零五网 全部参考答案 同步练习答案 2026年同步练习江苏九年级物理下册苏科版 第103页解析答案
6. 如图所示,在$200\ N$的拉力$F$作用下,用滑轮组将重为$300\ N$的货物匀速提升,在$20\ s$内货物竖直上升了$2\ m$。若不计绳重及滑轮上的摩擦,下列说法中正确的是(
C
)。

A.滑轮组做的有用功为$400\ J$
B.拉力$F$做功的功率为$30\ W$
C.滑轮组的机械效率为$75\%$
D.此滑轮组提升的货物越轻,机械效率越大
答案:C
解析:
【分析】
要解决这道题,需先明确滑轮组的绳子段数,再分别计算有用功、总功、功率、机械效率,结合公式逐一分析选项:
1. 首先确定承担物重的绳子段数$n$:由图可知,动滑轮上有2段绳子承担物重,即$n=2$;
2. 有用功是对货物做的功,根据$W=Gh$计算;
3. 总功是拉力做的功,先根据$s=nh$计算绳子自由端移动距离,再用$W=Fs$计算总功,功率用$P=\frac{W_{总}}{t}$计算;
4. 机械效率用$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}} × 100\%$计算;
5. 分析机械效率与物重的关系:不计绳重及摩擦,机械效率$\eta=\frac{G}{G+G_{动}}$,物重越小,机械效率越低。
【解析】
逐一分析选项:
选项A:有用功是提升货物做的功,$W_{有用}=Gh=300\ \mathrm{N} × 2\ \mathrm{m}=600\ \mathrm{J}$,不是$400\ \mathrm{J}$,A错误;
选项B:由图知,承担物重的绳子段数$n=2$,则绳子自由端移动距离$s=nh=2 × 2\ \mathrm{m}=4\ \mathrm{m}$,拉力做的总功$W_{总}=Fs=200\ \mathrm{N} × 4\ \mathrm{m}=800\ \mathrm{J}$,拉力做功的功率$P=\frac{W_{总}}{t}=\frac{800\ \mathrm{J}}{20\ \mathrm{s}}=40\ \mathrm{W}$,不是$30\ \mathrm{W}$,B错误;
选项C:滑轮组的机械效率$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}} × 100\%=\frac{600\ \mathrm{J}}{800\ \mathrm{J}} × 100\%=75\%$,C正确;
选项D:不计绳重及摩擦,机械效率$\eta=\frac{G}{G+G_{动}} × 100\%$,提升的货物越轻,$G$越小,机械效率越小,D错误。
【答案】
C
【知识点】
滑轮组功的计算;机械效率计算;功率计算
【点评】
本题考查滑轮组的功、功率、机械效率的综合计算,关键是准确确定绳子段数,熟练掌握相关公式,同时理解机械效率与物重的关系。
【难度系数】
0.6
7. 航空母舰上的飞机起飞时,由于跑道距离有限,可以采用蒸汽弹射来帮助飞机迅速达到起飞所需要的速度。蒸汽弹射时将水蒸气的内能转化为飞机的动能,能量的转化率约为$9\%$。关于蒸汽弹射,下列说法中正确的是(
B
)。

A.功率大、效率高
B.功率大、效率低
C.功率小、效率高
D.功率小、效率低
答案:B
解析:
【分析】
首先明确功率和效率的物理意义:功率反映做功的快慢,效率反映能量转化的有效程度。
1. 功率分析:飞机需要迅速达到起飞速度,说明要在短时间内获得足够动能,蒸汽弹射能在短时间内为飞机提供大量动能,体现其做功快,因此功率大。
2. 效率分析:题目明确给出蒸汽弹射的能量转化率约为9%,转化率即能量利用效率,9%远低于100%,说明大部分能量未被有效利用,效率低。
综合两点可判断正确选项为B。
【解析】
1. 功率判断:飞机需迅速达到起飞速度,意味着短时间内要获得较大动能,蒸汽弹射能在短时间内为飞机提供大量动能,根据功率的定义(单位时间内所做的功),可知其功率大。
2. 效率判断:题目中给出蒸汽弹射的能量转化率约为9%,能量转化率即能量利用效率,9%的数值表明大部分能量未被有效利用,因此效率低。
综上,蒸汽弹射功率大、效率低,对应选项B。
【答案】
B
【知识点】
功率的概念、能量转化效率
【点评】
本题考查功率与效率的概念辨析,核心是区分二者不同的物理意义,结合题目中“迅速达到起飞速度”“转化率约9%”的关键信息即可判断,属于基础概念应用类题目。
【难度系数】
0.75
8. 如图所示,利用轻质滑轮组匀速拉动水平地面上重为$300\ N$的物体,拉力$F$的大小为$30\ N$。若物体和地面之间的摩擦力大小为$45\ N$,则$A$处的拉力大小和滑轮组的机械效率分别为(
B
)。

