2021-2022学年北师大版物理八年级下册第九章 机械和功同步测评试卷（有解析）
文档属性
| 名称 | 2021-2022学年北师大版物理八年级下册第九章 机械和功同步测评试卷（有解析） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 334.6KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 北师大版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-05-05 15:23:40 | ||
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文档简介
北师大版物理八年级下册第九章 机械和功同步测评
考试时间：90分钟；命题人：物理教研组
考生注意：
1、本卷分第I卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，满分100分，考试时间90分钟
2、答卷前，考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级填写在试卷规定位置上
3、答案必须写在试卷各个题目指定区域内相应的位置，如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用涂改液、胶带纸、修正带，不按以上要求作答的答案无效。
第I卷（选择题 30分）
一、单选题（10小题，每小题3分，共计30分）
1、如图所示，用一滑轮组在5s内将一重为200N的物体向上匀速提起2m，不计动滑轮及绳自重，忽略摩擦。下列说法正确的是（ ）
A．物体上升的速度是2.5m/s B．拉力F下降6米
C．拉力F的功率为80W D．拉力F的功率为40W
2、下列说法正确的是 （ ）
A．连通器与液压机原理相同 B．使用简单机械省功
C．使用简单机械一定省力 D．功率是表示做功快慢的物理量
3、如图所示是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式，不计机械自重和摩擦，其中所需动力最小的是( )
A． B．
C． D．
4、体重相同的甲、乙两同学，同时开始登山，甲同学先到山顶，乙同学后到山顶，则（ ）
A．甲同学比乙同学做的功多，甲同学比乙同学的功率大
B．甲同学比乙同学做的功少，甲同学比乙同学的功率大
C．甲同学与乙同学做的功相等，甲同学比乙同学的功率大
D．甲同学与乙同学做的功相等，他们的功率也相等
5、如图，斜面高2m、长4m，小明用平行于斜面的拉力F，将重300N的物体从斜面底端匀速拉到顶端，已知拉力F=200N，对此过程，下列计算结果中错误的是（ ）
A．对物体做的有用功为600J B．拉力做的总功为800J
C．物体受到的摩擦力为200N D．斜面的机械效率为75%
6、掌握对各种物理量的估算是物理学习获得的一种重要能力。以下是顺顺同学对一些物理量的估算，其中不符合事实的是（ ）
A．一名中学生质量约50kg
B．中学生双脚站立时对地面的压强约125Pa
C．游泳漂浮在水面上的中学生受到浮力约500N
D．中学生爬一层楼克服重力做功的功率约150W
7、图甲所示，用一个动滑轮匀速竖直提升重为800N的物体A，在卷扬机拉力F的作用下，物体A移动的距离随时间变化的关系如图乙中图线a所示；用该装置匀速竖直提升物体B时，物体B移动的距离随时间变化的关系如图乙中图线b所示。物体A或B匀速上升时，卷扬机的功率均为200W，不计绳重和滑轮与轴间的摩擦。下列说法正确的是（ ）
A．物体A竖直移动的速度为0.1m/s
B．动滑轮的重力大小为500N
C．2秒内滑轮对物体B做的有用功为400J
D．提升物体B时动滑轮的机械效率为90%
8、举重运动员举着800牛重的杠铃，在2米高的位置停留了2秒钟，那么他在这2秒钟内做的功为（ ）
A．800焦 B．0 C．400 焦 D．1600焦
9、下列生活现象中，说法正确的是（ ）
A．家里鱼缸中的鱼吐出的气泡上升时越来越大
B．一瓶氧气用掉一半后，质量变为原来一半密度不变
C．塑料吸盘能贴在光滑的墙上，是因为墙和吸盘之间的分子引力作用
D．瓶盖起子应用了杠杆知识，使用时是为了省距离
10、将一个定滑轮和挂有一个重6N钩码的动滑轮分别组装成如图甲和乙所示的两种滑轮组。在图甲滑轮组，用大小为36N的竖直向下的拉力F1把钩码匀速提升了0.3m；在图乙滑轮组，用竖直向上的拉力F2把钩码匀速提升了0.6m。不计摩擦和绳重。设图甲滑轮组的机械效率为η甲，图乙滑轮组的机械效率为η乙，则（ ）
A．η甲＞η乙 B．η甲＜η乙
C．η甲≈55.5% D．η乙≈83.3%
第Ⅱ卷（非选择题 70分）
二、填空题（5小题，每小题5分，共计25分）
1、如图是人抬起独轮车车把时的简化示意图，此时独轮车相当于一个 杠杆（省力/费力/等臂）；若动力臂是阻力臂的3倍，物体和车总重G为1200N（作用点视为物体的重心），不计摩擦，则抬起车把的力F为 N。
2、如图所示，用200N的拉力拉着物体A在水平面上匀速向左运动，A与滑轮相连的绳子所受的拉力为A所受摩擦力的4倍，若不计滑轮重、绳重及滑轮装置摩擦，则B与地面间的摩擦力为 N。
3、如图所示，弹簧测力计的量程为 牛，它的示数为 牛。在“探究杠杆平衡的条件”实验中，如图（a）所示，为使杠杆在水平位置平衡，可调节杠杆右端的平衡螺母向 移动；调节杠杆平衡后，在如图（b）的A位置挂1个钩码，则应在B位置挂 个相同的钩码，才能使杠杆在水平位置平衡。
