功和机械能单元检测有答案解析Word格式.docx
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A.提着水桶在水平地面上匀速前进B.扛着米袋慢慢爬上楼梯
C.用力推汽车,汽车没动D.举着杠铃原地不动
7.如图所示,捻动滚摆的轴使其升高后释放,观察滚摆运动过程,长时间后滚摆停止上下滚动.下列说法正确的是
A.滚摆下降时,重力势能减小,动能减小
B.滚摆到最低点后又上升,重力势能转化为动能
C.滚摆整个运动过程中,机械能守恒
D.滚摆每次上升的高度逐渐减小,说明滚摆的机械能减小
8.某学习小组想通过实验来探究“影响滑轮组的机械效率的因素”.他们作出如下猜想:
甲:
滑轮组的机械效率与绳子的绕法有关
乙:
滑轮组的机械效率与提起物重有关
丙:
滑轮组的机械效率与动滑轮的重力有关
接着他们设计了如图所示的实验,(其中①②③中使用的动滑轮重力为G1,④中使用的动滑轮重力为G2,G1≠G2,且不考虑绳重和摩擦),关于他们的实验过程,下列说法中不正确的是()
A.根据①、②两次实验可探究猜想甲
B.根据②、③两次实验可探究猜想乙
C.根据①、④两次实验可探究猜想丙
D.为使实验结论更可靠,还应注意每探究一种情况,都需进行多次实验
9.跳远运动的几个阶段如图所示,则运动员
A.在助跑阶段,动能不变
B.在起跳时,机械能最小
C.在最高点时,动能最大
D.从起跳到最高点的过程中,部分动能转化为重力势能
三、填空题(题型注释)
10.某同学用100牛的力作用在杠杆上,把物体举高了0.3米,这时手下降1.2米,被举高的物体重力是________牛,该同学做了焦的功,(不计杠杆自重和摩擦).
11.某商场二楼到三楼的自动扶梯高度是4m扶梯长6m,赵然同学体重500N,自动扶梯把赵然同学从二楼运送到三楼的过程中对他做功_________J,如果要测算自动扶梯对他做的功率,还应该测量的物理量是_____________。
12.如图所示是世界最长的跨海大桥——杭州湾跨海大桥,全长36km,大桥于2008年5月1日通车.通车后,上海到宁波的陆路距离缩短约120km.一辆小轿车以100km/h的速度匀速行驶,则上海到宁波的行车时间可以大约减少_______h;
以桥栏杆为参照物,驾驶员是的(选填“静止”或“运动”);
在水平桥面上匀速行驶的轿车具有能;
大桥在水中的倒影是(选填“凸透镜”或“平面镜”)所成的像.
13.在某工地的施工中,工人师傅用如图所示的装置拉起36kg的重物,所用拉力是200N,则该装置的机械效率为,若想进一步提高效率,可以对装置采取的措施是(答一项即可):
。
(g=10N/kg)
14.据报道:
我国一家厂商发明了一种“手机自生能”技术。
每摇一分钟可通话两分钟。
如果将手机上下摇动一次,相当于将质量为200g的重物举高10cm,每秒约摇一次。
则根据报道可知,在不考虑能量损耗的情况下,每摇一次可以获得的能量为J,该手机使用时的功率约为W。
15.某厂家生产的一种软饮料上面贴有“低热量”的标签,并且标签上标明“每100mL产生2.1×
l03J的热量”.某同学喝了500mL这种饮料后,获得的热量为_________J.这些热量如果被100g水完全吸收,可使水的温度升高_________℃,他想用沿台阶登山的方式来消耗此次摄入的热量,如果该同学的质量为50.0kg,为了达到此目标,他需要匀速登上_________m高的台阶(g取10N/kg,其他热量损耗不计).
16.如图所示,沿斜面向上拉一个重为4.5N的物体到斜面顶端,斜面长1.2m,高0.3m,拉力做功为2.16J,则这个斜面的机械效率是%,物体受到的摩擦力是N。
17.粗糙水平面上有一个重为100N的物体,用10N的水平推力使其在10s内运动30m,则推力做的功为J;
推力的功率是W。
四、实验题(题型注释)
18.我国自行生产的混合动力汽车已经服务于生活,混合动力汽车由一台内燃机和一台电机组成,这台电机既可以充当电动机驱动汽车,又可以充当发电机给蓄电池充电.混合动力汽车启动时,内燃机并不工作,蓄电池通过电机向车轮输送能量;
当需要高速行驶或蓄电池储存电能过低时,内燃机启动,向车轮输送能量,并通过电机给蓄电池充电.
