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达标检测卷(四) 简单机械、功、机械效率、机械能
时间：40分钟 分值：100分
一、填空题 (每空3分，共42分)
1. [2019·宜宾]如图D4-1所示，一个物体静止于光滑水平面上的O点，在水平恒力F作用下开始向右加速运动，依次经过a、b、c三个点，且a、b之间和b、c之间的距离相等，F在ab段做功W1，做功功率为P1；在bc段做功W2，做功功率为P2，则有W1 W2，P1 P2。(均选填“>”“=”或“<”)
图D4-1
2. [2019·龙东]如图D4-2所示，在刻度均匀的轻质杠杆的A点悬挂一个重为4 N的物体，在B点施加一个竖直向下的作用力F，使杠杆在水平位置保持平衡，则F= N；若保持物体悬挂的位置不变，改变力F的方向(如图虚线所示)，杠杆仍在水平位置保持平衡，则力F将 (选填“不变”“变大”或“变小”)。
图D4-2
3. [2019·成都]图D4-3是三种类型剪刀的示意图，请你为铁匠师傅选择一把剪铁皮的剪刀，你会选择 (选填“A”“B”或“C”)剪刀，这样选择是为了省 。
图D4-3
4. 如图D4-4所示，林红用动滑轮在5 s内将重为10 N的物块竖直向上匀速提升20 cm，拉力为6 N，此过程中拉力做的有用功为 J，拉力做功的功率为 W。
图D4-4
5. [2019·咸宁]用如图D4-5所示的滑轮组将重为G的物体匀速提升了h，作用在绳上的拉力大小为F，则总功为 ，额外功为 ，滑轮组的机械效率为 。(用题中给出的物理量表示)
图D4-5
6. [2019·安徽]用沿斜面向上大小为3. 5 N的力将一个重为4. 9 N的物体从斜面底端匀速拉到顶端。已知斜面长为2 m、高为1 m，则该过程中斜面的机械效率为 。
7. [2019·绵阳]2019年1月3日，嫦娥四号实现了人类探测器首次成功在月球背面软着陆。嫦娥四号探测器在距离月球表面100米高处悬停，对月球表面识别，并自主避障，选定相对平坦的区域后，开始缓慢地竖直下降，最后成功软着陆。从距离月球表面100米到软着陆在月球表面的过程中，嫦娥四号探测器的重力势能 ，机械能 。(均选填“增加”“不变”或“减少”)
二、选择题 (每题5分，共20分)
8. [2018·广元]用如图D4-6所示的工具提升相同重物G，(不计摩擦，不计绳、滑轮和杠杆重)最省力的是 ( )
图D4-6
9. [2019·南通]如图D4-7所示，用滑轮组将重为12 N的物体匀速提升0. 2 m，作用在绳端的拉力F为5 N，不计绳重和摩擦。利用以上信息不能求解的物理量是 ( )
图D4-7
A. 拉力的功率
B. 动滑轮的重力
C. 滑轮组的额外功
D. 滑轮组的机械效率
10. [2019·临沂]如图D4-8所示，在“探究动能的大小跟哪些因素有关”的实验中，下列说法正确的是 ( )
图D4-8
A. 实验所用斜面和水平面都必须是光滑的
B. 木块向前滑行的过程中机械能保持不变
C. 小球质量越大，到达斜面底端的速度越大
D. 木块被撞击后滑行得越远，说明小球的动能越大
11. [2019·巴中]如图D4-9所示，物体从斜面顶端匀速滑到斜面底端，在此过程中，下列说法正确的是 ( )
图D4-9
A. 物体动能增大，机械能不变
B. 物体动能不变，机械能减小
C. 物体重力势能不变，机械能不变
D. 物体重力势能减小，机械能增大
三、作图题 (共5分)
12. (5分)[2019·常州]杠杆OAB可绕O点自由转动，为使杠杆在如图D4-10所示位置保持平衡，请画出施加于B点的最小动力F。(保留作图痕迹)
图D4-10
四、计算题 (共15分)
13. (15分)如图D4-11所示，林红同学在20 s内用250 N的拉力将600 N的重物从地面匀速提升到2 m高的地方，整个过程中，不计滑轮组所受到的摩擦力和绳子重量。求：