4、如图所示，人在踮起脚时，人脚可以看成一个杠杆，其支点是 填“脚后跟”或“脚掌与地面接触的地方”)，这是一个 杠杆。
5、某同学用100牛的水平拉力拉着重为500的小车在水平地面上沿直线匀速前进了20米，花了20秒，此过程中拉力对小车做功 焦，功率是 瓦，货物的重力做功 焦。
三、计算题（3小题，每小题7分，共计21分）
1、用如图甲所示的滑轮组从水中提升物体M，已知被提升的物体M质量为75kg，M的体积为3×10-3m3，在M物体未露出水面的过程中，绳子自由端的拉力F将物体M以0.5m/s的速度匀速提升了10m的高度，此过程中，拉力F做的功随时间t的变化图像如图乙所示，不计绳重和摩擦力大小。求（g=10N/kg）
（1）物体M的重力；
（2）动滑轮下端挂钩上的绳子拉力；
（3）动滑轮的重力；
（4）滑轮组提升重物的机械效率。
2、如图所示，在大小为50 N的拉力F作用下，重1200 N的物体沿水平地面做匀速直线运动，通过的路程为12 m。物体与地面之间的摩擦力为物重的0.1 倍。求：
（1）做的有用功；
（2）做的额外功；
（3）该滑轮组的机械效率。
3、如图甲是一台汽车起重机，相关参数见表格.起重钩通过滑轮组升降，滑轮组如图乙.某次作业，起重机将200kg的货物由地面起吊到5m的高度，用时20s，不计绳重和一切摩擦，g=10N/kg。求：
（1）拉力F；
（2）拉力F做功的功率；
（3）滑轮组的机械效率。
四、实验探究（2小题，每小题12分，共计24分）
1、利用图中的装置探究杠杆平衡的条件，每个钩码的质量相等，杠杆上的刻度均匀
（1）如图甲，不挂钩码时，出现杠杆右端下沉，应向 （选填“左”或“右”）调节平衡螺母，直至杠杆在水平位置平衡；挂上钩码，移动钩码位置使杠杆在水平位置再次平衡，此时也要选择在水平位置平衡的目的是 ；
（2）图甲中，杠杆在水平位置已经平衡，若将杠杆两侧所挂的钩码各取下一个，杠杆会 （选填“顺时针”或“逆时针”）转动；
（3）三次实验数据见下表，分析数据可知，杠杆的平衡条件是 ；
次数 动力F1/N 动力臂l1/m 阻力F2/N 阻力臂l2/m
1 1.0 0.2 2.0 0.1
2 1.5 0.1 1.0 0.15
3 2.0 0.15 1.5 0.2
（4）如图乙，用弹簧测力计代替右侧钩码，沿与水平方向成60°角斜向下拉杠杆，保持杠杆在水平位置平衡 若把左侧钩码的拉力作为阻力，右侧弹簧测力计的拉力作为动力，此时的杠杆是 杠杆（选填“省力”“费力”或“等臂”）；请在乙图中画出此时拉力F的力臂l
2、在“测量滑轮组机械效率”的实验中，小兵与同学们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 ①
3 6 10 30 90.9%
（1）第2次实验中滑轮组的机械效率为 （结果保留一位小数）；
（2）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；
（3）分析数据可得实验结论：使用同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越 （选填“高”或“低”）；
（4）根据实验结论推测：使用该滑轮组再次将8N的物体匀速提升10cm，此时滑轮组的机械效率可能为______（只填序号）。
A．71.6% B．82.4% C．92.1%
-参考答案-
一、单选题
1、【答案】C
【解析】【解答】A、物体上升的速度：v＝ ＝ ＝0.4m/s，A不符合题意；B、由图可知，n＝2，绳子自由端移动距离s＝2h＝2×2m＝4m，B不符合题意；CD、不计动滑轮及绳自重，忽略摩擦，绳端的拉力：F＝ G＝ ×200N＝100N，绳子的速度：v绳＝2v物＝2×0.4m/s＝0.8m/s，拉力F的功率：P＝ ＝ ＝Fv绳＝100N×0.8m/s＝80W，C符合题意，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】利用v＝ 求得物体上升的速度；
利用s=nh求得绳子自由端移动距离；
不计动滑轮及绳自重，忽略摩擦，利用F＝ G绳端的拉力；绳子的速度：v绳＝nv物，利用P＝ ＝ ＝Fv绳求得拉力F的功率.
2、【答案】D
【解析】【解答】A．连通器的特点是液体不流动时，各部分液面会保持在同一高度，而液压机是利用液体传递压力的设备，A不符合题意；
B．使用简单机械不可避免要做额外功，所以不省功，B不符合题意；
C．使用简单机械不一定省力，例如使用定滑轮时，只能改变力的方向，不能省力，C不符合题意；
D．物体做功快慢用功率来表示，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】功率是描述物体做功快慢的物理量，物体功率越大，做功越快，但不见得做功多。
3、【答案】D
【解析】【解答】A图中滑轮组的绳子股数n=2，不计机械自重和摩擦时的拉力为 ；B图中滑轮组的绳子股数n =3，不计机械自重和摩擦时的拉力为 ；C图中滑轮为动滑轮，作用力作用在滑轮上，此时的拉力为F=2G；D图中由杠杆平衡条件可知
OA∶OB=OC∶OD=1m∶(1m+3m)=1∶4
F×OB=G×OA
F= ×G= G
综上所述，使用杠杆时的动力最小，D符合题意
故答案为：D
【分析】滑轮组省力情况和绳子股数有关，根据杠杆上力臂关系计算杠杆上的力。
4、【答案】C
【解析】【解答】AB．由于甲乙二同学体重相等，且登山的高度也相等，由W=Gh知道，二人做的功相同，
AB不符合题意；
