機械能與簡單機械專題練習（含解析）公開課教學設計課件資料

機械能與簡單機械

一.選擇題（共19小題）

1.如圖甲所示，重80N的物體在大小為30N的水平向左的拉力Fi的作用下，在水平面上

以0.4m/s的速度做勻速直線運動，再改用圖乙所示的滑輪組拉物體，該物體在水平向右

的拉力F2作用下，在相同的水平面上以相同的速度水平向右勻速直線運動了0.5m（滑輪

與繩子質(zhì)量及滑輪與繩子的摩擦均不計）。下列說法正確的是（）

A.拉力F2的大小為60N

B.拉力R的功率為24W

C.物體與水平面之間的摩擦力的大小為15N

甲乙

D.拉力F2做的功為45J

2.質(zhì)量分布均勻、重為G的直桿AB置于水平面上（忽略桿的直徑大?。?。xx同學現(xiàn)在A

端施加外力F,勻速緩慢抬起直桿至如圖位置（桿與水平面成60。角），此時桿A端距

地面高度為h,桿的B端始終和地面之間保持相對靜止，F(xiàn)的方

向始終和直桿垂直，貝!下列說法中正確的是（）

A.抬起過程中,此杠桿先省力后費力

B.抬起過程中,力F所做的功為Fh

桿克強重力做功為毀

C.抬起過程中,

2

D.抬起過程中,若不計摩擦損失能量，則桿的機械能守恒

3.如圖中所示，虛線框內(nèi)是由兩個相同的滑輪安裝成的滑輪組。

利用該滑輪組提升質(zhì)量為27kg的物體所用的拉力為lOONo物

體和繩子自由端的運動情況如圖乙所示，不計繩重和摩擦，則

(）

A.該滑輪組的機械效率為90%

B.滑輪組中動滑輪重10N

C.拉力的功率為50W

甲乙

D.繩子自由端移動的速度為0.5m/s

4.如圖甲所示，小明水平去推地面上的物體，物體受到方向不變的水平推力F的作用，其

F?t和v?t圖像分別如圖乙和圖丙所示。由圖像

7N

可知（）

9~~v

A.0?3s,推力做的功為9J6—十

3二

B.9s?12s,小明克服摩擦做功6J°H

C.9s?12s,推力做功的功率為6W甲

D.3s?6s,物體受到的摩擦力小于6s?9s物體受到的摩擦力

5.質(zhì)量和溫度都相同的甲、乙兩種物質(zhì)，用同樣的加熱器進行加熱，它

們溫度隨時間變化的圖像如圖所示，下列說法正確的是（)

A.由圖可知，甲物質(zhì)的熔點一定是80℃

B.0-6min甲和乙兩種物質(zhì)吸收的熱量一樣多

C.lOmin甲物質(zhì)的溫度和內(nèi)能保持不變

D.在升溫階段，甲的比熱大于乙的比熱

6.某科學小組用Li、L2兩個小燈泡及其它必要元件，設計了如圖甲、乙、丙三個電路，電

源電壓相同且恒定不變，閉合開關后電路消耗的總功率P甲、P乙、P丙的關系是（）

A.P乙VP甲VP丙B.P甲＞「乙＞「內(nèi)C.P甲=P乙=「詞D.P甲VP內(nèi)=P乙

7.小亮同學是個愛動腦的孩子，他想知道家里電風扇的實際功率多大，于

是他將家里其他用電器都關閉，只讓電風扇單獨工作了72s,如圖的電

能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)了5轉(zhuǎn)，下列說法正確的是（）

A.此電能表轉(zhuǎn)盤每小時轉(zhuǎn)過2500轉(zhuǎn)

B.電能表是測量電路中用電器功率的儀器

C.在此期間電風扇消耗的電能是36000J

D.電風扇的實際功率是100W

8.光發(fā)動機是一種把光能轉(zhuǎn)化為機械能的裝置，其核心部分工作原理如圖示：帶有活塞的

密閉化學反應室中有氣態(tài)物質(zhì)，當光從窗口射入時，可使氣態(tài)物質(zhì)接受光能而反應生成

液態(tài)物質(zhì)。而無光照射情況卜.反應逆向進行，重新生成氣態(tài)物質(zhì)。因此可通過控制窗口

處射入的光能使氣室中的氣態(tài)物質(zhì)循環(huán)反應，從而推動活塞輸出機械能。則光發(fā)動機該

裝置中的活塞向右運動時，相當于選項中汽油機四個沖程中的（）

向金金曲

A謨雷卷超

9.十八世紀，瓦特發(fā)明的冷凝器蒸汽機推動了人類第一次工業(yè)革命。如圖為蒸汽機的工作

原理：打開閥門A、關閉閥門B,高壓蒸汽進入汽缸，推動活塞上行。當活塞達到汽缸

頂部時，關閉閥門A、打開閥門B,蒸汽進入冷凝器，汽缸內(nèi)壓

強減小，活塞下降，如此循環(huán)往復。下列說法錯誤的是（）

A.用水冷凝蒸汽是利用熱傳遞改變內(nèi)能

B.蒸汽機在整個工作過程中遵循機械能守恒

C.蒸汽機活塞上行過程與汽油機的做功沖程相似

D.蒸汽推動活塞向外做功后，蒸汽的內(nèi)能會減小

10.如圖為某超市搬運工利用便捷式貨物搬運車進行桶裝水搬運工作的示意圖，若搬運工在

把手上施加拉力F使搬運車保持靜止，則拉力F的方向應該為（）

11.春季是傳染性疾病多發(fā)的季節(jié)，如流行性感冒、諾如病毒感染性腹瀉、新冠肺炎等。在

人員較密集、空氣流通差的地方容易傳播。請回答。

新冠疫情期間，我市經(jīng)常進行全員核酸。如圖是工作人員在用核酸拭子采集完后，將試

子頭掰折入試管的情景。該情景下拭子相當于杠桿，下列關于該杠桿的分析正確的是

（）

12.如圖是小明家陽臺上的手搖喙衣架，衣服和喙衣架的總重為

io。牛，不計滑輪重、繩重及摩擦。卜.列說法正確的是（

A.裝置中的A和B都是動滑輪

B.衣服上升0.2米，搖柄對繩做功20焦

C.利用該裝置不能省力，但能改變力的方向

D.衣服勻速上升時，搖柄對繩的拉力F為20牛搖柄

13.如圖所示，相同的甲、乙兩木塊用一無彈性的細線相連后靜置彳細線

橡皮筋

于粗糙水平地面，橡皮筋的兩端分別與墻面和甲木塊相連，如圖?

