. 钩码的位置适当左移 C. 弹簧测力计转到图中虚线位置 D. 弹簧测力计位置适当向左平移 9. 如图所示，，三个物体在同样大小的力的作用下，都沿着力的方向移动距离，比较对三个物体所做的功，结论是（　　） A. 三次做功一样多 B. 对做功一样多 C. 对做功一样多 D. 对做功一样多 10. 如图所示，一根绳子绕过定滑轮，一端拴在物体上，另一端拴在弹簧测力计上，沿四个不同方向匀速拉起物体，弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3、F4，则它们的大小关系为（　　） A. F1＞F2 B. F3＞F4 C. F1＜F4 D. F1=F2=F3=F4 11. 如图所示，小明用桶把一些沙子运上三楼。在此过程中（　　） A. 小明克服自身重力所做的功是总功 B. 小明克服沙子重力所做的功是有用功 C. 小明克服沙子重力所做的功是额外功 D. 小明克服桶的重力所做的功是有用功 12. 学校组织爬山比赛。同学们在山脚的某一地点同时出发，结果小乐和小强同时到达山顶。若想判断两人谁的爬山功率大，还需要测定的物理量是（　　） A. 两人的体重 B. 爬山的路程 C. 爬山的时间 D. 山的高度 13. 如图所示，不计绳重与摩擦，且甲、乙装置的动滑轮重力相等。用它们分别将相同的重物在相等的时间内匀速提升至相同的高度，拉力所做的功分别为W甲、W乙，它们的机械效率分别为η甲、η乙，则下列关系正确的是：（ ） A. W甲=W乙，η甲=η乙 B. W甲＜W乙，η甲＞η乙 C. W甲＞W乙，η甲＞η乙 D. W甲＞W乙，η甲＜η乙 14. 如图所示，小明同学通过斜面用平行于斜面F=200N的推力，将质量为30kg的物体在5s时间内匀速推到1m高的平台上，斜面长s=2m。（g取10N/kg），则（　　） A. 推力的功率为40W B. 斜面的机械效率为75% C. 推力做的总功300J D. 斜面对物体的摩擦力100N 15. 用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率，钩码总重G为1.0N，钩码上升高度h为0.1m，测力计移动的距离为0.3m，实验时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，实验中，将杠杆拉至图中虚线位置，则下列说法正确的是（　　） A. 拉力对杠杆做的额外功为0.1J B. 匀速竖直拉动过程中弹簧测力计示数先变小后变大 C. 若将钩码从A点移到B点，用同样的方式将钩码提升0.1m，则机械效率降低 D. 若将弹簧测力计从端点移到B点，用同样的方式将钩码提升0.1m，则机械效率不变 二、填空题（每空1分，共35分） 16. 使用简单机械可以给人们的生活带来便利，如图甲，旗杆的顶端安装着一个_______滑轮，用来________（选填“改变拉力的方向”或“省力”）；图乙所示的滑轮，可以把它看作________（选填“省力”或“费力”）杠杆，其支点在_________（选填“A”、“B”或“C”）点。如图丙所示为用手捏开夹子的情形，捏开夹子是________（选填“省力”或“费力”）的。 17. 如图所示为小华制作的斜拉索大桥模型，她用长为30cm、重为5N的质量分布均匀的木条OA做桥面，立柱GH做桥塔。OA可绕O点转动，A端用细线与GH上的B点相连，桥面OA实质是一种________（填简单机械名称）。保持桥面水平，细线对OA的拉力F=_______N；将细线一端的固定点由B点改至C点，拉力F将________（选填“变大”或“变小”），此时拉力F的力臂________（选填“变大”或“变小”）。 18. 将物体A放在水平面上，在水平拉力F1作用下，以v1=4m/s的速度向右匀速运动，在同一水平面上，物体A受到水平拉力F2作用时，以v2=6m/s的速度向右匀速运动，两次移动的距离相同，则两次拉力做功W1___________W2（填“>、“<”或“=”），两次拉力的功率P1___________P2（填“>”、“<”或“=”）． 19. 小明和小杰握住两根较光滑的木棍，小华将绳子的一端系在小杰握的木棍上，然后按如图所示依次将绳子绕过两根木棍，小华在图中A处拉绳子的另一端。两根木棍和绳子组成的机械相当于______，小明受到的拉力______（填“大于”“小于”或“等于”）小杰受到的拉力。若小华用10N的力拉绳子，则小明受到的拉力为______N。 20. 起重机在5s内将一个重2×104N的集装箱匀速提高2m，在这个过程中起重机的拉力做了_______J的功，它的功率是_______W。若起重机又在3s内将集装箱水平移动了3m，此时拉力又做功_______J，它的功率是______W。 