第九章 机械和功 学情评估试题
一、选择题(每小题3分,共30分)
1.下列有关功的说法正确的是( )
A.用力推车没有推动,人对车做了功
B.足球在水平地面上滚动时重力对足球没有做功
C.运动员举起杠铃在空中静止不动时对杠铃做了功
D.学生背着书包在水平路面匀速前进时对书包做了功
2.小阳用苹果和橘子来玩跷跷板,他将苹果、橘子分别挂在离O点等距的水平板上,放手后,苹果一端下沉(如图)。使板转动的力是( )
INCLUDEPICTURE"J9-1.tif" INCLUDEPICTURE "E:\\24春\\8物理下(BS版)全国\\J9-1.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\24春\\8物理下(BS版)全国\\J9-1.tif" \* MERGEFORMATINET (第2题)
A.苹果的重力 B.橘子的重力
C.板对橘子的支持力 D.苹果对板的拉力
3.下图是某小区使用的一种垃圾投放装置的示意图,人向下拉吊把就能打开垃圾桶桶盖,非常方便、卫生。下列说法正确的是( )
INCLUDEPICTURE"J9-2.tif" INCLUDEPICTURE "E:\\24春\\8物理下(BS版)全国\\J9-2.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\24春\\8物理下(BS版)全国\\J9-2.tif" \* MERGEFORMATINET (第3题)
A.装置中的滑轮是动滑轮
B.装置中的滑轮改变了力的方向
C.绳子拉起桶盖时,桶盖可视为费力杠杆
D.人向下拉吊把,垃圾桶桶盖绕最左端端点转动
4.小华背着5 kg的书包从1楼走到2楼的家里,他对书包做的功接近于( )
A.150 J B.600 J
C.20 J D.60 J
5.如图所示,分别用相同的力F匀速提升不同重物,若不计滑轮自身的重力及摩擦,则下列关系正确的是( )
INCLUDEPICTURE"J9-4.tif" INCLUDEPICTURE "E:\\24春\\8物理下(BS版)全国\\J9-4.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\24春\\8物理下(BS版)全国\\J9-4.tif" \* MERGEFORMATINET (第5题)
A.G1<G2=G3 B.G1<G2<G4
C.G1=G2<G4 D.G1=G3<G4
6.如图所示的是一种铡刀切甘蔗的示意图,下列说法正确的是( )
A.使用铡刀时手下压距离小于甘蔗的厚度
B.铡刀实质上是一种费力杠杆
C.甘蔗放在b点比放在a点更容易切断
D.手沿F2方向用力比沿F1方向更省力
INCLUDEPICTURE"卷19.TIF" INCLUDEPICTURE "E:\\24春\\8物理下(BS版)全国\\卷19.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\24春\\8物理下(BS版)全国\\卷19.TIF" \* MERGEFORMATINET (第6题) INCLUDEPICTURE"J9-5.tif" INCLUDEPICTURE "E:\\24春\\8物理下(BS版)全国\\J9-5.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\24春\\8物理下(BS版)全国\\J9-5.tif" \* MERGEFORMATINET (第7题)
7.小昕在测量机械效率时,分别用甲、乙、丙三种机械将重为1 N的物体匀速提升0.2 m,记录它们所做的总功,如图所示,则( )
A.甲的机械效率高于乙 B.乙的额外功大于甲
C.丙的数据是错误的 D.甲的有用功小于乙
8.电动叉车托着质量为1 000 kg的货物,在25 s时间内沿水平方向行驶了100 m;接着在10 s内把货物匀速竖直提升1 m(g取10 N/kg)。下列说法正确的是( )
A.叉车水平行驶时克服货物重力做功为1.0×106 J
B.叉车水平行驶时克服货物重力做功的功率为4.0×104 W
C.叉车提升货物的过程中,克服货物重力做功为1.0×103 J
D.叉车提升货物的过程中,克服货物重力做功的功率为1×103 W
9.搬运工人为了将笨重的物体装进汽车车厢,常使用如图所示的装置把物体从斜面底端匀速推上顶端,已知斜面长度为5 m,高度为2 m,物体重力为1 000 N,沿斜面向上的推力为500 N,则有关说法不正确的是( )
INCLUDEPICTURE"J9-7.tif" INCLUDEPICTURE "E:\\24春\\8物理下(BS版)全国\\J9-7.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\24春\\8物理下(BS版)全国\\J9-7.tif" \* MERGEFORMATINET
