初中第5章 功和简单机械综合与测试同步达标检测题

这是一份初中第5章 功和简单机械综合与测试同步达标检测题，共15页。试卷主要包含了选择题，简答题，填空题等内容，欢迎下载使用。

一、选择题
1．如图所示，物体A是立方体铁块，边长是20厘米。当水平拉力F=80牛时，物体A恰好以0.5m/s的速度作匀速直线运动，已知铁的密度是7.8×103千克／米3，物体A运动时受到地面的阻力是物重的0.3倍。下列说法错误的是（ ）
A．物体Ａ的质量是62.4千克
B．物体A对水平地面的压强是15600帕
C．拉力F的功率是40瓦
D．该滑轮组的机械效率是78%
2．如图所示，半径为r的圆筒上绕着绳子．某同学用恒力F拉着绳的自由端使圆筒在地上滚动，则他使圆筒滚动一周所做的功是（ ）
A．πrFB．2πrFC．4πrFD．0
3．如图所示的四种用具中，属于费力杠杆的是（ ）
A．托盘天平B．镊子
C．钢丝钳D．修剪树枝的剪刀
4．如图所示，健身员向下摆动脚踝使细绳拉着物体缓慢提升时，图中的滑轮是（ ）
A．定滑轮，可省力 B．动滑轮，可省力
C．定滑轮，可改变力的方向D．动滑轮，可改变力的方向
5．科学兴趣小组的同学学习了功率知识后，进行了“比一比谁上楼功率大”的比赛．其中某同学从一楼跑到三楼用了10s，则他上楼过程中的功率大约是（ ）
A．3WB．30WC．300WD．3000 W
6．新疆地震后，巨大的石头挡住了救援车辆的通路，救援人员用撬棍将石头撬开。如果在撬棍a端分别沿如图所示三个方向用力，其中最省力的是（ ）
A．沿F1方向B．沿F2方向C．沿F3方向D．三个方向所用力一样大
7．黄博同学在跳绳测试中，1分钟跳180次，每次腾空的最大高度平均为4厘米，则他在跳绳过程中，克服重力做功的平均功率约是（ ）
A．60瓦B．3．6×10３瓦C．6×104瓦D．3．6×10５瓦
8．下列关于物体是否做功的说法中正确的是（ ）
A．足球在水平地面上滚动，足球受到的重力对足球做了功
B．小刚从地上提起一桶水的过程中，小刚对水桶的拉力做了功
C．举重运动员举着杠铃不动，运动员对杠铃竖直向上的支持力做了功
D．起重机吊着钢筋水平匀速移动一段距离，起重机对钢筋竖直向上的拉力做了功
9．甲、乙两只箱子，质量m甲>m乙，甲放在粗糙的水平面上，乙放在光滑的水平面上，现用相同大小的水平推力F使两个箱子都前进1米，推力对甲、乙两箱子所做的功分别为W甲、W乙，则（ ）
A．W甲>W乙B．W甲10．粗细均匀长L重G的木棒横卧在水平地面上，用力提起一端使木棒以另一端为支撑点慢慢竖立，此过程中做功至少是 （ ）
A．2GLB．GLC．0．5GLD．不好判断
11．如图所示，2013年4月26日，我国在酒泉卫星发射中心用“长征二号丁”运载火箭，将“高分一号”卫星发射升空，这是我国高分辨率对地观测系统的第一颗卫星。关于卫星和火箭加速升空过程中的能量转化，下列说法中正确的是（ ）
A．卫星的动能增加，重力势能增加，机械能增加
B．卫星的动能不变，重力势能增加，机械能增加
C．卫星的动能转化为重力势能，机械能不变
D．火箭喷气发动机工作时，将机械能转化为内能
12．用下图所示的三个滑轮分别拉同一物体沿同一水平地面做匀速直线运动，所用的拉力分别为F1、F2、F3，
不计滑轮重及滑轮与绳之间的摩擦，那么下列关系式中正确的是（ ）

A．F1＞F2＞F3B．F1＜F2＜F3C．F2＞F1＞F3D．F2＜F1＜F3
13．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、其它条件相同的乒乓球设计了以下实验验证方案，其中最合理的是（ ）
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
14．如图所示是生活中常用的剪指甲工具，小京在剪指甲时机械效率为90%，指甲刀口间的距离为0.2cm，指甲的厚度为0.2mm，剪断一次指甲时，刀口与指甲间的作用力为4.5N，则（ ）
A．剪断一次指甲的过程需要做的额外功是1J
B．剪断一次指甲的过程需要做的有用功是1J
C．剪断一次指甲的过程需要做的有用功是1×10-2J
D．剪断一次指甲的过程需要做的总功是1×10-3J
二、简答题
15．如图一均匀木板长12m，重200N，距A端3m处有一固定转轴O，另一端B用细绳悬吊着，使木板成水平状态．若细绳能承受的最大拉力为200N，细绳与木板的夹角为30°，欲使一个体重为600N的人在板上能安全行走，此人在板上行走的范围是多大？（求出离O点左侧多少米到离O点右侧多少米）
