登录
14（易错题）如图所示为某正常体型的中学生在练习深蹲的示意图，站立和下蹲时重心位置的高度差为$ h $，每分钟下蹲20次，则该同学下蹲过程中重力做功的功率最接近（
A.10 W
B.60 W
C.100 W
D.200 W
甲 乙
甲 乙
B
）A.10 W
B.60 W
C.100 W
D.200 W
甲 乙
甲 乙
答案
14. B
解析
【分析】要计算下蹲过程中重力做功的功率，需利用功率公式$ P = \frac{W}{t} $，总功$ W $是每分钟内下蹲过程重力做的总功，时间$ t = 60s $。首先合理估算中学生的质量、重心高度差，每次下蹲重力做功为$ W_1 = mgh $，结合每分钟下蹲次数计算总功，进而求出功率，对比选项得出答案。
【解析】估算：正常中学生质量约$ m = 50kg $，深蹲时重心高度差约$ h = 0.3m $，重力加速度$ g \approx 10N/kg $。
每次下蹲重力做功：$ W_1 = mgh = 50kg × 10N/kg × 0.3m = 150J $。
每分钟下蹲20次，总功：$ W = 20 × W_1 = 20 × 150J = 3000J $。
功率：$ P = \frac{W}{t} = \frac{3000J}{60s} = 50W $，结合实际估算的合理范围，结果最接近60W，故选B。
【答案】B
【知识点】功率计算、重力做功、功的估算
【点评】本题为估算类易错题，关键是合理估算中学生的质量和重心高度差，需明确总功是多次下蹲做功之和，计算时注意时间单位换算，避免因估算偏差选错答案。
【难度系数】0.6
【解析】估算：正常中学生质量约$ m = 50kg $，深蹲时重心高度差约$ h = 0.3m $，重力加速度$ g \approx 10N/kg $。
每次下蹲重力做功：$ W_1 = mgh = 50kg × 10N/kg × 0.3m = 150J $。
每分钟下蹲20次，总功：$ W = 20 × W_1 = 20 × 150J = 3000J $。
功率：$ P = \frac{W}{t} = \frac{3000J}{60s} = 50W $，结合实际估算的合理范围，结果最接近60W，故选B。
【答案】B
【知识点】功率计算、重力做功、功的估算
【点评】本题为估算类易错题，关键是合理估算中学生的质量和重心高度差，需明确总功是多次下蹲做功之和，计算时注意时间单位换算，避免因估算偏差选错答案。
【难度系数】0.6
15 [2025宿豫期中]关于功率、机械效率，下列说法正确的是 （
A.做功越多的机械，其功率就越大
B.越省力的机械，其功率就越小
C.做功越慢的机械，其机械效率就越低
D.有用功一定时，额外功少的机械，机械效率一定高
D
）A.做功越多的机械，其功率就越大
B.越省力的机械，其功率就越小
C.做功越慢的机械，其机械效率就越低
D.有用功一定时，额外功少的机械，机械效率一定高
答案
15. D
解析
【分析】要解决这道题，需先明确功率和机械效率的定义及决定因素：功率是表示做功快慢的物理量，公式为$ P=\frac{W}{t} $，其大小由做功多少和做功时间共同决定；机械效率是有用功与总功的比值，公式为$ \eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}=\frac{W_{有}}{W_{有}+W_{额}} $，与省力情况、做功快慢（功率）无直接关系。接下来逐一分析每个选项，排除错误选项，确定正确答案。
【解析】
选项A：功率由做功多少和时间共同决定，仅做功多，若时间很长，功率不一定大，故A错误；
选项B：功率反映做功快慢，与机械是否省力无关，省力的机械若做功快，功率也可较大，故B错误；
选项C：做功慢指功率小，机械效率是有用功与总功的比值，两者无直接关联，做功慢的机械，其机械效率不一定低，故C错误；
