内容正文:
月份随堂练习(初三物理)
(本试卷分选择题和非选择题两部分,共33题,满分100分;考试用时100分钟)。
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的学校、班级、姓名、准考号等信息用0.5毫米黑色墨水签字笔填写在答题卷的相应位置上;
2.答选择题必须用2B铅笔把答题卷上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,请用橡皮擦干净后,再选涂其他答案;答非选择题必须用0.5毫米黑色墨水签字笔写在答题卷指定的位置上,不在答题区域内的答案一律无效,不得用其他笔答题;
3.考生答题必须答在答题卷上,保持卷面清洁,不要折叠,不要弄破,答在试卷和草稿纸上一律无效。
一、单选题(共30分)
1. 小明在体育测试中30秒内做了10个引体向上,估算做引体向上时的功率约是( )
A. 9W B. 90W C. 900W D. 9000W
2. 五一期间小明和爸爸去上海看世博会,乘地铁到浦东后,自动扶梯把他们从地下匀速送到地面的过程中,她的( )
A. 动能增大,势能增大,机械能增大 B. 动能减小,势能增大,机械能不变
C. 动能不变,势能增大,机械能不变 D. 动能不变,势能增大,机械能增大
3. 一辆汽车在平直的公路上做直线运动,其v﹣t图象如图所示,汽车在第10s时已行驶了150m,速度达到了20m/s,随后匀速前进,若汽车在行驶过程中所受阻力大小始终为2000N,以下说法正确的是
A. 在0﹣20s内汽车的平均速度为15m/s
B. 在0﹣10s内汽车的牵引力大小恒为2000N
C. 在10﹣20s内汽车牵引力做的功为4×105J
D. 在10﹣20s内汽车牵引力做功的功率为4×105W
4. 简单机械在日常生活中运用广泛。利用下列简单机械提升同一重物G,(不计摩擦,不计绳、滑轮和杠杆重)最省力的是( )
A. B.
C. D.
5. 如图所示,现将甲物体用细绳挂在轻质杠杆的A端,杠杆的B端悬挂乙物体,使杠杆在水平位置平衡,此时甲静止且对地面的压强为,甲物体的底面积为。已知乙物体的质量为2kg,AO:OB=1:3。下列说法中正确的是( )
A. 甲物体的重力为90N
B. 杠杆B端所挂物体的质量增加,甲对地面的压强恰好为0
C. 移动支点O的位置,使AO:OB=2:7时,甲物体恰好被拉离地面
D. 若图中甲竖直切割并拿走,其余条件不变,甲对地面的压强变为切割前的六分之五倍
6. 同学们在体育课进行实心球投掷训练,如图所示,B→C→D表示实心球离开手之后到刚好接触地面瞬间的运动轨迹。下列分析正确的是( )
A. 实心球到达C点时,处于静止状态
B. 实心球从B→C上升过程中机械能减小
C. 实心球从C→D下降过程速度变大,惯性增大
D. 地面对同学的支持力和同学对地面的压力是一对平衡力
7. 如图所示是小明利用同一滑轮往高处搬运同一货物的两种方法。甲、乙两图中,物体匀速上升的高度和速度都相同,不计滑轮重、绳重与摩擦,则( )
A. 甲图绳自由端的拉力小于乙图绳自由端的拉力
B. 甲、乙两图绳子自由端移动距离相等
C. 甲图绳自由端移动速度小于乙图绳自由端移动速度
D. 甲图中人后退一些,改为斜向下拉绳子提升重物时,拉力要变大
8. 如图为了提升重物,选用粗细均匀重为G的杠杆,不计杠杆支点处摩擦,先后把同一重物挂在A、B两处,每次用力让杠杆上升同样的高度,下列说法正确的是( )
A. 由于两次杠杆上升同样高度,拉力做的总功相同
B. 由于两次提升同一重物,杠杆的机械效率相等
C. 重物在B点处做的有用功多,杠杆的机械效率高
D. 重物在B点处做的额外功少,杠杆的机械效率高
9. 在劳动实践活动中,小明在水平地面与车厢间用木板搭一斜面,并用平行于斜面的250N推力,将重为600N的货物匀速地从斜面底端推到顶端的车厢,如图所示。已知斜面长L为6m,斜面高h为1.5m。不计空气阻力,这一过程中( )
A. 货物受到木板的摩擦力沿斜面向上 B. 货物受到的摩擦力大小为100N
C. 斜面可以省力也可以省功 D. 小明所做的有用功为3600J
10. 小明用如图所示的拉力器进行体育锻炼,关于图中的滑轮,下列分析正确的是( )
A. 是定滑轮,可以省力 B. 是动滑轮,可以省力
C. 是定滑轮,可以改变力的方向 D. 是动滑轮,可以改变力的方向
11. 在“探究物体动能大小与哪些因素有关”的实验中,同学们做了如图甲、乙、丙所示的三个实验,质量为m和2m的小球分别沿同一斜面按照实验要求下滑,与水平面上静止在C点的纸盒相碰,纸盒在水平面上移动一段距离后静止。下列说法中错误的是( )
A. 由甲、丙两图可知,物体的动能大小与物体的质量大小有关
B. 由甲、乙两图可知物体动能的大小与物体的速度无关
C. 实验中所探究的“物体动能”是指小球的动能
D. 此实验中物体动能的大小是通过纸盒移动的距离来表示的
12. 运动员从高空竖直向下跳伞,人(包括装备)的质量为90kg.只考虑人受到重力和空气阻力,下落时的速度一时间图线如图所示,g=10N/kg.从第10s到第30这个过程中,人(包括装备)
A. 动能一直在变大 B. 重力势能先变大后不变
C. 机械能一直在变小 D. 重力势能一直在转化为动能
13. 我国民俗活动丰富多彩,立夏时节,有的地方会给孩子称体重,如图1所示,祈求孩子健康成长,俗称“立夏秤人”,如图2,小孩和篮子的总质量为15kg,调整秤砣的位置,使杆秤处于水平平衡状态(忽略绳重和杆重),此时0A=2cm,0B=12cm。下列说法正确的是( )
A. 若换称质量较大的孩子,当秤杆水平平衡后,秤砣的悬挂点在B点左边
B. 该秤砣的质量为3kg