1所示，圖中橡皮筋松弛而細線處于繃直狀態(tài)?，F(xiàn)用水平力F拉?甲乙

動乙木塊沿直線向右運動時開始計時，0—卻時間內(nèi)橡皮筋逐漸

被拉直至原長；12時刻細線恰好被拉斷：t2?13乙木塊繼續(xù)向右

運動，整個過程乙木塊的速度始終保持不變，力F的大小隨時間

t變化關系的如圖2所示。下列說法正確的是（）

A.0?ti時間內(nèi)，乙受到的摩擦力是8N

B.II?12時間內(nèi)，橡皮筋對甲的拉力方向是水平向右

C.整個過程中，細線能承受的最大拉力是10N

D.整個過程中，甲、乙的機械能始終守恒

14.如圖甲是蹦極運動過程示意圖，小明從O點開始下落,OA長度是彈性繩的自由長度,

在B點時他所受彈性繩彈力恰好等于自身重年震如

力，c點是下落到達的最低點。蹦極過程中人卡0

和彈性繩的能量變化如圖乙（忽略空氣摩擦的V

影響），下列判斷正確的是（）

A.a圖像表示人的重力勢能

?B

B.t3時刻人在B點位置

C12時刻繩的彈性勢能最大ic

D.t3時刻人的動能為零甲

15.如圖所示，甲、乙兩杠桿處于水平位置平衡，甲圖上有兩個體積不同的實心鐵球，乙圖

上有兩個體積相同的實心鋁球和鐵球，如果把它們都浸沒在水中，則杠桿將發(fā)生的變化

是（）

A.甲、乙杠桿都保持平衡

B.甲、乙杠桿都右側(cè)下沉

c.甲杠桿仍保持平衡，乙杠桿右側(cè)卜.沉

D.甲杠桿右側(cè)下沉，乙杠桿仍保持平衡

16.很多同學在課間玩扭轉(zhuǎn)礦泉水瓶的游戲，如圖所示，在瓶里裝有少量的水，蓋緊瓶蓋,

使勁擰瓶的下部，使其嚴重變形，然后略松開瓶蓋（對著沒人的方向），瓶蓋彈出數(shù)米遠,

觀察到瓶口和瓶內(nèi)有白霧產(chǎn)生。下列分析正確的是（）

22.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hi高史靜止自由滑下，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(jié)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(jié)果，得出的實驗結(jié)論是..

（3）接著小明設計了如圖內(nèi)的實驗進行替代，讓金屬塊從光滑斜面的Hi高處靜止自由

滑下，下滑后金屬塊直接在水平桌面上滑行，測晟其在水平桌面上滑行的距離s。改用材

質(zhì)相同、質(zhì)量不同的金屬決，重復圖丙的實驗，記錄數(shù)據(jù):所得實驗結(jié)果為如表。請你

分析出現(xiàn)表格中這種實驗結(jié)果的原因？

質(zhì)量m/千0.100.150.200.250.300.350.40

克

滑行距離0.420.410.430.420.430.420.42

s/米

23.一次課外活動中，小金用浮有乒乓球的水杯從一定高度下落到達地面后，發(fā)現(xiàn)乒乓球反

彈的高度遠大于乒乓球起始高度，如圖。為了探究乒乓球反彈的高度與哪些因素有關，

他提出自己的猜想：

猜想1：與水杯的起始高度有關；猜想2：與杯中的水量有關；猜想3：與杯子的材料有關。

小金用同型號乒乓球和紙杯進行了多次實驗，數(shù)據(jù)如表格：

組別杯中水量/mL水杯的起始高度/cm乒乓球的反彈高度/cm

1505061

25075102

350100146

4100100184

5140100218

（1）本實驗中需要的測量工具o

反彈高度

（2）比較組別3、4、5,可以得出的結(jié)論是0

起始高度O

（3）請從做功或能量的角度解釋乒乓球反彈高度總比乒乓球起始高o.....三*.

度要更高的原因：，

24.家庭中常見的櫥柜有時隱藏著一些安全問題。如圖甲所示，某幼童

因站立在抽出的抽屜上，而導致櫥柜傾覆致其受傷，甚至死亡。表

中所示為該公司停售的一款櫥柜的基本信息：

主要參數(shù)

質(zhì)量/kg25

Li/cm60

L2/cm50

H/cm100

（1）當幼童站立在抽屜上時，整個櫥柜是一個（選

甲Z

填“省力杠桿”或“藥力杠桿

（2）如圖乙所示，若幼童站立在該款櫥柜最底部被完全抽出的抽屜的外側(cè)邊沿上（不考

慮幼童手對櫥柜的作用力，櫥柜內(nèi)未放任何物品且質(zhì)量均勻分布）。根據(jù)表中所給信息，

當幼童質(zhì)量超過kg,會將該款櫥柜傾覆。

（3）你覺得設計人員該如何改進這款櫥柜的設計？（從杠桿平衡角度至少說明一種改進

方案）

25.近年來，龍港市各大主要道路完成了升級改造。道路兩旁

安裝了新型路燈。如圖甲所示為吊車吊裝路燈的過程，路燈

AB長為6米，0為路燈的重力作用點，0B長度3米，路

燈質(zhì)量為100千克。

（1）如圖甲所示安裝過程中，繩子的拉力作用于A點且方

向豎直向上保持不變，吊車將水平放置于地面的路燈緩緩吊

起到豎直位置，則該過程中繩子上的拉力大小如何變

化：.

