2021-2022学年北师大版物理八年级下册第九章 机械和功专项训练试卷（精选含详解）
文档属性
| 名称 | 2021-2022学年北师大版物理八年级下册第九章 机械和功专项训练试卷（精选含详解） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 451.8KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 北师大版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-05-08 12:22:31 | ||
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文档简介
北师大版物理八年级下册第九章 机械和功专项训练
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、如图所示的简单机械中，属于费力杠杆的是（ ）
A．自行车的脚踏板
B．剪头发的剪刀
C．夹核桃的夹子
D．自行车的刹车闸
2、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
3、如图所示，是某建筑工地使用的一种起重机的滑轮组。一次提升货物A的质量为2.7×103kg，30s内货物A被匀速提升了3m，动滑轮的重力3×103N(不计起重机钢绳重和一切摩擦)。下列分析中正确的是（ ）
A．钢绳自由端的移动速度为0.1m/s
B．拉力F的功率为1.5×103W
C．滑轮组的机械效率为90%
D．钢绳的拉力F的大小为1.0×104N
4、关于功、功率机械效率，下列说法中正确的是( )
A．机械效率高的机器做功一定多 B．机械效率高的机器做功一定快
C．功率大的机器做功一定快 D．功率大的机器做功一定多
5、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．
6、关于物理课上的一些情景，下列说法正确的是( )
A．老师用粉笔写板书时，粉笔断了，说明力可以改变物体的运动状态
B．学生用签字笔记笔记时，签字笔是省力杠杆
C．风吹动书翻页，是因为流体流速大的地方压强大
D．用橡皮蹭掉画错的图时，橡皮与纸之间的摩擦是滑动摩擦
7、在图中，手持弹簧测力计竖直向上拉，使杠杆处于平衡状态，测力计的示数是15牛，若OB＝30厘米，AB＝20厘米，则物体重为（ ）
A．15牛 B．45牛 C．30牛 D．22.5牛
8、两个完全相同的滑轮，其重力均为20N。分别用图甲、乙两种方式，将重400N的物体以相同的速度匀速提升了10m，不计摩擦和绳重，则下列判断正确的是（ ）
A．F1做的功大于F2做的功
B．F1和F2做的功相等
C．F1做功的功率小于F2做功的功率
D．甲的机械效率小于乙的机械效率
9、如图所示，重300N的物体在20N的水平拉力F的作用下，以0.2m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了10s，滑轮组的机械效率为80%，则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2m
B．物体与地面间的滑动摩擦力为48N
C．拉力F的功率为4W
D．有用功为120J
10、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？
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、重力为50牛的物体在大小为10牛的水平拉力作用下，10秒内在水平地面上沿拉力方向匀速前进3米，拉力做的功为 焦，功率为 瓦；重力做功为 焦。
2、如图所示是电动传送机，传送带斜面长15m，高7.5m，每袋货物质量m=30kg。传送机匀速传送一袋货物到A处所做的有用功为 J，传送机工作时的机械效率是75%，则传送一袋货物所做的额外功是 J。（g取10N/kg）
3、物理学中，常用新的物理量对不同事物进行描述，例如为了描述物体运动的快慢，我们引入了速度这个物理量。为了描述 的快慢，我们引人了物理量 。
4、如图是一浮式起重机。滑轮和挂钩共重200N，现吊着重为5000N的物体静止在空中时，钢丝绳的拉力是 ；若以2m/s的速度匀速上升时，钢丝绳的拉力是 。若加速上升时，钢丝绳的拉力将 （填“变大”、“不变”或“变小”）
5、小件的防疫物资用传送带装入飞机，请在下图中画出正在传送带上向上传送物体B的受力示意图 （不计空气阻力，力的大小不作要求）。
大宗物品用升降机装入飞机，如图所示，升降机托举2t的货物上升5m再水平运动2m进入机舱，此过程中克服重力所做的功为 J（g取10N/kg）。飞机起飞过程中，机械能逐渐 ，落地后不能立即停下来是由于飞机具有 。
三、计算题（3小题，每小题7分，共计21分）
1、如图，某同学用40N的拉力，在6s内将重90N的物体匀速提升2m，不计绳重和摩擦。在此过程中，求∶
（1）拉力F做的有用功是多少？
（2）该滑轮组的机械效率是多少？
（3）拉力开的功率是多少？
