第13章 功和机械能物理单元测验卷.docx

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第13章功和机械能物理单元测验卷

《第15章功和机械能》物理单元测验B卷

《第15章功和机械能》物理单元测验B卷

一、选择题：

（1--7小题单选、8--10小题多选）

1．下列说法中正确的是（　　）

A．足球在草坪上沿水平方向向前滚动，重力对足球做了功B．石块从高处下落，重力对石块做了功C．举重运动员把杠铃在空中停留3s，人对杠铃做了功D．推出去的铅球在空中运动过程中，推力对铅球做了功

2．分别用杠杆、动滑轮和滑轮组将同一物体举到相同的高度，做的有用功（　　）

A．杠杆最多B．动滑轮最多C．滑轮组最多D．一样多

3．甲、乙两汽车在同一水平路面上以相同的速度行驶，则（　　）

A．两汽车具有的动能一定相同B．两汽车具有的机械能一定相同C．甲汽车的动能一定不会小于乙汽车的动能D．两汽车可能具有相同的机械能

4．下列关于功率的说法中，正确的是（　　）

A．做功越多的则功率越大B．功率越大的机械，其效率越高C．功率越大的机械越省力D．功率越小的机械做功不一定少

5．载重汽车爬坡时，一般都走得较慢，这是为了（　　）

A．减小速度B．获得较大的牵引力C．节省燃油D．保护发动机

6．（2005•毕节地区）一吊车在2s内将1500N的货物提高2m后，在空中停留了3s，又在5s内沿水平方向将货物移送了10m，则10s内吊车的功率为（　　）

A．300WB．2000WC．3000WD．1500W

7．建筑工地上，起重机几分钟内就能把所需的砖送到楼顶，如果人直接用滑轮组来提升则需要几个小时，其原因是（　　）

A．起重机的功率大，做功多B．起重机的机械效率高，做功慢C．起重机的功率大，做功快D．起重机的机械效率高，做功多

8．（2009•烟台）用四个完全相同的滑轮和两根相同的绳子组成如图所示的甲．乙两个滑轮组，不计绳子与滑轮的摩擦，则甲．乙两个滑轮组相比较，说法正确的是（　　）

A．甲滑轮组最省力，机械效率也最高B．乙滑轮组最省力，机械效率也最高C．两个滑轮组省力程度不同，机械效率相同D．两个滑轮组省力程度不同，机械效率也不同

9．下列哪种机械是不可能存在的（　　）

A．机械效率等于1的机械B．做功慢，但机械效率高的机械C．机械效率低，但做功多的机械D．既省力又省功的机械

10．从高空静止释放一物体，不计空气阻力，释放时物体的机械能是500J，那么（　　）

A．释放时物体的重力势能小于500JB．下落过程中物体的机械能不变C．物体落地时的动能是500JD．物体落地时的机械能大于500J

二、填空题：

11．某步枪的枪膛长0.5m，火药对子弹的平均推力是500N，用此步枪击中前方100m的靶，则推力对子弹做的功为　_________　．

12．体重相同的甲乙两个同学同时从一楼登上四楼，甲慢走乙快跑上楼，登上四楼时两人做的功W甲　_________　W乙；两人做的功率P甲　_________　P乙．（填“大于”“小于”“等于”）

13．（2009•安顺）如图所示，已知斜面长5m，高2m，拉力为70N．利用这个装置将重为100N的物体在5s内匀速从斜面的底端拉到顶端．则拉力做功的功率为　_________　W，该装置的机械效率为　_________　（计算结果保留两位有效数字）．

14．（2004•南通）如图为某举重运动员在0.5s内由支撑到起立将杠铃举起过程中拍摄的两张照片，杠铃的质量为100kg，则杠铃重为　_________　N．已知照片中杠铃的实际直径是40cm，根据照片可算出该运动员在上述过程中对杠铃做功的平均功率约为　_________　W．（g取10N/kg）

15．古诗文中有许多描述自然现象的优美诗句．如“无边落木萧萧下，不尽长江滚滚来”，从物理学的角度看，滚滚奔流的长江具有巨大的　_________　．

三、实验计：

16．（2009•重庆）在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，某同学用如图所示的同一滑轮组分别做了三次实验，实验数据记录如下：

