2021-2022学年最新北师大版物理八年级下册第九章 机械和功必考点解析试题（Word版含答案）
文档属性
| 名称 | 2021-2022学年最新北师大版物理八年级下册第九章 机械和功必考点解析试题（Word版含答案） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 384.9KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 北师大版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-05-18 21:05:36 | ||
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文档简介
北师大版物理八年级下册第九章 机械和功必考点解析
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、已知A物体在光滑的水平面上运动，B物体在粗糙的水平面上运动，现用相同的水平拉力，分别使两个物体沿力的方向运动相同的距离，则（ ）
A．WA = WB； B．WA < WB； C．WA > WB； D．无法比较。
2、指甲刀是生活中常用的小工具，如图所示，它包含三个杠杆，关于这三个杠杆的说法正确的是（ ）
A．一个省力杠杆，两个费力杠杆 B．一个费力杠杆，两个省力杠杆
C．三个都是省力杠杆 D．三个都是费力杠杆
3、如图所示的简单机械，属于省力杠杆的是（）
A． B．
C． D．
4、如图所示是使用简单机械匀速提升物体的四种方式，其中D图中绳子的悬挂点在杠杆的中心处。不计机械自重和摩擦，如果现在四种方式人提供的拉力大小相等，那么四个物体重力最大的是（ ）
A． B．
C． D．
5、如图所示，杠杆左端悬挂物体，右端施加动力F，处于平衡状态（忽略杠杆自身重力的影响）。下列说法正确的是 （ ）
A．动力臂是线段OA
B．此时杠杆是费力杠杆
C．杠杆的阻力是物体受到的重力 G
D．保持杠杆位置不变，将动力F 转至F1位置时，动力变大
6、关于功、功率及机械效率，下列说法正确的是（ ）
A．机械效率越大，机械做功越快 B．做功越多，功率越大
C．机械效率越大，做功时间越短 D．做功越快，功率越大
7、如图为七星游乐场中的一款游乐项目，爸爸用滑轮组将小红升上去，若小红重（不计摩擦力及椅子、横杆和绳重），每个动滑轮重为，提升过程中爸爸手中的绳子在内移动了，下列说法正确的是（ ）
A．小红上升的距离为 B．拉力做功的功率为
C．此装置的机械效率为 D．此过程所做的额外功为
8、下列关于功率和机械效率的说法正确的是（ ）
A．功率越小的机械做功越慢
B．功率越大的机械越省力
C．机械效率越低的机械做功越慢
D．机械效率越高的机械一定越省力
9、如图所示，斜面高为1m、长为4m，用沿斜面向上大小为75N的拉力F，将重为200N的木箱由斜面底端匀速缓慢拉到顶端。下列判断中正确的是（ ）
A．克服木箱重力做的功为800J
B．木箱受到斜面的摩擦力为25N
C．斜面对木箱支持力做功为200J
D．拉动木箱的过程中，斜面的机械效率为80%
10、下列说法中正确的是（ ）
A．机械的功率越小，其机械效率越低
B．在相同时间内，效率高的机械做功多
C．功率大的机械一定比功率小的机械做功多
D．功率大的机械一定比功率小的机械做功快
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、如图所示，在“测滑轮组机械效率”实验中，物体重6N，实验时沿 方向匀速拉绳子自由端最省力，若物体上升高度为10cm，此时弹簧测力计的示数为2.5N，则滑轮组的机械效率是 。
2、一名体重为 500N 的学生双脚站在水平地面上，要用如图所示的滑轮组将 600N 的重物匀速提升 1m．该同学匀速提升的过程中滑轮组的机械效率是 80%，单脚面积为200cm2，则拉力的大小为 N，拉起物体时他对地面的压强为 Pa．
3、小明用图所示的杠杆在B处提升重物，O为支点，将重20N物体提升0.5m，此杠杆属于 （省力/费力）杠杆，小明对杠杆做的有用功为 J，若将拉力位置移到C处，仍将该物体提升0.5m，与原来相比机械效率 （变小/不变/变大）。
4、某班级组织了一次物理课外实践活动，试比较全班同学中从一楼爬上三楼过程中谁的爬楼功率最大。为了简便获得比赛结果，则活动中至少测量的物理量是：人体的体重和 。实验结束后，有位质量为50kg同学进行爬杆训练，当他沿竖直杆匀速上爬时，人受到的摩擦力大小为 N（g＝10N/kg）。
5、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）。
三、计算题（3小题，每小题7分，共计21分）
1、爸爸给小林买了一部电动平衡车。小林从家骑该电动平衡车以l2km/h 的速度匀速行驶，用15min到达了新华广场。小林的质量为40kg，求：
平衡车参数
材质 镁合金高弹性车架
净重 10kg（含电池组）
最高车速 18km/h
充电时间 约4小时
轮胎个数 2
轮胎总触地面积 5cm2
（1）小林在新华广场水平路面上骑行时，车对地面的压强是多少？
（2）若骑行平衡车时所受阻力为人和车总重的0.1倍，则小林在新华广场中以最高速度骑行时，平衡车动力的功率是多少？
