第十單元機(jī)械與人(B卷·能力提升練)(原卷版+解析)

班級姓名學(xué)號分?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點轉(zhuǎn)動，在B點施加拉力F＝80N，方向如圖所示，杠桿在水平位置平衡，已知OA：AB＝2：3，則下列說法錯誤的是（sin37°＝0.6；cos37°＝0.8；g＝10N/kg）（）A．合金塊的密度是8×103kg/m3 B．A點受到繩的拉力為24N C．物體對地面的壓力為80N D．物體對地面的壓強(qiáng)為5.6×103Pa2．如圖，輕質(zhì)杠桿OA可繞O點轉(zhuǎn)動，在杠桿的B點掛上重物G，并在A點施加豎直向上的拉力F1＝9N使杠桿在水平位置靜止；交換重物懸掛點和拉力作用點使杠桿在水平位置平衡，所需的拉力大小F2＝16N；（不計摩擦）下列說法錯誤的是（）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)量測量3．如圖，甲為廈漳跨海大橋的實景圖，該橋可逐步抽象成乙、丙、丁所示的模型。下列說法正確的是（）A．橋上無車時，橋塔增高，鋼索承受的拉力不變 B．橋上無車時，橋塔增高，鋼索承受的拉力變小 C．橋上有車時，車靠近橋塔，鋼索受到的拉力不變 D．橋上有車時，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從靜止開始運(yùn)動，15s運(yùn)動200m恰好達(dá)到最大速度，接著勻速運(yùn)動25s，關(guān)閉發(fā)動機(jī)，滑行100m停下。v﹣t圖像如圖所示。已知汽車在運(yùn)動過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．整個過程中發(fā)動機(jī)做的功3×106J C．汽車的最大速度是20m/s D．整個過程阻力做功為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)）。所以雨滴速度越來越大，最終以某一速度勻速運(yùn)動，雨滴在豎直下落過程中重力做功的功率P隨時間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的大小隨時間t的變化關(guān)系，圖丙表示物體的運(yùn)動速度v的大小隨時間t的變化關(guān)系。已知在10s～20s內(nèi)物體上升的高度為50m。下列說法正確的是（）A．物體的重力大小為55N B．在0～10s內(nèi)，物體對地面的壓力大小是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對物體做功的功率為500W7．北京2022年冬奧會首鋼滑雪大跳臺局部示意圖如圖所示。運(yùn)動員從a處由靜止自由滑下，到b處起跳，c點為a、b之間的最低點，a、c兩處的高度差為h。下列說法正確的是（）A．三處動能比較b＞c＞a B．三處重力勢能比較a＞c＞b C．三處動能比較c＞b＞a D．三處重力勢能比較b＞a＞c8．在2022年北京冬奧會自由式滑雪比賽中，我國選手蘇翊鳴獲得冠軍。如圖所示，蘇翊鳴在助滑區(qū)從起點A由靜止開始加速下滑到最低點C的過程中，下列說法正確的是（）A．重力勢能增大，動能減小 B．重力勢能減小，動能增大 C．重力勢能減小，動能減小 D．重力勢能增大，動能增大9．如圖，用同一滑輪組在相同時間內(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，滑輪組的機(jī)械效率更大。若不計繩重和摩擦的影響，以下四個判斷中，正確的是（）①物體A與物體B的重力更?、谔嵘鼳比提升B時的有用功更大③提升A比提升B時的額外功更?、芴嵘鼳比提升B時，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（繩長不變），測得物體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，已知動滑輪重為8N，忽略繩重與摩擦。下列說法中正確的是（）A．電動機(jī)對繩的拉力為16N B．繩子自由端的移動速度為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10m，高4m，用沿斜面方向的推力F，將一個重為500N的貨物由斜面底端勻速推到頂端，運(yùn)動過程中克服摩擦力做功500J，下列說法正確的是（）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)且不計杠桿的自重，下列說法正確的是（）A．提升的過程中，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，通過相等的路程s，當(dāng)物體運(yùn)動的路程和時間圖像如圖甲時，受到的水平推力為F1；當(dāng)物體運(yùn)動的速度和時間圖像如圖乙時，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，這時可以把他的身體看作一個杠桿。圖中A為身體的重心，小明的體重為500N，手臂長約50cm。則地面對手臂的支持力F的大小為N；若小明30s內(nèi)完成了20個標(biāo)準(zhǔn)的俯臥撐，則小明這段時間內(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，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兩根木棍，然后緩慢拉動繩子的另一端，這兩根木棍將（選填“合攏”或“分開”），木棍和繩子組成了一種簡單機(jī)械，叫。20．中國高鐵運(yùn)營里程突破4萬公里，穩(wěn)居世界第一，高速鐵路的輸電線，無論冬、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。鋼繩通過滑輪組懸掛總重40000N的墜砣，若某段時間內(nèi)墜砣下降了20cm，不計滑輪和鋼繩自重、摩擦，輸電線P端受到的拉力大小為N，輸電線P端向左移動了cm。21．如圖所示的單擺，讓小球從A點靜止釋放，小球從A點向B點擺動的過程中，細(xì)繩對小球的拉力（選填“做”或“不做”）功，小球在B點受合力（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，把一個重600N的木箱沿斜面推到1.8m高處，斜面長4.5m，此過程中木箱受到的摩擦力為N。23．一個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方體木箱，小群用水平推力F把木箱向前推動，此過程中，推力F隨時間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)，推力對木塊所做的功J。從0s至1s內(nèi)，推力對木塊所做的功為J。25．甲、乙兩輛相同的汽車在同一水平地面上做直線運(yùn)動的圖象分別如圖甲、乙所示（空氣阻力忽略不計）。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)過相同的時間，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的鍛煉場景：（1）圖甲中小明靜止時地面對雙手的支持力為F1，圖乙中小明靜止懸掛在單杠上時，單杠對他的作用力為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個引體向上，則他的功率是W。