内容正文:
物理
1
力学大单元3综合检测卷
——针对功和机械能、简单机械
(总分:80分 建议用时:85分钟)
2
一、填空题(本大题共8小题,每空1分,共16分)
1.我国春秋末年的著作《周礼·考工记·辀 人》有“劝登马力,马力既
竭,辀犹能一取焉”的记载.意思是说,赶马车时,即使马对车不再施力了,
车还能继续前进一段路.“马力既竭”后,马对车______(选填“不做”或“做”)
功;车还能继续前进是因为车具有______.
不做
惯性
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图1
2.古代科技 如图1所示,这是古人凿井的工具——铁锥.铁锥的尖
端需做得非常锋利,这样可以增大凿井时铁锥对井底泥土和石头
的______,铁锥做得沉重可以增大______,从而增大对泥土和石
头的撞击力.
压强
动能
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图2
3.如图2甲为多人赛艇.划桨时,桨可绕侧舷上的
固定轴转动,从而使赛艇运动.图2乙为划桨时桨
的简化平面图,其中为固定轴, 为赛艇的运
动方向,为人划桨的力, 为水对桨的作用力.
划桨时,船桨相当于一个______(选填“省力”或
“费力”)杠杆.若划桨时手抓握的位置更靠近 点,
费力
变大
则人划桨的力将______(选填“变大”“变小”或“不变”).
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图3
4.工人师傅搭了一个如图3所示的斜面,用沿斜
面向上大小为 的拉力,把一个重为
的重物从斜面底端拉到 高的车上.已
省力
3 000
知斜面长为 ,此过程中,搭建斜面的目的是为了______,工人拉力做的
功为_______ .
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图4
5.[2024南充]如图4所示,木板 置于水平地面上,
物块叠放于上.水平拉力 ,水平拉力
.静止,沿木板以 的速度向右
5
20
匀速滑动.则拉力的功率为___,地面对木板的摩擦力为____ .
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7
6.如图5甲所示,水平地面上的物体,受到方向不变的推力 的作用,其
和的图像分别如图乙、丙所示.由图像可知:在 内,推力
对物体做功___;在内,推力对物体做功的功率为____ .
图5
0
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8
7.如图6所示,完全相同的甲、乙两个小球,甲球由橡皮筋系住,乙球由细
绳系住,都从水平位置由静止开始释放.当两球到达悬点正下方 点时,橡
皮筋长度恰好与细绳长度相等,不考虑橡皮筋重、绳重及空气阻力大小,
则该过程中小球重力所做功___,在点时两球的速度___ .
(均选填“ ”“ ”或“ ”)
图6
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图6
【解析】由题知,两球的质量相同,则重力相等,当两
球到达悬点正下方 点时,两球下落的高度相同,根据
可知,该过程中小球重力所做功 ;最
初两球处于同一高度由静止开始释放,则两球的重力势
能相等,下摆过程中,绳子不会伸长,而橡皮筋会伸长,不计空气阻力,
可知小球到达 点时,甲球的重力势能转化为动能和橡皮筋的弹性势能,
乙球的重力势能全部转化为动能,则在最低点时,乙球的动能大,其速度
较大,即 .
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图7
8.高速铁路的输电线,无论冬、夏都绷得直直的,以
保障列车电极与输电线的良好接触,如图7为输电线
的牵引装置工作原理图,钢绳通过滑轮组挂多个相同
的坠砣,不计滑轮和钢绳自重及摩擦,若要使输电线
端受到的拉力大小为 ,则坠砣受到的总重
5 000
0.2
力为_______,若某段时间内输电线端向右移动了 ,则坠砣上升
了____ .(不考虑钢绳的热胀冷缩)
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二、选择题(本大题共6小题,共14分)第9~12小题,每小题只有一个选项
是最符合题目要求的,每题2分;第13、14小题为多项选择,每小题至少有
两个选项是符合题目要求的,每题3分,全部选择正确得3分,选择正确但
不全得1分,不选、多选或错选得0分.
