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- 2021-05-11 发布
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第12~14讲综合能力检测题
时间:90分钟 满分:100分 得分:________
一、单项选择题(每小题3分,共36分)
1.(2015,眉山)如图所示,用开瓶器在A处用力开启瓶盖,下列说法正确的是( C )
A.B点为开瓶器的支点
B.开瓶器受到的阻力方向为竖直向上
C.使用开瓶器能省力
D.使用开瓶器能省功
2.(2015,上海)在如图所示的简单机械中,属于费力杠杆的是( B )
3.(2015,东营)如图,杠杆处于平衡状态,如果在杠杆两侧挂钩码处各增加一个质量相同的钩码,杠杆会( A )
A.左端下降 B.右端下降
C.仍然平衡 D.无法判断
4.(2015,娄底)用如图所示的四种机械提起同一重物,不计机械自重和摩擦,最省力的是( D )
5.下列说法正确的是( A )
A.用手从地面竖直提起水桶,手竖直向上的拉力对水桶做了功
B.提着水桶在路面上水平向前移动一段路程,手竖直向上的拉力对水桶做了功
C.抛出手的铅球在空中向前运动的过程中,推力对铅球做了功
D.用力推一辆汽车,汽车静止不动,推力在这个过程中对汽车做了功
6.(2015,郴州)如图所示,用不变的拉力F匀速拉动重为G的物体A,使物体A沿水平方向移动了一段距离s,在此过程中拉力F做的功为( C )
A.Fs B.Gs C.2Fs D.(G+F)s
第6题图
第7题图
第8题图
7.(2015,泰安)分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组,在5 s内将重为100 N的物体G匀速提升2 m,每个滑轮的重均为10 N。不计绳重及摩擦,此过程中( D )
A.F甲小于F乙 B.甲的机械效率小于乙的机械效率
C.F甲做的功大于F乙做的功 D.F甲做功的功率等于F乙做功的功率
8.(2015,丹东)小勇体重600 N,利用如图所示的滑轮组在10 s内使物体A匀速上升5 m。已知物体A重为800 N,小勇作用在绳端的拉力大小为500 N,在此过程中,下列说法正确的是( D )
A.水平地面对小勇的支持力做功为6000 J B.小勇做的有用功为3000 J
C.小勇拉力的功率为250 W D.此滑轮组的机械效率为80%
9.(2015,郴州)飞机空投下来的救灾物资,在下落的过程中逐渐减小的物理量是( A )
A.重力势能 B.动能 C.重力 D.质量
10.(2015,衢州)乒乓球的直径加大后,国际乒乓联又改变了制作乒乓球的材料,目的是提高乒乓球比赛的观赏性。小柯认为乒乓球材料的改变,是为了减弱乒乓球的弹性。他用材料不同,其他条件相同的乒乓球设计了以下验证方案,其中最合理的是( D )
A.用不同的力将乒乓球掷向地面,比较落地后反弹的高度
B.把乒乓球沿不同方向抛向地面,比较落地后反弹的高度
C.把乒乓球从不同高度静止释放,比较落地后反弹的高度
D.把乒乓球从同一高度静止释放,比较落地后反弹的高度
11.(2015,大连)如图所示,一弹簧的左端固定,右端连接一个小球,把它们套在光滑的水平杆上。a点是压缩弹簧后小球静止释放的位置,b点是弹簧原长时小球的位置,c点是小球到达最右端的位置。则小球由a点运动到c点的过程中,下列说法正确的是( C )
A.小球在a点,弹簧的弹性势能最小 B.小球在b点,小球的速度最小
C.从a点到b点,小球的动能逐渐增大 D.从b点到c点,弹簧的弹性势能逐渐减小
12.(2015,无锡)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
点自由释放后所能达到的最低点,关于小石块从A点到C点运动过程的说法,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,小石块的速度先增大后减小
D.小石块在C点时,受到平衡力的作用
二、填空题(每空1分,共21分)
13.(2015,安徽)如图,AB为能绕B点转动的轻质杠杆,中点C处用细线悬挂一重物,在A端施加一个竖直向上大小为10 N的拉力F,使杠杆在水平位置保持平衡,则物重G=__20__N。若保持拉力方向垂直杠杆不变,将A端缓慢向上提升一小段距离,在提升的过程中,拉力F将__减小__(填“增大”“不变”或“减小”)。
