【专项培优】第十一章简单机械和功（含答案）

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【专项培优】第十一章简单机械和功
一、单选题
1．如图所示的工具中，属于费力杠杆的是（　　）
A．开瓶器 B．核桃夹
C．钳子 D．食品夹
2．如图的常见器具都应用了杠杆，其中属于省力杠杆的是（　　）
A． 托盘天平 B． 独轮车
C． 筷子 D． 船桨
3．现有甲、乙、丙三个质量不同的物体（m甲＞m乙＞m丙），在相等的恒力F作用下，分别在水平方向、沿斜面向上、竖直方向通过了相等的距离s。如图所示。F在三种情况下做的功分别为W甲、W乙、W丙，三者大小判断正确的是（　　）
A．W甲＞W乙＞W丙 B．W甲＜W乙＜W丙
C．W甲＝W乙＝W丙 D．W甲＝W乙＜W丙
4．如图所示的各类杠杆中，使用时是费力杠杆的是（　　）
A． 钢丝钳 B． 筷子
C． 树枝剪 D． 开瓶器
5．如图是学校旗杆顶上的一个滑轮，升旗时往下拉动绳子，国旗就会上升。下列对于滑轮的说法，正确的是（　　）
A．这是一个定滑轮，可省力
B．这是一个动滑轮，可省力
C．这是一个定滑轮，可改变力的方向
D．这是一个动滑轮，可改变力的方向
6．一辆汽车不小心陷进泥潭后，司机按图所示的方法安装滑轮将汽车从泥潭中匀速拉出。他安装的是（　　）
A．动滑轮，能省力 B．动滑轮，能改变力的方向
C．定滑轮，能省力 D．定滑轮，能改变力的方向
7．在不计机械自重和摩擦的情况下，用10N的拉力不能刚好提起重20 N物体的简单机械是（　　）
A．一个动滑轮
B．一个定滑轮
C．杠杆
D．一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组
8．下列简单机械，在使用中可以省距离的是（　　）
A． 筷子
B． 盘山公路
C． 起瓶器
D． 方向盘
9．一个滑轮组经改装后提高了机械效率，用它把同一物体匀速提升同样的高度，改进后与改进前相比较（　　）
A．总功减少，额外功增多 B．机械效率提高，机械做功加快
C．功率变大，机械做功增多 D．有用功不变，总功减少
10．用相同的滑轮和绳子分别组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，绳子所能承受的最大拉力相同（F1=F2）．不计绳重及摩擦，两装置匀速提升物体的重力最大时，则下列说法正确的是（　　）
A．提起最大重物的重力大小不相等，甲滑轮组的机械效率高
B．提起最大重物的重力大小不相等，乙滑轮组的机械效率高
C．提起最大重物的重力大小相等，滑轮组的机械效率相同
D．提起最大重物的重力大小不相等，滑轮组的机械效率相同
二、填空题
11．用起重机吊臂上的滑轮组吊起重物的情景如图所示，其中使用滑轮组上面的小滑轮的好处是　 　，最下面的大滑轮相当于　 　杠杆。
12．如图所示，将同一物体分别沿光滑的斜面AB、AC以相同的速度从底部匀速拉到顶点A，已知 ，如果拉力做的功分别为 、 ，拉力做功的功率分别为 、 ，则 　 　 ， 　 　 ， 　 　 。（选填“>”“=”或“<”）
13．杠杆的定义：一根在　 　的作用下可绕一　 　转动的　 　棒．
14．体重480N的小明同学用力将重100N的口袋沿着长6m的楼梯背上高3m的二楼，后又沿着水平走廊向前走10m，则他在这两个过程中先后对口袋做的功是　 　 J和　 　 J。
15．如图所示，用滑轮组将重为120N的物体匀速提升2m，所用时间为10s，若不计绳子的重力及摩擦，动滑轮重为30N，所用拉力F为　 　N，拉力做功的功率为　 　W，滑轮组的机械效率为　 　。
16．如图轻质杠杆，小明在B位置挂上3个钩码，为使杠杆平衡，则在A位置上应挂　 　个同样的钩码。
17．如图所示，将一个重10N的物体用沿斜面向上的拉力F=7.5N匀速拉到斜面的顶端，物体沿斜面移动的距离s为5m，上升的高度h为3m，则人对物体做的有用功是　 　J，斜面的机械效率为　 　．在高度相同时，斜面越长越　 　（选填“省力”或“费力”）．
