内容正文:
6 机械与人 小粒子与大宇宙
题号
一
二
三
四
五
六
总分
累分人
得分
注意事项:共六大题,30小题,满分100分,作答时间为90分钟。
中考对接点 1.杠杆及其分类
2.杠杆相关作图
3.杠杆的平衡条件
4.滑轮及滑轮组的特点
5.判断物体是否做功
6.功、功率相关计算
7.机械效率的相关计算
8.机械能及其转化
9.粒子与宇宙
一、单项选择题(本大题共13小题,每小题2分,共26分。在给出的四个备选项中,只有一个选项符合题目要求。)
1.下列单位中,表示功率单位的是 ( )
A.千克 B.瓦特 C.牛顿 D.分贝
2.高空抛物存在巨大的安全隐患,是因为高处的物体具有较大的 ( )
A.内能 B.动能 C.重力势能 D.弹性势能
3.当两台机器正常工作时,功率大的机器一定比功率小的机器 ( )
A.做功多 B.做功少 C.做功慢 D.做功快
4.初中生小明回家上楼,他从一楼走到三楼的过程中克服重力所做的功约为 ( )
A.3 J B.30 J C.300 J D.3000 J
5.如图所示的工具在正常使用过程中,属于省力杠杆的是 ( )
6.下列词语中,能体现分子热运动的是 ( )
A.花香满园 B.尘土飞扬
C.骏马奔驰 D.水滴石穿
7.在日常生活中,用10 N的拉力不能提起重15 N的物体的简单机械是 ( )
A.一个定滑轮 B.一个动滑轮
C.杠杆 D.斜面
8.在非洲的旱季,常用中间有转轴的塑料桶运水。如图所示,某人分别用背背、手抱、平拉、滚拉的方式运满桶水,在粗糙程度相同的水平地面上匀速行走相同路程,他对满桶水做功最多的是 ( )
9.金秋时节,平乐的柿子熟了。小明在劳动实践中摘了一筐柿子。下列过程中,他对这筐柿子做功的是( )
A.用力搬这筐柿子,未能搬动
B.用力推这筐柿子,仍未推动
C.和同伴一起将这筐柿子抬到手推车上
D.用水平力推着装有柿子的手推车沿水平路面前往仓库
10.物理与生活息息相关,下列说法中正确的是 ( )
A.图甲,汽车安全带做得比较宽——增大压强
B.图乙,停止蹬车,车仍运动——车受到惯性作用
C.图丙,拉弯的弓将箭射出——利用弹性势能
D.图丁,鞋底有凹凸不平的花纹——减小摩擦
11.关于宇宙和粒子,下列说法正确的是 ( )
A.宇宙是一个有层次的天体结构系统,恒星是绝对不动的
B.太阳是宇宙的中心
C.汤姆孙建立了原子的核式结构模型
D.原子是由原子核和核外电子构成的
12.小明和爸爸举行爬山比赛,他们从山脚爬到山顶。小明的体重比爸爸小,小明先到达山顶。则比较他们爬山的过程 ( )
A.爸爸做的功多 B.小明做功的功率大
C.小明做的功多 D.爸爸做功的功率大
13.如图所示,这是人们日常生活中常见的用起子开瓶盖的情景。它也是一个杠杆,那么下列关于这个杠杆的支点、动力作用点、阻力作用点对应位置正确的是 ( )
A.A-B-C
B.A-C-B
C.B-C-A
D.C-A-B
二、多项选择题(本大题共3小题,每小题3分,共9分。在每小题列出的四个备选项中,有多个选项符合题目要求,全部选对得3分,选对但不全得2分,有选错得0分。)
14.如图所示,2023年10月31日,神舟十六号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。返回过程中,返回舱在空中高速下降到适当位置时打开降落伞,返回舱和伞开始做减速运动,空气阻力随速度的减小而减小,下降一段高度后,开始匀速下降直到地面附近。则返回舱 ( )
A.减速下降过程中受非平衡力的作用
B.匀速下降过程中动能大小不变
C.匀速下降过程中重力势能转化为动能
D.全程机械能守恒
15.如图,这是我们的祖先在建造宫殿时搬动巨大木料的劳动情境示意图。当巨木太重无法抬起时,下列改进方法可行的是 ( )
A.增加横杆右端的人数
B.减小横杆上悬绳与支架间的距离
C.横杆右端的人向支架靠近
D.将支架向右移动
16.如图所示,工人用滑轮组将重为240 N的货物在10 s内匀速提升6 m,拉力为150 N。忽略绳重及摩擦,下列说法正确的是 ( )
A.绳子自由端移动的速度是1.8 m/s
B.拉力做功的功率是180 W
C.该滑轮组的机械效率为80%
D.该滑轮组提升的货物越轻,机械效率越大
三、填空题(本大题共6小题,每空1分,共12分。)
17.用桶从井中提水时,对 做的功是额外功;从井中捞桶时,对 做的是有用功。(均选填“桶”或“水”)
18.万吨级远洋货轮的功率可达107 W,“107 W”表示的物理意义是 ,若万吨级远洋货轮以此功率航行1 min,做功 J。
19.足球是同学们喜爱的运动之一。足球在场地上滚动时,足球的机械能 (选填“增大”“减小”或“不变”),相对滚动的足球,球门是 (选填“运动”或“静止”)的。
20.如图,某快递员用沿斜面向上500 N的推力,将重800 N的货物匀速推上车厢,用时20 s。已知斜面高1.5 m,长4 m。此过程中,快递员推货物的功率为 W,货物所受的斜面的摩擦力为 N。
