单元测评挑战卷(四)(第十章)
(45分钟 100分)
一、选择题(本大题共10题，每题3分，共30分)
1．(2021·南京期末)下列实例中，有力对下面划横线物体做功的是(A)
【解析】苹果从树上下落，受重力的作用，并且在重力的方向移动了距离，做功，故A符合题意；背着书包在水平路面上行走，移动的方向和受力方向垂直，在力的方向上没有移动距离，不做功，故B不符合题意；推着油桶不动阻止其向下滚动，有力作用在物体上，但是没有移动距离，没有力做功，故C不符合题意；小球在光滑水平面上匀速运动，依靠的是小球的惯性，水平方向上虽然移动了距离，但是没有力的作用，不做功，故D不符合题意。
2．(2021·北京中考)如图所示的四种工具中，正常使用时属于费力杠杆的是(B)
【解析】本题考查杠杆的分类。园艺剪、瓶盖起子和核桃夹，在使用时动力臂大于阻力臂，都是省力杠杆；筷子在使用时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆。
3.
(2021·淮安期末)如图所示，杠杆的两侧挂有钩码，处于水平位置平衡状态。接下来的一些操作，仍能使杠杆保持水平位置平衡的是(D)
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．左侧的钩码向外移一格，右侧减去一个钩码
D．左侧减去一个钩码，右侧的钩码向内移一格
【解析】设一个钩码的重力为G，杠杆上一个小格的长度为L，原来杠杆处于平衡状态，则有2G×3L＝3G×2L；两侧钩码各向外移一格，左边2G×4L＝8GL，右边3G×3L＝9GL，8GL＜9GL，杠杆右端下沉，故A错误；两侧钩码各往内移一格，左边2G×2L＝4GL，右边3G×1L＝3GL，4GL＞3GL，杠杆左端下沉，故B错误；左侧的钩码向外移一格，右侧减去一个钩码，左边2G×4L＝8GL，右边2G×2L＝4GL，8GL＞4GL，杠杆左端下沉，故C错误；左侧减去一个钩码，右侧的钩码向内移一格，左边1G×3L＝3GL，右边3G×1L＝3GL，3GL＝3GL，杠杆平衡，故D正确。
4．(2021·岳阳中考)A中的杠杆和物体处于静止状态，B、C、D中的物体被匀速吊起，所有物体重力均为G，不计动滑轮重、绳重和一切摩擦，则所用拉力F最小的是(D)
【解析】A图中，动力臂为阻力臂的一半，所以动力为阻力的2倍，即F＝2G；B图中为定滑轮，不省力，所以F＝G；C图中有2段绳子承担物体的重，所以F＝G；D图中有3段绳子承担物体的重，所以F＝G；综上，D图中所用拉力F最小。
5．(2021·营口期末)如图所示，mA＞mB＞mC，三个物体在同样大小的力F的作用下，都沿着力F的方向移动距离s，比较F对三个物体所做的功，结论是(A)
A.三次做功一样多 B．对A做的功多
C．对B做的功多 D．对C做的功多
【解析】由于对三个物体的作用力都是大小相等的力F，三个物体在力F的方向上移动的距离都是s，根据公式W＝Fs可知，F对三个物体所做的功一样多，故A正确。
6．如图所示，将同一物体分别沿光滑的斜面AB、AC以相同的速度从底部匀速拉到顶点A，已知AB＞AC，施加的力分别为F1、F2，拉力做的功为W1、W2，拉力做功的功率分别为P1、P2，则它们的关系正确的是(D)
A.F1＝F2，W1＞W2，P1＞P2 B．F1＝F2，W1＞W2，P1＝P2
C．F1＜F2，W1＝W2，P1＝P2 D．F1＜F2，W1＝W2，P1＜P2
【解析】斜面光滑说明摩擦力为0，即使用光滑的斜面没有做额外功，所以拉力在两斜面上做功都等于克服物体重力做的功，由W＝Gh可知，拉力做的功相同，即：W1＝W2；如题图所示，斜面AB的长度大于斜面AC的长度，做功相同，由W＝Fs可知，物体沿BA运动时拉力F1较小，即：F1＜F2；从底部匀速拉到顶点A物体的速度相同，且F1＜F2，根据公式P＝＝＝Fv可知，物体沿BA运动时拉力F1的功率较小，即P1＜P2，故D正确。
