单元检测三 功和机械能 简单机械
图片预览
文档简介
单元检测三 功和机械能 简单机械
(时间:75分钟 满分:90分)
一、选择题:本题共10小题,每小题3分,共30分。每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,第8~10题有多项符合题目要求。全部选对得3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分。
1.如图所示,使用时属于费力杠杆的是( )
答案:A
2.如图所示,物体A、B的重力分别为20 N、10 N,滑轮和绳子的重力忽略不计,此时物体A在水平桌面上向右做匀速直线运动。若用力F向左拉物体A,使物体A向左做匀速直线运动,则( )
A.F=20 N B.F=10 N
C.F=5 N D.F=30 N
答案:B
3.用如图所示的滑轮组在10 s内将300 N的重物匀速提升3 m,已知动滑轮重30 N,不计绳重和摩擦,则( )
A.利用滑轮组所做的有用功是450 J
B.绳子自由端移动的速度是0.9 m/s
C.拉力的功率是99 W
D.滑轮组的机械效率是80%
答案:C
4.蹦极运动的简化示意图如图所示,弹性绳一端固定在O点,另一端系住运动员,运动员从O点自由下落,到A点处弹性绳自然伸直,B点是运动员受到的重力与弹性绳对运动员拉力相等的点,C点是蹦极运动员到达的最低点(忽略空气阻力)。下列说法正确的是( )
A.从O点到C点运动员速度一直减小
B.从O点到C点运动员的机械能一直在增大
C.从O点到C点运动员的机械能一直在减小
D.从O点到A点运动员的机械能不变
答案:D
5.(2025·河南中考)如图所示,在植树活动中,两位同学用竹竿抬水。水桶挂在水平竹竿的P处,与前、后同学的距离分别为PM、PN,水桶对竹竿的作用力为F,其中PM、PN及F的大小均已知,竹竿的重力忽略不计。若要分析前面同学抬水的力F1的大小,下列建构的杠杆示意图正确的是( )
答案:A
6.如图所示,单摆中的小球在ABC间不停地往复运动,不考虑阻力的影响,下列说法错误的是( )
A.小球在A、C处的势能最大
B.小球在B处只受重力作用
C.小球在由A到B的过程中,重力势能转化为动能
D.小球运动到C处时,若受到的力全部消失,则小球将保持静止
答案:B
7.如图所示,当水平拉力F=50 N时,恰好可以使物体A沿水平地面向右做匀速直线运动。已知物体重200 N,所受地面的摩擦力约为80 N。假如在5 s时间内,物体水平移动了0.6 m,不计绳、滑轮的自重及摩擦,则在此过程中( )
A.拉力F做功为30 J
B.物体重力做功为120 J
C.拉力F做功的功率为12 W
D.该装置的机械效率约为60%
答案:C
8.小刚和小明分别用沿斜面向上的力F甲、F乙把同一重物匀速拉到两个斜面的顶端,若两个斜面光滑、等高,甲斜面长4 m,乙斜面长5 m,所做的功分别是W甲、W乙,则下列说法正确的是( )
A.使用甲斜面比使用乙斜面要省功
B.甲斜面的机械效率与乙斜面的机械效率一样
C.拉力F甲与F乙之比为5∶4
D.两个拉力做功W甲与W乙之比为4∶5
答案:BC
9.质量相等的甲、乙两车,在同一平直公路上向东行驶,它们行驶过程中的路程与时间图像如图所示,则下列说法正确的是 ( )
A.在行驶过程中,甲车的动能比乙车的动能大
B.以乙车为参照物,则甲车向西行驶
C.若两车行驶过程中受到的阻力相等,则甲车受到的牵引力较大
D.若两车行驶过程中受到的阻力相等,则甲、乙两车的功率之比为9∶4
答案:AD
10.如图所示,长20 m、高10 m的斜面固定在水平地面上。一位同学用平行于斜面向上40 N的拉力,在20 s内把重60 N的物体沿斜面向上匀速拉动了10 m。在此过程中 ( )
A.斜面的机械效率是66.7%
B.斜面的机械效率是75%
C.该同学对物体做功的功率是20 W
