江苏省苏州市吴江区汾湖教育集团2023-2024学年九年级上学期第一次阶段测试物理试卷

这是一份江苏省苏州市吴江区汾湖教育集团2023-2024学年九年级上学期第一次阶段测试物理试卷，共24页。试卷主要包含了选择题，填空题，解答题等内容，欢迎下载使用。

一、选择题（本题共12小题，每小题2分，共24分。每小题给出的选项中只有一个选项符合题意）
1．如图所示的四种简单机械在使用过程中，费力的是（ ）
A．羊角锤B．筷子C．天平D．铡刀
2．下列四种情景中，人对物体没有做功的是（ ）
A．向上堆积物体B．推车推物体
C．抽出中间的物体D．背着物体前进
3．将一本物理书从地面捡起放到课桌上，所做的功大约是（ ）
A．0.2JB．2JC．20JD．200J
4．如图所示的杠杆中，O是支点，在B端挂一个重物，要使杠杆平衡，要在A端加一个力，下列说法中正确的是（ ）
A．在水平方向施加的力F1最小
B．在竖直方向施加的力F3最小
C．在与OA垂直方向上施加的力F2最小
D．三个方向施加的力都一样大
5．如图所示，杠杆处于平衡状态，下列操作中能让杠杆继续保持平衡的是 （ ）
A．将左右两边的钩码均向外移动一格
B．在左右两边钩码的下方各加一个钩码，位置保持不变
C．将左右两边的钩码各去掉一个，位置保持不变
D．将左边的钩码向里移动一格，同时将右边钩码去掉一个
6．如图所示，物体A、B的重分别为40N、20N，动滑轮重为10N，此时物体A在水平面上向右以2m/s做匀速直线运动，则下列说法正确的是（绳子和滑轮间的摩擦不计）（ ）
A．A物体所受摩擦力方向水平向左大小为10N
B．B物体下落速度为1m/s
C．若用力F向左拉物体A，使物体A向左做匀速直线运动，所需力的大小为15N
D．若用F＝15N向左拉物体A，可以使物体A向左做加速直线运动
7．下列说法中正确的是（ ）
A．物体做的功越多，则功率就越大
B．越省力的机械，则功率越小
C．在相同的时间内做的功越多，功率越大
D．功率越大，则机械效率越大
8．如图所示，不计滑轮重和绳子与滑轮之间的摩擦，用三种不同的方式分别拉同一物体在水平地面上做匀速直线运动，所用拉力分别为F1、F2、F3，它们的大小关系正确的是（ ）
A．F2C．F2< F3< F1D．F39．如图用同一滑轮组分别将两个不同的物体A和B匀速提升相同的高度，不计绳重和摩擦，提升A的过程滑轮组的机械效率较大，则下列说法正确的是（ ）
A．提升A的拉力较大B．提升B做的有用功较多
C．A物体的重力较小D．提升B做的额外功较少
10．用一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组把重150N的物体匀速提升1m，不计摩擦和绳重，滑轮组的机械效率为60%。则下列选项错误的是（ ）
A．有用功一定是150JB．总功一定是250J
C．拉力大小一定是125ND．动滑轮重一定是100N
11．某人将一箱书搬上楼，可以有两种方法：一是把所有的书一起搬上楼；二是先搬一部分上楼，再搬剩下的部分。假设他上楼的速度相同，第一种方法搬书的功率为P1，效率为η1，第二种方法搬书的功率为P2，效率为η2，则（ ）
A．P1=P2，η1=η2B．P1>P2 ，η1>η2
C．P1P2，η1=η2
12．如图所示，重为800N的物体在100N水平拉力F的作用下，以0.2m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了10s，滑轮组的机械效率为60%。在此过程中，下列说法正确的（ ）
A．拉力F做的功为400J
B．额外功为240J
C．物体与地面间的摩擦力为120N
D．若再用该滑轮组水平向左匀速直线拉动重力不同的另一物体，机械效率不变
二、填空题（本题共9小题，每空1分，共26分）
13．使用机械可以极大地减轻人们的劳动强度，提高工作效率．如图，工人在铺设电缆时，要在转弯处固定一组导向滑轮，这组导向滑轮是为了 ；尖嘴钳是常用的电工工具，将物体放在刀刃靠近转轴的位置，这是通过减小 ，从而在使用时更加省 ；环卫工人使用的扫帚可以省 ；上山的公路修成盘山公路，是因为盘山公路相当于简单机械中的 ，可以省力。
14．在对汽车的发动机做检修时需要将引擎盖抬起，抬起过程应用了杠杆原理。如图为引擎盖的受力分析模型图：引擎盖可绕O点自由转动，A为引擎盖重心位置。由如图可知，该杠杆属于 杠杆，在引擎盖抬起过程中，重力G的力臂逐渐 。
15．攀岩是一项挑战自然，超越自我的惊险运动，一位攀岩者重为550N，背着质量为5kg的背包，用时20min登上高为8m的峭壁。在此过程中攀岩者对背包做功 J，他做功的总功率是 W。（g取10N/kg）
16．如图，用始终竖直向上的力匀速拉动较长的杠杆到水平位置的过程中，拉力的力臂 ，拉力 （选填：“变大”“变小”或“不变”）。
