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第十一章机械功与机械能(100分，60分钟)题 号一二三四总 分得 分一、选择题(每题3分，共36分)1．如图所示的四种情景中，人对物体做功的是( ) 2．以下单位中，表示功率单位的是( )A．千克 B．瓦特 C．牛顿 D．米3．如图所示，用大小相等的拉力F，分别沿光滑的斜面和粗糙的水平面拉木箱，在力的作用下移动的距离sAB＝sCD，比较两种情况下拉力F所做的功( )A．AB段做功较多B．CD段做功较多C．AB段与CD段做的功一样多D．无法比较(第3题图) (第4题图) (第5题图)4．如图所示，工人利用动滑轮吊起一袋沙的过程中，做了300J的有用功，100J的额外功，则该动滑轮的机械效率为( )A．75%B．66.7%C．33.3%D．25%5．(多选题)用如图所示的滑轮组提升重物时(忽略绳重及摩擦)，下列做法能提高滑轮组机械效率的有( )9\nA．增加物体被提升的高度B．减轻动滑轮的重力C．改变绳子的绕法，减少承担重物的绳子的段数D．增加物体的重力6．草原发生大面积蝗灾时，农业部门利用飞机喷洒农药消灭蝗虫。当飞机在某一高度水平匀速飞行喷洒农药时，它的( )A．动能不变，势能不变 B．动能减少，势能增加C．动能增加，势能减少 D．动能减少，势能减少7．如图所示，在伽利略理想实验中，小球每次均从斜面A点自由滚下，分别经过a、b、c各位置(b、c等高)，关于小球的动能和重力势能描述错误的是( )A．从a到b动能转化为重力势能B．在b、c处重力势能相等C．从a到c重力势能转化为动能D．在a处动能最大(第7题图) (第8题图) (第10题图) (第11题图)8．如图所示，在荡秋千时(不计能量损失)，下列说法正确的是( )A．经过最低点时，动能最小B．到达最高点时，机械能最大C．在整个过程中动能与重力势能之和不变D．在向下摆的过程中，动能转化为重力势能9．运动员站在地面用力竖直向下抛球，球碰地后会弹跳到高于原抛球的位置。下列有关说法中正确的是( )A．球开始下落时动能为零B．球弹跳到原抛球位置时仍具有动能C．球离地后的上升过程中势能转化为动能D．球在整个运动过程中机械能增加10．一个小球从A点由静止开始下落，速度越来越大，相继经过B、C两点，如图所示。若A、B两点间的距离等于B、C两点间的距离，则下列说法中不正确的是( )A．小球在下落过程中动能不变9\nB．小球在C点的重力势能小于在B点的重力势能C．小球所受的重力在AB段做的功等于在BC段做的功D．小球所受的重力在AB段做功的功率小于在BC段做功的功率11．利用如图所示的滑轮，在粗糙水平面上匀速拉动物体，下列叙述正确的是( )A．重力做的功是有用功B．拉力F1做的功是额外功C．绳子自由端的拉力F做的功是总功D．该滑轮的机械效率可能等于100%12．把篮球抛向空中，忽略空气阻力，下列哪一个图像能正确反映球离手后至落回地面前机械能E与篮球离地高度h的关系( )二、填空题(每空1分，共19分)13．“弓开如满月，箭去似流星”形容射箭运动员拉弓放箭的情形，那么在这个过程中弓的________能转化为箭的________能。14．如图所示，小红背着书包站在匀速上行的自动扶梯上随着扶梯一起上行，在上行过程中：以自动扶梯为参照物，小红是________的；小红的机械能________(填“增大”“不变”或“减小”)；小红对书包________(填“做了功”或“没做功”)。(第14题图)15．小新遥控重为10N的小型无人机从水平地面由静止开始经历加速、匀速、减速三个竖直上升阶段，共用时20s，然后悬停在距地面16m的高度，在减速上升阶段飞机的动能________(填“增大”或“减小”)，在整个上升阶段飞机的重力势能____________________(填“一直增大”“先减小后增大”或“先增大后减小”)；若不计空气阻力，且无人机在匀速竖直上升的阶段速度为1.2m/s，则在匀速上升阶段，无人机升力的功率为________W。16．如图所示，用同一滑轮按甲、乙两种方式匀速提升同一物体，物体重100N，滑轮重25N，绳重和摩擦不计。图甲中F甲＝________N，图乙装置的机械效率η乙9\n＝________，若在图乙中再加挂一物体，机械效率将________。(第16题图) (第17题图) (第18题图)17．在如图所示的实验中，被压缩的弹簧一旦放松，就能将它上面的砝码举起，观察由甲图到乙图的变化过程。甲图中，弹簧被压缩得越紧，弹簧的________越大，弹性势能________，放松时对砝码做的功________。