2011年中考物理专题突破训练08：机械、功和能（解析版）

一、选择题

1. 难度：中等

下列仪器或工具在使用过程中，利用了杠杆原理的一组是：①量筒，②剪刀，③烧杯，④试管夹，⑤托盘天平，⑥弹簧测力计；（ ）
A．①②③
B．②④⑤
C．①③⑤
D．④⑤⑥

2. 难度：中等

以下几种装置中，属于费力杠杆的是（ ）
A．汽车的方向盘
B．手推车
C．自行车脚踏板
D．钓鱼竿

3. 难度：中等

下列工具在使用时属于费力杠杆的是（ ）
A．定滑轮
B．钓鱼竿
C．剪铁皮的剪刀
D．撬棒

4. 难度：中等

不等臂直杠杆在动力和阻力作用下，已处于平衡状态，采用下列办法不能使杠杆平衡的是（ ）
A．在杠杆上施加一个力，使这个力的作用线通过杠杆的中点，但不通过支点
B．在杠杆上再施加一个力，使这个力的作用线通过支点
C．使动力和阻力同时减小到原来的1/2
D．使动力臂和阻力臂同时变为原来的2倍

5. 难度：中等

根据你的生活经验，在如图所示的几幅图中省力的是（ ）
A．筷子
B．打钳
C．镊子
D．起子

6. 难度：中等

林雨同学将掉落在地面的物理课本捡起来放在课桌上，他对课本所做的功最接近于（ ）
A．0.02J
B．0.2J
C．2J
D．20J

7. 难度：中等

如图所示四种情景中，人对物体做了功的是（ ）
A．提着水桶在水平地面上匀速前进
B．搬而未起
C．翘起石块
D．推而不动

8. 难度：中等

平直公路上的甲、乙两辆汽车，在相同牵引力作用下匀速行驶，如果在相同时间内通过的路程之比为3：2，则甲与乙（ ）
A．牵引力做功之比为2：3
B．牵引力做功之比为3：2
C．牵引力的功率之比为1：1
D．汽车所受的阻力之比为3：2

9. 难度：中等

下列关于力做功的说法，正确的是（ ）
A．人提着箱子站在地面不动，手的拉力对箱子没有做功
B．人把箱子从二楼提到三楼，手的拉力对箱子没有做功
C．汽车在水平公路上匀速行驶，汽车所受重力对汽车有做功
D．过山车向下运动的过程中，车上乘客所受的重力对乘客没有做功

10. 难度：中等

甲、乙两人用相同的滑轮和绳子分别组成如图所示的a、b两个滑轮组，把相同物体提升了相同的高度，则两滑轮组的效率η_a和η_b及甲、乙两人所用的力F_a和F_b的比分别是（不计摩擦及绳重）（ ）

A．2：3；2：3
B．3：2；3：2
C．1：1；3：2
D．1：1；2：3

11. 难度：中等

利用如图所示装置将重为100N的物体匀速从斜面的底端拉到顶端．已知斜面的长是5m，高是2m，拉力为F=50N，则该装置的机械效率为（ ）

A．40%
B．50%
C．80%
D．100%

12. 难度：中等

电工上水泥杆用的脚扣结构如图所示，它由一根钢条做成约3/5的弧状，在前后A、B处绑上橡皮，踏脚板D上有一个固定脚的皮带C、A、B不在一个水平面上，在竖直方向有一个高度差，下列分析错误的是（ ）

A．脚扣可等效一个杠杆，B是支点
B．在A、B处绑上橡皮是为了减小摩擦力
C．脚踏板做得宽而大是为了减小脚受到的压强
D．A，B间有一定高度差是为了保证脚扣对水泥杆产生足够的压力

13. 难度：中等

跳高比赛时，运动员从起跳到落地过程中，下列说法正确的是（不计空气阻力）（ ）
A．上升过程中，动能减小，机械能减小
B．上升过程中，重力势能增大，机械能增大
C．下落过程中，重力势能减小，机械能不变
D．下落过程中，重力势能减小，机械能减小

14. 难度：中等

如图所示的情景中，属于物体的弹性势能转化为动能的是（ ）
A．
B．
C．
D．

15. 难度：中等

小星乘超市的自动扶梯匀速上升的过程中，小星的（ ）

A．动能转化为势能，机械能不变
B．动能转化为势能，机械能增大
C．动能不变，势能增大，机械能增大
D．动能不变，势能不变，机械能不变

16. 难度：中等

热气球在匀速上升的过程中（ ）
A．动能不变，机械能增大
B．动能增大，重力势能增大
C．动能减小，机械能不变
D．动能不变，机械能不变

17. 难度：中等

初三（1）班《八荣八耻》宣传栏中记述着：“某高楼大厦发生高空抛物不文明行为，一位老太太被抛下的西瓜皮砸伤…”，被抛下的西瓜皮在下落过程中逐渐增大的物理量是（ ）
A．重力势能
B．动能
C．重力
D．密度