（4）若绳子所能承受的最大拉力是45N，请计算说明，使用该滑轮组能否提起重120N的物体？
2、如图所示的实验装置，斜面长 ，高 ，秒表每格1s。重为1N的小车在沿斜面方向、大小为0.3N的拉力F作用下，从底端匀速到达顶端，秒表变化如图（指针转动未超过一周）。求：
（1）拉力的功率；
（2）斜面的机械效率。
3、桑塔纳轿车的质量是1.5吨,它以108千米每小时的速度在水平路面匀速行驶20分钟， 轿车受阻力是车重0.1倍
（1）求发动机的牵引力F；
（2）求发动机所做的功W；
（3）求发动机的功率P。
四、实验探究（2小题，每小题12分，共计24分）
1、如图甲所示为测定动滑轮机械效率的示意图．用弹簧测力计拉动绳子自由端，将质量为200g的钩码从A位置匀速提升至B位置，同时弹簧测力计从图中的A'位置匀速竖直上升至B'位置，在此过程中，弹簧测力计对绳的拉力为F，弹簧测力计的示数如图乙所示．
请根据以上信息完成下列各题．（g取10N/kg）
①弹簧测力计的示数为 N；拉力F所做的功为 J．
②动滑轮的机械效率约为 ．（结果保留到0.1%）
2、在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，实验小组用如图所示的装置进行了实验，实验数据记录如表所示，第三次实验时的拉力如图所示。
实验次数 钩码所受的重力G/N 钩码上升的高度h/cm 拉力F/N 绳自由端移动的距离s/cm 机械效率η
1 2 10 0.8 30 83.3%
2 4 10 1.5 30 ②
3 6 10 ① 30
（1）实验中应 拉动弹簧测力计使钩码上升；
（2）表格中编号①的数据应为 ，编号②的数据应为 ；
（3）比较实验数据可得出的实验结论是：使用同样的滑轮组， ，滑轮组的机械效率越高；
（4）在第一次实验时，若忽略绳重和摩擦，则计算出动滑轮的重力为 N。
-参考答案-
一、单选题
1、【答案】B
【解析】【解答】A、自行车的脚踏板在使用过程中，是轮轴（轮半径大于轴半径），其实质是省力杠杆，错误；
B、剪头发的剪刀在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，但能省距离，正确；
C、夹核桃的夹子 在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，错误；
D、自行车的刹车闸在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，错误。
故答案为：B。
【分析】杠杆的分类和特点：①省力杠杆，动力臂大于阻力臂，省力但费距离；②费力杠杆，动力臂小于阻力臂，费力但省距离；③等臂杠杆，动力臂等于阻力臂，既不省距离也不省力。
2、【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.
3、【答案】C
【解析】【解答】A．由图可知，承担物重的绳子段数 ，绳子移动距离
绳子自由端移动速度
A不符合题意；
BD．货物A的重力为
钢绳的拉力F的大小是
拉力F做功
拉力F的功率为 ，BD不符合题意；
C．滑轮组做的有用功是
滑轮组的机械效率为 ，C符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据路程和时间的比值计算速度，结合绳子股数计算拉力的速度；根据物体的重力和高度的乘积计算有用功，拉力和移动的距离的乘积计算总功，功和手机端比值计算功率；有用功和总的比值计算机械效率；
4、【答案】C
【解析】【解答】A、有用功与总功的比值叫机械效率，则机械效率与做功的多少无关，故A错误；
B、机械效率与机械功率大小没有直接关系，故B错误；
C、功率反映做功的快慢，功率大则做功快，故C正确；
D、功率是描述物体做功快慢的物理量，功率大的机器做功一定快，但做功不一定多，故D错误；
故答案为：C
【分析】功率是表示物体做功快慢的物理量，它等于单位时间内做功的多少；机械效率是指有用功和总功的比值，与功率无关。
5、【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。
6、【答案】D
【解析】【解答】A.老师用粉笔写板书时，粉笔断了，说明力可以改变物体的形状，故A错误；
B.学生用签字笔记笔记时，大拇指接触的位置相当于支点，阻力作用在笔尖上，而动力作用在食指上，此时动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，故B错误；
C.风吹动书翻页，是因为流体流速大的地方压强小，故C错误；
D.用橡皮蹭掉画错的图时，橡皮与纸之间的摩擦是滑动摩擦，故D正确。
故选D。
【分析】（1）运动状态的改变：静止变运动，运动变静止、运动方向改变和速度大小改变；
（2）比较动力臂和阻力臂的大小，确定杠杆的分类；
（3）根据流体压强和流速的关系判断；
（4）一个物体在另一物体上滑动时产生的摩擦叫滑动摩擦。
7、【答案】B
【解析】【解答】根据杠杆的平衡条件：F OB＝G OA，代入数据得：15N×30cm＝G×（30cm﹣20cm），解得：G＝45N，
故答案为：B。
【分析】利用杠杆的平衡条件计算即可.