CD．由于二人做的功相同，而甲所用时间少，由 知道，甲的功率大，C符合题意，D不符合题意。
故答案为：C
【分析】求解外力做功，利用外力大小乘以位移在力的方向上移动的距离即可，即W=Fs；利用外力做的功除以做功需要的时间即为功率。
5、【答案】C
【解析】【解答】A．对物体做的有用功为
A正确，不合题意；
B．拉力做的总功为
B正确，不合题意；
C．额外功为
根据
解得
C错误，符合题意；
D．斜面的机械效率为
D正确，不合题意。
故答案为：C。
【分析】根据物体的重力和高度计算有用功，拉力和移动的距离计算总功，有用功和总功的比值计算机械效率。
6、【答案】B
【解析】【解答】A．成年人的质量在65kg左右，中学生的质量比成年人小一些，在50kg左右，A正确，不符合题意；
B．中学生的体重在G＝500N左右，双脚站立时与水平地面的接触面积在0.04m2左右，双脚对水平地面的压强
B错误，符合题意；
C．漂浮的物体受到的浮力等于其重力。中学生的体重约500N，游泳漂浮在水面上的中学生受到浮力约500N。C正确，不符合题意；
D．中学生的体重约500N，爬楼速度约0.3m/s，中学生爬一层楼克服重力做功的功率约
D正确，不符合题意。
故答案为：B。
【分析】对生活中常见物理量的估测，结合对生活的了解和对物理单位的认识，找出符合实际的选项即可。不同物理量的估算，有的需要凭借生活经验，有的需要简单的计算，有的要进行单位的换算，最后判断最符合实际的是哪一个。
7、【答案】D
【解析】【解答】A．由图乙中图线a可知，物体A竖直移动的速度为
A不符合题意；
B．由图可知，绳子的有效段数n=2，匀速提升物体A时，卷扬机绳子端移动的速度为
物体A匀速上升时，卷扬机的功率为200W，由 可知，卷扬机绳子上的拉力为
由 可知，动滑轮重力的大小为
B不符合题意；
C．由图乙中图线b可知，物体B竖直移动的速度为
匀速提升物体B时，卷扬机绳子端移动的速度为
物体B匀速上升时，卷扬机的功率为200W，由 可知，卷扬机绳子上的拉力为
由 可知，物体B的重力的大小为
由图乙可知，2s内物体B上升的高度为0.2m，2秒内滑轮对物体B做的有用功为
C不符合题意；
D．提升物体B时2s内动滑轮的总功为
机械效率为
D符合题意。
故答案为：D。
【分析】利用物体移动的距离和时间的比值计算速度，结合绳子股数计算拉力的速度，利用拉力的功率和速度可以计算力的大小，结合物体的重力计算动滑轮的重力；根据功率和速度计算拉力，利用力和动滑轮的重力计算物体的重力大小；根据物体的重力和高度的乘积计算有用功；利用有用功和总功的比值计算机械效率。
8、【答案】B
【解析】【解答】运动员对杠铃有力，但没有移动距离，所以是有力无距离，力没有做功，B符合题意。
故答案为：B.
【分析】功是物体受力并且在力的方向上移动距离，则力对物体做了功。
9、【答案】A
【解析】【解答】A、根据p＝ρgh可知，当气泡在水中上升的过程中，h变小，压强变小，压强变小后气泡体积变大，A符合题意；
B、一瓶氧气，用掉一半后，氧气的质量减半，剩余氧气还充满整个氧气瓶，剩余氧气的体积不变，根据ρ＝ 可知，瓶中的氧气密度变为原来的一半，C不符合题意；
C、塑料挂钩的吸盘能贴在光滑的墙上，是因为受到大气压强的作用，而不是因为墙和吸盘之间的分子引力作用，C不符合题意；
D、瓶盖起子属于省力杠杆，使用时省力费距离，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】通过气泡深度以及体积的变化，利用压强的计算公式p＝ρgh分析.
氧气用掉一半，质量减半，氧气还充满整个氧气瓶，体积保持不变，根据密度公式ρ＝ 判断密度的变化.
大气对浸在它里面的物体产生压强，即大气压强.
省力杠杆的动力臂大于阻力臂；费力杠杆的动力臂小于阻力臂.
10、【答案】D
【解析】【解答】由图可知，甲、乙滑轮组中n1=2、n2=3，不计摩擦和绳重时滑轮组的机械效率分别为
即η甲=η乙，D符合题意，ABC不符合题意。
故答案为：D。
【分析】根据物体重力和动滑轮的重力，可以计算滑轮组的机械效率。
二、填空题
1、【答案】省力；400
【解析】【解答】根据图像，动力臂大于阻力，则动力小于阻力，是省力杠杆，根据阻力和力臂关系，计算动力为F=1200N×1/3=400N。
故答案为：省力；400.
【分析】根据力臂大小判断杠杆类型，利用杠杆平衡条件计算动力大小。
2、【答案】80
【解析】【解答】根据题意知道，用200N拉物体在水平面上匀速向左运动，设 F1为绳子拉物体A的力，F2为绳子拉物体B的力，以A为研究对象，则由平衡条件知F=f+F1
又因为F1 =4f
所以F=f+F1 =f+4f=5f=200N
故f=40N
则F1 =4f=4×40N=160N
因为是同一根绳，所以B受拉力
由于B匀速运动，所以B与地面间的摩擦力等于B受到的拉力为80N。
【分析】动滑轮可以省一半力，根据物体受到的力，计算合力。
3、【答案】0~5；3.4；左；2
【解析】【解答】由图可知，弹簧测力计的量程是0—5N，1N之间有5个小格，每一个小格是0.2N，此时弹簧测力计的示数是3.4N。由图（a）知，杠杆左端上升，右端下沉，说明右端重，左端轻，则杠杆两端的平衡螺母都向左移动，使杠杆在水平位置平衡。调节杠杆平衡后，在如图（b）的A位置挂1个钩码，A点距支点0有4个格，B点距0点2个小格，根据杠杆平衡条件，可得B点挂2个钩码。
【分析】结合弹簧测力计的分度值读出示数.
调节杠杆平衡时，螺母向高的一端移动；再利用杠杆的平衡条件F1×L1=F2×L2分析解答即可.