实验

次数

钩码

重/N

钩码上升

的距离/cm

弹簧测力计

的渎数/N

弹簧测力计上

升的距离/cm

机械效率

1

2

8

0.8

24

83.3%

2

4

5

1.5

15

88.9%

3

6

10

90.9%

（1）在表中的空格处填上适当的数据；（机械效率用百分数表示，保留一位小数）

（2）在实验操作中应竖直向上　_________　拉动弹簧测力计；

（3）从实验数据分析得出：

使用同一滑轮组，　_________　可以提高滑轮组的机械效率；

（4）滑轮组的机械效率可能还与其它因素有关，请你作出恰当的猜想：

滑轮组的机械效率与　_________　有关（写出一种影响因素即可）．

17．（2009•江苏）用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率．实验时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升．

（1）实验中，将杠杆拉至图中虚线位置，测力计的示数F为　_________　N，钩码总重G为1.0N，钩码上升高度h为0.1m，测力计移动距离s为0.3m，则杠杆的机械效率为　_________　%．请写出使用该杠杆做额外功的一个原因：

　_________　．

（2）为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关，一位同学用该实验装置，先后将钩码挂在A、B两点，测量并计算得到下表所示的两组数据：

次数

钩码

悬挂点

钩码总重

G/N

钩码移动距离

h/m

拉力

F/N

测力计移动距离

s/m

机械效率

η/%

1

A点

1.5

0.10

0.7

0.30

71.4

2

B点

2.0

0.15

1.2

0.30

83.3

根据表中数据，能否得出“杠杆的机械效率与所挂钩码的重有关，钩码越重其效率越高”的结论？

答：

　_________　；

请简要说明两条理由：

①　_________　；②　_________　．

四、计算题：

18．（2009•福州）上海自主研发了一种氢燃料汽车，它使用氢气代替汽油．在一次测试中，汽车在水平路面受到2400N的水平牵引力，5min内匀速直线行驶了9000m．

（1）汽车受到水平方向的阻力是多少？

（2）汽车牵引力所做的功和功率是多少？

19．用图所示的滑轮组将重G=12N的物体匀速提升20cm，所用的拉力F=5N，忽略摩擦阻力．求：

（1）所做的有用功；

（2）此时滑轮组的机械效率；

（3）当改为提升27N的重物时，该滑轮组的机械效率．

《第15章功和机械能》物理单元测验B卷

参考答案与试题解析

一、选择题：

（1--7小题单选、8--10小题多选）

1．下列说法中正确的是（　　）

A．足球在草坪上沿水平方向向前滚动，重力对足球做了功B．石块从高处下落，重力对石块做了功C．举重运动员把杠铃在空中停留3s，人对杠铃做了功D．推出去的铅球在空中运动过程中，推力对铅球做了功

