广西桂平市罗播一中春季期物理单元测试十机械与人十一小粒子与大宇宙.docx
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广西桂平市罗播一中春季期物理单元测试十机械与人十一小粒子与大宇宙
广西桂平市罗播一中2021年春季期物理单元测试(十机械与人、十一小粒子与大宇宙)
学校:
___________姓名:
___________班级:
___________考号:
___________
一、单选题
1.小明在学习“小粒子与大到宇宙”的知识后,有下列认识,其中正确的是()
A.将两个表面光滑的铅块相互紧压后,它们会黏在一起,说明分子间有斥力
B.宇宙是一个有层次的天体结构系统,地球是宇宙的中心
C.水和酒精混合后体积减小说明分子间有空隙
D.电子的尺度比原子的尺度大
2.利用定滑轮、动滑轮和滑轮组分别匀速提升同一重物,在不计绳重和摩擦情况下,机械效率最高的是()
A.定滑轮B.动滑轮C.滑轮组D.都一样高
3.如图所示,一根绳子绕过定滑轮,一端拴在钩码上,手执另一端,分别用力F1、F2、F3拉起钩码,实验表明下列说法正确的是()
A.F1较大B.F2较大C.F3较大D.三个力一样大
4.荡秋千是一种常见的娱乐休闲活动,也是我国民族运动会的一个比赛项目。
小丽同学荡秋千时的情景如图所示,在从右侧最高点荡到左侧最高点这一过程中,小丽的()
A.动能一直增大,重力势能一直减小
B.动能先减小后增大,重力势能先增大后减小
C.动能一直减小,重力势能一直增大
D.动能先增大后减小,重力势能先减小后增大
5.在甲、乙两图中,甲图地面粗糙、乙图地面光滑.质量分别为m,2m的两个物体在大小为F的恒力作用下,在力的方向上前进了相同的距离,则下列结论正确的是
A.甲图中F做的功小于乙图中F做的功
B.甲图中F做的功等于乙图中F做的功
C.甲图中F做的功大于乙图中F做的功
D.条件不足,无法确定甲、乙图中F做的功谁大
6.学校组织爬山比赛.同学们在山脚的某一地点同时出发,结果小乐和小强同时到达山顶.若想判断两人谁的爬山功率大,还需要测定的物理量是
A.爬山的时间B.爬山的路程C.两人的体重D.山的高度
7.要用30N的力刚好提起重50N的物体,可选下列机械中的()(不计机械自重和摩擦)
A.杠杆B.一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组
C.一个定滑轮D.一个动滑轮
8.如图所示,工人利用动滑轮在10s内将重为100N的重物(包括袋)沿竖直方向匀速向上提升了5m.若该动滑轮重10N,忽略绳重及绳与滑轮之间的摩擦,不计空气阻力,则下列说法正确的是
A.提升过程中,绳的拉力F做了500J的功
B.提升过程中,绳的拉力F做了550J的功
C.提升过程中,绳的拉力F做功的功率是50W
D.该滑轮装置的机械效率是100%
9.如图所示,杠杆在水平位置处于平衡状态,杠杆上每格均匀等距,每个钩码都相同。
下列四项操作中,会使杠杆右端下倾的是()
①将杠杆两侧的钩码同时各向外移动一小格
②将杠杆两侧的钩码同时各向内移动一小格
③在杠杆的两侧同时各减掉一个钩码
④在杠杆的两侧钩码下同时各加挂一个相同的钩码
A.②③B.②④C.①③D.①④
10.如图所示,用24N的力F沿水平方向拉滑轮,可使重20N的物体A以0.2m/s的速度在水平面上匀速运动。
物体B重10N,弹簧测力计的示数恒为5N(不计滑轮、测力计、绳子的重量,滑轮的转轴光滑)。
下列说法正确的是()
A.滑轮移动的速度是0.4m/sB.在2s内绳子对物体A做的功为2.4J
C.水平拉力F的功率是4.8WD.物体A受到地面的摩擦力是7N
二、填空题
11.人的前臂是________杠杆,肘关节处是_________。
12.学校国旗杆的顶部通常安有一个__________滑轮,其目的是改变力的_____________.
