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第11章《简单机械和功》提优测试
(满分:100分 考试时间:90分钟)
一、选择题(每题2分，共24分)
1.图中正在使用的机械，属于费力杠杆的有
④核桃夹
③筷子
②羊角锤
①钓鱼竿
A．①③ B．②③ C．①④ D．②④
2.如图所示，杠杆处于平衡状态，若在两边的钩码下，各加上一个同样的钩码，则( )
A.杠杆仍保持平衡
B.杠杆A端下降
C.杠杆B端下降
D.无法判断
3．根据如图所示的几个情景，下列说法正确的是（ ）
A．女孩搬起一个箱子，女孩对箱子做了功
B．司机费了很大的力也未能推动汽车，但司机对汽车做了功
C．吊车吊着货物水平移动一段距离，吊车对货物做了功
D．足球被踢出后在草地上滚动的过程中，运动员对足球做了功
4.园艺师傅使用如图所示的剪刀修剪树枝时，常把树枝尽量往剪刀轴O靠近，这样做的目的
是为了( )
A.增大阻力臂，减小动力移动的距离
B.减小动力臂，减小动力移动的距离
C.增大动力臂，省力
D.减小阻力臂，省力
5.一列时速为200 km/h的列车从荆门站驶出，在平直轨道上匀速行驶100 km，在运行过程中机车的牵引功率为4800 kW.则该列火车在这段时间内所做的功、机车受到的阻力分别是( )
A. 8.64×109 J 4.8×104 N B. 8.64×109 8.64×104 N
C. 4.8×109 J 4.8×104 N D. 4.8×109 J 8.64×104 N
6.甲、乙两汽车在平直公路上匀速行驶，甲汽车的重是乙汽车的2倍，甲汽车的速度是乙汽车的2倍，若汽车受到的阻力为车重的，则两汽车的功率之比为( )
A. 1:4 B. 4:1 C. 2:1 D. 1:2
7.如图所示是甲、乙两台机械做功时的功一时间图像，由图像可知甲、乙两台机械的功率大小关系是( )
A. P甲 > P乙 B. P甲 = P乙 C. P甲 < P乙 D.无法确定
8.如图所示，用一个重为9N的动滑轮来提升物体，实际工作中竖直向上的拉力为30 N，则动滑轮的机械效率( )
A.一定等于85% B.一定大于85%
C.一定小于85% D.以上情况都有可能
9.小勇体重600 N，利用如图所示的滑轮组在10 s内使物体A匀速上升5 m.已知物体A重为800 N，小勇作用在绳端的拉力大小为500 N，在此过程中，下列说法正确的是( )
A.水平地面对小勇的支持力做功为6000 J
B.小勇做的有用功为3000 J
C.小勇拉力的功率为250 W
D.此滑轮组的机械效率为80%
10.质量为45 kg的某同学在跳绳时重心高度随时间变化的关系如图所示.根据图像可估算出该同学在1分钟内克服重力做功的平均功率为(g取10 N/吨)( )
A. 45 W B. 135 W C. 169 W D. 270 W
11.如图，为了提升重物，我们选用了粗细均匀重为G的杠杆，不计杠杆支点处的摩擦，先后把同一个重物挂在A、B两处，每次用力让重物上升同样的高度，下列说法正确的是( )
A.重物在A点处人做的有用功多
B.重物在B点处人做的有用功多
C.重物在A点处杠杆的机械效率高
D.重物在B点处杠杆的机械效率高
12.一辆汽车做直线运动，t1 s末关闭发动机，t2 s末静止，其v-t图如图.图中，若汽车牵引力做功为W，平均功率为P，汽车加速过程和减速过程中克服摩擦力做功分别为W1、W2，平均功率分别为P1、P2，下列选项中不正确的是( )
A. W = W1+W2 B. W1 > W2 C. P = P1 D. P1 = P2
二、填空题(每空1分，共21分)
13.在地震中，救援队员把滚落在公路上的石块撬起，如图所示，若救援队员在撬棒D点沿DM方向用力撬起石块1,撬棒的支点是 点;若救援队员在撬棒D点沿DN方向用力撬起石块1,撬棒的支点是 点.这两种方式中，沿 (填“DM”或“DN”)方向用力撬起石块比较省力.
