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1、
第十一章 簡單機械和功單元綜合測試題
一、選擇題(每小題4分,共32分)
1.(福建漳州)人體內(nèi)的杠桿大多是由肌肉和骨骼組成的。圖1中屬于省力杠桿的是( )
A B C D
圖1
2.(廣東深圳)如圖2所示,小明在東湖邊看到以下四個畫面,其中哪一組用到省力的機械( ?。?
圖2
A.
①②
B.
②④
C.
③④
D.
①③
圖3
甲 乙
3.(山東菏澤)甲乙兩個滑輪組如圖3所示,其中的每一個滑輪都相同,用它們分別將重物G1、G2提高相同
2、的高度,不計滑輪組的摩擦,下列說法中正確的是( )
A.若G1 = G2,拉力做的額外功相同
B.若G1 = G2,拉力做的總功相同
C.若G1 = G2,甲的機械效率大于乙的機械效率
D.用甲乙其中的任何一個滑輪組提起不同的重物,機械效率不變
4.如圖4所示,杠桿始終處于水平平衡狀態(tài),改變彈簧測力計拉力的方向,使其從①一②一③.此過程中,彈簧測力計的示數(shù)將
A.逐漸變大 B.逐漸變小
C.先變大后變小 D.先變小后變大
圖4
圖5
5.如圖5所示,O為杠桿的支點,為了提高重物P,用一個跟杠桿保持垂直的力使杠桿由豎直位置轉(zhuǎn)動到
3、水平位置,在這個過程中 ( )
A.杠桿始終是省力的 B.杠桿始終是費力的
C.先是省力的,后是費力的 D.先是費力的,后是省力的
6.(湖北黃岡)李華同學(xué)利用如圖6裝置提起水中的物塊,下列判斷正確的是( )
A.裝置中的滑輪是定滑輪
B.裝置中的AOB是省力杠桿
C.裝置的機械效率可以達(dá)到100%
D.物塊上表面露出水面前,所受浮力不斷減小
圖6
7.(成都)如圖7所示,建筑工人用滑輪組提升重為285N的水泥桶,動滑輪重為15N,不計滑輪與軸之間的摩擦及繩重。工人在將水泥桶勻速向上拉的過程中,水泥桶上升的高度
4、h隨時間t變化的關(guān)系如圖8所示。由此可知( )
A.水泥桶勻速上升的速度為3m/s
B.0~10s內(nèi)建筑工人對繩的拉力做的功為2700J
C.0~8s內(nèi)建筑工人對水泥桶做的功為684J
D.建筑工人對繩的拉力的功率為30W
8.如圖9所示是小明自制的彈弓,小明站在樓上用20N的力將彈弓的橡皮筋拉伸15cm,將質(zhì)量為20g的小石塊沿水平方向射出20m,彈弓距離地面的高度為7m,關(guān)于此過程說法正確的是( )
圖9
A.橡皮筋彈射石塊時,對石塊做的功為3J
B.橡皮筋彈射石塊時,對石塊做的功為400J
C.橡皮筋對石塊沒有做功
D.石塊下落過程中,重力做功為1.4J
5、
二、填空題(每空2分,共30)
9. (江蘇徐州)如圖10所示,用固定在墻上的三角支架ABC放置空調(diào)室外機.如果A處螺釘松脫,則支架會繞________點傾翻.已知AB長40cm,AC長30cm,室外機的重力為300N,正好處在AB中點處,則A處螺釘?shù)乃嚼開_____N(支架重力不計).為了安全,室外機應(yīng)盡量______(填“靠近”或“遠(yuǎn)離”)墻壁.
