專題06簡單機械與功(原卷版+解析)

06簡單機械與功一、單選題（共9題）1.（2021·溫州模擬）小金將一個小球第一次豎直上拋，第二次斜向上拋，若兩次拋出的動能相等（不計空氣阻力），則下列說法正確的是（

）A.

兩次小球到達最高點時，動能相等且都為零，機械能不相等B.

兩次小球到達最高點時，動能都不為零，機械能相等C.

兩次小球到達最高點時，高度相等，機械能不相等D.

兩次小球到達最高點時，高度不相等，機械能相等2.（2021·下城模擬）用如圖所示滑輪組，在10秒內(nèi)將一個重為2400N物體勻速提升3m，繩子自由端的拉力為1000N，下列相關說法正確的是（

）A.

繩子自由端移動速度為0.3m/sB.

10秒內(nèi)拉力做功的功率是900W

C.

滑輪組提升重物時的機械效率是72%

D.

若只增大物體重力，則滑輪組的機械效率會減小3.（2021·下城模擬）下操作性定義是指對某一事物特征比較確切、恰當?shù)拿枋觯歉鶕?jù)可觀察、可測量、可操作的特征來界定變量含義的方法。下列探究實驗中下操作性定義不合理的是（

）A.

甲：比較加入鐵芯前后電路的電流大小

B.

乙：以被小球撞擊的木塊移動的距離判斷小球的動能大小

C.

丙：比較一段時間后近水一側和遠水一側根的數(shù)量

D.

丁：比較等質(zhì)量（適量）食鹽在等質(zhì)量不同溫度的水中，不攪拌情況下溶解所需時間4.（2021·甌海模擬）如圖，小球從左側的斜坡滾下，到達底端后又沿著右側斜坡向上滾到最高處，則下列圖像能正確代表小球重力勢能與運動時間t之間對應關系的是（

）A.

B.

C.

D.

5.（2021·鹿城模擬）如圖所示為我國第一部物理學著作《遠西奇器圖說》所記載的一機械裝置，書中對小球A、B的質(zhì)量大小關系作出了正確的推測。若小球A的質(zhì)量為10克，不考慮摩擦和繩重，則兩小球勻速移動時，小球B的質(zhì)量可能為（

）A.

14克

B.

12克

C.

10克

D.

8克6.（2021·嘉善模擬）如圖所示是蹦極運動的簡化示意圖，彈性繩一端固定在o點，另一端系住運動員，運動員從o點自由下落，a點處彈性繩自然伸直，c點是運動員到達的最低點，最后靜止時運動員停在b點，運動過程中忽略空氣阻力，則下列說法正確的是（

）A.

從a至c運動員一直在克服重力做功B.

在下落過程中，運動員經(jīng)過b點時受到的是平衡力C.

從o至a運動員機械能不守恒。從a至c運動員機械能守恒D.

從o至a運動員速度增大，從a至c運動員速度減小

7.（2021·寧波模擬）為便于研究，某健身器材中訓練拉力部分的機械結構可簡化為如圖所示的滑輪組。若不計摩擦，下列有關分析正確的是(

)A.

兩個滑輪在裝置中起的作用相同

B.

拉力F的大小是配重G大小的二分之一

C.

拉力移動的距離是配重上升距離的兩倍

D.

將配重提升相同的高度，用該裝置與直接提升配重所做的功相等8.（2021·余杭模擬）小樂用如圖所示的滑輪組提升G為600N的重物，在繩子自由端施加F為250N的拉力，使重物在4s內(nèi)勻速上升1m，不計繩重和摩擦。則（

）A.

繩子自由端移動的距離為2m

B.

拉力做功的功率為150W

C.

動滑輪重100N

D.

此過程滑輪組的機械效率為80%9.（2021·余杭模擬）如圖所示，在粗糙程度相同的水平面上，先用拉力F1將物體從A拉到O，再改用拉力F2將物體從O拉到C，其中LAO=LOB，用頻閃相機每隔相同的時間拍下物體的位置（用虛線框表示），若拉力F1在AO段所做的功為W1，拉力F2在OB段所做的功為W2，物體在AO段受到的摩擦力為f1，在OC段受到的摩擦力為f2。下列判斷正確的是(

)A.

W1﹥W2

B.

W1﹤W2

C.

f1﹥f2

D.

f1﹤f2

二、填空題（共8題）10.（2021·上虞模擬）我們身邊處處有科學。如圖所示，中圖中的餐具夾是________杠桿(填“省力”、“費力”或“等臂”)；乙圖是一-種電源插座，其表面有3個插孔，其中接地孔的是________(填序號)；丙圖是轎車一種安全裝置“頭枕”，“頭枕”主要是防止以下哪種情況對人體造成傷害________。A．緊急剎車B．左右轉彎C．前方碰撞D．后方追尾11.（2021·麗水模擬）停車場入口處常用橫桿來控制車輛的進出(如圖甲)。我們可以把該裝置簡化成如圖乙所示的杠桿。請完成下列問題：（1）圖乙所示的杠桿屬于________杠桿(填省力”或“費力”)；（2）若橫桿AB粗細相同、質(zhì)量分布均勻，且桿重G=150牛，AB=2.8米，AO=0.3米。要使橫桿AB保持水平平衡，需在A端施加豎直向下的力F=________牛。12.（2021·柯橋模擬）如圖所示，水平地面G點兩側粗糙程度不同，物體一直受到沿水平方向5N的拉力F，物體經(jīng)過E點開始計時，每經(jīng)過相同時間，用虛線框記錄物體的位置，物體在EG段做勻速直線運動，則物體在GK段受到的摩擦力________（選填“大于”、“小于”或“等于”）5N,拉力F在EF段的功率________（選填“大于”、“小于”或“等于”）在GH段的功率。13.（2021·柯橋模擬）做好垃圾分類是每個公民應盡的責任和義務。（1）下列垃圾屬于有害垃圾的是

，A.廢電池B.碎玻璃C.枯枝敗葉D.過期藥品（2）如圖甲所示是腳踏式翻蓋垃圾桶的實物圖，翻蓋的原理利用了杠桿，圖乙所示是兩個杠桿組合的示意圖。桶蓋的質(zhì)量為800g，腳踏桿和其他連接桿的質(zhì)量不計，已知O1A=30cm，AB=51cm，CO2=5cm，桶蓋DO2質(zhì)量分布均勻，厚度不計，D為重心，桶蓋閉合時，連接桿BC處于豎直狀態(tài)。①由圖乙可知，DCO2為________（選填“省力”或“費力”）杠桿；②若要把桶蓋翻開，腳對踏板A處的壓力至少為________。14.（2021·江北模擬）如圖所示，拉力F為20N，物體A以0.1m/s的速度在表面足夠長的物體B表面做勻速直線運動；物體B靜止在地面上，受到地面水平向右8N的摩擦力，彈簧測力計示數(shù)為22N。拉力F的功率為________W，滑輪組的機械效率為________。15.（2021·鹿城模擬）