D.该同学对物体做功的功率是30 W
答案:BC
二、填空题:本题共6小题,11~15题每小题2分,16题4分,共14分。
11.如图所示,小明用滑雪板滑雪,从C点处由静止滑下,经过B点到达最低点O,然后到达另一侧与B点等高的A点时刚好速度为零。则由C点到B点的过程中, 能转化为动能,从C点到A点的过程中,机械能的总量 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
答案:重力势 变小
12.在斜面上将一个重600 N的物体匀速拉到高处,沿斜面向上的拉力F=400 N,拉动的距离s=4.5 m,提升高度h=1.8 m,所用时间t=30 s。则拉力F做功的功率为 W,此过程中物体受到的摩擦力为 N。
答案:60 160
13.如图所示,小明正在做俯卧撑,把他的身体看作一个杠杆,O为支点,A为重心,他的重力为550 N。地面对手的支持力F的力臂是 m,支持力F的大小为 N。
答案:1.5 330
14.一名建筑工人用如图所示的滑轮组,将一个重为450 N的货物,在10 s内沿竖直方向匀速提升了4 m,建筑工人所用的拉力是300 N,则该建筑工人做功的功率是 W,该滑轮组的机械效率是 。
答案:240 75%
15.如图所示,分别用甲、乙两种形式的滑轮组把重为400 N的物体匀速向上提起;已知每个滑轮重20 N,忽略绳子的重力和摩擦,图甲中车对绳子的拉力为 N,图乙中人对绳子的拉力为 N。
答案:400 210
16.C919大型客机是我国首次按照国际通行适航标准自行研制、具有自主知识产权的喷气式干线客机,2023年5月28日完成首次商业飞行。
(1)若某次飞机起飞在跑道上加速滑行1 000 m,此过程发动机产生推力1.3×105 N并保持不变,经40 s离开地面,则此过程发动机做功的功率为 。
(2)飞机在起飞过程中随着高度的增加,飞机的重力势能会 (选填“增大”“不变”或“减小”),随着速度的增加,动能将会 (选填“增大”“不变”或“减小”)。
(3)飞机进入平流层后稳定飞行高度不变,此时重力 (选填“做功”或“不做功”)。
答案:(1)3.25×106 W (2)增大 增大 (3)不做功
三、作图题:本题共1小题,共4分。
17.(1)深蹲运动是靠腿部肌肉收缩产生动力,克服人体上部的重力G,从而达到锻炼目的(如图甲所示)。图乙是将人体抽象为杠杆的示意图,O为支点,请在图乙中画出G的示意图及其力臂l(A点为人体上部的重心)。
(2)在图中画出滑轮组最省力的绕绳方法。
答案:(1)如图所示 (2)如图所示
四、实验探究题:本题共4小题,第18题8分,第19题4分,第20题7分,第21题5分,共24分。
18.如图所示,小勇利用铁架台、带有均匀刻度的杠杆、细线、弹簧测力计、钩码(每个钩码质量相同)等实验器材,探究杠杆的平衡条件。
(1)实验前,杠杆静止在图甲所示的位置,则此时杠杆处于 (选填“平衡”或“非平衡”)状态。
(2)为了便于测量 (选填“力”或“力臂”),应使杠杆在水平位置平衡。为此,应将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节。
(3)将杠杆调成水平位置平衡后,如图乙所示,在A点挂3个钩码,则应在B点挂 个钩码,才能使杠杆在水平位置保持平衡。随后两边各取下一个钩码,杠杆 (选填“左”或“右”)端将下沉。
(4)小勇用弹簧测力计代替钩码,在B点竖直向下拉,然后将弹簧测力计绕B点逆时针旋转至如图丙所示位置。在弹簧测力计旋转过程中,要使杠杆仍然在水平位置平衡,则弹簧测力计的示数将逐渐 (选填“变大”“变小”或“不变”),原因是 。
(5)实验结果表明,杠杆的平衡条件是动力× = ×阻力臂。
答案:(1)平衡 (2)力臂 左 (3)2 左 (4)变大 阻力和阻力臂不变,动力臂变小,动力变大
(5)动力臂 阻力
