第十一章达标检测卷一、选择题(每题3分，共36分)1．如图所示的四种情景中，人对物体做功的是( ) 2．如图所示的工具中，在使用时属于省力杠杆的是( )3．立定纵跳摸高是中学生常见的运动项目．起跳前先屈膝下蹲，然后脚掌用力蹬地，伸展身体，两臂上挥，竖直向上跳起至最高点，小刚同学在一次立定纵跳摸高中消耗的能量约为( )A．3×102J B．3×103J C．3×104J D．3×105J4．如图所示，有一质量不计的长木板，可绕O点转动，在它的右端放一重为G的物块，并用一竖直向上的力F拉着其右端．当物块向左匀速运动时，长木板始终在水平位置保持静止，在此过程中，拉力F( )A．变小B．变大C．不变D．先变大后变小 5．如图所示，O为杠杆的支点，杠杆右端挂有重为G的物体，杠杆在力F1的作用下在水平位置平衡．如果用力F2代替力F1，使杠杆仍在水平位置保持平衡，下列关系中正确的是( )A．F1＜F2B．F1＞F2C．F2＜GD．F1＝G9
6．工人们为了搬运一个笨重的机器进入厂房，他们设计了如图所示的四种方案(机器下方的小圆表示并排放置的圆形钢管的横截面)．其中最省力的方案是( )7．某同学设计了一种如图所示的简易电梯，由图可知( )A．A是动滑轮 B．B是定滑轮C．如果电动机向下拉动绳子，电梯厢将上升D．电梯厢运动的速度与电动机拉绳的速度相等8．如图所示，工人利用动滑轮吊起一袋沙的过程中，做了300J的有用功，100J的额外功，则该动滑轮的机械效率为( )A．75% B．66.7% C．33.3% D．25%9．用如图所示的滑轮组提升300N重物，在绳子自由端施加的拉力为125N，4s内重物匀速上升2m，不计绳重和轮与轴间的摩擦．则( )A．绳子自由端移动的距离为4mB．动滑轮重50NC．拉力做功的功率为150WD．此过程滑轮组的机械效率为80%10．利用如图所示的滑轮，在粗糙水平面上匀速拉动物体，下列叙述正确的是( )A．重力做的功是有用功B．拉力F1做的功是额外功C．绳子自由端的拉力F做的功是总功D．该滑轮的机械效率可能等于100%11．如图所示是汽车起重机的示意图．当用它从水中吊起重物时，下列说法正确的是( )9
A．汽车轮胎有花纹是为了减少行驶过程中的摩擦力B．此吊车运用了杠杆原理，此杠杆为费力杠杆C．汽车固定后，吊起重物与没有吊起重物相比，对地面的压强变小D．将货物从水中匀速吊起时，出水过程中，拉力逐渐变小12．台风是一种破坏力很强的灾害性天气．某次台风把市民公园的一棵大树吹倒了，需要两个工人把它扶起来，工人们想到了下列四种方案，每个人所需拉力最小的方案是( )二、填空题(每空2分，共18分)13．利用图甲中的撬棒撬石块时，撬棒相当于______(填“省力”或“费力”)杠杆；利用图乙中的滑轮组匀速提升900N的重物时，若忽略滑轮自重、绳重及摩擦，人对绳的最小拉力为______N.14．利用如图所示的滑轮组，小明在50s内将重450N的物体匀速吊起10m高，已知动滑轮重50N，不计绳重及摩擦，绳端处拉力F做功的功率为________W.滑轮组的机械效率为________．15．钻井井架的作用是提起钻杆，在电动机的带动下，利用三脚架和滑轮组完成，其简易图如图所示．假设滑轮对钻杆的拉力是2400N，忽略摩擦与机械重，电动机对钢丝绳的拉力为______N，假如电动机在10s内把钻杆提高了10m，则电动机将绳子向下拉了________m.16．现有30包大米总质量为150kg，小明想尽快将它们搬上10m高处的库房．如图为小明可以提供的用于搬运物体的功率与被搬运物体质量之间的关系图像．由图可知他可以提供的最大功率为________W；为了尽可能快地将大米搬上库房，他每次应搬________包．若每次下楼时间是上楼时间的一半，则他最快完成搬运任务并返回原地所用的时间为________s．(g取10N/kg)9