（g取10N/kg）27．如圖同一個實心小球以同樣的速度v分別沿著甲、乙兩個光滑的弧槽運(yùn)動，兩弧槽弧形相同，弧長相等。小球到達(dá)B點的動能（選填“大于”“小于”或“等于”下同）到達(dá)D的動能，小球通過甲弧槽的時間小球通過乙弧槽的時間，甲圖中小球由A到B的過程中動能的變化情況是（空氣阻力不計）。28．2021年4月29日，長征五號搭載空間站天和核心艙發(fā)射成功，標(biāo)志著我國空間站時代已經(jīng)到來。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）長征五號搭載空間站天和核心艙升空過程中，以長征五號為參照物，天和核心艙的運(yùn)動狀態(tài)是的；（2）天和核心艙沿橢圓軌道從近地點經(jīng)遠(yuǎn)地點再回到近地點的過程中，天和核心艙的動能變化情況是。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，動滑輪重100N，繩子能承受的最大拉力為800N，隨著貨物從某個重量增加到最大時，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兩點的機(jī)械效率為ηA＝%、ηB＝%。（不計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，其簡圖如圖2，請在圖2中畫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，用彈簧測力計拉動水平面上的物塊，拉力大小和物塊的速度隨時間變化情況分別如圖乙、丙所示。請在圖丁中畫出拉力的功率隨時間變化的圖象。（注：P＝Fv）33．如圖甲所示的是在中考體育考試中小剛投擲實心球的場景。請你在圖乙中畫出實心球離手后，在空中飛行過程中動能E，隨時間t變化的大致曲線。34．跳傘運(yùn)動員從足夠高的懸停直升機(jī)上跳下，其下落過程簡化為豎直向下的直線運(yùn)動（圖甲）。運(yùn)動員從O位置由靜止開始加速運(yùn)動到A位置，立即打開降落傘（開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。若下落過程中空氣阻力隨速度的增大而增大，請在圖乙中畫出運(yùn)動員從O位置到B位置（剛好觸地）這一過程中，動能Ek隨位置S變化關(guān)系的大致圖像。五．簡答題（共5小題）35．如圖所示是家庭裝修常用的長方體木板，當(dāng)一個人要把平放在地板上的一塊均勻木板立起來靠在墻上的時候，是從長邊a還是從短邊b搬動木板更容易？請用學(xué)過的物理知識來分析。36．拔河比賽時，運(yùn)動員的身體會適當(dāng)?shù)叵蚝髢A斜，如圖所示．這樣做對方很難把他拉向前倒．如果把運(yùn)動員身體模型化成杠桿，請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?，F(xiàn)分別用水平向右的力將它們從圖中的A位置勻速拉動到B位置。請你從能量轉(zhuǎn)化的角度判斷這一過程中拉力分別對金屬框和塑料框做的功是否相同？請說明理由。（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機(jī)，它的結(jié)構(gòu)設(shè)計和工作原理運(yùn)用了許多物理知識。在底部墊了兩塊橡皮而且有條紋，目的是什么？釘書針很尖細(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)計師，均受某公司邀請參加某火車站進(jìn)站段鐵路工程的設(shè)計，最后張工上交了甲圖所示的設(shè)計方案圖，李工上交了乙圖所示的設(shè)計方案圖，若你是此公司代表，你將選擇圖的設(shè)計方案，結(jié)合你學(xué)到的物理知識，請簡要談?wù)勀氵x擇的理由。六．實驗探究題（共5小題）40．小明在探究杠桿平衡條件的實驗中（每個鉤碼的重力均為G，杠桿上每格長度均為a，彈簧測力計自重不計）。（1）掛鉤碼前，杠桿在如圖甲所示的位置靜止，此時杠桿（選填“是”或“不是”）平衡狀態(tài)，接下來小明向調(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)面對甲圖狀況，沒有調(diào)至水平平衡就匆忙進(jìn)行乙圖實驗（彈簧測力計在右側(cè)第4格處），杠桿雖然此時水平平衡，但可以判斷2G?3a（選填“＞”、“＝”或“＜”）F1?4a；（F1是彈簧測力計的示數(shù)）（3）面對甲圖狀況，小明同學(xué)按正確的操作將杠桿調(diào)至水平平衡后，進(jìn)行如圖丙所示的實驗，記錄下杠桿水平平衡時彈簧測力計示數(shù)F2，發(fā)現(xiàn)2G?3a＝F2?4a，于是就得出了“動力×動力臂＝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)行丁圖實驗（測力計掛鉤鉤在右側(cè)第4格處）。①將彈簧測力計向右下方拉，示數(shù)為F3，力與水平方向成θ角，杠桿水平平衡；②將該彈簧測力計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”實驗中。（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處掛兩個鉤碼，則在B處需掛個鉤碼時，杠桿才能繼續(xù)保持在水平位置平衡。（3）將圖丙中彈簧測力計向右逐漸傾斜時，其示數(shù)將（選填“變大”、“變小”或“不變”）。其原因是：。（4）實驗中保持鉤碼個數(shù)及位置不變，多次收集數(shù)據(jù)并在坐標(biāo)系中繪制出動力臂L1與動力F1的關(guān)系圖象，由圖象可知：當(dāng)F1＝0.5N時，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，輕質(zhì)彈簧、刻度尺各一個，開展了探究“動能大小與哪些因素有關(guān)”的活動。實驗步驟如下：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度x3。（1）利用這套器材進(jìn)行實驗時，可以通過比較來比較小球動能的大小。（2）步驟（選填“1”“2”或“3”）兩個步驟是為了研究動能與質(zhì)量大小的關(guān)系，步驟（選填“1”“2”或“3”）兩個步驟是為了研究動能與速度大小的關(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，說明發(fā)生彈性形變的物體具有能。小球離開彈簧后可以繼續(xù)向上運(yùn)動，但是每一次反彈的高度逐漸變小，說明此過程小球機(jī)械能（選填“增大”“減小”或“不變”）。（4）根據(jù)實驗結(jié)論和生活經(jīng)驗，在發(fā)生汽車碰撞事故時，事故的嚴(yán)重程度與下列哪個因素?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，還會帶來很大的安全隱患。