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1、单元检测三(时间:60分钟满分:100分)一、选择题(本题共12小题,每小题3分,共36分)1.如图所示,使用时属于费力杠杆的是()答案A2.九年级学生小华从一楼步行到三楼,用时0.2 min,他步行的路程约为12 m,下列估算正确的是()A.小华步行的平均速度约为0.5 m/sB.小华步行的平均速度约为0.75 m/sC.小华克服重力做的功约为3 000 JD.小华克服重力做的功约为4 500 J答案C解析小华步行的平均速度v=st=12m0.260s=1m/s,故选项A、B错误;小华的质量约为m=50kg,小华受到的重力G=mg=50kg10N/kg=500N,一楼到三楼的高度约为h=6m
2、,小华重力做的功W=Gh=500N6m=3000J,故选项C正确,选项D错误。3.用如图所示的滑轮组在10 s内将300 N的重物匀速提升3 m,已知动滑轮重30 N,不计摩擦,则()A.利用滑轮组所做的有用功是450 JB.绳子自由端移动的速度是0.9 m/sC.拉力的功率是99 WD.滑轮组的机械效率是80%答案C4.如图所示,蹦极运动的简化示意图,弹性绳一端固定在O点,另一端系住运动员,运动员从O点自由下落,到A点处弹性绳自然伸直。B点是运动员受到的重力与弹性绳对运动员拉力相等的点,C点是蹦极运动员到达的最低点(忽略空气阻力),下列说法正确的是()A.从O点到C点运动员速度一直减小B.从
3、O点到C点运动员的机械能一直在增大C.从O点到C点运动员的机械能一直在减小D.从O点到A点运动员的机械能不变答案D解析从O点到B点的过程中,重力大于绳的拉力,运动员的速度一直增大,从B点到C点的过程中,重力小于绳的拉力,运动员的速度一直减小,故从O点到C点的过程中,运动员的速度先增大后减小,选项A错误;忽略空气阻力,在整个过程中,只有动能和势能的相互转化,机械能不变,故选项B、C错误,选项D正确。5.园艺师傅使用如图所示的剪刀修剪树枝时,常把树枝尽量往剪刀轴O靠近,这样做的目的是()A.增大阻力臂,减小动力移动的距离B.减小动力臂,减小动力移动的距离C.增大动力臂,省力D.减小阻力臂,省力答案
4、D解析由题图可知,修剪树枝的剪刀使用时是省力杠杆,把树枝尽量往剪刀轴O靠近,目的是减小阻力臂,从而更省力。6.关于功、功率、机械效率,下列说法正确的是()A.功率越大,做功越快,机械效率越大B.做功越少,功率越小,机械效率越小C.功率越大,反映做功越快,与机械效率无关D.机械效率越大,表明它做的功越多答案C解析功率是单位时间内做的功的多少,是表示做功快慢的物理量,大小与做功多少和时间有关;机械效率是有用功与总功的比值。功率大,说明做功快,但不能说明机械效率越大,故选项A错误;功率与做功多少和时间有关,做功少,功率不一定小,机械效率不一定小,故选项B错误;功率越大,反映做功越快,与机械效率无关,
5、选项C正确;机械效率越大,说明有用功与总功的比值大,做功不一定多,故选项D错误。7.(2018山东临沂中考)如图所示,单摆中的小球在ABC间不停地往复运动,如果不考虑阻力的影响,以下说法错误的是()A.小球在A、C处的势能最大B.小球在B处只受重力作用C.小球由A到B过程中,重力势能转化为动能D.小球运动到C处时,如果受到的外力全部消失,将保持静止答案B8.图甲中力F1水平拉动重为G的物体A在水平路面匀速移动了s。改用滑轮组拉动A在同一路面匀速移动了s,拉力为F2(如图乙)。此过程滑轮组()甲乙A.总功为F2sB.额外功为F1sC.机械效率为GsF2(3s)D.额外功为3F2s-F1s答案D9
6、.如图所示,当水平拉力F=50 N时,恰好可以使物体A沿水平地面向右做匀速直线运动。已知物体重为200 N,所受地面的摩擦力约为80 N,假如在5 s时间内,物体水平移动了0.6 m,不计绳和滑轮的自重,则在此过程中()A.拉力F做功为30 JB.物体重力做功为120 JC.拉力F做功的功率为12 WD.该装置的机械效率约为60%答案C10.小刚和小明分别用沿斜面向上的力F甲、F乙把同一重物匀速拉到两个斜面的顶端,若两个斜面光滑、等高,甲斜面长4 m,乙斜面长5 m,所做的功分别是W甲、W乙,则下列说法正确的是()A.使用甲斜面比使用乙斜面要省功B.甲斜面的机械效率比乙斜面的机械效率高C.拉力