乙图中，砝码的____________能增大，这是因为弹簧的____________能减小。18．现有30包大米总质量为150kg，小明想尽快将它们搬上10m高处的库房。如图为小明可以提供的用于搬运物体的功率与被搬运物体质量之间的关系图像。由图可知他可以提供的最大功率为__________W；为了尽可能快地将大米搬上库房，他每次应搬______包。若每次下楼时间是上楼时间的一半，则他最快完成搬运任务并返回原地所用的时间________s。(g取10N/kg)三、实验与探究题(每题8分，共24分)19．现代生活中，健身已成为一种时尚，爬楼梯就是一种既方便又环保的健身方式，小明同学想测出自己爬楼的功率，可是不知道怎么做。请你利用所学的知识帮助小明设计一个实验方案：(1)实验器材：电子秤、______________、________。(2)实验步骤：①用电子秤测出小明的质量m；②________________________________________________________________________；③________________________________________________________________________。(3)利用测量数据写出爬楼功率的表达式P＝________。(4)小明先用较慢的速度爬楼梯，测得功率为P1，然后用较快的速度爬楼梯，测得功率为P2，则P1________(填“＞”“＝”或“＜”)P2。9\n20．某班同学在探究滑轮组的机械效率与哪些因素有关时，提出了一些猜想并对猜想进行验证。(1)如果影响机械效率的因素有A、B、C多个，要研究其与B因素的关系，需要先控制其他几个因素不变，而改变________因素，从而进行研究。(2)下列是A、B同学提出的两个猜想：猜想一：两个相同滑轮组成的滑轮组，其机械效率与滑轮组细线的绕法有关；猜想二：两个相同滑轮组成的滑轮组，其机械效率与滑轮组提升的物重有关。(3)为了验证上述猜想是否正确，同学们准备分别按图甲、乙、丙和丁所示的滑轮组进行实验。验证猜想一的小组应按图______________所示的两个滑轮组进行实验，若实验测得两滑轮组的机械效率大小________(填“相等”或“不相等”)，则可初步判断猜想一是错误的；验证猜想二的小组应按图________________所示的两个滑轮组进行实验，若实验测得两滑轮组的机械效率大小不相等，则可初步判断猜想二是________(填“正确”或“错误”)的。(4)请你为该班同学提出一种提高滑轮组机械效率的方法：________________________________________________________________________。(第20题图) (第21题图)21．在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，让小车从斜面上由静止释放，小车下滑后撞击斜面底端的木块。请回答下列问题：(1)小车进入水平面时的动能是由__________________转化来的，实验时通过比较______________________来比较动能大小。(2)将同一小车从斜面不同高度由静止释放，如图甲、乙所示，是探究动能大小与______________的关系，得出的结论是：________________________________________________________________________________。9\n(3)实验中若使用的木块质量较大，为确保实验仍有较明显的现象，有很多种方法。请答一种方法：____________________。四、综合应用题(22题9分，23题12分，共21分)(第22题图)22．电动玩具车质量为1kg，它与水平地面的接触面积为20cm2，该车在水平地面运动时，车内电动机提供的水平动力F与速度v的关系如图所示。(g＝10N/kg)求：(1)玩具车对水平地面的压强；(2)该玩具车在水平地面以0.3m/s的速度做匀速直线运动时，水平动力做功的功率是多少？23．如图是某建筑工地上使用的塔式起重机。在一次操作过程中起重机将质量为500kg的建筑材料竖直提升了12m，用时15s，g取10N/kg。求：(1)所提建筑材料受到的重力；(2)起重机提起建筑材料所做的功；(3)提升过程中该起重机的电动机功率为8kW，那么提升过程中塔式起重机的机械效率是多大？9\n(第23题图)9\n第十一章达标检测卷一、1.C 2.B3．