4、【答案】脚掌与地面接触的地方；省力
【解析】【解答】人在踮起脚时，脚掌和地面接触的位置为支点，此时克服的阻力是重力，在脚心的位置，动力在腿上的位置，动力臂大于阻力臂，动力小于阻力，是省力杠杆。
故答案为：脚掌与地面接触的地方；省力。
【分析】杠杆上的支点是杠杆可以绕之转动的点，当动力臂大于阻力臂时，动力小于阻力。
5、【答案】2000；100；0
【解析】【解答】拉力对小车做的功是 拉力做功的功率是 货物受到重力的作用但并没有在重力的方向上移动一段距离，所以重力做的功是0J。
【分析】求解外力做功，利用外力大小乘以位移在力的方向上移动的距离即可，即W=Fs；利用外力做的功除以做功需要的时间即为功率。
三、计算题
1、【答案】（1）解：物体M的重力
答：物体M的重力是750N
（2）解：物体M未露出水面时受到的浮力
动滑轮下端挂钩上的绳子拉力
答：动滑轮下端挂钩上的绳子拉力是720N
（3）解：滑轮组的动滑轮绕2段绳，由乙图可知，当t=20s时，拉力F做的功W=8000J，因为
所以
拉力F的大小
动滑轮的重力
答：动滑轮的重力是80N
（4）解：滑轮组提升重物的机械效率
答：滑轮组提升重物的机械效率是90%。
【解析】【分析】（1）根据物体的质量计算重力大小；（2）利用液体密度和排开液体的体积可以计算浮力大小；（3）根据功和距离的乘积计算拉力大小；利用对物体的拉力和滑轮组的拉力，可以计算动滑轮的重力；（4）利用对物体的拉力和滑轮组绳子的拉力，计算机械效率大小。
2、【答案】（1）解：物体与地面之间的摩擦力为
做的有用功为
答：做的有用功为1440J；
（2）由图知，拉动动滑轮的绳子段数为3，绳子自由端移动的距离为
拉力做的总功为
做的额外功为
答：做的额外功为360J；
（3）该滑轮组的机械效率
答：该滑轮组的机械效率为80%。
【解析】【分析】（1）结合物体受到的阻力与重力的关系求解阻力，物体匀速运动，水平受力平衡，牵引力等于阻力；求解外力做功，利用外力大小乘以位移在力的方向上移动的距离即可，即W=Fs；
（2）拉力做功为总功，减去有用功即为额外功；
（3）用滑轮组水平拉动物体，拉力作的功为总功，克服摩擦力做的功为有用功，两者相除即为机械效率。
3、【答案】（1）解：货物的重为： ；
起重钩和动滑轮的总重为： ；
由图乙知，n=3，则拉力为：
答：拉力F为800N
（2）解：拉力移动距离：s=3h=3×5m=15m，
拉力做的总功：W总=Fs=800N×15m=12000J，
卷扬机的功率：
答：拉力F做功的功率为600W
（3）解：滑轮组的机械效率：
答：滑轮组的机械效率为83.3%。
【解析】【分析】（1）利用质量计算物体的重力，根据物体重力和动滑轮重力，结合绳子股数计算拉力大小；（2）根据拉力和移动的距离的乘积计算总功，功和时间的比值计算功率；（3）有用功和总功 比值计算机械效率。
四、实验探究
1、【答案】（1）左；可以直接读出力臂（或“便于测量力臂”）
（2）逆时针
（3）F1l1=F2l2
（4）省力；
【解析】【解答】(1)杠杆右端下沉，为了使它在水平位置平衡，应将杠杆两端的平衡螺母向左调节，使杠杆在不挂钩码时，保持水平静止。为了便于测量力臂，挂上钩码，移动钩码位置使杠杆在水平位置再次平衡，此时也要选择在水平位置平衡。(2)设一个钩码的重力为G，一格的长度为l，将杠杆两侧所挂的钩码各取下一个，左端2G×2l=4Gl
右端G×3l=3Gl左端力和力臂的乘积较大，杠杆逆时针转动。(3)根据表中数据得到1.0N×0.2m=2.0N×0.1m=0.2N·m
1.5N×0.1m=1.0N×0.15m=0.15N·m
2.0N×0.15m=1.5N×0.2m=0.3N·m
可知杠杆的平衡条件为F1l1=F2l2(4)设一格长度为l1，反向延长力F的作用线，从支点O向力F的作用线做垂线段，得到力臂l，如图所示：
动力臂l=3l1×sin60°= l1≈2.6l1
阻力臂l2=2l1
动力臂大于阻力臂，所以是省力杠杆。
【分析】（1）探究杠杆平衡时，平衡螺母向偏高的一侧调节，杠杆水平平衡，便于测量力臂；（2）若杠杆不平衡，杠杆会向力与力臂乘积较大的一侧转动；（3）杠杆的平衡条件是F1l1=F2l2；（4）杠杆上的力臂减小时，拉力变大。
2、【答案】（1）88.9%
（2）2.2
（3）高
（4）C
【解析】【解答】(1)第2次实验中滑轮组做的有用功
滑轮组做的总功
滑轮组的机械效率
滑轮组的机械效率约是 。
(2)从图丙可以看到，测力计的分度值是0.2N，指针指在2刻度下面第一刻度，它的读数是2.2N。
(3)从表中数据可以看到，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高。
(4)使用该滑轮组再次将8N的物体匀速提升10cm，这个物体重力大于第三次实验的物体重力，此时滑轮组的机械效率大于第三次实验的机械效率90.9%，此时滑轮组的机械效率可能为92.1%。
故答案为：C。
【分析】（1）用滑轮组提升物体，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，两者相除即为机械效率；
（2）观察弹簧测力计的量程和分度值，根据指针的位置读数即可；
（3）用滑轮组提升物体，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，两者相除即为机械效率，结合公式求解机械效率的表达式，通过分析表达式分析影响滑轮组机械效率的因素；
