第十五章功和能测试题

第十五章功和机械能单元测试及参考答案

一.填空题（共16分，每空1分）

1、如图滑轮重小于物重（绳重、摩擦不计）,使用甲图滑轮最大的好处是________________________；若匀速提升相同的重物，则F甲__________F

乙

7、如图示，已知物体A和B质量相等，A在粗糙的水平地面，B在光滑的斜面。现它们分别在同样大小的力F作用下沿F的方向分别移动了距离S，则F对物体做的功 （ ）

A．对A做的功多 B．对A和B做功一样多 C．对B做的功多 D．条件不足，无法确定

8、学习了功率的知识后，小科和几位同学准备做“比一比谁的功率大”的活动。以下是他们设计的三套方案，其中可行的是（ ）

①控制爬楼的时间相同，测量出各自的体重、爬上楼的高度，算出功率进行比较。 ②控制爬楼的高度相同，测量出各自的体重、爬楼用的时间，算出功率进行比较。 ③测量出各自的体重、爬楼用的时间和爬楼的高度，算出功率进行比较。 A．只有① B．只有①② C．只有②③ D．①②③

9、2010年3月5日12时55分，在酒泉卫星发射中心，“长征四号丙”运载火箭成功地将“遥感卫星九号”送入太空预定轨道. 图中是火箭发

射升空时的情景，以下说法正确的是（ ）

A．火箭上升过程中动能不变，重力势能增大，机械能增大

B．火箭升空时受到平衡力的作用 C．火箭升空利用了力的作用是相互的 D．火箭升空时受到惯性力的作用

10、在铁架台上固定一个由定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组，在绳子末端用竖直方向0.8N的拉力使2N重的物体匀速上升，下面说法正确的是（ ）

A.滑轮组的机械效率是83.3％ B.滑轮组的机械效率是66.7％ C.绳端移动速度与物体上升速度相同 D.绳端移动速度是物体上升速度的两倍

11、在我国古代书籍《墨经》中，对杠杆原理有精辟论述，并有许多巧妙的应用。如图所示是在井上汲水的桔槔，下列对桔槔在使用中正确的解释是 （ ）

,机械效率η甲___________η乙（后两空选填“<”、“=”或“>”）。

2、工人用定滑轮将重240N的物体匀速向上提升，所用拉力为250N，5s

内重物上升4m．此过程中，有用功为 J，拉力做功的功率为 W，写出一条拉力不等于物重的原因：

3、工人用如图所示的滑轮组将一重400N的物体匀速提起，若滑轮组的机械效率为80%，忽略一切摩擦及绳的伸长，则拉力的大小是 N，动滑轮重 N；若使用该滑轮组提升600N的重物，其机械效率将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。

4、2010年潍坊市学业水平体育测试立定跳远项目中，体重为500N的某同学从最高点到落地点的过程中，重心下降的最大距离为0.3m，用时0.5s，轨迹如图．则此过程重力做的功为________J，重力的功率为_________W．

5、高空抛物现象被称为“悬在城市上空的痛”．据报道：一个30g的鸡蛋从18楼抛下来就可以砸破行人的头骨，从25楼抛下可使人当场死亡．由此可知，鸡蛋的重力势能与_________有关，下落过程是将重力势能转化为_____________。

6、如图所示，a、b为竖直向上抛出的小石块在上升过程中动能和重力势能随高度变化的两条图线（不计空气阻力），其中 是动能—高度关系图线，小石块上升的最大高度为 m，小石块在最高点时的机械能为 J。

二、选择题（共20分，第7～10小题，每小题只有一个正确答案，每小题3分；第11、12小题为不定项选择，每小题有一个或几个正确答案，每小题4分，全部选择正确得4分.不定项选择正确但不全得2分，不选、多选或错选得0分）

A.向井内放送水桶时，人对配重(石块)做功，使配重的重力势能增大 B.向井内放送水桶时，人用的力气一定小于水桶的重力，所以省力 C.往上提水时，配重(石块)帮助人对水桶做功，配重的重力势能减小 D.往上提水时，人用的力气一定小于桶与水的总重，所以省力

12 、如图4所示，先用绳子把一个铁锁悬挂起来，然后把铁锁拿近自己的鼻子，稳定后松手，头不动，铁锁向前摆去又摆回来。下列说法不正确的是（ ）

A．铁锁摆回后能碰到鼻子 B．铁锁的机械能始终不变

C．铁锁下降过程中，重力势能转化为动能 D．铁锁摆动到最低点时，动能最小 三、（共32分，第13小题5分，第14小题4分，第15小题5分，第16、17、18小题各6分）13( 5分）、如图所示的网球掉到地上会跳起，但是越跳越低．试回答下面两个问题：（1）网球从高处下落、触地变形、恢复形状反弹的三个连续过程中，机械能分别是怎么转化的？（2）从能量转化角度分析网球为什么会越跳越低？

