單元檢測(四)第八、九章(考試用時:45分鐘滿分:100分)一、選擇題(每小題3分,共21分;每小題給出的四個選項中,只有一個選項符合題意)1.(2019黑龍江中考)如圖所示,力對物體做功的是()答案C解析用力搬石頭,搬而未動,有力作用在石頭上,石頭在力的作用下沒有移動距離,所以力對物體沒有做功,故A不符合題意。提著桶在水平路面上前進,人給水桶的力向上,水桶向上沒有移動距離,所以力對物體沒有做功,故B不符合題意。用力將雞蛋舉高,人給雞蛋的力向上,雞蛋向上移動了距離,所以力對物體做功,故C符合題意。手舉杠鈴靜止不動,手給杠鈴的力向上,杠鈴沒有移動距離,所以力對物體沒有做功,故D不符合題意。2.如圖用大小相等的拉力F,沿不同的方向拉同一物體運動相同的路程s,則下列判斷正確的是()A.甲圖中的拉力F做功最快B.乙圖中的拉力F做功最慢C.丙圖中的拉力做功最多D.甲、乙、丙三種情況拉力F做功不相等答案A解析由題知:F甲=F乙=F丙;s甲=s乙=s丙;由功的計算公式可以看出:W甲=W乙=W丙,即三種情況下拉力F做功相等,故C、D錯誤;由圖甲水平面光滑,乙水平面粗糙,丙斜面粗糙且物體在F作用下向上運動,所以甲圖中物體拉動時速度最快,時間最少,可知甲圖中拉力F做功最快,丙圖中拉力F做功最慢,故A正確、B錯。3.(2019廣西玉林中考)“長征”火箭在加速升空過程中,短時間內可認為其質量不變,則其()A.慣性變大B.機械能保持不變C.動能增加,重力勢能減小D.動能增加,重力勢能增加答案D解析火箭在加速升空時,火箭質量不變、速度增大,動能增大;火箭的質量不變、高度增加,重力勢能增加;因為火箭的動能和重力勢能都增加,機械能增加;火箭的質量不變,慣性不變,故ABC錯,D正確。4.如圖所示,在寬為BC=30 cm的小方凳與凳邊平行放一輕質木棒,木棒左端A處懸掛物體甲,右側懸掛物體乙,使木棒能水平靜止。當把懸掛物體乙的細繩移至E點,木棒恰好順時針轉動。已知AB=20 cm,則要使得木棒能水平靜止,懸掛物體乙的細繩可移動范圍DE的長度為()A.70 cmB.90 cmC.80 cmD.100 cm答案B解析當把懸掛乙的細繩移至E點時,木棒恰好將順時針轉動,此時支點為C,由杠桿的平衡條件F1L1=F2L2可得,G甲(LAB+LBC)=G乙LCE,則LCE=(LAB+LBC)=(20 cm+30 cm)=100 cm;當支點位于B點且木棒恰好將逆時針轉動時,懸掛乙的細繩移至D點,由杠桿的平衡條件可得,G甲LAB=G乙(LBC+LCD),則LCD=-LBC=40N脳20cm20N-30 cm=10 cm,所以,要使木棒能水平靜止,懸掛乙的細繩可移動范圍DE長度:LDE=LCE-LCD=100 cm-10 cm=90 cm。故ACD不正確,B正確。5.(2019陜西中考)工人用如圖所示的裝置運送沙石,下列說法正確的是()A.滑輪組中的定滑輪能改變拉力的大小B.圖中動滑輪相當于一個省力杠桿C.繩子自由端下拉1 m,桶上升2 mD.質量為65 kg的工人利用該滑輪組能提起150 kg的沙石答案B解析定滑輪能改變力的方向,但不能改變力的大小,故A錯誤;動滑輪實質是動力臂等于阻力臂2倍的杠桿,屬于省力杠桿,故B正確;由圖知,n=2,拉力端移動距離s=2h,若繩子自由端下拉1 m,則桶上升0.5 m,故C錯誤;工人向下拉繩子時,繩子會對人施加向上的拉力,為避免人被繩子拉上去,所以人提供的最大拉力F最大=G人=m人g=65 kg10 N/kg=650 N;不計繩重、動滑輪重和摩擦時,利用該滑輪組能提起的最大物重G最大=2F最大=2650 N=1 300 N,則提升物體的最大質量m最大=130 kg,故D錯誤。6.