1、单元检测单元检测(四四) 第八、九章第八、九章 (考试用时:45 分钟 满分:70 分) 一、填空题(每小题 2 分,共 20 分) 1.(2020 云南,改编)如图所示,端午赛龙舟,选手们奋力挥桨划水使船快速前进。船桨属于 杠 杆。 2.(2020 内蒙古通辽,改编)假期,小明坐客车去旅游。当客车行驶到高速公路保持车距标识牌“0 m”处 时,恰好后面一辆小汽车行驶到客车旁,此时客车上速度计显示为“80 km/h”。当客车匀速行驶到标识 牌“100 m”处时,小汽车匀速行驶到了标识牌“200 m”处,此时小汽车的功率为 80 kW,它受到的阻力为 N。(此高速路段限定小汽车最高速度为“120
2、km/h”) 3.(2020 江苏无锡,改编)如图所示,把托板盖在支座上,将小钢球放在托板上,对准支座的正上方,压住 底座,向后弯曲弹性片,松手后弹性片快速打击托板,弹性片的弹性势能转化为托板的 能, 托板飞出。 4.(2019 江苏镇江,改编)自动感应门俯视图如图所示,当有物体进入半径为 2 m的虚线圆(圆心处为 O) 内时,宽度均为 2 m的两扇感应门立即向两边匀速开启,开启速度为 0.1 m/s,感应门在物体离开虚线圆 后关闭,在水平地面上,人用 100 N的水平推力 F推动宽 D=40 cm的货物,使货物的中央沿虚线 s 垂直 地匀速通过该门,从门开始开启到货物被推至门处的过程中,推力
3、 F 做的功为 J。 5.(2020 安徽霍邱县一模)如图所示,让一条形磁铁由静止释放,当磁铁穿过线圈时,线圈中有电流产生, 不计空气阻力,则条形磁铁在下落过程中机械能 (选填“减小”“不变”或“增加”)。 6.(2020 湖北恩施州)如图所示,有斜面长为 l、高为 h 的斜坡和物块等器材,同学们一起探究使用斜面 这种简单机械是否省功,应测量的数值有物块重 G、斜面高 h、 和斜面长 l。 (第 3题图) (第 4题图) (第 5题图) (第 6题图) 7. (2020 安徽砀山一模)如图,在光滑的水平台面上,一轻质弹簧左端固定,右端连接一金属小球,O 点是弹 簧保持原长时小球的位置,压缩弹簧
4、使小球至 A位置,然后释放小球,小球就在 AB 间做往返运动(已知 AO=OB)。小球从 A 位置运动到 B 位置的过程中,小球的动能变化情况是 (选填“一直变 大”或“先增大后减小”)。 8.(2020 浙江衢州,改编)在实际生活中,常用螺丝刀将螺丝钉拧进(出)物体。图甲中正在拧螺丝钉的螺 丝刀,可视为图乙所示的杠杆 AOB,其中 O 为支点,B 为阻力作用点,F2为阻力,动力作用在手柄上。请 画出对应 F2的最小动力 F1的示意图。 9. (2020 安徽无为二模)如图所示,杠杆 AOCB的 A 端吊着一个重为 60 N的物体,AO=BC=40 cm,OC=30 cm,不计杠杆重力及摩擦,
5、要保持杠杆 AOCB 平衡,作用在 B端最小的力 F= N。 10. (2020 安徽合肥包河区一模)如图所示,重力为 300 N的物体在 20 N的水平拉力 F的作用下,沿水平地 面向左做匀速直线运动,滑轮组的机械效率为 80%,则物体与地面滑动摩擦力为 N。 二、选择题(每小题 2 分,共 14 分。每小题给出的四个选项中,只有一个选项是符合题意的) 11.(2020 湖北十堰)下列各种机械中,不省力的机械是( ) 12.(2020 辽宁大连)体育课上,同学们进行投掷铅球的练习。铅球在空中下落时,铅球的( ) A.重力势能变大,速度变小 B.重力势能变小,速度变小 C.重力势能变大,速度变
