第五章 简单机械与功 解析版

九年级第五章单元模拟卷参考答案与试题解析一．选择题（共20小题）1．下列实例中，力对物体没有做功的是（）A．起重机吊起重物B．马拉车，车未动 C．跳水运动员从跳台跳下 D．举重运动员，将杠铃举起【分析】本题要抓住做功的两个必要因素：（1）作用在物体上的力；（2）物体在力的方向上通过的距离；二者缺一不可。【解答】解：A、起重机吊起重物，重物在拉力作用下提升了一段距离，符合做功的两个必要因素，不符合题意。B、马拉车，车未动，马对车施加一个拉力，向前没有移动距离，有力没有距离，所以没做功，符合题意。C、跳水运动员从跳台跳下，是沿重力的方向向下运动，符合做功的两个必要因素，是重力在做功，不符合题意。D、举重运动员，将杠铃举起，杠铃在运动员的举力作用下，被举高，符合做功的两个必要因素，是举力做功，不符合题意。故选：B。【点评】本题考查判断力是否做功时应注意做功的两个必要因素：力和物体在力的方向上通过的距离；二者缺一不可。2．如图所示，是用道钉撬撬道钉的示意图。当道钉对道钉撬的阻力F2是4000N时，要把道钉撬起，需要的动力F1最小为（不计道钉撬重）（）A．20NB．200NC．2000ND．20000N【分析】由图可知动力臂和阻力臂的大小，又知道阻力大小，道钉撬刚好能动力最小，利用杠杆的平衡条件求解。【解答】解：由图知，动力臂L1＝1.2m＝120cm，阻力臂L2＝6cm，∵道钉撬刚好撬动道钉时，道钉撬平衡，∴F1L1＝F2L2，∴F1＝＝＝200N。故选：B。【点评】本题考查了学生对杠杆平衡条件的了解和掌握，能根据图示确定动力臂和阻力臂的大小是本题的关键。3．妈妈与小明进行爬山比赛，他们选择的起点、路径和终点都相同，全程设为匀速运动，妈妈的体重是小明的2倍，妈妈所用的时间是小明的3倍，若妈妈克服重力做功为W1，功率为P1，小明克服自身重力做功为W2、功率为P2，则下列关系正确的是（）A．W1：W2＝1：1 B．W1：W2＝2：3 C．P1：P2＝3：2 D．P1：P2＝2：3【分析】（1）爬山比赛过程中，两人爬山的高度相同，根据W＝Gh求出做功之比；（2）根据P＝求出功率之比。【解答】解：AB、由题可知，妈妈与小明爬山的高度相同，妈妈的体重是小明的2倍，即G1：G2＝2：1，由W＝Gh可得，妈妈和小明克服重力做功之比：＝＝＝；故AB错误；CD、妈妈所用的时间是小明的3倍，即t1：t2＝3：1，由P＝得，妈妈和小明克服重力做功的功率之比：＝＝×＝×＝，故C错误、D正确。故选：D。【点评】此题主要考查的是学生对功和功率计算公式的理解和掌握，代入数值时不要颠倒是解决此题的关键，属于基础性题目，难度不大。4．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，则它们的关系正确的是（）A．F1＝F2，W1＞W2 B．F1＝F2，W1＜W2 C．P1＜P2，W1＝W2 D．F1＞F2，W1＝W2【分析】斜面的倾斜角度越小，越省力；斜面光滑说明摩擦力为0，即使用光滑的斜面没有做额外功。从底部匀速拉到顶点A物体的速度相同，且F1＜F2，根据公式P＝＝＝Fv可判断拉力所做功的功率大小。【解答】解：（1）由图知，斜面AB的倾斜角度小于斜面AC，且分别拉动同一物体，所以物体沿AB运动时拉力F1较小，即：F1＜F2；（2）斜面光滑说明摩擦力为0，即使用光滑的斜面没有做额外功，所以拉力在两斜面上做功都等于克服物体重力做的功，由W＝Gh可知，拉力做的功相同，即：W1＝W2；（3）从底部匀速拉到顶点A物体的速度相同，且F1＜F2，根据公式P＝＝＝Fv可知，物体沿AB运动时拉力F1的功率较小，即P1＜P2。故选：C。【点评】本题考查了斜面的省力情况，物体做功的大小以及功率的大小，关键是知道接触面光滑，摩擦力为0，没有做额外功。5．在“研究杠杆的平衡条件”实验中，若实验时在杠杆的左端悬挂一个物体，右端用弹簧秤拉着，如图所示使杠杆在水平位置保持平衡，手拉着弹簧秤缓慢地沿图中虚线的位置1移动到2（杠杆始终在水平位置保持平衡），则弹簧秤的示数（）A．不断增大B．不断减小 C．先增大，后减小D．先减小，后增大【分析】找出最省力的动力臂，画出动力的方向，据此分析动力的变化情况。【解答】解：1、2位置施力的力臂如图所示，当施加的动力垂直于杠杆时，动力臂最长，杠杆始终在水平位置保持平衡，阻力和阻力臂一定，根据杠杆的平衡条件可知，此时的动力最小，所以从位置1移动到2的过程中，动力F先减小再增大。故选：D。【点评】使用杠杆，若阻力和阻力臂一定，当动力臂最长时最省力（动力最小）。6．如图所示，在均匀刻度尺中支起，两边挂上钩码，杠杆已经平衡，那么下列情况中，哪种情况还能使尺保持平衡？（）A．左右两边的钩码组各向内移动一格 B．左右两边的钩码组各减少一只钩码 C．左右两边的钩码组各减少一半 D．左右两边的钩码组各向外移一格【分析】根据杠杆平衡条件：动力×动力臂＝阻力×阻力臂来解答此题，力臂可以以格为单位，假设每个钩码的重力为G，一格的长度为L。