8、【答案】C
【解析】【解答】AB.根据图像，甲是定滑轮，拉力F1只对物体做功，拉力F2对物体和动滑轮做功，则F1做功小于F2做功，A不符合题意，B不符合题意；
C.因为F1做的功小于F2做的功，在相同时间内，F1的功率小于F2的功率，C符合题意；
D.甲图是定滑轮，没有额外功，乙是动滑轮，有额外功，所以，甲的机械效率大于乙的机械效率，D不符合题意。
故答案为：C.
【分析】根据物体重力和滑轮重力分析定滑轮和动滑轮拉力大小，做功的多少和功率。
9、【答案】B
【解析】【解答】解：A、由图知，n＝3，则绳子自由端移动的距离：s绳＝3s物＝3v物t＝3×0.2m/s×10s＝6m，A不符合题意；
B、有用功W有＝fs物，拉力做的总功W总＝Fs绳，
因为η＝ ＝ ＝ ＝ ，
所以物体与地面间的滑动摩擦力：
f＝η×3F＝80%×3×20N＝48N，B符合题意；
C、拉力做功为：W总＝Fs绳＝20N×6m＝120J，
拉力做功的功率：P＝ ＝ ＝12W，C不符合题意；
D、有用功：W有＝fs物＝fv物t＝48N×0.2m/s×10s＝96J，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】利用s=vt求物体移动距离，拉力端移动的距离等于物体移动距离的n倍；利用η＝ ＝ 求摩擦力f；再利用W总＝Fs绳求拉力做的总功，再利用P＝ 功率公式求拉力做功功率；利用W有＝fs物＝fv物t计算拉力做的有用功.
10、【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。
二、填空题
1、【答案】30；3；0
【解析】【解答】拉力做的功为 功率为 重力的方向竖直向下，物体沿水平方向前进，所以重力不做功，即重力做功为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。
2、【答案】2250；750
【解析】【解答】传送一袋货物所做的有用功
由
得
所以
【分析】克服重力做的功为有用功，再利用求得总功，进一步由得出额外功。
3、【答案】做功；功率
【解析】【解答】物理中比较做功快慢的方法有两种：①做相同时间的功，比较做功的多少；②做相同的功，比较做功时间的长短．这说明做功快慢是由做功多少和做功时间这两个因素共同决定的，所以物理学中为了描述物体做功的快慢，就引入了功率这个物理量．
【分析】 功率是指单位时间内所做的功，用来表示物体做功快慢的物理量。
4、【答案】2600；2600；变大
【解析】【解答】由图可知，起重机动滑轮上有2段钢丝绳承担重物，
物体在空中静止时，受到钢丝绳对物体的拉力和重力是一对平衡力，所以F＝ （G物+G动）＝ （5000N+200N）＝2600N；
当物体以2m/s的速度匀速上升时，受到钢丝绳对物体的拉力和重力是一对平衡力；F′＝2600N；
当加速上升时，受到合力的方向向上，钢丝绳对物体的拉力大于物体的重力，所以钢丝绳的拉力变大。
故答案为：2600；2600；变大。
【分析】物体处于静止或匀速直线运动状态时，受到的力是平衡力；再利用F＝ （G物+G动）求得拉力大小.
物体做变速运动时合力的方向与加速度的方向相同.
