3（2024盐城盐都月考）如图所示，初三学生小明想测量自己每天上学从一楼正常爬到教室五楼的功率，下列相关说法中错误的是（g取10 N/kg）（）

A.他所依据的实验原理是$P=\frac{W}{t}$
B.他所需要的测量工具有磅秤、秒表和刻度尺
C.他所需要的测量的物理量有他的质量$m$、一楼到五楼的高度$h$、正常爬楼的时间$t$
D.小明正常爬楼的功率有可能达到500 W

3. D

【分析】
要判断各选项正误，需明确爬楼功率的计算逻辑：爬楼时克服自身重力做功，功率公式为$P=\frac{W}{t}=\frac{Gh}{t}=\frac{mgh}{t}$，因此需确定测量的物理量、对应工具，再估算正常爬楼的功率大小，逐一分析选项即可。
【解析】
A选项：功率的定义式为$P=\frac{W}{t}$，爬楼时克服重力做功$W=Gh=mgh$，故爬楼功率的实验原理是$P=\frac{W}{t}$，A正确；
B选项：测量质量需用磅秤，测量爬楼时间需用秒表，测量一楼到五楼的高度需用刻度尺，所需测量工具正确，B正确；
C选项：由功率公式$P=\frac{mgh}{t}$可知，需要测量的物理量是自身质量$m$、一楼到五楼的高度$h$、正常爬楼的时间$t$，C正确；
D选项：估算功率：初三学生质量约$m=50\ \mathrm{kg}$，每层楼高约$3\ \mathrm{m}$，一楼到五楼共4层，高度$h=4×3\ \mathrm{m}=12\ \mathrm{m}$，正常爬楼时间约$t=20\ \mathrm{s}$，则功率$P=\frac{mgh}{t}=\frac{50\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}×12\ \mathrm{m}}{20\ \mathrm{s}}=300\ \mathrm{W}$，正常爬楼功率远小于500 W，D错误。
【答案】
D
【知识点】
功率计算、功的计算、测量功率的实验
【点评】
本题围绕爬楼功率的测量展开，考查功率的原理、测量所需的物理量和工具，以及功率的估算，属于基础应用类题目，需结合生活实际合理估算爬楼时间和高度，难度适中。
【难度系数】
0.6

4 一台拖拉机以30 kW的功率匀速耕地，速度为3.6 km/h，拖拉机耕地时的牵引力N，有一头牛，它的功率是0.3 kW，这台拖拉机以30 kW的功率工作2 h所做的功由这头牛来完成，需要h。

4. $3×10^4$ 200

【分析】
本题考查功率相关的计算，需运用功率与力、速度的关系公式$P=Fv$推导牵引力，以及功与功率、时间的关系公式$W=Pt$推导牛工作的时间。解题核心是统一单位，再代入公式计算。
【解析】
1. 求拖拉机的牵引力：
已知拖拉机功率$P=30\ \mathrm{kW}=30×10^3\ \mathrm{W}$，速度$v=3.6\ \mathrm{km/h}=1\ \mathrm{m/s}$。
根据功率公式$P=Fv$，变形得牵引力$F=\frac{P}{v}$，代入数据：
$F=\frac{30×10^3\ \mathrm{W}}{1\ \mathrm{m/s}}=3×10^4\ \mathrm{N}$。
2. 求牛完成相同功所需的时间：
拖拉机2h做的功$W=P_{\mathrm{拖}}t_{\mathrm{拖}}=30\ \mathrm{kW}×2\ \mathrm{h}=60\ \mathrm{kW·h}$。
牛的功率$P_{\mathrm{牛}}=0.3\ \mathrm{kW}$，由$W=Pt$得，牛工作时间$t_{\mathrm{牛}}=\frac{W}{P_{\mathrm{牛}}}=\frac{60\ \mathrm{kW·h}}{0.3\ \mathrm{kW}}=200\ \mathrm{h}$。
【答案】
$3×10^4$；200
【知识点】
功率的计算、功的计算
【点评】
本题是功率公式的基础应用，关键在于单位的正确转换，只要熟练掌握相关公式即可顺利解答，属于基础题型。
【难度系数】
0.3

5 如图甲所示,用滑轮组竖直向上提升重物,不计绳重和摩擦,下列措施能提高滑轮组机械效率的是 ()

A.改为图乙绕线方式
B.减小定滑轮的重力
C.增大重物上升的高度
D.减小动滑轮的重力

5. D

【分析】要解决这道题，需先明确不计绳重和摩擦时滑轮组机械效率的推导公式：$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}=\frac{Gh}{Gh+G_{动}h}=\frac{G}{G+G_{动}}$，由此可知，滑轮组的机械效率仅与物重$G$、动滑轮重$G_{动}$有关，与绕线方式、定滑轮重力、重物上升高度无关。接下来逐一分析各选项，判断哪个措施能提高机械效率。
【解析】不计绳重和摩擦时，滑轮组的机械效率$\eta=\frac{G}{G+G_{动}}$，据此分析各选项：
1. 选项A：改为图乙绕线方式，绕线方式改变，但机械效率公式中不包含绕线方式，因此无法提高机械效率，A错误；
2. 选项B：减小定滑轮的重力，定滑轮的重力不影响额外功（额外功是提升动滑轮所做的功），机械效率不变，B错误；
3. 选项C：增大重物上升的高度，由$\eta=\frac{G}{G+G_{动}}$可知，重物上升高度$h$在公式中被约去，机械效率与高度无关，C错误；
4. 选项D：减小动滑轮的重力，在物重$G$不变时，$\eta=\frac{G}{G+G_{动}}$，动滑轮重力$G_{动}$减小，机械效率$\eta$增大，能提高滑轮组的机械效率，D正确。
【答案】D
【知识点】滑轮组机械效率
【点评】本题考查滑轮组机械效率的影响因素，核心是掌握不计绳重和摩擦时机械效率的推导，明确各因素对机械效率的影响，属于基础题型，难度适中。
【难度系数】0.6