C. 该杆秤的刻度是均匀的
D. 换用质量更大的秤砣,称的质量偏大
14. 爸爸和小强进行爬楼梯比赛,他们都从1楼上到5楼。爸爸的体重是小强体重的2倍,用的时间是小强所用时间的2倍。若爸爸做功为W1、功率为P1,小强做功为W2、功率为P2,则下列判断正确的是( )
A. W1:W2=1:1 B. W1:W2=4:1
C. P1:P2=1:1 D. P1:P2=4:1
15. 如图甲所示,用力F将小球压至D点(弹簧始终处于弹性限度内),再撤去力F,小球从静止开始向上运动,如图乙所示,到达C位置时小球所受弹力大小等于其重力大小,B位置是弹簧原长的位置,A位置是小球上升的最高点,整个过程不计空气阻力,则小球从D点上升过程中下列说法正确的是( )
A. 从D到C位置过程中小球重力势能保持不变
B. 从D到B位置过程中小球动能先增大后减小
C. 从D到A位置过程中小球机械能减小
D. 小球在B位置时,弹簧弹性势能最大
二、填空题(共30分)
16. 体育运动中蕴含着丰富的物理知识。划龙舟时,运动员用桨向后划水,龙舟向前运动,说明力的作用是___________的。射箭时,运动员举着弓箭不动,对弓箭___________功(选填“做”或“不做”);拉开的弓能将箭射出,弓的形变越大弹性势能___________。
17. 如图所示,某同学把重为15N的物体匀速提升1m,所用的拉力是8N,则他做的有用功为___________J,滑轮组的机械效率为___________%,若提升的物重增大到20N,则该滑轮组的机械效率将___________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
18. 2024年3月26日,美国“弗朗西斯·斯科特·基”大桥被“达利”号集装箱船撞毁,如图所示,撞击前,船突发故障失去动力,但并没有立即停下,这是因为___________,当船以10.8km/h、合___________m/s的速度撞击大桥时,虽然船速较慢,但由于船的___________很大导致其___________能很大,使得船将大桥撞毁。
19. 如图所示,小华用的拉力在内将重的木块从底部匀速拉到高的顶部。拉力所做的功是______,使用该斜面的机械效率为______,木块在这个过程中受到的摩擦力为______。
20. 下图是上海“明珠线”某轻轨车站的设计方案图,与站台连接的轨道有一定坡度。从节能的角度分析,这样的设计可以让列车无动力滑行,进站时将________能转化为________能储存起来。出站时能量的转化过程正好相反,从而实现了节能。
21. 如图所示,物体在力F的作用下水平向右运动,水平地面O点两侧粗糙程度不同,力F沿水平方向、大小恒为。物体经过M点开始计时,每经过相同时间,用虚线框记录物体的位置。
(1)由图可知,物体在段做______(选填“匀速”“减速”、“加速”)直线运动。物体段和段受到的摩擦力分别为和,则______(选填“大于”、“小于”或“等于”);
(2)力F在MN、OP段做功分别为、,功率分别为、,则______;______(均选填“大于”、“小于”或“等于”)。
22. 如图所示,用竖直向上的力匀速拉动较长的轻质杠杆,使重为16N的物体缓慢升高0.1m,拉力大小F=8N,拉力移动的距离为0.25m。拉力所做的功___J,有用功为___J,杠杆的机械效率为___%。
23. 如图中甲图所示,在水平地面上,小明用水平力F推重为20N 的木箱匀速向右移动。在此过程中,F的大小与时间t的关系如乙图所示,物体运动速度v与时间t的关系如丙图所示。由图象可知当t=5s时,物体受到的摩擦力为______N,从第t=4s到第t=6s,水平力F对木箱做功______J,重力对木箱做功______W。
24. 如图甲所示,斜面静置于水平面上,小明同学将A、B两个完全相同的物体,分别沿左、右两侧斜面由底端拉到顶端,做功情况如图乙所示。则小明对A做的总功为____________J、有用功为_________J;左、右两侧斜面的机械效率之比为__________。
25. 小南沿着水平向右的方向用力推一个静止在水平地面上的木箱,如图甲所示,其推力的大小与时间的关系如图乙所示,木箱速度的大小与时间的关系如图丙所示,水平地面的粗糙程度相同。则木箱受到的摩擦力为___________,推力F做功的功率为___________。
三、作图题(共4分)
26. 如图,轻质杠杆OA可绕O点在竖直面内旋转,请在图中画出使杠杆保持平衡的最小力F及力臂l。
27. 如图所示简易吊车正在吊起重为G的物体,请在图中杠杆OB上分别画上动力臂和阻力臂.
四、计算题(共12分)
28. 已知小汽车的总质量为1300kg,与地面接触的总面积为1300cm2,现该车在200s内水平匀速直线前进了5000m,汽车在行驶过程中受到的阻力为车重的0.16倍(g=10N/kg)求:
(1)小车行驶的速度
(2)小汽车静止时对地面的压强;
(3)在此过程中汽车牵引力做功的功率.
29. 随着城市建设进程的加快,城内出现子许多高层建筑,电梯是高层建筑的重要组成部分.某电梯公寓的电梯某次在竖直向上,运行的过程中,速度随时间变化的情况如图所示,忽略电梯受到的空气阻力和摩擦阻力,向上运行的动力只有竖直向上的电动机拉力,电梯箱和乘客的总质量为600kg,g=10N/kg.求:
(1) 电梯在匀速运动阶段上升的高度h1是多少?拉力F1做了多少功?
(2) 电梯在加速阶段的平均速度等于该阶段速度的最大值和最小值的平均值.已知在加速阶段,电动机的拉力F2做了11520J的功;求加速阶段电动机拉力F2的大小?
(3)电梯开始向上运动后经过64s,电动机的拉力的 平均功率是多大?