14( 4分）．某城市铁路车站的设计方案如图所示，进站和出站的轨道都与站台构成一个缓坡。

从能量利用的角度看，这种设计的优点是什么？

15( 5分）．据报道：2005年4月20日上午8时38分，由重庆飞往上海的CA4541航班在重庆江北机场起飞后撞上一群鸽子，飞机多处破损．左发动机停止工作，直接经济损失达295万元人民币。所幸机长沉着冷静依靠右发动机单机工作，在空中盘旋59min后成功迫降，机上所有人员安然无恙。小小的鸽子怎能把结实的飞机撞坏昵?请你应用学过的知识解释鸽子撞坏飞机的原因。

16( 6分）、江西省三清山是我国著名的道教胜地和旅游景点．三清山索道全长2426m，上、下高度差约600m，单个吊车载满两人后的总重是2500N．以单个吊车载满两人为例，试回答下列问题．（1）吊车与索道的接触面积以0.01m2

计，索道上挂吊车处的钢索承受的压强是多大？（2）单个吊车从索道最高处运行到最低处，吊车和人的重力做多少

功？（3）若单个吊车从索道最高处运行到最低处，需时20分钟，吊车和人的重力做功的功率是多少？

17( 6分）、如图所示，工人师傅用一个定滑轮和动滑轮组成滑轮组，把重

为500N的箱子匀速提升5m，动滑轮的质量为8kg，不计绳重和摩擦，

取g=10N/kg．

(1)在图中用笔画线代替细绳组装滑轮组．

(2)在向上提升箱子的过程中，人对绳子的拉力为多大? (3)在向上提升箱子的过程中，滑轮组的机械效率为多少?

18( 6分）、如图所示，斜面长S=10m，高h=4m．用沿斜面方向的推力F，将一个重为100N的物体由斜面底端A匀速推到顶端B．运动过程中物体克服摩擦力做了100J的功．求：

(1)运动过程中克服物体的重力做的功； (2)斜面的机械效率； (3)推力F的大小．

四、实验或探究题(共32分，第22、26小题各7分，第23小题4分，第24小题6分，第26小题8分） 实验 斜面倾 物体重 斜面高 沿斜面 斜面长 有用功 总功 斜面的机 22、小明同学用如次数 斜程度 量G/N 度h/m 拉力F/N S/m W有/J W总/J 械效率η 图所示的装置测

1 较缓 5 0.1 1.5 1 0.5 1.5 33.3% 定斜面的机械效率，实验记录结果2 较陡 5 0.2 2 1 1 2 50% 如下表： 3 较陡 10 0.2 4 1 2 4 50% （1）根据表格中4 最陡 5 0.3 2.4 1 数据，第四次（最

陡）实验的有用功是______J，总功是 J，机械效率是

______；

（2）分析数据可知，斜面越陡，机械效率

_____________（选填“越高”、“越低”或“不变”）；

（3）分析实验数据还可知道，斜面越陡越___________（选填“省力”或“费力”）； （4）分析实验数据还可知道，斜面的机械效率与物重_______ (填“有关”或“无关”) （5）第一次实验中，若拉力作用时间是5s，则拉力的功率是___________W。

23、在学习势能的知识时，小明同学猜想物体重力势能的大小可能与以下两个因素有关：A.物体的高度；B.物体的质量。为了证明自己的猜想，他把橡

实验 球离橡皮 球在橡皮泥中 皮泥平铺在水平面上，让同一小球从不同高度自由下落，

次数 泥的高度/m 的凹陷程度 记录结果如右表。

1 1.0 较浅 （1）由记录结果可以得到的实验结论是：

2 2.0 较深 ；

3 3.0 很深 （2）若想对另一个因素进行验证，你认为小明应该怎么做？ 。

24、小柯参观了临海括苍山风力发电场，决定探究风力电站发电时的输出功率和风速的关系，实验步骤如下：①如图，将风叶安装在风车底座上，把线的一端固定在转轴处，另一端系上钩码。

②在风车正前方1米处放置电风扇，将电风扇的风速调到1档位，用秒表记录提升钩码到A点所需的时间。

③将电风扇换到2、3档位，重复以上实验，并将数据记录在表格中。（注：电风扇档位越高，风速越大）

电风扇档位 钩码的质量（g） 提升钩码到A点的时间（s） 1 50 15 2 3 50 50 13 10 ⑴由图甲测得表中次数1和2的数据，请在图甲中画出实验时滑轮组的绕线情况，并填好表中的空格。

⑵若提升的钩码重增加到6N，则该滑轮组的机械效率将 （填“变大”、“变小”或“不变”）。

⑶小松在实验过程中，应当 向下拉动弹簧测力计，才能通过弹簧测力计准确读出拉力

18 20 的大小。

请回答：(1)这个实验是通过测量 来比较风车输出功率的大小。 (2)小柯从网上查到以下数据：

表一：750千瓦风力发电机组的输出功率与风速的关系 风速（m/s） 4 6 8 10 12 14 16 输出功率（kw） 0 75 200 360 540 740 730 650 550 表二：风级与风速的关系 风级 风的名称 3 微风 6 强风 9 烈风 12 台风 ⑷根据图乙测得次数3，由次数1和3可以看出滑轮组的机械效率与 有关