2、2019年3月12日，我国自主研发建造的“天鲲号”绞吸挖泥船正式投产首航，其智能化水平以及挖掘系统、输送系统的高功率配置均为世界之最。绞吸挖泥船在需要疏挖的航道码头，先利用转动的铰刀将岩石机械切割使之松动，搅松水底的岩石与水混合成泥浆，经过真空吸泥管吸入泵体，再经过排泥管输送至排泥区回填造地。做一个形象的描述：“天鲲号”1小时挖的泥沙可以填满一个深为1m的足球场那么大的坑。“天鲲号”长140m、宽27.8m，满载排水量为17000t。（ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg）
（1）水面下6m处的船体受到水的压强是多少？
（2）满载时，求“天鲲号”受到水的浮力是多少？
（3）若某段工作时间内，“天鲲号”的泥泵输出功率恒为12000kW，排泥速度为2m/s。则泥泵对排泥管内泥浆的推力为多少？
3、某农场栽种出一个超级大南瓜。为将南瓜顺利装车，村民们用如图所示的滑轮，用绳子绕制成滑轮组。在20s时间内，村民们用750N的拉力将绳端沿竖直方向匀速向下拉动6m，把南瓜提升1.5m，此过程中滑轮组的机械效率为90%．（g取10N/kg）
则：
（1）按题意画出滑轮组的绳子绕法。
（2）村民们拉动滑轮组的功率为多大？
（3）超级大南瓜的质量为多大？
四、实验探究（2小题，每小题12分，共计24分）
1、在“探究影响动滑轮机械效率的因素“的实验中，小佳用同一动滑轮进行了三次实验，实验装置如图所示。
序号 动滑轮物重 G动/N 钩码总重 G/N 钩码上升的 高度h/m 弹簧测力计F/N 绳自由端上升的高度s/m 动滑轮的机械效率η/%
① 0.3 1 0.2 0.70 0.4 71.4%
② 0.3 2 0.2 1.28 0.4 78.1%
③ 0.43 4 0.2 0.4
（1）实验时，小佳应沿 方向匀速拉动弹簧测力计；
（2）第3次实验时，弹簧测力计的示数如图所示，此时绳端受到的拉力为 N，拉力所做的额外功为 J，动滑轮的机械效率为 %；
（3）分析表中数据可知：用同一动滑轮将物体匀速提升相同的高度时，随着钩码总重的增加，拉力所做的额外功将 （选填“减小”、“不变”或“增大”），你认为其原因是 ；
（4）为提高动滑轮的机械效率，下列措施可行的是______。
A．增加钩码的总重 B．增加提升钩码的高度
C．在滑轮转轴处涂润滑油 D．换用质量更小的滑轮
2、小明在测量滑轮组机械效率的实验中，所用装置如图所示，实验中每个钩码重2 N，测得的数据如下表：
（1）第1次实验测得的机械效率为 。(结果保留两位有效数字)
（2）分析表中数据可知：第2次实验是用 图做的；第4次实验是用 图做的。(选填“a”“b”或“c”)
（3）分析第1、2次实验数据可知：使用同一滑轮组， 可以提高滑轮组的机械效率；分析第1、3次实验数据可知：使用不同的滑轮组，提升相同的重物，动滑轮个数越多(即动滑轮总重越重)，滑轮组的机械效率 。
-参考答案-
一、单选题
1、【答案】A
【解析】【解答】功等于力与距离的乘积，即W=Fs，由于用相同的水平拉力，所以F相同，同时，甲、乙两个物体沿力的方向移动相同的距离，所以s也相同，故所做的功相等，即WA=WB。
故答案为：A
【分析】物体受力和运动的距离相同时，力对物体做功相同。
2、【答案】A
【解析】【解答】杠杆ABC，支点是C，动力臂大于阻力臂，是一个省力杠杆；杠杆OED，支点是O，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，杠杆OBD是费力杠杆，杠杆ABC是一个省力杠杆，A符合题意。
故答案为：A。
【分析】杠杆的分类：当动力臂大于阻力臂时，是省力杠杆；当动力臂等于阻力臂时，是等臂杠杆；当动力臂小于阻力臂时，是费力杠杆。
3、【答案】D
【解析】【解答】A．定滑轮可视为等臂杠杆，在使用时既不能省力也不费力，但可以改变力的方向，A不符合题意；
BC．钓鱼杆和筷子在使用时，其动力臂小于阻力臂，根据杠杆的平衡条件 可得
所以钓鱼杆和筷子都为费力杠杆，BC不符合题意；
D．撬钉在使用时，可以视为动力臂大于阻力臂的杠杆，根据杠杆的平衡条件 可得
所以撬钉为省力杠杆，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】使用杠杆时，动力臂大于阻力臂时，动力小于阻力，是省力杠杆。
4、【答案】B
【解析】【解答】A．图中为斜面，拉力做功等于克服物体重力做的功，则F1×4m=G×2m
解得拉力
B．图中滑轮组由3段绳子承担物重，则绳端的拉力
C．图中为定滑轮，定滑轮不省力，则F3=G3；
D．由杠杆的平衡条件知道，
又因为现在四种方式人提供的拉力大小相等，即
四个物体重力最大的是G2，B符合题意。
故答案为：B。
【分析】在滑轮组中，与动滑轮接触的绳子的段数越多，那么这个滑轮组就越省力，但是也越费距离。
5、【答案】D
【解析】【解答】AB．如图
动力臂为l1（不是OA）大于阻力臂l2，所以是省力杠杆；AB不符合题意；
C．物体对杠杆的拉力为阻力，不是物体受到的重力G，C不符合题意；
D．保持杠杆位置不变，将动力F转至F1位置，动力臂变小，而阻力、阻力臂不变，由杠杆平衡条件可知，动力变大，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】利用杠杆的平衡条件分析，在阻力、阻力臂不变时，动力臂越小、动力越大。
6、【答案】D
【解析】【解答】AC．机械效率是有用功与总功的比值，与做功快慢无关，AC不符合题意；
B．功率是表示做功快慢的物理量，等于单位时间所做的功，时间未知，不能确定功率大小，B不符合题意；
D．功率就是描述物体做功快慢的物理量。做功快，功率一定大，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。
7、【答案】C