（2）整個吊裝過程分為：路燈從水平放置吊起到豎直位置,

后繼續(xù)豎直向上提升1米，后再水平移動5米到指定位置上

方。則整個吊裝過程中至少得克服路燈的重力做功多少焦？

（寫出計算過程）甲

（3）如圖乙所示吊車的掛鉤上方為滑輪組，若鋼繩最大拉力為

1000N,動滑輪重為500N,則該滑輪組最大的機械效率為多少？

（寫出計算過程，不計繩重及摩擦，不考慮動滑輪掛鉤下方繩

子所能承受的最大拉力，計算結(jié)果精確到0.1%）

26.工人用如圖甲所示的滑輪組利用箱子運送建材上樓每次運送最重物一

不定滑輪組的機械效率隨建材重量變化的圖像，如圖乙所示滑乙

輪和鋼繩的摩擦力及繩重忽略不計。（g取10N/kg）

（1）動滑輪的重力是多大；

（2）若某次運送建材的質(zhì)量為50kg,求此時的拉力是多少;

（3）當滑輪組的機械效率為60%時運送建材的重力是多大？

機械能與簡單機械

參考答案與試題解析

一.選擇題（共19小題）

1.如圖甲所示，重80N的物體在大小為30N的水平向左的拉力Fi的作用下，在水平面.上

以0.4m/s的速度做勻速直線運動，再改用圖乙所示的滑輪組拉物體，該物體在水平向右

的拉力F2作用下，在相同的水平面上以相同的速度水平向右勻速直線運動了0.5m（滑輪

與繩子質(zhì)量及滑輪與繩子的摩擦均不計）。下列說法正確的是（）

乙

A.拉力F2的大小為60N

B.拉力Fi的功率為24W

C.物體與水平面之間的摩擦力的大小為15N

D.拉力F2做的功為45J

【分析】（1）根據(jù)動滑輪的特點和二力平衡條件求出物體與地面間的摩擦力；

（2）根據(jù)滑輪組的特點求出拉力F2的大小和F2的速度，然后根據(jù)p=I=Zs=Fv求

tt

出拉力F2的功率；

（3）根據(jù)W=Fs求出拉力F2做的功。

【解答】解：C、圖甲中是一只動滑輪，用2段繩子承擔，物體做勻速直線運動時，拉力

與摩擦力是一對平衡力則摩擦力：f=2Fi=2X30N=60N,故C錯誤；

AB、分析滑輪組可知，左側(cè)滑輪由兩段繩子承擔，在滑輪與繩子質(zhì)量及滑輪與繩子的摩

擦均不計的情況下，每段繩子的拉力：F=lf=lx60N=30N,每段繩子的速度：v=nv

22

物=2X（）.4m/s=（）.8tn/s,

右側(cè)滑輪由3段承擔，右側(cè)拉力：F2=3F=3X30N=90N,F2的速度：v2=-iv=-lx（）.8m/s

33

=—m/s,則拉力F?的功率：P2=也-=>2s2=F2V2=90NX—m/s=24W,所以A錯

15tt15

誤，B正確；

D、在滑輪與繩子質(zhì)量及滑輪與繩子的摩擦均不計的情況下，拉力F2做的功就是克服物

體受摩擦力做的功：W=fs=60NX（）.5m=30J,所以D錯誤。

故選：Bo

【點評】本題考查了功和功率的計算以及力的合成等。關鍵是能對滑輪組的特點進行正

確的分析，還要能熟練運用功、功率的公式進行必要的計算。

2.質(zhì)量分布均勻、重為G的直桿AB置于水平面上（忽略桿的直徑大?。?。小科同學現(xiàn)在A

端施加外力F,勻速緩慢抬起直桿至如圖位置（桿與水平面成60。角），此時桿A端距

地面高度為h,桿的B端始終和地面之間保持相對靜止，F(xiàn)的方向始終和直桿垂直，則下

列說法中正確的是（）

B.抬起過程中，力F所做的功為Fh

C.抬起過程中，桿克報重力做功為gg

2

D.抬起過程中，若不計摩擦損失能量，則桿的機械能守恒

【分析】（1）根據(jù)動力臂和阻力臂的大小關系分析杠桿的省力和費力情況；

（2）（3）由圖示分析杠桿重心上升的高度，根據(jù)W=Gh求出桿克服重力做的功：不計

摩擦損失的能量時，尢F所做的功等于克服桿的重:力做的功；

（4）根據(jù)動能和重力勢能大小的變化分析其機械能的變化。

【解答】解：

A、在A端施加外力P,勻速緩慢抬起直桿至如圖位置，則杠桿AB的支點為B點；

由題意可知，F(xiàn)的方向始終和直桿垂直，則動力臂等于桿的長度；如圖所示：

在抬起的過程中，因動力臂始終大于阻力臂，所以杠桿為省力杠桿，一直省力，故A錯

誤；

BC、質(zhì)量分布均勻的宜桿AB的重心在其中點處，如圖所示，此時桿A端距地面高度為

h,

抬起過程中，力F使杠桿的高度發(fā)生了變化，由幾何知識可知杠桿的重心上升的高度為上,

2

則桿克服重力做功為w=91；

2

不計摩擦損失的能量時，力F所做的功等于克服桿的重力做的功，為生，故B錯誤、C

2

