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2023-2024学年江苏省常州实验中学九年级（上）月考物理试卷（含解析）
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2023-2024学年江苏省常州实验中学九年级（上）月考物理试卷
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
注意事项:
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在试卷上无效。
3.考试结束后，本试卷和答题卡一并交回。
一、单选题（本大题共12小题，共36.0分）
1.下列所示简单机械中，使用时能省距离的是( )
A. 瓶起子 B. 食品夹
C. 羊角锤 D. 撬棒
2.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. 将左边的钩码去掉二个并保持位置不变，同时将右边钩码向左移二格
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. 将左右两边的钩码均向外移动一格
3.如图所示，质量分布均匀的直杆AB置于水平地面上，现在A端施加拉力F，缓慢抬起直杆直至竖直.B端始终和地面之间保持相对静止，F的方向始终和直杆垂直，该过程中拉力F的大小将( )
A. 保持不变 B. 先减小后增大 C. 逐渐减小 D. 先增大后减小
4.我国民俗活动丰富多彩，在立夏时节，有的地方会给孩子称体重，如图1所示，冀求孩子健康成长，俗称“立夏秤人”。如图2，小孩和篮子的总质量为10kg，调整秤砣的位置，使杆秤处于水平平衡状态(忽略绳重和杆重)，此时OA=3cm，OB=10cm。下列说法不正确的是( )
A. 该杆秤一定为费力杠杆
B. 该秤砣的质量为3kg
C. 要使该杆秤的量程变大，应该换用质量更大的秤砣
D. 若换称质量较小的孩子，当秤杆水平平衡后，秤砣的悬挂点在B点左边
5.如图所示为一种手摇升降晾衣架示意图它由4个定滑轮和两个动滑轮组成，绳子的尾端绕在一个固定在墙壁的旋轮上，旋转摇柄可以使晾衣架升降假设在升降过程中衣架横梁保持水平，若衣服和晾衣架等总重30N，每个滑轮重10N(各种摩擦力及绳重忽略不计)，则静止时绳子拉力为( )
A. 25N B. 12.5N C. 22.5N D. 20N
6.如图甲，大人、男孩、女孩用两根相同圆木棍和一根绳子玩“比力气”的游戏。该游戏装置与滑轮组类似，图乙是其示意图。绳的一端固定在一根木棍上，在两根木棍上绕几圈后女孩捆住绳的另一辆向外拉，大人、男孩则各握住一根木棍向外拉，三人中被拉动者为负，他们都使出了最大力气，仍处于“僵持”状态，没能分出胜负。忽略绳与木棍之间的摩擦，以下做法中最有可能使女孩获胜的是( )
A. 仅将绳在两木棍上多绕1圈 B. 仅将绳在两木棍上少绕1圈
C. 仅增加绳的总长 D. 仅减小绳的总长
7.《天工开物》中记载有一种自动引水灌溉工具——“高转筒车”(如图)。使用时下方转轮安装在河道中，流水驱动轮子转动，系在传动绳索上的竹筒将水从河里源源不断输送到上方农田中。下列说法正确的是( )
A. 这是一台“永动机”
B. 水在输送过程中重力势能不变
C. 转轮转速越快输水做功功率越大
D. 上、下两个转轮可分别看作定滑轮和动滑轮
8.如图所示，是两个质量相同的小球甲、乙均从a处竖直下落到b处的过程中，每隔相等时间曝光一次分别得到的照片，据此记录，下列说法正确的是( )
A. 两球的平均速度相等
B. 两球的重力做功相等
C. 甲球受的阻力比乙大
D. 甲球做匀速直线运动
9.非洲旱季，常用Hipporoller(中间有转轴的塑料桶)运水。如图所示，小华分别用背背、手抱、平拉、滚拉的方式运满桶水，在粗糙的程度相同的水平地面上匀速行走相同路程，她对满桶水做功最多的是( )
A. B. C. D.
10.如图所示，在大小为500N的拉力F作用下，滑轮组在2s内将800N的重物匀速提升了1m，不计绳重和摩擦，则在此过程中，下列说法正确的是( )
①绳子自由端移动速度为0.5m/s
②动滑轮的重为200N
③滑轮组的机械效率是80%
④若用该滑轮组提升所受重力更小的物体，该装置的机械效率会提高
A. ①②
B. ①③
C. ②③
D. ②④
11.打篮球是很多同学喜爱的运动项目，某次打篮球过程中，篮球的部分运动轨迹如图所示，下列说法正确的是( )
A. 篮球经过相同高度的B、C两点时，机械能相等
B. 篮球第一次反弹后到达最高点D时，动能为0
C. 篮球经过B、E两点时，动能可能相等
D. 篮球在整个过程中机械能守恒
12.北京世园会上，车身离地30cm高的电动无人扫地车在平直路面上匀速前进并将地面上的落叶吸入车内，此过程中，扫地车整体的( )
A. 动能不变，重力势能不变
B. 动能不变，重力势能变大
C. 动能变大，重力势能不变
D. 动能变大，重力势能变大
二、填空题（本大题共6小题，共13.0分）
13.如图甲是一种落地式海报架，图乙是海报架的侧视结构示意图。若视海报架为杠杆，水平向右的风将其吹倒的瞬间，支点是______ (填“B”或“C”)。
14.“由物及理，思维建模”。如图所示，这是一种利用滚轴和绳子组装的特殊提升装置，该提升装置相当于______(填简单机械名称)模型；人们借助这种装置的主要目的是为______(选填“省力”、“省距离”或“省功”)；若某同学所用的拉力为300N，不计摩擦和装置的自重，则摩托车的质量为______kg。(g取10N/kg)
15.如图是使用手机和自拍杆自拍时的示意图，自拍杆可以看作是一个杠杆(O为支点)。已知自拍杆长lm(质量忽略不计)，手机对杆竖直向下的作用力F2=3N，图中OC=10cm、OB=80cm，该杠杆属于______ 杠杆，F1= ______ N。
16.某同学家新房装修时，在地面与窗台间放置斜木板，将瓷砖沿木板从地面匀速拉上窗台。如图所示，已知窗台高3m，木板长5m，瓷砖重为600N，斜面的机械效率为90%，则克服物体的重力所做的功为______ J，拉力F的大小为______ N，瓷砖在斜木板上所受的摩擦力为______ N。
17.目前在轨的有中国空间站和国际空间站。中国空间站的轨道高度是：远地点346.9km，近地点319.6km，如图所示，从远地点到近地点的过程中，其运动速度越来越大，动能逐渐______ ，重力势能逐渐______ 。
18.武帅同学帮父母搬家，现有15捆书籍。每捆书籍的质量都为5kg。武帅想尽快将它们搬上6m高的楼上。武帅对这些书籍至少需要做功______ J。如图是武帅用于搬运物体的功率与被搬运物体质量之间的关系图像。由图可知，为了尽可能快地将这批书籍搬到楼上，他每次应搬______ 捆。若每次下楼时间是上楼时间的一半，则他最快完成搬运任务并返回原地，所用的总时间为______ s。
三、作图题（本大题共2小题，共4.0分）
19.请在图中画出使杠杆ABC保持平衡的最小动力F1及其力臂L1的示意图。
20.用如图所示的滑轮组将水桶匀速提升，请画出连接滑轮组最省力的绕法。
四、实验探究题（本大题共3小题，共31.0分）
21.小明利用以下器材：刻度均匀的杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个，对杠杆的特性进行了如下探究。
A：“探究杠杆的平衡条件”
(1)实验前，杠杆静止在图甲所示的位置时，此时，应将右端的平衡螺母向______ 调节，使杠杆在水平位置平衡。
(2)小明同学所在实验小组完成一次操作后，实验现象如图乙所示，使得杠杆在水平位置平衡的目的是______ ，他们记录的数据为动力F1=1.5N，动力臂l1=0.2m，阻力F2=1N，阻力臂l2=0.3m。小华同学测出了这组数据后就得出了“动力×动力臂=阻力×阻力臂”的结论，小强同学认为他的结论不一定科学，理由是______ 。
(3)小明把右边的钩码换成弹簧测力计，使杠杆从水平位置慢慢转过一定角度并保持静止，弹簧测力计始终沿竖直方向，如图丙所示，此时的杠杆______ (是/不是)处于平衡状态。
(4)如图丁所示装置，若每个钩码的重为0.5N，在A点竖直向上拉动弹簧测力计使杠杆保持水平平衡，则弹簧测力计的示数______ (大于/等于/小于)4N，原因是______ 。
B：“探究杠杆的机械效率”
如图丁所示装置，每个钩码的质量为m，O为支点(支点处摩擦忽略不计)。
(5)小明将3个钩码悬挂在B点，在A点竖直向上缓慢拉动弹簧测力计，拉力为F1，测得A、B两点上升的高度分别为h1、h2，则此次杠杆的机械效率为η= ______ (用物理量的符号表示)。
22.小明在“测滑轮组机械效率”的实验中，用如图甲所示的滑轮组进行了三次实验，实验数据如表：
实验次数
物重G/N
物体上升的高度h/cm
测力计的示数F/N
测力计移动的距离s/cm
1
6
3
2.5
9
2
6
5
2.5
17
3
6
8
2.5
24
(1)实验过程中，应______ 拉动弹簧测力计，若小明在实验中加速向上提升重物，所测滑轮组的机械效率会______ (变大/变小/不变)。
(2)分析表中数据，回答以下问题：
①表中有一个数据的记录是错误的，错误的数据是______ ，应改为______ ；
②第3次实验中滑轮组的机械效率是______ ；
