内容正文:
十一章 简单机械和功
(本试卷g取10N/kg)
一、单项选择题(12小题,每小题2分,共24分。请将正确答案的序号填在答题卡上。)
1. 如图所示的杠杆中,使用时利用了其省距离特点的是
A. 开瓶器 B. 老虎钳
C. 核桃夹 D. 食品夹
2. 如下图所示,AOB为一杠杆(自重不计),O为支点(OA<OB,OD=OA),在A端悬挂一重物G,那么 ( )
A. 在B点用力使杠杆在图示位置平衡,一定是省力的
B. 在C点用力不可能使杠杆在图示位置平衡
C. 在B点用力使杠杆在图示位置平衡,沿竖直方向最省力
D. 在D点悬挂一个与G完全相同的物体能使杠杆在图示位置平衡
3. 下列生活实例中,力对物体做功的有
甲:小车在推力的作用 乙:提着滑板在 丙:物体在绳子 丁:用尽全力搬
下前进了一段距离 水平路面上前行 拉力作用下升高 石头,搬而未起
A. 甲和乙 B. 甲和丙 C. 乙和丙 D. 丙和丁
4. 如图所示,杠杆的水平位置平衡,下列操作仍能让杠杆在水平位置保持平衡的是( )
A. 两侧钩码同时向外移一格
B. 两侧钩码同时向内移一格
C. 左侧的钩码向内移一格,右侧减去一个钩码
D. 在两侧钩码下方,同时加挂一个相同的钩码
5. 中学生小明从一楼步行到三楼,用时12s,他步行的路程约为12m,下列估算正确的是( )
A. 小明的重力约为50N
B. 小明步行的平均速度约为0.5m/s
C. 小明克服重力做的功约为6000J
D. 小明上楼克服重力做功的功率约为250W
6. 为便于研究,某健身器材中训练拉力部分的机械结构可简化为如图所示的滑轮组。若不计摩擦,下列有关分析正确的是( )
A. 两个滑轮在装置中起的作用相同
B. 拉力移动的距离与配重上升的距离相同
C. 沿方向1与2匀速拉动配重,所用的力大小相等
D. 将配重提升相同高度,用该装置与直接提升所做的功相等
7. 质量为50kg的同学跳绳时,每次跳离地面的高度为4cm,在1min内跳了150下,则他跳绳功率为( )
A. 50W B. 60W C. 100W D. 500W
8. 关于功、功率、机械效率说法正确的是( )
A. 功率越大,做功越快,机械效率越大
B. 做功越少,功率越小,机械效率越小
C. 机械效率越大,表明它做的功越多
D. 功率越大,反映做功越快,与机械效率无关
9. 如图所示,图甲中小明用弹簧测力计拉木块,使它沿水平木板匀速滑动;图乙是他两次拉动同一木块得到的路程随时间变化的关系图像。下列说法正确的是( )
A. 木块第二次受到的拉力较大
B. 木块两次受到的拉力和摩擦力均相等
C. 相同时间内第一次拉力对木块做功多
D. 第一次拉力对木块做功的功率大
10. 如右图,一个物体在空中下落,速度越来越大,已知AB=BC,在AB段重力做功W1、功率P1,在BC段重力做功W2、功率P2,则( )
A. W1>W2 P1>P2 B. W1<W2 P1<P2
C. W1=W2 P1>P2 D. W1=W2 P1<P2
11. 如图所示,在一个轻质杠杆的中点挂一重物,在杆的另一端施加一个动力F,使杠杆保持静止,然后向右缓慢转动F至水平方向,这一过程中F变化情况是( )
A. 一直增大 B. 一直减小 C. 先变大后变小 D. 先变小后变大
12. 如图所示,用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置,分别用FA、FB匀速提升重力为GA、GB的A、B两个物体,使物体上升的高度分别为hA,hB,绳子拉动的距离分别为sA,sB。不计绳重和摩擦,下列说法中正确的是( )
A. 若sA=sB,则hA<hB B. 若FA=FB,则η甲<η乙
C. 若GA=GB,则η甲>η乙 D. 若GA<GB,则FA<FB
二、填空题(8小题,每空1分,共27分。请将正确答案填写在答题卡上。)
13. 学校举行升旗仪式,如图甲所示国旗杆的顶部安装了一个______滑轮,使用它的好处是可以____________。图乙是园艺工人修剪树枝时使用的剪刀,如果树枝太硬不容易剪断,可以使手尽量______(选填“靠近”或“远离”)支点O,这样是为了__________________,减小动力。
14. 如图所示是北京冬奥会上一种服务机器人,质量为30kg,机器人在水平地面上运动时,由内置电动机向机器人提供的水平动力为30N时,在水平地面上用时4s匀速直线运动了2m,则动力做功是______J,功率是______W,此过程中重力做功是______J。
15. 如图所示,小昊做俯卧撑时可视为一个杠杆,其重心在A处,手掌作用在地面B处,已知小昊体重600N,25s内完成了15个标准的俯卧撑,每次重心A上升的距离为0.4m。做俯卧撑时人体可视为____________杠杆,图示位置时两只手掌对地面的压力共为______N。每次俯卧撑小昊克服重力做功为______J,25s内克服重力做功的功率为______W。
