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第5章质量评价作业
[时间:90分钟 分值:120分]
一、选择题(每小题2分,共40分)
1.如图所示,下列四种情景中,使用的工具属于费力杠杆的是( A )
A.食品夹 B.裁纸刀 C.托盘天平 D.瓶盖起子
2.下列关于功、功率、机械效率的说法正确的是( D )
A. 功率越大,则做功越快,机械效率越大
B.做功越少,则功率越小,机械效率越小
C.机械效率越大,表明做的功越多
D.功率越大,反映做功越快,与机械效率无关
3.在日常生活中,用100 N的拉力不能提起重150 N的物体的简单机械是( A )
A. 一个定滑轮
B.一个动滑轮
C.杠杆
D.斜面
4.下列关于简单机械在实际应用中的说法正确的是( B )
A. 指甲剪是既省力又省功的机械
B.定滑轮不省力,但能改变力的方向
C.滑轮组既省力,又省距离,还省功
D.斜面的机械效率可以达到100%
5.如图所示,AOB是光滑轨道,A点的高度H大于B点的高度h。让小球从A点由静止开始自由滚下,沿轨道AOB到达B点后离开(不计空气阻力),则小球离开B点后的运动轨迹最符合实际的是( C )
A.a B.b C.c D.d
6.如图所示,杠杆已经平衡,下列做法不会破坏杠杆平衡的是( D )
A.两边各加一个钩码
B.左边钩码向右移动2小格,右边钩码向左移动3小格
C.左边钩码向右移动3小格,右边钩码向左移动3小格
D.左边钩码下加挂两个钩码,并且向右移动3小格
7.如图甲所示,用弹簧测力计两次水平拉同一木块,使它在同一水平木板上做匀速直线运动,图乙是它运动的路程随时间变化的图像。下列说法正确的是( D )
A.木块两次做匀速直线运动时,弹簧测力计示数分别为F1、F2,则F1>F2
B.木块两次受到的滑动摩擦力分别为f1、f2,则f1<f2
C.两次拉力分别在10 s内对木块做功为W1、W2,则W1<W2
D.两次拉力分别在10 s内对木块做功的功率为P1、P2,则P1>P2
8.如图所示,滑轮组的每个滑轮质量都相同,用它们将重为G1、G2的货物提升相同的高度(不计绳重和摩擦),下列说法正确的是( B )
A.用一个滑轮组提起不同的重物,机械效率不变
B.若G1=G2,则甲的机械效率大于乙的机械效率
C.若G1=G2,则拉力F1与F2所做的总功相等
D.若G1=G2,则甲、乙滑轮组所做的额外功相等
9.吊车起吊货物的结构示意图如图所示,伸缩撑杆为圆弧状,工作时它对吊臂的支持力始终与吊臂垂直,使吊臂绕O点缓慢转动,从而将货物提起。下列说法正确的是( D )
A. 吊臂是一个省力杠杆,但要费距离
B.吊臂是一个费力杠杆,但可以省功
C.匀速顶起吊臂的过程中,伸缩撑杆对吊臂的支持力的力臂变小
D.匀速顶起吊臂的过程中,伸缩撑杆对吊臂的支持力逐渐变小
10.如图所示,杠杆处于平衡状态。如果将物体A和B同时向靠近支点的方向移动相同的距离,则下列判断正确的是( C )
A.杠杆仍能平衡 B.不平衡,左端下沉
C.不平衡,右端下沉 D.无法判断
11.如图所示,小明在做模拟“蹦极”的小实验,一根橡皮筋一端系一个小石块,另一端固定在A点,B点是橡皮筋不系小石块自然下垂时下端所在的位置,C点是小石块从A点自由释放后所能到达的最低点。关于小石块从A点到C点运动过程的说法中正确的是( C )
A.小石块减少的重力势能全部转化为动能
B.从A点下落到B点的过程中,小石块受到重力和弹力的作用
C.从B点下落到C点的过程中,小石块的重力势能转化为橡皮筋的弹性势能
D.小石块在C点时,受到平衡力的作用
12.如图所示,用300 N的力将重为500 N的物体在10 s内匀速提升2 m,不计绳重和摩擦,在此过程中( B )
A.绳子自由端移动的距离为6 m
B.动滑轮重100 N
C.拉力做功的功率为100 W
D.滑轮组的机械效率为60%
13.如图所示,一根粗细均匀的铁棒AB静止在水平地面上,现用力F将铁棒从水平地面拉至竖直立起。在这个过程中,力F作用在B端且始终与铁棒垂直,则力F将( B )
A.逐渐变大 B.逐渐变小
C.保持不变 D.先变小后变大
14.都市生活离不开电梯,如图所示,将电梯简化为“钢绳拉着电梯厢在竖直导轨上运动”模型。小刚同学乘坐电梯从一楼到五楼,电梯厢和人的总质量为500 kg,电梯上行时受到轨道摩擦力为500 N,钢绳对电梯厢的拉力用T表示。电梯(底面)从A点(一楼地面)到B点(二楼地面)过程中速度在增加,用时4 s;从B点到D点(四楼地面)过程中匀速运动,用时4 s;从D点到E点(五楼地面)过程中速度逐渐减小,用时4 s。每层楼高3 m(g取10 N/kg)。下列说法正确的是( C )
A.在电梯从A点到B点过程中,钢绳拉力T做功为1.65×104 J
B.在电梯从B点到C点过程中,钢绳拉力T做功的功率为4.125×103 W
C.在电梯从C点到D点过程中,钢绳拉力T做功的功率为8.25×103 W
D.在电梯从D点到E点过程中,钢绳拉力T=5.5×103 N
15.滑板是深受青少年喜欢的一项体育运动。U形滑台和运动员姿势的简化示意图如图所示。运动员在滑台A处由静止自由下滑,不计滑台摩擦和空气阻力,仅依靠滑行过程中运动员姿势的自然(不用力)变化,最有可能滑到滑台C处的是 ( B )