【解答】解：A、左右两边钩码组各向内移动一格，则左边为4G×1L＝4，右边为2G×3L＝6，左、右两端力与力臂乘积不等，故不能平衡；B、左右两边的钩码组各减少一只钩码，则左边为3G×2L＝6，右边为1G×4L＝4，故不能平衡；C、左右两边的钩码组各减少一半，则左边为2G×2L＝4，右边为1G×4L＝4，左、右两端力与力臂乘积相等，故仍能平衡；D、两边钩码各向外移动一格，则左边为4G×3L＝12，右边为2G×5L＝10，左、右两端力与力臂乘积不等，故不能平衡。故选：C。【点评】该题考查了应用杠杆平衡条件判断杠杆是否平衡，只要分别计算出左、右两边的力与力臂的乘积，看是否相等即可判断。7．为了研究动能的大小与哪些因素有关，教材中设计了“小钢球撞木块”的实验（如图所示）让静止的小钢球从斜面滚下，观察木块被推动的距离。关于该实验的说法中，不正确的是（）A．该实验的设计思路是采用转换法，用木块移动的距离来表示动能的大小 B．该实验研究的基本方法是控制变量法，如分别控制小球滚下的高度、小球的质量等 C．在实验器材的选择时，可以不考虑斜面的光滑程度，被撞木块的质量和软硬等因素 D．实验过程中，让同一小球从不同高度落下，目的是为了让小球获得不同的运动速度【分析】动能的决定因素有两个：质量和速度，在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”时，应该利用控制变量法的思路，去分析解决；钢球把木块推出的距离长，说明的动能大这是一种转换的方法。【解答】解：A、球的动能是从木块被推出的距离看出的，这里采用了转换法的思想，故该选项说法正确；B、球的动能与质量和速度都有关系，根据控制变量法，如分别控制小球滚下的高度、小球的质量等；故该选项说法正确；C、斜面的光滑程度影响小球滚下的速度，木块的质量和软硬影响碰撞的程度，所以在实验器材的选择时，考虑斜面的光滑程度，木块的质量和软硬等因素，故该选项说法不正确；D、球滚到水平面上时获得的速度与球在斜面上的高度有关，同一小球从不同高度落下，目的是为了让小球获得不同的运动速度，故该选项说法正确。故选：C。【点评】本题全面地考查动能的大小与哪些因素得实验，解答时注意多因素问题时需要运用控制变量法，反映动能多少时运用了转换法。8．小明在参加运动会体能测试中涉及的科学知识，下列说法中正确的是（）A．1分钟跳绳﹣﹣每次跳绳人克服重力做功约3焦 B．立定跳远﹣﹣人蹬地起跳，机械能转化为化学能 C．掷实心球﹣﹣在最高点B时实心球重力势能、动能都不为零 D．800m测试﹣﹣人到达终点后停下来，惯性不存在【分析】（1）根据G＝mg算出重力，根据G＝mg算出跳一次克服重力做功。（2）明确消耗的能量和得到的能量，判断能量的转化情况。（3）影响动能的影响因素是物体的质量和物体运动的速度，影响重力势能的因素是物体的质量和物体的高度。（4）物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性，一切物体都有惯性，惯性是物体的一种属性，惯性大小只跟物体的质量大小有关，跟物体是否受力、是否运动、运动速度等都没有关系。【解答】解：A、小明的重力约为：G＝mg＝50kg×10N/kg＝500N，跳一次克服重力做功：W＝Gh＝500N×0.06m＝30J，故A错误；B、立定跳远时，人蹬地用力起跳，消耗人体能量，由静止变为运动，得到机械能，化学能转化为机械能；故B错误；C、实心球在B点时，有一定高度，重力势能不为零；处于运动状态，速度不为零，动能不为零；故C正确；D、一切物体都具有惯性，惯性与运动状态无关，人到达终点后停下来，惯性依旧存在。故D错误。故选：C。【点评】本题的综合性较强，包括惯性现象、平衡状态的判断、功的计算和做功的两个必要因素、力与运动的关系等，但难度不大，掌握基础知识即可正确解题。9．如图所示，不计摩擦，滑轮重2牛，物重10牛。在拉力F的作用下，物体以0.4米/秒的速度匀速上升，则（）A．F＝6牛，滑轮向上的速度是0.8米/秒 B．F＝4牛，滑轮向上的速度是0.8米/秒 C．F＝6牛，滑轮向上的速度是0.2米/秒 D．F＝22牛，滑轮向上的速度是0.2米/秒【分析】由动滑轮的概念可知该滑轮为动滑轮，如图拉动滑轮时，拉力的大小是物重的2倍，但移动距离是物体移动距离的一半，所以使用这样使用动滑轮费力但可以省距离。【解答】解：由图可知是动滑轮的特殊使用方法，根据动滑轮的特点可知：F＝2G+G动＝2×10N+2N＝22N；物体上升距离是拉力F和滑轮移动的距离的二倍，若物体以0.4米/秒的速度匀速上升，则滑轮以v＝0.2m/s的速度匀速上升。故D正确，ABC错误。故选：D。【点评】本题主要考查学生对动滑轮特殊使用时的特点了解和掌握，是一道有难度的试题。10．如图所示，一个直杆可绕O点转动，在直杆的中点挂一重物，在直杆的另一端施加一个方向始终保持水平的力F，将直杆从竖直位置慢慢抬起到水平位置的过程中，力F的变化情况是（）A．一直增大 B．一直减小 C．先增大后减小 D．