北师大版八年级下第九章机械和功（有解析）
文档属性
| 名称 | 北师大版八年级下第九章机械和功（有解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 7.4MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 北师大版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-03-31 08:11:25 | ||
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文档简介
第九章 机械和功
一、单选题
1．下列有关力做功的说法中正确的是（ ）
A．挂钩上的书包静止时，拉力对书包做了功
B．用水平力推着购物车匀速前进，推车的力做了功
C．抛出手的实心球在空中飞行了一段距离，推力一直对实心球做功
D．起重机吊着重物沿水平方向匀速运动一段距离，吊车的拉力对重物做了功
2．如图所示的四种情量中，所使用的杠杆属于费力杠杆的是（ ）
A．食品夹 B．核桃夹
C．羊角锤 D．瓶盖起子
3．利用如图所示装置将重为100 N的物体匀速从斜面的底端拉到顶端．已知斜面的长是5 m，高是2 m，拉力为F=30 N，不计动滑轮重和绳重，以及滑轮与轴之间的摩擦，则该装置的机械效率和物体所受的摩擦力分别为
A．66.7％ 60 N B．40％ 20 N
C．66.7％ 20 N D．40％ 60 N
4．如图，重为G的物体在沿斜面向上的拉力作用下，从斜面的底部移到顶部，设沿斜面移动的距离为s，高为h，拉力为F，物体受到的摩擦力为f。则斜面的机械效率为（ ）
A． B． C． D．
5．甲装置中，空吊篮A重25N，绳子承受最大拉力100N。小壮将A提升到高处，施加拉力F随时间变化关系如图乙，A上升速度随时间变化关系如图内。忽略绳重、摩擦、空气阻力。下列说法不正确的是（ ）
A．动滑轮所受的重力为15N
B．第2秒内克服滑轮重做的额外功为30J
C．此装置最多能匀速运载160N重的货物
D．此装置运载货物最高机械效率为92.5%
6．如图所示，重为800N的物体在100N的水平拉力F的作用下以的速度沿水平地面，向左匀速直线运动了20s，滑轮组的机械效率为60%，在此过程中，下列说法正确的是（ ）
A．绳子自由端移动距离为4m
B．物体与地面间的滑动摩擦力大小为120N
C．额外功的功率为12W
D．若物体的重力和运动速度不变，只增大水平地面的粗糙程度，则滑轮组的机械效率会降低
7．下列估测中，你认为最接近实际的是（ ）
A．从地面上将物理书捡到桌面上，克服物理书重力做的功约为200J
B．一位学生从地面上拿起一个鸡蛋并把它缓慢举过头顶过程中做的功约为
C．教室内普通日光灯正常发光时的电流约为
D．一位初中生以正常速度从一楼登上三楼，登楼的功率约为15W
8．如图所示的四种情景中，人对物体做功的是（ ）
A．人拉着重物静止不动
B．人用力推汽车，汽车没动
C．人用力搬起箱子
D．人提书包站在水平输送带上通过一段距离
9．如图所示，为正在太空中运行的我国天宫空间站，假设该空间站处于完全失重状态，驻留在空间站中的航天员们不能完成的是（ ）
A．用弹簧测力计测拉力 B．用托盘天平测物体的质量
C．让笔记本悬浮在空中 D．用握力棒锻炼臂力
10．在台球比赛中，选手在水平台面推动球杆撞击白球，白球运动后碰撞其它球，以下说法正确的是（ ）
A．手推动球杆前进时，手的推力对球杆做了功
B．白球运动时，水平台面对球的支持力做了功
C．球在水平台面滚动的过程中，球的重力对它做了功
D．白球撞击黑球后没有静止，是因为球杆还在对白球做功
二、填空题
11．用图甲的滑轮组提升重200N的物体，已知拉力F为80N，不计绳重和摩擦，物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，反映绳子自由端运动的图线是______（选填“A”或“B”），动滑轮重为______N，3s内对物体做的有用功为______J。
12．如图所示，放在水平桌面上的匀质长直木板长度L为40cm，质量为2kg，它的右端与桌面相齐，与桌面间的摩擦力大小为物重的0.2倍。若在木板左端用一水平推力F将其匀速推下桌子，水平推力至少要做功 ___________J。
13．如图所示，用滑轮拉着一重为50N的物体竖直向上匀速运动，该滑轮为______（选填“定”或“动”）滑轮，利用该滑轮能省______（选填“力”或“功”）。若滑轮重10N，不计绳重及摩擦，则拉力F为______N。
14．升国旗的旗杆顶端装置是______（选填“定”或“动”） 滑轮，如图所示，汽车通过滑轮组将矿井内重为950N的物体M匀速提升了4m，动滑轮重50N。在此过程中，汽车移动距离为______m，汽车提升重物所做的有用功为______J，滑轮组机械效率为______。（不计绳重和摩擦）
15．如图所示，工人师傅用沿斜面向上1000 N的推力。将重为2000 N的物体从斜面底端匀速推至斜面顶端。已知斜面长4m、高1.5m，则此过程中的有用功为______J ，斜面的机械效率为______。使用斜面可以______ （选填“省力”或“省功”）。
三、综合题
16．如图所示，某同学将一根长为0.5米的轻质横杆的中点放在支架上，横杆在水平位置平衡。在横杆A点处挂一个质量为0.3千克的物体甲，在B处挂一个质量为0.2千克的物体乙（图上没有画出），发现杠杆不能在水平位置平衡。
（1）为了使杠杆在水平位置平衡，该同学思考了几种方案：
A：将甲、乙两物体向靠近支点方向移动相同的距离 L
B：将甲、乙两物体向远离支点方向移动相同的距离 L
C：在甲、乙两物体的下面再挂上质量相同的物体 m
D：将甲、乙两物体切去相同质量 m
你认为可行的方案是______；
（2）求出你认为可行方案中的 L或 m。( )
17．如图所示，为某款擦窗机器人，它凭借其底部的真空泵在机身和玻璃之间形成低气压，牢牢地吸附在竖直玻璃上、试问：
（1）当擦窗机器人静止在竖直玻璃上时，受到的摩擦力方向为______。擦窗机器人的擦拭速度是4min/ m2，要擦完总面积为3m2的窗玻璃，需要______min；
（2）擦窗机器人工作时对玻璃的压力为28N，内外气压差达到800Pa，则擦窗机器人与玻璃的接触面积至少为多少平方米？( )
（3）擦窗机器人的总质量为1.2kg，它在竖直向上擦窗过程中克服重力做功的功率约为0.2W，若持续擦窗2min，则擦窗机器人上升的高度是多少？( )（g 取10N/kg）
18．阅读文章，回答问题：
轮轴
轮轴是一种简单机械。轮轴由具有共同转动轴O的大轮和小轮组成。通常把大轮叫轮，小轮叫轴。图1所示是一些轮轴的实例。轮轴实际上是一个可以连续转动的变形的杠杆。轮半径R和轴半径r分别就是作用在轮和轴上的两个力F1和F2的力臂，如图2所示。根据杠杆的平衡条件，可得，使用轮轴时，如果动力作用在轮上能省力，且轮半径是轴半径的几倍，作用在轮上的动力就是阻力的几分之一、如果动力作用在轴上就费力，但可以省距离。
请回答下列问题：
（1）轮轴的实质是变形的______，可根据______条件可知它省力或费力；
（2）若螺丝刀的轮半径是1.5cm，轴半径是0.3cm，则正常使用螺丝刀是______（选填“省力”或“费力”）的，且动力是阻力的______；
（3）请你再举出一个生活中轮轴的实例______。（选填“天平”、“筷子”或“门把手”）
19．（1）混凝土输送泵车混凝土输送泵车也称臂架式混凝土泵车，是将混凝土泵和液压折叠式臂架都安装在汽车或拖挂车底盘上，并沿臂架铺设输送管道，最终通过末端软管输出混凝土的输送机械。由于臂架具有变幅、折叠和回转功能，施工人员可以在臂架所能及的范围内布料，不需要大范围走动，近年来混凝士泵车已经成为泵送混凝土施工机械的首选机型，但也有个别操作员忘记伸出四个长脚，使泵车稳定性不够而侧翻。如图所示，是某款混凝土输送泵车，混凝土输送管直径为125mm，输送泵最大压强为0.8Mpa（1MPa=106Pa）。请你完成下列问题：泵车展臂工作时，长臂相当于一个______杠杆，这种杠杆的好处是省距离，施工人员可以在臂架所能及的范围内布料，不需要大范围走动：混凝土输送泵车工作前要在车体伸出四个长长的脚，并在脚底下垫着宽宽的木板，这样做的原因是可以提高泵车的稳定性和______（选填“增大”“减小”或“不变”）对地面的压强：泵车在工作过程中，所泵料是平均密度为2103kg/m3的混凝土（液态），理论上这台泵车最多能把这种混凝土泵到______m高；如果再想把混凝土泵高些，可在混凝土中加入适量的______（选填“水”、“碎石子”或“水泥”）（已知水<碎石子<水泥）
（2）过山车当你在游乐场乘过山车奔驰之际，你是否会想到：过山车为什么不需要引擎来推动就能“翻山越岭"呢 过山车在开始旅行时，是靠一个机械装置推上最高点的，但在第一次下行后，就再没有任何装置为它提供动力了，从这时起带动它沿轨道行驶的唯一“发动机”就是重力势能。过山车的重力势能在处于最高点时达到最大值，当它开始下行时，它的势能不断减小，动能不断增大：由于摩擦，损耗了少量的机械能，所以随后的“小山丘”设计的比开始时的“小山丘”低（如图所示）。像所有列车一样，过山车也安装了机械制动装置，使它在结束行程或在紧急情况下能够准确地停下来。
①过山车通过A点向上运动过程中，动能______，重力势能______（均选填“变大”“变小”或“不变”）
②后面的“小山丘”设计的比开始时的“小山丘”低，是由于过山车运动过程中，机械能______（选填“变大”“变小”或“不变”）。
③过山车旅行过程中，遇到紧急情况能够停下来，是由于______。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
【解析】
【详解】
A．做功的两个要素是：一是有作用在物体上的力；二是物体在力的方向移动了一段距离。挂钩上的书包静止时，书包没有移动距离，拉力对书包没有做功，故A错误；
B．推着购物车使其在推力方向移动了一段距离，推力对购物车做了功，故B正确；
C．实心球离开手之后，手对实心球不再有推力，所以不再做功，故C错误；
D．起重机吊着重物对重物的拉力竖直向上，沿水平方向匀速运动一段距离，移动的方向与拉力方向垂直，此时拉力不做功，故D错误。
故选B。
2．A
【解析】
【详解】
A．食品夹的支点在尾端，手的动力作用在夹子的中间，而阻力作用在前端，阻力臂大于动力臂，根据杠杆平衡条件，动力大于阻力，属于费力杠杆，故A符合题意；
B．核桃夹的支点在前端，核桃在中间，手的作用力在尾端，动力臂大于阻力臂，根据杠杆平衡条件，动力小于阻力，属于省力杠杆，故B不符合题意；
C．羊角锤的支点在锤与木板接触点，钉子的阻力在锤子的羊角口，手的动力作用在锤柄处，动力臂大于阻力臂，根据杠杆平衡条件，动力小于阻力，属于省力杠杆，故C不符合题意；
D．瓶盖起子的支点在前端与瓶盖中间的接触点，阻力在瓶盖的边沿与起子中间的接触处，手的动力作用在起子尾端，动力臂大于阻力臂，根据杠杆平衡条件，动力小于阻力，属于省力杠杆，故D不符合题意。
故选A。
3．C
【解析】
【详解】
∵G＝100N，h＝2m，∴做的有用功为：W有用＝Gh＝100N×2m＝200J；而斜面上装一个动滑轮，斜面的长是5m，∴绳子末端移动的距离为：S＝2×5m＝10m，∵F＝50N，∴做的总功为：W总＝FS＝30N×10m＝300J；则机械效率为：η＝＝66.7%,W额＝300J-200J＝100J，由W额＝fs 得f＝＝20N故C正确．
4．B
【解析】
【详解】
有用功为
W有=Gh
总功为
W总=Fs
斜面的机械效率为
η=
故选B。
5．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．由图丙可知，在1～2s内（第2s内）A被匀速提升，由图乙可知拉力F=20N，由图知，n=2，忽略绳重及摩擦，动滑轮重力
G动=2F-GA=2×20N-25N=15N
故A正确，不符合题意；
B．由图丙可知，第2s内A上升的速度vA=2m/s，第2s内滑轮上升的高度
h=vAt=2m/s×1s=2m
第2秒内克服滑轮重做的额外功为
W额=G动h=15N×2m=30J
故B正确，不符合题意；
C．忽略绳重及摩擦，绳子拉力
G =2F最大-GA-G动=2×100N-25N-15N=160N
故C正确，不符合题意；
D．此装置提升重物的机械效率随提升物重的增大而增大，此装置提升重物的最大机械效率
故D错误，符合题意。
故选D。
6．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．物体移动距离
s物=v物t=0.1m/s×20s=2m
由图知，n=3，则绳子自由端移动的距离
s=3s物=3×2m=6m
故A错误；
B．拉力做功为
W总=Fs=100N×6m=600J
由η=得有用功
W有用=ηW总=60%×600J=360J
由W有用=fs物求得物体与地面间的滑动摩擦力
f===180N
故B错误；
C．拉力做的额外功
W额=W总-W有用=600J-360J=240J
额外功的功率
P===12W
故C正确；
D．如果增大接触面的粗糙程度，增大了摩擦力，增大了有用功，而额外功几乎不变，有用功与总功的比值变大，机械效率变大，故D错误。
故选C。
7．C
【解析】
【详解】
A．物理书260g，那么重力为2.6N，将书从地面捡到桌面克服重力做功
故A选项不符合题意；
B．一位学生从地面上拿起一个鸡蛋并把它缓慢举过头顶过程中做的功约为
故B选项不符合题意；
C．教室内普通日光灯正常发光时的电流约为
故C选项符合题意；
D．一位初中生以正常速度从一楼登上三楼，登楼的功率约为
故D选项不符合题意。
故选C。
8．C
【解析】
【详解】
A．人拉着重物静止不动，人对物体施加了力，但物体没有动，根据做功的条件的，只有力，没有在力的方向上移动距离没有做功，故A不符合题意；
B．人用力推汽车，汽车没动，人对汽车施加了力，但汽车没有动，根据做功的条件的，只有力，没有在力的方向上移动距离没有做功，故B不符合题意；
C．人用力搬起箱子，人对箱子有竖直向上的力，而箱子在竖直方向移动了距离，符合物体做功的条件，所以人对箱子做了功，故C符合题意；
D．人提书包站在水平输送带上通过一段距离，人对书包的力是竖直向上的，而移动的距离是水平的，力的方向与运动的方向垂直，没有在力的方向上移动距离，没有做功，故D不符合题意。
故选C。
9．B
【解析】
【详解】
A．太空中虽然失重，但弹簧的弹力依然存在，所以用弹簧测力计测拉力是能完成的，故A不合题意；
B．天平是等臂杠杆，根据杠杆的平衡条件可测量出物体的质量。而在失重状态下，物体不能产生对托盘的压力，故不能用托盘天平测物体的质量，故B符合题意；
C．太空中物体处于失重状态，因此，可以让笔记本悬浮在空中，故C不合题意；
D．太空中虽然失重，但弹力依然存在，所以用握力棒锻炼臂力是可行的，故D不合题意。
故选B。
10．A
【解析】
【详解】
做功必须的两个因素，有力F，在力的方向上通过一段距离s，功；
A．手推动球杆前进时，有力也有距离，所以手对球杆做了功，故A正确；
B．桌面支持力与小球的运动方向垂直，小球在支持力的方向上没有移动距离，支持力对小球不做功，故B错误；
C．重力与小球运动的方向垂直，重力对小球不做功，故C错误；
D．手对白球没有力的作用，白球继续运动是因为白球具有惯性，故D错误。
故选A。
11． A 40 300
【解析】
【分析】
【详解】
[1]由甲图可知，动滑轮被3段绳子拉着，绳子移动的距离为物体移动距离的三倍，故反映绳子自由端运动的图线是A。
[2]动滑轮的重力为
[3]由图可知，3s内物体移动的距离为1.5m，则有用功为
12．0.8
【解析】
【详解】
由知道，物体的重力
G=mg=2kg×10N/kg=20N
木板与桌面间的摩擦力
f=0.2G=20N×0.2=4N
由于物体匀速运动，水平推力的大小与木板与桌面间的摩擦力大小相等，即推力
F=f=4N
当物体的重心刚过桌面的边沿时，木板会被推下桌子，所以当木板推下桌子时，推力移动的距离是木板总长的，推力做的功
13． 动 力 30
【解析】
【详解】
[1]由图知，施加拉力F时，物体上升过程中滑轮也同时上升，所以此滑轮是一个动滑轮。
[2]由动滑轮的工作特点可知，使用动滑轮不能改变力的方向且费距离，但可以省力。
[3]已知物体重50N，滑轮重10N，绳子股数n=2；不计绳重及轮与轴间的摩擦，绳子自由端的拉力为
14． 定 8 3800 95%
【解析】
【详解】
[1]升国旗时顶端的滑轮是固定的，没有跟随国旗一起上升，所以顶端装置是定滑轮。
[2]由图知，动滑轮上的绳子根数为
故汽车移动距离为
[3]不计绳重和摩擦，汽车提升重物所做的有用功为
[4]动滑轮做的额外功为
所以总功为
所以滑轮组机械效率为
15． 3×103 75 % 省力
【解析】
【分析】
【详解】
[1]斜面作为简单机械使用时，有用功等于克服物体重力做的功，因此
[2]总功等于推力做的功，因此
所以，机械效率为
[3]任何机械都不能省功，反而会需要做额外功。使用斜面的时候，推力比重力小，因此可以省力。
16． AC 0.05m或0.1kg
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]设A点所挂物体的质量为m1，B点所挂物体的质量为m2，杠杆每一小格的长度为l，由题意知，杠杆左、右两侧有
0.3kg 3l>0.2kg 4l
即杠杆的左端下沉。
A．当甲乙两物体向靠近支点方向移动相同的距离 L时，左、右两侧有
0.3kg (3l- L)=0.9kg l-0.3kg L，0.2kg (4l- L)=0.8kg l-0.2kg L
则左右两侧可能相等，此方案可行；
B．当甲乙两物体向远离支点方向移动相同的距离 L时，左、右两侧有
0.3kg (3l+ L)=0.9kg l+0.3kg L，0.2kg (4l+ L)=0.8kg l+0.2kg L
即
0.9kg l+0.3kg L>0.8kg l+0.2kg L
此方案不可行；
C．在甲乙两物体的下面再挂上质量相同的物体 m，左右两侧有
(0.3kg+ m) 3l=0.9kg l+ m 3l，(0.2kg+ m) 4l=0.8kg l+ m 4l
左右两侧有可能相等，此方案可行；
D．将甲乙两物体切去相同质量的物体 m，左右两侧有
(0.3kg- m) 3l=0.9kg l- m 3l，(0.2kg- m) 4l=0.8kg l- m 4l
即
0.9kg l- m 3l>0.8kg l- m 4l
此方案不可行。
所以方案AC可行。
（2）[2]由题意知，杠杆的总长度为0.5m则每一小格的长
l=0.05m
杠杆在水平位置平衡时，据杠杆的平衡条件有
0.9kg l-0.3kg L=0.8kg l-0.2kg L
解得
L=0.05m
同理有
0.9kg l+ m 3l=0.8kg l+ m 4l
解得
m=0.1kg
17． 竖直向上 12 0.035m2 2m
【解析】
【分析】
【详解】
解：（1）[1][2]擦窗机器人在竖直玻璃板上静止时，处于平衡状态，竖直方向受到的重力和摩擦力是一对平衡力，二力的方向相反，所以，摩擦力的方向是竖直向上的。擦窗机器人的擦拭速度是4min/m2，要擦完总面积为3m2的玻璃窗需要的时间
t=4min/m2×3m2=12min
（2）[3]由 知道，擦窗机器人与玻璃的最小接触面积
（3）[4]由 知道，擦窗机器人擦窗2min所做的功为
W=Pt=0.2W×120s=24J
机器人的重力为
G=mg=1.2kg×10N/kg=12N
由W=Gh知道，机器人上升的高度为
答：（1）受到的摩擦力方向竖直向上；要擦完总面积为3m2的窗玻璃，需要12min；
（2）擦窗机器人与玻璃的接触面积至少为0.035m2；
（3）擦窗机器人上升的高度是2m。
18． 杠杆 杠杆的平衡条件 省力
门把手
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1][2] 轮轴实际上是一个可以连续转动的变形的杠杆；可根据杠杆平衡条件可判断它省力或费力。
（2）[3][4]由于作用在轮上的是动力，轮的半径为动力臂，轴的半径为阻力臂，故动力臂大于阻力臂，根据杠杆平衡原理可知，动力小于阻力，故是省力杠杆；动力臂是阻力臂的
故阻力是动力的5倍。
（3）[5]轮轴由具有共同转动轴的大轮和小轮组成，门把手就是轮轴。
19． 费力 压强 40 水 变小 变大 变小 力能改变物体的运动状态
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]泵车用液压杆在使用时动力臂小于阻力臂，所以它属于费力杠杆，这种杠杆的好处是省距离。
[2]输送泵车工作前要在车体伸出四个长长的脚，在支腿的脚下垫上厚木板，增大了和地面的接触面积，减小对地面的压强，提高泵车的稳定性。
[3][4]输送泵最大压强为
p=0.8Ma=0.8×106Pa=ρ料gh
理论上这台泵车最多能把这种混凝土泵到的高度
因为
水<碎石子<水泥
故要想把混凝土泵高些，应掺入密度小的水。
（2）[5][6]过山车通过A点向上运动时，过山车的速度越来越小，因此其动能会变小，此过程中的动能转化为重力势能，重力势能变大。
[7]因为过山车与轨道间有摩擦，部分机械能转化为内能，这样过山车就不能达到原来的高度，因此后面的“小山丘”设计的比开始时的“小山丘”低。
[8]过山车能够停下来的原因是因为有机械制动装置产生强大的摩擦力，受到阻力的作用，力能改变物体的运动状态，故能够使其停止下来。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
一、单选题
1．下列有关力做功的说法中正确的是（ ）
A．挂钩上的书包静止时，拉力对书包做了功
B．用水平力推着购物车匀速前进，推车的力做了功
C．抛出手的实心球在空中飞行了一段距离，推力一直对实心球做功
D．起重机吊着重物沿水平方向匀速运动一段距离，吊车的拉力对重物做了功
2．如图所示的四种情量中，所使用的杠杆属于费力杠杆的是（ ）
A．食品夹 B．核桃夹
C．羊角锤 D．瓶盖起子
3．利用如图所示装置将重为100 N的物体匀速从斜面的底端拉到顶端．已知斜面的长是5 m，高是2 m，拉力为F=30 N，不计动滑轮重和绳重，以及滑轮与轴之间的摩擦，则该装置的机械效率和物体所受的摩擦力分别为
A．66.7％ 60 N B．40％ 20 N
C．66.7％ 20 N D．40％ 60 N
4．如图，重为G的物体在沿斜面向上的拉力作用下，从斜面的底部移到顶部，设沿斜面移动的距离为s，高为h，拉力为F，物体受到的摩擦力为f。则斜面的机械效率为（ ）
A． B． C． D．
5．甲装置中，空吊篮A重25N，绳子承受最大拉力100N。小壮将A提升到高处，施加拉力F随时间变化关系如图乙，A上升速度随时间变化关系如图内。忽略绳重、摩擦、空气阻力。下列说法不正确的是（ ）
A．动滑轮所受的重力为15N
B．第2秒内克服滑轮重做的额外功为30J
C．此装置最多能匀速运载160N重的货物
D．此装置运载货物最高机械效率为92.5%
6．如图所示，重为800N的物体在100N的水平拉力F的作用下以的速度沿水平地面，向左匀速直线运动了20s，滑轮组的机械效率为60%，在此过程中，下列说法正确的是（ ）
A．绳子自由端移动距离为4m
B．物体与地面间的滑动摩擦力大小为120N
C．额外功的功率为12W
D．若物体的重力和运动速度不变，只增大水平地面的粗糙程度，则滑轮组的机械效率会降低
7．下列估测中，你认为最接近实际的是（ ）
A．从地面上将物理书捡到桌面上，克服物理书重力做的功约为200J
B．一位学生从地面上拿起一个鸡蛋并把它缓慢举过头顶过程中做的功约为
C．教室内普通日光灯正常发光时的电流约为
D．一位初中生以正常速度从一楼登上三楼，登楼的功率约为15W
8．如图所示的四种情景中，人对物体做功的是（ ）
A．人拉着重物静止不动
B．人用力推汽车，汽车没动
C．人用力搬起箱子
D．人提书包站在水平输送带上通过一段距离
9．如图所示，为正在太空中运行的我国天宫空间站，假设该空间站处于完全失重状态，驻留在空间站中的航天员们不能完成的是（ ）
A．用弹簧测力计测拉力 B．用托盘天平测物体的质量
C．让笔记本悬浮在空中 D．用握力棒锻炼臂力
10．在台球比赛中，选手在水平台面推动球杆撞击白球，白球运动后碰撞其它球，以下说法正确的是（ ）
A．手推动球杆前进时，手的推力对球杆做了功
B．白球运动时，水平台面对球的支持力做了功
C．球在水平台面滚动的过程中，球的重力对它做了功
D．白球撞击黑球后没有静止，是因为球杆还在对白球做功
二、填空题
11．用图甲的滑轮组提升重200N的物体，已知拉力F为80N，不计绳重和摩擦，物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，反映绳子自由端运动的图线是______（选填“A”或“B”），动滑轮重为______N，3s内对物体做的有用功为______J。
12．如图所示，放在水平桌面上的匀质长直木板长度L为40cm，质量为2kg，它的右端与桌面相齐，与桌面间的摩擦力大小为物重的0.2倍。若在木板左端用一水平推力F将其匀速推下桌子，水平推力至少要做功 ___________J。
13．如图所示，用滑轮拉着一重为50N的物体竖直向上匀速运动，该滑轮为______（选填“定”或“动”）滑轮，利用该滑轮能省______（选填“力”或“功”）。若滑轮重10N，不计绳重及摩擦，则拉力F为______N。
14．升国旗的旗杆顶端装置是______（选填“定”或“动”） 滑轮，如图所示，汽车通过滑轮组将矿井内重为950N的物体M匀速提升了4m，动滑轮重50N。在此过程中，汽车移动距离为______m，汽车提升重物所做的有用功为______J，滑轮组机械效率为______。（不计绳重和摩擦）
15．如图所示，工人师傅用沿斜面向上1000 N的推力。将重为2000 N的物体从斜面底端匀速推至斜面顶端。已知斜面长4m、高1.5m，则此过程中的有用功为______J ，斜面的机械效率为______。使用斜面可以______ （选填“省力”或“省功”）。
三、综合题
16．如图所示，某同学将一根长为0.5米的轻质横杆的中点放在支架上，横杆在水平位置平衡。在横杆A点处挂一个质量为0.3千克的物体甲，在B处挂一个质量为0.2千克的物体乙（图上没有画出），发现杠杆不能在水平位置平衡。
（1）为了使杠杆在水平位置平衡，该同学思考了几种方案：
A：将甲、乙两物体向靠近支点方向移动相同的距离 L
B：将甲、乙两物体向远离支点方向移动相同的距离 L
C：在甲、乙两物体的下面再挂上质量相同的物体 m
D：将甲、乙两物体切去相同质量 m
你认为可行的方案是______；
（2）求出你认为可行方案中的 L或 m。( )
17．如图所示，为某款擦窗机器人，它凭借其底部的真空泵在机身和玻璃之间形成低气压，牢牢地吸附在竖直玻璃上、试问：
（1）当擦窗机器人静止在竖直玻璃上时，受到的摩擦力方向为______。擦窗机器人的擦拭速度是4min/ m2，要擦完总面积为3m2的窗玻璃，需要______min；
（2）擦窗机器人工作时对玻璃的压力为28N，内外气压差达到800Pa，则擦窗机器人与玻璃的接触面积至少为多少平方米？( )
（3）擦窗机器人的总质量为1.2kg，它在竖直向上擦窗过程中克服重力做功的功率约为0.2W，若持续擦窗2min，则擦窗机器人上升的高度是多少？( )（g 取10N/kg）
18．阅读文章，回答问题：
轮轴
轮轴是一种简单机械。轮轴由具有共同转动轴O的大轮和小轮组成。通常把大轮叫轮，小轮叫轴。图1所示是一些轮轴的实例。轮轴实际上是一个可以连续转动的变形的杠杆。轮半径R和轴半径r分别就是作用在轮和轴上的两个力F1和F2的力臂，如图2所示。根据杠杆的平衡条件，可得，使用轮轴时，如果动力作用在轮上能省力，且轮半径是轴半径的几倍，作用在轮上的动力就是阻力的几分之一、如果动力作用在轴上就费力，但可以省距离。
请回答下列问题：
（1）轮轴的实质是变形的______，可根据______条件可知它省力或费力；
（2）若螺丝刀的轮半径是1.5cm，轴半径是0.3cm，则正常使用螺丝刀是______（选填“省力”或“费力”）的，且动力是阻力的______；
（3）请你再举出一个生活中轮轴的实例______。（选填“天平”、“筷子”或“门把手”）
19．（1）混凝土输送泵车混凝土输送泵车也称臂架式混凝土泵车，是将混凝土泵和液压折叠式臂架都安装在汽车或拖挂车底盘上，并沿臂架铺设输送管道，最终通过末端软管输出混凝土的输送机械。由于臂架具有变幅、折叠和回转功能，施工人员可以在臂架所能及的范围内布料，不需要大范围走动，近年来混凝士泵车已经成为泵送混凝土施工机械的首选机型，但也有个别操作员忘记伸出四个长脚，使泵车稳定性不够而侧翻。如图所示，是某款混凝土输送泵车，混凝土输送管直径为125mm，输送泵最大压强为0.8Mpa（1MPa=106Pa）。请你完成下列问题：泵车展臂工作时，长臂相当于一个______杠杆，这种杠杆的好处是省距离，施工人员可以在臂架所能及的范围内布料，不需要大范围走动：混凝土输送泵车工作前要在车体伸出四个长长的脚，并在脚底下垫着宽宽的木板，这样做的原因是可以提高泵车的稳定性和______（选填“增大”“减小”或“不变”）对地面的压强：泵车在工作过程中，所泵料是平均密度为2103kg/m3的混凝土（液态），理论上这台泵车最多能把这种混凝土泵到______m高；如果再想把混凝土泵高些，可在混凝土中加入适量的______（选填“水”、“碎石子”或“水泥”）（已知水<碎石子<水泥）
（2）过山车当你在游乐场乘过山车奔驰之际，你是否会想到：过山车为什么不需要引擎来推动就能“翻山越岭"呢 过山车在开始旅行时，是靠一个机械装置推上最高点的，但在第一次下行后，就再没有任何装置为它提供动力了，从这时起带动它沿轨道行驶的唯一“发动机”就是重力势能。过山车的重力势能在处于最高点时达到最大值，当它开始下行时，它的势能不断减小，动能不断增大：由于摩擦，损耗了少量的机械能，所以随后的“小山丘”设计的比开始时的“小山丘”低（如图所示）。像所有列车一样，过山车也安装了机械制动装置，使它在结束行程或在紧急情况下能够准确地停下来。
①过山车通过A点向上运动过程中，动能______，重力势能______（均选填“变大”“变小”或“不变”）
②后面的“小山丘”设计的比开始时的“小山丘”低，是由于过山车运动过程中，机械能______（选填“变大”“变小”或“不变”）。
③过山车旅行过程中，遇到紧急情况能够停下来，是由于______。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【解析】
【详解】
A．做功的两个要素是：一是有作用在物体上的力；二是物体在力的方向移动了一段距离。挂钩上的书包静止时，书包没有移动距离，拉力对书包没有做功，故A错误；
B．推着购物车使其在推力方向移动了一段距离，推力对购物车做了功，故B正确；
C．实心球离开手之后，手对实心球不再有推力，所以不再做功，故C错误；
D．起重机吊着重物对重物的拉力竖直向上，沿水平方向匀速运动一段距离，移动的方向与拉力方向垂直，此时拉力不做功，故D错误。
故选B。
2．A
【解析】
【详解】
A．食品夹的支点在尾端，手的动力作用在夹子的中间，而阻力作用在前端，阻力臂大于动力臂，根据杠杆平衡条件，动力大于阻力，属于费力杠杆，故A符合题意；
B．核桃夹的支点在前端，核桃在中间，手的作用力在尾端，动力臂大于阻力臂，根据杠杆平衡条件，动力小于阻力，属于省力杠杆，故B不符合题意；
C．羊角锤的支点在锤与木板接触点，钉子的阻力在锤子的羊角口，手的动力作用在锤柄处，动力臂大于阻力臂，根据杠杆平衡条件，动力小于阻力，属于省力杠杆，故C不符合题意；
D．瓶盖起子的支点在前端与瓶盖中间的接触点，阻力在瓶盖的边沿与起子中间的接触处，手的动力作用在起子尾端，动力臂大于阻力臂，根据杠杆平衡条件，动力小于阻力，属于省力杠杆，故D不符合题意。
故选A。
3．C
【解析】
【详解】
∵G＝100N，h＝2m，∴做的有用功为：W有用＝Gh＝100N×2m＝200J；而斜面上装一个动滑轮，斜面的长是5m，∴绳子末端移动的距离为：S＝2×5m＝10m，∵F＝50N，∴做的总功为：W总＝FS＝30N×10m＝300J；则机械效率为：η＝＝66.7%,W额＝300J-200J＝100J，由W额＝fs 得f＝＝20N故C正确．
4．B
【解析】
【详解】
有用功为
W有=Gh
总功为
W总=Fs
斜面的机械效率为
η=
故选B。
5．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．由图丙可知，在1～2s内（第2s内）A被匀速提升，由图乙可知拉力F=20N，由图知，n=2，忽略绳重及摩擦，动滑轮重力
G动=2F-GA=2×20N-25N=15N
故A正确，不符合题意；
B．由图丙可知，第2s内A上升的速度vA=2m/s，第2s内滑轮上升的高度
h=vAt=2m/s×1s=2m
第2秒内克服滑轮重做的额外功为
W额=G动h=15N×2m=30J
故B正确，不符合题意；
C．忽略绳重及摩擦，绳子拉力
G =2F最大-GA-G动=2×100N-25N-15N=160N
故C正确，不符合题意；
D．此装置提升重物的机械效率随提升物重的增大而增大，此装置提升重物的最大机械效率
故D错误，符合题意。
故选D。
6．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．物体移动距离
s物=v物t=0.1m/s×20s=2m
由图知，n=3，则绳子自由端移动的距离
s=3s物=3×2m=6m
故A错误；
B．拉力做功为
W总=Fs=100N×6m=600J
由η=得有用功
W有用=ηW总=60%×600J=360J
由W有用=fs物求得物体与地面间的滑动摩擦力
f===180N
故B错误；
C．拉力做的额外功
W额=W总-W有用=600J-360J=240J
额外功的功率
P===12W
故C正确；
D．如果增大接触面的粗糙程度，增大了摩擦力，增大了有用功，而额外功几乎不变，有用功与总功的比值变大，机械效率变大，故D错误。
故选C。
7．C
【解析】
【详解】
A．物理书260g，那么重力为2.6N，将书从地面捡到桌面克服重力做功
故A选项不符合题意；
B．一位学生从地面上拿起一个鸡蛋并把它缓慢举过头顶过程中做的功约为
故B选项不符合题意；
C．教室内普通日光灯正常发光时的电流约为
故C选项符合题意；
D．一位初中生以正常速度从一楼登上三楼，登楼的功率约为
故D选项不符合题意。
故选C。
8．C
【解析】
【详解】
A．人拉着重物静止不动，人对物体施加了力，但物体没有动，根据做功的条件的，只有力，没有在力的方向上移动距离没有做功，故A不符合题意；
B．人用力推汽车，汽车没动，人对汽车施加了力，但汽车没有动，根据做功的条件的，只有力，没有在力的方向上移动距离没有做功，故B不符合题意；
C．人用力搬起箱子，人对箱子有竖直向上的力，而箱子在竖直方向移动了距离，符合物体做功的条件，所以人对箱子做了功，故C符合题意；
D．人提书包站在水平输送带上通过一段距离，人对书包的力是竖直向上的，而移动的距离是水平的，力的方向与运动的方向垂直，没有在力的方向上移动距离，没有做功，故D不符合题意。
故选C。
9．B
【解析】
【详解】
A．太空中虽然失重，但弹簧的弹力依然存在，所以用弹簧测力计测拉力是能完成的，故A不合题意；
B．天平是等臂杠杆，根据杠杆的平衡条件可测量出物体的质量。而在失重状态下，物体不能产生对托盘的压力，故不能用托盘天平测物体的质量，故B符合题意；
C．太空中物体处于失重状态，因此，可以让笔记本悬浮在空中，故C不合题意；
D．太空中虽然失重，但弹力依然存在，所以用握力棒锻炼臂力是可行的，故D不合题意。
故选B。
10．A
【解析】
【详解】
做功必须的两个因素，有力F，在力的方向上通过一段距离s，功；
A．手推动球杆前进时，有力也有距离，所以手对球杆做了功，故A正确；
B．桌面支持力与小球的运动方向垂直，小球在支持力的方向上没有移动距离，支持力对小球不做功，故B错误；
C．重力与小球运动的方向垂直，重力对小球不做功，故C错误；
D．手对白球没有力的作用，白球继续运动是因为白球具有惯性，故D错误。
故选A。
11． A 40 300
【解析】
【分析】
【详解】
[1]由甲图可知，动滑轮被3段绳子拉着，绳子移动的距离为物体移动距离的三倍，故反映绳子自由端运动的图线是A。
[2]动滑轮的重力为
[3]由图可知，3s内物体移动的距离为1.5m，则有用功为
12．0.8
【解析】
【详解】
由知道，物体的重力
G=mg=2kg×10N/kg=20N
木板与桌面间的摩擦力
f=0.2G=20N×0.2=4N
由于物体匀速运动，水平推力的大小与木板与桌面间的摩擦力大小相等，即推力
F=f=4N
当物体的重心刚过桌面的边沿时，木板会被推下桌子，所以当木板推下桌子时，推力移动的距离是木板总长的，推力做的功
13． 动 力 30
【解析】
【详解】
[1]由图知，施加拉力F时，物体上升过程中滑轮也同时上升，所以此滑轮是一个动滑轮。
[2]由动滑轮的工作特点可知，使用动滑轮不能改变力的方向且费距离，但可以省力。
[3]已知物体重50N，滑轮重10N，绳子股数n=2；不计绳重及轮与轴间的摩擦，绳子自由端的拉力为
14． 定 8 3800 95%
【解析】
【详解】
[1]升国旗时顶端的滑轮是固定的，没有跟随国旗一起上升，所以顶端装置是定滑轮。
[2]由图知，动滑轮上的绳子根数为
故汽车移动距离为
[3]不计绳重和摩擦，汽车提升重物所做的有用功为
[4]动滑轮做的额外功为
所以总功为
所以滑轮组机械效率为
15． 3×103 75 % 省力
【解析】
【分析】
【详解】
[1]斜面作为简单机械使用时，有用功等于克服物体重力做的功，因此
[2]总功等于推力做的功，因此
所以，机械效率为
[3]任何机械都不能省功，反而会需要做额外功。使用斜面的时候，推力比重力小，因此可以省力。
16． AC 0.05m或0.1kg
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]设A点所挂物体的质量为m1，B点所挂物体的质量为m2，杠杆每一小格的长度为l，由题意知，杠杆左、右两侧有
0.3kg 3l>0.2kg 4l
即杠杆的左端下沉。
A．当甲乙两物体向靠近支点方向移动相同的距离 L时，左、右两侧有
0.3kg (3l- L)=0.9kg l-0.3kg L，0.2kg (4l- L)=0.8kg l-0.2kg L
则左右两侧可能相等，此方案可行；
B．当甲乙两物体向远离支点方向移动相同的距离 L时，左、右两侧有
0.3kg (3l+ L)=0.9kg l+0.3kg L，0.2kg (4l+ L)=0.8kg l+0.2kg L
即
0.9kg l+0.3kg L>0.8kg l+0.2kg L
此方案不可行；
C．在甲乙两物体的下面再挂上质量相同的物体 m，左右两侧有
(0.3kg+ m) 3l=0.9kg l+ m 3l，(0.2kg+ m) 4l=0.8kg l+ m 4l
左右两侧有可能相等，此方案可行；
D．将甲乙两物体切去相同质量的物体 m，左右两侧有
(0.3kg- m) 3l=0.9kg l- m 3l，(0.2kg- m) 4l=0.8kg l- m 4l
即
0.9kg l- m 3l>0.8kg l- m 4l
此方案不可行。
所以方案AC可行。
（2）[2]由题意知，杠杆的总长度为0.5m则每一小格的长
l=0.05m
杠杆在水平位置平衡时，据杠杆的平衡条件有
0.9kg l-0.3kg L=0.8kg l-0.2kg L
解得
L=0.05m
同理有
0.9kg l+ m 3l=0.8kg l+ m 4l
解得
m=0.1kg
17． 竖直向上 12 0.035m2 2m
【解析】
【分析】
【详解】
解：（1）[1][2]擦窗机器人在竖直玻璃板上静止时，处于平衡状态，竖直方向受到的重力和摩擦力是一对平衡力，二力的方向相反，所以，摩擦力的方向是竖直向上的。擦窗机器人的擦拭速度是4min/m2，要擦完总面积为3m2的玻璃窗需要的时间
t=4min/m2×3m2=12min
（2）[3]由 知道，擦窗机器人与玻璃的最小接触面积
（3）[4]由 知道，擦窗机器人擦窗2min所做的功为
W=Pt=0.2W×120s=24J
机器人的重力为
G=mg=1.2kg×10N/kg=12N
由W=Gh知道，机器人上升的高度为
答：（1）受到的摩擦力方向竖直向上；要擦完总面积为3m2的窗玻璃，需要12min；
（2）擦窗机器人与玻璃的接触面积至少为0.035m2；
（3）擦窗机器人上升的高度是2m。
18． 杠杆 杠杆的平衡条件 省力
门把手
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1][2] 轮轴实际上是一个可以连续转动的变形的杠杆；可根据杠杆平衡条件可判断它省力或费力。
（2）[3][4]由于作用在轮上的是动力，轮的半径为动力臂，轴的半径为阻力臂，故动力臂大于阻力臂，根据杠杆平衡原理可知，动力小于阻力，故是省力杠杆；动力臂是阻力臂的
故阻力是动力的5倍。
（3）[5]轮轴由具有共同转动轴的大轮和小轮组成，门把手就是轮轴。
19． 费力 压强 40 水 变小 变大 变小 力能改变物体的运动状态
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]泵车用液压杆在使用时动力臂小于阻力臂，所以它属于费力杠杆，这种杠杆的好处是省距离。
[2]输送泵车工作前要在车体伸出四个长长的脚，在支腿的脚下垫上厚木板，增大了和地面的接触面积，减小对地面的压强，提高泵车的稳定性。
[3][4]输送泵最大压强为
p=0.8Ma=0.8×106Pa=ρ料gh
理论上这台泵车最多能把这种混凝土泵到的高度
因为
水<碎石子<水泥
故要想把混凝土泵高些，应掺入密度小的水。
（2）[5][6]过山车通过A点向上运动时，过山车的速度越来越小，因此其动能会变小，此过程中的动能转化为重力势能，重力势能变大。
[7]因为过山车与轨道间有摩擦，部分机械能转化为内能，这样过山车就不能达到原来的高度，因此后面的“小山丘”设计的比开始时的“小山丘”低。
[8]过山车能够停下来的原因是因为有机械制动装置产生强大的摩擦力，受到阻力的作用，力能改变物体的运动状态，故能够使其停止下来。
答案第1页，共2页
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