课时分层评价卷(十二)
1．B 2．D 3．D 4．B 5．D 6．C 7．B
8．解析：由题意知η＝＝＝＝80%，解得拉力F做的功W总＝750 J。根据P＝得，拉力F的功率为P＝＝＝75 W。
答案：75
9．解析：斜面很光滑时，斜面的机械效率为100%。克服物体重力所做的有用功为W有用＝Gh＝1 800 N×1 m＝1 800 J，工人沿斜面的推力做功是总功，则由W总＝Fs可知，工人的推力为F＝＝＝＝600 N。
答案：600
10．解析：(1)为了准确测出滑轮组的机械效率，让弹簧测力计的示数稳定，应使弹簧测力计沿竖直方向做匀速直线运动。
(2)实验4中绳端移动距离是钩码上升高度的4倍，则滑轮组中承重绳子股数为4，故实验4是用丙图做的实验。实验4中机械效率为η＝＝×100%＝62.5%。
(3)通过比较1、2两次实验数据知，使用同样的滑轮组，滑轮组提升物体的重力相同，承重绳子股数相同，重物上升高度不同，而机械效率相同，故得出结论：使用同一滑轮组提升相同重物时，滑轮组的机械效率与重物上升高度无关。
(4)1、3两次实验中，使用同样的滑轮组，重物上升高度相同，承重绳子股数相同，滑轮组提升物体的重力不同，通过得出的实验数据可知，提升的物体重力越大，滑轮组的机械效率越高，故可得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高。
答案：(1)匀速 (2)丙 62.5% (3)无关 (4)3
11．解析：(1)整个过程汽车发动机的功率保持90 kW不变，则汽车在0～10 s内汽车发动机所做的功为W＝Pt＝90×103 W×10 s＝9×105 J。
(2)由题图可知，10～20 s时间内，汽车匀速行驶，速度大小为30 m/s，此时汽车受到的阻力等于牵引力。由P＝＝＝Fv，可得f＝F＝＝＝3×103 N。
答案：(1)0～10 s时间内，汽车发动机所做的功为9×105 J
(2)10～20 s时间内，汽车行驶过程中所受的阻力为3×103 N
12．A [两球的重力相同，起点高度一样，终点高度也一样，则两球下落的高度相同，由W＝Gh可知，到最低点时两球重力所做的功相同，即W1＝W2，故A正确，B错误；b球先到达终点，b球所用的时间较少，由P＝可知b球的功率较大，即P1
13．A [A、B一起向左做匀速直线运动，处于平衡状态，物块A水平方向受到的拉力和B对A的摩擦力是平衡力，大小相等，A受到的摩擦力fA＝F＝10 N。A受到摩擦力的方向水平向右，物块A对B的摩擦力和B对A的摩擦力是相互作用力，大小相等，物块A对B的摩擦力大小是10 N，方向水平向左，故②正确，①错误；A、B一起向左做匀速直线运动，AB看成整体，受到拉力和地面对B的摩擦力是平衡力，则地面对B的摩擦力方向水平向右，根据二力平衡可得地面对B的摩擦力大小是10 N，故③错误；两个物块的速度v＝＝＝0.1 m/s，力F对物块A做功的功率P＝＝＝Fv＝10 N×0.1 m/s＝1 W，故④正确。故选A。]
14．D [货物在10 s内匀速提升了6 m，货物上升的速度为s＝＝＝0.6 m/s，由题图可知，滑轮组绳子的有效股数n＝2，绳子自由端移动的速度为v′＝nv＝2×0.6 m/s＝1.2 m/s，故①错误；拉力所做的总功W总＝Fs＝F×nh＝150 N×2×6 m＝1 800 J，拉力的功率P＝＝＝180 W，故③正确；②拉力所做的有用功W有用＝Gh＝200 N×6 m＝1 200 J，滑轮组的机械效率η＝＝×100%≈66.7%，故②错误；不计绳重和摩擦，由F＝(G＋G动)，可得动滑轮的重力G动＝2F－G＝2×150 N－200 N＝100 N，故④正确。故D符合题意。故选D。]