考点：

功的计算。

专题：

应用题。

分析：

根据做功的两个必要条件判断：

一是有力作用在物体上，二是物体在力的方向上有通过的距离．

解答：

解：

A、足球在草坪上沿水平方向向前滚动，可以判断球只是在水平方向上运动，在竖直方向上移动的距离为0，所以重力对足球做的功为0．故A选项错误．

B、重力方向是竖直向下，且物体在重力的作用下下落了一段距离高度，所以重力对石块做了功；故B选项正确；

C、运动员给杠铃一个力，但杠铃在空中停留，没有通过距离，所以，他对杠铃没有做功．故C错误．

D、推出去的铅球在空中运动过程中受到竖直向下的重力作用，不再受到推力作用，所以推力没有对铅球做功，故D选项错误．

故选B．

点评：

本题考查做功的两个必要条件，一是有力作用在物体上，二是物体在力的方向上有通过的距离．二者必须同时具备；

同时注意下列几种情况不做功：

（1）F=0、S≠0；

（2）F≠0、S=0；（3）F≠0、S≠0，但F⊥S．

2．分别用杠杆、动滑轮和滑轮组将同一物体举到相同的高度，做的有用功（　　）

A．杠杆最多B．动滑轮最多C．滑轮组最多D．一样多

考点：

有用功和额外功。

专题：

应用题。

分析：

物体的重力相等，升高的高度相等，根据公式W有用=Gh可求有用功的大小．

解答：

解：

用杠杆、动滑轮和滑轮组将同一物体举到相同的高度，而有用功计算是根据公式W有用=Gh可知，做的有用功相等．

故选D．

点评：

本题考查有用功的比较，关键是公式的应用，要知道提升重物做的有用功的影响因素是物体的重力和物体被提升的高度．

3．甲、乙两汽车在同一水平路面上以相同的速度行驶，则（　　）

A．两汽车具有的动能一定相同B．两汽车具有的机械能一定相同C．甲汽车的动能一定不会小于乙汽车的动能D．两汽车可能具有相同的机械能

考点：

动能大小的比较；势能大小的比较。

分析：

解决此题的关键是知道动能大小与物体的质量和速度有关，势能的大小与物体的质量和所处的高度有关；动能和势能之和就是机械能．

解答：

解：

甲、乙两汽车在同一水平路面上以相同的速度行驶，速度和所处的高度相同；

所以动能和势能完全由两辆汽车的质量决定，由于质量关系未知，所以A、B、C，说法错误，不符合题意；

但如果两车的质量相同，那么两汽车可能具有相同的机械能，D符合题意；

故选D．

点评：

解决此题要结合影响动能和势能大小因素进行分析解答．

4．下列关于功率的说法中，正确的是（　　）

A．做功越多的则功率越大B．功率越大的机械，其效率越高C．功率越大的机械越省力D．功率越小的机械做功不一定少

考点：

功率的概念；功的计算。

专题：

错解分析题；控制变量法。

分析：

功率定义为单位时间内完成的功，由所做功的多少和所用的时间决定，它反映了物体做功的快慢．

解答：

解：

A、功率的大小同时取决于做功多少和所用时间．没有涉及到做功时间，所以做功越多的则功率不一定越大，故A不正确；

B、机械的功率越大，表示机械做功越快，但有用功与总功的比例不一定高，故B说法不正确；

C、机械省力不省力与功率没有关系，故C说法不正确；

D、机械做功的多少与功率和所用时间有关，功率小，做功时间不一定短，所以的机械做功不一定少，故D正确．

故选D．

点评：

本题考查功率与做功的多少、效率、机械是否省力之间的关系；我们必须知道功率的大小取决于做功多少和所用时间．与做功的多少、效率的高低、机械是否省力之间没有关系．

5．载重汽车爬坡时，一般都走得较慢，这是为了（　　）

A．减小速度B．获得较大的牵引力C．节省燃油D．保护发动机

考点：

功率的计算。

专题：

应用题。

分析：

根据功率公式P=FV，当功率一定时，动力F与速度V成反比，要获得较大的动力，速度就要变慢．

解答：

解：

载重汽车爬坡时，需要较大的动力，但发动机的功率是一定的，根据P=FV，要获得较大的牵引力，速度就要变小．

故选B．

点评：

本题考查了功率公式P=FV的运用，只要知道当功率一定时，动力F与速度V成反比即可解答．

6．（2005•毕节地区）一吊车在2s内将1500N的货物提高2m后，在空中停留了3s，又在5s内沿水平方向将货物移送了10m，则10s内吊车的功率为（　　）