（4）通过表达式可以看出，在不考虑摩擦力的影响时，滑轮组的机械效率与物体的重力和动滑轮的重力有关。
考试时间：90分钟；命题人：物理教研组
考生注意：
1、本卷分第I卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，满分100分，考试时间90分钟
2、答卷前，考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级填写在试卷规定位置上
3、答案必须写在试卷各个题目指定区域内相应的位置，如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用涂改液、胶带纸、修正带，不按以上要求作答的答案无效。
第I卷（选择题 30分）
一、单选题（10小题，每小题3分，共计30分）
1、如图所示，用一滑轮组在5s内将一重为200N的物体向上匀速提起2m，不计动滑轮及绳自重，忽略摩擦。下列说法正确的是（ ）
A．物体上升的速度是2.5m/s B．拉力F下降6米
C．拉力F的功率为80W D．拉力F的功率为40W
2、下列说法正确的是 （ ）
A．连通器与液压机原理相同 B．使用简单机械省功
C．使用简单机械一定省力 D．功率是表示做功快慢的物理量
3、如图所示是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式，不计机械自重和摩擦，其中所需动力最小的是( )
A． B．
C． D．
4、体重相同的甲、乙两同学，同时开始登山，甲同学先到山顶，乙同学后到山顶，则（ ）
A．甲同学比乙同学做的功多，甲同学比乙同学的功率大
B．甲同学比乙同学做的功少，甲同学比乙同学的功率大
C．甲同学与乙同学做的功相等，甲同学比乙同学的功率大
D．甲同学与乙同学做的功相等，他们的功率也相等
5、如图，斜面高2m、长4m，小明用平行于斜面的拉力F，将重300N的物体从斜面底端匀速拉到顶端，已知拉力F=200N，对此过程，下列计算结果中错误的是（ ）
A．对物体做的有用功为600J B．拉力做的总功为800J
C．物体受到的摩擦力为200N D．斜面的机械效率为75%
6、掌握对各种物理量的估算是物理学习获得的一种重要能力。以下是顺顺同学对一些物理量的估算，其中不符合事实的是（ ）
A．一名中学生质量约50kg
B．中学生双脚站立时对地面的压强约125Pa
C．游泳漂浮在水面上的中学生受到浮力约500N
D．中学生爬一层楼克服重力做功的功率约150W
7、图甲所示，用一个动滑轮匀速竖直提升重为800N的物体A，在卷扬机拉力F的作用下，物体A移动的距离随时间变化的关系如图乙中图线a所示；用该装置匀速竖直提升物体B时，物体B移动的距离随时间变化的关系如图乙中图线b所示。物体A或B匀速上升时，卷扬机的功率均为200W，不计绳重和滑轮与轴间的摩擦。下列说法正确的是（ ）
A．物体A竖直移动的速度为0.1m/s
B．动滑轮的重力大小为500N
C．2秒内滑轮对物体B做的有用功为400J
D．提升物体B时动滑轮的机械效率为90%
8、举重运动员举着800牛重的杠铃，在2米高的位置停留了2秒钟，那么他在这2秒钟内做的功为（ ）
A．800焦 B．0 C．400 焦 D．1600焦
9、下列生活现象中，说法正确的是（ ）
A．家里鱼缸中的鱼吐出的气泡上升时越来越大
B．一瓶氧气用掉一半后，质量变为原来一半密度不变
C．塑料吸盘能贴在光滑的墙上，是因为墙和吸盘之间的分子引力作用
D．瓶盖起子应用了杠杆知识，使用时是为了省距离
10、将一个定滑轮和挂有一个重6N钩码的动滑轮分别组装成如图甲和乙所示的两种滑轮组。在图甲滑轮组，用大小为36N的竖直向下的拉力F1把钩码匀速提升了0.3m；在图乙滑轮组，用竖直向上的拉力F2把钩码匀速提升了0.6m。不计摩擦和绳重。设图甲滑轮组的机械效率为η甲，图乙滑轮组的机械效率为η乙，则（ ）
A．η甲＞η乙 B．η甲＜η乙
C．η甲≈55.5% D．η乙≈83.3%
第Ⅱ卷（非选择题 70分）
二、填空题（5小题，每小题5分，共计25分）
1、如图是人抬起独轮车车把时的简化示意图，此时独轮车相当于一个 杠杆（省力/费力/等臂）；若动力臂是阻力臂的3倍，物体和车总重G为1200N（作用点视为物体的重心），不计摩擦，则抬起车把的力F为 N。
2、如图所示，用200N的拉力拉着物体A在水平面上匀速向左运动，A与滑轮相连的绳子所受的拉力为A所受摩擦力的4倍，若不计滑轮重、绳重及滑轮装置摩擦，则B与地面间的摩擦力为 N。
3、如图所示，弹簧测力计的量程为 牛，它的示数为 牛。在“探究杠杆平衡的条件”实验中，如图（a）所示，为使杠杆在水平位置平衡，可调节杠杆右端的平衡螺母向 移动；调节杠杆平衡后，在如图（b）的A位置挂1个钩码，则应在B位置挂 个相同的钩码，才能使杠杆在水平位置平衡。
4、如图所示，人在踮起脚时，人脚可以看成一个杠杆，其支点是 填“脚后跟”或“脚掌与地面接触的地方”)，这是一个 杠杆。
5、某同学用100牛的水平拉力拉着重为500的小车在水平地面上沿直线匀速前进了20米，花了20秒，此过程中拉力对小车做功 焦，功率是 瓦，货物的重力做功 焦。
三、计算题（3小题，每小题7分，共计21分）
