精品解析：江苏省无锡市周庄中学2026-2027学年九年级上学期9月限时作业物理试卷

十一章 简单机械和功 （本试卷g取10N/kg） 一、单项选择题（12小题，每小题2分，共24分。请将正确答案的序号填在答题卡上。） 1. 如图所示的杠杆中，使用时利用了其省距离特点的是 A. 开瓶器 B. 老虎钳 C. 核桃夹 D. 食品夹 【答案】D 【解析】 【详解】A、开瓶器在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，费距离； B、老虎钳在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，费距离； C、核桃夹在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，费距离； D、食品夹在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，省距离． 故选D． 【点睛】牢记杠杆的分类主要包括以下几种：①省力杠杆，动力臂大于阻力臂，费距离；②费力杠杆，动力臂小于阻力臂，省距离；③等臂杠杆，动力臂等于阻力臂． 2. 如下图所示，AOB为一杠杆(自重不计)，O为支点(OA<OB，OD=OA)，在A端悬挂一重物G，那么 （ ） A. 在B点用力使杠杆在图示位置平衡，一定是省力的 B. 在C点用力不可能使杠杆在图示位置平衡 C. 在B点用力使杠杆在图示位置平衡，沿竖直方向最省力 D. 在D点悬挂一个与G完全相同的物体能使杠杆在图示位置平衡 【答案】D 【解析】 【详解】A．在B点用力，如下图 若动力臂小于阻力臂，就是费力的，故A错误； B．在C点向上用力可使杠杆在图示位置平衡，故B错误； C．在B点用力使杠杆在图示位置平衡，最省力的应是垂直于OB用力，此时力臂最长，故C错误； D．AO=DO，在D点挂与G相同的物体，作用在杠杆上的两个力的力臂大小相等，力也相等，故D正确。 故选D。 3. 下列生活实例中，力对物体做功的有 甲：小车在推力的作用 乙：提着滑板在 丙：物体在绳子 丁：用尽全力搬 下前进了一段距离 水平路面上前行 拉力作用下升高 石头，搬而未起 A. 甲和乙 B. 甲和丙 C. 乙和丙 D. 丙和丁 【答案】B 【解析】 【详解】做功的条件是有力作用在物体上，物体在力的方向上通过一段距离，小车在推力的作用下前进了一段距离，力的方向与物体运动方向相同，符合做功的条件，提着滑板在水平路面上前行，力的方向是竖直向上的，而移动的方向是水平的，故力没有对物体做功；物体在绳子拉力作用下升高，力的方向竖直向上，物体运动的距离在竖直方向上，故力对物体做功了；用尽全力搬石头，搬而未起，对物体施加了力的作用，物体在力的方向上没有移动距离，故力没有对物体做功；答案选B． 点睛：物理学中的功与日常生活中的工是不同的概念，两者不能混淆，做物理题时一定要用物理知识去解决物理问题，决不能靠生活习惯和自认为来处理物理问题． 4. 如图所示，杠杆的水平位置平衡，下列操作仍能让杠杆在水平位置保持平衡的是（　　） A. 两侧钩码同时向外移一格 B. 两侧钩码同时向内移一格 C. 左侧的钩码向内移一格，右侧减去一个钩码 D. 在两侧钩码下方，同时加挂一个相同的钩码 【答案】C 【解析】 【详解】A．设一个钩码的重力为G，横梁上一个格的长度为L，原来杠杆处于平衡状态，则有 2G×3L=3G×2L 两边各向外移一格，左边 2G×4L=8GL 右边 3G×3L=9GL，8GL＜9GL 杠杆右端下沉；故A错误； B．两边各往内移一格，左边 2G×2L=4GL 右边 3G×1L=3GL，4GL＞3GL 杠杆左端下沉；故B错误； C．左侧的钩码向内移一格，右侧减去一个钩码，左边 2G×2L=4GL 右边 2G×2L=4GL；4GL=4GL 杠杆平衡；故C正确 D ．在两侧钩码下方，同时加挂一个相同的钩码，左边 3G×2L=6GL 右边 4G×2L=8GL，6GL＜8GL 杠杆右端下沉，故D错误。 5. 中学生小明从一楼步行到三楼，用时12s，他步行的路程约为12m，下列估算正确的是（ ） A. 小明的重力约为50N B. 小明步行的平均速度约为0.5m/s C. 小明克服重力做的功约为6000J D. 小明上楼克服重力做功的功率约为250W 【答案】D 【解析】 【详解】A．中学生质量约为50kg，，远大于50N，故A错误； B．平均速度，不等于0.5m/s，故B错误； C．一楼到三楼竖直高度为两层楼高，即 克服重力做功，不等于6000J，故C错误； D．克服重力做功的功率，故D正确。 故选D。 6. 为便于研究，某健身器材中训练拉力部分的机械结构可简化为如图所示的滑轮组。若不计摩擦，下列有关分析正确的是（　　） A. 