2020年12月，嫦娥五號探測器從月球上采樣并順利返回地球。（1）12月3日，嫦娥五號的上升器與著陸器順利分離(如圖甲)，攜帶返回器返回地球。在分離過程中，以著陸器為參照物，上升器是________的。（2）飛離月球時，若上升器在3×103牛的推力作用下，沿推力方向飛行了1.5×104米，在該過程中，推力做功________焦。（3）如圖乙為返回器的兩種返回技術。嫦娥五號返回器采用“跳躍式返回”，與“直接進入返回”相比，返回器著陸時的速度更小。請從能量的轉化角度分析其原因：________。16.（2021·嘉善模擬）如圖裝置，桿總長2米，套環(huán)與桿重忽略不計。某健身者體重500牛，臂力700牛，通過該裝置將280牛的重物拉起，至少需將套環(huán)移至離墻壁________米處，此杠桿為________杠桿。（選填“省力”、“費力”或“等臂”）17.（2021·余杭模擬）將表面涂墨（墨充足）的皮球從離地某一高度水平拋出，球落地后又彈起，它的頻閃照片如圖所示。皮球第一次反彈后到達最高點P時________（選填“具有”或“不具有”）動能；皮球落地后，在地面A、B、C三處留下黑色墨跡，墨跡逐漸變小，其原因是________。三、實驗探究題（共4題）18.（2021·溫州模擬）同學們利用實驗共同驗證“杠桿的平衡條件”．實驗中使用的杠桿刻線均勻，每個鉤碼的質(zhì)量都相等．（1）杠桿初始狀態(tài)如圖甲所示，為使杠桿處于水平平衡狀態(tài)，此時應將杠桿的平衡螺母均向________調(diào)節(jié)．（2）杠桿調(diào)節(jié)完畢后，莉莉在杠桿支點兩側掛的鉤碼如圖乙所示，如果此時莉莉不再支撐杠桿，杠桿不能靜止在水平位置．同學們給出了自己的判斷和建議：①小紅說，把右側的鉤碼減掉一個，杠桿就平衡了．②小林說，把左側的鉤碼向左移動一格，杠桿就平衡了．③小健說，在左側的鉤碼下增加一個鉤碼，杠桿就平衡了．④小東說，在右側的鉤碼下增加一個鉤碼，并向左移動一格，杠桿也可以平衡．你認為都有誰說對了________（填序號）．（3）乙圖中鉤碼均重0.5N，體積均為4立方厘米，在盛有某液體的燒杯置于右側鉤碼下方，當最下端的一個鉤碼浸沒于該液體中時，杠桿在水平位置靜止，該液體密度為________kg/m3。19.（2021·鎮(zhèn)海模擬）密度是物質(zhì)的重要屬性，生產(chǎn)、生活中常常需要測量各種液體的密度。某同學在綜合實踐活動中自制了測量液體密度的杠桿密度計，可以從杠桿上的刻度直接讀出液體密度的數(shù)值，受到了老師的肯定和表揚，結構如圖所示。所用器材：輕質(zhì)杠桿（自身重力忽略不計）、兩種規(guī)格的空桶（100mL和200mL）、質(zhì)量為m的物體A、細線。設計過程如下：（1）將杠桿在O點懸掛起來，空桶懸掛在B點，質(zhì)量為m的物體A懸掛在C點時，杠桿水平平衡。測出B點到O點的距離為l，C點到O點的距離為10，此時C點的密度刻度線對應的數(shù)值為________。（2）在B點的空桶內(nèi)注滿液體，空桶容積為V，移動物體A至C1位置，使杠桿在水平位置平衡。C1點到O點的距離為l1，此時C1點的密度值為________（用題中所給的字母表示）。（3）要使制作的杠桿密度計測量精度更高一些，應選擇________規(guī)格的空桶（選填“100mL”或“200mL”）。20.（2021·甌海模擬）小明同學探究“物體動能大小與物體的速度、質(zhì)量關系”實驗，先采用課本實驗方案，將質(zhì)量大的銅球和質(zhì)量小的鋼球從光滑斜面的h1高處靜止自由滑下，到達斜面底端撞擊紙盒，紙盒在水平桌面上滑行一段距離停下來。實驗結果如圖甲、乙，虛線紙盒為紙盒的停留位置。（1）甲、乙實驗中，可通過測量________來表示物體動能的大??；（2）根據(jù)圖甲、乙的實驗結果，得出的實驗結論是________；（3）接著小明設計了如圖丙的實驗進行替代，舍去小球和紙盒，讓金屬塊從光滑斜面的h1高處靜止自由滑下，下滑后金屬塊直接在水平桌面上滑行，測量其在水平桌面上滑行的距離S。改用材質(zhì)相同、質(zhì)量不同的金屬塊，重復圖丙的實驗，記錄數(shù)據(jù)，所得實驗結果為如下表。請你分析出現(xiàn)表格中這種實驗結果的原因？________。質(zhì)量m/千克0.100.150.200.250.300.350.40滑行距離s/米0.420.410.430.420.430.420.4221.（2021·嘉善模擬）斜面是一種簡單機械，在生活和生產(chǎn)中使用斜面的好處是可以省力。那么斜面的省力情況與哪些因素有關呢?某科學興趣小組開展以下探究·【查閱資料】斜面的省力情況可以通過比較沿斜面拉力F與物體重力G的比值大小來判定，比值越小越省力?！窘⒓僭O】假設1：與斜面的表面材料有關：假設2：與斜面的傾斜程度有關：假設3：與物體受到的重力大小有關。【收集證據(jù)】小明為驗證上述猜想，利用如圖所示的裝置進行了實驗。實驗中所用物塊的材料及表面粗糙程度相同，在沿斜面拉力的作用下，在斜面上做勻速直線運動。實驗中相關的記錄如表。實驗序號123456斜面傾角θ/度303030303540斜面的表面材料木板毛巾木板木板木板木板物塊重G/N2.02.04.06.02.02.0沿斜面拉力F/N1.251.452.503.751.361.48【得出結論】分析上述數(shù)據(jù)，斜面的省力情況與________有關-【拓展】⑴已知實驗中，斜面長均為1.2m、第1次實驗中斜面高為0.6m，則第1次實驗中斜面的機械效率是________%。⑵分析表中數(shù)據(jù)，若要提高斜面的機械效率可采取的措施有________。四、解答題（共13題）22.（2021·越城模擬）如圖所示，質(zhì)量為50kg的小明正在家中做俯臥撐運動，可將他的身體視為一個杠桿，A點為身體重心。（1）將身體撐起的過程中，求地面對雙掌的支持力；（2）若雙掌與地面接觸的總面積為3×10-2m-2，求雙手對地面的壓強；（3）若小明在1min內(nèi)做了30個俯臥撐，每次肩部上升的距離均為0.4m，求他做俯臥撐的功率。23.（2021·麗水模擬）抗擊新冠肺炎疫情期間，我省用負壓救護車轉運患者，進行集中隔離治療。該車配置了負壓裝置，負壓倉內(nèi)氣壓小于外界氣壓，將內(nèi)部空氣“吸入”排風凈化裝置進行處理，有效避免了病毒的傳播。某次轉運病人時，救護車以90千瓦的恒定功率在平直公路上勻速行駛54千米，用時30分鐘。請解答下列問題：（1）救護車在這段時間內(nèi)的速度；（2）救護車所受的阻力；（3）救護車勻速行駛54km，動力做的功；（4）按照衛(wèi)生部標準，負壓倉內(nèi)外氣壓差應在10~38帕之間。經(jīng)測量發(fā)現(xiàn)，該車負壓倉0.9米2的面積上內(nèi)外氣體壓力差為18牛，通過計算判斷負壓倉內(nèi)外氣壓差是否符合標準。24.（2021·瑞安模擬）如圖甲，氦氣球和熱氣球都是利用浮力升空的裝置，請閱讀材料回答問題：材料一：2017年，國家明令禁止使用氫氣灌裝手持氣球，應改為使用氨氣。材料二：熱氣球由一個巨大的氣囊、一個吊籃和用于加熱空氣的燃燒器組成。熱氣球上升前，對氣囊充入足夠多的空氣使其鼓起來，然后用燃燒器對氣囊內(nèi)的空氣加熱一段時間，就可以實現(xiàn)升空，飛行過程中其體積基本不變。（1）國家明令禁止使用氫氣灌裝手持氣球是因為氫氣具有________的性質(zhì)。（2）分析材料二回答，該過程如何調(diào)節(jié)力的大小以實現(xiàn)熱氣球升空。________。（3）某熱氣球氣囊外殼、吊籃以及加熱器的總質(zhì)量為460千克，貨物和人總質(zhì)量2000千克。熱氣球上升過程中速度與時間的關系如圖乙所示，求熱氣球在勻速上升階段克服貨物和人的重力做的功。25.（2021·柯橋模擬）小球在外力F的作用下，由靜止開始從A點出發(fā)做加速直線運動，到B點時消除外力F。然后，小球沖上豎直平面內(nèi)半圓環(huán)，能維持在圓環(huán)上做圓周運動，到達最高點C后拋出，最后落回到原來的出發(fā)點A處，如圖所示，試畫出小球在整個過程中動能隨時間變化的圖形，并說明理由。（AB和半圓環(huán)表面光滑，整個過程中不計空氣阻力）26.（2021·江北模擬）如圖，一個重為20N的物體在大小不變的力F作用下先后經(jīng)過光滑水平面和粗糙斜面，其中AB和CD段距離均為s。（1）物體在CD段運動時，物體所受重力的方向是________。（2）物體在AB和CD段運動時，拉力F所做的功分別為W1和W2，其大小關系是：W1________W2。（3）若物體在斜面上勻速通過距離s＝20cm，所受拉力F為15N，斜面傾角為30°，則斜面CD段物體所受的摩擦力為多少牛？27.（2021·鄞州模擬）一種新型井蓋排水系統(tǒng)如圖甲所示，系統(tǒng)結構簡化示意圖如圖乙所示，排水系統(tǒng)由井蓋、兩個相同杠桿（AOB是其中之一）、容器等組成，AB長度是300mm，AO長度是120mm，井蓋的上表面和側面都有排水孔，下暴雨時，雨水從排水孔經(jīng)排水管導流到容器中，再從容器底部的排水孔流入下水道由于容器的排水速度較小，當容器中的雨水上升到一定高度時，容器下降，拉動杠桿，將井蓋頂起，加速路面排水。當容器中的雨水下降到一定高度時，井蓋自動下降蓋住井口，不影響車輛、行人的通行。該井蓋的質(zhì)量是28.8kg，不考慮杠桿的質(zhì)量，不考慮各連接處的摩擦。（1）下暴雨時，杠桿會將井蓋頂起60mm，如圖丙所示。兩個相同杠桿對井蓋至少做了多少功？（2）已知井蓋用密度72×103kg/m3的球墨鑄鐵制成，工程師設想用強度更高，韌性更好的新材料來制造這種井蓋。若新材料的密度為24×103kg/m3，則換用新材料制造后，每個井蓋的質(zhì)量為多大？（3）某次調(diào)試中，為了節(jié)約用水，調(diào)試人員將容器底部的排水孔全部堵住，測出容器的質(zhì)量是4.6kg，再將容器和杠桿組裝在一起，直接向容器內(nèi)勻速注水，注水120s時球墨鑄鐵做的井蓋剛好被頂起。假設在任意時刻水對容器的壓力與容器中水的重力大小相等，則每分鐘向容器內(nèi)注水的體積是多少升？28.（2021·溫州模擬）