6、大 D.重力势能变小,速度变大 13. (2020 广东广州)球竖直向上运动,并落回地面,这过程中先后经过 M、S 两点。球在这两点的动能和 重力势能如图所示,则球在 M 点的( ) A.速度比在 S 点的大 B.机械能大于在 S 点的 C.机械能等于在 S 点的 D.离地高度比在 S 点的低 14. (2020 湖南株洲)一根粗细均匀的木棒,斜靠在竖直墙壁上。墙壁光滑,地面粗糙,木棒受到的重力为 G, 墙壁对木棒的弹力为 F,如图所示,现让木棒的倾斜度变小一些至虚线所示位置,木棒仍能静止斜靠在 墙上,则与原来相比,G和 F变化情况为( ) A.G不变,F变小 B.G 不变,F变大 C.G 变
7、化,F变小 D.G变化,F变大 15. (2020 安徽 C20教育联盟一模)如图为九年级同学立定跳远比赛时经历起跳、最高点、落地三个位 置的示意图,则该同学从最高点至落地过程中重力所做的功最接近( ) A.50 J B.100 J C.300 J D.900 J 16. (2020 安徽六安联考)如图,一个轻质杠杆挂 G1和 G2后平衡,下述四种措施中,判断杠杆情况正确的是 ( ) A.使动力和阻力都减小相同大小的力,杠杆 B 端下沉 B.使动力和阻力都增加相同大小的力,杠杆 A 端下沉 C.G1和 G2同时向支点 O移动相同的距离,杠杆 B 端下沉 D.G1和 G2同时向外侧移动相同的距离
8、,杠杆 B 端下沉 17. (2020 广东东莞,改编)在有着“世界工厂”之称的东莞,车间工人们用如图所示的滑轮组把重物提起 3 m的高度,下列关于这个滑轮组工作的说法中,正确的是( ) A.绳子自由端被拉下了 6 m B.这个滑轮组能省距离 C.这个滑轮组费力 D.这个滑轮组能省功 三、实验题(第 18 小题 4分,第 19小题 4 分,第 20小题 8分,共 16 分) 18. (2020 安徽涡阳县月考)小明设计了如图所示装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”。将小球拉 到与竖直方向成一定角度 的位置,然后由静止释放,当小球摆动到竖直位置时,将与静止在水平面上 的木块 C 发生碰撞,木
9、块会在水平面上滑行一定距离后停止,绳子长度保持不变。则: (1)小球动能大小是通过 反映出来的; (2)让同一小球拉到与竖直方向成不同角度并由静止释放,是为了探究小球动能与 的关 系。 19. (2020 辽宁大连,改编)某同学猜想重力势能的大小与物体的质量和高度有关,在探究“重力势能的大小 与高度是否有关”时,所用的实验器材有:金属球、尖桌腿的小桌、细沙和塑料盆。实验装置如图甲所 示。 (1)该实验可以通过判断金属球 来判断出金属球重力势能的大小。 (2)实验时,该同学发现:由于金属球的撞击点偏离桌面中央较大,使小桌倾斜较大,甚至被撞翻。于是 他改进了实验装置,如图乙所示,较好地解决了这个问
10、题。他的主要操作是:每次实验时,先拉起金属 球,将沙面抹平; ;由静止开始释放金属球,观察实验现象。 20.(2020 江苏盐城)小明做“探究杠杆平衡条件”实验: (1)实验前,杠杆静止时的位置如图甲所示。要使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向 调 节; (2)如图乙所示,在杠杆左侧挂 2个钩码,每个钩码的质量为 50 g,为了便于在杠杆上直接读出力臂的大 小,在 A点沿 向下方向拉动弹簧测力计,直至杠杆在水平位置平衡,并将第一次数据记录在 表格中,表中 F1大小为弹簧测力计示数,F2大小为钩码的重力,L1、L2分别为 F1、F2对应的力臂; (3)接下来,小明又进行了三次实验,将数据填在表中