【解析】【解答】A．由图可知，动滑轮绕10段绳子，小红上升的距离为
故A错误；
B．不计摩擦力及椅子、横杆和绳重，拉力的大小
拉力做的功W总=Fs=50N×5m=250J
拉力做功的功率为
故B错误；
C．有用功W有=Gh=400N×0.5m=200J
此装置的机械效率为=80%
故C正确；
D．此过程所做的额外功为W额=W总-W有=250J-200J=50J
故D错误。
故答案为：C。
【分析】利用s=nh求小红上升的距离；利用不计摩擦力及椅子、横杆和绳重时F=（G+G动）求拉力，利用W总=Fs求拉力做的总功，利用P=求拉力做功的功率。利用W有=Gh求有用功，利用求机械效率；利用W总=W有+W额求额外功。
8、【答案】A
【解析】【解答】A．功率是描述物体做功快慢的物理量，功率越小，说明物体做功越慢，A符合题意；
B．机械省力与否与功率大小没有关系，B不符合题意；
C．机械效率低只能说明有用功在总功中占的百分比小，与机械做功快慢无关，C不符合题意；
D．机械效率高只能说明有用功在总功中占的百分比大，与机械是否省力无关，D不符合题意。
故答案为：A。
【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；机械效率代表的有用功占总功的比例。
9、【答案】B
【解析】【解答】A．由题意知，木箱的重力G=200N，h=1m，则木箱克服重力做功W有用=Gh=200N×1m=200J
A不符合题意；
B．拉力F做的功W总=FL=75N×4m=300J
克服摩擦力做功W额=W总-W有用=300J-200J=100J
木箱受到斜面的摩擦力
B符合题意；
C．木箱移动方向与支持力方向垂直，没有在支持力的方向上移动距离，所以斜面的支持力做功为零，C不符合题意；
D．拉动木箱的过程中，斜面的机械效率为 ≈67%
D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】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。
10、【答案】D
【解析】【解答】A．功率是比较做功快慢的物理量，机械效率是有用功和总功的比值，两者没有必然联系，A不符合题意；
B．机械效率是有用功和总功的比值，在相同时间内，效率高的机械做功多，这种说法是错误的，B不符合题意；
C．功率是比较做功快慢的物理量，功率大的机械一定比功率小的机械做功多，这种说法是错误的，C不符合题意；
D．功率是比较做功快慢的物理量，功率大的机械一定比功率小的机械做功快，这种说法是正确的，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】功率表示做功的快慢，机械效率是有用功和总功的比值。
二、填空题
1、【答案】竖直；80%
【解析】【解答】解：（1）绳子自由端最后通过动滑轮，而且当沿竖直方向拉绳子自由端时，动滑轮的动力臂最大，
所以此时自由端的拉力最小（最省力）；（2）由图可知，n＝3，则滑轮组的机械效率：
η＝ ×100%＝ ×100%＝ ×100%＝ ×100%＝ ×100%＝80%。
故答案为：竖直；80%。
【分析】实验时，应将弹簧测力计竖直匀速向上拉动；利用η＝ ×100%＝ ×100%＝ ×100%＝ ×100%求得滑轮组的机械效率.
2、【答案】375；3125
【解析】【解答】（1）由图知，n=2，拉力端移动距离s=2h=2×1m=2m，
有用功：W有=Gh=600N×1m=600J，
由得，总功：，
由W总=Fs得，拉力：；
（2）拉起物体时他对地面的压力：F压=G人-F=500N-375N=125N，
受力面积：S=2×200cm2=400cm2=0.04m2，
对地面的压强：。
故答案为：375；3125。
【分析】（1）由图知，n=2，拉力端移动距离s=2h，由W有=Gh计算出有用功，利用机械效率公式求出总功，利用W总=Fs计算拉力；
（2）拉起物体时他对地面的压力等于人的重力减去拉力，求出受力面积（两只脚面积），再利用求对地面的压强。
3、【答案】费力；10；不变
【解析】【解答】由图可知，O为支点，此时的动力臂为OB，阻力臂为OA，OB的长度小于OA的长度，故此杠杆属于费力杠杆；小明对杠杆做的有用功为W有＝Gh＝20N×0.5m＝10J；
若将拉力位置移到C处，仍将该物体提升0.5m，则有用功不变；由于杠杆的重力和提升高度均不变，则克服杠杆重力所做的额外功不变，故总功也不变，机械效率不变。
点睛：根据动力臂和阻力臂的大小分析杠杆的性质；根据W＝Gh求出有用功；杠杆的机械效率与力的作用点无关．
【分析】当动力臂小于阻力臂时，动力大于阻力，是费力杠杆，根据物体的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。
4、【答案】爬到三楼所需的时间；500
【解析】【解答】上楼是克服自身重力做功，功等于自身重力和楼高的乘积，功率等于功和时间的比值；要比较全班同学谁的爬楼功率最大时，由于都是从一楼爬上三楼，所以上升的高度相同，由P＝ ＝ 可知，需要测量人体的重力和爬到三楼所需的时间。质量为50kg同学匀速爬杆训练时：受到竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力作用，并且重力和摩擦力是一对平衡力，因此摩擦力大小和他的重力相等，方向和重力的方向相反，即f＝G＝mg＝50kg×10N/kg＝500N，方向竖直向下。
故答案为：爬到三楼所需的时间；500。
【分析】由P＝ ＝ 可知需要测量的物理量； 匀速上爬时 ，重力和摩擦力是一对平衡力.
