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 | 1.6MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 北师大版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-04-16 07:11:59 | ||
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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．小明将一箱书搬上三楼，先后采用了两种方法：一是一次把所有的书搬上三楼；二是分两次把所有的书搬上三楼．假设他上楼的速度相同，则这两种方法中
A．第一种所做的总功多一些 B．第二种对书做的功多一些
C．第一种搬书的功率大一些 D．第二种搬书的效率大一些
2．如图所示，利用滑轮组将重力为40N的物体，在10s内匀速竖直提升2m，拉力F为30N，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（ ）
①物体移动的速度为0.2m/s；②所做的有用功为60J；③拉力F的功率为12W；④若提升物体的重力为80N，则此滑轮组的机械效率为80%
A．①③④正确 B．①②④正确
C．②③④正确 D．①②③正确
3．仅用8天就建成的武汉火神山医院，彰显的不仅是中国速度，更是战胜疫情的坚强决心。如图所示，为了在最短的时间完成地面基础建设，上百台挖掘机同时工作，其目的是增大所有挖掘机总的（ ）
A．机械效率 B．功率 C．功 D．有用功
4．物块在水平拉力F（大小未知）的作用下，在水平直线轨道上运动（如图），其中AB=CD=10m。已知物块在AB段和CD段分别以2m/s和5m/s的速度匀速运动，且在AB段、CD段所受摩擦阻力分别为1N和2N，则以下判断正确的是（ ）
A．该物块在CD段的惯性比AB段大
B．该物块通过AB段和CD段所用的时间之比为2∶5
C．拉力F在AB段所做的功为20J
D．拉力F在CD段做功的功率为10W
5．篮球运动深受同学们的喜爱。在投篮时，下列分析正确的是（ ）
A．篮球离手后，手还对篮球做功
B．篮球离手后，上升过程机械能变大
C．手对篮球施力，球才向篮筐运动，说明力是维持物体运动的原因
D．假如正在上升的篮球所受的力全部消失，它将做匀速直线运动
6．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
7．下列运动项目沙及的物理知识描述正确的是（ ）
A．三级跳远——快速助跑是为了利用惯性
B．引体向上——人对单杠的拉力与单杠对人的拉力是一对平衡力
C．做俯卧撑——被手臂支撑的身体，相当于以脚尖为支点的费力杠杆
D．百米赛跑——裁判员通过相同时间比较路程的方法判断运动员的快慢
8．在春季运动会上，小华参加跳绳比赛，他1 min跳了120次，每次最大腾空高度为20 cm，该同学身体的质量是50 kg．试估算他在跳绳过程中克服重力做功的功率最接近于
A．100 W B．200 W
C．40 W D．1200 W
9．如图所示，小明用滑轮组提升物体A，物体A重7N，定滑轮重2N，动滑轮重1N．物体A在1s内沿竖直方向匀速升高了0.2m．不计绳重和轮与轴的摩擦，下列说法中正确的是
A．绳子自由端受到的拉力大小是 3N
B．滑轮组的机械效率为 87.5%
C．有用功为 1.6J
D．拉力 F 做功的功率为 0.8W
10．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
二、填空题
11．如图所示为一拉杆旅行箱的示意图，将其视为杠杆，O为支点，B为重心，BC为竖直方向，A为拉杆端点。已知箱重为250N，OA为120cm，OC为24cm。在A点沿图示方向施加动力F，箱子静止，则动力F的大小为______N。
12．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”）。