③由表格中的数据可知：滑轮组的机械效率与______ 无关。
(3)小红在小明实验的基础上多使用一个滑轮也做了实验，如图乙所示。
①小红多使用一个滑轮，目的是为了改变______ ；
②当这两位同学使用各自的滑轮组提升相同的重物时，若忽略绳重及摩擦，它们的机械效率______ (相同/不相同)。
23.小明在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中，选用质量不同的两个钢球m和M(M的质量大于m)，分别从不同的高度h和H(H>h)由静止开始滚下，观察木块B被撞击后移动的距离，实验过程如图所示：
(1)该实验中物体的动能是指______(选填“钢球”或“木块”)的动能；实验中通过观察______来说明动能的大小；
(2)比较甲、乙两图进行的实验，由此得出结论是：当______相同时，小球的______越大，动能越大；
(3)图乙、丙换用质量不同的钢球从斜面的相同高度由静止开始滚下，目的是控制______相同，探究物体动能大小与______的关系；
(4)木块在水平面上滑动的过程中，克服摩擦力做功的功率______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
五、计算题（本大题共2小题，共16.0分）
24.据报道，一位物理老师在动物园内，用弹簧测力计称出了一头大象的重量，在称象过程中，他用到吊车、铁笼和一根很长的槽钢(质量分布和粗细均匀)等辅助工具，操作步骤如下：
a.如图(a)所示，将铁笼系于槽钢上的一端B点，当吊车吊钩在槽钢上的悬吊点移至O点时，槽钢在水平位置平衡。
b.将大象引入铁笼，保持吊钩悬吊点O点和铁笼悬挂点B点的位置不变，用弹簧测力计竖直向下拉住槽钢的另一端，使之再次在水平位置平衡，如图(b)所示。测得OB=10cm，OA=5m，铁笼重2400N，弹簧测力计的示数为400N根据上述数据测出了大象的重量。
(1)设计步骤a的目的是______ 。
(2)大象的重量为多少？
(3)槽钢的重量为多少？
25.如图所示，工人站在水平台面上用滑轮组提货物。工人第一次竖直向上用200N的力拉绳子时，货物未离开水平台面；第二次竖直向上拉动绳子，使货物以0.09m/s的速度匀速上升。已知工人体重为600N，货物重为900N，动滑轮重为100N。不计滑轮组的绳重和摩擦，则：
(1)第一次拉绳子的过程中，工人对水平台面的压力是多少？
(2)第二次拉绳子的过程中，工人拉力的功率为多少？
(3)第二次拉绳子的过程中，该滑轮组的机械效率为多少？
答案和解析
1.【答案】B
【解析】解：A、瓶起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，省力费距离，故A不符合题意；
B、食品夹在使用过程中，阻力臂大于动力臂，是费力杠杆，费力省距离，故B符合题意；
C、羊角锤在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，省力费距离，故C不符合题意；
D、撬棒在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，省力费距离，故D不符合题意。
故选：B。
结合图片和生活经验，判断各个工具在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆，费力杠杆省距离。
本题考查的是杠杆的分类和特点，主要包括以下几种：
①省力杠杆，动力臂大于阻力臂，省力但费距离；
②费力杠杆，动力臂小于阻力臂，费力但省距离；
③等臂杠杆，动力臂等于阻力臂，既不省距离也不省力。
2.【答案】A
【解析】解：设杠杆上一个小格的长度为1cm，一个钩码的重为1N。
A、将左边的钩码去掉二个并保持位置不变，同时将右边钩码向左移二格，则
(4−2)N×3cm=3N×(4−2)cm，杠杆仍然能平衡，故A正确。
B、在左右两边钩码的下方各加一个钩码，位置保持不变，则(4+1)N×3cm<(3+1)N×4cm，杠杆的右端下沉，故B错误。
C、将左右两边的钩码各去掉一个，位置保持不变，则(4−1)N×3cm>(3−1)N×4cm，杠杆的左端下沉，故C错误。
D、将左右两边的钩码均向外移动一格，则4N×(3+1)cm>3N×(4+1)cm，杠杆的左端下沉，故D错误。
故选：A。
根据杠杆平衡条件判断杠杆是否平衡或杠杆的哪端下沉的方法：
F1L1=F2L2，杠杆平衡；F1L1≠F2L2，杠杆不平衡。
此题假设杠杆一个小格大小和一个钩码大小，判断杠杆是否平衡很方便，主要考查杠杆平衡条件。
3.【答案】C
【解析】解：阻力不变，动力臂不变，阻力臂不断减小，根据杠杆平衡条件“动力×动力臂=阻力×阻力臂”得，动力逐渐减小。
故选：C。
分析动力臂、阻力臂、阻力的变化情况，根据杠杆平衡条件判断动力的变化。
对于杠杆问题，首先分析支点、动力臂、动力、阻力臂、阻力，根据杠杆平衡条件解决杠杆问题是常用的思路。
4.【答案】A
【解析】解：
A、由于题中没有说明动力和阻力是谁，故不能确定该杆秤一定为费力杠杆，故A错误；
B、作用在杠杆A点的力等于孩子及秤钩和所坐篮子的总重力，作用在杠杆B点的力等于秤砣的重力，根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2可得，m人和篮g×3cm=m秤砣g×10cm，解得m秤砣=3kg；故B正确；
C、由杠杆平衡条件F1L1=F2L2可得：G人和篮×OA=m′g×OB，即m′=G人和篮×OAg×OB=10kg×OAOB，所以要使该杆秤的量程变大，应该换用质量更大的秤砣，故C正确；
D、因为OA
A、根据杠杆的省力情况可以分为三类：动力臂大于阻力臂，省力杠杆；动力臂小于阻力臂，费力杠杆；动力臂等于阻力臂，等臂杠杆；
B、作用在杠杆A点的力等于小孩及秤钩和所坐篮子的总重力，作用在杠杆B点的力等于秤砣的重力，根据杠杆平衡条件和重力公式分析可知孩子及秤钩和所坐篮子的总质量与秤砣的质量的大小关系；
C、由杠杆平衡条件F1L1=F2L2和G=mg表示出物体质量的关系式可知，所以要使该杆秤的量程变大，应该换用质量更大的秤砣；
D、根据杠杆平衡条件分析若换称下一个体重较小的孩子，秤砣和篮子等都不变，仍在O点提起杆秤，调到水平平衡后秤砣的悬挂点应在什么位置。
本题以杆秤为情景考查了杠杆平衡条件的应用，体现了物理在生活中的应用。
5.【答案】B
【解析】解：从图中看出由4根绳子承担物重，故绳子自由端的拉力F=14G总=14(G+2G轮)=14(30N+2×10N)=12.5N。
故选：B。
在滑轮组中，拉物体的力由几根绳子承担，则绳子自由端的力为拉物体的力的几分之一。
本题考查了滑轮组的特点。在滑轮组中，拉物体的力由几根绳子承担，则绳子自由端的力为拉物体的力的几分之一。
6.【答案】A
【解析】解：
AB、仅将绳在两木棍上多绕1圈，这样承担男孩所用木棍的绳子的段数增大，女孩越省力，可能使女孩获胜；同理可知，仅将绳在两木棍上少绕1圈，不能使女孩获胜，故A正确，B错误；
CD、改变绳的总长，不能改变力的大小，故CD错误。
故选：A。
使用滑轮组时，承担物重的动滑轮的股数越多越省力。
本题考查了滑轮组的工作特点，属于基础题。
7.【答案】C
【解析】解：A、这一装置在工作时，存在摩擦和空气阻力，不是一台“永动机”，故A错误；
B、水在输送过程中高度改变，所以重力势能改变，故B错误；
C、转轮转速越快，相同时间内输水做功越多，则功率越大，故C正确；
D、上、下两个转轮在转动时，它们的轴始终是固定不动的，不符合动滑轮的特点，里面不存在动滑轮，故D错误。
故选：C。
(1)自然界中能量是守恒的，但机械能在转化时往往存在能量的损耗，一部分机械能会转化为内能散失到空气中；
(2)重力势能的大小与质量和高度有关；
(3)功率是表示做功快慢的物理量；
(4)“高转筒车”在转动时，它的轴始终是固定不动的。
本题通过“高转筒车”，考查了对能量的守恒、机械能的转化、功与功率的理解、简单机械的认识，有一定综合性。
8.【答案】B
【解析】解：A、小球甲、乙均从a处竖直下落到b处，通过的距离相等，乙球所用时间大于甲球所用时间，所以甲球的平均速度大于乙球的平均速度，故A错误；
B、甲、乙两球的质量相同，则重力相同，两球均从a下落到b处，下落高度h相同，由W=Gh可知，甲、乙两球的重力做功相等，故B正确。
CD、甲球在相等的时间内通过的路程不相等，甲球做直线运动，所以甲球做变速直线运动，
由图可知，乙球在相等时间内通过的路程相同，并且乙球做直线运动，所以乙球做匀速直线运动，
甲球做加速直线运动，甲的重力大于甲受到的阻力，
乙球做匀速直线运动，乙受到竖直向上的阻力和竖直向下的重力是一对平衡力，大小相等，
甲、乙两球质量相等，则重力相等，
所以甲受到的阻力小于乙受到的阻力，故CD错误。
故选：B。
(1)比较物体运动快慢的方法：相同时间比距离的长短，距离越长速度越快，相同路程比时间的多少，时间越少速度越快；
(2)根据W=Gh分析甲、乙两球的重力做功关系；
(3)物体沿直线做快慢不变的运动，叫匀速直线运动，变速直线运动是指在相同的时间内通过的路程不相等；两小球的质量相等，重力相等，两球都只受到重力和阻力作用，然后根据小球的运动状态判断受力情况，并进一步得出阻力大小。
此题考查功的大小比较、物体运动快慢的比较、力运动的关系等，正确读取频闪照片上反映的物理信息是解决问题的关键。
9.【答案】C