7、F甲与F乙之比为54D.两个拉力做功W甲与W乙之比为45答案C解析因为斜面光滑,说明摩擦力为0,使用光滑的斜面时没有额外功,所以两个斜面的机械效率都是100%,选项B错误;把同一物体沿斜面分别拉到顶端,G和h相同,由W=Gh可知两次做的功相同,即W甲=W乙,选项A、D错误;根据题意可知,甲斜面的长度s甲=4m,乙斜面的长度s乙=5m,根据公式W=Fs可知,F甲F乙=W甲s甲W乙s乙=s乙s甲=54,选项C正确。11.(多选)质量相等的甲、乙两车,在同一平直公路上向东行驶,它们行驶过程中的路程与时间图象如图所示,则下列说法正确的是()A.在行驶过程中,甲车的动能比乙车的动能大B.以乙车为参照物,
8、则甲车向西行驶C.若两车行驶过程中受到的阻力相等,则甲车受到的牵引力较大D.若两车行驶过程中受到的阻力相等,则甲、乙两车的功率之比为94答案AD解析由图象可知,两车的位置都随时间均匀变化,故车做的是匀速直线运动,甲的距离增加得快,故甲的速度比乙的速度大,且两车质量相等,则甲的动能比乙的大,故选项A正确;甲的速度比乙大,则以乙车为参照物,甲向前运动,即向东运动,故选项B不正确;两车都做匀速直线运动,受力平衡,若两车行驶过程中受到的阻力相等,则牵引力也相等,故选项C不正确;由题图可求得:甲的速度为30m/s,乙的速度为403m/s;受到的阻力相等时,由P=Fv得功率之比为P甲P乙=94,故选项D正
9、确。12.如图所示,用大小相等的拉力F,分别沿斜面和水平面拉木箱,拉力方向和运动方向始终一致,运动时间tabtcd,运动距离sab=scd,比较两种情况下拉力所做的功和功率()A.ab段做功较多B.ab段与cd段的功一样多C.ab段功率较大D.ab段与cd段的功率一样大答案B二、填空题(本题每空2分,共26分)13.雪橇是雪地常见的交通工具。若狗拉着雪橇以10 m/s的速度在水平雪地上沿直线匀速滑行,雪橇受到的阻力是200 N,则狗在5 min内做了J的功,功率为W。答案61052103解析雪橇在5min内移动的距离s=vt=10m/s560s=3000m,雪橇匀速滑行,狗拉雪橇的拉力F=Ff
10、=200N,则狗所做的功W=Fs=200N3000m=6105J,功率为P=Wt=6105J300s=2103W。14.如图所示,小明正在做俯卧撑,把他的身体看作一个杠杆,O为支点,A为重心,他的体重为550 N。地面对手的支持力F的力臂是m,支持力F的大小为N。答案1.5330解析由题图可知,地面对手的支持力F的力臂l1=0.9m+0.6m=1.5m;根据杠杆的平衡条件,Fl1=Gl2,即F1.5m=550N0.9m,则F=330N。15.工人站在地面上,用定滑轮将27 kg的物品吊运到10 m高处,使用定滑轮的优点是。若不计绳重和摩擦,匀速吊运所需的拉力是N;若匀速吊运时的实际拉力是300
11、 N,则人所做的有用功是J,定滑轮的机械效率是。(g取10 N/kg)答案改变施力方向2702 70090%解析使用定滑轮的优点是可以改变施力的方向;若不计绳重和摩擦,匀速吊运所需的拉力F=G=mg=27kg10N/kg=270N,若匀速吊运时的实际拉力是300N,则人所做的有用功W有=Gh=270N10m=2700J,总功W总=Fs=300N10m=3000J,机械效率=W有W总=2700J3000J100%=90%。16.如图所示,小华同学在测滑轮组机械效率的实验中,应竖直向上拉动绳子的自由端。若钩码G重为3 N,小华所用拉力F为1.2 N,则滑轮组的机械效率为;若换成重为 5 N 的钩码
