《第6章功和能》2011年单元测试卷2（北京市）
《第6章功和能》2011年单元测试卷2（北京市）
一．填空题
1．（3分）一体重为650N的人，2min内把重200N的物体搬到10m高的楼上，他对重物所做的功是_________ J，功率是_________W，他克服自身的重力所做的功是_________J，功率是_________W，他做功的总
功是_________J，总功率是_________W，机械效率是_________．
2．（3分）如图所示，拉力F=400N，绳的自由端被拉下2m，拉力所做的功为_________J，总功为_________ J，若此时该滑轮组的机械效率为80%，则有用功为_________J，不计绳重及轮与轴的摩擦，动滑轮的重为
_________N．
3．（3分）功率相等的两辆汽车，走完相同的路程所用的时间之比为5：2，则两车牵引力之比为_________，
做功之比为_________；若两汽车的功率之比为2：3，完成相同的功所用的时间之比为_________．
4．（3分）一斜面长3m，高1m，把某重物沿斜面匀速拉上汽车，如拉力为103N，那么拉力所做的功为_________ J，若斜面的机械效率为80%，则重物的重力为_________N．
5．（3分）如图所示，钩码的质量为100g，物体A的质量为500g，A在水平支持面做匀速直线运动了0.2m，那么
重力对钩码做功_________J，物体A受到的阻力方向_________，阻力的大小是_________N，物体A
的重力做功_________J．（取g=10N/kg）
二．选择题
6．（3分）一个重100N的物体，受12N的拉力作用，在水平面上匀速前进5m，则重力做的功为（）
A．500J B．60J C．100J D．0
7．（3分）关于功率的说法正确的是（）
A．做功多的机械，功率一定大
B．机械效率高的机械，功率一定大
C．做相同的功，所用时间短的机械功率大
D．做相同的功，所用时间长的机械功率大
8．（3分）两个同学肩并肩由楼下走到楼上，他们的体重分别是400N和500N，则他们上楼的功率之比为（）A．4：5 B．5：4 C．5：1 D．1：5
9．（3分）如图所示，把同一物体分别沿AB、AC、AD三个斜面匀速推到同一高度的A点，不计摩擦力，则（）
A．沿AB斜面最省力，做功最少
B．沿AD斜面最省力，但做功最多
C．沿三个斜面的推力一样大，做功也一样多
D．沿三个斜面推力做的功一样多，沿AD斜面最省力
10．（3分）在测滑轮组的机械效率的实验中，甲、乙、丙、丁四组同学测得的值分别为：0.7%、72%、100%和113%，这四个结果中可能正确的是（）
A．甲组B．乙组C．丙组D．丁组
11．（3分）如图所示，甲、乙两滑轮组中所使用的滑轮相同，仅绳的绕法不同，下列说法正确的是（）
A．甲滑轮组更省力，机械效率也更高
B．乙滑轮组更省力，机械效率也更高
C．吊起相同重物时，两滑轮组机械效率相同，乙滑轮组更省力
D．两滑轮组省力情况和机械效率都一样
12．（3分）将一重50N的物体提到10m高的楼上，如果分别用动滑轮、定滑轮和人拎物体提到楼上，不计滑轮与轴的摩擦，下面情况人做功最少的是（）
A．人拎物体上楼B．使用定滑轮C．使用动滑轮D．三种情况都一样
13．（3分）下列说法正确的是（）
A．没有机械省力又省功B．没有机械省力不省功
C．没有机械效率大但做功少D．没有机械功率大但做功少
14．（3分）到同样的楼层，跑步上去比慢走上去要累得多，这是因为（）
A．跑步做的功多B．跑步效率高C．跑步的功率大D．跑步要费力
三．计算题
