苏州市工业园区金鸡湖学校2022-2023学年九年级上学期第一次月考物理试题（含解析）

这是一份苏州市工业园区金鸡湖学校2022-2023学年九年级上学期第一次月考物理试题（含解析），共30页。试卷主要包含了单项选择题，填空题，解答题等内容，欢迎下载使用。

一、单项选择题（每小题2分，共24分）
1. 图中正在使用的机械，属于省力杠杆的有（ ）
①笤帚 ②独轮车
③船桨 ④核桃夹
A. ①②B. ①③C. ②④D. ③④
2. 学校要组织一次“比一比谁上楼功率大”的比赛．同学们设计了如下一些方案：
①测出各自质量、爬楼用的时间和爬楼的高度，就可以进行比较；
②在爬楼的时间相同时，只要测出各自的质量、爬楼的高度，就可以进行比较；
③在爬楼的高度相同时，只要测出各自的质量、爬楼的时间，就可以进行比较。
其中方案可行的是（ ）
A. 只有①B. 只有①②C. 只有②③D. ①②③都可以
3. 如图所示，用一细线悬挂一根粗细均匀的轻质细麦秸秆，使其静止在水平方向上，O为麦秸秆的中点。这时有两只质量不等的大肚皮蚂蚁在图示A、B位置，麦秸秆恰好在水平位置平衡。若两蚂蚁同时从A、B两点以相同的速度爬向O点，则麦秸秆（ ）
A. 仍在水平位置平衡B. 不能平衡，右端下降
C. 不能平衡，左端下降D. 条件不足，无法判断
4. 质量为50kg的某同学在跳绳时重心高度随时间变化的关系如图所示，根据图像可估算出该同学在1分钟内克服重力做功的平均功率为（g取10N/kg）（ ）
A. 15WB. 150WC. 187.5WD. 300W
5. 如图所示，AOB为一杠杆，O为支点，杠杆自重不计，AO=OB。在杠杆右端A处用细绳悬挂重为G的物体，当BO段处于水平位置时，为保持杠杆平衡，需在B端施加最小的力为F1；当AO段在水平位置而保持杠杆平衡时，在B端施加最小的力F2，则（ ）
A. F1F2C. F1=F2D. 无法比较
6. 如图所示，小明利用动滑轮匀速提升木箱。以下做法可以提高动滑轮机械效率的是（ ）
A. 适当增加木箱重力B. 增大木箱上升高度
C. 增大提升木箱的速度D. 换用质量更大的动滑轮
7. 如图，重为G的物体在沿斜面向上的拉力作用下，从斜面的底部移到顶部，设沿斜面移动的距离为s，高为h，拉力为F，物体受到的摩擦力为f。则斜面的机械效率为（ ）
A. B. C. D.
8. 两台机械所做的总功之比为2∶1，它们的机械效率之比为3∶4，则它们所做的有用功之比为（ ）
A. 2∶1B. 3∶4
C. 8∶2D. 3∶2
9. 图显示的是甲、乙两机械的参数。甲、乙相比，甲的（ ）
A. 总功较大B. 有用功较小C. 额外功较大D. 机械效率较低
10. 将规格完全相同的动滑轮，用绳子绕成甲、乙两个滑轮装置，如图所示。使用甲、乙两个装置分别可过提升重力为G1和G2的两个物体，升高相同的高度。绳自由端施加竖直向上的拉力分别为F1和F2，甲、乙两装置的机械效率分别为η甲和η乙，已知：G1>G2，Fl>F2，则下列判断正确的是（ ）
A. η甲可能大于η乙B. η甲一定大于η乙
C. η甲一定等于η乙D. η甲一定小于η乙
11. 有关蜡烛跷跷板的小制作，下列说法正确的是（ ）
A. 选用越粗的蜡烛效果越好
B. 转轴位置离蜡烛重心越远越好
C. 防止蜡烛摆动过大而翻转，可使转轴位置处于蜡烛重心上方
D. 为防止蜡烛摆动过大而翻转，可将蜡烛两端的下侧面削去一些
12. 如图1所示，轻质杠杆可绕O转动，A点悬挂一重物体M，B点受到电子测力计竖直向上的拉力F，杠杆水平静止。保持F方向保持不变，F的力臂记为l，当前F与（）的关系图线为图2中的①；将将M从A移至B，再重复上述步骤，F与（）的关系图线为图2中的（ ）
A. ①B. ②C. ③D. ④
二、填空题（每空1分，共20分）
13. 如图所示，两位同学各持一根较光滑的木棍，在相距1m处面对面站立。另外一位同学取一根绳子，将绳子的一端系在其中一根木棍上，再按图所示依次绕过两根木棍，然后缓慢拉动绳子的另一端，这两根木棍将______（选填“合拢”或“分开”），木棍和绳子组成了一种简单机械，叫_____。