16. 如图甲,小明同学始终沿水平向右的方向用力推箱子,推力F的大小与时间t的关系如图乙所示,物体运动速度v与时间t的关系如丙所示。2s~4s内物体受到的摩擦力为______N;4s~6s内推力F所做的功为______J,功率为______W。
17. 如图所示,用相同的滑轮组成甲、乙滑轮组。均将600N重物以0.2m/s的速度匀速提升,不计绳重及摩擦,绳端拉力F甲为220N。拉力F甲的功率为____________W,甲滑轮组的机械效率为____________,乙滑轮组绳端拉力F乙为____________N。
18. 两辆汽车的功率之比为1∶2,在相同时间匀速通过的路程之比为2∶3,则两辆汽车的牵引力之比为__________,两辆汽车做功之比为__________。
19. 如图甲,盘山公路是________(选填“杠杆”、“滑轮”或“斜面”)模型,汽车沿盘山公路上山可以________(选填“省力”或“省功”)。如图乙,工人用沿斜面方向大小为400N的力将重900N的物体匀速推到车上,斜面长3m,高1m,用时10s。在此过程中,推力的功率是________W,斜面的机械效率是________,物体受到斜面的摩擦力是________N。
20. 建筑工地上,起重机吊臂上的滑轮组如图所示,在匀速起吊重4.2×103N的物体时,物体5s内上升了2m,此过程中有用功为______J,若滑轮组的机械效率为70%,则拉力F为______N,其功率为______W。
三、解答题(7小题,共49分。请将正确答案填写在答题卡上。)
21.
(1)图中是钓鱼竿的杠杆模型图,O为支点,请画出力F1的力臂l1和阻力F2。
(2)图甲是一个菜馅挤水器,其上部手柄在使用时是一个杠杆,图乙是其简化的示意图,O为支点,F2是使用菜馅挤水器时B点受到的阻力。请在图乙中画出作用在A点的最小动力F1的示意图及阻力臂l2。
(3)将重物提起,在图中画出使用滑轮组既能省力又能改变施力方向的绳子绕法。
22. 在探究杠杆平衡条件的实验中:
(1)将杠杆放在支架上后,在如图甲所示的位置静止,此时杠杆处于_______(“平衡”或“不平衡”)状态。为了将杠杆调至水平位置平衡,则应将左端的平衡螺母向_______调节,也可把右端的平衡螺母向_______调节;
(2)如图乙,杠杆上的刻度均匀,在A点挂4个钩码,要使杠杆在水平位置平衡,应在B点挂_______个相同的钩码,实验中使杠杆在水平位置平衡的目的是______________。当杠杆平衡后,将A、B两点下方所挂的钩码同时朝远离支点O方向移动一小格,此时杠杆在水平位置_______(“能”或“不能”)保持平衡;
(3)如图丙所示,挂在C点的弹簧测力计由位置1逐渐转至位置2的过程中,杠杆在水平位置始终保持平衡,弹簧测力计示数将_____________________(填写变化情况)。
(4)如图丁所示,已知每个钩码重0.5 N,杠杆上每个小格长度为2 cm,当弹簧测力计在C点斜向上拉(与水平方向成30°角)杠杆,使杠杆在水平位置平衡时拉力F的力臂大小为_______cm,弹簧测力计示数大小为_______N。
(5)在实验中,改变力和力臂的大小得到多组数据的目的是______________。
A. 使测量数据更准确
B. 多次测量取平均值减小误差
C. 避免偶然性,使实验结论具有普遍性
23. 探究定滑轮和动滑轮的作用。小明用同一个滑轮做了四次实验,前两次按图甲进行,后两次按图乙进行,并将测得的数据记录在表格中(忽略绳重及摩擦)。
实验序号
钩码重
钩码上升的高度
拉力
绳子自由端移动的距离
1
1.0
8.0
1.0
8.0
2
2.0
8.0
2.0
8.0
3
1.0
8.0
0.8
16.0
4
2.0
8.0
1.3
16.0
(1)分析第1、2次的数据,得出的结论是:使用定滑轮不能 _____;若第1次实验中,小明将绳子的自由端分别沿着或的方向匀速拉动,则拉力的大小关系为_____;
(2)用图乙进行实验时,一定要沿着 ______方向匀速拉动绳子自由端。分析数据时发现,使用动滑轮省力,______距离。若用此动滑轮拉动重的钩码,拉力的大小应为 _____N。
24. 引体向上是同学们经常做的一项健身运动。如图所示,课外活动时,小华同学连续做了15个规范的引体向上,小组的同学们设计了如下表格,并测量一些物理量估测小华同学做引体向上时的功率。
(1)所需要的测量器材有________、秒表和________;
(2)请在表格①处填上合适的物理量、符号及单位:________________________(不需要填写数据);
人的质量m/kg
完成15个的时间t/s
①
功率P/W