小華設(shè)計了如圖所示的實驗：讓三個體積相同的實心鐵球A、鐵球B和鋁球C同時由靜止釋放落到沙地上，其中A、C球離沙地的高度相同。實驗數(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）本實驗中，球的重力勢能大小是通過來反映的。（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）請你給高空拋物者提出一條警示語：（合理即可）。44．小羽設(shè)計的測量斜面的機(jī)械效率實驗如圖所示。用高為30cm的木塊將帶有刻度的平木板墊起，構(gòu)成一個斜面，并使它固定，把小車放在斜面底端A處，用彈簧測力計拉著小車從位置A沿斜面勻速上升到位置B，上升過程中彈簧測力計的示數(shù)如圖所示。根據(jù)題中提供的信息，填寫下面的實驗記錄表。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．計算題（共6小題）45．青竹湖湘一2020屆同學(xué)設(shè)計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，OB＝3OA，豎直細(xì)桿a的上端通過力傳感器連在天花板上，下端連在杠桿的A點，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，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，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，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，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，水箱對桌面的壓力為多少N？46．某興趣小組用如圖所示的滑輪組（物體與動滑輪用繩子連接）勻速拉動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)把物體拉動的距離為2m。（不計繩重和繩與滑輪間的摩擦，g取10N/kg）求：（1）物體的重力；（2）滑輪組中動滑輪的重力；（3）拉繩子的速度。47．如圖所示是一臺火災(zāi)現(xiàn)場偵察、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對地面的壓強(qiáng)；（3）消防機(jī)器人牽引力做的功。48．中國研發(fā)的萬米載人潛水器“奮斗者”號，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”號下潛到最深處時，潛水器所受到海水的壓強(qiáng)為多少Pa？（2）“奮斗者”號完成任務(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間變化的圖像如圖丙所示，圖中P2＝2P1。起吊過程中“奮斗者”號總質(zhì)量為36噸，求t1時刻“奮斗者”號的排水體積（不考慮水的阻力）。49．通過“探究物體不受力時怎樣運(yùn)動”和“物體動能大小的影響因素”兩個實驗，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)量無關(guān)，小球從斜面滑下的過程中，動能的增加量等于重力對小球做的功（不計摩擦和空氣阻力），已知動能的表達(dá)式為EK＝mv2：其中m為物體的質(zhì)量，v是物體的運(yùn)動速度，讓質(zhì)量分別為m1和m2的小球從同一斜面的同一高度h由靜止開始滑下，v1、v2是兩球到達(dá)最低端的速度，請證明v1＝v2。50．在小型建筑工地，常用簡易的起重設(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40s，卷揚(yáng)機(jī)提供的拉力F為2500N。求在此過程中：（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。班級姓名學(xué)號分?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點轉(zhuǎn)動，在B點施加拉力F＝80N，方向如圖所示，杠桿在水平位置平衡，已知OA：AB＝2：3，則下列說法錯誤的是（sin37°＝0.6；cos37°＝0.8；g＝10N/kg）（）A．合金塊的密度是8×103kg/m3 B．A點受到繩的拉力為24N C．物體對地面的壓力為80N D．物體對地面的壓強(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項說法正確；B、杠桿的支點為O，作出拉力F的力臂為OC，如圖所示：則由數(shù)學(xué)知識可得：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點受到繩的拉力：FA＝＝＝24N，故B項說法正確；C、對合金塊進(jìn)行受力分析可知，此時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相互作用力，其大小相等，則物體對地面的壓力：F壓＝F支＝G﹣FA′＝mg﹣FA′＝8kg×10N/kg﹣24N＝56N，故C項說法錯誤；D、正方體合金塊的底面積：S＝（0.1m）2＝0.01m2，物體對地面的壓強(qiáng)：p＝＝＝5.6×103Pa，故D項說法正確。故選：C。2．如圖，輕質(zhì)杠桿OA可繞O點轉(zhuǎn)動，在杠桿的B點掛上重物G，并在A點施加豎直向上的拉力F1＝9N使杠桿在水平位置靜止；交換重物懸掛點和拉力作用點使杠桿在水平位置平衡，所需的拉力大小F2＝16N；（不計摩擦）下列說法錯誤的是（）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)量測量【解答】由題可知，F(xiàn)1＝9N，F(xiàn)2＝16N，重物懸掛點和拉力作用點互換前，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，重物懸掛點和拉力作用點互換后，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景圖，該橋可逐步抽象成乙、丙、丁所示的模型。下列說法正確的是（）A．橋上無車時，橋塔增高，鋼索承受的拉力不變 B．橋上無車時，橋塔增高，鋼索承受的拉力變小 C．橋上有車時，車靠近橋塔，鋼索受到的拉力不變 D．橋上有車時，車靠近橋塔，鋼索受到的拉力變大【解答】（1）由圖可知，橋上無車時，若增加塔橋的高度，增加了支點到鋼索的垂直距離，即增大了動力臂，由F1＝可知，在阻力和阻力臂不變的情況下，動力臂越大，動力越小，橋?qū)︿撍鞯睦驮叫。翠撍鞒惺艿睦ψ冃?，故A錯誤、B正確；（2）橋上有車時，位置越靠近橋塔，阻力臂越小，由杠桿平衡條件可知，當(dāng)阻力和動力臂不變的情況下，鋼索受到的拉力越小，故CD錯誤。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從靜止開始運(yùn)動，15s運(yùn)動200m恰好達(dá)到最大速度，接著勻速運(yùn)動25s，關(guān)閉發(fā)動機(jī)，滑行100m停下。