21. 小刚把重为10N的铁桶从井中打水，井中水面到井口距离为3m，装满水后桶和水总重为40N，则提起一桶水的过程中，人至少做了________J的功，这次利用水桶提水的机械效率是________。 22. 如图所示，小明正在做俯卧撑，把他的身体看作一个________杠杆（选填“省力”、“费力”或“等臂”），支点为________点，A为重心，他的体重为600N，水平地面对手的支持力F的大小为________N。他每次将身体撑起，肩部上升0.4m，在某次测试中，他1min内完成30次俯卧撑，将身体撑起一次所做的功为________J，他在1min内做功的功率为________W。 23. 如图所示，小明用的拉力平行于斜坡将重的木箱从斜坡底端匀速拉到顶端，斜坡长，高，他做的总功为__________J，斜坡的机械效率为__________，木箱受到的摩擦力为__________N。 24. 在地震中把石块撬起，如图所示，若在撬棒D点沿DM方向用力撬起石块1，撬棒的支点是______点；若在撬棒D点沿DN方向用力撬起石块1，撬棒的支点是______点。这两种方式中，沿______（填“DM”或“DN”）方向用力撬起石块比较省力。 25. 如图是《天工开物》中记载的我国古代的提水工具“辘轳”，在两个支架上摆放一根直的硬棒，支点为、，A端系一石块，B端装有轮轴，轮轴能绕着硬棒转动，悬吊空桶的绳索另一端绕过轮轴后系紧在轮轴上，若空桶质量为10kg，轮轴质量为10kg，空桶和轮轴对硬棒的作用力视作施加在B位置。长为0.6m，长为1m，长为0.8m，硬棒及绳索质量忽略不计。（g取） （1）人对辘轳不施加力。桶中未装水，为保证硬棒不会翻转，石块质量最多为______kg；若A点系上质量为40kg的石块，提水时为保证硬棒不翻转，桶中最多可装______kg的水； （2）若桶内水的质量为40kg，人用时20s将桶匀速提升3m，此时辘轳提水的机械效率为50%，则桶对水做的功为______J，人做功的功率为______W。 三、解答题 26. （1）如图甲所示的钢丝钳，其中A是剪钢丝处，B为手的用力点，O为转动轴支点，如图乙所示为单侧钳柄及相连部分示意图。请在图乙中画出钢丝钳剪钢丝时的动力臂和阻力。 （2）请在图中杠杆上的A端画出使轻质杠杆保持平衡的最小的力F的示意图以及阻力示意图。 （3）请在图中画出用该滑轮组最省力的绕线方式。 27. 用如图所示的装置按顺序依次做“探究滑轮组机械效率和哪些因素有关”的实验：（已知） （1）实验时在三个装置上分别挂上相同的钩码，并且用力拉绳使钩码_________上升； （2）实验时不考虑绳重及摩擦，塑料滑轮、铝制滑轮及铁制滑轮外形相同、材质不同，则拉力、、的大小关系是__________________；机械效率、、的大小关系是__________________； （3）若每个钩码重5 N，铝制滑轮的重力为2 N，将钩码匀速提升20 cm，不计绳重和摩擦，该铝制滑轮组的机械效率为__________。（结果精确到0.1%） 28. 小王和小李同学各自在探究杠杆的平衡条件： （1）小王把杠杆放在支架上后，在图（a）所示位置静止，这时的杠杆处于________（平衡/不平衡）状态。为了将杠杆调至水平位置平衡，他应将右端的平衡螺母向________（左/右）调节。当杠杆在水平位置平衡时，杠杆自重的力臂为_______cm。实验中使杠杆在水平位置平衡的好处是_________________。 （2）如图（b），在右边用弹簧测力计竖直向下拉，使杠杆在水平位置平衡时，左边钩码离支点20cm，右边挂钩离支点15cm，每个钩码重1N，则此时弹簧测力计示数应为____N。 （3）如图（c），当杠杆在水平位置平衡时，与图（b）相比弹簧测力计示数将________（变大/不变/变小），这是因为弹簧测力计拉力的力臂________（变长了/不变/变短了）。 （4）小李同学测出了一组数据后就得出了“动力×动力臂＝阻力×阻力臂”的结论，小王同学认为他的做法不合理，理由是____________________。 29. 小明同学想测出自己从一楼跑到三楼做功的功率，如图所示。 （1）测量所需要的测量工具有：______、______、刻度尺； （2）小明同学设计的实验步骤如下，其中多余的是______； A．测出自身的质量m； B．测出楼梯的总长度L； C．测出一楼到三楼的竖直高度h； D．测出上楼所用的时间t； E．算出上楼的功率P。 （3）小明同学爬楼的功率的表达式是______；（用题中所给物理量表示） （4）下列选项中可能是小明同学上楼的功率的是______。 A．2W　　B．20W　　C．200W　　D．2000W 30. 