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第十一章 机械功与机械能单元综合测试题（100分，60分钟）一、选择题（每题3分，共30分）1.（2020，福建宁德）如图11-1所示实例中，力对物体没有做功的是（）A起重机吊起大象B马拉车前进C跳水运动员从跳台跳下D杠铃纹丝未动2.如图11-2所示，在水平拉力F的作用下，使重为40N的物体A匀速移动了5m，物体A受到地面的摩擦力为5N，不计滑轮、绳子的重力及滑轮与绳子间的摩擦，拉力F做的功为（ ）A.50J B.25J C.100J D.200JAF图11-23. 下列说法中正确的是（）A机械效率越高，机械做功一定越快B做功越多的机械，机械效率一定越高C功率越大的机械做功一定越多D做功越快的机械，功率一定越大4. （2020，四川内江）已知雨滴在空中竖直下落时所受空气阻力的大小与速度的二次方成正比，且不同质量的雨滴所受空气阻力的大小与速度的二次方的比值相同。现有两滴质量分别为m1和m2的雨滴从空中竖直下落，在落到地面之前都已做匀速直线运动，那么在两滴雨滴落地之前做匀速直线运动的过程中，其重力的功率之比为（）A. m1：m2 B. C. D. 5.如图11-3所示，用滑轮或滑轮组（所用滑轮相同）提起同一重物，机械效率最高的是（ ）6. （2020，江苏南通）如图11-4（a）所示，用手沿竖直方向匀速拉一个动滑轮，使挂在动滑轮下面重为G的物体缓慢上升，动滑轮的重力不可忽略，现改变物体的重力G，则图11-4（b）中符合动滑轮的机械效率与物体重力G的关系的是（）图11-4（a）ABCD图11-4（b）7.（多选题）小阳打排球，排球离开手后向上运动到一定的高度又落回地面，不计空气阻力，关于排球离开手后的运动过程，下列说法中正确的是（ ）A.排球在上升过程中，小阳对排球做功B. 排球在下落过程中，排球的重力势能减小C. 排球在上升过程中，排球受到的力的方向竖直向下D. 排球在下落过程中，排球所受重力做功越来越快8. 关于能的概念，下列说法中错误的是（）A一个物体能够做功越多，这个物体具有的能量越多B动能、势能及机械能的单位都是焦耳C用线悬挂着的静止的小球没有做功，所以小球没有能D甲物体的速度比乙物体的速度大，但甲物体具有的动能不一定比乙物体多9.在铁架台上固定由一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组，在绳子末端用竖直方向0.8N的拉力使2N重的物体匀速上升，下列说法正确的是（ ）A.滑轮组的机械效率是83.3% B.滑轮组的机械效率是66.7%C.绳端移动速度与物体上升速度相同 D. 绳端移动速度是物体上升速度的两倍图11-510.（2020，湖北黄石）如图11-5所示是老师在课堂上进行的滚摆演示实验示意图，下列说法不正确的是（）A滚摆运动过程中，机械能守恒B滚摆向下运动时，重力势能部分转化为动能C滚摆向上运动时，动能部分转化为重力势能D滚摆上升的最大高度逐渐降低二、填空题（每空2分，共28分）11.从井中打水时，对水所做的功是_功，从井中捞桶，对水所做的功是_功：若两次使用同一个桶且都装满了水，则两次所做的_功相同。12. 在中招体育测试中，李强的跳绳成绩是1min跳180次。他的质量为50kg，每次跳起的高度约为6cm，他跳绳时克服重力做功的平均功率约为_W。（g取10N/kg）13.用一个动滑轮将重480N的物体匀速提高到距地面10m高的楼上，所用的拉力为300N，则有用功是_J,总功是_J，机械效率是_。14. 如图11-6所示，将重为900N的物体从长为l=4m、高h=1m的斜面底部以0.5m/s的速度匀速推上斜面的顶端，已知沿斜面所用的推力是300N，则推力做的功为_J，推力的功率是_W，该斜面的机械效率是_ 。图11-615许多同学都很喜欢设计和参加“多米诺骨牌效应”（按一定距离排列的骨牌，碰倒第一块骨牌后，其他所有骨牌会依次倒下）活动，其中的物理原理是：骨牌倒下时，_转化为_（填“动能”或“重力势能”），这部分能量就转移给下一张骨牌，下一张骨牌倒下时具有的能量更大，骨牌被推倒的速度越来越快。