五、实验题(共20分)
30. 实验小组在探究“杠杆的平衡条件”实验中:
(1)将杠杆的中点支在铁架台上,静止时如图甲所示,此时应将平衡螺母向______(选。填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置平衡,是为了消除杠杆自重对实验的影响及便于______;
(2)调节杠杆水平平衡后,在其左右两端悬挂不同数量的钩码并调整悬挂位置,记录力与力臂的大小,重复多次实验,数据记录如表:
实验次数
F1/N
l1/cm
F2/N
l2/cm
1
1
10
2
5
2
2
10
1
10
3
2
15
3
请将第3次实验数据补充完整:______;分析实验数据得出杠杆平衡条件:______(用字母表示);
(3)如图乙所示,在B点改用弹簧测力计向下拉杠杆,使杠杆仍在水平位置平衡,当弹簧测力计从①位置转动到②位置时,弹簧测力计拉力的力臂______,其示数大小将______;(均选填“变大”、“变小”或“不变”)
(4)同学们正确实验得出结论后,利用重均为0.5N的钩码、容积为100mL的空小桶、刻度尺测量某液体的密度。如图丙所示,将空小桶悬挂在A点,钩码悬挂在B点,杠杆再次在水平位置平衡,测得OA为10cm,OB为20cm;然后往空小桶内注满液体,调节钩码到C点时,杠杆在水平位置重新平衡,测得OC为42cm,则液体的密度为______kg/m3。
31. 小明在测量滑轮组机械效率的实验中,所用装置如图所示,实验中每个钩码重2N,测得的数据如表:
物理量
实验次数
钩码总重G/N
钩码上升的高度h/m
测力计示数F/N
测力计移动距离s/m
机械效率η
1
4
0.1
1.8
0.3
2
6
0.1
2.4
0.3
83%
3
4
0.1
1.4
0.5
57%
4
4
0.2
1.4
1.0
57%
(1)为了测量绳子自由端的拉力,A同学认为应该在测力计静止时读数,B同学认为应该在缓慢匀速提升钩码时读数,正确的是______(选填“A”或“B”);
(2)第1次实验测得的机械效率为______(结果保留整数);
(3)分析表中数据可知:第3次实验是用______(选填“a”、“b”或“c”)装置图进行的实验:
(4)分析第1、2次实验数据可知:使用同一滑轮组,______可以提高滑轮组的机械效率,分析3、4次实验的数据可知,滑轮组的机械效率与钩码上升的高度______(选填“有关”或“无关”);
(5)结合生产生活实际,用滑轮组提升重物时,下列选项中也可提高机械效率的是______。
A. 增大绳重
B. 减轻动滑轮重
C. 加快物体提升的速度
32. 在“探究小球的动能大小与哪些因素有关”的实验中,同学们做了如图所示三个实验,质量为和的小球分别沿同一斜面按照实验要求自由滑下,与同一水平面上的木块相碰,木块在水平面上移动一段距离后静止。请回答下列问题:
(1)实验中小球的动能大小是通过________间接反映的;此处用到的物理学方法是________;
(2)对比甲图和乙图,将质量相同的小球从相同斜面的不同高度由静止释放的目的是为了探究动能与________的关系,该实验可得到的结论是________;
(3)为了探究小球动能的大小与质量是否有关,应选择图________和图________进行实验分析,该实验得到的结论是________。
六、科普阅读题(共4分)
33. 阅读短文,回答问题:
据报道,安装在我国上海中心大厦的“火箭”电梯,其攀升速度创造了的世界纪录,从1楼到118楼只需短短。
电梯的典型结构包括滑轮、轿厢、钢丝绳、配重、电动机、安全装置和信号操纵系统等。如图甲所示,是某种升降电梯工作原理图。电动机和配重通过钢丝绳分别给轿厢施加拉力,连接轿厢的两根钢丝绳非常靠近,轿厢与配重的运动方向始终相反。电动机通过切换转轴的转动方向,使轿厢升降自如。
(1)电梯在匀速上升过程中,轿厢受到的力为________(选填“平衡力”或“非平衡力”);
(2)上海中心大厦内的电梯是目前世界上最快的电梯,在载重一定的情况下,下列最能体现该电梯运行特点的是( );
A. 做功多 B. 安全可靠 C. 功率大 D. 机械效率高
(3)如图乙所示是某次电梯满载上升时的图像,若配重的质量为,空轿厢的质量是,额定载重量是,若不计钢丝绳重和一切摩擦;该电梯满载匀速运行时,电动机钢丝绳对轿厢的拉力为________,其功率为________。(g取)
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月份随堂练习(初三物理)
(本试卷分选择题和非选择题两部分,共33题,满分100分;考试用时100分钟)。
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的学校、班级、姓名、准考号等信息用0.5毫米黑色墨水签字笔填写在答题卷的相应位置上;
2.答选择题必须用2B铅笔把答题卷上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,请用橡皮擦干净后,再选涂其他答案;答非选择题必须用0.5毫米黑色墨水签字笔写在答题卷指定的位置上,不在答题区域内的答案一律无效,不得用其他笔答题;
3.考生答题必须答在答题卷上,保持卷面清洁,不要折叠,不要弄破,答在试卷和草稿纸上一律无效。
一、单选题(共30分)
1. 小明在体育测试中30秒内做了10个引体向上,估算做引体向上时的功率约是( )
A. 9W B. 90W C. 900W D. 9000W
【答案】B
【解析】
【详解】中学生的重力大约为500N,每次身体上升的高度为0.5m,则做10个引体向上时做的功
引体向上的功率
故ACD不符合题意,B故符合题意。
故选B。
2. 五一期间小明和爸爸去上海看世博会,乘地铁到浦东后,自动扶梯把他们从地下匀速送到地面的过程中,她的( )
A. 动能增大,势能增大,机械能增大 B. 动能减小,势能增大,机械能不变
C. 动能不变,势能增大,机械能不变 D. 动能不变,势能增大,机械能增大
【答案】D
【解析】
【详解】自动扶梯把他们从地下匀速送到地面的过程中,她的质量不变,速度不变,则动能不变;质量不变,高度增加,则势能增大;机械能为动能和势能的综合,则机械能增大。故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
3. 一辆汽车在平直的公路上做直线运动,其v﹣t图象如图所示,汽车在第10s时已行驶了150m,速度达到了20m/s,随后匀速前进,若汽车在行驶过程中所受阻力大小始终为2000N,以下说法正确的是
A. 在0﹣20s内汽车的平均速度为15m/s
B. 在0﹣10s内汽车的牵引力大小恒为2000N
C. 在10﹣20s内汽车牵引力做的功为4×105J
D. 在10﹣20s内汽车牵引力做功的功率为4×105W
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据图象可知,汽车在10~20s内做匀速运动,其速度为v2=20m/s,汽车在10~20s内行驶的路程s2=v2t=20m/s×10s=200m,在0~20s内行驶的总路程s=s1+s2=150m+200m=350m,则在0~20s内汽车的平均速度v==17.5m/s,故A错误;
B.根据图象可知,在0~10s内,汽车做加速运动,牵引力大于阻力,即牵引力大于2000N,故B错误;
C.汽车在10~20s内做匀速运动,处于平衡状态,牵引力等于阻力,即F=f=2000N,则牵引力做的功:W2=Fs2=2000N×200m=4×105J,故C正确;
D.汽车在10~20s内牵引力做功的功率:P2==4×104W,故D错误.
