2021年北師大版物理八年級下冊第九章測試題及答案解析

北師大版物理八年級下冊第九章測試題

一、選擇題（共7小題）

1.（2015?南寧）如圖所示，在使用相同的鉤碼進行“探究杠桿的平衡條件”的實驗中，要使

調(diào)好的杠桿重新在水平位置平衡，應(yīng)在A處懸掛鉤碼的個數(shù)是（）

A.1個B.2個C.3個D.6個

【考點】7N：杠桿的平衡條件.

【分析】根據(jù)杠桿的平衡條件，將已知條件代入便可求得。

【解答】解：設(shè)每個鉤碼的重力為G,每個小格的長度為L,根據(jù)杠桿的平衡條件:

F|L|=F2L2

3GX2L=F2X3L

解得F2=2G,所以在A處所掛鉤碼的個數(shù)為2。

故選：B。

【點評】熟練運用杠桿的平衡條件，是我們解決此類問題的關(guān)鍵。

2.（2015?重慶）如圖所示情景中，與對應(yīng)的物理知識正確的是（）

206

3

-

A.如果兩側(cè)各去掉一個鉤碼，杠桿左側(cè)會下沉

B.

C.-------------------?靜止木塊對斜面的壓力示意圖

-:電冰箱的金屬外殼要接地

【考點】6H：力的示意圖與圖示；7N：杠桿的平衡條件；CP：電磁感應(yīng)；IV：安全用電

原則.

【分析】A、根據(jù)杠桿的平衡條件判斷杠桿是否平衡；

B、磁場對導(dǎo)體有力的作用與電磁感應(yīng)實驗類似，電磁感應(yīng)實驗外部沒有電源，磁場對導(dǎo)

體有力的作用外部需有電源；

c、壓力是垂直作用在物體表面上的力；

D、家用電器的金屬外殼需與大地相連，防止外殼帶電，發(fā)生觸電事故。

【解答】解：A、如果兩側(cè)各去掉一個鉤碼，左側(cè)=GX3L=3GL；右側(cè)=2GX2L=4GL,右

側(cè)力和力臂的乘積大，右側(cè)下沉，A錯誤；

B、由圖知，外部沒有電源，此時導(dǎo)體切割磁感線，導(dǎo)體中將會有感應(yīng)電流產(chǎn)生，這是電

磁感應(yīng)實驗，B錯誤；

C、木塊對斜面的壓力應(yīng)垂直于斜面，指向斜面，C錯誤；

D、為防止觸電事故，電冰箱的金屬外殼應(yīng)接地，D正確。

故選：D。

【點評】本題主要考查了杠桿平衡條件、電磁實驗、壓力的方向及安全用電的有關(guān)知識，

屬基礎(chǔ)內(nèi)容的考查，難度不大。

3.（2014?宣化縣）有關(guān)如圖所示的簡單機械中說法不正確的是（）

工

A.羊角錘是一個省力杠桿

（0

B.11,11Nc活塞式抽水機手柄處于平衡狀態(tài)，則B?OE=F2?OA

C.用滑輪組豎直勻速提升物體，物體越重，滑輪組的機械效率越低

D.一二二使用斜面是為了省距離

【考點】7N：杠桿的平衡條件；70：杠桿的分類；7Y：斜面與輪軸；F4：滑輪（組）的

機械效率.

【分析】（1）分析使用羊角錘時動力臂和阻力臂的大小關(guān)系判斷省費力情況；

（2）活塞式抽水機手柄可以看作是繞O點轉(zhuǎn)動的杠桿，確定動力臂、阻力臂，利用杠桿

平衡條件分析判斷；

（3）提高滑輪組機械效率的方法：一是在有用功一定時，通過減輕動滑輪重、減小摩擦減

小額外功；二是在額外功一定時，通過增大提升的物重增大有用功；

【解答】解：

A、使用羊角錘時，動力臂大于阻力臂，屬于省力杠桿，故A正確；

B、讀圖可知，B為動力，其力臂是支點到動力作用線的垂直距離，應(yīng)為OE；F2為阻力，

其力臂是從支點到阻力作用線的垂直距離，應(yīng)為OB,所以根據(jù)杠桿的平衡條件，最終的

平衡關(guān)系是BOE=F2?OB,故B錯；

C、用滑輪組豎直勻速提升物體，物體越重，滑輪組的機械效率越高，故C錯；

D、使用斜面是為了省力，但費距離，故D錯。

本題選不正確的，故選BCD。

【點評】本題考查了杠桿分類和杠桿平衡條件的應(yīng)用，易錯點在B選項的判斷，能準確判

斷杠桿的力臂是關(guān)鍵。

4.（2014?西藏）如圖所示，輕質(zhì)杠桿AB可以繞O點轉(zhuǎn)動，在A點用細線懸掛一重物，在

B點施加一豎直向下的動力，使杠桿在水平位置保持平衡。若將動力的方向改為沿虛線方

向，仍使杠桿在水平位置保持平衡，則（）

AOB

A.動力臂增大B.動力臂減小

C.動力臂不變D.條件不足，無法判斷

【考點】7N：杠桿的平衡條件.