19.下图是探究物体的动能跟哪些因素有关的实验装置示意图,让小球A从斜面上某点滚下,撞击水平面上的木块B,木块B移动一段距离。
(1)该实验中所探究物体的动能是指 (选填“小球A”或“木块B”)的动能。
(2)实验表明,让小球A分别从斜面不同高度由静止滚下,高度越大,速度越 ,木块B被撞得越远。可得结论:质量相同时,小球的速度越 ,动能越大。
(3)若要研究物体动能与质量的关系,应让不同质量的小球A从斜面 高度由静止滚下,观察比较木块B被撞移动的距离。
答案:(1)小球A (2)大 大 (3)同一
20.在探究重力势能的大小与哪些因素有关的实验中,已知重物A、B、C的底面积相同,质量关系为mA=mB=mC(1)下表是该同学设计的探究重力势能与物体释放高度是否有关的记录表格。请将表格中①、②的内容填写完整:① ;② 。
次数 ① 物体释放高度h' ② 重力势能大小Ep
1
2
3
(2)让重物自由下落击打在木桩上,通过观察木桩陷入沙中的深度判断 (选填“重物”或“木桩”)的重力势能大小,这种研究方法是 (选填“控制变量法”或“转换法”)。
(3)比较A、B、C三个重物将木桩打入沙中的深度,可判断重力势能的大小和高度的关系,得出的结论是 。
(4)结合(3)中的实验结论,通过比较D和 (选填“A”“B”或“C”)两个重物将木桩打入沙中的深度,小明认为重力势能还可能跟质量有关。
答案:(1)物体的质量m 木桩打入沙中的深度h
(2)重物 转换法 (3)物体的质量一定,高度越高,重力势能越大 (4)A
21.小明和小强在测滑轮组机械效率的实验中,组装好如图所示的实验装置。
(1)实验时,小明竖直向上 拉动弹簧测力计,使钩码升高,弹簧测力计读数为0.5 N。同时小强也用刻度尺测出钩码被提升的高度为10 cm,以上测量结果准确无误,其他被测物理量和计算数据记录见下表。
钩码总 重G/N 弹簧测力计提 升的高度x/m 有用功 W有用/J 总功 W总/J 机械 效率η
1.0 0.2 0.1 0.1 100%
(2)小明和小强通过计算得出该滑轮组机械效率为100%,他们意识到出现了错误,请你帮他们找出错误的原因: 。
(3)该滑轮组的机械效率实际为 。
(4)在实验中,若将钩码的总重增加到6 N,则该滑轮组的机械效率将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
答案:(1)匀速 (2)弹簧测力计提升的高度应该是0.3 m,不是0.2 m (3)66.7% (4)变大
五、综合题:本题共2小题,每小题9分,共18分。要求:(1)语言表述简练、准确;(2)写出必要的运算和推理过程;(3)带单位计算;(4)计算结果若有近似,均保留两位小数。
22.图甲所示的载货汽车,其前面为“单轴单轮”(一根轴上有2个车轮),后面为“单轴双轮”(一根轴上有4个车轮),如图乙所示。装货后该货车总质量为16 t,每个轮胎与地面的接触面积约为400 cm2。实际货车和货物整体的重心到前、后轴的距离一般不相等,常偏向车的后半部,为简化研究问题,假设整体重心C到前、后轴的距离相等,水平地面对货车前面两个车轮的作用力相等,等效作用在A点;水平地面对货车后面四个车轮的作用力均相等,等效作用在B点。因此,货车可看成水平杠杆,如图丙所示,AB距离等于前、后车轴间的距离,C在AB中点。g取10 N/kg。
(1)求货车在B点所受的总支持力。
(2)为了保护路面,需要限定车辆对路面的压强大小。只要车辆的任何一个轮胎对路面的压强超过限定值,即视为车辆超限。若某水平路面能承受的最大压强为7.0×105 Pa,请判断该货车是否超限。
答案:(1)80 000 N (2)该货车超限。
23.小夏利用如图所示的滑轮组,将重280 N的物体匀速提升了2 m。已知他自身的重力为500 N,对绳子施加的拉力F=200 N,两脚与地面接触的总面积S=400 cm2。
(1)求小夏对地面的压强。
(2)求拉力F做的功。