5、【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。
三、计算题
1、【答案】（1）解：车对地面的压强是
答：车对地面的压强是1×106Pa；
（2）解：骑行平衡车时所受阻力为
由于匀速行驶，阻力等于牵引力，故牵引力的大小为50N，
该电动平衡车运动的速度为
则平衡车的功率为
答：平衡车动力的功率是250W。
【解析】【分析】（1）处在水平面上的物体，物体对桌面的压力等于重力，结合压强的定义式p=F/S求解物体产生的压强，其中F是压力，S是受力面积；
（2）结合汽车受到的阻力与重力的关系求解阻力，汽车匀速运动，水平受力平衡，牵引力等于阻力；结合小车的速度和牵引力求解功率。
2、【答案】（1）解：水面下6m处的船体受到水的压强是：p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×6m=6×104Pa
（2）解：由题意知：m排=17000t=1.7×107kg
排开水所受的重力为G排=m排g=1.7×107kg×10N/kg=1.7×108N
“天鲲号”受到水的浮力是F浮=G排=1.7×108N
（3）解：由题意知：P=12000kW=1.2×107W
根据P=W/t=Fs/t=Fv可得，泥泵对排泥管内泥浆的推力为F=P/v=1.2×107W/2m/s=6×106N
【解析】【分析】（1）根据液体密度和深度计算液体压强大小；（2）根据物体排开液体的质量计算重力，再计算浮力大小；（3）根据功率和速度，可以计算拉力大小。
3、【答案】（1）解：由“将绳端沿竖直方向匀速向下拉动6m，把南瓜提升1.5m”可知s＝6m，h＝1.5m，
则承担物重的绳子股数n＝ ＝ ＝4，则滑轮组的绳子绕法如下：
（2）解：总功：W总＝Fs＝750N×6m＝4500J，
村民们拉动滑轮组的功率：
P＝ ＝ ＝225W；
答：村民们拉动滑轮组的功率为225W；
（3）解：由η＝ ＝90%可得有用功：
W有用＝η×W总＝90%×4500J＝4050J，
南瓜被提升的高度h＝1.5m，
由W有用＝Gh可得，南瓜的重力：
G＝ ＝ ＝2700N，
南瓜的质量：
m＝ ＝ ＝270kg。
答：超级大南瓜的质量为270kg。
【解析】【分析】（1）利用s=nh求得绳子段数，据此完成滑轮组的绳子绕法；
（2）利用W=Fs求拉力做的总功，再利用P= 求拉动滑轮组的功率；
（3）利用 η＝ 可求有用功，再利用W=Gh求南瓜重力，再利用G=mg求南瓜的质量.
四、实验探究
1、【答案】（1）竖直
（2）2.4；0.16；83.3
（3）增大；摩擦力变大
（4）A；C；D
【解析】【解答】(1)实验中要竖直向上匀速拉动弹簧测力计，弹簧测力计示数不变，便于读数。
(2)第3次实验中，由图可知，弹簧测力计的示数为2.4N。
滑轮对钩码所做的功为W有=Gh=4N×0.2m=0.8J
拉力做的总功W总=Fs=2.4N×0.4m=0.96J
额外功为W额=W总-W有=0.96J-0.8J=0.16J
动滑轮的机械效率
(3)在用同一动滑轮将物体匀速提升相同的高度时，由表格数据可知：
第一次拉力所做的额外功W额1＝W总1﹣W有1＝F1s﹣G1h＝0.7N×0.4m﹣1N×0.2m＝0.08J
第二次拉力所做的额外功W额2＝W总2﹣W有2＝F2s﹣G2h＝1.28N×0.4m﹣2N×0.2m＝0.114J
综上可知，若仅增加被提升物体的物重，则拉力所做的额外功增大，由表格数据最后一列可知，动滑轮的机械效率增大；
实验中，额外功的来源为克服动滑轮自重和机械摩擦做功，额外功增大的原因是摩擦力变大；
(4)A．增加钩码的总重，有用功增大，根据1、2两次的实验数据可知，机械效率增大，A符合题意；
B．钩码上升的高度与机械效率无关，B符合题意；
C．在滑轮转轴处涂润滑油能减小额外功，能增大效率；C符合题意；
D．换用质量更小的滑轮，能减小额外功，增大机械效率，D符合题意。
故答案为：ACD。
【分析】（1）匀速拉动物体，使得拉力大小等与弹簧测力计的示数；
（2）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；
（3）克服摩擦力做功为额外功，摩擦力越大，额外功越大；
（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，与提升的高度和绳子的绕法无关。
2、【答案】（1）74%
（2）b；c
（3）增加物重；低
【解析】【解答】（1）第一次实验中滑轮组机械效率：；
（2）第二次实验中，绳子段数：，物重为6N，使用的是图b装置；
第4次实验中，物重为4N，绳子段数：，使用的是图c装置；
（3）第1、2次实验数据，使用同一滑轮组，被提升的物重越大，机械效率越高，可知：使用同一滑轮组增加物重可以提高滑轮组的机械效率；
第1、3次实验数据，使用不同的滑轮组，c图中动滑轮个数多，滑轮组的机械效率低，可知：使用不同的滑轮组，提升相同的重物，动滑轮个数越多（即动滑轮总重越重），滑轮组的机械效率越低；
故答案为：（1）74%；（2）b；c；（3）增加物重；低。
【分析】（1）利用计算机械效率；
（2）根据s与h关系计算出绳子段数，判断实验装置；
（3）由实验数据分析影响滑轮组机械效率因素。
