2021-2022学年北师大版物理八年级下册第九章 机械和功专项测试试题（Word版含答案）
文档属性
| 名称 | 2021-2022学年北师大版物理八年级下册第九章 机械和功专项测试试题（Word版含答案） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 292.5KB | ||
| 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 22:54:04 | ||
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文档简介
北师大版物理八年级下册第九章 机械和功专项测试
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、如图中甲图所示，小明用弹簧测力计拉木块，使它先后两次沿水平木板匀速滑动相同的距离，乙图是他两次拉动同一木块得到的距离随时间变化的图像．下列说法正确的是（ ）
A．两次木块运动的速度相同
B．木块第一次受到的摩擦力较大
C．两次拉力对木块做的功一样多
D．两次拉力对木块做功的功率一样大
2、四位同学学习了“功和功率”的知识后，进行了爬楼比赛，同时从一楼出发爬到三楼，若规定功率最大者获胜。则胜出的一定是（ ）
A．体重大的 B．做功快的 C．速度快的 D．用时少的
3、下列数据较为接近实际情况的是（ ）
A．一个中学生对水平地面的压力约为500N
B．重庆南山一棵树的气压约为
C．一个鸡蛋悬浮在盐水中受到的浮力约为5N
D．将两个鸡蛋举高1m克服鸡蛋重力做功约为10J
4、如图所示，OQ是水平地面，物体在水平拉力作用下，从O匀速直线运动的Q，OP端拉力F1为300N，F1做的功为W1，功率为P1，PQ段拉力F2为200牛，F2做的功为W2，功率为P2，则（ ）
A．W1> W2 B．W1< W2 C．P1> P2 D．P1< P2
5、如图所示，为探究杠杆平衡条件的实验装置，若每个钩码的质量为50g，为了使杠杆在水平位置恢复平衡，应在A点挂的钩码个数是（ ）
A．1个 B．2个 C．3个 D．4个
6、下列有关简单机械的使用说法正确的是（ ）
A．使用杠杆的目的就是为了省力
B．使用斜面时，斜面越长越省力
C．使用滑轮组可以省力，但不能省功
D．使用动滑轮可以改变拉力方向，但不能省力
7、用如图所示滑轮组，将一质量为50kg的物体，在10s内匀速向上提升2m，已知拉力300N 在此过程中，下列说法正确的是（ ）
A．绳子自由端移动的距离为6m
B．拉力F的功率为60W
C．人所做的额外功为300J
D．该滑轮组的机械效率约为83.3%
8、如图所示，九年级小明同学正在单杠上做“引体向上”运动，试估算他做一次完整的引体向上运动（从图甲状态到图乙状态），需要做功大约为（ ）
甲 乙
A．400J B．1000J C．1200J D．1600J
9、如图所示，工人用撬棍撬石头时，小石块的位置不变，手放在撬棍最左端，垂直于撬棍向下压比竖直向下压更省力。根据这一现象大家提出了下列科学问题，其中最有探究价值且易于探究的是（ ）
A．为什么手垂直于撬棍向下压比竖直向下压更省力？
B．杠杆平衡时，动力、动力臂、阻力、阻力臂有什么关系？
C．当动力和动力臂一定时，阻力和阻力臂有什么关系？
D．当阻力和阻力臂一定时，动力和动力臂有什么关系？
10、工人用如图4所示的动滑轮，将重1000N的物体在5s内匀速竖直提升了1m，人对绳自由端
的拉力F为600N，不计绳重和摩擦。以下结论正确的是（ ）
A．动滑轮的有用功为600J B．动滑轮的重力为400N
C．滑轮的机械效率为83.3% D．拉力F的功率为120W
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、某同学用如图所示装置进行实验。图甲中直接用弹簧测力计匀速提升重物高度为h过程中，弹簧测力计示数为 F1。图乙中弹簧测力计通过动滑轮匀速提升同一个重物，记录重 物和绳子自由端的始末位置，重物上升高度仍为h，绳子自由端移动距离为 s，弹簧测力计示数始终为 F2。请你根据记录表格中的实验数据回答下列问题：
F1/N h/cm F2/N s/cm 拉力做功 W/J
甲图 3 5
乙图 5 2.1 10 0.21
（1）F1 提升重物做功为 J，比较 与 得到的结论是 ；
（2）根据实验数据可以计算出通过动滑轮提升重物的机械效率是 （结果保留一位小数）。
2、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）
3、某建筑工地上一台升降机的箱体连同货物的重量为1500N，在10s内从楼的1层上升到5层，如果每层楼高3m，则升降机对货物做 J的功，功率为 W。
4、如图所示，秤砣的质量为100g，秤杆的质量忽略不计，秤杆水平静止时，OA＝5cm，OB＝25cm．则被测物的质量为 kg．若秤砣下吸附一小块吸铁石时，则杆秤所示的质量值 （填“大于”、“等于”或“小于”）被测物的真实质量值。