13．如图，一个箱子静止在水平地面，小聪用150N的水平拉力将箱子移动了0.4m，小聪的拉力做功为_______J。待箱子静止后，小明用80N的水平推力推这个箱子没有推动，小明的推力做功_______J，此时箱子受到地面的摩擦力为_______N。
14．科技改变生活，某餐馆用智能送菜机器人（如图）替代人工送菜。
（1）该机器人以1米/秒的速度运行30米将菜送到客人桌前，用时___________秒；
（2）若机器人工作时牵引力恒为50牛，完成本次送菜，牵引力做功___________焦。
15．如图，OA=BA=10厘米，重物G=20牛顿，要使杠杆平衡，应该在B点作用上一个竖直向______的力，大小______牛顿。
三、综合题
16．如图1的“塔吊”是建筑工地上普遍使用的起重设备，AB是竖直支架，CD是水平臂，其上OC段叫平衡臂，C端装有配重体，OD段叫吊臂，E处装有滑轮，可在O、D两点间移动。
（1）由“塔吊”结构图可知，当E点越靠近D点时，能安全吊起重物的最大质量越 _____（大/小）；
（2）用此“塔吊”将1.5t的钢材先竖直匀速吊起10m高，然后沿水平方向慢慢旋转90°后即送达指定位置，在这一过程中“塔吊”对钢材做功多少_____？（g＝10N/kg）
（3）“塔吊”通过电动机带动如图2所示的滑轮组，竖直吊起物体。某次吊起的重物为3×104N，物体匀速上升的速度为1.5m/s，电动机对滑轮组钢丝上的水平拉力F做功的功率为75kW，求作用在滑轮组上的水平拉力F_____和这次起吊时滑轮组的机械效率_____？
17．据报道，一位物理老师在动物园内，用弹簧测力计称出了一头大象的质量，在称象过程中，他还用到了吊车、铁笼和一根很长的槽钢等辅助工具。如图1所示，①他首先将铁笼系于槽钢上的B点，当吊车吊钩在槽钢上的悬吊点移至O点时，槽钢在水平位置平衡；②测得OB=6cm；③将大象引入铁笼，用弹簧测力计竖直向下拉住槽钢的另一端，使之再次在水平位置平衡，测得OA=9m，弹簧测力计的示数为200N。
（1）步骤①的目的______
（2）计算大象的质量（g取10N/kg）( )
（3）一位学生看到后，设计了如图2所示的滑轮组来代替测力计、滑轮组绕绳的一端和槽钢A端相连，且竖直穿过地面上的定滑轮。请你帮他完成余下的滑轮组绕线设计，要求挂上适当的重物后，槽钢能水平平衡并计算槽钢水平平衡时，所挂重物的总重力为多少 ( ) （不计滑轮及绳重，不计所有摩擦）
18．（1）一根忽略重力的硬杆，其左端固定于O点，并可绕O点无摩擦转动，在距O点距离为10cm的位置A，系上一只氢气球。在距O点距离为40cm的位置B，与沿水平方向为30角的方向上（固中虚线所在方向）作用一个力F，使得该硬杆处干水平位置静止；
①在图中，画出作用力F的示意图，并画出力F的力臂l；( )
②若作用力F的大小为4N，则氢气球的细线对硬杆的拉力大小为___________N；
（2）如图所示，在斜面上拉一重50N的木块到0.3m高处，木块沿斜面向上移动了1m，共耗时5s，已知拉力为30N，则拉力做的功为___________J，此斜面的机械效率为 ___________。木块受到斜面的摩擦力为___________。
19．2021年5月15日，我国首个火星探测器“天问一号”在火星成功着陆，迈出了我国星际探测征程的重要一步；“天问一号”包括环绕器和着陆巡视器两部分，为了让着陆视器准确进入火星着陆轨道，首先需要环绕器在携带着陆巡枧器的情况下进入着陆轨道，实施两器分离后，着陆巡视器则进入火星大气层，完成系列着陆动作；环绕器则儒要迅速抬升轨道，再次进入环火轨道，成为着陆巡视器与地球的通信中继站，进行火星环绕探测，并及时将火星上的图片信息传回地球；
（1）着陆巡视器从距火星表面约100m处，开始竖直向下的运动可以看作是匀速直线运动，则此过程中着陆巡视器受到的阻力______火星对它的重力（选填“大于”、“小于”或“等于”）；
（2）着陆巡视器上搭载的“祝融号”火星探测车质量为240kg，若“祝融号”在火星表面水平匀速直线行驶，速度为200m/h，所受阻力为车重的0.1倍；（g火＝0.4g地，g地取10N/kg）
求：①“祝融号”行驶过程中受到的牵引力是多少N？______