(2019湖南湘西州中考)一根原木放在水平地面上,粗略估計它的質量時,我們視其粗細相同,質量分布均勻,現抬起一端使它稍離地面需要500 N的力(g取10 N/kg),則原木的質量大約為()A.50 kgB.100 kgC.250 kgD.500 kg答案B解析如圖,設杠桿的全長為L,動力臂是L,阻力臂是12L,現抬起一端使它稍離地面需要500 N的力,因為動力動力臂=阻力阻力臂,FL=G12L,所以500 NL=G12L,G=1 000 N原木的質量m=100 kg。7.(2019湖北荊州中考)湖北省第二屆園林博覽會于2019年9月28日在荊州開幕。在某場館建設中,采用了如圖所示的裝置提升重物,當工人師傅們用1 000 N的拉力F向下拉繩,使重1 600 N的重物勻速上升了5 m,此過程中克服繩重和摩擦做功500 J,下列說法正確的是()A.拉力F做功為5103 JB.纏繞在動滑輪上每股繩的拉力為800 NC.動滑輪重為300 ND.滑輪組的機械效率為75%答案C解析由圖知,n=2,拉力端移動距離:s=2h=25 m=10 m,拉力F做功W總=Fs=1 000 N10 m=1104 J,故A錯;已知繩子末端的拉力F為1 000 N,則纏繞在動滑輪上每股繩的拉力都為1 000 N,故B錯;拉力做的有用功W有用=Gh=1 600 N5 m=8103 J,拉力做的額外功W額總=W總-W有用=1104 J-8103 J=2103 J,此過程中克服繩重和摩擦做功W額1=500 J,提升動滑輪做的額外功W額2=W額總-W額1=2103 J-500 J=1.5103 J,由W=Gh可得動滑輪重力G輪=300 N,故C正確;滑輪組的機械效率=100%=80%,故D錯。二、填空題(每空2分,共24分)8.在霍邱縣2019年初中學業水平體育與健康考試中,某校九年級學生小明在一次訓練中選擇了擲實心球,如果實心球的質量是4 kg,小明把球從A點擲出,落地點是B點,實心球的運動軌跡如圖,其他數據已標注在圖中。則實心球從A點運動到B點的過程中重力所做的功是 J。(g取10 N/kg)答案60解析實心球的重力G=mg=4 kg10 N/kg=40 N,重力對實心球做功W=Gh=40 N1.5 m=60 J。9.(2019湖北咸寧中考改編)甲、乙是兩個完全相同的網球。如圖所示,在同一高度同時以大小相等的速度,將甲球豎直向下拋出、乙球豎直向上拋出,不計空氣阻力。拋出時兩球機械能(選填“相等”或“不相等”)。答案相等解析拋出時甲乙兩球質量相等,速度相等,動能相等;高度相同,重力勢能相同,故機械能相同。10.甲、乙兩輛汽車在同樣大的牽引力作用下,以相同大小的速度勻速行駛相同的距離,甲沿上坡路行駛,乙沿下坡路行駛,則牽引力做功的大小關系為W甲(選填“”“”或“=”)W乙。答案=解析兩輛汽車在同樣大的牽引力作用下,以相同大小的速度勻速行駛相同的距離,由W=Fs可知,牽引力做功相同。11.(2019山東威海中考)如圖是一款健身拉力器原理圖,斜面的傾角為30,重500 N的物塊與固定在斜面底端的彈簧相連,小明通過定滑輪拉著物塊沿斜面向上勻速運動2 m的過程中(此過程彈簧始終處于被拉伸狀態),小明對繩的拉力所做的功為1 000 J,克服彈簧拉力做功300 J,則克服物塊重力做的功為 J,物塊與斜面之間摩擦力的大小為 N。(忽略繩重、滑輪與軸的摩擦)答案500100解析已知斜面的傾角為30,物塊沿斜面向上勻速運動2 m,則物塊上升的高度h=12s=122 m=1 m,克服物塊重力做的功W有用=Gh=500 N1 m=500 J;W額=W總-W有用-W1=1 000 J-500 J-300 J=200 J,由W額=fs可得,物塊與斜面之間摩擦力的大小f=100 N。12.(2019山東煙臺中考)按頭尾分揀理順是餐館工作人員日常工作之一。