【解析】解：由图可知，AB中小华是用背背、用手抱，即力的方向向上，桶是在水平方向上移动的距离，即沿向上的方向没有移动距离，因此不做功；
C中滑动摩擦力大于D中的滚动摩擦力，所以C中拉力大于D中拉力，由于所移动的距离s相同，由W=Fs可知C做功最多，故ABD不合题意，C符合题意。
故选：C。
物理学中规定，功等于力跟物体在力的方向上移动距离的乘积。先判断力的大小、物体在力的方向上移动的距离相同，利用功的公式W=Fs分析判断。
本题考查影响物体做功大小的因素(力的大小和物体在力的方向上移动距离)。
10.【答案】C
【解析】解：①由图知，n=2，绳子自由端移动距离s=2h=2×1m=2m，绳子自由端移动速度v=st=2m2s=1m/s，故①错误；
②不计绳重及摩擦，拉力F=12(G+G动)可得动滑轮所受的重力G动=2F−G=2×500N−800N=200N，故②正确；
③拉力做的功：W总=Fs=500N×2m=1000J，
有用功：W有用=Gh=800N×1m=800J，
滑轮组的机械效率：η=W有用W总=800J1000J=80%，故③正确；
④若用该滑轮组提升所受重力更小的物体，不计绳重和摩擦，额外功不变，有用功减小，有用功在总功中所占的比例减小，机械效率减小，故④错误。
故选：C。
(1)由图知，n=2，绳子自由端移动距离s=2h，利用速度公式求绳子自由端移动速度；
(2)不计绳重和摩擦，根据F=12(G+G动)得到动滑轮的重力；
(3)利用功的计算公式W有用=Gh和W总=Fs可以计算出有用功和总功；根据η=W有用W总得到滑轮组的机械效率；
(4)不计绳重和摩擦，一般增大滑轮组机械效率的方法：一是增大提升的物重，二是减小动滑轮重。
本题考查了使用滑轮组时动滑轮重力、绳子自由端移动速度、有用功、总功和机械效率的计算，还考查了提升物体重力对机械效率的影响，根据题图确定承担物重的绳子股数n是本题的突破口。
11.【答案】C
【解析】解：AD、由图可知，每次篮球反弹后到达的最高点都比上一次的最高点要低，说明篮球的机械能不断减小，因此在B点的机械能大于在C点的机械能，故AD错误；
B、篮球在最高点时，竖直方向速度为零，但在水平方向上速度不为零，所以篮球第一次反弹后到达最高点D时动能不为零，故B错误；
C、在B点的机械能大于在E点的机械能；在B、E两点高度不相同则重力势能不相同，即B点的重力势能大于E点的重力势能，
机械能是物体动能与势能的总和，因此在B点的动能可能等于在E点的动能，故C正确。
故选：C。
(1)每次篮球反弹后到的最高点都比上一次的最高点要低，说明篮球受到空气阻力，机械能逐渐变小；
(2)从轨迹来看，篮球既有竖直方向的速度又有水平方向的速度，影响动能的因素是质量和速度，据此分析；
(3)机械能是物体动能与势能的总和，B、E两点高度不相同，则重力势能不相同，据此分析。
本题考查了机械能的相互转化的相关知识，关键明确最高点时的竖直方向的速度为零，水平方向的速度不一定为零。
12.【答案】D
【解析】解：电动无人扫地车在平直路面上匀速前进并将地面上的落叶吸入车内，此过程中，扫地车的总质量变大，速度和高度不变，则动能和重力势能均变大。
故ABC错误，D正确。
故选：D。
影响动能的影响因素是物体的质量和运动的速度，影响重力势能的因素是物体的质量和高度，据此分析即可解答。
本题考查了影响动能和势能的大小变化，分析好扫地车工作时速度、质量和高度的变化是关键。
13.【答案】C
【解析】解：根据图片可知，水平向右的风将其吹倒的瞬间，只有C点不动，故支点为C点。
故答案为：C。
可绕固定点(轴)转动的硬棒是杠杆，杠杆绕着转动的固定点叫支点。
本题考查了杠杆五要素中支点概念，是一道基础题。
14.【答案】定滑轮和动滑轮组成的滑轮组 省力 150
【解析】解：提升物体时，上面的滚轴的轴固定不动，属于定滑轮；下面的滚轴和物体一起移动，属于动滑轮，所以把该装置看成由定滑轮和动滑轮组成的滑轮组；
利用该装置既能省力，又能改变力的方向；
不计摩擦和装置的自重，人对绳的拉力：F=15G=300N，所以G=1500N，则m=Gg=1500N10N/kg=150kg。
故答案为：定滑轮和动滑轮组成的滑轮组；省力；150。
轴固定不动的滑轮是定滑轮，滑轮和物体一起移动的滑轮是动滑轮；利用该装置既能省力，又能改变力的方向。不计摩擦和装置的自重，拉力F=15G。
本题考查了滑轮的分类以及滑轮组的特点，确定承担物重的绳子股数、利用好不计摩擦和装置的自重拉力F=15G是关键。
15.【答案】费力 24
【解析】解：由题可知，动力臂为L1=10cm=0.1m，阻力臂为L2=80cm=0.8m，动力臂小于阻力臂，所以是费力杠杆；由杠杆的平衡条件可列式：F1L1=F2L2，即F1×0.1m=3N×0.8m，解得F1=24N。
故答案为：费力；24。
当动力臂小于阻力臂时，动力大于阻力，杠杆是费力杠杆；杠杆的平衡条件是：动力×动力臂=阻力×阻力臂，据此求出动力的大小。
本题考查了杠杆平衡条件的应用，属于基础题。
16.【答案】1800 400 40
【解析】解：
克服物体的重力所做的有用功：W有用=Gh=600N×3m=1800J，
斜面的机械效率为90%，
因为η=W有用W总，
所以90%=1800JW总，
解得总功为：W总=2000J，
由W=Fs可得拉力：F=W总s=2000J5m=400N；
克服摩擦力做的额外功：W额=W总−W有用=2000J−1800J=200J，
因为W额=fs，
所以，200J=f×5m，
解得摩擦力为：f=40N。
故答案为：1800；400；40。
知道瓷砖的重力和斜面高度，根据W有用=Gh求出克服重力做功；知道斜面的机械效率求出总功，再利用W总=Fs求拉力的大小；知道总功和有用功，求出额外功，根据W额=fs求出摩擦力。
瓷砖在斜面上匀速上升，此时的拉力和摩擦力不是平衡力，这是学生最容易出现问题的地方。
17.【答案】增大 减小
【解析】解：从远地点到近地点的过程中，空间站的质量不变，运动速度越来越大，动能逐渐增大，高度逐渐降低，重力势能逐渐减小。
故答案为：增大；减小。
动能的影响因素是物体的质量和速度，重力势能的影响因素是物体的质量和高度。
此题考查了动能和重力势能的影响因素，难度不大，属基础题目。
18.【答案】4500 3 135
【解析】解：(1)已知每捆书籍的质量是5kg，则15捆书籍的总质量m总=15×5kg=75kg，
其总重力G总=m总g=75kg×10N/kg=750N，
武帅对这些书籍至少需要做功W总=G总h=750N×6m=4500J；
(2)由坐标图可知：当搬运质量为15kg物体时，人用于搬运物体的功率(输出)最大，其值为50W；
每捆书籍的质量是5kg，15捆书籍的总质量为75kg，由于搬运书籍所需要做的总功是一定的，为了尽可能快地将这批书籍搬上新家，要求人始终在最大功率(输出)状态下工作，因此每次应搬运质量15kg的书籍，即他每次应搬3捆。
每次搬运的书籍的重力：G=mg=15kg×10N/kg=150N；
重力做的功：W=Gh=150N×6m=900J；
由P=Wt得，每次上楼所用的时间：t=WP=900J50W=18s，
每次下楼所用的时间：t′=12t=12×18s=9s，
则一个来回需要的时间：t1=t+t′=18s+9s=27s，
总共有15捆书籍，1次搬3捆，所以，要完成搬运任务需要5个来回，
则他最快完成搬运任务并返回原地所用的总时间：
t总=5t1=5×27s=135s。
故答案为：4500；3；135。
(1)已知每捆书籍的质量是5kg，然后可知15捆书籍的总质量，由G=mg可求得15捆书籍的总重力，由W=Gh可求得武帅对这些书籍至少需要做的功；
(2)通过图线知，顶点的输出功率最大，由于总功一定，根据P=Wt得出何种情况下搬运的时间最短；
根据G=mg求出每次搬运的书籍的重力，利用W=Gh求每次搬运做功；又知道最大输出功率，根据t=WP可求每次上楼时间，再求出下楼时间，进而得出完成搬运任务并返回原地所用的总时间。
本题考查学生对功的计算公式和功率的计算公掌握和应用，为了求尽快把物体搬到楼上需要的时间，从P−m图像上读出最大功率和最大功率下的搬运质量，这是解决本题的关键，有一定的难度。
19.【答案】
【解析】(1)根据杠杆平衡的条件可知，在杠杆中的阻力、阻力臂一定的情况下，要使所用的动力最小，必须使动力臂最长。
(2)在通常情况下，连接杠杆支点和动力作用点这两点所得到的线段最长，以此为动力臂最省力。
杠杆中的最小动力，可以按照以下几个步骤进行：
(1)确定杠杆中的支点和动力作用点的位置；
(2)连接支点与动力作用点，得到最长的线段；
(3)经过动力作用点做出与该线段垂直的直线；
(4)根据杠杆平衡原理，确定出使杠杆平衡的动力方向。
20.【答案】解：要使滑轮组最省力，需要承担物重的绳子数最多，由一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组，最多能绕出由3段绳子承担物重，所以要从定滑轮绕起，绕绳方法如下：
【解析】滑轮组绳子的绕法，有两种：一是绳子先系在定滑轮的固定挂钩上，绕过下面的动滑轮，再绕过上面的定滑轮；二是绳子先系在动滑轮的固定挂钩上，绕过定滑轮，然后再绕过动滑轮。本题中，要求最省力，属于第二种。
省力多少和绳子的绕法，决定滑轮组的使用效果，动滑轮被几根绳子承担，拉力就是物体和动滑轮总重的几分之一。
21.【答案】右 便于测量力臂 一组实验数据太少，具有偶然性，不能作为普遍规律 是 大于 重力对杠杆的平衡有影响 3mgh2F1h1×100%