5、救援车工作原理如图所示，当车载电机对钢绳施加的拉力F大小为2.5×103N时，小车A恰能匀速缓慢地沿斜面上升．已知小车A的质量为1t，斜面高为2m，斜面长为5m（不计车长、钢绳重、动滑轮重、钢绳与滑轮间的摩擦和滑轮与轴间的摩擦，g＝10Nkg）在小车A由水平路面被拖上救援车的过程中，钢绳所做的有用功为 J，整个装置的机械效率为 ，小车A与斜面间的摩擦力大小为 N．
三、计算题（3小题，每小题7分，共计21分）
1、2021年5月15日，“祝融号”火星车在火星上留下了属于中国的第一道印记，如图甲所示。发射前，火星车在水平地面上进行测试时，受到的摩擦力为200N，其速度v与时间t的关系图像如图乙所示。火星车的质量为240kg，车轮与地面接触的总面积约为0.2m2（空气阻力忽略不计，g取10N/kg）求：
（1）火星车静止时，对水平地面的压强。
（2）火星车做匀速直线运动时，牵引力做的功。
2、如图所示，质量为50千克的小张同学在做俯卧撑运动。此时可将他视为一个杠杆，他的重心在A点。则：
（1）小张同学所受的重力大小为多少？
（2）若他将身体撑起，地面对手的作用力至少多大？
3、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。
四、实验探究（2小题，每小题12分，共计24分）
1、小林同学利用如图所示装置探究杠杆平衡条件。
（1）为排除 对实验的影响，实验前把杠杆中心支在支架上，杠杆静止在图甲所示位置，此时应将杠杆右端的平衡螺母向 （选填左或右）调节，使杠杆在水平位置平衡。
（2）在杠杆两侧挂上不同数量但规格相同的钩码，调节钩码的位置，使杠杆重新在水平位置平衡，这样做是为了 。
（3）实验时，小林在杠杆左侧A位置先挂了3个相同钩码，如图乙所示，则在右侧及位置应挂 个相同规格的钩码，杠杆可以重新在水平位置平衡。
（4）如图丙所示，小林在A位置挂一个弹簧测力计，在B位置挂了2个钩码。 现将弹簧测力计从C位置移到D位置，在此过程中，杠杆始终在水平位置保持平衡，则弹簧测力计的示数将 （选填变大变小或不变）。
2、如图为“探究杠杆平衡条件”的实验装置图，请回答以下问题:
（1）杠杆B点挂有两个钩码，用弹簧测力计在A点施加竖直向上的力F1，使杠杆水平平衡，此时测力计的示数为2N，则每个钩码重为 N；
（2）在杠杆后面安装一个以O为圆心的圆盘，把测力计从A点移到D点，施加拉力F2使杠杆保持水平平衡，此时拉力F2沿图中的CD线的方向（CD是圆O的切线）。
①在图中画出拉力F2，并画出F2的力臂l2 ；
②判断：F1 F2（选填“>”，“<“或“=”）你的依据是 。
-参考答案-
一、单选题
1、【答案】C
【解析】【解答】A．两次木块运动相同的距离，第2次所用时间比第1次长，两次木块运动的速度不相同，A选项说法不正确；
B．摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关，两次运动中压力大小和接触面的粗糙程度相同，所以摩擦力相同，B选项说法不正确；
C．木块两次沿水平木板匀速滑动相同的距离，两次滑动中水平方向所受到的滑动摩擦力与拉力是一对平衡力，大小相等，因摩擦力大小相等，两次的拉力相等，由W=Fs可得两次拉力对木块做的功一样多，C选项说法正确；
D．由图可见两次滑动距离相同，所用时间不同，由 得两次拉力对木块做功的功率不一样大，D选项说法不正确；
故答案为：C．
【分析】当物体处于静止状态或匀速直线运动状态时，即物体处于平衡状态，此时物体受到的力为平衡力拉力等于摩擦力；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、【答案】B
【解析】【解答】功率是表示物体做功快慢的物理量，做功最快表示单位时间内做的功多，也就是功率大，ACD不符合题意，B符合题意。
故答案为：B。
【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】A
【解析】【解答】A．一个中学生的体重在500N左右，对水平地面的压力约为500N，A符合题意；
B．大气压强随海拔高度的增加而减小。海平面处的气压约1.0×105Pa，所以重庆南山一棵树的气压要低于1.0×105Pa，B不符合题意；
C．鸡蛋受到的重力为G=mg=50×10-3kg×10N/kg=0.5N
鸡蛋悬浮在盐水中，鸡蛋受到的重力和浮力相等，即浮力为0.5N，C不符合题意；
D．两个鸡蛋的重力约为1N，将两个鸡蛋举高1m克服鸡蛋重力做功约为W=Gh=1N×1m=1J
D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】凭借生活经验和识记的数据估测，并结合公式进行计算得出符合选项的答案。
4、【答案】C
【解析】【解答】拉力F1做的功为：W1=F1s1=300N×4m=1200J；
拉力F2做的功为：W2=F2s2=200N×6m=1200J；
因此做功W1=W2；
两段路程中速度v相同，
根据公式P=Fv可知，因为拉力F1>F2，所以拉力的功率P1>P2。
故选C。
【分析】根据W=Fs计算出功的大小，然后进行比较；根据公式P=Fv比较功率的大小。
5、【答案】D
【解析】【解答】假设每个钩码质量为G，杠杆上每个小格的距离是L，杠杆在水平位置时，由杠杆的平衡条件
可得，右侧的力
即应在A点挂的钩码个数是4个。
故答案为：D。