先减小后增大【分析】从支点向力的作用线作垂线，垂线段的长度即力臂，根据杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2分析物体在升起过程中拉力的力臂及重力力臂的变化，根据平衡条件得出结论。【解答】解：根据力臂的概念做出力F和重力G的力臂，如图所示：使杠杆从图中所示位置慢慢抬起到水平位置的过程中，重物的重力不变但力臂LG变大，F的力臂LF变小；根据杠杆平衡条件F•LF＝G•LG可得：F＝，则F一直在增大。故选：A。【点评】本题考查了杠杆的动态平衡分析，掌握杠杆的平衡条件和确定两个力及对应的力臂是基础，分析好杠杆从图中所示位置慢慢抬起到水平位置时重力和力F力臂的变化是关键。11．用下列简单机械匀速提升同一物体的四种方式，所用动力最小的（不计机械自重、绳重和摩擦）（）A．B． C．D．【分析】由图示滑轮组，确定滑轮组的种类，根据滑轮组公式求出拉力F1、F4；由勾股定理求出斜面的高，根据斜面公式求出拉力F2的大小；由图示杠杆求出动力臂与阻力臂的关系，然后由杠杆平衡条件求出拉力F3；最后比较各力大小，确定哪个拉力最小。【解答】解：不计机械自重绳重和摩擦，即在理想状况下：A、图示是一个定滑轮拉力F1＝G；B、根据勾股定理知h＝m＝3m，图中为斜面，F2×5m＝G×3m，得到F2＝0.6G；C、如图所示，由图可知＝＝，由杠杆平衡条件可得：F3×L2＝G×LG，拉力F3＝G×＝G＝0.4G；D、由图示可知，滑轮组承重绳子的有效股数n＝3，拉力F4＝G＝G；因此最小拉力是F4；故选：D。【点评】本题主要考查各种滑轮及滑轮组、斜面以及杠杆的使用，是一道常见题。12．如图所示，小球沿轨道由静止从A处运动到D处的过程中，忽略空气阻力和摩擦力。仅有动能和势能互相转化，则（）A．小球在A处的动能等于在D处的动能 B．小球在D处的机械能大于在A处的机械能 C．小球在B处的动能小于在C处的动能 D．小球在B处的机械能等于在C处的机械能【分析】动能的大小与物体的质量和速度有关，而重力势能的大小与物体的质量和高度有关；忽略空气阻力和摩擦力，仅有动能和势能互相转化，则物体的机械能守恒；该题中没有涉及弹性势能，则机械能等于重力势能与动能之和。【解答】解：整个过程中小球的质量不变。A、由题意可知小球在A处静止，速度为0、动能为0；忽略空气阻力和摩擦力，到D处时小球还有一定的速度，其动能不为0，所以小球在A处的动能小于在D处的动能，故A错误；BD、忽略空气阻力和摩擦力，整个运动过程中，小球的机械能守恒，所以小球在各处的机械能是相等的，故B错误，D正确。C、由前面解答可知，小球在B处的机械能等于小球在C处的机械能，而B的位置低于C的位置，所以小球在B点的重力势能较小，因此，小球在B处的动能大于在C处的动能，故C错误。故选：D。【点评】该题考查了动能和势能的转化与守恒，物体在动能最大的位置其势能最小，物体在势能最大的位置其动能最小。13．小王同学用一个距离手3m高的定滑轮拉住重100N的物体，从滑轮正下方沿水平方向移动4m，如图所示，若不计绳重和摩擦，他至少做了多少功（）A．200J B．300J C．400J D．500J【分析】首先确定滑轮为定滑轮，不省力，拉力等于重力，然后通过勾股定理算出拉力移动的距离，利用功的公式计算就可。【解答】解：滑轮为定滑轮，不省力，若不计绳重和摩擦，则拉力F＝G＝100N；利用勾股定理计算绳子现在的长度L＝m＝5m，则绳子被拉力拉长了2m，W＝FS＝100N×2m＝200J故选：A。【点评】通过这道题，我们要注意学科之间的联系，特别是数理化之间的知识联系。14．如图所示，用汽车从湖中打捞重物，汽车通过定滑轮以恒定速度缓慢牵引水下一圆柱形重物。从重物开始上升计时，下列表示其重力势能Ep、水对其底部的压强p、汽车拉力做功的功率P、浮力对其做功W随时间t变化的关系图线中，可能正确的是（）A．B．C．D．【分析】（1）影响重力势能大小的因素是质量和高度；（2）根据公式P＝Fv分析；（3）根据公式W＝Pt分析功的变化。【解答】解：A、重物被吊起的过程中，质量不变，高度变大，故重力势能一直变大，故A错误；B、货物在被吊起的过程中，其深度越来越浅，根据公式p＝ρgh可知，受到水的压强越来越小，当重物离开水面后，压强变为0，故B错误；C、重物被吊起的过程中，速度不变，在水中时受到的拉力小于在空气中的拉力，故拉力的功率先不变，再变大，最后不变，故C正确；D、浮力做功三个阶段，完全在水中时，功匀速变大，出水过程，浮力变小，功减速变大，出水后，功不变，故D错误。故选：C。【点评】本题考查了功、功率、重力势能的大小变化关系，知道拉力的大小变化是解题的关键。15．在我校物理科技节上，玲玲老师给大家演示了神奇的“二力平衡”。如图所示，当一学生握住中间细细的圆柱体并保持静止时，玲玲老师用两弹簧测力计拉动圆柱体两侧的“同一根”细线，使“整根”细线向右做匀速运动，神奇的是：左手甲弹簧测力计的示数为4.8N，右手乙弹簧测力计的示数却只有1.6N．“同一根”细线右端受拉力小，为何细线还能向右匀速运动呢？原来中空的细圆柱体内部另有“机械”，你认为内部最有可能的滑轮绕线结构是下列图中（不计绳重及摩擦）（）A．