A.$45\ N$,$50\%$
B.$45\ N$,$75\%$
C.$60\ N$,$50\%$
D.$60\ N$,$75\%$
答案:B
解析:
【分析】
首先分析A处的拉力:物体在水平地面上匀速运动,水平方向受力平衡,A处拉力与物体受到的摩擦力是一对平衡力,大小相等。
然后分析滑轮组的机械效率:水平滑轮组的有用功是克服物体与地面间摩擦力做的功,总功是拉力F做的功。先确定承担摩擦力的绳子段数,再根据机械效率公式,将有用功和总功用已知量表示,化简后计算机械效率,进而判断选项。
【解析】
1. 计算A处的拉力:
因为物体做匀速直线运动,水平方向上A处的拉力与地面对物体的摩擦力是一对平衡力,根据二力平衡条件可知:
$F_A = f = 45\ N$
2. 计算滑轮组的机械效率:
由图可知,滑轮组中与动滑轮相连的绳子段数$n=2$。设物体移动的距离为$s_{物}$,则拉力$F$移动的距离$s_{绳}=2s_{物}$。
有用功:$W_{有}=f · s_{物}$
总功:$W_{总}=F · s_{绳}=F · 2s_{物}$
机械效率公式为$\eta = \frac{W_{有}}{W_{总}} × 100\%$,将有用功和总功代入得:
$\eta = \frac{f · s_{物}}{F · 2s_{物}} × 100\% = \frac{f}{2F} × 100\%$
代入$f=45\ N$,$F=30\ N$:
$\eta = \frac{45\ N}{2 × 30\ N} × 100\% = 75\%$
综上,A处拉力为$45\ N$,滑轮组的机械效率为$75\%$。
【答案】
B
【知识点】
二力平衡条件;滑轮组机械效率计算
【点评】
本题考查水平滑轮组的受力分析与机械效率计算,需注意水平滑轮组的有用功是克服摩擦力做功,区别于竖直滑轮组,同时要准确判断绳子段数,结合公式进行求解。
【难度系数】
0.6
9. 如图所示为小华制作的斜拉索大桥模型,她用长$30\ cm$、重$5\ N$的质地均匀的木条$OA$做桥面,立柱$GH$做桥塔。$OA$可绕$O$点转动,$A$端用细线与$GH$上的$B$点相连,桥面$OA$实质上是一种
杠杆
(填简单机械名称)。保持桥面水平,细线对$OA$的拉力$F = $
5
$ N$;将细线一端的固定点由$B$点改至$C$点,拉力$F$的大小变化情况是
减小
,由此小华初步了解到大桥建造很高桥塔的好处。

答案:
杠杆
减小
5
解析:
【分析】
首先判断简单机械:OA可绕O点转动,符合杠杆的特征,因此是杠杆。
然后计算拉力F:确定支点O后,阻力为木条重力,因木条质地均匀,重心在OA中点,可得出阻力臂;再根据∠OAB=30°求出拉力的动力臂,最后利用杠杆平衡条件计算拉力大小。
最后分析拉力变化:固定点上移到C点时,拉力的力臂会变大,结合杠杆平衡条件,阻力和阻力臂不变,可判断拉力的变化趋势。
【解析】
1. 简单机械判断:
OA可绕O点转动,满足杠杆“能绕固定点转动的硬棒”的定义,因此桥面OA实质上是一种杠杆。
2. 计算拉力F:
已知OA长$ 30\ \mathrm{cm} $,重力$ G=5\ \mathrm{N} $,木条质地均匀,重心在OA中点,故阻力臂:
$ L_2 = \frac{1}{2}OA = \frac{1}{2} × 30\ \mathrm{cm} = 15\ \mathrm{cm} $
拉力F的力臂是支点O到拉力作用线的垂直距离,由$ ∠ OAB=30° $,可得动力臂:
$ L_1 = OA × \sin30° = 30\ \mathrm{cm} × 0.5 = 15\ \mathrm{cm} $
根据杠杆平衡条件$ F · L_1 = G · L_2 $,代入数据:
$ F × 15\ \mathrm{cm} = 5\ \mathrm{N} × 15\ \mathrm{cm} $
解得:$ F = 5\ \mathrm{N} $
3. 固定点改至C点的拉力变化:
将细线固定点由B改至C点,拉力的力臂增大,阻力G和阻力臂$ L_2 $不变,根据$ F = \frac{G · L_2}{L_1} $,动力臂$ L_1 $增大时,拉力F减小。
【答案】
杠杆;5;减小
【知识点】
杠杆的定义;杠杆平衡条件
【点评】
本题考查杠杆的识别与杠杆平衡条件的应用,关键是准确确定动力臂、阻力臂,理解力臂变化对拉力的影响,需结合几何知识分析力臂的大小。
【难度系数】
0.6
10. 小明在探究斜面的机械效率时,将粗糙程度均匀的长木板用支架支撑构成斜面,如图所示。用刻度尺量出斜面底端$A$点到斜面上$B$点的距离$L$为$80\ cm$,$B$点距水平地面高度$h$为$20\ cm$。沿斜面向上用$0.8\ N$的拉力$F$将重为$2\ N$的木块匀速拉到$B$点,用时$2\ s$,则这段过程中拉力$F$做功的功率$P = $
0.32
$ W$,斜面的机械效率$\eta = $
62.5
$\%$,木块在该斜面上受到的滑动摩擦力$f = $
0.3
$ N$。