5、【答案】；1×105；增大；惯性
【解析】【解答】解：（1）在传送带上向上运动的物体B受重力（方向竖直向下）、支持力（方向垂直于传送带向上）和摩擦力的作用；因B物体受重力作用而有向下滑动的趋势，所以B物体所受的摩擦力沿斜面向上，如图所示：
；（2）升降机托举2t的货物上升5m再水平运动2m进入机舱，此过程中竖直提升时克服重力做功，而水平移动时没有克服重力做功，
则此过程中克服重力所做的功为：W＝Gh＝mgh＝2×103kg×10N/kg×5m＝1×105J；（3）飞机起飞过程中，质量不变，速度增大、高度增大，动能和重力势能都增大，因此其机械能逐渐增大；
落地后不能立即停下来是由于飞机具有惯性，仍要保持原来的运动状态。
故答案为：如上图所示；1×105；增大；惯性。
【分析】物体受到的重力竖直向下，摩擦力和物体相对运动方向相反；根据物体的重力和高度变化的乘积计算做功多少；质量不变时，速度增大、高度增大，动能和重力势能都增大；惯性使物体保持原有状态。
三、计算题
1、【答案】（1）解：由图可知，滑轮组的动滑轮绕3段绳。
拉力F做的有用功W有=Gh=90N×2m=180J
答：拉力F做的有用功是180J；
（2）解：该滑轮组的机械效率
方法一：
方法二：
答：该滑轮组的机械效率是75%；
（3）解：拉力F的功率
答：拉力开的功率是40W；
（4）解：不计绳重和摩擦，额外功W额=W总-W有=240J-180J=60J
动滑轮的重力G动= =30N
绳子所能承受的最大拉力是45N，提起物体的最大重力G最大=3F最大-G动=3×45N-30N=105N＜120N
使用该滑轮组不能提起重120N的物体。
答：若绳子所能承受的最大拉力是45N，使用该滑轮组不能否提起重120N的物体。
【解析】【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；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、【答案】（1）解：拉力F做的总功W总=Fs=0.3N×2m=0.6J
由图可知，小车从底端匀速到达顶端所用时间t=5s，拉力的功率P= = =0.12W
即拉力的功率为0.12W。
答：拉力的功率为0.12W；
（2）有用功W有用=Gh=1N×0.5m=0.5J
斜面的机械效率η= = 83.3%
即斜面的机械效率为83.3%。
答：斜面的机械效率为83.3%。
【解析】【分析】（1）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；
（2）用斜面提升物体，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。
3、【答案】（1）解：轿车受到的重力：G=mg=1.5×103kg×10N/kg=1.5×104N；
轿车受到的阻力：f=0.1G=0.1×1.5×104N=1.5×103N；
因为轿车在水平面匀速行驶，轿车匀速运动，受到的牵引力和阻力是平衡力，所以牵引力：F=f=1.5×103N；
答：求发动机的牵引力为1.5×103N
（2）解：轿车行驶的路程：s=vt=108km/h× h=36km=36000m；
发动机做功：W=Fs=1.5×103N×36000m=5.4×107J
答：求发动机所做的功为5.4×107J
（3）解：发动机所做功功率：P= =45000W
答：求发动机的功率为45000W。
【解析】【分析】（1）结合汽车的质量求解汽车的重力，进而求解水平方向的摩擦力，对汽车进行受力分析，水平方向上在牵引力和摩擦力的作用下匀速运动，处于平衡状态，合力为零，利用平衡方程求解力的大小；
（2）（3）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。
四、实验探究
1、【答案】1.2；0.24；83.3%
【解析】【解答】①由图可知，弹簧测力计的分度值为0.2N，弹簧测力计的示数为1.2N；
弹簧测力计移动的距离为：s=45cm-25cm=20cm=0.2m，
拉力F所做的功为：W=Fs=1.2N×0.2m=0.24J；
②钩码的重力为：G=mg=200×10-3kg×10N/kg=2N，
钩码上升的高度为：h=10cm-0cm=10cm=0.1m，
有用功为：W有用=Gh=2N×0.1m=0.2J，
动滑轮的机械效率为：η= ×100%= ×100%≈83.3%
【分析】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；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；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、【答案】（1）竖直向上匀速
（2）2.2；88.9%
（3）提升的物体越重
（4）0.4
【解析】【解答】（1）实验中应竖直向上匀速拉动弹簧测力计使钩码上升，此时系统处于平衡状态，测力计示数大小才等于拉力大小。
（2）由图知，弹簧测力计的分度值为0.1N，拉力为2.2N；第2次实验的机械效率为η=
