初中科学第5章 功和简单机械综合与测试习题

这是一份初中科学第5章 功和简单机械综合与测试习题，共15页。试卷主要包含了选择题，简答题，填空题等内容，欢迎下载使用。

一、选择题
1．如图是一种开瓶器，沿着F方向稍用力压可以轻易开启啤酒瓶盖。该过程中开瓶器是一杠杆，其支点是
A．A点B．B点 C．C点D．D点
2．如图所示，O为杠杆AB的支点，A端挂一重物G，图中能使杠杆在水平位置平衡的最小的拉力是（ ）
A．F1B．F2C．F3D．F4
3．如图，同一小球在同一高度以相同速度向三个不同方向抛出（不计空气阻力和摩擦），设小球刚落地时的速度分别为v1、v2、v3，则（ ）
A．v1＞v2＞v3 B．v1＜v2＜v3
C．v1=v2=v3D．无法确定
4．如图所示，正常使用时属于费力机械的是（ ）
A．定滑轮B．扳手
C．镊子D．自行车的车把
5．甲、乙两个集装箱质量相同，用起重机将甲集装箱以0.5m/s的速度提升10m，再将乙集装箱以1m/s的速度提升到相同高度，那么起重机（ ）
A．第一次做功多，功率大
B．第二次做功多，功率大
C．两次做功一样多，功率一样大
D．两次做功一样多，第二次功率大
6．下列的几个情形中，所提到的力没有做功的是（ ）
A．物体在绳子拉力作用下升高
B．静止的小车在拉力作用下运动起来
C．汽车在刹车阻力的作用下速度降低
D．人用力搬石头，石头不动
7．科学兴趣小组的同学学习了功率知识后，进行了“比一比谁上楼功率大”的比赛．其中某同学从一楼跑到三楼用了10s，则他上楼过程中的功率大约是（ ）
A．3WB．30WC．300WD．3000 W
8．作用力F1与F2分别对两个物体做功，两个物体通过的距离之比为S1：S2＝1：2，功的大小之比为W1：W2＝4：3，则这两个力的大小之比F1：F2是：（ ）
A．2：3；B．3：8；C．8：3；D．3：2。
9．下列关于功、功率、机械效率的说法正确的是（ ）
A．做功多的机器机械效率一定高
B．功率小的机器做功慢
C．机械效率高的机器功率一定大
D．功率大的机器做功时间一定短
10．用定滑轮、动滑轮和滑轮组三种机械装置分别提升同一个机器零件，在不计摩擦阻力和绳重的情况下，机械效率最高的装置是（ ）
A．定滑轮B．动滑轮C．滑轮组D．无法判断
11．如图，足够长的长方体木板甲在大小为12N的水平拉力F作用下，以0.2m/s的速度在水平地面上匀速运动，弹簧测力计的示数为2N，2秒后，拉力F逐渐增大到16N。若不计弹簧测力计重、绳重、滑轮重、滑轮和绳间的摩擦，在运动过程中 （ ）
A．F=12N时，地面受到的摩擦力为6N
B．F=12N时，滑轮移动的速度为0.4m/s
C．F=12N时，绳子拉物体甲的功率为1.6W
D．F=16N时，弹簧测力计的示数为2N
12．如图所示为冬奥会的一些运动项目，关于这些项目中的情景，下列说法中正确的是（ ）
A．跳台雪运动员在空中下落的过程中，重力势能不变
B．短道速滑运动员在转弯滑行的过程中，运动状态不变
C．冰壶运动员掷出去的冰壶能继续向前运动，是由于冰壶受到惯性力
D．冰球运动员用球杆推着冰球使其水平滑动的过程中，冰球所受重力没有做功
13．如图所示，轻质滑轮组恰处于静止状态。甲、乙的密度分别为ρ甲、ρ乙，质量比是4∶5。不计阻力，下列说法错误的是( )
A．装置静止时，甲、乙受到的合力都为零
B．乙对水平地面的压力与乙的重力之比为3∶5
C．乙如图放置与甲叠放在乙上放在水平地面时相比，对地面的压强之比为1∶4
D．甲如图放置和甲浸没在水中时，甲受到的拉力之比为ρ甲/（ρ甲-ρ水）
14．在自由下落过程中物体运动速度会越来越快．一个物体由A点自由下落，相继经过B、C两点，已知AB=BC，如图所示，物体在AB段重力做功W1，做功功率P1；在BC段重力做功W2，做功功率P2，则下列关系正确的是（ ）