15．B [由题图甲可知，有效承担物重的绳子段数n＝3，由题图丙可知，在2～3 s内重物做匀速直线运动，由题图乙可知，此时拉力为40 N，根据F＝(G＋G动)，可得动滑轮的重力为G动＝3F－G物＝3×40 N－100 N＝20 N，在0～1 s内，重物静止，拉力F1＝30 N，受力分析，重物对地面的压力为F压＝F支＝G物＋G动－3F1＝100 N＋20 N－3×30 N＝30 N；2～3 s内，滑轮组的机械效率为η＝＝＝＝＝×100%≈83.3%；在1～2 s内拉力的大小F2＝50 N，重物上升的高度h2＝1.25 m，则拉力F2作用点下降的距离为s2＝nh2＝3×1.25 m＝3.75 m，拉力做的功为W＝F2s2＝50 N×3.75 m＝187.5 J；在2～3 s内，拉力F＝40 N，重物上升的速度v＝2.5 m/s，拉力F移动的速度为v′＝nv＝3×2.5 m/s＝7.5 m/s，则拉力F的功率P为P＝Fv′＝40 N×7.5 m/s＝300 W，故B正确。故选B。]
16．B [工件的恒定速度v＝＝＝0.4 m/s，完全浸没在水中工件上端的拉力F拉＝4×104 N，则拉力的功率P＝F拉v＝4×104 N×0.4 m/s＝1.6×104 W，故A不符合题意；由题图甲可知，当工件完全浸没在水中工件上端的拉力F拉＝4×104 N，当工件完全离开水面时所受的拉力G＝F拉′＝5×104 N，则工件完全浸没在水中时所受的浮力F浮＝G－F拉＝5×104 N－4×104 N＝1×104 N，故D不符合题意；工件完全浸没时V物＝V排＝＝＝1 m3，由题图可知，工件的高度h物＝12 m－10 m＝2 m，工件的横截面积S物＝＝＝0.5 m2，故B符合题意；由题图可知，刚开始拉动时工件上表面距水面的高度为10 m，上表面受到的压强p＝ρ水gh＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×10 m＝1×105 Pa，故C不符合题意。故选B。]
17．D [由题图可知，承担物重的绳子段数n＝3，物体以0.1 m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了 5 s，则物体移动的距离s物＝v物t＝0.1 m/s×5 s＝0.5 m，则绳子自由端移动的距离s绳＝ns物＝3×0.5 m＝1.5 m，所以①错误；绳子自由端移动的速度v绳＝nv物＝3×0.1 m/s＝0.3 m/s，所以②错误；由W＝Fs可知，拉力做的总功W总＝Fs绳＝20 N×1.5 m＝30 J，则拉力做功的功率P＝＝＝6 W，所以③正确；由η＝可知，有用功W有用＝ηW总＝90%×30 J＝27 J，所以④正确。故D符合题意。故选D。]
18．解析：(1)绳子自由端移动的速度vA＝3v＝3×0.4 m/s＝1.2 m/s，由P＝＝＝Fv，得F＝＝＝7.5×103 N，不计绳重和摩擦，由拉力F＝(G物＋G动)，可得，动滑轮的重力G动＝nF－G物＝3×7.5×103 N－2×104 N＝2.5×103 N，动滑轮的质量m＝＝＝250 kg。
(2)滑轮组的机械效率η＝＝＝＝×100%≈88.9%。
(3)配重的重力是G配重＝mg＝4.5×103 kg×10 N/kg＝4.5×104 N，货箱和动滑轮总重力是G总＝G物＋G动＝2×104 N＋2 500 N＝2.25×104 N，由杠杆平衡条件G配重×l2＝G总×l1，即4.5×104 N×10 m＝2.25×104 N×l2，解得货箱离支点O的水平距离l2＝20 m。
答案：(1)动滑轮的质量为250 kg (2)塔吊滑轮组的机械效率为88.9% (3)当塔臂在水平位置平衡时，货箱离支点O的水平距离为20 m
19．B [该滑轮组中，动滑轮上有3段绳子，滑轮组的机械效率为η＝＝＝×100%＝80%，汽车受到的摩擦力为f＝F1－F2＝4 000 N－2 500 N＝1 500 N，汽车在4 s内通过的距离为s＝nv2t＝3×0.5 m/s×4 s＝6 m，汽车牵引力在4 s内做的功为W＝F1s＝4 000 N×6 m＝2.4×104 J，汽车牵引力4 s内做的功率为P＝＝＝6 000 W。故B正确。故选B。]