v﹣t圖像如圖所示。已知汽車在運(yùn)動過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．整個過程中發(fā)動機(jī)做的功3×106J C．汽車的最大速度是20m/s D．整個過程阻力做功為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錯誤；B、由題意可知，整個過程中發(fā)動機(jī)的工作時間t＝40s，且在這段時間內(nèi)發(fā)動機(jī)的功率不變；由P＝可得，整個過程中發(fā)動機(jī)做的功：W＝Pt＝60×103W×40s＝2.4×106J，故B錯誤；C、因汽車勻速行駛時處于平衡狀態(tài)，汽車的驅(qū)動力和阻力是一對平衡力，所以，汽車的驅(qū)動力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，根據(jù)v＝可知，此過程中汽車運(yùn)動的距離：s2＝v最大t2＝20m/s×（40s﹣15s）＝500s，整個過程中汽車運(yùn)動的距離為：s＝s1+s2+s3＝200m+500m+100m＝800m，則整個過程阻力做功為：W'＝fs＝3×103N×800m＝2.4×106J，故D錯誤。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)）。所以雨滴速度越來越大，最終以某一速度勻速運(yùn)動，雨滴在豎直下落過程中重力做功的功率P隨時間t的關(guān)系圖像正確的是（）A． B． C． D．【解答】因為P＝＝＝Gv，又雨滴速度越來越大，最終以某一速度勻速運(yùn)動，所以雨滴在豎直下落過程中重力做功的功率P隨時間t的關(guān)系是隨著時間的增加先增大，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的大小隨時間t的變化關(guān)系，圖丙表示物體的運(yùn)動速度v的大小隨時間t的變化關(guān)系。已知在10s～20s內(nèi)物體上升的高度為50m。下列說法正確的是（）A．物體的重力大小為55N B．在0～10s內(nèi)，物體對地面的壓力大小是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對物體做功的功率為500W【解答】A、由圖丙可知，物體在20s﹣30s時做勻速直線運(yùn)動，處于平衡狀態(tài)，受到拉力和重力是一對平衡力，因此物體的重力大小等于此時的拉力，由圖乙可知，此時物體受到的拉力為50N，因此物體的重力大小為50N，故A錯誤；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，物體對地面的壓力F壓＝F支＝30N，故B錯誤；C、在10s～20s內(nèi)，物體處于加速運(yùn)動狀態(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年冬奧會首鋼滑雪大跳臺局部示意圖如圖所示。運(yùn)動員從a處由靜止自由滑下，到b處起跳，c點為a、b之間的最低點，a、c兩處的高度差為h。下列說法正確的是（）A．三處動能比較b＞c＞a B．三處重力勢能比較a＞c＞b C．三處動能比較c＞b＞a D．三處重力勢能比較b＞a＞c【解答】重力勢能大小的影響因素是質(zhì)量和高度，運(yùn)動員在全程中質(zhì)量不變，a、b、c三處的高度關(guān)系為ha＞hb＞hc，所以三處重力勢能比較a＞b＞c。運(yùn)動員在a點時速度為零，動能為零，從a到c重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，到c點時動能最大，從c到b動能轉(zhuǎn)化為重力勢能，b點時的動能小于c點時的動能，則三處動能比較c＞b＞a。綜上分析可知，選項ABD錯誤，C正確。8．在2022年北京冬奧會自由式滑雪比賽中，我國選手蘇翊鳴獲得冠軍。如圖所示，蘇翊鳴在助滑區(qū)從起點A由靜止開始加速下滑到最低點C的過程中，下列說法正確的是（）A．重力勢能增大，動能減小 B．重力勢能減小，動能增大 C．重力勢能減小，動能減小 D．重力勢能增大，動能增大【解答】蘇翊鳴在助滑區(qū)從起點A由靜止開始加速下滑到最低點C的過程中，質(zhì)量不變，高度減小，重力勢能減小，速度增大，動能增大，故B正確。故選：B。9．如圖，用同一滑輪組在相同時間內(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，滑輪組的機(jī)械效率更大。若不計繩重和摩擦的影響，以下四個判斷中，正確的是（）①物體A與物體B的重力更?、谔嵘鼳比提升B時的有用功更大③提升A比提升B時的額外功更?、芴嵘鼳比提升B時，人做功的功率更大A．①② B．①③ C．②③ D．②④【解答】若不計繩重和摩擦的影響，滑輪組的機(jī)械效率η＝＝＝＝＝，因同一滑輪組中動滑輪的重力相等，物體的重力G越大時，滑輪組的機(jī)械效率越大，所以，由提升A的過程滑輪組的機(jī)械效率較大可知，物體A的重力較大，故①錯誤；又因拉力的功率P＝＝＝（G+G動）v，所以，用相同的速度分別勻速提升物體A和物體B時，提升A的過程中拉力的功率較大，故④正確；因在相同時間內(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時的有用功更大，故②正確；由不計繩重和摩擦?xí)rW額＝G動h可知，提升物體A和物體B時的額外功相等，故③錯誤。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（繩長不變），測得物體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錯誤；BD、因為圖乙和圖丙的拉力大于都物體M的重力，所以使用動滑輪和斜面都不能省力，故BD錯誤。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、因為是定滑輪，不需要克服定滑輪的重力做功，滑輪的重力無法確定，故B錯誤；C、由η＝可得，拉力做的總功為：W總＝＝＝250J，由W總＝Fs可得，人對繩自由端的拉力為：F＝＝＝＝250N，故C錯誤；D、拉力的功率為P＝＝＝125W，故D錯誤。故選：A。12．用如圖所示的滑輪組提升重物，在電動機(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，已知動滑輪重為8N，忽略繩重與摩擦。下列說法中正確的是（）A．電動機(jī)對繩的拉力為16N B．繩子自由端的移動速度為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，電動機(jī)對繩的拉力F＝（G+G動）＝×（40N+8N）＝24N，故A錯誤；B、繩子自由端移動的距離s＝nh＝2×2m＝4m，則繩子自由端的移動速度：v＝＝＝0.4m/s，故B錯誤；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10m，高4m，用沿斜面方向的推力F，將一個重為500N的貨物由斜面底端勻速推到頂端，運(yùn)動過程中克服摩擦力做功500J，下列說法正確的是（）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錯誤；該斜面的機(jī)械效率：η＝×100%＝×100%＝80%，故A錯誤；B、由W總＝Fs得推力：F＝＝＝250N，故B錯誤；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)且不計杠桿的自重，下列說法正確的是（）A．