1、第十章 机械与人单元测试卷一、选择题1.骑自行车爬陡坡时，要沿S形的路线骑行，其目的是（） A.缩短爬坡所走的路程B.降低爬坡所做的功C.减小爬坡所用的力D.节省爬坡所用的时间2.对于功、功率、机械效率的理解，下列说法中正确的是（ ） A.功率大的机器做功一定多B.做有用功多的机器机械效率一定高C.做功快的机器机械效率一定高D.功率大的机器做功一定快3.如图,在水平拉力F的作用下,使物体A沿水平面以速度v向右匀速行驶了距离s，若物重为G,平面对物体的摩擦力为f。下列说法错误的是（ ）A.有用功的功率为夕B.拉力做功的功率为3Fv,C.装置的机械效率为 D.额外功为（3F-f）s4.下图所示的常
2、用工具中，使用时属于费力杠杆的是（ ） A.筷子B.起瓶器C.钢丝钳D.天平5.我国发射的宇宙飞船在完成任务后，返回地面指定地点，宇宙飞船在下落到地面附近时，由于空气阻力作用做匀速直线运动，则宇宙飞船在匀速下降的过程中，它的（） A.动能不变，势能减小，内能增大B.动能不变，势能增大，内能减小C.动能减小，势能不变，内能增大D.动能增大，势能减小，内能不变6.如图所示，滑雪运动员从最高处的A点由静止开始下滑到最低处B点的过程，下列说法中正确的是（） A.滑雪运动员在A点时没有动能，只有重力势能B.滑雪运动员在A点时只有动能，没有重力势能C.滑雪运动员从A点到B点的过程中，机械能不变D.滑雪运动
3、员从A点到B点的过程中，动能转化为重力势能7.如图，用大小相等的拉力F，分别沿斜面和水平面拉木箱，拉力方向和运动方向始终一致，运动时间tabtcd ， 运动距离sab=scd ， 比较两种情况下拉力所做的功和功率（ ）A.ab段做功较多B.ab段与cd段的功一样多C.ab段功率较大D.ab段与cd段的功率一样大8. 如图所示，用20N的力F拉着重为100N的物体，使其沿水平面以2m/s的速度匀速运动了5s，若每个滑轮重10N，忽略绳重和滑轮轴的摩擦，则下列说法正确的是（ ）A.拉力F做的功为200JB.拉力F的功率为120WC.滑轮组对物体做的有用功为400JD.滑轮组对物体所做有用功的功率为
4、60W9.图是环卫工人用的垃圾夹结构示意图。拉绳的一端固定在手把上，另一端穿过空心管杆与两夹爪的一端相连。当用力捏手把时，夹爪在拉绳的作用下可夹持物体，同时弹簧被压缩；当松开手把时，夹爪在弹簧的作用下恢复原状。在使用过程中，手把和夹爪分别是（）A.费力杠杆，省力杠杆B.省力杠杆，费力杠杆C.省力杠杆，省力杠杆D.费力杠杆，费力杠杆10.人骑自行车下坡时，不用蹬车自由滑行的过程中速度也会越来越快，下列关于这一运动过程的说法中，正确的是（） A.人与车的动能增大，重力势能增大B.人与车的动能增大，重力势能减少C.人与车的动能减少，重力势能增大D.人与车的动能不变，重力势能不变11. 甲机械比乙机械
5、的功率大，表示两机械在工作时（ ） A.甲做功多B.甲更省力C.甲做功快D.甲用时少二、填空题 12.一颗子弹在枪膛中所受平均推力约为500N，枪管长1.2m，子弹从被击发到离开枪口用时0.1s，则推力做功为_J，做功的功率为_W 13.如果卡车空载和满载时都以同样的速度行驶，那么空载时具有的动能_(填“大于”、“小于”或“等于”)满载时具有的动能；停放在山顶上的卡车具有的重力势能_(填“大于”、“小于”或“等于”)该卡车在山下时具有的重力势能。 14.杠杆可以绕其转动的点叫_，用字母_表示 15.如图所示，质量为40g的金属小球从导轨的a处自由滑下，依次经过b处、c处，到达d处时恰好停下在从