【分析】支點與力的作用點間的距離為最長的力臂，當動力沿虛線方向拉杠桿時，根據(jù)杠

桿平衡的條件和動力臂的變化確定動力的變化。

【解答】解：在A點用細線懸掛一重物，在B點施加一個豎直向下的動力時，動力臂最

長，因此當動力沿虛線方向拉杠桿時，動力臂L將變小，而阻力和阻力臂均不變，由

FL1=F2L2可知，動力F|將變大。

故選：Bo

【點評】本題主要考查杠桿平衡條件的應(yīng)用，關(guān)鍵是判斷動力臂的變化，當阻力和阻力臂

不變時，動力臂減小，動力會增大。

5.（2014?西藏）如圖所示，輕質(zhì)杠桿AB可以繞O點轉(zhuǎn)動，在A點用細線懸掛一重物，在

B點施加一豎直向下的動力，使杠桿在水平位置保持平衡。若將動力的方向改為沿虛線方

向，仍使杠桿在水平位置保持平衡，則（）

A0B

A.動力大小不變B.動力大小將增大

C.動力大小將減小D.條件不足，無法判斷

【考點】7N：杠桿的平衡條件.

【分析】支點與力的作用點間的距離為最長的力臂，當動力沿虛線方向拉杠桿時，根據(jù)杠

桿平衡的條件和動力臂的變化確定動力的變化。

【解答】解：在A點用細線懸掛一重物，在B點施加一個豎直向下的動力時;動力臂最

長，因此當動力沿虛線方向拉杠桿時，動力臂將變小，而阻力和阻力臂均不變，由

BL產(chǎn)F2L2可知，動力將變大。

故選：Bo

【點評】本題主要考查杠桿平衡條件的應(yīng)用，關(guān)鍵是判斷動力臂的變化，當阻力和阻力臂

不變時，動力臂減小，動力會增大。

6.（2013?白銀）關(guān)于杠桿的使用。以下說法中正確的是（）

T

A.如圖甲所示，使用鐐子時費了力，但省了距離

B.如圖乙所示，使用羊角錘時省了力，也省了功

C.如圖丙所示，使用剪刀時費了力，也省了距離

D.如圖丁所示，使用起子開瓶時費了力，也改變了力的方向

【考點】7M：杠桿及其五要素；70：杠桿的分類.

【分析】（1）杠桿分為：省力杠桿、費力杠桿和等臂杠桿；

（2）省力杠桿省力但費距離，費力杠桿費力省距離，等臂杠桿既不省力也不費力；

（3）功的原理：使用任何機械都不能省功。

【解答】解：

A、鏡子使用時，動力臂小于阻力臂，屬于費力杠桿，費力省距離，故A正確；

B、羊角錘使用時，動力臂大于阻力臂，屬于省力杠桿，省力費距離，但是不省功，故B

不正確；

C、使用該剪刀時，動力臂大于阻力臂，屬于省力杠桿，省力費距離，故C不正確；

D、起子使用時，動力臂大于阻力臂，屬于省力杠桿，省力費距離，故D不正確。

故選：Ao

【點評】使用機械可以省力、可以省距離、可以改變動力的方向，給人們帶來方便，這是

人們使用機械的目的，但使用任何機械都不能省功。

7.（2014?邵陽）如圖所示，工人用250N的力F將重為400N的物體在10s內(nèi)勻速提升

2m,則此過程中（）

A.工人做的有用功為800J

B.工人做的總功為500J

C.滑輪組的機械效率為60%

D.拉力做功的功率為20W

【考點】EH：有用功和額外功；F4：滑輪（組）的機械效率；FF：功率的計算.

【分析】由滑輪組的結(jié)構(gòu)可以看出，承擔物重的繩子股數(shù)n=2,則拉力F移動的距離

s=2h.克服物體的重力所做的功是有用功，利用W=Gh即可求出有用功；拉力F與拉力移

動距離的乘積為總功；有用功與總功的比值是機械效率；根據(jù)P=W求出拉力的功率。

t

【解答】解：有用功：w/.=Gh=400NX2m=800J；

拉力F移動的距離：s=2h=2X2m=4m；

拉力F所做的總功：\\^=Fs=250NX4m=1000J；

滑輪組的機械效率：『「亙xioo%=80°Jxioo%=8o%；

W總1000J

拉力做功的功率：P&IOOOJnoowo

t10s

故選：Ao

【點評】本題考查了學生對總功、有用功、機械效率以及功率的理解和掌握，正確求出有

用功和總功是關(guān)鍵。

二、填空題（共12小題）

8.（2015?淮安）如圖所示，以中點O作為支點，調(diào)節(jié)杠桿水平平衡，在O點右側(cè)第8格

上掛2個鉤碼，每個鉤碼的重力為0.5N,用彈簧測力計在O點左側(cè)第4格上豎直向下拉，

使杠桿水平平衡，該拉力大小為2N；將測力計由圖示位置向左轉(zhuǎn)動，杠桿始終保持水

平平衡，則測力計的示數(shù)將增大（選填“增大”、"減小”或"不變”）。

【考點】7N：杠桿的平衡條件.

【分析】（1）利用杠桿平衡條件列出等式算出拉力大小；

（2）利用杠桿平衡條件分析拉力對應(yīng)力臂的變化，確定拉力的變化。

【解答】解：（1）設(shè)每一格長度為L,由題意有：GX8L=FX4L,

F=GX8L=1NX8L=2N.

