第十單元機(jī)械與人(B卷·能力提升練)(原卷版+解析)

班級(jí)姓名學(xué)號(hào)分?jǐn)?shù)第十單元機(jī)械與人（B卷·能力提升練）一．選擇題（共13小題）1．如圖所示，將邊長(zhǎng)為10cm，質(zhì)量為8kg的正方體合金塊用細(xì)繩掛在輕質(zhì)杠桿的A處，杠桿可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，在B點(diǎn)施加拉力F＝80N，方向如圖所示，杠桿在水平位置平衡，已知OA：AB＝2：3，則下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（sin37°＝0.6；cos37°＝0.8；g＝10N/kg）（）A．合金塊的密度是8×103kg/m3 B．A點(diǎn)受到繩的拉力為24N C．物體對(duì)地面的壓力為80N D．物體對(duì)地面的壓強(qiáng)為5.6×103Pa2．如圖，輕質(zhì)杠桿OA可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，在杠桿的B點(diǎn)掛上重物G，并在A點(diǎn)施加豎直向上的拉力F1＝9N使杠桿在水平位置靜止；交換重物懸掛點(diǎn)和拉力作用點(diǎn)使杠桿在水平位置平衡，所需的拉力大小F2＝16N；（不計(jì)摩擦）下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A．重物的重力G＝12N B．16?OB＝9?OA C．F1：F2＝OB2：OA2 D．此原理可用于非等臂天平的質(zhì)量測(cè)量3．如圖，甲為廈漳跨海大橋的實(shí)景圖，該橋可逐步抽象成乙、丙、丁所示的模型。下列說(shuō)法正確的是（）A．橋上無(wú)車時(shí)，橋塔增高，鋼索承受的拉力不變 B．橋上無(wú)車時(shí)，橋塔增高，鋼索承受的拉力變小 C．橋上有車時(shí)，車靠近橋塔，鋼索受到的拉力不變 D．橋上有車時(shí)，車靠近橋塔，鋼索受到的拉力變大4．質(zhì)量為1.5t的汽車，在平直公路上以額定功率60kW從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，15s運(yùn)動(dòng)200m恰好達(dá)到最大速度，接著勻速運(yùn)動(dòng)25s，關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，滑行100m停下。v﹣t圖像如圖所示。已知汽車在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的阻力恰為車重的0.2倍，下列判斷正確的是（）A．全程中汽車所受阻力的大小為3×102N B．整個(gè)過(guò)程中發(fā)動(dòng)機(jī)做的功3×106J C．汽車的最大速度是20m/s D．整個(gè)過(guò)程阻力做功為3×105J5．雨滴在空氣中豎直下落，它所受的空氣阻力f與速度v成正比，即f＝kv（k為比例系數(shù)）。所以雨滴速度越來(lái)越大，最終以某一速度勻速運(yùn)動(dòng)，雨滴在豎直下落過(guò)程中重力做功的功率P隨時(shí)間t的關(guān)系圖像正確的是（）A． B． C． D．6．如圖甲所示，用豎直向上的拉力F，將靜止在水平地面上的物體向上提升。圖乙表示F的大小隨時(shí)間t的變化關(guān)系，圖丙表示物體的運(yùn)動(dòng)速度v的大小隨時(shí)間t的變化關(guān)系。已知在10s～20s內(nèi)物體上升的高度為50m。下列說(shuō)法正確的是（）A．物體的重力大小為55N B．在0～10s內(nèi)，物體對(duì)地面的壓力大小是30N C．在10s～30s內(nèi)，物體上升的平均速度大小為10m/s D．在20s～30s內(nèi)，拉力F對(duì)物體做功的功率為500W7．北京2022年冬奧會(huì)首鋼滑雪大跳臺(tái)局部示意圖如圖所示。運(yùn)動(dòng)員從a處由靜止自由滑下，到b處起跳，c點(diǎn)為a、b之間的最低點(diǎn)，a、c兩處的高度差為h。下列說(shuō)法正確的是（）A．三處動(dòng)能比較b＞c＞a B．三處重力勢(shì)能比較a＞c＞b C．三處動(dòng)能比較c＞b＞a D．三處重力勢(shì)能比較b＞a＞c8．在2022年北京冬奧會(huì)自由式滑雪比賽中，我國(guó)選手蘇翊鳴獲得冠軍。如圖所示，蘇翊鳴在助滑區(qū)從起點(diǎn)A由靜止開(kāi)始加速下滑到最低點(diǎn)C的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（）A．重力勢(shì)能增大，動(dòng)能減小 B．重力勢(shì)能減小，動(dòng)能增大 C．重力勢(shì)能減小，動(dòng)能減小 D．重力勢(shì)能增大，動(dòng)能增大9．如圖，用同一滑輪組在相同時(shí)間內(nèi)分別使物體A、B以相同速度勻速上升，發(fā)現(xiàn)提升A比提升B時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率更大。若不計(jì)繩重和摩擦的影響，以下四個(gè)判斷中，正確的是（）①物體A與物體B的重力更?、谔嵘鼳比提升B時(shí)的有用功更大③提升A比提升B時(shí)的額外功更小④提升A比提升B時(shí)，人做功的功率更大A．①② B．①③ C．②③ D．②④10．小明分別使用甲、乙、丙三種機(jī)械將物體M勻速提升2m（繩長(zhǎng)不變），測(cè)得物體M所受重力和各拉力如表所示，則（）GMF甲F乙F丙8N10N10N10NA．乙、丙的機(jī)械效率相等 B．使用圖乙動(dòng)滑輪可以省力 C．甲、乙的機(jī)械效率相等 D．使用圖丙斜面可以省力11．工人用定滑輪提升質(zhì)量為20kg的物體，繩自由端在2s內(nèi)勻速移動(dòng)了1m，滑輪的機(jī)械效率為80%，以下結(jié)論正確的是（）A．工人做的有用功為200J B．該滑輪的重力為50N C．人對(duì)繩自由端的拉力F為125N D．拉力F的功率為62.5W12．用如圖所示的滑輪組提升重物，在電動(dòng)機(jī)拉力的作用下，重為40N的物體在10s內(nèi)勻速豎直上升了2m，已知?jiǎng)踊喼貫?N，忽略繩重與摩擦。下列說(shuō)法中正確的是（）A．電動(dòng)機(jī)對(duì)繩的拉力為16N B．繩子自由端的移動(dòng)速度為0.6m/s C．滑輪組的機(jī)械效率為80% D．有用功的功率為8W13．如圖所示，斜面長(zhǎng)10m，高4m，用沿斜面方向的推力F，將一個(gè)重為500N的貨物由斜面底端勻速推到頂端，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中克服摩擦力做功500J，下列說(shuō)法正確的是（）A．機(jī)械效率為75% B．F＝300N C．摩擦力為50N D．推力做的總功為3000J二．多選題（共2小題）（多選）14．如圖所示用一個(gè)始終垂直于杠桿的拉力將重物由a提升到b位置，重物掛在杠桿上的位置不變，若杠桿始終保持平衡狀態(tài)且不計(jì)杠桿的自重，下列說(shuō)法正確的是（）A．提升的過(guò)程中，始終是省力杠桿 B．拉力先變大后變小 C．拉力大小始終不變 D．拉力一直變?。ǘ噙x）15．物體在同一水平地面上做直線運(yùn)動(dòng)，通過(guò)相等的路程s，當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)的路程和時(shí)間圖像如圖甲時(shí)，受到的水平推力為F1；當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)的速度和時(shí)間圖像如圖乙時(shí)，受到的水平推力為F2；兩次推力做功分別為W1、W2；兩次推力的功率分別為P1、P2。則下列關(guān)系正確的是（）A．W1＜W2，P1＝P2 B．W1＝W2，P1＜P2 C．F1＜F2，P1＝P2 D．F1＝F2，P1＜P2三．填空題（共15小題）16．如圖所示，小明正在做俯臥撐，這時(shí)可以把他的身體看作一個(gè)杠桿。圖中A為身體的重心，小明的體重為500N，手臂長(zhǎng)約50cm。則地面對(duì)手臂的支持力F的大小為N；若小明30s內(nèi)完成了20個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的俯臥撐，則小明這段時(shí)間內(nèi)做功的功率約為W。17．如圖所示，一塊厚度、密度均勻的長(zhǎng)方形水泥板放在水平地面上，用甲、乙兩種方法使其一端緩慢抬離地面，若F甲和F乙始終豎直向上，則F甲（＞/＜/＝）F乙，如果兩種方法都將水泥板緩慢拉到豎直位置，不計(jì)空氣阻力等因素，兩次拉力做功W甲（＞/＜/＝）W乙。18．“節(jié)約用水，人人有責(zé)”，應(yīng)養(yǎng)成隨手關(guān)閉水龍頭的好習(xí)慣，如圖甲所示。水龍頭手柄可視為如圖乙所示的杠桿，O為支點(diǎn)，F(xiàn)為阻力，分別沿a、b、c、d方向關(guān)閉水龍頭，其中用力最小的是（填“a”“b”“c”或“d”），其原理是。19．如圖所示，兩位同學(xué)各持一根較光滑的木棍，在相距1m處面對(duì)面站立。另外一位同學(xué)取一根繩子，將繩子的一端系在其中一根木棍上，再按圖所示依次繞過(guò)兩根木棍，然后緩慢拉動(dòng)繩子的另一端，這兩根木棍將（選填“合攏”或“分開(kāi)”），木棍和繩子組成了一種簡(jiǎn)單機(jī)械，叫。20．中國(guó)高鐵運(yùn)營(yíng)里程突破4萬(wàn)公里，穩(wěn)居世界第一，高速鐵路的輸電線，無(wú)論冬、夏都繃得直直的，如圖甲采用墜砣牽引以保障列車電極與輸電線的良好接觸。圖乙為輸電線的牽引裝置工作原理圖，其中滑輪B為滑輪。鋼繩通過(guò)滑輪組懸掛總重40000N的墜砣，若某段時(shí)間內(nèi)墜砣下降了20cm，不計(jì)滑輪和鋼繩自重、摩擦，輸電線P端受到的拉力大小為N，輸電線P端向左移動(dòng)了cm。21．如圖所示的單擺，讓小球從A點(diǎn)靜止釋放，小球從A點(diǎn)向B點(diǎn)擺動(dòng)的過(guò)程中，細(xì)繩對(duì)小球的拉力（選填“做”或“不做”）功，小球在B點(diǎn)受合力（選填“等于零”或“不等于零”）。22．如圖所示，小明用沿斜面向上的力F＝400N，把一個(gè)重600N的木箱沿斜面推到1.8m高處，斜面長(zhǎng)4.5m，此過(guò)程中木箱受到的摩擦力為N。23．一個(gè)60kg的同學(xué)，徒手從教室的1樓走到4樓（走了3層樓），每層樓的層高為4m，他克服重力做的功是J，他消耗的體內(nèi)化學(xué)能是J。24．在水平地面上有一長(zhǎng)方體木箱，小群用水平推力F把木箱向前推動(dòng)，此過(guò)程中，推力F隨時(shí)間t的變化情況如圖乙所示，木塊前進(jìn)的速度v的大小隨時(shí)間t的變化情況如圖丙所示，從3s至5s內(nèi)，摩擦力為N，從3s至4s內(nèi)，推力對(duì)木塊所做的功J。