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P，故CD错误。 1 2 故选B。 5. 起重机将1000N的重物先竖直向上匀速提升3m，再悬停6s，起重机对重物做功情况是 （ ） A．提升过程做了功，悬停过程做了功 B．提升过程不做功，悬停过程不做功 C．提升过程不做功，悬停过程做了功 D．提升过程做了功，悬停过程不做功 【答案】D 【详解】做功的两个必要条件：有力作用在物体上；物体在力的方向上通过一段距离。故起重机 将1000N的重物先竖直向上匀速提升3m过程中，起重机对物体做功，再悬停6s过程中，有力作用在 物体上,物体在力的方向上没有通过一段距离，故起重机对重物不做功，故D符合题意，ABC不符合题 意。故选D. 6. 如图所示，F的方向竖直向上，整个装置处于静止状态，在F以B点为轴转向BM方向和转向 BN方向的过程中（ ） A．F逐渐变小 B．F始终逐渐变大 C．转向BM方向时，F逐渐变大；转向BN方向时，F先逐渐变大后逐渐变小 D．转向BM方向时，F逐渐变大；转向BN方向时，F先逐渐变小后逐渐变大【答案】D 【详解】根据杠杆平衡条件 ，在F以B点为轴转向BM方向时，阻力和阻力臂不变，其 动力臂变小，F逐渐变大。在F以B点为轴转向BN方向时，阻力和阻力臂不变，力与杆垂直时力臂最 长，转动时其力臂先变大后变小，故F先逐渐变小后逐渐变大。故ABC不符合题意，D符合题意。 7．如图所示，利用动滑轮提升物体，使其在10s内匀速上升4m。物体的重力为10N，动滑轮的重 力为2N，不计绳重与摩擦。下列说法正确的是（ ） A．使用动滑轮可以省距离 B．物体运动的速度为4m/s C．拉力的大小为5N D．绳子自由端移动的距离为8m 【答案】D 【详解】A．使用动滑轮可以省力，但费距离，故A错误； B．物体在10s内匀速上升4m，物体运动的速度为v=h/t=4m/10s=0.4m/s，故B错误； C．由图可知，滑轮组绳子的有效股数n＝2 物体的重力为10N，动滑轮的重力为2N，故拉力的大小为 故C错误； D．绳子自由端移动的距离为s=nh=2×4m=8m 故D正确。故选D。 8. 如图所示，是某工地施工时用于提升重物的滑轮组，工人用大小为160N的拉力，在10s内将重 为400N的重物在竖直方向上匀速提升2m。若不计绳重及摩擦，则下列判断错误的是（ ） A．绳子自由端移动的距离为6m B．动滑轮的重力为80N C．该滑轮组没有改变拉力的方向 D．物体上升的速度为0.6m/s 【答案】D 【详解】A．由图可知，滑轮组的动滑轮绕3段绳，绳子自由端移动的距离 s=3h=3×2m=6m，故A正确，不符合题意；B．不计绳重及摩擦，则动滑轮的重力G =3F﹣G=3×160N﹣400N=80N 动 故B正确，不符合题意； C．物体向上运动，拉力的方向也向上，滑轮组没有改变拉力方向，故C正确，不符合题意； D．物体上升速度 故D错误，符合题意。故选D。 9．图中赛艇运动员使用船桨划水时，桨能绕着赛艇上的点O转动，手加在桨上的动力F 比水对 1 桨的阻力F 大，若把船桨看成一种杠杆，其特点是动力臂比阻力臂短，以下选项中符合船桨的杠杆简 2 化图是（ ） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】A．图中动力和阻力在支点O两侧，动力臂小于阻力臂，动力F 向上，杠杆逆时针转动， 1 水对桨的阻力F 应该向上，故A不符合题意； 2 B．把船桨看成一种杠杆，动力和阻力在支点O两侧，图中动力和阻力在支点O的同侧，故B不 符合题意； C．图中动力和阻力在支点O两侧，动力臂小于阻力臂，动力F 向上，杠杆逆时针转动，水对桨 1 的阻力F 向上，故C符合题意； 2 D．图中动力和阻力在支点O两侧，动力臂大于阻力臂，故D不符合题意。故选C。 10．