提升的過程中，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、從支點向力的作用線作垂線，垂線段的長度即力臂。圖中的動力臂始終等于杠桿的長，而阻力臂最長時等于支點到懸掛點的距離，始終阻力臂小于動力，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，動力臂不變，阻力不變，阻力臂從下方到水平位置時變大，所以動力變大；當(dāng)杠桿從水平位置拉到最終位置時，動力臂不變，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錯誤；故選：AB。（多選）15．物體在同一水平地面上做直線運(yùn)動，通過相等的路程s，當(dāng)物體運(yùn)動的路程和時間圖像如圖甲時，受到的水平推力為F1；當(dāng)物體運(yùn)動的速度和時間圖像如圖乙時，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，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，速度大小為v乙＝4m/s；因為兩次都是勻速直線運(yùn)動，根據(jù)二力平衡條件可知，推力都等于摩擦力，物體對地面的壓力不變，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AC錯誤，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，這時可以把他的身體看作一個杠桿。圖中A為身體的重心，小明的體重為500N，手臂長約50cm。則地面對手臂的支持力F的大小為300N；若小明30s內(nèi)完成了20個標(biāo)準(zhǔn)的俯臥撐，則小明這段時間內(nèi)做功的功率約為100W。【解答】（1）由圖可知，O為支點，地面對手的支持力的力臂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?）兩次抬起水泥板時的情況如圖所示：在上述兩種情況下，動力克服的都是水泥板的重力，對于形狀規(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，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，動力臂越大，動力越小?！窘獯稹吭诟軛U的最右端施加動力，當(dāng)動力的方向與支點和力的作用點的連線垂直時，動力臂最大，此時最省力，即沿b方向用動力最小，其原理是在阻力和阻力臂一定時，動力臂越大，動力越小。故答案為：b；在阻力和阻力臂一定時，動力臂越大，動力越小。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兩根木棍，然后緩慢拉動繩子的另一端，這兩根木棍將合攏（選填“合攏”或“分開”），木棍和繩子組成了一種簡單機(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，說明了使用滑輪組可以省力。故答案為：合攏；滑輪組。20．中國高鐵運(yùn)營里程突破4萬公里，穩(wěn)居世界第一，高速鐵路的輸電線，無論冬、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為動滑輪。鋼繩通過滑輪組懸掛總重40000N的墜砣，若某段時間內(nèi)墜砣下降了20cm，不計滑輪和鋼繩自重、摩擦，輸電線P端受到的拉力大小為8×104N，輸電線P端向左移動了10cm?！窘獯稹浚?）由圖可知，滑輪A為定滑輪，滑輪B為動滑輪；（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?。篎P＝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端向左移動的距離：sP＝h＝×20cm＝10cm。故答案為：動；8×104；10。21．如圖所示的單擺，讓小球從A點靜止釋放，小球從A點向B點擺動的過程中，細(xì)繩對小球的拉力不做（選填“做”或“不做”）功，小球在B點受合力不等于零（選填“等于零”或“不等于零”）?！窘獯稹啃∏驈腁點向B點擺動的過程中，細(xì)繩對小球的拉力的方向上沒有通過了距離，因此它受到的拉力沒有對小球做功；當(dāng)小球運(yùn)動到B點時，即不是靜止?fàn)顟B(tài)，也不是勻速直線運(yùn)動狀態(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，把一個重600N的木箱沿斜面推到1.8m高處，斜面長4.5m，此過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。【解答】該同學(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；人在上樓時消耗體內(nèi)化學(xué)能用來克服重力做功，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方體木箱，小群用水平推力F把木箱向前推動，此過程中，推力F隨時間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)，推力對木塊所做的功60J。從0s至1s內(nèi)，推力對木塊所做的功為0J。【解答】由圖丙知，3到5s時間內(nèi)，木箱做勻速直線運(yùn)動，結(jié)合圖乙和二力平衡條件可知，此時物體受到的摩擦力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)動的圖象分別如圖甲、乙所示（空氣阻力忽略不計）。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)過相同的時間，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，又因為甲、乙兩輛車相同即壓力相同，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，因為v甲＞v乙，根據(jù)功率公式P＝＝＝Fv知，P甲＞P乙；（3）因為W＝Fs，v＝，所以相同時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的鍛煉場景：（1）圖甲中小明靜止時地面對雙手的支持力為F1，圖乙中小明靜止懸掛在單杠上時，單杠對他的作用力為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）圖甲中小明靜止時地面對雙手的支持力為F1，此時地面對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，單杠對他的作用力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，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．