6、a到b的过程中，重力做功为_焦；在整个运动过程中，小球克服导轨摩擦消耗的机械能为_焦。（g=10N/kg）16.如图是探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的装置让同一小车从斜面上不同的高度由静止开始运动，碰到同一位置的相同木块上目的是探究小车动能的大小与_的关系；若小车推动木块移动的距离越大，说明小车对木块_越多，从而判断小车的动能越大；若水平面绝对光滑，按上述方案本实验将_(能不能)达到探究目的17.在斜面上匀速拉一个重4.5N的物体到高处，沿斜面向上的拉力为2N，斜面长为1.2m，高0.4m这个斜面的机械效率是_，物体受到的摩擦力为_N 18.2018年5月26日，“勇者荣耀花式蹦极”挑战
7、赛在湖南张家界大峡谷玻璃桥展开，来自俄罗斯等国的多名蹦极高手在此成功挑战260米高的世界最高蹦极台,挑战者从平台起跳到下落到最低点的过程中，蹦极绳发生了_形变，若不计空气阻力和摩擦，在能量转化的过程中机械能的总量_（填“不变”“变小”“变大”）。 19.学校升旗仪式上，当升旗手缓缓向下拉绳子时，国旗就会徐徐上升，这是由于旗杆顶部有一个_滑轮，它的作用是_，它_（能/不能）省功. 20.如图所示，小明用一个滑轮组匀速提升重为200N的物体，物体在4s内上升2m的过程中，人所用的拉力为125N此过程中，小明做的额外功是_J，拉力的功率是_W，滑轮组的机械效率是_ 21.如图是卫星的轨道示意图人造卫
8、星沿椭圆轨道绕地球运行时，离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫做远地点卫星在整个运行过程中机械能守恒当卫星从远地点向近地点运动时，它的重力势能将_（增大/减小） 三、实验探究题 22.在实验探究中，某小组得知斜面机械效率大小与斜面的倾斜程度有关后进一步猜想：A、跟斜面的粗糙程度有关；B、跟物体沿斜面运动的距离有关；C、跟物体的重力有关小组同学为了验证猜想是否正确，设计装置如图所示（斜面倾角不变）下表反映了他的探究过程实验次数斜面材料物重G/N上升高度h/m沿斜面拉力FN沿斜面运动距离s/m机械效率1木板50.354.50.755.6%2木板100.359.00.755.6%3玻璃50.353
9、.50.769.1%4木板50.454.50.955.6%5毛巾50.355.00.7（1）实验中用电动机拉动小车的目的是_ （2）第5次实验时斜面的机械效率为_ （3）要验证猜想B是否正确应该比较哪两次实验_（选填实验次数） （4）比较实验1、3、5可知：斜面倾角一定时，斜面的粗糙程度越大，斜面机械效率越_（选填“大”或“小”） 23.某小组的同学在物理课上研究动滑轮的使用特点时，老师提醒同学们要正确分析现象和数据得出对应的结论（1）小涵想知道在动滑轮中绳子两端的拉力是否相等？于是小涵在动滑轮左侧的绳端也挂了一个弹簧测力计，接下来小涵应该如何实验才能得出结论？ （2）实验中应该_拉动弹簧测力
10、计观察图中信息，小涵发现与老师说的动滑轮可以省一半的力的结论不相符，主要原因是：_ （3）小涵还想继续探究使用动滑轮时的做功情况，看一看使用动滑轮能否省功问小涵还需要测量什么？比较什么？从而得出结论 四、综合题 24.小红每天都练习跳绳，跳绳时她所穿鞋的总质量为0.4 kg，平均每分钟她跳绳120次，假定每次双脚抬离地面的高度均为5 cm，则： （1）每上升一次她对鞋做的功为多少J； （2）她跳绳时对鞋做功的平均功率为多少W。(g取10 N/kg) 25.铲车是现代工程建设中重要的机械装备，如图所示的铲车自重为8.5t，在正常工作中，其发动机的额定功率为150kW，四个车轮与地面的接触面积为0
11、.2m2 ， 用5s的时间推土前进了3m，然后又将1.5t的土举高了3m装车运走，整个过程是连续的，若铲车发动机的能源来于燃烧柴油且其效率为34.5%，（q柴=3.3107J/kg，g=10N/kg）求：（1）在推土过程中，铲车受到的阻力为多大？ （2）在把土举起时，铲车对地面的压强是多大？ （3）在这次推土、装土作业中，铲车发动机消耗的柴油为多少kg？（最后结果保留两位小数） 答案解析 一、选择题1.【答案】C 【解析】 ：根据功的原理，骑自行车上坡时，做功一定，此时如果走“S”型路线，相当于延长了斜面的长度，斜面越长越省力故选C【分析】根据功的原理可以知道，在做功一定的情况下，如果费距离就