14. 如图所示，将同一物体分别沿光滑斜面AB、AC以相同的速度从底部匀速拉到顶点A，已知AB>AC，施加的力分别为F1、F2，拉力做的功为W1、W2，拉力做功的功率分别为P1、P2，则力F1______F2，拉力所做的功W1_____W2，控力做功的功率P1_____P2（填“>”、“=”或“<”。若同时开始拉动，同时到达A点，则拉力做功的功率P1'______P2'（填“>”、“=”或“<”）。
15. 如图是一工人抬起独轮车车把时的简化示意图，此时独轮车相当于一个________杠杆（选填“省力”或“费力”）；如果他作用于车把上的动力F始终与车把垂直，则在慢慢抬起的过程中，动力臂l1将________，动力F大小将________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
16. 质量60kg的工人用图甲滑轮组在1min内将货物匀速提高了6m，绳端拉力为400N，机械效率随所提物重的变化关系如图乙所示，此时工人拉力的功率为______W，动滑轮的重力为_______N；工人提升货物的最大机械效率为______%。（摩擦和绳重均不计，g取10N/kg）
17. 如图甲所示，水平地面上物体，受到方向不变的水平推力F的作用，其F-t和v-t图像分别如图乙和国丙所示，由图像可知，9~12s内，推力对物体做功________J，功率为________W；t=4s时，摩擦力是________N。
18. 如图所示，斜面长s=10m，高h=4m，用沿斜面向上的拉力F，将一个重为150N的物体由斜面底端匀速位到顶端，运动过程中物体克服摩擦力做了200J的功。该过程中物体受到的摩擦力为________N，斜面的机械效率η=________；若减小斜面倾斜度，则斜面的机械效率________（选填“增大”“减小”或“不变”）。
19. 如图所示，分别用甲、乙两个滑轮将同一个物体G匀速提升相同的高度h，已知两次拉力之比F甲∶F乙＝5∶3，则这两个过程中有用功之比W甲∶W乙＝______，两个滑轮的机械效率之比η甲∶η乙＝______。
三、解答题（共56分）
20. 如图所示，杠杆OA在力F1、F2的作用下处于静止状态，l2是力F2的力臂，请在图中画出力Ｆ的力臂l1和力F2。
21. 如图所示,画出使杠杆平衡的最小力的示意图（要求保留作图痕迹）．
（ ）
22. 站在地面上的人想用尽可能小的力提升水桶。请在图中画出滑轮组绳子的绕法。
23. 根据“探究杠杆的平衡条件”实验要求，完成下列各题：
(1)实验开始时，杠杆的位置如图甲所示。小明通过调节杠杆右端的螺母向_______（左/右）移动，使杠杆在水平位置平衡，然后进行下面的实验探究。
(2)要使图乙中杠杆平衡，应在a处挂_______个钩码（题中每个钩码都是相同的）。
(3)当弹簧测力计由图丙的竖直地拉着变成倾斜地拉着，使杠杆在水平位置静止时，弹簧测力计的示数将_______（变大/不变/变小）。
(4)有同学根据自己的实验数据，得到如下结论：动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离。这个结论与杠杆的平衡条件不符，原因是实验过程中没有_______（选填序号：①改变力的大小②改变力的方向③改变力的作用点）。
(5)小明对原来装置进行改装如丁图，与丙图比较，同样用竖直向上的力，将两个相同的钩码，提升相同的高度，机械效率高的是_______（丙/丁）图；若利用丁图，小明两次将钩码分别挂在A点和C点，使钩码上升同样的高度，那么机械效率_______（A/C/一样）高。
(6)在实验中，多次改变力和力臂的大小主要是为了_______。
A．减小摩擦 B．使每组数据更准确
C．多次测量取平均值减小误差 D．获取多组实验数据归纳出物理规律
(7)小华又进行了课外探究，她找来相同的硬币若干，在一平衡杠杆的左端放上2枚、右端放3枚，杠杆仍在水平位置平衡，如图所示。她用刻度尺测出L1和L2，则2L1_______（/=）3L2；若将杠杆左端的硬币正上方再加2枚硬币，在杠杆右端的硬币正上方再加3枚硬币，杠杆将_______（平衡/不平衡）。