A．300WB．2000WC．3000WD．1500W

考点：

功率的计算。

专题：

计算题；应用题。

分析：

做功的条件是，有力作用在物体上，物体在力的方向上移动距离，根据W=FS可求做的功，停住不动和沿水平方向不做功，根据P=

可知，做的功不变，改变的是时间，提升时间是2s，全程时间是10s，可求全程的功率．

解答：

解：

吊车对货物做功W=Gh=1500N×2m=3000J；

停留时间和水平移动时，在重力的方向上没有移动距离，所以这段时间，吊车对物体不做功；

所以10s内吊车的功率为P=

=

=300W．

故选A．

点评：

本题考查功和功率的计算，关键是知道做功的条件是，有力作用在物体上，物体在力的方向上移动距离．

7．建筑工地上，起重机几分钟内就能把所需的砖送到楼顶，如果人直接用滑轮组来提升则需要几个小时，其原因是（　　）

A．起重机的功率大，做功多B．起重机的机械效率高，做功慢C．起重机的功率大，做功快D．起重机的机械效率高，做功多

考点：

功率大小的比较。

专题：

控制变量法。

分析：

（1）起重机和人把相同的砖运到楼顶，对砖做功相同，起重机用时少，做功快，功率大．

（2）起重机和人对砖做功相同，做的有用功相同，起重机做的额外功比人做的额外功多，做的总功多，有用功在总功中的比值小，机械效率低．

解答：

解：

A、起重机和人对砖做功相同，起重机用时少，做功快，功率大．起重机和人用滑轮把相同的砖都运到楼顶，做功相同．不符合题意．

B、起重机和人做的有用功相同，起重机做的额外功多，有用功与总功的比值小，机械效率低．不符合题意．

C、起重机和人对砖做功相同，起重机用时少，做功快，功率大．符合题意．

D、起重机和人做的有用功相同，起重机做的额外功多，有用功与总功的比值小，机械效率低．起重机和人用滑轮把相同的砖都运到楼顶，做功相同．不符合题意．

故选C．

点评：

（1）功率是表示物体做功快慢的物理量，比较物体做功快慢有两种方法：

完成相同的功用时越少做功越快；用时相同时完成的功越多做功越快．

（2）功率表示物体做功快慢，物体做功快功率大；机械效率是有用功和总功的比值，有用功在总功中占的比值越大，机械效率越高．功率大小和机械效率高低没有关系．

8．（2009•烟台）用四个完全相同的滑轮和两根相同的绳子组成如图所示的甲．乙两个滑轮组，不计绳子与滑轮的摩擦，则甲．乙两个滑轮组相比较，说法正确的是（　　）

A．甲滑轮组最省力，机械效率也最高B．乙滑轮组最省力，机械效率也最高C．两个滑轮组省力程度不同，机械效率相同D．两个滑轮组省力程度不同，机械效率也不同

考点：

滑轮（组）的机械效率。

分析：

（1）在不计摩擦的情况下，若有n段绳子在拉重物，则

．

（2）机械效率是指有用功占总功的百分比，而有用功和额外功之和称为总功．增大机械效率的方法有二：

一是增大有用功，即拉更重的重物；二是减小额外功，如减小摩擦、减轻动滑轮重．

解答：

解：

（1）从图中可以看出，甲图是有两段绳子在拉重物，故

；

乙图有三段绳子在拉重物，故

．所以两个滑轮组的省力程度不同．

（2）因为两图的动滑轮和绳子是完全相同的，对比分析中所述增大机械效率的方法，可知两滑轮组的机械效率是相同．

故选C．

点评：

增大机械效率的题目有时判断起来会比较麻烦，甚至有些会超出学生的判断能力．故判断此类题时要抓住上课时老师讲的增大机械效率的方法，如果不符，说明机械效率就是不变的．不需要进行更深入的研究．

9．下列哪种机械是不可能存在的（　　）

A．机械效率等于1的机械B．做功慢，但机械效率高的机械C．机械效率低，但做功多的机械D．既省力又省功的机械

考点：

功的原理；机械效率；功率的概念。

专题：

应用题。

分析：

（1）任何机械本身都受到重力的作用，相对运动的零件间又存在摩擦，所以使用任何机械，除了做有用功外，都不可避免地要做额外功，这时动力所做的总功等于有用功加额外功，有用功跟总功的比值叫机械效率．

（2）使用机械可以省力、可以省距离，但不能省功．

解答：

解：

A、任何机械本身都受到重力的作用，相对运动的零件间又存在摩擦，所以使用任何机械，除了做有用功外，都不可避免地要做额外功，机械效率总小于1，机械效率等于1的机械不存在；