18．如图所示，用甲、乙两个不同的滑轮把同一货物提到相同高度，若不计绳重和摩擦，且G动三、计算题
19．为保障消防救援人员的人身安全，科技强消、机器换人刻不容缓，如图所示是一台消防机器人，其质量为600kg，消防机器人静止在水平地面时，对地面产生的压强为1.2×104Pa，以3m/s的速度在水平地面沿直线匀速前进了1min，行驶时所受阻力为自重的0.02倍；（g取10N/kg）求：
（1）消防机器人静止在水平地面时，履带与地面接触的总面积；
（2）在水平地面匀速直线前进的过程中，消防机器人牵引力做功的功率。
20．一辆质量为2t的四轮新能源汽车，每个车轮与地面的接触面积为200cm2，在平直公路上以额定功率80kW从静止开始运动，经15s运动了200m，恰好达到最大速度，接着匀速运动25s后，关闭发动机，滑行100m停下，其v﹣t图象如图所示，已知汽车在运动过程中受到的阻力为车重的0.2倍。（g取10N/kg）求：
（1）汽车静止在水平路面上对路面的压强；
（2）整个过程中发动机所做的功；
（3）汽车运动的最大速度v。
四、作图题
21．如图所示，是用杠杆和定滑轮组成的提升重物的装置图。请画出杠杆的动力的力臂、阻力及阻力臂。
五、实验探究题
22．小明同学在做“测定滑轮组机械效率”的实验中。
（1）实验中应竖直方向　 　拉动弹簧测力计，为了能准确测量绳子自由端的拉力F，应该在弹簧测力计　 　（填“缓慢匀速提升”或“静止”）时读数。
（2）小明同学实验时，记录的数据在表格中，请认真填写所缺少的部分　 　
（3）根据表中数据，在如图1中画出小明同学实验时滑轮组的连接装置图。
（4）同学小丽观察并分析了小明的实验后，认为小明的实验中，可少用一种测量工具，也能测出滑轮组的机械效率。
答：去掉　 　；此时滑轮组的机械效率的表达式为　 　 （依据实验装置图和所测物理量）。
（5）小华在小明实验的基础上多使用一个滑轮也做了实验（滑轮的规格相同），如图2所示。
①小华多使用一个滑轮，目的是为了改变　 　。
②当小华和小明使用各自的滑轮提升相同的钩码时，若忽略绳重及摩擦，它们的机械效率　 　（选填“相同”或“不相同”）。
六、综合题
23．小明在测量某物体的重力时，发现物体的重力超出了弹簧测力计的量程，一时又找不到其他测量工具，为了测出该物体的重力，他找来木棒、细铁丝等物品进行如下改进：
步骤一：将细线系在木棒的A位置，在木棒的左端绕上适量的细铁丝，使木棒处于水平位置平衡，如图甲．
步骤二：将弹簧测力计倒转过来，用手指勾住弹簧测力计的B处，对弹簧测力计进行操作，如图乙．
步骤三：在木棒左端挂上物体，右端用弹簧测力计竖直向下拉，如图丙
（1）步骤一中，“在木棒的左端绕上适量的细铁丝，使木棒处于水平位置平衡”是为了防止　 　 对测量结果的影响．
（2）步骤二中，对弹簧测力计的操作是　 　．
（3）步骤三中，当木棒处于水平位置平衡时，弹簧测力计的示数如图丁所示，为　 　N，则该铁块的重力　 　N．
24． 西安东站，是西安市规划的特大型枢纽站，站房面积万平米。位于灞桥区，绕城高速东南、浐河以东、纺织城火车站以南公里，也是我国中西部地区最大的铁路枢纽站之一，西安四主一辅铁路枢纽的重要主车站。如图是西安东站建筑期间某工地使用的起重机滑轮组的示意图，某一次滑轮组在内将质量为的建筑材料，匀速提升了，提升重物过程中拉力的功率是。取，忽略绳重以及摩擦力。
（1）滑轮组中的滑轮的作用是　 　选填“省力”或“改变力的方向”。
（2）提升重物过程中拉力是多少？
（3）拉力提升的速度是多少？滑轮组的机械效率是多少？
七、科普阅读题
25．如图所示是南京长江大桥、南京八卦洲长江大桥和南京栖山长江大桥。
（1）南京长江大桥是长江上第一座由中国自主设计和建造的双层式铁路、公路两用桥梁，在中国桥梁史和世界桥梁史上具有重要意义。走在桥上欣赏江景的人对桥面的压力是由于　 　（选填“鞋子“或“桥而”）的形变产生的，以桥上行驶的汽车为参照物，桥头堡是（选　 　填“静止的“或“运动的”）。
（2）南京八卦洲长江大桥享有"中华第一斜拉桥"的美誉，一辆载重汽车从桥梁左端匀速驶向索塔A的过程中，索塔A的左例拉索的拉力____。