12、G再进行实验,此滑轮组的机械效率将(选填“变大”“变小”或“不变”)。答案匀速83.3%变大解析实验时,应竖直向上匀速拉动绳子的自由端。滑轮组的机械效率=W有W总=G3F=3N31.2N100%83.3%,若钩码重力增大,滑轮组的机械效率变大。17.(2018山东临沂中考)小明用如图所示的动滑轮提起重力为140 N的水桶,动滑轮重20 N(不计绳重和摩擦),小明拉绳子的动力为 N;如果向水桶内再加入重力为40 N的水,提起时动滑轮的机械效率(选填“变大”“变小”或“不变”)。答案80变大三、实验探究题(本题共20分)18.(6分)小明利用铁架台、带有分度值为1 cm刻度尺的杠杆、细线、若干钩码
13、等实验装置探究杠杆的平衡条件。(1)在挂钩码前,小明发现杠杆左端高,右端低(如图甲所示),他应将杠杆两端的平衡螺母向(选填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置平衡。(2)接着小明在杠杆的两端挂上不同数量的钩码,移动钩码的位置,保持杠杆在水平位置平衡,则杠杆两侧受到的作用力大小(选填“大于”“等于”或“小于”)各自钩码所受重力大小。设右侧钩码对杠杆施的力为动力F1,则动力臂l1大小(如图乙)为 cm。(3)改变钩码数量与位置,获取多组测量数据,填入记录表中,根据表中的数据得出杠杆的平衡条件是F1l1=F2l2,据此,实验测量数据记录表中第3次实验中的空格应填。实验测量数据记录表:实验次序动力F
14、1/N动力臂l1/cm阻力F2/N阻力臂l2/cm12.05.01.010.022.010.02.010.032.015.03.0(4)测量多组数据的目的是(选填“减小实验误差”或“避免实验结论具有偶然性”)。答案(1)左(2)等于10.0(3)10.0(4)避免实验结论具有偶然性解析(1)由题图知,左端较高,所以平衡螺母应向左调节。(2)杠杆两侧受到的作用力大小等于各自钩码所受重力大小;动力臂大小可以直接从杠杆上读出为10.0cm。(3)根据杠杆平衡条件:F1l1=F2l2,代入数据:2.0N15.0cm=3.0Nl2,解得l2=10.0cm。(4)在实验中,获取多组测量数据,这样可以减少实
15、验的偶然性,并避免实验结论具有偶然性。19.(4分)在测定动滑轮机械效率的实验中,小明用如图所示的动滑轮提升钩码,改变钩码的数量,正确操作,实验数据如下:实验序号钩码重G/N钩码上升高度h/cm拉力F/N绳端移动的距离s/cm1.020.00.740.02.020.01.240.03.020.01.740.0(1)实验时,用手竖直向上拉动弹簧测力计,使挂在动滑轮下的钩码缓缓上升。(2)第次实验时测得动滑轮的机械效率为。(3)第次实验时,钩码上升的速度为0.05 m/s,则拉力的功率为W。(4)由表中实验数据分析可知,同一动滑轮,所提升物重增大,机械效率将(选填“增大”“减小”或“不变”)。答案
16、(1)匀速(2)71.4%(3)0.17(4)增大解析(1)实验时,应用手匀速拉动弹簧测力计,使挂在动滑轮下的钩码缓缓上升。(2)第次实验时测得动滑轮的机械效率=W有W总=G1h1F1s1=1N0.2m0.7N0.4m100%71.4%。(3)第次实验时,钩码上升的速度为v=0.05m/s,绳子自由端上升的速度为v=20.05m/s=0.1m/s,则拉力的功率P=Wt=Fst=Fv=1.7N0.1m/s=0.17W。(4)根据表中数据,的效率2=G2h2F2s2=2N0.2m1.2N0.4m100%83.3%;的效率3=G3h3F3s3=3N0.2m1.7N0.4m100%88.2%。根据三次
17、的机械效率及物重的变化,可得同一动滑轮所提升重物增大,机械效率将增大。20.(6分)下图是探究动能的大小与哪些因素有关的实验。(1)用质量不同的A、B两个小球(mAmB)碰撞静止在同一水平面上的纸盒。实验中控制小球的高度相同,是为了控制两球到达底端时相同;实验中,通过观察纸盒被推动的距离的大小,可以比较A、B两个小球的的大小。(2)将甲与乙两实验比较可知,小球动能的大小与小球的有关。将甲与丙两实验比较可知,小球动能的大小与小球的有关。(3)本次实验采用物理中最常用的一种实验方法是。答案(1)速度动能(2)速度质量(3)控制变量法解析(1)实验中控制小球的高度相同,是为了控制两球到达底端时速度相