2020年10月31日，福建省莆田市山亭鎮(zhèn)，阿里巴巴菜鳥網(wǎng)絡的無人機群組，滿載湄洲島居民下單的六箱貨品，僅耗時9分鐘就成功飛越海峽，為農(nóng)村淘寶提供物流服務：執(zhí)行此次飛行的機型載重可達7公斤，應對6級風。技術團隊專家介紹，由于技術成熟，無人機會按照編程航線自動飛向既定地點降落。該無人機參數(shù)質(zhì)量m=5kg的無人機，其動力系統(tǒng)所能提供的最大升力F=125N，運動過程中所受空氣阻力大小恒為f=5N取g=10m/s2．動力系統(tǒng)的電動機工作電壓U=80V，電流I=5A,電阻R=1歐姆。（1）該無人機的優(yōu)點（2）無人機以最大升力豎直勻速向上飛，在t=5s時上升的高度h；（3）飛到100米高空，該無人機高空懸停狀態(tài)電機輸出電流變?yōu)?A，此時動力系統(tǒng)電機的效率是多少？29.（2021·鎮(zhèn)海模擬）隨著科技的發(fā)展，無人駕駛汽車已進入人們的生活。無人駕駛汽車通過車載激光雷達攝像頭等傳感器實現(xiàn)自動駕駛。一質(zhì)量為1.2t的無人駕駛汽車，靜止時四個輪子與地面的總接觸面積為0.12m2，在平直道路上以36km/h的速度勻速行駛，受到的牽引力大小為4×103N。某時刻車頭上的激光雷達向正前方的固定障礙物發(fā)射一束激光信號，經(jīng)3×10-7s激光雷達接收到障礙物反射回的信號（該時間內(nèi)汽車行駛的距離忽略不計）。已知光速為3×108m/s，g取10N/kg。求該汽車：（1）靜止時對水平地面的壓強大小。（2）此刻車頭到障礙物的距離。（3）以36km/h的速度勻速行駛時牽引力的功率。30.（2021·下城模擬）兩塊質(zhì)量分布均勻的相同長方體木塊甲和乙，重力均為G，長度均為L，如圖疊放，恰好能在水平桌面上處于靜止狀態(tài)。（1）乙右端與甲右端之間的最大水平距離為________。（2）求乙右端與桌面右端之間的最大水平距離。31.（2021·甌海模擬）溫州地區(qū)常下暴雨，導致水庫水位超過警戒線產(chǎn)生危險。為自動測量水庫水位超出警戒線的高度，小明設計了一臺簡易水位測量儀，其工作原理如圖甲所示。密度比水大的圓柱體M底面積為10厘米2，物體M和N重力均為40牛，繩子繞過定滑輪把MN兩物體相連，調(diào)節(jié)繩子長度使M的下表面與水庫警戒線相平，輕質(zhì)杠桿OB繞O點轉動，物體N放在杠桿的B處，OB長102厘米，力敏電阻R1通過A處對杠桿產(chǎn)生支撐，OA長51厘米，力敏電阻R1阻值與所受壓力FA的關系如表乙所示。電路電源電壓U恒為6伏，R0的阻值不變，在電流表相應的位置標出水位高度。(杠桿OB自身重力、繩重和摩擦均不計，水的密度ρ水=1.0×103千克/米3)（1）隨著水庫水位超出警戒線的高度變大，電路中的電壓表示數(shù)將________(學法指導：分析愿理，列出思維過程流程圖：浮力變化→B處壓力變化→A處壓力變化→電阻R1變化→電壓表示數(shù)變化)壓力FA(牛)0102030電阻R1(歐)2015105（2）小明對自己制作的簡易水位測量儀進行了如下測試并標注刻度，請完成相關問題：①已知圓柱體M還未浸入水中時，電壓表示數(shù)為2伏，則R0的阻值為

▲

Ω。②當某次水位超過警戒線一定高度h，電流表示數(shù)為0.3安。請計算h的高度值？(寫出計算過程)（3）若用這個完成測試的測量儀來測量海水超過警戒線的高度，只通過調(diào)節(jié)物體N在杠桿上放置的位置(其它條件不變)，仍用電流表也能準確讀出水位高度。則應如何調(diào)節(jié)N的位置，并說出理由。(已知ρ海水=1.02×103千克/米3，杠桿平衡條件F1L1=R2L2阿基米德原理F浮=G排液=ρ液gV排)32.（2021·鹿城模擬）圖甲為某品牌堅果開殼器，圖乙為其結構示意圖。該開殼器的工作原理為：用力向下壓手柄可使金屬桿OA繞O點旋轉，帶動連桿BC運動(連桿BC可繞B點和C點自由轉動)，從而推動金屬活塞M在金屬套筒內(nèi)水平向右運動，使固定在金屬活塞M和金屬塊N之間的堅果受到壓力。當壓力增大到一定值時，堅果外殼就會被壓碎。

（1）開殼器使用過程中為了讓堅果不易滑落，其金屬塊與堅果接觸的面刻有花紋，這是通過增大________而增大摩擦。（2）若某種堅果碎殼時，作用在其表面的壓力至少20牛，且堅果與金屬塊M間的接觸面積為0.5厘米2，則壓碎該堅果時，金屬塊M對堅果的壓強至少為________

帕。（3）如圖乙，若某次使用該開殼器對一堅果進行碎殼過程中，當金屬桿OA從豎直方向繞O點順時針緩慢勻速轉動60°時，連桿BC恰好處于水平位置。已知金屬桿OA長20厘米，OB長2厘米，連桿BC長2.5厘米。作用在A點的壓力F1=10牛，且方向始終垂直于金屬桿OA，連桿BC對金屬桿OA作用力F2的方向始終沿BC所在直線方向。求：該過程中連桿BC對金屬桿OA作用力F2大小的范圍。33.（2021·寧波模擬）校車安全備受社會關注，國家出臺了《校車安全管理條例》。如圖是寧波大市內(nèi)中小學投入使用的新型安全校車，這種校車的性能完全符合安全標準，車的總質(zhì)量為5380千克。則：（1）校車設計最高時速達到80km/h，但《校車安全管理條例》中規(guī)定校車最高時速為60km/h，其實質(zhì)是為了控制校車的