從0s至1s內(nèi)，推力對(duì)木塊所做的功為J。25．甲、乙兩輛相同的汽車在同一水平地面上做直線運(yùn)動(dòng)的圖象分別如圖甲、乙所示（空氣阻力忽略不計(jì)）。由圖可知，甲車的速度（大于/小于/等于）乙車的速度，甲車的功率（大于/小于/等于）乙車的功率，經(jīng)過(guò)相同的時(shí)間，甲、乙兩車牽引力做的功之比為。26．如圖是小明在做俯臥撐和引體向上時(shí)的鍛煉場(chǎng)景：（1）圖甲中小明靜止時(shí)地面對(duì)雙手的支持力為F1，圖乙中小明靜止懸掛在單杠上時(shí)，單杠對(duì)他的作用力為F2，則F1F2。（2）如圖乙，小明的質(zhì)量為60kg，做一次引體向上需克服重力做功J，如果小明1min完成10個(gè)引體向上，則他的功率是W。（g取10N/kg）27．如圖同一個(gè)實(shí)心小球以同樣的速度v分別沿著甲、乙兩個(gè)光滑的弧槽運(yùn)動(dòng)，兩弧槽弧形相同，弧長(zhǎng)相等。小球到達(dá)B點(diǎn)的動(dòng)能（選填“大于”“小于”或“等于”下同）到達(dá)D的動(dòng)能，小球通過(guò)甲弧槽的時(shí)間小球通過(guò)乙弧槽的時(shí)間，甲圖中小球由A到B的過(guò)程中動(dòng)能的變化情況是（空氣阻力不計(jì)）。28．2021年4月29日，長(zhǎng)征五號(hào)搭載空間站天和核心艙發(fā)射成功，標(biāo)志著我國(guó)空間站時(shí)代已經(jīng)到來(lái)。如圖所示，天和核心艙沿橢圓軌道環(huán)繞地球運(yùn)行，不受空氣阻力，因此機(jī)械能守恒。（1）長(zhǎng)征五號(hào)搭載空間站天和核心艙升空過(guò)程中，以長(zhǎng)征五號(hào)為參照物，天和核心艙的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是的；（2）天和核心艙沿橢圓軌道從近地點(diǎn)經(jīng)遠(yuǎn)地點(diǎn)再回到近地點(diǎn)的過(guò)程中，天和核心艙的動(dòng)能變化情況是。29．如圖甲所示，小明利用滑輪組提升不同重物，重為500N的小明最大臂力為600N，動(dòng)滑輪重100N，繩子能承受的最大拉力為800N，隨著貨物從某個(gè)重量增加到最大時(shí)，小明繪制了滑輪組的機(jī)械效率η和物重G的關(guān)系圖，如圖乙所示，則A、B兩點(diǎn)的機(jī)械效率為ηA＝%、ηB＝%。（不計(jì)繩重及滑輪軸間的摩擦）30．如圖所示，手用F1的力直接將物體A勻速提升h，做功300J；若借助長(zhǎng)5m的斜面用力F2把A勻速提升相同高度，斜面的機(jī)械效率是60%，借助斜面做的有用功為J，拉力F2是N，物體A受到斜面的摩擦力是N。四．作圖題（共4小題）31．如圖1是一款升降座椅裝置，其簡(jiǎn)圖如圖2，請(qǐng)?jiān)趫D2中畫(huà)出滑輪組的繞線情況，要求繩子的末端繞至按鈕處。32．如圖甲所示，用彈簧測(cè)力計(jì)拉動(dòng)水平面上的物塊，拉力大小和物塊的速度隨時(shí)間變化情況分別如圖乙、丙所示。請(qǐng)?jiān)趫D丁中畫(huà)出拉力的功率隨時(shí)間變化的圖象。（注：P＝Fv）33．如圖甲所示的是在中考體育考試中小剛投擲實(shí)心球的場(chǎng)景。請(qǐng)你在圖乙中畫(huà)出實(shí)心球離手后，在空中飛行過(guò)程中動(dòng)能E，隨時(shí)間t變化的大致曲線。34．跳傘運(yùn)動(dòng)員從足夠高的懸停直升機(jī)上跳下，其下落過(guò)程簡(jiǎn)化為豎直向下的直線運(yùn)動(dòng)（圖甲）。運(yùn)動(dòng)員從O位置由靜止開(kāi)始加速運(yùn)動(dòng)到A位置，立即打開(kāi)降落傘（開(kāi)傘后人和傘所受空氣阻力突然增大且大于總重力），在B位置安全著地。若下落過(guò)程中空氣阻力隨速度的增大而增大，請(qǐng)?jiān)趫D乙中畫(huà)出運(yùn)動(dòng)員從O位置到B位置（剛好觸地）這一過(guò)程中，動(dòng)能Ek隨位置S變化關(guān)系的大致圖像。五．簡(jiǎn)答題（共5小題）35．如圖所示是家庭裝修常用的長(zhǎng)方體木板，當(dāng)一個(gè)人要把平放在地板上的一塊均勻木板立起來(lái)靠在墻上的時(shí)候，是從長(zhǎng)邊a還是從短邊b搬動(dòng)木板更容易？請(qǐng)用學(xué)過(guò)的物理知識(shí)來(lái)分析。36．拔河比賽時(shí)，運(yùn)動(dòng)員的身體會(huì)適當(dāng)?shù)叵蚝髢A斜，如圖所示．這樣做對(duì)方很難把他拉向前倒．如果把運(yùn)動(dòng)員身體模型化成杠桿，請(qǐng)用杠桿原理分析其中的原因．37．如圖所示，水平桌面的中間有一均勻的磁場(chǎng)區(qū)域（“×”表示垂直于桌面向下的磁感線）。桌面左端放有質(zhì)量和大小均相同的金屬框和塑料框。現(xiàn)分別用水平向右的力將它們從圖中的A位置勻速拉動(dòng)到B位置。請(qǐng)你從能量轉(zhuǎn)化的角度判斷這一過(guò)程中拉力分別對(duì)金屬框和塑料框做的功是否相同？請(qǐng)說(shuō)明理由。（假設(shè)兩框與桌面間的接觸粗糙程度相同）38．如圖是人們常用的訂書(shū)機(jī)，它的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工作原理運(yùn)用了許多物理知識(shí)。在底部墊了兩塊橡皮而且有條紋，目的是什么？釘書(shū)針很尖細(xì)，目的是什么？按下壓柄，彈簧發(fā)生彈性形變，彈簧具有什么能量？39．張工、李工兩位是建筑設(shè)計(jì)師，均受某公司邀請(qǐng)參加某火車站進(jìn)站段鐵路工程的設(shè)計(jì)，最后張工上交了甲圖所示的設(shè)計(jì)方案圖，李工上交了乙圖所示的設(shè)計(jì)方案圖，若你是此公司代表，你將選擇圖的設(shè)計(jì)方案，結(jié)合你學(xué)到的物理知識(shí)，請(qǐng)簡(jiǎn)要談?wù)勀氵x擇的理由。六．實(shí)驗(yàn)探究題（共5小題）40．小明在探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)中（每個(gè)鉤碼的重力均為G，杠桿上每格長(zhǎng)度均為a，彈簧測(cè)力計(jì)自重不計(jì)）。（1）掛鉤碼前，杠桿在如圖甲所示的位置靜止，此時(shí)杠桿（選填“是”或“不是”）平衡狀態(tài)，接下來(lái)小明向調(diào)節(jié)杠桿兩端的螺母，使杠桿保持水平并靜止；（2）如果小明同學(xué)面對(duì)甲圖狀況，沒(méi)有調(diào)至水平平衡就匆忙進(jìn)行乙圖實(shí)驗(yàn)（彈簧測(cè)力計(jì)在右側(cè)第4格處），杠桿雖然此時(shí)水平平衡，但可以判斷2G?3a（選填“＞”、“＝”或“＜”）F1?4a；（F1是彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)）（3）面對(duì)甲圖狀況，小明同學(xué)按正確的操作將杠桿調(diào)至水平平衡后，進(jìn)行如圖丙所示的實(shí)驗(yàn)，記錄下杠桿水平平衡時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F2，發(fā)現(xiàn)2G?3a＝F2?4a，于是就得出了“動(dòng)力×動(dòng)力臂＝阻力×阻力臂”的結(jié)論，同組的同學(xué)認(rèn)為他的做法不合理，理由是；（4）小明同學(xué)將甲圖狀況調(diào)節(jié)成水平平衡后，進(jìn)行丁圖實(shí)驗(yàn)（測(cè)力計(jì)掛鉤鉤在右側(cè)第4格處）。①將彈簧測(cè)力計(jì)向右下方拉，示數(shù)為F3，力與水平方向成θ角，杠桿水平平衡；②將該彈簧測(cè)力計(jì)的方向改為向左下方拉，示數(shù)為F4，力與水平方向成β角，杠桿水平平衡.若F3＞F4，則θ（選填“＞”、“＝”或“＜”）β。41．在“探究杠桿的平衡條件”實(shí)驗(yàn)中。（1）如圖所示甲中杠桿（選填“是”或“否”）在平衡狀態(tài)。（2）圖乙中，在已調(diào)平的杠桿A處掛兩個(gè)鉤碼，則在B處需掛個(gè)鉤碼時(shí)，杠桿才能繼續(xù)保持在水平位置平衡。（3）將圖丙中彈簧測(cè)力計(jì)向右逐漸傾斜時(shí)，其示數(shù)將（選填“變大”、“變小”或“不變”）。其原因是：。（4）實(shí)驗(yàn)中保持鉤碼個(gè)數(shù)及位置不變，多次收集數(shù)據(jù)并在坐標(biāo)系中繪制出動(dòng)力臂L1與動(dòng)力F1的關(guān)系圖象，由圖象可知：當(dāng)F1＝0.5N時(shí)，L1＝cm。（5）根據(jù)杠桿平衡的條件分析圖丁可知：A端胡蘿卜相比B端胡蘿卜（選填“更重些”、“一樣重”或“更輕些”）。42．小明利用以下器材：中間有溝槽的木質(zhì)軌道，如圖甲所示，其中AB部分傾斜并與平直部分BC平滑連接，溝槽較光滑）、大小與溝槽相當(dāng)?shù)牟Ａ?、鐵球各一個(gè)，輕質(zhì)彈簧、刻度尺各一個(gè)，開(kāi)展了探究“動(dòng)能大小與哪些因素有關(guān)”的活動(dòng)。實(shí)驗(yàn)步驟如下：步驟1：讓質(zhì)量為m1鐵球從斜面高h(yuǎn)1處自由滑下，記錄彈簧被壓縮的長(zhǎng)度x1。步驟2：讓質(zhì)量為m2鐵球從斜面高h(yuǎn)1處自由滑下，記錄彈簧被壓縮的長(zhǎng)度x2。步驟3：讓質(zhì)量為m1鐵球從斜面高h(yuǎn)2處自由滑下，記錄彈簧被壓縮的長(zhǎng)度x3。（1）利用這套器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，可以通過(guò)比較來(lái)比較小球動(dòng)能的大小。（2）步驟（選填“1”“2”或“3”）兩個(gè)步驟是為了研究動(dòng)能與質(zhì)量大小的關(guān)系，步驟（選填“1”“2”或“3”）兩個(gè)步驟是為了研究動(dòng)能與速度大小的關(guān)系。（3）若彈簧可以自由伸縮，壓縮的彈簧可以將小球向上彈回，說(shuō)明發(fā)生彈性形變的物體具有能。小球離開(kāi)彈簧后可以繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)，但是每一次反彈的高度逐漸變小，說(shuō)明此過(guò)程小球機(jī)械能（選填“增大”“減小”或“不變”）。（4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)論和生活經(jīng)驗(yàn)，在發(fā)生汽車碰撞事故時(shí)，事故的嚴(yán)重程度與下列哪個(gè)因素?zé)o關(guān)。A.載重大小B.車速大小C.是否系安全帶D.是否安裝行車記錄儀43．高空拋物不僅是一種不文明行為，還會(huì)帶來(lái)很大的安全隱患。