1 新情境 盘山公路 山间公路往往环绕山坡，盘山而上，这样可以使上山的汽车().

A.提高功率
B.提高机械效率
C.减小所需的牵引力
D.减少所需的功

1.C

【分析】
本题考查盘山公路（斜面模型）的物理原理，需逐一分析各选项对应的物理概念：首先明确盘山公路本质是斜面，结合功率、机械效率、斜面省力公式、功的原理等知识，判断每个选项的正误。
【解析】
盘山公路属于简单机械中的斜面，结合相关物理知识分析选项：
1. 选项A：功率是单位时间内做的功，由汽车发动机的性能决定，与盘山公路的设计无关，无法提高功率，A错误；
2. 选项B：机械效率是有用功与总功的比值，盘山公路行驶时，克服路面摩擦做的额外功增多，总功增大，有用功不变，因此机械效率会降低，B错误；
3. 选项C：斜面省力公式为$F=\frac{Gh}{s}$，盘山公路增大了斜面的长度$s$，在高度$h$和汽车总重$G$不变时，所需牵引力$F$减小，C正确；
4. 选项D：根据功的原理，使用任何机械都不省功，盘山公路无法减少所需的功，D错误；
综上，答案为C。
【答案】
C
【知识点】
斜面的应用、功的原理、机械效率
【点评】
本题结合盘山公路的生活情境，考查简单机械的核心知识点，需区分功率、机械效率、牵引力、功的影响因素，通过斜面公式分析即可得出结论，属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.6

2（2023·长沙中考）如图所示，大人和小孩分别将5块相同的砖从一楼搬到二楼，在这个过程中，下列说法正确的是（）。

A.小孩对砖做功更多
B.小孩对砖做功更快
C.大人对砖做功更多
D.大人对砖做功更快

2.D [解析]大人和小孩分别将5块完全相同的砖从一楼运到二楼,砖的总重力相同,砖上升的高度相同,根据公式W=Gh可知,大人和小孩对砖所做的功相同;搬砖时,小孩用的时间比大人多,大人和小孩对砖所做的功相同,根据公式$P=\frac{W}{t}$可知,大人对砖做功的功率一定比小孩对砖做功的功率大,即大人对砖做功更快,故D正确.

【分析】要判断大人和小孩对砖做功的多少及做功快慢，需结合功和功率的计算公式分析：首先根据功的公式$W=Gh$判断做功大小，再根据功率公式$P=\frac{W}{t}$判断做功快慢，结合题目给出的时间数据即可得出结论。
【解析】
1. 判断做功多少：大人和小孩搬运的都是5块相同的砖，因此砖的总重力$G$相同；两人都将砖从一楼搬到二楼，砖上升的高度$h$相同。根据功的计算公式$W=Gh$，可知大人和小孩对砖做的功$W$相等，因此选项A（小孩对砖做功更多）、C（大人对砖做功更多）错误。
2. 判断做功快慢：功率是表示做功快慢的物理量，公式为$P=\frac{W}{t}$。两人对砖做的功$W$相同，大人用时$t_{大}=10s$，小孩用时$t_{小}=28s$，$t_{大}＜t_{小}$，则大人的功率$P_{大}=\frac{W}{t_{大}}$大于小孩的功率$P_{小}=\frac{W}{t_{小}}$，即大人对砖做功更快，因此选项B错误，D正确。
【答案】D
【知识点】功的计算、功率的计算
【点评】本题考查功和功率的基本应用，核心是掌握功和功率的计算公式，明确影响功和功率的因素，属于基础题型，难度较低。
【难度系数】0.3

3 (2023·内蒙古呼伦贝尔阿荣旗期末)在探究“杠杆平衡条件”实验中，杠杆在弹簧拉力F作用下水平平衡，如图所示。仅将弹簧测力计绕B点从a位置转动到b位置(图中虚线)过程中，杠杆始终保持水平平衡，则拉力F与其力臂的乘积变化情况是().

A.一直不变
B.一直变大
C.先变大后变小
D.先变小后变大

3.A [解析]将弹簧测力计绕B点从a位置转动到b位置过程中,左侧钩码的重力不变,杠杆保持水平,其力臂OA不变,即阻力与阻力臂的乘积不变;由于杠杆始终保持水平平衡,所以根据杠杆的平衡条件可知,拉力F与其力臂的乘积也是不变的.故选A.