两个滑轮在装置中起的作用相同 B. 拉力移动的距离与配重上升的距离相同 C. 沿方向1与2匀速拉动配重，所用的力大小相等 D. 将配重提升相同高度，用该装置与直接提升所做的功相等 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图可知，该装置由一个动滑轮和一个定滑轮组成，动滑轮能够省力，但不能改变力的方向；定滑轮不能省力，可以改变力的方向，故A错误； B．该滑轮组中n＝2，由s＝2h可知，拉力移动距离等于配重上升高度的二倍，故B错误； C．如图所示，绳子最后绕过的是定滑轮，定滑轮相当于等臂杠杆，沿方向1与2匀速拉动配重，动力臂都等于定滑轮的半径，所以两次的拉力相等，若不计摩擦，均等于 (G+G动)，故C正确； D．直接提升配重做的功是有用功，用该装置将配重提升相同高度还要对动滑轮做功，即用该装置所做的功（总功）大于有用功，故D错误。 故选C。 7. 质量为50kg的同学跳绳时，每次跳离地面的高度为4cm，在1min内跳了150下，则他跳绳功率为（ ） A. 50W B. 60W C. 100W D. 500W 【答案】A 【解析】 【详解】每次跳离地面的高度为 跳绳的时间 同学的重力 单次跳绳克服重力做功 1min内总功 跳绳功率，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 8. 关于功、功率、机械效率说法正确的是（　　） A. 功率越大，做功越快，机械效率越大 B. 做功越少，功率越小，机械效率越小 C. 机械效率越大，表明它做的功越多 D. 功率越大，反映做功越快，与机械效率无关 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】ABD．机械效率与功率大小没有直接关系，功率是描述物体做功快慢的物理量，功率越大，反映做功越快，与效率无关，故AB错误，D 正确； C．机械效率越大，有用功与总功的比值越大，它做的功不一定越多，故C错误。 故选D。 9. 如图所示，图甲中小明用弹簧测力计拉木块，使它沿水平木板匀速滑动；图乙是他两次拉动同一木块得到的路程随时间变化的关系图像。下列说法正确的是（ ） A. 木块第二次受到的拉力较大 B. 木块两次受到的拉力和摩擦力均相等 C. 相同时间内第一次拉力对木块做功多 D. 第一次拉力对木块做功的功率大 【答案】B 【解析】 【详解】AB．木块两次均做匀速直线运动，处于平衡状态，拉力等于滑动摩擦力，即 滑动摩擦力大小只与压力大小和接触面粗糙程度有关，两次拉动同一木块，压力和接触面粗糙程度均不变，故摩擦力相等，拉力也相等，即 故A错误，B正确； C． 由图乙可知，相同时间 内，第二次路程大，即 因 ，根据 可知 即第二次拉力做功多，故C错误； D． 由图乙可知，相同时间 内， 根据 可知 因 ，根据 可知 即第二次拉力做功的功率大，故D错误。 故选B。 10. 如右图，一个物体在空中下落，速度越来越大，已知AB＝BC，在AB段重力做功W1、功率P1，在BC段重力做功W2、功率P2，则（　　） A. W1>W2 P1>P2 B. W1<W2 P1<P2 C. W1=W2 P1>P2 D. W1＝W2 P1<P2 【答案】D 【解析】 【详解】物体在AB和BC段，距离相同，重力相同，根据W=Gh可知重力做功相同，所以 W1=W2 物体在下落过程中，速度越来越大，即 v1<v2 因为 AB=BC 所以 t1>t2 根据可知 P1<P2 故选D。 11. 如图所示，在一个轻质杠杆的中点挂一重物，在杆的另一端施加一个动力F，使杠杆保持静止，然后向右缓慢转动F至水平方向，这一过程中F变化情况是（　　） A. 一直增大 B. 一直减小 C. 先变大后变小 D. 先变小后变大 【答案】D 【解析】 【详解】在杆的另一端施加一个动力F，使杠杆保持静止，然后向右缓慢转动F至水平方向，这一过程中F已经动力臂的变化如下图所示： 由上图可知，动力臂先增大，当动力与杠杆垂直时，此时动力臂最大，动力最小，后动力臂逐渐减小，动力逐渐增大。 故选D。 12. 如图所示，用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置，分别用FA、FB匀速提升重力为GA、GB的A、B两个物体，使物体上升的高度分别为hA，hB，绳子拉动的距离分别为sA，sB。不计绳重和摩擦，下列说法中正确的是（　　） A. 若sA＝sB，则hA＜hB B. 若FA＝FB，则η甲＜η乙 C. 若GA＝GB，则η甲＞η乙 D. 若GA＜GB，则FA＜FB 【答案】B 【解析】 【详解】A．若sA＝sB，则hA为 则hB为 故hA＞hB，则A选项错误； B．