11、,最后总结得出规律。每次实验总是在前一次基础 上改变 F2、L1、L2中的一个量。小华分析数据后发现,第 次实验与前一次改变的量相同, 需要调整的实验步骤是 。 序 号 F1/N L1/cm F2/N L2/cm 1 1.5 10.0 1.0 15.0 2 3.0 10.0 2.0 15.0 3 1.5 20.0 2.0 15.0 4 1.0 30.0 2.0 15.0 四、计算题(第 21 小题 5分,第 22小题 7 分,第 23小题 8分,共 20 分;解答要有必要的公式和过程) 21. (2020 江苏常州,改编)为避免同学们用手按压宿舍楼大门的开门按钮造成交叉传染,小明用轻质木杆 自
12、制了“脚踏式杠杆”,借助杠杆按动按钮,如图所示,已知 OB=60 cm,AB=80 cm,OC=15 cm,当小明在 C 点用脚给杠杆施加 20 N 的压力 F1时,按钮触发,大门打开。 (1)请在图中作出动力 F1的示意图。 (2)求此时按钮对杠杆施加的水平阻力 F2有多大。 22. (2020 安徽模拟)如图所示,斜面长 s=8 m,用沿斜面方向的推力 F,将一个重 G=100 N 的物体由斜面底 端 A 匀速推到顶端 B 的过程中,物体克服摩擦力做了 100 J 的功。 (1)求斜面的机械效率; (2)请推导:物体和斜面间摩擦力的表达式为 f=F-Gsin 。 23. (2020 江苏苏
13、州)科技馆里两位老人正饶有兴致地体验升降座椅装置,小明观察后画出简图(如图)进行 研究。若爷爷质量 m人=60 kg,奶奶用 F=240 N 的拉力将爷爷匀速拉升到顶端,该过程中奶奶手握住 绳子向下拉动的总长度 s=6 m。不计绳重和摩擦,g取 10 N/kg。求: (1)奶奶所做的功; (2)动滑轮(含座椅)的质量; (3)该升降座椅装置的机械效率(结果保留一位小数)。 参考答案 单元检测(四) 第八、九章 1.答案 费力 解析 船桨和船沿接触的部分为支点,手施加的力是动力,水给船桨的力是阻力,动力臂小于阻力臂,根 据杠杆平衡条件知,动力大于阻力,所以船桨是费力杠杆。 2.答案 1 800
14、解析 客车行驶时间为:t= h; 则小汽车的速度为:v2= =160 km/h120 km/h, 得小汽车的牵引力为:F= =1 800 N。 3.答案 动 解析 向后弯曲弹性片,弹性片发生了弹性形变,具有弹性势能;松手后弹性片快速打击托板,托板的速 度增大、动能增大,则该过程中弹性片的弹性势能转化为托板的动能。 4.答案 200 解析 由题可知,F=100 N,在 F 的作用下货物运动了 2 m,所做的功:W=Fs=100 N2 m=200 J。 5.答案 减小 解析 磁铁下落过程中受到线圈的阻力作用,有机械能转化为电能,机械能减小。 6.答案 拉力 F 解析 要探究使用斜面这种简单机械是否
15、省功,需要比较拉力所做的功为总功 W总=Fs和克服物体重 力所做的功为有用功 W有=Gh的大小关系,由此可知应测量的数值有物块重 G、斜面高 h、拉力 F和 斜面长 l。 7.答案 先增大后减小 解析 由题知,O点是弹簧保持原长时小球的位置,则 AO 段弹簧处于压缩状态,OB 段弹簧处于拉伸状 态;小球从 A 运动到 O的过程中,弹簧逐渐恢复原状,形变程度变小,弹性势能变小,小球所受弹力方向 向右、速度不断增大,动能变大,此过程中弹性势能转化为动能;到达 O 点时,弹簧恢复原长,弹性势能 为零,小球所受弹力为零,此时速度最大,动能最大;小球从 O 运动到 B的过程中,弹簧被拉长,形变程度 变大
