《2025年学霸题中题九年级物理上册苏科版》

7. 核心素养 物理观念 如图所示,斜面的长为高的4倍,物体恰能在斜面上匀速下滑,下滑一段距离的过程中,该物体重力做的功和克服阻力做的功相等.若用平行于斜面向上的拉力F将物体匀速拉上斜面时,斜面的机械效率为 (C)

(第7题) (第8题)
A.20%
B.25%
C.50%
D.75%

答案： C 解析:设斜面高为h,则斜面长s=4h,物体在斜面上匀速下滑过程中重力做的功W_{有用}=Gh,由题意知重力做的功和克服阻力做的功相等,即fs=Gh.用平行于斜面向上的拉力F将物体匀速拉上斜面时所做的总功W_{总}=W_{额外}+W_{有用}=fs+Gh=2Gh,斜面的机械效率为$η=\frac{W_{有用}}{W_{总}}×100%=\frac{Gh}{2Gh}×100%=50%,$故C符合题意.

8. (2023·广安中考)学习了简单机械知识后,某同学自制了如图所示的晾衣架.他将50 N的衣物挂在横杆上,拉绳使其匀速上升1.6 m,用时5 s(上升过程中,横杆保持水平),此过程该装置的机械效率为80%(不计绳重及摩擦).下列分析正确的是 (B)

A.拉力做功80 J
B.拉力的功率为20 W
C.动滑轮重12.5 N
D.若增大衣物的质量,机械效率将减小

答案： B 解析:A.如题图,滑轮组做的有用功W_{有用}=Gh=50N×1.6m=80J,拉力做的功$W_{总}=\frac{W_{有用}}{η}=\frac{80J}{80%}=100J,$故A错误;B.拉力的功率$P=\frac{W_{总}}{t}=\frac{100J}{5s}=20W,$故B正确;C.滑轮组做的额外功W_{额外}=W_{总}-W_{有用}=100J-80J=20J,动滑轮与横杆的总重$G_{动}+G_{横杆}=\frac{W_{额外}}{h}=\frac{20J}{1.6m}=12.5N,$则动滑轮的重小于12.5N,故C错误;D.若增大衣物的质量,滑轮组的额外功不变,有用功增多,由$η=\frac{W_{有用}}{W_{有用}+W_{额外}}×100%,$可知,机械效率将提高,故D错误.故选B.

9. (2025·南京建邺区期中)用如图所示的滑轮组甲和乙分别提升重物$G_{甲}和G_{乙}$,动滑轮重分别为$G_{1}和G_{2}$,拉力分别为$F_{甲}和F_{乙}$,机械效率分别为$\eta_{甲}和\eta_{乙}$,不计绳重和摩擦,下列说法正确的是 (D)

A.若$G_{甲}= G_{乙},F_{甲}= F_{乙}$,则$\eta_{甲}= \eta_{乙}$
B.若$G_{甲}= G_{乙},F_{甲}= F_{乙}$,则$\eta_{甲}＞\eta_{乙}$
C.若$G_{1}= G_{2},F_{甲}= F_{乙}$,则$\eta_{甲}= \eta_{乙}$
D.若$G_{1}= G_{2},F_{甲}= F_{乙}$,则$\eta_{甲}＞\eta_{乙}$

答案： D 解析:由图可知,甲滑轮组承重绳子段数为3,乙滑轮组承重绳子段数为2,不计绳重与摩擦的情况下,滑轮组机械效率可表示为$:η_{甲}=\frac{G_{甲}}{G_{甲}+G_{1}}×100%=\frac{G_{甲}}{3F_{甲}}×100%,η_{乙}=\frac{G_{乙}}{G_{乙}+G_{2}}×100%=\frac{G_{乙}}{2F_{乙}}×100%.AB.$若G_{甲}=G_{乙},F_{甲}=F_{乙},由上述表达式$,\frac{G_{甲}}{3F_{甲}}$＜\frac{G_{乙}}{2F_{乙}},则η_{甲}＜η_{乙},故AB错误;CD.若G_{1}=G_{2},F_{甲}=F_{乙},由上述表达式,F_{甲}=\frac{1}{3}(G_{甲}+G_{1}),F_{乙}=\frac{1}{2}(G_{乙}+G_{2}),则G_{甲}＞G_{乙},可得η_{甲}＞η_{乙},故C错误,D正确.故选D.

