第十一章  简单机械和功 单元测试（基础过关）

一、单选题

1．图示的四种工具中，正常使用时属于费力杠杆的是（　　）

A．园艺剪 B．筷子

C．瓶盖起子 D．核桃夹

2．如图所示是小明同学扔实心球的情景（包含四个过程）。其中，手对实心球做功的过程是（　　）

A．①和③ B．②和④ C．①和④ D．②和③

3．建筑工地上起重机几分钟内就把所需砖送到楼顶，如果人直接用滑轮组来提升则需要几个小时，其原因是（　　）

A．起重机功率大，做功快 B．起重机机械效率高，做功慢

C．起重机功率大，做功多 D．起重机机械效率高，做功多

4．物理学中常用数学方法来表示某些量的关系。下列图象中能用阴影面积表示某物理量的是（　　）

A．B．C． D．

5．下列情境描述中正确的是（　　）

A．甲图中钓鱼竿受到的阻力就是鱼的重力

B．乙图中手握哑怜向上运动时，前臂骨骼可以看成省力杠杆

C．丙图中手将衣服夹子捏开时，夹子可以看成省力杠杆

D．丁图中用动滑轮提升物体时，动滑轮的支点在滑轮的轴心

6．如图所示，当水平拉力F=5N时，恰好可以使物体A沿水平地面向左做匀速直线运动。已知物体A重为30N，所受地面的摩擦力为9N，物体A水平移动了1m，下列说法正确的是（　　）

A．该滑轮为定滑轮 B．拉力F移动了0.5m

C．物体重力做功为0J D．该装置的机械效率为90.9%

7．如图所示，用甲、乙、丙三种方式匀速提升相同物体，物体上升速度相同。已知每个滑轮组均相同，不计绳重和摩擦力。则下列说法正确的是（　　）

A．丙方式最省功 B．乙方式拉力的功率最大

C．甲方式机械效率最高 D．三种方式拉力做功相同

8．如图所示，小明同学通过斜面用平行于斜面F=200N的推力，将质量为30kg的物体在5s时间内匀速推到1m高的平台上，斜面长s=2m。（g取10N/kg），则（　　）

A．推力的功率为40W B．斜面的机械效率为75%

C．推力做的总功300J D．斜面对物体的摩擦力100N

9．小明在探究影响滑轮组机械效率的因素时，猜想滑轮组机械效率与下列因素有关：①被提升的物体的重力；②物体被提升的高度；③动滑轮的重力；④承重绳子的段数。他用相同的滑轮设计了如图所示的两个滑轮组，将重物提升相同高度做对比实验来验证猜想，该实验验证的猜想是（　　）

A．① B．①② C．①②③ D．①②③④

10．工人利用滑轮组吊起重为2400N的路灯杆。如图所示是路灯杆一端刚被匀速拉起的简图。路灯杆离地后被匀速提升1m，绳端拉力F=1000N。下列说法正确的是（　　）

A．路灯杆一端刚被匀速拉起时，相当于费力杠杆     B．路灯杆离地后，受到的拉力等于2400N

C．路灯杆离地后，绳端拉力F做的功为1000J        D．路灯杆离地后，滑轮组的机械效率为42%

11．如图所示，OQ是水平地面，物体在水平拉力的作用下，从O点匀速直线运动到Q点，OP段拉力F1为300N，F1做的功为W1，功率为P1；PQ段拉力F2为200牛，F2做的功为W2，功率为P2，则（　　）

A．W1∶W2=1∶1；P1∶P2=1∶1 B．W1∶W2=3∶2；P1∶P2=3∶2

C．W1∶W2=2∶3；P1∶P2=3∶2 D．W1∶W2=1∶1；P1∶P2=3∶2

12．如图所示，密度分布均匀的圆柱形棒的一端悬挂一个小铁块并一起放入水中，平衡时棒浮在水面的长度是浸入水中长度的倍．若水的密度为，则棒的密度为

A． B． C． D．

二、填空题

13．① 剪铁皮的剪子、②钓鱼杆、③天平，其中省力的杠杆是_______，省距离的杠杆_______，等臂的杠杆是_______。（均填序号）

14．木块在大小为10N的水平拉力作用下，10s内在水平面上沿拉力方向前进2m，拉力做功为______J，功率为______W；若木块重15N，在此过程中重力对木块做功为______J。

15．如图所示，斜面长5m，高1m，工人用沿斜面方向400N的力把重1600N的货箱匀速推到车上，这个过程中有用功是_________J，总功是_________J，斜面的机械效率是_________。

16．如图所示装置，杆的两端A、B离支点O的距离之比OA：OB = 1：2，A端接一重为GA的物体，B端连一滑轮，滑轮上挂有另一重为GB的物体。现杠杆保持平衡，若不计滑轮重力，则GA与GB之比应是___________。

17．大伟同学用一个定滑轮距离手3m高的滑轮组拉住重100N的物体，动滑轮重为20N，从滑轮正下方沿水平方向移动4m，如图所示，若不计绳重和摩擦，他的拉力为______N，至少做了______J的功，该滑轮组的机械效率为______ 。