24. 在“探究动滑轮工作时的特点”活动中，小明用如图所示的动滑轮提升钩码，改变钩码的数量，在正确操作的情况下，测得的实验数据如下。
（1）实验时，用手竖直向上________拉动弹簧测力计，读出弹簧测力计的示数；
（2）分析表中数据发现，实验中所用动滑轮的重力一定小于________N；
（3）第①次实验中，动滑轮的机械效率为________（保留一位小数）；
（4）分析表中实验数据可知，同一动滑轮，所提升物重增大，机械效率将________（选填“增大”、“减小”或“不变”）；
（5）在某一次测量中，弹簧测力计不是沿竖直向上拉，而是斜向上拉，其他条件不变，拉力将________（选填“增大”、“减小”或“不变”）；
（6）小明进一步研究，计算出每一组总功与有用功和克服动滑轮重力的功的差值W=W总-W有-W轮，根据表格中的数据，发现重物的重力越大，差值W________（选填“越大”“越小”或“不变”），请你利用所学知识对此作出解释：__________。
25. 一辆在水平路面上沿直线匀速行驶的货车，行驶时所受的阻力为车总重的0.1倍，货车（含驾驶员）空载时重为2.5×104N。
（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）当货车以90kW的额定功率、90km/h的速度匀速行驶时，求货车最多可装载多重的货物？
26. 如图乙所示是一种起重机的简图，为了保证起重机起重时不会翻倒，在起重机右边配有一个重物m0，已知OA=12m，OB=4m。用它把质量为2.3×103kg的货物匀速提起，（g=10N/kg）求：
（1）若起重机自重不计，吊起货物时为使起重机不翻倒，右边的配重m0至少为多少kg？
（2）如果起重机吊臂前端是由如图甲所示的滑轮组组成，动滑轮总重100 kg，绳重和摩擦不计，如果拉力的功率为6kW，则把2.3×103 kg的货物匀速提高20m，拉力F的大小是多少？需要多少时间？
答案与解析
一、单项选择题（每小题2分，共24分）
1. 图中正在使用的机械，属于省力杠杆的有（ ）
①笤帚 ②独轮车
③船桨 ④核桃夹
A. ①②B. ①③C. ②④D. ③④
【答案】C
【解析】
【详解】如图中①②③④中，①③在使用过程中都是动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，②④在使用过程中动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
2. 学校要组织一次“比一比谁上楼功率大”的比赛．同学们设计了如下一些方案：
①测出各自的质量、爬楼用的时间和爬楼的高度，就可以进行比较；
②在爬楼的时间相同时，只要测出各自的质量、爬楼的高度，就可以进行比较；
③在爬楼的高度相同时，只要测出各自的质量、爬楼的时间，就可以进行比较。
其中方案可行的是（ ）
A. 只有①B. 只有①②C. 只有②③D. ①②③都可以
【答案】D
【解析】
【详解】因为人上楼的功率
所以要想比较功率的大小可以有三种不同的方法，即：
①测量出各自的质量、爬楼用的时间和爬楼的高度，算出功率进行比较；
②控制爬楼的时间相同，测量出各自的质量、爬上楼的高度，算出功率进行比较；
③控制爬楼的高度相同，测量出各自的质量、爬楼用的时间，算出功率进行比较；
因此，三种方案从理论上都可行。故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
3. 如图所示，用一细线悬挂一根粗细均匀的轻质细麦秸秆，使其静止在水平方向上，O为麦秸秆的中点。这时有两只质量不等的大肚皮蚂蚁在图示A、B位置，麦秸秆恰好在水平位置平衡。若两蚂蚁同时从A、B两点以相同的速度爬向O点，则麦秸秆（ ）
A. 仍在水平位置平衡B. 不能平衡，右端下降
C. 不能平衡，左端下降D. 条件不足，无法判断
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】O为杠杆的支点，根据杠杆的平衡条件有
①
因
故
②
若两蚂蚁同时从A、B两点以相同的速度爬向O点，t时间内通过的距离为
左边力与力臂之积为
③
右边力与力臂之积为