18. 难度：中等

骑自行车下坡时，尽管不踩脚踏板，速度还是越来越大，其原因是（ ）
A．摩擦力越来越小
B．惯性越来越大
C．势能转化为动能
D．重力越来越大

二、填空题

19. 难度：中等

水电站修建拦河大坝，提高了上游水位．水从上游流下来冲击水轮机，水轮机带动发电机发电．这一过程中，水的    能最终转化为    能．

20. 难度：中等

“神舟”六号飞船升空时，以固定在飞船外的摄像头为参照物，飞船是    的．飞船发射阶段加速上升时，其重力势能    （选填“增大”“不变”或“减小”），动能    （选填“增大”“不变”或“减小”）．

21. 难度：中等

运动员进行跨栏比赛，在跃起身体上栏的过程中，    能转化为    能；当到达终点时不能立即停下，这是由于    ．

22. 难度：中等

我国“神舟”六号飞船飞行的椭圆轨道，近地点200公里，远地点347公里．飞船从远地点到近地点运行的过程中，飞船的速度    ，势能    （填“增大”“减小”或“不变”）；两名航天员躺在座椅上，以飞船为参照物，则两名航天员是    的．

23. 难度：中等

如图所示是我国选手孟关良和杨文军在雅典奥运会赛艇比赛中夺取金牌的场景．请你仔细观察，指出场景中所涉及的两个物理知识：
（1）    ；
（2）    ．

24. 难度：中等

一位同学用棒挑着重物扛在肩上行走，如图所示，这时，棒相当于    杠杆，他胳膊所用的力    物重（填“大于”、“小于”、或“等于”），要使胳膊所用的力减小些，可采用的办法是    ．

25. 难度：中等

如图所示用杆秤测量鱼的质量，当秤钩挂在A点，绳纽挂在O点（支点），秤锤挂在B点时杆秤处于平衡状态．AO是10cm，BO是30cm，秤锤的质量是0.5kg，鱼的质量是     kg．

26. 难度：中等

生活和生产中有许多不同类型的杠杆，如图所示的缝纫机踏脚板属于    杠杆，铡刀属于    杠杆．

27. 难度：中等

如图所示，某人用一根轻质木棒挑着重为120N的物体站在水平地面上，木棒保持水平，棒AB长为1.2m，重物悬挂处离肩膀距离BO为0.8m，则手在A端对木棒竖直向下的作用力大小为     N．

28. 难度：中等

如图所示，OA为一可绕O点转动的轻质杠杆，杆长2m，当作用于A点一个F=30N的竖直向上的力，为使杠杆水平不动，应将重为G=150N的重物悬吊于距A端    m处．

29. 难度：中等

图中，三种简单机械使用时，能省力的是    （选填序号），能省距离的是    （选填序号）．

30. 难度：中等

如图所示，小明用滑轮组匀速提起一个重为600N的物体A，物体上升的速度为0.1m/s，人拉绳的力为250N，不计绳重和摩擦，人拉绳做功的功率为    W，滑轮组的机械效率为    ，动滑轮重    N．

31. 难度：中等

一辆车开进了泥潭中，司机取来一个动滑轮欲将汽车从泥潭中拉出，如图所示，若司机用750N的拉力在5s内将车水平拉动1m，那么司机所做的功是    J，司机做功的功率是    W．

32. 难度：中等

某人用如图所示的两种方法分别将同一物体匀速提升相同的高度，不计摩擦和绳重，他所做的有用功W_甲    W_乙，两种装置的机械效率η_甲    η_乙．（选填“＞”“=”或“＜”）

33. 难度：中等

如图所示，物体A重840N，动滑轮重160N，用力F将物体以1m/s的速度匀速竖直提升，若不计绳重和摩擦，拉力F的大小是    N，此装置的机械效率是    ，拉力F的功率是    W．

34. 难度：中等

用如图所示的滑轮组把货物拉上货仓，货物重500N，用350N的力F拉绳端使货物匀速上升1m，此过程中有用功为    J，总功为    J，滑轮组的机械效率为    （保留三位有效数字）．

35. 难度：中等

如图所示，工人用小车沿斜面把质量m=100kg的物品运送到高处．已知斜面长L=3m，斜面高h=1.5m；工人沿斜面推车的推力F=600N，用时20s．则：工人推车的功率是    W；该斜面的机械效率是    ．在实际生活生产中应用了斜面的工作原理的实例还有：    ．（请举一例）

36. 难度：中等

如图所示，用1.2N的拉力沿竖直方向匀速拉起重为2N的物体，物体上升0.1m所用时间为4s．
（1）此过程中拉力的功率为    W，动滑轮的机械效率为    ．
（2）将物重由2N不断逐次增大，假设动滑轮始终能正常工作，此过程中，它的机械效率范围是    ．