7．(2021·济宁期末)如图所示，小丽分别用甲、乙两滑轮把同一桶沙从一楼地面提到二楼地面，用甲滑轮所做的总功为W1，机械效率为η1；用乙滑轮所做的总功为W2，机械效率为η2，若不计滑轮的摩擦和绳重，则(C)
A．W1＝W2 η1＝η2 B．W1＝W2 η1＜η2
C．W1＜W2 η1＞η2 D．W1＞W2 η1＜η2
【解析】小丽分别用甲、乙两滑轮把同一桶沙从一楼地面提到二楼地面，所以两种情况的有用功相同；当有用功一定时，利用机械时做的额外功越少，则总功越少，机械效率越高。而乙滑轮是动滑轮，所以利用乙滑轮做的额外功多，则总功越多，机械效率越低。即W1＜W2，η1＞η2，故C正确。
8．(2021·菏泽中考)如图所示，用动滑轮提起一重为80 N的物体，在10 s内将物体匀速提高5 m，已知动滑轮重20 N(不计绳重和摩擦)，则(B)
A．手对绳子的拉力为40 N B．拉力做功的功率为50 W
C．手拉绳子移动的速度为0.5 m/s D．该装置的机械效率为60%
【解析】重为80 N的物体，在10 s内将物体匀速提高5 m，已知动滑轮重20 N，其拉力大小为F＝(G物＋G动)＝×(80 N＋20 N)＝50 N，物体移动的速度是v＝＝＝0.5 m/s，绳子自由端移动的速度是物体移动速度的2倍，故手拉绳子移动的速度为1 m/s，有用功是W有＝Gh＝80 N×5 m＝400 J，总功是W总＝Fs＝50 N×5 m×2＝500 J，动滑轮的机械效率η＝×100%＝×100%＝80%，拉力做功的功率为P＝＝＝50 W。
9．(2021·云南中考)如图甲所示，用动滑轮将正方体物块从装有水的容器底部缓慢匀速提起，拉力F随提升高度h变化的关系如图乙所示。物块完全离开水面后，动滑轮的机械效率为87.5%，绳重和摩擦忽略不计。下列选项正确的是(D)
A．物块的棱长为0.6 m
B．动滑轮重为300 N
C．提升物块完全离开水面前，动滑轮的机械效率大于87.5%
D．将物块提升至上表面与水面相平的过程中拉力F做的功为1 650 J
【解析】物块上表面与水面相平时，h1＝0.6 m，物块下表面与水面相平时，h2＝1.1 m，物块的棱长a＝h2－h1＝1.1 m－0.6 m＝0.5 m，故A错误；物块完全离开水面后，动滑轮的机械效率为87.5%，绳重和摩擦忽略不计，则有η＝，即G＝2ηF1＝2×0.875×2 000 N＝3 500 N。对动滑轮进行受力分析，根据力的平衡，可知2F1＝G＋G动，即G动＝2F1－G＝2×2 000 N－3 500 N＝500 N，故B错误；物块的体积V＝a3＝(0.5 m)3＝0.125 m3，物块在水中受到的浮力F浮＝ρ水gV排＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.125 m3＝1 250 N，物块完全浸没在水中时，动滑轮对物块的拉力F′＝G－F浮＝3 500 N－1 250 N＝2 250 N，此时动滑轮的机械效率η′＝×100%＝×100%≈81.8%，故C错误；将物块提升至上表面与水面相平时，h＝0.6 m，s＝2h＝2×0.6 m＝1.2 m，拉力F2做的功W＝F2s＝1 375 N×1.2 m＝1 650 J，故D正确。
10．(2021·泰兴期末)将一支内有弹簧的圆珠笔向下按压(如图)，放手后笔会向上弹起一定高度。下列关于该过程中能量变化的叙述，其中正确的是(B)
A．向下按笔的过程中，弹簧的弹性势能减小
B．笔向上弹起的过程中，笔的重力势能增大
C．向下按笔的过程中，笔的重力势能增大
D．笔向上弹起的过程中，弹簧的弹性势能增大