B． C．D．【分析】首先根据左手甲弹簧测力计的示数为4.8N，右手乙弹簧测力计的示数却只有1.6N，可确定绳子的股数，其次明确使用滑轮组时，不计绳重和摩擦，动滑轮的绳子有几段，所用的力就是摩擦力和动滑轮重的几分之一；然后对各个选项注意分析即可。【解答】解：由“左手甲弹簧测力计的示数为4.8N，右手乙弹簧测力计的示数却只有1.6N”可知，F乙＝F甲，由此可确定内部的滑轮的绕线是三段绳子，A选项是两个定滑轮，不省力。B是三段绳子承担，符合要求。C选项应该是B的颠倒，D是四段绳子承担。故选：B。【点评】此题实际考查的是滑轮组的绕绳方法，此题的关键是明确内部的滑轮的绕线是三段绳子。16．如图，同一小球在同一高度以相同速度向三个不同方向抛出（不计空气阻力和摩擦），设小球刚落地时的速度分别为v1、v2、v3，则（）A．v1＞v2＞v3 B．v1＝v2＝v3 C．v1＜v2＜v3 D．无法确定【分析】抓住题目中的条件﹣﹣不计空气阻力和摩擦，势能和动能转化时，机械能守恒；小球抛出和落地时的机械能相等，也就是落地时的动能相等，然后判断出速度相等。【解答】解：小球从抛出到落地，发生了重力势能和动能的转化；在不计空气阻力和摩擦的条件下，转化过程中，机械能守恒，即机械能的总和不变。小球抛出时的机械能与小球落地时的机械能相等；而小球落地时的势能为零，故机械能大小就是动能大小，即动能相等所以速度相同，v1＝v2＝v3。故选：B。【点评】本题考查了势能与动能间转化时的规律，特别要注意题目的条件，才能判断机械能是否守恒。17．如图是杂技演员演出时的过程示意图，男演员从甲处用力向上起跳，落下后踩在跷跷板的a端，能把站在b端的女演员弹上乙处。由于存在阻力，故（）A．男演员的质量必须要大于女演员的质量 B．甲处男演员的势能一定要大于乙处女演员的势能 C．男演员离开跳台时的机械能一定大于乙处女演员的势能 D．女演员弹起时的动能与她站在乙处时的机械能相等【分析】由于存在阻力，克服阻力做功，机械能转化为内能，机械能不断减小，内能不断增大，所以男演员的机械能一定大于女演员的机械能。【解答】解：A、甲处的男演员要想把女演员弹起到乙处，由于乙处高于甲处，男演员的机械能一定大于女演员的机械能，男演员向上跳起，同时具有动能和重力势能，女演员到达乙处静止不动，只具有重力势能，所以男演员的质量不一定大于女演员质量。如果男演员自由下落时，男演员的质量一定大于女演员质量。不符合题意。B、男演员向上跳起，同时具有动能和重力势能，女演员到达乙处静止不动，只具有重力势能，男演员的重力势能不一定大于女演员的重力势能。如果男演员自由下落时，男演员的重力势能一定大于女演员重力势能。不符合题意。C、由于存在阻力，克服阻力做功，机械能转化为内能，机械能不断减小，所以男演员离开跳台时的机械能一定大于乙处女演员的势能。符合题意。D、女演员弹起时动能转化为重力势能，由于存在阻力，克服阻力做功，动能没有完全转化为重力势能，所以女演员弹起时的动能大于她站在乙处时的机械能。不符合题意。故选：C。【点评】由于存在摩擦阻力，克服摩擦做功，整个过程中，机械能不断减小。18．如图所示，湖水中有两艘小船，绳子的一端拴在甲船上，乙船上固定着滑轮，绳子绕过滑轮，站在甲船上的人用100N的力拉绳子的自由端。如果在20s内甲船向右匀速移动了10m，同时乙船向左匀速移动了4m，则人对绳子的力做功的功率是（）A．50W B．140W C．30W D．70W【分析】解决此题的关键是能够正确的判断出绳子自由端移动的距离，然后结合公式W＝Fs求解人拉绳做的功，利用功率公式率P＝求解人拉绳的功率即可。【解答】解：甲船向右移动了10m，乙船向左移动了4m，以甲为参照物乙向左移动了10m+4m＝14m，有两段绳子拉乙船，故绳子自由端总共移动s＝14m×2＝28m；故人拉绳子的功率P＝＝＝＝140W。故选：B。【点评】此题是一道综合题目，能否正确的判断绳端移动距离是解决此题的关键。19．A、B是两个粗糙程度不同的物体，弹簧测力计分别以如图甲、乙、丙三种方式，拉动物体在同一水平长木板上匀速直线运动，5秒通过50厘米，F1＝5N，F2＝8N．下面是几位同学对丙图运动时状况的分析：①A物体受到二个力②弹簧测力计的拉力做功6.5焦③长木板对B物体的支持力和B物体所受重力是一对平衡力，④丙图弹簧测力计做功的功率大于乙图弹簧测力计做功的功率⑤B物体在水平方向只受二个力。其中正确的是（）A．①④⑤ B．②③④ C．①③⑤ D．①②⑤【分析】（1）对其受力分析时，注意从竖直方向和水平方向进行受力分析；（2）根据W＝FS计算拉力做功的多少；（3）二力平衡的条件：大小相等、方向相反、作用在一条直线上、作用在一个物体上；（4）先根据影响摩擦力的因素判断拉力的大小，然后再根据P＝Fv判断功率的大小；（5）对物体B进行水平方向受力分析。