17．如图所示，将一块1m长的木板一端架高0.4m，用50N沿木板的拉力把一个重为100N的小铁块从底端匀速拉到顶端。此过程中做的总功为 J，此装置的机械效率为 ，木板对小铁块的摩擦力为 N。
18．新开学，班级领取分发一批新书，每捆新书重为100N，小明抱着一捆书先经过50米的水平过道，此过程对书做功为 J；后经过10米长的楼梯，爬上层高为3米的二楼，爬楼过程人对书做功为 J；为了省力，后勤人员用如图所示的滑轮组进行搬运书籍，每10捆作为一批同时提升，每个滑轮重10N，若不考虑绳重和摩擦，则在二楼的工作人员至少需要施加 N的拉力；通过计算比较，判定利用该滑轮组提升重物，能 。（选填“省力省功”、“省力不省功”、“不省力省功”或“不省力不省功”）
19．如图所示，两光滑斜面长度AB”、“=”或“<”）。
20．如图所示，重为30 N的物体A在拉力F＝12 N的作用下，以0.2 m/s的速度在水平桌面上做匀速直线运动，此时物体A与地面间的摩擦力为5 N，则拉力F的功率P＝ W，该装置的机械效率η＝ ．
21．如图所示，一根均匀的细木棒OC，OC=4OA，B为OC的中点。在C点施力将挂在A点的重为180N的物体匀速提升0.2m，木棒的机械效率为90%，不计摩擦，提升该物体做的有用功是 J，总功 J，木棒重为 N。
三、解答题（本题共9小题，共50分。解答23、24、25题时应有解题过程）
22．按要求作图
（1）如图所示，要用最小动力F搬动石块，画出F的示意图。
（2）如图所示，杠杆处于水平平衡，支点为O，请画出A点处所受拉力F1及其力臂l1；
（3）如图，工人站在地面上用滑轮组向下拉绳子提升重物，请画出滑轮组绳子的绕法。
23．用如图所示的滑轮组匀速提升重力为60N的物体，在绳子自由端移动4m的过程中，拉力F做的功为150J，所用时间为5s．求：
（1）拉力F做功的功率．
（2）滑轮组的机械效率．
（3）若克服摩擦和绳重所做的功为总功的4%，则动滑轮的重力多大？
24．如图所示，重400N的物体在30N的水平拉力F的作用下，以0.1m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了10s，滑轮组的机械效率为80%，则在此过程中，求：
（1）有用功为多少焦耳；
（2）拉力F的功率为多少瓦；
（3）物体受到的的滑动摩擦力为多少牛顿。
25．一辆在水平路面上沿直线匀速行驶的货车，行驶时所受的阻力始终为车总重的0.1倍，货车（含驾驶员）空载时重为2.5×104 N。
（1）求货车空载行驶时所受的阻力大小；
（2）求货车以36km/h的速度空载匀速行驶时，10s内货车牵引力做的功；
（3）当货车装载1.1×104 N 的货物以90km/h的速度匀速行驶时，求货车牵引力的功率。
26．在“探究杠杆平衡条件的实验”中：
（1）小明安装好杠杆将其放到水平位置后松手，发现杠杆不能在水平位置平衡，于是他将右端的平衡螺母向右调节便能使杠杆在水平位置平衡。若改为调节杠杆左端的平衡螺母，则向 调节也能使杠杆在水平位置平衡；
（2）如图（a）所示，在A点挂2个重力均为0.5N的钩码，在B点用弹簧测力计竖直向下拉杠杆，使其在水平位置平衡，弹簧测力计的示数为 N；
（3）如图（b），保持A点所挂砝码的数量和位置不变，将弹簧测力计绕B点从a位置转到b位置，杠杆始终保持水平平衡，在此过程中拉力F与其力臂的乘积变化情况是____；
A．一直变小B．一直变大
C．一直不变D．先变小后变大
（4）竖直向下拉弹簧测力计，使杠杆从水平位置缓慢转过一定角度，如图（c）所示，此过程中，拉力的力臂 ，弹簧测力计的示数 （均选填“变大”、“变小”或“不变”）；
（5）若要使图（c）状态下的弹簧测力计读数减小，可将弹簧测力计绕B点 （选填“顺时针”或“逆时针”）方向转动一个小角度；
（6）小华用如图（d）装置进行探究，发现总是无法得到教材上所列出的杠杆平衡条件，其原因是 。
27．小明用图甲所示的实验装置测量杠杆的机械效率。实验时，竖直向上匀 速拉动弹簧测力计，使挂在杠杆下面的钩码缓缓上升。
（1）已知OC上升0.3m，钩码总重为1.0N，实验中，弹簧测力计的示数为 N，钩码上升高度为0.1m，杠杆的机械效率为 %；
（2）若只将钩码的悬挂点由A移至B，仍将钩码提升相同的高度，则弹簧测力计的示数将 ，杠杆的机械效率将 （均选填“变大”“变小”或“不变”）；
（3）如图乙，用始终竖直的力把重物提升至虚线所示的位置，拉力F的大小将 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
28．小强同学设计了一个高度可调节的斜面来探究斜面的机械效率与斜面的倾斜程度之间的关系，如图所示。他首先测出小车重，然后用弹簧测力计沿斜面匀速拉动小车，调节斜面倾斜角θ的大小多次测量，得到下表所示的数据：