④
由①②③④得
＜
故杠杆不能平衡，右端下降，B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
4. 质量为50kg的某同学在跳绳时重心高度随时间变化的关系如图所示，根据图像可估算出该同学在1分钟内克服重力做功的平均功率为（g取10N/kg）（ ）
A. 15WB. 150WC. 187.5WD. 300W
【答案】B
【解析】
【详解】该同学受到的重力为
G＝mg＝50kg×10N/kg＝500N
由图可知该同学跳绳时重心上升的高度为
h＝0.1m
该同学跳绳一次克服重力做的功为
W＝Gh＝500N×0.1m＝50J
由图可知该同学从起跳到下一次起跳所用的时间为
＝
该同学跳绳的平均功率为
＝
故选B。
5. 如图所示，AOB为一杠杆，O为支点，杠杆自重不计，AO=OB。在杠杆右端A处用细绳悬挂重为G的物体，当BO段处于水平位置时，为保持杠杆平衡，需在B端施加最小的力为F1；当AO段在水平位置而保持杠杆平衡时，在B端施加最小的力F2，则（ ）
A. F1F2C. F1=F2D. 无法比较
【答案】A
【解析】
【详解】当AO段处于水平位置时，如左图所示最省力
根据杠杆平衡原理可得

=G
当OB段处于水平位置时，如右图所示最省力，根据杠杆平衡原理可得

因为，所以

由此可得

故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
6. 如图所示，小明利用动滑轮匀速提升木箱。以下做法可以提高动滑轮机械效率的是（ ）
A. 适当增加木箱重力B. 增大木箱上升高度
C. 增大提升木箱的速度D. 换用质量更大的动滑轮
【答案】A
【解析】
【详解】A．额外功不变，如果增加木箱重力，有用功会增大，有用功在总功中所占的比例将增大，机械效率会增大，故A符合题意；
BC．动滑轮机械效率的高低与木箱上升的高度和上升的速度无关，故BC不符合题意；
D．换用质量更大的动滑轮，额外功增加，有用功在总功中所占的比例将减小，机械效率降低，故D不符合题意。
故选A。
7. 如图，重为G的物体在沿斜面向上的拉力作用下，从斜面的底部移到顶部，设沿斜面移动的距离为s，高为h，拉力为F，物体受到的摩擦力为f。则斜面的机械效率为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】有用功为
W有=Gh
总功为
W总=Fs
斜面的机械效率为
η=
故选B。
8. 两台机械所做的总功之比为2∶1，它们的机械效率之比为3∶4，则它们所做的有用功之比为（ ）
A. 2∶1B. 3∶4
C. 8∶2D. 3∶2
【答案】D
【解析】
【详解】由变形可得，W有=ηW总，两台机械所做的有用功之比为
故D符合题意，ABC不符合题意。
故选D。
9. 图显示的是甲、乙两机械的参数。甲、乙相比，甲的（ ）
A. 总功较大B. 有用功较小C. 额外功较大D. 机械效率较低
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】AB．由图可知，甲机械的有用功是1500J，所占的比例是75%，总功
W甲总==2000J
乙机械的额外功是900J，所占的比例是30%，总功
W乙总==3000J
甲的总功小，乙机械的有用功
W乙有=W乙总-W乙额=3000J-900J=2100J
甲的有用功小，故A不符合题意，B符合题意；
C．甲机械的额外功
W甲额=W甲总-W甲有=2000J-1500J=500J
乙机械的额外功是900J，甲的额外功较小，故C不符合题意；
D．由图可知，甲的机械效率是75%，乙的机械效率是70%，甲的机械效率较大，故D不符合题意。
故选B。
10. 将规格完全相同的动滑轮，用绳子绕成甲、乙两个滑轮装置，如图所示。使用甲、乙两个装置分别可过提升重力为G1和G2的两个物体，升高相同的高度。绳自由端施加竖直向上的拉力分别为F1和F2，甲、乙两装置的机械效率分别为η甲和η乙，已知：G1>G2，Fl>F2，则下列判断正确的是（ ）
A. η甲可能大于η乙B. η甲一定大于η乙
C. η甲一定等于η乙D. η甲一定小于η乙