【解析】解：(1)为了便于测量力臂，应使杠杆在水平位置平衡，由图知，右端偏高，为使杠杆在水平位置平衡，需要将平衡螺母向右调节；
(2)力臂等于支点到力的作用线的距离，当杠杆在水平位置平衡时，力的方向与杠杆垂直，力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来，因此丙实验设计的好，此时弹簧测力计的拉力与杠杆垂直，便于测量力臂；只有一次实验得出杠杆平衡的条件是：动力×动力臂=阻力×阻力臂，这种结论很具有偶然性，不合理，要进行多次实验，总结杠杆平衡条件；
(3)杠杆的平衡状态是指杠杆处于静止或匀速转动状态，图乙中杠杆处于静止状态，因而杠杆是平衡状态。
(4)若不计杠杆的重力，根据杠杆的平衡条件：F向上L向上=F向下L向下，
F′⋅3L=3G⋅8L，解得F′=8G=8×0.5N=4N
由于杆的重心在杆的中点，方向竖直向下，重力与钩码同时使杠杆向逆时针方向转动，所以弹簧测力计的示数应大于4N；
(5)有用功为W有=Gh2=3mgh2，总功W总=F1h1，则机械效率的表达式η=w有w总×100%=3mgh2F1h1×100%。
故答案为：(1)右；(2)便于测量力臂；一组实验数据太少，具有偶然性，不能作为普遍规律(3)是；(4)大于；重力对杠杆的平衡由影响；(4)3mgh2F1h1×100%。
(1)杠杆在水平位置平衡后，支点到力的作用点的距离就是力臂；在调节杠杆平衡时，应将平衡螺母向较高的一端调节；
(2)杠杆处于静止状态或匀速转动状态时，杠杆处于平衡状态；调节杠杆在水平位置平衡，便于测量力臂；探究杠杆平衡条件时，一般要进行多次测量，为了使实验结论具有普遍性，只有一次实验得出的结论是不科学的；
(3)杠杆的平衡状态包括两种：静止状态或匀速转动状态。
(4)若杠杆的支点在杠杆的中点处，此时重力恰好作用在支点，若不在中点，此时杠杆的平衡会受重力的影响，根据重力的方向判断出重力是使杠杆向哪个方向转动，从而判断出测量结果偏差；
(5)使用杠杆克服钩码的重力做功，有用功等于克服钩码重力做的功，总功等于弹簧测力计的拉力做的功，机械效率等于有用功和总功的比值。
本题考查杠杆机械效率的测量，把握有用功、总功的计算方式，明确机械效率的表达式，知道提高机械效率的方法。
22.【答案】匀速 变小 17 15 80% 物体上升高度 拉力方向 相同
【解析】解：(1)实验中要竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使物体匀速升高，此时系统处于平衡状态，测力计示数才等于拉力大小；
某同学在该实验中加速向上提升重物，提升物体的力变大，总功变大，而有用功不变，故滑轮组的机械效率变小；
(2)①由图甲可知，通过动滑轮绳子的段数n=3，即s=3h，由表中数据可知，第2次实验分析可知测力计移动的距离：s=3×5cm=15cm，所以错误的数据是17；
②由第3次实验数据可知，滑轮组的机械效率为：
η=W有W总×100%=GhFs×100%=6N×0.08m2.5N×0.24m×100%=80%；
③由η=GnF使用同一滑轮组n值相同，由三次实验数据，三次实验的物重相同，测力计的示数相同，所以三次机械效率相同，但在三次实验中物体上升高度不同，所以可知：同一滑轮组机械效率的高低与物体上升高度无关；
(3)①由图乙知增加了一个定滑轮，根据定滑轮特点可知，这样可以改变绳子自由端拉力的方向；
②这两位同学使用各自的滑轮组提升相同的重物时，若忽略绳重及摩擦，他们做的有用功相同，额外功也一样，因此总功相同，也就是机械效率不变。
故答案为：(1)匀速；变小；(2)①17；15；②80%；③物体上升高度；(3)①拉力方向；②相同。
(1)实验中应沿竖直方向匀速缓慢拉动弹簧测力计，此时系统处于平衡状态，拉力大于等于测力计示数；某同学在该实验中加速向上提升重物，提升物体的力变大，据此分析滑轮组的机械效率变小化；
(2)①由图甲可知，通过动滑轮绳子的段数n=3，根据s=nh分析可知错误数据；
②由η=W有W总=GhFs计算第3次实验中滑轮组的机械效率；
③由η=GnF分析三次实验数据，可知三次机械效率相同，找到相同的量与不同量可得结论；
(3)①由图乙知增加了一个定滑轮，根据定滑轮特点可知其目的；
②分析所做有用功和总功，根据机械效率公式分析可得。
本题是滑轮组机械效率的实验，考查了数据分析、机械效率的计算等。滑轮组的机械效率与物体重力、摩擦力、机械本身重力有关。要提高机械效率，应尽量减小摩擦和机械本身重力的同时，最大限度的增加被吊物体重力。
23.【答案】钢球 木块移动距离的远近 质量 速度 钢球下滑到斜面底时的速度 质量 变小
【解析】解：(1)该实验探究的是碰撞前钢球的动能，碰撞时，钢球的动能越大，钢球对木块做的功就越多，木块移动的距离就越远，所以实验中通过观察木块的移动距离来说明钢球动能的大小；
(2)图甲、乙中，钢球的质量相同，甲图中钢球下滑的高度大于乙图中的钢球的下滑高度，则碰撞时，甲图中钢球的速度大于乙图中钢球的速度，碰撞后，甲图中木块移动的距离大于乙图中的木块移动的距离，则可得出的结论为：质量一定时，物体的速度越大，物体的动能越大；
(3)小球下滑到斜面底的速度大小与下滑的高度有关，下滑的高度越高，小球下滑到斜面底时的速度就越大，所以让钢球从斜面的相同高度由静止开始下滑，目的是控制钢球下滑到斜面底时的速度相同。图乙和图丙中，钢球的质量不同，下滑的高度相同，根据控制变量法知，探究的是钢球的动能大小与质量的关系；
(4)由于水平面滑动摩擦力作用，木块在水平面上运动时的速度越来越小，木块对水平面的压力和接触面的粗糙程度保持不变，滑动摩擦力的大小也保持不变，则根据功率P=Fv知，克服摩擦力做功的功率变小。
故答案为：(1)钢球；木块移动距离的远近；(2)质量；速度；(3)钢球下滑到斜面底时的速度；质量；(4)变小。
(1)该实验探究的是钢球下滑到斜面底，与木块碰撞前的动能大小与什么因素有关；碰撞时，钢球的动能越大，钢球对木块做的功就越多，木块移动的距离就越远；
(2)根据控制变量法的思想，归纳出合理的结论；
(3)小球下滑到斜面底的速度大小与下滑的高度有关，下滑的高度越高，小球下滑到斜面底时的速度就越大。图乙和图丙中，小球的质量不同，下滑的高度相同，木块移动的距离不同，根据控制变量法的思想进行分析；
(4)由于水平面的摩擦力作用，木块在水平面上运动时的速度越来越小，直到停止，则可根据功率P=Fv，判断摩擦力做功的功率变化情况。
本题探究动能大小的影响因素，主要考查了控制变量法和转换法的运用。
24.【答案】消除槽钢和铁笼自重对实验的影响
【解析】解：(1)将铁笼系于槽钢上的一端B点，当吊车吊钩在槽钢上的悬吊点移至O点时，槽钢在水平位置平衡。
故设置步骤a的作用：消除槽钢和铁笼重力对杠杆平衡的影响。
(2)如图(a)，槽钢与铁笼组成的杠杆在水平位置平衡，
大象引入铁笼后，杠杆仍然在水平位置平衡，
由杠杆的平衡条件有：F×OA=G象×OB，
400N×500cm=G象×10cm，
所以：G象=2×104N，
由G=mg知，大象的质量m=G象g=2×104N10N/kg=2×103kg；
(3)槽钢的重心在几何中心，如下所示；
槽钢的重力力臂是：
OM=0.5AB−OB=0.5×500cm−10cm=240cm，
根据杠杆的平衡条件：G×OM=G笼×OB，
G笼=OBOM×G=10cm240cm×2400N=100N。
答：(1)消除槽钢重力对杠杆平衡的影响；
(2)大象的重2×103kg；
(3)槽钢的重量为100N。
(1)从槽钢和铁笼重力对杠杆平衡有影响考虑。
(2)根据杠杆平衡条件列出再次杠杆平衡的等式，即可计算出大象的重量；
(3)求出槽钢重力的力臂，根据杠杆的平衡条件求出槽钢的重量。
此题考查了杠杆平衡条件的应用，关键是能够正确分析杠杆所受的力及力臂，在代入数据时一定要细心，并注意单位，物理来源于生活，也服务于生活。
25.【答案】解：(1)工人施加的拉力F=200N，由于力的作用是相互的，工人受到的拉力F拉=F=200N，
提升重物时对水平台面的压力：
F压=F拉+G人=200N+600N=800N；
(2)由图可知，n=3，第二次拉绳子的过程中，工人拉力F=13×(G物+G动)=13×(900N+100N)=1000N3，
由于n=3，自由端绳子移动的速度：v=3v物=3×0.09m/s=0.27m/s，
根据P=Wt=Fst=Fv得拉力的功率：
P=Fv=100N3×0.27m/s=90W；
(3)第二次拉绳子的过程中，该滑轮组的机械效率：
η=W有用W总×100%=G物h(G物+G动)h×100%=G物G物+G动×100%=900N900N+100N×100%=90%。
答：(1)第一次拉绳子时，工人对水平台面的压力为800N；
(2)第二次拉绳子的过程中，工人拉力的功率为90W；
(3)第二次拉绳子的过程中，该滑轮组的机械效率为90%。
【解析】(1)由于力的作用是相互的，工人受到的拉力等于工人施加的拉力，工人提升重物时对水平台面的压力等于拉力加上人的重力；
(2)由图可知，n=3，根据v=3v物求出自由端绳子移动的速度，再根据P=Wt=Fst=Fv求出拉力F的功率；
(3)根据η=W有用W总×100%=G物h(G物+G动)h×100%=G物G物+G动×100%求机械效率。