【分析】
要解决这个问题，需结合杠杆平衡条件（动力×动力臂=阻力×阻力臂，即$F_1L_1=F_2L_2$）分析。首先确定杠杆左侧的阻力（钩码总重力）和阻力臂，这两个量在弹簧测力计转动过程中均保持不变，因此阻力与阻力臂的乘积是定值；再根据杠杆平衡条件，动力与动力臂的乘积始终等于阻力与阻力臂的乘积，即可判断拉力$F$与其力臂的乘积变化情况。
【解析】
根据杠杆平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂（$F_1L_1=F_2L_2$）。本题中，左侧钩码的重力为阻力，其大小不变；杠杆水平平衡时，阻力臂（支点$O$到钩码拉力作用线的垂直距离）$OA$的长度也不变，因此阻力×阻力臂的乘积是定值。当弹簧测力计绕$B$点从$a$位置转动到$b$位置时，虽然动力臂（支点$O$到拉力$F$作用线的垂直距离）会变小，但根据杠杆平衡条件，动力×动力臂始终等于阻力×阻力臂，因此拉力$F$与其力臂的乘积保持不变。
【答案】
A
【知识点】
杠杆平衡条件，力臂的概念
【点评】
本题考查杠杆平衡条件的应用，核心是理解“动力×动力臂=阻力×阻力臂”的关系，易错点是误将拉力的变化等同于乘积的变化，实际上乘积由阻力和阻力臂决定，只要这两个量不变，乘积就不变，属于杠杆平衡条件应用的基础题型。
【难度系数】
0.6

4 在跳绳项目的考试中，小强同学每跳起一次，克服重力做的功最接近()。

A.3 J
B.30 J
C.300 J
D.3 000 J

4.B

【分析】本题需利用克服重力做功公式$ W=Gh $解题，首先要估算中学生的体重和跳绳时每次跳起的高度，再代入公式计算，对比选项选出最接近的答案。
【解析】1. 估算小强的重力：中学生质量约为50kg，根据重力公式$ G=mg $（$ g $取$ 10N/kg $），可得重力$ G=50kg×10N/kg=500N $；2. 估算跳绳跳起高度：跳绳时每次跳起的高度约为0.06m；3. 计算克服重力做功：$ W=Gh=500N×0.06m=30J $，与选项B最接近。
【答案】B
【知识点】功的计算、重力的估算
【点评】本题结合生活实际，考查功的相关计算，核心是合理估算物理量，属于基础估算类题目，需注意区分跳起高度的合理范围，避免估算偏差。
【难度系数】0.7

5 下列情况中，力对物体做了功的是().

A.老师提着实验箱从一楼走到三楼
B.工人用力推桌子，桌子不动
C.举重运动员举着杠铃不动
D.起重机吊着货物沿水平方向匀速运动

5.A [解析]老师提着实验箱从一楼走到三楼,老师给箱子一个向上的力,箱子向上移动了距离,所以老师对箱子做功,故A正确;工人用力推桌子,桌子不动,工人给桌子一个力,但是桌子在力的作用下没有移动距离,故工人对桌子没有做功,故B错误;举重运动员举着杠铃不动,运动员给杠铃一个向上的力,杠铃向上没有移动距离,故运动员对杠铃没有做功,故C错误;起重机吊着货物沿水平方向匀速运动,起重机给货物一个向上的力,货物向上没有移动距离,故起重机对货物没有做功,故D错误.故选A.

【分析】
要判断力是否对物体做功，需牢记功的两个必要条件：一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上通过的距离，两个条件必须同时满足，缺一不可。接下来逐一分析各选项：
A选项中，老师对实验箱施加向上的力，箱子在向上的方向移动了距离，满足做功条件；
B选项中，工人对桌子施加力，但桌子在力的方向上没有移动距离，不满足；
C选项中，运动员对杠铃施加向上的力，但杠铃在力的方向上没有移动距离，不满足；
D选项中，起重机对货物施加向上的力，货物沿水平方向移动，在力的方向上没有移动距离，不满足。
【解析】
功的两个必要因素为：①作用在物体上的力；②物体在力的方向上通过的距离，二者缺一不可。
选项A：老师提着实验箱，对箱子施加竖直向上的力，箱子沿竖直向上的方向移动了距离，同时满足做功的两个必要因素，力对物体做了功，故A正确；
选项B：工人用力推桌子，对桌子施加了力，但桌子在力的方向（水平方向）上没有移动距离，不满足做功条件，力没有做功，故B错误；
选项C：举重运动员举着杠铃不动，对杠铃施加了竖直向上的力，但杠铃在力的方向上没有移动距离，不满足做功条件，力没有做功，故C错误；
选项D：起重机吊着货物，对货物施加竖直向上的力，货物沿水平方向匀速运动，在力的方向（竖直方向）上没有移动距离，不满足做功条件，力没有做功，故D错误。
【答案】
A
【知识点】
功的两个必要因素、力是否做功的判断
【点评】
本题属于力学基础题，核心考查功的判断方法，解题关键是准确把握做功的两个必要条件，避免混淆力的方向与物体移动方向，尤其要注意“力的方向”这一关键点，是学生易出错的地方。
【难度系数】
0.8