16、,弹性势能变大,此时小球所受弹力方向向左、速度不断减小,动能变小,此过程中动能转化为弹 性势能;则小球从 A位置运动到 B位置的过程中,小球的动能先增大后减小。 8.答案 解析 由杠杆平衡条件 F1L1=F2L2可知,在阻力跟阻力臂的乘积一定时,动力臂越长,动力越小;图中支 点在 O点,动力作用在手柄上即 A处,因此 OA 作为动力臂最长;由图知 F2使杠杆沿逆时针方向转动, 则动力 F1应使杠杆沿顺时针方向转动,故 F1的方向应该垂直于 OA 向下;则过 A点垂直于 OA 向下作 出最小动力 F1的示意图。 9.答案 48 解析 由题可知,动力作用在 B 端,连接 OB就是最长的动力臂,根据
17、杠杆平衡条件可知,在阻力、阻力 臂一定的情况下,动力臂最长,则动力最小;要使杠杆平衡,动力的方向应垂直于 OB 向下,据此可画出 最小的动力,如图所示: 如上图所示,连接 OB,当动力 F 的方向与 OB垂直时,动力臂 L1=OB最长,最省力。 AO=BC=40 cm,OC=30 cm,L2=AO=40 cm,L1=OB= =50 cm, 又因为 FL1=GF2,所以最小的动力:F= =48 N。 10.答案 48 解析 由图知,n=3,有用功 W有=fs物,拉力做的总功 W总=Fs绳,因为 = 有用 总 物 绳 物 物 ,所以物体 与地面间的滑动摩擦力:f=nF=80%320 N=48 N。
18、 11.C 解析 钢丝钳在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故 A不符合题意;动滑轮实质是个 动力臂为阻力臂 2倍的杠杆,动滑轮在使用时可以省一半的力,故 B 不符合题意;定滑轮实质是等臂杠 杆,不能省力,但能改变力的方向,故 C 符合题意;利用斜面提升物体,可以省力,但要多移动距离,是省力 机械,故 D 不符合题意。 12.D 解析 铅球在空中下落时,质量不变、高度减小,重力势能减小;下落过程中重力势能转化为动 能,所以动能增加,而质量不变,所以速度增大。 13.B 解析 球的质量不变,球在 M 点的动能小于 S点的动能,所以在 M 点的速度小于 S 点速度,故 A 错误。球在运动过
19、程中没有发生弹性形变,所以机械能等于动能和重力势能之和,由图知,球在 M 点 的动能和 S 点的重力势能相等,M 点的重力势能大于 S 点的动能,所以 M点的机械能大于 S 点的机械 能,故 B正确,C错误。M 点的重力势能大于 S点的重力势能,球的质量不变,所以球在 M 点的高度大 于 S点的高度,故 D错误。 14.B 解析 以与地面接触点为支点,设与墙壁接触点与地面的距离为 h,与地面接触点与墙壁距离为 L,根据杠杆平衡条件,有:Fh=G , 解得 F= ,现让木棒的倾斜度变小一些至虚线所示位置,由于重力 G 不变、L变大、h 减小,故弹 力 F 增加,故 B正确。 15.C 解析 中学
20、生的质量大约是 50 kg,则受到的重力:G=mg=50 kg10 N/kg=500 N;由图知,跳起的 高度大约是 0.7 米,该同学从最高点至落地过程中重力所做的功大约:W=Gh=500 N0.7 m=350 J,350 J 比较接近 300 J。故 C项正确。 16.C 解析 原来杠杆在水平位置处于平衡状态,此时作用在杠杆上的力分别为 G1和 G2,其对应的力 臂分别为 OA、OB,根据杠杆的平衡条件可得:G1 OA=G2 OB,由图示可知,OAG2。当 将 G1和 G2同时减小相同的重力时,则左边(G1-G) OA=G1 OA-OAG,右边(G2-G) OB=G2 OB- OBG,因为