【解答】解：（1）物体A相对于B没有运动的趋势，因此物体A在水平方向没有受到力的作用，在竖直方向受重力和支持力作用，故①的说法正确；（2）因为W＝FS，但不知道F3的大小，故不能计算出弹簧测力计做的功；故②的说法错误；（3）长木板对B物体的支持力大小等于A、B的总重力，因此长木板对B物体的支持力和B物体所受重力，二力大小不相等，因此不是一对平衡力，故③的说法错误；（4）由图乙、丙可得，接触面的粗糙程度相同，而丙图中物体的压力较大，因此丙图中物体受到的摩擦力大，又因为物体做匀速直线运动，则拉力等于摩擦力，故丙图中的拉力大于乙图中的拉力；由于图乙、丙中物体在相同时间内通过的路程相同，即物体运动的速度相同，由P＝Fv可得，丙图中拉力做功的功率大于乙图中拉力做功的功率。故④的说法正确。（5）物体B在水平方向受拉力和摩擦力作用，并且二力是一对平衡力，故⑤的说法正确。综上所述，只有A选项符合题意；故选：A。【点评】本题综合考查物体受力分析、平衡力的辨别、功和功率的计算，综合性强，同时要求基础知识掌握扎实，因此要求大家注意基础知识的掌握。20．“蹦极”是一种富有刺激性的勇敢者的运动项目，如图所示。一根弹性橡皮绳，一端系住人的腰部，另一端系于跳台，当人下落至图中A点时，橡皮绳刚好被伸直，C点是游戏者所能达到的最低点，当人下落至图中B点时，橡皮绳对人的拉力与人受到的重力大小相等。对于游戏者离开跳台到最低点的过程中（不考虑空气阻力），下列说法正确的是（）A．游戏者的动能一直在增加 B．游戏者到达C点时，重力势能全部转化为动能 C．游戏者到达B点时，游戏者的动能增加到最大值 D．游戏者从C点向B点运动的过程中，重力势能转化为动能和弹性势能【分析】（1）动能大小的影响因素：质量、速度。质量越大，速度越大，动能越大。（2）重力势能大小的影响因素：质量、高度。质量越大，高度越高，重力势能越大。（3）弹性势能大小的影响因素：弹性形变的大小，发生弹性形变的难易程度。形变越大，越难，弹性势能越大。【解答】解：A、在到达A点之前，游戏者的重力势能转化为动能，动能逐渐增加；过A点后游戏者的重力势能有一部分开始逐渐转化成弹性势能，达到最大速度后，动能开始减小，也会转化为弹性势能，故A说法错误；B、游戏者到达C点时处于静止状态，所以动能为零，故B说法错误；C、游戏者到达B点时，速度增加到最大，游戏者的动能增加到最大值，故C说法正确；D、游戏者从C点向B点运动的过程中，弹性势能转化为动能和重力势能，故D说法错误。故选：C。【点评】该题考查了动能、重力势和弹性势能之间的变化，其中弹性势能的变化，关键看弹性形变的大小，形变越大，弹性势能越大。二．填空题（共9小题）21．如图所示，金属小球从光滑轨道上的A点处由静止滑下，经过B点，到达最低点C后，再沿轨道向上运动，若不计空气阻力，则小球不能（选填“能”或“不能”）沿轨道向上运动到E点处，小球到达D点时的机械能等于（选填“大于”“小于”或“等于”）它到达B点时的机械能。【分析】轨道光滑，若不计空气阻力，小球运动过程中机械能守恒。【解答】解：轨道光滑，若不计空气阻力，没有能量损失，小球运动过程中重力势能和动能相互转化，机械能守恒；小球经过D点后，因为机械能守恒，能上升到与A点同一高度，所以不能上升到E点；整个运动过程中机械能守恒，小球到达D点时的机械能等于它到达B点时的机械能。故答案为：不能；等于。【点评】本题考查了机械能的转化及守恒，难度不大。22．用如图所示滑轮组拉起G＝100N的重物，不计摩擦、绳重和滑轮重，拉力F为12.5N。【分析】对于用动滑轮提升重物来说，不计摩擦、绳重和滑轮重，绳子的拉力是物体重力的二分之一，然后结合图逐一分析各个动滑轮的拉力得出最终绳子自由端的拉力F。【解答】解：如图：由于不计摩擦、绳重和滑轮重，根据动滑轮可以省一半的力可知，对于动滑轮1来说，A段绳子的拉力FA＝G＝×100N＝50N；对于动滑轮2来说，B段绳子的拉力FB＝FA＝×50N＝25N；对于动滑轮3来说，绳端的拉力F＝FB＝×25N＝12.5N。故答案为：12.5。【点评】本题考查了滑轮组拉力的计算，关键是根据动滑轮的定义判断图中的三个滑轮都是动滑轮，然后再根据动滑轮省一半的力逐一分析得出拉力的大小。23．如图，在斜面上将一个质量为0.5kg的物体匀速拉到顶端。沿斜面向上的拉力为2N斜面长4m，高1m，物体的重力为5N，斜面的机械效率为62.5%，物体所受的摩擦力为0.75N。（g＝10N/kg）【分析】（1）根据G＝mg可求出物体的重力；（2）根据公式W＝FL可求出拉力做的功，即总功；再根据W＝Gh求出有用功；然后根据机械效率的计算公式可求出斜面的机械效率；（3）根据总功与有用功的差求出额外功，再根据W额＝fL变形后可求摩擦力。【解答】解：（1）物体的重力：G＝mg＝0.5kg×10N/kg＝5N；（2）此过程所做的有用功为：W有＝Gh＝5N×1m＝5J；拉力做的总功为：W总＝FL＝2N×4m＝8J；斜面的机械效率为：η＝×100%＝×100%＝62.5%；（3）此过程所做的额外功为：W额＝W总﹣W有＝8J﹣5J＝3J；由W额＝fL可得物体所受的摩擦力为：f＝＝＝0.75N。故答案为：5；62.5%；0.75。【点评】熟练运用重力、功、机械效率的计算公式，明确额外功是克服物体与斜面间摩擦力做的功，是解答此题的关键。