20．D [由题图可知，n＝2，由F＝(G＋G动)可知，动滑轮的重力为G动＝nF－G＝2×250 N－400 N＝100 N，故A错误；滑轮组做的有用功为W有用＝Gh＝400 N×2 m＝800 J，故B错误；拉力F做功为W总＝Fs＝Fnh＝250 N×2×2 m＝1 000 J，功率为P＝＝＝50 W，故C错误；滑轮组的机械效率为η＝＝＝＝＝×100%＝80%，故D正确。故选D。]
21．C [滑轮组的动滑轮绕2段绳，不计滑轮组的绳重和摩擦，拉力F＝(G＋G动)＝×(300 N＋40 N)＝170 N，绳子自由端移动的距离s＝nh＝2×8 m＝16 m，工人做的总功W总＝Fs＝170 N×16 m＝2 720 J，故A错误；工人拉力的功率为P＝＝＝68 W，故B错误；工人做的有用功为克服建材重力做的功，有用功W有用＝Gh＝300 N×8 m＝2 400 J，此过程中该装置的机械效率η＝×100%＝×100%≈88%，故C正确；增加动滑轮的个数，可以增加动滑轮重，增大了额外功，所以会降低机械效率，故D错误。故选C。]
22．解析：(1)甲工人做的功W甲＝P甲t＝30 W×10 s＝300 J。
(2)货物与地面的摩擦力f＝F甲＝＝＝150 N，滑轮组对货物的拉力F牵＝f＝150 N，滑轮组的机械效率η＝＝＝＝×100%＝62.5%。
答案：(1)甲工人做的功为300 J (2)该滑轮组的机械效率为62.5%课时分层评价卷(十二) 功 功率 机械效率
1．关于功、功率、机械效率说法正确的是( )
A．用时短的机械做功一定多
B．功率大的机械做功一定快
C．机械做功少，功率一定小，机械效率一定低
D．做功多的机械，机械效率一定高
2．(2024·泰安期末)甲、乙二人同时开始登山，甲先到达山顶，则两人登山功率的关系( )
A．P甲>P乙 B．P甲＝P乙
C．P甲3．(2024·泰安阶段练习)如图所示，光滑斜面AB>AC，沿斜面AB和AC分别将同一重物从底部拉到顶部所用时间相同，所需拉力分别为F1和F2，所做功的功率分别为P1和P2，则( )
A．F1P2 B．F1>F2，P1>P2
C．F1>F2，P1＝P2 D．F14．已知物块的重力为15 N，第一次在大小为10 N的水平拉力F1作用下沿着水平面运动，如图甲所示，物块在OP段的v-t图象如图乙所示；第二次在大小为20 N的拉力F2作用下沿着斜面向上运动，如图丙所示，F2的方向始终沿着物块运动方向，物块在QR段的s-t图象如图丁所示。下列说法符合题意的是( )
A．F1在OP段做的功与F2在QR段做的功相同
B．F1在OP段做功的功率小于F2在QR段做功的功率
C．物体在QR段受力不平衡
D．OP段物块所受摩擦力为10 N，QR段物体所受摩擦力为20 N
5．一个木箱放在水平地面上，地面上各处粗糙程度相同。对木箱施加一个方向不变的水平推力F(如图甲所示)，F的大小与时间t的关系图象、木箱的运动速度v与时间t的关系图象如图乙所示。以下说法正确的是( )
A．在0～2 s内木箱所受的摩擦力为2 N
B．在0～2 s内推力F对木箱所做的功为2 J
C．在2～4 s内木箱所受的摩擦力为3 N
D．在4～6 s内推力F对木箱做功的功率为8 W
6．(2024·泰安期末)如图所示，小明同学探究“影响滑轮组的机械效率的因素”，他用质量相同的滑轮做了如图所示的实验，并测算了各次实验的机械效率。下列说法正确的是( )
A．实验时，弹簧测力计应在静止时读数
B．根据甲、乙两次实验可知：滑轮组的机械效率与绳子的绕法有关
C．根据乙、丙两次实验可知：同一滑轮组，提升的物体越重，机械效率越高
D．实验时，换用不同装置进行多次实验，目的是为了减小误差