【答案】A
【解析】
【详解】物体提升相同的高度，且G1>G2，根据W有=Gh可知，有用功的关系为：W有1>W有2；甲图中，n1=3，乙图中n2=2，由s=nh可知，物体升高相同的高度时，s1>s2，又Fl>F2，根据W总=Fs可知，W总1>W总2。由于W总=W有+W额，所以机械效率为
由于不知道绳重和摩擦，额外功不知道大小，故η甲可能大于η乙，故BCD错误，A正确。
故选A
11. 有关蜡烛跷跷板的小制作，下列说法正确的是（ ）
A. 选用越粗的蜡烛效果越好
B. 转轴位置离蜡烛重心越远越好
C. 为防止蜡烛摆动过大而翻转，可使转轴位置处于蜡烛重心上方
D. 为防止蜡烛摆动过大而翻转，可将蜡烛两端的下侧面削去一些
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A．蜡烛越粗，燃烧越慢，蜡烛摆动效果越不明显。故A错误；
B．转轴位置离蜡烛重心不是越远越好，太远蜡烛可能不摆动。故B错误；
CD．为防止蜡烛摆动过大而翻转，可使转轴位置处于蜡烛重心上方或者可将蜡烛两端的上侧面削去一些。故C正确，D错误。
故选C。
12. 如图1所示，轻质杠杆可绕O转动，A点悬挂一重物体M，B点受到电子测力计竖直向上的拉力F，杠杆水平静止。保持F方向保持不变，F的力臂记为l，当前F与（）的关系图线为图2中的①；将将M从A移至B，再重复上述步骤，F与（）的关系图线为图2中的（ ）
A. ①B. ②C. ③D. ④
【答案】B
【解析】
【详解】当物体M在A点时，由杠杆的平衡条件可知 ，拉力F
①
上式中是一定值，因此F与 成正比；将M从A移至B，由杠杆平衡条件可得
解得
②
由数学知识可知，①、②式相比，对应同一力臂l时，②式的值F较大，但②式仍为正比例函数， 故将将M从A移至B，F与（）的关系图线为图2中的②，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
二、填空题（每空1分，共20分）
13. 如图所示，两位同学各持一根较光滑的木棍，在相距1m处面对面站立。另外一位同学取一根绳子，将绳子的一端系在其中一根木棍上，再按图所示依次绕过两根木棍，然后缓慢拉动绳子的另一端，这两根木棍将______（选填“合拢”或“分开”），木棍和绳子组成了一种简单机械，叫_____。
【答案】 ①. 合拢 ②. 滑轮组
【解析】
【详解】[1][2]由题意可知，一根木棍相当于定滑轮，另一根相当于动滑轮，那么两根木棍和绳子组成的机械相当于滑轮组；用较小的力可以使两根木棍合拢，说明了使用滑轮组可以省力。
14. 如图所示，将同一物体分别沿光滑的斜面AB、AC以相同的速度从底部匀速拉到顶点A，已知AB>AC，施加的力分别为F1、F2，拉力做的功为W1、W2，拉力做功的功率分别为P1、P2，则力F1______F2，拉力所做的功W1_____W2，控力做功的功率P1_____P2（填“>”、“=”或“<”。若同时开始拉动，同时到达A点，则拉力做功的功率P1'______P2'（填“>”、“=”或“<”）。
【答案】 ①. ＜ ②. = ③. ＜ ④. =
【解析】
【详解】[1]斜面AB倾斜角度小于AC，所以物体沿AB运动时拉力较小，即。
[2]斜面光滑说明摩擦力为0，根据功的原理可知，使用任何机械都不省功，所以拉力在两斜面上做功相同，即。
[3]速度相同，物体沿AC运动时用的时间较少，根据公式可知，做相同的功时，拉力沿AC运动时拉力做功的功率较大，即。
[4]若同时到达A点，说明用的时间相等，根据公式可知，拉力沿AC运动时和沿AB时拉力做功的功率相等，即。
15. 如图是一工人抬起独轮车车把时的简化示意图，此时独轮车相当于一个________杠杆（选填“省力”或“费力”）；如果他作用于车把上的动力F始终与车把垂直，则在慢慢抬起的过程中，动力臂l1将________，动力F大小将________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
【答案】 ①. 省力 ②. 不变 ③. 变小
【解析】