②“祝融号”行驶30min做了多少功？______
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
【详解】
AB．这箱书的重力一定，楼的高度前后不变，由W=Gh可知，两次对书所做的有用功相等；
第一种所做的额外功为克服人的重力做的功，而第二种所做的额外功是两次克服人的重力做的功，因此第二种所做的额外功大于第一种所做的额外功，故第二种所做的总功大于第一种所做的总功，故AB不符合题意；
C．因上楼的速度相同，第二种需要上楼二次，所以第二种所用时间长;两次搬书对书做的功相同，由P=可知P1>P2，故C符合题意；
D．由η=×100%可知，η1>η2，故D不符合题意．
2．A
【详解】
①在10s内匀速竖直提升2m，物体移动的速度
故①正确；
②所做的有用功
W有=Gh=40N×2m=80J
故②错误；
③从图中可知n=2，绳子自由端移动的距离
s=2h=2×2m=4m
拉力做的总功
W总=Fs=30N×4m=120J
拉力的功率
故③正确；
④不计绳重及摩擦，作用在绳子自由端的拉力
可知动滑轮的重力
G动=2F-G=2×30N-40N=20N
不计绳重及摩擦，克服动滑轮的重力做的功为额外功的唯一来源。若提升物体的重力为80N，则此滑轮组的机械效率
故④正确。
综上，A正确，BCD不正确。
故选A。
3．B
【详解】
建成一所医院所做的有用功是相同的，为了减小做功的时间（缩短工期），根据P=可知，需要增大挖掘机的功率，所以，上百台挖掘机同时工作，其目的是增大所有挖掘机总的功率，故B正确，ACD错误。
故选B。
4．D
【详解】
A．惯性的大小只与质量有关，与速度大小无关，故A错误；
B．由题知，物块在AB段和CD段的速度之比为2∶5，AB和CD距离相等，则该物块通过AB段和CD段所用的时间之比为5∶2，故B错误；
C．物块在AB段匀速运动，拉力等于摩擦阻力，拉力F在AB段所做的功
W=FABsAB=fABsAB=1N10m=10J
故C错误；
D．物块在CD段匀速运动，拉力等于摩擦阻力，拉力F在CD段做功的功率
P=FCDvCD=fCDvCD=2N5m/s=10W
故D正确。
故选D。
5．D
【详解】
A．做功的两个必要条件是：有力作用在物体上，物体在力的方向上移动了一端距离，篮球离手后，手没有对篮球施加力的作用，手不再对篮球做功，故A错误；
B．篮球离手后，高度变大，速度减小，重力势能增大，动能减小，篮球上升过程中，没有其它力对篮球做功，机械能是动能和势能之和，篮球的机械能不变，故B错误；
C．手对篮球施力，球才向篮筐运动，说明力可以改变物体的运动状态，不能说明力是维持物体运动的原因，故C错误；
D．根据牛顿第一定律，假如正在上升的篮球所受的力全部消失，它将保持原来的运动状态不变，将一直做匀速直线运动，故D正确。
故选D。
6．B
【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。
7．A
(1)惯性是物体保持原来运动状态不变的性质；
(2)一对平衡力必须大小相等、方向相反、作用在一条直线上、作用在同一物体上；
(3)在力的作用下，能绕固定点转动的硬棒叫杠杆，根据动力臂和阻力臂的大小关系判断它是属于哪种类型的杠杆；
(4)比较物体运动快慢的方法：
①通过相同的路程，比较时间的多少，用时越多，运动越慢；
②利用相同的时间，比较路程的长短，经过路程越长，运动越快。
【详解】
A．跳远运动员在起跳前要助跑是为了利用惯性，使起跳时的速度更大些，从而跳得更远，故A正确；
B．引体向上 人对单杠的拉力与单杠对人的拉力作用在不同的物体上，是相互作用力，不是一对平衡力，故B错误；
C．做俯卧撑时，以脚为支点，阻力作用在人的重心，动力作用在人的肩膀处，动力臂大于阻力臂，所以人体相当于一个省力杠杆，故C错误；
D．百米赛跑 裁判员是在路程相同的情况下，比较时间判断运动快慢，谁用时间少，谁跑得快，故D错误。
故选A。
8．B
【详解】
解答：跳一次的时间为：t1==0.5s，则上升的最大高度为：h=20cm=0.2m，跳绳中克服重力做功的平均功率为：P==200W；
故选B.