37. 难度：中等

一台起重机将3600N的货物提高4m，如果额外功是9 600J，则该起重机做的有用功是    J，机械效率是    ．

38. 难度：中等

小明利用如图所示的装置沿水平方向将一个重2000N，底面积为0.5m²的物体A向左匀速拉动2 m，物体A受到的摩擦力为600N，作用在绳端的拉力为250N，则物体A对地面的压强是    Pa；拉力做的功为    J；该装置的机械效率是    ．

39. 难度：中等

用如图所示的滑轮组将重G=12N的物体匀速提升20cm，所用的拉力F=5N，所做的有用功为    J，机械效率为    ．当改为提升18N的重物时，该滑轮组的机械效率为    ．（忽略摩擦阻力）

三、解答题

40. 难度：中等

现有一架总质量为m的喷气式飞机，已知该飞机飞行时所受空气阻力的大小与速度平方成正比，即f=kv²（式中k为已知量）．若飞机飞行过程中的耗油量可忽略不计．
（1）该飞机在空中沿水平方向飞行时，飞机所受向上的升力是由机翼上、下表面气流速度不同所产生的．若以机翼为参照物，则机翼上表面附近气流的速度______机翼下表面附近气流的速度．
（2）在该飞机沿水平直线匀速飞行时，它上、下表面所受到的压力差为______．
（3）若该飞机以速度v沿水平方向匀速直线飞行的时间为t，则它在这段时间内克服空气阻力所做的功W为______．

41. 难度：中等

请在图中画出用羊角锤起钉时所用的最小力F．（要求保留作图痕迹）

42. 难度：中等

如图所示，唐师傅想用最省力的方法把一个油桶推上台阶，请你在图中画出这个力的示意图．

43. 难度：中等

如图所示为某同学用扫把扫地的示意图．将左手与扫把上端紧握处视为支点，右手施加的力视为动力F，扫把是______（选填“省力”或“费力”）杠杆．请在图中扫把上画出动力F的示意图及其相应的力臂L．（保留作图痕迹）

44. 难度：中等

使用如图所示的滑轮组向下用力提升重物，请画出省力的绕绳方法．

45. 难度：中等

在图中画出使用滑轮组提起物体时最省力的绕绳方法．

46. 难度：中等

你思考过“人在水平路面上前进时是否要克服重力做功”这个问题吗？小文同学对此进行了研究．她通过查阅资料得知，人体的重心大约位于肚脐上方2寸、脊椎前1寸处，人只要走路，其重心就必然会发生上下位置的变化，重心升高就需要克服重力做功．小文假设人在正常走路时，重心在人体中的位置近似不变，她行走了100m，有关测量数据如下表（表中的步距是指跨出每一步两脚之间的距离）：
（1）小文同学注意到，当自己的前脚跨出时重心会下降，而后脚收起时重心会升高，则她每走一步，自己的重心会下降或升高多少米？
（2）小文行走100m需要克服重力做多少功？克服重力做功的功率多大？
（3）通过分析，你认为人在水平路面上通过走路来进行锻炼时，哪些因素会影响人的锻炼效果？

47. 难度：中等

一质量为3000Kg的汽车沿着长为5.4km的盘山公路匀速行驶，当它从山脚行驶到山顶时，耗时15min，发动机的牵引力为4000N．求：
（1）汽车的行驶速度．
（2） 汽车发动机牵引力做的功
（3） 汽车发动机牵引力的功率．

48. 难度：中等

某同学将落在地上的重为1N的物理书捡起放到0.8m高的桌面上，在此过程中他至少对书做了多少功？

49. 难度：中等

交流与评估是科学探究的一个重要环节．建湖外国语学校的活动小组的同学，利用如图所示的实验装置完成了“再探动滑轮”的活动以后，进行了小组交流，下表是各小组的实验数据记录：

实验小组	钩码重G（N）	动滑轮重G动（N）	拉力F（N）	滑轮机械效率η
1	0.5	0.4	0.35	47.6%
2	0.5	0.4	0.38	43.9%
3	1	0.6	1.62	53.8%
4	1	0.8	0.71	46.9%
5	2	0.6	0.98	68.0%
6	2	0.8	1.06	62.9%

请你对表中各小组的实验数据进行分析比较，回答下列问题：
（1）实验中影响动滑轮机械效率的主要因素是什么？______和______；
（2）1、2两个小组的动滑轮重相同，提起的钩码重也相同，测出的动滑轮的机械效率却不同，原因可能是什么？（写出一点即可）
______；
（3）请你就如何提高动滑轮的机械效率提出自己的建议：
①______；
②______．

