第3章 能量的转化与守恒 单元测试卷（到第4节，含答案）

第三章 能量的转化与守恒
班级 学号 姓名 得分
一、选择题(每小题只有一个选项符合题意，每小题2分，共40分)
1.(2020·中考)下列各种机械中，不省力的机械是( )
2. 我国民间最早的汲水用具是“桔槔”(如图所示)，就是用一条横木支在木架上，一端挂着汲水的木桶，另一端挂着重物，这样可以节省汲水的力量。若需一次提起更多的水，下列做法可行的是( )
A. 减轻所挂重物的质量
B. 增加所挂重物的质量
C. 增大横木的长度
D. 缩短重物到木架之间的距离
3. 如图是一个杠杆式简易起吊机，它上面装了一个定滑轮可以改变拉绳的方向，杠杆OBA可绕O 点转动，重物通过绳子对杠杆的拉力为阻力。图中能够正确表示动力臂的是( )
A. l B. l C. l D. l
4. 如图甲所示，一根木棒在水平动力(拉力) 的作用下以O点为轴，由竖直位置逆时针缓慢匀速转到水平位置的过程；如图乙所示是此木棒在竖直动力(拉力) 的作用下以O点为轴，由水平位置逆时针缓慢匀速转到竖直位置的过程。在此过程中( )
A. F 增大 减小 增大 减小
5. 如图所示，盘山公路修成环绕山坡的盘山路线，这样做是为了在车辆向上行驶时可以( )
A. 提高功率 B. 提高机械效率
C. 减小所必需的牵引力 D. 减小所必须做的功
6. 如图所示，杠杆能绕O点自由转动，重物G挂在B 处，作用于 A点的力F恰好能使杠杆在图示位置平衡，则下列结论正确的是( )
A. F一定小于G B. F一定大于G
C. F可能等于G D. F一定不等于G
7.如图所示为探究杠杆平衡条件的实验装置，若每个钩码的质量为50克，为了让杠杆在水平位置平衡，下列判断正确的是(g取10牛/千克)( )
A. 在A 点挂4个钩码能使杠杆平衡
B. 在B点用弹簧测力计竖直向下拉，当示数为0.5牛时，能使杠杆平衡
C. 用弹簧测力计在 B点拉，无论如何改变用力方向都要省力
D. 用弹簧测力计在A点拉，无论如何改变用力方向都要费力
8. 如图所示，粗细均匀的木条AB，A、B在木条两端，O、C在木条上，AO=BO、AC=OC，弹簧测力计甲的示数是6牛。现移动弹簧测力计甲的位置从A点平移到C点。此时弹簧测力计乙的示数是 ( )
A. 4 牛 B. 6 牛 C. 12牛 D. 18牛
9. 用定滑轮、动滑轮和滑轮组三种机械装置分别提升同一个机器构件，在不计摩擦阻力和绳重的情况下，机械效率最高的装置是( )
A. 定滑轮 B. 动滑轮 C. 滑轮组 D. 无法判断
10.绵阳一号桥是斜拉桥，斜拉桥比梁式桥的跨越能力强，我国已成为拥有斜拉桥最多的国家。如图是单塔双索斜拉大桥，索塔两侧对称的拉索承受了桥梁的重力，一辆载重汽车从桥梁左端按设计时速匀速驶向索塔的过程中，左侧拉索拉力大小( )
A. 一直增大 B. 一直减小
C. 先减小后增大 D. 先增大后减小
11. 用相同的滑轮和绳子分别组成如图所示的甲、乙两个滑轮组。把相同的重物匀速提升相同的高度。若不计绳重及摩擦，下列说法正确的是( )
A. 绳子受的拉力 F 和 F 大小相等，滑轮组的机械效率相同
B. 绳子受的拉力 F 和 F 大小不相等，滑轮组的机械效率不同
C. 绳子自由端移动的距离不相等，机械效率相同
D. 绳子自由端移动的距离不相等，机械效率不同
12. 如图所示，滑轮重及滑轮转动时的摩擦均不计。向上拉绳的速度是
1.2米/秒,拉绳的力F是9牛。由此可知( )
A. 物重是 27牛，物体的速度是0.4米/秒
B. 物重是18牛，物体的速度是0.6米/秒
C. 物体受到的摩擦力是27牛，物体的速度是0.4米/秒
D. 物体受到的摩擦力是18牛，物体的速度是0.6米/秒
13. 如图所示，重为100牛的物体在水平拉力 F 的作用下，沿水平面做匀速直线运动，受到的摩擦力大小为24牛。如果滑轮组的机械效率为80%,那么水平拉力大小为( )
A. 5牛 B. 10牛 C. 15牛 D. 20 牛
14.小华发现一只虫子在长50厘米、质量10克的刻度尺上向右爬行，她将刻度尺右端伸出水平课桌边缘 23厘米，如图所示。当虫子爬行到距刻度尺右端3厘米处时，刻度尺刚好翻转，由此计算出虫子的质量约为(g取10牛/千克。刻度尺质量分布均匀，不考虑虫子的长度)( )
A. 1克 B. 3克 C. 7 克 D. 10克