(第9题)
A.物体在斜面上运动的过程中受3个力的作用,合力为0
B.推力所做的功是2 500 J
C.斜面的机械效率为80%
D.物体受到斜面的摩擦力为100 N
10.用如图甲所示的滑轮组提升物体M,已知物体M所受的重力为550 N,卷扬机加在绳子自由端的拉力F将物体M在20 s内沿竖直方向匀速提升10 m,拉力F做的功W随时间t的变化图像如图乙所示。忽略绳重及摩擦,下列说法正确的是( )
INCLUDEPICTURE"J9-8.tif" INCLUDEPICTURE "E:\\24春\\8物理下(BS版)全国\\J9-8.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\24春\\8物理下(BS版)全国\\J9-8.tif" \* MERGEFORMATINET (第10题)
A.拉力F为350 N
B.绳子自由端移动的速度为0.5 m/s
C.动滑轮重力为50 N
D.该滑轮组的机械效率为83.3%
二、填空题(每空2分,共22分)
11.如图所示,质量为50 kg的同学在做仰卧起坐运动。若该同学上半身的质量为全身质量的60%,则她上半身的重力为________N;她在1 min内做了40个仰卧起坐,每次上半身重心上升的距离均为0.3 m,则她在这段时间克服重力做的功为________J。(g取10N/kg)
INCLUDEPICTURE"J9-9.tif" INCLUDEPICTURE "E:\\24春\\8物理下(BS版)全国\\J9-9.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\24春\\8物理下(BS版)全国\\J9-9.tif" \* MERGEFORMATINET (第11题)INCLUDEPICTURE"J9-10.tif" INCLUDEPICTURE "E:\\24春\\8物理下(BS版)全国\\J9-10.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\24春\\8物理下(BS版)全国\\J9-10.tif" \* MERGEFORMATINET (第12题)
12.INCLUDEPICTURE"创新题.tif" INCLUDEPICTURE "E:\\24春\\8物理下(BS版)全国\\创新题.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\24春\\8物理下(BS版)全国\\创新题.tif" \* MERGEFORMATINET 人类很早以前就会使用杠杆了。图甲是我们的祖先在建造宫殿时利用横杆撬动沉重木料时的情景,由此过程可知,其中横杆属于________杠杆。如图乙所示,为使杠杆在水平位置平衡,应该在点A处悬挂________个钩码(所用的钩码质量均相同)。
13.一辆汽车不慎陷入泥坑,司机用如图所示的滑轮组将汽车拖出,已知整个过程中,水平拉力F是 1×104 N,汽车沿水平方向匀速移动了4 m,滑轮组的机械效率为80%,则拉力F做的功是________J,有用功是________J。
INCLUDEPICTURE"M411.tif" INCLUDEPICTURE "E:\\24春\\8物理下(BS版)全国\\M411.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\24春\\8物理下(BS版)全国\\M411.tif" \* MERGEFORMATINET (第13题) INCLUDEPICTURE"J9-11.tif" INCLUDEPICTURE "E:\\24春\\8物理下(BS版)全国\\J9-11.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\24春\\8物理下(BS版)全国\\J9-11.tif" \* MERGEFORMATINET (第15题)
14.小勇放学后,背着重40 N的书包沿水平路面走了200 m,用时3 min,又用1 min爬上了大约9 m高的四楼回到了家,小勇的重力为600 N。则他在回家过程中对书包所做的功为________J,他所做总功的功率是________W。
15.常泰大桥为斜拉索公路、铁路两用大桥,如图所示的为小华制作的斜拉索大桥模型,她用长30 cm、重5 N的质地均匀分布的木条OA做桥面,立柱GH做桥塔。OA可绕O点转动,A端用细线与GH上的B点相连,桥面OA实质是一种________(填简单机械名称)。保持桥面水平,细线对OA的拉力F=________N;将细线一端的固定点由B点改至C点,拉力F的大小变化情况是________,由此小华初步了解到大桥建造很高桥塔的好处。
三、作图题(每题5分,共10分)