若FA＝FB，则重物A的大小为 则重物B的大小为 故GA＜GB 滑轮组机械效率为 由此公式可知，重物越重，机械效率越大，故η甲＜η乙，故B选项正确； C．若GA＝GB，由B选项可知，机械效率相等，故C选项错误； D．若GA＜GB，则 无法判断FA与FB的大小，故D选项错误。 故选B。 二、填空题（8小题，每空1分，共27分。请将正确答案填写在答题卡上。） 13. 学校举行升旗仪式，如图甲所示国旗杆的顶部安装了一个______滑轮，使用它的好处是可以____________。图乙是园艺工人修剪树枝时使用的剪刀，如果树枝太硬不容易剪断，可以使手尽量______（选填“靠近”或“远离”）支点O，这样是为了__________________，减小动力。 【答案】 ①. 定 ②. 改变力的方向 ③. 远离 ④. 增大动力臂 【解析】 【详解】图甲中滑轮的轴固定不动，为定滑轮，可改变力的方向。 图乙中剪刀为杠杆，支点为O，使用时若阻力与阻力臂不变，由杠杆平衡条件可知，增大动力臂可减小动力，因此手需远离支点。 14. 如图所示是北京冬奥会上一种服务机器人，质量为30kg，机器人在水平地面上运动时，由内置电动机向机器人提供的水平动力为30N时，在水平地面上用时4s匀速直线运动了2m，则动力做功是______J，功率是______W，此过程中重力做功是______J。 【答案】 ①. 60 ②. 15 ③. 0 【解析】 【详解】动力做功 功率​ 做功需要满足“有力、物体在力的方向上通过距离”两个条件，重力方向竖直向下，而机器人是沿水平方向运动，竖直方向没有移动距离，因此重力做功为。 15. 如图所示，小昊做俯卧撑时可视为一个杠杆，其重心在A处，手掌作用在地面B处，已知小昊体重600N，25s内完成了15个标准的俯卧撑，每次重心A上升的距离为0.4m。做俯卧撑时人体可视为____________杠杆，图示位置时两只手掌对地面的压力共为______N。每次俯卧撑小昊克服重力做功为______J，25s内克服重力做功的功率为______W。 【答案】 ①. 省力 ②. 360 ③. 240 ④. 144 【解析】 【详解】做俯卧撑时，支点为O，动力臂 阻力臂，因，故该杠杆为省力杠杆。 由杠杆平衡条件，得地面对手掌的支持力 因手掌对地面的压力与地面对手掌的支持力是相互作用力，大小相等，故两只手掌对地面的压力共为360N。 每次克服重力做功为 25s内克服重力做的总功为 25s内克服重力做功的功率为 16. 如图甲，小明同学始终沿水平向右的方向用力推箱子，推力F的大小与时间t的关系如图乙所示，物体运动速度v与时间t的关系如丙所示。2s~4s内物体受到的摩擦力为______N；4s~6s内推力F所做的功为______J，功率为______W。 【答案】 ①. 2 ②. 16 ③. 8 【解析】 【详解】[1]由丙图可知在4~6 s内，物体做匀速直线运动，由乙图可知此过程中的推力F=2N；由于物体处于平衡状态，受到的推力与受到的滑动摩擦力为一对平衡力，大小相等，物体受到的滑动摩擦力 f=F=2N 由丙图知在2~4s内物体加速运动，物体对支持面的压力大小和接触面的粗糙程度不变，则物体受到的滑动摩擦力不变，仍为2N。 [2]在4~6s内物体受到的推力为2N，此过程中的速度为4m/s，根据速度公式，在4~6s内物体通过的距离为 s=vt=4m/s×2s=8m 水平推力F所做的功为 W=Fs=2N×8m=16J [3] 4~6s内推力F所做功的功率为 17. 如图所示，用相同的滑轮组成甲、乙滑轮组。均将600N重物以0.2m/s的速度匀速提升，不计绳重及摩擦，绳端拉力F甲为220N。拉力F甲的功率为____________W，甲滑轮组的机械效率为____________，乙滑轮组绳端拉力F乙为____________N。 【答案】 ①. 132 ②. 90.9% ③. 330 【解析】 【详解】首先确定甲滑轮组承担物重的绳子段数 已知重物上升速度 甲的绳端速度 拉力F甲的功率 甲滑轮组的机械效率 不计绳重及摩擦，动滑轮的重力 由图可知乙滑轮组承担物重的绳子段数 拉力 18. 两辆汽车的功率之比为1∶2，在相同时间匀速通过的路程之比为2∶3，则两辆汽车的牵引力之比为__________，两辆汽车做功之比为__________。 【答案】 ①. 3∶4 ②. 1∶2 【解析】 【详解】[1]依题意两辆汽车在相同时间匀速通过的路程之比为2∶3，由可知，两辆汽车的速度之比为 由可知，两辆汽车的牵引力之比为 [2]由可知，两辆汽车做功之比为 19. 如图甲，盘山公路是________（选填“杠杆”、“滑轮”或“斜面”）模型，汽车沿盘山公路上山可以________（选填“省力”或“省功”）。