1、第十章机械与人单元测试卷（考试时间：60分钟试卷满分：100分）一填空题（每空2分，共28分）1小明做单臂俯卧撑运动，如图所示。他的重心在M点，所受重力为600N，他将身体撑起处于平衡状态时，手掌处的支撑力（即动力）为N，此过程中，小明的身体是一个（省力/费力/等臂）杠杆。【解析】如图所示，O为杠杆的支点，手掌处的支撑力F为杠杆的动力，则动力臂为L11m+0.5m1.5m，小明自身的重力G是阻力，阻力臂L21m，则动力臂大于阻力臂，所以小明身体是一个省力杠杆；根据杠杆的平衡条件可得，FL1GL2，即F1.5m600N1m，所以手掌处的支撑力F400N；故答案为：400；省力。2嫦蛾四号探测器降
2、落时，先悬停，选定安全地点后再着陆。如图，悬停时，反推发动机提供的推力对探测器；水平移动过程中，该推力对探测器（均选填“做功“或“不做功“）。【解析】由文中信息可知，悬停时，在反推发动机提供的推力的方向没移动了距离，所以对探测器不做功；沿水平方向移动“避障”的过程中，探测器移动的方向与上述推力的方向垂直，所以对探测器不做功。故答案为：不做功；不做功。3质量为3kg的清洁机器人在水平地面上匀速运动时，所受水平推力与速度的关系如图乙所示，g取10N/kg在150N的水平推力作用下，该机器人在水平地面上匀速运动10s的过程中，所受阻力大小为N，推力所做功为J；当该机器人在水平地面上以0.6m/s的速
3、度匀速运动时水平推力的功率是W。【解析】（1）因为机器人在水平地面上匀速运动，所以，机器人所受的阻力：fF150N；由图象可知，在150N的水平推力作用下机器人的速度v0.5m/s，根据v可得，匀速直线运动通过的路程：svt0.5m/s10s5m，推力做的功：WFs150N5m750J；（2）由图象可知，该机器人在水平地面上以0.6m/s速度匀速直线运动时的推力F300N，则水平推力的功率：PFv300N0.6m/s180W。故答案为：150；750；180。4如图，用两种装置将物体匀速提升相同高度，物体重均为20N，滑轮重均为2N，不计绳重及摩擦，所用的拉力分别是F1和F2，机械效率分别是1
4、和2，则F2N，12（选填“”、“”或“”）。若图乙中再加挂一物体，它的机械效率将（选填“变大”、“变小”或“不变”）。【解析】（1）不计绳重及摩擦，甲定滑轮绳子的拉力F1G20N，乙动滑轮绳子的拉力F2（G+G动）（20N+2N）11N；（2）不计绳重与摩擦，所以使用定滑轮时没有额外功，其机械效率1100%；而使用动滑轮时，要对动滑轮本身做额外功，由可知11，所以12；（3）不计绳重及摩擦，图乙中再加挂一物体，提升物重变大，动滑轮的机械效率变大。故答案为：11；变大。5如图所示，汽车通过滑轮组将矿井内重为9500N的物体M匀速提升了6m，动滑轮重500N在此过程中，汽车移动距离为m，滑轮组机
5、械效率为。（不计绳重和摩擦）【解析】（1）由图知，n2，汽车移动距离（即绳子自由端移动的距离）：s2h26m12m；（2）不计绳重和摩擦，拉力F（G+G动）（9500N+500N）5000N，拉力做的总功：W总Fs5000N12m6104J，所做的有用功：W有用Gh9500N6m5.7104J；滑轮组的机械效率：100%95%。故答案为：12；95%。6如图所示，斜面长5m，高1m，工人用沿斜面方向400N的力把重1600N集装箱匀速推到车上，斜面的机械效率是，集装箱受到的摩擦力为N。【解析】（1）推力对集装箱做的功：W总Fs400N5m2000J；（2）推力做的有用功：W有用Gh1600N1
6、m1600J；斜面的机械效率：100%100%80%；（3）克服摩擦做的额外功：W额W总W有用2000J1600J400J，W额fs集装箱受到的摩擦力：f80N。故答案为：80%；80。二选择题（每题3分，共27分）7下图中使用的工具，属于费力杠杆的是（）A镊子B独轮车C羊角锤D钢丝钳【解析】A、镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，符合题意；B、独轮车在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，不符合题意；C、羊角锤在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，不符合题意；D、钢丝钳在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，不符合题意。故选：A。8如图所示的四个杠杆，悬挂的重物G和
7、杆长都相同。若各杠杆均处于平衡状态，则所用的最大的力是（）ABCD【解析】A、由图可知：ABBC；由杠杆平衡条件可得：GABF1BC，解得：F1G；B、由图可知：ABBC；由杠杆平衡条件可得：GABF2BC，解得：F2G；C、由图可知：ACBC；由杠杆平衡条件可得：GABF3AC，解得：F3G；D、由图可知：ABAC；由杠杆平衡条件可得：GACF4AB，解得：F4G；由于杆长都相同，则比较B和D选项中的图可知：B图中BC的长度与D图中AB的长度相等；B图中AB线段长度小于D图的AC线段长度，所以，F4F2。故选：D。9如图所示的四种情境中，人对物体做功的是（）A冰壶脱手后继续在冰面上滑行B踢出