16如图11-7所示，在一个罐子的盖和底各开两个小洞，将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中，橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定，做好后将它从不太陡的斜面滚下，则观察到的现象是_，产生此现象的原因是_。图11-7三、实验题（17题6分，18题5分，19题7分，共18分）17.（2020，甘肃庆阳）如图11-8所示，甲是探究“动能的大小与什么因素有关”的实验装置，实验中让同一钢球从斜面上不同的高度由静止滚下，碰到同一木块上。乙是探究“阻力对物体运动的影响”的实验装置，实验中让同一小车从斜面上相同的高度由静止滑下，在粗糙程度不同的水平面上运动。请回答下列问题：（1）甲实验的目的是探究钢球动能的大小与_的关系；实验时，它是通过观察_，从而判断钢球动能的大小。（2）进行乙实验时，每一次都让同一小车从斜面上相同的高度由静止滑下，其目的是使小车在水平面运动的起始_相同；通过观察小车在粗糙程度不同的水平面上运动_来判断小车在不同的水平面受到_的大小。从而可以推理：如果运动的物体不受力，它将_。图11-818，(2020，安徽)某实验小组进行测量滑轮组机械效率的实验，先用弹簧测力计测量钩码的重力G（如图11-9甲所示），再按图乙所示连接方式组装好滑轮组，并分别记下钩码和弹簧测力计的起始位置。（1）图甲中弹簧测力计的示数为_N。（2）图乙中，为了测量绳子自由端的拉力F，A同学认为应该在弹簧测力计静止时读数，B同学认为应该在缓慢匀速提升时读数，正确的是_（填“A”或“B”）同学的方法。（3）按照正确的测量方法，测出拉力F与钩码所受重力G的大小关系为F_（填“”“”或“=”）G/3。（4）实验中要分别记下钩码和弹簧测力计的起始位置，是为了_。甲乙图11-9 图11-1019.（2020，黑龙江黑河）某实验小组的同学们在探究“斜面的机械效率”实验（如图11-10所示）时，用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉物块，收集了下表中的实验数据。实验次数斜坡的倾斜程度物块重力G/N斜面高度h/m拉力F/N斜面长度s/m机械效率1较缓50.22.4141.7%2较陡50.53.2178.1%3最陡50.74.3181.4%（1）分析表中的数据可得出：在其他条件一定时，斜面越缓越_（填“省”或“费”）力；斜面越陡，机械效率越_（填“高”或“低”）。（2）该小组又进行了第4次实验，他们在斜面上铺上棉布，使斜面变粗糙，保持斜面高和长分别是0.5m和1m，用弹簧测力计拉动同一物块沿斜面向上做匀速直线运动，读出此时弹簧测力计的示数为4.5N，他们测得这种情况下斜面的机械效率为_。把第4次与第_次测量结果相比较，还能得出：在其他条件一定时，斜面越粗糙，斜面的机械效率越低。（3）用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块时，物块所受的拉力_（填“大于”“小于”或“等于”）物块所受的摩擦力。（4）斜面在生产和生活中应用十分广泛，请你举出一个生产或生活中利用斜面的实例。举例：_。四、计算题（20题6分，21题7分，22题11分，共24分）20.如图11-11所示，小明在跑步机上锻炼身体。设他在跑步机上以5m/s的速度匀速跑动30min，跑步的总动力为40N。求：（1）他在这段时间内相当于跑了多少路程？（2）他在这段时间内做了多少功？（3）他做功的功率是多少？图11-1121（2020,福建龙岩）武平梁野山素有天然氧吧之称，其险峻的高山、飞流的瀑布令人叹为观止。依瀑流而建的栈道蜿蜒至山脚，长约4km，高度差约90m，方便了人们近距离感受瀑布的磅礴气势。体重50kg的小王从栈道最高处小跑至山脚，用时30min，求这段时间小王自身重力做的功及功率约为多少？