【解析】向下按笔的过程中，弹簧的弹性形变程度变大，故其具有的弹性势能变大，故A错误；笔向上弹起的过程中，笔的质量不变，高度增加，故笔的重力势能增大，故B正确；由于重力势能与质量、高度有关，所以向下按笔的过程中，笔的高度减小，故其重力势能减小，故C错误；笔向上弹起的过程中，弹簧形变程度变小，所以其弹性势能变小，故D错误。
二、填空题(本大题共6题，每空1分，共15分)
11．(2021·渭南期末)两个滑轮用如图所示的方式组合，其中A是__动__滑轮，B滑轮可以改变施力的__方向__(选填“大小”或“方向”)，用力F拉动绳端时，物体向左做匀速直线运动，此时物体所受摩擦力为0.4 N，不计绳、滑轮重及滑轮的摩擦，则拉力为__0.2__N。
eq \o(\s\up7(),\s\do5(11题图))
【解析】用力F拉动绳端时，A滑轮的位置会随物体一起向左移动，A是动滑轮；B滑轮的位置不动，则B是定滑轮，可以改变力的方向；由题图可知，动滑轮上有2段绳子(即n＝2)，不计绳和滑轮的重力以及滑轮的摩擦，则绳端的拉力：F＝f＝×0.4 N＝0.2 N。
12．如图所示是吊车吊起货物的示意图，已知AB＝4 m，BC＝6 m。吊臂是一个杠杆，当吊臂吊着2 t的货物处于静止状态时，杠杆的支点是__A__点(选填“A”“B”或“C”)，伸缩撑杆对吊臂的支持力大小为__5×104__N。(g取10N/kg)
eq \o(\s\up7(),\s\do5(12题图))
【解析】由题图可知，吊臂绕着A点转动，所以杠杆的支点是A点；阻力为货物的重力G＝mg＝2 000 kg×10 N/kg＝20 000 N，根据杠杆的平衡条件F1l1＝F2l2可知，伸缩撑杆对吊臂的支持力大小：F1＝＝2×104 N×＝5×104 N。
13.在自由下落过程中，物体运动速度会越来越快，一个物体由A点自由下落，相继经过B、C两点，已知AB＝BC。如图所示，物体在AB段重力做功W1，做功功率P1；在BC段重力做功W2，做功功率P2，则W1__＝__W2，P1__＜__P2(两空均选填“＞”“＜”或“＝”)。
【解析】由题知AB＝BC，根据W＝Gh可知，物体在AB段和BC段做的功相等，即W1＝W2；由于物体在自由下落时做加速运动，由t＝可知，物体在BC段运动的时间短，根据P＝可知，物体在AB段重力做功功率小于BC段重力做功功率，即P1＜P2。
14．(2021·恩施中考)如图，有人利用该滑轮将G＝100 N的物体匀速提升了20 cm(不计绳重G和摩擦)，此过程克服物体重力做的功为__20__J，若动滑轮重10 N，则F＝__210__N。
【解析】此过程克服物体重力做的功为W有＝Gh＝100 N×0.2 m＝20 J；若动滑轮重10 N，则F＝2G＋G动＝2×100 N＋10 N＝210 N。
15.为便于剪断树枝，人手应握住图示修枝剪刀__AB__(选填“AB”或“CD”)两把手位置效果最佳，这样握目的是__省力__，剪断树枝过程中，弹簧的弹性势能将__增大__。
【解析】由杠杆平衡条件F1l1＝F2l2可知，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小，使用剪刀修剪树木时，将双手握在手柄AB处时动力臂大于将双手握在手柄CD处时动力臂，所以将双手握在手柄AB处时更加省力。剪断树枝过程中，弹簧的压缩程度增大，弹簧的弹性势能将增大。
16．(2021·河北中考)如图所示是一幅撑竿跳高的图片。关于撑竿跳高运动涉及的物理知识，回答下列问题。
(1)问题：运动员对竿的力的作用效果是什么？
回答：__使竿发生形变__。
(2)请从机械能角度提出一个问题并回答。
问题：__被压弯的竿具有什么能__？
回答：__弹性势能(合理即可)__。
【解析】(1)如题图所示，撑竿在力的作用下，变弯。回答：使竿发生形变；(2)问题：被压弯的竿具有什么能？回答：弹性势能(合理即可)。
三、作图与简答题(本大题共2题，共10分)