8、去的足球在球场上滚动了一段距离C举重运动员举着杠铃不动D运动员用力将篮球向上托起【解析】A、冰壶脱手后继续在冰面上滑行，是靠惯性，冰壶不受人的作用力，人对冰壶不做功，故A错；B、踢出去的足球在球场上滚动了一段距离，是靠惯性，足球不受人的作用力，人对足球不做功，故B错；C、运动员举着杠铃不动，杠铃向上没有移动距离，人对杠铃没有做功，故C错；D、运动员用力将篮球向上托起，篮球在托力作用下向上移动了一段距离，人对篮球做功，故D正确。故选：D。10如图甲所示，木块放在水平面上，用弹簧测力计沿水平方向拉木块使其做匀速直线运动，两次拉动木块得到的st关系图象如图乙所示。两次对应的弹簧测力计示数分别为F1、
9、F2，两次拉力的功率分别为P1、P2，下列判断正确的是（）AF1F2 P1P2BF1F2 P1P2CF1F2 P1P2DF1F2 P1P2【解析】同一木块两次在同一地面上运动，压力不变，接触面的粗糙程度不变，滑动摩擦力不变；由图中可知，木块两次都做匀速直线运动，拉力等于滑动摩擦力，滑动摩擦力相等，拉力F相等，即F1F2；从图象中可以判断出，第次的运动速度v较大，根据公式PFv，当拉力相等时，速度越大，拉力的功率越大，即P1P2。故选：B。11物体在力F的作用下沿力的方向移动了距离s，试比较在如图所示的三种情况中，力对物体做功的多少（）AW1W2W3BW1W2W3CW1W3W2DW1W2W3【解
10、析】由图知，对三个物体的拉力相等都为F，三个物体在力F的方向上移动的距离相等都为s，根据功的计算公式WFs可知，力F对三个物体所做的功一样多，即：W1W2W3。故选：D。12如图所示的滑轮组，每个滑轮重50N，用这个滑轮组把质量为40kg的重物在2s内匀速提升2m，不计绳重和摩擦，下列说法中不正确的是（g10N/kg）（）A作用在绳自由端的拉力F为150NB重物的速度是1m/sC绳子自由端移动的距离为6mD绳子自由端的速度是2m/s【解析】A重物的重Gmg40kg10N/kg400N，由图可知，n3，不计绳重和摩擦，作用在绳自由端的拉力：F（G+G动）（400N+50N）150N，故A正确；B
11、重物的速度：v1m/s，故B正确；C绳子自由端移动的距离：snh32m6m，故C正确；D绳子自由端的速度：v3m/s，故D错误。故选：D。13如图所示，在一水平地面上，木箱重400N，受到的摩擦力为200N，用力F拉动术箱使它在5s内匀速直线运动了3m（不计滑轮重力及绳与滑轮间的摩擦），下列说法正确的是（）A拉力F的大小为200NB绳子自由端移动的速度为0.6m/sC绳自由端移动了6mD拉力F的功率为60W【解析】A、由图知，n2，不计滑轮重及绳与滑轮间的摩擦，拉力Ff200N100N，故A错；BC、绳自由端移动的距离：s2s物23m6m，绳子自由端移动的速度v1.2m/s，故B错、C正确；D
12、、拉力F做功功率PFv100N1.2m/s120W，故D错。故选：C。142023年年5月17日时48分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号丙运载火，成功发射第45颗北斗导航卫星，如图1所示是北斗卫星在随火箭加速上升的情景。人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行时，离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点，如图2所示。下列说法正确的是（）A如图1北斗卫星上升过程中，重力势能变大，动能变小B如图2人造地球卫星运行中，重力势能变大，动能变大C如图2人造地球卫星运行中，从近地点向远地点运动时，速度减小D如图1、2中卫星的机械能都不变【解析】A、北斗卫星在随火箭加速上升的过程中，北斗卫星质量不变，速度变大
13、、高度增加，故动能和重力势能都变大。故A错误；B、由图可知，卫星从远地点向近地点运行，重力势能转化为动能，所以重力势能减小，动能增大。故B错误；C、卫星从近地点向远地点运动时，相动能转化为重力势能，所以重力势能变大，动能变小，速度减小。故C正确；D、由A知，如图1北斗卫星在随火箭加速上升的过程中，动能和重力势能都变大，所以机械能变大；如图2，由于人造地球卫星在大气层外运行，不受空气阻力，机械能是守恒的。故D错误。故选：C。15如图所示，我国自主研发的彩虹4无人机正在进行航空物探试验飞行，下列说法正确的是（）A无人机在空中飞行时，始终受到平衡力的作用B无人机匀速下降时，重力势能转化为动能C地面操
14、作人员通过超声波向无人机传递信息D试验飞行中的无人机相对于地面是运动的【解析】A、无人机在空中飞行时，不一定做匀速直线运动，其受到的力不一定是平衡力，故A错误。B、无人机匀速下降时，质量不变，速度不变，则动能不变；高度减小，重力势能减小，所以在该过程中，重力势能没有转化为动能，故B错误。C、地面操作人员通过电磁波向无人机传递信息，故C错误；D、试验飞行中的无人机与地面有位置的变化，所以无人机相对于地面是运动的，故D正确；故选：D。三作图题（每题2分，共4分）16如图所示，O为杠杆支点，请在图中B点画出使杠杆在图示位置平衡的最小动力F，及其力臂l。【解析】根据杠杆平衡的条件可知，动力臂越长越省力；动力作用在B点，则以OB为力臂是最长的动力臂L，所以过B点作OB的垂线，方向向下，即为其最小动力F的示意图，如图所示：17用如图所示的滑轮组向下拉绳子提升重物，请画出该滑轮组的绕线方法。【解析】由于向下拉绳子提升重物，所以从人的手开始，先绕过定滑轮，然后再依次绕过动滑轮和定