1、用如图甲所示的滑轮组从水中提升物体M，已知被提升的物体M质量为75kg，M的体积为3×10-3m3，在M物体未露出水面的过程中，绳子自由端的拉力F将物体M以0.5m/s的速度匀速提升了10m的高度，此过程中，拉力F做的功随时间t的变化图像如图乙所示，不计绳重和摩擦力大小。求（g=10N/kg）
（1）物体M的重力；
（2）动滑轮下端挂钩上的绳子拉力；
（3）动滑轮的重力；
（4）滑轮组提升重物的机械效率。
2、如图所示，在大小为50 N的拉力F作用下，重1200 N的物体沿水平地面做匀速直线运动，通过的路程为12 m。物体与地面之间的摩擦力为物重的0.1 倍。求：
（1）做的有用功；
（2）做的额外功；
（3）该滑轮组的机械效率。
3、如图甲是一台汽车起重机，相关参数见表格.起重钩通过滑轮组升降，滑轮组如图乙.某次作业，起重机将200kg的货物由地面起吊到5m的高度，用时20s，不计绳重和一切摩擦，g=10N/kg。求：
（1）拉力F；
（2）拉力F做功的功率；
（3）滑轮组的机械效率。
四、实验探究（2小题，每小题12分，共计24分）
1、利用图中的装置探究杠杆平衡的条件，每个钩码的质量相等，杠杆上的刻度均匀
（1）如图甲，不挂钩码时，出现杠杆右端下沉，应向 （选填“左”或“右”）调节平衡螺母，直至杠杆在水平位置平衡；挂上钩码，移动钩码位置使杠杆在水平位置再次平衡，此时也要选择在水平位置平衡的目的是 ；
（2）图甲中，杠杆在水平位置已经平衡，若将杠杆两侧所挂的钩码各取下一个，杠杆会 （选填“顺时针”或“逆时针”）转动；
（3）三次实验数据见下表，分析数据可知，杠杆的平衡条件是 ；
次数 动力F1/N 动力臂l1/m 阻力F2/N 阻力臂l2/m
1 1.0 0.2 2.0 0.1
2 1.5 0.1 1.0 0.15
3 2.0 0.15 1.5 0.2
（4）如图乙，用弹簧测力计代替右侧钩码，沿与水平方向成60°角斜向下拉杠杆，保持杠杆在水平位置平衡 若把左侧钩码的拉力作为阻力，右侧弹簧测力计的拉力作为动力，此时的杠杆是 杠杆（选填“省力”“费力”或“等臂”）；请在乙图中画出此时拉力F的力臂l
2、在“测量滑轮组机械效率”的实验中，小兵与同学们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 ①
3 6 10 30 90.9%
（1）第2次实验中滑轮组的机械效率为 （结果保留一位小数）；
（2）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；
（3）分析数据可得实验结论：使用同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越 （选填“高”或“低”）；
（4）根据实验结论推测：使用该滑轮组再次将8N的物体匀速提升10cm，此时滑轮组的机械效率可能为______（只填序号）。
A．71.6% B．82.4% C．92.1%
-参考答案-
一、单选题
1、【答案】C
【解析】【解答】A、物体上升的速度：v＝ ＝ ＝0.4m/s，A不符合题意；B、由图可知，n＝2，绳子自由端移动距离s＝2h＝2×2m＝4m，B不符合题意；CD、不计动滑轮及绳自重，忽略摩擦，绳端的拉力：F＝ G＝ ×200N＝100N，绳子的速度：v绳＝2v物＝2×0.4m/s＝0.8m/s，拉力F的功率：P＝ ＝ ＝Fv绳＝100N×0.8m/s＝80W，C符合题意，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】利用v＝ 求得物体上升的速度；
利用s=nh求得绳子自由端移动距离；
不计动滑轮及绳自重，忽略摩擦，利用F＝ G绳端的拉力；绳子的速度：v绳＝nv物，利用P＝ ＝ ＝Fv绳求得拉力F的功率.
2、【答案】D
【解析】【解答】A．连通器的特点是液体不流动时，各部分液面会保持在同一高度，而液压机是利用液体传递压力的设备，A不符合题意；
B．使用简单机械不可避免要做额外功，所以不省功，B不符合题意；
C．使用简单机械不一定省力，例如使用定滑轮时，只能改变力的方向，不能省力，C不符合题意；
D．物体做功快慢用功率来表示，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】功率是描述物体做功快慢的物理量，物体功率越大，做功越快，但不见得做功多。
3、【答案】D
【解析】【解答】A图中滑轮组的绳子股数n=2，不计机械自重和摩擦时的拉力为 ；B图中滑轮组的绳子股数n =3，不计机械自重和摩擦时的拉力为 ；C图中滑轮为动滑轮，作用力作用在滑轮上，此时的拉力为F=2G；D图中由杠杆平衡条件可知
OA∶OB=OC∶OD=1m∶(1m+3m)=1∶4
F×OB=G×OA
F= ×G= G
综上所述，使用杠杆时的动力最小，D符合题意
故答案为：D
【分析】滑轮组省力情况和绳子股数有关，根据杠杆上力臂关系计算杠杆上的力。
4、【答案】C
【解析】【解答】AB．由于甲乙二同学体重相等，且登山的高度也相等，由W=Gh知道，二人做的功相同，
AB不符合题意；
CD．由于二人做的功相同，而甲所用时间少，由 知道，甲的功率大，C符合题意，D不符合题意。
故答案为：C
【分析】求解外力做功，利用外力大小乘以位移在力的方向上移动的距离即可，即W=Fs；利用外力做的功除以做功需要的时间即为功率。