【详解】[1]作出动力臂l1和l2，由图可知，动力臂大于阻力臂，根据杠杆平衡条件可知，动力小于阻力，所以独轮车相当于一个是省力杠杆。
[2][3]在慢慢抬起过程中，动力臂l1不变，阻力臂l2变小，阻力F2不变，根据杠杆平衡条件可知，动力F变小。
16. 质量60kg的工人用图甲滑轮组在1min内将货物匀速提高了6m，绳端拉力为400N，机械效率随所提物重的变化关系如图乙所示，此时工人拉力的功率为______W，动滑轮的重力为_______N；工人提升货物的最大机械效率为______%。（摩擦和绳重均不计，g取10N/kg）
【答案】 ①. 120 ②. 200 ③. 88.9
【解析】
【详解】[1]1min内物体升高6m，由速度的计算公式可得，物体上升的速度为
由图可知，有3段绳子吊起动滑轮，绳子自由端的移动速度为
v=nv物=3×0.1m/s=0.3m/s
根据功率的计算公式可得，拉力的功率为
P=F拉v=400N×0.3m/s=120W
[2]由图乙可知，当物重为300N时，机械效率为。则
代入数据可解得，动滑轮重为
[3]人对绳的最大拉力为人的重力，所以最大拉力为
Fmax=G人=mg=60kg×10N/kg=600N
根据
可得提升货物的最大重力为
Gmax=3Fmax-G滑=3×600N-200N=1600N
因摩擦和绳重均不计，根据机械效率的计算公式可得，滑轮组的最大机械效率为
17. 如图甲所示，水平地面上的物体，受到方向不变的水平推力F的作用，其F-t和v-t图像分别如图乙和国丙所示，由图像可知，9~12s内，推力对物体做功________J，功率为________W；t=4s时，摩擦力是________N。
【答案】 ① 18 ②. 6 ③. 6
【解析】
【详解】[1]由图丙知，9~12s内，物体做匀速直线运动，且v=1m/s，由乙图知，9~12s内的推力
则9~12s内推力F做功
[2]此时，功率
[3]此时由图丙知，9~12s内，物体做匀速直线运动，由乙图知，9~12s内的推力
物体受到的推力、摩擦力是一对平衡力，大小相等，摩擦力
3~6s内，物体加速运动，受到滑动摩擦力的作用，物体对地面的压力和接触面的粗糙程度都不变，故物体所受的滑动摩擦力不变，即
时，摩擦力是6N。
18. 如图所示，斜面长s=10m，高h=4m，用沿斜面向上的拉力F，将一个重为150N的物体由斜面底端匀速位到顶端，运动过程中物体克服摩擦力做了200J的功。该过程中物体受到的摩擦力为________N，斜面的机械效率η=________；若减小斜面倾斜度，则斜面的机械效率________（选填“增大”“减小”或“不变”）。
【答案】 ①. 20 ②. 75% ③. 减小
【解析】
【详解】[1]物体克服摩擦力做了200J的功，斜面长s=10m，则物体受到的摩擦力
[2] 斜面高h=4m，将一个重为150N的物体由斜面底端匀速位到顶端，则斜面的机械效率
[3]若减小斜面倾斜度，则需要增长斜面的长度，将增大克服摩擦力做的额外功，则有用功在总功的占比更小，所以斜面的机械效率将减小。
19. 如图所示，分别用甲、乙两个滑轮将同一个物体G匀速提升相同的高度h，已知两次拉力之比F甲∶F乙＝5∶3，则这两个过程中有用功之比W甲∶W乙＝______，两个滑轮的机械效率之比η甲∶η乙＝______。
【答案】 ①. 1∶1 ②. 6∶5
【解析】
【详解】[1]物重相同，物体升高高度相同，由可知
W甲∶W乙=1∶1
[2]由
可得
三、解答题（共56分）
20. 如图所示，杠杆OA在力F1、F2的作用下处于静止状态，l2是力F2的力臂，请在图中画出力Ｆ的力臂l1和力F2。
【答案】
【解析】
【详解】做力F1的反向延长线，过支点O做力F1作用线的垂线段l1，则线段l1为力F1的力臂；过力臂l2的右端，作垂直于l2的直线，与杠杆OA的交点为力F2的作用点，方向斜向左上方，如图所示
21. 如图所示,画出使杠杆平衡的最小力的示意图（要求保留作图痕迹）．
（ ）
【答案】
【解析】
【详解】由杠杆的平衡条件知道，动力臂越长越省力，根据图中杠杆的形状知道，从O点到此杠杆的最右端距离最大，这是最长的力臂，所以，力作用在杠杆的最右端，方向垂直于力臂向上，如下图：