7．(2024·泰安期末)如图所示的滑轮组，在拉力F的作用下拉动重为300 N的物体A以0.2 m/s的速度匀速上升，已知动滑轮重为60 N，不计绳重和摩擦。下列说法正确的是( )
①绳子自由端的拉力F为120 N ②绳子自由端移动的速度为0.6 m/s ③拉力F做功功率24 W ④滑轮组的机械效率为83.3%
A．①③④ B．①②④
C．②③④ D．①②③④
8．(2023·泰安)用如图所示的滑轮组在10 s内将200 N的重物匀速提升3 m，滑轮组的机械效率为80%，不计绳重和摩擦，拉力F的功率为________W。
9．(2024·泰安期末)往车上装重物时，常常用长木板搭个斜面，把重物沿斜面推上去。如图所示，工人用3 m长的斜面，把1 800 N的重物推到1 m高的货车车厢上，需要________N的推力(假设斜面很光滑，没有摩擦)。
10．(2024·泰安期末)某实验小组利用如图所示的实验装置进行“测量滑轮组的机械效率”实验，得到的数据如表格所示。
实验 次数 物体 重力 G/N 物体上 升高度 h/m 绳端 拉力 F/N 绳端移 动距离 s/m 机械 效率η
1 2 0.1 1.2 0.3 55.6%
2 2 0.2 1.2 0.6 55.6%
3 4 0.1 1.9 0.3 70.2%
4 4 0.1 1.6 0.4
(1)实验中应沿竖直方向________拉动弹簧测力计。
(2)从表中数据可分析出实验4是用________(选填“甲”“乙”或“丙”)图做的实验，机械效率为________。
(3)通过比较实验1和实验2的数据得出：使用同一滑轮组提升相同重物，滑轮组的机械效率与重物上升高度________(选填“有关”或“无关”)。
(4)通过比较实验1和实验________的数据得出：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高。
11．(2024·泰安期末)一辆汽车在平直的公路上从静止开始启动，然后以某一速度匀速行驶，其v-t图象如图所示，整个过程汽车发动机的功率保持90 kW不变。已知汽车在0～10 s内通过的路程为120 m，若汽车在行驶过程中所受阻力不变。求：
(1)0～10 s时间内，汽车发动机所做的功；
(2)10～20 s时间内，汽车行驶过程中所受的阻力。
12．在某科技馆的展厅里，摆着一个叫做“最速降线”的科学展品。它是由两个高度一样的并排轨道组成，一个是倾斜的直轨道，另一个是向下弯曲的弧形轨道，其简化结构如图所示。现将a、b两个完全相同的球同时分别从直轨道和弧形轨道的起点由静止释放，结果弧形轨道上的b球先到达终点。在a、b两球从起点到终点的过程中重力做功分别为W1和W2，重力做功的功率分别为P1和P2，考虑摩擦力影响，则下列说法正确的是( )
A．W1＝W2 B．W1>W2
C．P1＝P2 D．P1>P2
13．(2024·泰安期末)如图所示，A、B两个长方体物块叠放在水平桌面上，用F＝10 N的水平向左的力作用在A物块上，使A、B一起向左做匀速直线运动，经过4 s，两个物块一起移动了40 cm的距离。下列说法正确的是( )
①物块A受到的摩擦力大小是10 N，方向水平向左 ②物块A对B的摩擦力大小是10 N，方向水平向左 ③地面对B的摩擦力大小是10 N，方向水平向左 ④力F对物块A做功的功率为1 W
A．②④ B．③④
C．②③ D．①④
14．(2024·泰安二模)如图所示，工人用滑轮组将重为200 N的货物 10 s 内匀速提升6 m，拉力为150 N。忽略绳重及摩擦，下列说法中( )
①绳子自由端移动的速度是1.8 m/s ②该滑轮组的机械效率为80% ③拉力做功的功率是180 W ④该滑轮组的动滑轮重为100 N
A．只有①④正确 B．只有②③正确
C．只有②④正确 D．只有③④正确