4. 简单机械在日常生活中运用广泛。利用下列简单机械提升同一重物G,(不计摩擦,不计绳、滑轮和杠杆重)最省力的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】不计摩擦,不计绳、滑轮和杠杆重,A选项中为动滑轮,故;B选项中为定滑轮,;C选项中,动力臂是阻力臂的2倍,根据杠杆的平衡条件得
D选项中为一斜面,根据功的原理得
使用斜面最省力,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
5. 如图所示,现将甲物体用细绳挂在轻质杠杆的A端,杠杆的B端悬挂乙物体,使杠杆在水平位置平衡,此时甲静止且对地面的压强为,甲物体的底面积为。已知乙物体的质量为2kg,AO:OB=1:3。下列说法中正确的是( )
A. 甲物体的重力为90N
B. 杠杆B端所挂物体的质量增加,甲对地面的压强恰好为0
C. 移动支点O的位置,使AO:OB=2:7时,甲物体恰好被拉离地面
D. 若图中甲竖直切割并拿走,其余条件不变,甲对地面的压强变为切割前的六分之五倍
【答案】D
【解析】
【详解】A.乙物体重力为
对杠杆AOB,根据杠杆平衡原理知
则
则杠杆A端受到的拉力为
对甲物体,根据
甲物体的重力为
故A错误;
B.杠杆B端所挂物体的质量增加时,杠杆B端受到的拉力为
根据杠杆平衡条件
则
杠杆A端所受拉力为
甲物体对地面的压力等于它受到的支持力,即
压力不为0,则压强不为0,故B错误;
C.甲物体恰好被细绳拉离地面,甲对地面的压力为0,A端受到的拉力等于甲的重力,根据杠杆平衡条件可得
有
解得
故C错误;
D.若将图中甲竖直切割并拿走,此时甲的重力
此时甲对地面的压力
甲对地面的压强
故
故D正确。
故选D。
6. 同学们在体育课进行实心球投掷训练,如图所示,B→C→D表示实心球离开手之后到刚好接触地面瞬间的运动轨迹。下列分析正确的是( )
A. 实心球到达C点时,处于静止状态
B. 实心球从B→C上升过程中机械能减小
C. 实心球从C→D下降过程速度变大,惯性增大
D. 地面对同学的支持力和同学对地面的压力是一对平衡力
【答案】B
【解析】
【详解】A.实心球到达C点时,在水平方向仍有一定的速度,因此并不处于静止状态,故A错误;
B.实心球从B→C上升过程中与空气摩擦,将机械能转化为内能,故机械能减小,故B正确;
C.实心球从C→D下降过程,重力势能转化为动能,因此速度变大,但质量不变,所以惯性不变,故C错误;
D.地面对同学的支持力和同学对地面的压力,大小相等、方向相反、作用在同一直线上,作用在两个物体上,因此是一对相互作用力,故D错误。
故选B。
故选B。
7. 如图所示是小明利用同一滑轮往高处搬运同一货物的两种方法。甲、乙两图中,物体匀速上升的高度和速度都相同,不计滑轮重、绳重与摩擦,则( )
A. 甲图绳自由端的拉力小于乙图绳自由端的拉力
B. 甲、乙两图绳子自由端移动距离相等
C. 甲图绳自由端移动速度小于乙图绳自由端移动速度
D. 甲图中人后退一些,改为斜向下拉绳子提升重物时,拉力要变大
【答案】C
【解析】
【详解】设物重为,物体上升高度为,物体上升速度为。
A.甲图为定滑轮,不计滑轮重、绳重与摩擦,拉力,乙图为动滑轮,,拉力,则,故A不符合题意;
B.甲图绳自由端移动距离,乙图绳自由端移动距离,则,故B不符合题意;
C.甲图绳自由端移动速度,乙图绳自由端移动速度,则,故C符合题意;
D.甲图为定滑轮,动力臂和阻力臂均等于滑轮半径,改为斜向下拉绳子时,动力臂、阻力臂和阻力均不变,拉力大小不变,故D不符合题意。
故选C。
8. 如图为了提升重物,选用粗细均匀重为G的杠杆,不计杠杆支点处摩擦,先后把同一重物挂在A、B两处,每次用力让杠杆上升同样的高度,下列说法正确的是( )
A. 由于两次杠杆上升同样高度,拉力做的总功相同
B. 由于两次提升同一重物,杠杆的机械效率相等
C. 重物在B点处做的有用功多,杠杆的机械效率高
D. 重物在B点处做的额外功少,杠杆的机械效率高
【答案】C
【解析】
【详解】把同一个重物挂在A、B两处,每次用力让杠杆上升同样的高度,即杠杆重心移动的距离相等,根据公式W额=Gh故两次额外功相同,挂在A点时物体给杠杆的拉力的作用点离支点近,所以沿拉力方向上升的高度小,根据公式W有=G物h,挂在A点时有用功小于挂在B点时的有用功,故根据公式
W总=W有+W额
可知,挂在A点时总功小于挂在B点时的总功,故根据公式
得,当物体挂到A点时机械效率低。故C正确,ABD错误。
故选C。
9. 在劳动实践活动中,小明在水平地面与车厢间用木板搭一斜面,并用平行于斜面的250N推力,将重为600N的货物匀速地从斜面底端推到顶端的车厢,如图所示。已知斜面长L为6m,斜面高h为1.5m。不计空气阻力,这一过程中( )
A. 货物受到木板的摩擦力沿斜面向上 B. 货物受到的摩擦力大小为100N
C. 斜面可以省力也可以省功 D. 小明所做的有用功为3600J
【答案】B
【解析】
【详解】A.小明推着货物沿斜面向上运动,则货物受到木板的摩擦力沿斜面向下,故A错误;
BD. 小明克服货物重力做的有用功为
小明所做的总功为
根据可知,小明做的额外功为
则物体受的摩擦力为
故B正确,D错误;
C.由功的原理可知,使用斜面可以省力,但不能省功,故C错误。
故选B。
10. 小明用如图所示的拉力器进行体育锻炼,关于图中的滑轮,下列分析正确的是( )
A. 是定滑轮,可以省力 B. 是动滑轮,可以省力
C. 是定滑轮,可以改变力的方向 D. 是动滑轮,可以改变力的方向
【答案】C
【解析】
【详解】图中滑轮轴固定不动,为定滑轮。定滑轮实质是等臂杠杆,动力臂等于阻力臂,由杠杆平衡条件可知,,即不省力,但可以改变力的方向。
故选C。