4L4L

（2）將測力計由圖示位置向左轉(zhuǎn)動，杠桿始終保持水平平衡，拉力對應(yīng)的力臂變小，根據(jù)

杠桿平衡條件可知，在右側(cè)鉤碼和力臂不變情況下，則測力計的示數(shù)將增大。

故答案為：2；增大。

【點評】此題考查了利用杠桿平衡條件的計算和分析力的變化，熟知平衡條件是解題關(guān)

鍵。

9.（2015?益陽）如圖是自行車手閘示意圖，手閘是一個簡單機械，這種簡單機械的名稱是

杠桿，當圖中手對車閘的作用力F=1ON時，剎車拉線受到力的大小為40N。

【考點】7N：杠桿的平衡條件.

【分析】（1）在力的作用下，能夠繞著固定點轉(zhuǎn)動的硬棒叫杠桿；

（2）根據(jù)杠桿平衡條件確定拉線受到的拉力。

【解答】解：

由圖知，自行車手閘在力的作用效果下，能夠繞著鉀釘轉(zhuǎn)動，所以是杠桿的應(yīng)用；

因為F1L1=F2L2，

所以拉線受到的拉力為FTWNLX10N=40NO

3cm

故答案為：杠桿；40o

【點評】此題考查的是我們對杠桿及其平衡條件的認識和應(yīng)用，屬于基本規(guī)律和技能的考

查，是一道聯(lián)系實際的應(yīng)用題。

10.（2015?綏化）如圖，重為50N的物體掛在杠桿B點，OB=0.4m,OA=lm,在A端施

加豎直向上的拉力E當F=」QN（杠桿自重忽略不計）時，桿桿在水平置平衡；測量

質(zhì)量的工具托盤天平也是杠桿，它屬于等臂（選填“省力”、“費力”或“等臂”）杠桿。

【考點】7N：杠桿的平衡條件；70：杠桿的分類.

【分析】根據(jù)杠桿的平衡條件，將已知條件代入便可得出F的大?。?/p>

托盤天平是等臂杠桿。

【解答】解：根據(jù)杠桿的平衡條件：

F?OA=G?OB

則：FXlm=50NX0.4m

解得：F=20N

平時測量質(zhì)量的托盤天平是等臂杠桿。

故答案為：20；等臂。

【點評】本題主要考查了杠桿平衡條件的應(yīng)用，熟練掌握平衡條件，正確分析杠桿所受的

力及對應(yīng)的力臂，是解決問題的關(guān)鍵。

11.（2015?株洲）如圖是用高枝剪修剪樹枝的情景，仔細觀察高枝剪頭部的結(jié)構(gòu)和使用情

況，發(fā)現(xiàn)高枝剪頭部有杠桿和滑輪組兩類簡單機械。當園林工用30N的力向下拉繩

時，因拉繩而使圖中A處受到的作用力大約增加N。

【考點】7N：杠桿的平衡條件.

【分析】在力的作用下，能夠繞著固定點轉(zhuǎn)動的硬棒叫杠桿；根據(jù)F=LFA計算A處受到

n

的作用力大小。

【解答】解：

由圖剪刀剪樹枝符合杠桿的定義；

拉動A處動滑輪，下端有定滑輪，拉繩子自由端時有三段繩子通過動滑輪，所以A處受到

的作用力FA=3F=3X30N。

故答案為：杠桿；90。

【點評】本題考查了對杠桿和滑輪組的認識和理解，關(guān)鍵是正確分析通過動滑輪繩子的段

數(shù)。

12.（2015?懷化）如圖所示，一處于水平平衡狀態(tài)的杠桿，杠桿上所標刻度每小格長為

3cm.某同學在研究杠桿平衡實驗時，在杠桿上的A點掛四個鉤碼，每個重為1N,用彈簧

測力計在B點豎直向上拉杠桿，使杠桿水平平衡，此時彈簧測力計拉力的力臂為24

cm,彈簧測力計的示數(shù)為」N。

【考點】7N：杠桿的平衡條件.

【分析】已知杠桿上所標刻度每小格長為3cm,可求得彈簧測力計拉力的力臂，根據(jù)杠桿

平衡條件求得彈簧測力計的示數(shù)。

【解答】解：已知杠桿上所標刻度每小格長為3cm.則彈簧測力計拉力的力臂為8X

3cm=24cm,

由杠桿平衡條件可知，G邸sXl2cm=FX24cm,即4NX12cm=FX24cm,解得F=2N。

故答案為：24；2?

【點評】此題考查杠桿平衡條件的應(yīng)用，其中明確A點和B點的力臂是解答此題的關(guān)鍵，

此題難度不大，屬于基礎(chǔ)知識。

13.(2014?攀枝花)如圖，在水平拉力F的作用下，物體勻速向右運動的距離為L,水平

面對物體的摩擦力為f,則額外功表達式為W.=(4F-f)L。

【考點】EH：有用功和額外功.

【分析】根據(jù)二力平衡的條件可知，物體做勻速運動時所受拉力等于摩擦力；克服摩擦力

做的功為有用功；

利用滑輪組拉物體時，在繩子自由端所做的功是總功；

總功等于有用功與額外功之和。

【解答】解：由題水平拉物體時，克服物體與水平面間摩擦力做的功為有用功，所以W什

=fL,

由圖通過動滑輪繩子段數(shù)n=4,

拉力F做的總功：W總=Fs=FX4L=4FL,

w.a=wff+w?,

所以wS=W總-W"=4FL-fL=(4F-f)L。

故答案為：W?-(4F-f)L。

【點評】本題考查對有用功、額外功和總功的認識和理解，正確理解基本概念，判斷出通

過動滑輪繩子段數(shù)是關(guān)鍵。

14.(2014?婁底)如圖，用一個動滑輪把重90N的沙袋從地面提到6m高的腳手架上，所

用的拉力是60N,則此動滑輪提升沙袋所用的有用功為540J,機械效率是75%。

I_1G

【考點】EH：有用功和額外功；F4：滑輪（組）的機械效率.