15.一轻质不等臂杠杆 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。已知取1.0×10 千克/米 , 千克/米 ， 千克/米 ，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
16. 用水平力 F 拉动如图所示装置，使木板 A在粗糙水平面上向右匀速运动，物块 B 在木板A 上表面相对地面静止，连接B 与竖直墙壁之间的水平绳的拉力大小为F 。不计滑轮重和绳重，滑轮轴光滑。则F 与F 的大小关系是( )
17.用如图所示的滑轮组，将5块相同的大理石，分两次从地面匀速提升相同的高度；若每块大理石重为G，第一次运2块，第二次运3块，两次拉力分别为 F 、F ，效率为η 、η (绳重及摩擦均忽略不计)，下列选项正确的是( )
D.η <η
18.下面提到的是我们常见的杠杆，其中三个都是省力杠杆的一组是( )
A. 手推独轮车、理发用的剪刀、起钉子的羊角锤
B. 钓鱼竿、钢丝钳、夹砝码的镊子
C. 道钉撬、剪铁皮的剪刀、起瓶盖的起子
D. 食品夹、瓶起子、裁纸的裁纸刀
19. 在斜面上匀速拉一个重4.5牛的物体到高处，如图所示，沿斜面向上的拉力为1.8牛，斜面长1.2米、高0.3米。下列说法正确的是( )
A. 提升物体做的有用功是2.16焦
B. 斜面的机械效率是62.5%
C. 物体受到的滑动摩擦力是 1.8牛
D. 增大斜面的倾斜程度，斜面的机械效率不变
20.工人利用滑轮组吊起重为2400牛的路灯杆(质量分布均匀)。如图所示，这是路灯杆一端刚被匀速拉起的简图。路灯杆离地后被匀速提升1米，绳端拉力 F=1000牛。下列说法正确的是( )
A. 路灯杆一端刚被匀速拉起时，相当于费力杠杆
B. 路灯杆离地后，受到的拉力小于 2400牛
C. 路灯杆离地后，绳端拉力F做的功为1000焦
D. 路灯杆离地后，滑轮组的机械效率为80%
二、填空简答题(每空2分，共28分)
21. 如图所示，由不同物质制成的甲和乙两种实心球的体积相等，此时杠杆平衡(杠杆自重、挂盘和细线的质量忽略不计)，1个甲球和1个乙球的密度之比为 ，若此刻同时去掉一个甲球，则杠杆 端将下降(填“左”或“右”)。
22.如图所示，塔式起重机上的滑轮组既可以 ，又可以改变施力的方向，若用它将900牛的物体匀速吊起5米高，拉力为400牛，则滑轮组的机械效率为 。
23. 疫情高发期各地实施封村封路时用到的一种移动指示牌，结构示意图如图所示，其中AB为指示牌牌面，CD和 BE为支架(支架重力不计)。指示牌被风吹动时可看作杠杆，根据图示风向，则支点是 (填图中字母)。把风力看成动力，那阻力是指示牌所受的 。
24. 如图所示，物体重20牛，某人在5秒内用4牛的拉力匀速地将该物体在水平方向移动了1米，则绳子自由端移动的速度为 米/秒，拉力做功为 焦，此物体受到的摩擦力为 牛(不计滑轮重、绳重、滑轮与轴及滑轮与绳之间的摩擦)。
25. 如图所示，斜面长s=10米，高h=4米。用沿斜面方向的推力F，将一个重 150牛的物体由斜面底端A匀速推到顶端B。运动过程中物体克服摩擦力做了 200焦的功。则物体运动过程中克服物体的重力做的功W= 焦，斜面的机械效率η= ，推力F的大小F= 牛。
26.如图为油厂的油桶，空桶质量为 65千克，油桶高为1.2米，底部直径为0.5米，据此回答：(g取10牛/千克)
(1)某次装卸中，小明需要将直立的空油桶(如图甲)沿D点推翻，在推翻油桶过程中，小明至少需要对油桶做功 焦。
(2)若小明将直立的空油桶(如图甲)沿D点推翻，所需的最小力为F ；将翻倒的空油桶(如图乙)重新竖起所用的最小力为. 那么，F F (填“大于”“等于”或“小于”)
三、实验探究题(第27题10分,第28题6分,第29题4分,共20分)
27. 在“探究杠杆平衡条件的实验”中：
(1)如图甲所示，实验前，杠杆左端下沉，则应将左端的平衡螺母向 (填“左”或“右”)调节。
(2)如图乙所示，杠杆上的刻度均匀，在A点挂4个钩码，要使杠杆在水平位置平衡，应在B点挂 个相同的钩码；当杠杆平衡后，将A、B两点下方所挂的钩码同时朝远离支点O方向移动一小格，则杠杆 (填“仍保持平衡”“左端下沉”或“右端下沉”)。