17．(5分)如图是简易起重机，OA是吊臂，它是一个杠杆，可以绕O点上下转动，地面上的卷扬机拉动绳子将重物提起。画出杠杆OA的动力臂l1和阻力F2、阻力臂l2。
答：
【解析】阻力F2是重物对杠杆的拉力，作用点在杠杆上的A点，方向竖直向下；支点为O，过点O作力F1的垂线段l1；作力F2的垂线段l2，那么l1、l2即为所求作的力臂。
18.(5分)如图所示是某段高速公路上的标志牌，它规定小型客车最高行驶速度不得超过100 km/h，大型客车、载货汽车最高行驶速度不得超过80 km/h。请用物理学知识解释：为什么在同样的道路上，对不同车型设定不一样的最高行驶速度？
答：物体的动能与物体的质量和速度有关，质量越大，速度越大，物体的动能越大。在发生意外情况时，动能越大，造成的危害就越大，因此控制汽车的速度，使其速度不可过大，可有效降低发生意外时造成的危害。大型客车、载货汽车的质量比较大，因此设定的最高行驶速度较低，小型客车的质量比较小，设定的最高行驶速度较高。
四、实验探究题(本大题共2题，共19分)
19．(10分)(2021·湘潭中考)在探究“杠杆的平衡条件”实验时。
(1)实验前，将杠杆置于支架上，当杠杆静止时，发现左端下沉，如图1所示，此时，应把杠杆的平衡螺母向__右__(选填“左”或“右”)调节，直至杠杆在__水平__(选填“任意”或“水平”)位置平衡；
(2)调节平衡后，在杠杆上A点处挂两个钩码，如图2所示，则在B点处应挂__2__个钩码，才能使杠杆在原位置平衡。在A、B两点各增加1个的钩码，则杠杆__能__(选填“能”或“不能”)保持平衡；
(3)为了使实验结论具有__普遍性__(选填“普遍性”或“偶然性”)，应改变钩码个数及悬挂位置，多次进行实验；
(4)实验时，不再调节平衡螺母，使杠杆的重心位置保持在O点不变，将支点换到O′点，如图3所示，发现A点处只挂1个钩码，杠杆仍然保持平衡。若每个钩码重为0.5 N，则杠杆重力为__0.25__N。由此可知，将杠杆支点位置设在__O__(选填“O”或“O′”)点进行实验，能避免杠杆自身重力影响实验结论“动力×动力臂＝阻力×阻力臂”的得出。(杠杆刻度已重新划分)
【解析】本题考查探究杠杆的平衡条件。
(1)当杠杆静止时，发现左端下沉，如题图1所示，此时，应把杠杆的平衡螺母向右调节，直至杠杆在水平位置平衡；
(2)设一钩码重为G′，一格长度为L，根据杠杆平衡条件可知：2G′×6L＝nG′×6L，所以n＝2，需在B点挂2个钩码；
在A、B两点各增加1个钩码，左侧变为3G′×6L＝18G′L，右侧变为3G′×6L＝18G′L，故杠杆仍能平衡；
(3)多次改变力和力臂的大小，得到了多组实验数据，得出了杠杆平衡条件。该实验测多组数据的目的是使得出的结论更具有普遍性；
(4)设杠杆的重力为G，每一格的长度为L，则每一格的重力为，支点O′左侧的部分的杠杆重＝，力臂为L，右侧部分重＝，力臂为3L，
根据杠杆平衡条件可知：0.5 N×L＋×L＝×3L，解出G＝0.25 N，
将杠杆的中心位置挂在支架上，可避免杠杆自重的影响，故将杠杆支点位置设在O点进行实验。
20.(9分)(2021·文山州期末)高空抛物是极不文明且会对他人造成危害的行为，通过学习重力势能后，小杨想用实验来探究造成危害的因素。她认为小球从高处自由落下砸到木桩上能对木桩做功，使木桩陷入沙土中。然后设计了如图所示的实验(mA＜mB＝mC＝mD；hA＝hB＜hC＝hD)
(1)实验中是根据__木桩陷入沙土的深度__来判断小球重力势能的大小，这种研究方法叫__转换__法。
(2)小球由高处自由下落过程中，重力势能转化为__动能__。通过观察A、B两小球的实验，发现B组木桩陷入沙土更深，说明当高度相同时，重力势能的大小与__质量__有关。