14.如图所示，物体A重为100 N，挂重物的钩子上承受的拉力是 N，人匀速拉绳子的力是 N.(动滑轮重不计)
15.如图所示，秤佗的质量为100 g，秤杆的质量忽略不计.秤杆水平静止时，OA=5 cm,OB=25 cm，则被测物体的质量为 kg.若秤碗有缺损时，则杆秤所示的质量值 (填“大于”“等于”或“小于”)被测物体的真实质量值.
16.小明和小华玩跷跷板，当小明坐在离支点2m处时，刚好能撬动小华，此时跷跷板在水平位置平衡.设小明体重为G1，小华体重为G2（G1 < G2 )，则小华离支点的距离为 m;若两人再拿同样重的铁球，则 (填“小明”或“小华”)将下降.
17.过去农村耕地主要依靠牛拉犁，现在大部分地区已经使用拖拉机来代替牛.若牛的功率为400 W，拖拉机的功率为25 kW，则拖拉机工作4h所做的功由一头牛来完成，需要工作
h.
18.如图所示，用竖直向上的力匀速拉动较长的杠杆，使重为18 N的物体缓慢升高0.1 m，拉力大小F=8 N，拉力移动的距离为0.25 m，则拉力所做的功为 J,有用功为 J，杠杆的机械效率为 %.
19.如图甲所示，一块质量为0.2 kg的铁块吸附在竖直放置且足够长的磁性平板上，在竖直向上拉力F=3 N的作用下向上运动，铁块运动的速度v与时间t的关系图像如图乙所示.则铁块受到的摩擦力为 N,0-6 s内拉力F做的功是 J. (g取10 N/kg)
20.小明同学用如图所示的装置测量滑轮的机械效率，不计绳重及摩擦时，当弹簧测力计竖直上拉，匀速提升一个钩码时，弹簧测力计的示数正好等于钩码的重，则滑轮的机械效率为 .
21.如图所示，斜面长lm，高0.4 m，用大小为5N、沿斜面向上的拉力F，将重10 N的铁块从底端匀速拉到顶端，斜面的机械效率为 ;若使重物升高相同距离，逐渐增大倾角θ，则沿斜面向上的拉力将逐渐 (填“增大”“不变”或“减小”)，此斜面的机械效率将逐渐 (填“增大”“不变”或“减小”).
22.如图所示，长为3m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30°，在板上站两个小孩.已知20kg的小孩甲位于板的中点，30kg的小孩乙位于板的左端.现两个小孩均以0.1 m/s的速度同时向右慢慢移动， s后平板开始转动;小孩乙在这一过程中克服自身重力做功的功率为 W.(g取10 N/kg)
三、解答题(共55分)
23. (3分)在火车上，一乘务员需要把如图所示的手推车前轮推上一个小台阶，请画出他施加在把手E处的最小力F和其力臂l.
24.(3分)在图中，以O为支点，画出使杠杆保持平衡的最小力F(保留作图痕迹).
25.(3分)如图所示，用滑轮组提升重物，用笔画线代替绳子在图中画出最省力的绳绕法.
26.(3分)某同学做探究杠杆平衡条件的实验.
(1)实验时，为了方便对力臂的测量，该同学先调节平衡螺母，使杠杆在 位置平衡;通过多次实验，该同学得到了杠杆的平衡条件.
(2)实验中，在杠杆上的A点挂四个重均为0.5 N的钩码，用调好的弹簧测力计竖直向上拉杠杆上的B点，使杠杆水平平衡，如图所示，测力计的示数是 N;如果将测力计沿图中虚线方向拉，仍使杠杆在水平位置平衡，则测力计的示数将 (填“变大”“不变”或“变小”).
27.(10分)小芳同学设计了一个高度可调节的斜面来探究斜面的省力情况、斜面的机械效率
与斜面的倾斜程度之间的关系，如图所示.她首先测出小车重，然后用弹簧测力计沿斜
面拉动小车，调节斜面倾斜角θ的大小多次测量，得下表所示的数据:
(1)请你替小芳在上表的空格中填上适当的数据.