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、已知A物体在光滑的水平面上运动，B物体在粗糙的水平面上运动，现用相同的水平拉力，分别使两个物体沿力的方向运动相同的距离，则（ ）
A．WA = WB； B．WA < WB； C．WA > WB； D．无法比较。
2、指甲刀是生活中常用的小工具，如图所示，它包含三个杠杆，关于这三个杠杆的说法正确的是（ ）
A．一个省力杠杆，两个费力杠杆 B．一个费力杠杆，两个省力杠杆
C．三个都是省力杠杆 D．三个都是费力杠杆
3、如图所示的简单机械，属于省力杠杆的是（）
A． B．
C． D．
4、如图所示是使用简单机械匀速提升物体的四种方式，其中D图中绳子的悬挂点在杠杆的中心处。不计机械自重和摩擦，如果现在四种方式人提供的拉力大小相等，那么四个物体重力最大的是（ ）
A． B．
C． D．
5、如图所示，杠杆左端悬挂物体，右端施加动力F，处于平衡状态（忽略杠杆自身重力的影响）。下列说法正确的是 （ ）
A．动力臂是线段OA
B．此时杠杆是费力杠杆
C．杠杆的阻力是物体受到的重力 G
D．保持杠杆位置不变，将动力F 转至F1位置时，动力变大
6、关于功、功率及机械效率，下列说法正确的是（ ）
A．机械效率越大，机械做功越快 B．做功越多，功率越大
C．机械效率越大，做功时间越短 D．做功越快，功率越大
7、如图为七星游乐场中的一款游乐项目，爸爸用滑轮组将小红升上去，若小红重（不计摩擦力及椅子、横杆和绳重），每个动滑轮重为，提升过程中爸爸手中的绳子在内移动了，下列说法正确的是（ ）
A．小红上升的距离为 B．拉力做功的功率为
C．此装置的机械效率为 D．此过程所做的额外功为
8、下列关于功率和机械效率的说法正确的是（ ）
A．功率越小的机械做功越慢
B．功率越大的机械越省力
C．机械效率越低的机械做功越慢
D．机械效率越高的机械一定越省力
9、如图所示，斜面高为1m、长为4m，用沿斜面向上大小为75N的拉力F，将重为200N的木箱由斜面底端匀速缓慢拉到顶端。下列判断中正确的是（ ）
A．克服木箱重力做的功为800J
B．木箱受到斜面的摩擦力为25N
C．斜面对木箱支持力做功为200J
D．拉动木箱的过程中，斜面的机械效率为80%
10、下列说法中正确的是（ ）
A．机械的功率越小，其机械效率越低
B．在相同时间内，效率高的机械做功多
C．功率大的机械一定比功率小的机械做功多
D．功率大的机械一定比功率小的机械做功快
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、如图所示，在“测滑轮组机械效率”实验中，物体重6N，实验时沿 方向匀速拉绳子自由端最省力，若物体上升高度为10cm，此时弹簧测力计的示数为2.5N，则滑轮组的机械效率是 。
2、一名体重为 500N 的学生双脚站在水平地面上，要用如图所示的滑轮组将 600N 的重物匀速提升 1m．该同学匀速提升的过程中滑轮组的机械效率是 80%，单脚面积为200cm2，则拉力的大小为 N，拉起物体时他对地面的压强为 Pa．
3、小明用图所示的杠杆在B处提升重物，O为支点，将重20N物体提升0.5m，此杠杆属于 （省力/费力）杠杆，小明对杠杆做的有用功为 J，若将拉力位置移到C处，仍将该物体提升0.5m，与原来相比机械效率 （变小/不变/变大）。
4、某班级组织了一次物理课外实践活动，试比较全班同学中从一楼爬上三楼过程中谁的爬楼功率最大。为了简便获得比赛结果，则活动中至少测量的物理量是：人体的体重和 。实验结束后，有位质量为50kg同学进行爬杆训练，当他沿竖直杆匀速上爬时，人受到的摩擦力大小为 N（g＝10N/kg）。
5、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）。
三、计算题（3小题，每小题7分，共计21分）
1、爸爸给小林买了一部电动平衡车。小林从家骑该电动平衡车以l2km/h 的速度匀速行驶，用15min到达了新华广场。小林的质量为40kg，求：
平衡车参数
材质 镁合金高弹性车架
净重 10kg（含电池组）
最高车速 18km/h
充电时间 约4小时
轮胎个数 2
轮胎总触地面积 5cm2
（1）小林在新华广场水平路面上骑行时，车对地面的压强是多少？
（2）若骑行平衡车时所受阻力为人和车总重的0.1倍，则小林在新华广场中以最高速度骑行时，平衡车动力的功率是多少？
2、2019年3月12日，我国自主研发建造的“天鲲号”绞吸挖泥船正式投产首航，其智能化水平以及挖掘系统、输送系统的高功率配置均为世界之最。绞吸挖泥船在需要疏挖的航道码头，先利用转动的铰刀将岩石机械切割使之松动，搅松水底的岩石与水混合成泥浆，经过真空吸泥管吸入泵体，再经过排泥管输送至排泥区回填造地。做一个形象的描述：“天鲲号”1小时挖的泥沙可以填满一个深为1m的足球场那么大的坑。“天鲲号”长140m、宽27.8m，满载排水量为17000t。（ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg）
（1）水面下6m处的船体受到水的压强是多少？
（2）满载时，求“天鲲号”受到水的浮力是多少？
（3）若某段工作时间内，“天鲲号”的泥泵输出功率恒为12000kW，排泥速度为2m/s。则泥泵对排泥管内泥浆的推力为多少？