（1）分析上表中的数据，可以得出的探究结论是：斜面倾斜角θ越 ，斜面越省力，斜面的机械效率越 ；
（2）若想探究斜面的机械效率与接触面的粗糙程度的关系，则要保持斜面倾斜角度θ不变、小车的重不变，只改变 。
29．探究“影响滑轮组机械效率的因素”的实验装置如图所示，实验数据如表所示。
（1）实验使用的测量工具是 和弹簧测力计；
（2）在实验操作中应竖直向上 拉动弹簧测力计，通过分析表中数据可知，第2次实验是用 （选填“甲”或“乙”）图装置做的；
（3）若不计摩擦，比较1和2两次的实验数据，可能得出的结论是滑轮组的机械效率与 有关；
（4）第4次实验的机械效率为 %（保留整数），比较3和4两次的实验数据，可以得出的结论是滑轮组的机械效率与物体上升高度 。
30．跳绳是我市初中毕业生体育测试的项目之一，小华想利用所学的物理知识估测自己跳绳时克服重力做功的平均功率（不计绳重）。
⑴用体重计测量自己的质量m；
⑵用刻度尺测出自己每次跳起的平均高度h（人的重心上升的高度）；
⑶用 （填测量器材）记录跳n次所用的 （填物理量与其对应字母）；
⑷计算出跳绳时克服重力的平均功率P= （用字母表示）；
⑸两人想比较跳绳的平均功率（假设两人跳起的平均高度相同），则
A．频率相同，体重大的功率大
B．频率相同，跳的时间长的功率大
C．体重相同，频率高的功率小
D．体重相同，跳的时间长的功率大
⑹若跳绳者的质量m=50kg，跳绳者的重心高度随时间变化的情况如图所示。根据图中所给条件，可估算出此跳绳者在1min内克服重力做功的平均功率为 W。（g取10N/kg）
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】杠杆的分类
【解析】【解答】A.羊角锤的锤头弯曲处为支点，阻力作用在锤头的豁口处，动力作用在手柄上。此时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故A不合题意；
B.使用筷子时，大拇指所在的位置为支点，食指施加动力，阻力作用在尖端。此时动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，故B符合题意；
C.天平的转轴为支点，两个托盘到支点的距离相等，为等臂杠杆，故C不合题意；
D.铡刀的转轴为支点，阻力作用在刀口上，动力作用在手柄上。此时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故D不合题意。
故选B。
【分析】根据使用过程确定动力臂和阻力臂的大小，从而确定杠杆的分类。
2．【答案】D
【知识点】是否做功的判断
【解析】【解答】A.向上堆积物体，物体受到向上的力，且在这个方向上通过距离，因此对物体做功，故A不合题意；
B.推车推物体，车受到向前的力，且在向前的方向上通过距离，因此对小车做功，故B不合题意；
C.抽出中间的物体，物体受到向左的拉力，且向左移动距离，因此对物体做功，故C不合题意；
D.背着物体前进，物体受到向上的力，但是在水平方向移动距离，因此对物体不做功，故D符合题意。
故选D。
【分析】做功的要素：①作用在物体上的力；②物体在力的方向上通过的距离。
3．【答案】B
【知识点】功的计算及应用
【解析】【解答】物理课本的质量约为200g，课本的重力G=mg=0.2kg×10N/kg=2N，
所以将一本物理书从地面捡起放到课桌上，所做的功W=Gh=2N×1m=2J，ACD不符合题意，B符合题意。
故答案为：B
【分析】估测课本的质量，利用G=mg求得课本的重力，进一步利用W=Gh求得所做的功。
4．【答案】C
【知识点】杠杆的平衡条件；力臂的画法
【解析】【解答】由于A点为动力作用点，所以OA为最长动力臂，由杠杆平衡条件可知，当阻力与阻力臂一定时，动力臂越大，动力越小，以OA为动力臂时，动力为F2，所以F2为最小的动力，故C正确
故答案为：C
【分析】本题考查杠杠的平衡条件，力臂是支点到力的作用线的距离，当阻力与阻力臂一定时，动力臂越大，动力越小。
5．【答案】D
【知识点】杠杆的平衡分析法及其应用
【解析】【解答】设杠杆的一个小格是1cm，一个钩码重1N.
A、将左右两边的钩码均向外移动一格，4N×（3+1）cm＞3N×（4+1）cm，杠杆的左端下沉，故不符合题意；
B、在左右两边钩码的下方各加一个钩码，位置保持不变，（4+1）N×3cm＜（3+1）N×4cm，杠杆的右端下沉，故不符合题意；
C、将左右两边的钩码各去掉一个，位置保持不变，（4﹣1）N×3cm＞（3﹣1）N×4cm，杠杆的左端下沉，故不符合题意；
D、将左边的钩码向里移动一格，同时将右边钩码去掉一个并保持位置不变，4N×（3﹣1）cm＝（3﹣1）N×4cm，杠杆的平衡，故符合题意．
故答案为：D.