（3）实验选用的同一滑轮组，动滑轮的重力不变，由表中实验数据分析可知，同一滑轮组提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高。
（4）根据表中数据，在第一次实验做的总功W总1=F1s1=0.8N×0.3m=0.24J
做的有用功W有1=G1h=2N×0.1m=0.2J
做的额外功W额外=W总1﹣W有1=0.24J﹣0.2J=0.04J
因忽略绳重和摩擦，故所做额外功是克服动滑轮重力阻力所做的功，则动滑轮的重力为G动= =0.4N
【分析】（1）实验中应竖直向上匀速拉动弹簧测力计使钩码上升。
（2）结合弹簧测力计的分度值读出拉力大小；根据η=求出第2次实验的机械效率。
（3）分析实验中相同量和不同量，得出机械效率与变化量的关系。
（4）根据表中数据，求出第一次实验时做的总功和有用功，从而得出额外功；因忽略绳重和摩擦，故所做额外功是克服动滑轮重力阻力所做的功，据此求出动滑轮的重力。
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、如图所示的简单机械中，属于费力杠杆的是（ ）
A．自行车的脚踏板
B．剪头发的剪刀
C．夹核桃的夹子
D．自行车的刹车闸
2、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
3、如图所示，是某建筑工地使用的一种起重机的滑轮组。一次提升货物A的质量为2.7×103kg，30s内货物A被匀速提升了3m，动滑轮的重力3×103N(不计起重机钢绳重和一切摩擦)。下列分析中正确的是（ ）
A．钢绳自由端的移动速度为0.1m/s
B．拉力F的功率为1.5×103W
C．滑轮组的机械效率为90%
D．钢绳的拉力F的大小为1.0×104N
4、关于功、功率机械效率，下列说法中正确的是( )
A．机械效率高的机器做功一定多 B．机械效率高的机器做功一定快
C．功率大的机器做功一定快 D．功率大的机器做功一定多
5、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．
6、关于物理课上的一些情景，下列说法正确的是( )
A．老师用粉笔写板书时，粉笔断了，说明力可以改变物体的运动状态
B．学生用签字笔记笔记时，签字笔是省力杠杆
C．风吹动书翻页，是因为流体流速大的地方压强大
D．用橡皮蹭掉画错的图时，橡皮与纸之间的摩擦是滑动摩擦
7、在图中，手持弹簧测力计竖直向上拉，使杠杆处于平衡状态，测力计的示数是15牛，若OB＝30厘米，AB＝20厘米，则物体重为（ ）
A．15牛 B．45牛 C．30牛 D．22.5牛
8、两个完全相同的滑轮，其重力均为20N。分别用图甲、乙两种方式，将重400N的物体以相同的速度匀速提升了10m，不计摩擦和绳重，则下列判断正确的是（ ）
A．F1做的功大于F2做的功
B．F1和F2做的功相等
C．F1做功的功率小于F2做功的功率
D．甲的机械效率小于乙的机械效率
9、如图所示，重300N的物体在20N的水平拉力F的作用下，以0.2m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了10s，滑轮组的机械效率为80%，则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2m
B．物体与地面间的滑动摩擦力为48N
C．拉力F的功率为4W
D．有用功为120J
10、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？
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、重力为50牛的物体在大小为10牛的水平拉力作用下，10秒内在水平地面上沿拉力方向匀速前进3米，拉力做的功为 焦，功率为 瓦；重力做功为 焦。
2、如图所示是电动传送机，传送带斜面长15m，高7.5m，每袋货物质量m=30kg。传送机匀速传送一袋货物到A处所做的有用功为 J，传送机工作时的机械效率是75%，则传送一袋货物所做的额外功是 J。（g取10N/kg）
3、物理学中，常用新的物理量对不同事物进行描述，例如为了描述物体运动的快慢，我们引入了速度这个物理量。为了描述 的快慢，我们引人了物理量 。
4、如图是一浮式起重机。滑轮和挂钩共重200N，现吊着重为5000N的物体静止在空中时，钢丝绳的拉力是 ；若以2m/s的速度匀速上升时，钢丝绳的拉力是 。若加速上升时，钢丝绳的拉力将 （填“变大”、“不变”或“变小”）
5、小件的防疫物资用传送带装入飞机，请在下图中画出正在传送带上向上传送物体B的受力示意图 （不计空气阻力，力的大小不作要求）。
大宗物品用升降机装入飞机，如图所示，升降机托举2t的货物上升5m再水平运动2m进入机舱，此过程中克服重力所做的功为 J（g取10N/kg）。飞机起飞过程中，机械能逐渐 ，落地后不能立即停下来是由于飞机具有 。
三、计算题（3小题，每小题7分，共计21分）
1、如图，某同学用40N的拉力，在6s内将重90N的物体匀速提升2m，不计绳重和摩擦。在此过程中，求∶
（1）拉力F做的有用功是多少？
（2）该滑轮组的机械效率是多少？