如图所示，是成都大运会的一款蓉宝机器人，具有人脸识别、引导、翻译等功能，还可以提供急救包，是世界上首款带有应急功能的机器人。若重为600N的机器人在50N的牵引力作用下，以的速度在水平地面沿直线匀速行驶60s。求： （1）机器人受到的重力做的功； （2）此过程中牵引力所做的功； （3）此过程中牵引力做功的功率。 31. 如图所示，用滑轮组匀速提起一个重为350N的物体，物体在5s内竖直上升了2m，人拉绳的力为250N（不计绳重及摩擦）。求： (1)对重物做的有用功是多少？ (2)滑轮组的机械效率是多少？ (3)人拉绳子做功的功率是多少？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 宜兴市铜峰中学2026~2027学年第一学期 第一次独立作业初三年级物理试卷 一、选择题（每小题2分，共30分） 1. 下列图中使用的工具，属于费力杠杆的是（　　） A. 钢丝钳 B. 镊子 C. 核桃夹 D. 开瓶器 【答案】B 【解析】 【详解】钢丝钳、核桃夹与开瓶器在使用中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；镊子在使用时动力臂小于阻力臂，可以省距离，是费力杠杆。 故选B。 2. 爸爸领着小梅玩跷跷板。下图中，最有可能让跷跷板在水平方向上保持平衡的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】爸爸的重力大于小梅的重力，那么爸爸对跷跷板的作用力大于小梅对跷跷板的作用力，据杠杆的平衡条件知，爸爸离跷跷板中心的距离应小于小梅离跷跷板中心的距离，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 3. 如图所示，工人用动滑轮匀速提升重物，这样做 A. 省力,不改变施力的方向 B. 不省力,改变施力的方向 C. 既省力,也改变施力的方向 D. 既不省力,也不改变施力的方向 【答案】A 【解析】 【详解】使用动滑轮可以省力，但不能改变力的方向．故A正确． 4. 如图所示，关于简单机械，下列说法不正确的是（　　） A. 如图甲是一个费力杠杆 B. 如图乙使用定滑轮可以改变力的方向 C. 如图丙使用斜面可以省功 D. 如图丁使用滑轮组可以省力 【答案】C 【解析】 【详解】A．图甲为杠杆（如肱二头肌带动手臂运动），动力臂小于阻力臂，根据杠杆分类，动力臂小于阻力臂的是费力杠杆，故A正确，不符合题意； B．定滑轮的实质是等臂杠杆，使用时不省力，但可以改变力的方向（如升旗时定滑轮改变拉力方向），故B正确，不符合题意； C．斜面是省力机械，但根据功的原理，使用任何机械都不省功（省力必然费距离，总功等于有用功加额外功，不会小于有用功），故C错误，符合题意； D．滑轮组由动滑轮和定滑轮组成，动滑轮可以省力，因此滑轮组能省力（省力程度取决于承担物重的绳子段数），故D正确，不符合题意。 故选C。 5. 下列实例中，力对物体没有做功的是（ ） A. 小明用力推石头但石头不动 B. 小欣背着书包上楼 C. 小林沿着斜面向上拉动物体 D. 叉车向上举起货物 【答案】A 【解析】 【详解】A．小明用力推石头，但没推动，有力但没有距离，所以不做功，故A项符合题意； B．小欣背着书包上楼，对书包施加了力，且书包沿力的方向移动了距离，所以做了功，故B项不符合题意； C．小林沿着斜面向上拉动物体，对物体施加了力，且物体沿着力的方向移动了距离，所以做了功，故C项不符合题意； D．叉车对物体施加了力，且物体沿力的方向移动了距离，所以对物体做了功，故D项不符合题意． 6. 当两台机器正常工作时，功率大的机器与功率小的机器相比（　　） A. 做功一定多 B. 做功不可能相同 C. 相同的时间内做功一定多 D. 做相同的功所用的时间一定多 【答案】C 【解析】 【详解】功率表示物体做功的快慢的物理量。 AB．当两台机器正常工作时，根据可知，没有控制工作时间时，功率大的机器做功不一定多，也不一定做功少，也有可能与功率小的机器做相同的功，故AB不符合题意； C．当两台机器正常工作时，当工作时间相同时，根据可知，功率大的机器做功更多，故C符合题意； D．当两台机器正常工作时，根据可知，功率大的机器，做相同的功所用的时间一定少，故D不符合题意。 故选C。 7. 如图所示，杠杆AOB用细线悬挂起来，当A端挂重物G1，B端挂重物G2时，杠杆平衡，此时OA恰好处于水平位置，AO=BO，杠杆重力不计，则 A. G1＜G2 B. G1＞G2 C. G1=G2 D. 都有可能 【答案】A 【解析】 【详解】OA恰好处于水平位置，AO=BO，作出两力的力臂如图： ； 根据杠杆的平衡条件：可知，力与相应的力臂成反比关系； 如图知，，所以物体的重力． 