(1)内燃机工作时,是燃油燃烧时释放出的能转化为能.
(2)
某种型号的混合动力汽车,所用的镍氢蓄电池组的部分参数如表所示.
输出电压/V
300
额定功率/kW
30
最大容量/kW·
h
质量/kg
320
汽车上的电机(充当电动机)的额定功率应该(大于/等于/小于)30kW.简单说明你判断的理由.
(3)测试人员驾驶该车在平直公路上匀速直线行驶0.5h,观察仪表盘,发现这段时间内汽车消耗燃油5kg,车速为50km/h,蓄电池组储存的电能由最大值的80%增加到最大值.燃油的热值为4.6×
107J/kg.汽车行驶时所受阻力f和车速v的关系如图所示.
①完全燃烧燃油5kg能放出J的热量.
②汽车发动机的牵引力为,牵引力做功为J.
19.(5分)某小组使用几个相同的滑轮分别进行机械效率的测定,如图。
他们将测得钩码重G、拉力F、钩码上升的高度h、测力计移动的距离s,并将计算出的有用功W有用、总功W总和机械效率η数据一并记入下表:
(1)实验时,应沿竖直方向______拉动弹簧测力计。
(2)表格中数据η=____;
(3)比较实验1、2,第2次的机械效率较低,主要原因是;
(4)比较实验2、3,影响这两次实验机械效率不同的主要因素是,使用滑轮组的优点是。
五、作图题(题型注释)
20.如图所示,工人用滑轮组提升重240N的物体,所用的拉力为150N,在右侧手向下拉绳子自由端,使绳子自由端在5s内匀速下降了4m.求:
(1)在图中用笔画线代替细绳组装滑轮组;
(2)拉力的功率;
(3)滑轮组的机械效率.
六、计算题(题型注释)
21.(7分)将重为16N的物体用图示装置匀速提升2m,拉力F=10N,不计轮轴间摩擦及绳重,求:
(1)动滑轮所受重力的大小;
(2)该过程中的有用功W有;
(3)该装置的机械效率η.
22.(8分)飞机的发动机是一种热机,通过航空煤油在气室中燃烧,从喷口向后高速喷出气体,使发动机获得向前的推力,高空中某飞机获得1.6×
105N的水平推力,以600km/h的速度沿水平方向匀速航行1h,需要完全燃烧热值为4×
107J/kg的航空煤油4000kg.求1h内:
(1)飞机的航程;
(2)发动机所做的功;
(3)航空煤油完全燃烧放出的热量;
(4)发动机的热机效率.
参考答案
1.D
【解析】A、人通过安全通道时,在重力的方向上移动了距离,人的重力做了功,故A正确;
B、禁止汽车鸣笛,是为了在声源处控制噪声的产生,故B正确;
C、由图知,使用小车时,动力臂大于阻力臂,是省力的,故C正确;
D、戴安全帽通过增大受力面积减小重物砸在头上时产生的压强,故D错.
故选D.
2.D
【解析】
试题分析:
A小球在1、2位置的高度相同,所以重力势能相同;
由于小球与空气之间有摩擦,小球的机械能逐渐减小,所以小球在1处的机械能大于小球在2处的机械能;
不符合题意;
B小球在1、2位置的高度相同,所以重力势能相同,但在2处的机械能小于1处的机械能,所以小球在2处的动能小于1处的动能,不符合题意;
C由于小球与空气之间有摩擦,小球的机械能逐渐减小,小球在2处的机械能小,不符合题意;
D由于小球在1、2处的高度相同,所以重力势能相同,又由于小球在2处的机械能小,所以小球在2处的动能较小,符合题意;
答案选D。
考点:
动能和势能的大小变化,机械能
3.C
中学生的体重约为500N,该同学从一楼跑到三楼做功为:
WG=Gh=500N×
6m=3000J;
他上楼过程中的功率
,选C。
功率的估算
点评:
解决本题的关键是能够正确估测中学生的重力和楼层的高度,难度不大。
4.D
【解析】飞机空投救灾物资时,速度不变,质量减小,动能减小;
飞机的高度不变,质量减小,重力势能减小,机械能减小。
5.D
不计摩擦和绳重,F甲=(G物+G动)/2=0.6N;
F乙=G物=1N,可得F甲<
F乙,A、B均不符合题意;
甲装置对动滑轮做的功为额外功,而乙装置额外功为零,所以η甲<
η乙,C不符合题意;
答案选D.