18．如图所示，O为轻质杠杆AB的支点，A端挂重为G的物体，图中能使杠杆在水平位置平衡的拉力有______，且该拉力______大于G（选填“一定”、“可能”或“一定不”）。

19．如图所示，轻质杠杆OA中点悬挂一重G=60N的物体，在A端施加一竖直向上的力F，杠杆在水平位置平衡，则F=______N；保持F的方向不变，将杠杆从A位置匀速提到B位置的过程中，F的力臂______（选填“变小”“不变”或“变大”），力F的人小______（选填“变大”“变小”或“不变”）。

20．若轿车以90kW的恒定功率启动做直线运动，运动过程中受到的阻力不变，运动的速度v与时间t的关系如图甲所示。则在20﹣25s时间内，轿车运动的距离是_____m，该过程发动机做的功是____J，轿车在运动过程中受到的阻力是____N。

21．某同学在探究物体的机械效率与被提升物体重力的关系时，采用了如甲图所示的滑轮组，每个滑轮等重．不计绳重和摩擦，物体重G1从200N开始逐渐增加，直到绳子被拉断．每次均匀速拉动绳子将物体提升同样的高度．图乙记录了在此过程中滑轮组的机械效率随物体重力的增加而变化的图象．请根据图象回答：

（1）每个滑轮重_____N；

（2）当G=_____N时，滑轮组的机械效率可达到80%．

三、作图题

22．如图所示，一轻质杠杆在力、的作用下处于静止状态。是力的力臂，请在图中画出的力臂和力的示意图。

23．某人利用滑轮组向下拉绳提起物体，请在图中画出绳子绕法。

四、实验题

24．如图所示是探究杠杆平衡条件的几个实验情景。

(1)挂钩码前，杠杆在如图甲所示的位置静止，此时杠杆 _____ （选填“达到”或“没有达到”）平衡状态，接下来应向 _____ （选填“左”或“右”）调节杠杆两端的螺母，使杠杆保持水平并静止。

(2)如图乙所示，A点挂有2个质量均为50g的钩码，为了让杠杆在水平位置平衡，应在B点挂 _____ 个质量均为50g的钩码。

(3)此实验多次改变挂在支点两边钩码的质量和悬挂位置，搜集杠杆平衡时多组动力，动力臂、阻力和阻力臂的数据，其目的是 ____________ （选填“减小误差”或“寻找普遍规律”）

(4)将杠杆的支点移到如图丙所示的位置，为了杠杆在水平位置平衡，请你在杠杆上画出最小动力F的示意图。 （________）

25．小明想利用所学的物理知识估测自己跳绳时克服重力的平均功率（不计绳重）．

（1）实验需要测量的物理量：①用_______填测量器材）测量自己的质量m；②测自己平均每次跳起的高度h（人的重心上升的高度）；③用____ （填测量器材）记录跳n次所用的____（填物理量与其对应字母）．

（2）跳绳时平均功率表达式：P=_____．

（3）小明和小华两人想比较跳绳的平均功率（假设两人跳起的平均高度相同），则__________

A．频率相同，体重大的功率大        B．频率相同，跳的时间长的功率大

C．体重相同，频率高的功率小        D．体重相同，跳的时间长的功率大

（4）小华要想提高跳绳测试的成绩，请你从物理学角度为他提出一条合理的建议：______．

26．在测量滑轮组的机械效率时，小强进行了3次测量，并将数据填入表格。

(1)根据表中的实验数据，画出图中滑轮组的绕绳方法。（______）

(2)为了测量绳子末端的拉力F，应该让弹簧测力计沿______方向拉住绳子，当弹簧测力计______（选填“匀速直线运动”或“静止”）时读数。

(3)第3次实验时滑轮组的机械效率为______，其中克服摩擦和绳重所做的功是______。

(4)由表中第1、2、3组数据可以得出的结论是：______（选填“增大”或“减小”）物重，可以提高机械效率。

27．为了探究斜面的机械效率与斜面倾斜程度之间的关系，探究小组的同学利用木板､刻度尺，弹簧测力计、木块等器材设计了如图所示的实验装置。实验测得的数据如下表：

请你根据表中的数据解答下列问题：

(1)实验中要求用沿斜面向上的力拉着木块在斜面上做匀速运动，若物块沿斜面加速运动，则测得的机械效率______ （选填“偏大”、“不变”或“偏小”）；

(2)第2次实验中，斜面的机械效率为______；

(3)当斜面长度一定时，斜面的机械效率η与斜面的高度h之间的关系大概如图______所示；

A． B． C． D．

(4)从表格中我们还可以看出斜面的倾斜程度越______（填“缓”成“陡”）越省力。

28．如图甲、乙、丙是小海同学“研究定滑轮和动滑轮特点”的实验装置．他按图示提起钩码时注意保持测力计匀速移动，测得数据如下表所示

⑴比较测力计示数的大小，可知：使用动滑轮的好处是__________；比较测力计拉力的方向，可知：使用定滑轮的好处是__________________；把钩码升高相同的高度，比较使用定滑轮和使用动滑轮时测力计移动的距离，可知：使用动滑轮_________________ 