故选A． 【点睛】除了杠杆平衡条件的应用，关键还是力臂大小情况的判断，理解当力与杠杆垂直时，力臂是最长的，倾斜后力臂会变短． 8. 小明用如图所示装置探究杠杆平衡条件，实验中杠杆始终保持水平平衡。此时弹簧测力计处于竖直方向，他发现弹簧测力计示数稍稍超过量程。为了完成实验，下列方案可行的是（ ） A. 钩码的数量适当增加 B. 钩码的位置适当左移 C. 弹簧测力计转到图中虚线位置 D. 弹簧测力计位置适当向左平移 【答案】D 【解析】 【详解】A．钩码的数量适当增加，阻力增大，阻力臂、动力臂不变，根据杠杆平衡的条件可知，动力增大，即弹簧测力计示数增大，不可行，故A不符合题意； B．钩码的位置适当左移，阻力臂增大，阻力、动力臂不变，根据杠杆平衡的条件可知，动力增大，即弹簧测力计示数增大，不可行，故B不符合题意； C．弹簧测力计转到图中虚线位置，动力臂减小，阻力臂、阻力不变，根据杠杆平衡的条件可知，动力增大，即弹簧测力计示数增大，不可行，故C不符合题意； D．弹簧测力计位置适当向左平移，动力臂增大，阻力臂、阻力不变，根据杠杆平衡的条件可知，动力减小，即弹簧测力计示数减小，可行，故D符合题意。 故选D。 9. 如图所示，，三个物体在同样大小的力的作用下，都沿着力的方向移动距离，比较对三个物体所做的功，结论是（　　） A. 三次做功一样多 B. 对做功一样多 C. 对做功一样多 D. 对做功一样多 【答案】A 【解析】 【详解】因为对三个物体的作用力大小相等，都是F，三个物体在力F的方向上移动的距离都是s，根据功的计算公式可知，F对三个物体所做的功一样多，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 10. 如图所示，一根绳子绕过定滑轮，一端拴在物体上，另一端拴在弹簧测力计上，沿四个不同方向匀速拉起物体，弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3、F4，则它们的大小关系为（　　） A. F1＞F2 B. F3＞F4 C. F1＜F4 D. F1=F2=F3=F4 【答案】D 【解析】 【详解】定滑轮实质上是一个等臂杠杆，使用定滑轮不能省力，无论沿哪个方向匀速拉起物体，力的大小都相等。故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 11. 如图所示，小明用桶把一些沙子运上三楼。在此过程中（　　） A. 小明克服自身重力所做的功是总功 B. 小明克服沙子重力所做的功是有用功 C. 小明克服沙子重力所做的功是额外功 D. 小明克服桶的重力所做的功是有用功 【答案】B 【解析】 【详解】小明用桶把一些沙子运上三楼，对克服沙子重力做的功为有用功；为了提升沙子不得不克服自身重力、克服桶的重力所做的功为额外功；克服沙子重力做的功、克服自身重力、克服桶的重力所做的功之和为总功；故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 12. 学校组织爬山比赛。同学们在山脚的某一地点同时出发，结果小乐和小强同时到达山顶。若想判断两人谁的爬山功率大，还需要测定的物理量是（　　） A. 两人的体重 B. 爬山的路程 C. 爬山的时间 D. 山的高度 【答案】A 【解析】 【详解】由题可知，两人爬山的高度相同，所用时间也相同，两人爬山的功率为 所以，需要测定的物理量是两人的体重，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 13. 如图所示，不计绳重与摩擦，且甲、乙装置的动滑轮重力相等。用它们分别将相同的重物在相等的时间内匀速提升至相同的高度，拉力所做的功分别为W甲、W乙，它们的机械效率分别为η甲、η乙，则下列关系正确的是：（ ） A. W甲=W乙，η甲=η乙 B. W甲＜W乙，η甲＞η乙 C. W甲＞W乙，η甲＞η乙 D. W甲＞W乙，η甲＜η乙 【答案】A 【解析】 【详解】设物重为，动滑轮重为，提升高度为。 有用功，因、相同，故 不计绳重与摩擦，额外功，因、相同，故 拉力做功，因、、相同，故 机械效率，因、相同，故。 故选 A。 14. 如图所示，小明同学通过斜面用平行于斜面F=200N的推力，将质量为30kg的物体在5s时间内匀速推到1m高的平台上，斜面长s=2m。（g取10N/kg），则（　　） A. 推力的功率为40W B. 斜面的机械效率为75% C. 推力做的总功300J D. 斜面对物体的摩擦力100N 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】AC．