18、同;实验中通过观察纸盒被推动的距离的大小,可以比较A、B两个小球的动能的大小。(2)由题图甲、乙可知,在质量一定时,物体的速度越大,动能越大,说明小球的动能的大小与小球的速度有关;由题图甲、丙可知,在速度一定时,物体的质量越大,动能越大,说明物体动能的大小与物体的质量有关。(3)通过以上分析可知,本次实验采用的是控制变量法。21.(4分)某同学想利用杠杆的平衡条件来测量刻度尺的质量。(1)将刻度尺平放在支座上,左右移动刻度尺,找出能够使刻度尺在水平位置保持平衡的支点位置,记下这个位置,它就是刻度尺的。(2)如图所示,将质量为m1的物体挂在刻度尺左边某一位置,向(选填“左”或“右”)移动刻度尺,
19、直到刻度尺能够在支座上重新保持水平平衡。记录物体悬挂点到支座的距离l1和刻度尺的到支座的距离l2。(3)根据杠杆的平衡条件,可以计算出刻度尺的质量m=(用题目中所给物理量表示)。答案(1)重心(2)右重心(3)m1l1l2解析(1)由二力平衡的条件知,当刻度尺在水平位置保持平衡时,刻度尺受到的重力和支点对刻度尺的支持力是一对平衡力,故此时的支点位置就是刻度尺的重心。(2)将物体挂在刻度尺的左边,要使杠杆平衡,应将支点左移,即向右移动刻度尺。此时物体的悬挂点到支座的距离l1和刻度尺的重心到支座的距离l2即为动力臂和阻力臂。(3)由杠杆的平衡条件知,m1gl1=mgl2,故刻度尺的质量m=m1l1
20、l2。四、综合计算题(本题共18分)22.(8分)如图所示,重力不计的木棒AOB可绕支点O无摩擦转动,木棒AB长为3 m,均匀正方体甲的边长为 10 cm,物体乙的质量为 5.6 kg。当把甲、乙两物体用细绳分别挂在木棒的两个端点A、B上时,木棒在水平位置平衡,此时物体甲对地面的压强为3 000 Pa,支点O距A点1.6 m。g取10 N/kg。求:(1)物体乙受到的重力。(2)物体甲受到的支持力。(3)物体甲的密度。答案(1)56 N(2)30 N(3)7.9103 kg/m3解析(1)G乙=m乙g=5.6kg10N/kg=56N。(2)甲的底面积为S甲=(0.1m)2=0.01m2,甲对地
21、面的压力为F甲=pS甲=3000Pa0.01m2=30N,甲对地面的压力与地面对甲的支持力是一对作用力与反作用力,大小相等,所以地面对甲的支持力大小为30N,方向竖直向上。(3)AB是以O点为支点的杠杆,l1=OA=1.6m,l2=OB=3m-1.6m=1.4m,FB=G乙=56N,根据杠杆平衡条件得:FA1.6m=56N1.4m,解得:FA=49N。则甲物体的重力为G甲=F甲+FA=30N+49N=79N,甲的体积为V甲=(0.1m)3=10-3m3甲物体的密度为甲=G甲gV甲=79N10N/kg10-3m3=7.9103kg/m3。23.(10分)如图所示,杠杆MON在水平位置保持静止,A
22、、B是实心柱形物体,它们受到的重力分别是GA=13.8 N,GB=10 N,B的底面积SB=40 cm2,柱形容器中装有水,此时水的深度h1=12 cm,容器的底面积S容=200 cm2,B物体底面离容器底的距离h0=5 cm,已知MOON=23,水=1.0103 kg/m3,g取10 N/kg。(1)求水对容器底的压强和水对B物体的浮力。(2)求A物体对水平地面的压力。(3)若打开开关K缓慢放水,当A物体对水平地面压力刚好为零时,求容器中所放出水的质量。答案(1)1 200 Pa2.8 N(2)3 N(3)0.8 kg解析(1)p=水gh=1200Pa。V排=SB(h1-h0)=2.810-4m3F浮=水gV排=2.8N。(2)FN=GB-F浮=7.2N由杠杆的平衡条件可知FNON=FMOM则FM=ONOMFN=10.8NF压=GA-FM=3N。(3)当F压=0时,FM=GA=13.8NFN=OMONFM=9.2NF浮=GB-FN=0.8NV排=F浮水g=810-5m3h=V排SB=2cmV排=(S容-SB)(h1-h0-h)=810-4m3m水=水V排=0.8kg。