16．如图所示，一卡车车底板距地面1.5m高，小明把一块3m长的钢板AB搭在车和底板上，构成一个斜面，他通过这个斜面，用的力，把一个大木箱由B处推到A处，已知木箱重为1200N。求：
(1)小明推木箱做的功是多少？
(2)该斜面的机械效率；
(3)木箱受到斜面的摩擦力。
17．如图所示，轻质杠杆OA长1m，，拉力沿水平方向，大小为20N，杠杆处于静止状态，与水平方向的夹角为37°（如果直角三角形边长之比为3∶4∶5，其中一个角为37°）。求：
(1)B点所挂物体的重力；
(2)现在让力F从水平方向缓慢转动到沿竖直向上方向的过程中，为使杠杆位置不变，拉力F的大小如何变化？最小值为多大？
18．工人用如图所示的装置将重物提高5m，已知物重为800N，人对绳的拉力为500N。
求此过程中：
（1）做的总功。
（2）做的有用功。
（3）滑轮组的机械效率。
三、填空题
20．如图是甲、乙两个同学进行搬物爬楼比赛，已知他们每次搬的重物都一样。从图中信息可知，甲同学做的功________（填 “大于”“小于”或“等于”）乙同学做的功，甲同学的功率________（填“大于”“小于” 或“等于”）乙同学的功率。
21．如图所示，物体A的质量m =12kg，在拉力F的作用下，物体A以0.1m/s的速度在水平面上做匀速直线运动，弹簧测力计的示数为12N，忽略滑轮与绳子的摩擦力以及滑轮、弹簧测力计和绳子所受的重力，并且绳子足够长。则拉力F的大小为 ；物体A运动10s的过程中，拉力F所做的功 。
22．如图所示，一滑轮下端悬吊一个重50N的物体，在拉力F的作用下使物体在2s内上升了2m，（不计滑轮、绳的重力和摩擦）则拉力F=_____N，动滑轮上升的速度是V=_____m/s，拉力F所做的功W=_____J。
23．如图所示，用10N水平拉力F拉滑轮，使足够长的物体A以0.2m/s的速度在水平地面上匀速运动，弹簧测力计的示数为3N。若不计滑轮重、弹簧测力计重、绳重和滑轮摩擦。
（1）B受到的摩擦力为________，方向水平向_________；
（2）滑轮移动的速度为________；
（3）绳子拉物体A的功率为________
参考答案
1．C
【详解】
A．体积为V=a3=(0.2m)3=8×10−3m3，
由ρ=可得：物体A的质量m=ρV=7.8×103kg/m3×8×10−3m3=62.4kg，故A正确；不符合题意；
B．由于物体A在水平地面上，则物体A对水平地面的压力为F=G=mg=62.4kg×10N/kg=624N，
面积S=a2=(0.2m)2=0.04m2，则压强p===15600Pa，故B正确；不符合题意；
C．由图可知，n为3，则拉力移动的速度为v=3v物=3×0.5m/s=1.5m/s，则拉力F的功率P===Fv=80N×1.5m/s=120W，故C错误；符合题意；
D．物体A受到的摩擦力f=0.3G=0.3×624N=187.2N，根据η=====得：
机械效率：
η=×100%=×100%=78%
故D正确。不符合题意。
故选C.
2．C
【详解】
圆筒在地面上滚动时形成一个动滑轮，当圆筒转动一周时，圆筒通过的距离为2πR，作用在圆筒上的力，正好移动了两周的距离，即4πR.根据功的计算公式得出力F所做的功：W=Fs=4πRF，故选C.
3．B
【详解】
A．天平的两个力臂相等，所以是等臂杠杆，故A不符合题意；
B． 镊子在使用时动力臂小于于阻力臂，是费力杠杆，故B符合题意；
C． 钢丝钳在使用时动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C不符合题意；
D． 修树枝的剪刀在使用时动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D不符合题意。
．
4．C
【解析】
试题分析：滑轮的位置固定不变的是定滑轮，定滑轮不省力，但可以改变动力的方向；滑轮随物体运动的是动滑轮，使用动滑轮能省一半的力，但不能改变动力的方向。健身员向下摆动脚踝使细绳拉着物体缓慢提升时，图中的滑轮是定滑轮，可改变力的方向。故选C
考点：定滑轮和动滑轮的特点
5．C
【分析】
根据题中上楼过程中的功率大约可知，本题考查功率计估算，运用公式P=，进行求解
【详解】
该同学的质量约为50kg，一层楼高约为3m，人从一楼到三楼，上升了两层楼，上升高度为6m.则他上楼过程中的功率约为：P==300W.