15．(2024·泰安阶段练习)为了将重100 N的重物提升到高处，小明同学设计了如图甲所示的滑轮组装置。当他用图乙所示随时间变化的竖直向下拉力F拉绳时，重物的速度v和上升的高度h随时间t变化的关系图象分别如图丙和丁所示。不计绳重和摩擦，绳对滑轮的拉力方向均可看成在竖直方向。下列说法正确的是( )
①在0～1 s内，重物对地面的压力是10 N ②2～3 s内，滑轮组的机械效率为83.3% ③1～2 s内，拉力F做的功为187.5 J ④2～3 s内，拉力F的功率P为250 W
A．①③ B．②③
C．①② D．①④
16．在一次施工作业中，以恒定速度沿竖直方向将圆柱形工件从深水中吊起至距水面某一高度，工件从刚接触水面到完全脱离水面用时5 s，绳子作用在工件上端的拉力F随工件上升高度h变化的图象如图甲所示，不计水的阻力，g取10 N/kg，则下列分析结果不正确的是( )
A．工件完全浸入在水中时，拉力做功的功率是1.6×104 W
B．工件的横截面积S是0.1 m2
C．如图乙所示，刚开始拉动时，工件上表面所受到水的压强是1×105 Pa
D．工件完全浸入在水中时所受浮力是1×104 N
17．(2024·泰安期末)如图所示，一物体在20 N的水平拉力F的作用下，以0.1 m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了5 s，滑轮组的机械效率为90%。在此过程中，下列说法中( )
①绳子自由端移动的距离为1 m ②绳子自由端移动的速度为0.1 m/s ③拉力F的功率为6 W ④有用功为27 J
A．只有①③正确 B．只有②④正确
C．只有①②正确 D．只有③④正确
18．(2024·泰安一模)如图甲所示，塔吊的塔臂相当于以O点为支点的杠杆，起重臂上的滑轮组如图乙所示。已知配重质量为4.5×103 kg，塔吊钢丝绳拉力F的功率为9 kW，平衡臂长10 m，在拉力F的作用下，重为2×104 N的货箱以0.4 m/s的速度匀速竖直上升。不计摩擦、钢丝绳重和塔臂自身的重力，g取10 N/kg。求：
(1)动滑轮的质量；
(2)塔吊滑轮组的机械效率(结果保留一位小数)；
(3)当塔臂在水平位置平衡时，货箱离支点O的水平距离。
19．如图所示，汽车通过滑轮组将物体吊起。已知汽车的质量为3×103 kg，牵引力F1为4 000 N，对绳子的拉力F2为2 500 N；物体的重力为6 000 N，物体匀速上升的速度始终为0.5 m/s，g取10 N/kg。下列说法中( )
①滑轮组的机械效率为80% ②汽车受到的摩擦力为150 N ③汽车牵引力在4 s内做的功为8×103 J ④汽车牵引力的功率为6 000 W
A．只有①正确 B．只有①④正确
C．只有①②正确 D．只有③④正确
20．(2024·枣庄)如图所示，小明用滑轮组将重为400 N的货物在20 s内匀速提升了2 m，小明对绳子的拉力为250 N，不计绳重及滑轮上的摩擦。下列说法正确的是( )
A．动滑轮的重力为50 N
B．滑轮组做的有用功为500 J
C．拉力F做功的功率为25 W
D．滑轮组的机械效率为80%
21．(2024·聊城)建筑工地上，工人用如图所示的装置将重为300 N的建材从地面匀速运送到离地面8 m的高处，所用时间为40 s。已知动滑轮重为40 N，不计滑轮组的绳重和摩擦，下列说法正确的是( )
A．工人做的总功为2 400 J
B．工人拉力的功率为60 W
C．此过程中该装置的机械效率约为88%
D．可以通过增加动滑轮个数的方法提高该装置的机械效率
22．(2021·泰安)如图所示，甲工人用水平推力F甲推动重为750 N的货物，在水平路面上匀速移动2 m至仓库门口A处，用时10 s，此过程中甲工人做功的功率P甲＝30 W；乙工人接着使用滑轮组拉动该货物在同样的路面上匀速移动3 m到达指定位置B，拉力F乙为80 N。求：
(1)甲工人做的功；
(2)该滑轮组的机械效率。
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