如圖同一個實心小球以同樣的速度v分別沿著甲、乙兩個光滑的弧槽運(yùn)動，兩弧槽弧形相同，弧長相等。小球到達(dá)B點的動能等于（選填“大于”“小于”或“等于”下同）到達(dá)D的動能，小球通過甲弧槽的時間小于小球通過乙弧槽的時間，甲圖中小球由A到B的過程中動能的變化情況是先變大后變?。諝庾枇Σ挥嫞??！窘獯稹吭诎夹喂饣⌒尾壑羞\(yùn)動的小球，從以速度v進(jìn)入軌道到運(yùn)動到最低點的過程中，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，速度變大，大于初速度；在從最低點運(yùn)動到弧形槽末端的過程中，小球的動能轉(zhuǎn)化為重力勢能，速度變小，到達(dá)槽末端（B點）時，速度減小為初速度v；在凸形光滑弧形槽中運(yùn)動的小球，從以速度v進(jìn)入弧形槽到運(yùn)動到最高點的過程中，動能轉(zhuǎn)化為重力勢能，運(yùn)動速度減小，小于初速度；在從最高點運(yùn)動到槽末端的過程中，小球的重力勢能再化為動能，到達(dá)槽末端（D點）時，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點的動能等于到達(dá)D的動能；（2）在凹形光滑弧形槽中運(yùn)動的小球，平均速度v甲大；在凸形光滑軌道中運(yùn)動的小球，平均速度v乙??；即v乙＜v甲，因為兩小球的路程s相等，由公式v＝知：在凹形軌道中的小球運(yùn)動時間t甲小，在凸形軌道的小球運(yùn)動時間t乙大，即：t乙＞t甲。（3）甲圖中小球由A到B的過程中動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，長征五號搭載空間站天和核心艙發(fā)射成功，標(biāo)志著我國空間站時代已經(jīng)到來。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）長征五號搭載空間站天和核心艙升空過程中，以長征五號為參照物，天和核心艙的運(yùn)動狀態(tài)是靜止的；（2）天和核心艙沿橢圓軌道從近地點經(jīng)遠(yuǎn)地點再回到近地點的過程中，天和核心艙的動能變化情況是先減小后增大?！窘獯稹浚?）長征五號搭載空間站天和核心艙升空過程中，以長征五號為參照物，天和核心艙與其的位置沒有發(fā)生變化，所以天和核心艙的運(yùn)動狀態(tài)是靜止的。（2）機(jī)械能等于動能和勢能之和。天和核心艙沿橢圓軌道從近地點向遠(yuǎn)地點運(yùn)行的過程中，質(zhì)量不變，高度增加，重力勢能增加，由于太空沒有阻力，天和核心艙在運(yùn)動的過程中機(jī)械能不變，因此其動能減?。粡倪h(yuǎn)地點到近地點運(yùn)行的過程中，質(zhì)量不變，高度減小，重力勢能減小，由于太空沒有阻力，天和核心艙在運(yùn)動的過程中機(jī)械能不變，因此其動能增大。所以從近地點經(jīng)遠(yuǎn)地點再回到近地點的過程中，天和核心艙的動能先減小后增大。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，動滑輪重100N，繩子能承受的最大拉力為800N，隨著貨物從某個重量增加到最大時，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兩點的機(jī)械效率為ηA＝75%、ηB＝90%。（不計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點時滑輪組的機(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，不計繩重及滑輪軸間的摩擦，由F＝（G+G動）可得，滑輪組能提起物體最大的重力：GB＝nF﹣G動＝2×500N﹣100N＝900N，所以B點的機(jī)械效率：ηB＝＝＝90%；由圖象知，GA＝GB＝×900N＝300N，所以A點的機(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，其簡圖如圖2，請在圖2中畫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，則可從按鈕開始，引出一條繩子，依次繞過最上面的定滑輪、下面的動滑輪、上面的第二個定滑輪，最后回到動滑輪的掛鉤上，如圖所示：故答案為：見上圖。32．如圖甲所示，用彈簧測力計拉動水平面上的物塊，拉力大小和物塊的速度隨時間變化情況分別如圖乙、丙所示。請在圖丁中畫出拉力的功率隨時間變化的圖象。（注：P＝Fv）【解答】由丙圖可知，物塊在0～1s內(nèi)做勻加速運(yùn)動，即速度v與時間t成正比，所以有v＝kt，由圖象可知，當(dāng)t＝1s時，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，因為P＝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，物塊的速度v＝0.4m/s，由乙圖可知，1～2s內(nèi)的拉力F2＝4N，因為P＝Fv，所以P2＝F2v2＝4N×0.4m/s＝1.6W，因此在1～2s內(nèi)拉力的功率隨時間變化的圖象為一條平行于時間t軸的一條直線；綜上可知，拉力的功率隨時間變化的圖象，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心球的場景。請你在圖乙中畫出實心球離手后，在空中飛行過程中動能E，隨時間t變化的大致曲線?！窘獯稹繉嵭那蛟谡麄€飛行過程中，其質(zhì)量不變；由圖甲可知，實心球出手時有一定的速度，即具有一定的動能；從出手到最高點過程中，實心球的速度減小，其動能減?。粚嵭那蛟谧罡唿c時，水平方向上有一定的速度，其動能不為0；在下落過程中，速度不斷增大，其動能增大，到達(dá)地面時重力勢能為0（高度為0），此時動能最大（大于出手時的動能）；所以，整個過程中實心球的動能先減小再增大，但動能不能減小為0，如圖所示：34．跳傘運(yùn)動員從足夠高的懸停直升機(jī)上跳下，其下落過程簡化為豎直向下的直線運(yùn)動（圖甲）。運(yùn)動員從O位置由靜止開始加速運(yùn)動到A位置，立即打開降落傘（開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。若下落過程中空氣阻力隨速度的增大而增大，請在圖乙中畫出運(yùn)動員從O位置到B位置（剛好觸地）這一過程中，動能Ek隨位置S變化關(guān)系的大致圖像?！窘獯稹窟\(yùn)動員從O位置由靜止開始加速運(yùn)動到A位置，開始時的速度為0，動能為0；下來了過程中，運(yùn)動員的質(zhì)量不變，速度變大，動能變大，A位置的速度最大，動能最大；打開降落傘后，由于空氣的阻力大于重力，運(yùn)動員向下做減速運(yùn)動，動能逐漸變??；當(dāng)空氣的阻力等于運(yùn)動員和傘的總重力時，運(yùn)動員做勻速直線運(yùn)動，速度不變，動能不變；到B點時，速度為0，動能為0；動能Ek隨位置S變化關(guān)系的大致圖像如下所示：五．簡答題（共5小題）35．