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初中物理一 机械能课堂检测
展开一、单选题
1.(2022·北京平谷·统考二模)2022年5月10日1时56分,搭载天舟四号货运飞船的长征七号遥五运载火箭,在文昌航天发射中心成功发射。在它们加速升空的过程中,关于火箭搭载的天舟四号货运飞船,下列说法正确的是( )
A.以长征七号遥五运载火箭为参照物,天舟四号飞船是运动的
B.天舟四号飞船的动能不变
C.天舟四号飞船的重力势能变大
D.天舟四号飞船的机械能总量不变
2.(2022·北京平谷·统考一模)下列说法正确的是( )
A.踢出去的足球最终落回地面,是因为足球在空中不受力的作用
B.投篮时,篮球在上升过程中,动能不断增大
C.做引体向上静止时,手的拉力也在做功
D.打排球扣球时手感到疼痛,球对手的作用力一定等于手对球的作用力
3.(2021·北京平谷·统考二模)用如图甲所示的动滑轮提升总质量为68kg某建筑材料。工人竖直向上拉动绳子的自由端将建筑材料以0.1m/s的速度匀速提升,此过程中,作用在绳子自由端的拉力F所做的功W随时间t的变化关系如图乙所示。g取10N/kg下列说法中正确的是( )
A.绳子自由端的拉力F大小为40N
B.绳子自由端拉力做功的功率为800W
C.动滑轮的重力是160N
D.用该滑轮提升建筑材料时的机械效率为85%
4.(2021·北京平谷·统考一模)如图所示,运动员脚踩滑雪板收起雪杖后从高处加速滑下的过程中,运动员的( )
A.动能增加,重力势能减少
B.动能增加,重力势能增加
C.动能减少,重力势能增加
D.动能减少,重力势能减少
5.(2020·北京平谷·统考一模)如图所示的情境中,关于力对物体做功的叙述,正确的是( )
A.甲中,举重运动员举着杠铃不动,运动员对杠铃做功了
B.乙中,人推汽车但没有推动,人的推力对汽车做功了
C.丙中,起重机吊着重物上升,钢绳竖直向上的拉力对重物做功了
D.丁中,足球在水平地面上滚动,足球受到的重力对足球做功了
二、多选题
6.(2022·北京平谷·统考二模)图是用滑轮组提升建筑材料A的示意图,在竖直向下的拉力F作用下,使重900N的建筑材料A在5s的时间里,匀速竖直上升了1m,绳自由端匀速竖直向下移动了2m。在这个过程中,拉力F为500N。则( )
A.滑轮组做的有用功为500J
B.拉力F做功的功率为100W
C.动滑轮重为100N
D.滑轮组的机械效率为90%
7.(2021·北京平谷·统考二模)如图所示,箱子静止在水平地面上,一位同学沿水平方向将静止的箱子推动,箱子在水平推力作用下,在水平地面上做匀速直线运动。下列说法中正确的是( )
A.水平推力对箱子做了功
B.箱子在水平地面上做匀速直线运动时,箱子受到的合力为零
C.箱子由静止变成运动的过程中,它受到的推力等于摩擦力
D.同学对木箱的作用力一定等于木箱对同学的作用力
8.(2020·北京平谷·统考一模)如图所示,水平台面由同种材料制成,粗糙程度均匀,在它上面放着质量为500g的木块,将木块用轻绳跨过定滑轮与质量为100g的钩码相连。木块在平行于台面的轻绳的拉力作用下做匀速直线运动,运动一段时间,钩码触地后立即静止,木块继续滑动一段距离停在台面上。绳重、轮与轴的摩擦均忽略不计,下列说法中正确的是(g取10N/kg)( )
A.木块匀速运动的过程中,木块的机械能变小
B.木块匀速运动的过程中,受到的滑动摩擦力是1N
C.钩码触地后木块继续滑动的过程中,木块的动能越来越小
D.钩码触地后木块继续滑动,拉力对物体做功
三、实验题
9.(2021·北京平谷·统考二模)如图是某同学探究物体动能大小与那些因素有关的实验装置,第一次他将钢球从高h处的斜糟上由静止滚下,在水平面上运动,运动的钢球A碰上木块B后,能将B撞出一段距离s1。第二次让同一钢球从高1.5h处由静止滚下,在水平面上运动,运动的钢球A碰上木块B后,能将B撞出一段距离s2。根据实验回答下列问题:
(1)这两次实验该同学所探究问题的自变量是:________。
(2)该实验中,物体动能大小用_________来反映。
(3)在两次实验中木块移动时受到的摩擦力第一次为f1,第二次为f2,则f1______f2(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
10.(2020·北京平谷·统考二模)实验桌上有如下器材:已经组装好的倾角固定的斜面和长木板(如图所示)、质量已知且不同的甲、乙两个小钢球、木块、刻度尺。某同学利用上述器材,设计一个实验探究“物体重力势能的大小与物体质量是否有关”。他利用小钢球撞击木块,通过观察木块在水平板面上滑行的距离的大小来判断小钢球具有的重力势能大小。
以下是他的主要实验步骤:
①将甲、乙两个小钢球的质量m记录在表格中。
②在斜面上标记点A、点B,让小钢球甲从A点由静止开始滚下,撞击放在C点的木块。用刻度尺测量木块在水平木板面上滑行的距离s,并记录在表格中。
③让小钢球甲从B点由静止开始滚下,撞击放在C点的木块。用刻度尺测量木块在水平木板面上滑行的距离s,并记录在表格中。
(1)该同学的探究过程中存在的问题:________;
(2)请你针对探究过程中存在的问题,写出改正措施:________;
(3)改正措施后进行实验,请你帮助他设计实验记录表格______。
11.(2020·北京平谷·统考一模)如图所示的是小刚同学探究“物体动能大小与哪些因素有关”的实验装置示意图:
(1)小刚利用小钢球撞击木块,通过______________的大小来判断小钢球具有的动能大小.