（3）拉力开的功率是多少？
（4）若绳子所能承受的最大拉力是45N，请计算说明，使用该滑轮组能否提起重120N的物体？
2、如图所示的实验装置，斜面长 ，高 ，秒表每格1s。重为1N的小车在沿斜面方向、大小为0.3N的拉力F作用下，从底端匀速到达顶端，秒表变化如图（指针转动未超过一周）。求：
（1）拉力的功率；
（2）斜面的机械效率。
3、桑塔纳轿车的质量是1.5吨,它以108千米每小时的速度在水平路面匀速行驶20分钟， 轿车受阻力是车重0.1倍
（1）求发动机的牵引力F；
（2）求发动机所做的功W；
（3）求发动机的功率P。
四、实验探究（2小题，每小题12分，共计24分）
1、如图甲所示为测定动滑轮机械效率的示意图．用弹簧测力计拉动绳子自由端，将质量为200g的钩码从A位置匀速提升至B位置，同时弹簧测力计从图中的A'位置匀速竖直上升至B'位置，在此过程中，弹簧测力计对绳的拉力为F，弹簧测力计的示数如图乙所示．
请根据以上信息完成下列各题．（g取10N/kg）
①弹簧测力计的示数为 N；拉力F所做的功为 J．
②动滑轮的机械效率约为 ．（结果保留到0.1%）
2、在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，实验小组用如图所示的装置进行了实验，实验数据记录如表所示，第三次实验时的拉力如图所示。
实验次数 钩码所受的重力G/N 钩码上升的高度h/cm 拉力F/N 绳自由端移动的距离s/cm 机械效率η
1 2 10 0.8 30 83.3%
2 4 10 1.5 30 ②
3 6 10 ① 30
（1）实验中应 拉动弹簧测力计使钩码上升；
（2）表格中编号①的数据应为 ，编号②的数据应为 ；
（3）比较实验数据可得出的实验结论是：使用同样的滑轮组， ，滑轮组的机械效率越高；
（4）在第一次实验时，若忽略绳重和摩擦，则计算出动滑轮的重力为 N。
-参考答案-
一、单选题
1、【答案】B
【解析】【解答】A、自行车的脚踏板在使用过程中，是轮轴（轮半径大于轴半径），其实质是省力杠杆，错误；
B、剪头发的剪刀在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，但能省距离，正确；
C、夹核桃的夹子 在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，错误；
D、自行车的刹车闸在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，错误。
故答案为：B。
【分析】杠杆的分类和特点：①省力杠杆，动力臂大于阻力臂，省力但费距离；②费力杠杆，动力臂小于阻力臂，费力但省距离；③等臂杠杆，动力臂等于阻力臂，既不省距离也不省力。
2、【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.
3、【答案】C
【解析】【解答】A．由图可知，承担物重的绳子段数 ，绳子移动距离
绳子自由端移动速度
A不符合题意；
BD．货物A的重力为
钢绳的拉力F的大小是
拉力F做功
拉力F的功率为 ，BD不符合题意；
C．滑轮组做的有用功是
滑轮组的机械效率为 ，C符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据路程和时间的比值计算速度，结合绳子股数计算拉力的速度；根据物体的重力和高度的乘积计算有用功，拉力和移动的距离的乘积计算总功，功和手机端比值计算功率；有用功和总的比值计算机械效率；
4、【答案】C
【解析】【解答】A、有用功与总功的比值叫机械效率，则机械效率与做功的多少无关，故A错误；
B、机械效率与机械功率大小没有直接关系，故B错误；
C、功率反映做功的快慢，功率大则做功快，故C正确；
D、功率是描述物体做功快慢的物理量，功率大的机器做功一定快，但做功不一定多，故D错误；
故答案为：C
【分析】功率是表示物体做功快慢的物理量，它等于单位时间内做功的多少；机械效率是指有用功和总功的比值，与功率无关。
5、【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。
6、【答案】D
【解析】【解答】A.老师用粉笔写板书时，粉笔断了，说明力可以改变物体的形状，故A错误；
B.学生用签字笔记笔记时，大拇指接触的位置相当于支点，阻力作用在笔尖上，而动力作用在食指上，此时动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，故B错误；
C.风吹动书翻页，是因为流体流速大的地方压强小，故C错误；
D.用橡皮蹭掉画错的图时，橡皮与纸之间的摩擦是滑动摩擦，故D正确。
故选D。
【分析】（1）运动状态的改变：静止变运动，运动变静止、运动方向改变和速度大小改变；
（2）比较动力臂和阻力臂的大小，确定杠杆的分类；
（3）根据流体压强和流速的关系判断；
（4）一个物体在另一物体上滑动时产生的摩擦叫滑动摩擦。
7、【答案】B
【解析】【解答】根据杠杆的平衡条件：F OB＝G OA，代入数据得：15N×30cm＝G×（30cm﹣20cm），解得：G＝45N，
故答案为：B。
【分析】利用杠杆的平衡条件计算即可.