11. 在“探究物体动能大小与哪些因素有关”的实验中,同学们做了如图甲、乙、丙所示的三个实验,质量为m和2m的小球分别沿同一斜面按照实验要求下滑,与水平面上静止在C点的纸盒相碰,纸盒在水平面上移动一段距离后静止。下列说法中错误的是( )
A. 由甲、丙两图可知,物体的动能大小与物体的质量大小有关
B. 由甲、乙两图可知物体动能的大小与物体的速度无关
C. 实验中所探究的“物体动能”是指小球的动能
D. 此实验中物体动能的大小是通过纸盒移动的距离来表示的
【答案】B
【解析】
【详解】A.甲、丙两图中,让质量不同的小球从相同高度自由下滑,是控制小球的速度相同来探究动能大小与质量的关系,由甲、丙两图实验现象可得出结论:速度相同时,质量越大,物体具有的动能就越大,故A正确,不符合题意;
B.甲、乙两次实验,小球的质量相同,乙滚下的高度大于甲滚下的高度,乙将纸盒推动得更远,说明动能更大,可得:质量相同的物体,运动速度越大,它具有的动能就越大,故B错误,符合题意;
CD.在物理学中,能够做功的多少表示物体具有能量的大小,实验中小球能够做功体现在推动小纸盒运动,推动纸盒移动的距离越远,说明小球能够做的功越多,小球具有的动能就越大,所以通过观察小纸盒被推动的距离的大小,可以判断小球动能的大小,故CD正确,不符合题意。
故选B。
12. 运动员从高空竖直向下跳伞,人(包括装备)的质量为90kg.只考虑人受到重力和空气阻力,下落时的速度一时间图线如图所示,g=10N/kg.从第10s到第30这个过程中,人(包括装备)
A. 动能一直在变大 B. 重力势能先变大后不变
C. 机械能一直在变小 D. 重力势能一直在转化为动能
【答案】C
【解析】
【详解】A.动能大小的影响因素有速度和质量,在整个过程中,质量不变,速度先变大再不变再变小,因此动能也是先变大再不变再变小,故A选项错误,不符合题意;
B.重力势能大小的影响因素有质量和高度,在整个过程中,质量不变,高度逐渐变小,因此重力势能减小,故B选项错误,不符合题意;
C.在下落过程中,阻力做功导致机械能转化为内能,因此机械能减小,故C选项正确,符合题意;
D.由图像可知,有两段速度不变的过程,在这两段过程中,动能不变,不存在重力势能转化为动能的情况,故D选项错误,不符合题意。
13. 我国民俗活动丰富多彩,立夏时节,有的地方会给孩子称体重,如图1所示,祈求孩子健康成长,俗称“立夏秤人”,如图2,小孩和篮子的总质量为15kg,调整秤砣的位置,使杆秤处于水平平衡状态(忽略绳重和杆重),此时0A=2cm,0B=12cm。下列说法正确的是( )
A. 若换称质量较大的孩子,当秤杆水平平衡后,秤砣的悬挂点在B点左边
B. 该秤砣的质量为3kg
C. 该杆秤的刻度是均匀的
D. 换用质量更大的秤砣,称的质量偏大
【答案】C
【解析】
【详解】A.若换称下一个体重较大的孩子,秤砣和篮子等都不变,则作用在杠杆A点的力变大,动力臂不变,作用在杠杆B点的力不变,根据杠杆平衡条件F1L1 = F2L2可知阻力臂会变大,所以调到水平平衡后秤砣的悬挂点应在B点右边,故A错误。
B.作用在杠杆A点的力等于孩子及秤钩和所坐篮子的总重力,作用在杠杆B点的力等于秤砣的重力,根据杠杆平衡条件F1L1 = F2L2可得 人和篮重力
则该秤砣的质量为
故B错误;
C.由杠杆平衡条件F1L1= F2L2可得,
通过分析可知该函数是正比例函数,所以该杆秤的刻度是均匀的,故C正确;
D.由杠杆平衡条件F1L1=F2L2可得,若换用质量更大的秤砣,OA、OB不变,则称的质量变大,故D错误。
故选C。
14. 爸爸和小强进行爬楼梯比赛,他们都从1楼上到5楼。爸爸的体重是小强体重的2倍,用的时间是小强所用时间的2倍。若爸爸做功为W1、功率为P1,小强做功为W2、功率为P2,则下列判断正确的是( )
A. W1:W2=1:1 B. W1:W2=4:1
C. P1:P2=1:1 D. P1:P2=4:1
【答案】C
【解析】
【详解】设小强体重为,爸爸体重,小强用时,爸爸用时,两人爬楼高度均为。
AB.由得, ,故AB错误;
CD.由得, ,故C正确,D错误。
故选C。
15. 如图甲所示,用力F将小球压至D点(弹簧始终处于弹性限度内),再撤去力F,小球从静止开始向上运动,如图乙所示,到达C位置时小球所受弹力大小等于其重力大小,B位置是弹簧原长的位置,A位置是小球上升的最高点,整个过程不计空气阻力,则小球从D点上升过程中下列说法正确的是( )
A. 从D到C位置过程中小球重力势能保持不变
B. 从D到B位置过程中小球动能先增大后减小
C. 从D到A位置过程中小球机械能减小
D. 小球在B位置时,弹簧弹性势能最大
【答案】B
【解析】
【详解】在D位置时,弹簧弹性形变最大,弹力最大,弹力大于重力,合力向上,但此时为瞬间静止;到达C位置时小球所受弹力大小等于重力,合力为零,此时小球的速度是最大的;之后BC段弹力小于重力,合力向下,小球做减速运动,BA段只受重力,合力向下,小球继续做减速运动;
A.从D到C位置过程中小球的质量不变、高度增加,重力势能增加,故A错误;
B.从D到B位置过程中小球,质量不变,速度先增大后减小,所以动能先增大后减小,故B正确;
C.不计空气阻力,D到B是弹簧的弹性势能转化为小球的动能和重力势能,小球的机械能变大;B到A的过程中小球的动能转化为重力势能,机械能不变,故C错误;
D.B位置是弹簧原长的位置,所以小球在B位置时,弹簧弹性势能最小,故D错误。
故选B。
二、填空题(共30分)
16. 体育运动中蕴含着丰富的物理知识。划龙舟时,运动员用桨向后划水,龙舟向前运动,说明力的作用是___________的。射箭时,运动员举着弓箭不动,对弓箭___________功(选填“做”或“不做”);拉开的弓能将箭射出,弓的形变越大弹性势能___________。
【答案】 ①.
相互的 ②.
不做 ③.