如圖所示是家庭裝修常用的長方體木板，當(dāng)一個人要把平放在地板上的一塊均勻木板立起來靠在墻上的時候，是從長邊a還是從短邊b搬動木板更容易？請用學(xué)過的物理知識來分析。【解答】把均勻木板看做杠桿，從短邊豎直向上搬動木板用力F1，動力臂為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，從長邊豎直向上搬動木板用力F'1＝；不論從長邊a還是從短邊b搬動木板，因為F'1＝F1，即用力相等，所以，搬動木板一樣容易。36．拔河比賽時，運(yùn)動員的身體會適當(dāng)?shù)叵蚝髢A斜，如圖所示．這樣做對方很難把他拉向前倒．如果把運(yùn)動員身體模型化成杠桿，請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，運(yùn)動員的身體會適當(dāng)?shù)叵蚝髢A斜，重心落在腳掌后面，增大阻力（重力）的力臂，此時動力臂變小，阻力（重力）不變，由杠桿平衡條件F動L動＝F阻L阻可知，動力變大，從而增加對方拉動向前轉(zhuǎn)動的動力，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?，F(xiàn)分別用水平向右的力將它們從圖中的A位置勻速拉動到B位置。請你從能量轉(zhuǎn)化的角度判斷這一過程中拉力分別對金屬框和塑料框做的功是否相同？請說明理由。（假設(shè)兩框與桌面間的接觸粗糙程度相同）【解答】因為金屬框和塑料框的質(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；且兩框移動的距離也相等，因而在此過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）；金屬框在開始進(jìn)入磁場和離開磁場時，由于閉合電路的部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動會產(chǎn)生感應(yīng)電流，又因為通電導(dǎo)體在磁場中受到力的作用，所以金屬框受到磁場力的作用，而塑料框運(yùn)動時不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，也不受磁場力作用；所以，在此過程中拉動金屬框還需要克服磁場力做功（即轉(zhuǎn)化為電能E電）；綜上所述，拉力對金屬框做的功：W金＝E內(nèi)+E電，拉力對塑料框做的功：W塑＝E內(nèi)，故這一過程中拉力分別對金屬框和塑料框做的功不相同。答：因為拉動金屬框需要克服摩擦力和磁場力做功，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和電能；而拉動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；所以拉力對金屬框做的功大于對塑料框做的功，即這一過程中拉力分別對金屬框和塑料框做的功不相同。38．如圖是人們常用的訂書機(jī)，它的結(jié)構(gòu)設(shè)計和工作原理運(yùn)用了許多物理知識。在底部墊了兩塊橡皮而且有條紋，目的是什么？釘書針很尖細(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）在訂書機(jī)底部墊了兩塊橡皮而且有條紋，是在壓力一定時，增大接觸面的粗糙程度，從而增大摩擦力；（2）釘書針很尖細(xì)，在壓力一定時，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，彈簧具有彈性勢能。故答案為：在訂書機(jī)底部墊了兩塊橡皮而且有條紋，是在壓力一定時，增大接觸面的粗糙程度，從而增大摩擦力；釘書針很尖細(xì)，在壓力一定時，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，彈簧具有彈性勢能。39．張工、李工兩位是建筑設(shè)計師，均受某公司邀請參加某火車站進(jìn)站段鐵路工程的設(shè)計，最后張工上交了甲圖所示的設(shè)計方案圖，李工上交了乙圖所示的設(shè)計方案圖，若你是此公司代表，你將選擇乙圖的設(shè)計方案，結(jié)合你學(xué)到的物理知識，請簡要談?wù)勀氵x擇的理由?！窘獯稹扛鶕?jù)動能與重力勢能的轉(zhuǎn)化可以知道，甲圖中火車進(jìn)站時下坡，這一過程中又有一部分重力勢能轉(zhuǎn)化為車的動能，就會使得車速提高，難以剎車。故不合理；乙圖進(jìn)站時上坡，將動能轉(zhuǎn)化為重力勢能，既便于剎車，出站時還可以將儲存的重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，節(jié)省能源。故答案為：乙。六．實驗探究題（共5小題）40．小明在探究杠桿平衡條件的實驗中（每個鉤碼的重力均為G，杠桿上每格長度均為a，彈簧測力計自重不計）。（1）掛鉤碼前，杠桿在如圖甲所示的位置靜止，此時杠桿是（選填“是”或“不是”）平衡狀態(tài)，接下來小明向左調(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)面對甲圖狀況，沒有調(diào)至水平平衡就匆忙進(jìn)行乙圖實驗（彈簧測力計在右側(cè)第4格處），杠桿雖然此時水平平衡，但可以判斷2G?3a＞（選填“＞”、“＝”或“＜”）F1?4a；（F1是彈簧測力計的示數(shù)）（3）面對甲圖狀況，小明同學(xué)按正確的操作將杠桿調(diào)至水平平衡后，進(jìn)行如圖丙所示的實驗，記錄下杠桿水平平衡時彈簧測力計示數(shù)F2，發(fā)現(xiàn)2G?3a＝F2?4a，于是就得出了“動力×動力臂＝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，理由是一次實驗不能得出普遍規(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)行丁圖實驗（測力計掛鉤鉤在右側(cè)第4格處）。①將彈簧測力計向右下方拉，示數(shù)為F3，力與水平方向成θ角，杠桿水平平衡；②將該彈簧測力計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，此時杠桿達(dá)到平衡；接下來小明向左調(diào)節(jié)杠桿兩端的螺母，使杠桿保持水平并靜止；（2）實驗前杠桿右端下沉，重心在右側(cè)，沒有調(diào)水平平衡就匆忙進(jìn)行乙圖實驗（彈簧測力計的掛鉤鉤在4格處），杠桿雖然此時水平平衡，但可以判斷：2G?3a大于F1?4a；（3）面對甲圖狀況，小明同學(xué)按正確的操作將杠桿調(diào)至水平平衡后，進(jìn)行如圖丙所示的實驗，記錄下杠桿水平平衡時彈簧測力計示數(shù)F2，發(fā)現(xiàn)2G?3a＝F2?4a，于是就得出了“動力×動力臂＝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，理由是一次實驗不能得出普遍規(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)行丁圖實驗（兩彈簧測力計不同時使用，測力計掛鉤鉤在4格處），①將彈簧測力計向右下方向拉，示數(shù)為F3，力與水平方向成θ角，杠桿水平平衡；②將該彈簧測力計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，動力與動力臂成反比，在杠桿上的長度相同，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）一次實驗不能得出普遍規(guī)律；（4）＜。