正確：

D、勻速抬起過程中，若不計摩擦損失的能量，桿的質(zhì)量不變、速度不變，所以桿的動能

不變，同時桿的高度變大，其重力勢能變大，所以桿的機械能增大，則桿的機械能不守

恒，故D錯誤。

故選：Co

【點評】本題考查了杠桿的分類、功的計算公式的應用、機械能是否守恒的判斷，屬于

綜合題。

3.如圖甲所示，虛線框內(nèi)是由兩個相同的滑輪安裝成的滑輪組。利用該滑輪組提升質(zhì)最為

27kg的物體所用的拉力為100N。物體和繩子自由端的運動情況如圖乙所示，不計繩重和

摩擦，則（）

A.該滑輪組的機械效率為90%

B.滑輪組中動滑輪重10N

C.拉力的功率為50W

D.繩子自由端移動的速度為0.5m/s

［分析］先根據(jù)物體和繩子自由端的運動情況確定滑輪組承擔物重的繩子股數(shù)n,則拉力

端移動距離s=nh；

（1）利用速度公式求繩子自由端移動速度；

（2）利用G=mg求提升物體的重力，滑輪組的機械效率n=E毀=絲=一^-=9

W總FsFX3h3F

求滑輪組的機械效率；

（3）知道拉力大小，利用P=X=2S=Fv求拉力的做功功率：

tt

（4）不計繩重和摩擦，拉力F=』（G+G動），據(jù)此求動滑輪的重力。

3

【解答】解：由圖乙可知，在t=4s內(nèi)，物體上升高度h=2m時，繩子自由端移動距離s

=6m,

滑輪組承擔物重的繩子股數(shù)：n=?=匣=3。

h2m

（1）繩子自由端移動的速度：

v=—=—=1.5m/s,故D錯誤；

t4s

（2）物體重力：G=mg=27kgXION/kg=27ON,

輪組的機械效率：

_w有用

n-------=Gh=_Gh_=_G_=__270N_X100%=90%,故A正確:

w2日、KFX3h93X100N

（3）拉力的做功功率:

p=JL=±￡=Fv=100NX1.5m/s=150W,故C錯誤;

（4）不計繩重和摩擦，拉力F=2（G+G動），則動滑輪的重力：

3

Gdj=3F-G=3X100N-270N=30N,故B錯誤；

故選：Ao

【點評】本題考查了使用滑輪組時動滑輪重力、功率和機械效率的計算，能根據(jù)表中圖

象乙求出使用滑輪組承擔物重的繩子股數(shù)是關鍵。

4.如圖甲所示，小明水平去推地面上的物體，物體受到方向不變的水平推力F的作用，其

F-t和v-t圖像分別如圖乙和圖丙所示。由圖像可知（）

A.0?3s,推力做的功為9J

B.9s?12s,小明克服摩擦做功6J

C.9s-12s,推力做功的功率為6W

D.3s?6s,物體受到的摩擦力小于6s?9s物體受到的摩擦力

【分析】（I）由圖丙可知0?3s內(nèi)物體的運動情況，根據(jù)做功的兩個必要條件分析。?3s

內(nèi)推力對物體做功情況；

（2）由圖內(nèi)可知物體做勻速直線運動的時間段，由圖乙可知此時的水平推力，根據(jù)二力

平衡條件求出物體所受的滑動摩擦力；

（3）由圖丙可知9?12s內(nèi)物體的速度，利用P=V=』S=Fv求9?12s內(nèi)，推力F對

tt

物體做功的功率；

（4）由圖丙可知3s?6s、6?9s時物體的運動情況，根據(jù)滑動摩擦力的影響因素分析3s?

6s和6s?9s物體受到摩擦力的關系。

【解答】解：A、由圖丙可知，0?3s物體的速度為0,處于靜止狀態(tài)，因此推力對物體

做的功為3,故A錯誤；

B、由圖丙可知，9?12s內(nèi)物體做勻速直線運動，處于平衡狀態(tài)，由圖乙可知，此時水

平推力為6N,

根據(jù)二力平衡條件可知，此時物體在水平方向上受到的推力、摩擦力是一對平衡力，因

此物體受到的滑動摩擦力：f=F=6N,故B正確；

C、由圖丙可知，9?12s內(nèi)物體的速度為lm/s,

則9?12s內(nèi)，推力F對物體做功的功率：P=X=E^=Fv=6NXlm/s=6W,故C正確；

tt

D、由圖丙可知3?6s內(nèi)物體做加速直線運動，6?9s物體做減速直線運動，由于壓力和

接觸面的粗糙程度不變，所以摩擦力不變，都等于做勻速直線運動時的摩擦力，所以3s?

6s物體受到的摩擦力等于6s?9s物體受到的摩擦力，故D錯誤。

故選：Co

【點評】本題考查二力平衡條件、滑動摩擦力影響因素、速度公式、功和功率公式的應

用，關鍵是從圖中得出有用信息。

5.質(zhì)量和溫度都相同的甲、乙兩種物質(zhì)，用同樣的加熱器進行加熱，它們溫度隨時間變化

的圖像如圖所示，下列說法正確的是（)