越大
【解析】
【详解】[1]划龙舟时,运动员用桨向后划水,船桨给水施加向后的力,同时水给船桨向前的作用力,从而推动龙舟向前运动,说明力的作用是相互的。
[2]射箭时,运动员举着弓箭不动,运动员对弓箭有力的作用,但弓箭没有在力的方向上通过一定的距离,运动员对弓箭没有做功。
[3]弹性势能与弹性形变有关,拉开的弓形变越大,弹性势能越大,箭射出的距离越远。
17. 如图所示,某同学把重为15N的物体匀速提升1m,所用的拉力是8N,则他做的有用功为___________J,滑轮组的机械效率为___________%,若提升的物重增大到20N,则该滑轮组的机械效率将___________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】 ①. 15 ②. 62.5 ③. 变大
【解析】
【详解】[1]有用功
W有=Gh=15N×1m=15J
[2]由图可知滑轮组的动滑轮绕绳子的段数n=3,绳子自由端移动的距离
s=nh=3×1m=3m
拉力做的总功
W总=Fs=8N×3m=24J
滑轮组的机械效率
[3]提升的物重增大到20N,在额外功不变的情况下,增大了有用功,由
滑轮组的机械效率将变大。
18. 2024年3月26日,美国“弗朗西斯·斯科特·基”大桥被“达利”号集装箱船撞毁,如图所示,撞击前,船突发故障失去动力,但并没有立即停下,这是因为___________,当船以10.8km/h、合___________m/s的速度撞击大桥时,虽然船速较慢,但由于船的___________很大导致其___________能很大,使得船将大桥撞毁。
【答案】 ①. 船具有惯性 ②. 3 ③. 质量 ④. 动
【解析】
【详解】[1]撞击前,船突发故障失去动力,由于船具有惯性,所以不会立即停下。
[2]船的速度
10.8km/h=3m/s
[3]动能与质量和速度有关,船速较慢,船的质量很大,船的动能很大,使得船将大桥撞毁。
19. 如图所示,小华用的拉力在内将重的木块从底部匀速拉到高的顶部。拉力所做的功是______,使用该斜面的机械效率为______,木块在这个过程中受到的摩擦力为______。
【答案】 ①. 2 ②. 60% ③. 0.8
【解析】
【详解】[1]拉力,斜面长,拉力所做总功
[2]物重,斜面高,利用斜面做的有用功
该装置的机械效率
[3]由得额外功克服摩擦做的功
而,所以摩擦力
20. 下图是上海“明珠线”某轻轨车站的设计方案图,与站台连接的轨道有一定坡度。从节能的角度分析,这样的设计可以让列车无动力滑行,进站时将________能转化为________能储存起来。出站时能量的转化过程正好相反,从而实现了节能。
【答案】 ①. 动 ②. 重力势
【解析】
【详解】[1][2]由图和题意可知,列车进站时爬坡,质量不变,速度减小,动能减小;高度增大,重力势能增大,通过爬坡将动能转化为重力势能储存起来。
21. 如图所示,物体在力F的作用下水平向右运动,水平地面O点两侧粗糙程度不同,力F沿水平方向、大小恒为。物体经过M点开始计时,每经过相同时间,用虚线框记录物体的位置。
(1)由图可知,物体在段做______(选填“匀速”“减速”、“加速”)直线运动。物体段和段受到的摩擦力分别为和,则______(选填“大于”、“小于”或“等于”);
(2)力F在MN、OP段做功分别为、,功率分别为、,则______;______(均选填“大于”、“小于”或“等于”)。
【答案】 ①. 匀速 ②. 大于 ③. 等于 ④. 小于
【解析】
【详解】(1)[1]由图可知,物体在段相同的时间内运动的距离相同,都是1.5m,所以速度相同,即做匀速直线运动。
[2]物体在段相同的时间内运动的距离越来越大,说明做加速直线运动,则拉力大于摩擦力;物体在段做匀速直线运动,受力平衡,则拉力等于摩擦力,拉力恒为,所以物体在段摩擦力更大,即。
(2)[3][4]力F在MN、OP段大小相等,物体移动的距离相等,根据可知做功相等,即;但是OP段用时较短,根据可知OP段功率更大,即。
22. 如图所示,用竖直向上的力匀速拉动较长的轻质杠杆,使重为16N的物体缓慢升高0.1m,拉力大小F=8N,拉力移动的距离为0.25m。拉力所做的功___J,有用功为___J,杠杆的机械效率为___%。
【答案】 ①. 2 ②. 1.6 ③. 80
【解析】
【详解】[1]拉力做的功
[2] 有用功
[3]机械效率
23. 如图中甲图所示,在水平地面上,小明用水平力F推重为20N 的木箱匀速向右移动。在此过程中,F的大小与时间t的关系如乙图所示,物体运动速度v与时间t的关系如丙图所示。由图象可知当t=5s时,物体受到的摩擦力为______N,从第t=4s到第t=6s,水平力F对木箱做功______J,重力对木箱做功______W。
【答案】 ①. 4 ②. 16 ③. 0
【解析】
【详解】[1]由丙图知道,t=5s时,物体做匀速直线运动,则水平方向受平衡力,由乙图知道F=4N,由于摩擦力与推力F平衡,故大小为4N。
[2]4-6 s时,物体匀速运动,速度为2m/s,从第t=4s到第t=6s,物体运动的距离为
s=vt=2m/s×2s=4m
故水平力F对木箱做功
W水平=Fs=4N×4m=16J
[3]重力对木箱做功
24. 如图甲所示,斜面静置于水平面上,小明同学将A、B两个完全相同的物体,分别沿左、右两侧斜面由底端拉到顶端,做功情况如图乙所示。则小明对A做的总功为____________J、有用功为_________J;左、右两侧斜面的机械效率之比为__________。
【答案】 ①. 3 ②. 2 ③. 5∶6
【解析】
【详解】[1][2]从图中可知,小明对A做的总功分别为3J、,有用功为
[3]A、B两个木块完全相同,,被拉上斜面时,A、B上升的高度相同,由可知,有用功相等即
25. 小南沿着水平向右的方向用力推一个静止在水平地面上的木箱,如图甲所示,其推力的大小与时间的关系如图乙所示,木箱速度的大小与时间的关系如图丙所示,水平地面的粗糙程度相同。则木箱受到的摩擦力为___________,推力F做功的功率为___________。
【答案】 ①.
10 ②.
40
【解析】
【详解】1~2s时,由丙图可知木箱静止,静摩擦力与推力是一对平衡力,由乙图得推力 ,故摩擦力 ;
4~6s时,由丙图可知木箱做匀速直线运动,速度 ,由乙图得推力 。 推力做功的功率为
三、作图题(共4分)
26. 如图,轻质杠杆OA可绕O点在竖直面内旋转,请在图中画出使杠杆保持平衡的最小力F及力臂l。
【答案】
【解析】
【详解】根据杠杆平衡条件可知,在阻力、阻力臂一定时,动力臂越长则动力越小;图中支点在O点,OA作为最长动力臂,可知动力的方向斜向右上垂直于OA,如图所示:
27. 如图所示简易吊车正在吊起重为G的物体,请在图中杠杆OB上分别画上动力臂和阻力臂.
