《机械与人》单元测试卷
一.选择题
1.下列说法中正确的是( )
A.机械效率越高,机械越省力
B.机械效率越高,机械做功一定越多
C.功率越大的机械做功一定越多
D.有用功在总功中所占的比例越大,机械效率一定越高
2.如图所示的用具中,在使用时属于省力杠杠的是( )
A.筷子 B.核桃夹 C.食品夹 D.天平
3.如图所示各滑轮组匀速提起重均为G的重物时,不计滑轮重、绳重和摩擦,所用拉力最小的是( )
A B C D
4.小刚用200N的力将重为40N的铅球掷出9m远,铅球在空中飞行的过程中,小刚对铅球做的功为( )
A.0J B.360J C.1800J D.2160J
5.在探究“杠杆平衡条件”实验中,在杠杆两侧挂上数量不等的钩码,移动钩码使杠杆在如图所示的水平位置平衡。以下操作中,能让杠杆在水平位置再次平衡的是( )
A.左、右两端的钩码下方,各增加一个钩码
B.左、右两端的钩码,各减少一个钩码
C.去掉左边一个钩码后把右边的平衡螺母向左调
D.左边增加一个钩码且把右边的钩码向右移动一格
6.用如图所示的滑轮组把重400N的物体提升1m,所用拉力F的大小为220N,下列说法正确的是( )
A.这个滑轮组能省距离
B.绳子自由端被拉下了4m
C.拉力F做的功是220J
D.该滑轮组的机械效率约为90.9%
7.如图所示,一个小球从A点由静止开始下落,速度越来越大,相继经过 B、C、D三点,已知 B、C两点间的距离等于 C、D两点间的距离,不计空气阻力,则下列说法正确的是( )
A.小球在整个下落过程中,动能的增加量小于重力势能的减小量
B.小球在 B 点的机械能小于在 C 点时的机械能
C.小球所受的重力在 BC 段做的功小于在 CD 段做的功
D.小球所受的重力在 BC 段做功的功率小于在 CD 段做功的功率
8.如图所示,用4N的水平拉力F拉滑轮,可以使重10N的物体A以0.5m/s的速度在水平地面上做匀速直线运动。若不计滑轮重、绳重及绳与轮间摩擦,下列说法正确的是( )
A.地面受到的滑动摩擦力为4N
B.滑轮移动的速度为1m/s
C.水平拉力F做功的功率为1W
D.在4s内绳子对物体A所做的功为2J
二.填空题
9.2022年2月8日,中国选手谷爱凌获得北京冬奥会自由式滑雪女子大跳台冠军,为中国队再添一金。如图所示是谷爱凌在比赛过程中的图片。在下落过程中谷爱凌的动能 ,重力势能 (以上两空均选填:“减小”、“增大”或“不变”);在比赛过程中若以滑雪板为参照物,谷爱凌是 的(选填:“运动”或“静止”)。
10.杠杆是我们生活中一种常见的简单机械,如图所示,轻质杠杆OA可绕O点无摩擦转动,A点悬挂一个重为20N的物体,B点施加一个竖直向上的拉力F,使杠杆在水平位置平衡,且OB=2m,AB=1m。则F= N,此杠杆是 杠杆(选填“省力”、“等臂”或“费力”),生活中属于此类杠杆的例子有 。
将物体A放在水平面上,在水平拉力F1作用下以v1=5m/s速度向右匀速运动,在同一水平面上,物体A受到水平拉力F2作用时,以v2=6m/s的速度向右匀速运动,两次移动距离相同,则两次拉力做功W1 W2(选填“>”“<”或“=”),两次拉力的功率P1
P2(选填“>”“<”或“=”)。
12.如图所示已知斜面长为8m,斜面高为4m。小南同学用绳子沿斜面将重为800N的木箱由斜面底端匀速拉到顶端。拉力大小为600N,绳重不计。小兵对木箱做的有用功 J;斜面的机械效率为 ;斜面对物体施加的摩擦力为 N。
13.如图所示,若G1=10N,动滑轮重2N,忽略绳重和绳与滑轮间的摩擦,要让整个装置处于静止状态,则G2= N。
三.实验探究题
14.在“测量滑轮组机械效率”的实验中:
实验次数 物体重量G/N 物体上升高度h/cm 拉力F/N 弹簧测力计移 动的距离s/cm 机械效率