不至于過大。A.慣性B.勢能C.動能D.摩擦力（2）一個質(zhì)量為60千克的駕駛員駕駛校車空載，每個輪子跟地面的接觸面積為400cm2，求校車對地面的壓強。（3）小科乘坐該校車回家，校車以45km/h的速度在水平路面上勻速行駛了20分鐘后到達目的地，校車受到的阻力為2000N，求校車克服阻力所做的功。34.（2021·余杭模擬）如圖所示為測液體密度的密度秤示意圖，輕質(zhì)桿AB長為40cm，可繞O點轉動（輕質(zhì)桿與O點之間的摩擦忽略不計），其左端A點掛一個質(zhì)量為0.2kg，容積為200mL的桶，AO=10cm；在O點的右側用輕質(zhì)細繩懸掛一個質(zhì)量為0.2kg的秤砣，秤砣可沿OB左右滑動。使用時，在桶中裝滿待測液體，移動秤砣使密度秤再次水平平衡，讀出相應位置的刻度值即可。（1）密度秤零刻度在O點右側________cm處。（2）該密度秤所能測量的最大密度是多少？（3）判斷該密度秤的刻度是否均勻（通過推導說明）。06簡單機械與功一、單選題（共9題）1.（2021·溫州模擬）小金將一個小球第一次豎直上拋，第二次斜向上拋，若兩次拋出的動能相等（不計空氣阻力），則下列說法正確的是（

）A.

兩次小球到達最高點時，動能相等且都為零，機械能不相等B.

兩次小球到達最高點時，動能都不為零，機械能相等C.

兩次小球到達最高點時，高度相等，機械能不相等D.

兩次小球到達最高點時，高度不相等，機械能相等【答案】D【解析】不計空氣阻力，那么小球的機械能沒有損失，即機械能守恒。

豎直上拋時，小球在水平方向速度為零，它只在豎直方向運動。當?shù)竭_最高點時，動能全部轉化為重力勢能，即此時的重力勢能等于開始時的機械能；

斜向上拋時，小球在水平方向的速度保持不變，即到達最高點時，小球的動能不為零。根據(jù)械能=動能+重力勢能可知，此時它的重力勢能肯定小于前者。

那么后者的高度肯定小于前者。

故D正確，而A、C、D錯誤。故選D。2.（2021·下城模擬）用如圖所示滑輪組，在10秒內(nèi)將一個重為2400N物體勻速提升3m，繩子自由端的拉力為1000N，下列相關說法正確的是（

）A.

繩子自由端移動速度為0.3m/sB.

10秒內(nèi)拉力做功的功率是900W

C.

滑輪組提升重物時的機械效率是72%

D.

若只增大物體重力，則滑輪組的機械效率會減小【答案】B【解析】A.自由端移動的距離s=nh=3×3m=9m；

自由端的速度v=st=9m10s=0.9m/s，故A錯誤；

B.拉力的功率P=Fv=1000N×0.9m/s=900W，故B錯誤；

C.滑輪組提升重物時的機械效率3.（2021·下城模擬）下操作性定義是指對某一事物特征比較確切、恰當?shù)拿枋觯歉鶕?jù)可觀察、可測量、可操作的特征來界定變量含義的方法。下列探究實驗中下操作性定義不合理的是（

）A.

甲：比較加入鐵芯前后電路的電流大小

B.

乙：以被小球撞擊的木塊移動的距離判斷小球的動能大小

C.

丙：比較一段時間后近水一側和遠水一側根的數(shù)量

D.

?。罕容^等質(zhì)量（適量）食鹽在等質(zhì)量不同溫度的水中，不攪拌情況下溶解所需時間【答案】A【解析】A、探究電磁鐵磁性大小是通過觀察吸引的大頭針數(shù)目多少來比較的；故A錯誤；

B、通過被小球撞擊后木塊移動的距離判斷小球動能大??；故B正確；

C、植物的兩側，一側有水一側無水，比較根朝向的數(shù)量來判斷向水性；故C正確；

D、溶解快慢與溫度的關系，溫度是變量，其他均保持一致，所以都不攪拌比較溶解需要的時間即可；故D正確；故答案為：A。4.（2021·甌海模擬）如圖，小球從左側的斜坡滾下，到達底端后又沿著右側斜坡向上滾到最高處，則下列圖像能正確代表小球重力勢能與運動時間t之間對應關系的是（

）A.

B.

C.

D.

【答案】B【解析】小球從斜坡上滾下時，速度越來越快，它的高度與時間的變化關系為：h'=h-12gt2；當小球滾上斜坡時，它上升的高度h''=v5.（2021·鹿城模擬）如圖所示為我國第一部物理學著作《遠西奇器圖說》所記載的一機械裝置，書中對小球A、B的質(zhì)量大小關系作出了正確的推測。若小球A的質(zhì)量為10克，不考慮摩擦和繩重，則兩小球勻速移動時，小球B的質(zhì)量可能為（

）A.

14克

B.

12克

C.

10克

D.

8克【答案】D【解析】不考慮摩擦和繩子重力，將A和B看作一個整體，那么它們的機械能守恒。

因為兩個小球勻速移動，那么它們的動能之和保持不變；

根據(jù)機械能=動能+重力勢能可知，二者的重力勢能之和保持不變。

即下降時，B重力勢能的減小量等于A重力勢能的增加量；

根據(jù)圖片可知，當B下降h時，A上升的高度肯定小于h；

根據(jù)mA×h’=mB×h可知；mA>mB；

因此B的質(zhì)量肯定小于10g。故選D。6.（2021·嘉善模擬）如圖所示是蹦極運動的簡化示意圖，彈性繩一端固定在o點，另一端系住運動員，運動員從o點自由下落，a點處彈性繩自然伸直，c點是運動員到達的最低點，最后靜止時運動員停在b點，運動過程中忽略空氣阻力，則下列說法正確的是（

）A.

從a至c運動員一直在克服重力做功B.

在下落過程中，運動員經(jīng)過b點時受到的是平衡力C.

從o至a運動員機械能不守恒。從a至c運動員機械能守恒D.

從o至a運動員速度增大，從a至c運動員速度減小【答案】B【解析】運動員最終靜止在b點，此時處于平衡狀態(tài)，即重力和彈力平衡，則彈力等于重力，故B正確；

從a到b時，彈力小于重力，合力向下，此時重力做功；從b到c時，此時彈力等于重力，合力向上，克服重力做功，故A錯誤；

從o到a時，運動員只受重力，沒有能量損失，這段時間機械能守恒；從a到c時，運動員受到重力和彈力，它的機械能會轉化為彈性勢能，這段時間機械能不守恒，故C錯誤；

從o到a時，運動員只受重力，合力方向與運動方向一致，做加速運動。從a到b，彈力小于重力，合力向下，這段時間仍然做加速運動；從b到c時，彈力等于重力，合力向上，這段時間做減速運動，故D錯誤。故選B。

7.（2021·寧波模擬）為便于研究，某健身器材中訓練拉力部分的機械結構可簡化為如圖所示的滑輪組。若不計摩擦，下列有關分析正確的是(

)A.

兩個滑輪在裝置中起的作用相同

B.

拉力F的大小是配重G大小的二分之一

C.

拉力移動的距離是配重上升距離的兩倍

D.

將配重提升相同的高度，用該裝置與直接提升配重所做的功相等【答案】C【解析】A.左邊的滑輪隨物體一起上下運動，為動滑輪，它可以省力但不能改變用了方向；右邊的滑輪固定不動，為定滑輪，它可以改變用力方向而不能省力，故A錯誤；

B.左邊的動滑輪，受到享受到兩個拉力F，向下的自身重力和物體的重力，即：2F=G動+G，解得：F=G動+G2，故B錯誤；8.（2021·余杭模擬）小樂用如圖所示的滑輪組提升G為600N的重物，在繩子自由端施加F為250N的拉力，使重物在4s內(nèi)勻速上升1m，不計繩重和摩擦。則（

）A.

繩子自由端移動的距離為2m

B.

拉力做功的功率為150W

C.

動滑輪重100N

D.