A．W1≠W2P1≠P2
B．W1=W2P1=P2
C．W1=W2P1＞P2
D．W1=W2P1＜P2
二、简答题
15．如图所示，轻杆OA可绕O点自由转达，用细线将15N的重物挂在A处，小科在B处用竖直向上的拉力提住轻杆，使轻杆始终处于水平位置平衡。
(1)此杠杆类型与________（选填“钓鱼竿”或“羊角锤”）相同。
(2)若拉力方向变为图中虚线所示方向，则拉力将______。（选填变大、变小或不变）
16．水平桌面上有一个装有一定量水的柱形容器，底面积为20cm2用细绳系住一个重力为 5N、体积为 100cm3 的合金块，浸没在水中如图所示。竖直向上提起合金块，它匀速运动 20cm 所用的时间为 2s（合金块未露出水面）。。求：
（1）合金块浸没在水中时受到的浮力；________。
（2）从合金块浸入水面前到浸没在水中如图（但未接触底部）比较，求柱形容器对水平桌面的压强增加多少？________。
（3）在这 2s 内拉力 F 所做的功和拉力 F 的功率。________。
17．在拓展课上，小泉同学模拟某建筑工地上拉动工件的情景，设置了如图所示的滑轮组。他用该滑轮组在4秒内将一个重为100牛的物体，沿着水平地面匀速拉动了2米。人的拉力为18牛，物体移动时受到地面的摩擦力为物重的0.35倍，不计绳重及机械的摩擦。求：
（1）人的拉力所做的功。_________________________
（2）人的拉力做功的功率。_____________________
（3）动滑轮受到的重力。___________________________
18．如图所示的装置中，重30牛的物体A，在水平力F的作用下以10厘米/秒的速度沿水平桌面做匀速直线运动半分钟，此时弹簧秤的示数为2牛，（不计机械内部摩擦和机械自重）
求：（1）物体A受到的摩擦力；
（2）拉力所做的功；
（3）拉力的功率。
19．如图所示的重型吊机在某次起吊中，吊起了20000 kg的重物（钢绳的重和摩擦不计，g=10牛/千克）。求：
（1）当重物匀速上升时，钢绳受到的拉力为多少牛？
（2）若重物以0．1m／s的速度匀速竖直上升15s，重型吊机对重物所做的功为多少焦？
（3）在重物以0．1m／s的速度匀速竖直上升的过程中，重型吊机对重物做功的功率为多少瓦？
三、填空题
20．如图所示，用滑轮组拉着一木块P沿水平面以0.5m/s的速度匀速向右运动，此时弹簧测力计的读数为4N。若每只滑轮重1N，绳与滑轮间的摩擦不计，则木块所受地面的摩擦力为_________，在2s内拉力F做的功为_________J。
21．如图，长为3米的匀质平板的中点能绕固定的支点转动，平板与水平地面的夹角为，在板上站两个小孩。已知20千克的甲小孩位于板的中点，30千克的乙小孩位于板的左端。现两个小孩均以0.1米／秒的速度同时向右慢慢移动，__________秒时间后平板开始转动；乙小孩在这一过程中克服自身重力做功的功率为__________瓦。
22．在城市道路建设工程中，推土机发挥了重要作用。如图是某型号履带式推土机，其发动机的额定功率为150kW，质量为2．0xl04kg，履带与地面的总接触面积为2．5m2。(取g=l0N／kg)。求：
（1）推土机静止时对水平地面的压强；_____
（2）若推土机在平直场地上以额定功率作业，在其以1．5m／s的速度匀速前进20m的过程中，它受到的阻力及克服阻力所做的功。_____
（3）若推土机以额定功率经过10s把一块质量为6×103kg的石块沿斜坡推到高5m的上坡上，则推土机的效率为多少？ _____
23．如图所示，滑轮 可以看作是等臂杠杆（选填“A”或“B”）；若物体所受重力均为20N且处于静止状态，不计摩擦和滑轮重力，力F2的大小为 N；物体上升时，它的重力势能 （选填“增大”、“不变”或“减小”）。