【分析】杠杆处于平衡状态，结合动力、动力臂、阻力、阻力臂，利用杠杆的平衡条件分析求解即可。
6、【答案】C
【解析】【解答】A．杠杆的种类有三种：省杠杆、费力杠杆、等臂杠杆，是省力还是费力，关键是看动力臂和阻力臂的大小关系，A不符合题意，
B．当斜面高相同时，斜面越长越省力，B不符合题意；
C．滑轮组在使用的时候既省力又能改变力的方向，根据机械功原理，任何机械都不省功，C符合题意；
D．动滑轮实质是一个动力臂为阻力臂二倍的杠杆，使用动滑轮省力但不能改变力的方向，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】动力臂大于阻力臂的杠杆为省力杠杆，省力杠杆可以省力，但是费距离，动力臂等于阻力臂的杠杆为等臂杠杆，动力臂小于阻力臂的杠杆为费力杠杆，费力杠杆可以省距离，但是费力；任何机械都不省功。
7、【答案】D
【解析】【解答】A．由图可知绳子的股数为2，绳子自由端移动的距离为s=nh=2×2m=4m
A不符合题意；
B．拉力F的功率为
B不符合题意；
C．人所做的额外功为
C不符合题意；
D．该滑轮组的机械效率约为
D符合题意。
故答案为：D。
【分析】根据物体移动的距离和绳子股数计算绳子移动的距离，利用拉力和距离计算功，功和时间的比值计算功率；根据物体的重力和高度的变化计算有用功，总功和有用功的差计算额外功，有用功和总功的比值计算机械效率。
8、【答案】A
【解析】【解答】中学生的质量约为50kg，同学做一次引体向上时上升高度h＝0.5m，该同学做一次引体向上的过程中克服重力所做的功：W＝Gh＝mgh＝50kg×10N/kg×0.5m＝250J，最接近400J。
故答案为：A。
【分析】首先估测中学生的体重及上升高度，再利用W＝Gh＝mgh计算即可.
9、【答案】D
【解析】【解答】A．为什么手垂直于撬棍向下压比竖直向下压更省力？只是针对现象提出问题，没有探究现象产生的本质，没有探究价值，A不符合题意；
B．探究四个因素有什么关系？实验室中是将杠杆至于水平位置，便于测量力臂，多次改变动力、阻力找出一般规律，属于不易于探究，B不符合题意；
CD．撬石头，阻力、阻力臂一定，改变动力和动力臂较容易该问题有价值且易于探究，而动力和动力臂一定，改变阻力和阻力臂较麻烦，C不符合题意，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】杠杆平衡时，如果阻力和阻力臂固定，根据杠杆的平衡条件可得，如果动力臂越大，那么动力就越小，如果动力臂越小，动力就越大。
10、【答案】C
【解析】【解答】解：A、动滑轮的有用功：W＝Gh＝1000N×1m＝1000J，A不符合题意；
B、不计绳重和摩擦，动滑轮的重力为：G动＝nF﹣G物＝2×600N﹣1000N＝200N，B不符合题意；
C、绳端移动的距离：s＝nh＝2×1m＝2m，总功：W＝Fs＝600N×2m＝1200J，η＝ ＝ ×100%≈83.3%，C符合题意；
D、拉力F的功率为：P＝ ＝ ＝240W，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】 结合题意，根据s=nh求出绳子自由端移动距离，根据W总=Fs求出总功，根据W有用=Gh求出有用功，根据W总=W有用+W额求出克服动滑轮重做的额外功，由于不计绳重及摩擦，再根据W额=G动h求出动滑轮重；根据η＝ 求出机械效率，利用P=求得拉力做功的功率.
二、填空题
1、【答案】（1）0.15；使用动滑轮提升重物省力，但不省功
（2）71.4%
【解析】【解答】(1) F1 提升重物做功为 。由表格数知 。比较 与 得到的结论是：使用动滑轮提升重物省力，但不省功。(2)动滑轮提升重物的机械效率为
【分析】（1）根据力和距离的乘积计算功的大小，使用动滑轮提升重物省力，但不省功；（2）根据物体重力和高度的乘积计算有用功，有用功和总功的比值计算机械效率。
2、【答案】1600；15
【解析】【解答】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
坠砣串下降了30cm，则输电线A端向左移动的距离为
【分析】对于该滑轮组，与动滑轮接触的有两段绳子，所以自由端移动的距离是物体移动的2倍，结合自由端移动的距离求解物体运动的距离；拉力为物重和滑轮重之和的一半，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，利用公式W=Fs求解做功，两者相除即为机械效率。
3、【答案】1.8×104；1. 8×103
【解析】【解答】根据 可知，升降机对货物做功为
根据 可知，功率为
【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。
4、【答案】0.5；小于
【解析】【解答】解：如图所示：
秤杆水平静止时，由杠杆的平衡条件可得G1LOA＝G2LOB，
即：m1gLOA＝m2gLOB，
则m1＝ ＝ ＝500g＝0.5kg。
若秤砣下吸附一小块吸铁石时，m2增大，而m1gLOA不变，所以LOB要变小，即杆秤所示的质量值要偏小。
故答案为：0.5；小于。
【分析】结合题意，利用杠杆的平衡条件即可得解.