10. (2025·无锡滨湖区期中)如图所示,为《墨经》记载的一种斜面引重车.绳子一端紧系在后轮,另一端绕过斜面顶端的滑轮与重物相连.轻推后轮,重物通过绳子被逐渐提升至斜面顶端.若物重为4000 N,斜面长2 m,高0.8 m,后轮施加在绳子上的力为2000 N(不计绳重、滑轮与绳间的摩擦),则该斜面的机械效率为80%,重物与斜面之间的摩擦力是400N.

答案： 80 400 解析:有用功为W_{有用}=Gh=4000N×0.8m=3200J,总功为W_{总}=Fs=2000×2m=4000J,则该斜面 的机械效率为$η=\frac{W_{有用}}{W_{总}}×100%=\frac{3200J}{4000J}×100%=80%,$额外功为W_{额}=W_{总}-W_{有用}=4000J-3200J=800J,则重物与斜面之间的摩擦力为$f=\frac{W_{额}}{s}=\frac{800J}{2m}=400N.$

11. (2024·扬州调研)小勇用如图所示滑轮组拉着物体匀速前进了0.2 m,则绳子自由端移动的距离为0.6m,若物体与地面的摩擦力为9 N,则他所做的有用功是1.8J,如果小勇对绳的拉力$F= 4\ \text{N}$,该滑轮组的机械效率为75%.

(第11题) (第12题)

答案： 0.6 1.8 75 解析:由图示知,动滑轮上绳子有3段,物体匀速前进0.2m,绳子自由端移动的距离s=ns_{物}=3×0.2m=0.6m,拉动物体所做的有用功W_{有用}=f s_{物}=9N×0.2m=1.8J,拉动物体所做的总功W_{总}=Fs=4N×0.6m=2.4J,滑轮组的机械效率$η=\frac{W_{有用}}{W_{总}}×100%=\frac{1.8J}{2.4J}×100%=75%.$

12. (2024·苏州外国语学校质检)如图所示,一根均匀的细木棒OC,$OA= \frac{1}{4}OC$,B为OC的中点.小明在C点施加始终竖直向上的拉力F将挂在A点的重为180 N的物体匀速提升0.2 m,木棒的机械效率为90%,则木棒为省力杠杆,木棒的重为10N.

答案： 省力 10 解析:由图可知,拉力F的力臂为OC,阻力的力臂为OA,则动力臂大于阻力臂,根据杠杆平衡的条件可知为省力杠杆.提升该物体做的有用功W_{有用}=Gh=180N×0.2m=36J,由$η=\frac{W_{有用}}{W_{总}}×100%$可得$W_{总}=\frac{W_{有用}}{η}=\frac{36J}{90%}=40J,$因为W_{总}=W_{有用}+W_{额外},所以,克服木棒重力做的额外功W_{额外}=W_{总}-W_{有用}=40J-36J=4J,因为$OA=\frac{1}{4}OC,$所以OB=2OA,由比例关系可知,B点(重心)将上升h'=2h=2×0.2m=0.4m,由W_{额外}=G_{木}h'可得,木棒重力$G_{木}=\frac{W_{额外}}{h'}=\frac{4J}{0.4m}=10N.$

13. 如图(a)所示是用来提升重物的轮轴,它是一种变形杠杆,图(b)是它的杠杆示意图.若图中$R= 4r$,作用在C点重物的拉力为$F_{2}= 600\ \text{N}$,作用在D点的动力$F_{1}= 200\ \text{N}$,则轮轴的机械效率为$\eta=$75%.

答案： 75% 解析:利用轮轴提升重物时,物体升高的高度和绳子自由端移动距离的比值等于轴半径与轮半径的比值,即$\frac{h}{s}=\frac{r}{R},$已知R=4r,则$\frac{h}{s}=\frac{r}{4r}=\frac{1}{4},$提升重物的有用功W_{有用}=F_{2}h=600N×h,总功W_{总}=F_{1}s=200N×s,轮轴的机械效率为$η=\frac{W_{有用}}{W_{总}}×100%=\frac{F_{2}h}{F_{1}s}×100%=\frac{600N×1}{200N×4}×100%=75%.$