选项D：机械效率$ \eta=\frac{W_{有}}{W_{有}+W_{额}} $，当有用功一定时，额外功越少，总功越少，有用功在总功中的占比越大，机械效率越高，故D正确。
【答案】D
【知识点】功率的概念、机械效率的概念
【点评】本题考查功率和机械效率的基础概念，需准确区分两者的物理意义及影响因素，避免混淆，属于常规基础题。
【难度系数】0.6
【解析】
选项A：功率由做功多少和时间共同决定，仅做功多，若时间很长，功率不一定大，故A错误；
选项B：功率反映做功快慢，与机械是否省力无关，省力的机械若做功快，功率也可较大，故B错误；
选项C：做功慢指功率小，机械效率是有用功与总功的比值，两者无直接关联，做功慢的机械，其机械效率不一定低，故C错误；
选项D：机械效率$ \eta=\frac{W_{有}}{W_{有}+W_{额}} $，当有用功一定时，额外功越少，总功越少，有用功在总功中的占比越大，机械效率越高，故D正确。
【答案】D
【知识点】功率的概念、机械效率的概念
【点评】本题考查功率和机械效率的基础概念，需准确区分两者的物理意义及影响因素，避免混淆，属于常规基础题。
【难度系数】0.6
16 [2025 沭阳校级段考]如图所示，用两个滑轮组将同一物体同时提升相同的高度，若动滑轮的重力相同，不计绳重和摩擦，则下列说法正确的是 （
A.甲、乙滑轮组中绳子的自由端的拉力相等
B.甲滑轮组拉力所做功的功率小于乙滑轮组
C.甲、乙滑轮组所做的额外功相等
D.甲滑轮组的机械效率小于乙滑轮组的机械效率
C
）A.甲、乙滑轮组中绳子的自由端的拉力相等
B.甲滑轮组拉力所做功的功率小于乙滑轮组
C.甲、乙滑轮组所做的额外功相等
D.甲滑轮组的机械效率小于乙滑轮组的机械效率
答案
16. C
解析
【分析】
本题考查滑轮组相关物理量的比较，解题思路为：先确定甲、乙滑轮组承担物重的绳子段数，再结合不计绳重和摩擦时的拉力公式、额外功公式、机械效率公式，逐一分析各选项。已知物体重力G、动滑轮重力G动、提升高度h均相同，据此推导各物理量的关系。
【解析】
1. 确定绳子段数：甲滑轮组中，动滑轮上有2段绳子承担物重，即$n_甲=2$；乙滑轮组中，动滑轮上有3段绳子承担物重，即$n_乙=3$。
2. 分析选项A：不计绳重和摩擦，拉力公式为$F=\frac{G+G_动}{n}$。则甲的拉力$F_甲=\frac{G+G_动}{2}$，乙的拉力$F_乙=\frac{G+G_动}{3}$，因$n_甲≠n_乙$，故$F_甲≠F_乙$，A错误。
3. 分析选项B：功率公式为$P=\frac{W}{t}$，题目未给出做功时间，无法比较功率大小，B错误。
4. 分析选项C：不计绳重和摩擦，额外功是提升动滑轮做的功，$W_额=G_动h$。已知$G_动$相同、h相同，因此甲、乙的额外功相等，C正确。
5. 分析选项D：有用功$W_有=Gh$，G和h均相同，故$W_有$相同；总功$W_总=W_有+W_额$，$W_有$和$W_额$均相同，故总功相同。机械效率$\eta=\frac{W_有}{W_总}$，因此甲、乙机械效率相等，D错误。
【答案】
C
【知识点】
滑轮组拉力、滑轮组额外功、滑轮组机械效率
【点评】
本题是滑轮组基础综合题，核心是掌握不计绳重和摩擦时滑轮组的拉力、额外功、机械效率的计算规律，需注意额外功仅来自动滑轮重力，是解题关键。
【难度系数】
0.6
本题考查滑轮组相关物理量的比较，解题思路为：先确定甲、乙滑轮组承担物重的绳子段数，再结合不计绳重和摩擦时的拉力公式、额外功公式、机械效率公式，逐一分析各选项。已知物体重力G、动滑轮重力G动、提升高度h均相同，据此推导各物理量的关系。
【解析】
1. 确定绳子段数：甲滑轮组中，动滑轮上有2段绳子承担物重，即$n_甲=2$；乙滑轮组中，动滑轮上有3段绳子承担物重，即$n_乙=3$。