A．一直增大 B．一直减小
C．先减小后增大 D．先增大后减小
（3）从桥梁结构的类型分析，南京栖俊山长江大桥属于（
A．拱桥 B．梁式桥 C．悬索桥 D．斜拉桥
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】杠杆的分类
2．【答案】B
【知识点】杠杆的分类
3．【答案】C
【知识点】功的概念
4．【答案】B
【知识点】杠杆的分类
5．【答案】C
【知识点】定滑轮及其工作特点；动滑轮及其工作特点
6．【答案】A
【知识点】定滑轮及其工作特点；动滑轮及其工作特点
7．【答案】B
【知识点】定滑轮及其工作特点
8．【答案】A
【知识点】杠杆的分类
9．【答案】D
【知识点】机械效率
10．【答案】B
【知识点】机械效率的计算；滑轮（组）的机械效率
11．【答案】可以改变力的方向；省力
【知识点】杠杆的分类；定滑轮及其工作特点；动滑轮及其工作特点
12．【答案】<；=；<
【知识点】功率大小的比较；轮轴及其他常见简单机械；功的计算及应用
13．【答案】力；固定点；硬
【知识点】杠杆及其五要素
14．【答案】300；0
【知识点】功的计算及应用
15．【答案】75；30；80%
【知识点】功率的计算；机械效率的计算；功的计算及应用
16．【答案】2
【知识点】杠杆的平衡分析法及其应用
17．【答案】30；80%；省力
【知识点】斜面的机械效率；有用功和额外功
18．【答案】乙；甲；75℅；60
【知识点】定滑轮及其工作特点；动滑轮及其工作特点；机械效率的大小比较；机械效率的计算
19．【答案】解：（1）消防机器人静止在水平地面时，对地面的压力：F=G=mg=600kg×10N/kg=6000N；
根据可知履带与地面接触的总面积：
；
（2）在水平地面匀速直线前进的过程中，消防机器人处于平衡状态，所受牵引力：
F牵=f=0.02G=0.02×6000N=120N；
根据，
可知消防机器人牵引力做功的功率：P=F牵v=120N×3m/s=360W。
【知识点】功率计算公式的应用；压强的大小及其计算
20．【答案】（1）解： 汽车静止在水平路面上对路面的压力：
汽车静止在水平路面上对路面的压强：
答：汽车静止在水平路面上对路面的压强为2.5 × 105 Pa；
（2）解： 由题意可知，整个过程中发动机的工作时间t= 15s + 25s = 40s，且在这段时间内发动机的功率不变，
由可得，整个过程中发动机做的功：
答：整个过程中发动机所做的功为3.2× 106J；
（3）解：全程中汽车的所受阻力：
阻力是一对平衡力，因汽车匀速行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和所以，汽车的牵引力：
由可得，汽车的最大速度：
答：汽车运动的最大速度v为20m/s
【知识点】功率的计算；压强的大小及其计算；功的计算及应用
21．【答案】解：如图所示：
【知识点】力臂的画法
22．【答案】（1）匀速；缓慢匀速提升
（2）83.3%
（3）解：如图所示：
（4）刻度尺；η=G/3F×100%
（5）力的方向；相同
【知识点】滑轮（组）机械效率的测量实验
23．【答案】（1）木棒自身重力
（2）调零
（3）2.2；6.6
【知识点】杠杆的平衡分析法及其应用
24．【答案】（1）改变力的方向
（2）由图可知，绳子自由端移动的距离：，
根据得拉力做的总功为：，
根据得提升重物过程中拉力是：；
答：提升重物过程中拉力是；
（3）拉力提升的速度是：；
物体的重力为：，
有用功为：，
滑轮组的机械效率是：。
答：拉力提升的速度是，滑轮组的机械效率是。
【知识点】功率的计算；定滑轮及其工作特点；机械效率的计算；滑轮组绳子拉力的计算；功的计算及应用
25．【答案】（1）鞋子；运动的
（2）B
（3）C
【知识点】弹力；运动和静止的相对性；杠杆的动态平衡分析
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