15．消防水泵要在1h内把75m3水抽到10m高处，求：
（1）水泵的功率．
（2）若水泵的效率为80%，应配备一个输出功率多大的电动机？
16．如图所示，沿斜面把一个重50N的物体拉上去，所用拉力F=40N，斜面长5m，高3m，物体向上运动的速度为0.1m/s，求：
（1）拉力F所做的有用功；
（2）拉力F的功率；
（3）斜面的机械效率；
（4）额外功．
《第6章功和能》2011年单元测试卷2（北京市）
参考答案与试题解析
一．填空题
1．（3分）一体重为650N的人，2min内把重200N的物体搬到10m高的楼上，他对重物所做的功是2000J，
功率是16.7W，他克服自身的重力所做的功是6500J，功率是54.2W，他做功的总功是8500J，总功
率是70.8W，机械效率是23.5%．
考点：功的计算；机械效率的计算；功率的计算．
专题：计算题．
分析：①知道物体的重力和物体上升的高度，可利用公式W=Gh计算出对重物所做的有用功；
②知道做功的时间，可利用公式P=计算出有用功率；
③知道人的重力和人上升的高度，可利用公式W=Gh计算出人克服自身的重力做的额外功；
④知道做功的时间，可利用公式P=计算出额外功率；
⑤经计算出有用功和额外功，可利用公式W总=W有用+W额外计算出总功；
⑥经计算出有用功率和额外功率，可利用公式P总=P有用+P额外计算出总功率；
⑦最后可利用公式η=计算出机械效率．
解答：解：①∵G=200N，h=10m，
∴对重物所做的有用功为：W有用=Gh=200N×10m=2000J；
②∵t=2min=120s，
∴其有用功率为：P有用==≈16.7W；
③∵G人=650N，
∴人克服自身的重力做的额外功为：W额外=G人h=650N×10m=6500J；
④额外功率为：：P额外==≈54.2W；
⑤总功为：W总=W有用+W额外=2000J+6500J=8500J；
⑥总功率为：P总=P有用+P额外=16.7W+54.2W=70.8W；
⑦机械效率为：η===23.5%．
故答案为：2000，16.7，6500，54.2，8500，70.8，23.5%．
点评：本题考查了做功公式、功率公式、机械效率公式的应用，是一道较为简单的计算题．
2．（3分）如图所示，拉力F=400N，绳的自由端被拉下2m，拉力所做的功为800J，总功为800J，若此时该滑轮组的机械效率为80%，则有用功为640J，不计绳重及轮与轴的摩擦，动滑轮的重为160N．
考点：功的计算；滑轮组及其工作特点；有用功和额外功．
专题：计算题．
分析：①求拉力所做的功，需要知道拉力的大小与绳子自由端被拉下的距离，根据公式W=FS可求出拉力所做的功；拉力做的功为总功．
②知道滑轮组的机械效率和拉力做的总功，可利用公式W有用=W总?η计算出有用功．
③用动滑轮提升物体时，不仅要克服物体的重力，而且要克服动滑轮的重力，不计绳重及轮与轴的摩擦，
所以额外功就是克服动滑轮的重力做的功．从图可知，有两段绳子吊着动滑轮，知道绳子自由端被拉下的距离，从而可以计算出动滑轮上升的高度，总功减有用功就是额外功，再利用公式W额外=G动h可求动滑轮重．
解答：解：
①∵F=400N，S=2m，
∴拉力所做的功为：W=FS=400N×2m=800J．
而拉力做的功为总功，即总功为800J．
②∵η=80%，
∴有用功为：W有用=W总?η=800J×80%=640J．
③从图可知，有两段绳子吊着动滑轮，所以动滑轮上升的高度为：h=s=×2m=1m，
∵W额外=W总﹣W有用=800J﹣640J=160J，
又∵不计绳重及摩擦，
∴W额外=G动h
即160J=G动×1m
∴G动=160N．