滑轮(组)的机械效率
6.B
做功的两个必要因素:
一是作用在物体上的力;
二是物体在力的方向上通过的距离。
不做功的三种情况:
有力无距离、有距离无力、力和距离垂直。
提着水桶在水平地面上匀速前进,力和物体运动方向垂直不做功;
用力推汽车,汽车没动,举着杠铃原地不动,都是有力无距离,人对物体不做功;
扛着米袋慢慢爬上楼梯,满足做功的两个必要因素,人对物体做功。
做功的两个必要因素
7.D
滚摆下降时,高度降低,重力势能减小,运动速度变大,动能增加,所以A错;
滚摆到最低点后又上升,重力势能增大,动能减小,动能转化为重力势能,所以B错;
滚摆整个运动过程中,由于不断地克服摩擦力做功,消耗机械能,所以机械能不守恒,C错;
滚摆每次上升的高度逐渐减小,重力势能变小,说明滚摆的机械能减小,所以D正确;
应选D。
【考点定位】机械能转化
8.C
应用控制变量法,根据实验要探究的问题确定要控制的变量,分析图示实验装置,然后答题.
解:
A、要探究:
滑轮组的机械效率与绳子的绕法有关,需要控制动滑轮的重力相等、提起的重物相同而滑轮组的绕法不同,由图示可知,①、②两次实验符合实验要求,可以探究猜想甲,故A正确,不符合题意;
B、要探究:
滑轮组的机械效率与提起物重有关,应控制滑轮组的绕法相同、动滑轮的重力相同,由图示可知,②、③两次实验符合要求,可以探究猜想乙,故B正确,不符合题意;
C、要探究:
滑轮组的机械效率与动滑轮的重力有关,应控制滑轮组的绕法相同、提起的重物相同,由图示可知,①、④两次实验滑轮组的绕法不同,不符合要求,故C错误,符合题意;
D、为使实验结论更可靠,还应注意每探究一种情况,都需进行多次实验,故D正确,不符合题意;
故选C.
熟练应用控制变量法,分析清楚图示实验现象是正确解题的关键.
9.D
在助跑阶段,速度越来越快,动能变大,故A错误;
当落地时,动能为零,此时的机械能最小,故B错误;
在最高点时速度小于起跳时的速度,所以动能小于起跳时动能,故C错;
在起跳到最高点的过程中,动能变小,重力势能增大,动能转化为重力势能,故D正确;
【考点定位】机械能转化和守恒
10.400、120
【解析】用100牛的力作用在杠杆上,把物体举高了0.3米,这时手下降1.2米,被举高的物体重力是400牛,该同学做了120焦的功.
11.、2000J二楼运送到三楼的时间
【解析】自动扶梯对人做的功W=Gh=500N×
4m=2000J.
已知做的功,要求功率还需要知道运送的时间.
故答案为:
2000;
运送时间.
12.1.2运动动平面镜
上海到宁波的行车时间可以大约减少t=s/v=120km/(100km/h)=1.2h;
以桥栏杆为参照物,驾驶员的位置发生了变化,是运动的;
在水平桥面上匀速行驶的轿车是运动的,具有动能;
平静的水面相当于平面镜,大桥在水中的倒影是平面镜所成的像.
速度的有关计算;
平面镜成像
13.60%,减轻动滑轮重或增加物重或减少摩擦
(1)物体重:
G=mg=36kg×
910N/kg=360N,
由图知n=3,则s=3h,
η=W有/W总=Gh/FS=Gh/F3h=G/3F=336N/200N×
3=60%;
(2)增加提升重物的重力,在动滑轮、摩擦不变的情况下,即额外功不变的情况下,有用功增加了,所以机械效率就提高了.