12、一定能够省力，所以骑自行车上坡的人常走“S”型路线可以省力2.【答案】D 【解析】 A、D机器的功率大，说明做功快，但不能说明做功多，故A不符合题意，D符合题意；B、C机械效率是有用功与总功的比值，与做功的快慢、做功的多少无关，故BC不符合题意。故答案为：D.【分析】本题考查了学生对功、功率、机械效率概念的掌握.3.【答案】C 【解析】 ：A. P有用=Fv,因为物体做匀速直线运动，所以F=f,即W有用=fv,故A不符合题意；B. P总=Fv自 ， v自=3v, P总=3Fv,故B不符合题意；C因为= ，故C符合题意；DW额外=W总-W有用=Fs-fs=F3s-fs=(3F-f)s，故D不符合
13、题意。故选C。【分析】P=Fv、= 、W额外=W总-W有用 的应用。4.【答案】A 【解析】 A、筷子在使用时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，A符合题意；B、使用启瓶器时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，B不符合题意；C、钢丝钳在使用时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，C不符合题意；D、天平是等臂杠杆，既不省力也不费力，D不符合题意。故答案为：A。【分析】根据杠杠的平衡条件将杠杠分为三类（省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆）来分析。5.【答案】A 【解析】【分析】解决此题的关键是要知道动能的大小跟质量和速度有关，重力势能的大小跟质量和高度有关，内能的大小跟阻力做功有关，利用排除法进行选择【解答】宇宙飞船
14、在下落，所以高度减小，则重力势能减小，所以B、C不符合题意；宇宙飞船做匀速直线运动，所以速度不变，动能不变，所以D不符合题意；由于空气阻力作用，所以内能增大；故选：A【点评】解决此类问题的关键是要知道各能量跟哪些因素有关，根据各因素的变化情况分析能量的变化情况6.【答案】A 【解析】 ：A、滑雪运动员在A点时，只具有高度没有运动，所以他具有重力势能，没有动能，故A正确；B、运动员在A点，没有运动所以不具有动能，故B错误；C、滑雪运动员从A点到B点的过程中，由于滑板与雪之间的摩擦，一部分机械能转克服摩擦对外做功，转化为内能，所以机械能减小，故C错误；D、滑雪运动员从A点到B点的过程中，A点的势能
15、最大，在向B点滑动过程中，高度降低，速度变大，所以重力势能转化为动能，故D错误故选A【分析】动能是指物体运动而具有的能，势能是指物体被举高而具有的能，根据能的定义和能量之间转换来确定正确选项7.【答案】B 【解析】 拉力大小相等且sabscd ， 根据WFs可知：拉力所做的功相同，A不符合题意，B符合题意；由于tabtcd ， 根据 得：PabPcd ， C、D不符合题意故答案为：B【分析】根据功的计算公式W=FS及规律计算公式P=即可比较大小.8.【答案】D 【解析】 ：A、由v= 可得，物体移动的距离：s物=vt=2m/s5s=10m，拉力端移动的距离：s=2s物=210m=20m，拉力F