(2)实验时小刚将同一小球从斜面上的不同高度由静止释放,每次让小球滚下碰到同一位置的相同木块,目的是探究小球动能的大小与____________是否关.
四、计算题
12.(2021·北京平谷·统考一模)在维修汽车发动机时,用如图所示的滑轮组把汽车里的发动机提起来。当卷扬机用750N的力拉钢丝绳,使发动机在10s内匀速上升1m的过程中,滑轮组的机械效率为80%,已知动滑轮的重力是250N。求:
(1)卷扬机做功的功率。
(2)发动机的重力。
13.(2020·北京平谷·统考一模)如图是用滑轮组提升建筑材料A的示意图,在竖直向下的拉力F 作用下,使重1200N的建筑材料A在20s的时间里,匀速竖直上升了4m。在这个过程中,拉力F为750N,滑轮组的机械效率为η,拉力F做功的功率为P。求:
(1)绳子自由端移动的速度v绳;
(2)滑轮组的机械效率η;
(3)拉力F的功率P。
参考答案:
1.C
【详解】A.以长征七号遥五运载火箭为参照物,天舟四号飞船的位置不变,因此是静止的,故A错误;
B.加速升空的过程中,天舟四号飞船的质量不变,速度增大,动能变大,故B错误;
C.加速升空的过程中,天舟四号飞船的质量不变,高度增大,重力势能变大,故C正确;
D.由BC分析可知,天舟四号飞船的动能和重力势能都变大,机械能等于动能与势能之和,因此机械能总量变大,故D错误。
故选C。
2.D
【详解】A.踢出去的足球最终落回地面,是因为足球在空中受到重力的作用,使得足球的运动状态发生改变,故A错误;
B.投篮时,篮球在上升过程中,速度逐渐变小,质量不变,故其动能不断变小,故B错误;
C.做引体向上静止时,即没有移动距离,故此时手的拉力不做功,故C错误;
D.打排球扣球时手感到疼痛,是因为手受到球的反作用力,由力的作用的相互性可知,球对手的作用力和手对球的作用力是一对相互作用力,大小相等,故D正确。
故选D。
3.D
【详解】A.由图甲可知,绳子的股数为2,由图乙可知当时间为100s时,作用在绳子自由端的拉力F所做的功为8×103J,绳子自由端移动的速度为
v=2v物=2×0.1m/s=0.2m/s
则绳子自由端移动的距离为
s=vt=0.2m/s×100s=20m
绳子自由端的拉力为
故A错误;
B.绳子自由端拉力做功的功率为
故B错误;
C.物体的重力为
G=mg=68kg×10N/kg=680N
根据公式可得动滑轮的重力为
G动=nF-G=2×400N-680N=120N
故C错误;
D.用该滑轮提升建筑材料时的机械效率为
故D正确。
故选D。
4.A
【详解】运动员从高处加速滑下的过程中,质量不变,速度增大,则动能增加;高度降低,则重力势能减小。
故选A。
5.C
【详解】A.举着杠铃时,运动员对杠铃有力的作用,但在力的方向上没有移动距离,那么运动员对杠铃不做功,故A错误;
B.人推车,人对车有力的作用,但车没动,即在力的方向上没有移动距离,所以人对汽车不做功,故B错误;
C.起重机吊着重物上升,起重机对重物有竖直向上的力的作用,且重物在竖直方向移动了距离,所以拉力对重物做了功,故C正确;
D.足球在水平地面上滚动,在水平方向移动了距离,而足球所受的重力是竖直向下的,那么重力对足球不做功,故D错误。
故选C。
6.D
【详解】A.滑轮组做的有用功为
故A不符合题意;
B.拉力F做的功为
功率为
故B不符合题意;
C.由图得
当不计绳子重和摩擦力时,由
得动滑轮重为
题目没有不计绳子重和摩擦力,故C 不正确;
D.滑轮组的机械效率为
故D符合题意。
故选D。
7.ABD
【详解】A.箱子受到人的推力,在力的方向上有距离的移动,所以人对箱子做了功,故A正确;
B.箱子在水平地面上做匀速直线运动时,受力平衡,箱子受到的合力为零,故B正确;
C.箱子的运动状态发生了改变,箱子受非平衡力,所以推力不等于摩擦力,故C错误;