21、 G1G2,OAG2,OAG2。因此杠杆将向 B端倾斜。故 C 正确;当 G1和 G2同时向外 侧移动相同的距离,则左边 G1 (OA+L)=G1 OA+G1 L,右边 G2 (OB+L)=G2 OB+G2 L,因为 G1G2。因 此杠杆将向 A 端倾斜。故 D错误。 17.A 解析 由图知,n=2,拉力端移动距离 s=2h=23 m=6 m,使用该滑轮组要费距离,故 A正确,B 错 误;使用这个滑轮组由两股绳子承担物重和动滑轮重,能省力,故 C 错误;使用该滑轮组要提升动滑轮、 克服摩擦做额外功,所以要多做功,故 D错误。 18.答案 (1)木块 C被推动的距离大小 (2)速度 解析 (1)
22、由图知,通过观察小球将木块 C被推动的距离大小来判断小球动能的大小,采用了转换法的 思想;(2)让同一小球拉到与竖直方向成不同角度并由静止释放,摆动的角度不同,则小球的高度不同, 到达水平面时的速度是不同的,所以是为了探究小球动能与速度的关系。 19.答案 (1)做功 (2)使金属球在小桌中心的正上方 解析 (1)金属球质量一定时,金属球所处的位置越高,金属球的重力势能越大,金属球下落到小桌时动 能越多,金属球对小桌做功越多,小桌进入细沙的深度越深。 (2)为了防止小桌撞翻,使金属球在小桌中心的正上方,由静止自由释放,观察小桌进入细沙的深度。 20.答案 (1)右 (2)竖直 (3)4 保持
23、F2和 L1不变,改变 L2的大小 解析 (1)杠杆的右端上翘,要使它在水平位置平衡,平衡螺母向上翘的右端移动。(2)由图可知,在杠杆 左侧挂 2个钩码,为了便于在杠杆上直接读出力臂的大小,由于力臂是支点到力的作用线的距离,所以 在 A 点沿竖直向下方向拉动弹簧测力计,直至杠杆在水平位置平衡。(3)由实验序号 2、3 可知,F2和 L2不变,L1增大 10 cm,由序号 3、4可知,F2和 L2不变,L1增大 10 cm,所以第 4 次实验与前一次改变的 量相同。由于改变 F2、L1、L2中的一个量,所以需要保持 F2和 L1不变,改变 L2的大小。 21.答案 (1)F1的示意图如下图 (2
24、)3.75 N 解析 (1)小明脚对木杆的压力 F1垂直作用的木杆上,如答图。 (2)根据杠杆平衡条件得,F1OC=F2OD,按钮对木杆的压力水平向左,所以 OD=AB,所以,20 N15 cm=F280 cm,解得 F2=3.75 N。 22.答案 (1)80% (2)见解析 解析 (1)因为直角三角形中 30 度角所对直角边是斜边的一半,斜面的高 h= s= 8 m=4 m, 克服物体的重力做的有用功: W有用=Gh=100 N4 m=400 J; 推力做的总功: W总=W有用+W额=400 J+100 J=500 J, 斜面的机械效率: = 有用 总 100%=80%; (2)在图示直角
25、三角形中,斜面夹角为 , 角所对直角边 h=ssin , 克服物体的重力做的有用功:W有用=Gh=Gssin , 推力做的总功:W总=Fs, 克服摩擦力做的额外功: W额=W总-W有用=Fs-Gssin , 由 W额=fs 得物体和斜面间摩擦力: f= 额 - =F-Gsin 。 23.答案 (1)1 440 J (2)12 kg (3)83.3% 解析 (1)奶奶所做的功: W=Fs=240 N6 m=1 440 J; (2)爷爷的质量 m人=60 kg,则爷爷的重力: G=mg=60 kg10 N/kg=600 N, 由图可知,n=3,不计绳重和摩擦, 由 F= (G+G 动)可得动滑轮(含座椅)的重力: G动=nF-G=3240 N-600 N=120 N, 动滑轮(含座椅)的质量: m动= 动 =12 kg; (3)不计绳重和摩擦,该升降座椅装置的机械效率: = 有用 总 有用 有用 额 动 动 100%83.3%。