【分析】根据杠杆的平衡条件，计算杠杆上的力和力臂的大小，进而确定钩码数量及位置。
6．【答案】B
【知识点】二力平衡的条件及其应用；滑轮组及其工作特点
【解析】【解答】A.根据图片可知，动滑轮组由2段绳子承担物重，
所以A物体对绳子的拉力：FA=12（GB+G动）=12（20N+10N）=15N，
跟机物体间力的作用是相互的可知，物体A受到的拉力为：FA'=FA=15N，
此时物体A在水平面上向右做匀速直线运动，则物体A受到的摩擦力为：f=FA'=15N，故A错误；
B.B物体下落速度为：vB=12v绳=12×2m/s=1m/s，故B错误；
CD.使物体A向左做匀速直线运动时，根据平衡力的知识得到：F=f+FA'=15N+15N=30N。要使物体A向左做加速直线运动，则向左拉物体A的力F＞30N，故C错误，D正确。
故选D。
【分析】A.根据图片确定承担重力的绳子段数n，根据FA=1n（GB+G动）计算A物体受到的拉力，再根据平衡力的知识计算A物体受到的摩擦力；
B.物体B的绳子连接在动滑轮的轴心上，根据vB=12v绳计算物体B的速度；
C.对物体A进行受力分析，根据平衡力的知识计算需要的拉力；
D.根据力与运动的关系分析物体A运动状态的改变。
7．【答案】C
【知识点】功率的概念
【解析】【解答】A.相同时间内，物体做的功越多，功率越大，A不符合题意；
B.功率表示做功的快慢，和是否省力无关，B不符合题意；
C.在相同的时间内，做的功越多，功率越大，C符合题意；
D.功率越大，指做功快，和机械效率无关，D不符合题意。
故答案为：C.
【分析】功率表示做功的快慢，是单位时间做功的多少。
8．【答案】A
【知识点】定滑轮及其工作特点；动滑轮及其工作特点
【解析】【解答】A图为定滑轮，不省力不费力，则拉力F1=f；
B图为动滑轮，可以省一半的力，即拉力F2=12f；
C图为动滑轮，而拉力作用在轴上，此时拉力F3=2f。
比较可知，拉力F2故选A。
【分析】根据图片确定承担拉力的绳子段数，根据定滑轮和动滑轮的特点计算对应的拉力，最后进行比较即可。
9．【答案】A
【知识点】滑轮组绳子拉力的计算；功的计算及应用
【解析】【解答】AC.提升A时机械效率更高，根据η=W有W总=GG+G动可知，物体A的重力更大。根据F=G+G动n可知，提升A的拉力较大，故A正确，C错误；
B.A的重力大，二者上升的高度相同，根据W有=Gh可知，提升A做的有用功大，故B错误；
D.动滑轮的重力相等，且上升高度相同，根据据W额=G动h可知，提升A和B做的额外功相等，故D错误。
故选A。
【分析】AC.根据η=W有W总=GG+G动比较物体的重力大小，再根据F=G+G动n比较拉力的大小；
C.根据W有=Gh比较有用功大小；
D.根据W额=G动h比较额外功大小。
10．【答案】C
【知识点】机械效率的计算；滑轮组绳子拉力的计算；功的计算及应用；有用功和额外功
【解析】【解答】一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组，承重的绳子可能是两段，也可能是三段。若承担物重的绳子股数n为3，则物体做的有用功 W有=Gℎ=150N×1m=150J ，由 η=W有W总×100% 可得总功 W总=W有η=150J60%=250J ，所以额外功为 W额=W总−W有=250J−150J=100J ，不计绳子重和摩擦，由 W额=G轮ℎ 可得动滑轮重 G轮=W额ℎ=100J1m=100N ，拉力的大小 F=13(G物+G轮)=13(150N+100N)=2503N ，若承担物重的绳子股数n为2，则物体做的有用功 W有=Gℎ=150N×1m=150J ，由 η=W有W总×100% 可得总功 W总=W有η=150J60%=250J ，额外功 W额=W总−W有=250J−150J=100J ，当不计绳子重和摩擦， 由 W额=G轮ℎ 可得动滑轮重 G轮=W额ℎ=100J1m=100N ，拉力的大小 F′=12(G物+G轮)=12(150N+100N)=125N ，由以上计算可知，无论绳子段数为多少，对物体做的有用功都是150J，总功都是250J，动滑轮重都是100N，但拉力不同，ABD正确，不符合题意；C错误，符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据物体的重力和高度的乘积计算有用功；根据拉力和距离的乘积，计算总功；有用功和总功的比值， 计算机械效率；根据物体的重力和动滑轮的重力，结合绳子股数，计算拉力。
11．【答案】B
【知识点】功率的计算；机械效率的计算