(3)通过观察__B、C__两小球的实验，说明当小球质量相同时，重力势能的大小还与__高度__有关。
(4)小杨还想探究重力势能的大小与运动路径是否有关，于是找来一根光滑管道，把D小球从与C小球高度相同的管道顶端释放，发现木桩陷入沙土的深度与C球作用的深度相同，由此判断重力势能大小与运动路径__无关__(选填“有关”或“无关”)。
【解析】本题考查探究物体的重力势能。(1)实验中，小球的重力势能大小是通过木桩陷入沙土的深度来反映的，为物理上常用的转换法；
(2)小球在下落过程中，质量不变，高度减小，速度变大，将重力势能转化为动能；比较A、B两球，下落高度和运动路径相同，B球质量大于A球质量，发现B球下的木桩陷入沙土的深度更大，说明B球的重力势能较大，由此可得出结论：当下落高度一定时，物体的质量越大，重力势能越大；
(3)比较B、C两球，两球质量相同，下落路径也相同，C球的下落高度大于B球的下落高度，发现C球下的木桩陷入沙土的深度更大，说明C球的重力势能较大，由此可得出结论：当物体的质量相同时，下落高度越高，物体的重力势能越大；
(4)比较C、D两球，两球的质量相同，下落高度也相同，两球的运动路径不同，但木桩陷入沙土的深度相同，由此可得出结论：物体的重力势能与物体运动的路径无关。
五、计算题(本大题共2题，共26分)
21.(15分)如图所示，搬运工用200 N的拉力(方向不变)将木箱匀速提升4 m，用了20 s，木箱重360 N，动滑轮重20 N。求：
(1)此过程中有用功和额外功为多大？
(2)拉力功率为多大？
(3)此时动滑轮的机械效率为多大？
解：本题主要考查了滑轮组机械效率的计算。
(1)此过程中的有用功：
W有＝G木箱h＝360 N×4 m＝1 440 J；
由题图知动滑轮有效绳子股数为n＝2，
绳子自由端移动的距离：
s＝2h＝2×4 m＝8 m，
拉力做的总功：
W总＝Fs＝200 N×8 m＝1 600 J；
又W总＝W有＋W额，
则额外功为：
W额＝W总－W有＝1 600 J－1 440 J＝160 J。
(2)拉力做功的功率：
P＝＝＝80 W。
(3)动滑轮的机械效率：
η＝×100%＝×100%＝90%。
22．(11分)(2021·潍坊中考)楼房装修常用如图所示装置将物料吊运到楼上。已知该装置电动机的额定功率P额＝2.2 kW，电动机将电能转换为机械能的效率η＝50%，某次吊运过程中将物料匀速提升h＝16 m，所用时间t＝40 s，求：
(1)电动机拉绳的速度大小；
(2)电动机对绳的拉力大小。
解：(1)由题图可知，n＝2，则绳端移动的距离：s＝2h＝2×16 m＝32 m；
电动机拉绳的速度大小为：v＝＝＝0.8 m/s。
(2)电动机的额定功率P额＝2.2 kW＝2.2×103 W；
电动机在40 s内消耗的电能：W电＝P额t＝2.2×103 W×40 s＝8.8×104 J；
电动机在40 s内将电能转换的机械能：W＝W电η＝8.8×104 J×50%＝4.4×104 J；
由W＝Fs可得电动机对绳的拉力大小：F＝＝＝1.375×103 N。
PAGE单元测评挑战卷(四)(第十章)
(45分钟 100分)
一、选择题(本大题共10题，每题3分，共30分)
1．(2021·南京期末)下列实例中，有力对下面划横线物体做功的是( )
2．(2021·北京中考)如图所示的四种工具中，正常使用时属于费力杠杆的是( )
(2021·淮安期末)如图所示，杠杆的两侧挂有钩码，处于水平位置平衡状态。接下来的一些操作，仍能使杠杆保持水平位置平衡的是( )
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．左侧的钩码向外移一格，右侧减去一个钩码
D．左侧减去一个钩码，右侧的钩码向内移一格
4．(2021·岳阳中考)A中的杠杆和物体处于静止状态，B、C、D中的物体被匀速吊起，所有物体重力均为G，不计动滑轮重、绳重和一切摩擦，则所用拉力F最小的是( )