A.由圖可知，甲物質(zhì)的熔點一定是gO℃

B.0-6min甲和乙兩種物質(zhì)吸收的熱量一樣多

C.8-lOmin甲物質(zhì)的溫度和內(nèi)能保持不變

D.在升溫階段，甲的比熱大于乙的比熱

【分析】（1）根據(jù)甲、乙可能的狀態(tài)分析；

（2）用同樣的加熱器進行加熱，在相同時間內(nèi)物質(zhì)吸收的熱量是相同的；

（3）物質(zhì)吸收熱量，內(nèi)能變大；

（4）根據(jù)公式Q=cm△t分析比熱容的大小。

【解答】解：A、由圖象可知，甲的末溫保持不變，但可能處在熔化過程中，也可能處于

沸騰過程中，此時的溫度不一定是沸點，故A錯誤；

B、實驗中用同樣的加熱器進行加熱，在相同時間內(nèi)物質(zhì)吸收的熱量是相同的，則在

6min內(nèi)兩物質(zhì)吸收的熱量都是相同的，故B正確；

C、不考慮物質(zhì)質(zhì)量的變化和能量損失，在8-lOmin內(nèi)甲繼續(xù)吸熱，則甲的內(nèi)能都不斷

增加，故C錯誤；

D、由圖可知，在0?6min內(nèi)，加熱時間相同，吸收的熱量相同，甲的溫度變化快，且

兩物質(zhì)的質(zhì)量相同，根據(jù)Q=cmAt可知，甲的比熱容小，故D錯誤。

故選：Bo

【點評】此題通過圖象分析考查了學生從圖象中獲取有關信息的能力。

6.某科學小組用Ll、L2兩個小燈泡及其它必要元件，設計了如圖甲、乙、丙三個電路，電

源電壓相同且恒定不變，閉合開關后電路消耗的總功率P甲、P乙、P內(nèi)的關系是（）

A.P乙VP甲VP丙B.P甲〉P乙＞P丙

C.P甲=P乙=P內(nèi)D.P甲＜P內(nèi)=P乙

【分析】由于甲、乙、丙三個電路的電源電壓相同且恒定不變，則根據(jù)串并聯(lián)電路的電

TJ2

阻特點和P=UI=U—即可比較電路的總功率P甲、P乙、P內(nèi)的關系。

R

【解答】解：由甲電路圖可知，電路為燈泡Li的簡單電路，乙電路為兩燈泡串聯(lián)，丙電

路為兩燈泡并聯(lián)，

根據(jù)因串聯(lián)電路中電阻越串越大、并聯(lián)電路中電阻越并越小的特點可知：R甲VR乙，R甲

＞R丙，

所以，口乙＞口甲＞1^丙，

由于甲、乙、丙三個電路的電源電壓相同且恒定不變，則根據(jù)P=ui=（可得：

所以，閉合開關后電路消耗的總功率關系為：P乙VP甲VP丙。

故選：Ao

【點評】本題考查了電功率的計算，根據(jù)題意得出甲、乙、丙三個電路中總電阻的關系

是關鍵。

7.小亮同學是個愛動腦的孩子，他想知道家里電風扇的實際功率多大，于是他將家里其他

用電器都關閉，只讓電風扇單獨工作了72s,如圖的電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)了5轉(zhuǎn)，下列說法正確

的是（）

A.此電能表轉(zhuǎn)盤每小時轉(zhuǎn)過2500轉(zhuǎn)

B.電能表是測量電路中用電器功率的儀器

C.在此期間電風扇消耗的電能是36000J

D.電風扇的實際功率是100W

【分析】（1）用電器消耗電能的多少用電能表測量；

（2）利用P=UI可求得最大電功率；

（3）2500r/kW-h表示的是電路中每消耗lkW*h的電能,轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)2500圈，或者表示轉(zhuǎn)盤

轉(zhuǎn)I圈，電路中消耗」^kW?h的電能，據(jù)此求出電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)了5r消耗的電能，再根

2500

據(jù)P=里求出電風扇的實際功率。

t

【解答】解：A、2500:7kW?h表示的是電路中每消耗lkW?h的電能，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)2500圈，

故A錯誤；

B、電能表是測量甩路中用電器消耗電能的儀器，故B錯誤；

CD、因2500i7kW?h表示轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)1圈，電路中消耗」-kW?h的電能，所以，電能表轉(zhuǎn)

2500

盤轉(zhuǎn)了5r消耗的電能：

W=—kW?h=0.002kW?h=7200J,

2500

電風扇的實際功率：

P=2=。嘿kW'h=0.1kW=100W,故D正確，C錯誤。

t21

3600

故選：Do

【點評】本題考查了電能表的作用以及電功、電功率的計算，明白電能表參數(shù)的含義是

關鍵。

8.光發(fā)動機是一種把光能轉(zhuǎn)化為機械能的裝置.，其核心部分工作原理如圖示：帶有活塞的

密閉化學反應室中有氣態(tài)物質(zhì)，當光從窗口射入時，可使氣態(tài)物質(zhì)接受光能而反應生成

液態(tài)物質(zhì)。而無光照射情況下反應逆向進行，重新生成氣態(tài)物質(zhì)。因此可通過控制窗口

處射入的光能使氣室中的氣態(tài)物質(zhì)循環(huán)反應，從而推動活塞輸出機械能。則光發(fā)動機該

裝置中的活塞向右運動時，相當于選項中汽油機四個沖程中的（）

【分析】分析光發(fā)動機該裝置中的活塞向右運動時的能量轉(zhuǎn)化情況，找出汽油機四沖程

中能量轉(zhuǎn)化與此相當?shù)臎_程。

【解答】解：

由題知，通過控制窗匚處射入的光能使氣室中的氣態(tài)物質(zhì)循環(huán)反應，從而推動活塞輸出

機械能；

這里將光能轉(zhuǎn)化為機械能，使活塞向右運動（氣室內(nèi)的空氣對活塞做功），相當于汽油機

的做功沖程，此時兩個氣門關閉，燃氣膨脹對活塞做功，使活塞向下運動，觀察可知只

有C符合題意。

故選：Co

【點評】本題考查了汽油機四沖程的特點，確定其中的能量轉(zhuǎn)化情況是關鍵。

9.十八世紀，瓦特發(fā)明的冷凝器蒸汽機推動了人類第一次工業(yè)革命。如圖為蒸汽機的工作

原理：打開閥門A、關閉閥門B,高壓蒸汽進入汽缸，推動活塞上行。當活塞達到汽缸

頂部時，關閉閥門A、打開閥門B,蒸汽進入冷凝器，汽缸內(nèi)壓強減小，活塞下降，如

此循環(huán)往復。下列說法錯誤的是（）

活塞

鍋爐

A.用水冷凝蒸汽是利用熱傳遞改變內(nèi)能

B.蒸汽機在整個工作過程中遵循機械能守恒

C.蒸汽機活塞上行過程與汽油機的做功沖程相似

D.蒸汽推動活塞向外做功后，蒸汽的內(nèi)能會減小

【分析】（1）改變內(nèi)能的方法有兩種：做功和熱傳遞；物體對外做功，自身的內(nèi)能會變

小；

（2）根據(jù)能量的轉(zhuǎn)化分析；

（3）（4）蒸汽對活塞做功時，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能；汽油機在做功沖程中將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為