点睛：求出每次跳动的时间，上升的最大高度，结合克服重力做功的大小和时间求出平均功率．
9．B
根据滑轮组可知，本题考查有关于滑轮组的机械效率综合计算，根据滑轮组的特点及机械效率的计算公式进行求解．
【详解】
由图可知，n=2
A．不计绳重和轮与轴的摩擦，则绳子自由端受到的拉力：
故A错误．
BC．有用功：
故C错误；
额外功：
总功：
滑轮组的机械效率：
故B正确．
D．拉力F做功的功率：
故D错误．
10．A
【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。
11．100
【详解】
如图
动力F的力臂
箱子所受重力的力臂OC=24cm，根据杠杆的平衡条件可得
所以
12． 3 80 省力
【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。
13． 60 0 80
【详解】
[1]小聪的拉力做功
[2][3] 小明用80N的水平推力推这个箱子没有推动，此过程只有力没有距离，小明的推力不做功，做功为0J；此时箱子受到地面的摩擦力为静摩擦力，大小等于小明的推力80N。
14． 30 1500
【详解】
[1]该机器人以1米/秒的速度运行30米将菜送到客人桌前，所用时间
[2]若机器人工作时牵引力恒为50牛，完成本次送菜，牵引力做功
15． 上 10
【详解】
[1]由杠杆平衡条件可知在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小，由图可知当动力作用在B点，方向跟杠杆OB竖直向上时动力臂最长、动力最小。
[2]动力臂
OB=10cm+10cm=20cm
阻力臂OA=10cm，由杠杆平衡条件可得
F×OB=G×OA
则
F==10N
16． 小 1.5×105 25000N 60%
【详解】
解：（1）[1]由杠杆的平衡条件可知，当动力与动力臂不变时，阻力与阻力臂成反比，即阻力臂越大，阻力越小；由“塔吊”结构图可知，动力与动力臂都不变，当E点越靠近D点时，阻力臂越长、阻力应越小，而阻力等于起重物的重力，则能安全吊起重物的最大质量越小。
（2）[2]塔吊对重物做功
（3）①[3]由图可知，有两段绳子吊着物体，即n＝2，已知v物＝1.5m/s，则绳子末端移动的速度为
水平拉力F做功的功率
由
可得水平拉力
②[4]提起物重 ，因为滑轮组的机械效率
所以此时滑轮组的机械效率
答：（1）当E点越靠近D点时，能安全吊起重物的最大质量越小；
（2）在这一过程中“塔吊”对钢材做功1.5×105J；
（3）作用在滑轮组上的水平拉力F为，和这次起吊时滑轮组的机械效率为60%。
17． 见解析 3×103kg 400N
【详解】
（1）[1]从题干中可知步骤1的作用是消除槽钢和铁笼重力对杠杆平衡的影响，便于测量力臂。
（2）[2]根据杠杆的平衡条件得到
F1l1=F2l 2
200N×OA=G×OB
200N×9m=G×0.06m
G=30000N=3×104N
大象的质量
m=
（3）[3]由图2可知，穿过地面上的定滑轮的绳子给左端滑轮组的拉力是向下的，所以从左端滑轮组最后出来的绳子受到拉力方向是向下的，滑轮组的动滑轮绕2段绳，如图所示：
不计滑轮及绳重，不计所有摩擦，由题意可知A端的拉力是200N，定滑轮不省力，穿过地面上的定滑轮的绳子给左端滑轮组的拉力是200N，所挂重物的总重力
G总=2F=2×200N=400N
18． 8 30J 50% 15N
【详解】
（1）①[1]气球给杠杆的力竖直向上，为使杠杆平衡，作用在B点的力应该沿着虚线方向向下，反向延长画出F的作用线，从支点O画出力F的作用线的垂线，从支点O到垂足C的距离为力F的力臂l，如图所示
②[2]由题知，OB=40cm，力F与OB的夹角为30°，由数学知识得力F的力臂
根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2可知，气球的细线对硬杆的拉力大小为
（2）[3]拉力做的总功
W总=F拉s=30N×1m=30J
[4]拉力做的有用功
W有=G物h=50N×0.3m=15J
斜面的机械效率
[5]额外功