如图乙，工人用沿斜面方向大小为400N的力将重900N的物体匀速推到车上，斜面长3m，高1m，用时10s。在此过程中，推力的功率是________W，斜面的机械效率是________，物体受到斜面的摩擦力是________N。 【答案】 ①. 斜面 ②. 省力 ③. 120 ④. 75% ⑤. 100 【解析】 【详解】盘山公路是斜面模型；因使用斜面可以省力，由功的原理可知任何机械都不省功，故汽车沿盘山公路上山可以省力。 推力做的总功为 推力的功率为 克服物体重力做的有用功为 斜面的机械效率为 因额外功为克服摩擦力做的功，故额外功为 物体受到斜面的摩擦力为 20. 建筑工地上，起重机吊臂上的滑轮组如图所示，在匀速起吊重4.2×103N的物体时，物体5s内上升了2m，此过程中有用功为______J，若滑轮组的机械效率为70%，则拉力F为______N，其功率为______W。 【答案】 ①. 8.4×103 ②. 2000 ③. 2.4×103 【解析】 【详解】[1]有用功 [2]由可得总功为 由图可知，承担物重的绳子段数，绳段移动的距离为 拉力F为 [3]拉力的功率 三、解答题（7小题，共49分。请将正确答案填写在答题卡上。） 21. （1）图中是钓鱼竿的杠杆模型图，O为支点，请画出力F1的力臂l1和阻力F2。 （2）图甲是一个菜馅挤水器，其上部手柄在使用时是一个杠杆，图乙是其简化的示意图，O为支点，F2是使用菜馅挤水器时B点受到的阻力。请在图乙中画出作用在A点的最小动力F1的示意图及阻力臂l2。 （3）将重物提起，在图中画出使用滑轮组既能省力又能改变施力方向的绳子绕法。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 从支点向力​的作用线作垂线段，标注垂足和​； 在鱼竿末端鱼线的作用点，沿鱼线竖直向下画带箭头的线段，标注，阻力是鱼对鱼竿的向下拉力。  【小问2详解】 根据杠杆的平衡条件，要想找到最小的力就要找到最长的力臂，连接支点O与作用点A，OA即为最长力臂，力臂始终与力的作用线垂直，从而找到最小力；从点O向的作用线作垂线，垂线段长即为阻力臂。 【小问3详解】 绳子起始端固定在定滑轮的下挂钩上，向下绕过动滑轮，再向上绕回定滑轮，自由端竖直向下即可。  22. 在探究杠杆平衡条件的实验中： （1）将杠杆放在支架上后，在如图甲所示的位置静止，此时杠杆处于_______（“平衡”或“不平衡”）状态。为了将杠杆调至水平位置平衡，则应将左端的平衡螺母向_______调节，也可把右端的平衡螺母向_______调节； （2）如图乙，杠杆上的刻度均匀，在A点挂4个钩码，要使杠杆在水平位置平衡，应在B点挂_______个相同的钩码，实验中使杠杆在水平位置平衡的目的是______________。当杠杆平衡后，将A、B两点下方所挂的钩码同时朝远离支点O方向移动一小格，此时杠杆在水平位置_______（“能”或“不能”）保持平衡； （3）如图丙所示，挂在C点的弹簧测力计由位置1逐渐转至位置2的过程中，杠杆在水平位置始终保持平衡，弹簧测力计示数将_____________________（填写变化情况）。 （4）如图丁所示，已知每个钩码重0.5 N，杠杆上每个小格长度为2 cm，当弹簧测力计在C点斜向上拉（与水平方向成30°角）杠杆，使杠杆在水平位置平衡时拉力F的力臂大小为_______cm，弹簧测力计示数大小为_______N。 （5）在实验中，改变力和力臂的大小得到多组数据的目的是______________。 A. 使测量数据更准确 B. 多次测量取平均值减小误差 C. 避免偶然性，使实验结论具有普遍性 【答案】（1） ①. 平衡 ②. 右 ③. 右 （2） ①. 6 ②. 便于直接从杠杆上读出力臂的大小 ③. 不能 （3）先变小后变大 （4） ①. 4 ②. 3  （5）C 【解析】 【小问1详解】 杠杆的平衡状态指杠杆静止或匀速转动，图甲中杠杆静止，因此处于平衡状态；此时杠杆左端下沉、右端上翘，平衡螺母需向翘起的右侧调节，左右端的平衡螺母都可向右调。 【小问2详解】 设每个小格长度为L，每个钩码重力为G，根据杠杆平衡条件可得，，解得； 杠杆在水平位置平衡时，力臂与杠杆重合，可直接通过杠杆刻度读取力臂，方便测量； 钩码同时远离支点1格后，左侧力×力臂为，右侧为，两侧不相等，因此不能保持平衡。 【小问3详解】 弹簧测力计从位置1转到位置2的过程中，拉力的力臂先变大（拉力竖直向上时力臂达到最大）、后变小，而阻力和阻力臂始终不变，根据杠杆平衡条件，拉力会先变小后变大。 【小问4详解】 OC长度为 当拉力与水平方向成30°角时，根据直角三角形中30°角对应的直角边是斜边的一半，拉力的力臂为 再由杠杆平衡条件得 解得。 