工作強度雖不大,但太浪費時間。聰明的小明為工作人員設計了如圖所示的分揀操作步驟,工作效率特別高,這個方案應用到的物理知識有。答案力可以改變物體的運動狀態和杠桿的平衡條件解析由操作步驟二知,用一只筷子將平放的筷子往前推,這些筷子會跟著一起運動,這是因為力可以改變物體的運動狀態;因為筷子一頭粗一頭細(一頭重一頭輕),由操作步驟三知,粗端在前的筷子會下沉,其細端會翹起,這里應用到了杠桿的平衡條件。13.(2019湖南婁底中考改編)利用一個效率為90%的杠桿做100 J的總功,其中額外功是 J。答案10解析由題知,使用杠桿做的總功W總=100 J,=90%,做的有用功:W有用=W總=100 J90%=90 J,則利用杠桿做的額外功W額=W總-W有用=100 J-90 J=10 J。14.(2019湖北咸寧中考改編)如圖所示,杠桿AB放在鋼制圓柱體的正中央水平凹槽CD中,杠桿AB能以凹槽兩端的C點或D點為支點在豎直平面內轉動,長度AC=CD=DB,左端重物G=12 N。當作用在B點豎直向下的拉力F足夠大時,杠桿容易繞(選填“C”或“D”)點翻轉,為使杠桿AB保持水平位置平衡,拉力的范圍是。(杠桿、細繩的質量及摩擦均忽略不計)。答案D624 N解析由圖可知,D點更加靠近拉力一端,故當作用在B點豎直向下的拉力F足夠大時,杠桿容易繞D點翻轉;當以C點為支點時拉力最小,以D點為支點時拉力最大,最小力F1,最大力F2,則根據杠桿平衡條件可得F1BC=GAC,F2BD=GAD,因為AC=CD=DB,所以BCAC=21,BDAD=12,可得:F12=12 N1,F21=12 N2,解得,F1=6 N,F2=24 N。15.某同學利用平行于斜面的力將物體沿斜面底端勻速拉上頂端,已知沿斜面的長為5 m,高度為3 m,底邊長為4 m,斜面對物體的支持力為240 N,此過程中機械效率為90%,則根據題給條件我們可以判斷沿斜面向上的拉力(選填“大于”“等于”或“小于”)摩擦力;支持力對物體做的功為 J。答案大于0解析拉力做的功為總功,克服摩擦力做的功為額外功,總功大于額外功總功等于W=Fs,額外功W額=fs,由此可知拉力大于摩擦力。因為物體受到的支持力與斜面垂直,所以物體在支持力的方向上沒有移動距離,所以支持力對物體不做功,即做功為0 J。16.(2019湖北襄陽中考改編)勁度系數為k=12 N/cm(彈簧每受到12 N的力,長度就要變化1 cm)的一根彈簧自然懸掛時的長度為6 cm,在它下面再懸掛一個48 N的重物,由如圖所示位置靜止放手,在下落過程中,當彈簧的長度在(填某一范圍)時,物體的重力勢能和動能同時轉化為彈性勢能。彈簧的伸長量為L時,彈力F=kL,彈性勢能為12k(L)2答案1014 cm解析(1)彈簧自然懸掛時的長度為L0=6 cm,勁度系數為12 N/cm,在它下面再懸掛一個48 N的重物,由如圖所示位置靜止放手,在下落過程中,當彈力(向上的拉力)等于物重時,即F=kL=G,則彈簧的伸長量L=4 cm,所以物體在平衡位置b時(即二力相等的位置),彈簧的長度為L=L0+L=6 cm+4 cm=10 cm,物體從最高點a運動到平衡位置b的過程中,高度減小,速度增大,彈簧的形變程度增大,所以重力勢能減小,動能增大,彈性勢能增大,即該過程中重力勢能轉化為動能和彈性勢能。物體從平衡位置b點運動到最低點c的過程中,高度減小,速度減小,彈簧的形變程度增大,所以重力勢能減小,動能減小,彈性勢能增大,即該過程中重力勢能和動能轉化為彈性勢能。設物體在最低點c時為零勢能點(c點也是物體動能為0的位置),物體在a點放手時只具有重力勢能,則整個過程中,物體在最高點a的重力勢能全部轉化為c點時彈簧的彈性勢能,所以由上面分析可得:mgh=12k(L)2因為物體下降的高度等于彈簧的最大伸長量,所以h=L代入化簡可得:mg=12kL,即48 N=1212 N/cmL解得L=8 cm,則彈簧在c點的長度為L=L0+L=6 cm+8 cm=14 cm。