故答案为：800，800，640，160．
点评：此题主要考查了有用功、总功、额外功的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，虽知识点多，但都属于基础，难度不大．重点是会分析动滑轮上绳子的段数．
3．（3分）功率相等的两辆汽车，走完相同的路程所用的时间之比为5：2，则两车牵引力之比为5：2，做功之比为5：2；若两汽车的功率之比为2：3，完成相同的功所用的时间之比为3：2．
考点：功率计算公式的应用；功的计算．
专题：比例法．
分析：已知汽车功率相同和做功所用时间之比，可以得到做功之比；已知路程相同和做功之比，可以得到牵引力之比；
已知功率之比和做功相同，可以得到所用时间之比．
解答：解：
两辆汽车做功之比为
==×=
牵引力之比为
==×=×=
所用时间之比为
==×=×=
故答案为：5：2；5：2；3：2．
点评：此题是关于功、功率计算公式及其变形应用的基本题目，难度虽然不大，但在运用比例式计算时一定细心，避免出错．
4．（3分）一斜面长3m，高1m，把某重物沿斜面匀速拉上汽车，如拉力为103N，那么拉力所做的功为3000J，若斜面的机械效率为80%，则重物的重力为2400N．
考点：功的计算；斜面的机械效率．
专题：计算题．
分析：根据W=Fs求出拉力所做的总功，利用机械效率公式求出有用功，根据W=Gh求出重物的重力．
解答：解：物体拉力做的功，即总功为：
W总=Fs=103N×3m=3000J；
有用功为：
W有=W总η=3000J×80%=2400J，
物体的重力：
G===2400N．
故答案为：3000；2400．
点评：斜面是省力的机械，能够分清哪是有用功，哪是总功是解题的关键，有用功等于物体重力和斜面高度的乘积W有=Gh，总功等于拉力和斜面长度的乘积总功W总=Fs．
5．（3分）如图所示，钩码的质量为100g，物体A的质量为500g，A在水平支持面做匀速直线运动了0.2m，那么重力对钩码做功0.2J，物体A受到的阻力方向水平向左，阻力的大小是1N，物体A的重力做功0 J．（取g=10N/kg）
考点：功的计算；二力平衡条件的应用；重力的计算；力是否做功的判断．
专题：计算题．
分析：①从图可知，该滑轮为定滑轮，而定滑轮是一个等臂杠杆，只是改变了力的方向，知道A在水平支持面做匀速直线运动了0.2m，从而可以判断出钩码移动的距离h，知道钩码的质量，可利用公式G=mg计算出钩码的重力，再利用公式W=Gh计算出重力对钩码做的功；
②物体A在水平桌面上匀速直线运动，水平方向上受到拉力和摩擦力是平衡力，二力平衡力的条件：大小
相等、方向相反、作用在同一条直线上，作用在同一物体上．
③判断力是否对物体做功，关键是看物体有没有在力的方向上移动距离．
解答：解：
①从图可知，该滑轮为定滑轮，而定滑轮是一个等臂杠杆，
∵物体A在水平面做运动的距离为s=0.2m，
∴钩码在竖直方向上移动的距离为h=0.2m，
而钩码的质量为m=100g=0.1kg，，
∴钩码的重力为：G=mg=0.1kg×10N/kg=1N，
重力对钩码做的功为：W=Gh=1N×0.2m=0.2J．
②从图可知，物体A在水平方向受到的拉力等于钩码的重力，即F=G=1N，
而物体A在水平桌面上匀速直线运动，则水平方向上受到拉力和摩擦力是平衡力，
∴f=F=1N，
而物体A在水平拉力的作用下向右运动，
∴物体A受到的阻力方向水平向左．
③物体在重力方向上没有移动距离，所以重力做功为0．
故答案为：0.2；水平向左；1，0．