圖10
O
圖11
10.一根質(zhì)量為500g長度為1m的木質(zhì)拐杖在O點被支起,支點離左端0.2m,拐杖恰好處于水平平衡,如圖11所示,若在O點處將拐杖切斷,則______端質(zhì)量大.如果
6、把平躺在地面上的拐杖拿起來,轉(zhuǎn)動后恰好能使得右端著地,則提升拐杖時,需要做功________J。
11.如圖12是我國自行研制的殲-10戰(zhàn)斗機在國慶閱兵中的展示,起飛時的質(zhì)量為1.5×104kg,發(fā)動機用1.2×105N的推力使飛機在10s內(nèi)前進(jìn)5000m,則飛機受到的重力為___________N,這段時間內(nèi)飛機的平均速度為_______m/s,推力的功率為___________W。
圖12
圖13
12. (江蘇徐州)如圖13所示,將一塊1m長的木板一端架高0.4m,用50N沿木板的拉力把一個重為100N的小鐵塊從底端勻速拉到頂端.這里的木板是
7、一種簡單機械,稱做__________,此時效率為_________,木板對小鐵塊的摩擦力為_________N.
13.(福建廈門)如圖14所示,用同樣的輕繩(不計繩重)和滑輪安裝成甲、乙兩種裝置。將同一物體勻速提升相同高度,則使用裝置中機械效率_______較高,使用乙裝置_______能省力。(均選填“一定”或“不一定”)
圖14
乙
甲
14.建筑工地上,施工人員用起重機吊臂上的滑輪組吊起建筑材料(如圖15)。繞在 滑輪組上的鋼絲繩最大拉力為6×103N ,不計滑輪、吊鉤、繩的自重及摩擦,一次最多能起吊_______N 的建筑材料,實際使用該滑輪
8、組最多只能吊起5.4×103N 的建筑材料,這是因為______________。
三、解答題(15題6分、16題8分、17題12分、、18題12分)
15.如圖16所示,輕質(zhì)杠桿可繞O轉(zhuǎn)動,杠桿上吊一重物G,在力F作用下杠桿靜止在水平位置,為F的力臂,請在圖中作出力F的示意圖及重物G所受重力的示意圖。
l
O
圖16
16. (江蘇蘇州)(6分)某小組同學(xué)在探究滑輪組的機械效率與哪些因素有關(guān)時,提出了一些猜想,小組將對猜想進(jìn)行驗證.
(1)如果影響機械效率的因素有多個,要研究機械效率與某個因素的關(guān)系,需要先控制其他幾個因素不變,這種方法在科學(xué)探究中被稱作
9、 .
(2)下列A、B是同學(xué)提出的兩個猜想:
猜想A:兩個相同滑輪組成的滑輪組,其機械效率與滑輪組細(xì)線的繞法有關(guān);
猜想B:兩個相同滑輪組成的滑輪組,其機械效率與滑輪組提升的物重有關(guān).
(3)為了驗證上述猜想是否正確,同學(xué)們準(zhǔn)備分別按圖17中甲、乙、丙、丁的滑輪組進(jìn)行實驗.
(a)按圖 滑輪組準(zhǔn)備做的兩個實驗是用來驗證猜想A的,若實驗測得兩滑輪組的機械效率大小 (相等/不相等),則可初步判斷猜想A是錯誤的;
(b)按圖 滑輪組準(zhǔn)備做的兩個實驗是用來驗證猜想B的,若實驗測得兩滑輪組的機械效率大小不相等,則可初步判斷猜想B是 (正確/錯誤)的.
(4)
10、接著,小組進(jìn)行了實驗驗證.
17.如圖18,彈簧秤重力不計,動滑輪效率為75%,在拉力F作用下,物體A以5cm/s的速度在水平面上做勻速直線運動,此時彈簧測力計讀數(shù)為3N,求:
(1)物體A受到的摩擦力和拉力F的大??;
(2)拉力F在4s內(nèi)做的功和拉力F的功率.