13.运动员在撑杆跳高时,经历了助跑——起跳——越杆——落下等过程。
如图所示,是起跳的情景,此时运动员的______能转化为______能。
14.天平是用来测量物体________的工具,它是根据_________________制成的。
15.如图所示,上瓶内装有空气,下瓶内装有红棕色的二氧化氮气体,将上下两瓶间的玻璃板抽掉后,两瓶气体混合在一起,颜色变得________,这个现象主要说明___________________.
16.在火箭离地升空的过程中,动能________,势能________,机械能_________。
(选填“增加”、“减少”或“不变”)
17.如图甲所示,一块质量为0.2kg的铁块被吸附在竖直放置且足够长的磁性平板上,在竖直方向上拉力F=3N的作用下向上运动,铁块运动速度v与时间t的关系图象如图乙所示.则铁块受到的摩擦力为__N,0~6s内拉力F做的功是__J(取g=10N/kg)
18.4月22日,货运飞船“天舟一号”与空间站“天宫二号”成功对接。
对接后,以“天宫二号”为参照物,“天舟一号”处于_____状态。
由于外太空存在少量空气,“天宫二号”运行时受到阻力,机械能_____(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
19.电梯厢在匀速上升过程中,动能____,机械能_____.(选填“增大”、“减小”或“不变”)
20.小明同学用40N的水平推力推着重100N的书箱在水平地面上前进了2m,松开手后,书箱仍向前滑行了lm,整个过程中小明做功_____J,书箱的重力做功____J.
21.新材料碳纤维具有高强度、高耐热、密度小等特性,一架由碳纤维材料制作的小型无人机,质量为2kg,在5s内匀速竖直上升10m,则该无人机克服自身重力做功为_____J,功率为____W.
22.如图甲所示,水平地面上的物体,受到方向不变的推力F的作用,其F-t和v-t的图象分别如图乙、丙所示.由图象可知,0~3s内,推力对物体做功_____J;t=5s时,物体受到的摩擦力是_____N.
三、作图题
23.如图所示,在抽水机的手柄上画出抽水时最省力的动力F1,然后再画出F1、F2的力臂,并用L1和L2标明.
(______)
四、实验题
24.如图所示,是“研究动能的大小与哪些因素有关”的实验装置.
(1)实验中通过观察_______________的大小,来判断小球动能的大小.
(2)实验中为了研究动能大小与质量的关系.需要控制小球撞击时的速度不变,具体的控制方法是_____
25.在“探究杠杆的平衡条件”的实验中:
(1)对于杠杆两端的平衡螺母,只在_______________时使用。
(2)如图为实验中某一步骤的示意图,图中的杠杆能平衡吗?
答:
_____。
若A侧砝码减少一个,则B侧砝码应向_____(填“左”或“右”)移动_____格才能平衡;若不减砝码,将两边砝码向里各移动一格,则杠杆____端将下倾。
(3)通过实验,最后得到杠杆的平衡条件是___________________
26.在“探究影响动能大小的因素”实验中,如图a、b、c所示,让质量为m、2m的两个小球分别从斜面上由静止滚下,小球撞击放在水平木板上的木块,使木块滑动,虚线位置为木块滑动一段距离后停止的位置.
(1)小球动能是由____(填某种能量)转化来的.
(2)实验中通过____反映小球动能的大小.
(3)比较____两图进行的实验,可以探究小球
的动能与速度的关系.
(4)比较a、b两图进行的实验,可以得到小球
的动能随质量增大而_______.
27.如图所示是探究“物体动能的大小与什么因素有关”的实验装置示意图.
(1)该实验装置要探究的是物体动能的大小与物体_____的关系(物体A、B质量不变)
(2)该实验中所探究物体的动能是指物体_____(选填“A”或“B”)的动能
(3)该实验物体动能的大小是通过________来反映的
(4)该实验物体的速度是指物体A从斜面上由静止滚下与物体B即将碰撞时的速度,它是通过___(选填“高度”或“质量”)来改变的
(5)实验表明,同一物体A从斜面高处滚下,高度越大,物体B被撞得越远,可得结论_______
(6)若要研究物体动能与质量的关系,则需不同质量的物体从斜面_____高度由静止滚下,并观察记录.