9.如图8所示是我国古代劳动人民运送巨木的情景.他们通过横杆、支架、悬绳、石块
等,将巨木的一端抬起,垫上圆木,以便将其移到其他地方.下列说法正确的是( )
图8
A. 图中的横杆、支架组成了一个杠杆,使用时可省距离
B. 支架下垫有面积较大的石块是为了增大对地面的压强
C. 缩短横杆上悬绳与支架间的距离,更便于将巨木抬起
D. 巨木下垫上圆木是通过改变接触面的粗糙程度来增大摩擦
C
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10.据悉,江西省全年共计监测到长江江豚638头次,其中鄱阳湖就有552头
次.如图9所示为某摄影师拍摄的江豚跃出水面的画面,下列说法正确的是
( )
图9
A. 江豚跃出水面减速上升过程中,动能不变
B. 江豚跃起到最高点时,重力势能最大
C. 江豚从高处落回水面过程中,重力势能不变
D. 江豚在水面下加速下潜过程,动能变小
B
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图10
11.在一次活动中,小明和小华先后在同一地面水平拉着物
体做匀速直线运动,如图10所示是物体 两次运动的路
程随时间变化的图像.下列判断正确的是( )
A. 物体两次运动的速度:
B. 物体两次所受的拉力:
C. 两人拉力对物体所做的功:
D. 两人拉力对物体做功的功率:
D
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图11
12.[2024乐山改编]如图11所示,冬
奥会冰壶比赛上,冰壶从出发点 被
运动员推着运动后,在 点被推
出,沿冰道运动到 点停下来.若
运动员对冰壶的推力是 ,冰壶滑
A. 冰壶离开手后还能够继续向前运动,是因为冰壶具有惯性
B. 从点到点的运动过程中,运动员对冰壶做功
C. 从点到点的运动过程中,运动员对冰壶做功
D. 从点到点的运动过程中,冰壶克服摩擦力做功
行时受到的摩擦力为 ,则下列说法不正确的是( )
C
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13.一小汽车沿水平地面做匀速直线运动,以下是小车运动过程中的速度 、
对地面的压强、牵引力做的功及牵引力做功的功率随时间 变化的图
像,其中正确的是( )
A. B. C. D.
A
B
D
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图12
14.如图12甲所示,停车场设置了智能道
闸管理车辆的出入,已知闸杆净重 .
我们可以把道闸横杆看作一个质量分布
均匀的杠杆 ,如图12乙所示,为
支点,若, .当车辆通行时,电机匀速转动能把闸杆的
重心抬高.则下列有关说法正确的是取 ( )
A
B
C
A. 闸杆升起时,施加在端的力 为动力,此时闸杆是费力杠杆
B. 闸杆升起时,沿方向比沿 方向更费力
C. 要使闸杆被匀速拉起,则在 端施加的最小拉力为
D. 电机对闸杆所做的有用功功率为
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【解析】闸杆升起时,施加在A端的力为动力,
此时的动力臂要小于阻力臂,为费力杠杆,
故A正确;闸杆升起时,沿方向的动力臂比
沿 方向的动力臂要小,根据杠杆的平衡条件可知,此时会更费力,故B正确;
闸杆的重力 ,闸杆被匀速拉起时,闸杆处于
平衡状态,闸杆受到的重力和拉力是一对平衡力,大小相等,即 ,
由杠杆平衡条件可知,在A端施加的拉力最小时,动力臂最大为 ,由
于 ,则 ,即
,故C正确;闸杆的重心升高的高度
,电机对闸杆所做的有用功 ,电机对
闸杆所做的有用功功率 ,故D错误;故选 .
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三、计算题(本大题共4小题,第15小题6分,第16小题7分,第17、18小题
各8分,共29分)
图13
15.如图13,是我国055型万吨级驱逐舰“咸阳”号,该
舰满载时排水量约1.23万吨,吃水深度 ,最大航速
,取
(1)“咸阳”号以最大航速匀速航行,航行的距离为多少 ?
解:航行的距离: ;
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(2)“咸阳”号满载静止时,舰底 的船板表面受
到海水的压力为多大?
