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第十一章 简单机械和功单元综合测试题一、选择题（每小题4分，共32分）1（福建漳州）人体内的杠杆大多是由肌肉和骨骼组成的。图1中属于省力杠杆的是（ ）A B C D图12（广东深圳）如图2所示，小明在东湖边看到以下四个画面，其中哪一组用到省力的机械（）图2ABCD图3甲 乙3.（山东菏泽）甲乙两个滑轮组如图3所示，其中的每一个滑轮都相同，用它们分别将重物G1、G2提高相同的高度，不计滑轮组的摩擦，下列说法中正确的是（ ）A.若G1 = G2，拉力做的额外功相同B.若G1 = G2，拉力做的总功相同C.若G1 = G2，甲的机械效率大于乙的机械效率D.用甲乙其中的任何一个滑轮组提起不同的重物，机械效率不变4如图4所示，杠杆始终处于水平平衡状态，改变弹簧测力计拉力的方向，使其从一一此过程中，弹簧测力计的示数将A逐渐变大 B逐渐变小C先变大后变小 D先变小后变大图4 图55如图5所示，O为杠杆的支点，为了提高重物P，用一个跟杠杆保持垂直的力使杠杆由竖直位置转动到水平位置，在这个过程中 （ ）A杠杆始终是省力的 B杠杆始终是费力的C先是省力的，后是费力的 D先是费力的，后是省力的6（湖北黄冈）李华同学利用如图6装置提起水中的物块，下列判断正确的是（ ）A装置中的滑轮是定滑轮B装置中的AOB是省力杠杆C装置的机械效率可以达到100%D物块上表面露出水面前，所受浮力不断减小图6 7（成都）如图7所示，建筑工人用滑轮组提升重为285N的水泥桶，动滑轮重为15N，不计滑轮与轴之间的摩擦及绳重。工人在将水泥桶匀速向上拉的过程中，水泥桶上升的高度h随时间t变化的关系如图8所示。由此可知（ ）A水泥桶匀速上升的速度为3m/sB010s内建筑工人对绳的拉力做的功为2700JC08s内建筑工人对水泥桶做的功为684JD建筑工人对绳的拉力的功率为30W8如图9所示是小明自制的弹弓，小明站在楼上用20N的力将弹弓的橡皮筋拉伸15cm，将质量为20g的小石块沿水平方向射出20m，弹弓距离地面的高度为7m，关于此过程说法正确的是（ ）图9A橡皮筋弹射石块时，对石块做的功为3JB橡皮筋弹射石块时，对石块做的功为400JC橡皮筋对石块没有做功D石块下落过程中，重力做功为1.4J二、填空题（每空2分，共30）9. (江苏徐州)如图10所示，用固定在墙上的三角支架ABC放置空调室外机如果A处螺钉松脱，则支架会绕_点倾翻已知AB长40cm,AC长30cm，室外机的重力为300N,正好处在AB中点处，则A处螺钉的水平拉力为_N（支架重力不计）为了安全，室外机应尽量_（填“靠近”或“远离”）墙壁图10 O图1110.一根质量为500g长度为1m的木质拐杖在O点被支起，支点离左端0.2m，拐杖恰好处于水平平衡，如图11所示，若在O点处将拐杖切断，则_端质量大如果把平躺在地面上的拐杖拿起来，转动后恰好能使得右端着地，则提升拐杖时，需要做功_J。11如图12是我国自行研制的歼-10战斗机在国庆阅兵中的展示，起飞时的质量为1.5104kg，发动机用1.2105N的推力使飞机在10s内前进5000m，则飞机受到的重力为_N，这段时间内飞机的平均速度为_m/s，推力的功率为_W。图12 图1312. (江苏徐州)如图13所示，将一块1m长的木板一端架高0.4m，用50N沿木板的拉力把一个重为100N的小铁块从底端匀速拉到顶端这里的木板是一种简单机械，称做_，此时效率为_，木板对小铁块的摩擦力为_N13（福建厦门）如图14所示，用同样的轻绳（不计绳重）和滑轮安装成甲、乙两种装置。将同一物体匀速提升相同高度，则使用装置中机械效率_较高，使用乙装置_能省力。（均选填“一定”或“不一定”）图14乙甲 14建筑工地上，施工人员用起重机吊臂上的滑轮组吊起建筑材料（如图15）。绕在 滑轮组上的钢丝绳最大拉力为6103N ，不计滑轮、吊钩、绳的自重及摩擦，一次最多能起吊_N 的建筑材料，实际使用该滑轮组最多只能吊起5.4103N 的建筑材料，这是因为_。三、解答题（15题6分、16题8分、17题12分、18题12分）15如图16所示，轻质杠杆可绕O转动，杠杆上吊一重物G，在力F作用下杠杆静止在水平位置，为F的力臂，请在图中作出力F的示意图及重物G所受重力的示意图。