D.力的作用是相互的,人对木箱有一个作用力,同时,木箱也会对人产生一个大小相等、方向相反的作用力。故D正确。
故选ABD。
8.BC
【详解】A.木块在水平面上匀速运动的过程中,因其质量不变、高度不变、速度大小也未变化,故其势能和动能的大小都未改变,所以它的机械保持不变,故A错误;
B.钩码做匀速直线运动,其受到绳的拉力和自身重力为平衡力
木块在绳拉力作用下,沿水平面做匀速直线运动,其受到的滑动摩擦力和绳的拉力为一对平衡力,大小相等
故B正确;
C.钩码触地后木块由于惯性继续滑动,此过程钩码在水平方向只受摩擦阻力作用,做减速运动,所以它的动能越来越小,故C正确;
D.钩码触地后木块由于惯性继续滑行,但此过程木块不再受绳的拉力作用,所以无拉力做对木块做功,故D错误。
故选BC。
9. 速度 木块移动的距离 等于
【详解】(1)[1]同一小球从不同高度向下滑动,到达水平的速度不同,质量相同,故变量是速度。
(2)[2]物体具有动能对外做功,对木块做功,能够对外做功的越多,木块移动的距离越大,故通过木块移动的距离来反应动能的大小。
(3)[3]由于每一次木块都是滑动的,故属于滑动摩擦力,滑动摩擦力的大小只与接触面的粗糙程度和压力有关,而这两点两次都相同,故摩擦力的大小相同。
10. 两次实验没有改变自变量质量,没有控制小钢球高度相同 在步骤③中,让小钢球乙从A点由静止开始滚下,其他操作不变
【分析】(1)(2)实验过程要采用控制变量法,当研究动能大小与质量的关系时,要让质量不同的钢球沿斜面的同一高度下落,这样保证下落速度相同。
(3)实验记录表格包括小钢球的质量、块撞击后的距离。
【详解】(1)[1]探究“物体动能的大小与物体质量是否有关”,应控制小球的速度相同;将不同质量的小球从斜面的相同高度释放,小球到达水平面时的速度是相同的;而两次实验中小钢球在斜面上被释放的起始位置不同,则小球到达水平面时的速度不同,变量不唯一。
(2)[2]改正措施:在步骤③中,应将小钢球乙仍从A点由静止开始滚下,其他操作不变,这样保证小球到达水平面时的速度是相同的。
(3)[3]实验记录表格包括小钢球的质量、木块撞击后的距离,如下表所示:
11. 观察木块被推动的距离 小球运动的速度
【详解】[1]小钢球动能大小无法直接观察,通过观察木块被推动的距离来反映小钢球动能的大小.
[2]小刚将同一小球从斜面上的不同高度由静止释放,小钢球到达斜面底端的速度不同,小钢球的质量不变,所以探究小球动能的大小与小球的运动速度是否关.
12.(1)225W;(2)1800N
【详解】解:(1)由图可知,滑轮组承担重物和动滑轮的绳子股数为n=3,则拉力在10s内移动的距离为
s=nh=3×1m=3m
则卷扬机做的功为
W=Fs=750N×3m=2250J
卷扬机做功的功率为
P=225W
(2)卷扬机做的有用功为
W有=Wη=2250J×80%=1800J
因卷扬机对发动机做的功为有用功,根据W有=Gh,则发动机重力为
答:(1)卷扬机做功的功率为225W;
(2)发动机的重力为1800N。
13.(1)0.4m/s;(2)80%;(3) 300W
【详解】(1)滑轮组的动滑轮绕2段绳,建筑材料上升的高度是4m,绳子自由端移动的距离
s=2h=2×4m=8m
绳子自由端移动的速度
v绳==0.4m/s
(2)有用功为
W有=Gh=1200N×4m=4800J
拉力做的总功为
W总=Fs=750N×8m=6000J
滑轮组的机械效率为
η==80%
(3)拉力的功率为
P==300W
答:(1)绳子自由端移动的速度是0.4m/s;
(2)滑轮组的机械效率是80%;
(3)拉力F的功率是300W。
m/kg
s/m
m/kg
s/m
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