舰底受到海水的压强:
,
舰底 的船板表面受到海水的压力:
;
图13
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(3)若“咸阳”号以 的速度匀速航行时,动力
推进系统的输出功率为 ,则“咸阳”号受到的
牵引力是多少?
“咸阳”号的速度: ,
由 可知,“咸阳”号受到的牵引力:
.
图13
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16.一辆汽车以恒定的功率在平直的公路上做直线运动,其
图像如图14所示,在第时速度达到 ,通过
的路程为 .求:
(1)在 内汽车的平均速度.
解:由题知,在内汽车通过的路程为 ,
则在 内汽车的平均速度:
;
图14
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(2)汽车在行驶过程中所受阻力为,
内汽车发动机产生的牵引力所做的功是多少?
图14
由图像可知, 汽车做匀速直线运动,速度
,则在 汽车通过的路程:
;根据二力平衡
条件可得,此时的牵引力:,
在 内汽车发动机产生的牵引力所做的功:
;
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(3)内消耗了 汽油,该汽车发动机的效率是
多少?已知汽油的热值为
消耗了 汽油释放的热量:
,
该发动机的效率:
.
图14
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图15
17.[2023资阳改编]周末,小明写完作业后帮妈
妈洗衣服.在晾衣服的时候,他发现晾衣杆套组
含有4个定滑轮和2个动滑轮,其简化示意图如
图15所示.查询说明书得知晾衣杆(含动滑轮)
总质量为 .晾衣前,小明用家中体重计测得
不计绳重及摩擦、取 ,求:
洗好的衣服(含衣架)的质量为 .挂好衣服后,保持晾衣杆水平,摇动
摇柄使晾衣杆匀速上升.若晾衣杆以的速度用时 上升到了顶端,
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(1)摇柄处绳子拉力;
解:晾衣杆(含动滑轮)总重力:
,
洗好的衣服(含衣架)的重力:
,
由图知, ,不计绳重及摩擦,摇柄处绳子拉力:
;
图15
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(2)晾衣杆上升的高度;
图15
晾衣杆上升的高度:
;
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27
(3)拉力做的功及其做功的功率.
图15
拉力端移动距离: ,
拉力做的功: ,
拉力做功的功率: .
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图16
18.用如图16所示装置将一个重的木箱 匀速拉到
高的平台上,固定斜面长,用 的力拉
绳,木箱由底端上升到顶端用时 ,不计绳重及绳子
与滑轮间的摩擦,拉木箱的绳子始终与斜面平行,求:
(1)这个过程拉力做的有用功;
解:这个过程拉力做的有用功:
;
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(2)拉力 的功率;
图16
图中滑轮为定滑轮,则绳端移动的距离
,
拉力做的总功:
,
拉力的功率: ;
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图16
(3)木箱受到斜面的摩擦力大小.
额外功:
,
不计绳重及绳子与滑轮间的摩擦,则额外功是克服物
体与斜面间摩擦力做的功,根据 可得,木箱
受到斜面的摩擦力大小: .
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四、实验与探究题(本大题共3小题,每小题7分,共21分)
19.【探究名称】探究杠杆的平衡条件.
【问题】某同学学习完杠杆的有关知识后,还想知道杠杆的平衡条件是什
么.于是,该同学进行了如下探究.
图17
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【证据】 该同学用如图17甲所示的装置进行实验.
(1)把质量分布均匀的杠杆中点 作为支点,其目的是消除__________对
实验的影响.实验前没挂钩码,杠杆静止时的位置如图甲所示,为使杠杆在
水平位置平衡,应将平衡螺母向____(选填“左”或“右”)端调节.
杠杆自重
右
图17
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(2)在将杠杆调整到水平位置平衡后,利用钩码和刻度尺测量出杠杆平
衡时各个力及其力臂,测得数据如表:
实验次序 动力 动力臂 阻力 阻力臂
1 1.0 10 2.0 5
2 1.5 5 0.5 15
3 2.0 15 1.5 20
图17
【解释】(1)由实验数据可得出,杠杆的平衡条件是_________________
____________________________.
动力×动力臂阻力×阻力臂 (或)
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(2)如图17乙,由杠杆的平衡条件可知杠杆的____(选填“左”或“右”)端
会下沉;要使杠杆重新在水平位置平衡,在不改变两侧钩码各自数量的前
提下,仅需把左侧的钩码向右移动___格.