(3)求该滑轮组的机械效率。
答案:(1)7.5×103 Pa (2)800 J (3)70%
2
(时间:75分钟 满分:90分)
一、选择题:本题共10小题,每小题3分,共30分。每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,第8~10题有多项符合题目要求。全部选对得3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分。
1.如图所示,使用时属于费力杠杆的是( )
答案:A
2.如图所示,物体A、B的重力分别为20 N、10 N,滑轮和绳子的重力忽略不计,此时物体A在水平桌面上向右做匀速直线运动。若用力F向左拉物体A,使物体A向左做匀速直线运动,则( )
A.F=20 N B.F=10 N
C.F=5 N D.F=30 N
答案:B
3.用如图所示的滑轮组在10 s内将300 N的重物匀速提升3 m,已知动滑轮重30 N,不计绳重和摩擦,则( )
A.利用滑轮组所做的有用功是450 J
B.绳子自由端移动的速度是0.9 m/s
C.拉力的功率是99 W
D.滑轮组的机械效率是80%
答案:C
4.蹦极运动的简化示意图如图所示,弹性绳一端固定在O点,另一端系住运动员,运动员从O点自由下落,到A点处弹性绳自然伸直,B点是运动员受到的重力与弹性绳对运动员拉力相等的点,C点是蹦极运动员到达的最低点(忽略空气阻力)。下列说法正确的是( )
A.从O点到C点运动员速度一直减小
B.从O点到C点运动员的机械能一直在增大
C.从O点到C点运动员的机械能一直在减小
D.从O点到A点运动员的机械能不变
答案:D
5.(2025·河南中考)如图所示,在植树活动中,两位同学用竹竿抬水。水桶挂在水平竹竿的P处,与前、后同学的距离分别为PM、PN,水桶对竹竿的作用力为F,其中PM、PN及F的大小均已知,竹竿的重力忽略不计。若要分析前面同学抬水的力F1的大小,下列建构的杠杆示意图正确的是( )
答案:A
6.如图所示,单摆中的小球在ABC间不停地往复运动,不考虑阻力的影响,下列说法错误的是( )
A.小球在A、C处的势能最大
B.小球在B处只受重力作用
C.小球在由A到B的过程中,重力势能转化为动能
D.小球运动到C处时,若受到的力全部消失,则小球将保持静止
答案:B
7.如图所示,当水平拉力F=50 N时,恰好可以使物体A沿水平地面向右做匀速直线运动。已知物体重200 N,所受地面的摩擦力约为80 N。假如在5 s时间内,物体水平移动了0.6 m,不计绳、滑轮的自重及摩擦,则在此过程中( )
A.拉力F做功为30 J
B.物体重力做功为120 J
C.拉力F做功的功率为12 W
D.该装置的机械效率约为60%
答案:C
8.小刚和小明分别用沿斜面向上的力F甲、F乙把同一重物匀速拉到两个斜面的顶端,若两个斜面光滑、等高,甲斜面长4 m,乙斜面长5 m,所做的功分别是W甲、W乙,则下列说法正确的是( )
A.使用甲斜面比使用乙斜面要省功
B.甲斜面的机械效率与乙斜面的机械效率一样
C.拉力F甲与F乙之比为5∶4
D.两个拉力做功W甲与W乙之比为4∶5
答案:BC
9.质量相等的甲、乙两车,在同一平直公路上向东行驶,它们行驶过程中的路程与时间图像如图所示,则下列说法正确的是 ( )
A.在行驶过程中,甲车的动能比乙车的动能大
B.以乙车为参照物,则甲车向西行驶
C.若两车行驶过程中受到的阻力相等,则甲车受到的牵引力较大
D.若两车行驶过程中受到的阻力相等,则甲、乙两车的功率之比为9∶4
答案:AD
10.如图所示,长20 m、高10 m的斜面固定在水平地面上。一位同学用平行于斜面向上40 N的拉力,在20 s内把重60 N的物体沿斜面向上匀速拉动了10 m。在此过程中 ( )
A.斜面的机械效率是66.7%
B.斜面的机械效率是75%
C.该同学对物体做功的功率是20 W