A. B.
C. D.
16.如图所示,用大小相等的拉力F分别沿斜面和水平面拉木箱,拉力方向和运动方向始终一致,运动时间 tab>tcd,运动距离均为s,比较两种情况下拉力所做的功和功率,则( B )
A. 在ab段拉力做功较多
B.在ab段与cd段拉力所做的功一样多
C.在ab段拉力的功率较大
D.在ab段与cd段拉力的功率一样大
17.小王同学用一个距离手3 m高的定滑轮拉住重100 N的物体,从滑轮正下方沿水平方向移动4 m,如图所示。若不计绳重和摩擦,则他所做的功至少为( A )
A.200 J B.300 J C.400 J D.500 J
18.如图所示,小明利用两个滑轮A、B组成一个滑轮组,将两个重力相等的重物G1、G2分别挂在绳子两端,若不计滑轮、绳子的重力和摩擦,则下列说法正确的是( C )
A.A、B均为定滑轮
B.A、B均为动滑轮
C.放手后G1上升
D.放手后G2上升
19.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( C )
A. 使用甲斜面比使用乙斜面要省功
B.甲斜面的机械效率比乙斜面的机械效率高
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
20.现有一根形变不计、长为L的铁条AB和两根横截面积相同、长度分别为La、Lb的铝条a、b。将铝条a叠在铁条AB上,并使它们的右端对齐,然后把它们放置在三角形支架O上,AB水平平衡,此时O、B间的距离恰好为La,如图所示。取下铝条a后,将铝条b按上述方法操作,使铁条AB再次水平平衡,此时O、B间的距离为Lx。下列判断正确的是( A )
A.若La<Lb<L,则La<Lx<成立
B.若La<Lb<L,则Lx>成立
C.若Lb<La,则<Lx<La成立
D.若Lb<La,则Lx<成立
二、填空题(每空2分,作图2分,共42分)
21.功率是表示__物体做功快慢__的物理量,一台机器的功率为500 W,它表示的物理意义是__该机器每秒做功500__J__。
22.某人把重80 N的水桶从井里匀速提起,然后提着水桶在水平路面上走6 m到家,设水面到井口3 m,则这个人将这桶水从水面提起至走到家里共做功__240__J。
23.两个和尚抬水吃的故事相信大家耳熟能详。如图所示,大和尚和小和尚两人合抬一大桶水,小和尚为减轻自己的负担,可以让自己往__后__移动一点距离或将水桶往__前__移动一点距离。(均填“前”或“后”)
24.如图所示,质量为2 kg的A物体在拉力F的作用下以4 cm/s 的速度沿水平地面做匀速直线运动,弹簧测力计的示数为5 N,则拉力做功的功率为__0.4__W(不计绳重、滑轮重、弹簧测力计重及摩擦)。
25.如图所示,油桶的质量为40 kg,高为0.8 m,底部直径为0.6 m,据此回答下列问题(视油桶的重力集中点在几何中心O点,g取10 N/kg)。
(1)在推翻油桶的过程中(图甲→乙),至少需要对油桶做功__40__J。
(2)若将翻倒的空油桶(如图乙所示)重新竖起来所用的最小力为F,试在图乙上作出竖起空油桶所需的最小力F,并求出F=__160__N。
【答案】 如答图所示
26.如图所示,用固定在墙上的三角支架ABC放置空调室外机。已知AB=40 cm,AC=30 cm,室外机的重力为300 N,正好处在AB中点处,则A处螺钉的水平拉力为__200__N(支架重力不计)。为了安全,室外机的位置应尽量__靠近__(填“靠近”或“远离”)墙壁。
27.简单机械广泛应用于日常生活。某小区物业为了方便住户扔垃圾,对垃圾桶进行了简易改装(如图甲所示)。被拉起的垃圾桶盖可看成一个简易杠杆。图乙为桶盖与绳子成90°角且处于静止状态时的示意图,O为杠杆支点,A为绳子拉力F的作用点,B为桶盖的重心。根据图乙回答下列问题。
(1)定滑轮的作用是__改变力的方向__。