【分析】（1）知道物重和提升的高度，利用W『Gh求提起重物所做的有用功；

（2）知道拉力大小和繩子自由端移動的距離，利用W&=Fs求總功，再利用機械效率的公

式求滑輪組的機械效率。

【解答】解：（1）提起物體所做的有用功：Wmii=Gh=90NX6m=540J；

（2）由圖可知，s=2h=2X6m=12m,

提起物體所做的總功：W,a=Fs=60NX12m=720J,

滑輪組的機械效率：

聯(lián)一"有%X]00%=54OJX100%=75%。

w總720J

故答案為：540；75%。

【點評】本題考查了學生對有用功、總功、機械效率公式、滑輪組s=nh的理解和運用，理

解并求出有用功和總功是本題的關(guān)鍵。

15.（2014?海南）如圖所示，提沙子時，用質(zhì)量較小的塑料桶代替鐵桶后（其他條件不

變）做的額外功減小，機械效率比用鐵桶時增大（均選填“增大”或“減小”）。

【考點】EH：有用功和額外功；F2：機械效率的大小比較.

【分析】使用滑輪組時，做的有用功不變，用質(zhì)量較小的塑料桶代替鐵桶后，減小了額外

功，因此機械效率會增大。

【解答】解：

使用滑輪組時，提的沙子不變，做的有用功不變，減小桶子重，減小了額外功，則有用功

占總功的比例增大，故滑輪組的機械效率增大。

故答案為：減??；增大。

【點評】滑輪組的機械效率與提升物體的物重有關(guān)，同一滑輪組，提升物體重力越大，機

械效率越大，減小機械重，可以提高機械效率。

16.（2014?南京）如圖所示，搬運工人用滑輪組在20s內(nèi)將重為540N的重物勻速提升

3m,所用拉力為200N,則他所做的有用功是1620J,額外功是180J,拉力的功率

是90W,滑輪組的機械效率是90%?

【考點】EH：有用功和額外功；F4：滑輪（組）的機械效率：FF：功率的計算.

【分析】（1）根據(jù)W=Gh求出有用功；

（2）根據(jù)s=3h求出拉力移動距離，根據(jù)W=Fs求出總功，再根據(jù)W.&=W俏+W額求出額

外功；

（3）根據(jù)P=%_求出拉力的功率；

（4）根據(jù)口=?性曳求出機械效率。

【解答】解：(1)有用功W有開產(chǎn)Gh=540NX3m=1620J；

(2)拉力移動距離s=3h=3X3m=9m,

拉力做的總功W—Fs=200NX9m=1800J,

VW^=W^H+W^

???w額尸W總-W有用=1800J-1620J=180J；

(3)拉力的功率P=場=l*0°I=90W；

t20s

（4）滑輪組的機械效率n=W有用X1O0%=162OJ義I00%=90%o

w總1800J

故答案為:1620；180；90；90%o

【點評】此題主要考查的是學生對有用功、總功、額外功、功率、機械效率計算公式的理

解和掌握，基礎(chǔ)性題目。

17.（2015?淮安）如圖所示，小明用50N的力F將重為80N的物體在5s時間內(nèi)勻速提升

1m,在此過程中，小明做的有用功為80J,滑輪的機械效率80%,拉力做功的功率

為20W。

【考點】EH：有用功和額外功；F4：滑輪（組）的機械效率；FF：功率的計算.

【分析】①己知物重和上升高度，利用W““尸Gh得到有用功；

②由圖知，承擔物重的繩子段數(shù)為2,已知物體上升的高度，可以得到繩子拉下的長度;

已知拉力和繩子拉下的長度，可以得到總功；已知總功和所用時間，可以得到拉力的功

率；

③已知有用功和總功，兩者之比為滑輪組的機械效率。

【解答】解：

①小明做的有用功為W向=Gh=80NXlm=80J；

②繩子拉下的長度為s=2h=2Xlm=2m,

拉力做的總功為Wa=Fs=50NX2m=1OOJ,

拉力的功率為pj^^

=lOOJ-20W.

t5s

W育OCT

③滑輪組的機械效率為n=—5_xioo%=-§2J_xioo%=8o%?

W總100J

故答案為：80；80%；20。

【點評】這是一道較典型的關(guān)于滑輪組的計算題，主要用到了功的公式、功率的公式、機

械效率的公式，雖然用到的公式較多，但只要搞清楚力與距離的對應(yīng)關(guān)系，難度也并不

大。

18.（2013?株洲）工人用力F水平推重為200N的物體，在4s內(nèi)水平推力F與物體沿力的

方向移動距離s之間的關(guān)系如圖所示。在這過程中，水平推力做的功為120J,推力做

功的功率為30W。

【考點】EC：功的計算；FF：功率的計算.