16、做的功：W总=Fs=20N20m=400J，故A错误；B、拉力F的功率：P= = =80W，故B错误；C、忽略绳重和滑轮轴的摩擦，则额外功：W额=G动h=10N10m=100J，有用功：W有用=W总W额=400J100J=300J，故C错误；D、有用功的功率：P= = =60W故D正确故选D【分析】（1）已知物体沿水平面以2m/s的速度匀速运动了5s，可求得物体移动的距离，然后可知绳子移动的距离，根据W=Fs求出拉力F做的功；根据公式P= 求出拉力的功率（2）利用总功减去额外功为有用功，利用P= 求出有用功的功率此题主要考查的是学生对功率、有用功、机械效率、拉力计算公式的理解和掌握，知识点较多
17、，有一定难度9.【答案】B 【解析】手把和夹爪的杠杆示意图如下：在使用手把时（左图)，作用在手把处的力F是动力，拉绳对手把处的拉力是阻力F1；由图可以看出：动力臂要大于阻力臂，因此是手把处是省力杠杆在使用夹爪时（右图)，拉绳的拉力F1是动力，夹爪处受到的阻力F2是阻力；由图可以看出：动力臂要小于阻力臂，因此夹爪处是费力杠杆故答案为：省力杠杆；费力杠杆 B10.【答案】B 【解析】【解答】判断人与车动能和重力势能大小的变化，从动能和重力势能大小的影响因素考虑（1)动能大小的影响因素：质量、速度质量越大，速度越大，动能越大（2)重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度质量越大，高度越高，重力势能越
18、大人骑自行车下坡时，质量不变，速度越来越快，动能增大，高度减小，重力势能减小故选B考点：本题考查动能和势能的大小变化【点评】掌握动能、重力势能、弹性势能的影响因素，利用变量法，判断动能、重力势能、弹性势能、机械能的变化11.【答案】C 【解析】【解答】解：A、由W=Pt可知，功率大的机械做功不一定多，故A错误；BC、功率来表示物体做功的快慢的物理量，功率大的做功快，省力与功率大小无关，故B错误，C正确；D、由t=可知，功率大的机械用的时间不一定少，故D错误故选C【分析】功率来表示物体做功的快慢功率是指物体在单位时间内所做的功计算公式P=二、填空题12.【答案】600；6000 【解析】【解答】
19、推力做的功W=FS=500N1.2m=600J；做功的功率P=W/t=600J/0.1s=6000W。【分析】已知推力和枪管长度，根据W=FS计算推力做功；又知时间，根据P=W/t计算功率。13.【答案】小于；大于 【解析】【解答】卡车满载时质量大于空载时的质量，因为行驶速度相同，故满载时动能大于空载时动能；在山顶的卡车高度大于在山脚的高度，故在山顶时重力势能较大。【分析】动能的影响因素是物体质量和速度，可根据物体的质量和速度变化判断动能的大小变化，质量越大，速度越大，动能越大，反之越小；重力势能的影响因素是物体质量和高度，可根据物体质量和高度变化来判断物体重力势能的大小变化，质量越大，高度越
20、大，重力势能越大。14.【答案】支点；O 【解析】【解答】解：杠杆绕着转动的固定点叫支点，用字母O表示 故答案为：支点；O【分析】一根硬棒，其在力的作用下能绕着固定点转动，这根硬棒就是杠杆；对于杠杆有五个要素：支点：杠杆绕着转动的固定点；动力：使杠杆转动的力；阻力：阻碍杠杆转动的力；动力臂：从支点到动力作用线的距离；阻力臂：从支点到阻力作用线的距离；15.【答案】0.2；0.12 【解析】【解答】求出小球从a处到b处下降的高度h，利用W=Gh=mgh求重力做功；小球从导轨的a处自由滑下，在a处的动能为0，利用E=mgh求出小球在a处的重力势能；在d处恰好停下，动能为0，利用E=mgh求出小球在
21、d处的重力势能；小球克服导轨摩擦消耗的机械能等于a、d两处的重力势能之差（1）由图知，从a处到b处下降的高度：h=50cm=0.5m，重力做功：W=Gh=mgh=4010-3kg10N/kg0.5m=0.2J；（2）在a处小球静止，动能为0，重力势能Ea=mgha=4010-3kg10N/kg0.5m=0.2J；在d处小球静止，动能为0，重力势能Ed=mghd=4010-3kg10N/kg0.2m=0.08J；小球克服导轨摩擦消耗的机械能：E=Ea-Ed=0.2J-0.08J=0.12J【分析】解决本题的关键是熟知小球动能、重力势能、机械能的计算，物体的速度为0、动能为0；物体的重力势能利用E