5、【答案】C
【解析】【解答】A．对物体做的有用功为
A正确，不合题意；
B．拉力做的总功为
B正确，不合题意；
C．额外功为
根据
解得
C错误，符合题意；
D．斜面的机械效率为
D正确，不合题意。
故答案为：C。
【分析】根据物体的重力和高度计算有用功，拉力和移动的距离计算总功，有用功和总功的比值计算机械效率。
6、【答案】B
【解析】【解答】A．成年人的质量在65kg左右，中学生的质量比成年人小一些，在50kg左右，A正确，不符合题意；
B．中学生的体重在G＝500N左右，双脚站立时与水平地面的接触面积在0.04m2左右，双脚对水平地面的压强
B错误，符合题意；
C．漂浮的物体受到的浮力等于其重力。中学生的体重约500N，游泳漂浮在水面上的中学生受到浮力约500N。C正确，不符合题意；
D．中学生的体重约500N，爬楼速度约0.3m/s，中学生爬一层楼克服重力做功的功率约
D正确，不符合题意。
故答案为：B。
【分析】对生活中常见物理量的估测，结合对生活的了解和对物理单位的认识，找出符合实际的选项即可。不同物理量的估算，有的需要凭借生活经验，有的需要简单的计算，有的要进行单位的换算，最后判断最符合实际的是哪一个。
7、【答案】D
【解析】【解答】A．由图乙中图线a可知，物体A竖直移动的速度为
A不符合题意；
B．由图可知，绳子的有效段数n=2，匀速提升物体A时，卷扬机绳子端移动的速度为
物体A匀速上升时，卷扬机的功率为200W，由 可知，卷扬机绳子上的拉力为
由 可知，动滑轮重力的大小为
B不符合题意；
C．由图乙中图线b可知，物体B竖直移动的速度为
匀速提升物体B时，卷扬机绳子端移动的速度为
物体B匀速上升时，卷扬机的功率为200W，由 可知，卷扬机绳子上的拉力为
由 可知，物体B的重力的大小为
由图乙可知，2s内物体B上升的高度为0.2m，2秒内滑轮对物体B做的有用功为
C不符合题意；
D．提升物体B时2s内动滑轮的总功为
机械效率为
D符合题意。
故答案为：D。
【分析】利用物体移动的距离和时间的比值计算速度，结合绳子股数计算拉力的速度，利用拉力的功率和速度可以计算力的大小，结合物体的重力计算动滑轮的重力；根据功率和速度计算拉力，利用力和动滑轮的重力计算物体的重力大小；根据物体的重力和高度的乘积计算有用功；利用有用功和总功的比值计算机械效率。
8、【答案】B
【解析】【解答】运动员对杠铃有力，但没有移动距离，所以是有力无距离，力没有做功，B符合题意。
故答案为：B.
【分析】功是物体受力并且在力的方向上移动距离，则力对物体做了功。
9、【答案】A
【解析】【解答】A、根据p＝ρgh可知，当气泡在水中上升的过程中，h变小，压强变小，压强变小后气泡体积变大，A符合题意；
B、一瓶氧气，用掉一半后，氧气的质量减半，剩余氧气还充满整个氧气瓶，剩余氧气的体积不变，根据ρ＝ 可知，瓶中的氧气密度变为原来的一半，C不符合题意；
C、塑料挂钩的吸盘能贴在光滑的墙上，是因为受到大气压强的作用，而不是因为墙和吸盘之间的分子引力作用，C不符合题意；
D、瓶盖起子属于省力杠杆，使用时省力费距离，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】通过气泡深度以及体积的变化，利用压强的计算公式p＝ρgh分析.
氧气用掉一半，质量减半，氧气还充满整个氧气瓶，体积保持不变，根据密度公式ρ＝ 判断密度的变化.
大气对浸在它里面的物体产生压强，即大气压强.
省力杠杆的动力臂大于阻力臂；费力杠杆的动力臂小于阻力臂.
10、【答案】D
【解析】【解答】由图可知，甲、乙滑轮组中n1=2、n2=3，不计摩擦和绳重时滑轮组的机械效率分别为
即η甲=η乙，D符合题意，ABC不符合题意。
故答案为：D。
【分析】根据物体重力和动滑轮的重力，可以计算滑轮组的机械效率。
二、填空题
1、【答案】省力；400
【解析】【解答】根据图像，动力臂大于阻力，则动力小于阻力，是省力杠杆，根据阻力和力臂关系，计算动力为F=1200N×1/3=400N。
故答案为：省力；400.
【分析】根据力臂大小判断杠杆类型，利用杠杆平衡条件计算动力大小。
2、【答案】80
【解析】【解答】根据题意知道，用200N拉物体在水平面上匀速向左运动，设 F1为绳子拉物体A的力，F2为绳子拉物体B的力，以A为研究对象，则由平衡条件知F=f+F1
又因为F1 =4f
所以F=f+F1 =f+4f=5f=200N
故f=40N
则F1 =4f=4×40N=160N
因为是同一根绳，所以B受拉力
由于B匀速运动，所以B与地面间的摩擦力等于B受到的拉力为80N。
【分析】动滑轮可以省一半力，根据物体受到的力，计算合力。
3、【答案】0~5；3.4；左；2
【解析】【解答】由图可知，弹簧测力计的量程是0—5N，1N之间有5个小格，每一个小格是0.2N，此时弹簧测力计的示数是3.4N。由图（a）知，杠杆左端上升，右端下沉，说明右端重，左端轻，则杠杆两端的平衡螺母都向左移动，使杠杆在水平位置平衡。调节杠杆平衡后，在如图（b）的A位置挂1个钩码，A点距支点0有4个格，B点距0点2个小格，根据杠杆平衡条件，可得B点挂2个钩码。
【分析】结合弹簧测力计的分度值读出示数.
调节杠杆平衡时，螺母向高的一端移动；再利用杠杆的平衡条件F1×L1=F2×L2分析解答即可.