5、【答案】2×104；80%；1×103
【解析】【解答】根据题意知道，小车质量是m＝1t＝1000kg，
其重力是：G＝mg＝1000kg×10N/kg＝1×104N，
钢绳做的有用功：W有用＝Gh＝1×104N×2m＝2×104J，
不计车长、拉力端移动距离是：s＝2L＝2×5m＝10m，
拉力做的总功是：W总＝Fs＝2.5×103N×10m＝2.5×104J，
整个装置的机械效率： ×100%＝80%；
不计钢绳重、动滑轮重、钢绳与滑轮间的摩擦和滑轮与轴间的摩擦，克服小车A与斜面间的摩擦做的功为额外功，W额＝W总﹣W有用＝2.5×104J﹣2×104J＝5×103J，
由W额＝fL可得摩擦力是： ＝1×103N．
【分析】根据物体的质量计算重力；利用重力和高度的乘积计算有用功；根据拉力和距离的乘积计算总功；利用有用功和总功的比值计算机械效率；总功和有用功的差计算额外功，结合距离计算物体受力大小。
三、计算题
1、【答案】（1）解：火星车对地面的压力
火星车对地面的压强
答：对水平地面的压强为1.2×104Pa.
（2）解：由图乙可知，火星车在10~40s内做匀速直线运动，v=20cm/s=0.2m/s，
牵引力F=f=200N
匀速行驶30s的路程s=vt=0.2m/s 30s=6m
牵引力做的功W=Fs=200N 6m=1.2 103J
答：牵引力做的功为1.2 103J。
【解析】【分析】（1）根据物体的质量计算重力，计算压力；根据压力和受力面积的比值计算压强；
（2）根据速度和时间的乘积计算路程；利用力和距离的乘积计算做功多少。
2、【答案】（1）解：小张同学所受的重力：G=mg=50kg×10N/kg=500N
（2）解：由图可知，动力臂L1=0.9m+0.6m=1.5m，阻力臂L2=0.9m，阻力等于重力F2=G=500N，由杠杆平衡条件可得：F1L1=F2L2 即：F1×1.5m=500N×0.9m ,则F1=300N，因为力的作用是相互的，所以双手对地面的压力：F=F1=300N
【解析】【分析】（1）根据质量计算重力大小；（2）根据杠杆平衡条件，结合力臂计算力的大小。
3、【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。
四、实验探究
1、【答案】（1）杠杆自重；右
（2）便于测量力臂
（3）4
（4）变小
【解析】【解答】（1）实验前把杠杆中心支在支架上，为排除杠杆自重对实验的影响。
由甲图可知，杠杆右端上翘，所以平衡螺母向右调节，使杠杆在水平位置平衡。
（2）由于力臂是支点到力的作用线的垂直距离，调节杠杆在水平位置平衡时，可以方便的读出力臂。
（3）一个钩码的重力为G，设杠杆的一个小格为L，由杠杆平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂可知3G×4L=nG×3L
解得n=4，即在B位置应挂4个钩码，杠杆可以重新在水平位置平衡。
（4）图丙中，当弹簧测力计绕A点从C位置转动到D位置的过程中，要保持杠杆仍在水平位置平衡，则拉力F将变小，这是因为，当拉力由倾斜变成垂直时，阻力和阻力臂不变，拉力F力臂变大，相应的力会变小，这样才能继续平衡。
【分析】（1）（2）调节杠杆平衡，杠杆的哪一端高就把平衡螺母往哪端调，最后使杠杆在水平位置平衡；杠杆在水平位置平衡，便于测量力臂的大小；杠杆的支点不在中央，杠杆自身的重力会影响杠杆的平衡。
（3）杠杆处于平衡状态，结合动力、动力臂、阻力、阻力臂，利用杠杆的平衡条件分析求解即可；
（4）根据杠杆的平衡条件分析可得，当阻力和阻力臂一定时，动力臂越长，所需要的动力就越小。
2、【答案】（1）3
（2）；=；F1的力臂与F2的力臂相等，而阻力与阻力臂的乘积不变，所以F1与F2大小相等
【解析】【解答】(1)由图可知，设杠杆分度值是L，一个钩码重是G，根据杠杆的平衡条件：F1l1＝F2l2可得，F1×3l＝2G×l，
解得：G= ＝3N；(2)过拉力F2的作用点C，沿图乙中的CD线向右下方画一条有向线段，即为其拉力F2的示意图，连接OD，OD即为其力臂l2．如图所示：
由图可知，l1＝l2，由杠杆平衡条件F1l1＝F2l2可知，力臂相等(都是半径)，力相等，所以F1＝F2。
【分析】（1）根据杠杆平衡条件，结合力臂和拉力，计算钩码重力；（2）杠杆上的力臂是从支点到力的作用线的垂线；根据力臂的大小，判断力的大小关系。
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、如图中甲图所示，小明用弹簧测力计拉木块，使它先后两次沿水平木板匀速滑动相同的距离，乙图是他两次拉动同一木块得到的距离随时间变化的图像．下列说法正确的是（ ）
A．两次木块运动的速度相同
B．木块第一次受到的摩擦力较大
C．两次拉力对木块做的功一样多