機械能。

【解答】解：

A、用水冷凝蒸汽時，蒸汽放出熱量，是通過熱傳遞改變內(nèi)能的，故A正確；

B、蒸汽對活塞做功，活塞的機械能增大，所以機械能不守恒，故B錯誤；

C、蒸汽推動活塞上行，蒸汽的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為活塞的機械能，與汽油機的做功沖程相似，故

C正確;

D、蒸汽推動活塞向外做功后，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，所以蒸汽的內(nèi)能會減小，故D正確。

故選：Bo

【點評】本題考查了蒸汽機的工作原理、改變內(nèi)能的方法，屬于基礎題。

10.如圖為某超市搬運工利用便捷式貨物搬運車進行桶裝水搬運工作的示意圖，若搬運工在

把手上施加拉力F使搬運車保持靜止，則拉力F的方向應該為（）

C.

把手

G,^Tp)

【分析】將便捷式貨物搬運車看成杠桿，杠桿的支點在車輪軸上，圖中重力使杠桿逆時

針轉(zhuǎn)動，要想保持杠桿靜止不動，拉力F必須使杠桿順時針轉(zhuǎn)動。

【解答】解：A、將便捷式貨物搬運車看成杠桿，杠桿的支點在車輪軸上，由圖可知，圖

中Fi、G兩個力都使杠桿逆時針轉(zhuǎn)動，因此杠桿不能保持靜止，故A錯誤；

B、由圖可知，圖中F2、G兩個力都使杠桿逆時針轉(zhuǎn)動，因此杠桿不能保持靜止，故B

錯誤；

C、由圖可知，圖中F3的力的作用線通過支點即F3的力臂為0,而G的力臂不為0,

由杠桿的平衡條件知，因此杠桿不能保持靜止，故C錯誤；

D、由圖可知，圖中F4使杠桿順時針轉(zhuǎn)動，G使杠桿逆時針轉(zhuǎn)動，只要F4LI=GL,杠

桿就能保持靜止，故D正確。

故選：D。

【點評】本題考查了杠桿的平衡條件的應用，屬于基礎題。

11.春季是傳染性疾病多發(fā)的季節(jié)，如流行性感冒、諾如病毒感染性腹瀉、新冠肺炎等。在

人員較密集、空氣流通差的地方容易傳播。請回答。

新冠疫情期間，我市經(jīng)常進行全員核酸。如圖是工作人員在用核酸拭子采集完后，將試

子頭掰折入試管的情景。該情景下拭子相當于杠桿，下列關于該杠桿的分析正確的是

()

F

F2\/^F2

o

FiO

A.B.

【分析】在動力作用下，杠桿可能靜止，也可能轉(zhuǎn)動.阻力與動力作用效果相反，如果

動力使杠桿順時針轉(zhuǎn)動，阻力必須使杠桿逆時針轉(zhuǎn)動.

【解答】解：該情景下拭子相當于杠桿，臼繞0點逆時針旋轉(zhuǎn)，F(xiàn)2繞0點順時針旋轉(zhuǎn)。

故選B。

【點評】本題的解題關鍵是記住支點、杠桿的定義，看其是否具備杠桿的所有條件.

12.如圖是小明家陽臺上的手搖晾衣架，衣服和晾衣架的總重為100牛，不計滑輪重、繩重

及摩擦。下列說法正確的是（）

A.裝置中的A和B都是動滑輪

B.衣服上升0.2米，搖柄對繩做功20焦

C.利用該裝置不能省力，但能改變力的方向

D.衣服勻速上升時，搖柄對繩的拉力F為20牛

【分析】（1）定滑輪和動滑輪的主要區(qū)別是：動滑輪會隨物體?起運動，定滑輪不隨物

體運動；

（2）已知晾衣架上升的距離和動滑輪上繩子的段數(shù)，可求搖柄端繩子要下降的距離，利

用W=Fs求功；

（3）不計滑輪重、繩重及摩擦，拉力F=1G,利用該裝置既能省力，又能改變力的方

n

向；

（4）由圖可以看出連接動滑輪繩子的股數(shù)n,不計動滑輪重、繩重及摩擦，根據(jù)F=1G

n

求出人通過搖柄作用在繩上的拉力。

【解答】解：A.A滑輪的軸是固定不動的，是定滑輪，B滑輪的軸與物體一起運動，是

動滑輪，故A錯誤；

B.由圖可知，晾衣架有兩個動滑輪，連接動滑輪繩子的股數(shù)n=4,晾衣架上升0.2m,

搖柄端繩子要下降s=4h=4X0.2m=0.8in,

不計滑輪重、繩重及摩擦，搖柄對繩做功W=FS=C^=&!LXO81r=20J，故B正確；

44,

C.由圖可知，晾衣架右兩個動滑輪，連接動滑輪繩子的股數(shù)n=4,不計滑輪重、繩重

及摩擦，人對繩的拉力F=2G,拉力方向向下，可見，利用該裝置既能省力，又能改變

4

力的方向，故C錯誤；

D.由圖可知，連接動滑輪繩子的股數(shù)n=4,不計滑輪重繩重及摩擦，靜止時繩的拉力:

F=-1G^=-JXIOON=25N,故D錯誤。

故選:Bo

【點評】本題考杳滑輪種類的判斷、滑輪組的拉力的計算、做功的計算，難點是判斷動

滑輪上繩子的段數(shù)，這是解決問題的關鍵。

13.如圖所示，相同的甲、乙兩木塊用一無彈性的細線相連后靜置于粗糙水平地面，橡皮筋

的兩端分別與墻面和甲木塊相連，如圖1所示，圖中橡皮筋松弛而細線處于繃直狀態(tài)。

現(xiàn)用水平力F拉動乙木塊沿直線向右運動時開始計時，0?H時間內(nèi)橡皮筋逐漸被拉直至

原長；12時刻細線恰好被拉斷：12?t3乙木塊繼續(xù)向右運動，整個過程乙木塊的速度始終

保持不變，力F的大小隨時間t變化關系的如圖2所示。下列說法正確的是（）

A.0?ti時間內(nèi)，乙受到的摩擦力是8N

B.II?12時間內(nèi)，橡皮筋對甲的拉力方向是水平向右

C.整個過程中，細線能承受的最大拉力是I0N

D.整個過程中，甲、乙的機械能始終守恒

【分析】物體在水平面上做勻速直線運動時，水平方向上的拉力和滑動摩擦力是一對平

衡力，大小相等；滑動摩擦力的大小與壓力大小、接觸面的粗糙程度有關；橡皮筋彈力

的大小與彈性形變的程度有關；力對物體做功機械能增大，物體克服摩擦力做功機械能

減少。

【解答】解：A、0?1I時間內(nèi)，拉力和摩擦力大小相等，拉力大小不變，摩擦力大小不

變，甲、乙整體摩擦力是8N,甲、乙受摩擦力分別都是4N,故A錯誤；

B、U?12時刻隨著橡皮筋被拉長，橡皮筋產(chǎn)生的拉力也逐漸增大，橡皮筋對甲的拉力方

向是水平向左，故B錯誤；

C、t2時刻拉力達到14N時細線被拉斷，乙受到摩擦力是4N,整個過程中，細線能承受

的最大拉力是14N-4N=10N,故C正確：

D、整個過程中，拉力對物體做功，同時物體乂克服摩擦力做功，甲、乙的機械能不守恒,

故D錯誤。

故選：Co

【點評】本題考查/二力平衡條件的應用、影響摩擦力大小的因素，明確拉力的變化是

解題的關鍵。

14.如圖甲是蹦極運動過程示意圖，小明從0點開始下落，0A長度是彈性繩的自由長度，

在B點時他所受彈性繩彈力恰好等于自身重力，C點是下落到達的最低點。蹦極過程中

人和彈性繩的能量變化如圖乙（忽略空氣摩擦的影響），下列判斷正確的是（）

甲乙

A.a圖像表示人的重力勢能

B.t3時刻人在B點位置

C.t2時刻繩的彈性勢能最大

D.13時刻人的動能為零

【分析】動能的大小與質(zhì)量和速度有關，重力勢能的大小與質(zhì)量和高度有關；彈性勢能

的大小與彈性形變程度的大小有關。

【解答】解：運動員從0到A的過程中，質(zhì)量不變，高度變小，重力勢能變小，速度變

大，動能變大；

從A點到B點過程中，運動員受到的彈力小于重力，所以運動員向下做加速運動，速度

變大，質(zhì)量不變，動能變大；

從B到C的過程中，彈力大于重力，運動員向下做減速運動，質(zhì)量不變，動能變??；高

度變小，重力勢能變??；

a先變大后變小，表示的是動能的變化圖像，12時刻人的動能最大，所以人在B點位置；

t2時刻彈性繩的形變程度不是最大，彈性勢能不是最大；

b在U時刻后逐漸增大，為彈性勢能的變化圖像；t3時刻人的速度為0,在最低點，人的

動能為零；

綜上所述，D正確。

故選：D。

【點評】此題是有關能量的轉(zhuǎn)化及運動和力的關系，能夠分析出運動員在運動過程中速

度的變化及受力變化是關鍵。

15.如圖所示，甲、乙兩杠桿處于水平位置平衡，甲圖上有兩個體積不同的實心鐵球，乙圖

上有兩個體積相同的實心鋁球和鐵球，如果把它們都浸沒在水中，則杠桿將發(fā)生的變化

是（）

A.甲、乙杠桿都保持平衡

B.甲、乙杠桿都右側(cè)下沉

C.甲杠桿仍保持平衡，乙杠桿右側(cè)下沉

D,甲杠桿右側(cè)下沉，乙杠桿仍保持平衡

【分析】分析這兩種情況的共同思路是：

（1）根據(jù)杠桿兩端密度和體積情況，可比較出重力的大小情況；

（2）甲、乙兩個物體，都浸沒水中后，根據(jù)F浮=p淞gV措比較出受到的浮力大小情況，

力與力臂的乘積都減小，減小值小的那端杠桿將下降。

【解答】解：（1）甲杠桿：

浸入水中之前，pttgViXL^ptxgVaXLa

所以VIXLI=V2XL2

浸入水中后左端力和力臂的乘積為：（p跌gVi-p水gVi）XLi=（p帙-pQgViXLi

浸入水中后右端力和力臂的乘積為：（p帙gV2-p水gV2）XL2=（p扶-p水）gV2XL2

所以浸入水中后，左右兩端力和力臂的乘積相等，故杠桿仍然平衡。

（2）乙杠桿:

浸入水中之前，p?!gVXLi=p^gVXL2-----------------①，

浸入水中后左端力和力博的乘積為：（pfi'.gV-p水gV）XLi=p?；gVXLi-p水gVXLi

----------②，

浸入水中后右端力和力臂的乘積為：（pttgV-p水gV）XL>=pttgVXL2-p水gVXL2

----------③,

由于LI>L2,結(jié)合①可知，左端力和力臂的乘積小于右端力和力臂的乘積，故杠桿失去

平衡，右端下沉。

綜上所述，選項C符合題意。

故選：Co

【點評】本題考查了學生對阿基米德原理、杠桿平衡條件的掌握和運用，利用好力臂大

小關系和受到的浮力大小關系是本題的關鍵。

16.很多同學在課間玩扭轉(zhuǎn)礦泉水瓶的游戲，如圖所示，在瓶里裝有少量的水，蓋緊瓶蓋，

使勁擰瓶的下部，使其嚴重變形，然后略松開瓶蓋（對著沒人的方向），瓶蓋彈出數(shù)米遠，

觀察到瓶口和瓶內(nèi)有白霧產(chǎn)生。下列分析正確的是（）

A.用力擰瓶的下部時瓶內(nèi)氣體內(nèi)能減少，溫度升高

B.用力擰瓶的下部時瓶內(nèi)氣體內(nèi)能增加，溫度降低

C.瓶蓋彈出時氣體內(nèi)能減小，溫度降低，水蒸氣液化

D.瓶蓋彈出時氣體內(nèi)能增加I,溫度降低，水蒸氣液化

【分析】做功可以改變物體的內(nèi)能，當外界對物體做功時，物體的內(nèi)能增大，當物體對

外界做功時，物體的內(nèi)能就會減小。

【解答】解：

（1）用力擰瓶的下部時，瓶子的體枳變小，此時壓縮瓶內(nèi)氣體做功，機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,