8、【答案】C
【解析】【解答】AB.根据图像，甲是定滑轮，拉力F1只对物体做功，拉力F2对物体和动滑轮做功，则F1做功小于F2做功，A不符合题意，B不符合题意；
C.因为F1做的功小于F2做的功，在相同时间内，F1的功率小于F2的功率，C符合题意；
D.甲图是定滑轮，没有额外功，乙是动滑轮，有额外功，所以，甲的机械效率大于乙的机械效率，D不符合题意。
故答案为：C.
【分析】根据物体重力和滑轮重力分析定滑轮和动滑轮拉力大小，做功的多少和功率。
9、【答案】B
【解析】【解答】解：A、由图知，n＝3，则绳子自由端移动的距离：s绳＝3s物＝3v物t＝3×0.2m/s×10s＝6m，A不符合题意；
B、有用功W有＝fs物，拉力做的总功W总＝Fs绳，
因为η＝ ＝ ＝ ＝ ，
所以物体与地面间的滑动摩擦力：
f＝η×3F＝80%×3×20N＝48N，B符合题意；
C、拉力做功为：W总＝Fs绳＝20N×6m＝120J，
拉力做功的功率：P＝ ＝ ＝12W，C不符合题意；
D、有用功：W有＝fs物＝fv物t＝48N×0.2m/s×10s＝96J，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】利用s=vt求物体移动距离，拉力端移动的距离等于物体移动距离的n倍；利用η＝ ＝ 求摩擦力f；再利用W总＝Fs绳求拉力做的总功，再利用P＝ 功率公式求拉力做功功率；利用W有＝fs物＝fv物t计算拉力做的有用功.
10、【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。
二、填空题
1、【答案】30；3；0
【解析】【解答】拉力做的功为 功率为 重力的方向竖直向下，物体沿水平方向前进，所以重力不做功，即重力做功为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。
2、【答案】2250；750
【解析】【解答】传送一袋货物所做的有用功
由
得
所以
【分析】克服重力做的功为有用功，再利用求得总功，进一步由得出额外功。
3、【答案】做功；功率
【解析】【解答】物理中比较做功快慢的方法有两种：①做相同时间的功，比较做功的多少；②做相同的功，比较做功时间的长短．这说明做功快慢是由做功多少和做功时间这两个因素共同决定的，所以物理学中为了描述物体做功的快慢，就引入了功率这个物理量．
【分析】 功率是指单位时间内所做的功，用来表示物体做功快慢的物理量。
4、【答案】2600；2600；变大
【解析】【解答】由图可知，起重机动滑轮上有2段钢丝绳承担重物，
物体在空中静止时，受到钢丝绳对物体的拉力和重力是一对平衡力，所以F＝ （G物+G动）＝ （5000N+200N）＝2600N；
当物体以2m/s的速度匀速上升时，受到钢丝绳对物体的拉力和重力是一对平衡力；F′＝2600N；
当加速上升时，受到合力的方向向上，钢丝绳对物体的拉力大于物体的重力，所以钢丝绳的拉力变大。
故答案为：2600；2600；变大。
【分析】物体处于静止或匀速直线运动状态时，受到的力是平衡力；再利用F＝ （G物+G动）求得拉力大小.
物体做变速运动时合力的方向与加速度的方向相同.