【解析】【解答】这箱书的重力一定，上楼的高度前后不变，根据W=Gh可得，两次所做的有用功（克服书的重力做的功）相等；方法一所做的额外功为一次克服人的重力所做的功，方法二所做的额外功为两次克服人的重力所做的功，因此方法二的额外功大于方法一的额外功，则方法二的总功大于方法一的总功，即方法一做功少一些，根据机械效率的计算公式可得，有 η1>η2 ，因上楼的速度相同，方法二需要上楼两次，则方法二上楼所用的时间是方法一的两倍，则根据功率的计算公式可得，两种方法搬书的功率分别为 P1=W有+W人t=2W有+2W人2t ， P2=W有+2W人2t ，比较可知P1>P2，综上所述，ACD不符合题意，B符合题意。
故答案为：B。
【分析】根据公式P=Wt，可比较功率大小；根据η=W有W总，可比较机械效率大小。
12．【答案】B
【知识点】滑轮（组）的机械效率；功的计算及应用
【解析】【解答】A.物体移动的距离s物=v物t=0.2m/s×10s=2m，拉力移动的距离s=ns物=3×2m=6m，则拉力做的总功：W总=Fs=100N×6m=600J，故A错误；
B.拉力做的有用功W有=W总η=600J×60%=360J，则拉力做的额外功为：W额=W总-W有=600J-360J=240J，故B正确；
C.物体受到的摩擦力f=W额s=240J2m=120N，而这个摩擦力既包括地面的摩擦力，还包括绳子与滑轮之间的摩擦，故C错误；
D.当物体的重力不同时，对地面的压力不同，则物体受到的摩擦力改变，根据η=W有W总=fnF可知，滑轮组的机械效率都会发生改变，故D错误。
故选B。
【分析】A.根据s物=v物t计算物体移动的距离，再根据s=ns物计算拉力移动的距离，接下来根据W总=Fs计算拉力做的总功；
B.根据W有=W总η计算拉力做的有用功，根据W额=W总-W有计算拉力做的额外功；
C.根据f=W额s计算物体受到的摩擦力；
D.根据η=W有W总=fnF比较滑轮组机械效率的变化。
13．【答案】改变力的方向；阻力臂；力；距离；斜面
【知识点】杠杆的平衡条件；杠杆的分类；定滑轮及其工作特点；斜面的机械效率
【解析】【解答】（1）如图，工人在铺设电缆时，要在转弯处固定一组导向滑轮，这组导向滑轮固定不动为定滑轮，是为了改变力的 方向 ；
（2）尖嘴钳是常用的电工工具，将物体放在刀刃靠近转轴的位置，这是通过减小阻力臂，从而在使用时更加省力；
（3）环卫工人使用的扫帚，阻力作用在尖端，靠近胸口的手为支点，另一支手施加动力，此时动力臂小于阻力臂，为费力杠杆；
（4）上山的公路修成盘山公路，是因为盘山公路相当于简单机械中的斜面，可以省力。
【分析】（1）定滑轮的作用是改变用力方向，不能改变力的大小；
（2）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，动力臂越长，则动力越小；
（3）比较动力臂和阻力臂的大小，从而确定杠杆的分类；
（4）斜面通过增大距离的方式减小力，例如斜坡、盘山公路、斧子和螺丝等。
14．【答案】省力；变小
【知识点】杠杆的分类；杠杆的动态平衡分析
【解析】【解答】（1）由图2可知，OB＞OA，动力臂大于阻力臂，该杠杆属于省力杠杆。（2）在引擎盖抬起过程中，重力G的力臂逐渐变短。
故答案为：省力；变小.
【分析】三种杠杆：
(1)省力杠杆：L1>L2，平衡时F1 (2)费力杠杆：L1F2.特点是费力，但省距离.（如钓鱼杠，理发剪刀等）
(3)等臂杠杆：L1=L2，平衡时F1=F2.特点是既不省力，也不费力.（如：天平）
15．【答案】400；4
【知识点】功率的计算；重力及其大小的计算；功的计算及应用
【解析】【解答】背包的重力G包=m包g=5kg×10N/kg=50N
在此过程中攀岩者对背包做功W1=G包h=50N×8m=400J
人和背包的总重力G=G人+G包=550N+50N=600N
攀岩者做的总功W=Gh=600N×8m=4800J
时间t=20min=1200s
则他做功的平均功率 P=Wt=4800J1200s=4W
【分析】根据物体的质量计算重力；利用重力和高度的变化的乘积计算做功多少；根据功和时间的比值计算功率。
16．【答案】变大；不变
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【解答】根据图片可知，当匀速拉动杠杆到水平位置的过程中，动力臂和阻力臂都在增大，根据相似三角形的知识可知，这个过程中动力臂和阻力臂的比值不变。根据杠杆的平衡条件F1F2=L2L1可知，由于阻力大小不变，因此动力大小不变。
【分析】力臂是从杠杆的支点到力的作用线的垂直距离，根据图片分析动力臂的长度变化，再根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析拉力的大小变化。
17．【答案】50；80%；10
【知识点】机械效率的计算；功的计算及应用
【解析】【解答】拉力做的总功W总=Fs=50N×1m=50J；