【答案】
【解析】
【分析】已知支点O和作用在杠杆上A点和B点上的力,根据力臂的画法,过支点作动力的作用线和阻力的作用线的垂线段,就是动力臂和阻力臂.
【详解】从支点向动力的作用线引垂线,作出动力臂,并表示出动力臂的起始端,标上字母L1;
从支点向阻力的作用线引垂线,作出阻力臂,并标出阻力臂的起始端,标上字母L2,如图所示:
四、计算题(共12分)
28. 已知小汽车的总质量为1300kg,与地面接触的总面积为1300cm2,现该车在200s内水平匀速直线前进了5000m,汽车在行驶过程中受到的阻力为车重的0.16倍(g=10N/kg)求:
(1)小车行驶的速度
(2)小汽车静止时对地面的压强;
(3)在此过程中汽车牵引力做功的功率.
【答案】(1)25m/s(2)1.0×105Pa(3)52000W
【解析】
【详解】(1)小车在200s内水平匀速直线前进了5000m, 小车行驶的速度v==25m/s;(2)汽车的重力:G=mg=1300kg×10N/kg=1.3×104N,汽车静止在水平地面上时,对地面的压力:F=G=1.3×104N,汽车与地面接触的总面积为S=1300cm2=0.13m2,汽车对水平地面的压强:p==1.0×105Pa;(3)因为汽车做匀速直线运动,所以受到的牵引力和阻力是一对平衡力,两者大小相等,则牵引力F=f=0.16G =0.161.3×104N=2080N, 汽车牵引力做功的功率P==Fv=2080N25m/s=52000W.
点睛:汽车的路程和时间已知,根据v=即可求出汽车的速度;汽车的质量是已知的,根据G=mg求出汽车的重力,汽车在水平地面上,对地面的压力等于汽车的重力,根据压强公式求出汽车对水平地面的压强;物体做匀速直线运动,牵引力和阻力是一对平衡力,两者大小相等,根据F=f=0.16G求出牵引力,然后由P==Fv 求出功率.
29. 随着城市建设进程的加快,城内出现子许多高层建筑,电梯是高层建筑的重要组成部分.某电梯公寓的电梯某次在竖直向上,运行的过程中,速度随时间变化的情况如图所示,忽略电梯受到的空气阻力和摩擦阻力,向上运行的动力只有竖直向上的电动机拉力,电梯箱和乘客的总质量为600kg,g=10N/kg.求:
(1) 电梯在匀速运动阶段上升的高度h1是多少?拉力F1做了多少功?
(2) 电梯在加速阶段的平均速度等于该阶段速度的最大值和最小值的平均值.已知在加速阶段,电动机的拉力F2做了11520J的功;求加速阶段电动机拉力F2的大小?
(3)电梯开始向上运动后经过64s,电动机的拉力的 平均功率是多大?
【答案】(1)48米(2)288000焦 (3)7200牛 (4)4680瓦
【解析】
【详解】(1)电梯匀速阶段v1﹦0.8m/s,t1﹦60s,电梯在匀速运动阶段上升的高度: h=v1t1=0.8m/s×60s﹦48m;
拉力F1做功: W1=F1h﹦6000N×48m﹦2.88×105J;
(2)匀加速阶段的平均速度:v2﹦﹦0.4m/s;
匀加速阶段电动机拉力: F2﹦﹦﹦7200N;
③W=W1+W2=2.88×105J+11520J=299520J,电动机的拉力的平均功率:
P==4680W;
五、实验题(共20分)
30. 实验小组在探究“杠杆的平衡条件”实验中:
(1)将杠杆的中点支在铁架台上,静止时如图甲所示,此时应将平衡螺母向______(选。填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置平衡,是为了消除杠杆自重对实验的影响及便于______;
(2)调节杠杆水平平衡后,在其左右两端悬挂不同数量的钩码并调整悬挂位置,记录力与力臂的大小,重复多次实验,数据记录如表:
实验次数
F1/N
l1/cm
F2/N
l2/cm
1
1
10
2
5
2
2
10
1
10
3
2
15
3
请将第3次实验数据补充完整:______;分析实验数据得出杠杆平衡条件:______(用字母表示);
(3)如图乙所示,在B点改用弹簧测力计向下拉杠杆,使杠杆仍在水平位置平衡,当弹簧测力计从①位置转动到②位置时,弹簧测力计拉力的力臂______,其示数大小将______;(均选填“变大”、“变小”或“不变”)
(4)同学们正确实验得出结论后,利用重均为0.5N的钩码、容积为100mL的空小桶、刻度尺测量某液体的密度。如图丙所示,将空小桶悬挂在A点,钩码悬挂在B点,杠杆再次在水平位置平衡,测得OA为10cm,OB为20cm;然后往空小桶内注满液体,调节钩码到C点时,杠杆在水平位置重新平衡,测得OC为42cm,则液体的密度为______kg/m3。
【答案】 ①. 右 ②. 读取力臂 ③. 10 ④. ⑤. 变小 ⑥. 变大 ⑦.