5、【答案】；1×105；增大；惯性
【解析】【解答】解：（1）在传送带上向上运动的物体B受重力（方向竖直向下）、支持力（方向垂直于传送带向上）和摩擦力的作用；因B物体受重力作用而有向下滑动的趋势，所以B物体所受的摩擦力沿斜面向上，如图所示：
；（2）升降机托举2t的货物上升5m再水平运动2m进入机舱，此过程中竖直提升时克服重力做功，而水平移动时没有克服重力做功，
则此过程中克服重力所做的功为：W＝Gh＝mgh＝2×103kg×10N/kg×5m＝1×105J；（3）飞机起飞过程中，质量不变，速度增大、高度增大，动能和重力势能都增大，因此其机械能逐渐增大；
落地后不能立即停下来是由于飞机具有惯性，仍要保持原来的运动状态。
故答案为：如上图所示；1×105；增大；惯性。
【分析】物体受到的重力竖直向下，摩擦力和物体相对运动方向相反；根据物体的重力和高度变化的乘积计算做功多少；质量不变时，速度增大、高度增大，动能和重力势能都增大；惯性使物体保持原有状态。
三、计算题
1、【答案】（1）解：由图可知，滑轮组的动滑轮绕3段绳。
拉力F做的有用功W有=Gh=90N×2m=180J
答：拉力F做的有用功是180J；
（2）解：该滑轮组的机械效率
方法一：
方法二：
答：该滑轮组的机械效率是75%；
（3）解：拉力F的功率
答：拉力开的功率是40W；
（4）解：不计绳重和摩擦，额外功W额=W总-W有=240J-180J=60J
动滑轮的重力G动= =30N
绳子所能承受的最大拉力是45N，提起物体的最大重力G最大=3F最大-G动=3×45N-30N=105N＜120N
使用该滑轮组不能提起重120N的物体。
答：若绳子所能承受的最大拉力是45N，使用该滑轮组不能否提起重120N的物体。
【解析】【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；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、【答案】（1）解：拉力F做的总功W总=Fs=0.3N×2m=0.6J
由图可知，小车从底端匀速到达顶端所用时间t=5s，拉力的功率P= = =0.12W
即拉力的功率为0.12W。
答：拉力的功率为0.12W；
（2）有用功W有用=Gh=1N×0.5m=0.5J
斜面的机械效率η= = 83.3%
即斜面的机械效率为83.3%。
答：斜面的机械效率为83.3%。
【解析】【分析】（1）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；
（2）用斜面提升物体，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。
3、【答案】（1）解：轿车受到的重力：G=mg=1.5×103kg×10N/kg=1.5×104N；
轿车受到的阻力：f=0.1G=0.1×1.5×104N=1.5×103N；
因为轿车在水平面匀速行驶，轿车匀速运动，受到的牵引力和阻力是平衡力，所以牵引力：F=f=1.5×103N；
答：求发动机的牵引力为1.5×103N
（2）解：轿车行驶的路程：s=vt=108km/h× h=36km=36000m；
发动机做功：W=Fs=1.5×103N×36000m=5.4×107J
答：求发动机所做的功为5.4×107J
（3）解：发动机所做功功率：P= =45000W
答：求发动机的功率为45000W。
【解析】【分析】（1）结合汽车的质量求解汽车的重力，进而求解水平方向的摩擦力，对汽车进行受力分析，水平方向上在牵引力和摩擦力的作用下匀速运动，处于平衡状态，合力为零，利用平衡方程求解力的大小；
（2）（3）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。
四、实验探究
1、【答案】1.2；0.24；83.3%
【解析】【解答】①由图可知，弹簧测力计的分度值为0.2N，弹簧测力计的示数为1.2N；
弹簧测力计移动的距离为：s=45cm-25cm=20cm=0.2m，
拉力F所做的功为：W=Fs=1.2N×0.2m=0.24J；
②钩码的重力为：G=mg=200×10-3kg×10N/kg=2N，
钩码上升的高度为：h=10cm-0cm=10cm=0.1m，
有用功为：W有用=Gh=2N×0.1m=0.2J，
动滑轮的机械效率为：η= ×100%= ×100%≈83.3%
【分析】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；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；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、【答案】（1）竖直向上匀速
（2）2.2；88.9%
（3）提升的物体越重
（4）0.4
【解析】【解答】（1）实验中应竖直向上匀速拉动弹簧测力计使钩码上升，此时系统处于平衡状态，测力计示数大小才等于拉力大小。
（2）由图知，弹簧测力计的分度值为0.1N，拉力为2.2N；第2次实验的机械效率为η=
（3）实验选用的同一滑轮组，动滑轮的重力不变，由表中实验数据分析可知，同一滑轮组提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高。
（4）根据表中数据，在第一次实验做的总功W总1=F1s1=0.8N×0.3m=0.24J
做的有用功W有1=G1h=2N×0.1m=0.2J
做的额外功W额外=W总1﹣W有1=0.24J﹣0.2J=0.04J
因忽略绳重和摩擦，故所做额外功是克服动滑轮重力阻力所做的功，则动滑轮的重力为G动= =0.4N
【分析】（1）实验中应竖直向上匀速拉动弹簧测力计使钩码上升。
（2）结合弹簧测力计的分度值读出拉力大小；根据η=求出第2次实验的机械效率。
（3）分析实验中相同量和不同量，得出机械效率与变化量的关系。
（4）根据表中数据，求出第一次实验时做的总功和有用功，从而得出额外功；因忽略绳重和摩擦，故所做额外功是克服动滑轮重力阻力所做的功，据此求出动滑轮的重力。