三、解答题(17题4分，18题4分，19题12分，20题8分，21题6分，22题12分，共46分)17．如图所示，杠杆在力F1、F2(F2未画出)的作用下处于平衡状态．O为支点，l2是力F2的力臂，请在图中画出F1的力臂l1和力F2的示意图．18．某人使用滑轮组提升重物，请你在图中画出使用滑轮组最省力的绕法(人向下拉绳)．19．小明做“探究杠杆平衡条件”的实验：(1)实验前，杠杆静止时的位置如图甲所示，要使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向________调节．(2)使用弹簧测力计时，首先进行的操作是________．(3)如图乙所示，在杠杆左侧挂2个钩码，每个钩码的质量为50g．为了便于在杠杆上直接读出力臂的大小，在A点沿________向下方向拉动弹簧测力计，直至杠杆在________位置平衡，并将第一次数据记录在表格中，表中F1大小为弹簧测力计示数，F2大小为钩码的重力，l1、l2分别为F1、F2对应的力臂．(4)接下来，小明又进行了三次实验，将数据填在表中，最后总结得出规律．每次实验总是在前一次基础上改变F2、l1、l2中的一个量．小华分析数据后发现，第________次实验与前一次改变的量相同，需要调整的实验步骤是_______________________________________________________________．序号F1/Nl1/cmF2/Nl2/cm11.510.01.015.023.010.02.015.031.520.02.015.041.030.02.015.0 9
20．小红在“探究斜面的机械效率与哪些因素有关”的活动中，提出了以下猜想：A．斜面的机械效率可能与物体的重力有关．B．斜面的机械效率可能与斜面的倾斜程度有关．为了验证自己的猜想，小红用木板搭成了如图所示的装置进行探究，记录数据如下表：实验次数斜面倾角物重G/N拉力F/N斜面高度h/m斜面长度s/m有用功W有用/J总功W总/J斜面机械效率η①30°54.20.61.235.04②30°32.50.61.21.8360%③42°32.80.81.22.43.3671% (1)在实验过程中，应沿斜面向上________拉动木块．(2)第①次实验中斜面的机械效率η＝________%.(3)对比实验①②的数据可以用来验证猜想____________，对比②③两次实验数据，可初步得出的结论是____________________________________________________________.21．如图甲所示，质量为20kg的重物放在水平地面上，重物与地面间的接触面积为0.1m2.利用图乙所示的滑轮组，小明在20s内将重物匀速提高5m，他对绳子自由端施加的拉力为150N．不计绳重和轮轴处的摩擦，g取10N/kg.(1)求图甲中重物对地面的压强．(2)在图乙所述过程中，求：①小明所做的额外功．②小明做功的功率．9
22．小红和爸爸散步时，看见小区内的一种健身器械——坐拉器，为了对它进行研究，小红简化了它的结构，画出了它的模型图，如图所示．她发现坐在坐拉器座椅上的人，用力向下拉动手柄A时，操作杆AB会绕着转轴O转动，连杆BD拉动杆O′C绕转轴O′转动，将座椅向上抬起．(g取10N/kg)(1)小红让爸爸静止坐在坐拉器的座椅上，小红竖直向下拉动手柄将爸爸抬起，经过测量，手柄竖直向下移动30cm，座椅竖直升高9cm，用时5s.①小红利用坐拉器抬起爸爸时，以下说法正确的是______．A．可以省功B．一定费力C．爸爸越重，坐拉器的机械效率越高D．爸爸被抬得越高，坐拉器的机械效率越高②若爸爸的质量为60kg，利用坐拉器抬起爸爸的机械效率为90%，则小红抬起爸爸所做功的功率为多少？(2)小红想通过如图所示的模型，估算自己坐在坐拉器上抬起自己的拉力．图中OA：OB＝6：1，O′C：O′D＝2：1，此时AB杆处于水平位置，BD杆垂直于杆AB和O′C，BD杆对AB和O′C杆的拉力均沿着BD，且大小相等，若手臂对手柄A的拉力方向和人的重力方向视为同一直线，物体间相互作用力的大小相等、方向相反，忽略坐拉器的自重、转动的摩擦和座椅的尺度，若小红的质量为40kg，则此时小红让自己保持图中的状态，需要对手柄A施加的竖直向下的拉力为多大？9