本题考查了使用滑轮组绳子段数的判断、绳子运动速度与物体运动速度的关系、功率、机械效率的计算等，要求灵活应用相关公式，关键要明确工人提升重物时对水平台面的压力等于拉力加上人的重力。
2023-2024学年江苏省常州实验中学九年级（上）月考物理试卷
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
注意事项:
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在试卷上无效。
3.考试结束后，本试卷和答题卡一并交回。
一、单选题（本大题共12小题，共36.0分）
1.下列所示简单机械中，使用时能省距离的是( )
A. 瓶起子 B. 食品夹
C. 羊角锤 D. 撬棒
2.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. 将左边的钩码去掉二个并保持位置不变，同时将右边钩码向左移二格
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. 将左右两边的钩码均向外移动一格
3.如图所示，质量分布均匀的直杆AB置于水平地面上，现在A端施加拉力F，缓慢抬起直杆直至竖直.B端始终和地面之间保持相对静止，F的方向始终和直杆垂直，该过程中拉力F的大小将( )
A. 保持不变 B. 先减小后增大 C. 逐渐减小 D. 先增大后减小
4.我国民俗活动丰富多彩，在立夏时节，有的地方会给孩子称体重，如图1所示，冀求孩子健康成长，俗称“立夏秤人”。如图2，小孩和篮子的总质量为10kg，调整秤砣的位置，使杆秤处于水平平衡状态(忽略绳重和杆重)，此时OA=3cm，OB=10cm。下列说法不正确的是( )
A. 该杆秤一定为费力杠杆
B. 该秤砣的质量为3kg
C. 要使该杆秤的量程变大，应该换用质量更大的秤砣
D. 若换称质量较小的孩子，当秤杆水平平衡后，秤砣的悬挂点在B点左边
5.如图所示为一种手摇升降晾衣架示意图它由4个定滑轮和两个动滑轮组成，绳子的尾端绕在一个固定在墙壁的旋轮上，旋转摇柄可以使晾衣架升降假设在升降过程中衣架横梁保持水平，若衣服和晾衣架等总重30N，每个滑轮重10N(各种摩擦力及绳重忽略不计)，则静止时绳子拉力为( )
A. 25N B. 12.5N C. 22.5N D. 20N
6.如图甲，大人、男孩、女孩用两根相同圆木棍和一根绳子玩“比力气”的游戏。该游戏装置与滑轮组类似，图乙是其示意图。绳的一端固定在一根木棍上，在两根木棍上绕几圈后女孩捆住绳的另一辆向外拉，大人、男孩则各握住一根木棍向外拉，三人中被拉动者为负，他们都使出了最大力气，仍处于“僵持”状态，没能分出胜负。忽略绳与木棍之间的摩擦，以下做法中最有可能使女孩获胜的是( )
A. 仅将绳在两木棍上多绕1圈 B. 仅将绳在两木棍上少绕1圈
C. 仅增加绳的总长 D. 仅减小绳的总长
7.《天工开物》中记载有一种自动引水灌溉工具——“高转筒车”(如图)。使用时下方转轮安装在河道中，流水驱动轮子转动，系在传动绳索上的竹筒将水从河里源源不断输送到上方农田中。下列说法正确的是( )
A. 这是一台“永动机”
B. 水在输送过程中重力势能不变
C. 转轮转速越快输水做功功率越大
D. 上、下两个转轮可分别看作定滑轮和动滑轮
8.如图所示，是两个质量相同的小球甲、乙均从a处竖直下落到b处的过程中，每隔相等时间曝光一次分别得到的照片，据此记录，下列说法正确的是( )
A. 两球的平均速度相等
B. 两球的重力做功相等
C. 甲球受的阻力比乙大
D. 甲球做匀速直线运动
9.非洲旱季，常用Hipporoller(中间有转轴的塑料桶)运水。如图所示，小华分别用背背、手抱、平拉、滚拉的方式运满桶水，在粗糙的程度相同的水平地面上匀速行走相同路程，她对满桶水做功最多的是( )
A. B. C. D.
10.如图所示，在大小为500N的拉力F作用下，滑轮组在2s内将800N的重物匀速提升了1m，不计绳重和摩擦，则在此过程中，下列说法正确的是( )
①绳子自由端移动速度为0.5m/s
②动滑轮的重为200N
③滑轮组的机械效率是80%
④若用该滑轮组提升所受重力更小的物体，该装置的机械效率会提高
A. ①②
B. ①③
C. ②③
D. ②④
11.打篮球是很多同学喜爱的运动项目，某次打篮球过程中，篮球的部分运动轨迹如图所示，下列说法正确的是( )
A. 篮球经过相同高度的B、C两点时，机械能相等
B. 篮球第一次反弹后到达最高点D时，动能为0
C. 篮球经过B、E两点时，动能可能相等
D. 篮球在整个过程中机械能守恒
12.北京世园会上，车身离地30cm高的电动无人扫地车在平直路面上匀速前进并将地面上的落叶吸入车内，此过程中，扫地车整体的( )
A. 动能不变，重力势能不变
B. 动能不变，重力势能变大
C. 动能变大，重力势能不变
D. 动能变大，重力势能变大
二、填空题（本大题共6小题，共13.0分）
13.如图甲是一种落地式海报架，图乙是海报架的侧视结构示意图。若视海报架为杠杆，水平向右的风将其吹倒的瞬间，支点是______ (填“B”或“C”)。
14.“由物及理，思维建模”。如图所示，这是一种利用滚轴和绳子组装的特殊提升装置，该提升装置相当于______(填简单机械名称)模型；人们借助这种装置的主要目的是为______(选填“省力”、“省距离”或“省功”)；若某同学所用的拉力为300N，不计摩擦和装置的自重，则摩托车的质量为______kg。(g取10N/kg)
15.如图是使用手机和自拍杆自拍时的示意图，自拍杆可以看作是一个杠杆(O为支点)。已知自拍杆长lm(质量忽略不计)，手机对杆竖直向下的作用力F2=3N，图中OC=10cm、OB=80cm，该杠杆属于______ 杠杆，F1= ______ N。
16.某同学家新房装修时，在地面与窗台间放置斜木板，将瓷砖沿木板从地面匀速拉上窗台。如图所示，已知窗台高3m，木板长5m，瓷砖重为600N，斜面的机械效率为90%，则克服物体的重力所做的功为______ J，拉力F的大小为______ N，瓷砖在斜木板上所受的摩擦力为______ N。
17.目前在轨的有中国空间站和国际空间站。中国空间站的轨道高度是：远地点346.9km，近地点319.6km，如图所示，从远地点到近地点的过程中，其运动速度越来越大，动能逐渐______ ，重力势能逐渐______ 。
18.武帅同学帮父母搬家，现有15捆书籍。每捆书籍的质量都为5kg。武帅想尽快将它们搬上6m高的楼上。武帅对这些书籍至少需要做功______ J。如图是武帅用于搬运物体的功率与被搬运物体质量之间的关系图像。由图可知，为了尽可能快地将这批书籍搬到楼上，他每次应搬______ 捆。若每次下楼时间是上楼时间的一半，则他最快完成搬运任务并返回原地，所用的总时间为______ s。
三、作图题（本大题共2小题，共4.0分）
19.请在图中画出使杠杆ABC保持平衡的最小动力F1及其力臂L1的示意图。
20.用如图所示的滑轮组将水桶匀速提升，请画出连接滑轮组最省力的绕法。
四、实验探究题（本大题共3小题，共31.0分）
21.小明利用以下器材：刻度均匀的杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个，对杠杆的特性进行了如下探究。
A：“探究杠杆的平衡条件”
(1)实验前，杠杆静止在图甲所示的位置时，此时，应将右端的平衡螺母向______ 调节，使杠杆在水平位置平衡。
(2)小明同学所在实验小组完成一次操作后，实验现象如图乙所示，使得杠杆在水平位置平衡的目的是______ ，他们记录的数据为动力F1=1.5N，动力臂l1=0.2m，阻力F2=1N，阻力臂l2=0.3m。小华同学测出了这组数据后就得出了“动力×动力臂=阻力×阻力臂”的结论，小强同学认为他的结论不一定科学，理由是______ 。
(3)小明把右边的钩码换成弹簧测力计，使杠杆从水平位置慢慢转过一定角度并保持静止，弹簧测力计始终沿竖直方向，如图丙所示，此时的杠杆______ (是/不是)处于平衡状态。
(4)如图丁所示装置，若每个钩码的重为0.5N，在A点竖直向上拉动弹簧测力计使杠杆保持水平平衡，则弹簧测力计的示数______ (大于/等于/小于)4N，原因是______ 。
B：“探究杠杆的机械效率”
如图丁所示装置，每个钩码的质量为m，O为支点(支点处摩擦忽略不计)。
(5)小明将3个钩码悬挂在B点，在A点竖直向上缓慢拉动弹簧测力计，拉力为F1，测得A、B两点上升的高度分别为h1、h2，则此次杠杆的机械效率为η= ______ (用物理量的符号表示)。
22.小明在“测滑轮组机械效率”的实验中，用如图甲所示的滑轮组进行了三次实验，实验数据如表：
实验次数
物重G/N
物体上升的高度h/cm
测力计的示数F/N
测力计移动的距离s/cm
1
6
3
2.5
9
2
6
5
2.5
17
3
6
8
2.5
24
(1)实验过程中，应______ 拉动弹簧测力计，若小明在实验中加速向上提升重物，所测滑轮组的机械效率会______ (变大/变小/不变)。
(2)分析表中数据，回答以下问题：
①表中有一个数据的记录是错误的，错误的数据是______ ，应改为______ ；
②第3次实验中滑轮组的机械效率是______ ；
③由表格中的数据可知：滑轮组的机械效率与______ 无关。
(3)小红在小明实验的基础上多使用一个滑轮也做了实验，如图乙所示。
①小红多使用一个滑轮，目的是为了改变______ ；