D．两次拉力对木块做功的功率一样大
2、四位同学学习了“功和功率”的知识后，进行了爬楼比赛，同时从一楼出发爬到三楼，若规定功率最大者获胜。则胜出的一定是（ ）
A．体重大的 B．做功快的 C．速度快的 D．用时少的
3、下列数据较为接近实际情况的是（ ）
A．一个中学生对水平地面的压力约为500N
B．重庆南山一棵树的气压约为
C．一个鸡蛋悬浮在盐水中受到的浮力约为5N
D．将两个鸡蛋举高1m克服鸡蛋重力做功约为10J
4、如图所示，OQ是水平地面，物体在水平拉力作用下，从O匀速直线运动的Q，OP端拉力F1为300N，F1做的功为W1，功率为P1，PQ段拉力F2为200牛，F2做的功为W2，功率为P2，则（ ）
A．W1> W2 B．W1< W2 C．P1> P2 D．P1< P2
5、如图所示，为探究杠杆平衡条件的实验装置，若每个钩码的质量为50g，为了使杠杆在水平位置恢复平衡，应在A点挂的钩码个数是（ ）
A．1个 B．2个 C．3个 D．4个
6、下列有关简单机械的使用说法正确的是（ ）
A．使用杠杆的目的就是为了省力
B．使用斜面时，斜面越长越省力
C．使用滑轮组可以省力，但不能省功
D．使用动滑轮可以改变拉力方向，但不能省力
7、用如图所示滑轮组，将一质量为50kg的物体，在10s内匀速向上提升2m，已知拉力300N 在此过程中，下列说法正确的是（ ）
A．绳子自由端移动的距离为6m
B．拉力F的功率为60W
C．人所做的额外功为300J
D．该滑轮组的机械效率约为83.3%
8、如图所示，九年级小明同学正在单杠上做“引体向上”运动，试估算他做一次完整的引体向上运动（从图甲状态到图乙状态），需要做功大约为（ ）
甲 乙
A．400J B．1000J C．1200J D．1600J
9、如图所示，工人用撬棍撬石头时，小石块的位置不变，手放在撬棍最左端，垂直于撬棍向下压比竖直向下压更省力。根据这一现象大家提出了下列科学问题，其中最有探究价值且易于探究的是（ ）
A．为什么手垂直于撬棍向下压比竖直向下压更省力？
B．杠杆平衡时，动力、动力臂、阻力、阻力臂有什么关系？
C．当动力和动力臂一定时，阻力和阻力臂有什么关系？
D．当阻力和阻力臂一定时，动力和动力臂有什么关系？
10、工人用如图4所示的动滑轮，将重1000N的物体在5s内匀速竖直提升了1m，人对绳自由端
的拉力F为600N，不计绳重和摩擦。以下结论正确的是（ ）
A．动滑轮的有用功为600J B．动滑轮的重力为400N
C．滑轮的机械效率为83.3% D．拉力F的功率为120W
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、某同学用如图所示装置进行实验。图甲中直接用弹簧测力计匀速提升重物高度为h过程中，弹簧测力计示数为 F1。图乙中弹簧测力计通过动滑轮匀速提升同一个重物，记录重 物和绳子自由端的始末位置，重物上升高度仍为h，绳子自由端移动距离为 s，弹簧测力计示数始终为 F2。请你根据记录表格中的实验数据回答下列问题：
F1/N h/cm F2/N s/cm 拉力做功 W/J
甲图 3 5
乙图 5 2.1 10 0.21
（1）F1 提升重物做功为 J，比较 与 得到的结论是 ；
（2）根据实验数据可以计算出通过动滑轮提升重物的机械效率是 （结果保留一位小数）。
2、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）
3、某建筑工地上一台升降机的箱体连同货物的重量为1500N，在10s内从楼的1层上升到5层，如果每层楼高3m，则升降机对货物做 J的功，功率为 W。
4、如图所示，秤砣的质量为100g，秤杆的质量忽略不计，秤杆水平静止时，OA＝5cm，OB＝25cm．则被测物的质量为 kg．若秤砣下吸附一小块吸铁石时，则杆秤所示的质量值 （填“大于”、“等于”或“小于”）被测物的真实质量值。
5、救援车工作原理如图所示，当车载电机对钢绳施加的拉力F大小为2.5×103N时，小车A恰能匀速缓慢地沿斜面上升．已知小车A的质量为1t，斜面高为2m，斜面长为5m（不计车长、钢绳重、动滑轮重、钢绳与滑轮间的摩擦和滑轮与轴间的摩擦，g＝10Nkg）在小车A由水平路面被拖上救援车的过程中，钢绳所做的有用功为 J，整个装置的机械效率为 ，小车A与斜面间的摩擦力大小为 N．
三、计算题（3小题，每小题7分，共计21分）
1、2021年5月15日，“祝融号”火星车在火星上留下了属于中国的第一道印记，如图甲所示。发射前，火星车在水平地面上进行测试时，受到的摩擦力为200N，其速度v与时间t的关系图像如图乙所示。火星车的质量为240kg，车轮与地面接触的总面积约为0.2m2（空气阻力忽略不计，g取10N/kg）求：
（1）火星车静止时，对水平地面的压强。
（2）火星车做匀速直线运动时，牵引力做的功。