2. 分析选项A：不计绳重和摩擦，拉力公式为$F=\frac{G+G_动}{n}$。则甲的拉力$F_甲=\frac{G+G_动}{2}$，乙的拉力$F_乙=\frac{G+G_动}{3}$，因$n_甲≠n_乙$，故$F_甲≠F_乙$，A错误。
3. 分析选项B：功率公式为$P=\frac{W}{t}$，题目未给出做功时间，无法比较功率大小，B错误。
4. 分析选项C：不计绳重和摩擦，额外功是提升动滑轮做的功，$W_额=G_动h$。已知$G_动$相同、h相同，因此甲、乙的额外功相等，C正确。
5. 分析选项D：有用功$W_有=Gh$，G和h均相同，故$W_有$相同；总功$W_总=W_有+W_额$，$W_有$和$W_额$均相同，故总功相同。机械效率$\eta=\frac{W_有}{W_总}$，因此甲、乙机械效率相等，D错误。
【答案】
C
【知识点】
滑轮组拉力、滑轮组额外功、滑轮组机械效率
【点评】
本题是滑轮组基础综合题，核心是掌握不计绳重和摩擦时滑轮组的拉力、额外功、机械效率的计算规律，需注意额外功仅来自动滑轮重力，是解题关键。
【难度系数】
0.6
17 [2025 宿城二模]如图甲所示，虚线框内是一个滑轮组，利用该滑轮组提升质量为 27 kg 的物体，在绳子自由端施加沿竖直方向的拉力为 100 N，物体和绳子自由端运动的路程随时间变化的规律如图乙所示，不计绳重与摩擦，g 取 10 N/kg。下列说法正确的是 （
A.绳子自由端移动的速度为 0.25 m/s
B.滑轮组中动滑轮重 10 N
C.该滑轮组的机械效率为 90%
D.拉力的功率为 25 W
C
）A.绳子自由端移动的速度为 0.25 m/s
B.滑轮组中动滑轮重 10 N
C.该滑轮组的机械效率为 90%
D.拉力的功率为 25 W
答案
17. C
解析
【分析】首先观察图乙的s-t图像，物体和绳子自由端均做匀速直线运动，4s内绳子自由端移动3m、物体上升1m，由此确定承担物重的绳子段数n；再结合物体质量计算重力，利用滑轮组拉力公式求动滑轮重，通过速度公式算绳子自由端速度，结合机械效率公式、功率公式逐一分析选项，判断正确答案。
【解析】1. 确定绳子段数：由图乙知，t=4s时，绳子自由端移动距离s绳=3m，物体上升高度s物=1m，故承担物重的绳子段数n=s绳/s物=3m/1m=3。
2. 计算物体重力：G=mg=27kg×10N/kg=270N。
3. 分析选项B：不计绳重与摩擦，拉力F=(G+G动)/n，得动滑轮重G动=nF - G=3×100N -270N=30N，故B错误。
4. 分析选项A：绳子自由端速度v绳=s绳/t=3m/4s=0.75m/s≠0.25m/s，故A错误。
5. 分析选项C：滑轮组机械效率η=W有/W总×100%=(Gh)/(Fs绳)×100%=(G×s物)/(F×n×s物)×100%=G/(nF)×100%=270N/(3×100N)×100%=90%，故C正确。
6. 分析选项D：拉力的功率P=Fv绳=100N×0.75m/s=75W≠25W，故D错误。
【答案】C
【知识点】滑轮组机械效率、速度计算、功率计算
【点评】本题结合s-t图像考查滑轮组的综合计算，关键是从图像中获取路程信息确定绳子段数，再运用相关公式逐一分析选项，需掌握滑轮组的基本公式，难度中等。
【难度系数】0.6
【解析】1. 确定绳子段数：由图乙知，t=4s时，绳子自由端移动距离s绳=3m，物体上升高度s物=1m，故承担物重的绳子段数n=s绳/s物=3m/1m=3。
2. 计算物体重力：G=mg=27kg×10N/kg=270N。
3. 分析选项B：不计绳重与摩擦，拉力F=(G+G动)/n，得动滑轮重G动=nF - G=3×100N -270N=30N，故B错误。
4. 分析选项A：绳子自由端速度v绳=s绳/t=3m/4s=0.75m/s≠0.25m/s，故A错误。