3、某农场栽种出一个超级大南瓜。为将南瓜顺利装车，村民们用如图所示的滑轮，用绳子绕制成滑轮组。在20s时间内，村民们用750N的拉力将绳端沿竖直方向匀速向下拉动6m，把南瓜提升1.5m，此过程中滑轮组的机械效率为90%．（g取10N/kg）
则：
（1）按题意画出滑轮组的绳子绕法。
（2）村民们拉动滑轮组的功率为多大？
（3）超级大南瓜的质量为多大？
四、实验探究（2小题，每小题12分，共计24分）
1、在“探究影响动滑轮机械效率的因素“的实验中，小佳用同一动滑轮进行了三次实验，实验装置如图所示。
序号 动滑轮物重 G动/N 钩码总重 G/N 钩码上升的 高度h/m 弹簧测力计F/N 绳自由端上升的高度s/m 动滑轮的机械效率η/%
① 0.3 1 0.2 0.70 0.4 71.4%
② 0.3 2 0.2 1.28 0.4 78.1%
③ 0.43 4 0.2 0.4
（1）实验时，小佳应沿 方向匀速拉动弹簧测力计；
（2）第3次实验时，弹簧测力计的示数如图所示，此时绳端受到的拉力为 N，拉力所做的额外功为 J，动滑轮的机械效率为 %；
（3）分析表中数据可知：用同一动滑轮将物体匀速提升相同的高度时，随着钩码总重的增加，拉力所做的额外功将 （选填“减小”、“不变”或“增大”），你认为其原因是 ；
（4）为提高动滑轮的机械效率，下列措施可行的是______。
A．增加钩码的总重 B．增加提升钩码的高度
C．在滑轮转轴处涂润滑油 D．换用质量更小的滑轮
2、小明在测量滑轮组机械效率的实验中，所用装置如图所示，实验中每个钩码重2 N，测得的数据如下表：
（1）第1次实验测得的机械效率为 。(结果保留两位有效数字)
（2）分析表中数据可知：第2次实验是用 图做的；第4次实验是用 图做的。(选填“a”“b”或“c”)
（3）分析第1、2次实验数据可知：使用同一滑轮组， 可以提高滑轮组的机械效率；分析第1、3次实验数据可知：使用不同的滑轮组，提升相同的重物，动滑轮个数越多(即动滑轮总重越重)，滑轮组的机械效率 。
-参考答案-
一、单选题
1、【答案】A
【解析】【解答】功等于力与距离的乘积，即W=Fs，由于用相同的水平拉力，所以F相同，同时，甲、乙两个物体沿力的方向移动相同的距离，所以s也相同，故所做的功相等，即WA=WB。
故答案为：A
【分析】物体受力和运动的距离相同时，力对物体做功相同。
2、【答案】A
【解析】【解答】杠杆ABC，支点是C，动力臂大于阻力臂，是一个省力杠杆；杠杆OED，支点是O，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，杠杆OBD是费力杠杆，杠杆ABC是一个省力杠杆，A符合题意。
故答案为：A。
【分析】杠杆的分类：当动力臂大于阻力臂时，是省力杠杆；当动力臂等于阻力臂时，是等臂杠杆；当动力臂小于阻力臂时，是费力杠杆。
3、【答案】D
【解析】【解答】A．定滑轮可视为等臂杠杆，在使用时既不能省力也不费力，但可以改变力的方向，A不符合题意；
BC．钓鱼杆和筷子在使用时，其动力臂小于阻力臂，根据杠杆的平衡条件 可得
所以钓鱼杆和筷子都为费力杠杆，BC不符合题意；
D．撬钉在使用时，可以视为动力臂大于阻力臂的杠杆，根据杠杆的平衡条件 可得
所以撬钉为省力杠杆，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】使用杠杆时，动力臂大于阻力臂时，动力小于阻力，是省力杠杆。
4、【答案】B
【解析】【解答】A．图中为斜面，拉力做功等于克服物体重力做的功，则F1×4m=G×2m
解得拉力
B．图中滑轮组由3段绳子承担物重，则绳端的拉力
C．图中为定滑轮，定滑轮不省力，则F3=G3；
D．由杠杆的平衡条件知道，
又因为现在四种方式人提供的拉力大小相等，即
四个物体重力最大的是G2，B符合题意。
故答案为：B。
【分析】在滑轮组中，与动滑轮接触的绳子的段数越多，那么这个滑轮组就越省力，但是也越费距离。
5、【答案】D
【解析】【解答】AB．如图
动力臂为l1（不是OA）大于阻力臂l2，所以是省力杠杆；AB不符合题意；
C．物体对杠杆的拉力为阻力，不是物体受到的重力G，C不符合题意；
D．保持杠杆位置不变，将动力F转至F1位置，动力臂变小，而阻力、阻力臂不变，由杠杆平衡条件可知，动力变大，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】利用杠杆的平衡条件分析，在阻力、阻力臂不变时，动力臂越小、动力越大。
6、【答案】D
【解析】【解答】AC．机械效率是有用功与总功的比值，与做功快慢无关，AC不符合题意；
B．功率是表示做功快慢的物理量，等于单位时间所做的功，时间未知，不能确定功率大小，B不符合题意；
D．功率就是描述物体做功快慢的物理量。做功快，功率一定大，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。
7、【答案】C
【解析】【解答】A．由图可知，动滑轮绕10段绳子，小红上升的距离为
故A错误；
B．不计摩擦力及椅子、横杆和绳重，拉力的大小
拉力做的功W总=Fs=50N×5m=250J
拉力做功的功率为
故B错误；
C．有用功W有=Gh=400N×0.5m=200J
此装置的机械效率为=80%