B、做功慢，说明机械的功率小，机械效率可能高、也可能低，做功慢但机械效率高的机械存在；

C、机械效率低，说明有用功跟总功的比值小，做的功可能多，机械效率低但做功多的机械存在；

D、使用机械可以省力但要费距离、也可以省距离但要费力，不能既省力又省距离，不能省功，既省力又省功的机械不存在．

故选AD．

点评：

本题考查了学生对功的原理、机械效率的概念的了解与掌握，要求灵活运用所学知识分析判断．

10．从高空静止释放一物体，不计空气阻力，释放时物体的机械能是500J，那么（　　）

A．释放时物体的重力势能小于500JB．下落过程中物体的机械能不变C．物体落地时的动能是500JD．物体落地时的机械能大于500J

考点：

机械能。

专题：

应用题。

分析：

机械能包括动能和势能；动能的大小与质量和速度有关；重力势能大小与质量和高度有关；在动能和重力势能的转化中，若不计外界因素的影响，机械能的总和将保持不变．

解答：

解：

A、从高空静止释放一物体，不计空气阻力，释放时物体只具有重力势能，机械能是500J，也就是重力势能为500J；故A错误；

B、在没有空气阻力的情况下，物体自由下落时，重力势能转化为动能，没有能量的损失，即机械能的总和不变；故B正确；

C、物体落地时，重力势能全部转化为动能，释放时的机械能全部为重力势能500J，故落地时的动能也未500J；故C正确；

D、在没有空气阻力的情况下，物体自由下落时，重力势能转化为动能，没有能量的损失，即机械能不变，仍为500J，故D错误；

故选BC．

点评：

判断动能和势能的转化过程中的机械能变化情况，关键看题目提供的条件（或环境）．

二、填空题：

11．某步枪的枪膛长0.5m，火药对子弹的平均推力是500N，用此步枪击中前方100m的靶，则推力对子弹做的功为　250J　．

考点：

功的计算。

专题：

应用题。

分析：

功等于作用在物体上的力和物体在力的方向上移动距离的乘积．知道枪膛长和推力，用公式W=Fs计算．

解答：

解：

由W=FS得，W=500N×0.5m=250J；

故答案为：

250J．

点评：

注意子弹离开枪膛后就不再受火药的推力，火药推力只在枪膛里面做功；子弹在空中运动的100m，是由于惯性是由于惯性向前运动的，火药推力不在做功．

12．体重相同的甲乙两个同学同时从一楼登上四楼，甲慢走乙快跑上楼，登上四楼时两人做的功W甲　等于　W乙；两人做的功率P甲　小于　P乙．（填“大于”“小于”“等于”）

考点：

功的计算；功率的计算。

专题：

应用题。

分析：

（1）知道两同学的体重相同，登上四楼上升的高度相同，利用功的公式可知甲乙两同学登楼做功的大小关系；

（2）由甲慢走乙快跑上楼可知：

两同学的做功时间不同，t甲＞t乙，根据功率公式得出他们的功率关系．

解答：

解：

∵甲、乙两同学的体重相同，都是从一楼登上四楼，上升的高度相同，

∴由W=Gh可知：

登上四楼时两人做的功相等．

又∵甲慢走乙快跑上楼，

∴t甲＞t乙，

由P=

得：

在甲、乙两同学上楼所做功相同时，所用时间越小，功率越大，

∴甲、乙两同学上楼做功功率：

P甲＜P乙．

故答案为：

等于；大于．

点评：

本题考查了功的计算、功率的计算，灵活的选用公式是关键，属于易错题．

13．（2009•安顺）如图所示，已知斜面长5m，高2m，拉力为70N．利用这个装置将重为100N的物体在5s内匀速从斜面的底端拉到顶端．则拉力做功的功率为　70　W，该装置的机械效率为　57%　（计算结果保留两位有效数字）．

考点：

功率的计算；机械效率的计算；斜面的机械效率。

专题：

计算题。

分析：

已知物体重和斜面高度可算W有用=Gh．已知拉力和距离可算W总=FS．知道时间可算拉力的功率．

解答：

解：

拉力做功的功W总=FS=70N×5m=350J．

拉力做功的功率为P总=

=

=70W．

W有用=Gh=100N×2m=200J；

装置的机械效率为η=

=

=57%．

故答案为70；57%．

点评：

本题考查功率的计算，有用功和总功的计算，以及机械效率的计算．

14．（2004•南通）如图为某举重运动员在0.5s内由支撑到起立将杠铃举起过程中拍摄的两张照片，杠铃的质量为100kg，则杠铃重为　1000　N．已知照片中杠铃的实际直径是40cm，根据照片可算出该运动员在上述过程中对杠铃做功的平均功率约为　1200　W．（g取10N/kg）