（g取10N/kg）22.(2020,湖北孝感)如图11-12所示，已知斜面长5m，高3m，绳端拉力为50N。利用这个滑轮装置将重为100N的物体在5s内从斜面的底端匀速拉到顶端。在此过程中：（1）物体沿斜面向上运动的速度为多少？（2）绳端移动的距离是多少？（3）拉力做的功和功率各是多少？（4）拉力的机械效率是多少？图11-12第十一章过关测试题答案一、1. D 点拔：判定是否做功，就看其是否同时满足做功的两个必要因素：力作用在物体上；物体在力的方向上移动了一段距离。两个因素缺一不可。2.B 点拨：根据功的原理和题意可知，使用滑轮所做的功与直接拉物体水平运动所做的功相等，直接拉物体的力等于物体所受的摩擦力即5N，物体移动的距离为5m，故做功为25J。3. D 点拔：机械效率高，说明有用功占总功的比值大，但不一定做功就快， A错；做功多，机械效率不一定高，这要看有用功占总功的比值大小，B错；功率大表明机械做功快，但做功不一定多，还要看做功时间的长短，C错；故选D。4. D 点拔：因为雨滴落到地面前均已做匀速直线运动，所以雨滴受的是平衡力，雨滴受到的阻力为f=mg=kv2，所以两滴雨滴的速度为：，两滴雨滴的重力的功率之比：。5.B6.B 点拨：动滑轮的重力不可忽略，则克服动滑轮的重力和绳与滑轮间的摩擦所做的功为额外功，从摩擦角度考虑，随着物体重力的增加，滑轮与绳子间摩擦增大，额外功增大，并且增幅逐渐增加，用增加提升物重的方式对机械效率的影响逐渐减小，只有B符合题意，故选B。7.B、C、D 点拨：排球在上升的过程中，小阳对排球已经没有力的作用，故不可能做功，A选项错误；排球下落的过程中，高度降低，故重力势能减小，B选项正确；排球在上升过程中，排球受到的力只有重力，故方向是竖直向下的，C选项正确；排球在下落的过程中，速度越来越大，即重力做功的功率越来越大，做功越来越快，D选项正确。8 C 点拔：用线悬挂着的静止的小球没有做功，但它具有重力势能，所以小球有能量，故C说法错误，符合题意。9.A 点拨：由于绳子末端用竖直方向的拉力拉动绳子，而拉力为0.8N，要提升2N重的物体，故该滑轮组绳子的股数是3股，则，绳端移动速度与物体上升速度存在3倍关系。10. A 点拔：由于空气阻力的影响，滚摆运动过程中，机械能不守恒， A错误；滚摆向下运动时，重力势能减小、动能增加，重力势能部分转化为动能， B正确；滚摆向上运动时，重力势能增加、动能减小，动能部分转化为重力势能， C正确；由于阻力的作用，滚摆上升的最大高度逐渐降低， D正确。二、11.有用；额外；总12. 9013.4 800；6 000；80%14. 1200；150；75% 点拔：推力做的总功W总=Fl=300N4m=1200J；此时物体运动到斜面顶部的时间是t=s/v=8s，推力的功率P=W总/t=1200J/8s=150W；该过程中所做的有用功是；机械效率是=100%=。15. 重力势能；动能 点拔：骨牌倒下时，其所处高度减小，重力势能减小；从而获得速度，动能增大，正是减少的重力势能转化为了动能。16.罐子从斜面滚下后又返回；重力势能、动能与弹性势能的相互转化三、17（1）速度；木块移动的距离的长短；（2）速度；距离的长短；阻力；做匀速直线运动18.（1）2.0；（2）B；（3）；（4）测量钩码和弹簧测力计移动的距离，从而计算有用功和总功19.（1）省；高 （2）55.6%（或56%）；2 （3）大于 （4）盘山公路或骑自行车上坡时走S形路或从地面向卡车上搬运货物，搭长木板或轮椅所走的斜坡路等四、20.解：（1）s=vt=。（2）W=Fs=。（3）P=。21解：小王自身重力做的功为。功率。22. （1）物体沿斜面向上运动的速度为：；（2）拉力F移动的距离为：=2L=；（3）拉力做的功为：= ，拉力的功率为：；（4）有用功为：，拉力的机械效率为： 100%。
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