点评：本题考查了重力的计算，二力平衡条件的应用，以及力对物体做功的必备条件，有力和在力的方向上移动距离，物体做匀速运动拉力大小等于阻力，方向相反．
二．选择题
6．（3分）一个重100N的物体，受12N的拉力作用，在水平面上匀速前进5m，则重力做的功为（）
A．500J B．60J C．100J D．0
考点：力是否做功的判断；功的计算．
专题：应用题．
分析：（1）做功的条件是：一是作用在物体上有力，二是沿力的方向有一段距离．
（2）计算时，功等于力与沿力的方向的距离的乘积，即W=FS．
解答：解：重100N的物体，受12N的拉力作用，在水平面上匀速前进5m，即对于拉力来说，沿力的方向移动了5m的距离，即拉力做了功；而对于重力来说，沿竖直的方向没有移动距离，故此时重力所做的功是0J．故选D．
点评：解答此题用到了功的计算公式，以及做功的两个条件是判断是否做功的依据，下列几种情况不做功：（1）F=0、S≠0；（2）F≠0、S=0；（3）F≠0、S≠0，但F⊥S．
7．（3分）关于功率的说法正确的是（）
A．做功多的机械，功率一定大
B．机械效率高的机械，功率一定大
C．做相同的功，所用时间短的机械功率大
D．做相同的功，所用时间长的机械功率大
考点：机械效率；功率的概念．
分析：功率定义为单位时间内完成的功，由所做功的多少和所用的时间决定，它反映了物体做功的快慢．
解答：解：功率的大小同时取决于做功多少和所用时间．
A、做功多，不确定时间的长短，因此功率不一定大；
B、功率与效率无关，功率只与做功的做功的多少和所用的时间有关；
CD、做相同的功，所用时间越短，机械功率越大，故C选项说法正确．
故选C．
点评：本题考查了功、功率、机械效率的关系．功率由功和时间共同决定，机械效率由有用功和总功共同决定．
8．（3分）两个同学肩并肩由楼下走到楼上，他们的体重分别是400N和500N，则他们上楼的功率之比为（）
A．4：5 B．5：4 C．5：1 D．1：5
考点：功率的计算；功的计算．
专题：计算题；比例法．
分析：知道两个同学的体重，并且两个同学肩并肩由楼下走到楼上，则上升的高度相同和运动时间的关系相同，可利用功的公式W=Gh可判断出两个同学登楼做功之比；再利用功率公式P=得出他们上楼的功率之比．
解答：解：由题意可知：
∵两个同学肩并肩由楼下走到楼上，
∴h1=h2，t1=t2，
则====，
====．
故选A．
点评：本题的解题关键是功及功率公式的变形的灵活运用，同时应注意两人做功应等于人克服重力所做的功．9．（3分）如图所示，把同一物体分别沿AB、AC、AD三个斜面匀速推到同一高度的A点，不计摩擦力，则（）
A．沿AB斜面最省力，做功最少
B．沿AD斜面最省力，但做功最多
C．沿三个斜面的推力一样大，做功也一样多
D．沿三个斜面推力做的功一样多，沿AD斜面最省力
考点：功的计算；轮轴及其他常见简单机械．
专题：应用题．
分析：斜面倾斜角度越大，越费力：斜面AD的倾斜角度最小，斜面AB的倾斜角度最大，所以斜面AD最省力、斜面AB最费力；
不考虑摩擦，使用斜面，没有额外功，根据W=Fs=Gh分析比较做功大小关系．
解答：解：由图可知，斜面AD倾斜角度最小，所以沿着AD用的拉力最小；斜面AB斜角度最大，沿着AB的拉力最大；
不考虑摩擦，额外功为0，利用斜面做的功都等于提升物体做的功，所以推力在三斜面上做功相同；
由以上分析可知，沿着三个斜面做功一样多，沿着AD斜面最省力．
故选D．
点评：本题考查斜面的省力情况、物体做功的大小比较，关键是知道不考虑摩擦，额外功为0，W=Fs=Gh．
10．（3分）在测滑轮组的机械效率的实验中，甲、乙、丙、丁四组同学测得的值分别为：0.7%、72%、100%和113%，这四个结果中可能正确的是（）