建筑工地上，工人用如图所示的装置将重为300N的建材从地面匀速运送到离地面8m的高处， 所用时间为40s。已知动滑轮重为40N，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2400J B．工人拉力的功率为60W 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【答案】C 【详解】A．由图可知，滑轮组的动滑轮绕2段绳，不计滑轮组的绳重和摩擦，拉力 绳子自由端移动的距离s=nh=2×8m=16m 工人做的总功W =Fs=170N×16m=2720J 总 故A错误； B．工人拉力的功率为 故B错误； C．工人做的有用功为克服建材重力做的功，有用功 W =Gh=300N×8m=2400J 有 此过程中该装置的机械效率 故C正确； D．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。 11．一位同学用如图所示的滑轮组拉着重500N的物体，使物体以0.1m/s的速度沿水平地面向右匀 速直线运动10s，已知物体与地面间的滑动摩擦力为150N，滑轮组的机械效率为60%，在此过程中下 列选项正确的是（ ） A．绳子自由端移动的距离为3m B．拉力做的有用功为500J C．拉力做的额外功为150J D．拉力做功的功率为25W 【答案】D 【详解】A．物体以0.1m/s的速度沿水平地面向右匀速直线运动10s，物体移动的距离是 s=vt=0.1m/s×10s=1m 有两根绳子与动滑轮相连，绳子自由端移动的距离为s =ns=2×1m=2m 绳故A错误； B．物体与地面间的滑动摩擦力为150N，拉力克服摩擦力做的有用功为 W =fs=150N×1m=150J 有 故B错误； C．滑轮组的机械效率是60%，则总功为 拉力做的额外功为W =W -W =250J-150J=100J 额 总 有 故C错误； D．拉力做功的功率为 故D正确。故选D。 12．杆秤是一种中国传统的称量工具，凝聚着中国人民的智慧。如图所示，O为杆秤提纽， OA=8cm，秤砣质量m=0.2kg，不挂重物和秤砣时，手提提纽，杆秤可水平平衡。用它称鱼，当秤砣置 于B点时，杆秤再次水平平衡，此时测得OB=32cm，则鱼的质量为（ ） A．1.0kg B．0.8kg C．0.6kg D．0.4kg 【答案】B 【详解】杆秤是一只杠杆，O是支点，当杆秤在水平位置平衡时，根据杠杆的平衡条件可得 G ﹒OA=G ﹒OB 鱼 秤砣 则鱼受到的重力 鱼的质量为 故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。 二、填空题（每空1分，共30分） 13．如图甲所示，旗杆顶端的装置属于 （选填“定”或“动”）滑轮。如图乙，若手拉弹 簧测力计在1、2、3三个不同位置时的拉力分别是F、F、F，则它们的大小关系是 ，这说明 1 2 3 使用定滑轮不能改变力的 。【答案】 定 F=F=F 大小 1 2 3 【详解】旗杆顶端的滑轮不会随着红旗一起变化位置，所以是定滑轮，可以改变拉力的方向。 定滑轮只能改变拉力的方向，不能省力，所以即使图中3个力方向不同，但大小相同且都等于重 物的重力，即F=F=F。 1 2 3 14. 工人用如图所示的滑轮组来提升货物，已知货物重400N，每个滑轮重50N，若物体在10s内 被提升了6m，不计绳重和摩擦，则拉力F是 N，绳自由端移动的距离是 m，物体上升的速 度是 m/s。 【答案】 225 12 0.6 【详解】[1]由图可知，n=2，不计绳重和摩擦，作用在绳自由端的拉力 [2]绳子自由端移动的距离 [3]物体上升的速度 15. 如图，一个箱子静止在水平地面，小聪用150N的水平拉力将箱子移动了0.4m，小聪的拉力做 功为 J。