24．如图所示是一个传送带，A，B轮转动带动物体C向右上方匀速运动，物体C没有在皮带上发生滑动，皮带与轮之间不打滑，物体C的重力势能不断增加，该过程物体受到的力中不做功的有支持力（填力的名称），该物体从A到B的过程机械能不守恒（选填“守恒”或“不守恒”）。【分析】①对物体进行受力分析，判断物体所受力是否做功。若物体在力的作用下，沿力的方向运动了一段距离，我们才说这个力做了功。②机械能等于动能与势能之和，根据动能和重力势能的变化可判断机械能是否守恒。【解答】解：货物随传送带一起匀速斜向上运动，受到重力、支持力和摩擦力的作用，如图所示：重力方向竖直向下，支持力与传送带垂直向上。货物相对于传送带有向下运动的趋势，所以货物还要受到传送带对它的静摩擦力。该摩擦力的方向与它相对于传送带的运动趋势相反，即沿传送带斜向上。因为物体C向右上方匀速运动，所以支持力不做功。物体运动方向与摩擦力方向一致，所以摩擦力对物体做功；物体在竖直方向上通过了距离，所以克服重力做功。物体C的重力势能不断增加。因为物体匀速运动所以物体的动能不变，机械能总量增加，故该物体从A到B的过程机械能不守恒。故答案为：支持力；不守恒。【点评】本题解答的关键是会对物体进行受力分析，知道做功的两个必要条件，同时会根据动能与重力势能的变化，判断机械能是否守恒。25．如图甲所示，小明用弹簧测力计拉木块，使它在同一水平木板上滑动，图乙是他两次拉动同一木块得到的路程随时间变化的图象。请根据图象判断：在相等的时间内，木块两次受到的拉力F1＝F2；两次拉力对木块做的功W1＞W2．（选填“＞”“＜”或“＝”）【分析】（1）先判断木块两次的运动状态，然后根据二力平衡的条件分析拉力和摩擦力的关系；（2）根据速度的计算公式：v＝利用图象形状可以确定物体的运动路程。根据作用在物体上的拉力和在拉力方向上通过的距离，利用公式W＝Fs比较两次做功的多少。【解答】解：（1）从图象上可以看出，用弹簧测力计拉木块沿水平木板匀速滑动，木块做匀速直线运动，不论其速度大小如何，都受到平衡力的作用，在水平方向上，摩擦力和拉力是一对平衡力，故两次实验的拉力和摩擦力均相等。（2）图中可以看出，在相同拉力作用下，木块两次运动的距离不同，所以木块两次所做的功不同，由W＝Fs可知，但是在相同时间内，1通过的距离大，所以1所做的功多。故答案为：＝；＞。【点评】本题要结合物体受力与运动状态的关系以及相关的计算公式，根据平衡力的知识和对图象的理解来解决，有一定的难度。26．如图为四旋翼无人机，质量为1.2千克，下方悬挂着一个质量为0.1千克的摄像机。在10秒内无人机从地面竖直上升了20米，然后边摄像边斜向上飞行了30秒，仪表盘上显示离地面高度为36米。无人机前10秒对摄像机做功20焦，整个过程中，无人机对摄像机做功的功率为0.9瓦。【分析】根据W＝Gh求出对摄像机做的功；根据P＝求出功率。【解答】解：摄像机的重力为：G＝mg＝0.1kg×10N/kg＝1N；无人机前10秒对摄像机做功为：W＝Gh＝1N×20m＝20J；整个过程中对摄像机所做的功为：W'＝Gh'＝1N×36m＝36J；无人机对摄像机做功的功率为：P＝＝＝0.9W。故答案为：20；0.9。【点评】能熟练应用做功的公式、功率的公式是解题的关键。27．小黄同学用水平力F拉动如图所示装置，使重200N的A物体5s内在水平地面上匀速运动了120cm，物体B重100N（物体B与A始终接触），此过程中A受到地面的摩擦力为24N，弹簧测力计的示数为16N．若不计滑轮重、弹簧测力计重、绳重和绳与滑轮间摩擦，则滑轮移动的速度为0.12m/s，物体A受到B施加的摩擦力水平向右（选填“水平向左”“水平向右”或“为零”），水平拉力F大小为80N，水平拉力F的功率为9.6W。【分析】（1）图中滑轮为动滑轮，但动力作用在轴上，滑轮移动的速度等于物体移动速度的二分之一；（2）A物体被匀速拉动，B相对于地面静止，受到的拉力、A的摩擦力为一对平衡力，大小相等，可求物体B受到A的摩擦力；由于力的作用是相互的，可求物体A受到B施加的摩擦力及其方向；（3）物体A受到向左的拉力等于地面对A的摩擦力f地加上物体A受到B施加的摩擦力fA；而滑轮为动滑轮，水平拉力F等于物体A受到向左的拉力的2倍，拉力F端移动速度等于滑轮移动的速度，利用P＝Fv求水平拉力的功率。【解答】解：（1）物体移动的速度v物＝＝＝0.24m/s，图中滑轮为动滑轮，但动力作用在轴上，滑轮移动的速度：v轮＝v物＝×0.24m/s＝0.12m/s；（2）A物体被匀速拉动，B相对于地面静止，受到的拉力、A的摩擦力为一对平衡力，大小相等，物体B受到A的摩擦力fA对B＝F示＝16N；由于力的作用是相互的，物体A受到B施加的摩擦力fB对A＝fA对B＝16N，方向水平向右；（3）物体A受到向左的拉力等于地面对A的摩擦力f地加上物体A受到B施加的摩擦力fB对A，F左＝f地+fB对A＝24N+16N＝40N，滑轮为动滑轮，水平拉力F作用在轴上，则水平拉力：F＝2F左＝2×40N＝80N，拉力F端移动速度v＝v轮＝0.12m/s，拉力做功功率：P＝＝＝Fv＝80N×0.12m/s＝9.6W。