26、在“测滑轮组机械效率”的实验中，小强按正确方法操作，图9是他实验中的情景，下表是他记录的一组数据。 钩码重 钩码上升的 测力计 G／N 2 高度h／m 0.05 测力计移动 风速（m/s） 3.4～5.4 10.8～13.8 20.8～24.4 大于32.6 根据以上数据预测，台风来临时，能否给风力电场带来最大的经济效益，并说明理由： 。

(3)在相同的风速下，不同风车的输出功率是不同的，其输出功率除了与风叶的形状和排列结构有关外，还可能与 有关（填一项）。 25． 如图所示是小松同学测定滑轮组机械效率的实验装置，小松同学实验中测量的有关数据如右表所示：

钩码重 钩码上升的 拉力 细线自由端移 机械效率 次数 G／N 1 2 3 2.0 3.0 2.0 高度h／m 0.03 0.05 0.03 F／N 动的距离s／m η/% 1.6 1.1 0.06 0.1 0.12 75 45

拉力F／N 的距离s／m 0.4 0.15 （1)由表中数据可计算出，滑轮组对钩码做的有用功为0.1 J，人做的总功为 J。 (2）对以上两个计算结果进行比较，其不合理之处是 ； 结合弹簧测力计放大图，可知小强的错误是 。 （3）在该次实验中，所测滑轮组的机械效率应该为 。

第十五章功和机械能单元测试参考答案

一.填空题（共16分，每空1分）

1）、可以改变动力的方向； > ； > 2）、960；200；绳子有重力（或系统有摩擦） 3）、125；100：变大

4）、150；300 5）、高度；动能 6）、a；4；2

二、选择题（共20分，第7～10小题，每小题只有一个正确答案，每小题3分；第11、12小题为不定项选择，每小题有一个或几个正确答案，每小题4分，全部选择正确得4分.不定项选择正确但不全得2分，不选、多选或错选得0分） 题号 7 8 9 10 11 12 答案 B D C A ACD ABD 三、（共32分，第13小题5分，第14小题4分，第15小题5分，第16小题6分，第17小题6分，第18小题6分）

13)、( 5分）（1）网球从高处下落时，重力势能转化成动能（1分）；触地变形的过程，动能转化成弹性势能（1分）；恢复形状反弹过程，弹性势能转化成动能（1分）。（2）网球在弹跳过程中，机械能不断转化成其它形式的能量而逐渐损耗，所以网球会越跳越低，最后停止跳动（2分）。

14）( 4分）车进站时的部分动能转化为重力势能，减少因刹车损耗的机械能（2分）；车出站时储存的重力势能又转化为动能，起到节能的作用（2分）。 15）、(5分）参考答案有三个要点：

（１）物体动能的大小是由速度和质量决定的，所以在质量一定时，速度越大动能越大。 （2分）

（２）虽然鸽子飞行速度不大，但飞机起飞后的速度很大．所以飞机与鸽子之间的相对速度很大。（1分）

（３）鸽子相对于飞机所具有的动能很大，它对飞机的破坏力也就很大。（2分）

16）、( 6分）（1）P=F/S=2500N/0.01m2=2.5×103

Pa（2分）；（2）W=Gh=2500N×600m=1.5×106

J（2分）；（3）P=W/t=1.5×106

J/1200s=1250W（2分） 17）、( 6分）解：(1)滑轮组绕线如图所示 (2分)

(2)人对绳子的拉力F=（G箱+G动）/2=（500N+8kg×10N/kg）/2=290N (2分)

(3) 机械效率η=W有用/W总=（Gh）/（Fs）=（500N×5m）/（290N×10m）=86.2% (2分) (答??Gh500N?1Fs?100%?290N?2?100%?86.2%，同样给分) 18）、( 6分）(1) W有用=Gh= 100N×4m=400J?（2分）

(2) 机械效率η=W有用/W总= W有用/（W有用+W额外）=400J/（400J+100J）=80% ?(2分) (3) W总=FS,则F=（W有用+W额外）/S=（400J+100J）/10m= 50N ?(2分)

四、实验或探究题(共32分，第22小题7分，第23小题4分，第24小题6分，第26小题7分，第26小题8分）

22）（7分）、（1）1.5 ；2.4；62.5%（2）越高（3）费力（4）无关；（5）0.3 ；（每空1分） 23）（4分）、（1）质量一定时，物体高度越高，重力势能越大；

（2）让几个质量不同的小球从同一高度自由下落，观察球在橡皮泥中凹陷程度（每空2分） 24）（6分）、 (1)提升钩码到A点的时间 (2)不能，当风速过大时，发电机的输出功率反而变小 (3)风叶的材料（或风叶的面积、风的方向） （每空2分）

25）（7分）、（1）绕线图（2分）；62.5（1分）；2.0（1分） （2）变大 （3）匀速 （4）动滑轮的个数（或动滑轮的总重） （绕线2分，其它每空1分）

26）（8分）、（1）0.06 （2）有用功大于总功；弹簧测力计读数错误（3）83.3% （每空2分）

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