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8.(2024·新疆模拟)动车组是一种带有可操纵动力的固定编组(车辆总节数一定)的列车组,带动力的车辆叫动车,不带动力的车辆叫拖车.各动车的额定功率相等,每节动车与拖车质量也相等.列车运动时,车轮与铁轨间的摩擦阻力与列车的质量成正比,受到的空气阻力与列车速度的平方成正比.某动车组列车启动6节动车,以最大速度300km/h行驶时,空气阻力是总阻力的二分之一.要使该列车的最大速度达到360km/h,开动动车的节数至少为( )
A.8节
B.9节
C.10节
D.11节
A.8节
B.9节
C.10节
D.11节
答案:
B
9.如图,为了提升重物,选用了粗细均匀、重为G的杠杆,不计杠杆支点处的摩擦,先后把同一个重物挂在A、B两点处,每次用力让杠杆上升同样的高度.下列说法正确的是( )

A.重物在A点处时做的有用功多,杠杆的机械效率高
B.重物在A点和B点处时杠杆的机械效率相等
C.重物在B点处时做的有用功多,杠杆的机械效率高
D.重物在B点处时做的额外功多,杠杆的机械效率高
A.重物在A点处时做的有用功多,杠杆的机械效率高
B.重物在A点和B点处时杠杆的机械效率相等
C.重物在B点处时做的有用功多,杠杆的机械效率高
D.重物在B点处时做的额外功多,杠杆的机械效率高
答案:
C
10.如图是锅炉保险阀门.当阀门受到的蒸汽压力超过其安全值时,阀门就会被顶开.若$OB= 2m$,$OA= 0.5m$,阀门的底面积$S= 2cm^{2}$,锅炉内气体压强的安全值$p= 6×10^{5}Pa$,则B处所挂重物的重力是(杠杆的重力、摩擦均不计,大气压$p_{0}= 1×10^{5}Pa$)( )

A.20N
B.25N
C.30N
D.120N
A.20N
B.25N
C.30N
D.120N
答案:
10.B 解析:阀门恰好被顶开时,蒸汽对阀门向上的力 $F_{1}=pS=6× 10^{5}\ Pa× 2× 10^{-4}\ m^{2}=120\ N$,大气对阀门向下的压力 $F_{2}=p_{0}S=1× 10^{5}\ Pa× 2× 10^{-4}\ m^{2}=20\ N$,则阀门对杠杆A点的支持力 $F=F_{1}-F_{2}=120\ N-20\ N=100\ N$,由杠杆平衡条件可得 $F× OA=G× OB$,所以B处所挂重物的重力 $G=\frac{F× OA}{OB}=\frac{100\ N× 0.5\ m}{2\ m}=25\ N$,故B正确。
11.新素养 科学思维 一轻质不等臂杠杆AOB的左右两端分别吊着一实心铝块和铜块,此时杠杆在水平位置平衡.现将铝块、铜块同时浸没在水中,如图所示.已知$\rho_{水}= 1.0×10^{3}kg/m^{3}$,$\rho_{铝}= 2.7×10^{3}kg/m^{3}$,$\rho_{铜}= 8.9×10^{3}kg/m^{3}$,则下列判断正确的是( )