22、=mgh计算；机械能等于动能和重力势能之和 计算时注意单位统一16.【答案】速度；做功；不能 【解析】【解答】（1）我们知道，小车从斜面上不同的高度由静止滑下时，到达水平面的速度不同所以，让同一小车从斜面上不同的高度由静止开始运动，目的是控制质量相同改变速度，探究小车动能的大小与速度的关系（2）小车推动木块移动的距离越大，说明小车对木块做的功越多，也反映了小车具有的动能越大（3）若水平面绝对光滑，根据牛顿第一定律，小车和木块将永远一直运动下去，就达不到探究的目的了所以答案为：速度，做功，不能【分析】（1）决定动能大小的因素：质量和速度根据控制变量法的思路，去分析解决（2）小车把木块推出的距离长
23、，说明它原来具有的动能大，这是一种转换法的思想17.【答案】75%；0.5 【解析】【解答】解： 有用功：W有用=Gh=4.5N0.4m=1.8J；总功：W总=Fs=2N1.2m=2.4J，斜面的效率：= = 100%=75%；额外功：W额=W总W有用=2.4J1.8J=0.6J，因为W额=fs，所以摩擦力大小：f= = =0.5N故答案为：75%；0.5【分析】（1）已知物体重力和提升的高度，根据公式W=Gh可求有用功；（2）根据公式W=Fs可求总功，机械效率等于有用功除以总功；（3）求出额外功，利用W额=fs求摩擦力18.【答案】弹性；不变 【解析】【解答】挑战者从平台起跳到下落到最低点的
24、过程中，重力做功拉动绳子伸长，所以蹦极绳发生了弹性形变，产生弹性势能；若不计空气阻力和摩擦，只有重力做功，能量在动能和势能之间转化，转化的过程中机械能的总量不变，即机械能守恒。故答案为：弹性；不变.【分析】弹性势能：物体由于发生弹性形变而具的能.物体的弹性形变越大，它的弹性势能就越大.在只有重力或弹力做功的物体系统内(或者不受其他外力的作用下），物体系统的动能和势能（包括重力势能和弹性势能）发生相互转化，但机械能的总能量保持不变.这个规律叫做机械能守恒定律.19.【答案】定；可以改变拉力的方向；不能 【解析】【解答】旗杆顶部滑轮的轴是固定不动的，故该滑轮是定滑轮，其实质是一个等臂杠杆，使用它可
25、以改变力的方向，但不能省力；它不能省功。故答案为：定；可以改变拉力的方向；不能【分析】定滑轮特点：不省力，但能改变动力的方向。（实 质是个等臂杠杆）20.【答案】100；125；80% 【解析】【解答】解：（1）根据图示可知，n=2，总功：W总=Fs=125N22m=500J；有用功：W有=Gh=200N2m=400J；额外功：W额=W总W有=500J400J=100J；（2）拉力的功率：P= = =125W；（3）机械效率：= 100%= 100%=80% 故答案为：100；125；80%【分析】（1）由图可知滑轮组绳子的有效股数，然后根据W=Fs和s=nh求出总功；再利用W有=Gh求出有用
26、功，最后根据W总=W有+W额求出额外功；（2）根据P= 求出拉力的功率；（3）根据= 求出滑轮组的机械效率21.【答案】减小 【解析】【解答】解：当卫星从远地点向近地点运动过程中，高度减小，速度变大，重力势能减小，动能变大，重力势能转化为动能故答案为：减小【分析】（1）动能大小的影响因素：质量、速度质量越大，速度越大，动能越大；（2）重力势能大小的影响因素：质量、被举的高度，质量越大，高度越大，重力势能越大；三、实验探究题22.【答案】（1）使小车沿斜面匀速向上运动（2）50%（3）1、4（4）小 【解析】【解答】解：（1）只有物体做匀速直线运动时，受到的摩擦力才等于弹簧测力计拉力的大小，实验