【解析】
【详解】(1)[1]图中杠杆左端下沉,说明左侧偏重,根据杠杆平衡条件可知,应将平衡螺母向右调,直至杠杆水平平衡。
[2]杠杆在水平位置平衡时,钩码对杠杆拉力的力臂在杠杆上,其目的是消除杠杆自重对实验的影响和便于测量力臂。
(2)[3][4]由表中1、2两组数据可知,的乘积等于,则
解得
杠杆平衡条件为
(3)[5][6]在B点改用弹簧测力计向下拉杠杆,使杠杆仍在水平位置平衡,当弹簧测力计从①位置转动到②位置时,弹簧测力计拉力的力臂减小,阻力和阻力臂不变,所以拉力变大。
(4)[7]小桶悬挂在A点,钩码悬挂在B点,杠杆再次在水平位置平衡,测得OA为10cm,OB为20cm,则空桶的重力为
代入数据,得
解得
往空小桶内注满液体,调节钩码到C点时,杠杆在水平位置重新平衡,测得OC为42cm,则
解得
液体的体积等于小桶的容积为100mL,则液体密度为
31. 小明在测量滑轮组机械效率的实验中,所用装置如图所示,实验中每个钩码重2N,测得的数据如表:
物理量
实验次数
钩码总重G/N
钩码上升的高度h/m
测力计示数F/N
测力计移动距离s/m
机械效率η
1
4
0.1
1.8
0.3
2
6
0.1
2.4
0.3
83%
3
4
0.1
1.4
0.5
57%
4
4
0.2
1.4
1.0
57%
(1)为了测量绳子自由端的拉力,A同学认为应该在测力计静止时读数,B同学认为应该在缓慢匀速提升钩码时读数,正确的是______(选填“A”或“B”);
(2)第1次实验测得的机械效率为______(结果保留整数);
(3)分析表中数据可知:第3次实验是用______(选填“a”、“b”或“c”)装置图进行的实验:
(4)分析第1、2次实验数据可知:使用同一滑轮组,______可以提高滑轮组的机械效率,分析3、4次实验的数据可知,滑轮组的机械效率与钩码上升的高度______(选填“有关”或“无关”);
(5)结合生产生活实际,用滑轮组提升重物时,下列选项中也可提高机械效率的是______。
A. 增大绳重
B. 减轻动滑轮重
C. 加快物体提升的速度
【答案】(1)B (2)74%
(3)c (4) ①. 增大物重 ②. 无关
(5)B
【解析】
【小问1详解】
测量绳子自由端的拉力F时,应该在缓慢匀速提升钩码时读数,因为此时系统处于平衡状态,拉力等于弹簧测力计的示数,且能准确反映滑轮组工作时的拉力情况;若在测力计静止时读数,没有考虑滑轮与轴之间的摩擦,会导致测量的拉力偏小。所以正确的是B。
【小问2详解】
由表中实验数据可知,第一次实验,有用功
总功
滑轮组效率
【小问3详解】
第3次实验中,s3=0.5m,h3=0.1m,根据s=nh(n是承担物重的绳子段数),可得
观察装置图,c装置承担物重的绳子段数为5,所以第3次实验是用c装置图进行的实验。
【小问4详解】
[1]分析第 1、2 次实验数据,使用同一滑轮组(额外功不变),提升的钩码重力越大,机械效率越高,所以增大物重可以提高滑轮组的机械效率。
[2]分析第 3、4 次实验数据,钩码上升的高度不同,但机械效率相同,所以滑轮组的机械效率与钩码上升的高度无关。
【小问5详解】
A.增大绳重,会增大额外功,总功增大,有用功不变,机械效率会降低,故A不符合题意;
B.减轻动滑轮重,会减小额外功,总功减小,有用功不变,机械效率会提高,故B符合题意;
C.滑轮组的机械效率与物体提升的速度无关,故C不符合题意。
故选B。
32. 在“探究小球的动能大小与哪些因素有关”的实验中,同学们做了如图所示三个实验,质量为和的小球分别沿同一斜面按照实验要求自由滑下,与同一水平面上的木块相碰,木块在水平面上移动一段距离后静止。请回答下列问题:
(1)实验中小球的动能大小是通过________间接反映的;此处用到的物理学方法是________;
(2)对比甲图和乙图,将质量相同的小球从相同斜面的不同高度由静止释放的目的是为了探究动能与________的关系,该实验可得到的结论是________;
(3)为了探究小球动能的大小与质量是否有关,应选择图________和图________进行实验分析,该实验得到的结论是________。
【答案】(1) ①. 木块在水平面移动的距离 ②. 转换法
(2) ①. 速度 ②. 当物体的质量相同时,物体的速度越大,动能越大
(3) ①. 甲 ②. 丙 ③. 当物体的速度相同时,物体的质量越大,动能越大
【解析】
【小问1详解】
动能是无法直接肉眼观测的物理量,实验中通过小球撞击木块后,木块滑行的距离远近来间接判断小球动能大小,木块滑得越远说明小球动能越大,这种将不易观测的物理量转化为直观易测现象的实验方法叫做转换法。
【小问2详解】
甲、乙两图里小球质量完全相同,从斜面不同高度释放,小球滑到水平面时的速度不同,因此是控制质量不变,探究动能和速度的关系;
实验里乙图小球释放高度更高、木块滑行更远,因此得到质量相同时,物体速度越大动能越大的结论。
【小问3详解】
探究动能和质量的关系时,需要控制小球到达水平面的速度相同、改变小球质量,因此要让不同质量的小球从斜面的同一高度由静止释放,符合条件的是甲和丙两图;
实验里质量更大的2m小球推动木块滑行更远,因此得到速度相同时,物体质量越大动能越大的结论。
六、科普阅读题(共4分)
33. 阅读短文,回答问题:
据报道,安装在我国上海中心大厦的“火箭”电梯,其攀升速度创造了的世界纪录,从1楼到118楼只需短短。
电梯的典型结构包括滑轮、轿厢、钢丝绳、配重、电动机、安全装置和信号操纵系统等。如图甲所示,是某种升降电梯工作原理图。电动机和配重通过钢丝绳分别给轿厢施加拉力,连接轿厢的两根钢丝绳非常靠近,轿厢与配重的运动方向始终相反。电动机通过切换转轴的转动方向,使轿厢升降自如。
(1)电梯在匀速上升过程中,轿厢受到的力为________(选填“平衡力”或“非平衡力”);
(2)上海中心大厦内的电梯是目前世界上最快的电梯,在载重一定的情况下,下列最能体现该电梯运行特点的是( );
A. 做功多 B. 安全可靠 C. 功率大 D. 机械效率高
(3)如图乙所示是某次电梯满载上升时的图像,若配重的质量为,空轿厢的质量是,额定载重量是,若不计钢丝绳重和一切摩擦;该电梯满载匀速运行时,电动机钢丝绳对轿厢的拉力为________,其功率为________。(g取)
【答案】(1)平衡力 (2)C
(3) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
电梯匀速上升时轿厢处于平衡状态,所受的力为平衡力。
【小问2详解】
A.做功的多少与力和沿力方向运动的距离有关,载重一定时上升高度不确定,则做功多少无法确定,且做功多不能体现运行速度快的特点,故A不符合题意;
B.安全可靠是电梯的通用属性,与电梯运行速度快的特点无关,故B不符合题意;
C. 载重一定时,电梯匀速运行的牵引力大小不变,速度越大,由可知功率越大,功率表示做功的快慢,能体现电梯运行快的特点,故C符合题意;
D.机械效率是有用功与总功的比值,与运行速度无关,故D不符合题意。
故选C。
【小问3详解】
满载时轿厢与载重的总重力
配重的重力
轿厢匀速上升,受力平衡,配重对轿厢的拉力等于配重的重力,因此电动机钢丝绳对轿厢的拉力
由图乙可知电梯匀速运行的速度,拉力的功率
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