小華設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)：讓三個(gè)體積相同的實(shí)心鐵球A、鐵球B和鋁球C同時(shí)由靜止釋放落到沙地上，其中A、C球離沙地的高度相同。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如表。（ρ鐵＞ρ鋁）球的種類鐵球A鋁球C鐵球B高度/cm101015球陷入沙中的深度/cm329（1）本實(shí)驗(yàn)中，球的重力勢(shì)能大小是通過(guò)來(lái)反映的。（2）比較A、C兩球，得出的結(jié)論是。（3）B球落入沙中后，速度不斷減小直至靜止，B球的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為能。（4）請(qǐng)你給高空拋物者提出一條警示語(yǔ)：（合理即可）。44．小羽設(shè)計(jì)的測(cè)量斜面的機(jī)械效率實(shí)驗(yàn)如圖所示。用高為30cm的木塊將帶有刻度的平木板墊起，構(gòu)成一個(gè)斜面，并使它固定，把小車放在斜面底端A處，用彈簧測(cè)力計(jì)拉著小車從位置A沿斜面勻速上升到位置B，上升過(guò)程中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)如圖所示。根據(jù)題中提供的信息，填寫(xiě)下面的實(shí)驗(yàn)記錄表。小車受到的重力G/N沿斜面的拉力F/N小車沿斜面上升的距離s/m小車上升的高度h/m斜面的機(jī)械效率η0.800七．計(jì)算題（共6小題）45．青竹湖湘一2020屆同學(xué)設(shè)計(jì)了一款如圖甲所示的力學(xué)裝置，杠桿OAB始終在水平位置保持平衡，O為杠桿的支點(diǎn)，OB＝3OA，豎直細(xì)桿a的上端通過(guò)力傳感器連在天花板上，下端連在杠桿的A點(diǎn)，豎直細(xì)桿b的兩端分別與杠桿和物體M固定，水箱的質(zhì)量為0.8kg，不計(jì)杠桿、細(xì)桿及連接處的重力。當(dāng)圖甲所示的水箱中裝滿水時(shí)，水的質(zhì)量為3kg。力傳感器可以顯示出細(xì)桿a的上端受到作用力的大小，圖乙是力傳感器的示數(shù)大小隨水箱中水的質(zhì)量變化的圖象：（1）圖甲所示的水箱裝滿水時(shí)，水受到的重力為多少N；（2）物體M的重力；（3）當(dāng)細(xì)桿a上得傳感器顯示為24N時(shí)，細(xì)桿b上的力為多大；（4）當(dāng)向水箱中加入質(zhì)量為1kg的水時(shí)，力傳感器的示數(shù)大小為F；繼續(xù)向水箱中加水，則當(dāng)力傳感器的示數(shù)大小變?yōu)?F時(shí)，水箱對(duì)桌面的壓力為多少N？46．某興趣小組用如圖所示的滑輪組（物體與動(dòng)滑輪用繩子連接）勻速拉動(dòng)放在同一水平面上的不同物體，物體的質(zhì)量為100kg，受到的摩擦力為200N，用80N的拉力F，10秒內(nèi)把物體拉動(dòng)的距離為2m。（不計(jì)繩重和繩與滑輪間的摩擦，g取10N/kg）求：（1）物體的重力；（2）滑輪組中動(dòng)滑輪的重力；（3）拉繩子的速度。47．如圖所示是一臺(tái)火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)偵察、滅火的消防機(jī)器人，其質(zhì)量為600kg，與地面的總接觸面積為300cm2，以3m/s的速度在水平地面沿直線勻速前進(jìn)了1min，行駛時(shí)所受阻力為自取的0.02倍（g取10N/kg）。求：（1）消防機(jī)器人所受的重力；（2）消防機(jī)器人靜止在水平面上時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)；（3）消防機(jī)器人牽引力做的功。48．中國(guó)研發(fā)的萬(wàn)米載人潛水器“奮斗者”號(hào)，成功下潛到全球海洋10909m最深處（不考慮海水密度的變化，ρ海水＝1.0×103kg/m3，g＝10N/kg）。則：（1）“奮斗者”號(hào)下潛到最深處時(shí)，潛水器所受到海水的壓強(qiáng)為多少Pa？（2）“奮斗者”號(hào)完成任務(wù)后，漂浮在海面上，由圖乙所示的起重裝置將其勻速豎直吊離水面，起重裝置起吊拉力的功率隨時(shí)間變化的圖像如圖丙所示，圖中P2＝2P1。起吊過(guò)程中“奮斗者”號(hào)總質(zhì)量為36噸，求t1時(shí)刻“奮斗者”號(hào)的排水體積（不考慮水的阻力）。49．通過(guò)“探究物體不受力時(shí)怎樣運(yùn)動(dòng)”和“物體動(dòng)能大小的影響因素”兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，可知小球滑到斜面最底端的速度，只與小球在斜面的起始高度有關(guān)，與小球本身質(zhì)量無(wú)關(guān)，小球從斜面滑下的過(guò)程中，動(dòng)能的增加量等于重力對(duì)小球做的功（不計(jì)摩擦和空氣阻力），已知?jiǎng)幽艿谋磉_(dá)式為EK＝mv2：其中m為物體的質(zhì)量，v是物體的運(yùn)動(dòng)速度，讓質(zhì)量分別為m1和m2的小球從同一斜面的同一高度h由靜止開(kāi)始滑下，v1、v2是兩球到達(dá)最低端的速度，請(qǐng)證明v1＝v2。50．在小型建筑工地，常用簡(jiǎn)易的起重設(shè)備豎直吊運(yùn)建筑材料，其工作原理相當(dāng)于如圖所示的滑輪組，某次將質(zhì)量為400kg的磚塊勻速吊運(yùn)到高為10m的樓上，用時(shí)40s，卷?yè)P(yáng)機(jī)提供的拉力F為2500N。求在此過(guò)程中：（1）有用功；（2）拉力F做的總功；（3）滑輪組的機(jī)械效率；（4）拉力F做功的功率。班級(jí)姓名學(xué)號(hào)分?jǐn)?shù)第十單元機(jī)械與人（B卷·能力提升練）解析版一．選擇題（共13小題）1．如圖所示，將邊長(zhǎng)為10cm，質(zhì)量為8kg的正方體合金塊用細(xì)繩掛在輕質(zhì)杠桿的A處，杠桿可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，在B點(diǎn)施加拉力F＝80N，方向如圖所示，杠桿在水平位置平衡，已知OA：AB＝2：3，則下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（sin37°＝0.6；cos37°＝0.8；g＝10N/kg）（）A．合金塊的密度是8×103kg/m3 B．A點(diǎn)受到繩的拉力為24N C．物體對(duì)地面的壓力為80N D．物體對(duì)地面的壓強(qiáng)為5.6×103Pa【解答】A、正方體合金塊的體積：V＝（0.1m）3＝1×10﹣3m3，合金塊的密度：ρ＝＝＝8×103kg/m3，故A項(xiàng)說(shuō)法正確；B、杠桿的支點(diǎn)為O，作出拉力F的力臂為OC，如圖所示：則由數(shù)學(xué)知識(shí)可得：OC＝OB×sin37°＝0.6×OB﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①，已知OA：AB＝2：3，則AB＝OA，且OB＝AB﹣OA＝OA﹣OA＝OA﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②，則OC＝0.6×OB＝0.6×OA＝0.3×OA，由杠桿平衡條件可得：FA×OA＝F×OC，所以，A點(diǎn)受到繩的拉力：FA＝＝＝24N，故B項(xiàng)說(shuō)法正確；C、對(duì)合金塊進(jìn)行受力分析可知，此時(shí)合金塊受向下的重力、向上的拉力和向上的支持力，由力的平衡條件可得：F支+FA′＝G，壓力和支持力是一對(duì)相互作用力，其大小相等，則物體對(duì)地面的壓力：F壓＝F支＝G﹣FA′＝mg﹣FA′＝8kg×10N/kg﹣24N＝56N，故C項(xiàng)說(shuō)法錯(cuò)誤；D、正方體合金塊的底面積：S＝（0.1m）2＝0.01m2，物體對(duì)地面的壓強(qiáng)：p＝＝＝5.6×103Pa，故D項(xiàng)說(shuō)法正確。故選：C。2．如圖，輕質(zhì)杠桿OA可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，在杠桿的B點(diǎn)掛上重物G，并在A點(diǎn)施加豎直向上的拉力F1＝9N使杠桿在水平位置靜止；交換重物懸掛點(diǎn)和拉力作用點(diǎn)使杠桿在水平位置平衡，所需的拉力大小F2＝16N；（不計(jì)摩擦）下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A．重物的重力G＝12N B．16?OB＝9?OA C．F1：F2＝OB2：OA2 D．此原理可用于非等臂天平的質(zhì)量測(cè)量【解答】由題可知，F(xiàn)1＝9N，F(xiàn)2＝16N，重物懸掛點(diǎn)和拉力作用點(diǎn)互換前，由杠桿平衡條件可得：F1×OA＝G×OB，代入數(shù)據(jù)可得9N×OA＝G×OB，即：＝＝﹣﹣﹣﹣﹣﹣①，重物懸掛點(diǎn)和拉力作用點(diǎn)互換后，由杠桿平衡條件可得：F2×OB＝G×OA，代入數(shù)據(jù)可得16N×OB＝G×OA，即：＝＝﹣﹣﹣﹣﹣﹣②，由①②可得：G＝＝12N，故A正確，故B錯(cuò)誤；物體的質(zhì)量：m＝＝＝1.2kg，所以此原理可用于非等臂天平的質(zhì)量測(cè)量，故D正確；①×②得：＝，即F1：F2＝OB2：OA2，故C正確。故選：B。3．如圖，甲為廈漳跨海大橋的實(shí)景圖，該橋可逐步抽象成乙、丙、丁所示的模型。下列說(shuō)法正確的是（）A．橋上無(wú)車時(shí)，橋塔增高，鋼索承受的拉力不變 B．橋上無(wú)車時(shí)，橋塔增高，鋼索承受的拉力變小 C．橋上有車時(shí)，車靠近橋塔，鋼索受到的拉力不變 D．橋上有車時(shí)，車靠近橋塔，鋼索受到的拉力變大【解答】（1）由圖可知，橋上無(wú)車時(shí)，若增加塔橋的高度，增加了支點(diǎn)到鋼索的垂直距離，即增大了動(dòng)力臂，由F1＝可知，在阻力和阻力臂不變的情況下，動(dòng)力臂越大，動(dòng)力越小，橋?qū)︿撍鞯睦驮叫?，即鋼索承受的拉力變小，故A錯(cuò)誤、B正確；（2）橋上有車時(shí)，位置越靠近橋塔，阻力臂越小，由杠桿平衡條件可知，當(dāng)阻力和動(dòng)力臂不變的情況下，鋼索受到的拉力越小，故CD錯(cuò)誤。故選：B。4．質(zhì)量為1.5t的汽車，在平直公路上以額定功率60kW從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，15s運(yùn)動(dòng)200m恰好達(dá)到最大速度，接著勻速運(yùn)動(dòng)25s，關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，滑行100m停下。v﹣t圖像如圖所示。已知汽車在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的阻力恰為車重的0.2倍，下列判斷正確的是（）A．全程中汽車所受阻力的大小為3×102N B．