16.学校组织学生参加劳动实践活动,在基地发现了一台活塞式抽水机,在杠杆C处用力便可取水。请在图中画出:
(1)阻力F2的力臂L2;
(2)在C处所用最小力F1的示意图。
INCLUDEPICTURE"J9-12.tif" INCLUDEPICTURE "E:\\24春\\8物理下(BS版)全国\\J9-12.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\24春\\8物理下(BS版)全国\\J9-12.tif" \* MERGEFORMATINET (第16题) INCLUDEPICTURE"M413.tif" INCLUDEPICTURE "E:\\24春\\8物理下(BS版)全国\\M413.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\24春\\8物理下(BS版)全国\\M413.tif" \* MERGEFORMATINET (第17题)
17.画出图中滑轮组水平拉动物体最省力的绕线方法。
四、实验探究题(18题6分,19题10分,共16分)
18.小明对杠杆开展相关实验探究(不计支点处摩擦)。
【进行实验搜集证据】
INCLUDEPICTURE"J9-13.tif" INCLUDEPICTURE "E:\\24春\\8物理下(BS版)全国\\J9-13.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\24春\\8物理下(BS版)全国\\J9-13.tif" \* MERGEFORMATINET (第18题)
(1)小明安装好杠杆,将平衡螺母向左调节,杠杆在水平位置平衡,说明一开始杠杆的____(填“左”或“右”)端翘起。
(2)如图甲所示,在A点挂3个重力均为0.5 N的钩码,在B点用弹簧测力计竖直向下拉杠杆,使其在水平位置平衡,弹簧测力计的示数为________N;若在第(1)小题所描述的情形中未调节平衡螺母而直接开展上述实验,弹簧测力计的示数将________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【拓展】
(3)小明换用可变形轻质杠杆(AOB可绕O点转动)进一步研究杠杆平衡条件。
①当杠杆处于图乙所示水平位置平衡时,测得OA=0.2 m, 物块M的重力G1=4 N,物块N的重力G2=8 N,则OB=________m;
②保持物块M的位置不变,OB向下折至如图丙所示的位置。要使杆在图丙所示位置保持平衡,则应将物块N的悬挂点移动到________。
A.①点处 B.②点处 C.①和②之间
19.如图所示的是智慧小组测滑轮组的机械效率的实验装置。测得的实验数据如表。
INCLUDEPICTURE"U9-8.tif" INCLUDEPICTURE "E:\\24春\\8物理下(BS版)全国\\U9-8.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\24春\\8物理下(BS版)全国\\U9-8.tif" \* MERGEFORMATINET ,(第19题))
实验序号 物重G/N 物体上升高度h/m 拉力F/N 绳子自由端移动距离s/m 机械效率η
1 1 0.1 0.6 0.3 55.6%
2 2 0.1 1.0 0.3 66.7%
3 4 0.1 1.8 0.3
(1)实验过程中,应竖直向上________拉动弹簧测力计。
(2)第三次实验中滑轮组的机械效率是________。
(3)分析表中实验数据可知,同一滑轮组,提升的物重____________,滑轮组的机械效率越高。
(4)若在第三次实验中,物体上升的速度为0.1 m/s,则拉力F的功率为________W。
(5)创新小组也利用重力为1 N、2 N、4 N的物体进行了三次实验,每次测得的机械效率均大于智慧小组的测量值,则创新小组测量值偏大的原因可能是________。
A.测拉力时,弹簧测力计未调零,指针指在零刻度线下方
B.弹簧测力计每次拉动物体时均加速上升
C.创新小组所使用的动滑轮的重力小于智慧小组
五、综合应用题(共22分)
20.为了进一步理解所学知识,某物理兴趣小组组装了如图所示的装置。一辆质量为0.3 kg的玩具电动小车放置在粗糙水平桌面上,一根不可伸长的细绳一端固定在小车尾部,另一端依次跨过定滑轮、动滑轮后固定在O点,两滑轮质量都为0.05 kg。当小车向右运动时,借助细绳和滑轮带动质量为0.2 kg的物体以0.1 m/s的速度沿竖直方向匀速上升,桌面对小车的阻力为2 N,不计绳重及细绳与两滑轮之间的摩擦,不考虑空气阻力,求:(g取10 N/kg)