故答案为：0.12；水平向右：80：9.6。【点评】本题考查了使用动滑轮时速度、功、功率的计算以及二力平衡条件、力的相互性的应用，注意本题使用的是动滑轮，不过动力作用在轴上。三．实验探究（共3小题）28．小明利用图示的实验装置探究“杠杆的平衡条件”。（1）实验前应先调节杠杆在水平位置平衡，这样做的目的是便于直接读出力臂，若出现图甲所示情况，应将杠杆的螺母向右（选填“左”或“右”）调才能使杠杆水平平衡。（2）如图乙所示，杠杆在水平位置平衡，记录数据。根据这一次实验数据，小明立即分析得出杠杆的平衡条件，他这种做法的不足是一次实验具有偶然性。经老师提醒后，小明继续进行实验，如图乙，若将A、B两点下方挂的钩码同时朝远离支点O方向移动一小格，则杠杆将左端下沉（选填“保持平衡”“左端下沉”或“右端下沉”）。（3）如图丙所示，若不在B点挂钩码，可改用弹簧测力计在B点向下拉杠杆，当测力计从a位置转动到b位置时，使杠杆仍在水平位置平衡，其示数大小将变大；若b位置与水平方向的夹角为30°，每个钩码重为1N，则在b位置弹簧测力计的示数为4N．（g取10N/kg）（4）小明突发奇想，他采用图丁进行探究，发现当杠杆平衡时，测出的拉力大小与杠杆平衡条件不相符，拉力总是大于（选填“大于”或“小于”）理论值，其原因是杠杆自重的影响。【分析】（1）为了便于直接读出力臂，应使杠杆在水平位置平衡；在调节杠杆平衡时，将平衡螺母向较高的一端调节；（2）初中物理用实验探究物理问题时要进行多次实验，有的是为了多次测量求平均值来减小误差；有的是多次测量发现变化规律；有的是为了使实验结论具有普遍性；根据杠杆平衡条件判断是否平衡；（3）当拉力F向右倾斜时，保持B点不动，弹簧测力计的方向向右倾斜，这时杠杆右侧的力臂变短，根据杠杆的平衡条件可知，使杠杆仍在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将变大。当弹簧测力计在C点斜向上拉（与水平方向成30°角）动力臂OB，根据杠杆的平衡条件求出弹簧测力计的读数。（4）支点位于动力和阻力的右侧，弹簧测力计不但提了钩码，而且还提了杠杆，杠杆的重力对杠杆转动产生了影响。【解答】解：（1）使杠杆在水平位置平衡这样做的目的是为了便于直接读出力臂；杠杆不在水平位置，左端向下倾斜，则重心应向右移动，故应向右调节左端或右端的平衡螺母；（2）只有一次实验总结实验结论是不合理的，一次实验很具有偶然性，要多进行几次实验，避免偶然性；若A、B两点的钩码同时向远离支点的方向移动一个格，则左侧3G×3L＝9GL，右侧2G×4L＝8GL，因为9GL＞8GL杠杆不能平衡，左端下沉；（3）保持B点不变，若拉力F从a到b倾斜时，此时F的力臂变短，根据杠杆的平衡条件，力变大。当弹簧测力计在B点斜向下拉（与水平方向成30°角）杠杆，此时动力臂等于OB＝×3L；根据杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2得：F1＝＝＝4N。（4）图丁中，杠杆的重心不在支点上，杠杆自身的重力对杠杆转动产生了影响，导致拉力F的大小比由杠杆平衡条件计算出来的数值偏大。故答案为：（1）便于直接读出力臂；右；（2）一次实验具有偶然性；左端下沉；（3）变大；4；（4）大于；杠杆自重的影响。【点评】此题是探究杠杆平衡实验，考查了杠杆的调平及杠杆平衡条件的应用，在利用平衡条件公式时，要注意分析力和对应的力臂。29．小明猜想：动能的大小可能与物体的质量与物体的速度有关。因此。他设计了如下两种实验方案：A．让同一辆小车分别从同一斜面的不同高度由静止开始下滑。与放在水平面上的木块相碰，比较木块在水平面上移动的距离（如图甲所示）B．让不同质量的小车分别从同一斜面的不同高度由静止开始下滑，与放在水平面上的木块相碰。比较木块在水平面上移动的距离（如图乙所示）上述两种实验方案中：（1）A方案是为了探究动能大小与速度关系，若木块被撞后移动的距离越远．说明小车对木块推力做的功越多，小车撞击木块时的动能越大。（2）A方案中小车从斜面上下滑的过程中，重力势能会减小，动能会增大；（增大/不变/减小）；木块在被推动的瞬间，其一定增加的是动能。（3）小明想用B方案探究动能大小与质量的关系。该方案是否合理？不合理。其理由是没有控制小车到达水平面的速度相同。（4）如图丙所示，是小明和小红探究重力势能的大小与哪些因素有关的实验装置，为了显示重力势能的大小，小明用橡皮泥代替沙子，小红用海绵代替沙子，你认为更合适是小明（小明/小红）的方法，理由是橡皮泥形变不能恢复，便于前后进行比较。【分析】（1）动能的大小与质量和速度有关。小车的动能多少决定了木块运动距离的长短。此实验把动能的大小转换为木块被撞击后运动的距离，距离越远表明小球的动能越大；（2）根据影响动能、重力势能的因素分析；（3）该实验利用了控制变量法，如果探究动能大小与质量的关系，必须保证运动速度相同，应该使小车从斜面的相同高度滑下；（4）橡皮泥形变不能恢复，便于前后进行比较，而海绵会部分恢复原状不能保持最大形变。