A．甲组B．乙组C．丙组D．丁组
考点：滑轮（组）机械效率的测量实验．
专题：实验题．
分析：在利用滑轮组提升重物时，不可避免要克服摩擦和动滑轮的重力而做额外功，而总功等于有用功和额外功之和，所以机械效率总小于1．
解答：解：在使用滑轮组时，由于必须做额外功，
所以有用功一定小与总功，故机械效率总小于1．
而丙、丁四组同学的机械效率大于1，所以排除C、D选项．
甲组同学的机械效率为0.7%，太低，不符合实际．
故选B．
点评：本题考查了学生对滑轮组机械效率的理解，关键是知道滑轮组机械效率总小于1的原因是必须做额外功．
11．（3分）如图所示，甲、乙两滑轮组中所使用的滑轮相同，仅绳的绕法不同，下列说法正确的是（）
A．甲滑轮组更省力，机械效率也更高
B．乙滑轮组更省力，机械效率也更高
C．吊起相同重物时，两滑轮组机械效率相同，乙滑轮组更省力
D．两滑轮组省力情况和机械效率都一样
考点：滑轮组及其工作特点；滑轮（组）的机械效率．
专题：错解分析题．
分析：
（1）在不计摩擦的情况下，若有n段绳子在拉重物，则F=（G动+G物）．
（2）机械效率是指有用功占总功的百分比，而有用功和额外功之和称为总功．增大机械效率的方法有二：一是增大有用功，即拉更重的重物；二是减小额外功，如减小摩擦、减轻动滑轮重．
解答：
解：（1）从图中可以看出，甲图是有两段绳子在拉重物，则F=（G动+G物）；
乙图有三段绳子在拉重物，则F=（G动+G物）．
所以两个滑轮组的省力程度不同．乙滑轮组更省力．
（2）因为两图的动滑轮和绳子是完全相同的，对比分析中所述增大机械效率的方法，可知两滑轮组的机械效率是相同．
故选C．
点评：考查滑轮组的拉力、机械效率的计算，特别注意滑轮组的使用方法，滑轮组省力但不省功，机械效率等于有用功与总功的比值．
12．（3分）将一重50N的物体提到10m高的楼上，如果分别用动滑轮、定滑轮和人拎物体提到楼上，不计滑轮与轴的摩擦，下面情况人做功最少的是（）
A．人拎物体上楼B．使用定滑轮C．使用动滑轮D．三种情况都一样
考点：定滑轮及其工作特点；动滑轮及其工作特点．
专题：应用题．
分析：从题可知，不计滑轮与轴的摩擦，但要注意考虑到滑轮的重力，在使用机械的过程中是否做额外功，人做
的功就是有用功和额外功的和．
解答：解：把同一个物体匀速提升到同一高度，有用功相同，不计滑轮与轴的摩擦时，人拎物体上楼时克服人的重力做了额外功，使用动滑轮时对动滑轮的重力做了额外功，而使用定滑轮时做的额外功最小为0，所以人做功最少．
故选B．
点评：本题考查了功的计算，不计摩擦时，在使用机械的过程中，克服机械的重力还会做额外功，这是本题的一个突破口．
13．（3分）下列说法正确的是（）
A．没有机械省力又省功B．没有机械省力不省功
C．没有机械效率大但做功少D．没有机械功率大但做功少
考点：功的原理；机械效率．
专题：错解分析题．
分析：功的原理是指使用机械时，人们所做功，都等于不用机械而直接用手所做的功，即使用任何机械都不省功．功率是表示做功快慢的物理量，机械效率是有用功与总功的比值．
解答：解：A、B、使用任何机械都不省功，省力的机械一定费距离，省距离的机械一定费力；省力又省功的机械是没有的，故A正确，但符合题意；B错误，但不符合题意；
C、机械效率是有用功与总功的比值，机械效率的高低与做功多少没有关系，故C错误，不符合题意；
D、功率是表示做功快慢的物理量，功率的大小与做功多少没有关系，功率大但做功少的机器是存在的，故
D错误，不符合题意．
故选A．
点评：本题考查功的原理、功率和机械效率与做功多少之间的关系，要熟记概念，知道使用任何机械都不省功．．