2、如图所示，质量为50千克的小张同学在做俯卧撑运动。此时可将他视为一个杠杆，他的重心在A点。则：
（1）小张同学所受的重力大小为多少？
（2）若他将身体撑起，地面对手的作用力至少多大？
3、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。
四、实验探究（2小题，每小题12分，共计24分）
1、小林同学利用如图所示装置探究杠杆平衡条件。
（1）为排除 对实验的影响，实验前把杠杆中心支在支架上，杠杆静止在图甲所示位置，此时应将杠杆右端的平衡螺母向 （选填左或右）调节，使杠杆在水平位置平衡。
（2）在杠杆两侧挂上不同数量但规格相同的钩码，调节钩码的位置，使杠杆重新在水平位置平衡，这样做是为了 。
（3）实验时，小林在杠杆左侧A位置先挂了3个相同钩码，如图乙所示，则在右侧及位置应挂 个相同规格的钩码，杠杆可以重新在水平位置平衡。
（4）如图丙所示，小林在A位置挂一个弹簧测力计，在B位置挂了2个钩码。 现将弹簧测力计从C位置移到D位置，在此过程中，杠杆始终在水平位置保持平衡，则弹簧测力计的示数将 （选填变大变小或不变）。
2、如图为“探究杠杆平衡条件”的实验装置图，请回答以下问题:
（1）杠杆B点挂有两个钩码，用弹簧测力计在A点施加竖直向上的力F1，使杠杆水平平衡，此时测力计的示数为2N，则每个钩码重为 N；
（2）在杠杆后面安装一个以O为圆心的圆盘，把测力计从A点移到D点，施加拉力F2使杠杆保持水平平衡，此时拉力F2沿图中的CD线的方向（CD是圆O的切线）。
①在图中画出拉力F2，并画出F2的力臂l2 ；
②判断：F1 F2（选填“>”，“<“或“=”）你的依据是 。
-参考答案-
一、单选题
1、【答案】C
【解析】【解答】A．两次木块运动相同的距离，第2次所用时间比第1次长，两次木块运动的速度不相同，A选项说法不正确；
B．摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关，两次运动中压力大小和接触面的粗糙程度相同，所以摩擦力相同，B选项说法不正确；
C．木块两次沿水平木板匀速滑动相同的距离，两次滑动中水平方向所受到的滑动摩擦力与拉力是一对平衡力，大小相等，因摩擦力大小相等，两次的拉力相等，由W=Fs可得两次拉力对木块做的功一样多，C选项说法正确；
D．由图可见两次滑动距离相同，所用时间不同，由 得两次拉力对木块做功的功率不一样大，D选项说法不正确；
故答案为：C．
【分析】当物体处于静止状态或匀速直线运动状态时，即物体处于平衡状态，此时物体受到的力为平衡力拉力等于摩擦力；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、【答案】B
【解析】【解答】功率是表示物体做功快慢的物理量，做功最快表示单位时间内做的功多，也就是功率大，ACD不符合题意，B符合题意。
故答案为：B。
【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】A
【解析】【解答】A．一个中学生的体重在500N左右，对水平地面的压力约为500N，A符合题意；
B．大气压强随海拔高度的增加而减小。海平面处的气压约1.0×105Pa，所以重庆南山一棵树的气压要低于1.0×105Pa，B不符合题意；
C．鸡蛋受到的重力为G=mg=50×10-3kg×10N/kg=0.5N
鸡蛋悬浮在盐水中，鸡蛋受到的重力和浮力相等，即浮力为0.5N，C不符合题意；
D．两个鸡蛋的重力约为1N，将两个鸡蛋举高1m克服鸡蛋重力做功约为W=Gh=1N×1m=1J
D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】凭借生活经验和识记的数据估测，并结合公式进行计算得出符合选项的答案。
4、【答案】C
【解析】【解答】拉力F1做的功为：W1=F1s1=300N×4m=1200J；
拉力F2做的功为：W2=F2s2=200N×6m=1200J；
因此做功W1=W2；
两段路程中速度v相同，
根据公式P=Fv可知，因为拉力F1>F2，所以拉力的功率P1>P2。
故选C。
【分析】根据W=Fs计算出功的大小，然后进行比较；根据公式P=Fv比较功率的大小。
5、【答案】D
【解析】【解答】假设每个钩码质量为G，杠杆上每个小格的距离是L，杠杆在水平位置时，由杠杆的平衡条件
可得，右侧的力
即应在A点挂的钩码个数是4个。
故答案为：D。
【分析】杠杆处于平衡状态，结合动力、动力臂、阻力、阻力臂，利用杠杆的平衡条件分析求解即可。
6、【答案】C
【解析】【解答】A．杠杆的种类有三种：省杠杆、费力杠杆、等臂杠杆，是省力还是费力，关键是看动力臂和阻力臂的大小关系，A不符合题意，
B．当斜面高相同时，斜面越长越省力，B不符合题意；