(2)分析上表中的数据，可以得出的探究结论是:斜面倾斜角θ越 ，斜面越省力，斜面的机械效率越 .
(3)实验过程中拉力的方向应与斜面 .
(4)若想探究斜面的机械效率与物重的关系，则要保持 不变，斜面的光滑程度不变，只改变 ，这种研究问题的方法我们称之为 .
(5)在上述实验中，物重、斜面高度不变，若不考虑斜面摩擦，如图所示，哪个图能正确表示F与斜面长度s的关系( )
28.(6分)某科学兴趣小组利用硬棒(质量可忽略不计)、细线、若干已知重力的物体、刻度尺等器材来研究杠杆的平衡条件.如图所示，在C处挂一待测物体B，当重为8N的物体A挂在D处时，硬棒在水平位置平衡，用刻度尺测得OC为6 cm,OD为18 cm.
(1)此时物体B的重力是多少牛?
(2)保持O点位置和物体A的重力不变，在C处挂上不同重力的物体，移动物体A的位置，使硬棒在水平位置平衡，分别在OE上标出相应的重力值所对应的刻度，就制成了一根能直接读出待测物体重力的杠杆.问该杠杆的刻度是否均匀?请说明理由.
29.(7分)某物体在竖直方向受到90 N的拉力，以0.2 m/s的速度匀速向上运动.(空气阻力不计)
(1)求物体在lOs内上升的距离;
(2)求物体受到的重力;
(3)如图所示，若改用机械效率为80%的滑轮组，用10 N的拉力使物体仍以0.2 m/s的速度匀速向右移动，求lOs内人对物体所做的有用功率.
30.(l0分)小明家新买的房子准备装修，为了将水泥从地面送上楼，他在楼上安装了一个滑轮组，所用的滑轮每只质量为2 kg，每次将一袋50 kg的水泥提升5m.求:
(不计绳重和摩擦，g取10 N/kg)
(1)每袋水泥受到的重力大小;
(2)每次做的有用功;
(3)滑轮组的机械效率.
31.(10分)步行不仅是一种简易的健身运动，而且还能方便地对一些长度进行估测.
(1)人正常步行时，步距变化不大，因此，步距可作为身体上的一把“尺子”，为了使这把“尺子”更可靠，请你说出一种测量步距的方法.
(2)小华测出自己的步距为0.5 m，他从教学楼的一端走到另一端，共走了84步，则教学楼的长度是多少?如果这个过程用时35 s，则他的步行速度是多少?
(3)小华根据自己的腿长和步距画出了如图所示的步行示意图，对步行时重心的变化进行了分析，当两脚一前一后着地时重心降低，而单脚着地迈步时重心升高，因此每走一步都要克服重力做功.如果小华的质量为50 kg，请根据图中小华测量的有关数据，计算他每走一步克服重力所做的功.(g取l0 N/kg)
(4)资料表明，人步行时消耗的能量大于克服重力所做的功.请你分析一下，人步行时还在哪些方面消耗能量?(写出一条)
参考答案
1. A 2. C 3.A 4. D 5. B
6. B 7. A 8. C 9. D 10. B
11.D 12. C 13. A C DM 14. 100 50 15. 0.5 大于
16. 小明
17. 250
18. 2 1.8 90
19. 1 3.6
20. 50%
21. 80% 增大 增大
22. 9 15
23. 如图所示
24. 如图所示
25. 如图所示
26. (1)水平 (2)1 变大
27. (1)1.0 3.6 81% (2)小 低 (3)平行向上
(4)斜面倾角 小车重力 控制变量法 (5)C
28. (1)24N (2)刻度均匀
29. (1)2m (2)90N (3)4.8W
30. (1)500N (2)2500J (3)96.2%
31. (1)用米尺测出沿直线步行10步的距离，除以10即得步距
(2)42m 1.2m/s (3)25J
(4)四肢的运动要消耗能量；身体肌肉的收缩和拉伸要消耗能量；心脏推动血液循环要消耗能量；人体向外散热要消耗能量等.
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