【解答】解：（1）实验中，让小车处在不同的高度，反映了速度不同，这样设计的目的是为了研究动能与速度的关系；（2）小车从斜面上下滑的过程中，高度减小，重力势能会减小；速度变大，动能会增大；木块在被推动的瞬间，木块有了一定的速度，其一定增加的是动能；（3）要探究动能大小与质量的关系，应该控制小车的速度相同，让小车从斜面的同一高度滑下，使小车到达水平面的速度相同；（4）本实验是通过观察方桌陷入沙中的深浅来判断影响金属块的重力势能大小的因素，因重力势能的大小无法直接观察到，所以采用的是转换法，橡皮泥形变不能恢复，便于前后进行比较，而海绵会部分恢复原状不能保持最大形变，故更合适的是甲的方法。故答案为：（1）速度；功；大；（2）减小；增大；动；（3）不合理；没有控制小车到达水平面的速度相同；（4）小明；橡皮泥形变不能恢复，便于前后进行比较。【点评】本题是一道探究题，探究动能大小与什么因素有关，根据控制变量法的思路可找到答案。在得出结论时，要注意条件。30．小强看到在没有起重机的情况下，工人要将油桶搬运上汽车，常常用如图所示的方法。小强想：为什么不直接将油桶抬上车呢？难道这样做可以省力吗？小强带着疑问去查阅有关资料后了解到：用斜面搬运同一物体时的推力大小跟斜面长度、斜面高度、斜面粗糙程度等因素有关。小强根据以上查阅的资料提出了一个探究的问题：沿斜面推力的大小与斜面的长度有什么关系？（1）你认为小强探究搬运同一物体时沿斜面推力的大小与斜面长度的关系时，应控制的变量有斜面高度、斜面粗糙程度。（2）小强选用了一把弹簧测力计、一块8N的长方体重物、五块长度不同的由同种材料做成的光滑木板，按如下图所示进行了实验，实验时控制斜面高度为0.2m不变。实验测得的数据如下表所示：次数物重G/N斜面高h/m弹簧测力计示数F/N斜面长L/m180.24.00.4280.22.00.8380.21.61.0480.21.01.6580.20.82.0分析实验数据，小强得到的结论是：斜面越长越省力（或力F与斜面的长度成反比或＝GH/L）。（3）图2中，你认为哪个图能正确表示F与L的关系？B。【分析】（1）当一个物理量与多个因素有关时，在研究问题时往往采用控制变量法；（2）分析实验数据，从弹簧测力计示数和斜面长度的变化情况上就可以得出正确的结论；（3）分析实验数据，推理实验图象，采用排除的方法就可以找到正确的图象。【解答】解：（1）用斜面搬运同一物体时的推力大小跟斜面长度、斜面高度、斜面粗糙程度等因素有关，研究与斜面长度的关系时采用控制变量法，控制斜面高度和斜面粗糙程度；（2）分析表中数据不难发现，对同一物体来说，斜面的高度和粗糙程度一定时，斜面长度越大，弹簧测力计的示数越小，斜面越省力；（3）从表中数据可见，推力F随着斜面长度L的增大而减小，排除A和D两个图；当斜面长度L无限大时，推力F就等于物体与斜面的水平摩擦力了，不会等于0，排除C选项。故本题的答案为：（1）斜面高度、斜面粗糙程度；（2）斜面越长越省力（或力F与斜面的长度成反比或F＝GH/L）；（3）B。【点评】本题考查点有三：（1）控制变量法思想的应用，（2）处理实验数据的能力，（3）对函数图象的理解能力。四．计算题（共4小题）31．一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。【分析】（1）知道货车空载时重G，利用f＝0.1G求货车空载行驶时所受的阻力大小；（2）知道货车空载时速度和行驶时间，利用s＝vt求行驶路程，汽车匀速行驶牵引力F＝f，再利用W＝Fs求10s内货车牵引力做的功；（3）利用P＝Fv求牵引力大小，而汽车匀速行驶时f＝F，可求阻力大小，再根据f＝0.1G求货车总重，货车最多可装载货物的重等于货车总重减去空车重，再求货物质量。【解答】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）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＝2.5×103N×100m＝2.5×105J；（3）∵P＝F′v′，v′＝90km/h＝90×m/s＝25m/s，∴此时牵引力：F′＝＝＝3600N，∵汽车匀速行驶，∴此时汽车受到的阻力：f′＝F′＝3600N，∵f＝0.1G，∴货车总重：G′＝＝＝3.6×104N，货车最多可装载货物的重力：G货＝G′﹣G＝3.6×104N﹣2.5×104N＝1.1×104N。（1）货车空载行驶时所受的阻力大小为2.5×103N；（2）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为2.5×105J；（3）货车最多可装载1.1×104N的货物。【点评】本题考查了学生对功的公式W＝Fs、功率公式P＝Fv的了解与掌握，本题关键是两次利用汽车匀速行驶时汽车受到的阻力等于牵引力等于0.1G。32．已知物体的重力势能表达式为EP＝mgh，动能表达式为EK＝mv2；其中m为物体的质量，h为物体距离水平地面的高