答案一、1.C 2.B3．A 点拨：中学生重力G约600N，重心升高的高度Δh＝0.5m，故该同学在一次立定纵跳摸高中消耗的能量约为E＝Ep＝W＝GΔh＝600N×0.5m＝300J.4．A 点拨：根据杠杆平衡条件有G×lG＝F×lF，G、lF一定，lG变小，故F变小．5．B 点拨：由图可知，力F1斜向左上方，力臂小于支点到其作用点的距离；力F2垂直于杠杆，力臂等于支点到其作用点的距离，即l1＜l2；而重力G及阻力臂的大小均不变，根据杠杆的平衡条件可知，F1＞F2，故选B.6．C 点拨：圆形钢管可以变滑动为滚动，从而减小摩擦力．C方案使用的是动滑轮，也能起到省力的作用．7．C 点拨：A是定滑轮，B是动滑轮，电梯厢运动的速度是电动机拉绳的速度的一半．8．A 9．D 点拨：由图可知，承担物重的绳子段数n＝3，重物上升h＝2m，则绳子自由端移动的距离s＝nh＝3×2m＝6m，故A错误；不计绳重和轮与轴间的摩擦，由滑轮组的工作特点可得动滑轮重G0＝nF－G＝3×125N－300N＝75N，故B错误；拉力做功的功率P＝＝＝＝187.5W，故C错误；滑轮组的机械效率η＝×100%＝×100%＝×100%＝80%，故D正确．10．C 11.B12．B 点拨：被扶起的大树相当于一个杠杆，而绕过树干的绳子与树干构成动滑轮．二、13.省力；30014．100；90%15．600；40 点拨：不计摩擦及机械重，F＝＝＝600N，绳子自由端移动的距离s＝4h＝4×10m＝40m.16．50；3；450 点拨：每包大米的质量为＝5kg.要尽快完成搬运工作，则人应在最大功率状态下工作，由图像知每次应搬运质量为15kg的物体，即3包大米．每次搬运的大米的重力G＝mg＝15kg×10N/kg＝150N，克服重力做的功W＝Gh＝150N×109
m＝1500J，则每次上楼所用的时间t＝＝＝30s，则每次下楼所用的时间是15s，一个来回需要的时间是30s＋15s＝45s，搬30包大米要10个来回，共用时45s×10＝450s.三、17.解：如图所示．18．解：如图所示．19．(1)右 (2)校零(3)竖直；水平(4)4；第4次实验保持F2、l1不变，改变l2的数值点拨：(4)第2次改变的是F2，第3次改变的是l1，第4次改变的是l1；则第4次和第3次实验改变的物理量相同，第4次实验应该改变力臂l2.20．(1)匀速 (2)60 (3)A；斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关点拨：①②两次实验改变的是物体的重力；②③两次实验改变的是斜面的倾角．21．解：(1)重物对地面的压力大小与重物的重力大小相等，重物对地面的压力F压＝mg＝20kg×10N/kg＝200N，重物对地面的压强p＝＝＝2000Pa.(2)①小明所做的总功W总＝Fs＝150N×5m×2＝1500J，小明所做的有用功W有用＝mgh＝20kg×10N/kg×5m＝1000J，小明所做的额外功W额外＝W总－W有用＝1500J－1000J＝500J.②小明做功的功率P＝＝＝75W.22．解：(1)①C②η＝×100%＝×100%，W总＝＝＝60J，功率P＝＝＝12W.(2)小红的重力G′＝m′g＝40kg×10N/kg＝400N，9
由杠杆平衡条件得，对于杠杆AOB来说有FA×OA＝FB×OB，即＝＝ ①，对于杠杆O′DC来说有(G′－FA′)×O′C＝FD×O′D，即＝＝ ②，由题意知，FB＝FD，物体间相互作用力的大小相等，即FA＝FA′，可得＝，解得FA＝100N.9