(2)该状态下的桶盖属于__省力__(填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆。
28.掉在地上的弹性小球在地面上弹跳的频闪照片如图所示。弹性小球从A点运动到B点的过程中,它的__重力势能__转化为动能;弹性小球在B点的机械能__大于__(填“大于”“小于”或“等于”)它在C点的机械能。
29.图甲是杠杆与滑轮的组合应用,滑轮下端所挂重物的重力为500 N,绳是光滑的轻质细绳,滑轮重20 N,要使轻质杠杆平衡,在杠杆的中点处所加力F=__520__N。如图乙所示,人的重力为500 N,平台C的重力为300 N,动滑轮重力不计。现在人用力F刚好将人和平台C一起拉离地面,力F=__200__N。图丙的杠杆处于平衡状态,A、B两物体体积相等,B浸没于水中,则两物体的密度之比ρA∶ρB=__2∶3__。(已知ρB=3ρ水)
甲 乙 丙
30.2020年12月17日,“嫦娥五号”返回器携带月壤样品返回地球大气层,采用了类似“打水漂”的方式来减速,其运动轨迹简化如图中箭头所示。
(1)从A至B过程中,返回器的机械能会__减小__(填“增大”“保持不变”或“减小”),到达C点时的速度__小于__(填“大于”“等于”或“小于”)到达A点时的速度。
(2)在从C至D过程中,月壤样品的重力势能__减小__(填“增大”“不变”或“减小”)。
三、作图题(6分)
31.图甲是一款水管扳手钳,用它夹水管时,AOB部分可视为一个杠杆,其简化示意图如图乙所示。请在图乙中画出:
(1)阻力F2的力臂L2。
(2)杠杆平衡时,作用在B点的最小动力F1及其力臂L1。
【答案】 如答图所示
四、实验探究题(每空3分,共24分)
32.图甲、乙是探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验过程示意图。
(1)该实验要探究的是物体动能的大小与物体__速度__的关系。
(2)该实验中物体的动能是指物体__A__(填“A”或“B”)的动能。
(3)该实验中物体动能的大小是通过__物体B移动距离的大小__来反映的。
(4)该实验中物体的速度是指物体A从斜面上由静止滚下与物体B碰撞时__碰前A__(填“碰前A”“碰后A”“碰前B”或“碰后B”)的速度,它是通过__高度__(填“高度”或“质量”)来改变的。
33.图甲是探究“动滑轮工作时的特点”的实验装置。
(1)实验时,应竖直拉动使钩码__匀速__上升。
(2)小军继续实验,并作出拉力与钩码重力的比值随钩码重力变化的图像如图乙所示。分析图像可知:钩码越重,拉力F与钩码重力的比值就越接近__0.5__(填数值)。
(3)由此他推理得出:在不计动滑轮重力时,使用动滑轮可以省__一半__的力。
五、解答题(8分)
34.一质量为30 kg、底面积为1.5×103 cm2的物体A放在水平地面上。利用图乙所示的滑轮组将物体A在4 s内匀速提升4 m,此过程中,拉力的功率为400 W(不计绳重和摩擦,g取10 N/kg)。求:
(1)图甲中物体A对水平地面的压强。
(2)图乙中绳子自由端的拉力。
(3)体重为600 N的小明用此滑轮组能够提升物体的最大重力。
解:(1)物体A的重力:G=mg=30 kg×10 N/kg=300 N,
物体A对水平地面的压力:F压=G=300 N,
对水平地面的压强:
p====2 000 Pa。
(2)v物===1 m/s。
由题图乙可知,有两段绳承担物重,则拉绳的速度:v拉=2v物=2 m/s,
又知拉力的功率P=400 W,
由公式P=Fv可得F===200 N。
(3)提升重300 N的物体A时用200 N的拉力,有
F拉=(G物+G动),
即200 N=×(300 N+G动),可得G动=100 N,
则小明用600 N的拉力可以提升物体的最大重力为
G物′=2×600 N-100 N=1 100 N。
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