故选C.
6．B
【详解】
作各个力对应的力臂如图，
发现F2的力臂l2最长，结合杠杆平衡原理可知，F2就是最小的力。故选B.
7．A
【详解】
∵G=500N，h=4cm=0.04m，∴跳一次克服重力做功为：W=Gh=500N×0.04m=20J，
1min跳180次所做的总功为：W总=180×20J=3600J，又∵t=1min=60s，∴功率为：P
故选A.
8．B
【详解】
A． 足球在水平地面上滚动，在重力的方向上没有通过距离，因此足球受到的重力没有对足球做功，故A错误；
B．小刚从地上提起一桶水的过程中，有力作用在水桶上，水桶在力的方向上通过了距离，因此小刚对水桶的拉力做了功，故B正确；
C．举重运动员举着杠铃不动，杠铃没有在力的方向上通过距离，因此运动员对杠铃竖直向上的支持力没有做功，故C错误；
D． 起重机吊着钢筋水平匀速移动一段距离，拉力与物体运动的方向垂直，故起重机对钢筋竖直向上的拉力没有做功，故D错误。
9．C
【详解】
因为用同样大小的推力,移动相同的距离s,即F相等、s相等,所以W甲=W乙=Fs.
故选C.
10．C
【分析】
既然是均匀的木棒，那重心就在木棒中点的地方，那么用力提起一端使木棒以另一端为支撑点慢慢竖立起来，木棒的重心从水平到垂直的距离h=L，然后利用W=Gh即可得出答案．
【详解】
由于木棒质地均匀，那么木棒的重心位于木棒的中点处；木棒由水平到竖立的过程中,重心移动了h=L；那么要想提起这根木棒,至少要做的功为W=Gh=G⋅L=0.5GL.
故选C.
11．A
【分析】
动能大小跟质量、速度有关．质量一定时，速度越大，动能越大；速度一定时，质量越大，动能越大．重力势能大跟质量、高度有关．质量一定时，高度越高，重力势能越大；高度一定时，质量越大，重力势能越大．机械能=动能+势能．发动机是热机，热机工作时，内能转化为机械能．
【详解】
ABC、卫星从地面发射升空的过程中，卫星是加速升空的，卫星的质量不变，速度增大，动能增大；高度增大，重力势能增大；卫星升空时，没有发生弹性形变，不具有弹性势能；机械能=动能+重力势能，机械能增大。故选项A符合题意，选项BC不符合题意。
D. 火箭喷气发动机工作时，内能转化为机械能。不符合题意。故选A.
12．D
【解析】
同一物体沿同一水平地面做匀速直线运动，所受的摩擦力不变，物体所受拉力等于摩擦力Ff，由图中滑轮情况可得，F1＝Ff，，F3＝2Ff，因此选项D正确．
13．D
【详解】
A．把材料不同的乒乓球抛向地面，不能控制球的初速度相同，无法根据反弹后落地高度比较弹性大小，故A错误；
B．把材料不同的乒乓球抛向地面，没有控制球的抛出速度相等，不能根据落地后反弹的高度判断弹性大小，故B错误；
C．把材料不同的乒乓球在不同高度由静止释放，没有控制高度相等，故C错误；
D．把材料不同的乒乓球在同一高度由静止释放，控制了球的初始高度相同，比较落地后反弹的高度，可以判断球的弹性大小，故D正确。
故选D。
14．D
【详解】
指甲的厚度为0.2mm=0.0002m，刀口与指甲间的作用力为4.5N，则剪断一次指甲需要做的有用功为：
W有=Fs=4.5N×0.0002m=0.9×10-3J，
剪指甲时机械效率为90%，则剪断一次指甲的过程需要做的总功为：
W总====1×10-3J。
故D符合题意。
15．人在距A端2m至3.5m的范围内是安全的。
【解析】
【详解】
人在O点左侧行走时，当板恰好要逆时针转动时，设人走到离O点左侧距离xm处．根据力矩平衡条件得：
把L=3m解得：
则人距A端距离为2m；
当人在O点右侧行走时，当绳拉力达到最大拉力时，人走到离O点向右最远处，设离A端距离为y；
把F=200N，OB=9m，L=3m代入解得：
y=3.5m
故人在距A端2m至3.5m的范围内是安全的。
16．(1)2400J；(2)75%；(3)200N
【分析】
(1)根据即可求出小明推木箱做的功。