W额=W总-W有=30J-15J=15J
木块受到斜面的摩擦力为
19． 等于 96N 9600J
【详解】
（1）[1]着陆巡视器匀速直线运动，可知着陆巡视器受力平衡，所以行驶过程中着陆巡视器受到的阻力等于火星对它的重力。
（2）①[2]“祝融号”在火星表面水平匀速直线行驶，则牵引力等于阻力，即
F牵＝f＝0.1G火＝0.1mg火＝0.1×240kg×0.4×10N/kg＝96N
②[3]“祝融号”30min行驶的路程
s＝vt＝200m/h×h＝100m
“祝融号”行驶30min所做的功
W＝F牵s＝96N×100m＝9600J
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
一、单选题
1．小明将一箱书搬上三楼，先后采用了两种方法：一是一次把所有的书搬上三楼；二是分两次把所有的书搬上三楼．假设他上楼的速度相同，则这两种方法中
A．第一种所做的总功多一些 B．第二种对书做的功多一些
C．第一种搬书的功率大一些 D．第二种搬书的效率大一些
2．如图所示，利用滑轮组将重力为40N的物体，在10s内匀速竖直提升2m，拉力F为30N，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（ ）
①物体移动的速度为0.2m/s；②所做的有用功为60J；③拉力F的功率为12W；④若提升物体的重力为80N，则此滑轮组的机械效率为80%
A．①③④正确 B．①②④正确
C．②③④正确 D．①②③正确
3．仅用8天就建成的武汉火神山医院，彰显的不仅是中国速度，更是战胜疫情的坚强决心。如图所示，为了在最短的时间完成地面基础建设，上百台挖掘机同时工作，其目的是增大所有挖掘机总的（ ）
A．机械效率 B．功率 C．功 D．有用功
4．物块在水平拉力F（大小未知）的作用下，在水平直线轨道上运动（如图），其中AB=CD=10m。已知物块在AB段和CD段分别以2m/s和5m/s的速度匀速运动，且在AB段、CD段所受摩擦阻力分别为1N和2N，则以下判断正确的是（ ）
A．该物块在CD段的惯性比AB段大
B．该物块通过AB段和CD段所用的时间之比为2∶5
C．拉力F在AB段所做的功为20J
D．拉力F在CD段做功的功率为10W
5．篮球运动深受同学们的喜爱。在投篮时，下列分析正确的是（ ）
A．篮球离手后，手还对篮球做功
B．篮球离手后，上升过程机械能变大
C．手对篮球施力，球才向篮筐运动，说明力是维持物体运动的原因
D．假如正在上升的篮球所受的力全部消失，它将做匀速直线运动
6．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
7．下列运动项目沙及的物理知识描述正确的是（ ）
A．三级跳远——快速助跑是为了利用惯性
B．引体向上——人对单杠的拉力与单杠对人的拉力是一对平衡力
C．做俯卧撑——被手臂支撑的身体，相当于以脚尖为支点的费力杠杆
D．百米赛跑——裁判员通过相同时间比较路程的方法判断运动员的快慢
8．在春季运动会上，小华参加跳绳比赛，他1 min跳了120次，每次最大腾空高度为20 cm，该同学身体的质量是50 kg．试估算他在跳绳过程中克服重力做功的功率最接近于
A．100 W B．200 W
C．40 W D．1200 W
9．如图所示，小明用滑轮组提升物体A，物体A重7N，定滑轮重2N，动滑轮重1N．物体A在1s内沿竖直方向匀速升高了0.2m．不计绳重和轮与轴的摩擦，下列说法中正确的是
A．绳子自由端受到的拉力大小是 3N
B．滑轮组的机械效率为 87.5%
C．有用功为 1.6J
D．拉力 F 做功的功率为 0.8W
10．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
二、填空题
11．如图所示为一拉杆旅行箱的示意图，将其视为杠杆，O为支点，B为重心，BC为竖直方向，A为拉杆端点。已知箱重为250N，OA为120cm，OC为24cm。在A点沿图示方向施加动力F，箱子静止，则动力F的大小为______N。
12．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”）。