拉力做的有用功W有=Gh-100N×0.4m=40J；
斜面的机械效率为：η=W有W总=40J50J=80%；
拉力做的额外功：W额=W总-W有=50J-40J=10J；
木板对小铁块的摩擦力为：f=W额s=10J1m=10N。
【分析】根据W总=Fs计算拉力做的总功，根据W有=Gh计算拉力做的有用功，根据η=W有W总计算斜面的机械效率。根据W额=W总-W有计算斜面做的额外功，最后根据f=W额s计算铁块受到的摩擦力。
18．【答案】0；300；505；省力不省功
【知识点】滑轮组绳子拉力的计算；功的计算及应用
【解析】【解答】（1）在水平通道小明克服书本重力做功：W=Gh=100N×0m=0J；
爬上二楼克服书本重力做功：W'=Gh'=100N×3m=300J；
（2）工作人员需要的拉力F=G+G动n=10×100N+10N2=505N；
（3）拉力做的总功W总=G总h=1100N×3m=3300J；
直接克服书本重力做功：W''=G''h''=（100N×10）×3m=3000J；
比较可知，使用滑轮组可以省力，但是不能省功。
【分析】（1）根据W=Gh计算克服书本重力做的功；
（2）根据F=G+G动n计算工作人员需要的拉力；
（3）根据W总=G总h计算拉力做的总功，与直接对书本做功比较即可。
19．【答案】>；=；>
【知识点】功率的计算；功的计算及应用
【解析】【解答】斜面是光滑的，即物体不受摩擦力，那么整个过程不做额外功，
因此拉力做的总功等于克服重力做的有用功，那么W1=W2；
根据图片可知，斜面的长度s1F2；
二者的速度相同，根据P=Fv可知，拉力的功率P1>P2。
【分析】斜面是光滑的，即物体不受摩擦力，那么整个过程不做额外功，因此拉力做的总功等于克服重力做的有用功，据此比较拉力做功大小。再根据F=Ws比较拉力大小，最后根据P=Fv比较拉力的功率大小。
20．【答案】1.2W；83.3%
【知识点】功率的计算；机械效率的计算；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】（1）拉力F的速度v=v物n=0.2m/s2=0.1m/s，则拉力的功率：P=Fv=12N×0.1m/s=1.2W。
（2）拉力做的有用功W有=fs物=5N×0.2m/s×t；
拉力做的总功W总=Fs=12N×0.1m/s×t；
则滑轮组的机械效率：η=W有W总=5N×0.2m/s×t12N×0.1m/s×t≈83.3%。
【分析】（1）首先根据v=v物n计算拉力F的速度，再根据P=Fv计算拉力的功率。
（2）根据W有=fs物计算有用功，再根据W总=Fs计算拉力做的总功，最后根据η=W有W总计算滑轮组的机械效率。
21．【答案】36；40；10
【知识点】机械效率的计算；功的计算及应用
【解析】【解答】杠杆做的有用功为：W有=Gh=180N×0.2m=36J；
滑轮组做的总功：W总=W有η=36J90%=40J；
滑轮组做的额外功：W额=W总-W有=40J-36J=4J；
根据图片可知，OB是OA的2倍，则杠杆重心上升高度是物体上升高度的2倍，
即h'=2h=2×0.2m=0.4m；
则木棒的重力为：G木=W额ℎ'=4J0.4m=10N。
【分析】根据W有=Gh计算杠杆做的有用功，根据W总=W有η计算杠杆做的总功，根据W额=W总-W有计算克服杠杆重力做的额外功，最后根据G木=W额ℎ'计算木棒的重力。
22．【答案】（1）
（2）
（3）
【知识点】力臂的画法；杠杆中最小力的问题；滑轮组的设计与组装
【解析】【解答】（1）根据图片可知，O点为杠杆的支点，A点为动力作用点，则OA为最长的动力臂。通过A点作OA的垂线，在向上的方向上标上箭头表示最小的动力F，如下图所示：
（2）根据图片可知，弹簧测力计对杠杆的拉力F1通过A点沿测力计的方向向下。通过支点O作F1力的作用线的垂线，从支点到垂足之间的距离就是动力臂L1，如下图所示：
（3）根据图片可知，工人站在地面上向下拉动绳子，则绳头系在定滑轮上，然后从上到下，从内到外依次缠绕两个滑轮，如下图所示：
【分析】（1）当以杠杆的支点到力的作用点的线段为动力臂时最长，此时最省力；
（2）力臂是从杠杆的支点到力的作用线的垂直距离；
（3）根据绳子自由端的拉力方向推测绳头的位置，然后按照从内到外的顺序依次对两个滑轮进行缠绕即可。
23．【答案】（1）30W
（2）80%
（3）12N
【知识点】机械效率的计算；滑轮组绳子拉力的计算；功的计算及应用
【解析】【解答】（1）拉力F做功的功率：P总=W总t=150J5s=30W；
（2）根据图片可知，承担重力的绳子段数n=2，
则物体上升的高度为：ℎ=sn=4m2=2m，
滑轮组做的有用功为：W有用=Gh=60N×2m=120J，
滑轮组的机械效率为：η=W有W总×100%=120J150J×100%=80%；