5. 分析选项C：滑轮组机械效率η=W有/W总×100%=(Gh)/(Fs绳)×100%=(G×s物)/(F×n×s物)×100%=G/(nF)×100%=270N/(3×100N)×100%=90%，故C正确。
6. 分析选项D：拉力的功率P=Fv绳=100N×0.75m/s=75W≠25W，故D错误。
【答案】C
【知识点】滑轮组机械效率、速度计算、功率计算
【点评】本题结合s-t图像考查滑轮组的综合计算，关键是从图像中获取路程信息确定绳子段数，再运用相关公式逐一分析选项，需掌握滑轮组的基本公式，难度中等。
【难度系数】0.6
18 [2025宿迁期中]小明用如图所示的装置探究杠杆的机械效率。他将两个钩码悬挂在B点，在A点用弹簧测力计保持竖直方向向上拉动杠杆，使其绕O点缓慢转动，带动钩码上升一定的高度h（不计摩擦）。下列说法正确的是
（
A.杠杆转动过程中，弹簧测力计的示数会变小
B.仅增加钩码的个数，拉力所做的额外功增大
C.仅将钩码的悬挂点从B点移到C点，杠杆的机械效率将变小
D.仅将拉力的作用点从A点移到C点，拉力所做的总功不变
（
D
）A.杠杆转动过程中，弹簧测力计的示数会变小
B.仅增加钩码的个数，拉力所做的额外功增大
C.仅将钩码的悬挂点从B点移到C点，杠杆的机械效率将变小
D.仅将拉力的作用点从A点移到C点，拉力所做的总功不变
答案
18. D
解析
【分析】
本题需结合杠杆平衡条件、机械效率的相关概念，逐一分析各选项：首先明确杠杆的支点、动力、阻力及对应力臂，额外功来源于克服杠杆自身重力做功，再判断每个选项中物理量的变化情况，确定正确答案。
【解析】
设每段杠杆长度为L，由图可知OA=4L，OB=2L，OC=3L，不计摩擦，额外功为克服杠杆自重做的功。
选项A：杠杆缓慢转动时，满足杠杆平衡条件$ F · L_{动}=G · L_{阻} $，由于动力、阻力均为竖直方向，力臂的比值不变，钩码重力G不变，因此弹簧测力计的示数F不变，A错误。
选项B：仅增加钩码个数，有用功$ W_{有}=Gh $增大；额外功是克服杠杆自重的功，杠杆上升高度与钩码上升高度的比值固定，额外功$ W_{额}=G_{杆}h_{杆} $（$ h_{杆} $为杠杆重心上升高度）不变，B错误。
选项C：钩码从B移到C，钩码上升相同高度时，杠杆重心上升高度减小，额外功$ W_{额} $减小；有用功$ W_{有}=Gh $不变，机械效率$ \eta=\frac{W_{有}}{W_{有}+W_{额}} $，因此η变大，C错误。
选项D：拉力作用点从A移到C，钩码上升相同高度h时，有用功$ W_{有}=Gh $不变；杠杆转动角度相同，额外功$ W_{额} $不变，总功$ W_{总}=W_{有}+W_{额} $，因此总功不变，D正确。
【答案】
D
【知识点】
杠杆平衡条件、机械效率
【点评】
本题综合考查杠杆平衡条件与机械效率的应用，关键在于明确额外功的来源（克服杠杆自重），以及各物理量间的关系，需学生具备较强的分析推导能力。
【难度系数】
0.5
本题需结合杠杆平衡条件、机械效率的相关概念，逐一分析各选项：首先明确杠杆的支点、动力、阻力及对应力臂，额外功来源于克服杠杆自身重力做功，再判断每个选项中物理量的变化情况，确定正确答案。
【解析】
设每段杠杆长度为L，由图可知OA=4L，OB=2L，OC=3L，不计摩擦，额外功为克服杠杆自重做的功。
选项A：杠杆缓慢转动时，满足杠杆平衡条件$ F · L_{动}=G · L_{阻} $，由于动力、阻力均为竖直方向，力臂的比值不变，钩码重力G不变，因此弹簧测力计的示数F不变，A错误。
选项B：仅增加钩码个数，有用功$ W_{有}=Gh $增大；额外功是克服杠杆自重的功，杠杆上升高度与钩码上升高度的比值固定，额外功$ W_{额}=G_{杆}h_{杆} $（$ h_{杆} $为杠杆重心上升高度）不变，B错误。