故C正确；
D．此过程所做的额外功为W额=W总-W有=250J-200J=50J
故D错误。
故答案为：C。
【分析】利用s=nh求小红上升的距离；利用不计摩擦力及椅子、横杆和绳重时F=（G+G动）求拉力，利用W总=Fs求拉力做的总功，利用P=求拉力做功的功率。利用W有=Gh求有用功，利用求机械效率；利用W总=W有+W额求额外功。
8、【答案】A
【解析】【解答】A．功率是描述物体做功快慢的物理量，功率越小，说明物体做功越慢，A符合题意；
B．机械省力与否与功率大小没有关系，B不符合题意；
C．机械效率低只能说明有用功在总功中占的百分比小，与机械做功快慢无关，C不符合题意；
D．机械效率高只能说明有用功在总功中占的百分比大，与机械是否省力无关，D不符合题意。
故答案为：A。
【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；机械效率代表的有用功占总功的比例。
9、【答案】B
【解析】【解答】A．由题意知，木箱的重力G=200N，h=1m，则木箱克服重力做功W有用=Gh=200N×1m=200J
A不符合题意；
B．拉力F做的功W总=FL=75N×4m=300J
克服摩擦力做功W额=W总-W有用=300J-200J=100J
木箱受到斜面的摩擦力
B符合题意；
C．木箱移动方向与支持力方向垂直，没有在支持力的方向上移动距离，所以斜面的支持力做功为零，C不符合题意；
D．拉动木箱的过程中，斜面的机械效率为 ≈67%
D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】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。
10、【答案】D
【解析】【解答】A．功率是比较做功快慢的物理量，机械效率是有用功和总功的比值，两者没有必然联系，A不符合题意；
B．机械效率是有用功和总功的比值，在相同时间内，效率高的机械做功多，这种说法是错误的，B不符合题意；
C．功率是比较做功快慢的物理量，功率大的机械一定比功率小的机械做功多，这种说法是错误的，C不符合题意；
D．功率是比较做功快慢的物理量，功率大的机械一定比功率小的机械做功快，这种说法是正确的，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】功率表示做功的快慢，机械效率是有用功和总功的比值。
二、填空题
1、【答案】竖直；80%
【解析】【解答】解：（1）绳子自由端最后通过动滑轮，而且当沿竖直方向拉绳子自由端时，动滑轮的动力臂最大，
所以此时自由端的拉力最小（最省力）；（2）由图可知，n＝3，则滑轮组的机械效率：
η＝ ×100%＝ ×100%＝ ×100%＝ ×100%＝ ×100%＝80%。
故答案为：竖直；80%。
【分析】实验时，应将弹簧测力计竖直匀速向上拉动；利用η＝ ×100%＝ ×100%＝ ×100%＝ ×100%求得滑轮组的机械效率.
2、【答案】375；3125
【解析】【解答】（1）由图知，n=2，拉力端移动距离s=2h=2×1m=2m，
有用功：W有=Gh=600N×1m=600J，
由得，总功：，
由W总=Fs得，拉力：；
（2）拉起物体时他对地面的压力：F压=G人-F=500N-375N=125N，
受力面积：S=2×200cm2=400cm2=0.04m2，
对地面的压强：。
故答案为：375；3125。
【分析】（1）由图知，n=2，拉力端移动距离s=2h，由W有=Gh计算出有用功，利用机械效率公式求出总功，利用W总=Fs计算拉力；
（2）拉起物体时他对地面的压力等于人的重力减去拉力，求出受力面积（两只脚面积），再利用求对地面的压强。
3、【答案】费力；10；不变
【解析】【解答】由图可知，O为支点，此时的动力臂为OB，阻力臂为OA，OB的长度小于OA的长度，故此杠杆属于费力杠杆；小明对杠杆做的有用功为W有＝Gh＝20N×0.5m＝10J；
若将拉力位置移到C处，仍将该物体提升0.5m，则有用功不变；由于杠杆的重力和提升高度均不变，则克服杠杆重力所做的额外功不变，故总功也不变，机械效率不变。
点睛：根据动力臂和阻力臂的大小分析杠杆的性质；根据W＝Gh求出有用功；杠杆的机械效率与力的作用点无关．
【分析】当动力臂小于阻力臂时，动力大于阻力，是费力杠杆，根据物体的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。
4、【答案】爬到三楼所需的时间；500
【解析】【解答】上楼是克服自身重力做功，功等于自身重力和楼高的乘积，功率等于功和时间的比值；要比较全班同学谁的爬楼功率最大时，由于都是从一楼爬上三楼，所以上升的高度相同，由P＝ ＝ 可知，需要测量人体的重力和爬到三楼所需的时间。质量为50kg同学匀速爬杆训练时：受到竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力作用，并且重力和摩擦力是一对平衡力，因此摩擦力大小和他的重力相等，方向和重力的方向相反，即f＝G＝mg＝50kg×10N/kg＝500N，方向竖直向下。
故答案为：爬到三楼所需的时间；500。
【分析】由P＝ ＝ 可知需要测量的物理量； 匀速上爬时 ，重力和摩擦力是一对平衡力.