五、计算题
28.如图所示,已知斜面长5m,高3m,绳端拉力为50N.利用这个滑轮装置将重为100N的物体在5s内从斜面的底端匀速拉到顶端.在此过程中:
(1)物体沿斜面向上运动的速度为多少?
(2)绳端移动的距离是多少?
(3)拉力的功和功率各是多少?
(4)拉力的机械效率是多少?
29.如图所示,AB是一根长为1.6m、可绕中点O自由转动的轻质杠杆。
A端用绳子系着拴在地面上,在距O点40cm处放一质量为1kg的铅球,杠杆于平衡状态,g取10N/kg。
求:
(1)绳子的拉力是多大?
(2)若绳子最大承受力是8N,则铅球到达离O点多远时绳子会断?
30.如图甲所示,物体重500N,某人用F=400N平行于斜面的拉力使物体沿斜面向上做直线运动,其路程随时间变化的图象如图乙所示.
(1)物体运动的速度多大?
(2)10s内人对物体做了多少功?
功率多大?
(3)10s内人对物体做了多少有用功?
参考答案
1.C
【解析】分析:
①分子间有空隙;
②宇宙是由物质组成的,宇宙中拥有数十亿个星系,银河系是数十亿个星系中的一个,太阳是银河系中几千亿颗恒星中的一员;太阳周围有八颗行星,地球是其中的一个;
③分子间存在相互作用的引力和斥力;
④地球及一切天体都是由物质组成的,物体是由分子构成的,分子是由原子构成的,原子是由位于中心的原子核和核外电子构成的。
【解答】A.将两个表面光滑的铅块相互紧压后,它们会黏在一起,说明分子间有引力,故A错误;
B.宇宙是一个有层次的天体结构系统,地球不是是宇宙的中心,故此选项错误,不符合题意;
C.水和酒精混合后体积减小说明分子间有空隙,说法正确;
D、电子的尺度比原子的尺度小。
故此选项错误,不符合题意。
故选C
【点睛】此题考查学生对于分子和固体小颗粒的区别、分子的运动、分子间的作用力、宏观世界和微观世界的了解,是一道基础题。
2.A
【解析】匀速提升同一重物,做有用功相同,通过比较额外功的大小,得出机械效率的高低(有用功相同,额外功越少,机械效率越高)。
若不计绳重和摩擦,所作额外功就是提升动滑轮做的功,而使用定滑轮时,没有动滑轮,额外功为0,机械效率最高。
故选:
A。
【点睛】使用滑轮时若不计绳重和摩擦,额外功就是提升动滑轮做的功,这是本题的突破口。
3.D
【解析】
分析:
定滑轮的工作特点是:
使用定滑轮只能改变力的方向,不能省力.
解答:
图中使用同一定滑轮提升同一物体,沿着各个不同的方向拉动,其实质如下图:
根据杠杆的平衡条件,
,G一定,L1=L2,所以F不变,故沿着任意方向所用的力都相等.
故选D.
【点睛】记住定滑轮的特点,并灵活运用.
4.D
【解析】分析:
从动能和重力势能大小的影响因素进行分析:
(1)动能大小的影响因素:
质量、速度。
质量越大,速度越大,动能越大。
(2)重力势能大小的影响因素:
质量、被举得高度。
质量越大,高度越高,重力势能越大。
解答:
小丽从右侧最高点荡到左侧最高点这一过程中,质量不变,速度先增大后减小,所以动能先增大后减小;高度先减小后增大,所以重力势能先减小后增大。
故选:
D。
【点睛】掌握动能、重力势能、弹性势能的影响因素,能判断动能、重力势能、弹性势能、机械能的变化。
5.B
【详解】
根据功的公式W=Fs,两个物体在大小为F的恒力作用下,在力的方向上前进了相同的距离,则甲图中F做的功等于乙图中F做的功,故ACD错误,B正确为答案.