27、中用电动机拉动小车目的是使小车沿斜面匀速向上运动；（2）第5次的机械效率为：=100%=100%=100%=50%；（3）要验证猜想B：跟物体沿斜面运动的距离有关是否正确，需要控制的是斜面的倾角，粗糙程度，物体重力，改变物体沿斜面的运动距离，对比1、4两次实验数据表明斜面的机械效率与与物体沿斜面运动的距离无关；（4）比较实验1、3、5可知：斜面倾角一定时，斜面的粗糙程度越大，斜面机械效率越小故答案为：（1）使小车沿斜面匀速向上运动；（2）50%；（3）1、4；（4）小【分析】（1）物体做匀速直线运动时，弹簧测力计的示数和拉力的大小相等；（2）机械效率等于有用功和总功的比值；（3）对比实验1、4
28、数据发现，控制的是斜面的倾角，粗糙程度，物体重力，改变物体沿斜面的运动距离；（4）对比实验1、3、5数据发现，控制的是斜面的倾角，物体的重力，沿斜面运动距离，改变的是斜面的粗糙程度23.【答案】（1）解：因要研究动滑轮的使用特点，小涵想知道在动滑轮中绳子两端的拉力是否相，故应拉动右侧的弹簧测力计，读出两个测力计的示数，进行比较；（2）匀速竖直向上；没有考虑动滑轮的重力及没有考虑绳和轮之间的摩擦（3）解：小涵还想继续探究使用动滑轮时的做功情况，看一看使用动滑轮能否省功，据此要测量比较有用功即直接提起重物做的功Gh和利用机械做的总功Fs，故还要测量物体上升的高度h，绳子自由端移动s的距离，比较Gh
29、和Fs的关系 【解析】【解答】（2）实验中应该匀速竖直向上拉动弹簧测力计，此时，弹簧测力计的示数才等于绳子自由受到的拉力动滑轮可以省一半的力的条件是不计动滑轮的重力和绳和轮之间的摩擦，但因实际中，动滑轮自身有重力，且绳和轮之间有摩擦，故小涵发现与老师说的动滑轮可以省一半的力的结论不相符，主要原因是：没有考虑动滑轮的重力和没有考虑绳和轮之间的摩擦；【分析】（1）根据实验目的：研究动滑轮中绳子两端的拉力是否相等，确定实验步骤并进行比较；（2）匀速直线运动时，手对弹簧测力计向上的拉力与绳子自由端对弹簧测力计向下的拉力与是一对平衡力，则弹簧测力计的示数等于绳子自由受到的拉力；从动滑轮可以省一半的力的条
30、件是不计动滑轮的重力和绳和轮之间的摩擦分析；（3）根据实验目的，比较有用功即直接提起重物做的功Gh和利用机械做的总功Fs，确定要测量的量四、综合题24.【答案】（1）解：根据W=Gh=0.4100.05 J=0.2 J；答：每上升一次她对鞋做的功为0.2 J；（2）解：她1分钟所做的功W=1200.2 J，她的平均功率P= =0.4 W。答：她跳绳时对鞋做功的平均功率为0.4 W。 【解析】【分析】根据W=Gh和P=求功和功率。25.【答案】（1）解：铲车在推土过程中的速度：由P=Fv可知，牵引力：因为铲车在铲土过程中受平衡力作用，因此牵引力和阻力是一对平衡力，即f=F=2.5105N；答：在
31、推土过程中，铲车受到的阻力为2.5105N；（2）解：铲车和土的总重力：G总=（8.5103kg+1.5103kg）10N/kg=105N；因为地面受到的压力等于铲车和土的总重力，所以在把土举起时，铲车对地面的压强：答：在把土举起时，铲车对地面的压强是5105Pa；（3）解：铲土机做的功：W=Pt=150000W5s=7.5105J；由=可知，由Q放=mq可得，答：在这次推土、装土作业中，铲车发动机消耗的柴油为0.08kg 【解析】【分析】（1）先根据速度公式求出铲车在推土过程中的速度，然后根据P=Fv求出牵引力，最后根据二力平衡的条件求出阻力；（2）先根据G=mg求出铲车和土的总重力，水平面受到的压力等于其重力，然后根据P=求出铲车对地面的压强；（3）先根据W=Pt求出铲土机做的功，然后根据机械效率的变形公式求出柴油完全燃烧放出的热量，最后根据Q放=mq求出柴油的质量