三、作圖與實驗探究題(第17小題4分,第18小題6分,第19小題6分,第20小題10分,共26分)17.(2019江蘇連云港中考)如圖所示,O為杠桿的支點,杠桿上掛有重為G的物體,請畫出使杠桿在圖中位置靜止時最小力F的示意圖。答案解析在阻力與阻力臂一定時,要使動力最小,則動力臂必須最長;由圖可知,O為支點;當動力作用在杠桿的最右端,且支點O到杠桿最右端的距離作為動力臂時,動力臂最長,此時的動力最小;過杠桿的最右端作垂直于力臂向上的力F,即為最小力F的示意圖。18.(2019天津中考)小明同學在探究重力勢能的大小與什么因素有關時,提出了如下猜想:猜想一:物體的重力勢能與物體的質量有關。猜想二:物體的重力勢能與物體所在高度有關。為了驗證上述猜想,他計劃利用小桌、沙子、質量不同的鐵塊和刻度尺進行實驗:如圖所示,將小桌桌腿朝下放在平整的沙面上,把鐵塊從距桌面某一高度由靜止釋放,撞擊在桌面的中心部位,記錄桌腿進入沙子的深度。按上述方案進行實驗,其實驗數據如下表所示。實驗序號鐵塊質量m/g鐵塊距桌面高度H/cm桌腿進入沙子的深度h/cm20201.920302.920403.830202.940204.1(1)實驗中通過比較來判斷物體重力勢能的大小;(2)為了驗證猜想一,需選擇表中(填實驗序號)三組數據進行分析;(3)分析表中的實驗數據,可得出的結論是。答案(1)桌腿進入沙子的深度(2)(3)質量相同的物體,高度越大,重力勢能越大解析(1)通過小明設計的實驗可以知道,他是通過比較桌腿進入沙子的深淺來比較重力勢能的大小的。桌腿進入沙中越深說明物體做的功越多,它原來具有的重力勢能越大;(2)根據控制變量法,要驗證物體的重力勢能與物體的質量有關,應控制物體的高度相同,改變物體質量的大小,故小明要完成探究,需要找幾個質量不同的物體進行實驗;故三組數據符合,所以應利用三組數據分析得出結論。(3)比較表中的實驗數據,可以發現,質量相同,中桌腿進入沙子的深度更深,所以,中的物體具有重力勢能大,可以得出的初步結論是:質量相同的物體,高度越大,重力勢能越大。19.(2019遼寧阜新中考改編)在“探究杠桿平衡條件”的實驗中:(1)如圖甲,把質量分布均勻的杠桿中點O作為支點,其目的是消除對實驗的影響。(2)圖乙中杠桿恰好處于水平位置平衡,若在A處下方再掛一個相同的鉤碼,為使杠桿保持水平平衡,需將掛在B處的鉤碼向右移動格。(3)如圖丙,小明取下B處鉤碼,改用彈簧測力計鉤在C處,使杠桿再次在水平位置平衡,彈簧測計示數(選填“大于”“小于”或“等于”)1 N(每個鉤碼重0.5 N)。答案(1)杠桿自重(2)1(3)大于解析(1)把質量分布均勻的杠桿中點置于支架上,杠桿的重心通過支點,消除杠桿自重對杠桿平衡的影響;(2)設一個鉤碼重為G,一格的長度為L;根據杠桿的平衡條件可得4G2L=2GnL,解得n=4,故應該將B處所掛鉤碼向右移動4-3=1格;(3)如圖丙,小明取下B處鉤碼,改用彈簧測力計鉤在C處,使杠桿再次在水平位置平衡,根據杠桿的平衡條件,彈簧測力計示數F=2G=20.5 N=1 N,由于彈簧測力計拉力F的力臂小于4L,故F大于1 N。20.如圖所示,在測定滑輪組機械效率的實驗中。(1)滑輪組所掛重物的重力為3.6 N,重物從原來圖甲的位置被提升到圖乙的位置,在提升過程中應使彈簧測力計勻速豎直上升,彈簧測力計的示數如圖丙所示,則滑輪組的機械效率是 %。(2)本實驗中若增加鉤碼的個數,滑輪組的機械效率(選填“變大”“變小”或“不變”)。(3)某同學想到計算機械效率還可用=,于是用彈簧測力計測得動滑輪重,代入上式計算出機械效率。