D.该同学对物体做功的功率是30 W
答案:BC
二、填空题:本题共6小题,11~15题每小题2分,16题4分,共14分。
11.如图所示,小明用滑雪板滑雪,从C点处由静止滑下,经过B点到达最低点O,然后到达另一侧与B点等高的A点时刚好速度为零。则由C点到B点的过程中, 能转化为动能,从C点到A点的过程中,机械能的总量 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
答案:重力势 变小
12.在斜面上将一个重600 N的物体匀速拉到高处,沿斜面向上的拉力F=400 N,拉动的距离s=4.5 m,提升高度h=1.8 m,所用时间t=30 s。则拉力F做功的功率为 W,此过程中物体受到的摩擦力为 N。
答案:60 160
13.如图所示,小明正在做俯卧撑,把他的身体看作一个杠杆,O为支点,A为重心,他的重力为550 N。地面对手的支持力F的力臂是 m,支持力F的大小为 N。
答案:1.5 330
14.一名建筑工人用如图所示的滑轮组,将一个重为450 N的货物,在10 s内沿竖直方向匀速提升了4 m,建筑工人所用的拉力是300 N,则该建筑工人做功的功率是 W,该滑轮组的机械效率是 。
答案:240 75%
15.如图所示,分别用甲、乙两种形式的滑轮组把重为400 N的物体匀速向上提起;已知每个滑轮重20 N,忽略绳子的重力和摩擦,图甲中车对绳子的拉力为 N,图乙中人对绳子的拉力为 N。
答案:400 210
16.C919大型客机是我国首次按照国际通行适航标准自行研制、具有自主知识产权的喷气式干线客机,2023年5月28日完成首次商业飞行。
(1)若某次飞机起飞在跑道上加速滑行1 000 m,此过程发动机产生推力1.3×105 N并保持不变,经40 s离开地面,则此过程发动机做功的功率为 。
(2)飞机在起飞过程中随着高度的增加,飞机的重力势能会 (选填“增大”“不变”或“减小”),随着速度的增加,动能将会 (选填“增大”“不变”或“减小”)。
(3)飞机进入平流层后稳定飞行高度不变,此时重力 (选填“做功”或“不做功”)。
答案:(1)3.25×106 W (2)增大 增大 (3)不做功
三、作图题:本题共1小题,共4分。
17.(1)深蹲运动是靠腿部肌肉收缩产生动力,克服人体上部的重力G,从而达到锻炼目的(如图甲所示)。图乙是将人体抽象为杠杆的示意图,O为支点,请在图乙中画出G的示意图及其力臂l(A点为人体上部的重心)。
(2)在图中画出滑轮组最省力的绕绳方法。
答案:(1)如图所示 (2)如图所示
四、实验探究题:本题共4小题,第18题8分,第19题4分,第20题7分,第21题5分,共24分。
18.如图所示,小勇利用铁架台、带有均匀刻度的杠杆、细线、弹簧测力计、钩码(每个钩码质量相同)等实验器材,探究杠杆的平衡条件。
(1)实验前,杠杆静止在图甲所示的位置,则此时杠杆处于 (选填“平衡”或“非平衡”)状态。
(2)为了便于测量 (选填“力”或“力臂”),应使杠杆在水平位置平衡。为此,应将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节。
(3)将杠杆调成水平位置平衡后,如图乙所示,在A点挂3个钩码,则应在B点挂 个钩码,才能使杠杆在水平位置保持平衡。随后两边各取下一个钩码,杠杆 (选填“左”或“右”)端将下沉。
(4)小勇用弹簧测力计代替钩码,在B点竖直向下拉,然后将弹簧测力计绕B点逆时针旋转至如图丙所示位置。在弹簧测力计旋转过程中,要使杠杆仍然在水平位置平衡,则弹簧测力计的示数将逐渐 (选填“变大”“变小”或“不变”),原因是 。
(5)实验结果表明,杠杆的平衡条件是动力× = ×阻力臂。
答案:(1)平衡 (2)力臂 左 (3)2 左 (4)变大 阻力和阻力臂不变,动力臂变小,动力变大
(5)动力臂 阻力