（3）克服动滑轮重力做的功：W动=（1-80%-4%）×W总=16%×150J=24J，
则动滑轮的重力：G动=W动ℎ=24J2m=12N。
【分析】（1）根据P总=W总t计算拉力的功率；
（2）根据s=nh计算物体上升的高度，再根据W有=Gh计算滑轮组做的有用功，最后根据η=W有W总计算滑轮组的机械效率；
（3）根据W动=W额×（1-η-4%）计算对动滑轮做的额外功，最后根据G动=W动ℎ计算动滑轮的重力。
24．【答案】（1）72 J
（2）9W
（3）72N
【知识点】功率的计算；动滑轮拉力的计算；功的计算及应用
【解析】【解答】（1）物体移动的距离s物=vt=0.1m/s×10s=1m，
则绳子自由端移动的距离s=ns物=3×1m=3m；
那么拉力做的总功：W总=Fs=30N×3m=90J；
则拉力做的有用功为：W有=W总η=90J×80%=72J；
（2）拉力F的功率：P=W总t=90J10s=9W；
（3）物体受到的滑动摩擦力为：f=W有s物=72J1m=72N。
【分析】
（1）根据s物=vt计算物体移动的距离，再根据s=ns物计算拉力移动的距离，根据W总=Fs计算拉力做的总功，最后根W有=W总η据计算做的有用功。
（2）根据P=W总t计算拉力F的功率；
（3）根据W有=fs物计算物体受到的摩擦力。
25．【答案】（1）2500N
（2）2.5×105J
（3）90kW
【知识点】功率的计算；二力平衡的条件及其应用；功的计算及应用
【解析】【解答】（1）空载时汽车受到的阻力f=0.2G=0.1×2.5×104N=2500N；
（2）根据二力平衡的知识可知，汽车受到的牵引力F=f=2500N，则10s内汽车做功W=Fs=2500N×（10m/s×10s）=2.5×105J；
（3）货车受到的阻力f'=0.2G总=0.2×（2.5×104N+1.1×104N）=3600N，
根据平衡力的知识可知，此时货车受到的牵引力F'=f'=3600N，
那么货车牵引力的功率：P'=F'v'=3600N×25m/s=9×104W=90kW。
【分析】（1）根据f=0.2G计算空载时汽车受到的阻力；
（2）首先根据平衡力的知识F=f计算汽车受到的牵引力，再根据W=Fs计算牵引力做的功；
（3）首先根据f'=0.2G总计算货车受到的阻力，再根据平衡力的知识F'=f'计算牵引力，最后根据P'=F'v'计算牵引力的功率。
26．【答案】（1）右
（2）1.5
（3）C
（4）变小；不变
（5）顺时针
（6）杠杆的自重对杠杆平衡有影响
【知识点】探究杠杆的平衡条件实验
【解析】【解答】（1）他将右端的平衡螺母向右调节便能使杠杆在水平位置平衡。若改为调节杠杆左端的平衡螺母，则向右调节也能使杠杆在水平位置平衡；
（2）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：（0.5N×2）×3L=F×2L，解得：F=1.5N；
（3）根据杠杆的平衡条件可知，只要杠杆平衡，则阻力和阻力臂的乘积保持不变。而动力和动力臂的乘积肯定等于阻力和阻力臂的乘积，因此拉力F与力臂的乘积不变，故选C。
（4）竖直向下拉弹簧测力计，使杠杆从水平位置缓慢转过一定角度，如图（c）所示，此过程中，拉力的力臂变小，阻力臂也变小。根据相似三角形的性质可知，动力臂和阻力臂的比值却保持不变。根据F1F2=L2L1可知，测力计的拉力保持不变。
（5）要使测力计的示数变小，就要增大动力臂。而拉力的方向与OB垂直时动力臂最长，因此测力计应该顺时针方向转动。
（6）小华用如图（d）装置进行探究，发现总是无法得到教材上所列出的杠杆平衡条件，其原因是杠杆的自重对杠杆平衡有影响。
【分析】（1）在杠杆上，左端的螺母和右端的平衡螺母作用是相同的；
（2）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2列式计算测力计的示数；
（3）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析解答；
（4）力臂是从杠杆的支点到力的作用线的垂直距离，根据图c确定动力臂的长度变化，再根据杠杆的平衡条件确定拉力的变化。
（5）测力计的示数减小，则动力臂增大，根据c图确定不同方向下动力臂的长度变化即可；
（6）注意杠杆的自重对杠杆平衡的影响。
27．【答案】（1）0.5；66.7
（2）变大；变大
（3）不变
【知识点】杠杆的机械效率
【解析】【解答】（1）根据甲图可知，弹簧测力计的分度值为0.1N，则测力计的示数为0.5N。
此时杠杆的机械效率：η=W有W总=GℎFℎ'=1N××0.3m≈66.7%。