(1)绳子自由端的速度。
(2)如果绳子拉力是250 N，拉力做的功是多少？功率是多大？
(3)该动滑轮的重力是多大？滑轮组的机械效率是多大？
图D4-11
五、实验与探究题 (共18分)
14. (18分)[2019·仙桃]小明实验小组做“测量滑轮组机械效率”的实验，实验装置如图D4-12甲、乙所示。
图D4-12
(1)按照图甲装置进行实验，小明应竖直向上 拉动弹簧测力计，使钩码从A处升高到A'处。由图可知拉力为 N，钩码上升的高度为 cm。
(2)小明实验小组又用图乙的实验装置进行实验，实验数据记录在下表中。
实验
次数
钩码重
力G/N
钩码上升
高度h/m
拉力
F/N
绳端移
动的距离s/m
机械
效率η
1
2. 0
0. 02
0. 04
83%
2
4. 0
0. 03
2. 2
0. 06
①根据表格中的数据，请在图乙中画出实验时绳子的绕法(要求向下拉绳子的自由端使钩码升高)。
②由表格数据可知，第一次实验时的拉力是 N(结果精确到0. 1 N)；第二次实验时滑轮组的机械效率是 (结果精确到1%)。
③由两次实验可知，用同一滑轮组提升重物时，物体越重，滑轮组的机械效率越 (选填“高”或“低”)。
【参考答案】
1. = <
[解析]因为功等于力和物体在力的方向上移动的距离的乘积(W=Fs)。通过两段距离时力和物体运动的距离都相等，所以做的功相等。功率表示做功的快慢，等于功与做功时间的比值，物体在做加速运动，则在bc段所用的时间小于ab段所用的时间，所以bc段功率较大。
2. 3 变大
3. C 力
4. 2 0. 48
5. 3Fh 3Fh-Gh G3F×100%
6. 70%
7. 减少 减少
8. B [解析]由图可知，不计摩擦和滑轮、杠杆重， A使用的是动滑轮，F=12G；B使用的是滑轮组，n=3，F=13G；C使用的是定滑轮，F=G；D设杠杆的长度为L，则动力臂为L，阻力臂为12L，则FL=G×12L，F=12G。故可知B最省力。
9. A [解析]由图可知；重物由3股绳子承担，n=3，已知拉力，绳子移动的距离s=nh=3×0. 2 m=0. 6 m，可求拉力做的功，没有时间不能求解拉力的功率，故A符合题意。不计绳重和摩擦，拉力F=13(G轮+G)，动滑轮的重力G轮=3F-G=3×5 N-12 N=3 N，故B不符合题意。有用功W有用=Gh=12 N×0. 2 m=2. 4 J，总功W总=Fs=5 N×0. 6 m=3 J，额外功W额=W总-W有用=3 J-2. 4 J=0. 6 J，故C不符合题意。滑轮组的机械效率η=W有用W总×100%=2. 4J3J×100%=80%，故D不符合题意。
10. D
11. B [解析]物体从斜面顶端匀速滑到斜面底端，动能不变，重力势能减小，机械能减小。所以选B。
12. 如图所示
13. 解：由图可知，重物由3股绳子承担，n=3。
(1)重物上升的速度：v=ht=2m20s=0. 1 m/s，
绳子自由端的速度：v'=3v=3×0. 1 m/s=0. 3 m/s。
(2)拉力做的功：W总=Fs=250 N×3×2 m=1500 J，
拉力的功率：P=W总t=1500J20s=75 W。
(3)有用功：W有用=Gh=600 N×2 m=1200 J，
额外功：W额外=W总-W有用=1500 J-1200 J=300 J，
又W额外=G动h，则G动=W额外h=300J2m=150 N，
滑轮组的机械效率：η=W有用W总×100%=1200J1500J×100%=80%。
14. (1)匀速 0. 8 5. 00
(2)①如图所示
②1. 2 91%
③高
6
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