待箱子静止后，小明用80N的水平推力推这个箱子没有推动，小明的推力做功 J， 此时箱子受到地面的摩擦力为 N。 【答案】 60 0 80【详解】小聪的拉力做功 小明用80N的水平推力推这个箱子没有推动，此过程只有力没有距离，小明的推力不做功，做功 为0J；此时箱子受到地面的摩擦力为静摩擦力，大小等于小明的推力80N。 16. 在某次测试中，一款重为6.4×104N的超音速汽车以1260km/h的速度在水平轨道上匀速直线行 驶，受到的阻力为1.8×105N，10s内汽车通过的路程是 m，牵引力做功的功率是 W， 重力做功是 J。 【答案】 3500 6.3×107 0 【详解】[1]已知汽车的速度为v=1260km/h=350m/s 10s内汽车通过的路程s=vt=350m/s×10s=3500m [2]汽车在做匀速运动，处于平衡状态，根据二力平衡可知，牵引力等于阻力，即 F =f=1.8×105N 牵 牵引力做功的功率 P=F v=1.8×105N×350m/s=6.3×107W 牵 [3]重力的方向始终是竖直向下的，汽车在竖直方向没有移动距离，因此重力不做功，为0J。 17. 小聪探究斜面的机械效率时，将粗糙程度均匀的长木板用支架支撑构成斜面，如图所示。用刻 度尺量出斜面底端A点到斜面上B点的距离L为80cm，B点距水平地面高度h为20cm。沿斜面向上用 0.8N的拉力F将重为2N的木块匀速拉到B点，用时2s，则这段过程中拉力F做功的功率P= W， 斜面的机械效率η= %，木块在该斜面上受到的滑动摩擦力f= N。 【答案】 0.32 62.5 0.3 【详解】[1]斜面的长度L=80cm=0.8m 拉力做的总功W =FL=0.8N×0.8m=0.64J 总 拉力做功功率 [2]斜面的高度h=20cm=0.2m 拉力做的有用功W =Gh=2N×0.2m=0.4J 有用 斜面的机械效率 [3]克服滑动摩擦力做的额外功 W =W -W =0.64J-0.4J=0.24J 额 总 有用由W =fL可得物体受到的滑动摩擦力 额 18. 如图所示，A、B为两个滑轮，若物体 与地面的滑动摩擦力为30N，不计绳重和滑轮摩擦要 使 沿水平方向匀速运动2m，绳子端的拉力 为 N，此时，绳子自由端移动的距离为 m； 为 N，此时，绳子自由端移动的距离为 m。 【答案】 30 2 15 4 【详解】A滑轮为定滑轮，定滑轮不省力也不费距离，不考虑绳重和滑轮摩擦时，拉力 绳子自由端移动的距离 B滑轮为动滑轮，不考虑绳重和滑轮摩擦时，拉力 绳子自由端移动的距离为 19. 如图甲所示，放在水平地面上的物体，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t 的关系和物体运动速度v与时间t的关系如图乙所示。则： （1）在0-2s时段的2s时间内，推力F对物体所做的功是 J； （2）在4-6s时段的2s时间内，物体运动的路程是 m； （3）在4-6s时段的2s时间内，推力F对物体做功的功率是 W； （4）在2-4s时段的2s时间内，物体受到的摩擦力是 N。 【答案】 0 8 8 2 【详解】（1）在0-2s时段的2s时间内，由运动图像可知此时物体静止，故物体运动的路程为0， 故不做功，即做功为0。 （2）在4-6s时段的2s时间内，由运动图像可知此时物体的速度为4m/s，故运动的路程为 （3）在4-6s时段的2s时间内，推力大小为2N，此时匀速直线运动，故推力等于摩擦力等于2N， 速度为4m/s，故推力F对物体做功的功率是（4）在2-4s时段的2s时间内，物体处于加速运动，但是物体对接触面的压力和接触面的粗糙程 度都未变，故此时受到的摩擦力仍为2N。 20．图甲是《天工开物》中记载的一种农业生产汲水装置——辘，图乙是它提水时的示意图，为 方便提水，应按照 （省力/费力）杠杆来设计，支点是 （A/B/C）点；图丙中水龙头开关的 设计也应用了同样原理，开关选用 （①/②）效果更好。 