A.A端下降
B.B端下降
C.仍然平衡
D.无法判断
A.A端下降
B.B端下降
C.仍然平衡
D.无法判断
答案:
11.B 解析:由题意可知,轻质杠杆AOB的左右两端分别吊着一实心铝块和铜块,此时杠杆在水平位置平衡,由杠杆的平衡条件可得 $G_{铝}× OA=G_{铜}× OB$,由 $G=mg=\rho Vg$ 可得,$\rho_{铝}V_{铝}g× OA=\rho_{铜}V_{铜}g× OB$,$\rho_{铝}<\rho_{铜}$,所以 $V_{铝}× OA>V_{铜}× OB$。将铝块和铜块同时浸没在水中,由阿基米德原理可得 $F_{浮}=\rho_{水}V_{排}g=\rho_{水}V_{物}g$,则此时作用在杠杆左、右两端的拉力分别为 $F_{A}=\rho_{铝}V_{铝}g-\rho_{水}V_{铝}g$、$F_{B}=\rho_{铜}V_{铜}g-\rho_{水}V_{铜}g$,则 $F_{A}× OA - F_{B}× OB=(\rho_{铝}V_{铝}g-\rho_{水}V_{铝}g)× OA-(\rho_{铜}V_{铜}g-\rho_{水}V_{铜}g)× OB=\rho_{水}V_{铜}g× OB-\rho_{水}V_{铝}g× OA=\rho_{水}(V_{铜}× OB - V_{铝}× OA)g<0$,即 $F_{A}× OA<F_{B}× OB$,所以B端下降,故B正确。
12.使用如图所示的滑轮组,沿水平方向匀速拉动质量为300kg的物体,弹簧测力计的示数为200N,物体在10s内移动1m,物体所受的摩擦力为物重的十分之一.不计绳重和滑轮组内的摩擦,下列说法正确的是( )

A.滑轮组的机械效率为50%
B.动滑轮重为100N
C.绳子自由端拉力做功的功率为20W
D.增大物重,滑轮组的机械效率不变
A.滑轮组的机械效率为50%
B.动滑轮重为100N
C.绳子自由端拉力做功的功率为20W
D.增大物重,滑轮组的机械效率不变
答案:
12.B 解析:由图可知,动滑轮上绳子的段数 $n = 2$,则绳子自由端移动的距离 $s = nh = 2× 1\ m=2\ m$,不计绳重和滑轮组内的摩擦,拉力F的大小等于弹簧测力计的示数200N,10s内拉力做的总功 $W_{总} = Fs = 200\ N× 2\ m=400\ J$,则拉力做功的功率 $P=\frac{W_{总}}{t}=\frac{400\ J}{10\ s}=40\ W$,故C错误;物体的重力 $G = mg = 300\ kg× 10\ N/kg=3000\ N$,则物体所受的摩擦力 $f=\frac{1}{10}G=\frac{1}{10}× 3000\ N=300\ N$,因为物体在水平方向上做匀速直线运动,所以拉力F做的有用功为克服物体所受摩擦力所做的功,即 $W_{有用} = fh = 300\ N× 1\ m=300\ J$,则滑轮组的机械效率 $\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}× 100\%=\frac{300\ J}{400\ J}× 100\%=75\%$,故A错误;不计绳重和滑轮组内的摩擦,拉力 $F=\frac{1}{n}(f + G_{动})$,则动滑轮的重力 $G_{动} = nF - f = 2× 200\ N-300\ N=100\ N$,故B正确;不计绳重和滑轮组内的摩擦,滑轮组的机械效率 $\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}× 100\%=\frac{fh}{fh + G_{动}h}× 100\%=\frac{f}{f + G_{动}}× 100\%=\frac{1}{1+\frac{G_{动}}{f}}× 100\%$,增大物重,物体对水平面的压力增大,水平面的粗糙程度不变,则物体所受摩擦力增大,滑轮组的机械效率增大,故D错误。
13.新素养 物理观念 (2025·江西南昌期中)在很多陡峭的山路上,可以看到挑夫挑着重物的情景.挑夫和普通游客相比,从山脚某处到山腰某处用了相同的时间,______做的功更多,______做功的功率更大.(均选填“挑夫”或“游客”)
答案:
13.挑夫 挑夫
14.亮点原创 如图是汉代画像砖上描绘的《史记》中“泗水取鼎”画面,两边各有数人用绳子通过滑轮拉起掉落水中的鼎.图中的滑轮是______(选填“定”或“动”)滑轮,这种滑轮______(选填“能”或“不能”)起到省力的作用;如果此时每个人对绳子的拉力均为F,鼎受到的浮力为$F_{1}$,则鼎的重力为______.

答案:
14.定 不能 $6F + F_{1}$
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