瓶內(nèi)氣體內(nèi)能增加，溫度升高，故AB錯誤；

（2）當瓶蓋彈出時瓶內(nèi)及瓶口有白霧，這是因為瓶內(nèi)氣體對外做功，內(nèi)能減小，水蒸氣

遇冷，液化形成了小水滴，故C正確，D錯誤。

故選：Co

【點評】此題考查的是我們對于物理現(xiàn)象的分析能力，根據(jù)情境分析所用到的物理知識,

這是一種新題型，值得我們關注。

17.我們經(jīng)常用摩擦力的知識來分析拔河比賽的輸贏情況。如圖，小明和爸爸媽媽通過一個

滑輪組進行拔河比賽。已知爸爸與地面之間的摩擦力最大可達540牛。為了勝過爸爸，

小明能挺住不動，則媽媽與地面間的摩擦力至少應達到（不計滑輪重、繩重及其摩擦）

（）

o野色色c

A.540牛B.270牛C.360牛D.200牛

【分析】爸爸媽媽在輕質(zhì)滑輪組兩端拉著滑輪組，見爸爸與地面間的摩擦力等于媽媽與

地面間的摩擦力與小明的拉力之和；承擔右側(cè)滑輪組繩子段數(shù)為3,3段繩子分擔了該滑

輪組受到的外力，外力的大小等于爸爸與地面之間的摩擦力。

【解答】解：若不計滑輪重、繩重及滑輪組摩擦，小明所使用的拉力F=』f=2X540N

33

=180N；

由于爸爸媽媽在輕質(zhì)滑輪組兩端拉著滑輪組，則f弼媽=f隆-F=540N-180N=36DN,

故ABD錯誤，C正確＜

故選：Co

【點評】本題考查滑輪組的特點，計算過程要注意，右側(cè)滑輪由3段繩子拉著，拉力的

大小是摩擦力的三分之一半。

18.甲、乙兩鐵塊如圖連接，吸附在豎直且足夠長的固定磁板兩側(cè)，m甲=2.5kg,m乙=3kg、

G動=3N,甲以U.2m/s的速度豎直向下勻速直線運動.磁性平板對?甲、乙的磁力相同（細

繩足夠長且處于豎直拉伸狀態(tài)，不計繩重和繩與滑輪的摩擦，磁性平板對其他器材無磁

力作用且接觸面粗糙程度都相同）。下列說法不正確的是（）

A.磁性平板對甲乙的摩擦力相同均為5N

B.甲所受拉力為20N

C.乙所受拉力的功率為1.5W

D.3s內(nèi)甲、乙克服摩擦力做功不相等

【分析】（1）根據(jù)G=mg分別求出甲、乙兩鐵塊的重力，根據(jù)滑動摩擦力的大小只與壓

力的大小和接觸面的粗糙程度有關結(jié)合題意得出甲、乙受到的摩擦力關系，然后對甲、

乙受力分析，根據(jù)甲、乙受到的合力為零得出等式；由圖可知滑輪組繩子的有效股數(shù)，

不計繩重和繩與滑輪的摩擦，根據(jù)F=2（F+GRJJ）得出等式，然后聯(lián)立等式即可求出磁

n

性平板對甲、乙的摩擦力和甲、乙所受拉力；

（2）根據(jù)丫甲=2乙求出乙物體上升的速度，利用P=H=2亙=FV求出乙所受拉力的功

tt

率；

（3）根據(jù)s“，=ns乙得出甲、乙運動的路程關系，根據(jù)W=fs得出3s內(nèi)甲、乙克服摩擦

力做功是否相等。

【解答】解：

AB.甲、乙兩鐵塊的重力分別為：G.p=mtpg=2.5kgXION/kg=25N,G乙=n“g=3kg

Xl（）N/kg=30N,

因滑動摩擦力的大小只與壓力的大小和接觸面的粗糙程度有關，

所以，由磁性平板對甲、乙的磁力相同和接觸面粗糙程度相同可知，甲、乙受到的摩擦

力f大小相等；

由題知，甲以0.2m/s的速度豎直向下勻速直線運動，

對甲進行受力分析可知，甲受到豎宜向下的重力G甲和豎直向上的摩擦力f、繩子的拉力

F甲的作用處于平衡狀態(tài)，

由甲受到的合力為零可得：G甲=f+F甲，即25N=f+F甲---------①

對乙進行受力分析可知，乙受到豎直向下的重力G乙、摩擦力f和豎直向上繩子的拉力F

乙的作用處于平衡狀態(tài)，

由乙受到的合力為零可得：G乙+f=F乙，即3（）N+f=F乙---------②

由圖可知，滑輪組繩子的有效股數(shù)n=2,不計繩重和繩與滑輪的摩擦，

則有：F甲=2（F乙+G動）,即F甲=?lx（F乙+5N）------------③

n2

由①②③可得：f=5N,F甲=20N,F乙=35N,故AB正確：

C.由vip=nv乙可得，乙物體上升的速度：v乙=2v甲=2XO.2m/s=O.lm/s,

n2

W7F7s7

則乙所受拉力的功率：P『一乙乙=Fz.v乙=35NX0.1m/s=3.5W,故C錯誤；

tt

D.甲、乙運動的路程關系為s中=ns乙=2s