左
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图17
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【交流】(1)如图17丙所示的是一根左粗右细的直木棒.若将其悬挂并使
其水平平衡,仍利用钩码和刻度尺,则____(选填“能”或“不能”)探究杠
杆的平衡条件.
能
图17
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(2)如图17丁所示的杆秤是我国古老的称量工具,如今仍然被广泛使用.
根据杠杆的平衡条件可知,杆秤的刻度应该是______(选填“均匀”或“非
均匀”)的.
均匀
图17
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图18
20.小明在“测滑轮组机械效率”的实验中,用如图18甲所示的滑轮组进行实
验,实验数据如表.
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实验
序号 物重
物体上升的
高度 弹簧测力计的示
数 弹簧测力计移动
的距离 机械效率
1 2 5 0.9 15
2 2 10 0.9 30
3 4 10 1.7 30
4 6 10 2.5 30
(1)分析数据可知,滑轮组的机械效率与物体上升的高度______,不考
虑绳重和滑轮的摩擦力,根据第一次实验数据可知动滑轮重为______.
无关
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39
(2)请你帮小明计算出第4次实验的机械效率为______.同
桌小华在实验中为了方便读出弹簧测力计的示数,她每次
都是静止时读数,请你判断她测量的机械效率______(选
填“偏大”“偏小”或“不变”).
偏大
图18
实验
序号 物重
物体上升的
高度 弹簧测力计的示
数 弹簧测力计移动
的距离 机械效率
1 2 5 0.9 15
2 2 10 0.9 30
3 4 10 1.7 30
4 6 10 2.5 30
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(4)关于用同一滑轮组提升重物时的机械效率,以下说法
正确的是___.
A. 提升越重的物体,机械效率越大
B. 有用功越大,机械效率一定越大
C. 额外功越大,机械效率一定越小
D. 同一个机械的机械效率是恒定不变的
A
(3)如果换用如图18乙所示装置进行实验,把同一重物提升相同高度,
需要做的额外功更____,所以机械效率更____.
多
小
图18
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21.小明同学在做“探究物体的动能与什么
因素有关”的实验中,设计了如图19所示
的实验,用一条没有弹性的细绳吊着一个
实心铁球制成单摆,将一滑块放到滑槽上
并使之左端刚好在悬点 的正下方,小明
进行了以下三步实验操作:
步骤一:将铁球挪到 点位置静止释放,打到滑块上,记录滑块在滑槽上
移动的距离 ;
图19
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步骤二:把滑块摆放到原处,将小球挪
到 点位置静止释放,打到滑块上,记录
滑块在滑槽上移动的距离 ;
步骤三:把铁球换成一个等体积的实心
铝球,将铝球挪到 点位置静止释放,打
到摆放在原处的滑块上,记录滑块在滑槽上移动的距离 .
图19
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图19
(1)小明同学进行“步骤一”和“步骤二”的
实验,是想探究动能大小与______的关系.
速度
(2)该实验中物体的动能是指___(选填序号).
A. 小球在撞击滑块前的平均动能 B. 小球撞击滑块时的动能
C. 小球撞击滑块后的动能 D. 滑块的动能
B
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图19
(3)请你根据已学的知识判断,
和的大小关系是: ______
(选填“大于”“小于”或“等于”) ,
由此可得出结论:________________
_______________________.这个结论
大于
在速度相同时,物体质量越大,动能越大
超载
可用来解释汽车______(选填“超速” 或“超载”)带来的危害.
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图19
(4)物理学的研究方法有很多,如“控制
变量法”、“模型法”、“类比法”、“转换法”
和“等效替代法”等,本实验设计时利用了
________和控制变量法.
转换法
(5)实验装置中,如果滑槽光滑,则______(选填“能”或“不能”)完成本
实验的探究内容.
不能
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$$