INCLUDEPICTURE"8L44.TIF" INCLUDEPICTURE "E:\\24春\\8物理下(BS版)全国\\8L44.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\24春\\8物理下(BS版)全国\\8L44.TIF" \* MERGEFORMATINET
(第20题)
(1)物体重力;
(2)小车对细绳的拉力F;
(3)滑轮组的机械效率η;
(4)小车所受牵引力;
(5)玩具电动小车牵引力的功率P。
答案
一、1. B 2. D 3. B 4. A 5. C 6. D 7. C 8. D
9. A
10. C 点拨:由题图甲可知n=2,则物体M沿竖直方向匀速提升10 m时,绳子自由端移动的距离s=nh=2×10 m=20 m,由题图乙可知,在20 s内拉力F做的功W总=6 000 J,由W总=Fs可得,绳子自由端的拉力
F===300 N,
忽略绳重及摩擦,由
F=(G+G动)
可得,动滑轮的重力
G动=nF-G=2×300 N-550 N=50 N,
故A错误,C正确;绳子自由端移动的速度
v===1 m/s,
故B错误;有用功
W有=Gh=550 N×10 m=5 500 J,
滑轮组的机械效率
η=×100%=×100%≈91.7%,
故D错误。
二、11. 300;3 600
12. 省力;1
13. 1.2×105;9.6×104
14. 360;24 点拨:小勇在水平路面上行走时,对书包的作用力竖直向上,但在竖直方向上移动的距离是0,此过程对书包做的功为0 J;在爬楼时,将书包提升,克服书包重力做的功
W=G书包h=40 N×9 m=360 J,
即他在回家的过程中对书包所做的功为360 J;
他在回家的过程中克服自身重力所做的功为
W′=G人h=600 N×9 m=5 400 J;
他所做的总功
W总=W+W′=360 J+5 400 J=5 760 J,
总时间t=3 min+1 min=4 min=240 s,
他所做总功的功率
P===24 W。
15. 杠杆;5;变小
三、16. 解:如图所示。
INCLUDEPICTURE"JD-4.tif" INCLUDEPICTURE "E:\\24春\\8物理下(BS版)全国\\JD-4.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\24春\\8物理下(BS版)全国\\JD-4.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\24春\\8物理下(BS版)全国\\JD-4.tif" \* MERGEFORMATINET (第16题)
17. 解:如图所示。
INCLUDEPICTURE"MDA51.tif" INCLUDEPICTURE "E:\\24春\\8物理下(BS版)全国\\MDA51.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\24春\\8物理下(BS版)全国\\MDA51.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\24春\\8物理下(BS版)全国\\MDA51.tif" \* MERGEFORMATINET (第17题)
四、18. (1)左
(2)1;偏小
(3)①0.1 ②B
19. (1)匀速
(2)74.1%
(3)越大
(4)0.54
(5)C
点拨:(4)若在第三次实验中,物体上升的速度为0.1 m/s,则绳子自由端的速度
v=3×0.1 m/s=0.3 m/s,
则拉力F的功率
P===Fv=1.8 N×0.3 m/s=0.54 W;
(5)测拉力时,若弹簧测力计未调零,指针指在零刻度线下方,拉力测量值偏大,机械效率测量值偏小,A不符合题意;若弹簧测力计每次拉动物体时均加速上升,拉力变大,机械效率变小,B不符合题意;若创新小组使用的动滑轮的重力小于智慧小组,克服动滑轮重力做的功减小,额外功减小,机械效率变大,C符合题意,故选C。
五、20. 解:(1)物体的重力
G=m物g=0.2 kg×10 N/kg=2 N;
(2)动滑轮的重力
G动=m动g=0.05 kg×10 N/kg=0.5 N,
由题图可知n=2,不计绳重和摩擦,小车对细绳的拉力
F=(G+G动)=×(2 N+0.5 N)=1.25 N;
(3)滑轮组的机械效率
η=×100%=×100%=×100%=×100%=×100%=80%;
(4)玩具电动小车在水平方向上受水平向右的牵引力、水平向左的拉力F′和阻力f的作用,F′=F=1.25 N,牵引力大小为
F牵=F′+f=1.25 N+2 N=3.25 N;
(5)小车的速度
v车=nv物=2×0.1 m/s=0.2 m/s,
则牵引力的功率
P===F牵v车=3.25 N×0.2 m/s=0.65 W。
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