整個(gè)過(guò)程中發(fā)動(dòng)機(jī)做的功3×106J C．汽車的最大速度是20m/s D．整個(gè)過(guò)程阻力做功為3×105J【解答】A、全程中汽車的所受阻力：f＝0.2G＝0.2mg＝0.2×1.5×103kg×10N/kg＝3×103N，故A錯(cuò)誤；B、由題意可知，整個(gè)過(guò)程中發(fā)動(dòng)機(jī)的工作時(shí)間t＝40s，且在這段時(shí)間內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率不變；由P＝可得，整個(gè)過(guò)程中發(fā)動(dòng)機(jī)做的功：W＝Pt＝60×103W×40s＝2.4×106J，故B錯(cuò)誤；C、因汽車勻速行駛時(shí)處于平衡狀態(tài)，汽車的驅(qū)動(dòng)力和阻力是一對(duì)平衡力，所以，汽車的驅(qū)動(dòng)力F＝f＝3×103N；由P＝＝＝Fv可得，汽車的最大速度：v最大＝＝＝20m/s，故C正確；D、由圖可知，汽車在15s～40s內(nèi)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)v＝可知，此過(guò)程中汽車運(yùn)動(dòng)的距離：s2＝v最大t2＝20m/s×（40s﹣15s）＝500s，整個(gè)過(guò)程中汽車運(yùn)動(dòng)的距離為：s＝s1+s2+s3＝200m+500m+100m＝800m，則整個(gè)過(guò)程阻力做功為：W'＝fs＝3×103N×800m＝2.4×106J，故D錯(cuò)誤。故選：C。5．雨滴在空氣中豎直下落，它所受的空氣阻力f與速度v成正比，即f＝kv（k為比例系數(shù)）。所以雨滴速度越來(lái)越大，最終以某一速度勻速運(yùn)動(dòng)，雨滴在豎直下落過(guò)程中重力做功的功率P隨時(shí)間t的關(guān)系圖像正確的是（）A． B． C． D．【解答】因?yàn)镻＝＝＝Gv，又雨滴速度越來(lái)越大，最終以某一速度勻速運(yùn)動(dòng)，所以雨滴在豎直下落過(guò)程中重力做功的功率P隨時(shí)間t的關(guān)系是隨著時(shí)間的增加先增大，后不變，故D符合題意。故選：D。6．如圖甲所示，用豎直向上的拉力F，將靜止在水平地面上的物體向上提升。圖乙表示F的大小隨時(shí)間t的變化關(guān)系，圖丙表示物體的運(yùn)動(dòng)速度v的大小隨時(shí)間t的變化關(guān)系。已知在10s～20s內(nèi)物體上升的高度為50m。下列說(shuō)法正確的是（）A．物體的重力大小為55N B．在0～10s內(nèi)，物體對(duì)地面的壓力大小是30N C．在10s～30s內(nèi)，物體上升的平均速度大小為10m/s D．在20s～30s內(nèi)，拉力F對(duì)物體做功的功率為500W【解答】A、由圖丙可知，物體在20s﹣30s時(shí)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，處于平衡狀態(tài)，受到拉力和重力是一對(duì)平衡力，因此物體的重力大小等于此時(shí)的拉力，由圖乙可知，此時(shí)物體受到的拉力為50N，因此物體的重力大小為50N，故A錯(cuò)誤；B、由圖乙可知，物體在0～10s內(nèi)受到的拉力F'＝30N，由圖丙可知，此時(shí)物體靜止，處于平衡狀態(tài)，物體在豎直方向上受到豎直向下重力、豎直向上的拉力和地面的支持力，由力的平衡條件可知，地面對(duì)物體的支持力：F支＝G﹣F'＝50N﹣30N＝30N，由物體間力的作用是相互的可知，物體對(duì)地面的壓力F壓＝F支＝30N，故B錯(cuò)誤；C、在10s～20s內(nèi)，物體處于加速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，速度小于10m/s，在20s～30s內(nèi)，速度為10m/s，故在10s～30s內(nèi)，物體上升的平均速度小于10m/s，故C錯(cuò)誤；D、由圖乙可知，20s～30s內(nèi)受到的拉力F＝50N，由圖丙可知，物體的速度v＝10m/s，則拉力F對(duì)物體做功的功率：P＝＝＝Fv＝50N×10m/s＝500W，故D正確。故選：D。7．北京2022年冬奧會(huì)首鋼滑雪大跳臺(tái)局部示意圖如圖所示。運(yùn)動(dòng)員從a處由靜止自由滑下，到b處起跳，c點(diǎn)為a、b之間的最低點(diǎn)，a、c兩處的高度差為h。下列說(shuō)法正確的是（）A．三處動(dòng)能比較b＞c＞a B．三處重力勢(shì)能比較a＞c＞b C．三處動(dòng)能比較c＞b＞a D．三處重力勢(shì)能比較b＞a＞c【解答】重力勢(shì)能大小的影響因素是質(zhì)量和高度，運(yùn)動(dòng)員在全程中質(zhì)量不變，a、b、c三處的高度關(guān)系為ha＞hb＞hc，所以三處重力勢(shì)能比較a＞b＞c。運(yùn)動(dòng)員在a點(diǎn)時(shí)速度為零，動(dòng)能為零，從a到c重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，到c點(diǎn)時(shí)動(dòng)能最大，從c到b動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能，b點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能小于c點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能，則三處動(dòng)能比較c＞b＞a。綜上分析可知，選項(xiàng)ABD錯(cuò)誤，C正確。8．在2022年北京冬奧會(huì)自由式滑雪比賽中，我國(guó)選手蘇翊鳴獲得冠軍。如圖所示，蘇翊鳴在助滑區(qū)從起點(diǎn)A由靜止開(kāi)始加速下滑到最低點(diǎn)C的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（）A．重力勢(shì)能增大，動(dòng)能減小 B．重力勢(shì)能減小，動(dòng)能增大 C．重力勢(shì)能減小，動(dòng)能減小 D．重力勢(shì)能增大，動(dòng)能增大【解答】蘇翊鳴在助滑區(qū)從起點(diǎn)A由靜止開(kāi)始加速下滑到最低點(diǎn)C的過(guò)程中，質(zhì)量不變，高度減小，重力勢(shì)能減小，速度增大，動(dòng)能增大，故B正確。故選：B。9．如圖，用同一滑輪組在相同時(shí)間內(nèi)分別使物體A、B以相同速度勻速上升，發(fā)現(xiàn)提升A比提升B時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率更大。若不計(jì)繩重和摩擦的影響，以下四個(gè)判斷中，正確的是（）①物體A與物體B的重力更?、谔嵘鼳比提升B時(shí)的有用功更大③提升A比提升B時(shí)的額外功更?、芴嵘鼳比提升B時(shí)，人做功的功率更大A．①② B．①③ C．②③ D．②④【解答】若不計(jì)繩重和摩擦的影響，滑輪組的機(jī)械效率η＝＝＝＝＝，因同一滑輪組中動(dòng)滑輪的重力相等，物體的重力G越大時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率越大，所以，由提升A的過(guò)程滑輪組的機(jī)械效率較大可知，物體A的重力較大，故①錯(cuò)誤；又因拉力的功率P＝＝＝（G+G動(dòng)）v，所以，用相同的速度分別勻速提升物體A和物體B時(shí)，提升A的過(guò)程中拉力的功率較大，故④正確；因在相同時(shí)間內(nèi)分別使物體A、B以相同速度勻速上升，所以，由v＝可知，物體A和物體B的高度相等，由W有＝Gh可知，提升A比提升B時(shí)的有用功更大，故②正確；由不計(jì)繩重和摩擦?xí)rW額＝G動(dòng)h可知，提升物體A和物體B時(shí)的額外功相等，故③錯(cuò)誤。綜上可知，只有②④正確。故選：D。10．小明分別使用甲、乙、丙三種機(jī)械將物體M勻速提升2m（繩長(zhǎng)不變），測(cè)得物體M所受重力和各拉力如表所示，則（）GMF甲F乙F丙8N10N10N10NA．乙、丙的機(jī)械效率相等 B．使用圖乙動(dòng)滑輪可以省力 C．甲、乙的機(jī)械效率相等 D．使用圖丙斜面可以省力【解答】AC、甲圖為定滑輪，拉力端移動(dòng)的距離s＝h，拉力做的有用功W甲有＝GMh，拉力做的總功W甲總＝F甲s＝F甲h，機(jī)械效率為：η甲＝＝＝＝×100%＝80%；乙圖承擔(dān)物重的繩子股數(shù)為2，則拉力端移動(dòng)的距離s＝2h，乙圖中的機(jī)械效率為：η乙＝＝＝＝＝×100%＝40%；丙圖中斜面的機(jī)械效率為：η丙＝＝＝×100%＝40%，所以乙、丙兩圖的機(jī)械效率相等，甲圖的機(jī)械效率是乙、丙圖機(jī)械效率的2倍，故A正確，C錯(cuò)誤；BD、因?yàn)閳D乙和圖丙的拉力大于都物體M的重力，所以使用動(dòng)滑輪和斜面都不能省力，故BD錯(cuò)誤。故選：A。11．工人用定滑輪提升質(zhì)量為20kg的物體，繩自由端在2s內(nèi)勻速移動(dòng)了1m，滑輪的機(jī)械效率為80%，以下結(jié)論正確的是（）A．工人做的有用功為200J B．該滑輪的重力為50N C．人對(duì)繩自由端的拉力F為125N D．拉力F的功率為62.5W【解答】A、定滑輪不省力也不省距離，由題意可知，繩自由端在2s內(nèi)勻速移動(dòng)了1m，則物體上升高度h＝s＝1m，工人做的有用功為：W有＝Gh＝mgh＝20kg×10N/kg×1m＝200J，故A正確；B、因?yàn)槭嵌ɑ?，不需要克服定滑輪的重力做功，滑輪的重力無(wú)法確定，故B錯(cuò)誤；C、由η＝可得，拉力做的總功為：W總＝＝＝250J，由W總＝Fs可得，人對(duì)繩自由端的拉力為：F＝＝＝＝250N，故C錯(cuò)誤；D、拉力的功率為P＝＝＝125W，故D錯(cuò)誤。故選：A。12．用如圖所示的滑輪組提升重物，在電動(dòng)機(jī)拉力的作用下，重為40N的物體在10s內(nèi)勻速豎直上升了2m，已知?jiǎng)踊喼貫?N，忽略繩重與摩擦。下列說(shuō)法中正確的是（）A．電動(dòng)機(jī)對(duì)繩的拉力為16N B．繩子自由端的移動(dòng)速度為0.6m/s C．滑輪組的機(jī)械效率為80% D．有用功的功率為8W【解答】A、由圖可知，滑輪組繩子的有效股數(shù)n＝2，忽略繩重與摩擦，電動(dòng)機(jī)對(duì)繩的拉力F＝（G+G動(dòng)）＝×（40N+8N）＝24N，故A錯(cuò)誤；B、繩子自由端移動(dòng)的距離s＝nh＝2×2m＝4m，則繩子自由端的移動(dòng)速度：v＝＝＝0.4m/s，故B錯(cuò)誤；C、拉力做的有用功：W有＝Gh＝40N×2m＝80J，拉力做的總功：W總＝Fs＝24N×4m＝96J，滑輪組的機(jī)械效率：η＝×100%＝×100%≈83.3%，故C錯(cuò)誤；D、有用功的功率：P有用＝＝＝8W，故D正確。故選：D。13．