【小问5详解】 本实验是探究杠杆平衡的普遍规律，多次实验的目的是避免单次实验的偶然性，让结论具有普遍性，不需要通过多次测量取平均值减小误差，故选C。 23. 探究定滑轮和动滑轮的作用。小明用同一个滑轮做了四次实验，前两次按图甲进行，后两次按图乙进行，并将测得的数据记录在表格中（忽略绳重及摩擦）。 实验序号 钩码重 钩码上升的高度 拉力 绳子自由端移动的距离 1 1.0 8.0 1.0 8.0 2 2.0 8.0 2.0 8.0 3 1.0 8.0 0.8 16.0 4 2.0 8.0 1.3 16.0 （1）分析第1、2次的数据，得出的结论是：使用定滑轮不能 _____；若第1次实验中，小明将绳子的自由端分别沿着或的方向匀速拉动，则拉力的大小关系为_____； （2）用图乙进行实验时，一定要沿着 ______方向匀速拉动绳子自由端。分析数据时发现，使用动滑轮省力，______距离。若用此动滑轮拉动重的钩码，拉力的大小应为 _____N。 【答案】 ①. 省力 ②. =##等于 ③. 竖直 ④. 费 ⑤. 2.8 【解析】 【详解】（1）[1][2]第1、2次的数据中拉力与钩码重相同，则说明使用定滑轮不能省力，但能改变力的方向，所以小明将绳子的自由端分别沿着F1或F2的方向匀速拉动，拉力的大小将不变。 （2）[3][4][5]用图乙进行实验时，一定要沿着竖直方向匀速拉动绳子自由端；分析数据时发现，使用动滑轮省力但费距离，根据 可得：滑轮的重力 G动=nF-G物=2×0.8N-1N=0.6N 若要拉动5N的钩码，拉力的大小 24. 引体向上是同学们经常做的一项健身运动。如图所示，课外活动时，小华同学连续做了15个规范的引体向上，小组的同学们设计了如下表格，并测量一些物理量估测小华同学做引体向上时的功率。 （1）所需要的测量器材有________、秒表和________； （2）请在表格①处填上合适的物理量、符号及单位：________________________（不需要填写数据）； 人的质量m/kg 完成15个的时间t/s ① 功率P/W （3）写出计算小华同学做引体向上时功率的表达式：P=________（利用以上测量的物理量符号表示）； （4）如果两位同学完成15个规范动作的时间都是1min，两位同学的功率不一定相等，理由是：________________________。 【答案】（1） ①. 体重计 ②. 刻度尺 （2）每次上升的高度h/m （3） （4）两位同学的质量（体重）可能不同，或者每次引体向上上升的高度可能不同，导致总做功不同，时间相同时功率不一定相等 【解析】 【小问1详解】 引体向上的过程是克服自身重力做功，单次做功为，完成15次的总功为，因此需要测量人的质量、身体上升的高度、总时间，对应测量器材分别是体重计、刻度尺、秒表。 【小问2详解】 表格中已经记录了人的质量、总时间、功率，缺失的物理量是单次引体向上身体上升的高度，因此填写“每次上升的高度h/m”。 【小问3详解】 总功为15次克服重力做的功，根据功率定义，代入可得功率表达式为​。 【小问4详解】 功率由总功和时间共同决定，总功和人的质量、上升高度都有关，即使总时间相同，两位同学的质量或每次上升的高度不同，总功就不同，因此功率不一定相等。 25. “测量滑轮组的机械效率”的实验中，用同一滑轮组进行了三次实验（如图所示），实验数据记录如下表。 次数 钩码重/N 钩码上升距离/cm 弹簧测力计示数/N 弹簧测力计上升距离/cm 机械效率 1 2 10 0.8 30 83.3% 2 4 10 1.5 30 3 6 10 30 90.9% （1）实验时，要竖直向上_______拉动弹簧测力计； （2）第2次实验中额外功为_______J，滑轮组的机械效率为_______（结果保留一位小数）； （3）第3次实验中，弹簧测力计的示数漏填，由图丙可知，弹簧测力计示数为_______N； （4）分析数据可得结论：用同一滑轮组，提升的物体_______，滑轮组的机械效率越高；使用该滑轮组再次将8 N的物体匀速提升10 cm，此时滑轮组的机械效率可能为_______（只填序号）； A.71.6% B.82.6% C.92.4% （5）若第1次实验中，钩码上升高度增大为20cm，则此过程中做的额外功_______（增大/减小/不变），滑轮组的机械效率_______（大于/等于/小于）83.3%； 【答案】（1）匀速 （2） ①. 0.05 ②. 88.9% （3）2.2 （4） ①. 越重 ②. C （5） ①. 增大 ②. 等于 【解析】 【小问1详解】 实验时竖直向上匀速拉动弹簧测力计，此时系统处于平衡状态，弹簧测力计示数稳定，等于拉力大小。 【小问2详解】 提升物体所做的有用功 拉力做的总功 额外功 机械效率 【小问3详解】 弹簧测力计分度值为0.2N，指针指向2.2N，因此示数为2.2N。 