14.0.20.1
【解析】每摇一次可以获得电能W=Gh=mgh=0.2kg×
10N/kg×
0.1m=0.2J,
该手机通话时的功率P=
=
=0.1W.
15.1.05×
104;
25;
21
知道每100mL产生2.1×
l03J的热量,可求喝500mL这种饮料获得的热量,Q=2.1×
l03J×
5=1.05×
104J,由Q放=Q吸=cm△t,得到水升高的温度
=25℃.沿台阶登山做的功W=Q,而W=Gh=mgh,知道该同学的质量为50.0kg,即:
1.05×
104J=50.0kg×
h,解得:
h=21m.
物质的吸放热公式的应用;
功的计算;
重力的计算.
16.62.5%;
0.675
有用功:
W有用=Gh=4.5N×
0.3m=1.35J;
总功:
W总=Fs=2.16J,斜面的效率:
η=W有用/W总×
100%=1.35J/2.16J×
100%=62.5%;
额外功:
W额=W总﹣W有用=2.16J﹣1.35J=0.81J,因为W额=fs,所以摩擦力大小:
f=W额/s=0.81J/1.2m=0.675N。
【考点定位】机械效率
17.30030
功等于力和力的方向上移动距离的乘积,
推力做功为:
W=Fs=10N×
30m=300J
功率大小等于:
本题中重力不做功,不能用重力大小与水平距离的乘积来计算功。
功、功率的计算
18.
(1)内,机械
(2)小于,电池提供的额定功率只有30KW(3)2.3×
108,20005×
107
(1)内燃机工作时,是燃油燃烧时释放出的内能转化为机械能.
(2)由于电池提供的额定功率只有30KW,所以汽车上的电机(充当电动机)的额定功率应该小于30kW。
(3)燃油放出的热量:
Q放=mq=5kg×
4.6×
107J/kg=2.3×
108J,汽车通过的路程:
S=Vt=50km/h×
0.5h=25km=25000m,
由图象可知,车速为50km/h时,阻力是2000N,牵引力也是2000N,
牵引力做的功:
W1=FS=2000N×
25000m=5×
107J.
19.
(1)匀速
(2)66.6%;
(3)克服动滑轮重力做功(或有用功相同时,使用动滑轮做的额外功多);
(4)摩擦;
可以省力或改变用力方向.
(1)实验时,应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计,这样可以保证物体处于平衡状态,受到平衡力的作用,测量结果更准确
(2)由表格中的数据计算得:
机械效率
=66.6%;
(3)读图可知,第2次实验中滑轮为动滑轮,因此,由于动滑轮重力的存在,使额外功增加,机械效率降低;
(4)读图可知,第2、3两次实验相比较,滑轮组的绕绳方法不同,使得其摩擦力的大小不同,这是造成其机械效率不同的主要因素;
使用滑轮组可以省力,也可以改变用力的方向.
20.
(1)绳的绕法如图所示,用两段绳子承担物重;
(2)120W;
(3)80%.
(1)绳的绕法如答案图所示,用两段绳子承担物重;
(2)W总=FS=150N×
4m=600J,P=
=
=120W;
(3)由图知,n=2,η=
=80%.
滑轮组的机械效率
21.
(1)动滑轮所受重力为4N;
(2)该过程中的有用功为32J;
(3)该装置的机械效率80%.
(1)不考虑绳重和摩擦,F=
(G+G动),动滑轮重:
G动=2F-G=2×
10N-16N=4N;
(2)有用功为:
W有用=Gh=16N×
2m=32J;
(3)该装置的机械效率:
=0.8=80%
答:
(1)动滑轮所受重力为4N;
滑轮组的机械效率
22.
(1)600km
(2)9.6×
1010J(3)1.6×
1011J(4)60%
(1)因为速度
,所以
;
(2)发动机所做的功
(3)航空煤油完全燃烧放出的热量:
(4)发动机的效率:
。
【考点定位】速度公式及其应用;
热量的计算;
热机的效率
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