6 爷爷与小丽进行爬楼比赛，他们都从1楼上到6楼.爷爷的体重是小丽体重的2倍，爷爷所用的时间是小丽所用时间的2倍.若爷爷克服重力做功为$W_1$，功率为$P_1$，小丽克服重力做功为$W_2$，功率为$P_2$，则下列判断中正确的是（）.

A.$W_1:W_2=1:1$
B.$W_1:W_2=4:1$
C.$P_1:P_2=1:1$
D.$P_1:P_2=4:1$

6.C

【分析】本题考查功和功率的计算，解题思路为：先明确两人爬楼时上升高度相同，再利用功的公式$W=Gh$计算做功之比，最后结合功率公式$P=\frac{W}{t}$计算功率之比，逐一判断选项。
【解析】设小丽的体重为$G$，则爷爷的体重为$2G$；设小丽所用时间为$t$，则爷爷所用时间为$2t$；两人从1楼上到6楼，上升高度均为$h$。
1. 计算做功之比：根据功的公式$W=Gh$，可得$W_1=G_1h=2G· h$，$W_2=G_2h=G· h$，因此$W_1:W_2=(2Gh):(Gh)=2:1$，故选项A、B错误；
2. 计算功率之比：根据功率公式$P=\frac{W}{t}$，可得$P_1=\frac{W_1}{t_1}=\frac{2Gh}{2t}=\frac{Gh}{t}$，$P_2=\frac{W_2}{t_2}=\frac{Gh}{t}$，因此$P_1:P_2=\frac{Gh}{t}:\frac{Gh}{t}=1:1$，故选项C正确，D错误。
【答案】C
【知识点】功的计算、功率的计算
【点评】本题是功和功率的基础应用题，核心是掌握公式$W=Gh$和$P=\frac{W}{t}$，明确爬楼时上升高度相同，代入比值计算即可，难度较低。
【难度系数】0.5

7（2023·云南中考）如图甲所示，用拉力F竖直向上匀速提升重为720 N的货物，货物移动的距离与时间的关系如图乙所示。动滑轮重为80 N，不计绳重和摩擦，则（）。


A.绳子自由端移动的速度为0.5 m/s
B.拉力F为800 N
C.拉力F的功率为360 W
D.动滑轮的机械效率为90%

7.D [解析]由题图乙可知,货物上升的速度 $v_{物}=\frac{s}{t}=\frac{2.0\ \mathrm{m}}{4\ \mathrm{s}}=0.5\ \mathrm{m/s}$,图中滑轮为动滑轮,承担物重的绳子段数 $n=2$,则绳子自由端移动的速度 $v=2v_{物}=2× 0.5\ \mathrm{m/s}=1\ \mathrm{m/s}$,故 A 错误;不计绳重和摩擦,拉力 $F=\frac{1}{2}(G+G_{动})=\frac{1}{2}×(720\ \mathrm{N}+80\ \mathrm{N})=400\ \mathrm{N}$,故 B 错误;拉力 F 的功率 $P=\frac{W}{t}=\frac{Fs}{t}=Fv=400\ \mathrm{N}×1\ \mathrm{m/s}=400\ \mathrm{W}$,故 C 错误;动滑轮的机械效率 $\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}×100\%=\frac{Gh}{Fs}×100\%=\frac{Gh}{F× nh}×100\%=\frac{G}{nF}×100\%=\frac{720\ \mathrm{N}}{2×400\ \mathrm{N}}×100\%=90\%$,故 D 正确.