参考答案
1．C
【解析】
【详解】
用开瓶器开启啤酒瓶时，是围绕C点转动，所以C点是支点，故C正确。
2．A
【详解】
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、越省力；
由图可知支点到F1作用线的距离为三格的长度;支点到F2作用线的距离小于三格的长;支点到F3作用线的距离为二格的长度;作用在杠杆上的F4和阻力作用效果一样，因此无法使杠杆平衡。
故选项A符合题意。
3．C
【详解】
小球从抛出到落地，发生了重力势能和动能的转化；在不计空气阻力和摩擦的条件下，转化过程中，机械能守恒，即机械能的总和不变。小球抛出时的机械能与小球落地时的机械能相等；而小球落地时的势能为零，故机械能大小就是动能大小，即动能相等所以速度相同。
故选C。
4．C
【详解】
A． 定滑轮是等臂杠杆，既不省力也不费力，故A选项不符合题意；
B． 扳手在使用时动力臂大于阻力臂，是省力机械，故B选项不符合题意；
C． 镊子在使用时动力臂小于阻力臂，是费力机械，故C选项符合题意；
D． 自行车把在使用时较为省力，是省力机械，故D选项不符合题意。
5．D
【解析】
根据功的计算公式：W＝Gh，G、h都相同，所以做功相同，根据P＝Fv可知，两次拉力相同，但第二次速度大，所以第二次功率大．故只有选项D符合题意．故选D．
点睛：已知物体质量相同，提升高度相同，所以做功相同，第二次速度大，但拉力相同，所以第二次功率大。
6．D
【详解】
A．物体受到绳子向上的拉力，向上移动了距离，拉力对物体做功，故A不符合题意；
B．小车受到向前的拉力，向前移动了距离，即拉力对小车做功，故B不符合题意；
C．汽车在刹车阻力作用下速度降低，克服阻力做功，故C不符合题意；
D．人用力搬石头，给石头一个向上的力，但是石头向上没有移动距离，即力对石头没有做功，故D符合题意。
7．C
【分析】
根据题中上楼过程中的功率大约可知，本题考查功率计估算，运用公式P=，进行求解
【详解】
该同学的质量约为50kg，一层楼高约为3m，人从一楼到三楼，上升了两层楼，上升高度为6m.则他上楼过程中的功率约为：P==300W.
故选C.
8．C
【详解】
∵W=Fs
∴F=
∴==×=×=8:3，
故选C
9．B
【详解】
A．有用功与总功的比值叫机械效率，故机械效率与做功的多少无关，A错误；
B．功率反映做功的快慢，功率大则做功快，功率小，则做功慢，故B正确；
C．机械效率与机械功率是两个不同的概念，两者没有直接关系，故C错误；
D．功率等于功和做功时间的比值，功多少不确定，不能确定做功时间长短，故D错误。
故选B。
10．A
【详解】
定滑轮、动滑轮、滑轮组分别提升同样的重物，在提升高度相同时，有用功相同；若不计绳重和摩擦，对动滑轮、滑轮组来说，所做额外功就是提升动滑轮做的功；而使用定滑轮时，没有克服机械自重做额外功，即其额外功为0J，所以定滑轮的机械效率最高。
故选A。
11．D
【详解】
A．甲水平匀速运动时，乙受到的弹簧测力计的拉力与甲对它的摩擦力是一对平衡力，所以
f=F =2N
甲受到滑轮的拉力与乙对甲的摩擦力、地面对甲的摩擦力平衡，由图动滑轮对甲的拉力:
F拉=F=×12N=6N
根据力的作用是相互的，乙对甲的摩擦力
f′=f=2N
由
f′+f地面=F拉
则
f地面=F拉-f′=6N-2N=4N
力的作用是相互的地面受到的摩擦力与地面对甲的摩擦力大小相等，为4N，故A不符合题意；
B．滑轮为动滑轮，所以:
v滑轮=v甲=×0.2m/s=0.1m/s
故B不符合题意；
C．由
P===Fv
绳子拉物体甲的功率:
P=F拉v甲=6N×0.2m/s=1.2W
故C不符合题意；