【分析】根據(jù)圖象讀出物體受到拉力的大小和移動的距離，根據(jù)W=FS和P=??即可求出推

t

力做的功和推力做功的功率。

【解答】解：根據(jù)圖示可知，F(xiàn)=60N,S=2m

則水平推力做的功：W=FS=60NX2m=120J；

推力做功的功率：p=W^120J^30Wo

t4s

故答案為：120；30o

【點評】本題考查了學生的讀圖能力、功的公式、功率公式的了解與掌握，注意做功時兩

個必要因素（力和距離）方向的一致性，易錯點！

19.（2013?吉林）如圖所示，小麗用200N的拉力，把重量是320N的物體勻速提升3m,

拉力做的功是1200J,動滑輪的機械效率是80%。

【考點】EC：功的計算；F4：滑輪（組）的機械效率.

【分析】已知物重和提升高度，根據(jù)公式亞=61!可求有用功，已知動滑輪上繩子段數(shù)和拉

W有用

力F,根據(jù)公式W=FS可求總功，機械效率n=\用義100%。

【解答】解：

有用功W=Gh=320NX3m=960J,，軟功Wii=FS=F2h=200NX2X3m=1200J,

“有電x100%=960Jx]00%=80%o

W總1200J

故答案為：1200；80%。

【點評】本題考查功和機械效率的計算，關(guān)鍵是公式的靈活運用以及公式的推導(dǎo)，學會舉

一反三的能力，根據(jù)所學公式推導(dǎo)出自己解題所需要的公式，這是本題的難點。

三、解答題(共11小題)

20.(2015?張家界)新農(nóng)村建設(shè)中，某工人利用如圖所示的滑輪組提升重2700N的物體，

物體上升了2m,繩子末端的拉力為750N,不計繩重和摩擦力，求：

(1)工人做的有用功是多少？

(2)該滑輪組的機械效率是多少？

(3)動滑輪的總重力是多少N?

【考點】7!：滑輪組繩子拉力的計算；EH：有用功和額外功；F4：滑輪(組)的機械效

率.

【分析】由圖可知，承擔物重的繩子股數(shù)n=4,則s=4h。

(1)知道提升物體的高度和物重大小，利用W〃用=Gh求出使用滑輪組做的有用功；

(2)利用s=4h求出繩子自由端移動的距離，知道拉力大小，利用W以=Fs求出總功，再利

用1r_5_求出該滑輪組的機械效率。

(3)不計繩重和摩擦，知道物重和拉力大小，根據(jù)F=L(G粉+GQ求動滑輪重；

4

【解答】解：

(1)使用滑輪組做的有用功：

W有用=Gh=2700NX2m=5400J；

(2)由圖可知，承擔物重的繩子股數(shù)n=4,則s=4h,

使用滑輪組做的總功：Ws=Fs=Fnh=750NX4X2m=6000J,

滑輪組的機械效率：

n=-2^-X]00%=54OOJX100%=90%；

W總6000J

(3)不計繩重和摩擦力,

繩子自由端拉力：F=—(Gw+Gsi)),

4

即：750N=L(2700N+G動)，

4

解得：G&=300N。

答：(1)工人做的有用功是=5400J；

(2)該滑輪組的機械效率是=90%；

(3)動滑輪的總重力是300N。

【點評】本題主要考查了學生對有用功、總功和滑輪組的機械效率的理解和掌握，屬于基

礎(chǔ)題目，應(yīng)熟練掌握。

21.(2014?鎮(zhèn)江)將重為16N的物體用圖示裝置勻速提升2m,拉力F=10N,不計輪軸間

摩擦及繩重，求：

(1)動滑輪所受重力的大小；

(2)該過程中的有用功W書;

(3)該裝置的機械效率不

【考點】7!：滑輪組繩子拉力的計算；F4：滑輪(組)的機械效率.

【分析】圖中使用的是動滑輪，承擔物重的繩子股數(shù)n=2,則s=2h。

(1)不計摩擦和繩重，利用動滑輪拉力大小F=L(G物+G輪)求動滑輪重；

2

(2)根據(jù)公式W有用=Gh求出有用功；

(3)利用廣■生曳求動滑輪的機械效率。

【解答】解：已知：n=2,G=16N,F=10N,

(1)不考慮繩重和摩擦，

VF=J-(G+Gffi),即：10N=L(16N+GQ,

22

.??動滑輪重：G輪=4N；

(2)有用功為：WMi=Gh=16NX2m=32J；

(3)該裝置的機械效率：

有用X100%=曲X100%=Gh義100%=且X100%=16Nx100%=80%。

W總Fs2Fh2F2X10N

答：

(1)動滑輪所受重力為4N；

(2)該過程中的有用功為32J；

(3)該裝置的機械效率80%。

【點評】本題考查了使用動滑輪拉力的計算、功、機械效率的計算，根據(jù)題圖確定n的大

小是本題的突破口，利用好不計繩重和摩擦時拉力和物重的關(guān)系F=L（G輪+G物）是本題

2

的關(guān)鍵。

22.（2014?南寧）太陽能電池作為一種新能源產(chǎn)品，逐漸得到廣泛運用，太陽能電池板在

幾小時內(nèi)可得到的太陽輻射能約為1.26義107J?

（1）若某一牽引力為3XlfrN的電動汽車做勻速直線運動時，通過一段路程所做的功也等

于1.26X107J求這段路程。

（2）如果這些能量全部被一定質(zhì)量的水吸收（不考慮熱損失），能使水的溫度從20℃升高

到80℃,求這些水的質(zhì)量。[c4;=4.2X1O3J/（kg?℃）]?

【考點】ED：功的計算公式的應(yīng)用；GI：熱平衡方程的應(yīng)用.