22. 站在地面上的人想用尽可能小的力提升水桶。请在图中画出滑轮组绳子的绕法。
【答案】
【解析】
【详解】由题意知，小明站在地面上，想用尽可能小的力提升水桶。所以绳子的拉力方向应向下，所以绳子应从动滑轮绕起，如图：
23. 根据“探究杠杆的平衡条件”实验要求，完成下列各题：
(1)实验开始时，杠杆的位置如图甲所示。小明通过调节杠杆右端的螺母向_______（左/右）移动，使杠杆在水平位置平衡，然后进行下面的实验探究。
(2)要使图乙中杠杆平衡，应在a处挂_______个钩码（题中的每个钩码都是相同的）。
(3)当弹簧测力计由图丙的竖直地拉着变成倾斜地拉着，使杠杆在水平位置静止时，弹簧测力计的示数将_______（变大/不变/变小）。
(4)有同学根据自己的实验数据，得到如下结论：动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离。这个结论与杠杆的平衡条件不符，原因是实验过程中没有_______（选填序号：①改变力的大小②改变力的方向③改变力的作用点）。
(5)小明对原来装置进行改装如丁图，与丙图比较，同样用竖直向上的力，将两个相同的钩码，提升相同的高度，机械效率高的是_______（丙/丁）图；若利用丁图，小明两次将钩码分别挂在A点和C点，使钩码上升同样的高度，那么机械效率_______（A/C/一样）高。
(6)在实验中，多次改变力和力臂的大小主要是为了_______。
A．减小摩擦 B．使每组数据更准确
C．多次测量取平均值减小误差 D．获取多组实验数据归纳出物理规律
(7)小华又进行了课外探究，她找来相同的硬币若干，在一平衡杠杆的左端放上2枚、右端放3枚，杠杆仍在水平位置平衡，如图所示。她用刻度尺测出L1和L2，则2L1_______（/=）3L2；若将杠杆左端的硬币正上方再加2枚硬币，在杠杆右端的硬币正上方再加3枚硬币，杠杆将_______（平衡/不平衡）。
【答案】 ①. 右 ②. 1 ③. 变大 ④. 2 ⑤. 丙 ⑥. C ⑦. D ⑧. > ⑨. 平衡
【解析】
【详解】(1)[1]杠杆右端高，说明水平时重心在支点左边，所以应将平衡螺母右调，使重心右移，杠杆才能平衡。
(2)[2]设杠杆的分度值为L，一个钩码的重为G，根据杠杆平衡条件可得
解得
(3)[3]当弹簧测力计逐渐向左倾斜时，阻力和阻力背不变，弹簧测力计拉力F的力臂变小，由杠杆平衡条件
可知弹簧测力计的拉力变大。
(4)[4]“动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离”，是在杠杆在水平位置平衡且动力和阻力的方向都是竖直向下的条件下得出的，也就是实验过程中没有改变动力或阻力的方向。故②正确。
(5)[5]丙与丁相比，丁要克服更多的额外功，所以丁机械效率更低，丙的机械效率更高。
[6]钩码在A点，要提高相同的高度，弹黄测力计上升的高度更大，克服杠杆的重力做功更多，机械效率更低，所以在C点时机械效率更高。
(6)[7]在实验中，多次改变力和力臂的大小主要是为了获取多组实验数据以便更为精确的归纳出物理规律。
(7)[8]设每个硬币的重力为G，硬币的半径为r，由杠杆的平衡条件得
整理可得
即。
[9]若将杠杆左端的硬币正上方再加2枚硬币，在杠杆右端的硬币正上方再加3枚硬币，根据杠杆平衡条件有
等式两边约掉2之后仍为原式
即杠杆仍然保持平衡。
24. 在“探究动滑轮工作时的特点”活动中，小明用如图所示的动滑轮提升钩码，改变钩码的数量，在正确操作的情况下，测得的实验数据如下。
（1）实验时，用手竖直向上________拉动弹簧测力计，读出弹簧测力计的示数；
（2）分析表中数据发现，实验中所用动滑轮的重力一定小于________N；
（3）第①次实验中，动滑轮的机械效率为________（保留一位小数）；
（4）分析表中实验数据可知，同一动滑轮，所提升物重增大，机械效率将________（选填“增大”、“减小”或“不变”）；
（5）在某一次测量中，弹簧测力计不是沿竖直向上拉，而是斜向上拉，其他条件不变，拉力将________（选填“增大”、“减小”或“不变”）；