6.C
【解析】
试题分析:
根据功率公式:
,现在知道他们两个运行的距离相等,时间相等,只有再测量两人的质量即体重,就可以判断两人谁的爬山功率的大小了,正确选C。
考点:
功率的计算
7.A
【解析】分析:
动力只有15N,而物体重力却达到了50N.所以使用的机械必须是省力杠杆。
根据这个要求,对各个选项进行分析。
解答:
用15N的拉力提起重50N的物体;
A、根据杠杆的平衡条件,若动力臂与动力的乘积等于阻力臂与阻力的乘积时,可以满足条件,故A正确。
B、一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组最多由3段绳子承担物重,如果不计机械自身重力和摩擦,F为G的三分之一,故B错误。
C、定滑轮不能省力,只能改变力的方向,不满足条件,故C错误。
D、如果不计机械自身重力和摩擦,动滑轮可以省一半力,不满足条件,故D错误。
故选:
A。
【点睛】本题考查不同杠杆的分类,同时要求实现“刚好”的目的。
解决此题要知道定滑轮的特点:
使用定滑轮不省力但能改变力的方向;动滑轮的特点:
动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆,使用动滑轮能省一半力,但费距离;使用杠杆和轮轴,可以通过条件动力臂和阻力臂的大小关系,调节动力的大小。
8.B
【解析】
【分析】
(1)克服物体重力做的功为有用功,克服动滑轮重力做的功为额外功,有用功和额外功之和为总功.
(2)已知做功的时间,根据公式
可求拉力做功的功率,
(3)机械效率等于有用功与总功的比值.
【详解】
(1)有用功
,额外功
,拉力做功为总功
,故A错误,B正确.
(2)拉力做功的功率
,故C错误.
(3)机械效率
.故D错误.
故选B.
【点睛】
本题考查有用功、总功、额外功、机械效率的计算,关键是公式的应用,重点要知道的是机械效率不可能到100%,因为有用功始终小于总功,机械效率始终小于1.
9.C
【解析】分析:
掌握杠杆的平衡条件:
动力×动力臂=阻力×阻力臂,要判断杠杆向哪端倾斜,要判断哪端力和力臂的乘积较大。
解答:
设一个钩码的重力为G,一个小格的长度为L。
①将杠杆两侧的钩码同时各向外移动一小格,则左端
;右端
,8GL<9GL,所以杠杆右端下倾。
②将杠杆两侧的钩码同时各向内移动一小格,则左端=2G×2L=4GL;右端=3G×L=GL,4GL>3GL,所以杠杆左端下倾。
③在杠杆的两侧同时各减掉一个钩码,则左端
;右端
,
,所以杠杆右端下倾。
④在杠杆的两侧钩码下同时各加挂一个相同的钩码,则左端
;右端
,9GL>8GL,所以杠杆左端下倾。
故选:
C。
【点睛】此题考查了学生对杠杆平衡条件的应用,关键是根据情况计算出两端力和力臂的乘积比较大小。
10.D
【解析】分析:
(1)根据动滑轮的特点及A的移动速度判断滑轮的移动速度;
(2)根据公式
计算出拉力F的功率;
(3)绳子对物体A做的功即克服物体B和地面的摩擦力做的功。
(4)要判断出A所受的摩擦力,首先根据拉力F和动滑轮的特点,计算出绳子对A的拉力,对A进行受力分析,根据平衡力的特点计算出A受地面的摩擦力;
解答:
A、A移动的速度即绳端移动的速度为0.2m/s,所以滑轮的移动速度为
;所以A错误;
B、绳子的拉力是12N,2s物体A移动的距离为
,所以
,所以B错误;
C、
所以C错误;
D、因为F=24N,所以对A的拉力为:
,弹簧测力计的示数恒为5N,则物体B对A的摩擦力为5N,方向向右,所以地面对A的摩擦力为
,所以D正确。
故选:
D。
【点睛】此题主要考查了动滑轮的特点、功、功率的计算,解决此题的关键是分别对A、B和动滑轮进行分析,得出绳端和F端的力及速度的关系,是一道难题。
11.费力支点
【解析】结合生活经验,先判断人的前臂在工作时,哪里是支点,动力臂和阻力臂的大小关系,再判断它是属于哪种类型的杠杆。
由生活经验可知,人的前臂在工作时,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆;肘关节处是支点。
故答案为:
(1).费力
(2).支点
【点睛】此题考查的是杠杆的分类和特点,主要包括以下几种:
①省力杠杆,动力臂大于阻力臂,省力但费距离;
②费力杠杆,动力臂小于阻力臂,费力但省距离;
③等臂杠杆,动力臂等于阻力臂,既不省距离也不省力。
12.定方向
【解析】
定滑轮的轮轴是固定不动的,定滑轮实质是等臂杠杆,不省力也不费力,但可以改变作用力方向.因旗杆上的滑轮轮轴是固定的,所以该滑轮是定滑轮,定滑轮的特点是不省力,但可以改变作用力方向;
故答案为定,方向.