你認為他的做法是否合理?;你作出這樣判斷的理由是。答案(1)50%(2)變大(3)不合理提升重物的過程中還要克服摩擦、克服繩子自重來做額外功解析(1)物體的重力為G=3.6 N,由圖丙可知,彈簧測力計的示數是2.4 N,滑輪組繩子自由端受到的拉力是2.4 N,由圖乙所示刻度尺可知,物體上升的高度h=10 cm=0.1 m,滑輪組承重繩子的股數n=3,繩子自由端移動的距離s=nh=30.1 m=0.3 m,滑輪組的機械效率=100%=50%;(2)整個滑輪組保持不變,即額外功不變。因為對重物做的功為有用功,增加鉤碼的個數,即增大了有用功,機械效率就會增大;(3)使用滑輪組時,所做的額外功包括克服動滑輪重力、繩重和摩擦做的功,若用公式=計算,則忽略了摩擦和繩重,額外功偏小,則總功偏小,所以機械效率偏高。四、計算題(第21小題8分,第22小題10分,第23小題11分,共29分;解答要有必要的公式和過程,只有最后答案的不能得分)21.(2019山東濰坊中考)一輛質量為1.5103 kg的汽車陷入一泥濘路段,司機師傅利用滑輪組和周圍條件,組裝成了如圖所示的拖車裝置。已知汽車通過泥濘路段需移動8 m距離,汽車在泥濘路段受到的阻力為車重的110,滑輪組的機械效率為80%,g取10 N/kg。在將車勻速拖離泥濘路段過程中,求:(1)做的有用功;(2)作用在繩子自由端的拉力。答案(1)1.2104 J(2)625 N解析(1)汽車在泥濘路段受到的阻力f=110mg=1101.5103 kg10 N/kg=1.5103 N;將車勻速拖離,由二力平衡條件可得,滑輪組對車的拉力F拉=f=1.5103 N,所做有用功W有用=F拉s車=1.5103 N8 m=1.2104 J;(2)由圖可知n=3,則繩子移動的距離s繩=3s車=38 m=24 m,由=可得總功W總=1.5104 J,由W總=Fs繩可得,作用在繩子自由端的拉力F=625 N。22.(2019江蘇鎮江中考)如圖所示,裝有0.01 m3水的圓桶置于水平地面上,桶與地面間的接觸面積為0.2 m2。桶的質量忽略不計,g取10 N/kg。(1)求桶中水的質量;(2)求這桶水對地面的壓強;(3)某同學用圖2所示的滑輪組將這桶水勻速提升2 m的過程中,所用拉力為40 N。求該滑輪組的機械效率。答案(1)10 kg(2)500 Pa(3)83.3%解析(1)水的體積V=0.01 m3,由=可得水的質量m=V=1103 kg/m30.01 m3=10 kg;(2)這桶水所受的重力G=mg=10 kg10 N/kg=100 N,桶的質量忽略不計、桶重不計,則水桶對地面的壓力:F=G=100 N,這桶水對地面的壓強p=500 Pa;(3)由圖知,承擔物重的繩子股數n=3,則滑輪組的機械效率=100%83.3%。23.如圖是為了上山方便而修建的盤山公路。為什么盤山公路要修成S形呢?因為盤山公路相當于斜面。若從山底到山頂的盤山公路長200 m,山高30 m,一輛5 t的小型貨車從山底開上山頂牽引力保持2.5104 N不變,求:(1)車行駛過程中牽引力所做的功;(2)該盤山公路的機械效率;(3)小貨車在行駛過程中所受的阻力。答案(1)5106 J(2)30%(3)1.75104 N解析(1)車行駛過程中牽引力所做的功W總=Fs=2.5104 N200 m=5106 J;(2)貨車重力G=mg=5 000 kg10 N/kg=5104 N,牽引力做的有用功W有用=Gh=5104 N30 m=1.5106 J,該盤山公路的機械效率=100%=30%;(3)額外功W額外=W總-W有用=5106 J-1.5106 J=3.5106 J,由W額外=fs可得阻力f=1.75104 N。16