②当这两位同学使用各自的滑轮组提升相同的重物时，若忽略绳重及摩擦，它们的机械效率______ (相同/不相同)。
23.小明在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中，选用质量不同的两个钢球m和M(M的质量大于m)，分别从不同的高度h和H(H>h)由静止开始滚下，观察木块B被撞击后移动的距离，实验过程如图所示：
(1)该实验中物体的动能是指______(选填“钢球”或“木块”)的动能；实验中通过观察______来说明动能的大小；
(2)比较甲、乙两图进行的实验，由此得出结论是：当______相同时，小球的______越大，动能越大；
(3)图乙、丙换用质量不同的钢球从斜面的相同高度由静止开始滚下，目的是控制______相同，探究物体动能大小与______的关系；
(4)木块在水平面上滑动的过程中，克服摩擦力做功的功率______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
五、计算题（本大题共2小题，共16.0分）
24.据报道，一位物理老师在动物园内，用弹簧测力计称出了一头大象的重量，在称象过程中，他用到吊车、铁笼和一根很长的槽钢(质量分布和粗细均匀)等辅助工具，操作步骤如下：
a.如图(a)所示，将铁笼系于槽钢上的一端B点，当吊车吊钩在槽钢上的悬吊点移至O点时，槽钢在水平位置平衡。
b.将大象引入铁笼，保持吊钩悬吊点O点和铁笼悬挂点B点的位置不变，用弹簧测力计竖直向下拉住槽钢的另一端，使之再次在水平位置平衡，如图(b)所示。测得OB=10cm，OA=5m，铁笼重2400N，弹簧测力计的示数为400N根据上述数据测出了大象的重量。
(1)设计步骤a的目的是______ 。
(2)大象的重量为多少？
(3)槽钢的重量为多少？
25.如图所示，工人站在水平台面上用滑轮组提货物。工人第一次竖直向上用200N的力拉绳子时，货物未离开水平台面；第二次竖直向上拉动绳子，使货物以0.09m/s的速度匀速上升。已知工人体重为600N，货物重为900N，动滑轮重为100N。不计滑轮组的绳重和摩擦，则：
(1)第一次拉绳子的过程中，工人对水平台面的压力是多少？
(2)第二次拉绳子的过程中，工人拉力的功率为多少？
(3)第二次拉绳子的过程中，该滑轮组的机械效率为多少？
答案和解析
1.【答案】B
【解析】解：A、瓶起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，省力费距离，故A不符合题意；
B、食品夹在使用过程中，阻力臂大于动力臂，是费力杠杆，费力省距离，故B符合题意；
C、羊角锤在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，省力费距离，故C不符合题意；
D、撬棒在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，省力费距离，故D不符合题意。
故选：B。
结合图片和生活经验，判断各个工具在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆，费力杠杆省距离。
本题考查的是杠杆的分类和特点，主要包括以下几种：
①省力杠杆，动力臂大于阻力臂，省力但费距离；
②费力杠杆，动力臂小于阻力臂，费力但省距离；
③等臂杠杆，动力臂等于阻力臂，既不省距离也不省力。
2.【答案】A
【解析】解：设杠杆上一个小格的长度为1cm，一个钩码的重为1N。
A、将左边的钩码去掉二个并保持位置不变，同时将右边钩码向左移二格，则
(4−2)N×3cm=3N×(4−2)cm，杠杆仍然能平衡，故A正确。
B、在左右两边钩码的下方各加一个钩码，位置保持不变，则(4+1)N×3cm<(3+1)N×4cm，杠杆的右端下沉，故B错误。
C、将左右两边的钩码各去掉一个，位置保持不变，则(4−1)N×3cm>(3−1)N×4cm，杠杆的左端下沉，故C错误。
D、将左右两边的钩码均向外移动一格，则4N×(3+1)cm>3N×(4+1)cm，杠杆的左端下沉，故D错误。
故选：A。
根据杠杆平衡条件判断杠杆是否平衡或杠杆的哪端下沉的方法：
F1L1=F2L2，杠杆平衡；F1L1≠F2L2，杠杆不平衡。
此题假设杠杆一个小格大小和一个钩码大小，判断杠杆是否平衡很方便，主要考查杠杆平衡条件。
3.【答案】C
【解析】解：阻力不变，动力臂不变，阻力臂不断减小，根据杠杆平衡条件“动力×动力臂=阻力×阻力臂”得，动力逐渐减小。
故选：C。
分析动力臂、阻力臂、阻力的变化情况，根据杠杆平衡条件判断动力的变化。
对于杠杆问题，首先分析支点、动力臂、动力、阻力臂、阻力，根据杠杆平衡条件解决杠杆问题是常用的思路。
4.【答案】A
【解析】解：
A、由于题中没有说明动力和阻力是谁，故不能确定该杆秤一定为费力杠杆，故A错误；
B、作用在杠杆A点的力等于孩子及秤钩和所坐篮子的总重力，作用在杠杆B点的力等于秤砣的重力，根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2可得，m人和篮g×3cm=m秤砣g×10cm，解得m秤砣=3kg；故B正确；
C、由杠杆平衡条件F1L1=F2L2可得：G人和篮×OA=m′g×OB，即m′=G人和篮×OAg×OB=10kg×OAOB，所以要使该杆秤的量程变大，应该换用质量更大的秤砣，故C正确；
D、因为OA
A、根据杠杆的省力情况可以分为三类：动力臂大于阻力臂，省力杠杆；动力臂小于阻力臂，费力杠杆；动力臂等于阻力臂，等臂杠杆；
B、作用在杠杆A点的力等于小孩及秤钩和所坐篮子的总重力，作用在杠杆B点的力等于秤砣的重力，根据杠杆平衡条件和重力公式分析可知孩子及秤钩和所坐篮子的总质量与秤砣的质量的大小关系；
C、由杠杆平衡条件F1L1=F2L2和G=mg表示出物体质量的关系式可知，所以要使该杆秤的量程变大，应该换用质量更大的秤砣；
D、根据杠杆平衡条件分析若换称下一个体重较小的孩子，秤砣和篮子等都不变，仍在O点提起杆秤，调到水平平衡后秤砣的悬挂点应在什么位置。
本题以杆秤为情景考查了杠杆平衡条件的应用，体现了物理在生活中的应用。
5.【答案】B
【解析】解：从图中看出由4根绳子承担物重，故绳子自由端的拉力F=14G总=14(G+2G轮)=14(30N+2×10N)=12.5N。
故选：B。
在滑轮组中，拉物体的力由几根绳子承担，则绳子自由端的力为拉物体的力的几分之一。
本题考查了滑轮组的特点。在滑轮组中，拉物体的力由几根绳子承担，则绳子自由端的力为拉物体的力的几分之一。
6.【答案】A
【解析】解：
AB、仅将绳在两木棍上多绕1圈，这样承担男孩所用木棍的绳子的段数增大，女孩越省力，可能使女孩获胜；同理可知，仅将绳在两木棍上少绕1圈，不能使女孩获胜，故A正确，B错误；
CD、改变绳的总长，不能改变力的大小，故CD错误。
故选：A。
使用滑轮组时，承担物重的动滑轮的股数越多越省力。
本题考查了滑轮组的工作特点，属于基础题。
7.【答案】C
【解析】解：A、这一装置在工作时，存在摩擦和空气阻力，不是一台“永动机”，故A错误；
B、水在输送过程中高度改变，所以重力势能改变，故B错误；
C、转轮转速越快，相同时间内输水做功越多，则功率越大，故C正确；
D、上、下两个转轮在转动时，它们的轴始终是固定不动的，不符合动滑轮的特点，里面不存在动滑轮，故D错误。
故选：C。
(1)自然界中能量是守恒的，但机械能在转化时往往存在能量的损耗，一部分机械能会转化为内能散失到空气中；
(2)重力势能的大小与质量和高度有关；
(3)功率是表示做功快慢的物理量；
(4)“高转筒车”在转动时，它的轴始终是固定不动的。
本题通过“高转筒车”，考查了对能量的守恒、机械能的转化、功与功率的理解、简单机械的认识，有一定综合性。
8.【答案】B
【解析】解：A、小球甲、乙均从a处竖直下落到b处，通过的距离相等，乙球所用时间大于甲球所用时间，所以甲球的平均速度大于乙球的平均速度，故A错误；
B、甲、乙两球的质量相同，则重力相同，两球均从a下落到b处，下落高度h相同，由W=Gh可知，甲、乙两球的重力做功相等，故B正确。
CD、甲球在相等的时间内通过的路程不相等，甲球做直线运动，所以甲球做变速直线运动，
由图可知，乙球在相等时间内通过的路程相同，并且乙球做直线运动，所以乙球做匀速直线运动，
甲球做加速直线运动，甲的重力大于甲受到的阻力，
乙球做匀速直线运动，乙受到竖直向上的阻力和竖直向下的重力是一对平衡力，大小相等，
甲、乙两球质量相等，则重力相等，
所以甲受到的阻力小于乙受到的阻力，故CD错误。
故选：B。
(1)比较物体运动快慢的方法：相同时间比距离的长短，距离越长速度越快，相同路程比时间的多少，时间越少速度越快；
(2)根据W=Gh分析甲、乙两球的重力做功关系；
(3)物体沿直线做快慢不变的运动，叫匀速直线运动，变速直线运动是指在相同的时间内通过的路程不相等；两小球的质量相等，重力相等，两球都只受到重力和阻力作用，然后根据小球的运动状态判断受力情况，并进一步得出阻力大小。
此题考查功的大小比较、物体运动快慢的比较、力运动的关系等，正确读取频闪照片上反映的物理信息是解决问题的关键。
9.【答案】C
【解析】解：由图可知，AB中小华是用背背、用手抱，即力的方向向上，桶是在水平方向上移动的距离，即沿向上的方向没有移动距离，因此不做功；
C中滑动摩擦力大于D中的滚动摩擦力，所以C中拉力大于D中拉力，由于所移动的距离s相同，由W=Fs可知C做功最多，故ABD不合题意，C符合题意。