【点睛】解决此题的关键是结合定滑轮及其工作特点进行分析解答.
13.动势
【解析】我们可以通过起跳时,运动速度和高度的变化得出动能和势能的变化,减少的那一种能量转化为增加的那种能量。
运动员在撑杆跳高起跳时,运动员向上运动,速度减小,动能减小,高度增加,重力势能增加,所以是动能转化为势能。
故答案为:
动;势。
【点睛】在做能量的转化这种题时,我们要注意分析哪种能量增加了,哪种能量减少了,因为总是减少的这种能量转化为增加的那种能量。
14.质量杠杆平衡条件
【解析】分析:
天平是实验室中测量质量的工具;天平的横梁是绕着横梁中点转动的,是一个杠杆,它是根据杠杆平衡条件制成的;
解答:
天平是实验室常见的测量质量的工具;天平是一个杠杆绕着横梁的中点转动,是一个杠杆,因为天平的两个托盘到支点的距离是相等的,而且天平是在横梁水平位置时读数的,所以天平的实质是一个等臂杠杆。
它是根据杠杆平衡条件制成的。
故答案为:
(1).质量
(2).杠杆平衡条件
【点睛】此题考查的是质量的测量工具---天平和杠杆的知识,是一道基础题。
15.均匀分子不停地做无规则运动
【解析】
分析:
要解答本题需掌握扩散现象的特点:
分子在永不停息做无规则运动,注意“无规则”的理解.而且两瓶气体混合在一起,颜色会变得均匀.
解答:
因为分子在永不停息做无规则运动,所以分子的运动无方向性.分子是向各个方向运动的,将上下两瓶间的玻璃板抽掉后,空气分子向下扩散,二氧化氮分子也会向上扩散,空气和二氧化氮将同时向对方扩散,两瓶气体就混合在了一起,颜色变得均匀.
故答案为
(1).均匀
(2).分子不停地做无规则运动
【点睛】本题主要考查学生对“分子在永不停息做无规则运动”中的“永不停息”和“无规则”的理解.
16.增加增加增加
【解析】分析:
①动能与质量和速度有关,质量越大、速度越大,则动能越大;
②重力势能与质量和高度有关,质量越大、高度越大,则重力势能越大;
③机械能包括动能和势能,物体动能和势能的变化会引起机械能的变化。
解答:
火箭加速升空的过程中,动能与质量和速度有关,质量不变,速度变大,动能增大;重力势能与质量和高度有关,高度增加,重力势能增大,又因为机械能包括动能和势能,故机械能增大。
故答案为:
(1).增加
(2).增加(3).增加
【点睛】此题考查机械能的知识;机械能的大小取决于动能和势能的大小,根据题目中动能和势能的大小变化可分析出机械能的大小变化。
17.13.6
【详解】
由于物体在竖直方向上处于平衡状态,所以在竖直方向上受力平衡,通过受力分析可知,物体在竖直方向上受到三个力,竖直向上的拉力与竖直向下的重力和摩擦力,这三个力平衡,物体的重力
G=mg=0.2kg×10N/kg=2N,
所以可求得铁块受到的摩擦力为
3N-2N=1N;
6s内物体通过的距离为1.2m,所以0~6s内拉力F做的功是
W=Fs=3N×1.2m=3.6J.