【答案】 省力 B ① 【详解】为方便提水，根据题图可知，它是按照省力杠杆来设计的；由于轮围绕B点进行旋转， 可知B点为其支点。为了更省力，开关应选用动力臂较大的，故开关应选用①。 21. 如图甲，质量不计的晾晒架钩在支撑物上，挂上衣服后，晾晒架可看成以O为支点的杠杆， 图乙是其简化图，晾晒架上A、B、C、D四点在同一水平线上。 （1）B、C、D是挂衣处，同一件衣服挂在B时，A点受到的支持力最小，请说明理由： ， 若衣服重为3.6N，则此支持力最小值为 N； （2）请在图乙中：①画出B点受到衣服的拉力F，②画出拉力F的力臂l。 【答案】同一件衣服挂在B时，阻力不变，阻力臂最小，动力臂不变，因此动力最小 4 见下图 【详解】（1）由题意可知，晾晒架可看成一个杠杆，设衣服对晾晒架的作用力为阻力，则支撑物 对晾晒架的作用力为动力，根据杠杆平衡条件动力×动力臂＝阻力×阻力臂可知，同一件衣服挂在B时， 阻力不变，阻力臂最小，动力臂不变，因此动力最小，即A点受到的支持力最小。 若衣服重为3.6N，根据杠杆平衡条件可得 当衣服挂在B时，阻力臂最小，所以此支持力最小值为（2）根据题意，B点受到衣服的拉力的方向为竖直向下，由于力臂是支点到力的作用线的距离， 因此反向延长拉力F，画出支点O到拉力F的反向延长线的垂线段，即为拉力F的力臂l。如图所示 三、解答题（共46分。26题7分、27题8分，其余每空1分。计算题第26、27题要求写出必要 的文字说明、公式和演算过程） 22. 同学们共同研究滑轮和滑轮组的特点： （1）他们研究定滑轮特点时，做的实验如甲图所示，据此可证明：使用定滑轮可以 ， 但不可以 ； （2）他们研究动滑轮特点时，用动滑轮匀速竖直提升重物，如乙图所示。据此可知，使用动滑轮 可以 ，但不可以 ； （3）他们组装滑轮组时，他们想：利用滑轮组提升重物能否省力呢？为此，他们进行的实验如丙 图所示，物体的重力为2N，测力计的示数为0.8N，由图可知，利用滑轮组提升重物能 ，如果物 体被提升的速度是0.2m/s，绳子自由端移动的速度是 m/s。 【答案】 改变力的方向 省力 省力 改变力的方向 省力 0.6 【详解】（1）由甲图知道，三种拉力情况，每次拉力的方向都不同。实验过程中不断改变拉力的 方向，观察测力计的示数都为1N，等于物重，故得出结论：定滑轮可以改变力的方向，但不省力。 （2）在图乙中，拉力F=0.6N＜G=1N，说明使用动滑轮时省力，但不能改变力的方向。 （3）由图丙知道，物体的重力为2N，测力计的示数为0.8N，故利用滑轮组提升重物能省力。 物体上升10cm，绳子自由端上升30cm，故绳子自由端移动的速度为重物移动速度的3倍，故绳子 自由端移动的速度v′=3v=3×0.2m/s=0.6m/s 23．在探究“杠杆的平衡条件”实验中：（1）挂钩码前，杠杆在如图（a）所示的位置静止，此时杠杆 （选填“是”或“不是”） 平衡状态；此时我们常把杠杆的平衡螺母向 调，直至在水平位置平衡； （2）如图（b）所示，在A点挂2个质量均为50g的钩码，在B点用弹簧测力计竖直向下拉杠杆， 使其在水平位置平衡，目的是 ，此时弹簧测力计的示数为 N（g＝10N/kg）； （3）如图（c），保持A点所挂钩码的数量和位置不变，将弹簧测力计绕B点从a位置缓慢转到b 位置，杠杆始终保持水平平衡，在此过程中拉力F （选填“变大”、“变小”或“不变”）； （4）细心的小明发现取下钩码和测力计之后，摆动的杠杆尺能很快恢复至水平平衡，是因为杠杆 的支点在杠杆尺的 （“重心”、“重心偏上”、“重心偏下”）； （5）同学们归纳出杠杆的平衡条件之后，小红所在的小组向老师反映她们的数据和结论不吻合， 分析表格中的数据，你认为可能原因是： 。 