D．当F=16N时，由于压力和接触面的粗糙程度不变，所以乙受到摩擦力不变，即弹簧测力计的示数仍为2N，故D符合题意．
故选D。
12．D
【分析】
(1)重力势能与质量和高度有关；质量越大、高度越高，重力势能越大；
(2)力可以改变物体的运动状态，包括物体的运动速度大小发生变化、运动方向发生变化；
(3)任何物体都具有惯性，惯性是物体保持原运动状态不变的性质；
(4)做功的两个必要因素：作用在物体上的力、物体在力的方向上通过的距离（即力和距离的方向要一致）；二者缺一不可。
【详解】
A．运动员在空中下落的过程中，高度减小，故重力势能变小，故A错误；
B．运动员在转弯滑行的过程中，运动方向改变，故运动状态改变，故B错误；
C．掷出去的冰壶能继续向前运动，是由于冰壶具有惯性，惯性不是力，不能说受到惯性力作用，故C错误；
D．冰球使其水平滑动的过程中，冰球所受重力方向竖直向下，距离的方向沿水平方向；力和距离的方向不一致，故重力没有做功，故D正确。
故选D。
13．C
【详解】
(1)对甲、乙两物体进行受力分析，如下图：
由图可见,①甲受到重力G甲和绳子拉力F1的作用,因为静止,所以G甲=2F1；
②乙受到重力G乙、绳子的拉力F1、地面的支持力F2三个力的作用,因为静止,所以G乙=F1+F2.
(2)A、装置静止，说明甲、乙两个物体都处于平衡状态，它们受到的力都是平衡力，甲、乙受到的合力都为零，故该选项说法正确，不符合题意；
B. 乙对水平地面压力等于地面对乙的支持力F2=G乙−F1=G乙−；
由于甲、乙两物体质量比是4:5,所以G甲=G乙，
故F2=G乙−=G乙−×G乙=G乙；
因此乙对水平地面压力与乙的重力之比为3:5，该选项说法正确，不符合题意；
C. 乙如图放置时,对地面的压强P1= =;甲叠放在乙上放在水平地面时,对水平地面的压强P2==；所以两种情况下对地面的压强之比为1:3，故该选项说法错误，符合题意；
D. ①甲如图放置时,乙受到的支持力F1=G乙；
②甲浸没在水中时,受到浮力的作用,则2F1+F浮=G甲，
所以乙受到的拉力F1= ==
③所以两种情况下,乙受到的拉之比为；故该选项说法正确，不符合题意。
故选C.
14．D
【详解】
已知AB=BC，物体下落时重力不变，根据W=Gh可知，物体在AB段和BC段做的功相等,即W1=W2；
由于小球在自由下落时做加速运动，根据t=可知，小球在BC段运动的时间短，根据P=可知，物体在AB段重力做功功率小于BC段重力做功功率，即P1故D正确。
15．钓鱼竿 变大
【分析】
(1)当动力臂小于阻力臂时，动力大于阻力，杠杆是费力杠杆；
(2)若拉力方向变为图中虚线所示方向，阻力的力臂不变，拉力的力臂变小，根据杠杆的平衡条件可知拉力的变化。
【详解】
由图可知，O点为支点，OB为动力臂，OA为阻力臂，阻力大小等于所挂物体的重力，在B点的拉力为动力；
(1)[1]由图可知，OB小于OA，即动力臂小于阻力臂，所以是费力杠杆；钓鱼竿就是此杠杆类型。
(2)[2]若拉力方向变为图中虚线所示方向，阻力及阻力臂不变，拉力的力臂变小，由杠杆的平衡条件F1l1=F2l2可知，拉力将变大。
16．1N 500Pa 0.8J 0.4W
【详解】
(1)因为合金块浸没水中，
所以V排=V=100cm3=1×10−4m3，
合金块受到的浮力：
F浮=ρ液V排g=1.0×103kg/m3×1×10−4m3×10N/kg=1N，
（2）合金块浸入水面前到浸没在水中，水增加的深度：h===0.05m,
容器对水平桌面的压强增加:p=水gh=1×103kg/m310N/kg0.05m=500Pa;
(3)因为合金块匀速运动，
所以合金块受到的拉力：
F=G−F浮=5N−1N=4N，
拉力做功：
W=Fs=4N×0.2m=0.8J，
拉力做功功率：
P===0.4W.