（2）①若只将钩码的悬挂点由A移至B，仍将钩码提升相同的高度，则钩码产生的阻力的阻力臂变大，而动力臂长度不变。根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，弹簧测力计的示数将变大；
②钩码的重力不变，上升高度不变，根据W有=Gh可知，杠杆做的有用功相等。此时杠杆的重心上升高度减小，根据W额=G杠杆h杠杆可知，杠杆做的额外功减小。根据η=W有W总=W有W有+W额可知，杠杆的机械效率变大。
（3）如图乙，用始终竖直的力把重物提升至虚线所示的位置，动力臂和阻力臂都减小了，但是二者的比值不变。根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：GF=L1L2，则拉力F的大小不变。
【分析】（1）根据甲图确定测力计的分度值，根据指针位置读出示数。然后根据η=W有W总=GℎFℎ'计算杠杆的机械效率。
（2）①根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析弹簧测力计的示数变化。
②根据甲图确定钩码位置移动后杠杆重心高度的变化，根据W额=G杠杆h杠杆比较额外功的变化，最后根据η=W有W总分析机械效率的变化。
（3）注意分析动力臂和阻力臂的大小变化规律即可。
28．【答案】（1）小；低
（2）接触面的粗糙程度
【知识点】斜面机械效率的测量实验
【解析】【解答】（1）根据表格数据可知，斜面倾斜角θ越笑，斜面越省力，斜面的机械效率越低；
（2）根据控制变量法的要求可知，若想探究斜面的机械效率与接触面的粗糙程度的关系，则要保持斜面倾斜角度θ不变、小车的重不变，只改变接触面的粗糙程度。
【分析】（1）根据表格数据分析斜面倾角大小对拉力大小和机械效率的影响；
（2）根据控制变量法的要求分析解答。
29．【答案】（1）刻度尺
（2）匀速；甲
（3）动滑轮重力
（4）83；无关
【知识点】滑轮（组）机械效率的测量实验
【解析】【解答】（1）在实验过程中，需要测量拉力、钩码重力，还有钩码和测力计移动的距离，那么需要的测量工具是刻度尺和弹簧测力计。
（2）①为了准确测量自由端的拉力大小，要求竖直向上匀速拉动弹簧测力计；
②根据表格数据2可知，承担重力的绳子段数n=sℎ=，则第2次实验是用甲图装置做的；
（3）同理，实验1中承担重力的绳子段数n'=s'ℎ=，那么实验的是装置乙。根据图片可知，两个滑轮组的动滑轮重力不等，因此比较实验1和2得到：滑轮组的机械效率与动滑轮重力有关。
（4）第4次实验的机械效率为：η=W有W总=6N××0.6m≈83.3%。
比较3和4次实验，物体上升的高度不同，但是机械效率相同，那么说明滑轮组的机械效率与物体上升高度无关。
【分析】（1）根据测量的物理量选择合适的测量工具；
（2）①当竖直向上匀速拉动弹簧测力计时，此时测力计的示数才等于绳子自由端上的拉力。
②根据表格数据2利用s=nh计算承担重力的绳子段数n，进而确定使用的实验装置；
（3）根据表格数据分析哪个因素不同即可；
（4）根据η=W有W总计算滑轮组的机械效率。根据实验数据3和4分析机械效率与上升高度的关系。
30．【答案】秒表；时间t；nmgℎt；A；135
【知识点】功率的测量实验
【解析】【解答】（3）在实验过程中还需要测量跳绳所用的时间，因此用秒表记录跳n次所用的时间t；
（4）跳绳所用的功为W总=nW=nmgh，则跳绳的平均功率：P=Wt=nmgℎt；
（5）根据P=Wt=nmgℎt可知，当频率相同时，即nt的比值相同，那么功率与体重成正比，故A正确，B错误；
根据P=Wt=nmgℎt可知，当体重相同时，功率与频率成正比，故错误；
根据P=Wt=nmgℎt可知，当体重相同时，功率与次数成正比，与时间成反比，故D错误。
故选A。
（6）根据表格可知，跳绳一次时间为13s，跳绳一次做的功W=Gh=50kg×10N/kg×0.09m=45J；
则跳绳的平均功率：P=Wt=45J13s=135W.
【分析】（3）根据所测的物理量选择合适的测量工具；
（4）根据W=Gh计算克服重力做功，再根据功率的公式P=Wt计算即可；
（5）根据（4）中得到的功率计算式判断；
（6）根据图片确定1min内跳绳的次数，根据W=Gh计算跳绳做的功，最后根据P=Wt计算做功的功率。斜面倾斜角θ
小车重G/N
斜面高h/m
斜面长s/m
拉力F/N
有用功W有/J
总功W总/J
机械效率η
12°
5
0.2
1
2.1
1
2.1
48%
30°
5
0.5
1
3.6
2.5
3.6
69%
45°
5
0.7
1
4.3
3.5
4.3
81%
次数物理量
1
2
3
4
钩码重G/N
4
4
6
6
钩码上升高度h/m
0.1
0.1
0.1
0.2
绳端拉力F/N
1.4
1.8
2.4
2.4
绳端移动距离s/m
0.5
0.3
0.3
0.6
机械效率η
57%
74%
83%