13．如图，一个箱子静止在水平地面，小聪用150N的水平拉力将箱子移动了0.4m，小聪的拉力做功为_______J。待箱子静止后，小明用80N的水平推力推这个箱子没有推动，小明的推力做功_______J，此时箱子受到地面的摩擦力为_______N。
14．科技改变生活，某餐馆用智能送菜机器人（如图）替代人工送菜。
（1）该机器人以1米/秒的速度运行30米将菜送到客人桌前，用时___________秒；
（2）若机器人工作时牵引力恒为50牛，完成本次送菜，牵引力做功___________焦。
15．如图，OA=BA=10厘米，重物G=20牛顿，要使杠杆平衡，应该在B点作用上一个竖直向______的力，大小______牛顿。
三、综合题
16．如图1的“塔吊”是建筑工地上普遍使用的起重设备，AB是竖直支架，CD是水平臂，其上OC段叫平衡臂，C端装有配重体，OD段叫吊臂，E处装有滑轮，可在O、D两点间移动。
（1）由“塔吊”结构图可知，当E点越靠近D点时，能安全吊起重物的最大质量越 _____（大/小）；
（2）用此“塔吊”将1.5t的钢材先竖直匀速吊起10m高，然后沿水平方向慢慢旋转90°后即送达指定位置，在这一过程中“塔吊”对钢材做功多少_____？（g＝10N/kg）
（3）“塔吊”通过电动机带动如图2所示的滑轮组，竖直吊起物体。某次吊起的重物为3×104N，物体匀速上升的速度为1.5m/s，电动机对滑轮组钢丝上的水平拉力F做功的功率为75kW，求作用在滑轮组上的水平拉力F_____和这次起吊时滑轮组的机械效率_____？
17．据报道，一位物理老师在动物园内，用弹簧测力计称出了一头大象的质量，在称象过程中，他还用到了吊车、铁笼和一根很长的槽钢等辅助工具。如图1所示，①他首先将铁笼系于槽钢上的B点，当吊车吊钩在槽钢上的悬吊点移至O点时，槽钢在水平位置平衡；②测得OB=6cm；③将大象引入铁笼，用弹簧测力计竖直向下拉住槽钢的另一端，使之再次在水平位置平衡，测得OA=9m，弹簧测力计的示数为200N。
（1）步骤①的目的______
（2）计算大象的质量（g取10N/kg）( )
（3）一位学生看到后，设计了如图2所示的滑轮组来代替测力计、滑轮组绕绳的一端和槽钢A端相连，且竖直穿过地面上的定滑轮。请你帮他完成余下的滑轮组绕线设计，要求挂上适当的重物后，槽钢能水平平衡并计算槽钢水平平衡时，所挂重物的总重力为多少 ( ) （不计滑轮及绳重，不计所有摩擦）
18．（1）一根忽略重力的硬杆，其左端固定于O点，并可绕O点无摩擦转动，在距O点距离为10cm的位置A，系上一只氢气球。在距O点距离为40cm的位置B，与沿水平方向为30角的方向上（固中虚线所在方向）作用一个力F，使得该硬杆处干水平位置静止；
①在图中，画出作用力F的示意图，并画出力F的力臂l；( )
②若作用力F的大小为4N，则氢气球的细线对硬杆的拉力大小为___________N；
（2）如图所示，在斜面上拉一重50N的木块到0.3m高处，木块沿斜面向上移动了1m，共耗时5s，已知拉力为30N，则拉力做的功为___________J，此斜面的机械效率为 ___________。木块受到斜面的摩擦力为___________。
19．2021年5月15日，我国首个火星探测器“天问一号”在火星成功着陆，迈出了我国星际探测征程的重要一步；“天问一号”包括环绕器和着陆巡视器两部分，为了让着陆视器准确进入火星着陆轨道，首先需要环绕器在携带着陆巡枧器的情况下进入着陆轨道，实施两器分离后，着陆巡视器则进入火星大气层，完成系列着陆动作；环绕器则儒要迅速抬升轨道，再次进入环火轨道，成为着陆巡视器与地球的通信中继站，进行火星环绕探测，并及时将火星上的图片信息传回地球；
（1）着陆巡视器从距火星表面约100m处，开始竖直向下的运动可以看作是匀速直线运动，则此过程中着陆巡视器受到的阻力______火星对它的重力（选填“大于”、“小于”或“等于”）；
（2）着陆巡视器上搭载的“祝融号”火星探测车质量为240kg，若“祝融号”在火星表面水平匀速直线行驶，速度为200m/h，所受阻力为车重的0.1倍；（g火＝0.4g地，g地取10N/kg）