将物体推上1m高的平台，推力所做的总功 W总=Fs=200N×2m=400J 推力的功率 故AC不符合题意； B．将物体推上平台所做的有用功 W有=Gh=mgh=30kg×10N/kg×1m=300J 斜面的机械效率 故B符合题意； D．将物体推上平台所做的额外功 W额=W总-W有=400J-300J=100J 据W额=fs知，斜面对物体的摩擦力 故D不符合题意。 故选B。 15. 用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率，钩码总重G为1.0N，钩码上升高度h为0.1m，测力计移动的距离为0.3m，实验时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，实验中，将杠杆拉至图中虚线位置，则下列说法正确的是（　　） A. 拉力对杠杆做的额外功为0.1J B. 匀速竖直拉动过程中弹簧测力计示数先变小后变大 C. 若将钩码从A点移到B点，用同样的方式将钩码提升0.1m，则机械效率降低 D. 若将弹簧测力计从端点移到B点，用同样的方式将钩码提升0.1m，则机械效率不变 【答案】D 【解析】 【详解】A．由题意可知，克服钩码重力所做的功为有用功，钩码总重G为1.0N，钩码上升高度h为0.1m，则这有用功大小为 测力计移动的距离为0.3m，从图中可以看到，测力计的大小为0.5N，测力计所做的功为总功，大小为 总功大小等于有用功和额外功之和，那么这额外功大小为 拉力对杠杆做的额外功为0.05J，故A错误； B．匀速竖直拉动过程中，钩码的重力不变，支点到钩码重力的力臂设为，支点到测力计的力臂设为，如下图所示，根据相似三角形的原理可知 由于大小不变，则大小不变，在拉动过程中，的比值不变，根据杠杆的平衡原理可得 可知，匀速竖直拉动过程中，弹簧测力计示数大小不变，故B错误； C．若将钩码从A点移到B点，用同样的方式将钩码提升0.1m，可知道做的有用功大小不变，所做的额外功为克服杠杆自身重力所做的功，杠杆自身的重力不变，杠杆重心升高的高度减小了，可知额外功减小了，杠杆所做的总功为有用功和额外功之和，则总功减小，根据机械效率的公式可知，机械效率增大，故C错误； D．若将弹簧测力计从端点移到B点，用同样的方式将钩码提升0.1m，做的有用功大小不变，所做的额外功为克服杠杆自身重力所做的功，杠杆自身的重力不变，杠杆重心升高的高度不变，额外功不变，总功不变，根据机械效率的公式可知，机械效率不变，故D正确。 故D正确。 二、填空题（每空1分，共35分） 16. 使用简单机械可以给人们的生活带来便利，如图甲，旗杆的顶端安装着一个_______滑轮，用来________（选填“改变拉力的方向”或“省力”）；图乙所示的滑轮，可以把它看作________（选填“省力”或“费力”）杠杆，其支点在_________（选填“A”、“B”或“C”）点。如图丙所示为用手捏开夹子的情形，捏开夹子是________（选填“省力”或“费力”）的。 【答案】 ①. 定 ②. 改变拉力的方向 ③. 省力 ④. A ⑤. 省力 【解析】 【详解】甲图旗杆顶端的滑轮轴固定不动，属于定滑轮，定滑轮的特点是不省力，但可以改变拉力的方向； 乙图是动滑轮，它的支点在绳子和滑轮的接触点A。动力F作用在C点，阻力作用在B点，动力臂大小等于滑轮的直径，阻力臂大小等于滑轮的半径，则动力臂大于阻力臂，因此动滑轮可以看作省力杠杆； 丙图捏开夹子时，手的施力点到转轴的距离大于夹子夹钢圈的阻力点到转轴的距离，动力臂大于阻力臂，因此是省力杠杆。 17. 如图所示为小华制作的斜拉索大桥模型，她用长为30cm、重为5N的质量分布均匀的木条OA做桥面，立柱GH做桥塔。OA可绕O点转动，A端用细线与GH上的B点相连，桥面OA实质是一种________（填简单机械名称）。保持桥面水平，细线对OA的拉力F=_______N；将细线一端的固定点由B点改至C点，拉力F将________（选填“变大”或“变小”），此时拉力F的力臂________（选填“变大”或“变小”）。 【答案】 ①. 杠杆 ②. 5 ③. 变小 ④. 变大 【解析】 【详解】在力的作用下如果能绕着一固定点转动的硬棒就叫杠杆，OA可绕O点转动，所以桥面OA实质是杠杆；OA保持与桥面水平时，此时拉力F为杠杆OA的动力，动力臂为O点到拉力作用线AB的垂线段，由于拉力方向与OA成30度角，根据直角三角形关系，动力臂为OA长的二分之一，阻力为杠杆OA的重力，阻力臂为OA长的二分之一，为等臂杠杆，根据杠杆平衡原理可知，细线对OA的拉力F等于杠杆的重力，为5N；将细线一端的固定点由B点改至C点，动力臂将变大，阻力和阻力臂不变，根据杠杆平衡条件可知，拉力F的大小将变小。 18. 