此過程滑輪組的機械效率為80%【答案】D【解析】A.繩子自由端移動的距離為s=nh=3×1m=3m，故A錯誤；

B.拉力做的功為：W總=Fs=250N×3m=750J；拉力做功的功率為P=W總t=750J4s=187.5W，故B錯誤；

C.根據(jù)公式F=G+G9.（2021·余杭模擬）如圖所示，在粗糙程度相同的水平面上，先用拉力F1將物體從A拉到O，再改用拉力F2將物體從O拉到C，其中LAO=LOB，用頻閃相機每隔相同的時間拍下物體的位置（用虛線框表示），若拉力F1在AO段所做的功為W1，拉力F2在OB段所做的功為W2，物體在AO段受到的摩擦力為f1，在OC段受到的摩擦力為f2。下列判斷正確的是(

)A.

W1﹥W2

B.

W1﹤W2

C.

f1﹥f2

D.

f1﹤f2

【答案】B【解析】物體對水平面的壓力相同，且接觸面的粗糙程度相同，因此物體受到的摩擦力不變，即f1=f2，故C、D錯誤；

根據(jù)圖片可知，物體在AO段做勻速直線運動，此時拉力F1=f；在OC段做加速運動，那么拉力F2>f，因此F1<F2。已知AO=OB，根據(jù)公式W=Fs可知，拉力做的功W1<W2，故A錯誤，B正確。故選B。二、填空題（共8題）10.（2021·上虞模擬）我們身邊處處有科學。如圖所示，中圖中的餐具夾是________杠桿(填“省力”、“費力”或“等臂”)；乙圖是一-種電源插座，其表面有3個插孔，其中接地孔的是________(填序號)；丙圖是轎車一種安全裝置“頭枕”，“頭枕”主要是防止以下哪種情況對人體造成傷害________。A．緊急剎車B．左右轉彎C．前方碰撞D．后方追尾【答案】費力；3；D【解析】（1）使用餐具夾時，夾鉤的連接處為支點，阻力作用在夾鉤的尖端，動力作用在夾鉤的中間，此時動力臂小于阻力臂，為費力杠桿。

（2）根據(jù)圖乙可知，左孔接零線，右孔接火線，中間的孔接地線，故選3.

（3）當后方追尾時，人的下半身由于受到靠背的推力會迅速向前運動，而人的頭部會由于慣性保持原來的狀態(tài)，即相對下半身迅速向后甩動，很可能造成頸椎斷裂。有了頭枕，它會和靠背一樣，同時施加給頭部推力，防止發(fā)生頸椎損傷，故選D。11.（2021·麗水模擬）停車場入口處常用橫桿來控制車輛的進出(如圖甲)。我們可以把該裝置簡化成如圖乙所示的杠桿。請完成下列問題：（1）圖乙所示的杠桿屬于________杠桿(填省力”或“費力”)；（2）若橫桿AB粗細相同、質(zhì)量分布均勻，且桿重G=150牛，AB=2.8米，AO=0.3米。要使橫桿AB保持水平平衡，需在A端施加豎直向下的力F=________牛?！敬鸢浮浚?）費力（2）550【解析】（1）根據(jù)乙圖可知，O點為支點，F(xiàn)為動力，G為阻力，此時動力臂小于阻力臂，為費力杠桿。

（2）根據(jù)乙圖可知，動力臂為L1=OA，阻力臂為：L2=12AB?OA=12×2.8m?0.3m=1.1m；

根據(jù)杠桿的平衡條件F1L1=F2L

12.（2021·柯橋模擬）如圖所示，水平地面G點兩側粗糙程度不同，物體一直受到沿水平方向5N的拉力F，物體經(jīng)過E點開始計時，每經(jīng)過相同時間，用虛線框記錄物體的位置，物體在EG段做勻速直線運動，則物體在GK段受到的摩擦力________（選填“大于”、“小于”或“等于”）5N,拉力F在EF段的功率________（選填“大于”、“小于”或“等于”）在GH段的功率。【答案】小于；小于【解析】根據(jù)圖片可知，EF段相鄰的虛線框距離相等，因此物體做勻速直線運動；GK段，相鄰虛線框之間的距離越來越大，說明物體做加速運動。

（1）物體再EF段做勻速直線運動，根據(jù)二力平衡的條件可知，摩擦力fEF=F=5N；物體再Gk段做加速運動，那么合力與運動方向一致，則F-fGK>0，也就是fGK<5N，那么fGK<fEF。

（2）根據(jù)圖片可知，物體在EF段的速度<GH段速度，而拉力保持5N不變，根據(jù)公式P=Fv可知，功率PEF<PGH。13.（2021·柯橋模擬）做好垃圾分類是每個公民應盡的責任和義務。（1）下列垃圾屬于有害垃圾的是

，A.廢電池B.碎玻璃C.枯枝敗葉D.過期藥品（2）如圖甲所示是腳踏式翻蓋垃圾桶的實物圖，翻蓋的原理利用了杠桿，圖乙所示是兩個杠桿組合的示意圖。桶蓋的質(zhì)量為800g，腳踏桿和其他連接桿的質(zhì)量不計，已知O1A=30cm，AB=51cm，CO2=5cm，桶蓋DO2質(zhì)量分布均勻，厚度不計，D為重心，桶蓋閉合時，連接桿BC處于豎直狀態(tài)。①由圖乙可知，DCO2為________（選填“省力”或“費力”）杠桿；②若要把桶蓋翻開，腳對踏板A處的壓力至少為________?！敬鸢浮浚?）A,D（2）費力；39.2N【解析】（1）廢電池和過期藥品屬于有害垃圾，碎玻璃和枯枝敗葉屬于其它垃圾，故選AD。

（2）①對于杠桿DCO2來說，桶蓋的重力相當于阻力，阻力臂為DO2；頂桿BC對桶蓋的支持力為動力，動力臂為CO2，此時動力臂小于阻力臂，為費力杠桿。

②對于杠桿DCO2來說，據(jù)杠桿的平衡條件F1L1=F2L2得到：G×DO2=FCB×CO2；

0.8kg×10N/kg×（30cm+5cm）=FCB×5cm；

解得：FCB=56N；

在杠桿AB上，據(jù)杠桿的平衡條件F1L1=F2L2得到：F×AO1=FCB×BO1；

F×30cm=56N×（51cm-30cm）；

解得：F=39.2N。14.（2021·江北模擬）如圖所示，拉力F為20N，物體A以0.1m/s的速度在表面足夠長的物體B表面做勻速直線運動；物體B靜止在地面上，受到地面水平向右8N的摩擦力，彈簧測力計示數(shù)為22N。拉力F的功率為________W，滑輪組的機械效率為________?！敬鸢浮?；75%【解析】（1）拉力移動的速度v=nvA=3×0.2m/s=0.2m/s；

拉力F的功率P=Fv=20N×0.2m/s=4W。

（3）物體B保持靜止狀態(tài)，

它受到向左的A施加的摩擦力fAB，向右的地面施加的摩擦力f和測力計的拉力F拉，

根據(jù)二力平衡的條件得到：fAB=F拉+f=22N+8N=30N；

那么滑輪組的機械效率：η=W15.（2021·鹿城模擬）

2020年12月，嫦娥五號探測器從月球上采樣并順利返回地球。（1）12月3日，嫦娥五號的上升器與著陸器順利分離(如圖甲)，攜帶返回器返回地球。在分離過程中，以著陸器為參照物，上升器是________的。（2）飛離月球時，若上升器在3×103牛的推力作用下，沿推力方向飛行了1.5×104米，在該過程中，推力做功________焦。（3）如圖乙為返回器的兩種返回技術。嫦娥五號返回器采用“跳躍式返回”，與“直接進入返回”相比，返回器著陸時的速度更小。請從能量的轉化角度分析其原因：________?！敬鸢浮浚?）運動（2）4.5×107（3）“跳躍式返回”與“直接進入返回”相比，返回器與大氣摩擦通過的距離更長，使機械能轉化為內(nèi)能更多，所以著陸速度更小。【解析】（1）在分離過程中，以著陸器為參照物，上升器相對著陸器的位置不斷改變，因此它是運動的；