【分析】
本题是动滑轮的综合计算问题，需结合s-t图像分析速度，利用动滑轮的特点（承担物重的绳子段数n=2），依次推导绳子自由端速度、拉力、拉力的功率、动滑轮的机械效率，再逐一判断选项的正误。首先从图乙求出货物上升的速度，根据动滑轮速度关系得到绳子自由端速度；再用不计绳重摩擦时的动滑轮拉力公式计算拉力；接着用功率公式计算拉力功率；最后通过机械效率公式计算动滑轮的机械效率，确定正确选项。
【解析】
1. 计算货物上升速度：由图乙可知，货物4s内上升的距离$ s_{物}=2.0\ \mathrm{m} $，则货物上升速度$ v_{物}=\frac{s_{物}}{t}=\frac{2.0\ \mathrm{m}}{4\ \mathrm{s}}=0.5\ \mathrm{m/s} $。
2. 判断绳子自由端速度：图甲为动滑轮，承担物重的绳子段数$ n=2 $，因此绳子自由端移动速度$ v=nv_{物}=2×0.5\ \mathrm{m/s}=1\ \mathrm{m/s} $，故A选项错误。
3. 计算拉力$ F $：不计绳重和摩擦，动滑轮拉力公式为$ F=\frac{1}{n}(G+G_{动}) $，代入数据得$ F=\frac{1}{2}×(720\ \mathrm{N}+80\ \mathrm{N})=400\ \mathrm{N} $，故B选项错误。
4. 计算拉力的功率：拉力功率$ P=\frac{W}{t}=\frac{Fs}{t}=Fv $，代入数据得$ P=400\ \mathrm{N}×1\ \mathrm{m/s}=400\ \mathrm{W} $，故C选项错误。
5. 计算动滑轮的机械效率：机械效率$ \eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}×100\%=\frac{Gh}{Fs}×100\% $，因$ s=nh $，代入得$ \eta=\frac{Gh}{F× nh}×100\%=\frac{G}{nF}×100\% $，代入数据得$ \eta=\frac{720\ \mathrm{N}}{2×400\ \mathrm{N}}×100\%=90\% $，故D选项正确。
【答案】
D
【知识点】
动滑轮、机械效率、功率
【点评】
本题结合s-t图像考查动滑轮的相关计算，需熟练掌握动滑轮的速度关系、拉力公式、功率公式及机械效率公式，解题时要明确各物理量的对应关系，避免公式应用错误。
【难度系数】
0.6

8 小红和小金进行爬楼比赛，规定从一楼爬到三楼，功率大者获胜。为此，下列物理量中一定要测量的是()。
①三楼地面到一楼地面的高度；②从一楼到达三楼所用的时间；③小红和小金的体重；④一楼到三楼楼梯的长度。

A.①④
B.①③④
C.①②③
D.②③

8.D

【分析】
要判断爬楼比赛中功率比较需测量的物理量，需先明确功率的计算公式。爬楼时克服重力做功，功的公式为$W=Gh$，功率公式为$P=\frac{W}{t}=\frac{Gh}{t}$。题目中两人均从一楼爬到三楼，上升的高度$h$是相同的，因此无需测量高度$h$；楼梯长度与功率计算无关，也无需测量。要比较功率大小，需测量两人的体重（即重力$G$）和爬楼所用的时间$t$，因此只需测量对应②和③的物理量。
【解析】
根据功率公式$P=\frac{Gh}{t}$，本题中两人爬楼的高度$h$相同，无需测量；楼梯长度不影响功率计算，无需测量。要比较功率大小，需测量小红和小金的体重（重力$G$）以及爬楼所用的时间$t$，因此一定要测量的是②和③，对应选项D。
【答案】
D
【知识点】
功率的计算、功的计算
【点评】
本题考查功率公式的实际应用，核心是明确爬楼过程中功率的计算逻辑，以及比赛中相同的物理量无需重复测量，属于基础概念应用类题目，难度较低。
【难度系数】
0.7

9 人的心脏每跳一次大约输送 $8 × 10^{-5}\ \mathrm{m}^3$ 的血液，正常人血压（可看作心脏压送血液的压强）的平均值约为 $1.5 × 10^4\ \mathrm{Pa}$，心脏每分钟约跳动70次。据此估测心脏平均功率约为（）。