14．（3分）到同样的楼层，跑步上去比慢走上去要累得多，这是因为（）
A．跑步做的功多B．跑步效率高C．跑步的功率大D．跑步要费力
考点：功率的计算．
分析：同一人到同样的楼层，做功一样多，跑步上去比慢走上去用时间少，所以功率大．
解答：解：同一人重力一样，楼的高度一样，根据W=Gh，同一人到同样的楼层，做功一样多；
做功一样，跑步上去比慢走上去用时间少，所以功率大；
跑步上楼和走着上楼都是克服自身重力做功，不省力也不费力．
综上分析，故选C
点评：本题考查功率的计算，以及功率的应用．
三．计算题
15．消防水泵要在1h内把75m3水抽到10m高处，求：
（1）水泵的功率．
（2）若水泵的效率为80%，应配备一个输出功率多大的电动机？
考点：功率的计算；机械效率的计算．
专题：计算题；应用题．
分析：（1）已知水的体积，可以得到水的质量和重力；已知水的重力和提升的高度，可以得到克服重力做的功；
已知克服重力做的功和所用时间，利用P=得到水泵的功率．
（2）已知水泵的功率和效率，利用P动=得到电动机的功率．
解答：解：
（1）水的质量为m=ρV=1.0×103kg/m3×75m3=7.5×104kg
水的重力为G=mg=7.5×104kg×10N/kg=7.5×105N
克服重力做功W=Gh=7.5×105N×10m=7.5×106J
水泵的功率为P==≈2083.3W
（2）电动机的功率为P动==≈2604W
答：
（1）水泵的功率为2083.3W；
（2）电动机的功率为2604W．
点评：利用机械做功的过程，本质是能量转化的过程，只要有转化，一定有损失，也就是转化效率一定小于1．在问题中确定有用功率和总功率，效率也就确定了．
16．如图所示，沿斜面把一个重50N的物体拉上去，所用拉力F=40N，斜面长5m，高3m，物体向上运动的速度为0.1m/s，求：
（1）拉力F所做的有用功；
（2）拉力F的功率；
（3）斜面的机械效率；
（4）额外功．
考点：功的计算；有用功和额外功；机械效率的计算；功率的计算．
专题：计算题．
分析：（1）已知物体的重力和提升的高度（斜面高），根据公式W=Gh可求拉力提升物体所做的有用功．（2）已知拉力的大小和拉力移动的距离（斜面长），根据公式W=FS可求拉力对物体做的总功，又知道物
体向上运动的速度，可利用公式t=计算出物体运动的时间，最后再利用公式P=计算出拉力F的功率．（3）已经求出有用功和总功，可利用公式η=计算出机械效率．
（4）已经求出有用功和总功，可利用公式W额外=W总﹣W有用计算出额外功．
解答：解：
（1）∵G=50N，h=3m，
∴拉力F所做的有用功为：W有用=Gh=50N×3m=150J．
（2）∵F=40N，S=5m，
∴拉力F对物体做的总功为：W总=FS=40N×5m=200J，
而v=0.1m/s，
∴物体运动的时间为：t===50s，
拉力F的功率为：P===4W．
（3）∵W有用=150J，W总=200J，
∴斜面的机械效率为：η===75%．
（4）额外功为：W额外=W总﹣W有用=200J﹣150J=50J．
答：（1）拉力F所做的有用功150J．
（2）拉力F的功率4W．
（3）斜面的机械效率75%．
（4）额外功为50J．
点评：本题考查有用功、总功、额外功、机械效率和功率的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，本题相对比较简单．
参与本试卷答题和审题的老师有：sdwdrlx；wdsxg；fhp826；刘伟；pydrx；王富文；空气凤梨（排名不分先后）菁优网
2013年6月30日