4、【答案】脚掌与地面接触的地方；省力
【解析】【解答】人在踮起脚时，脚掌和地面接触的位置为支点，此时克服的阻力是重力，在脚心的位置，动力在腿上的位置，动力臂大于阻力臂，动力小于阻力，是省力杠杆。
故答案为：脚掌与地面接触的地方；省力。
【分析】杠杆上的支点是杠杆可以绕之转动的点，当动力臂大于阻力臂时，动力小于阻力。
5、【答案】2000；100；0
【解析】【解答】拉力对小车做的功是 拉力做功的功率是 货物受到重力的作用但并没有在重力的方向上移动一段距离，所以重力做的功是0J。
【分析】求解外力做功，利用外力大小乘以位移在力的方向上移动的距离即可，即W=Fs；利用外力做的功除以做功需要的时间即为功率。
三、计算题
1、【答案】（1）解：物体M的重力
答：物体M的重力是750N
（2）解：物体M未露出水面时受到的浮力
动滑轮下端挂钩上的绳子拉力
答：动滑轮下端挂钩上的绳子拉力是720N
（3）解：滑轮组的动滑轮绕2段绳，由乙图可知，当t=20s时，拉力F做的功W=8000J，因为
所以
拉力F的大小
动滑轮的重力
答：动滑轮的重力是80N
（4）解：滑轮组提升重物的机械效率
答：滑轮组提升重物的机械效率是90%。
【解析】【分析】（1）根据物体的质量计算重力大小；（2）利用液体密度和排开液体的体积可以计算浮力大小；（3）根据功和距离的乘积计算拉力大小；利用对物体的拉力和滑轮组的拉力，可以计算动滑轮的重力；（4）利用对物体的拉力和滑轮组绳子的拉力，计算机械效率大小。
2、【答案】（1）解：物体与地面之间的摩擦力为
做的有用功为
答：做的有用功为1440J；
（2）由图知，拉动动滑轮的绳子段数为3，绳子自由端移动的距离为
拉力做的总功为
做的额外功为
答：做的额外功为360J；
（3）该滑轮组的机械效率
答：该滑轮组的机械效率为80%。
【解析】【分析】（1）结合物体受到的阻力与重力的关系求解阻力，物体匀速运动，水平受力平衡，牵引力等于阻力；求解外力做功，利用外力大小乘以位移在力的方向上移动的距离即可，即W=Fs；
（2）拉力做功为总功，减去有用功即为额外功；
（3）用滑轮组水平拉动物体，拉力作的功为总功，克服摩擦力做的功为有用功，两者相除即为机械效率。
3、【答案】（1）解：货物的重为： ；
起重钩和动滑轮的总重为： ；
由图乙知，n=3，则拉力为：
答：拉力F为800N
（2）解：拉力移动距离：s=3h=3×5m=15m，
拉力做的总功：W总=Fs=800N×15m=12000J，
卷扬机的功率：
答：拉力F做功的功率为600W
（3）解：滑轮组的机械效率：
答：滑轮组的机械效率为83.3%。
【解析】【分析】（1）利用质量计算物体的重力，根据物体重力和动滑轮重力，结合绳子股数计算拉力大小；（2）根据拉力和移动的距离的乘积计算总功，功和时间的比值计算功率；（3）有用功和总功 比值计算机械效率。
四、实验探究
1、【答案】（1）左；可以直接读出力臂（或“便于测量力臂”）
（2）逆时针
（3）F1l1=F2l2
（4）省力；
【解析】【解答】(1)杠杆右端下沉，为了使它在水平位置平衡，应将杠杆两端的平衡螺母向左调节，使杠杆在不挂钩码时，保持水平静止。为了便于测量力臂，挂上钩码，移动钩码位置使杠杆在水平位置再次平衡，此时也要选择在水平位置平衡。(2)设一个钩码的重力为G，一格的长度为l，将杠杆两侧所挂的钩码各取下一个，左端2G×2l=4Gl
右端G×3l=3Gl左端力和力臂的乘积较大，杠杆逆时针转动。(3)根据表中数据得到1.0N×0.2m=2.0N×0.1m=0.2N·m
1.5N×0.1m=1.0N×0.15m=0.15N·m
2.0N×0.15m=1.5N×0.2m=0.3N·m
可知杠杆的平衡条件为F1l1=F2l2(4)设一格长度为l1，反向延长力F的作用线，从支点O向力F的作用线做垂线段，得到力臂l，如图所示：
动力臂l=3l1×sin60°= l1≈2.6l1
阻力臂l2=2l1
动力臂大于阻力臂，所以是省力杠杆。
【分析】（1）探究杠杆平衡时，平衡螺母向偏高的一侧调节，杠杆水平平衡，便于测量力臂；（2）若杠杆不平衡，杠杆会向力与力臂乘积较大的一侧转动；（3）杠杆的平衡条件是F1l1=F2l2；（4）杠杆上的力臂减小时，拉力变大。
2、【答案】（1）88.9%
（2）2.2
（3）高
（4）C
【解析】【解答】(1)第2次实验中滑轮组做的有用功
滑轮组做的总功
滑轮组的机械效率
滑轮组的机械效率约是 。
(2)从图丙可以看到，测力计的分度值是0.2N，指针指在2刻度下面第一刻度，它的读数是2.2N。
(3)从表中数据可以看到，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高。
(4)使用该滑轮组再次将8N的物体匀速提升10cm，这个物体重力大于第三次实验的物体重力，此时滑轮组的机械效率大于第三次实验的机械效率90.9%，此时滑轮组的机械效率可能为92.1%。
故答案为：C。
【分析】（1）用滑轮组提升物体，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，两者相除即为机械效率；
（2）观察弹簧测力计的量程和分度值，根据指针的位置读数即可；
（3）用滑轮组提升物体，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，两者相除即为机械效率，结合公式求解机械效率的表达式，通过分析表达式分析影响滑轮组机械效率的因素；
（4）通过表达式可以看出，在不考虑摩擦力的影响时，滑轮组的机械效率与物体的重力和动滑轮的重力有关。