如圖所示，斜面長(zhǎng)10m，高4m，用沿斜面方向的推力F，將一個(gè)重為500N的貨物由斜面底端勻速推到頂端，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中克服摩擦力做功500J，下列說(shuō)法正確的是（）A．機(jī)械效率為75% B．F＝300N C．摩擦力為50N D．推力做的總功為3000J【解答】AD、推力做的有用功：W有用＝Gh＝500N×4m＝2000J，推力做的總功：W總＝W有用+W額＝2000J+500J＝2500J，故D錯(cuò)誤；該斜面的機(jī)械效率：η＝×100%＝×100%＝80%，故A錯(cuò)誤；B、由W總＝Fs得推力：F＝＝＝250N，故B錯(cuò)誤；C、由W額＝fs得摩擦力：f＝＝＝50N，故C正確；故選：C。二．多選題（共2小題）（多選）14．如圖所示用一個(gè)始終垂直于杠桿的拉力將重物由a提升到b位置，重物掛在杠桿上的位置不變，若杠桿始終保持平衡狀態(tài)且不計(jì)杠桿的自重，下列說(shuō)法正確的是（）A．提升的過(guò)程中，始終是省力杠桿 B．拉力先變大后變小 C．拉力大小始終不變 D．拉力一直變小【解答】A、從支點(diǎn)向力的作用線作垂線，垂線段的長(zhǎng)度即力臂。圖中的動(dòng)力臂始終等于杠桿的長(zhǎng)，而阻力臂最長(zhǎng)時(shí)等于支點(diǎn)到懸掛點(diǎn)的距離，始終阻力臂小于動(dòng)力，因而一直是省力杠桿；故A正確；BCD、根據(jù)杠桿平衡條件可得：F×L＝G×LG，將杠桿緩慢地由最初位置拉到水平位置時(shí)，動(dòng)力臂不變，阻力不變，阻力臂從下方到水平位置時(shí)變大，所以動(dòng)力變大；當(dāng)杠桿從水平位置拉到最終位置時(shí)，動(dòng)力臂不變，阻力不變，阻力臂變小，所以拉力變小。故拉力先變大后變小，故B正確，CD錯(cuò)誤；故選：AB。（多選）15．物體在同一水平地面上做直線運(yùn)動(dòng)，通過(guò)相等的路程s，當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)的路程和時(shí)間圖像如圖甲時(shí)，受到的水平推力為F1；當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)的速度和時(shí)間圖像如圖乙時(shí)，受到的水平推力為F2；兩次推力做功分別為W1、W2；兩次推力的功率分別為P1、P2。則下列關(guān)系正確的是（）A．W1＜W2，P1＝P2 B．W1＝W2，P1＜P2 C．F1＜F2，P1＝P2 D．F1＝F2，P1＜P2【解答】由圖像甲可知，物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，速度大小為v甲＝＝＝2m/s；由圖像乙可知，物體的速度保持不變，即物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，速度大小為v乙＝4m/s；因?yàn)閮纱味际莿蛩僦本€運(yùn)動(dòng)，根據(jù)二力平衡條件可知，推力都等于摩擦力，物體對(duì)地面的壓力不變，接觸面的粗糙程度不變，則物體受到的摩擦力不變，故受到的水平推力為：F1＝F2，由題知，兩次物體通過(guò)的路程相等，故根據(jù)W＝Fs可知，兩次推力做的功：W1＝W2；已知v甲＜v乙，由P＝＝＝Fv可得，兩次推力的功率P1＜P2。綜上分析可知，選項(xiàng)AC錯(cuò)誤，BD正確。故選：BD。三．填空題（共15小題）16．如圖所示，小明正在做俯臥撐，這時(shí)可以把他的身體看作一個(gè)杠桿。圖中A為身體的重心，小明的體重為500N，手臂長(zhǎng)約50cm。則地面對(duì)手臂的支持力F的大小為300N；若小明30s內(nèi)完成了20個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的俯臥撐，則小明這段時(shí)間內(nèi)做功的功率約為100W?！窘獯稹浚?）由圖可知，O為支點(diǎn)，地面對(duì)手的支持力的力臂L＝0.6m+0.9m＝1.5m；由杠桿平衡條件可得：FL＝GLG，即F×1.5m＝500N×0.9m，解得：F＝300N；（2）每做一次俯臥撐肩膀升高的高度：h＝50cm＝0.5m，他做一個(gè)俯臥撐做的功：W＝Fh＝300N×0.5m＝150J，30s內(nèi)做的總功：W總＝nW＝20×150J＝3000J，他做功的功率：P＝＝＝100W。故答案為：300；100。17．如圖所示，一塊厚度、密度均勻的長(zhǎng)方形水泥板放在水平地面上，用甲、乙兩種方法使其一端緩慢抬離地面，若F甲和F乙始終豎直向上，則F甲＝（＞/＜/＝）F乙，如果兩種方法都將水泥板緩慢拉到豎直位置，不計(jì)空氣阻力等因素，兩次拉力做功W甲＜（＞/＜/＝）W乙?！窘獯稹浚?）兩次抬起水泥板時(shí)的情況如圖所示：在上述兩種情況下，動(dòng)力克服的都是水泥板的重力，對(duì)于形狀規(guī)則質(zhì)地均勻的物體，其重心都在其幾何中心上，所以阻力臂都等于動(dòng)力臂的二分之一。根據(jù)杠桿的平衡條件F＝＝G．所以前后兩次所用的力相同；（2）若甲、乙兩種情況均將水泥板拉至豎直位置，由圖可知h甲＜h乙，根據(jù)W＝Fs可知拉力做功W甲＜W乙。故答案為：＝；＜。18．“節(jié)約用水，人人有責(zé)”，應(yīng)養(yǎng)成隨手關(guān)閉水龍頭的好習(xí)慣，如圖甲所示。水龍頭手柄可視為如圖乙所示的杠桿，O為支點(diǎn)，F(xiàn)為阻力，分別沿a、b、c、d方向關(guān)閉水龍頭，其中用力最小的是b（填“a”“b”“c”或“d”），其原理是在阻力和阻力臂一定時(shí)，動(dòng)力臂越大，動(dòng)力越小?！窘獯稹吭诟軛U的最右端施加動(dòng)力，當(dāng)動(dòng)力的方向與支點(diǎn)和力的作用點(diǎn)的連線垂直時(shí)，動(dòng)力臂最大，此時(shí)最省力，即沿b方向用動(dòng)力最小，其原理是在阻力和阻力臂一定時(shí)，動(dòng)力臂越大，動(dòng)力越小。故答案為：b；在阻力和阻力臂一定時(shí)，動(dòng)力臂越大，動(dòng)力越小。19．如圖所示，兩位同學(xué)各持一根較光滑的木棍，在相距1m處面對(duì)面站立。另外一位同學(xué)取一根繩子，將繩子的一端系在其中一根木棍上，再按圖所示依次繞過(guò)兩根木棍，然后緩慢拉動(dòng)繩子的另一端，這兩根木棍將合攏（選填“合攏”或“分開(kāi)”），木棍和繩子組成了一種簡(jiǎn)單機(jī)械，叫滑輪組?！窘獯稹坑深}意可知，一根木棍相當(dāng)于定滑輪，另一根相當(dāng)于動(dòng)滑輪，那么兩根木棍和繩子組成的機(jī)械相當(dāng)于滑輪組；用較小的力可以使兩根木棍合攏，說(shuō)明了使用滑輪組可以省力。故答案為：合攏；滑輪組。20．中國(guó)高鐵運(yùn)營(yíng)里程突破4萬(wàn)公里，穩(wěn)居世界第一，高速鐵路的輸電線，無(wú)論冬、夏都繃得直直的，如圖甲采用墜砣牽引以保障列車電極與輸電線的良好接觸。圖乙為輸電線的牽引裝置工作原理圖，其中滑輪B為動(dòng)滑輪。鋼繩通過(guò)滑輪組懸掛總重40000N的墜砣，若某段時(shí)間內(nèi)墜砣下降了20cm，不計(jì)滑輪和鋼繩自重、摩擦，輸電線P端受到的拉力大小為8×104N，輸電線P端向左移動(dòng)了10cm?！窘獯稹浚?）由圖可知，滑輪A為定滑輪，滑輪B為動(dòng)滑輪；（2）由圖知，滑輪組承擔(dān)P端拉力的繩子股數(shù)n＝2，圖中墜砣掛在鋼繩的自由端，不計(jì)滑輪和鋼繩自重及摩擦，可得G砣＝FP，則輸電線P端受到的拉力大小：FP＝2G砣＝2×40000N＝8×104N；圖中墜砣掛在鋼繩的自由端，則墜砣下降高度h＝2sP，則輸電線P端向左移動(dòng)的距離：sP＝h＝×20cm＝10cm。故答案為：動(dòng)；8×104；10。21．如圖所示的單擺，讓小球從A點(diǎn)靜止釋放，小球從A點(diǎn)向B點(diǎn)擺動(dòng)的過(guò)程中，細(xì)繩對(duì)小球的拉力不做（選填“做”或“不做”）功，小球在B點(diǎn)受合力不等于零（選填“等于零”或“不等于零”）?！窘獯稹啃∏驈腁點(diǎn)向B點(diǎn)擺動(dòng)的過(guò)程中，細(xì)繩對(duì)小球的拉力的方向上沒(méi)有通過(guò)了距離，因此它受到的拉力沒(méi)有對(duì)小球做功；當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)，即不是靜止?fàn)顟B(tài)，也不是勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，即不處于平衡狀態(tài)，所以它受到的力是不平衡的，合力不等于零。故答案為：不做；不平衡。22．如圖所示，小明用沿斜面向上的力F＝400N，把一個(gè)重600N的木箱沿斜面推到1.8m高處，斜面長(zhǎng)4.5m，此過(guò)程中木箱受到的摩擦力為160N?！窘獯稹客屏ψ龅目偣Γ篧總＝Fs＝400N×4.5m＝1800J，推力做的有用功為：W有＝Gh＝600N×1.8m＝1080J，克服摩擦力做的額外功：W額＝W總﹣W有＝1800J﹣1080J＝720J，由W額＝fs得，物體所受斜面的摩擦力：f＝＝＝160N。故答案為：160。23．一個(gè)60kg的同學(xué)，徒手從教室的1樓走到4樓（走了3層樓），每層樓的層高為4m，他克服重力做的功是7.2×103J，他消耗的體內(nèi)化學(xué)能是7.2×103J?！窘獯稹吭撏瑢W(xué)受到的重力：G＝mg＝60kg×10N/kg＝600N；克服重力做功：W＝Gh＝600N×4m×3＝7.2×103J；人在上樓時(shí)消耗體內(nèi)化學(xué)能用來(lái)克服重力做功，故他消耗的體內(nèi)化學(xué)能是7.2×103J。故答案為：7.2×103；7.2×103。24．在水平地面上有一長(zhǎng)方體木箱，小群用水平推力F把木箱向前推動(dòng)，此過(guò)程中，推力F隨時(shí)間t的變化情況如圖乙所示，木塊前進(jìn)的速度v的大小隨時(shí)間t的變化情況如圖丙所示，從3s至5s內(nèi)，摩擦力為60N，從3s至4s內(nèi)，推力對(duì)木塊所做的功60J。從0s至1s內(nèi)，推力對(duì)木塊所做的功為0J?！窘獯稹坑蓤D丙知，3到5s時(shí)間內(nèi)，木箱做勻速直線運(yùn)動(dòng)，結(jié)合圖乙和二力平衡條件可知，此時(shí)物體受到的摩擦力f＝F3＝60N；從3s至4s內(nèi)，推力做功：W＝Fs＝Fvt＝60N×1m/s×1s＝60J，由圖乙知，從0s到1s內(nèi)，推力大小為30N；由圖丙可知，木箱在0～1s內(nèi)木箱處于靜止?fàn)顟B(tài)，由W＝Fs知，在0～1s內(nèi)推力對(duì)木箱所做的功為0J。故答案為：60；60；0。25．甲、乙兩輛相同的汽車在同一水平地面上做直線運(yùn)動(dòng)的圖象分別如圖甲、乙所示（空氣阻力忽略不計(jì)）。由圖可知，甲車的速度大于（大于/小于/等于）乙車的速度，甲車的功率大于（大于/小于/等于）乙車的功率，經(jīng)過(guò)相同的時(shí)間，甲、乙兩車牽引力做的功之比為5：3?！