（2）在該過程中，推力做功W=Fs=3×103N×1.5×104m=4.5×107J；

（3）如圖乙為返回器的兩種返回技術。嫦娥五號返回器采用“跳躍式返回”，與“直接進入返回”相比，返回器著陸時的速度更小。從能量的轉化角度分析其原因：“跳躍式返回”與“直接進入返回”相比，返回器與大氣摩擦通過的距離更長，使機械能轉化為內(nèi)能更多，所以著陸速度更小。16.（2021·嘉善模擬）如圖裝置，桿總長2米，套環(huán)與桿重忽略不計。某健身者體重500牛，臂力700牛，通過該裝置將280牛的重物拉起，至少需將套環(huán)移至離墻壁________米處，此杠桿為________杠桿。（選填“省力”、“費力”或“等臂”）【答案】1.12；費力【解析】（1）定滑輪不省力不費力，因此杠桿右端產(chǎn)生的拉力F2=280N；

人能產(chǎn)生的最大拉力F1=G=500N；

根據(jù)杠桿的平衡條件F1L1=F2L2得到：500N×L1=280N×2m；

解得：L1=1.12m。

（2）此時動力臂小于阻力臂，為費力杠桿。17.（2021·余杭模擬）將表面涂墨（墨充足）的皮球從離地某一高度水平拋出，球落地后又彈起，它的頻閃照片如圖所示。皮球第一次反彈后到達最高點P時________（選填“具有”或“不具有”）動能；皮球落地后，在地面A、B、C三處留下黑色墨跡，墨跡逐漸變小，其原因是________?！敬鸢浮烤哂?；部分機械能轉化為內(nèi)能，機械能減小，最大彈性勢能減小，最大彈性形變變小，墨跡變?。ê侠砑纯桑?。【解析】（1）根據(jù)圖片可知，排球在豎直方向做上下運動，在水平方向不斷向右運動。當皮球到達最高點P時，它在豎直方向上的速度為零，但是水平方向的速度不為零，因此此時仍然具有動能；

（2）皮球落地后，在地面A、B、C三處留下黑色墨跡，墨跡逐漸變小，其原因是：部分機械能轉化為內(nèi)能，機械能減小，最大彈性勢能減小，最大彈性形變變小，墨跡變小。三、實驗探究題（共4題）18.（2021·溫州模擬）同學們利用實驗共同驗證“杠桿的平衡條件”．實驗中使用的杠桿刻線均勻，每個鉤碼的質(zhì)量都相等．（1）杠桿初始狀態(tài)如圖甲所示，為使杠桿處于水平平衡狀態(tài)，此時應將杠桿的平衡螺母均向________調(diào)節(jié)．（2）杠桿調(diào)節(jié)完畢后，莉莉在杠桿支點兩側掛的鉤碼如圖乙所示，如果此時莉莉不再支撐杠桿，杠桿不能靜止在水平位置．同學們給出了自己的判斷和建議：①小紅說，把右側的鉤碼減掉一個，杠桿就平衡了．②小林說，把左側的鉤碼向左移動一格，杠桿就平衡了．③小健說，在左側的鉤碼下增加一個鉤碼，杠桿就平衡了．④小東說，在右側的鉤碼下增加一個鉤碼，并向左移動一格，杠桿也可以平衡．你認為都有誰說對了________（填序號）．（3）乙圖中鉤碼均重0.5N，體積均為4立方厘米，在盛有某液體的燒杯置于右側鉤碼下方，當最下端的一個鉤碼浸沒于該液體中時，杠桿在水平位置靜止，該液體密度為________kg/m3?！敬鸢浮浚?）右（2）①②④（3）3.75×104【解析】（1）根據(jù)甲圖可知，杠桿右端上翹，即右端輕，因此平衡螺母應該向右端調(diào)節(jié)。

（2）設鉤碼的重力為G，杠桿上每格長度為L，

①左：3G×4L=12GL；

右：（5-1）G×3L=12GL；

根據(jù)杠桿的平衡條件F1L1=F2L2可知，杠桿平衡；

②3G×（4+1）L=15GL；

右：5G×3L=15GL；

根據(jù)杠桿的平衡條件F1L1=F2L2可知，杠桿平衡；

③左：（3+1）G×4L=16GL；

右：5G×3L=15GL；

根據(jù)杠桿的平衡條件F1L1=F2L2可知，杠桿不平衡；

④左：3G×4L=12GL；

右：（5+1）G×（3-1）L=12GL；

根據(jù)杠桿的平衡條件F1L1=F2L2可知，杠桿平衡.

那么說對的是①②④。

（3）根據(jù)杠桿的平衡條件F1L1=F2L2得到：1.5N×4L=F1×3L；

解得：F1=2N；

那么鉤碼受到的浮力：F浮力=-F1-G右=2N-0.5N=1.5N；

則液體的密度：ρ液19.（2021·鎮(zhèn)海模擬）密度是物質(zhì)的重要屬性，生產(chǎn)、生活中常常需要測量各種液體的密度。某同學在綜合實踐活動中自制了測量液體密度的杠桿密度計，可以從杠桿上的刻度直接讀出液體密度的數(shù)值，受到了老師的肯定和表揚，結構如圖所示。所用器材：輕質(zhì)杠桿（自身重力忽略不計）、兩種規(guī)格的空桶（100mL和200mL）、質(zhì)量為m的物體A、細線。設計過程如下：（1）將杠桿在O點懸掛起來，空桶懸掛在B點，質(zhì)量為m的物體A懸掛在C點時，杠桿水平平衡。測出B點到O點的距離為l，C點到O點的距離為10，此時C點的密度刻度線對應的數(shù)值為________。（2）在B點的空桶內(nèi)注滿液體，空桶容積為V，移動物體A至C1位置，使杠桿在水平位置平衡。C1點到O點的距離為l1，此時C1點的密度值為________（用題中所給的字母表示）。（3）要使制作的杠桿密度計測量精度更高一些，應選擇________規(guī)格的空桶（選填“100mL”或“200mL”）?！敬鸢浮浚?）0（2）m(l【解析】（1）因為此時為空桶，即桶內(nèi)液體密度為0，所以C點的刻度線對應的數(shù)值為0.

（2）當空桶時，根據(jù)杠桿的平衡條件F1L1=F2L2得到：

G桶×OB=GA×OC

①；

當桶內(nèi)注滿液體時，根據(jù)杠桿的平衡條件F1L1=F2L2得到：

（G桶+G液體）×OB=GA×OC1

②；

②－①得到：G液體×OB=GA×（OC1-OC）；

ρVg×l=mg×（l1-l0）；

解得：ρ=m(l120.（2021·甌海模擬）小明同學探究“物體動能大小與物體的速度、質(zhì)量關系”實驗，先采用課本實驗方案，將質(zhì)量大的銅球和質(zhì)量小的鋼球從光滑斜面的h1高處靜止自由滑下，到達斜面底端撞擊紙盒，紙盒在水平桌面上滑行一段距離停下來。實驗結果如圖甲、乙，虛線紙盒為紙盒的停留位置。（1）甲、乙實驗中，可通過測量________來表示物體動能的大??；（2）根據(jù)圖甲、乙的實驗結果，得出的實驗結論是________；（3）接著小明設計了如圖丙的實驗進行替代，舍去小球和紙盒，讓金屬塊從光滑斜面的h1高處靜止自由滑下，下滑后金屬塊直接在水平桌面上滑行，測量其在水平桌面上滑行的距離S。改用材質(zhì)相同、質(zhì)量不同的金屬塊，重復圖丙的實驗，記錄數(shù)據(jù)，所得實驗結果為如下表。請你分析出現(xiàn)表格中這種實驗結果的原因？________。質(zhì)量m/千克0.100.150.200.250.300.350.40滑行距離s/米0.420.410.430.420.430.420.42【答案】（1）紙盒被撞擊移動的距離