17．解：s=2×2米=4米
W=Fs=18牛×4米=72焦 解：F=W/S=72/4=18 解：f=0.35G=0.35×100牛=35牛,F轮=2X18-35=1牛
【详解】
（1）由图可知滑轮组绳子的有效股数是：n=2，故绳端移动的距离是：s绳=ns物=2×2m=4m，所以，人的拉力所做的功是：W=Fs绳=18N×4m=72J；
（2）根据题意知道，拉力F做功时间是t=4s，则做功的功率是：P=W/t=72J/4s=18W；
（3）由于物体移动时受到地面的摩擦力为物重的0.35倍，所以物体受到的摩擦力是：f=0.35G=0.35×100N=35N；
又因为物体匀速移动时处于平衡状态，故物体受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，
所以，滑轮组对物体的拉力是：F拉=f=35N，
由于不计绳重及机械的摩擦，所以，由F=（G动+F拉）/n可知，动滑轮的重力是：
G动 =nF-F拉=2×18N-35N=1N
【点睛】
本题考查的是功率公式、做功公式、滑轮组绳子拉力公式的应用，解题的关键是滑轮组公式的灵活运用。
18．【答题空1】6N
【答题空2】18J
【答题空3】0．6W
【详解】
(1)．由图可知：绳子的股数n=3，
则物体拉动滑轮的力为
F′=nF=3×2N=6N，
∵物体A在水平桌面上做匀速直线运动，
∴物体A受到的摩擦力
f=F′=6N；
(2)．∵物体移动的距离
L=vt=0.1m/s×0.5×60s=3m，
∴s=nL=3×3m=9m，
∴拉力所做的功
W=Fs=2N×9m=18J；
(3)
拉力的功率
P===0.6W，
答：(1)．物体A受到的摩擦力为6N。
(2)．拉力所做的功是18J。
(3)．拉力的功率是0.6W。
19．(1) 2×105N (2) 3×105J (3) 2×104W
【解析】
【详解】
(1)因为匀速上升，所以拉力等于重力为：
F=G=mg=20000kg×10N/kg=2×105N；
(2) 重物移动的距离为：
s=vt=0.1m/s×15s=1.5m
重型吊机对重物所做的功为：
W=Gh=2×105N×1．5m=3×105J；
(3)重型吊机对重物做功的功率：
P=Fv=2×105N×0．1m/s=2×104W。
答：(1) 钢绳受到的拉力为2×105N；
(2)重型吊机对重物所做的功为3×105J；
(3) 重型吊机对重物做功的功率为2×104W。
20．4N； 5
【解析】
【详解】
因为物体匀速向右运动，所以木块所受地面的摩擦力f=F示=4N；由图示滑轮组可知，承重绳子的有效股数n=2，由v=s/t得物体移动的距离：s=vt=0.5m/s×2s=1m，绳子自由端移动的距离：s′=ns=2×1m=2m，绳子自由端的拉力：F=(f+G动)=(4N+1N)=2.5N，拉力F做的功：W =Fs′=2.5N×2m=5J。
21．9 15
【详解】
第一空．设经过时间t，平板开始转动，此时 ，
即
代入数据得：
30kg×（1.5m-0.1m/s×t）=20kg×0.1m/s×t，
所以，解得t=9s；
第二空．乙小孩在这一过程中克服自身重力做功的功率是：
=15W。
22．8×104Pa； 2×106J 20%
【解析】
【详解】
（1）对地面的压强为p=====8Pa；
（2）受到的阻力为f=F===1N；克服阻力所做的功为:W=fs=N20m=2；
（3）W总=Pt=150103W10s=1.5106J；W有用=Gh=mgh=6.0103kg10N/kg5m=3105J；效率:η= ==20%.
23．A 10 增大
【解析】
【详解】
第一空．A是定滑轮，本质是等臂杠杆，B是动滑轮，本质是动力臂是阻力臂二倍的杠杆；
第二空．不计摩擦和滑轮重力，B是动滑轮可以省一半的力，因此：
第三空．物体上升时，质量不变，高度上升，因此它的它的重力势能增大。