测量序号 F/N l/cm F/N l/cm 1 1 2 2 1 1.4 5 1 5 2 2.9 10 2.5 10 3 2.4 15 1.5 20 4 1.9 20 2 15 【答案】 是 右 便于测量力臂 1.5 变大 重心 弹簧测力计倒着使 用时，弹簧测力计的自重对杠杆平衡有影响 【详解】（1）当杠杆静止时发现杠杆停在如图甲所示的位置，此时杠杆是平衡状态，当实验时为 了使杠杆的自重对杠杆平衡不产生影响需要在水平位置平衡。杠杆左端下沉，应将杠杆重心向右移， 所以应将两端的平衡螺母（左端和右端的均可）向右调节。 （2）当杠杆在水平位置平衡时，力的方向与杠杆垂直，力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来。 这样做的目的是便于测量力臂。 由图根据杠杆平衡条件可知F L ＝F L A A B B 代入数据可得2×0.05kg×10N/kg×3L＝F ×2L B 解得F ＝1.5N B （3）根据杠杆的平衡条件分析，将测力计绕B点从a位置转动到b位置过程中，钩码的重力不变， 其阻力臂OA不变，即阻力与阻力臂的乘积不变，而动力臂在从a到b的过程逐渐减小，动力F逐渐增 大。 （4）杠杆尺左右两边不放物体时，支点在杠杆尺的重心位置，使杠杆重力的力臂为零，杠杆会水 平平衡。 （5）由表格数据得FL＞FL 1 1 2 2分析其中的原因是弹簧测力计倒着使用时，弹簧自重对杠杆平衡有影响。 24. 引体向上是同学们经常做的一项健身运动，如图所示，小星同学能连续做10个规范的引体向 上动作。综合实践活动小组的同学想估测小星同学做10个规范动作时的功率。 (1)所需要的测量器材有体重计、 和 ； (2)下表是综合实践活动小组设计的实验记录表格，表格a处应填上： ；（表格第二行空 格不需要填写数据） 小星的质量m/kg a 总时间t/s 功率P/W (3)小星同学做引体向上的功率表达式P= （利用表中物理量的符号表示）； (4)新考法：在实验后反思交流中，小天同学提出也可以通过记下1min内做引体向上的次数来测量 做引体向上的功率的大小，小天提出的测量方式与综合实践活动小组的测量方式相比，你觉得哪个更 好？并简述理由： 。 【答案】(1)刻度尺，秒表；(2)上升的高度h/m；(3) ；(4)见解析 【详解】（1）要测功率的大小，需要使用体重计测量人的体重；需要测量每次上升的高度，需要 使用刻度尺进行测量；还需用秒表测量连续完成10个引体向上动作需要的时间。 （2）实验中要记录每次上升的高度，因此a处应填上升的高度h/m。 （3）做10个规范动作克服重力做的总功为 则小星同学做引体向上的功率表达式为 （4）综合实践活动小组的测量方式更好，因为人的体质不同，在一定时间内不能保证人持续做动 作标准的引体向上或小天的测量方式更好，因为在测量时计时更方便。 25. 用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率，实验时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在 较长杠杆下面的钩码缓缓上升，不考虑摩擦。 （1）如图所示测力计的示数F为 N，实验中，将两个相同的钩码悬挂在A点沿竖直方向匀 速将杠杆至图中虚线位置，在此过程中弹簧测力计示数 （选填“不变”、“变大”、“变小”或“无法确定”），钩码总重G为1.0N，钩码上升高度h为0.1m，测力计移动距离s为0.3m，则杠杆 的机械效率η 为 %； 1 （2）将三个相同的钩码悬挂在A点匀速提高时，杠杆的机械效率为η，则η η；（选填 2 2 1 “＞”、“＜”或“=”） （3）将同一物体分别悬挂在A、B两点匀速提高时的机械效率分别为η 和η ，则η η 。 