lO图16 16. （江苏苏州）（6分）某小组同学在探究滑轮组的机械效率与哪些因素有关时，提出了一些猜想，小组将对猜想进行验证(1)如果影响机械效率的因素有多个，要研究机械效率与某个因素的关系，需要先控制其他几个因素不变，这种方法在科学探究中被称作 (2)下列A、B是同学提出的两个猜想：猜想A：两个相同滑轮组成的滑轮组，其机械效率与滑轮组细线的绕法有关；猜想B：两个相同滑轮组成的滑轮组，其机械效率与滑轮组提升的物重有关(3)为了验证上述猜想是否正确，同学们准备分别按图17中甲、乙、丙、丁的滑轮组进行实验(a)按图 滑轮组准备做的两个实验是用来验证猜想A的，若实验测得两滑轮组的机械效率大小 （相等不相等），则可初步判断猜想A是错误的；(b)按图 滑轮组准备做的两个实验是用来验证猜想B的，若实验测得两滑轮组的机械效率大小不相等，则可初步判断猜想B是 （正确错误）的(4)接着，小组进行了实验验证17如图18，弹簧秤重力不计，动滑轮效率为75%，在拉力F作用下，物体A以5cm/s的速度在水平面上做匀速直线运动，此时弹簧测力计读数为3N，求：（1）物体A受到的摩擦力和拉力F的大小；（2）拉力F在4s内做的功和拉力F的功率图18十一章测试卷参考答案一、 1. C2. C 点拨：钓鱼竿是费力杠杆，定滑轮能改变力的方向，但不能省力，3是动滑轮可以省力，4是斜面，可以省力。3. C 点拨：不计滑轮组的摩擦，对动滑轮做的功为额外功，对重物做的功为有用功.两个滑轮组的动滑轮个数不同.当提高相同的高度时，乙滑轮组做的额外功较大.若G1 = G2，提高的高度相同，则做的有用功相同，总功等于有用功和额外功之和，故甲滑轮的总功小于乙滑轮的总功；根据知，甲的机械效率大于乙的机械效率。不计滑轮组的摩擦时滑轮组的机械效率，（其中G1表示物体的重力G2表示动滑轮的重力），由此可见滑轮组的机械效率与物重有关，故提升不同的物重，机械效率不同。4. D5. C 点拨：重力的方向是竖直向下，力臂是水平方向，刚开始时重力的力臂很小，因而是省力杠杆，后来重力力臂大于动力臂，成为费力杠杆。6. B 点拨：图中滑轮与物体一起移动，是动滑轮，AOB的动力臂比阻力臂大，是省力杠杆，由于要克服滑轮的重力做额外功，机械效率一定小于100，物体露出水面前，排开液体的体积不变，浮力不变。7. C 点拨：由图知水泥桶在10s内上升了3m，水泥桶匀速上升的速度：v=0.3m/s，拉力端移动的距离s=3h=33m=9m，不计滑轮与轴之间的摩擦及绳重，F=（G轮+G物）3=（285N+15N）3=100N，拉力做的功：W=Fs=100N9m=900J，在08s内水泥桶上升的高度h2=vt=0.3m/s8m=2.4m，建筑工人对水泥桶做的功：W=Gh=285N2.4m=684J，拉力端移动的速度：v=3v=30.3m/s=0.9m/s，建筑工人对绳的拉力的功率：P=Fv100N0.9m/s90W8. D 点拨： 橡皮筋推动石块时，有作用力，并且在伸长的15cm的长度上都一直有作用力，但作用力的大小改变，不是始终为20N，因此做的功不等于3J。而飞行20m时，橡皮筋没有作用力。下落时重力的大小为0.2N，而重力方向上移动的距离为7m，做功1.4J。二、9. C ；200；靠近10. 左； 4 点拨：左侧的重心离支点较近，力臂较小，因此重力较大，拿起时需要提高的高度为0.8m，做功WGh0.5kg10N/kg0.8m4J .11. 1.5105； 500； 610712. 斜面；80；10点拨：有用功为WGh100N0.4m40J ,总功为WFs50N1m=50J，额外功为10J，而W额外fL，10Jf1m；f10N。13. 甲；不一定 点拨：动滑轮可以省力，但不一定省力，当滑轮重等于物体重力时，不能省力。lOGFP答图114. 1.8104N；要克服摩擦、滑轮的重做额外功 点拨：当滑轮合成滑轮组时，关键是判断动滑轮以及与动滑轮直接相连的绳子的股数，根据动滑轮的定义，钓钩上的滑轮为动滑轮，绳子的股数为3，则根据滑轮组省力的原理，得：不计滑轮、吊钩、绳的自重及摩擦等，所吊的最大重力为G3F36103N1.8104N.而实际使用中由于摩擦、滑轮和钓钩的重力、绳子的自重等，所吊的物体比计算的要小。三、15. 如答图1 点拨：力的方向与力臂垂直，且动力作用在杠杆上，重物使得杠杆顺时针转动，则拉力方向要使得杠杆逆时针转动。（1）控制变量法；（3）甲、丙；相等；甲、乙；正确16. 解：（1）由于考虑机械的效率，所以滑轮两边两股绳子的拉力并不相等，弹簧秤的读数反映上边那股绳子的拉力，下边那股绳子的拉力与A受到的摩擦力是一对平衡力由图可知，滑轮移动距离是A物体移动距离的一半据，得，对于动滑轮，水平方向受力平衡：，由联立，可得，得。（2）在4s内，拉力作用点移动的距离W=Fs=4.8N0.1m=0.48J
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