14.(2015,绥化)如图,重为50 N的物体挂在杠杆B点,OB=0.4 m,OA=1 m,在A端施加竖直向上的拉力F,当F=__20__N(杠杆自重忽略不计)时,杠杆在水平位置平衡;测量质量的工具托盘天平也是杠杆,它属于__等臂__(填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆。
15.图中AOB是可绕O点无摩擦转动的轻杆,A端挂重300 N的物块,AO与OB长度之比为5∶4。人始终沿竖直方向拉挂在B端的轻环。要使轻杆水平平衡,人应施加拉力为__375__N,人要不被拉起,则人重至少为__375__N。与水平平衡相比,当轻杆在图中虚线位置平衡时,人的拉力将__不变__(填“变大”“变小”或“不变”)。
第13题图
第14题图
第15题图
16.(2015,郴州)如图所示,在水平地面上,小明用10 N的水平力推重为50 N的木箱匀速向右移动10 m。在此过程中,木箱受到的摩擦阻力为__10__N,重力对木箱做功__0__J。
第16题图
第17题图
第18题图
17.(2015,扬州)如图所示,工人用滑轮组匀速提升重800 N的货物,所用的拉力F为500 N,货物在50 s内匀速上升5 m。在此过程中,货物上升的速度是__0.1__m/s;所做的有用功是__4000__J;拉力作功的功率是__100__W;滑轮组的机械效率是__80%__。
18.(2015,南京)如图所示,用塔式起重机上的滑轮组匀速起吊6000 N的物体,物体上升5 m所用的时间为10 s,滑轮组的机械效率是80%,则有用功是__3×104__J,总功是__3.75×104__J,拉力F的功率是__3.75×103__W。
19.(2015,上海)5月31日,中国运动员苏炳添在国际百米大赛中跑出了9秒99的成绩,成为首位跑进10秒的中国人,起跑时他用力蹬助跑器后飞速冲出,说明力可以改变物体的__运动状态__,在冲过终点减速的过程中,他的惯性__不变__,动能__减小__(后两空均填“增大”“不变”或“减小”)。
20.(2015,常州)美国正在实验助推火箭无损回收技术:火箭将飞船推送至一定高度;箭船分离,火箭停止喷火、落向地面;接近地面时,火箭再次消耗燃料、向下喷火,并以2m/s的速度匀速下降,如图所示。匀速下降时,火箭的动能__不变__(填“变小”“不变”或“变大”),重力势能__变小__(填“变小”“不变”或“变大”)。
三、作图题(6分+3分=9分)
21.(1)(2015,南京)如图(a)所示,小华用笤帚在扫地,O为支点,作用在A点的动力为F1,在图(b)中画出作用在B点的阻力F2的示意图及其力臂l2。
(2)(2015,衡阳)如图所示,请根据杠杆的平衡条件作出拔钉子时所用最小动力F1的示意图和它的动力臂l1 。
(3)(2015,铜仁)请在图中画出滑轮组最省力的绕法。
第(1)小题图
第(2)小题图
第(3)小题图
四、实验与探究题(7分+4分+6分=17分)
23.(2015,苏州)物理实验复习时,小美和小丽再次探究有关杠杆平衡的问题。
(1)小美先将杠杆调节至水平位置平衡,在左、右两侧各挂如图甲所示的钩码后,杠杆的__左__端下降。要使杠杆重新在水平位置平衡,如果不改变钩码总数和悬挂点位置,只需__取下左侧2个钩码并挂在右侧钩码下面__即可。
(2)小丽还想探究当动力和阻力在杠杆同侧时杠杆的平衡情况,于是她将杠杆左侧的所有钩码拿掉,结果杠杆转至竖直位置,如图乙所示。小丽在A点施加一个始终水平向右的拉力F,却发现无论用多大的力都不能将杠杆拉至水平位置平衡。你认为原因是__水平位置时,动力臂为零,杠杆无法平衡__。
(3)她们认为(2)问中拉力是做功的。如果水平向右的拉力F大小不变,OA长L,将杠杆从竖直位置拉着转过30°的过程中,拉力F做功为__FL__。
24.(2015,广元)如图所示,好动脑筋的同学们在木板右端垫了一个木块,来“探究斜面的机械效率”。实验前他们分析得出:“由于斜面不是光滑的,沿斜面向上拉物体,必定要克服摩擦做额外功,斜面的机械效率一定受摩擦力影响。然后他们又做了如图所示的实验:在光滑程度一样而倾斜程度不同的斜面上匀速直线拉动物体,设计表格记录实验数据如下。