(3)写出计算小华同学做引体向上时功率的表达式:P=________(利用以上测量的物理量符号表示);
(4)如果两位同学完成15个规范动作的时间都是1min,两位同学的功率不一定相等,理由是:________________________。
25. “测量滑轮组的机械效率”的实验中,用同一滑轮组进行了三次实验(如图所示),实验数据记录如下表。
次数
钩码重/N
钩码上升距离/cm
弹簧测力计示数/N
弹簧测力计上升距离/cm
机械效率
1
2
10
0.8
30
83.3%
2
4
10
1.5
30
3
6
10
30
90.9%
(1)实验时,要竖直向上_______拉动弹簧测力计;
(2)第2次实验中额外功为_______J,滑轮组的机械效率为_______(结果保留一位小数);
(3)第3次实验中,弹簧测力计的示数漏填,由图丙可知,弹簧测力计示数为_______N;
(4)分析数据可得结论:用同一滑轮组,提升的物体_______,滑轮组的机械效率越高;使用该滑轮组再次将8 N的物体匀速提升10 cm,此时滑轮组的机械效率可能为_______(只填序号);
A.71.6% B.82.6% C.92.4%
(5)若第1次实验中,钩码上升高度增大为20cm,则此过程中做的额外功_______(增大/减小/不变),滑轮组的机械效率_______(大于/等于/小于)83.3%;
26. 抗击新冠肺炎疫情期间,我省用负压救护车转运患者进行集中隔离治疗。该车配置了负压装置,负压舱内气压小于外界气压,将内部空气“吸入”排风净化装置进行处理,有效避免了病毒的传播。某次转运病人时,救护车以4.5×104W的恒定功率在平直公路上匀速行驶9×103m,用时600s。求:
(1)救护车在这段时间内的速度是多少m/s?
(2)救护车在这段时间内牵引力做的功是多少J?
(3)救护车在平直公路上匀速行驶所受的阻力是多少N?
27. 工人用如图所示装置在10 s内将重为450 N的货物匀速提升2 m,此过程中拉力F为200 N,摩擦力及绳重忽略不计。求:
(1)工人对物体做的有用功;
(2)拉力F的功率;
(3)滑轮组的机械效率;
(4)若工人用此装置匀速提升600N的其他货物,求此时滑轮组的机械效率。
十一章 简单机械和功
(本试卷g取10N/kg)
一、单项选择题(12小题,每小题2分,共24分。请将正确答案的序号填在答题卡上。)
【1题答案】
【答案】D
【2题答案】
【答案】D
【3题答案】
【答案】B
【4题答案】
【答案】C
【5题答案】
【答案】D
【6题答案】
【答案】C
【7题答案】
【答案】A
【8题答案】
【答案】D
【9题答案】
【答案】B
【10题答案】
【答案】D
【11题答案】
【答案】D
【12题答案】
【答案】B
二、填空题(8小题,每空1分,共27分。请将正确答案填写在答题卡上。)
【13题答案】
【答案】 ①. 定 ②. 改变力的方向 ③. 远离 ④. 增大动力臂
【14题答案】
【答案】 ①.
60 ②.
15 ③.
0
【15题答案】
【答案】 ①.
省力 ②.
360 ③.
240 ④.
144
【16题答案】
【答案】 ①. 2 ②. 16 ③. 8
【17题答案】
【答案】 ①.
132 ②.
90.9% ③.
330
【18题答案】
【答案】 ①. 3∶4 ②. 1∶2
【19题答案】
【答案】 ①.
斜面 ②.
省力 ③.
120 ④.
75% ⑤.
100
【20题答案】
【答案】 ①. 8.4×103 ②. 2000 ③. 2.4×103
三、解答题(7小题,共49分。请将正确答案填写在答题卡上。)
【21题答案】
【答案】(1) (2)
(3)
【22题答案】
【答案】(1) ①. 平衡 ②. 右 ③. 右
(2) ①. 6 ②. 便于直接从杠杆上读出力臂的大小 ③. 不能 (3)先变小后变大
(4) ①. 4 ②. 3 (5)C
【23题答案】
【答案】 ①. 省力 ②. =##等于 ③. 竖直 ④. 费 ⑤. 2.8
【24题答案】
【答案】(1) ①. 体重计 ②. 刻度尺
(2)每次上升的高度h/m
(3)
(4)两位同学的质量(体重)可能不同,或者每次引体向上上升的高度可能不同,导致总做功不同,时间相同时功率不一定相等
【25题答案】
【答案】(1)匀速 (2) ①. 0.05 ②. 88.9%
(3)2.2 (4) ①. 越重 ②. C
(5) ①. 增大 ②. 等于
【26题答案】
【答案】(1)15;(2)2.7×107;(3)3000
【27题答案】
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
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