A B A B （选填“＞”、“＜”或“=”） 【答案】 0.5 不变 66.7 ＞ ＜ 【详解】（1）如图，弹簧测力计的分度值为0.1N，测力计的示数F为0.5N； 杠杠受到的阻力大小等于两个钩码的重力G，如图，阻力的力臂为OC，弹簧测力计对杠杆拉力F 的力臂为OD，由△OCA ODE可得 ∽△ 由杠杠的平衡条件可得G×OC=F×OD 则 由于 和G不变可知，F不变，即弹簧测力计的示数不变。 此过程中，有用功为W =Gh=1N×0.1m=0.1J 有用 总功为W =Fs=0.5N×0.3m=1.5J 总 则杠杆的机械效率为 （2）将三个相同的钩码悬挂在A点匀速提高时，所做的额外功相同，有用功增大，即有用功在总 功中占的比例增大，杠杆的机械效率变大，则η＞η。 2 1 （3）将同一物体由悬挂的A点变为B点时，物体对杠杆拉力的力臂变大，由杠杠的平衡条件可知 拉力F变大，物体匀速提高相同的高度时，拉力做的总功变大，不考虑摩擦，杠杠的重力和上升的高 度不变时，克服杠杠重力做的额外功不变，有用功变大，因此有用功占总功的比值变大，即杠杠的机 械效率变大，所以η ＜η 。 A B 26．如图所示的是一种智能装卸机器人，它能够代替人工进行货物装卸。该机器人在 内将质量 为 的货物沿竖直方向匀速提升 。 取 ，求： （1）货物所受的重力；（2）机器人提升货物的功率。 【答案】（1） ；（2） 【详解】（1）货物所受的重力 （2）机器人提升货物的功率 答：（1）货物所受的重力是 ； （2）机器人提升货物的功率是 。 27．如下图所示，重500N的工人师傅用120N的拉力，使重力为300N的物体以0.2m/s的速度匀 速提升。（不计绳重及摩擦） (1)求5s内绳子自由端移动的距离； (2)求动滑轮的重力； (3)若绳子所能承受的最大拉力为600N，则工人师傅所能提起的最大物重是多少牛？ 【答案】(1)3m；(2)60N；(3)1440N 【详解】（1）5s内物体移动的高度h=vt=0.2m/s×5s=1m 动滑轮上有3股绳，绳子自由端移动的距离s=nh=3×1m=3m （2）由图可知，动滑轮上有3股绳，用120N的拉力拉300N的物体，则动滑轮重力 （3）因为工人师傅体重为500N，绳子所能承受的最大拉力为600N，则工人师傅所能提起的最大物重 28. 小明想利用所学的物理知识估测自己跳绳时克服重力的平均功率（不计绳重）。 （1）实验需要测量的物理量： ①用 （填测量器材）测量自己的质量m； ②测自己平均每次跳起的高度h（人的重心上升的高度）； ③用 （填测量器材）记录跳n次绳所用的 （填物理量与其对应字母）。 （2）跳绳时平均功率表达式：P= 。 （3）若小明的质量m=50kg，他跳绳时的重心高度随时间变化的情况如图所示，根据所给条件可 估算出他每跳一次克服重力所做的功是 J，在1min内，他跳绳的个数是 个，在1min内克 服重力做功的平均功率为 W。（g取10N/kg） （4）小明和小华两人想比较跳绳的平均功率（假设两人跳起的平均高度相同），则 ； A．频率相同，体重大的功率大 B．频率相同，跳的时间长的功率大 C．体重相同，频率高的功率小 D．体重相同，跳的时间长的功率大 【答案】 磅秤 秒表 时间t 25 180 75 A 【详解】（1）实验中，除了测出人的质量和起跳高度外，还要用秒表记录跳一定次数时所用的时 间t。①用磅秤测出质量m，则重力为G=mg；②测自己平均每次跳起的高度h（人的重心上升的高度）， 则每次克服重力所做的功W=Gh=mgh；③用秒表记录跳n次所用的时间t。 （2）跳绳时平均功率 （3）该同学的重力 由图可知，起跳的最大高度h=0.5m，他每跳一次克服重力所做的功 由图可知，跳一次所用的时间 ，1min内，他跳绳的个数 在1min内克服重力做功的平均功率（4）AB．频率相同，体重大的，在相同时间里做的功多，功率大，故A符合题意，B不符合题 意； C．体重相同，频率高，在相同时间里做的功多，所以功率大，故C不符合题意； D．体重相同，只要跳频率相同，功率与跳的时间长短无关，故D不符合题意。 故选A。