实验
次数
斜面倾斜程度
物重G/N
上升高度h/m
拉力F/N
移动距离s/m
有用功W有/J
总功W总/J
机械效率η
1
较缓
5.0
0.10
1.6
0.50
0.50
0.80
63%
2
较陡
5.0
0.15
2.2
0.50
0.75
1.10
68%
3
最陡
5.0
0.25
3.2
0.50
1.25
1.60
78%
(1)分析表中的数据可得出:斜面越缓越__省__(填“省”或“费”)力。
(2)对实验数据进行进一步分析,你对斜面机械效率问题可获得的初步结论是__接触面的粗糙程度相同时,斜面越陡(或倾斜角度越大),机械效率越高__。
25.(2015,衡阳)某同学在体育活动中,从铅球下落陷入沙坑的深度情况猜想到:物体的重力势能可能与物体的质量、下落高度和运动路径有关。于是设计了如图所示的实验:用大小、形状相同的A、B、C、D四个铅球,其中A、C、D三球的质量为m,B球质量为2 m,让A、B两球从距沙表面高H静止下落,C球从距沙表面高2H静止下落,D球从距沙表面高2H的光滑弯曲管道上端静止滑入,最后从管道下端竖直地落下(球在光滑管道中运动的能量损失不计)。实验测得A、B两球陷入沙深度分别为h1和h2,C、D两球陷入沙深度均为h3,且h1<h2<h3。
(1)本实验中,铅球的重力势能大小是通过__铅球陷入沙子的深度__来反映的。
(2)比较A、B两球,发现B球陷入沙深度更大,由此可得出结论:当下落高度一定时,__质量越大,重力势能越大__。
(3)比较__A、C__两球,发现C球陷入沙深度更大,由此可得出结论:当物体质量相同时,下落的高度越高,物体的重力势能越大。
(4)比较C、D两球,发现两球运动的路径不同,但陷入沙深度相同,由此可得出结论:物体的重力势能与物体运动的路径__无关__(填“有关”或“无关”)。
(5)小球在下落过程陷入沙面前,将重力势能转化为__动__能,陷入沙中后到小球静止过程中,将机械能转化为__内__能。
五、综合计算题(7分+10分=17分)
26.(2015,北京)用如图所示的滑轮组提升物体A。在匀速竖直提升A的过程中,卷扬机加在绳子自由端竖直向下的拉力F为400 N,物体A上升的速度vA为0.1 m/s,滑轮组的机械效率为90%,不计绳重和滑轮与轴的摩擦。求:
(1)拉力F做功的功率P;
(2)物体A所受的重力GA;
(3)动滑轮所受的重力G动。
解:(1)P=Fv绳=F×2vA=400 N×0.2 m/s=80 W
(2)η==90%,=90%,解得G=720 N
(3)2F=G+G动,800 N=720 N+G动,解得G动=80 N
27.(2015,玉林)如图是利用电子秤显示水库水位装置的模型图,该装置主要由两个重力均为20 N的动滑轮、长方体物块A和B以及轻质杠杆MN组成,物块A通过细绳与滑轮相连,物块B通过细绳与杠杆相连,杠杆可以绕支点O在竖直平面内转动,杠杆始终在水平位置平衡,且OM∶ON=1∶4,已知物块A的重力GA=1500 N,底面积S=0.01 m2,高H=10 m,物块B的重力GB=100 N。一切摩擦均忽略不计,g取10 N/kg,当物块A有五分之一露出水面时,水库水位刚好达到警戒水位。求:
(1)当达到警戒水位时,物块A底部受到水的压强;
(2)当达到警戒水位时,物块A所受的浮力大小;
(3)当水位上涨超出警戒水位2.5 m时,电子秤的示数。
解:(1)p=ρgh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×(1-)×10 m=8×104 Pa
(2)F浮=ρ水gV排=1×103 kg/m3×10 N/kg×0.01 m2×(1-)×10 m=800 N
(3)当水位超过警戒水位2.5 m时,A被浸没,F浮大=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.01 m2×10 m=1000 N,对A物块FA=GA-F浮大=1500 N-1000 N=500 N,对C滑轮FC=(FA+G动)=(500 N+20 N)=260 N,对D滑轮FM=(FC+G动)=(260 N+20 N)=140 N,由杠杆平衡条件FM·lOM=FN·lON,FN=×FM=×140 N=35 N,FB=GB-FN=100 N-35 N=65 N,电子秤示数为6.5 kg。