1 4.5 5.00 1.8 15.00 83.3%
2 8.00 1.7 24.00 88.2%
3 10.00 1.7 30.00 88.2%
(1)实验前,要观察所用弹簧测力计的 、分度值和零刻度线;
(2)用弹簧测力计测出物体重力G,并记录;
(3)如图所示,拉动弹簧测力计并读出拉力F的数值,用 测出物体G上升的高度h和弹簧测力计移动的距离s,将数据填入表格。根据表格中的数据可知,所用的滑轮组是 (选填“甲”或“乙”);
(4)仅改变重物上升的高度,重复上面的实验,记录并计算实验数据;
(5)小明根据数据得到结论,滑轮组的机械效率与所提升物体的高度有关,他的结论 (选填“科学”或“不科学”);
(6)小红认为提升的物重会影响该滑轮组的机械效率,为进一步探究,应改变 ,重复实验步骤(3),计算出机械效率并进行比较分析。
15.物理小组在做“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中,用质量为m、2m的两个钢球,分别从同一斜面的h、2h高度由静止开始滚下,观察木块被撞击后移动的距离,实验过程如图所示。请你完成下列内容:
(1)实验是通过比较木块被撞击后滑行的距离来反映 。(填写字母)
A.钢球撞击木块后的动能
B.钢球撞击木块前的动能
C.木块被撞击后的动能
(2)由图甲、乙实验表明,钢球从高处滚下,高度越高,钢球运动到水平面时速度越 (选填“大”或“小”),木块被撞得越远。所以,质量相同时,钢球的速度越大,动能越 。这个结论可用来解释汽车 (选填“超速”或“超载”)带来的危害。
(3)①由图乙、丙实验表明,钢球的速度相同时,质量越大,动能越 。
②在同样的道路上,交通管理部门会对不同车型设定不同的最高行驶速度,大型客车、载货汽车最高行驶速度比小型客车最高行驶速度 (选填“小”或“大”)。
四.计算题
16.我国为了实现2060年碳中和的目标,大力发展电动汽车。如图所示,某品牌国产电动汽车的总质量为1.6t,在水平路面上以90km/h的速度匀速直线行驶的过程中,汽车受到的阻力为车重的。求;(g取10N/kg)
(1)该过程中汽车受到的阻力;
(2)该过程中汽车牵引力的功率。
17.如图所示,一轻质杠杆AB悬于O点,在其左端挂一重物,在右端施加一个与水平方向成30°角的力F,此时杠杆水平平衡。已知重物的质量m=3kg,BO=3AO。
(1)求力F的大小。
(2)在杠杆B端施加一个最小力F最小,仍使杠杆在水平位置平衡。请在图中作出最小力F最小的示意图,并求出最小力的大小。
18.如图所示,在斜面上将一个重4.5N的物体匀速拉到高处,沿斜面向上的拉力为1.8N,斜面长1.2m、高0.3m。求:
(1)这个斜面的机械效率;
(2)物体上升过程中受到的摩擦力。
19.如图甲所示的滑轮组利用箱子运送建材上楼,每次运送量不定。滑轮组的机械效率随建材重力变化的图象如图乙所示,滑轮与钢绳间的摩擦力及箱子和绳重忽略不计,人的拉力足够大。求:
(1)若工人用200N的拉力,将建材匀速竖直向上提升了6m,工人所做的功;
(2)当所运送建材的重力为400N时,工人作用在绳子上的拉力;
(3)当滑轮组的机械效率为80%时,所运送建材受到的重力。
20.如果只有重力做功,物体的动能和重力势能可以相互转化,但机械能的总量保持不变,在物理学中把这个规律叫做机械能守恒定律。已知物体的重力势能表达式为Ep=mgh,动能表达式为Ekmv2,其中m为物体的质量,h为物体距离水平地面的高度,v为物体的运动速度。如图所示,为某运动员投掷铅球时运动的路线,铅球的质量m=8kg,出手时的速度为v0=4m/s,出手时离地面的高度h=1.65m,铅球上升的最大高度H=2.5m,铅球运动过程中不考虑空气阻力。求:
(1)从铅球出手到落地的过程中,重力对铅球做的功:
(2)铅球刚接触地面时的速度v是多少。