窘獯稹浚?）由圖象知，甲的速度為v甲＝＝＝5m/s，乙的速度為v乙＝3m/s。比較可知，甲的速度大于乙的速度；（2）在勻速直線行駛過(guò)程中，受到的力是平衡力，平衡力大小相等，即牽引力等于摩擦力，又因?yàn)榧住⒁覂奢v車相同即壓力相同，相同的接觸面，粗糙程度相同，所以摩擦力相同，即F甲＝F乙＝f，因?yàn)関甲＞v乙，根據(jù)功率公式P＝＝＝Fv知，P甲＞P乙；（3）因?yàn)閃＝Fs，v＝，所以相同時(shí)間牽引力做的功之比為：＝＝＝＝。故答案為：大于；大于；5：3。26．如圖是小明在做俯臥撐和引體向上時(shí)的鍛煉場(chǎng)景：（1）圖甲中小明靜止時(shí)地面對(duì)雙手的支持力為F1，圖乙中小明靜止懸掛在單杠上時(shí)，單杠對(duì)他的作用力為F2，則F1＜F2。（2）如圖乙，小明的質(zhì)量為60kg，做一次引體向上需克服重力做功420J，如果小明1min完成10個(gè)引體向上，則他的功率是70W。（g取10N/kg）【解答】（1）圖甲中小明靜止時(shí)地面對(duì)雙手的支持力為F1，此時(shí)地面對(duì)雙手的支持力與雙腳的支持力的總和等于小明自身的重力大小，因此F1＜G；圖乙中小明靜止懸掛在單杠上時(shí)，單杠對(duì)他的作用力F2等于小明自身的重力，即F2＝G，因此F1＜F2；（2）小明的重力：G＝mg＝60kg×10N/kg＝600N，由圖乙可知，小明做引體向上時(shí)，上升的高度h＝0.7m，因此做一次引體向上需克服重力做功：W＝Gh＝600N×0.7m＝420J；小明1min完成10個(gè)引體向上，克服重力做的總功：W總＝10W＝10×420J＝4200J，則他的功率：P＝＝＝70W。故答案為：（1）＜；（2）420；70。27．如圖同一個(gè)實(shí)心小球以同樣的速度v分別沿著甲、乙兩個(gè)光滑的弧槽運(yùn)動(dòng)，兩弧槽弧形相同，弧長(zhǎng)相等。小球到達(dá)B點(diǎn)的動(dòng)能等于（選填“大于”“小于”或“等于”下同）到達(dá)D的動(dòng)能，小球通過(guò)甲弧槽的時(shí)間小于小球通過(guò)乙弧槽的時(shí)間，甲圖中小球由A到B的過(guò)程中動(dòng)能的變化情況是先變大后變?。諝庾枇Σ挥?jì)）?！窘獯稹吭诎夹喂饣⌒尾壑羞\(yùn)動(dòng)的小球，從以速度v進(jìn)入軌道到運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)的過(guò)程中，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，速度變大，大于初速度；在從最低點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到弧形槽末端的過(guò)程中，小球的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能，速度變小，到達(dá)槽末端（B點(diǎn)）時(shí)，速度減小為初速度v；在凸形光滑弧形槽中運(yùn)動(dòng)的小球，從以速度v進(jìn)入弧形槽到運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)的過(guò)程中，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能，運(yùn)動(dòng)速度減小，小于初速度；在從最高點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到槽末端的過(guò)程中，小球的重力勢(shì)能再化為動(dòng)能，到達(dá)槽末端（D點(diǎn)）時(shí)，速度由增大到初速度v；由以上分析可知：（1）小球到達(dá)B點(diǎn)的速度等于到達(dá)D的速度，同一小球，質(zhì)量相等，所以小球到達(dá)B點(diǎn)的動(dòng)能等于到達(dá)D的動(dòng)能；（2）在凹形光滑弧形槽中運(yùn)動(dòng)的小球，平均速度v甲大；在凸形光滑軌道中運(yùn)動(dòng)的小球，平均速度v乙小；即v乙＜v甲，因?yàn)閮尚∏虻穆烦蘳相等，由公式v＝知：在凹形軌道中的小球運(yùn)動(dòng)時(shí)間t甲小，在凸形軌道的小球運(yùn)動(dòng)時(shí)間t乙大，即：t乙＞t甲。（3）甲圖中小球由A到B的過(guò)程中動(dòng)能的變化情況是先變大后變小。故答案為：等于；小于；先變大后變小。28．2021年4月29日，長(zhǎng)征五號(hào)搭載空間站天和核心艙發(fā)射成功，標(biāo)志著我國(guó)空間站時(shí)代已經(jīng)到來(lái)。如圖所示，天和核心艙沿橢圓軌道環(huán)繞地球運(yùn)行，不受空氣阻力，因此機(jī)械能守恒。（1）長(zhǎng)征五號(hào)搭載空間站天和核心艙升空過(guò)程中，以長(zhǎng)征五號(hào)為參照物，天和核心艙的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是靜止的；（2）天和核心艙沿橢圓軌道從近地點(diǎn)經(jīng)遠(yuǎn)地點(diǎn)再回到近地點(diǎn)的過(guò)程中，天和核心艙的動(dòng)能變化情況是先減小后增大?！窘獯稹浚?）長(zhǎng)征五號(hào)搭載空間站天和核心艙升空過(guò)程中，以長(zhǎng)征五號(hào)為參照物，天和核心艙與其的位置沒(méi)有發(fā)生變化，所以天和核心艙的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是靜止的。（2）機(jī)械能等于動(dòng)能和勢(shì)能之和。天和核心艙沿橢圓軌道從近地點(diǎn)向遠(yuǎn)地點(diǎn)運(yùn)行的過(guò)程中，質(zhì)量不變，高度增加，重力勢(shì)能增加，由于太空沒(méi)有阻力，天和核心艙在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中機(jī)械能不變，因此其動(dòng)能減?。粡倪h(yuǎn)地點(diǎn)到近地點(diǎn)運(yùn)行的過(guò)程中，質(zhì)量不變，高度減小，重力勢(shì)能減小，由于太空沒(méi)有阻力，天和核心艙在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中機(jī)械能不變，因此其動(dòng)能增大。所以從近地點(diǎn)經(jīng)遠(yuǎn)地點(diǎn)再回到近地點(diǎn)的過(guò)程中，天和核心艙的動(dòng)能先減小后增大。故答案為：靜止；先減小后增大。29．如圖甲所示，小明利用滑輪組提升不同重物，重為500N的小明最大臂力為600N，動(dòng)滑輪重100N，繩子能承受的最大拉力為800N，隨著貨物從某個(gè)重量增加到最大時(shí)，小明繪制了滑輪組的機(jī)械效率η和物重G的關(guān)系圖，如圖乙所示，則A、B兩點(diǎn)的機(jī)械效率為ηA＝75%、ηB＝90%。（不計(jì)繩重及滑輪軸間的摩擦）【解答】同一滑輪組提起物體越重，機(jī)械效率越高，由圖象知，B點(diǎn)時(shí)滑輪組的機(jī)械效率最高，由題知，小明的體重500N，最大臂力為600N，繩子能承受的最大拉力為800N，所以繩端最大拉力等于500N，由圖甲知，承擔(dān)重物繩子的段數(shù)n＝2，不計(jì)繩重及滑輪軸間的摩擦，由F＝（G+G動(dòng)）可得，滑輪組能提起物體最大的重力：GB＝nF﹣G動(dòng)＝2×500N﹣100N＝900N，所以B點(diǎn)的機(jī)械效率：ηB＝＝＝90%；由圖象知，GA＝GB＝×900N＝300N，所以A點(diǎn)的機(jī)械效率：ηA＝＝＝75%。故答案為：75；90。30．如圖所示，手用F1的力直接將物體A勻速提升h，做功300J；若借助長(zhǎng)5m的斜面用力F2把A勻速提升相同高度，斜面的機(jī)械效率是60%，借助斜面做的有用功為300J，拉力F2是100N，物體A受到斜面的摩擦力是40N?！窘獯稹浚?）借助斜面做的有用功等于用F1的力直接將物體A勻速提升h時(shí)做的功，則W有用＝300J；（2）由η＝可得拉力F2做的總功：W總＝＝＝500J；由W總＝Fs可得：F2＝＝＝100N；（3）物體克服摩擦力所做的額外功：W額＝W總﹣W有用＝500J﹣300J＝200J，由W額＝fs得物體受到的摩擦力：f＝＝＝40N。故答案為：300；100；40。四．作圖題（共4小題）31．如圖1是一款升降座椅裝置，其簡(jiǎn)圖如圖2，請(qǐng)?jiān)趫D2中畫(huà)出滑輪組的繞線情況，要求繩子的末端繞至按鈕處?！窘獯稹坑深}意可知，要求繩子的末端繞至按鈕處，則可從按鈕開(kāi)始，引出一條繩子，依次繞過(guò)最上面的定滑輪、下面的動(dòng)滑輪、上面的第二個(gè)定滑輪，最后回到動(dòng)滑輪的掛鉤上，如圖所示：故答案為：見(jiàn)上圖。32．如圖甲所示，用彈簧測(cè)力計(jì)拉動(dòng)水平面上的物塊，拉力大小和物塊的速度隨時(shí)間變化情況分別如圖乙、丙所示。請(qǐng)?jiān)趫D丁中畫(huà)出拉力的功率隨時(shí)間變化的圖象。（注：P＝Fv）【解答】由丙圖可知，物塊在0～1s內(nèi)做勻加速運(yùn)動(dòng)，即速度v與時(shí)間t成正比，所以有v＝kt，由圖象可知，當(dāng)t＝1s時(shí)，v＝0.4m/s，所以有0.4m/s＝k×1s，解得：k＝0.4m/s2，所以0～1s內(nèi)，速度v與時(shí)間t的關(guān)系式為：v1＝0.4m/s2×t；由乙圖可知，0～1s內(nèi)的拉力F1＝5N，因?yàn)镻＝Fv，所以P1＝F1v1＝5N×0.4m/s2×t＝2J/s2×t，因此在0～1s內(nèi)拉力的功率隨時(shí)間變化的圖象為正比例函數(shù)；由丙圖可知，物塊在1～2s內(nèi)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，物塊的速度v＝0.4m/s，由乙圖可知，1～2s內(nèi)的拉力F2＝4N，因?yàn)镻＝Fv，所以P2＝F2v2＝4N×0.4m/s＝1.6W，因此在1～2s內(nèi)拉力的功率隨時(shí)間變化的圖象為一條平行于時(shí)間t軸的一條直線；綜上可知，拉力的功率隨時(shí)間變化的圖象，如圖所示：33．如圖甲所示的是在中考體育考試中小剛投擲實(shí)心球的場(chǎng)景。請(qǐng)你在圖乙中畫(huà)出實(shí)心球離手后，在空中飛行過(guò)程中動(dòng)能E，隨時(shí)間t變化的大致曲線?！窘獯稹繉?shí)心球在整個(gè)飛行過(guò)程中，其質(zhì)量不變；由圖甲可知，實(shí)心球出手時(shí)有一定的速度，即具有一定的動(dòng)能；從出手到最高點(diǎn)過(guò)程中，實(shí)心球的速度減小，其動(dòng)能減小；實(shí)心球在最高點(diǎn)時(shí)，水平方向上有一定的速度，其動(dòng)能不為0；在下落過(guò)程中，速度不斷增大，其動(dòng)能增大，到達(dá)地面時(shí)重力勢(shì)能為0（高度為0），此時(shí)動(dòng)能最大（大于出手時(shí)的動(dòng)能）；所以，整個(gè)過(guò)程中實(shí)心球的動(dòng)能先減小再增大，但動(dòng)能不能減小為0，如圖所示：34．