5．(2021·营口期末)如图所示，mA＞mB＞mC，三个物体在同样大小的力F的作用下，都沿着力F的方向移动距离s，比较F对三个物体所做的功，结论是( )
A.三次做功一样多 B．对A做的功多
C．对B做的功多 D．对C做的功多
6．如图所示，将同一物体分别沿光滑的斜面AB、AC以相同的速度从底部匀速拉到顶点A，已知AB＞AC，施加的力分别为F1、F2，拉力做的功为W1、W2，拉力做功的功率分别为P1、P2，则它们的关系正确的是( )
A.F1＝F2，W1＞W2，P1＞P2 B．F1＝F2，W1＞W2，P1＝P2
C．F1＜F2，W1＝W2，P1＝P2 D．F1＜F2，W1＝W2，P1＜P2
7．(2021·济宁期末)如图所示，小丽分别用甲、乙两滑轮把同一桶沙从一楼地面提到二楼地面，用甲滑轮所做的总功为W1，机械效率为η1；用乙滑轮所做的总功为W2，机械效率为η2，若不计滑轮的摩擦和绳重，则( )
A．W1＝W2 η1＝η2 B．W1＝W2 η1＜η2
C．W1＜W2 η1＞η2 D．W1＞W2 η1＜η2
8．(2021·菏泽中考)如图所示，用动滑轮提起一重为80 N的物体，在10 s内将物体匀速提高5 m，已知动滑轮重20 N(不计绳重和摩擦)，则( )
A．手对绳子的拉力为40 N B．拉力做功的功率为50 W
C．手拉绳子移动的速度为0.5 m/s D．该装置的机械效率为60%
9．(2021·云南中考)如图甲所示，用动滑轮将正方体物块从装有水的容器底部缓慢匀速提起，拉力F随提升高度h变化的关系如图乙所示。物块完全离开水面后，动滑轮的机械效率为87.5%，绳重和摩擦忽略不计。下列选项正确的是( )
A．物块的棱长为0.6 m
B．动滑轮重为300 N
C．提升物块完全离开水面前，动滑轮的机械效率大于87.5%
D．将物块提升至上表面与水面相平的过程中拉力F做的功为1 650 J
10．(2021·泰兴期末)将一支内有弹簧的圆珠笔向下按压(如图)，放手后笔会向上弹起一定高度。下列关于该过程中能量变化的叙述，其中正确的是( )
A．向下按笔的过程中，弹簧的弹性势能减小
B．笔向上弹起的过程中，笔的重力势能增大
C．向下按笔的过程中，笔的重力势能增大
D．笔向上弹起的过程中，弹簧的弹性势能增大
二、填空题(本大题共6题，每空1分，共15分)
11．(2021·渭南期末)两个滑轮用如图所示的方式组合，其中A是__ __滑轮，B滑轮可以改变施力的__ __(选填“大小”或“方向”)，用力F拉动绳端时，物体向左做匀速直线运动，此时物体所受摩擦力为0.4 N，不计绳、滑轮重及滑轮的摩擦，则拉力为__ __N。
eq \o(\s\up7(),\s\do5(11题图))
12．如图所示是吊车吊起货物的示意图，已知AB＝4 m，BC＝6 m。吊臂是一个杠杆，当吊臂吊着2 t的货物处于静止状态时，杠杆的支点是__ __点(选填“A”“B”或“C”)，伸缩撑杆对吊臂的支持力大小为__ __N。(g取10N/kg)
eq \o(\s\up7(),\s\do5(12题图))
13.在自由下落过程中，物体运动速度会越来越快，一个物体由A点自由下落，相继经过B、C两点，已知AB＝BC。如图所示，物体在AB段重力做功W1，做功功率P1；在BC段重力做功W2，做功功率P2，则W1__ __W2，P1__ __P2(两空均选填“＞”“＜”或“＝”)。
14．(2021·恩施中考)如图，有人利用该滑轮将G＝100 N的物体匀速提升了20 cm(不计绳重G和摩擦)，此过程克服物体重力做的功为__ __J，若动滑轮重10 N，则F＝__ __N。
15.为便于剪断树枝，人手应握住图示修枝剪刀__ __(选填“AB”或“CD”)两把手位置效果最佳，这样握目的是__ __，剪断树枝过程中，弹簧的弹性势能将__ __。
16．(2021·河北中考)如图所示是一幅撑竿跳高的图片。关于撑竿跳高运动涉及的物理知识，回答下列问题。
(1)问题：运动员对竿的力的作用效果是什么？
回答：__ __。
(2)请从机械能角度提出一个问题并回答。
问题：__ __？
回答：__ __。
三、作图与简答题(本大题共2题，共10分)
17．(5分)如图是简易起重机，OA是吊臂，它是一个杠杆，可以绕O点上下转动，地面上的卷扬机拉动绳子将重物提起。画出杠杆OA的动力臂l1和阻力F2、阻力臂l2。
18.(5分)如图所示是某段高速公路上的标志牌，它规定小型客车最高行驶速度不得超过100 km/h，大型客车、载货汽车最高行驶速度不得超过80 km/h。请用物理学知识解释：为什么在同样的道路上，对不同车型设定不一样的最高行驶速度？
四、实验探究题(本大题共2题，共19分)
19．(10分)(2021·湘潭中考)在探究“杠杆的平衡条件”实验时。
(1)实验前，将杠杆置于支架上，当杠杆静止时，发现左端下沉，如图1所示，此时，应把杠杆的平衡螺母向__ __(选填“左”或“右”)调节，直至杠杆在__ __(选填“任意”或“水平”)位置平衡；
(2)调节平衡后，在杠杆上A点处挂两个钩码，如图2所示，则在B点处应挂__ __个钩码，才能使杠杆在原位置平衡。在A、B两点各增加1个的钩码，则杠杆__ __(选填“能”或“不能”)保持平衡；
(3)为了使实验结论具有__ __(选填“普遍性”或“偶然性”)，应改变钩码个数及悬挂位置，多次进行实验；
(4)实验时，不再调节平衡螺母，使杠杆的重心位置保持在O点不变，将支点换到O′点，如图3所示，发现A点处只挂1个钩码，杠杆仍然保持平衡。若每个钩码重为0.5 N，则杠杆重力为__ __N。由此可知，将杠杆支点位置设在__ __(选填“O”或“O′”)点进行实验，能避免杠杆自身重力影响实验结论“动力×动力臂＝阻力×阻力臂”的得出。(杠杆刻度已重新划分)
20.(9分)(2021·文山州期末)高空抛物是极不文明且会对他人造成危害的行为，通过学习重力势能后，小杨想用实验来探究造成危害的因素。她认为小球从高处自由落下砸到木桩上能对木桩做功，使木桩陷入沙土中。然后设计了如图所示的实验(mA＜mB＝mC＝mD；hA＝hB＜hC＝hD)
(1)实验中是根据__ __来判断小球重力势能的大小，这种研究方法叫__ __法。
(2)小球由高处自由下落过程中，重力势能转化为__ __。通过观察A、B两小球的实验，发现B组木桩陷入沙土更深，说明当高度相同时，重力势能的大小与__ __有关。
(3)通过观察__ __两小球的实验，说明当小球质量相同时，重力势能的大小还与__ __有关。
(4)小杨还想探究重力势能的大小与运动路径是否有关，于是找来一根光滑管道，把D小球从与C小球高度相同的管道顶端释放，发现木桩陷入沙土的深度与C球作用的深度相同，由此判断重力势能大小与运动路径__ __(选填“有关”或“无关”)。
五、计算题(本大题共2题，共26分)
21.(15分)如图所示，搬运工用200 N的拉力(方向不变)将木箱匀速提升4 m，用了20 s，木箱重360 N，动滑轮重20 N。求：
(1)此过程中有用功和额外功为多大？
(2)拉力功率为多大？
(3)此时动滑轮的机械效率为多大？
22．(11分)(2021·潍坊中考)楼房装修常用如图所示装置将物料吊运到楼上。已知该装置电动机的额定功率P额＝2.2 kW，电动机将电能转换为机械能的效率η＝50%，某次吊运过程中将物料匀速提升h＝16 m，所用时间t＝40 s，求：
(1)电动机拉绳的速度大小；
(2)电动机对绳的拉力大小。
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