圖18
十一章測試卷
參考答案
一、 1. C
2. C 點撥:釣魚竿是費力杠桿,定滑輪能改變力的方向,但不能省力,3是動滑輪可以省力,4是斜面,可以省力。
3. C 點撥:不計滑輪組的摩擦,對動滑輪做的功為額外功,對重物做的功為有用功.兩個滑輪組的動滑輪個數(shù)不同.當(dāng)提高相同的
11、高度時,乙滑輪組做的額外功較大.若G1 = G2,提高的高度相同,則做的有用功相同,總功等于有用功和額外功之和,故甲滑輪的總功小于乙滑輪的總功;根據(jù)知,甲的機械效率大于乙的機械效率。不計滑輪組的摩擦?xí)r滑輪組的機械效率,(其中G1表示物體的重力G2表示動滑輪的重力),由此可見滑輪組的機械效率與物重有關(guān),故提升不同的物重,機械效率不同。
4. D
5. C 點撥:重力的方向是豎直向下,力臂是水平方向,剛開始時重力的力臂很小,因而是省力杠桿,后來重力力臂大于動力臂,成為費力杠桿。
6. B 點撥:圖中滑輪與物體一起移動,是動滑輪,AOB的動力臂比阻力臂大,是省力杠桿,由于要克服滑輪
12、的重力做額外功,機械效率一定小于100%,物體露出水面前,排開液體的體積不變,浮力不變。
7. C 點撥:由圖知水泥桶在10s內(nèi)上升了3m,水泥桶勻速上升的速度:v==0.3m/s,拉力端移動的距離s=3h=3×3m=9m,不計滑輪與軸之間的摩擦及繩重,F(xiàn)=(G輪+G物)/3=(285N+15N)/3=100N,拉力做的功:W=Fs=100N×9m=900J,在0~8s內(nèi)水泥桶上升的高度h2=vt=0.3m/s×8m=2.4m,建筑工人對水泥桶做的功:W=Gh=285N×2.4m=684J,拉力端移動的速度:v′=3v=3×0.3m/s=0.9m/s,建筑工人對繩的拉力的功率:P=Fv=
13、100N×0.9m/s=90W.
8. D 點撥: 橡皮筋推動石塊時,有作用力,并且在伸長的15cm的長度上都一直有作用力,但作用力的大小改變,不是始終為20N,因此做的功不等于3J。而飛行20m時,橡皮筋沒有作用力。下落時重力的大小為0.2N,而重力方向上移動的距離為7m,做功1.4J。
二、9. C ;200;靠近
10. 左; 4 點撥:左側(cè)的重心離支點較近,力臂較小,因此重力較大,拿起時需要提高的高度為0.8m,做功W=Gh=0.5kg×10N/kg×0.8m=4J .
11. 1.5×105; 500; 6×107
12. 斜面;80%;10點撥:有用功為W=Gh
14、=100N×0.4m=40J ,總功為W=Fs=50N×1m=50J,額外功為10J,而W額外=fL,10J=f×1m;f=10N。
13. 甲;不一定 點撥:動滑輪可以省力,但不一定省力,當(dāng)滑輪重等于物體重力時,不能省力。
l
O
G
F
P
答圖1
14. 1.8×104N;要克服摩擦、滑輪的重做額外功 點撥:當(dāng)滑輪合成滑輪組時,關(guān)鍵是判斷動滑輪以及與動滑輪直接相連的繩子的股數(shù),根據(jù)動滑輪的定義,釣鉤上的滑輪為動滑輪,繩子的股數(shù)為3,則根據(jù)滑輪組省力的原理,得:不計滑輪、吊鉤、繩的自重及摩擦等,所吊的最大重力為G=3F=3×6×103N=1.8×104N.而實際使用中由
15、于摩擦、滑輪和釣鉤的重力、繩子的自重等,所吊的物體比計算的要小。
三、15. 如答圖1 點撥:力的方向與力臂垂直,且動力作用在杠桿上,重物使得杠桿順時針轉(zhuǎn)動,則拉力方向要使得杠桿逆時針轉(zhuǎn)動。
(1)控制變量法;(3)甲、丙;相等;甲、乙;正確.
16. 解:(1)由于考慮機械的效率,所以滑輪兩邊兩股繩子的拉力并不相等,彈簧秤的讀數(shù)反映上邊那股繩子的拉力,下邊那股繩子的拉力與A受到的摩擦力是一對平衡力.由圖可知,滑輪移動距離是A物體移動距離的一半.據(jù),得——①,對于動滑輪,水平方向受力平衡:——②,由①②聯(lián)立,可得,得。
(2)在4s內(nèi),拉力作用點移動的距離.
W=Fs=4.8N×0.1m=0.48J.