50. 难度：中等

某矿山的矿井深50m，工人上下井需用电梯（如图是电梯的示意图）．已知电梯和滑轮共重3 000N，若电梯将一个重600N的人从井底匀速运送到顶端需要2min，求：（1）电动机做功的功率；（2）电动机的机械效率．（不计摩擦）

51. 难度：中等

如图所示是工厂车间里用来吊运货物的行车滑轮组．某次作业时，行车在钢丝绳的自由端用1 000N的力，将重为3 000N的货物匀速提升了2m，接着又在水平方向移动5m求：
（1）行车水平移动的过程中，货物重力做的功是多少？
（2）行车滑轮组提升货物时的机械效率为多大？

52. 难度：中等

如图所示，用手压下一支内有弹簧的圆珠笔，然后迅速放手，笔将竖直向上跳起，并又落回桌面．请你分析这一过程中的能量转化．

53. 难度：中等

程跃要提起重800N的物体，但是他的拉力只有300N，于是，他找来了一些滑轮，想利用滑轮组提起这个重物．已知每个滑轮重20N，程跃想站在地上向下拉绳，他最好选择图中______滑轮组来提起重物（选填“a”“b”或“c”）．请在所选的图中画出正确的绕绳方法．如果程跃的实际拉力是280N，求出所选滑轮组的机械效率．

54. 难度：中等

在做研究杠杆平衡的条件实验时，小红根据如甲所示的实验现象得出的杠杆平衡条件是：“动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离”．为了说明这一结论并进一步正确，请你在图乙所示的杠杠上画出需要对杠杠施加的力的示意图和这个力的力臂．

55. 难度：中等

瑞瑞同学家住楼上，最近正在装修房子，需要搬运装修材料，但有些材料由于楼道过窄不方便搬运，于是瑞瑞建议采用如图所示的滑轮组，这样站在地上就可以把材料运上楼．若某次搬运的材料重765N，被提升的高度为10m，人所用的拉力为450N．求：
（1）请你帮助瑞瑞画出滑轮组的绕线示意图．
（2）用滑轮组提升材料时做的有用功是多少？
（3）该滑轮组的机械效率是多少？
（4）随后，瑞瑞同学查阅了有关机械效率知识的资料，看到下表中的一组数据，请你找出这些机械设备效率的共同特点．

喷气发动机	16%～24%
起重机	40%～50%
汽油机	22%～27%
柴油机	28%～30%
抽水机	60%～80%

56. 难度：中等

如图所示，在建筑工地上有一台塔式起重机．其部分技术参数如下表所示．

吊臂前端起重质量（kg）	700
最大起重质量（kg）	3000
最大提升速度（m/s）	0.7
独立使用高度（m）	30.5
平衡块质量（kg）	6000
总功率（kW）	24

（1）该起重机一次最多能吊起的建筑材料重力为多少？吊起的建筑材料达到最大起重量时，建筑材料到塔的距离是最近还是最远？（g取10N/kg）
（2）该起重机将重为1×10⁴N的建筑材料以最大提升速度吊起7m，起重机对建筑材料做了多少有用功？如果起重机的实际总功率为14kW，起重机的机械效率是多大？

57. 难度：中等

体重为400N的小明骑自行车上学，在水平路面上匀速行驶，在0.5h内，行驶了9km．其它的有关数据如下表所示．试求：

自行车净重	200N
行驶时轮胎与地面接触的总面积	50cm^2
轮胎承受的最大气压	2.0×10^5 Pa
车轮直径	0.61cm
匀速行驶过程中的总阻力	总重力的0.05倍

（1）自行车的速度是多少m/s？
（2）行驶过程中，车轮对地面的压强多大？
（3）这段路程内小明同学克服阻力所做的功是多少？

58. 难度：中等

如图，小明用的滑轮组，在10s内将质量为60kg的物体A匀速提升了2m，已知绳子自由端所用的拉力为200N．不计绳重和轮与轴的摩擦，请计算出与此题相关的任意5个物理量．（g取10N/kg）

59. 难度：中等

如图所示，体重相同、力气一样的小明和小强在玩游戏．小明握住球棒的细端，小强握住球棒的粗端，各自向相反方向拧．你认为谁会获胜？简要说明获胜的原因．

60. 难度：中等

小红在升国旗时，感到向下拉绳子所用的力要比直接提起国旗所用的力大很多．她想到，升国旗采用的定滑轮机械效率是不是很低呢？她用了一个量程合适的弹簧测力计，测出了定滑轮的机械效率．
（1）小红的实验步骤如下，请你把步骤填写完整：
①用弹簧测力计测出国旗受到的重力G；
②用弹簧测力计______向下拉动绳子，读出弹簧测力计示数F；
③定滑轮的机械效率表达式η=______．
（2）如要提高滑轮的机械效率，你有什么办法？请你说出一条．（国旗质量不允许改变）