41．在“探究杠桿的平衡條件”實驗中。（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處掛兩個鉤碼，則在B處需掛4個鉤碼時，杠桿才能繼續(xù)保持在水平位置平衡。（3）將圖丙中彈簧測力計向右逐漸傾斜時，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，動力臂減小。（4）實驗中保持鉤碼個數(shù)及位置不變，多次收集數(shù)據(jù)并在坐標(biāo)系中繪制出動力臂L1與動力F1的關(guān)系圖象，由圖象可知：當(dāng)F1＝0.5N時，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)一個鉤碼的重為G，杠桿一個小格代表l，設(shè)杠桿右端掛n個鉤碼，根據(jù)杠桿平衡得，2G×4l＝nG×2l，所以n＝4（個）；（3）當(dāng)保持杠桿水平平衡，把彈簧測力計逐漸向右傾斜時，動力臂會逐漸減小，根據(jù)平衡條件可知，拉力變大；（4）根據(jù)圖可知，當(dāng)動力F1＝0.5N時，動力臂為L1，當(dāng)動力F2＝1N時，動力臂為L2＝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，因為OA＜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，動力臂減?。唬?）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颉㈣F球各一個，輕質(zhì)彈簧、刻度尺各一個，開展了探究“動能大小與哪些因素有關(guān)”的活動。實驗步驟如下：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度x3。（1）利用這套器材進(jìn)行實驗時，可以通過比較彈簧被壓縮的程度來比較小球動能的大小。（2）步驟1、2（選填“1”“2”或“3”）兩個步驟是為了研究動能與質(zhì)量大小的關(guān)系，步驟1、3（選填“1”“2”或“3”）兩個步驟是為了研究動能與速度大小的關(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，說明發(fā)生彈性形變的物體具有彈性勢能。小球離開彈簧后可以繼續(xù)向上運(yùn)動，但是每一次反彈的高度逐漸變小，說明此過程小球機(jī)械能減?。ㄟx填“增大”“減小”或“不變”）。（4）根據(jù)實驗結(jié)論和生活經(jīng)驗，在發(fā)生汽車碰撞事故時，事故的嚴(yán)重程度與下列哪個因素?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，對彈簧做功，做功的多少反映了小球動能的多少，彈簧被壓縮的程度越大，說明小球的動能越大。所以，根據(jù)轉(zhuǎn)換法，可以通過彈簧被壓縮的程度來反映小球動能的多少；（2）物體動能的大小與質(zhì)量和速度兩個因素有關(guān)，因此要用到控制變量法進(jìn)行研究；研究動能與質(zhì)量大小的關(guān)系時，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是為了研究動能與質(zhì)量大小的關(guān)系；研究動能與速度大小的關(guān)系時，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是為了研究動能與速度大小的關(guān)系；（3）小球離開彈簧后可以繼續(xù)向上運(yùn)動，但是小球每一次反彈的高度逐漸變小，因為有空氣阻力，在此過程中小球會克服空氣阻力做功而消耗的機(jī)械能，使機(jī)械能減??；（4）影響動能大小的因素：質(zhì)量和速度；A．汽車發(fā)生撞車事故時，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，載重量越大，動能越大，傷害越嚴(yán)重，故A不符合題意；B．汽車發(fā)生撞車事故時，其傷害的嚴(yán)重程度與車速有關(guān)，總質(zhì)量一定時，車速越大，動能越大，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，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；減?。唬?）D。43．高空拋物不僅是一種不文明行為，還會帶來很大的安全隱患。小華設(shè)計了如圖所示的實驗：讓三個體積相同的實心鐵球A、鐵球B和鋁球C同時由靜止釋放落到沙地上，其中A、C球離沙地的高度相同。實驗數(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）本實驗中，球的重力勢能大小是通過小球陷進(jìn)沙坑的深度來反映的。（2）比較A、C兩球，得出的結(jié)論是物體所處的高度相同時，質(zhì)量越大，物體的重力勢能越大。（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）請你給高空拋物者提出一條警示語：禁止高空拋物（合理即可）?！窘獯稹浚?）本實驗中把小球的重力勢能轉(zhuǎn)化成小球陷進(jìn)沙坑的深度來比較各小球重力勢能的大小的，這種研究問題的方法叫轉(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，質(zhì)量越大，物體的重力勢能越大；（3）小球掉落過程中摩擦阻力做功，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能，落下時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，質(zhì)量越大，物體的重力勢能越大；（3）內(nèi)；（4）禁止高空拋物。44．小羽設(shè)計的測量斜面的機(jī)械效率實驗如圖所示。用高為30cm的木塊將帶有刻度的平木板墊起，構(gòu)成一個斜面，并使它固定，把小車放在斜面底端A處，用彈簧測力計拉著小車從位置A沿斜面勻速上升到位置B，上升過程中彈簧測力計的示數(shù)如圖所示。根據(jù)題中提供的信息，填寫下面的實驗記錄表。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；彈簧測力計的分度值為0.1N，指針與1.5刻度線對齊，所以沿斜面的拉力F＝1.5N；小車沿斜面上升L＝0.800m時，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．計算題（共6小題）45．青竹湖湘一2020屆同學(xué)設(shè)計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，OB＝3OA，豎直細(xì)桿a的上端通過力傳感器連在天花板上，下端連在杠桿的A點，豎直細(xì)桿b的兩端分別與