19.下图是探究物体的动能跟哪些因素有关的实验装置示意图,让小球A从斜面上某点滚下,撞击水平面上的木块B,木块B移动一段距离。
(1)该实验中所探究物体的动能是指 (选填“小球A”或“木块B”)的动能。
(2)实验表明,让小球A分别从斜面不同高度由静止滚下,高度越大,速度越 ,木块B被撞得越远。可得结论:质量相同时,小球的速度越 ,动能越大。
(3)若要研究物体动能与质量的关系,应让不同质量的小球A从斜面 高度由静止滚下,观察比较木块B被撞移动的距离。
答案:(1)小球A (2)大 大 (3)同一
20.在探究重力势能的大小与哪些因素有关的实验中,已知重物A、B、C的底面积相同,质量关系为mA=mB=mC
次数 ① 物体释放高度h' ② 重力势能大小Ep
1
2
3
(2)让重物自由下落击打在木桩上,通过观察木桩陷入沙中的深度判断 (选填“重物”或“木桩”)的重力势能大小,这种研究方法是 (选填“控制变量法”或“转换法”)。
(3)比较A、B、C三个重物将木桩打入沙中的深度,可判断重力势能的大小和高度的关系,得出的结论是 。
(4)结合(3)中的实验结论,通过比较D和 (选填“A”“B”或“C”)两个重物将木桩打入沙中的深度,小明认为重力势能还可能跟质量有关。
答案:(1)物体的质量m 木桩打入沙中的深度h
(2)重物 转换法 (3)物体的质量一定,高度越高,重力势能越大 (4)A
21.小明和小强在测滑轮组机械效率的实验中,组装好如图所示的实验装置。
(1)实验时,小明竖直向上 拉动弹簧测力计,使钩码升高,弹簧测力计读数为0.5 N。同时小强也用刻度尺测出钩码被提升的高度为10 cm,以上测量结果准确无误,其他被测物理量和计算数据记录见下表。
钩码总 重G/N 弹簧测力计提 升的高度x/m 有用功 W有用/J 总功 W总/J 机械 效率η
1.0 0.2 0.1 0.1 100%
(2)小明和小强通过计算得出该滑轮组机械效率为100%,他们意识到出现了错误,请你帮他们找出错误的原因: 。
(3)该滑轮组的机械效率实际为 。
(4)在实验中,若将钩码的总重增加到6 N,则该滑轮组的机械效率将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
答案:(1)匀速 (2)弹簧测力计提升的高度应该是0.3 m,不是0.2 m (3)66.7% (4)变大
五、综合题:本题共2小题,每小题9分,共18分。要求:(1)语言表述简练、准确;(2)写出必要的运算和推理过程;(3)带单位计算;(4)计算结果若有近似,均保留两位小数。
22.图甲所示的载货汽车,其前面为“单轴单轮”(一根轴上有2个车轮),后面为“单轴双轮”(一根轴上有4个车轮),如图乙所示。装货后该货车总质量为16 t,每个轮胎与地面的接触面积约为400 cm2。实际货车和货物整体的重心到前、后轴的距离一般不相等,常偏向车的后半部,为简化研究问题,假设整体重心C到前、后轴的距离相等,水平地面对货车前面两个车轮的作用力相等,等效作用在A点;水平地面对货车后面四个车轮的作用力均相等,等效作用在B点。因此,货车可看成水平杠杆,如图丙所示,AB距离等于前、后车轴间的距离,C在AB中点。g取10 N/kg。
(1)求货车在B点所受的总支持力。
(2)为了保护路面,需要限定车辆对路面的压强大小。只要车辆的任何一个轮胎对路面的压强超过限定值,即视为车辆超限。若某水平路面能承受的最大压强为7.0×105 Pa,请判断该货车是否超限。
答案:(1)80 000 N (2)该货车超限。
23.小夏利用如图所示的滑轮组,将重280 N的物体匀速提升了2 m。已知他自身的重力为500 N,对绳子施加的拉力F=200 N,两脚与地面接触的总面积S=400 cm2。
(1)求小夏对地面的压强。
(2)求拉力F做的功。
(3)求该滑轮组的机械效率。
答案:(1)7.5×103 Pa (2)800 J (3)70%
2
同课章节目录