(3)如图丙所示，若不在 B点挂钩码，改用弹簧测力计在 B 点向下拉杠杆，使杠杆仍在水平位置平衡，当测力计从a位置转动到b位置时，其示数大小将 。
(4)如图丁所示，在B点用轻绳悬挂钩码，在A 点用弹簧测力计竖直向上拉，使杠杆缓慢匀速上升。若只将弹簧测力计的悬挂点由 A点移至C点，仍将钩码提升相同的高度，杠杆的机械效率为η ，若只将钩码的悬挂点由 B移至C点，仍将钩码提升相同的高度，杠杆的机械效率为η ,则η与η 相比, (填“η 大”“η大”或“一样大”)。
28.“测滑轮组的机械效率”的实验数据如表：
实验次数 物重 G(牛) 物体上升高度h(米) 拉力 F(牛) 绳子自由端移动距离s(米) 机械效率
1 4 0.1 2.0 0.3 66.7%
2 5 0.1 0.3 69.4%
3 6 0.1 2.6 0.3
(1)实验时，应沿竖直向上的方向匀速缓慢 。
(2)第2次实验中弹簧测力计的示数如图所示为 N。
(3)第3次实验滑轮组的机械效率是 (保留一位小数)。
(4)如果用这个滑轮组提升 7N的重物，则它的机械效率可能是 (填序号)。
A. 60% B. 70% C. 80%
29. 小科通过创新“杠杆平衡条件”实验装置，制作了仅需一个钩码的天平，如图所示，轻质横梁AC(质量忽略不计)可绕轴O在竖直平面内自由转动，左侧为悬挂在固定位置A的置物盘，右侧是钩码，用细线挂在右侧带刻度线的横梁上。当置物盘内没有待测物体时，钩码挂在B点，横梁恰能水平平衡。
(1)该天平的零刻度是横梁上的 点。
(2)已知AO=8厘米,OB=6厘米,BC=24 厘米,钩码的质量是50克，则该天平所能测量的待测物体的最大质量是 克。
四、分析计算题(每题6分，共12分)
30. 在一次车辆故障处理过程中，拖车所用装置简化如图。为了尽快疏通道路，交警只用了 30秒的时间，指挥拖车在水平路面上将质量为1.5吨的故障车匀速拖离了现场。若故障车被拖离的速度是6米/秒，绳子自由端的拉力F是500牛，故障车匀速拖离时受到的阻力是车重的0.08倍。(g取10牛/千克)求:
(1)A处拉力的大小。
(2)拉力F在30秒内所做的功。
(3)该装置的机械效率。
31. 图甲是小区内的健身器械坐拉器，图乙是结构模型图。坐在座椅上的人，用力向下拉动手柄A时，操作杆AB 会绕着转轴 转动，连杆BD拉动杆 绕转轴 转动，将座椅向上抬起。图乙中 ，此时AB杆处于水平位置，BD杆垂直于杆AB 和 BD杆对AB 和 杆的拉力均沿着BD。某同学想估算坐在坐拉器上抬起自己的拉力大小。若手臂对手柄A的拉力方向和人的重力方向在同一直线上，忽略坐拉器的自重、转动时的摩擦和座椅的尺度。
(1)杠杆 可视作一种 杠杆(填“省力”或“费力”)。
(2)若该同学的质量为50千克，此时他让自己保持在图乙的状态，需要对手柄A施加竖直向下的拉力为多大
第 三章 能量的转化与守恒
1. C 2. B 3. B 4. A 5. C 6. C 7. D 8. A 9. A 10. B11. C 12. C 13. B 14. A 15. B 16. D 17. D 18. C19. B 20. D
21.1:3 右 22.省力 75% 23. C点 重力 24.0.4 8 825.600 75% 80 26.(1)32.5 (2)小于
27.(1)右 (2)6 右端下沉 (3)变大 (4)η 大
28.(1)拉动弹簧测力计 (2)2.4 (3)76.9%(4)C
29.(1)B (2)150
30.解：(1)故障车在水平路面上做匀速运动，处于平衡状态，所以车受到的拉力和阻力是一对平衡力，则A处的拉力：
(2)由 可得故障车在 30s内通过的路程=t=6m/s×30s=180m,由图知,n=3,拉力端移动距离. 3×180m=540m,拉力 F 在 30s内所做的功 500N×540m=2.7×10 J。
(3)滑轮组克服故障车阻力做的有用功 滑轮组的机械效率
答:(1)A处拉力大小为1200N;(2)拉力F在30s内所做的功为 (3)该装置的机械效率为80%。
31.(1)省力 解析:杠杆. 中，A点的拉力为 是动力，B点BD施加的是阻力；因为动力臂大于阻力臂，所以它是省力杠杆。
(2)解：该同学的重力 由杠杆平衡条件得，对于杠杆. 来说有
即
对于杠杆 来说有
即
由题意知， 由于物体间相互作用力的大小相等，即