【小问4详解】 由实验数据可知，同一滑轮组，提升物体越重，有用功占总功的比例越高，机械效率越高，提升6N物体时机械效率已达90.9%，提升8N物体时机械效率会进一步升高，故选C。 【小问5详解】 钩码上升高度增大，克服动滑轮重、摩擦做的额外功都会随距离增大而变大，因此额外功增大； 根据可知，机械效率与物体上升高度无关，因此机械效率仍等于83.3%。 26. 抗击新冠肺炎疫情期间，我省用负压救护车转运患者进行集中隔离治疗。该车配置了负压装置，负压舱内气压小于外界气压，将内部空气“吸入”排风净化装置进行处理，有效避免了病毒的传播。某次转运病人时，救护车以4.5×104W的恒定功率在平直公路上匀速行驶9×103m，用时600s。求： （1）救护车在这段时间内的速度是多少m/s？ （2）救护车在这段时间内牵引力做的功是多少J？ （3）救护车在平直公路上匀速行驶所受的阻力是多少N？ 【答案】（1）15；（2）2.7×107；（3）3000 【解析】 【详解】解：（1）由可知，救护车在这段时间内的速度是 （2）由可得，救护车在这段时间内牵引力做的功是 （3）救护车所受的牵引力为 救护车匀速行驶时处于平衡状态，根据二力平衡可得，救护车所受的阻力为 答：（1）救护车在这段时间内的速度是15m/s； （2）救护车在这段时间内牵引力做的功是2.7×107J； （3）救护车在平直公路上匀速行驶所受的阻力是3000N。 27. 工人用如图所示装置在10 s内将重为450 N的货物匀速提升2 m，此过程中拉力F为200 N，摩擦力及绳重忽略不计。求： （1）工人对物体做的有用功； （2）拉力F的功率； （3）滑轮组的机械效率； （4）若工人用此装置匀速提升600N的其他货物，求此时滑轮组的机械效率。 【答案】（1） （2） （3） （4） 【解析】 【小问1详解】 做的有用功 【小问2详解】 由图可知，承担物重的绳子段数，绳子自由端移动的距离 拉力做的总功 拉力的功率 【小问3详解】 滑轮组的机械效率 【小问4详解】 不计绳重及摩擦，故 动滑轮的重力 滑轮组的机械效率 动滑轮的重不变，当匀速提升600N的物体时，滑轮组的机械效率 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 十一章 简单机械和功 （本试卷g取10N/kg） 一、单项选择题（12小题，每小题2分，共24分。请将正确答案的序号填在答题卡上。） 1. 如图所示的杠杆中，使用时利用了其省距离特点的是 A. 开瓶器 B. 老虎钳 C. 核桃夹 D. 食品夹 2. 如下图所示，AOB为一杠杆(自重不计)，O为支点(OA<OB，OD=OA)，在A端悬挂一重物G，那么 （ ） A. 在B点用力使杠杆在图示位置平衡，一定是省力的 B. 在C点用力不可能使杠杆在图示位置平衡 C. 在B点用力使杠杆在图示位置平衡，沿竖直方向最省力 D. 在D点悬挂一个与G完全相同的物体能使杠杆在图示位置平衡 3. 下列生活实例中，力对物体做功的有 甲：小车在推力的作用 乙：提着滑板在 丙：物体在绳子 丁：用尽全力搬 下前进了一段距离 水平路面上前行 拉力作用下升高 石头，搬而未起 A. 甲和乙 B. 甲和丙 C. 乙和丙 D. 丙和丁 4. 如图所示，杠杆的水平位置平衡，下列操作仍能让杠杆在水平位置保持平衡的是（　　） A. 两侧钩码同时向外移一格 B. 两侧钩码同时向内移一格 C. 左侧的钩码向内移一格，右侧减去一个钩码 D. 在两侧钩码下方，同时加挂一个相同的钩码 5. 中学生小明从一楼步行到三楼，用时12s，他步行的路程约为12m，下列估算正确的是（ ） A. 小明的重力约为50N B. 小明步行的平均速度约为0.5m/s C. 小明克服重力做的功约为6000J D. 小明上楼克服重力做功的功率约为250W 6. 为便于研究，某健身器材中训练拉力部分的机械结构可简化为如图所示的滑轮组。若不计摩擦，下列有关分析正确的是（　　） A. 两个滑轮在装置中起的作用相同 B. 拉力移动的距离与配重上升的距离相同 C. 沿方向1与2匀速拉动配重，所用的力大小相等 D. 将配重提升相同高度，用该装置与直接提升所做的功相等 7. 质量为50kg的同学跳绳时，每次跳离地面的高度为4cm，在1min内跳了150下，则他跳绳功率为（ ） A. 50W B. 60W C. 100W D. 500W 8. 关于功、功率、机械效率说法正确的是（　　） A. 功率越大，做功越快，机械效率越大 B. 做功越少，功率越小，机械效率越小 C. 机械效率越大，表明它做的功越多 D. 功率越大，反映做功越快，与机械效率无关 9. 如图所示，图甲中小明用弹簧测力计拉木块，使它沿水平木板匀速滑动；图乙是他两次拉动同一木块得到的路程随时间变化的关系图像。