（2）當物體速度一定時，物體質(zhì)量越大，動能越大

（3）物體從同一高度滑下來，質(zhì)量大勢能大，轉化得到的動能大，質(zhì)量大對水平面的壓力大，摩擦力大，由W=FS可知其在水平面滑行的距離可以大致相等?！窘馕觥浚?）甲、乙實驗中，可通過測量紙盒被撞擊移動的距離來表示物體動能的大??；（2）甲和乙中，鋼球的高度相同，即速度相同，而質(zhì)量不變，那么得到結論：當物體速度一定時，物體質(zhì)量越大，動能越大（3）出現(xiàn)這種實驗結果的原因為：物體從同一高度滑下來，質(zhì)量大勢能大，轉化得到的動能大，質(zhì)量大對水平面的壓力大，摩擦力大，由W=FS可知其在水平面滑行的距離可以大致相等。21.（2021·嘉善模擬）斜面是一種簡單機械，在生活和生產(chǎn)中使用斜面的好處是可以省力。那么斜面的省力情況與哪些因素有關呢?某科學興趣小組開展以下探究·【查閱資料】斜面的省力情況可以通過比較沿斜面拉力F與物體重力G的比值大小來判定，比值越小越省力?！窘⒓僭O】假設1：與斜面的表面材料有關：假設2：與斜面的傾斜程度有關：假設3：與物體受到的重力大小有關?！臼占C據(jù)】小明為驗證上述猜想，利用如圖所示的裝置進行了實驗。實驗中所用物塊的材料及表面粗糙程度相同，在沿斜面拉力的作用下，在斜面上做勻速直線運動。實驗中相關的記錄如表。實驗序號123456斜面傾角θ/度303030303540斜面的表面材料木板毛巾木板木板木板木板物塊重G/N2.02.04.06.02.02.0沿斜面拉力F/N1.251.452.503.751.361.48【得出結論】分析上述數(shù)據(jù)，斜面的省力情況與________有關-【拓展】⑴已知實驗中，斜面長均為1.2m、第1次實驗中斜面高為0.6m，則第1次實驗中斜面的機械效率是________%。⑵分析表中數(shù)據(jù)，若要提高斜面的機械效率可采取的措施有________?！敬鸢浮績A斜程度、表面材料；80；增大傾斜程度，減小表面粗糙程度【解析】【得出結論】①比較實驗3、4可知，當斜面傾角和材料相同時，拉力與物重的比值都是58，那么：斜面的省力情況與物重的大小無關；

②比較實驗1、2可知，當斜面傾角和物重相同時，毛巾比木板更粗糙，那么拉力和物重的比值越大，即越費力；

③比較實驗5、6可知，當斜面材料和物重相等時，斜面傾角越大，拉力和物重的比值越大，即越費力。

綜上所述，斜面的省力情況與傾斜程度和表面材料有關。

【拓展】（1）第1次實驗中斜面的機械效率是η=W有四、解答題（共13題）22.（2021·越城模擬）如圖所示，質(zhì)量為50kg的小明正在家中做俯臥撐運動，可將他的身體視為一個杠桿，A點為身體重心。（1）將身體撐起的過程中，求地面對雙掌的支持力；（2）若雙掌與地面接觸的總面積為3×10-2m-2，求雙手對地面的壓強；（3）若小明在1min內(nèi)做了30個俯臥撐，每次肩部上升的距離均為0.4m，求他做俯臥撐的功率?！敬鸢浮浚?）解：G=mg=50kg×10N/kg=50ONG×L2=F×L1500N×0.9m=F×(0.9m+0.6m)得F=300N（2）解：p=F/S=300N/3×10-2m2=1×104帕

（3）解：W1=Fs=Gh=30ON×0.4m=120JP=W/t=30×120J/60s=60W【解析】①根據(jù)圖片可知，腳尖可以看作杠桿的指點O，身體的重力G看作阻力，地面對雙掌的支持力F看作動力。根據(jù)G=mg計算出小明的體重，然后根據(jù)杠桿的平衡條件F1L1=F2L2列式計算出地面對雙掌的支持力。（2）雙手對地面的壓力等于地面對雙掌的支持力，根據(jù)公式p=FS計算雙手對地面的壓強。

（3）首先根據(jù)W1=Fs計算出一次做功的大小，再根據(jù)W總=nW1計算出1min內(nèi)做的總功，最后根據(jù)23.（2021·麗水模擬）抗擊新冠肺炎疫情期間，我省用負壓救護車轉運患者，進行集中隔離治療。該車配置了負壓裝置，負壓倉內(nèi)氣壓小于外界氣壓，將內(nèi)部空氣“吸入”排風凈化裝置進行處理，有效避免了病毒的傳播。某次轉運病人時，救護車以90千瓦的恒定功率在平直公路上勻速行駛54千米，用時30分鐘。請解答下列問題：（1）救護車在這段時間內(nèi)的速度；（2）救護車所受的阻力；（3）救護車勻速行駛54km，動力做的功；（4）按照衛(wèi)生部標準，負壓倉內(nèi)外氣壓差應在10~38帕之間。經(jīng)測量發(fā)現(xiàn)，該車負壓倉0.9米2的面積上內(nèi)外氣體壓力差為18牛，通過計算判斷負壓倉內(nèi)外氣壓差是否符合標準?！敬鸢浮浚?）解：救護車在這段時間內(nèi)的速度v=st=54×103m30×60s=30m/s

（2）解:救護車以90kW的恒定功率在平直公路上勻速行駛，救護車所受的阻力為f=F=Pv=90×10按照衛(wèi)生部標準，負壓倉內(nèi)外氣壓差應在10~38Pa之間，故符合標準。24.（2021·瑞安模擬）如圖甲，氦氣球和熱氣球都是利用浮力升空的裝置，請閱讀材料回答問題：材料一：2017年，國家明令禁止使用氫氣灌裝手持氣球，應改為使用氨氣。材料二：熱氣球由一個巨大的氣囊、一個吊籃和用于加熱空氣的燃燒器組成。熱氣球上升前，對氣囊充入足夠多的空氣使其鼓起來，然后用燃燒器對氣囊內(nèi)的空氣加熱一段時間，就可以實現(xiàn)升空，飛行過程中其體積基本不變。（1）國家明令禁止使用氫氣灌裝手持氣球是因為氫氣具有________的性質(zhì)。（2）分析材料二回答，該過程如何調(diào)節(jié)力的大小以實現(xiàn)熱氣球升空。________。（3）某熱氣球氣囊外殼、吊籃以及加熱器的總質(zhì)量為460千克，貨物和人總質(zhì)量2000千克。熱氣球上升過程中速度與時間的關系如圖乙所示，求熱氣球在勻速上升階段克服貨物和人的重力做的功?！敬鸢浮浚?）易燃燒（易燃易爆）

（2）減少氣球的重力，使其重力小于浮力

（3）解：G=mg=2000千克×10牛/千克=2×104牛s=vt=5米/秒×10秒=50米W=Fs=Gs=2×104?！?0米=1×106焦【解析】（1）國家明令禁止使用氫氣灌裝手持氣球是因為氫氣具有易燃燒（易燃易爆）的性質(zhì)。

（2）當熱氣球升空時，它受到的浮力大于重力，因此調(diào)節(jié)力的方法為：減少氣球的重力，使其重力小于浮力。25.（2021·柯橋模擬）小球在外力F的作用下，由靜止開始從A點出發(fā)做加速直線運動，到B點時消除外力F。然后，小球沖上豎直平面內(nèi)半圓環(huán)，能維持在圓環(huán)上做圓周運動，到達最高點C后拋出，最后落回到原來的出發(fā)點A處，如圖所示，試畫出小球在整個過程中動能隨時間變化的圖形，并說明理由。（AB和半圓環(huán)表面光滑，整個過程中不計空氣阻力）【答案】0-t1此段小球加速直線運動，質(zhì)量一定，速度增大，動能增大；t1-t2小球上升過程中動能轉化為勢能，動能減小t2時水平方向速度不為0，動能不為0；t2-t3小球的重力勢能轉化為動能，動能增大；B點到C點所增加的重力勢能在C點到A點過程中轉化為動能，t3時動能大小等于t1時動能；26.（2021·江北模擬）如圖，一個重為20N的物體在大小不變的力F作用下先后經(jīng)過光滑水平面和粗糙斜面，其中AB和CD段距離均為s。（1）物體在CD段運動時，物體所受重力的方向是________。（2）物體在AB和CD段運動時，拉力F所做的功分別為W1和W2，其大小關系是：W1________W2。（3）若物體在斜面上勻速通過距離s＝20cm，所受拉力F為15N，斜面傾角為30°，則斜面CD段物體所受的摩擦力為多少牛？【答案】（1）豎直向下（2）=