故选：C。
物理学中规定，功等于力跟物体在力的方向上移动距离的乘积。先判断力的大小、物体在力的方向上移动的距离相同，利用功的公式W=Fs分析判断。
本题考查影响物体做功大小的因素(力的大小和物体在力的方向上移动距离)。
10.【答案】C
【解析】解：①由图知，n=2，绳子自由端移动距离s=2h=2×1m=2m，绳子自由端移动速度v=st=2m2s=1m/s，故①错误；
②不计绳重及摩擦，拉力F=12(G+G动)可得动滑轮所受的重力G动=2F−G=2×500N−800N=200N，故②正确；
③拉力做的功：W总=Fs=500N×2m=1000J，
有用功：W有用=Gh=800N×1m=800J，
滑轮组的机械效率：η=W有用W总=800J1000J=80%，故③正确；
④若用该滑轮组提升所受重力更小的物体，不计绳重和摩擦，额外功不变，有用功减小，有用功在总功中所占的比例减小，机械效率减小，故④错误。
故选：C。
(1)由图知，n=2，绳子自由端移动距离s=2h，利用速度公式求绳子自由端移动速度；
(2)不计绳重和摩擦，根据F=12(G+G动)得到动滑轮的重力；
(3)利用功的计算公式W有用=Gh和W总=Fs可以计算出有用功和总功；根据η=W有用W总得到滑轮组的机械效率；
(4)不计绳重和摩擦，一般增大滑轮组机械效率的方法：一是增大提升的物重，二是减小动滑轮重。
本题考查了使用滑轮组时动滑轮重力、绳子自由端移动速度、有用功、总功和机械效率的计算，还考查了提升物体重力对机械效率的影响，根据题图确定承担物重的绳子股数n是本题的突破口。
11.【答案】C
【解析】解：AD、由图可知，每次篮球反弹后到达的最高点都比上一次的最高点要低，说明篮球的机械能不断减小，因此在B点的机械能大于在C点的机械能，故AD错误；
B、篮球在最高点时，竖直方向速度为零，但在水平方向上速度不为零，所以篮球第一次反弹后到达最高点D时动能不为零，故B错误；
C、在B点的机械能大于在E点的机械能；在B、E两点高度不相同则重力势能不相同，即B点的重力势能大于E点的重力势能，
机械能是物体动能与势能的总和，因此在B点的动能可能等于在E点的动能，故C正确。
故选：C。
(1)每次篮球反弹后到的最高点都比上一次的最高点要低，说明篮球受到空气阻力，机械能逐渐变小；
(2)从轨迹来看，篮球既有竖直方向的速度又有水平方向的速度，影响动能的因素是质量和速度，据此分析；
(3)机械能是物体动能与势能的总和，B、E两点高度不相同，则重力势能不相同，据此分析。
本题考查了机械能的相互转化的相关知识，关键明确最高点时的竖直方向的速度为零，水平方向的速度不一定为零。
12.【答案】D
【解析】解：电动无人扫地车在平直路面上匀速前进并将地面上的落叶吸入车内，此过程中，扫地车的总质量变大，速度和高度不变，则动能和重力势能均变大。
故ABC错误，D正确。
故选：D。
影响动能的影响因素是物体的质量和运动的速度，影响重力势能的因素是物体的质量和高度，据此分析即可解答。
本题考查了影响动能和势能的大小变化，分析好扫地车工作时速度、质量和高度的变化是关键。
13.【答案】C
【解析】解：根据图片可知，水平向右的风将其吹倒的瞬间，只有C点不动，故支点为C点。
故答案为：C。
可绕固定点(轴)转动的硬棒是杠杆，杠杆绕着转动的固定点叫支点。
本题考查了杠杆五要素中支点概念，是一道基础题。
14.【答案】定滑轮和动滑轮组成的滑轮组 省力 150
【解析】解：提升物体时，上面的滚轴的轴固定不动，属于定滑轮；下面的滚轴和物体一起移动，属于动滑轮，所以把该装置看成由定滑轮和动滑轮组成的滑轮组；
利用该装置既能省力，又能改变力的方向；
不计摩擦和装置的自重，人对绳的拉力：F=15G=300N，所以G=1500N，则m=Gg=1500N10N/kg=150kg。
故答案为：定滑轮和动滑轮组成的滑轮组；省力；150。
轴固定不动的滑轮是定滑轮，滑轮和物体一起移动的滑轮是动滑轮；利用该装置既能省力，又能改变力的方向。不计摩擦和装置的自重，拉力F=15G。
本题考查了滑轮的分类以及滑轮组的特点，确定承担物重的绳子股数、利用好不计摩擦和装置的自重拉力F=15G是关键。
15.【答案】费力 24
【解析】解：由题可知，动力臂为L1=10cm=0.1m，阻力臂为L2=80cm=0.8m，动力臂小于阻力臂，所以是费力杠杆；由杠杆的平衡条件可列式：F1L1=F2L2，即F1×0.1m=3N×0.8m，解得F1=24N。
故答案为：费力；24。
当动力臂小于阻力臂时，动力大于阻力，杠杆是费力杠杆；杠杆的平衡条件是：动力×动力臂=阻力×阻力臂，据此求出动力的大小。
本题考查了杠杆平衡条件的应用，属于基础题。
16.【答案】1800 400 40
【解析】解：
克服物体的重力所做的有用功：W有用=Gh=600N×3m=1800J，
斜面的机械效率为90%，
因为η=W有用W总，
所以90%=1800JW总，
解得总功为：W总=2000J，
由W=Fs可得拉力：F=W总s=2000J5m=400N；
克服摩擦力做的额外功：W额=W总−W有用=2000J−1800J=200J，
因为W额=fs，
所以，200J=f×5m，
解得摩擦力为：f=40N。
故答案为：1800；400；40。
知道瓷砖的重力和斜面高度，根据W有用=Gh求出克服重力做功；知道斜面的机械效率求出总功，再利用W总=Fs求拉力的大小；知道总功和有用功，求出额外功，根据W额=fs求出摩擦力。
瓷砖在斜面上匀速上升，此时的拉力和摩擦力不是平衡力，这是学生最容易出现问题的地方。
17.【答案】增大 减小
【解析】解：从远地点到近地点的过程中，空间站的质量不变，运动速度越来越大，动能逐渐增大，高度逐渐降低，重力势能逐渐减小。
故答案为：增大；减小。
动能的影响因素是物体的质量和速度，重力势能的影响因素是物体的质量和高度。
此题考查了动能和重力势能的影响因素，难度不大，属基础题目。
18.【答案】4500 3 135
【解析】解：(1)已知每捆书籍的质量是5kg，则15捆书籍的总质量m总=15×5kg=75kg，
其总重力G总=m总g=75kg×10N/kg=750N，
武帅对这些书籍至少需要做功W总=G总h=750N×6m=4500J；
(2)由坐标图可知：当搬运质量为15kg物体时，人用于搬运物体的功率(输出)最大，其值为50W；
每捆书籍的质量是5kg，15捆书籍的总质量为75kg，由于搬运书籍所需要做的总功是一定的，为了尽可能快地将这批书籍搬上新家，要求人始终在最大功率(输出)状态下工作，因此每次应搬运质量15kg的书籍，即他每次应搬3捆。
每次搬运的书籍的重力：G=mg=15kg×10N/kg=150N；
重力做的功：W=Gh=150N×6m=900J；
由P=Wt得，每次上楼所用的时间：t=WP=900J50W=18s，
每次下楼所用的时间：t′=12t=12×18s=9s，
则一个来回需要的时间：t1=t+t′=18s+9s=27s，
总共有15捆书籍，1次搬3捆，所以，要完成搬运任务需要5个来回，
则他最快完成搬运任务并返回原地所用的总时间：
t总=5t1=5×27s=135s。
故答案为：4500；3；135。
(1)已知每捆书籍的质量是5kg，然后可知15捆书籍的总质量，由G=mg可求得15捆书籍的总重力，由W=Gh可求得武帅对这些书籍至少需要做的功；
(2)通过图线知，顶点的输出功率最大，由于总功一定，根据P=Wt得出何种情况下搬运的时间最短；
根据G=mg求出每次搬运的书籍的重力，利用W=Gh求每次搬运做功；又知道最大输出功率，根据t=WP可求每次上楼时间，再求出下楼时间，进而得出完成搬运任务并返回原地所用的总时间。
本题考查学生对功的计算公式和功率的计算公掌握和应用，为了求尽快把物体搬到楼上需要的时间，从P−m图像上读出最大功率和最大功率下的搬运质量，这是解决本题的关键，有一定的难度。
19.【答案】
【解析】(1)根据杠杆平衡的条件可知，在杠杆中的阻力、阻力臂一定的情况下，要使所用的动力最小，必须使动力臂最长。
(2)在通常情况下，连接杠杆支点和动力作用点这两点所得到的线段最长，以此为动力臂最省力。
杠杆中的最小动力，可以按照以下几个步骤进行：
(1)确定杠杆中的支点和动力作用点的位置；
(2)连接支点与动力作用点，得到最长的线段；
(3)经过动力作用点做出与该线段垂直的直线；
(4)根据杠杆平衡原理，确定出使杠杆平衡的动力方向。
20.【答案】解：要使滑轮组最省力，需要承担物重的绳子数最多，由一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组，最多能绕出由3段绳子承担物重，所以要从定滑轮绕起，绕绳方法如下：
【解析】滑轮组绳子的绕法，有两种：一是绳子先系在定滑轮的固定挂钩上，绕过下面的动滑轮，再绕过上面的定滑轮；二是绳子先系在动滑轮的固定挂钩上，绕过定滑轮，然后再绕过动滑轮。本题中，要求最省力，属于第二种。
省力多少和绳子的绕法，决定滑轮组的使用效果，动滑轮被几根绳子承担，拉力就是物体和动滑轮总重的几分之一。
21.【答案】右 便于测量力臂 一组实验数据太少，具有偶然性，不能作为普遍规律 是 大于 重力对杠杆的平衡有影响 3mgh2F1h1×100%
【解析】解：(1)为了便于测量力臂，应使杠杆在水平位置平衡，由图知，右端偏高，为使杠杆在水平位置平衡，需要将平衡螺母向右调节；