下列说法正确的是（ ） A. 木块第二次受到的拉力较大 B. 木块两次受到的拉力和摩擦力均相等 C. 相同时间内第一次拉力对木块做功多 D. 第一次拉力对木块做功的功率大 10. 如右图，一个物体在空中下落，速度越来越大，已知AB＝BC，在AB段重力做功W1、功率P1，在BC段重力做功W2、功率P2，则（　　） A. W1>W2 P1>P2 B. W1<W2 P1<P2 C. W1=W2 P1>P2 D. W1＝W2 P1<P2 11. 如图所示，在一个轻质杠杆的中点挂一重物，在杆的另一端施加一个动力F，使杠杆保持静止，然后向右缓慢转动F至水平方向，这一过程中F变化情况是（　　） A. 一直增大 B. 一直减小 C. 先变大后变小 D. 先变小后变大 12. 如图所示，用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置，分别用FA、FB匀速提升重力为GA、GB的A、B两个物体，使物体上升的高度分别为hA，hB，绳子拉动的距离分别为sA，sB。不计绳重和摩擦，下列说法中正确的是（　　） A. 若sA＝sB，则hA＜hB B. 若FA＝FB，则η甲＜η乙 C. 若GA＝GB，则η甲＞η乙 D. 若GA＜GB，则FA＜FB 二、填空题（8小题，每空1分，共27分。请将正确答案填写在答题卡上。） 13. 学校举行升旗仪式，如图甲所示国旗杆的顶部安装了一个______滑轮，使用它的好处是可以____________。图乙是园艺工人修剪树枝时使用的剪刀，如果树枝太硬不容易剪断，可以使手尽量______（选填“靠近”或“远离”）支点O，这样是为了__________________，减小动力。 14. 如图所示是北京冬奥会上一种服务机器人，质量为30kg，机器人在水平地面上运动时，由内置电动机向机器人提供的水平动力为30N时，在水平地面上用时4s匀速直线运动了2m，则动力做功是______J，功率是______W，此过程中重力做功是______J。 15. 如图所示，小昊做俯卧撑时可视为一个杠杆，其重心在A处，手掌作用在地面B处，已知小昊体重600N，25s内完成了15个标准的俯卧撑，每次重心A上升的距离为0.4m。做俯卧撑时人体可视为____________杠杆，图示位置时两只手掌对地面的压力共为______N。每次俯卧撑小昊克服重力做功为______J，25s内克服重力做功的功率为______W。 16. 如图甲，小明同学始终沿水平向右的方向用力推箱子，推力F的大小与时间t的关系如图乙所示，物体运动速度v与时间t的关系如丙所示。2s~4s内物体受到的摩擦力为______N；4s~6s内推力F所做的功为______J，功率为______W。 17. 如图所示，用相同的滑轮组成甲、乙滑轮组。均将600N重物以0.2m/s的速度匀速提升，不计绳重及摩擦，绳端拉力F甲为220N。拉力F甲的功率为____________W，甲滑轮组的机械效率为____________，乙滑轮组绳端拉力F乙为____________N。 18. 两辆汽车的功率之比为1∶2，在相同时间匀速通过的路程之比为2∶3，则两辆汽车的牵引力之比为__________，两辆汽车做功之比为__________。 19. 如图甲，盘山公路是________（选填“杠杆”、“滑轮”或“斜面”）模型，汽车沿盘山公路上山可以________（选填“省力”或“省功”）。如图乙，工人用沿斜面方向大小为400N的力将重900N的物体匀速推到车上，斜面长3m，高1m，用时10s。在此过程中，推力的功率是________W，斜面的机械效率是________，物体受到斜面的摩擦力是________N。 20. 建筑工地上，起重机吊臂上的滑轮组如图所示，在匀速起吊重4.2×103N的物体时，物体5s内上升了2m，此过程中有用功为______J，若滑轮组的机械效率为70%，则拉力F为______N，其功率为______W。 三、解答题（7小题，共49分。请将正确答案填写在答题卡上。） 21. （1）图中是钓鱼竿的杠杆模型图，O为支点，请画出力F1的力臂l1和阻力F2。 （2）图甲是一个菜馅挤水器，其上部手柄在使用时是一个杠杆，图乙是其简化的示意图，O为支点，F2是使用菜馅挤水器时B点受到的阻力。请在图乙中画出作用在A点的最小动力F1的示意图及阻力臂l2。 （3）将重物提起，在图中画出使用滑轮组既能省力又能改变施力方向的绳子绕法。 22. 在探究杠杆平衡条件的实验中： （1）将杠杆放在支架上后，在如图甲所示的位置静止，此时杠杆处于_______（“平衡”或“不平衡”）状态。