答案:0.32
62.5
0.3
解析:
【分析】
要解决这道题,我们可以分三步分别计算拉力的功率、斜面的机械效率和滑动摩擦力:
1. 计算拉力功率:先根据总功公式$W_{总}=FL$求出拉力做的总功,再利用功率公式$P=\frac{W_{总}}{t}$计算功率;
2. 计算机械效率:先根据有用功公式$W_{有}=Gh$求出克服木块重力做的有用功,再用机械效率公式$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%$计算效率;
3. 计算滑动摩擦力:根据总功、有用功和额外功的关系$W_{额}=W_{总}-W_{有}$求出额外功,而额外功是克服摩擦力做的功,由$W_{额}=fL$变形可求出摩擦力$f$。
【解析】
已知:$L=80\ cm=0.8\ m$,$h=20\ cm=0.2\ m$,$F=0.8\ N$,$G=2\ N$,$t=2\ s$
1. 计算拉力做功的功率:
拉力做的总功:$W_{总}=FL=0.8\ N×0.8\ m=0.64\ J$
拉力的功率:$P=\frac{W_{总}}{t}=\frac{0.64\ J}{2\ s}=0.32\ W$
2. 计算斜面的机械效率:
克服木块重力做的有用功:$W_{有}=Gh=2\ N×0.2\ m=0.4\ J$
机械效率:$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%=\frac{0.4\ J}{0.64\ J}×100\%=62.5\%$
3. 计算滑动摩擦力:
额外功:$W_{额}=W_{总}-W_{有}=0.64\ J-0.4\ J=0.24\ J$
由$W_{额}=fL$可得,滑动摩擦力:$f=\frac{W_{额}}{L}=\frac{0.24\ J}{0.8\ m}=0.3\ N$
【答案】
0.32;62.5;0.3
【知识点】
功率的计算;机械效率计算;斜面摩擦力计算
【点评】
本题考查斜面的功率、机械效率和摩擦力的综合计算,关键是明确总功、有用功、额外功之间的关系,注意单位的统一。
【难度系数】
0.6
11. 如图所示,$O$为支点,杠杆$AB$平衡时,请画出施加在杠杆上最小动力$F_1$的示意图。

答案:
解析:
【分析】
要画出杠杆上的最小动力,需依据杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$分析:当阻力(重物$G$的拉力)和阻力臂$OC$固定时,动力臂越长,动力越小。因此首先找到杠杆上距离支点$O$最远的点(该点到支点的距离为最长力臂),再过该点作垂直于杠杆的动力,方向需使杠杆保持平衡。
【解析】
1. 确定支点$O$,在杠杆$AB$上,$B$点是距离$O$最远的点,因此$OB$为最长的动力臂;
2. 由于阻力使杠杆有顺时针转动的趋势,为使杠杆平衡,动力需使杠杆有逆时针转动的趋势,过$B$点作垂直于$AB$向上的力$F_1$,并标注$F_1$,此力即为最小动力。(画图规范:作用点在$B$点,箭头方向垂直$AB$向上,标注$F_1$)
【答案】
在杠杆$B$点处,画出垂直于$AB$向上的力$F_1$(示意图:以$B$为作用点,绘制垂直于杠杆向上的箭头,标注$F_1$)。
【知识点】
杠杆平衡条件,最小动力画法,力臂判断
【点评】
本题考查杠杆最小动力的作图,核心是理解“最长力臂对应最小动力”的原理,需准确确定最长力臂和动力方向,是杠杆平衡条件的典型应用。
【难度系数】
0.6
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