6 一木箱重 300 N,工人用沿斜面向上的拉力 F 将木箱匀速拉到高处,如图甲所示,已知整个过程中拉力 F 做的功 W 与木箱沿斜面运动距离 s 的关系如图乙所示,整个过程的额外功是 240 J,下列说法正确的是 ()

A.拉力$F=150\ \mathrm{N}$
B.斜面的机械效率$\eta=40\%$
C.木箱被提升的高度$h=1.2\ \mathrm{m}$
D.木箱所受的摩擦力$f=100\ \mathrm{N}$

6. C

【分析】
要解决本题，需结合功、机械效率的相关知识，先从图像中获取总功，再利用总功、有用功、额外功的关系，以及斜面的相关公式逐一分析选项：首先由图乙确定总功，再根据总功=有用功+额外功算出有用功，接着分别计算拉力、机械效率、提升高度、摩擦力，判断各选项是否正确。
【解析】
1. 由图乙可知，当木箱沿斜面运动距离$ s=6\ \mathrm{m} $时，拉力做的总功$ W_{总}=600\ \mathrm{J} $。
2. 计算拉力$ F $：根据功的公式$ W=Fs $，可得拉力$ F=\frac{W_{总}}{s}=\frac{600\ \mathrm{J}}{6\ \mathrm{m}}=100\ \mathrm{N} $，故选项A错误。
3. 计算有用功：总功等于有用功与额外功之和，即$ W_{有用}=W_{总}-W_{额外}=600\ \mathrm{J}-240\ \mathrm{J}=360\ \mathrm{J} $。
4. 计算斜面的机械效率：$ \eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}=\frac{360\ \mathrm{J}}{600\ \mathrm{J}}=60\% $，故选项B错误。
5. 计算木箱被提升的高度：有用功是克服木箱重力做的功，即$ W_{有用}=Gh $，则$ h=\frac{W_{有用}}{G}=\frac{360\ \mathrm{J}}{300\ \mathrm{N}}=1.2\ \mathrm{m} $，故选项C正确。
6. 计算木箱所受摩擦力：额外功是克服摩擦力做的功，即$ W_{额外}=fs $，则$ f=\frac{W_{额外}}{s}=\frac{240\ \mathrm{J}}{6\ \mathrm{m}}=40\ \mathrm{N} $，故选项D错误。
【答案】
C
【知识点】
功的计算、机械效率、斜面的额外功
【点评】
本题考查斜面相关的功、机械效率计算，需明确总功、有用功、额外功的关系，结合图像提取数据是解题关键，难度适中。
【难度系数】
0.6

7 在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，实验小组用如图所示的装置进行了实验，实验数据记录如表所示，第三次实验时的拉力如图所示。

(1) 实验中应拉动弹簧测力计使钩码上升。
(2) 表格中编号①的数据应为；编号②的数据应为。
(3) 比较实验数据可得出的实验结论是:使用同样的滑轮组，，滑轮组的机械效率越高。
(4) 在第一次实验时，若忽略绳重和摩擦，则计算出动滑轮的重力为N。

7. (1) 竖直向上匀速缓慢 (2) 2.2 88.9% (3) 提升的物体越重 (4) 0.4

【分析】
1. 实验中拉动弹簧测力计的要求：需保证拉力大小等于弹簧测力计示数，因此要竖直向上匀速缓慢拉动，使钩码受力平衡，测力计示数稳定。
2. 求编号①（第三次拉力）和②（机械效率）：根据滑轮组绳子段数公式n=s/h，由前两次实验确定n=3，结合第三次实验的拉力图得①的数值，再代入机械效率公式计算②。
3. 推导实验结论：对比同一滑轮组三次实验的提升物重和机械效率，总结物重与机械效率的关系。
4. 计算动滑轮重力：忽略绳重和摩擦，利用滑轮组拉力公式F=(G+G动)/n，代入第一次实验数据求解G动。
【解析】
(1) 实验中应竖直向上匀速缓慢拉动弹簧测力计，此时钩码处于平衡状态，弹簧测力计的示数等于拉力大小，保证测量准确。
(2) 由前两次实验数据得滑轮组绳子段数n=s/h=0.3m/0.1m=3；第三次实验中，拉力①=2.2N；机械效率η=(Gh)/(Fs)×100%=(8N×0.1m)/(2.2N×0.3m)×100%≈88.9%，故②=88.9%。
(3) 对比三次实验：同一滑轮组，提升钩码重力越大，机械效率越高，因此结论为使用同样的滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高。
(4) 忽略绳重和摩擦，由F=(G+G动)/n，代入第一次实验数据（G=2N，F=1N，n=3），得1N=(2N+G动)/3，解得G动=0.4N。
【答案】
(1) 竖直向上匀速缓慢 (2) 2.2；88.9% (3) 提升的物体越重 (4) 0.4
【知识点】
滑轮组的机械效率；滑轮组拉力计算；实验操作要点
【点评】
本题为测量滑轮组机械效率的基础实验题，考查实验操作规范、机械效率计算、实验结论推导及动滑轮重力计算，需熟练掌握相关公式和实验原理，难度适中。
【难度系数】
0.6