(2)力臂等于支点到力的作用线的距离，当杠杆在水平位置平衡时，力的方向与杠杆垂直，力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来，因此丙实验设计的好，此时弹簧测力计的拉力与杠杆垂直，便于测量力臂；只有一次实验得出杠杆平衡的条件是：动力×动力臂=阻力×阻力臂，这种结论很具有偶然性，不合理，要进行多次实验，总结杠杆平衡条件；
(3)杠杆的平衡状态是指杠杆处于静止或匀速转动状态，图乙中杠杆处于静止状态，因而杠杆是平衡状态。
(4)若不计杠杆的重力，根据杠杆的平衡条件：F向上L向上=F向下L向下，
F′⋅3L=3G⋅8L，解得F′=8G=8×0.5N=4N
由于杆的重心在杆的中点，方向竖直向下，重力与钩码同时使杠杆向逆时针方向转动，所以弹簧测力计的示数应大于4N；
(5)有用功为W有=Gh2=3mgh2，总功W总=F1h1，则机械效率的表达式η=w有w总×100%=3mgh2F1h1×100%。
故答案为：(1)右；(2)便于测量力臂；一组实验数据太少，具有偶然性，不能作为普遍规律(3)是；(4)大于；重力对杠杆的平衡由影响；(4)3mgh2F1h1×100%。
(1)杠杆在水平位置平衡后，支点到力的作用点的距离就是力臂；在调节杠杆平衡时，应将平衡螺母向较高的一端调节；
(2)杠杆处于静止状态或匀速转动状态时，杠杆处于平衡状态；调节杠杆在水平位置平衡，便于测量力臂；探究杠杆平衡条件时，一般要进行多次测量，为了使实验结论具有普遍性，只有一次实验得出的结论是不科学的；
(3)杠杆的平衡状态包括两种：静止状态或匀速转动状态。
(4)若杠杆的支点在杠杆的中点处，此时重力恰好作用在支点，若不在中点，此时杠杆的平衡会受重力的影响，根据重力的方向判断出重力是使杠杆向哪个方向转动，从而判断出测量结果偏差；
(5)使用杠杆克服钩码的重力做功，有用功等于克服钩码重力做的功，总功等于弹簧测力计的拉力做的功，机械效率等于有用功和总功的比值。
本题考查杠杆机械效率的测量，把握有用功、总功的计算方式，明确机械效率的表达式，知道提高机械效率的方法。
22.【答案】匀速 变小 17 15 80% 物体上升高度 拉力方向 相同
【解析】解：(1)实验中要竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使物体匀速升高，此时系统处于平衡状态，测力计示数才等于拉力大小；
某同学在该实验中加速向上提升重物，提升物体的力变大，总功变大，而有用功不变，故滑轮组的机械效率变小；
(2)①由图甲可知，通过动滑轮绳子的段数n=3，即s=3h，由表中数据可知，第2次实验分析可知测力计移动的距离：s=3×5cm=15cm，所以错误的数据是17；
②由第3次实验数据可知，滑轮组的机械效率为：
η=W有W总×100%=GhFs×100%=6N×0.08m2.5N×0.24m×100%=80%；
③由η=GnF使用同一滑轮组n值相同，由三次实验数据，三次实验的物重相同，测力计的示数相同，所以三次机械效率相同，但在三次实验中物体上升高度不同，所以可知：同一滑轮组机械效率的高低与物体上升高度无关；
(3)①由图乙知增加了一个定滑轮，根据定滑轮特点可知，这样可以改变绳子自由端拉力的方向；
②这两位同学使用各自的滑轮组提升相同的重物时，若忽略绳重及摩擦，他们做的有用功相同，额外功也一样，因此总功相同，也就是机械效率不变。
故答案为：(1)匀速；变小；(2)①17；15；②80%；③物体上升高度；(3)①拉力方向；②相同。
(1)实验中应沿竖直方向匀速缓慢拉动弹簧测力计，此时系统处于平衡状态，拉力大于等于测力计示数；某同学在该实验中加速向上提升重物，提升物体的力变大，据此分析滑轮组的机械效率变小化；
(2)①由图甲可知，通过动滑轮绳子的段数n=3，根据s=nh分析可知错误数据；
②由η=W有W总=GhFs计算第3次实验中滑轮组的机械效率；
③由η=GnF分析三次实验数据，可知三次机械效率相同，找到相同的量与不同量可得结论；
(3)①由图乙知增加了一个定滑轮，根据定滑轮特点可知其目的；
②分析所做有用功和总功，根据机械效率公式分析可得。
本题是滑轮组机械效率的实验，考查了数据分析、机械效率的计算等。滑轮组的机械效率与物体重力、摩擦力、机械本身重力有关。要提高机械效率，应尽量减小摩擦和机械本身重力的同时，最大限度的增加被吊物体重力。
23.【答案】钢球 木块移动距离的远近 质量 速度 钢球下滑到斜面底时的速度 质量 变小
【解析】解：(1)该实验探究的是碰撞前钢球的动能，碰撞时，钢球的动能越大，钢球对木块做的功就越多，木块移动的距离就越远，所以实验中通过观察木块的移动距离来说明钢球动能的大小；
(2)图甲、乙中，钢球的质量相同，甲图中钢球下滑的高度大于乙图中的钢球的下滑高度，则碰撞时，甲图中钢球的速度大于乙图中钢球的速度，碰撞后，甲图中木块移动的距离大于乙图中的木块移动的距离，则可得出的结论为：质量一定时，物体的速度越大，物体的动能越大；
(3)小球下滑到斜面底的速度大小与下滑的高度有关，下滑的高度越高，小球下滑到斜面底时的速度就越大，所以让钢球从斜面的相同高度由静止开始下滑，目的是控制钢球下滑到斜面底时的速度相同。图乙和图丙中，钢球的质量不同，下滑的高度相同，根据控制变量法知，探究的是钢球的动能大小与质量的关系；
(4)由于水平面滑动摩擦力作用，木块在水平面上运动时的速度越来越小，木块对水平面的压力和接触面的粗糙程度保持不变，滑动摩擦力的大小也保持不变，则根据功率P=Fv知，克服摩擦力做功的功率变小。
故答案为：(1)钢球；木块移动距离的远近；(2)质量；速度；(3)钢球下滑到斜面底时的速度；质量；(4)变小。
(1)该实验探究的是钢球下滑到斜面底，与木块碰撞前的动能大小与什么因素有关；碰撞时，钢球的动能越大，钢球对木块做的功就越多，木块移动的距离就越远；
(2)根据控制变量法的思想，归纳出合理的结论；
(3)小球下滑到斜面底的速度大小与下滑的高度有关，下滑的高度越高，小球下滑到斜面底时的速度就越大。图乙和图丙中，小球的质量不同，下滑的高度相同，木块移动的距离不同，根据控制变量法的思想进行分析；
(4)由于水平面的摩擦力作用，木块在水平面上运动时的速度越来越小，直到停止，则可根据功率P=Fv，判断摩擦力做功的功率变化情况。
本题探究动能大小的影响因素，主要考查了控制变量法和转换法的运用。
24.【答案】消除槽钢和铁笼自重对实验的影响
【解析】解：(1)将铁笼系于槽钢上的一端B点，当吊车吊钩在槽钢上的悬吊点移至O点时，槽钢在水平位置平衡。
故设置步骤a的作用：消除槽钢和铁笼重力对杠杆平衡的影响。
(2)如图(a)，槽钢与铁笼组成的杠杆在水平位置平衡，
大象引入铁笼后，杠杆仍然在水平位置平衡，
由杠杆的平衡条件有：F×OA=G象×OB，
400N×500cm=G象×10cm，
所以：G象=2×104N，
由G=mg知，大象的质量m=G象g=2×104N10N/kg=2×103kg；
(3)槽钢的重心在几何中心，如下所示；
槽钢的重力力臂是：
OM=0.5AB−OB=0.5×500cm−10cm=240cm，
根据杠杆的平衡条件：G×OM=G笼×OB，
G笼=OBOM×G=10cm240cm×2400N=100N。
答：(1)消除槽钢重力对杠杆平衡的影响；
(2)大象的重2×103kg；
(3)槽钢的重量为100N。
(1)从槽钢和铁笼重力对杠杆平衡有影响考虑。
(2)根据杠杆平衡条件列出再次杠杆平衡的等式，即可计算出大象的重量；
(3)求出槽钢重力的力臂，根据杠杆的平衡条件求出槽钢的重量。
此题考查了杠杆平衡条件的应用，关键是能够正确分析杠杆所受的力及力臂，在代入数据时一定要细心，并注意单位，物理来源于生活，也服务于生活。
25.【答案】解：(1)工人施加的拉力F=200N，由于力的作用是相互的，工人受到的拉力F拉=F=200N，
提升重物时对水平台面的压力：
F压=F拉+G人=200N+600N=800N；
(2)由图可知，n=3，第二次拉绳子的过程中，工人拉力F=13×(G物+G动)=13×(900N+100N)=1000N3，
由于n=3，自由端绳子移动的速度：v=3v物=3×0.09m/s=0.27m/s，
根据P=Wt=Fst=Fv得拉力的功率：
P=Fv=100N3×0.27m/s=90W；
(3)第二次拉绳子的过程中，该滑轮组的机械效率：
η=W有用W总×100%=G物h(G物+G动)h×100%=G物G物+G动×100%=900N900N+100N×100%=90%。
答：(1)第一次拉绳子时，工人对水平台面的压力为800N；
(2)第二次拉绳子的过程中，工人拉力的功率为90W；
(3)第二次拉绳子的过程中，该滑轮组的机械效率为90%。
【解析】(1)由于力的作用是相互的，工人受到的拉力等于工人施加的拉力，工人提升重物时对水平台面的压力等于拉力加上人的重力；
(2)由图可知，n=3，根据v=3v物求出自由端绳子移动的速度，再根据P=Wt=Fst=Fv求出拉力F的功率；
(3)根据η=W有用W总×100%=G物h(G物+G动)h×100%=G物G物+G动×100%求机械效率。
本题考查了使用滑轮组绳子段数的判断、绳子运动速度与物体运动速度的关系、功率、机械效率的计算等，要求灵活应用相关公式，关键要明确工人提升重物时对水平台面的压力等于拉力加上人的重力。
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