18.静止变小
【解析】
试题分析:
“货运飞船“天舟一号”与空间站“天空二号”成功对接后,它们之间的位置保持不变,因此以“天宫二号”为参照物,“天舟一号”处于静止状态;由于“天空二号”运行时受到阻力,需要克服摩擦做功,有一部分机械能转化为内能,所以机械能变小。
【考点定位】动能和势能的大小变化;参照物及其选择
19.不变增大
【详解】
[1][2]电梯厢在匀速上升的过程中,质量不变,速度不变,动能不变;高度增大,则重力势能增大;因为机械能等于动能与势能之和,因此机械能增大。
20.800
【详解】
小明同学用40N的水平推力推着重100N的书箱在水平地面上前进了2m,推力对箱子做的功:
W1=Fs1=40N×2m=80J;
松开手后,书箱仍向前滑行了lm,书箱由于惯性滑行,则小刚没有做功,即W2=0J;整个过程中小明对书箱一共做的功:
W=W1+W2=80J+0J=80J;
书箱在水平面上运动,虽然受重力,也有距离,但在重力的方向上没有移动距离,所以重力没做功,为0J.
21.20040
【详解】
根据无人机的质量:
m=2kg,
可以求出该物体的重力:
,
克服重力做功:
;
功率:
。
22.06
【详解】
由丙图知:
0~3s内物体的速度大小为零,物体处于静止状态,有力无距离,所以,推力对物体做功0J;由丙图知,9﹣12s时,物体匀速运动,由乙图知,9﹣12s时,F=6N,所以摩擦力与推力F平衡,大小为6N;3﹣6s之间,物体加速运动,受力不平衡,推力大于摩擦力;但由于物体对地面的压力和接触面的粗糙程度没有改变,所以摩擦力大小不变;即仍为6N.
23.
【解析】
分析:
(1)根据杠杆平衡条件可知:
在阻力跟阻力臂的乘积一定时,动力臂越长,动力越小.
(2)画力臂的方法:
首先确定支点,然后找到动力和阻力,并用虚线延长动力和阻力的作用线,从支点向力的作用线作垂线就是力臂.
解答:
(1)由杠杆平衡条件
可知在阻力跟阻力臂的乘积一定时,动力臂越长,动力越小.由图可知,支点为O点,过手柄的末端作垂直于杠杆向下的作用力;
(2)过支点分别作动力作用线和阻力作用线的垂线段,分别用L1和L2表示.如下图所示:
【点睛】本题考查了学生对杠杆平衡条件以及力臂画法的掌握和运用,能确定最小动力的方向是本题的关键所在.
24.木块滑动的距离让小球从同一高度自由滚下
【详解】
第一空.在该实验中我们用到了转换的方法,即将小球动能的大小转化为其对木块做功的多少来比较,即小球推动木块越远,其对木块所做的功就越多,即具有的动能就越大;反之就越少;
第二空.由于动能的大小与质量和速度有关,故想研究动能大小与质量的关系,应控制速度不变,故只需将不同质量的小球从同一高度释放,比较其推动木块所移动的距离大小即可.
25.调节杠杆平衡能左2A动力×动力臂=阻力×阻力臂
【解析】分析:
(1)杠杆自身有重力,实验前先要调节杠杆两端的平衡螺母,使其在水平位置平衡,这是为了便于从杠杆上测量出力臂的长度;调节方法是“左低右调,右低左调”;
(2)要使杠杆平衡则应符合杠杆的平衡条件,根据杠杆的平衡条件“动力×动力臂=阻力×阻力臂”可知在右侧挂钩码的两种情况;
(3)实验可得的结论是:
动力×动力臂=阻力×阻力臂(或
)。
解答:
(1)在“探究杠杆的平衡条件”实验中,应先调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡,这样做是为了便于测量力臂;对于杠杆两端的平衡螺母,只在调节杠杆平衡时使用。
(2)设一个钩码重为G,一格为L,左边等于
,右边等于
,左边等于右边,根据杠杆平衡的条件,
,图中的杠杆能平衡;若A侧砝码减少一个,则左边等于
,右边
应乘以2L,所以B侧砝码应向左移动2格才能平衡;若不减砝码,将两边砝码向里各移动一格,则
,所以杠杆A端将下倾。
(3)实验可得的结论是:
动力×动力臂=阻力×阻力臂(或
)。
故答案为:
(1).调节杠杆平衡
(2).能(3).左(4).2(5).A(6).动力×动力臂=阻力×阻力臂
【点睛】
(1)杠杆在水平位置平衡后,支点到力的作用点的距离就是力臂,因此在此实验中我们应首先调节杠杆在水平位置平衡;
(2)同时考查了杠杆平衡条件的探究和应用,只有充分理解了杠杆的平衡条
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