(2)利用公式求出有用功，再根据公式计算斜面的机械效率。
(3)人做的额外功是人克服摩擦力做功，等于总功减去额外功，再利用求摩擦力。
【详解】
(1)小明推木箱做的功是总功
(2)小明推木箱做的有用功为
斜面的机械效率为
(4)小明做的额外功为
由可得木箱受到的摩擦力
答：(1)小明推木箱做的功为2400J；(2)该斜面的机械效率为75%；(3)木箱受到的摩擦力为200N。
17．(1)25N；(2)拉力F先变小，后变大；12N
【分析】
(1)根据直角三角形角与边的关系，求出绳子对杠杆拉力的力臂；再利用已知的拉力和拉力的力臂以及杠杆平衡的条件求出物体的重力大小。
(2)由于使杠杆位置不变，重物位置和重力大小不变，由几何关系求出F的力臂变化来求解。
【详解】
(1)由于一个角为37°的直角三角形边长之比为3∶4∶5，如图在Rt△OAC中，，所以
在Rt△OBE中，，所以
根据杠杆平衡条件得
则B点所挂物体的重力
(2)由于使杠杆位置不变，重物位置和重力大小不变，在转动过程中，由几何关系知：F的力臂先变大后变小（力的方向与杠杆垂直时力臂最大），所以力F先变小，后变大；由于力的方向与杠杆垂直时力臂最大，力F最小，根据杠杆平衡条件得
所以拉力F的最小值为
答：(1)B点所挂物体的重力为25N；(2)现在让力F从水平方向缓慢转动到沿竖直向上方向的过程中，为使杠杆位置不变，拉力F先变小，后变大；最小值为12N。
18．（1）5000J；（2）4000J；（3）80%．
【详解】
（1）从图可知,n=2,s=2h=2×5 m=10 m;F=500 N
∵W=Fs
∴拉力做的总功为：
W总=Fs=500N×10m=5000J。
（2）G=800 N,h=5 m
∵W=Fs
∴对物体做的有用功为：
W有用=Fs=Gh=800N×5m=4000J。
（3）∵ƞ=
∴该滑轮组的机械效率:
ƞ=×100%=×100%=80%。
答：（1）做的总功为5000J。
（2）做的有用功为4000J。
（3）滑轮组的机械效率为80%。
20．等于 大于
【解析】
【详解】
[1]两同学将同样的重物提升相同的高度，由可知，两个同学做功相同；
[2]由图可知，甲同学爬楼运物体用的时间为40s，乙同学运物体用的时间是45s，由可知，在做功相同的情况下，甲的时间少，甲的功率大；
21．（1）24N
（2）12J
【详解】
(1)[1]如图所示，A受到的拉力F拉=F示=12N，因为物体A做匀速直线运动，所以物体A受到的摩擦力：
f=F拉=12N
(2)[2]根据力的平衡条件可得，作用在动滑轮轴上的拉力：
F=2f=2×12N=24N
10s内物体移动的距离：
s物=v物t=0.1m/s×10s=1m
拉力作用在动滑轮的轴上，费力省距离，即力F移动距离是物体移动距离的一半，所以10s内拉力F移动距离：
s=s物=×1m=0.5m
拉力做功：
W总=Fs=24N×0.5m=12J
22．100 0.5 100
【详解】
[1]根据图示分析可知该滑轮为动滑轮，作用力在轮轴上，这样的动滑轮不省力，根据动滑轮的特点可知：F=2G，则:
F=2×50N=100N；
[2]F移动的距离是物体移动距离的二分之一，则滑轮在2s内移动的距离为1m，故动滑轮上升的速度：
v===0.5m/s；
[3]根据功的计算公式，拉力所做的功：
W=Fs=100N×1m=100J。
23．3N 右 0.1 m/s 1W
【解析】
【详解】
(1)[1][2]物体B静止，处于平衡状态，水平方向上受到向左的拉力和A给它的右向的摩擦力的作用，由平衡条件得：B受到的摩擦力：
方向水平向右；
(2)[3]由图可知，F作用在动滑轮上，所以动滑轮移动的速度是绳端移动速度的二分之一，物体A的移动速度为0.2m/s，所以动滑轮的移动速度为0.1m/s；
(3)[4]由图可知，滑轮为动滑轮，绳子拉力为F的一半，为5N；绳子拉物体A的功率为：