【分析】（1）知道牽引力的大小和做的功，根據(jù)W=Fs求出電動汽車勻速行駛的路程；

（2）由題意可知水吸收的熱量，根據(jù)Qw=cm（t-t0）求出可加熱水的質(zhì)量。

【解答】解：（1）由W=Fs可得，電動汽車勻速行駛的路程：

s=^L262￡10jj42x103m.

F3X103N

（2）由題意可知，水吸收的熱量：

7

Q.S=1.26X10J,

由Q?i=cm（t-t0）可得,可加熱水的質(zhì)量:

01=-肚吸產(chǎn)__________L26XHJ__________=50kgo

4.2X103J/（kg'Dx（801C-201C）

答：（1）這段路程為4.2X103m；

（2）這些水的質(zhì)量為50kg。

【點評】本題考查了做功公式和吸熱公式的靈活應(yīng)用，要注意升高到（末溫）和升高了

（溫度的變化量）之間的區(qū)別。

23.（2015?泰安）如圖所示，將一塊重為5N的物體用細線系著浸沒在裝有水的圓柱形容器

中，容器中水面的高度由14cm上升到16cm.將物體在水中勻速緩慢提升2cm,物體仍然

處于浸沒狀態(tài)，拉力做功0.02J（物體與水的摩擦阻力忽略不計）.g取10N/kg,求：

（1）拉力的大小；

（2）容器中水的質(zhì)量。

【考點】2B：密度公式的應(yīng)用；80：阿基米德原理的應(yīng)用；ED：功的計算公式的應(yīng)用.

【分析】（1）知道拉力做的功，同時知道物體上升的距離，故據(jù)公式W=Fs可以計算出拉

力的大?。?/p>

（2）通過稱重法求出浮力的大小，再計算物體的體積，而后計算出該容器的體積，進而計

算出水的質(zhì)量。

【解答】解：⑴據(jù)W=Fs可知：

F=W=O.02J加

S0.02m

（2）物體在水中受到的浮力是F*G-Fit即F行5N-1N=4N----------①

由阿基米德原理可知，F(xiàn)^pssgVtt----------②

可以計算出物體的。尸￡邑=--------粵----------

^0.0004m

Pg1000kg/n）3X10N/kg

設(shè)圓柱體的底面積是S

則V^VHLS（h2-hi）

S='排=0.02m2

h2-hl

m4；=p水V*=p*Sh|=1000kg/m3X0.02m2X0.14m=2.8kg

故水的質(zhì)量是m=2.8kg

答：（1）拉力的大小是IN；

（2）容器中水的質(zhì)量為2.8kg。

【點評】該題考查了功的計算、浮力的計算、密度的計算等，能熟練的利用公式分析是解

決該題的關(guān)鍵。

24.（2015?河池）我國自行制造的履帶式旋挖井機，用于建筑工地打井作業(yè)，它的結(jié)構(gòu)示

意圖如圖1所示。整機由主機B、動力連桿C和支架E及鋼絲繩H組成，附屬設(shè)備由空心

鉆桿A和鉆頭D（大小可根據(jù)需要更換）組成。旋挖井機工作時，主機通過C將動力傳給

A,A帶動D豎直往下旋挖，并將挖出的泥沙填充到A內(nèi)；停止旋挖時，C與A完全分

離，H的拉力可把A、D和泥沙提到地面。部分數(shù)據(jù)見下表：

名稱旋挖井機

整機質(zhì)量9X104kg

鉆桿質(zhì)量5X103kg

40cm100kg

80cm200kg

120cm300kg

（1）假設(shè)旋挖井機用20s將0.5t的泥沙從井下先提高10m,接著又用5s將泥沙水平移動

3m后卸到地面上，求此過程中，旋挖井機做的有用功和有用功率。

,Sa5OOrm

圖1圖2

（2）把已卸掉泥沙的A和D固定好后豎直立放在井中，此時C與A完全分離且H處于松

弛狀態(tài)，固定在A上的D的橫截面示意圖如圖2所示，其中S為D與泥沙的接觸面積（即

圖中的陰影部分），R為D的半徑，求D對井底泥沙的壓強。

（3）假設(shè)某時旋挖井機靠近A一側(cè)的履帶離開地面向上翹起，且只有M點著地，H處于

松弛狀態(tài)，A對C豎直向上的力為F,請你比較此狀態(tài)下整機重力G（重心在0點）與力

F的大小。

【考點】7N：杠桿的平衡條件；86：壓強的大小及其計算；EH：有用功和額外功；FF：

功率的計算.

【分析】（I）根據(jù)W=Gh=mgh計算旋挖井機做的有用功，再根據(jù)P=更計算有用功的功

t

率；

（2）根據(jù)F=G計算壓力，根據(jù)p=2計算D對井底泥沙的壓強；

S

（3）旋挖井機在D對C向上力F的作用下履帶離開地面向上翹起，且只有M點著地，相

當于一個杠桿，根據(jù)杠桿的平衡條件，分析F與G的力臂可以得出F與G的大小關(guān)系。

【解答】解：

（1）根據(jù)功的定義，旋挖井機提高泥沙時對泥沙做功，水平移動移動時不做功，

W<,=Gh=mgh=0.5X103kgX10N/kgX10m=5X104J；

有用功率：

P有=2xi03Wo

t25s

（2）卸掉泥沙的A和D固定好后豎直立放在井中，此時C與A完全分離且H處于松弛狀

態(tài)，

由圖D半徑40cm，則直徑為80cm,由表格此鉆頭質(zhì)量200kg,

所以D對井底泥沙壓力：F=G=（m桿+m鉆頭）g=（5X103kg+200kg）X10N/kg=5.2X104N,

由題S為D與泥沙的接觸面積，S=500cm2,

D對井底泥沙的壓強：

儲"5JX104丈=].04X106Pa；

SS500X1o-4m2

（3）旋挖井機在D對C向上力F的作用下履帶離開地面向上翹起，且只有M點著地，相

當于一個杠桿，M點為支點，如圖所示：

H處于松弛狀態(tài)，對杠桿沒有力的作用，根據(jù)杠桿的平衡條件:

FL產(chǎn)GLG，

由圖可知：LF>LG，所以FVG。

答：(1)旋挖井機做的有用功為5X104J,有用功率為2Xl()3w；

(2)D對井底泥沙的壓強為1.04Xl()6pa；

(3)旋挖井機M點著地，H處于松弛狀態(tài)，此狀態(tài)下整機重力G大于力F。

【點評】本題考查了功和功率、壓強的計算和杠桿平衡條件的應(yīng)用，綜合性強，過程較復(fù)

雜。明確題意，熟練運用相關(guān)的公式是解題的關(guān)鍵。

25.(2015?咸寧)用如圖甲所示的滑輪組提升物體M,已知被提升的物體M重為760N,

卷揚機加在繩子自由端的拉力F將物體M以0.5m/s的速度勻速提升到10m的高度，拉力

做的功W隨時間t的變化圖象如圖乙所示，不計鋼絲繩的重、摩擦力大小，求：

(1)滑輪組提升重物所做的有用功是多少？

(2)滑輪組提升重物的機械效率是多少？

(3)動滑輪的重力是多少？

【考點】7!：滑輪組繩子拉力的計算；EH：有用功和額外功；F4：滑輪(組)的機械效

率.

【分析】(1)已知物體M的重力，根據(jù)公式W=Gh計算拉力F對所提升物體M做的有用

功。

(2)據(jù)貨物上升的高度和速度，可以計算出貨物上升的時間，進而據(jù)圖乙，可以確定此時

拉力做的功，即總功，再據(jù)機械效率的計算公式計算即可。

(3)據(jù)圖甲能看出有兩端繩子吊著動滑輪，故應(yīng)該費2倍的距離，所以結(jié)合公式W=FS可

以計算出繩子自由端的拉力，在不計繩子的重、摩擦時計算出動滑輪的重力。

【解答】解：

(1)有用功：Wfl=Gh=760NX10m=7600J；

(2)貨物以0.5m/s的速度勻速提升到10m的高度，故其運動的時間是，據(jù)v=W_可知，

t

t=_s^10m=2Qs.故據(jù)圖乙可知，此時拉力做的總功是8000J,

v0.5m/s

所以其機械效率是：n=W有-7600J義100%=95%；

W總8000J

(3)據(jù)圖甲能看出有兩端繩子吊著動滑輪，故應(yīng)該費2倍的距離，所以繩子自由端移動的

距離是S=2X10m=20m；

故據(jù)(2)中的數(shù)據(jù)可知，W=Fs,故F=jL8000J=400N；

s20m

所以動滑輪的重力是G動=2F-G=2X400N-760N=40N?

答：

(1)滑輪組提升重物所做的有用功是7600J；

(2)滑輪組提升重物的機械效率是95%；

(3)動滑輪的重力是40N。

【點評】本題的關(guān)鍵是求出拉力的大小，求拉力的時候容易出錯的是忘記動滑輪的重力。

26.(2015?株洲)一根金屬棒AB置于水平地面上，今通過彈簧測力計豎直地將棒的右端

B緩慢拉起，如圖甲所示，在此過程中，彈簧測力計對棒所做的功W與B端離開地面的高

度x的關(guān)系如圖乙所示，請根據(jù)圖象解答下列問題。

(1)該金屬棒的長度1=1.2m：

(2)在B端拉起的過程中，當xi=0.6m時;測力計的示數(shù)為Fi=3N；當X2=1.6m時，

測力計的示數(shù)F尸5N。

(3)求金屬棒的重心到A端的距離d。

【考點】ED：功的計算公式的應(yīng)用.

【分析】(1)由甲乙圖和杠桿平衡條件分析可知桿的長度；

(2)在已知桿的長度的情況下，根據(jù)乙圖x的不同長度對應(yīng)的功的大小，得到桿的重力，

也就是F2的示數(shù)；根據(jù)圖乙得到B的數(shù)值；

(3)由杠桿平衡條件可求出重心到A端的距離。

【解答】解：

(1)由于拉力始終豎直向上，由杠桿的平衡條件可知，拉力不變(動力臂與阻力臂之比不

變).