⑵进一步分析数据还发现：使用动滑轮时测力计的示数F丙大于物重G的一半，与课本结论存在差异，其原因是_______________.请给出一条减小此差异的建议_______________________．

⑶同学们在探究定滑轮时，照图乙操作，觉得读数不方便，于是把测力计倒过来，即测力计吊环系在拉绳上，用手拉挂钩（如图丁所示），测力计的示数会_________ (“变大”、“变小”或“不变”)．

29．小明利用如图甲、乙所示的滑轮组探究“滑轮组的机械效率”，实验数据如表格所示。

(1)根据表格中所示数据，可发现有一组实验数据所采用的滑轮组与其他不同，这组数据是第 ______ 次实验的结果，相对应的滑轮组是 ______ （甲/乙）；

(2)实验中应竖直向上 ______ 拉动弹簧测力计时，才能正确读数；

(3)根据表格数据可知：①处数据应为 ______ ；编号②数据应为 ______ N；

(4)下列分析中，正确的结论是 ______ 和 ______ ；

A．由第1、2组数据可知，同一滑轮组的机械效率与物体提升的高度无关

B．由第3、4组数据可知，同一滑轮组的机械效率与被提升的物重有关

C．由第4、5组数据可知，机械越省力，它的机械效率越高

(5)小明最后用甲滑轮组又进行了一组实验，当物重G为10N时，测得：h＝0.3m；F＝4.5N；s＝0.6m，结果发现机械效率算出来竟然超过了100％，导致小明犯错的原因最有可能是 ______ 。

30．在探究“杠杆的平衡条件”实验中，所用的实验器材有：杠杆(杠杆上每小格长为2cm)、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个(每个钩码重lN)。

(1)实验前，杠杆静止在如图甲所示的位置，此时杠杆处于______(选填“平衡”或“不平衡”)状态；

(2)实验时，使杠杆在______位置平衡，主要是为了便于测量______大小，因此他把杠杆右端的平衡螺母调到最右边，但是杠杆仍然不能水平平衡，接下来他应该______；

(3)杠杆在水平位置平衡后，小明在杠杆A点处挂上2个钩码，作为动力F1，B点处挂上1个钩码，作为阻力F2，杠杆恰好在水平位置平衡，如图乙所示，分别测量出两个力的力臂l1和l2，计算后发现：F1l1=F2l2，便得出杠杆的平衡条件是：F1l1=F2l2。但小红认为小明这种实验处理方法是不完善的，理由是______；

(4)接着，小明提出新的探究问题：“若支点不在杠杆的中点时，杠杆的平衡条件是否仍然成立？”于是小明利用如图丙所示装置进行探究，在杠杆D点处挂上2个钩码，用弹簧测力计在C点处竖直向上拉，使杠杆在水平位置处于平衡状态，此时弹簧测力计的示数如图丙所示，则弹簧测力计的拉力是______N．以弹簧测力计的拉力为动力F1，钩码重力为阻力F2，多次调整力和力臂的大小进行测量，发现：F1l1总是大于F2 l 2，其原因主要是受______的影响；

(5)小明又把弹簧测力计的作用点固定，只改变测力计与水平方向的角度θ，则能描述测力计示数F与θ关系的图象是______。

A．B．C．D．

五、计算题

31．如图所示，工人师傅利用斜面把重物搬运到汽车上，汽车车厢底板高度h＝1m，斜面长度s＝4m，现用力F沿着斜面把重力G＝2400N的重物匀速拉到车上，拉力F＝800N。

（1）工人做的有用功；

（2）斜面的机械效率；

（3）物体在斜面上匀速运动时受到的摩擦力。

32．如图所示用滑轮组将400 N的物体在10s内匀速提升2 m，已知动滑轮重为100 N（不计绳重和摩擦）。

求：(1)拉力的大小；

(2)拉力的功率；

(3)滑轮组的机械效率。

33．如图甲所示，是一小型起重机吊起货物的图片，货物挂在动滑轮的下端，绳子的自由端通过安装在起重机上的卷扬机竖直向上拉动，最右端是为了防止吊起货物时起重机向左倾倒而挂的配重.起重机吊起重物时主要结构可简化成如图乙所示.已知AB、CD、DE水平且长度为1m，BC段的水平距离CF也为1m，前轮与地的接触点在B点的正下方，后轮与地的接触点在D点的正下方，起重机的自重（含配重）为3×104N，重心在CD中点．起重机的钢丝绳重和滑轮与轴之间的摩擦不计，g取10N/kg．

（1）为使起重机吊起货物时不发生倾倒，求起重机最多能吊起货物的质量m；

（2）当起重机吊起质量m1=2×102kg的物体以v=0.5m/s的速度匀速上升时，卷扬机的输出功率P1=1.1kW．求此时滑轮组的机械效率η；

（3）当起重机吊起质量m2=3×102kg的物体仍以v=0.5m/s的速度匀速上升时，求卷扬机的输出功率P2．