21.建设中的常泰大桥为斜拉索公路、铁路两用大桥,图为小华制作的斜拉索大桥模型,他用长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。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。
22.物体在同一水平面上做匀速直线运动,当物体运动路程与时间的关系图像如图甲时,受到的水平推力为F1;当物体运动的速度与时间的关系图像如图乙时,受到的水平推力为F2。两次推力的功率分别为P1、P2。则F1∶F2= ,P1∶P2= 。
四、作图题(本大题共1小题,共4分。)
23.(1)(2分)请画出图甲中力F的力臂L。
(2)(2分)用如图乙所示的滑轮组提升重物,请你画出最省力的绕线方式。
五、实验探究题(本大题共4小题,共25分。)
24.(5分)如图所示,在“测定滑轮组的机械效率”实验中。小明拉动弹簧测力计,使重为3 N的钩码上升20 cm,不计绳重和摩擦。
(1)实验时,小明应沿竖直向下的方向 缓慢拉动弹簧测力计。
(2)弹簧测力计的示数如图所示,为 N。滑轮组做的有用功为 J,测得滑轮组的机械效率η= 。
(3)小明想更省力,他只改变了滑轮组的绕线方法,滑轮组的机械效率将 。
25.(6分)(1)在研究使用定滑轮是否省力时,用如图甲A所示装置匀速提升重物,需要测量的物理量是 和拉力的大小。如图甲B所示,分别用拉力F1、F2、F3匀速提升重物,则三个力的大小关系是 。
甲
(2)把干净的玻璃板吊在弹簧测力计的下面,读出测力计的示数。如图乙所示,使玻璃板水平接触水面,然后稍稍用力向上拉玻璃板,弹簧测力计的示数 (选填“变大”“变小”或“不变”),原因是 。
乙
(3)在“探究影响重力势能大小因素”的实验中,在水平地面上铺一张白纸,将皮球表面涂黑,使其分别从不同高度处自由下落,目的是探究重力势能大小与 的关系。如图丙所示,在纸上留下黑色圆斑A、B,圆斑 (选填“A”或“B”)是皮球从较高处落下形成的。
丙
26.(7分)利用如图所示实验装置探究“动能的大小与哪些因素有关”。实验时让小车A从斜面上由静止开始滑下,在水平面上将物体B推出一段距离。
(1)实验运用了控制变量法:让质量不同的小车从斜面的同一高度滑下,探究动能与质量的关系。让同一个小车从斜面的 高度滑下,探究动能与速度的关系。实验中动能的大小无法测量,我们通过 来判断小车动能的大小。
(2)小车从斜面上滑下,它的 转化为动能,碰上物体B后,小车的部分 转移给了物体B,这个能量的转移过程机械能总量 。
(3)小车在水平面上推动物体B前进时受到4个力:①重力、②摩擦力、③物体B对小车的压力、④水平面对小车的支持力,其中 (选填序号)是一对平衡力。拿走物体B,如果小车滑到水平面时,它受的力全部消失,小车将 。
27.(7分)在“探究杠杆的平衡条件”实验中:
(1)轻质杠杆静止时如图甲所示,可将左端的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节,使其在水平位置平衡,这样操作的目的是便于测量 。
(2)多次实验并记录数据如表,总结数据得出杠杆的平衡条件: 。
次数
动力F1/N
动力臂L1/cm
阻力F2/N
阻力臂L2/cm
1
0.5
20.0
1.0
10.0
2
1.0
15.0
1.5
10.0
3
1.5
10.0
0.5
30.0
(3)本次探究经过多次实验的目的是 。
A.减小实验误差 B.寻找普遍规律
(4)将杠杆调成水平位置平衡后,如图乙所示,在A点挂2个钩码,则应在B点挂 个相同钩码,才能使杠杆在水平位置保持平衡;随后在两边各取下一个钩码,杠杆 (选填“左”或“右”)端将下沉。
(5)如图丙所示,用弹簧测力计先后在a、b位置拉杠杆上同一点C,杠杆都在水平位置平衡,弹簧测力计在a位置竖直向上的拉力为Fa,在b位置斜向上的拉力为Fb,则Fa (选填“大于”“等于”或“小于”)Fb。
六、综合应用题(本大题共3小题,共24分。解答时要求写出必要的文字说明、计算公式和重要的演算步骤。只写出最后答案,未写出主要演算过程的,不得分。)
28.(6分)在美丽乡村建设中,工人用起吊装置提升建筑材料,如图。某次把质量为200 kg的材料匀速提升6 m,用时15 s,消耗电能1.5×104 J。g取10 N/kg。求这次匀速提升材料过程中:(不计绳与滑轮之间的摩擦)
(1)材料所受拉力F的大小;
(2)拉力F对材料做功的功率;
(3)该装置的效率。
29.(8分)随着人们生活水平的提高,房车旅游受到了大众的青睐,某公司推出了如图所示的小型房车,其部分参数如表中所示。求:(g取10 N/kg)
空载质量
4000 kg
空载时轮胎与水平地面的总接触面积
0.4 m2