跳傘運(yùn)動(dòng)員從足夠高的懸停直升機(jī)上跳下，其下落過(guò)程簡(jiǎn)化為豎直向下的直線運(yùn)動(dòng)（圖甲）。運(yùn)動(dòng)員從O位置由靜止開(kāi)始加速運(yùn)動(dòng)到A位置，立即打開(kāi)降落傘（開(kāi)傘后人和傘所受空氣阻力突然增大且大于總重力），在B位置安全著地。若下落過(guò)程中空氣阻力隨速度的增大而增大，請(qǐng)?jiān)趫D乙中畫(huà)出運(yùn)動(dòng)員從O位置到B位置（剛好觸地）這一過(guò)程中，動(dòng)能Ek隨位置S變化關(guān)系的大致圖像?！窘獯稹窟\(yùn)動(dòng)員從O位置由靜止開(kāi)始加速運(yùn)動(dòng)到A位置，開(kāi)始時(shí)的速度為0，動(dòng)能為0；下來(lái)了過(guò)程中，運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量不變，速度變大，動(dòng)能變大，A位置的速度最大，動(dòng)能最大；打開(kāi)降落傘后，由于空氣的阻力大于重力，運(yùn)動(dòng)員向下做減速運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能逐漸變?。划?dāng)空氣的阻力等于運(yùn)動(dòng)員和傘的總重力時(shí)，運(yùn)動(dòng)員做勻速直線運(yùn)動(dòng)，速度不變，動(dòng)能不變；到B點(diǎn)時(shí)，速度為0，動(dòng)能為0；動(dòng)能Ek隨位置S變化關(guān)系的大致圖像如下所示：五．簡(jiǎn)答題（共5小題）35．如圖所示是家庭裝修常用的長(zhǎng)方體木板，當(dāng)一個(gè)人要把平放在地板上的一塊均勻木板立起來(lái)靠在墻上的時(shí)候，是從長(zhǎng)邊a還是從短邊b搬動(dòng)木板更容易？請(qǐng)用學(xué)過(guò)的物理知識(shí)來(lái)分析。【解答】把均勻木板看做杠桿，從短邊豎直向上搬動(dòng)木板用力F1，動(dòng)力臂為l1，阻力F2等于木板的重G，阻力臂為，根據(jù)杠桿的平衡條件得：F1l1＝G×，所以，F(xiàn)1＝；同理，從長(zhǎng)邊豎直向上搬動(dòng)木板用力F'1＝；不論從長(zhǎng)邊a還是從短邊b搬動(dòng)木板，因?yàn)镕'1＝F1，即用力相等，所以，搬動(dòng)木板一樣容易。36．拔河比賽時(shí)，運(yùn)動(dòng)員的身體會(huì)適當(dāng)?shù)叵蚝髢A斜，如圖所示．這樣做對(duì)方很難把他拉向前倒．如果把運(yùn)動(dòng)員身體模型化成杠桿，請(qǐng)用杠桿原理分析其中的原因．【解答】把人看做杠桿，以腳為支點(diǎn)，運(yùn)動(dòng)員的身體會(huì)適當(dāng)?shù)叵蚝髢A斜，重心落在腳掌后面，增大阻力（重力）的力臂，此時(shí)動(dòng)力臂變小，阻力（重力）不變，由杠桿平衡條件F動(dòng)L動(dòng)＝F阻L阻可知，動(dòng)力變大，從而增加對(duì)方拉動(dòng)向前轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)力，身體不易向前傾倒。37．如圖所示，水平桌面的中間有一均勻的磁場(chǎng)區(qū)域（“×”表示垂直于桌面向下的磁感線）。桌面左端放有質(zhì)量和大小均相同的金屬框和塑料框。現(xiàn)分別用水平向右的力將它們從圖中的A位置勻速拉動(dòng)到B位置。請(qǐng)你從能量轉(zhuǎn)化的角度判斷這一過(guò)程中拉力分別對(duì)金屬框和塑料框做的功是否相同？請(qǐng)說(shuō)明理由。（假設(shè)兩框與桌面間的接觸粗糙程度相同）【解答】因?yàn)榻饘倏蚝退芰峡虻馁|(zhì)量相同，根據(jù)F＝G＝mg可知，兩框?qū)λ阶烂娴膲毫ο嗤忠驗(yàn)閮煽蚺c桌面間的接觸粗糙程度相同，所以兩框受到的摩擦力相同；且兩框移動(dòng)的距離也相等，因而在此過(guò)程中克服摩擦力做的功相同（即轉(zhuǎn)化為的內(nèi)能E內(nèi)相同）；金屬框在開(kāi)始進(jìn)入磁場(chǎng)和離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)，由于閉合電路的部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，又因?yàn)橥妼?dǎo)體在磁場(chǎng)中受到力的作用，所以金屬框受到磁場(chǎng)力的作用，而塑料框運(yùn)動(dòng)時(shí)不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，也不受磁場(chǎng)力作用；所以，在此過(guò)程中拉動(dòng)金屬框還需要克服磁場(chǎng)力做功（即轉(zhuǎn)化為電能E電）；綜上所述，拉力對(duì)金屬框做的功：W金＝E內(nèi)+E電，拉力對(duì)塑料框做的功：W塑＝E內(nèi)，故這一過(guò)程中拉力分別對(duì)金屬框和塑料框做的功不相同。答：因?yàn)槔瓌?dòng)金屬框需要克服摩擦力和磁場(chǎng)力做功，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和電能；而拉動(dòng)塑料框只需要克服摩擦力做功，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；由于克服摩擦力做的功相同，即轉(zhuǎn)化為的內(nèi)能相同；所以拉力對(duì)金屬框做的功大于對(duì)塑料框做的功，即這一過(guò)程中拉力分別對(duì)金屬框和塑料框做的功不相同。38．如圖是人們常用的訂書(shū)機(jī)，它的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工作原理運(yùn)用了許多物理知識(shí)。在底部墊了兩塊橡皮而且有條紋，目的是什么？釘書(shū)針很尖細(xì)，目的是什么？按下壓柄，彈簧發(fā)生彈性形變，彈簧具有什么能量？【解答】（1）在訂書(shū)機(jī)底部墊了兩塊橡皮而且有條紋，是在壓力一定時(shí)，增大接觸面的粗糙程度，從而增大摩擦力；（2）釘書(shū)針很尖細(xì)，在壓力一定時(shí)，減小受力面積，從而增大壓力的作用效果；（3）按下壓柄，彈簧發(fā)生彈性形變，彈簧具有彈性勢(shì)能。故答案為：在訂書(shū)機(jī)底部墊了兩塊橡皮而且有條紋，是在壓力一定時(shí)，增大接觸面的粗糙程度，從而增大摩擦力；釘書(shū)針很尖細(xì)，在壓力一定時(shí)，減小受力面積，從而增大壓力的作用效果；按下壓柄，彈簧發(fā)生彈性形變，彈簧具有彈性勢(shì)能。39．張工、李工兩位是建筑設(shè)計(jì)師，均受某公司邀請(qǐng)參加某火車站進(jìn)站段鐵路工程的設(shè)計(jì)，最后張工上交了甲圖所示的設(shè)計(jì)方案圖，李工上交了乙圖所示的設(shè)計(jì)方案圖，若你是此公司代表，你將選擇乙圖的設(shè)計(jì)方案，結(jié)合你學(xué)到的物理知識(shí)，請(qǐng)簡(jiǎn)要談?wù)勀氵x擇的理由?！窘獯稹扛鶕?jù)動(dòng)能與重力勢(shì)能的轉(zhuǎn)化可以知道，甲圖中火車進(jìn)站時(shí)下坡，這一過(guò)程中又有一部分重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為車的動(dòng)能，就會(huì)使得車速提高，難以剎車。故不合理；乙圖進(jìn)站時(shí)上坡，將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能，既便于剎車，出站時(shí)還可以將儲(chǔ)存的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，節(jié)省能源。故答案為：乙。六．實(shí)驗(yàn)探究題（共5小題）40．小明在探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)中（每個(gè)鉤碼的重力均為G，杠桿上每格長(zhǎng)度均為a，彈簧測(cè)力計(jì)自重不計(jì)）。（1）掛鉤碼前，杠桿在如圖甲所示的位置靜止，此時(shí)杠桿是（選填“是”或“不是”）平衡狀態(tài)，接下來(lái)小明向左調(diào)節(jié)杠桿兩端的螺母，使杠桿保持水平并靜止；（2）如果小明同學(xué)面對(duì)甲圖狀況，沒(méi)有調(diào)至水平平衡就匆忙進(jìn)行乙圖實(shí)驗(yàn)（彈簧測(cè)力計(jì)在右側(cè)第4格處），杠桿雖然此時(shí)水平平衡，但可以判斷2G?3a＞（選填“＞”、“＝”或“＜”）F1?4a；（F1是彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)）（3）面對(duì)甲圖狀況，小明同學(xué)按正確的操作將杠桿調(diào)至水平平衡后，進(jìn)行如圖丙所示的實(shí)驗(yàn)，記錄下杠桿水平平衡時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F2，發(fā)現(xiàn)2G?3a＝F2?4a，于是就得出了“動(dòng)力×動(dòng)力臂＝阻力×阻力臂”的結(jié)論，同組的同學(xué)認(rèn)為他的做法不合理，理由是一次實(shí)驗(yàn)不能得出普遍規(guī)律；（4）小明同學(xué)將甲圖狀況調(diào)節(jié)成水平平衡后，進(jìn)行丁圖實(shí)驗(yàn)（測(cè)力計(jì)掛鉤鉤在右側(cè)第4格處）。①將彈簧測(cè)力計(jì)向右下方拉，示數(shù)為F3，力與水平方向成θ角，杠桿水平平衡；②將該彈簧測(cè)力計(jì)的方向改為向左下方拉，示數(shù)為F4，力與水平方向成β角，杠桿水平平衡.若F3＞F4，則θ＜（選填“＞”、“＝”或“＜”）β?！窘獯稹浚?）掛鉤碼前，杠桿在如圖甲所示的位置靜止，此時(shí)杠桿達(dá)到平衡；接下來(lái)小明向左調(diào)節(jié)杠桿兩端的螺母，使杠桿保持水平并靜止；（2）實(shí)驗(yàn)前杠桿右端下沉，重心在右側(cè)，沒(méi)有調(diào)水平平衡就匆忙進(jìn)行乙圖實(shí)驗(yàn)（彈簧測(cè)力計(jì)的掛鉤鉤在4格處），杠桿雖然此時(shí)水平平衡，但可以判斷：2G?3a大于F1?4a；（3）面對(duì)甲圖狀況，小明同學(xué)按正確的操作將杠桿調(diào)至水平平衡后，進(jìn)行如圖丙所示的實(shí)驗(yàn)，記錄下杠桿水平平衡時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F2，發(fā)現(xiàn)2G?3a＝F2?4a，于是就得出了“動(dòng)力×動(dòng)力臂＝阻力×阻力臂”的結(jié)論，同組的同學(xué)認(rèn)為他的做法不合理，理由是一次實(shí)驗(yàn)不能得出普遍規(guī)律；（4）小明同學(xué)將甲圖狀況調(diào)節(jié)成水平平衡后，進(jìn)行丁圖實(shí)驗(yàn)（兩彈簧測(cè)力計(jì)不同時(shí)使用，測(cè)力計(jì)掛鉤鉤在4格處），①將彈簧測(cè)力計(jì)向右下方向拉，示數(shù)為F3，力與水平方向成θ角，杠桿水平平衡；②將該彈簧測(cè)力計(jì)的方向改為向左下方拉，示數(shù)為F4，力與水平方向成β角，杠桿水平平衡。