考点：

功率的计算；长度的估测；重力的计算。

专题：

答案开放型。

分析：

（1）已知了杠铃的质量，代入重力计算公式，即可求解第一问；

（2）可先对杠铃在竖直方向上移动的距离进行估测，然后代入功率的计算公式中进行求解即可．

解答：

解：

已知m=100kg，t=0.5s，杠铃上升的距离：

S≈1.5×40cm=0.6m；

所以：

G=mg=100kg×10=1000N，P=

=

=1200W；

故答案为：

1000，1200．（第二空的答案不唯一）

点评：

此题考查了重力和功率的计算，在第二问的求解中，还要能对长度做出估测，难度适中．

15．古诗文中有许多描述自然现象的优美诗句．如“无边落木萧萧下，不尽长江滚滚来”，从物理学的角度看，滚滚奔流的长江具有巨大的　机械能　．

考点：

机械能。

专题：

应用题。

分析：

滚滚流动的长江水具有动能，长江水由地势高的地方流向地势低的地方，地势越高，水具有的重力势能越大；动能和势能的总和称为机械能；可见从物理学的角度看，滚滚奔流的长江具有巨大机械能．

解答：

解：

流动的长江水具有动能；水位的高低显示了水的重力势能大小；重力势能的总和称为机械能；

故答案为：

机械能．

点评：

此题考查了机械能的概念，机械能包括动能和势能．

三、实验计：

16．（2009•重庆）在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，某同学用如图所示的同一滑轮组分别做了三次实验，实验数据记录如下：

实验

次数

钩码

重/N

钩码上升

的距离/cm

弹簧测力计

的渎数/N

弹簧测力计上

升的距离/cm

机械效率

1

2

8

0.8

24

83.3%

2

4

5

1.5

15

88.9%

3

6

10

90.9%

（1）在表中的空格处填上适当的数据；（机械效率用百分数表示，保留一位小数）

（2）在实验操作中应竖直向上　匀速　拉动弹簧测力计；

（3）从实验数据分析得出：

使用同一滑轮组，　增加提升的物体的重力　可以提高滑轮组的机械效率；

（4）滑轮组的机械效率可能还与其它因素有关，请你作出恰当的猜想：

滑轮组的机械效率与　滑轮组动滑轮的重力　有关（写出一种影响因素即可）．

考点：

滑轮（组）机械效率的测量实验；滑轮（组）的机械效率。

专题：

实验探究题。

分析：

（1）由表中数据分析可知，滑轮组由三股绳子承担；先求有用功和总功，利用机械效率的计算公式进行计算即可；

（2）利用力的平衡条件，只有匀速拉动弹簧测力计，测力计的示数才等于拉力的大小；

（3）利用机械效率的公式分析，在额外功不变的情况下可以增大有用功的大小，从而增大机械效率；

（4）利用机械效率公式分析，影响机械效率的大小的因素关键是额外功，所以只要符合条件即可．

解答：

解：

（1）由表中数据分析可知，钩码上升8cm，弹簧测力计上升24cm，所以滑轮组由三股绳子承担；

所以，第三次实验弹簧测力计上升h=10cm×3=30cm；

利用机械效率公式得

，所以弹簧测力计的示数是F=2.2N．

所以第二次实验的机械效率为

；

（2）根据力的平衡条件可知，只有匀速拉动弹簧测力计，测力计的示数才等于拉力的大小；

（3）根据机械效率的公式分析，在额外功不变的情况下可以增大有用功的大小，即增加提升的物体的重力，从而增大机械效率

（4）滑轮组的机械效率可能还与动滑轮的重力大小、绳子与滑轮之间的摩擦力的大小有关

故答案为：

（1）88.9%；2.2；30；

（2）匀速；

（3）增