发动机额定功率
60 kW
(1)该房车空载静止在水平地面上时,对地面的压强;
(2)小明和父母参观车展时试驾了该房车,该房车以额定功率在平直公路上以54 km/h的速度匀速行驶了3600 m。此过程中发动机所做的功;
(3)上述试驾过程中,该房车受到的阻力。
30.(10分)某兴趣小组设计了一个水塔水位监测装置,图甲是该装置的部分简化模型。轻质硬杆AB能绕O点无摩擦转动,AO∶OB=2∶3;物体N是一个不吸水的柱体。打开阀门,假定水的流量相同,物体M对压力传感器的压强p与水流时间t的关系如图乙所示,t2时刻装置自动报警,t3时刻塔内水流完,杠杆始终在水平位置平衡。已知正方体M的密度为6×103 kg/m3,棱长为0.1 m;悬挂物体M、N的轻质细绳不可伸长,g取10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3,单位时间内水通过阀门处管道横截面的体积为水的流量。求:
(1)物体M的重力大小;
(2)t1时刻杠杆A端所受拉力;
(3)物体N的密度。
参考答案
1.B 2.C 3.D
4.D 【解析】一个学生的质量约为50 kg,每一层楼的高度为3 m,从一楼走到三楼,上升的高度为6 m;从一楼走到三楼做的功W=Gh=mgh=50 kg×10 N/kg×6 m=3000 J。
5.C 6.A 7.A 8.C 9.C 10.C 11.D 12.A 13.B 14.AB 15.AB 16.BC
17.桶 桶
18.1 s做功107 J 6×108
19.减小 运动
20.100 200
【解析】快递员做的功即总功W总=Fs=500 N×4 m=2000 J;快递员做功的功率P===100 W;快递员做的有用功W有=Gh=800 N×1.5 m=1200 J;货物所受的斜面的摩擦力f===200 N。
21.5 减小
22.1∶1 3∶5
23.(1)如图所示:(2分)
(2)如图所示:(2分)
24.(1)匀速
(2)2.4 0.6 62.5%
(3)不变
评分标准:每空1分,共5分,有其他合理答案均参照给分
25.(1)物体的重力 F1=F2=F3
(2)变大 分子间存在引力
(3)高度 B
评分标准:每空1分,共6分,有其他合理答案均参照给分
26.(1)不同 物体B运动的距离
(2)重力势能 动能 变小
(3)①④ 做匀速直线运动
评分标准:每空1分,共7分,有其他合理答案均参照给分
27.(1)右 力臂
(2)动力×动力臂=阻力×阻力臂(或F1L1=F2L2)
(3)B
(4)3 右
(5)小于
评分标准:每空1分,共7分,有其他合理答案均参照给分
28.解:(1)匀速提升材料过程中,材料所受拉力:
F=G=mg=200 kg×10 N/kg=2000 N (2分)
(2)拉力F对材料做的功,即有用功:
W有用=Fs=2000 N×6 m=1.2×104 J
拉力F对材料做功的功率:P===800 W (2分)
(3)该装置的效率:η=×100%=×100%=80% (2分)
29.解:(1)该房车空载时受到的重力:G=mg=4×103 kg×10 N/kg=4×104 N
此时对水平地面的压力F=G=4×104 N
对地面的压强:p===1×105 Pa (2分)
(2)该房车的速度v=54 km/h=15 m/s
行驶的时间t===240 s
发动机所做的功:W=Pt=60×103 W×240 s=1.44×107 J (3分)
(3)房车受到的牵引力:F'===4000 N
房车做匀速直线运动,所以房车受到的阻力f=F'=4000 N (3分)
30.解:(1)M的体积:V=(0.1 m)3=10-3 m3
物体M的重力:G=mg=ρVg=6×103 kg/m3×10-3 m3×10 N/kg=60 N (2分)
(2)由图分析可知,当在t1时,液面刚好到N的上表面
F=pS=4000 Pa×(0.1 m)2=40 N
根据力的作用是相互的,F支=F=40 N
对M受力分析:受到支持力、重力和B端绳子的拉力。则FB=G-F支=60 N-40 N=20 N
由FA×OA=FB×OB得FA×2=20 N×3
解得FA=30 N (3分)
(3)t2时压力传感器的压强为0,t3时压力传感器的压强也为0,说明在t2时,物体N已经完全露出水面,则FB'=G=60 N
由FA'×OA=FB'×OB得FA'×2=60 N×3,解得FA'=90 N
此时对N受力分析:受重力和A端拉力;所以GN=FA'=90 N
t1时对N受力分析:受重力、A端拉力和浮力;F浮=GN-FA=90 N-30 N=60 N
此时N浸没,N的体积:VN=V排===6×10-3 m3
N的密度:ρN====1.5×103 kg/m3 (5分)
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