（6）小明进一步研究，计算出每一组总功与有用功和克服动滑轮重力的功的差值W=W总-W有-W轮，根据表格中的数据，发现重物的重力越大，差值W________（选填“越大”“越小”或“不变”），请你利用所学知识对此作出解释：__________。
【答案】 ①. 匀速 ②. 1.2 ③. 45.5% ④. 增大 ⑤. 增大 ⑥. 越大 ⑦. 重物的重力越大，绳子和滑轮以及滑轮转轴的摩擦越大，由题可知，就是克服绳重和摩擦所做的功，也就越大。
【解析】
【详解】（1）[1]在实验时，应用手竖直向上匀速拉动弹簧测力计，读出测力计的示数。
（2）[2]由可知，由于动滑轮有重力，所以拉力大于物体重力的一半，当物重1N时，拉力为1.1N，故此时
此时可得
此时测得的动滑轮重力是忽略了摩擦等阻力，故现实中动滑轮的重力小于1.2N。
（3）[3]根据第①次实验数据可知
（4）[4]由表中实验序号为①②的实验数据可知，对于同一动滑轮，所提升钩码的重力增大，机械效率将增大。
（5）[5]当方向不在竖直方向上时，其他条件不变时，由于动力臂变短，根据杠杆平衡条件可知这样会造成拉力偏大。
（6）[6][7]在计算出每一组总功与有用功和克服动滑轮重力的功的差值
即克服绳重和绳子与轮之间的摩擦做的功时，要控制物体提升的高度相同，故应通过比较第①、②和③组的数据；
故重物的重力越大，差值ΔW越大，原因是：所挂钩码增多，摩擦力增大，额外功增多。
25. 一辆在水平路面上沿直线匀速行驶的货车，行驶时所受的阻力为车总重的0.1倍，货车（含驾驶员）空载时重为2.5×104N。
（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）当货车以90kW的额定功率、90km/h的速度匀速行驶时，求货车最多可装载多重的货物？
【答案】(1)2.5N；(2) 2.5J；(3)1.1N
【解析】
【详解】(1)货车空载行驶时所受的阻力大小
f=0.1G=0.1×2.5×104N=2.5×103N
(2)货车的速度
v=36km/h=36×m/s=10m/s
∵v=，10s行驶的路程
s=vt=10m/s×10s=100m
∵汽车匀速行驶，∴牵引力
F=f=2.5×103N
10s内货车牵引力做的功
W=Fs=25×103N×100m=2.5×105J
(3)∵P=Fv，速度
v′=90km/h=90×m/s=25m/s
∴此时牵引力
===3600N
∵汽车匀速行驶，∴此时汽车受到的阻力
f′=F′=3600N
∵f=01G，∴货车总重
G′===3.6×104N
货车最多可装载货物的重
G货=G′-G=3.6×104N-2.5×104N=1.1×104N
答：(1)货车空载行驶时所受的阻力大小为2.5×103N。
(2)10s内货车牵引力做2.5×105J的功。
(3)货车最多可装载货物的重为1.1×104N。
26. 如图乙所示是一种起重机的简图，为了保证起重机起重时不会翻倒，在起重机右边配有一个重物m0，已知OA=12m，OB=4m。用它把质量为2.3×103kg的货物匀速提起，（g=10N/kg）求：
（1）若起重机自重不计，吊起货物时为使起重机不翻倒，右边的配重m0至少为多少kg？
（2）如果起重机吊臂前端是由如图甲所示的滑轮组组成，动滑轮总重100 kg，绳重和摩擦不计，如果拉力的功率为6kW，则把2.3×103 kg的货物匀速提高20m，拉力F的大小是多少？需要多少时间？
【答案】（1）6.9×103 kg；（2）8000N，80s
【解析】
【详解】解：（1）由杠杆平衡条件可得
所以
（2）由图可知滑轮组绳子的有效股数为3，绳端移动的距离
拉力
拉力做的功
做功时间
答：（1）右边的配重m0至少为；
（2）拉力F的大小是8000N，需要80s。实验序号
钩码重G/N
钩码上升高度h/cm
拉力F/N
绳端移动的距离s/cm
1
1.0
10
1.1
20
2
2.0
10
1.7
20
3
3.0
10
2.3
20
实验序号
钩码重G/N
钩码上升高度h/cm
拉力F/N
绳端移动的距离s/cm
1
1.0
10
1.1
20
2
2.0
10
1.7
20
3
3.0
10
2.3
20