C 点拨：运用公式W＝Fs进行分析。4．A 5.B、D6．D 点拨：飞机水平匀速飞行，高度和速度不变，但总质量减小，故动能、重力势能都减小。7．C 8.C9．B 点拨：由于球不是自由下落，是运动员向下抛的，故球在开始下落时的速度不是零，故动能不是零，故A错误；据题目可知，球碰地后会弹跳到高于原抛球的位置，当球反弹至原位置时仍是运动的，此时仍有动能，故B正确；球离地后的上升过程中，质量不变，速度变小，动能变小，同时高度增加，势能增大，将动能转化为势能，故C错误；球在整个运动过程中，会与空气、地面摩擦，故会损失掉一部分机械能，故机械能减少，故D错误。10．A 点拨：小球从A点由静止开始下落，质量不变，速度越来越大，动能不断变大，故A错误；小球的质量不变，C点的高度小于在B点的高度，故小球在C点的重力势能小于在B点的重力势能，故B正确；已知AB和BC的距离相等，根据W＝Gh可知，重力一定，通过的距离相同，重力做的功相同，故C正确；由题意知，小球在AB段的平均速度小于在BC段的平均速度，AB和BC的距离相等，在BC段所用的时间小于在AB段所用时间，根据P＝W/t可知，BC段功率大，故D正确。11．C12．A 点拨：忽略空气阻力，篮球的机械能守恒，不会因高度的变化而改变。二、13.弹性势；动14．静止；增大；做了功15．减小；一直增大；12 点拨：升力的功率P＝Fv＝Gv＝10N×1.2m/s＝12W。16．100；80%；变大 点拨：图甲中滑轮为定滑轮，F甲＝G物＝100N，图乙中滑轮为动滑轮，F乙＝(G物＋G滑轮)＝×(100N＋25N)＝62.5N，n＝2，s＝nh，机械效率为：η乙＝×100%＝×100%＝80%；由机械效率公式可知，η乙＝×100%＝×100%，若再加挂一物体，机械效率将变大。17．形变；越大；越多；重力势；弹性势18．50；3；450 点拨：每包大米的质量为150kg/30＝5kg。要尽快完成搬运工作，则人应在最大功率状态下工作，由图像知每次应搬运质量为15kg的物体，即3包大米。每次搬运的大米的重力G＝mg＝15kg×10N/kg＝150N，克服重力做的功W＝Gh＝150N×10m＝1500J，则每次上楼所用的时间t＝W/P＝1500J/50W＝30s，则每次下楼所用的时间是9\n15s，一个来回需要的时间是30s＋15s＝45s，搬30包大米要10个来回，共用时45s×10＝450s。三、19.(1)刻度尺；停表(2)②用刻度尺测出一级楼梯的高度h0，数出楼梯的级数n，计算出爬楼梯的高度h＝nh0 ③用停表测出爬楼梯所需的时间t(3) (4)＜20．(1)B (3)甲、丙(或乙、丁)；相等；甲、乙(或丙、丁)；正确 (4)尽量让滑轮组满负荷工作(提升可以提升的最大物重)、在转轴上加润滑油、减轻动滑轮的自重等 点拨：(1)要研究与B因素的关系，就要控制其他量不变，改变B；(3)要探究滑轮组的机械效率与滑轮组细线的绕法是否有关，需要保持除滑轮数目、规格相同，还要提起相同的物重，所以选择的是图甲、丙(或乙、丁)；若实验测得两个滑轮组的机械效率相等，说明机械效率与绕线方法无关，可初步判断猜想一是错误的；要探究滑轮组的机械效率与滑轮组提升的物重是否有关，除需要保持滑轮数目、规格相同外，还要保持绕线方法相同，所以选择的是图甲、乙(或丙、丁)；若实验测得两滑轮组的机械效率大小不相等，说明机械效率与物重有关，可初步判断猜想二是正确的。(4)要提高机械效率，就要尽量减小额外功、增大有用功，可尽量让滑轮组满负荷工作(提升可以提升的最大物重)、在转轴上加润滑油、减轻动滑轮的自重等。21．(1)重力势能；被撞击的木块在水平面上移动距离的大小 (2)速度大小；质量相同时，物体的速度越大，动能越大(3)增大小车下滑的高度四、22.解：(1)玩具车对水平地面的压力F＝G＝mg＝1kg×10N/kg＝10N，玩具车对水平地面的压强p＝＝＝5×103Pa。(2)由图像可知：玩具车在水平地面上以v1＝0.3m/s的速度做匀速直线运动时，则水平推力的功率P＝F1v1＝50N×0.3m/s＝15W。23．解：(1)建筑材料受到的重力G＝mg＝500kg×10N/kg＝5000N。(2)起重机提起建筑材料所做的功W有＝Fs＝Gh＝5000N×12m＝6×104J。(3)总功W总＝Pt＝8×103W×15s＝1.2×105J，机械效率η＝W有/W总＝6×104J/(1.2×105J)＝50%。9
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