将物体A放在水平面上，在水平拉力F1作用下，以v1=4m/s的速度向右匀速运动，在同一水平面上，物体A受到水平拉力F2作用时，以v2=6m/s的速度向右匀速运动，两次移动的距离相同，则两次拉力做功W1___________W2（填“>、“<”或“=”），两次拉力的功率P1___________P2（填“>”、“<”或“=”）． 【答案】 ①. ＝ ②. ＜ 【解析】 【分析】将物体A放在水平面上，在水平拉力作用下，以一定的速度向右匀速运动，在同一水平面上，压力与接触面的粗糙程度不变，摩擦力大小不变，根据二力平衡条件可知水平拉力都等于摩擦力，再根据W=Fs可求功的大小，由P=Fv可得功率的大小． 【详解】将物体A放在水平面上，在水平拉力作用下，以一定的速度向右匀速运动；同一物体在同一水平面上，压力的大小与接触面的粗糙程度均不变，则摩擦力大小不变，根据二力平衡条件可知，水平拉力都等于摩擦力，即F1＝F2＝f； 两次拉力相等，两次移动的距离也相同，根据W＝Fs可知，拉力做的功相等，即W1＝W2； 两次拉力相等，＝4m/s，＝6m/s，由P＝Fv可知，两次拉力的功率P1＜P2． 【点睛】本题主要考查滑动摩擦力、功和功率的概念． 19. 小明和小杰握住两根较光滑的木棍，小华将绳子的一端系在小杰握的木棍上，然后按如图所示依次将绳子绕过两根木棍，小华在图中A处拉绳子的另一端。两根木棍和绳子组成的机械相当于______，小明受到的拉力______（填“大于”“小于”或“等于”）小杰受到的拉力。若小华用10N的力拉绳子，则小明受到的拉力为______N。 【答案】 ①. 滑轮组 ②. 小于 ③. 50 【解析】 【详解】[1][2]由图可见，从使用的情况看，两根木棍和绳子组成的简单机械是滑轮组，小明那端木棍有5段绳子相连，小杰那端木棍有6段绳子相连，拉力的大小与绳子的段数有关，绳子段数越多，拉力越大，因此小明受到的拉力小于小杰受到的拉力。 [3]小华的拉力为10N，小明那端木棍有5段绳子相连，因此小明受到的拉力为 F=10N×5=50N 20. 起重机在5s内将一个重2×104N的集装箱匀速提高2m，在这个过程中起重机的拉力做了_______J的功，它的功率是_______W。若起重机又在3s内将集装箱水平移动了3m，此时拉力又做功_______J，它的功率是______W。 【答案】 ①. ##4000 ②. ##8000 ③. ④. 【解析】 【详解】竖直提升时拉力做功大小等于重力做功为 竖直提升时拉力的功率为 水平移动时，拉力方向与移动距离方向垂直，拉力不做功，故拉力做功 水平移动时拉力的功率为0W。 21. 小刚把重为10N的铁桶从井中打水，井中水面到井口距离为3m，装满水后桶和水总重为40N，则提起一桶水的过程中，人至少做了________J的功，这次利用水桶提水的机械效率是________。 【答案】 ①. 120 ②. 75% 【解析】 【21题详解】 人提起桶的过程中，做功 【22题详解】 水的重力 对水做的功 这次利用水桶提水的机械效率 22. 如图所示，小明正在做俯卧撑，把他的身体看作一个________杠杆（选填“省力”、“费力”或“等臂”），支点为________点，A为重心，他的体重为600N，水平地面对手的支持力F的大小为________N。他每次将身体撑起，肩部上升0.4m，在某次测试中，他1min内完成30次俯卧撑，将身体撑起一次所做的功为________J，他在1min内做功的功率为________W。 【答案】 ①. 省力 ②. P ③. 360 ④. 144 ⑤. 72 【解析】 【详解】[1][2]做俯卧撑时，身体绕P点转动，所以支点是P点。动力臂是P到F的距离，由图示可知，动力臂 阻力臂是P到重心A的距离，即，动力臂大于阻力臂，为省力杠杆； [3]根据杠杆平衡条件，可得 [4][5]每次肩部上升，动力做的功 由题意可知，1min内做的总功 根据功率公式，可得 23. 如图所示，小明用的拉力平行于斜坡将重的木箱从斜坡底端匀速拉到顶端，斜坡长，高，他做的总功为__________J，斜坡的机械效率为__________，木箱受到的摩擦力为__________N。 【答案】 ①. 800 ②. 75% ③. 100 【解析】 【详解】[1]拉力做的总功为 [2]有用功的大小为 斜坡的机械效率为 [3]额外功的大小为 摩擦力的大小为 24. 在地震中把石块撬起，如图所示，若在撬棒D点沿DM方向用力撬起石块1，撬棒的支点是______点；若在撬棒D点沿DN方向用力撬起石块1，撬棒的支点是______点。这两种方式中，沿______（填“DM”或“DN”）方向用力撬起石块比较省力。 【答案】 ①. A ②. C ③. DM 【解析】 【详解】[1]在撬棒D点沿DM方向用力撬起石块1，杠杆可以绕A点转动，所以A点是杠杆的支点。 [2]在撬棒D点沿DN方向用力撬起石块1，杠杆可以绕C点转动，所以C点是杠杆的支点。 [3]由图可知，撬棒D点沿DM方向用力撬起石块1，力的作用线与杠杆相垂直，此时动力臂最大，而阻力的作用点B点距离支点A的距离较近，阻力臂较小，而沿DN方向用力撬起石块1，与沿DM方向用力撬起石块1相比，动力的力臂变小，阻力的力臂变大，由可知，动力将变大，所以沿DM方向用力撬起石块比较省力。 25. 如图是《天工开物》中记载的我国古代的提水工具“辘轳”，在两个支架上摆放一根直的硬棒，支点为、，A端系一石块，B端装有轮轴，轮轴能绕着硬棒转动，悬吊空桶的绳索另一端绕过轮轴后系紧在轮轴上，若空桶质量为10kg，轮轴质量为10kg，空桶和轮轴对硬棒的作用力视作施加在B位置。长为0.6m，长为1m，长为0.8m，硬棒及绳索质量忽略不计。（g取） （1）人对辘轳不施加力。桶中未装水，为保证硬棒不会翻转，石块质量最多为______kg；若A点系上质量为40kg的石块，提水时为保证硬棒不翻转，桶中最多可装______kg的水； （2）若桶内水的质量为40kg，人用时20s将桶匀速提升3m，此时辘轳提水的机械效率为50%，则桶对水做的功为______J，人做功的功率为______W。 【答案】 ①. 60 ②. 60 ③. 1200 ④. 120 【解析】 【详解】（1）[1]桶中未装水，为保证硬棒不会翻转，支点为O1，由杠杆平衡条件得到 [2]若A点系上质量为40kg的石块，提水时为保证硬棒不翻转，支点为O2，由杠杆平衡条件得到 桶中最多可装水 m水=m桶水-m桶=70kg-10kg=60kg （2）[3]桶对水做的功为 [4]总功 人做功的功率 三、解答题 26. （1）如图甲所示的钢丝钳，其中A是剪钢丝处，B为手的用力点，O为转动轴支点，如图乙所示为单侧钳柄及相连部分示意图。请在图乙中画出钢丝钳剪钢丝时的动力臂和阻力。 （2）请在图中杠杆上的A端画出使轻质杠杆保持平衡的最小的力F的示意图以及阻力示意图。 （3）请在图中画出用该滑轮组最省力的绕线方式。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 力臂是支点到力的作用线的垂直距离。从支点向已知的动力的作用线作垂线段，标注该垂线段为，这就是动力臂；钢丝在A点对钳口的阻碍力垂直于钳口，方向大致竖直向下，在A点画出带箭头的线段，标注为。据此作图。 【小问2详解】 重物对杠杆的拉力就是杠杆的阻力，在重物和杠杆的连接点处，画竖直向下的带箭头线段，标注为。 根据杠杆平衡条件，阻力和阻力臂不变时，动力臂越大，动力越小，动力作用点A到支点O的连线为最长力臂，对应的动力最小。因此过A点作垂直于OA连线、方向斜向上的带箭头线段，标注为，此时力最小。据此作图。 【小问3详解】 该滑轮组由1个定滑轮、1个动滑轮组成，此绕法承担物重的绳子段数，是该滑轮组能达到的最大段数，此时最省力。将绳子的起始端固定在动滑轮上方的挂钩上，向上绕过定滑轮，再向下绕过动滑轮。据此作图。 27. 用如图所示的装置按顺序依次做“探究滑轮组机械效率和哪些因素有关”的实验：（已知） （1）实验时在三个装置上分别挂上相同的钩码，并且用力拉绳使钩码_________上升； （2）实验时不考虑绳重及摩擦，塑料滑轮、铝制滑轮及铁制滑轮外形相同、材质不同，则拉力、、的大小关系是__________________；机械效率、、的大小关系是__________________； （3）若每个钩码重5 N，铝制滑轮的重力为2 N，将钩码匀速提升20 cm，不计绳重和摩擦，该铝制滑轮组的机械效率为__________。（结果精确到0.1%） 【答案】（1）匀速 （2） ①. ②. （3） 【解析】 【小问1详解】 实验时需竖直匀速拉动绳子，使钩码匀速上升，此时系统处于平衡状态，弹簧测力计示数稳定，拉力大小等于测力计的测量值，保证测量准确。 【小问2详解】 三个滑轮组的动滑轮外形相同，已知​ 由 可得动滑轮重力关系 由图可知，绳子都是3段，不考虑绳重及摩擦，则 相同，所以 机械效率 根据 所以 【小问3详解】 有用功 额外功 总功 机械效率 28. 小王和小李同学各自在探究杠杆的平衡条件： （1）小王把杠杆放在支架上后，在图（a）所示位置静止，这时的杠杆处于________（平衡/不平衡）状态。为了将杠杆调至水平位置平衡，他应将右端的平衡螺母向________（左/右）调节。当杠杆在水平位置平衡时，杠杆自重的力臂为_______cm。实验中使杠杆在水平位置平衡的好处是_________________。 （2）如图（b），在右边用弹簧测力计竖直向下拉，使杠杆在水平位置平衡时，左边钩码离支点20cm，右边挂钩离支点15cm，每个钩码重1N，则此时弹簧测力计示数应为____N。 （3）如图（c），当杠杆在水平位置平衡时，与图（b）相比弹簧测力计示数将________（变大/不变/变小），这是因为弹簧测力计拉力的力臂________（变长了/不变/变短了）。 （4）小李同学测出了一组数据后就得出了“动力×动力臂＝阻力×阻力臂”的结论，小王同学认为他的做法不合理，理由是____________________。 【答案】（1） ①. 平衡 ②. 右 ③. 0 ④. 便于直接从杠杆上读出力臂的大小，同时消除杠杆自重对实验的影响 （2）4 （3） ①. 变大 ②. 变短了 （4）仅凭一组实验数据得出的结论具有偶然性，无法得到普遍规律 【解析】 【小问1详解】 杠杆的平衡状态定义为杠杆静止或匀速转动，图a中杠杆静止，因此属于平衡状态。此时杠杆左端低右端高，平衡螺母需向杠杆上翘的右侧调节。当杠杆在水平位置平衡时，杠杆的重心刚好落在支点上，自重的作用线通过支点，因此自重的力臂为0cm。水平位置平衡时，力的方向若沿竖直方向，力臂会与杠杆重合，可直接通过杠杆刻度读取力臂数值，同时也排除了杠杆自身重力对实验的干扰。 【小问2详解】 根据杠杆平衡条件，左侧阻力为3个钩码总重 阻力臂20cm，动力臂15cm，则动力大小，即弹簧测力计示数为 【小问3详解】 图c中弹簧测力计倾斜拉，拉力方向不再竖直，拉力的力臂是支点到拉力作用线的垂直距离，相比图b的竖直拉力，这个垂直距离会变短；在阻力和阻力臂都不变的情况下，动力臂变短，动力就需要变大，因此弹簧测力计示数变大。 【小问4详解】 探究规律类实验仅靠一组数据得出的结论具有偶然性，不具备普遍代表性，需要多次实验获取多组数据，才能总结出普遍适用的杠杆平衡条件。 29. 小明同学想测出自己从一楼跑到三楼做功的功率，如图所示。 （1）测量所需要的测量工具有：______、______、刻度尺； （2）小明同学设计的实验步骤如下，其中多余的是______； A．测出自身的质量m； B．测出楼梯的总长度L； C．测出一楼到三楼的竖直高度h； D．测出上楼所用的时间t； E．算出上楼的功率P。 （3）小明同学爬楼的功率的表达式是______；（用题中所给物理量表示） （4）下列选项中可能是小明同学上楼的功率的是______。 A．2W　　B．20W　　C．200W　　D．2000W 【答案】 ①. 台秤（或磅秤） ②. 秒表 ③. B ④. ⑤. C 【解析】 【详解】（1）[1][2]测出自己从一楼跑到三楼做功的功率，根据 故实验中要用台秤测出小明的质量，用米尺测出楼层的高度，用秒表来测量所用的时间，故还需要的器材有：台秤或磅秤、秒表。 （2）[3]由（1）分析，需要测量的是小明的质量、楼高、上楼时间，最后算出上楼的功率P，不需要测量的是楼梯的长度L，因此多余的步骤是B。 （3）[4]由（1）知，小明同学爬楼的功率的表达式是。 （4）[5]已知小明的质量，可以得到体重，1层楼的高度在3m左右，爬一层楼的时间大约10s，据此计算爬上2楼的功率 　 故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 30. 如图所示，是成都大运会的一款蓉宝机器人，具有人脸识别、引导、翻译等功能，还可以提供急救包，是世界上首款带有应急功能的机器人。若重为600N的机器人在50N的牵引力作用下，以的速度在水平地面沿直线匀速行驶60s。求： （1）机器人受到的重力做的功； （2）此过程中牵引力所做的功； （3）此过程中牵引力做功的功率。 【答案】（1）0J；（2）1500J；（3）25W 【解析】 【详解】解：（1）依题意得，机器人在水平地面沿直线匀速行驶，则机器人受到的重力与运动方向垂直，因此重力做的功为0J。 （2）由得，机器人运动的距离 此过程中牵引力所做的功 （3）此过程中牵引力做功的功率 答：（1）机器人受到的重力做的功0J； （2）此过程中牵引力所做的功1500J； （3）此过程中牵引力做功的功率25W。 31. 如图所示，用滑轮组匀速提起一个重为350N的物体，物体在5s内竖直上升了2m，人拉绳的力为250N（不计绳重及摩擦）。求： (1)对重物做的有用功是多少？ (2)滑轮组的机械效率是多少？ (3)人拉绳子做功的功率是多少？ 【答案】(1)700J；(2)70%；(3)200W 【解析】 【详解】解：(1)对重物做的有用功是 (2)拉力做的总功是 滑轮组的机械效率是 (3)人拉绳子做功的功率是 答：(1)对重物做的有用功是700J。 (2)滑轮组的机械效率是70%。 (3)人拉绳子做功的功率是200W。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $