北师大版八年级下第九章机械和功 单元练习（有解析）
文档属性
| 名称 | 北师大版八年级下第九章机械和功 单元练习（有解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.1MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 北师大版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-04-02 06:32:17 | ||
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文档简介
北师大版八年级下 第九章 机械和功
一、单选题
1．如图所示，下列关于国旗杆顶部所装滑轮的说法正确的是（ ）
A．它是定滑轮，用它可以改变力的方向 B．它是定滑轮，用它可以省力
C．它是动滑轮，用它可以省功 D．它是动滑轮，用它可以省力
2．关于功率、机械效率，下列说法正确的是（ ）
A．做功越多的机械、其功率就越大
B．越省力的机械，其功率就越小
C．做功越慢的机械，其机械效率就越低
D．有用功与总功的比值越大的机械，其机械效率就越高
3．如图所示，甲、乙两个滑轮组，其中每个滑轮的质量都相同、分别用拉力F1、F2将重物G1、G2提升相同高度，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．若，则拉力F1、F2做的总功相同
B．若，则拉力F2做的有用功多
C．若，则甲、乙两个滑轮组的机械效率相等
D．若，则甲的机械效率大于乙的机械效率
4．在如图所示的简单机械中，属于费力杠杆的是（ ）
A．用瓶起子开瓶盖 B．用镊子夹取砝码
C．用羊角锤拔钉子 D．用动滑轮提升重物
5．用如图所示的滑轮组提升重物，在电动机拉力的作下，重为40N的物体在10s内匀速竖直上升了2m，已知动滑轮重为8N，忽略绳重与摩擦。下列说法中正确的是（ ）
A．电动机对绳的拉力为12N
B．绳子自由端的移动速度为0.2m/
C．滑轮组的机械效率为80%
D．有用功的功率为8W
6．某同学用滑轮组提升物体，绳子自由端竖直移动的距离随时间变化的关系如图中图线a所示，物体上升的高度随时间变化的关系如图中图线b所示，已知物体的质量为900g，所用动滑轮的质量为100g，绳子自由端的拉力F为2.8N。g取10N/kg。在0~2s的过程中，下列说法中正确的是（ ）
A．绳子自由端移动的速度为5m/s B．拉力F的功率为0.56W
C．有用功为90J D．滑轮组的机械效率为90%
7．下列有关中学生的估测符合实际的是（ ）
A．眨眼一次的时间约为3s
B．正常步行的速度约为1.4km/h
C．游泳时受到的浮力约为500N
D．完成一次引体向上做的功约为2000J
8．甲、乙两台塔吊机器的功率分别为P甲=25kW和P乙=40kW。则下列判断正确的是（ ）
A．乙一定比甲做功快
B．乙一定比甲做功多
C．相同时间内两机器做功样多
D．乙的机械效率一定比甲的机械效率大
9．小明在水平地面上推如图所示的一只圆柱形油桶，油桶高40cm，底部直径为30cm，装满油后总重2000N．下列说法中正确的是（ ）
A．要使底部C稍稍离开地面，他至少应对油桶施加600N的力
B．他用水平力虽没推动油桶，但他用了力，所以他对油桶做了功
C．他用水平力没推动油桶，是因为推力小于摩擦力
D．油桶匀速运动时，地面对油桶的支持力和油桶对地面的压力是平衡力
10．一物体受到5N竖直向上的拉力作用，沿水平方向以0.2m/s的速度匀速运动了10s，拉力对物体做的功为（ ）
A．0J B．1J C．10J D．50J
二、填空题
11．一质量为40kg的重物A放在水平地面上，利用如图所示的装置将它匀速提升0.1m用了1s，此时的机械效率为80%，则有用功为 _____J，动滑轮重力为 _____N，拉力的功率为 _____W，若再用该滑轮提升多块重物B（规格相同），提升一块重物B和两块重物B时滑轮的机械效率之比η1∶η2＝4∶5，则重物B的重力为 _____N。（不计绳重和摩擦）
12．高速铁路的输电线，无论冬夏都绷的直直的，以保障列车电极与输电线的良好接触。如图为输电线的牵引装置。钢绳通过滑轮组悬挂4个相同的坠砣，每个坠砣质量为20kg，不计滑轮和钢绳自重和摩擦，输电线A端受到的拉力大小为______N。若某段时间内坠砣串下降了30cm，则输电线A端向左移动了______cm。（g取10N/kg，不考虑钢绳的热胀冷缩）
13．在测滑轮组的机械效率实验中，某同学用如图所示安装好滑轮组，物重为G（每个轮都相同，摩擦和绳重不计），试比较甲、乙两图中，机械效率较高的是______；拉力较小的是______；在甲图中，如果增大物重G，机械效率将______（填“增大”、“减小”、“不变”）。
14．如图所示，固定的斜面长s=1.2m，高h=0.3m，沿斜面向上用5N的拉力在2s内把一个重16N的物体从斜面底端匀速拉到顶端，拉力的功率为_______W，斜面的机械效率为_______%，使用斜面可以_______（选填“省力”或“省功”）。
15．斜面长1m，高0.25m，用大小为8N沿斜面向上的拉力F，将重力为20N的铁块匀速拉到斜面顶端，此过程中有用功为_______J。斜面的机械效率为_______。铁块受到的摩擦力为______N。
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．相传抛石机发明于周代，叫“抛车”；据《范蠡兵法》记载，“飞石重十二斤，为机发，行三百步”；抛石机的机架两支柱间有固定横轴，上有与轴垂直的杠杆，可绕轴自由转动；杠杆短臂上固定一个重物，长臂末端有弹袋（类似投石带的套子）用于装弹，当短臂重锤完全落下时，投射物从弹袋中沿约45度角飞出，30公斤的石弹射程约140﹣210米，100公斤的石弹射程约40-70米；抛石机的威力巨大，为冷兵器时代最佳的攻城利器；
（1）请在简化示意图中作出动力臂L1、阻力臂L2；______
（2）抛石机属于 ______杠杆，其优点是 ______；
（3）请举一个此类杠杆在生活中的应用实例。______
18．小明同学想要利用滑轮将三只相同的箱子A、B和C从地面搬运至10米高的三楼楼面，已知每个箱子的质量为50千克，滑轮的重为30牛，所用绳子的重和摩擦忽略不计，小明的体重为800牛。小明同学设计的搬运方案如图所示。
（1）你认为小明同学设计的方案是否可行？理由是什么？
（2）请你帮他俩利用这些器材再设计两个可行的方案，将三只箱子搬运至三楼楼面；
（3）针对你所设计的方案，求：搬运三个箱子所要做的总功W总为多少焦？并将这两个方案进行优劣比较。
19．如图所示，是某型号爬梯式混凝土搅拌机。工作时，在提升电机的带动下，“运料斗”沿竖直爬梯匀速上升到指定位置，然后将“运料斗”中的混凝土卸下。该搅拌机部分参数如表所示，请完成以下问题：
型号 J2M310
整机质量/kg 2000
接地面积/m2 0.08
提升电机功率/kW 1.5
（1）运料斗上升的过程中，其动能将______（选填“变大”，“变小”或“不变”），以运料斗为参照物，斗中的混凝土是______（选填“运动”或“静止”）的；
（2）若“运料斗”每次能运送混凝土400kg，则运送 40m3的混凝土至少需要多少次？（混凝土的密度 ρ=2×103 kg/m3）( )
（3）搅拌机空载时对水平地面的压强是多少？（g取 10N/kg）( )
（4）某次将装有4000N 混凝土的“运料斗”提升9m，用时 30s，则提升装置的机械效率为多少？( )
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
【解析】
【分析】
【详解】
国旗杆顶部装的是定滑轮，定滑轮不能省力，但可以改变力的方向，使用任何机械都不能省功，定滑轮也是这样，故BCD错误，A正确。
故选A。
2．D
【解析】
【详解】
A．由P= 可得功率由功和时间共同决定，反映做功的快慢，做功多不一定功率大，故A错误；
B．功率表示做功的快慢程度，与机械的省力情况无关，故B错误；
C．功率越大的机械做功越快，机械效率是有用功和总功的比值，所以功率小不能确定机械效率低，故C错误；
D．机械效率是指有用功与总功的比值，有用功与总功的比值越大的机械，其机械效率就越高，故D正确。
故选D。
3．D
【解析】
【详解】
AB．若，且重物匀速提升的高度相同，由可知，有用功相同；不计绳重及摩擦，则克服动滑轮自重做的功为额定功，即，因每个滑轮质量都相等，提升的高度相同，但乙装置有2个动滑轮，故乙做的额外功多，而，所以总功不相同，即 、做的功不相等，故AB错误；
CD．不考虑绳重、摩擦，则滑轮组的机械效率
若 ，但甲装置只有1个动滑轮、乙装置有2个动滑轮，由前面的表达式可知，甲的机械效率大于乙的机械效率，故C错误，D正确。
故选D。
4．B
【解析】
【详解】
A．瓶起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A不符合题意；
B．镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故B符合题意；
C．羊角锤在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C不符合题意；
D．用动滑轮提升重物，不能改变力的方向，但可省力，动滑轮属于变形的杠杆，故用动滑轮提升重物属于省力杠杆，故D不符合题意。
故选B。
5．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．电动机对绳的拉力为
故A错误；
B．绳子自由端的移动速度为0.2m
故B错误；
C．滑轮组的机械效率为
故C错误；
D．有用功的功率
故D正确。
故选D。
6．B
【解析】
【详解】
AB．如图中图线a所示，当时，绳子自由端移动的距离为
所以绳子自由端移动的速度为
拉力F的功率为
故A错误，B正确；
C．如图中图线b所示，在0~2s的过程中，物体上升的高度为
所以有用功为
故C错误；
D．在0~2s的过程中，拉力所做的总功为
所以滑轮组的机械效率为
故D错误。
故选B。
7．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．眨一次眼的时间约是十分之一秒，故A不符合题意；
B．正常步行的速度约为1m/s，合3.6km/h，故B不符合题意；
C．人体重约500N，人密度与水相当，可认为悬浮在水中，浮力与重力相等，因此游泳时受到的浮力约为500N，故C符合题意；
D．人体重约500N，完成一次引体向上，上升高度为手臂长，约0.6m，因此做的功约为
故D不符合题意。
故选C。
8．A
【解析】
【分析】
【详解】
A．功率是指单位时间内做功的多少，是表示做功快慢的物理量，甲的功率比乙的功率小，说明乙做功一定比甲做功快，故A正确；
B．不知道做功的时间，所以功率大的乙不一定比甲做功多，故B错误；
C．由可知，相同时间内乙做功更多，故C错误；
D．机械效率是指有用功占总功之比，功率的大小与机械效率大小无关，所以由题目条件无法比较甲、乙机械效率的大小，故D错误。
故选A。
9．A
【解析】
【详解】
分析：（1）根据杠杆平衡原理，确定出使杠杆平衡的动力方向，然后利用几何关系求出力臂，再利用平衡条件求出最小拉力的大小．
（2）根据做功的条件分析；
（3）根据二力平衡分析；
（4）根据平衡力的条件分析．
解答：A、作用在B点的力，要使油桶C点稍离地面，必须以C点为支点，则BC作为动力臂最长，此时动力也最小，最省力，此时动力为F，阻力为G=2000N，动力臂，阻力臂
，由于，则最小拉力
，故A正确．
B、他用水平力没推动油桶，没在力的方向上通过距离，故不做功，故B错误；
C、他用水平力没推动油桶，油桶处于静止状态，推力等于摩擦力，故C错误；
D、地面对油桶的支持力和油桶对地面的压力没有作用在同一个物体上，不是平衡力，故D错误．
故选A．
【点睛】根据杠杆的平衡条件可知，在杠杆中的阻力、阻力臂一定的情况下，要使所使用的动力最小，必须使动力臂最长；而在通常情况下，连接杠杆中支点和动力作用点这两点所得到的线段是最长的．
10．A
【解析】
【分析】
做功的两个必要因素：作用在物体上的力；物体在力的方向上通过的距离；二者缺一不可。
【详解】
A．一物体受到5N竖直向上的拉力F作用，沿水平方向以0.2m/s的速度匀速运动了10s，力与物体的运动方向垂直，对物体没有做功，即做功为0J，故A符合题意；
B．一物体受到5N竖直向上的拉力F作用，沿水平方向以0.2m/s的速度匀速运动了10s，力与物体的运动方向垂直，对物体没有做功，即做功为0J，故B不符合题意；
C．一物体受到5N竖直向上的拉力F作用，沿水平方向以0.2m/s的速度匀速运动了10s，力与物体的运动方向垂直，对物体没有做功，即做功为0J，故C不符合题意；
D．一物体受到5N竖直向上的拉力F作用，沿水平方向以0.2m/s的速度匀速运动了10s，力与物体的运动方向垂直，对物体没有做功，即做功为0J，故D不符合题意。
故选A。
【点睛】
本题考查了力是否做功的判断方法，基础题目。
11． 40 100 50 150
【解析】
【详解】
[1]重物A的重力
GA＝mAg＝40kg×10N/kg＝400N
有用功为
W有用＝GAh＝400N×0.1m＝40J
[2]绳重和摩擦不计，滑轮组的机械效率
据此可知动滑轮重力
[3]绳重和摩擦不计，总功为
则拉力的功率
[4]绳重和摩擦不计，根据滑轮组的机械效率
可得提升一块重物B时，滑轮组的机械效率
提升两块重物B时，滑轮组的机械效率
由题知
η1∶η2＝4∶5
即
解得重物B的重力
GB＝150N
12． 1600 15
【解析】
【分析】
【详解】
[1]如图可知，水平滑轮组中n=2，只是输电线端拉力要大于悬挂重物端拉力，输电线A端受到的拉力大小为
[2]坠砣串下降了30cm，则输电线A端向左移动的距离为
13． 甲 乙 增大
【解析】
【分析】
【详解】
[1]设每一个动滑轮的重为，甲的机械效率为
乙的机械效率为
所以
[2]甲图中物体由两段绳子承担，甲的拉力为
乙图中物体由四段绳子承担，乙的拉力为
比较可知更小。
[3]根据公式
可知，同一滑轮组，提起的物体越重，滑轮组的机械效率越大。
14． 3 80 省力
【解析】
【详解】
[1]拉力的做的功为
拉力的功率为
[2]斜面的机械效率为
[3]有用功小于总功，故不省功，但是16N的重物，用5N的力就可以推上去，说明可以省力。
15． 5 62.5% 3
【解析】
【详解】
[1]将铁块拉上斜面顶端所做的有用功
W有=Gh=20N×0.25m=5J
[2]此过程，总功为
W总=Fs=8N×1m=8J
斜面的机械效率
[3]此过程所做的额外功
W额外=W总-W有=8J-5J=3J
则铁块受到的摩擦力
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． 费力 省距离 生活中镊子、筷子、钓鱼竿、食品夹都属于费力杠杆
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]支点为O，先反向延长画出F1的作用线，从支点画出F1的作用线的垂线，支点到垂足的距离为F1的力臂L1；正向延长画出F2的作用线，从支点画出F2的作用线的垂线，支点到垂足的距离为F2的力臂L2。如图所示：
（2）[2][3]由图可知，动力臂L1＜L2，所以抛石机为费力杠杆，虽然费力，但省距离。
（3）[4]使用抛石机这样的费力杠杆，费力、但省距离，生活中镊子、筷子、钓鱼竿、食品夹都属于这类杠杆。
18．（1）不可行，理由见解析；（2）见解析；（3）1.5×104，见解析
【解析】
【分析】
【详解】
解：（1）箱子的总重
G总=m总g=3mAg=3×50kg×9.8N/kg=1470N
小明的重力
G小明=800N
由于小明将滑轮当做定滑轮来一起提升三个重物，它不能省力，因此需要的最小拉力
F最小=G总=1470N
而小明所能施加的最大拉力只有
F′最大=G小明=800N
因为
F′最大所以，小明同学设计的方案不可行；
（2）方案一：将滑轮当做定滑轮使用，将A、B和C三件重物一件一件匀速吊上去，这样小明的重力大于物体的重，可以完成工作；方案二：将滑轮当做动滑轮使用，将A、B和C三件重物一起匀速吊上去，这时拉力向上，只要小明对绳子施加足够大的力就可以完成工作。
（3）方案一中对每个箱子做的功
WB=WC=WA=FAsA=GAhA=mAghA=50kg×9.8N/kg×10m=4.9×103J
总功
W总1=3WA=3×4.9×103J =1.47×104J
方案二中阻力大小
F阻=G′总=3GA+ G轮=3mAg+ G轮=3×50kg×9.8N/kg + 30N=1500N
因为使用动滑轮一起匀速提升三件重物，则绳子末端拉力
则总功
W总2=Fs =F×2hA=750N×2×10m=1.5×104J
依据上述数据进行比较，可以发现：
方案一中，所需施加的动力比较小,提升时较省力，动力做的总功较少，但分三次吊运较费时间、费距离。
方案二中，所需施加的动力较大，提升时较费力，动力做的总功较多，要对动滑轮做额外功，吊运一次完成，较省时，省距离。
答：（1）小明同学设计的方案不可行，理由见解析；
（2）可行性方案见解析；
（3）按方案一总功为1.47×104J，按方案二总功为1.5×104J，优劣比较见解析。
19． 不变 静止 200次 2.5×105Pa 80%
【解析】
【分析】
【详解】
解：（1）[1]运料斗上升的过程中，做匀速直线运动，速度不变，质量也不变，其动能不变。
[2]斗中的混凝土相对于运料斗的位置没有发生改变，以运料斗为参照物，斗中的混凝土是静止的。
（2）[3] 40m2的混凝土的质量
m=ρV=2×103kg/m3×40m3=8×104kg
要运的次数
（3）[4]搅拌机空载时对水平地面的压力
F=G机=m机 g=2000kg×10N/kg = 2×104 N
搅拌机空载时对水平地面的压强
（4）[5]提升过程所做的有用功
W有=G料h=4000N×9m=3.6×104J
提升电机所做的总功
W总=Pt=1.5×103W×30s=4.5×104J
机械效率为
答：（1）运料斗上升的过程中，其动能将不变以运料斗为参照物，斗中的混凝土是静止；
（2）若“运料斗”每次能运送混凝土400kg，则运送 40m3的混凝土至少需要200次；
（3）搅拌机空载时对水平地面的压强是；
（4）提升装置的机械效率为80%。
答案第1页，共2页
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一、单选题
1．如图所示，下列关于国旗杆顶部所装滑轮的说法正确的是（ ）
A．它是定滑轮，用它可以改变力的方向 B．它是定滑轮，用它可以省力
C．它是动滑轮，用它可以省功 D．它是动滑轮，用它可以省力
2．关于功率、机械效率，下列说法正确的是（ ）
A．做功越多的机械、其功率就越大
B．越省力的机械，其功率就越小
C．做功越慢的机械，其机械效率就越低
D．有用功与总功的比值越大的机械，其机械效率就越高
3．如图所示，甲、乙两个滑轮组，其中每个滑轮的质量都相同、分别用拉力F1、F2将重物G1、G2提升相同高度，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．若，则拉力F1、F2做的总功相同
B．若，则拉力F2做的有用功多
C．若，则甲、乙两个滑轮组的机械效率相等
D．若，则甲的机械效率大于乙的机械效率
4．在如图所示的简单机械中，属于费力杠杆的是（ ）
A．用瓶起子开瓶盖 B．用镊子夹取砝码
C．用羊角锤拔钉子 D．用动滑轮提升重物
5．用如图所示的滑轮组提升重物，在电动机拉力的作下，重为40N的物体在10s内匀速竖直上升了2m，已知动滑轮重为8N，忽略绳重与摩擦。下列说法中正确的是（ ）
A．电动机对绳的拉力为12N
B．绳子自由端的移动速度为0.2m/
C．滑轮组的机械效率为80%
D．有用功的功率为8W
6．某同学用滑轮组提升物体，绳子自由端竖直移动的距离随时间变化的关系如图中图线a所示，物体上升的高度随时间变化的关系如图中图线b所示，已知物体的质量为900g，所用动滑轮的质量为100g，绳子自由端的拉力F为2.8N。g取10N/kg。在0~2s的过程中，下列说法中正确的是（ ）
A．绳子自由端移动的速度为5m/s B．拉力F的功率为0.56W
C．有用功为90J D．滑轮组的机械效率为90%
7．下列有关中学生的估测符合实际的是（ ）
A．眨眼一次的时间约为3s
B．正常步行的速度约为1.4km/h
C．游泳时受到的浮力约为500N
D．完成一次引体向上做的功约为2000J
8．甲、乙两台塔吊机器的功率分别为P甲=25kW和P乙=40kW。则下列判断正确的是（ ）
A．乙一定比甲做功快
B．乙一定比甲做功多
C．相同时间内两机器做功样多
D．乙的机械效率一定比甲的机械效率大
9．小明在水平地面上推如图所示的一只圆柱形油桶，油桶高40cm，底部直径为30cm，装满油后总重2000N．下列说法中正确的是（ ）
A．要使底部C稍稍离开地面，他至少应对油桶施加600N的力
B．他用水平力虽没推动油桶，但他用了力，所以他对油桶做了功
C．他用水平力没推动油桶，是因为推力小于摩擦力
D．油桶匀速运动时，地面对油桶的支持力和油桶对地面的压力是平衡力
10．一物体受到5N竖直向上的拉力作用，沿水平方向以0.2m/s的速度匀速运动了10s，拉力对物体做的功为（ ）
A．0J B．1J C．10J D．50J
二、填空题
11．一质量为40kg的重物A放在水平地面上，利用如图所示的装置将它匀速提升0.1m用了1s，此时的机械效率为80%，则有用功为 _____J，动滑轮重力为 _____N，拉力的功率为 _____W，若再用该滑轮提升多块重物B（规格相同），提升一块重物B和两块重物B时滑轮的机械效率之比η1∶η2＝4∶5，则重物B的重力为 _____N。（不计绳重和摩擦）
12．高速铁路的输电线，无论冬夏都绷的直直的，以保障列车电极与输电线的良好接触。如图为输电线的牵引装置。钢绳通过滑轮组悬挂4个相同的坠砣，每个坠砣质量为20kg，不计滑轮和钢绳自重和摩擦，输电线A端受到的拉力大小为______N。若某段时间内坠砣串下降了30cm，则输电线A端向左移动了______cm。（g取10N/kg，不考虑钢绳的热胀冷缩）
13．在测滑轮组的机械效率实验中，某同学用如图所示安装好滑轮组，物重为G（每个轮都相同，摩擦和绳重不计），试比较甲、乙两图中，机械效率较高的是______；拉力较小的是______；在甲图中，如果增大物重G，机械效率将______（填“增大”、“减小”、“不变”）。
14．如图所示，固定的斜面长s=1.2m，高h=0.3m，沿斜面向上用5N的拉力在2s内把一个重16N的物体从斜面底端匀速拉到顶端，拉力的功率为_______W，斜面的机械效率为_______%，使用斜面可以_______（选填“省力”或“省功”）。
15．斜面长1m，高0.25m，用大小为8N沿斜面向上的拉力F，将重力为20N的铁块匀速拉到斜面顶端，此过程中有用功为_______J。斜面的机械效率为_______。铁块受到的摩擦力为______N。
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．相传抛石机发明于周代，叫“抛车”；据《范蠡兵法》记载，“飞石重十二斤，为机发，行三百步”；抛石机的机架两支柱间有固定横轴，上有与轴垂直的杠杆，可绕轴自由转动；杠杆短臂上固定一个重物，长臂末端有弹袋（类似投石带的套子）用于装弹，当短臂重锤完全落下时，投射物从弹袋中沿约45度角飞出，30公斤的石弹射程约140﹣210米，100公斤的石弹射程约40-70米；抛石机的威力巨大，为冷兵器时代最佳的攻城利器；
（1）请在简化示意图中作出动力臂L1、阻力臂L2；______
（2）抛石机属于 ______杠杆，其优点是 ______；
（3）请举一个此类杠杆在生活中的应用实例。______
18．小明同学想要利用滑轮将三只相同的箱子A、B和C从地面搬运至10米高的三楼楼面，已知每个箱子的质量为50千克，滑轮的重为30牛，所用绳子的重和摩擦忽略不计，小明的体重为800牛。小明同学设计的搬运方案如图所示。
（1）你认为小明同学设计的方案是否可行？理由是什么？
（2）请你帮他俩利用这些器材再设计两个可行的方案，将三只箱子搬运至三楼楼面；
（3）针对你所设计的方案，求：搬运三个箱子所要做的总功W总为多少焦？并将这两个方案进行优劣比较。
19．如图所示，是某型号爬梯式混凝土搅拌机。工作时，在提升电机的带动下，“运料斗”沿竖直爬梯匀速上升到指定位置，然后将“运料斗”中的混凝土卸下。该搅拌机部分参数如表所示，请完成以下问题：
型号 J2M310
整机质量/kg 2000
接地面积/m2 0.08
提升电机功率/kW 1.5
（1）运料斗上升的过程中，其动能将______（选填“变大”，“变小”或“不变”），以运料斗为参照物，斗中的混凝土是______（选填“运动”或“静止”）的；
（2）若“运料斗”每次能运送混凝土400kg，则运送 40m3的混凝土至少需要多少次？（混凝土的密度 ρ=2×103 kg/m3）( )
（3）搅拌机空载时对水平地面的压强是多少？（g取 10N/kg）( )
（4）某次将装有4000N 混凝土的“运料斗”提升9m，用时 30s，则提升装置的机械效率为多少？( )
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A
【解析】
【分析】
【详解】
国旗杆顶部装的是定滑轮，定滑轮不能省力，但可以改变力的方向，使用任何机械都不能省功，定滑轮也是这样，故BCD错误，A正确。
故选A。
2．D
【解析】
【详解】
A．由P= 可得功率由功和时间共同决定，反映做功的快慢，做功多不一定功率大，故A错误；
B．功率表示做功的快慢程度，与机械的省力情况无关，故B错误；
C．功率越大的机械做功越快，机械效率是有用功和总功的比值，所以功率小不能确定机械效率低，故C错误；
D．机械效率是指有用功与总功的比值，有用功与总功的比值越大的机械，其机械效率就越高，故D正确。
故选D。
3．D
【解析】
【详解】
AB．若，且重物匀速提升的高度相同，由可知，有用功相同；不计绳重及摩擦，则克服动滑轮自重做的功为额定功，即，因每个滑轮质量都相等，提升的高度相同，但乙装置有2个动滑轮，故乙做的额外功多，而，所以总功不相同，即 、做的功不相等，故AB错误；
CD．不考虑绳重、摩擦，则滑轮组的机械效率
若 ，但甲装置只有1个动滑轮、乙装置有2个动滑轮，由前面的表达式可知，甲的机械效率大于乙的机械效率，故C错误，D正确。
故选D。
4．B
【解析】
【详解】
A．瓶起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A不符合题意；
B．镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故B符合题意；
C．羊角锤在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C不符合题意；
D．用动滑轮提升重物，不能改变力的方向，但可省力，动滑轮属于变形的杠杆，故用动滑轮提升重物属于省力杠杆，故D不符合题意。
故选B。
5．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．电动机对绳的拉力为
故A错误；
B．绳子自由端的移动速度为0.2m
故B错误；
C．滑轮组的机械效率为
故C错误；
D．有用功的功率
故D正确。
故选D。
6．B
【解析】
【详解】
AB．如图中图线a所示，当时，绳子自由端移动的距离为
所以绳子自由端移动的速度为
拉力F的功率为
故A错误，B正确；
C．如图中图线b所示，在0~2s的过程中，物体上升的高度为
所以有用功为
故C错误；
D．在0~2s的过程中，拉力所做的总功为
所以滑轮组的机械效率为
故D错误。
故选B。
7．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．眨一次眼的时间约是十分之一秒，故A不符合题意；
B．正常步行的速度约为1m/s，合3.6km/h，故B不符合题意；
C．人体重约500N，人密度与水相当，可认为悬浮在水中，浮力与重力相等，因此游泳时受到的浮力约为500N，故C符合题意；
D．人体重约500N，完成一次引体向上，上升高度为手臂长，约0.6m，因此做的功约为
故D不符合题意。
故选C。
8．A
【解析】
【分析】
【详解】
A．功率是指单位时间内做功的多少，是表示做功快慢的物理量，甲的功率比乙的功率小，说明乙做功一定比甲做功快，故A正确；
B．不知道做功的时间，所以功率大的乙不一定比甲做功多，故B错误；
C．由可知，相同时间内乙做功更多，故C错误；
D．机械效率是指有用功占总功之比，功率的大小与机械效率大小无关，所以由题目条件无法比较甲、乙机械效率的大小，故D错误。
故选A。
9．A
【解析】
【详解】
分析：（1）根据杠杆平衡原理，确定出使杠杆平衡的动力方向，然后利用几何关系求出力臂，再利用平衡条件求出最小拉力的大小．
（2）根据做功的条件分析；
（3）根据二力平衡分析；
（4）根据平衡力的条件分析．
解答：A、作用在B点的力，要使油桶C点稍离地面，必须以C点为支点，则BC作为动力臂最长，此时动力也最小，最省力，此时动力为F，阻力为G=2000N，动力臂，阻力臂
，由于，则最小拉力
，故A正确．
B、他用水平力没推动油桶，没在力的方向上通过距离，故不做功，故B错误；
C、他用水平力没推动油桶，油桶处于静止状态，推力等于摩擦力，故C错误；
D、地面对油桶的支持力和油桶对地面的压力没有作用在同一个物体上，不是平衡力，故D错误．
故选A．
【点睛】根据杠杆的平衡条件可知，在杠杆中的阻力、阻力臂一定的情况下，要使所使用的动力最小，必须使动力臂最长；而在通常情况下，连接杠杆中支点和动力作用点这两点所得到的线段是最长的．
10．A
【解析】
【分析】
做功的两个必要因素：作用在物体上的力；物体在力的方向上通过的距离；二者缺一不可。
【详解】
A．一物体受到5N竖直向上的拉力F作用，沿水平方向以0.2m/s的速度匀速运动了10s，力与物体的运动方向垂直，对物体没有做功，即做功为0J，故A符合题意；
B．一物体受到5N竖直向上的拉力F作用，沿水平方向以0.2m/s的速度匀速运动了10s，力与物体的运动方向垂直，对物体没有做功，即做功为0J，故B不符合题意；
C．一物体受到5N竖直向上的拉力F作用，沿水平方向以0.2m/s的速度匀速运动了10s，力与物体的运动方向垂直，对物体没有做功，即做功为0J，故C不符合题意；
D．一物体受到5N竖直向上的拉力F作用，沿水平方向以0.2m/s的速度匀速运动了10s，力与物体的运动方向垂直，对物体没有做功，即做功为0J，故D不符合题意。
故选A。
【点睛】
本题考查了力是否做功的判断方法，基础题目。
11． 40 100 50 150
【解析】
【详解】
[1]重物A的重力
GA＝mAg＝40kg×10N/kg＝400N
有用功为
W有用＝GAh＝400N×0.1m＝40J
[2]绳重和摩擦不计，滑轮组的机械效率
据此可知动滑轮重力
[3]绳重和摩擦不计，总功为
则拉力的功率
[4]绳重和摩擦不计，根据滑轮组的机械效率
可得提升一块重物B时，滑轮组的机械效率
提升两块重物B时，滑轮组的机械效率
由题知
η1∶η2＝4∶5
即
解得重物B的重力
GB＝150N
12． 1600 15
【解析】
【分析】
【详解】
[1]如图可知，水平滑轮组中n=2，只是输电线端拉力要大于悬挂重物端拉力，输电线A端受到的拉力大小为
[2]坠砣串下降了30cm，则输电线A端向左移动的距离为
13． 甲 乙 增大
【解析】
【分析】
【详解】
[1]设每一个动滑轮的重为，甲的机械效率为
乙的机械效率为
所以
[2]甲图中物体由两段绳子承担，甲的拉力为
乙图中物体由四段绳子承担，乙的拉力为
比较可知更小。
[3]根据公式
可知，同一滑轮组，提起的物体越重，滑轮组的机械效率越大。
14． 3 80 省力
【解析】
【详解】
[1]拉力的做的功为
拉力的功率为
[2]斜面的机械效率为
[3]有用功小于总功，故不省功，但是16N的重物，用5N的力就可以推上去，说明可以省力。
15． 5 62.5% 3
【解析】
【详解】
[1]将铁块拉上斜面顶端所做的有用功
W有=Gh=20N×0.25m=5J
[2]此过程，总功为
W总=Fs=8N×1m=8J
斜面的机械效率
[3]此过程所做的额外功
W额外=W总-W有=8J-5J=3J
则铁块受到的摩擦力
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． 费力 省距离 生活中镊子、筷子、钓鱼竿、食品夹都属于费力杠杆
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]支点为O，先反向延长画出F1的作用线，从支点画出F1的作用线的垂线，支点到垂足的距离为F1的力臂L1；正向延长画出F2的作用线，从支点画出F2的作用线的垂线，支点到垂足的距离为F2的力臂L2。如图所示：
（2）[2][3]由图可知，动力臂L1＜L2，所以抛石机为费力杠杆，虽然费力，但省距离。
（3）[4]使用抛石机这样的费力杠杆，费力、但省距离，生活中镊子、筷子、钓鱼竿、食品夹都属于这类杠杆。
18．（1）不可行，理由见解析；（2）见解析；（3）1.5×104，见解析
【解析】
【分析】
【详解】
解：（1）箱子的总重
G总=m总g=3mAg=3×50kg×9.8N/kg=1470N
小明的重力
G小明=800N
由于小明将滑轮当做定滑轮来一起提升三个重物，它不能省力，因此需要的最小拉力
F最小=G总=1470N
而小明所能施加的最大拉力只有
F′最大=G小明=800N
因为
F′最大
（2）方案一：将滑轮当做定滑轮使用，将A、B和C三件重物一件一件匀速吊上去，这样小明的重力大于物体的重，可以完成工作；方案二：将滑轮当做动滑轮使用，将A、B和C三件重物一起匀速吊上去，这时拉力向上，只要小明对绳子施加足够大的力就可以完成工作。
（3）方案一中对每个箱子做的功
WB=WC=WA=FAsA=GAhA=mAghA=50kg×9.8N/kg×10m=4.9×103J
总功
W总1=3WA=3×4.9×103J =1.47×104J
方案二中阻力大小
F阻=G′总=3GA+ G轮=3mAg+ G轮=3×50kg×9.8N/kg + 30N=1500N
因为使用动滑轮一起匀速提升三件重物，则绳子末端拉力
则总功
W总2=Fs =F×2hA=750N×2×10m=1.5×104J
依据上述数据进行比较，可以发现：
方案一中，所需施加的动力比较小,提升时较省力，动力做的总功较少，但分三次吊运较费时间、费距离。
方案二中，所需施加的动力较大，提升时较费力，动力做的总功较多，要对动滑轮做额外功，吊运一次完成，较省时，省距离。
答：（1）小明同学设计的方案不可行，理由见解析；
（2）可行性方案见解析；
（3）按方案一总功为1.47×104J，按方案二总功为1.5×104J，优劣比较见解析。
19． 不变 静止 200次 2.5×105Pa 80%
【解析】
【分析】
【详解】
解：（1）[1]运料斗上升的过程中，做匀速直线运动，速度不变，质量也不变，其动能不变。
[2]斗中的混凝土相对于运料斗的位置没有发生改变，以运料斗为参照物，斗中的混凝土是静止的。
（2）[3] 40m2的混凝土的质量
m=ρV=2×103kg/m3×40m3=8×104kg
要运的次数
（3）[4]搅拌机空载时对水平地面的压力
F=G机=m机 g=2000kg×10N/kg = 2×104 N
搅拌机空载时对水平地面的压强
（4）[5]提升过程所做的有用功
W有=G料h=4000N×9m=3.6×104J
提升电机所做的总功
W总=Pt=1.5×103W×30s=4.5×104J
机械效率为
答：（1）运料斗上升的过程中，其动能将不变以运料斗为参照物，斗中的混凝土是静止；
（2）若“运料斗”每次能运送混凝土400kg，则运送 40m3的混凝土至少需要200次；
（3）搅拌机空载时对水平地面的压强是；
（4）提升装置的机械效率为80%。
答案第1页，共2页
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