根據(jù)阻力、阻力臂不變，動(dòng)力與動(dòng)力臂成反比，在杠桿上的長(zhǎng)度相同，角度越大，力臂越大（拉力與杠桿的夾角在0～90°之間），力越小，若F3＞F4，則θ＜β。故答案為：（1）是；左；（2）＞；（3）一次實(shí)驗(yàn)不能得出普遍規(guī)律；（4）＜。41．在“探究杠桿的平衡條件”實(shí)驗(yàn)中。（1）如圖所示甲中杠桿是（選填“是”或“否”）在平衡狀態(tài)。（2）圖乙中，在已調(diào)平的杠桿A處掛兩個(gè)鉤碼，則在B處需掛4個(gè)鉤碼時(shí)，杠桿才能繼續(xù)保持在水平位置平衡。（3）將圖丙中彈簧測(cè)力計(jì)向右逐漸傾斜時(shí)，其示數(shù)將變大（選填“變大”、“變小”或“不變”）。其原因是：阻力阻力臂一定，動(dòng)力臂減小。（4）實(shí)驗(yàn)中保持鉤碼個(gè)數(shù)及位置不變，多次收集數(shù)據(jù)并在坐標(biāo)系中繪制出動(dòng)力臂L1與動(dòng)力F1的關(guān)系圖象，由圖象可知：當(dāng)F1＝0.5N時(shí)，L1＝30cm。（5）根據(jù)杠桿平衡的條件分析圖丁可知：A端胡蘿卜相比B端胡蘿卜更重些（選填“更重些”、“一樣重”或“更輕些”）?！窘獯稹浚?）如圖所示甲中杠桿是平衡狀態(tài)；（2）設(shè)一個(gè)鉤碼的重為G，杠桿一個(gè)小格代表l，設(shè)杠桿右端掛n個(gè)鉤碼，根據(jù)杠桿平衡得，2G×4l＝nG×2l，所以n＝4（個(gè)）；（3）當(dāng)保持杠桿水平平衡，把彈簧測(cè)力計(jì)逐漸向右傾斜時(shí)，動(dòng)力臂會(huì)逐漸減小，根據(jù)平衡條件可知，拉力變大；（4）根據(jù)圖可知，當(dāng)動(dòng)力F1＝0.5N時(shí)，動(dòng)力臂為L(zhǎng)1，當(dāng)動(dòng)力F2＝1N時(shí)，動(dòng)力臂為L(zhǎng)2＝15cm，由F1×L1＝F2×L2，解得L1＝30cm；（5）根據(jù)杠桿的平衡條件可得：GA?OA＝GB?OB，因?yàn)镺A＜OB，所以，GA＞GB，A端胡蘿卜相比B端胡蘿卜更重些。故答案為：（1）是；（2）4；（3）變大；阻力阻力臂一定，動(dòng)力臂減小；（4）30；（5）更重些。42．小明利用以下器材：中間有溝槽的木質(zhì)軌道，如圖甲所示，其中AB部分傾斜并與平直部分BC平滑連接，溝槽較光滑）、大小與溝槽相當(dāng)?shù)牟Ａ?、鐵球各一個(gè)，輕質(zhì)彈簧、刻度尺各一個(gè)，開(kāi)展了探究“動(dòng)能大小與哪些因素有關(guān)”的活動(dòng)。實(shí)驗(yàn)步驟如下：步驟1：讓質(zhì)量為m1鐵球從斜面高h(yuǎn)1處自由滑下，記錄彈簧被壓縮的長(zhǎng)度x1。步驟2：讓質(zhì)量為m2鐵球從斜面高h(yuǎn)1處自由滑下，記錄彈簧被壓縮的長(zhǎng)度x2。步驟3：讓質(zhì)量為m1鐵球從斜面高h(yuǎn)2處自由滑下，記錄彈簧被壓縮的長(zhǎng)度x3。（1）利用這套器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，可以通過(guò)比較彈簧被壓縮的程度來(lái)比較小球動(dòng)能的大小。（2）步驟1、2（選填“1”“2”或“3”）兩個(gè)步驟是為了研究動(dòng)能與質(zhì)量大小的關(guān)系，步驟1、3（選填“1”“2”或“3”）兩個(gè)步驟是為了研究動(dòng)能與速度大小的關(guān)系。（3）若彈簧可以自由伸縮，壓縮的彈簧可以將小球向上彈回，說(shuō)明發(fā)生彈性形變的物體具有彈性勢(shì)能。小球離開(kāi)彈簧后可以繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)，但是每一次反彈的高度逐漸變小，說(shuō)明此過(guò)程小球機(jī)械能減?。ㄟx填“增大”“減小”或“不變”）。（4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)論和生活經(jīng)驗(yàn)，在發(fā)生汽車碰撞事故時(shí)，事故的嚴(yán)重程度與下列哪個(gè)因素?zé)o關(guān)D。A.載重大小B.車速大小C.是否系安全帶D.是否安裝行車記錄儀【解答】（1）小球壓縮彈簧，對(duì)彈簧做功，做功的多少反映了小球動(dòng)能的多少，彈簧被壓縮的程度越大，說(shuō)明小球的動(dòng)能越大。所以，根據(jù)轉(zhuǎn)換法，可以通過(guò)彈簧被壓縮的程度來(lái)反映小球動(dòng)能的多少；（2）物體動(dòng)能的大小與質(zhì)量和速度兩個(gè)因素有關(guān)，因此要用到控制變量法進(jìn)行研究；研究動(dòng)能與質(zhì)量大小的關(guān)系時(shí)，需要控制小球的速度相同，應(yīng)讓不同質(zhì)量的鐵球從斜面同一高度自由滑下，因此，步驟1、2是為了研究動(dòng)能與質(zhì)量大小的關(guān)系；研究動(dòng)能與速度大小的關(guān)系時(shí)，需要控制小球的質(zhì)量相同；應(yīng)讓相同質(zhì)量的鐵球從斜面的不同高度自由滑下，因此，步驟1、3是為了研究動(dòng)能與速度大小的關(guān)系；（3）小球離開(kāi)彈簧后可以繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)，但是小球每一次反彈的高度逐漸變小，因?yàn)橛锌諝庾枇Γ诖诉^(guò)程中小球會(huì)克服空氣阻力做功而消耗的機(jī)械能，使機(jī)械能減??；（4）影響動(dòng)能大小的因素：質(zhì)量和速度；A．汽車發(fā)生撞車事故時(shí)，其傷害的嚴(yán)重程度與該車載重量的大小有關(guān)，速度一定時(shí)，載重量越大，動(dòng)能越大，傷害越嚴(yán)重，故A不符合題意；B．汽車發(fā)生撞車事故時(shí)，其傷害的嚴(yán)重程度與車速有關(guān)，總質(zhì)量一定時(shí)，車速越大，動(dòng)能越大，傷害越嚴(yán)重，故B不符合題意；C．與汽車發(fā)生撞車事故時(shí)，其傷害的嚴(yán)重程度是否系安全帶有關(guān)，安全帶是保護(hù)人員免受傷害或減小傷害程度的裝置，故C不符合題意；D．安裝行車記錄儀，只能記錄撞車的過(guò)程，不能減小傷害程度，故D符合題意。故選：D。故答案為：（1）彈簧被壓縮的程度；（2）1、2；1、3；（3）彈性勢(shì)；減小；（4）D。43．高空拋物不僅是一種不文明行為，還會(huì)帶來(lái)很大的安全隱患。小華設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)：讓三個(gè)體積相同的實(shí)心鐵球A、鐵球B和鋁球C同時(shí)由靜止釋放落到沙地上，其中A、C球離沙地的高度相同。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如表。（ρ鐵＞ρ鋁）球的種類鐵球A鋁球C鐵球B高度/cm101015球陷入沙中的深度/cm329（1）本實(shí)驗(yàn)中，球的重力勢(shì)能大小是通過(guò)小球陷進(jìn)沙坑的深度來(lái)反映的。（2）比較A、C兩球，得出的結(jié)論是物體所處的高度相同時(shí)，質(zhì)量越大，物體的重力勢(shì)能越大。（3）B球落入沙中后，速度不斷減小直至靜止，B球的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。（4）請(qǐng)你給高空拋物者提出一條警示語(yǔ)：禁止高空拋物（合理即可）。【解答】（1）本實(shí)驗(yàn)中把小球的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化成小球陷進(jìn)沙坑的深度來(lái)比較各小球重力勢(shì)能的大小的，這種研究問(wèn)題的方法叫轉(zhuǎn)換法；（2）比較A、C兩球可知，兩球所處的高度相同，A是鐵球，C是鋁球，由于鐵的密度大于鋁的密度，由m＝ρV知鐵球A的質(zhì)量大，A球陷入沙的深度大，因此得出的結(jié)論是：物體所處的高度相同時(shí)，質(zhì)量越大，物體的重力勢(shì)能越大；（3）小球掉落過(guò)程中摩擦阻力做功，因此小球內(nèi)能增加，小球的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；（4）高處的物體具有重力勢(shì)能，落下時(shí)容易砸傷下面的人或砸壞下面的物體，所以禁止高空拋物。故答案為：（1）小球陷進(jìn)沙坑的深度；（2）物體所處的高度相同時(shí)，質(zhì)量越大，物體的重力勢(shì)能越大；（3）內(nèi)；（4）禁止高空拋物。44．小羽設(shè)計(jì)的測(cè)量斜面的機(jī)械效率實(shí)驗(yàn)如圖所示。用高為30cm的木塊將帶有刻度的平木板墊起，構(gòu)成一個(gè)斜面，并使它固定，把小車放在斜面底端A處，用彈簧測(cè)力計(jì)拉著小車從位置A沿斜面勻速上升到位置B，上升過(guò)程中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)如圖所示。根據(jù)題中提供的信息，填寫(xiě)下面的實(shí)驗(yàn)記錄表。小車受到的重力G/N沿斜面的拉力F/N小車沿斜面上升的距離s/m小車上升的高度h/m斜面的機(jī)械效率η2.11.50.8000.40070%【解答】由圖可知：小車受到的重力G小車＝2.1N；彈簧測(cè)力計(jì)的分度值為0.1N，指針與1.5刻度線對(duì)齊，所以沿斜面的拉力F＝1.5N；小車沿斜面上升L＝0.800m時(shí)，小車上升的高度h＝0.500m﹣0.100m＝0.400m；斜面機(jī)械的有用功W有＝G小車h＝2.1N×0.400m＝0.84J；總功W總＝FL＝1.5N×0.800m＝1.2J；斜面的機(jī)械效率η＝＝70%。故答案為：2.1；1.5；0.400；70%。七．計(jì)算題（共6小題）45．青竹湖湘一2020屆同學(xué)設(shè)計(jì)了一款如圖甲所示的力學(xué)裝置，杠桿OAB始終在水平位置保持平衡，O為杠桿的支點(diǎn)，OB＝3OA，豎直細(xì)桿a的上端通過(guò)力傳感器連在天花板上，下端連在杠桿的A點(diǎn)，豎直細(xì)桿b的兩端分別與