5、【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。
三、计算题
1、【答案】（1）解：车对地面的压强是
答：车对地面的压强是1×106Pa；
（2）解：骑行平衡车时所受阻力为
由于匀速行驶，阻力等于牵引力，故牵引力的大小为50N，
该电动平衡车运动的速度为
则平衡车的功率为
答：平衡车动力的功率是250W。
【解析】【分析】（1）处在水平面上的物体，物体对桌面的压力等于重力，结合压强的定义式p=F/S求解物体产生的压强，其中F是压力，S是受力面积；
（2）结合汽车受到的阻力与重力的关系求解阻力，汽车匀速运动，水平受力平衡，牵引力等于阻力；结合小车的速度和牵引力求解功率。
2、【答案】（1）解：水面下6m处的船体受到水的压强是：p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×6m=6×104Pa
（2）解：由题意知：m排=17000t=1.7×107kg
排开水所受的重力为G排=m排g=1.7×107kg×10N/kg=1.7×108N
“天鲲号”受到水的浮力是F浮=G排=1.7×108N
（3）解：由题意知：P=12000kW=1.2×107W
根据P=W/t=Fs/t=Fv可得，泥泵对排泥管内泥浆的推力为F=P/v=1.2×107W/2m/s=6×106N
【解析】【分析】（1）根据液体密度和深度计算液体压强大小；（2）根据物体排开液体的质量计算重力，再计算浮力大小；（3）根据功率和速度，可以计算拉力大小。
3、【答案】（1）解：由“将绳端沿竖直方向匀速向下拉动6m，把南瓜提升1.5m”可知s＝6m，h＝1.5m，
则承担物重的绳子股数n＝ ＝ ＝4，则滑轮组的绳子绕法如下：
（2）解：总功：W总＝Fs＝750N×6m＝4500J，
村民们拉动滑轮组的功率：
P＝ ＝ ＝225W；
答：村民们拉动滑轮组的功率为225W；
（3）解：由η＝ ＝90%可得有用功：
W有用＝η×W总＝90%×4500J＝4050J，
南瓜被提升的高度h＝1.5m，
由W有用＝Gh可得，南瓜的重力：
G＝ ＝ ＝2700N，
南瓜的质量：
m＝ ＝ ＝270kg。
答：超级大南瓜的质量为270kg。
【解析】【分析】（1）利用s=nh求得绳子段数，据此完成滑轮组的绳子绕法；
（2）利用W=Fs求拉力做的总功，再利用P= 求拉动滑轮组的功率；
（3）利用 η＝ 可求有用功，再利用W=Gh求南瓜重力，再利用G=mg求南瓜的质量.
四、实验探究
1、【答案】（1）竖直
（2）2.4；0.16；83.3
（3）增大；摩擦力变大
（4）A；C；D
【解析】【解答】(1)实验中要竖直向上匀速拉动弹簧测力计，弹簧测力计示数不变，便于读数。
(2)第3次实验中，由图可知，弹簧测力计的示数为2.4N。
滑轮对钩码所做的功为W有=Gh=4N×0.2m=0.8J
拉力做的总功W总=Fs=2.4N×0.4m=0.96J
额外功为W额=W总-W有=0.96J-0.8J=0.16J
动滑轮的机械效率
(3)在用同一动滑轮将物体匀速提升相同的高度时，由表格数据可知：
第一次拉力所做的额外功W额1＝W总1﹣W有1＝F1s﹣G1h＝0.7N×0.4m﹣1N×0.2m＝0.08J
第二次拉力所做的额外功W额2＝W总2﹣W有2＝F2s﹣G2h＝1.28N×0.4m﹣2N×0.2m＝0.114J
综上可知，若仅增加被提升物体的物重，则拉力所做的额外功增大，由表格数据最后一列可知，动滑轮的机械效率增大；
实验中，额外功的来源为克服动滑轮自重和机械摩擦做功，额外功增大的原因是摩擦力变大；
(4)A．增加钩码的总重，有用功增大，根据1、2两次的实验数据可知，机械效率增大，A符合题意；
B．钩码上升的高度与机械效率无关，B符合题意；
C．在滑轮转轴处涂润滑油能减小额外功，能增大效率；C符合题意；
D．换用质量更小的滑轮，能减小额外功，增大机械效率，D符合题意。
故答案为：ACD。
【分析】（1）匀速拉动物体，使得拉力大小等与弹簧测力计的示数；
（2）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；
（3）克服摩擦力做功为额外功，摩擦力越大，额外功越大；
（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，与提升的高度和绳子的绕法无关。
2、【答案】（1）74%
（2）b；c
（3）增加物重；低
【解析】【解答】（1）第一次实验中滑轮组机械效率：；
（2）第二次实验中，绳子段数：，物重为6N，使用的是图b装置；
第4次实验中，物重为4N，绳子段数：，使用的是图c装置；
（3）第1、2次实验数据，使用同一滑轮组，被提升的物重越大，机械效率越高，可知：使用同一滑轮组增加物重可以提高滑轮组的机械效率；
第1、3次实验数据，使用不同的滑轮组，c图中动滑轮个数多，滑轮组的机械效率低，可知：使用不同的滑轮组，提升相同的重物，动滑轮个数越多（即动滑轮总重越重），滑轮组的机械效率越低；
故答案为：（1）74%；（2）b；c；（3）增加物重；低。
【分析】（1）利用计算机械效率；
（2）根据s与h关系计算出绳子段数，判断实验装置；
（3）由实验数据分析影响滑轮组机械效率因素。