选项C：钩码从B移到C，钩码上升相同高度时，杠杆重心上升高度减小，额外功$ W_{额} $减小；有用功$ W_{有}=Gh $不变，机械效率$ \eta=\frac{W_{有}}{W_{有}+W_{额}} $，因此η变大，C错误。
选项D：拉力作用点从A移到C，钩码上升相同高度h时，有用功$ W_{有}=Gh $不变；杠杆转动角度相同，额外功$ W_{额} $不变，总功$ W_{总}=W_{有}+W_{额} $，因此总功不变，D正确。
【答案】
D
【知识点】
杠杆平衡条件、机械效率
【点评】
本题综合考查杠杆平衡条件与机械效率的应用，关键在于明确额外功的来源（克服杠杆自重），以及各物理量间的关系，需学生具备较强的分析推导能力。
【难度系数】
0.5
19 [2025宿城校级段考]扫地机器人已经逐渐被人们接受并使用，如图甲，质量为3 kg的扫地机器人在水平地面上匀速运动时，受水平推力与速度的关系如图乙所示。该机器人在水平地面上匀速运动的过程中，重力做功为
0
J；当机器人的功率为15 W时，推力为50
N；当该机器人在水平地面上以0.6 m/s的速度匀速运动10 s时，水平推力做功为1800
J。答案
19. 0 50 1 800
解析
【分析】
首先，重力做功的条件是物体在重力方向上有位移，机器人水平运动时，重力方向竖直，无对应位移，可直接判断重力做功；其次，利用功率公式$P=Fv$，结合图像找到功率为15W时的推力；最后，从图像读出对应速度下的推力，结合运动时间算出位移，再用$W=Fs$计算推力做功。
【解析】
1. 重力做功：重力方向竖直向下，机器人在水平地面运动，在重力方向上没有移动距离，根据$W=Gh$，$h=0$，因此重力做功为$0J$。
2. 功率为15W时的推力：功率公式为$P=Fv$，变形得$F=\frac{P}{v}$。当$P=15W$时，结合图乙，若推力$F=50N$，则对应速度$v=\frac{P}{F}=\frac{15W}{50N}=0.3m/s$，符合图像规律，故推力为$50N$。
3. 推力做功：当$v=0.6m/s$时，从图乙读出推力$F=300N$；运动时间$t=10s$，位移$s=vt=0.6m/s×10s=6m$；推力做功$W=Fs=300N×6m=1800J$。
【答案】
0；50；1800
【知识点】
功的计算、功率公式应用、图像分析
【点评】
本题结合实际场景考查功和功率的计算，需明确重力做功的条件，掌握功率与推力、速度的关系，关键是从图像中提取对应物理量，难度适中。
【难度系数】
0.5
首先，重力做功的条件是物体在重力方向上有位移，机器人水平运动时，重力方向竖直，无对应位移，可直接判断重力做功；其次，利用功率公式$P=Fv$，结合图像找到功率为15W时的推力；最后，从图像读出对应速度下的推力，结合运动时间算出位移，再用$W=Fs$计算推力做功。
【解析】
1. 重力做功：重力方向竖直向下，机器人在水平地面运动，在重力方向上没有移动距离，根据$W=Gh$，$h=0$，因此重力做功为$0J$。
2. 功率为15W时的推力：功率公式为$P=Fv$，变形得$F=\frac{P}{v}$。当$P=15W$时，结合图乙，若推力$F=50N$，则对应速度$v=\frac{P}{F}=\frac{15W}{50N}=0.3m/s$，符合图像规律，故推力为$50N$。
3. 推力做功：当$v=0.6m/s$时，从图乙读出推力$F=300N$；运动时间$t=10s$，位移$s=vt=0.6m/s×10s=6m$；推力做功$W=Fs=300N×6m=1800J$。
【答案】
0；50；1800
【知识点】
功的计算、功率公式应用、图像分析
【点评】
本题结合实际场景考查功和功率的计算，需明确重力做功的条件，掌握功率与推力、速度的关系，关键是从图像中提取对应物理量，难度适中。
【难度系数】
0.5