C．滑轮组在使用的时候既省力又能改变力的方向，根据机械功原理，任何机械都不省功，C符合题意；
D．动滑轮实质是一个动力臂为阻力臂二倍的杠杆，使用动滑轮省力但不能改变力的方向，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】动力臂大于阻力臂的杠杆为省力杠杆，省力杠杆可以省力，但是费距离，动力臂等于阻力臂的杠杆为等臂杠杆，动力臂小于阻力臂的杠杆为费力杠杆，费力杠杆可以省距离，但是费力；任何机械都不省功。
7、【答案】D
【解析】【解答】A．由图可知绳子的股数为2，绳子自由端移动的距离为s=nh=2×2m=4m
A不符合题意；
B．拉力F的功率为
B不符合题意；
C．人所做的额外功为
C不符合题意；
D．该滑轮组的机械效率约为
D符合题意。
故答案为：D。
【分析】根据物体移动的距离和绳子股数计算绳子移动的距离，利用拉力和距离计算功，功和时间的比值计算功率；根据物体的重力和高度的变化计算有用功，总功和有用功的差计算额外功，有用功和总功的比值计算机械效率。
8、【答案】A
【解析】【解答】中学生的质量约为50kg，同学做一次引体向上时上升高度h＝0.5m，该同学做一次引体向上的过程中克服重力所做的功：W＝Gh＝mgh＝50kg×10N/kg×0.5m＝250J，最接近400J。
故答案为：A。
【分析】首先估测中学生的体重及上升高度，再利用W＝Gh＝mgh计算即可.
9、【答案】D
【解析】【解答】A．为什么手垂直于撬棍向下压比竖直向下压更省力？只是针对现象提出问题，没有探究现象产生的本质，没有探究价值，A不符合题意；
B．探究四个因素有什么关系？实验室中是将杠杆至于水平位置，便于测量力臂，多次改变动力、阻力找出一般规律，属于不易于探究，B不符合题意；
CD．撬石头，阻力、阻力臂一定，改变动力和动力臂较容易该问题有价值且易于探究，而动力和动力臂一定，改变阻力和阻力臂较麻烦，C不符合题意，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】杠杆平衡时，如果阻力和阻力臂固定，根据杠杆的平衡条件可得，如果动力臂越大，那么动力就越小，如果动力臂越小，动力就越大。
10、【答案】C
【解析】【解答】解：A、动滑轮的有用功：W＝Gh＝1000N×1m＝1000J，A不符合题意；
B、不计绳重和摩擦，动滑轮的重力为：G动＝nF﹣G物＝2×600N﹣1000N＝200N，B不符合题意；
C、绳端移动的距离：s＝nh＝2×1m＝2m，总功：W＝Fs＝600N×2m＝1200J，η＝ ＝ ×100%≈83.3%，C符合题意；
D、拉力F的功率为：P＝ ＝ ＝240W，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】 结合题意，根据s=nh求出绳子自由端移动距离，根据W总=Fs求出总功，根据W有用=Gh求出有用功，根据W总=W有用+W额求出克服动滑轮重做的额外功，由于不计绳重及摩擦，再根据W额=G动h求出动滑轮重；根据η＝ 求出机械效率，利用P=求得拉力做功的功率.
二、填空题
1、【答案】（1）0.15；使用动滑轮提升重物省力，但不省功
（2）71.4%
【解析】【解答】(1) F1 提升重物做功为 。由表格数知 。比较 与 得到的结论是：使用动滑轮提升重物省力，但不省功。(2)动滑轮提升重物的机械效率为
【分析】（1）根据力和距离的乘积计算功的大小，使用动滑轮提升重物省力，但不省功；（2）根据物体重力和高度的乘积计算有用功，有用功和总功的比值计算机械效率。
2、【答案】1600；15
【解析】【解答】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
坠砣串下降了30cm，则输电线A端向左移动的距离为
【分析】对于该滑轮组，与动滑轮接触的有两段绳子，所以自由端移动的距离是物体移动的2倍，结合自由端移动的距离求解物体运动的距离；拉力为物重和滑轮重之和的一半，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，利用公式W=Fs求解做功，两者相除即为机械效率。
3、【答案】1.8×104；1. 8×103
【解析】【解答】根据 可知，升降机对货物做功为
根据 可知，功率为
【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。
4、【答案】0.5；小于
【解析】【解答】解：如图所示：
秤杆水平静止时，由杠杆的平衡条件可得G1LOA＝G2LOB，
即：m1gLOA＝m2gLOB，
则m1＝ ＝ ＝500g＝0.5kg。
若秤砣下吸附一小块吸铁石时，m2增大，而m1gLOA不变，所以LOB要变小，即杆秤所示的质量值要偏小。
故答案为：0.5；小于。
【分析】结合题意，利用杠杆的平衡条件即可得解.