由圖乙可知，當B端離地1.2m時，A端剛離地，所以金屬棒長1.2米；

(2)因為W=Gh,

所以金屬棒的重力G=&L=5?6J-3.6J=5N,即F2=5N；

Ah1.6m-l?2in

心QCT

由圖乙可知拉力F尸1二'bJ=3N；

h[1.21n

(3)由杠桿平衡條件得，

重心到A端的距離d=3NXL2m=072m。

5N

答：⑴1.2；

(2)3；5；

(3)金屬棒的重心到A端的距離d為0.72m。

【點評】此題主要考查對于功與距離的關(guān)系的理解，難點是曲線圖的分析。

27.(2015?綏化)在建筑工地上，“吊車”是常見的一種起重設(shè)備。如圖為吊車上的滑輪組

的示意圖。在起重過程中，鋼絲繩用6X1()3N的拉力F,將重為1.2X10&N的物體在10s內(nèi)

勻速提升6m(不計繩重和摩擦)求：

(1)滑輪組提升重物所做的有用功和總功。

(2)滑輪組拉力F的功率。

(3)若用該滑輪組勻速提升ISXIO'N的重物，則其機械效率是多少？

【考點】EH：有用功和額外功；F4：滑輪(組)的機械效率；FF：功率的計算.

【分析】(1)根據(jù)W的尸Gh求出有用功，再根據(jù)W,&=Fs=3Fh求出總功；

(2)根據(jù)P=隨跳出拉力的功率；

t

(3)根據(jù)F=L(G+G動)求出動滑輪重，再根據(jù)

3

W有用二W有用一=__Gh_——求出機械效率。

W總我有用+W額Gh+G動hG'+G動

【解答】已知：拉力F=6X1()3N,重力G=1.2X1()4N,時間t=10s,高度h=6m,物重

Gr=1.8X104N,n=3

求：(1)有用功W“用=?總功W,B=?(2)功率P=?(3)機械效率『？

解：(1)有用功：

44

Wf,)ti=Gh=1.2X10NX6m=7.2X10J；

總功：

W,^=Fs=3Fh=3X6X103NX6m=1.08X105J；

(2)拉力F的功率：

P=W竺］.08X］/幾］08x104w；

t10s

(3)由F=L(G+GM)得：

3

動滑輪重：

G動=3F-G=3X6X103N-1.2X104N=6X103N,

其機械效率：

有甩X100%=-—X100%=———X100%=―----X

W總W有用+W額Gh+G動hG，+G動

100%=----1=8X1-----義100%=75%。

1.8X104N+6X103N

答：(1)滑輪組提升重物所做的有用功7.2X104J；總功1.08X105J；

(2)滑輪組拉力F的功率1.08X104W；

(3)其機械效率是75%。

【點評】此題主要考查的是學生對有用功、總功、功率、機械效率和滑輪組省力情況計算

公式的理解和掌握，綜合性較強，難度較大。

28.（2015?云南）為安全起見，媽媽為小明買了一塊浮板輔助練習游泳。媽媽認為浮板能

漂在水面上是因為它輕，小明認為媽媽的說法不對，科學的說法是因為浮板的密度比水的

密度小。為驗證自己的說法，小明設(shè)計了如下實驗：

（1）找一根輕質(zhì)均勻木棍、細繩（質(zhì)量忽略不計）和一塊標有“凈重115g”字樣的新肥

皂，用如圖所示的方法進行測量。測量時，使木棍在水平位置平衡,記下A、B的位

置，用刻度尺測出OA=10cm,OB=40cm,則浮板的質(zhì)量為0.46kg。

（2）把浮板壓入裝滿水的桶中剛好浸沒，用塑料袋（質(zhì)量忽略不計）收集溢出的水，用

（1）所述方法測得溢出水的質(zhì)量為4.6kg,則浮板的體積為4.6X10-3m3,密度為0.1

XIQ3kg/m3；用刻度尺測肥皂的長、寬、厚，算出肥皂的密度為1.33XK）3kg/m3.浮板在

水中漂浮而肥皂在水中下沉，說明小明的說法是正確的。小明用此浮板游泳時浮板受到的

最大浮力為46N。

（3）根據(jù)這個實驗結(jié)果，媽媽說原來用密度比水小的材料制成的物體才能漂浮在水上，這

種說法不正確（選填“正確”或“不正確”）.請舉例說明用鋼鐵制成的船能漂浮在水面

上_?

【考點】7N：杠桿的平衡條件；80：阿基米德原理的應(yīng)用.

【分析】（1）調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡，這樣力臂沿著桿的方向；

根據(jù)杠桿的平衡條件計算浮板的質(zhì)量；

（2）根據(jù)丫=丫水=旦計算出木板的體積；

P

由公式p=g計算出浮板的密度；

根據(jù)F浮=p^gV#計算浮板受到的最大浮力；

（3）利用空心可以增大物體所受的浮力，使密度大于液體密度的物體漂浮在液體中。

【解答】解：（1）測量過程中，使木棍在水平位置平衡，此時OA、OB的長度等于A、B

兩處力的力臂；

根據(jù)杠桿的平衡條件：m板gXOA=m^gXOB

3

代入數(shù)據(jù)：mRX10N/kgX10cm=115X10-kgX10N/kgX40cm

解得m收=0.46kg；

（2）由題意知，浮板的體積V=V呼叫二一空逞——=4.6X10-3m3；

P水lX103kg/m3

浮板的密度p=-2b=―°，46kg——=0.1X103kg/m3；

V4.6X1Oro3

浮板完全浸沒時受到的浮力F浮=pAgV板=1.0X103kg/m3X1ON/kgX4.6X10-3m3=46N；

（3）鋼鐵的密度遠大于水的密度，但用鋼鐵制成的船舶可以漂浮在水中，所以媽媽的說法

是錯誤的。

3

故答案為：（1）水平；0.46；（2）4.6X10-；O.IXU