（3）拉力做的總功W總=Fs=15N×0.2m=3J；

克服重力做的有用功W有=Gh=20N×0.2m×12=2J；

克服摩擦做的額外功W額=W總-W有=3J-2J=1J；

物體受到的摩擦力f=【解析】（1）物體在CD段運動時，物體所受重力的方向是豎直向下的；

（2）物體在AB和CD段運動時，拉力大小相等，物體運動的距離相等，根據(jù)W=Fs可知，拉力做的功相等，即W1=W2；

（3）拉力做的總功W總=Fs=15N×0.2m=3J；

克服重力做的有用功W有=Gh=20N×0.2m×12=2J；

克服摩擦做的額外功W額=W總-W有=3J-2J=1J；

物體受到的摩擦力f=27.（2021·鄞州模擬）一種新型井蓋排水系統(tǒng)如圖甲所示，系統(tǒng)結構簡化示意圖如圖乙所示，排水系統(tǒng)由井蓋、兩個相同杠桿（AOB是其中之一）、容器等組成，AB長度是300mm，AO長度是120mm，井蓋的上表面和側面都有排水孔，下暴雨時，雨水從排水孔經(jīng)排水管導流到容器中，再從容器底部的排水孔流入下水道由于容器的排水速度較小，當容器中的雨水上升到一定高度時，容器下降，拉動杠桿，將井蓋頂起，加速路面排水。當容器中的雨水下降到一定高度時，井蓋自動下降蓋住井口，不影響車輛、行人的通行。該井蓋的質(zhì)量是28.8kg，不考慮杠桿的質(zhì)量，不考慮各連接處的摩擦。（1）下暴雨時，杠桿會將井蓋頂起60mm，如圖丙所示。兩個相同杠桿對井蓋至少做了多少功？（2）已知井蓋用密度72×103kg/m3的球墨鑄鐵制成，工程師設想用強度更高，韌性更好的新材料來制造這種井蓋。若新材料的密度為24×103kg/m3，則換用新材料制造后，每個井蓋的質(zhì)量為多大？（3）某次調(diào)試中，為了節(jié)約用水，調(diào)試人員將容器底部的排水孔全部堵住，測出容器的質(zhì)量是4.6kg，再將容器和杠桿組裝在一起，直接向容器內(nèi)勻速注水，注水120s時球墨鑄鐵做的井蓋剛好被頂起。假設在任意時刻水對容器的壓力與容器中水的重力大小相等，則每分鐘向容器內(nèi)注水的體積是多少升？【答案】（1）解：G=mg=28.8kgW=G?=288N×0.06mm'F1/2G×144FBG水m水的體積V注水速度V水28.（2021·溫州模擬）

2020年10月31日，福建省莆田市山亭鎮(zhèn)，阿里巴巴菜鳥網(wǎng)絡的無人機群組，滿載湄洲島居民下單的六箱貨品，僅耗時9分鐘就成功飛越海峽，為農(nóng)村淘寶提供物流服務：執(zhí)行此次飛行的機型載重可達7公斤，應對6級風。技術團隊專家介紹，由于技術成熟，無人機會按照編程航線自動飛向既定地點降落。該無人機參數(shù)質(zhì)量m=5kg的無人機，其動力系統(tǒng)所能提供的最大升力F=125N，運動過程中所受空氣阻力大小恒為f=5N取g=10m/s2．動力系統(tǒng)的電動機工作電壓U=80V，電流I=5A,電阻R=1歐姆。（1）該無人機的優(yōu)點（2）無人機以最大升力豎直勻速向上飛，在t=5s時上升的高度h；（3）飛到100米高空，該無人機高空懸停狀態(tài)電機輸出電流變?yōu)?A，此時動力系統(tǒng)電機的效率是多少？【答案】（1）方便，快捷。

（2）電動機的總功率P=UI=80V×5A=400W；

發(fā)熱功率P熱=I2R=（5A）2×1Ω=25W；

輸出功率P機械=P-P熱=400W-25W=375W；

做的機械功W機械=P機械t=375W×5s=1875J；

上升的高度?=WF=1875J125N=15m。

（3）無人機高空懸停狀態(tài)電機輸出電流變?yōu)?A時，

電動機的總功率P'=U'I'=80V×4A=320W；

發(fā)熱功率P熱'=I'2R=（4A）2×1Ω=16W；

輸出功率P機械=P'-P29.（2021·鎮(zhèn)海模擬）隨著科技的發(fā)展，無人駕駛汽車已進入人們的生活。無人駕駛汽車通過車載激光雷達攝像頭等傳感器實現(xiàn)自動駕駛。一質(zhì)量為1.2t的無人駕駛汽車，靜止時四個輪子與地面的總接觸面積為0.12m2，在平直道路上以36km/h的速度勻速行駛，受到的牽引力大小為4×103N。某時刻車頭上的激光雷達向正前方的固定障礙物發(fā)射一束激光信號，經(jīng)3×10-7s激光雷達接收到障礙物反射回的信號（該時間內(nèi)汽車行駛的距離忽略不計）。已知光速為3×108m/s，g取10N/kg。求該汽車：（1）靜止時對水平地面的壓強大小。（2）此刻車頭到障礙物的距離。（3）以36km/h的速度勻速行駛時牽引力的功率?！敬鸢浮浚?）汽車對地面的壓力F=G=mg=1.2×103kg×10N/kg=1.2×104N；

汽車對地面的壓強p=FS=1.2×104N0.12m2=1×10530.（2021·下城模擬）兩塊質(zhì)量分布均勻的相同長方體木塊甲和乙，重力均為G，長度均為L，如圖疊放，恰好能在水平桌面上處于靜止狀態(tài)。（1）乙右端與甲右端之間的最大水平距離為________。（2）求乙右端與桌面右端之間的最大水平距離?！敬鸢浮浚?）L/2

（2）解：當乙伸出甲的長度達最大時，設甲伸出桌子右端最大長度為L2。根據(jù)杠桿平衡條件F1L1=F2L2有G（L/2-L2）=GL2則L2=L/4故有L3=L1+L2=L/2+L/4=3L/4【解析】（1）根據(jù)圖片可知，乙的重力作用在它長度的1/2處。當它向右移動時，只要重力作用線通過甲，乙就能保持平衡。當乙的重力作用線超過甲的右邊緣時，乙就會從上面掉下來，因此乙相對甲能夠伸出的最大長度為L/2，那么乙右端與甲右端之間的最大水平距離為：L?L2=L2。

（2）當乙伸出甲的長度達最大時，設甲伸出桌子右端最大長度為L2。

那么甲的重力的力臂為：L2?L2；乙的重力的力臂為L2；

根據(jù)杠桿平衡條件F1L1=F2L2得到：

G（L2?L31.（2021·甌海模擬）溫州地區(qū)常下暴雨，導致水庫水位超過警戒線產(chǎn)生危險。為自動測量水庫水位超出警戒線的高度，小明設計了一臺簡易水位測量儀，其工作原理如圖甲所示。密度比水大的圓柱體M底面積為10厘米2，物體M和N重力均為40牛，繩子繞過定滑輪把MN兩物體相連，調(diào)節(jié)繩子長度使M的下表面與水庫警戒線相平，輕質(zhì)杠桿OB繞O點轉動，物體N放在杠桿的B處，OB長102厘米，力敏電阻R1通過A處對杠桿產(chǎn)生支撐，OA長51厘米，力敏電阻R1阻值與所受壓力FA的關系如表乙所示。電路電源電壓U恒為6伏，R0的阻值不變，在電流表相應的位置標出水位高度。(杠桿OB自身重力、繩重和摩擦均不計，水的密度ρ水=1.0×103千克/米3)（1）隨著水庫水位超出警戒線的高度變大，電路中的電壓表示數(shù)將________(學法指導：分析愿理，列出思維過程流程圖：浮力變化→B處壓力變化→A處壓力變化→電阻R1變化→電壓表示數(shù)變化)壓力FA(牛)0102030電阻R1(歐)2015105（2）小明對自己制作的簡易水位測量儀進行了如下測試并標注刻度，請完成相關問題：①已知圓柱體M還未浸入水中時，電壓表示數(shù)為2伏，則R0的阻值為

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Ω。②當某次水位超過警戒線一定高度h，電流表示數(shù)為0.3安