求：①“祝融号”行驶过程中受到的牵引力是多少N？______
②“祝融号”行驶30min做了多少功？______
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
【详解】
AB．这箱书的重力一定，楼的高度前后不变，由W=Gh可知，两次对书所做的有用功相等；
第一种所做的额外功为克服人的重力做的功，而第二种所做的额外功是两次克服人的重力做的功，因此第二种所做的额外功大于第一种所做的额外功，故第二种所做的总功大于第一种所做的总功，故AB不符合题意；
C．因上楼的速度相同，第二种需要上楼二次，所以第二种所用时间长;两次搬书对书做的功相同，由P=可知P1>P2，故C符合题意；
D．由η=×100%可知，η1>η2，故D不符合题意．
2．A
【详解】
①在10s内匀速竖直提升2m，物体移动的速度
故①正确；
②所做的有用功
W有=Gh=40N×2m=80J
故②错误；
③从图中可知n=2，绳子自由端移动的距离
s=2h=2×2m=4m
拉力做的总功
W总=Fs=30N×4m=120J
拉力的功率
故③正确；
④不计绳重及摩擦，作用在绳子自由端的拉力
可知动滑轮的重力
G动=2F-G=2×30N-40N=20N
不计绳重及摩擦，克服动滑轮的重力做的功为额外功的唯一来源。若提升物体的重力为80N，则此滑轮组的机械效率
故④正确。
综上，A正确，BCD不正确。
故选A。
3．B
【详解】
建成一所医院所做的有用功是相同的，为了减小做功的时间（缩短工期），根据P=可知，需要增大挖掘机的功率，所以，上百台挖掘机同时工作，其目的是增大所有挖掘机总的功率，故B正确，ACD错误。
故选B。
4．D
【详解】
A．惯性的大小只与质量有关，与速度大小无关，故A错误；
B．由题知，物块在AB段和CD段的速度之比为2∶5，AB和CD距离相等，则该物块通过AB段和CD段所用的时间之比为5∶2，故B错误；
C．物块在AB段匀速运动，拉力等于摩擦阻力，拉力F在AB段所做的功
W=FABsAB=fABsAB=1N10m=10J
故C错误；
D．物块在CD段匀速运动，拉力等于摩擦阻力，拉力F在CD段做功的功率
P=FCDvCD=fCDvCD=2N5m/s=10W
故D正确。
故选D。
5．D
【详解】
A．做功的两个必要条件是：有力作用在物体上，物体在力的方向上移动了一端距离，篮球离手后，手没有对篮球施加力的作用，手不再对篮球做功，故A错误；
B．篮球离手后，高度变大，速度减小，重力势能增大，动能减小，篮球上升过程中，没有其它力对篮球做功，机械能是动能和势能之和，篮球的机械能不变，故B错误；
C．手对篮球施力，球才向篮筐运动，说明力可以改变物体的运动状态，不能说明力是维持物体运动的原因，故C错误；
D．根据牛顿第一定律，假如正在上升的篮球所受的力全部消失，它将保持原来的运动状态不变，将一直做匀速直线运动，故D正确。
故选D。
6．B
【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。
7．A
(1)惯性是物体保持原来运动状态不变的性质；
(2)一对平衡力必须大小相等、方向相反、作用在一条直线上、作用在同一物体上；
(3)在力的作用下，能绕固定点转动的硬棒叫杠杆，根据动力臂和阻力臂的大小关系判断它是属于哪种类型的杠杆；
(4)比较物体运动快慢的方法：
①通过相同的路程，比较时间的多少，用时越多，运动越慢；
②利用相同的时间，比较路程的长短，经过路程越长，运动越快。
【详解】
A．跳远运动员在起跳前要助跑是为了利用惯性，使起跳时的速度更大些，从而跳得更远，故A正确；
B．引体向上 人对单杠的拉力与单杠对人的拉力作用在不同的物体上，是相互作用力，不是一对平衡力，故B错误；
C．做俯卧撑时，以脚为支点，阻力作用在人的重心，动力作用在人的肩膀处，动力臂大于阻力臂，所以人体相当于一个省力杠杆，故C错误；
D．百米赛跑 裁判员是在路程相同的情况下，比较时间判断运动快慢，谁用时间少，谁跑得快，故D错误。
故选A。
8．B
【详解】
解答：跳一次的时间为：t1==0.5s，则上升的最大高度为：h=20cm=0.2m，跳绳中克服重力做功的平均功率为：P==200W；
故选B.