5、【答案】2×104；80%；1×103
【解析】【解答】根据题意知道，小车质量是m＝1t＝1000kg，
其重力是：G＝mg＝1000kg×10N/kg＝1×104N，
钢绳做的有用功：W有用＝Gh＝1×104N×2m＝2×104J，
不计车长、拉力端移动距离是：s＝2L＝2×5m＝10m，
拉力做的总功是：W总＝Fs＝2.5×103N×10m＝2.5×104J，
整个装置的机械效率： ×100%＝80%；
不计钢绳重、动滑轮重、钢绳与滑轮间的摩擦和滑轮与轴间的摩擦，克服小车A与斜面间的摩擦做的功为额外功，W额＝W总﹣W有用＝2.5×104J﹣2×104J＝5×103J，
由W额＝fL可得摩擦力是： ＝1×103N．
【分析】根据物体的质量计算重力；利用重力和高度的乘积计算有用功；根据拉力和距离的乘积计算总功；利用有用功和总功的比值计算机械效率；总功和有用功的差计算额外功，结合距离计算物体受力大小。
三、计算题
1、【答案】（1）解：火星车对地面的压力
火星车对地面的压强
答：对水平地面的压强为1.2×104Pa.
（2）解：由图乙可知，火星车在10~40s内做匀速直线运动，v=20cm/s=0.2m/s，
牵引力F=f=200N
匀速行驶30s的路程s=vt=0.2m/s 30s=6m
牵引力做的功W=Fs=200N 6m=1.2 103J
答：牵引力做的功为1.2 103J。
【解析】【分析】（1）根据物体的质量计算重力，计算压力；根据压力和受力面积的比值计算压强；
（2）根据速度和时间的乘积计算路程；利用力和距离的乘积计算做功多少。
2、【答案】（1）解：小张同学所受的重力：G=mg=50kg×10N/kg=500N
（2）解：由图可知，动力臂L1=0.9m+0.6m=1.5m，阻力臂L2=0.9m，阻力等于重力F2=G=500N，由杠杆平衡条件可得：F1L1=F2L2 即：F1×1.5m=500N×0.9m ,则F1=300N，因为力的作用是相互的，所以双手对地面的压力：F=F1=300N
【解析】【分析】（1）根据质量计算重力大小；（2）根据杠杆平衡条件，结合力臂计算力的大小。
3、【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。
四、实验探究
1、【答案】（1）杠杆自重；右
（2）便于测量力臂
（3）4
（4）变小
【解析】【解答】（1）实验前把杠杆中心支在支架上，为排除杠杆自重对实验的影响。
由甲图可知，杠杆右端上翘，所以平衡螺母向右调节，使杠杆在水平位置平衡。
（2）由于力臂是支点到力的作用线的垂直距离，调节杠杆在水平位置平衡时，可以方便的读出力臂。
（3）一个钩码的重力为G，设杠杆的一个小格为L，由杠杆平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂可知3G×4L=nG×3L
解得n=4，即在B位置应挂4个钩码，杠杆可以重新在水平位置平衡。
（4）图丙中，当弹簧测力计绕A点从C位置转动到D位置的过程中，要保持杠杆仍在水平位置平衡，则拉力F将变小，这是因为，当拉力由倾斜变成垂直时，阻力和阻力臂不变，拉力F力臂变大，相应的力会变小，这样才能继续平衡。
【分析】（1）（2）调节杠杆平衡，杠杆的哪一端高就把平衡螺母往哪端调，最后使杠杆在水平位置平衡；杠杆在水平位置平衡，便于测量力臂的大小；杠杆的支点不在中央，杠杆自身的重力会影响杠杆的平衡。
（3）杠杆处于平衡状态，结合动力、动力臂、阻力、阻力臂，利用杠杆的平衡条件分析求解即可；
（4）根据杠杆的平衡条件分析可得，当阻力和阻力臂一定时，动力臂越长，所需要的动力就越小。
2、【答案】（1）3
（2）；=；F1的力臂与F2的力臂相等，而阻力与阻力臂的乘积不变，所以F1与F2大小相等
【解析】【解答】(1)由图可知，设杠杆分度值是L，一个钩码重是G，根据杠杆的平衡条件：F1l1＝F2l2可得，F1×3l＝2G×l，
解得：G= ＝3N；(2)过拉力F2的作用点C，沿图乙中的CD线向右下方画一条有向线段，即为其拉力F2的示意图，连接OD，OD即为其力臂l2．如图所示：
由图可知，l1＝l2，由杠杆平衡条件F1l1＝F2l2可知，力臂相等(都是半径)，力相等，所以F1＝F2。
【分析】（1）根据杠杆平衡条件，结合力臂和拉力，计算钩码重力；（2）杠杆上的力臂是从支点到力的作用线的垂线；根据力臂的大小，判断力的大小关系。