A.1.4 W
B.1.03 W
C.2.8 W
D.2.1 W

9.A

【分析】要计算心脏的平均功率，需先明确心脏做功的原理：心脏压送血液时克服血压做功，每次做功可通过“功=压强×体积”推导（因W=Fs，F=pS，血液体积V=S·s，故W=pV）；再计算每分钟心脏做的总功，最后用总功除以时间（60秒）得到平均功率。
【解析】1. 计算心脏每跳一次做的功：$W_1 = pV = 1.5×10^4\ \mathrm{Pa} × 8×10^{-5}\ \mathrm{m}^3 = 1.2\ \mathrm{J}$；
2. 计算每分钟心脏做的总功：每分钟跳动70次，总功$W_总 = 70×W_1 = 70×1.2\ \mathrm{J} = 84\ \mathrm{J}$；
3. 计算心脏的平均功率：时间$t=60\ \mathrm{s}$，功率$P = \frac{W_总}{t} = \frac{84\ \mathrm{J}}{60\ \mathrm{s}} = 1.4\ \mathrm{W}$，对应选项A。
【答案】A
【知识点】功的计算、功率的估算
【点评】本题结合生活实际考查功率的估算，核心是将心脏做功转化为压强与体积的乘积，需灵活运用功的公式，难度适中，适合巩固功和功率的应用。
【难度系数】0.6

10 工人用大小为400 N的拉力F提升重为600 N的物体，如图所示，在12 s内绳子自由端被匀速直线拉下6 m. 下列说法正确的是().

A.所做的有用功是1 200 J
B.滑轮组的机械效率为75%
C.拉力F的功率是300 W
D.其他条件不变，若提升物体的重力变大，滑轮组的机械效率不变

10.B [解析]由题图可知,有两段绳子拉着重物,故物体上升的高度 $h=\frac{s}{2}=\frac{6\ \mathrm{m}}{2}=3\ \mathrm{m}$,拉力做的有用功 $W_{有用}=Gh=600\ \mathrm{N}×3\ \mathrm{m}=1\ 800\ \mathrm{J}$,故 A 错误;拉力做的总功 $W_{总}=Fs=400\ \mathrm{N}×6\ \mathrm{m}=2\ 400\ \mathrm{J}$,滑轮组的机械效率 $\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}×100\%=\frac{1\ 800\ \mathrm{J}}{2\ 400\ \mathrm{J}}×100\%=75\%$,故 B 正确;拉力做功的功率 $P=\frac{W_{总}}{t}=\frac{2\ 400\ \mathrm{J}}{12\ \mathrm{s}}=200\ \mathrm{W}$,故 C 错误;若提升物体的重力变大,由 $W_{有用}=Gh$ 可知,在提升的高度相同时,有用功 $W_{有用}$ 增大,而其他条件不变,额外功 $W_{额外}$ 几乎不变,由 $\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}×100\%=\frac{W_{有用}}{W_{有用}+W_{额外}}×100\%=\frac{1}{1+\frac{W_{额外}}{W_{有用}}}×100\%$ 可知,有用功 $W_{有用}$ 增大,额外功 $W_{额外}$ 几乎不变时,机械效率增大,故 D 错误.故选 B.

【分析】首先观察滑轮组结构，确定承担物重的绳子段数n=2，根据滑轮组中绳子自由端移动距离s与物体上升高度h的关系s=nh，可求出物体上升的高度h。接着分别计算有用功、总功、拉力的功率，再利用机械效率公式计算机械效率，最后分析机械效率随物重的变化，逐一判断选项正误。
【解析】由题图可知，承担物重的绳子段数n=2，因此物体上升的高度：$h=\frac{s}{2}=\frac{6\ \mathrm{m}}{2}=3\ \mathrm{m}$。
选项A：有用功$W_{有用}=Gh=600\ \mathrm{N}×3\ \mathrm{m}=1800\ \mathrm{J}$，不是1200 J，故A错误；
选项B：总功$W_{总}=Fs=400\ \mathrm{N}×6\ \mathrm{m}=2400\ \mathrm{J}$，滑轮组的机械效率$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}×100\%=\frac{1800\ \mathrm{J}}{2400\ \mathrm{J}}×100\%=75\%$，故B正确；
选项C：拉力的功率$P=\frac{W_{总}}{t}=\frac{2400\ \mathrm{J}}{12\ \mathrm{s}}=200\ \mathrm{W}$，不是300 W，故C错误；
选项D：其他条件不变，提升物体重力变大时，有用功$W_{有用}=Gh$增大，额外功（动滑轮重、绳重及摩擦）几乎不变，由$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{有用}+W_{额外}}×100\%$可知，机械效率会增大，故D错误。
综上，正确答案为B。
【答案】B
【知识点】滑轮组机械效率、功的计算、功率的计算
【点评】本题考查滑轮组相关的功、功率、机械效率的计算，需准确判断承担物重的绳子段数，掌握各物理量的计算公式，理解机械效率与物重的关系，是力学基础题型，需细心分析避免计算错误。
【难度系数】0.6