点睛：求出每次跳动的时间，上升的最大高度，结合克服重力做功的大小和时间求出平均功率．
9．B
根据滑轮组可知，本题考查有关于滑轮组的机械效率综合计算，根据滑轮组的特点及机械效率的计算公式进行求解．
【详解】
由图可知，n=2
A．不计绳重和轮与轴的摩擦，则绳子自由端受到的拉力：
故A错误．
BC．有用功：
故C错误；
额外功：
总功：
滑轮组的机械效率：
故B正确．
D．拉力F做功的功率：
故D错误．
10．A
【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。
11．100
【详解】
如图
动力F的力臂
箱子所受重力的力臂OC=24cm，根据杠杆的平衡条件可得
所以
12． 3 80 省力
【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。
13． 60 0 80
【详解】
[1]小聪的拉力做功
[2][3] 小明用80N的水平推力推这个箱子没有推动，此过程只有力没有距离，小明的推力不做功，做功为0J；此时箱子受到地面的摩擦力为静摩擦力，大小等于小明的推力80N。
14． 30 1500
【详解】
[1]该机器人以1米/秒的速度运行30米将菜送到客人桌前，所用时间
[2]若机器人工作时牵引力恒为50牛，完成本次送菜，牵引力做功
15． 上 10
【详解】
[1]由杠杆平衡条件可知在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小，由图可知当动力作用在B点，方向跟杠杆OB竖直向上时动力臂最长、动力最小。
[2]动力臂
OB=10cm+10cm=20cm
阻力臂OA=10cm，由杠杆平衡条件可得
F×OB=G×OA
则
F==10N
16． 小 1.5×105 25000N 60%
【详解】
解：（1）[1]由杠杆的平衡条件可知，当动力与动力臂不变时，阻力与阻力臂成反比，即阻力臂越大，阻力越小；由“塔吊”结构图可知，动力与动力臂都不变，当E点越靠近D点时，阻力臂越长、阻力应越小，而阻力等于起重物的重力，则能安全吊起重物的最大质量越小。
（2）[2]塔吊对重物做功
（3）①[3]由图可知，有两段绳子吊着物体，即n＝2，已知v物＝1.5m/s，则绳子末端移动的速度为
水平拉力F做功的功率
由
可得水平拉力
②[4]提起物重 ，因为滑轮组的机械效率
所以此时滑轮组的机械效率
答：（1）当E点越靠近D点时，能安全吊起重物的最大质量越小；
（2）在这一过程中“塔吊”对钢材做功1.5×105J；
（3）作用在滑轮组上的水平拉力F为，和这次起吊时滑轮组的机械效率为60%。
17． 见解析 3×103kg 400N
【详解】
（1）[1]从题干中可知步骤1的作用是消除槽钢和铁笼重力对杠杆平衡的影响，便于测量力臂。
（2）[2]根据杠杆的平衡条件得到
F1l1=F2l 2
200N×OA=G×OB
200N×9m=G×0.06m
G=30000N=3×104N
大象的质量
m=
（3）[3]由图2可知，穿过地面上的定滑轮的绳子给左端滑轮组的拉力是向下的，所以从左端滑轮组最后出来的绳子受到拉力方向是向下的，滑轮组的动滑轮绕2段绳，如图所示：
不计滑轮及绳重，不计所有摩擦，由题意可知A端的拉力是200N，定滑轮不省力，穿过地面上的定滑轮的绳子给左端滑轮组的拉力是200N，所挂重物的总重力
G总=2F=2×200N=400N
18． 8 30J 50% 15N
【详解】
（1）①[1]气球给杠杆的力竖直向上，为使杠杆平衡，作用在B点的力应该沿着虚线方向向下，反向延长画出F的作用线，从支点O画出力F的作用线的垂线，从支点O到垂足C的距离为力F的力臂l，如图所示
②[2]由题知，OB=40cm，力F与OB的夹角为30°，由数学知识得力F的力臂
根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2可知，气球的细线对硬杆的拉力大小为
（2）[3]拉力做的总功
W总=F拉s=30N×1m=30J
[4]拉力做的有用功
W有=G物h=50N×0.3m=15J
斜面的机械效率
[5]额外功
W额=W总-W有=30J-15J=15J
木块受到斜面的摩擦力为
19． 等于 96N 9600J
【详解】
（1）[1]着陆巡视器匀速直线运动，可知着陆巡视器受力平衡，所以行驶过程中着陆巡视器受到的阻力等于火星对它的重力。
（2）①[2]“祝融号”在火星表面水平匀速直线行驶，则牵引力等于阻力，即
F牵＝f＝0.1G火＝0.1mg火＝0.1×240kg×0.4×10N/kg＝96N
②[3]“祝融号”30min行驶的路程
s＝vt＝200m/h×h＝100m
“祝融号”行驶30min所做的功
W＝F牵s＝96N×100m＝9600J
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