为了将杠杆调至水平位置平衡，则应将左端的平衡螺母向_______调节，也可把右端的平衡螺母向_______调节； （2）如图乙，杠杆上的刻度均匀，在A点挂4个钩码，要使杠杆在水平位置平衡，应在B点挂_______个相同的钩码，实验中使杠杆在水平位置平衡的目的是______________。当杠杆平衡后，将A、B两点下方所挂的钩码同时朝远离支点O方向移动一小格，此时杠杆在水平位置_______（“能”或“不能”）保持平衡； （3）如图丙所示，挂在C点的弹簧测力计由位置1逐渐转至位置2的过程中，杠杆在水平位置始终保持平衡，弹簧测力计示数将_____________________（填写变化情况）。 （4）如图丁所示，已知每个钩码重0.5 N，杠杆上每个小格长度为2 cm，当弹簧测力计在C点斜向上拉（与水平方向成30°角）杠杆，使杠杆在水平位置平衡时拉力F的力臂大小为_______cm，弹簧测力计示数大小为_______N。 （5）在实验中，改变力和力臂的大小得到多组数据的目的是______________。 A. 使测量数据更准确 B. 多次测量取平均值减小误差 C. 避免偶然性，使实验结论具有普遍性 23. 探究定滑轮和动滑轮的作用。小明用同一个滑轮做了四次实验，前两次按图甲进行，后两次按图乙进行，并将测得的数据记录在表格中（忽略绳重及摩擦）。 实验序号 钩码重 钩码上升的高度 拉力 绳子自由端移动的距离 1 1.0 8.0 1.0 8.0 2 2.0 8.0 2.0 8.0 3 1.0 8.0 0.8 16.0 4 2.0 8.0 1.3 16.0 （1）分析第1、2次的数据，得出的结论是：使用定滑轮不能 _____；若第1次实验中，小明将绳子的自由端分别沿着或的方向匀速拉动，则拉力的大小关系为_____； （2）用图乙进行实验时，一定要沿着 ______方向匀速拉动绳子自由端。分析数据时发现，使用动滑轮省力，______距离。若用此动滑轮拉动重的钩码，拉力的大小应为 _____N。 24. 引体向上是同学们经常做的一项健身运动。如图所示，课外活动时，小华同学连续做了15个规范的引体向上，小组的同学们设计了如下表格，并测量一些物理量估测小华同学做引体向上时的功率。 （1）所需要的测量器材有________、秒表和________； （2）请在表格①处填上合适的物理量、符号及单位：________________________（不需要填写数据）； 人的质量m/kg 完成15个的时间t/s ① 功率P/W （3）写出计算小华同学做引体向上时功率的表达式：P=________（利用以上测量的物理量符号表示）； （4）如果两位同学完成15个规范动作的时间都是1min，两位同学的功率不一定相等，理由是：________________________。 25. “测量滑轮组的机械效率”的实验中，用同一滑轮组进行了三次实验（如图所示），实验数据记录如下表。 次数 钩码重/N 钩码上升距离/cm 弹簧测力计示数/N 弹簧测力计上升距离/cm 机械效率 1 2 10 0.8 30 83.3% 2 4 10 1.5 30 3 6 10 30 90.9% （1）实验时，要竖直向上_______拉动弹簧测力计； （2）第2次实验中额外功为_______J，滑轮组的机械效率为_______（结果保留一位小数）； （3）第3次实验中，弹簧测力计的示数漏填，由图丙可知，弹簧测力计示数为_______N； （4）分析数据可得结论：用同一滑轮组，提升的物体_______，滑轮组的机械效率越高；使用该滑轮组再次将8 N的物体匀速提升10 cm，此时滑轮组的机械效率可能为_______（只填序号）； A.71.6% B.82.6% C.92.4% （5）若第1次实验中，钩码上升高度增大为20cm，则此过程中做的额外功_______（增大/减小/不变），滑轮组的机械效率_______（大于/等于/小于）83.3%； 26. 抗击新冠肺炎疫情期间，我省用负压救护车转运患者进行集中隔离治疗。该车配置了负压装置，负压舱内气压小于外界气压，将内部空气“吸入”排风净化装置进行处理，有效避免了病毒的传播。某次转运病人时，救护车以4.5×104W的恒定功率在平直公路上匀速行驶9×103m，用时600s。求： （1）救护车在这段时间内的速度是多少m/s？ （2）救护车在这段时间内牵引力做的功是多少J？ （3）救护车在平直公路上匀速行驶所受的阻力是多少N？ 27. 工人用如图所示装置在10 s内将重为450 N的货物匀速提升2 m，此过程中拉力F为200 N，摩擦力及绳重忽略不计。求： （1）工人对物体做的有用功； （2）拉力F的功率； （3）滑轮组的机械效率； （4）若工人用此装置匀速提升600N的其他货物，求此时滑轮组的机械效率。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $