资源简介

中小学教育资源及组卷应用平台
第12章 简单机械（提分卷）
（考试时间：60分钟 试卷满分：100分）
一、选择题：本题共14个小题，每小题3分，共42分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．如图所示的工具在正常使用过程中，属于省力杠杆的是（　　）
A．食品夹 B．筷子 C．核桃夹 D．镊子
2．小强开启饮料时，瓶起子可视为一个杠杆，如图所示。下列各图能正确表示其工作原理的是（　　）
A． B． C． D．
3．如图所示，一根质地不均匀的硬棒重心在O点，将硬棒通过绳1悬挂于A点，2、3为两个支架，在绳与两支架的作用下，硬棒水平静止，此时绳与支架均对硬棒有弹力（绳的形变忽略不计）。下列操作中，仍能使硬棒保持平衡的是（　　）
A．仅撤去支架2
B．仅撤去支架3
C．同时剪断绳1和撤去支架2
D．同时剪断绳1和撤去支架3
4．同学们模仿中药房的戥秤制作杆秤，用筷子做秤杆，用钩码做秤砣，用细线将秤盘系在A点。当不挂秤砣、且秤盘不放物体时，在O点提起提纽，秤杆水平平衡；当秤盘放100g物体、秤砣移到B点时，秤杆再次水平平衡，如图所示。在O到B两条刻线之间均匀地画上49条刻度线。下列说法正确的是（　　）
A．自制杆秤的每一格约表示2.08g
B．称中药时B端翘起应减少中药恢复水平平衡
C．如果秤砣磨损则测量结果会比真实质量偏小
D．若将提纽移到O点右侧可以增大杆秤的量程
5．如图所示，轻质杠杆OB可绕O点转动，OA＝AB。在A点悬挂物体，在B点竖直向上拉动杠杆使其始终保持水平平衡，拉力为F。下列说法正确的是（　　）
A．F的大小为物重的2倍
B．物重增加5N，F的大小也增加5N
C．物体悬挂点右移，拉力F会增大
D．将F改为沿图中虚线方向，拉力F会减小
6．如图所示是锅炉保险阀门的示意图。当阀门受到的蒸汽压力超过其安全值时，阀门就会被拉开。如OB＝2m，OA＝0.5m，阀门的底面积S＝2cm2，锅炉内气体压强的安全值p＝6×105Pa（杠杆和阀门的重力以及摩擦均不计，p0＝1×105Pa），则B所挂重物的重力是（　　）
A．20N B．25N C．30N D．120N
7．高高的旗杆矗立在操场上。旗手缓缓向下拉绳子，旗子就会徐徐上升。这是因为旗杆顶部有一个滑轮，关于该滑轮的说法正确的是（　　）
A．它是动滑轮
B．利用它可以省力
C．利用它可以省距离
D．利用它可以改变力的方向
8．分别使用图中四种装置匀速提升同一重物，不计滑轮重、绳重和摩擦，最省力的是（　　）
A． B． C． D．
9．如图甲，大人、男孩、女孩用两根相同圆木棍和一根绳子玩“比力气”的游戏。该游戏装置与滑轮组类似，图乙是其示意图。绳的一端固定在一根木棍上，在两根木棍上绕几圈后女孩捆住绳的另一端向外拉，大人、男孩则各握住一根木棍向外拉，三人中被拉动者为负，他们都使出了最大力气，仍处于“僵持”状态，没能分出胜负。忽略绳与木棍之间的摩擦，以下做法中最有可能使女孩获胜的是（　　）
A．仅将绳在两木棍上多绕1圈
B．仅将绳在两木棍上少绕1圈
C．仅增加绳的总长
D．仅减小绳的总长
10．如图所示小明组装了甲、乙两种滑轮，用来提升同一物体，G物＝200N（不计绳重、轮重和摩擦），要使物体竖直匀速提升2m。下列说法中正确的是（　　）
A．F甲＝200N，并向上移动4m
B．F甲＝100N，并向上移动2m
C．F乙＝200N，并向上移动1m
D．F乙＝400N，并向上移动1m
11．如图所示，斜面长10m，高4m。用平行于斜面F＝50N的拉力，将重100N的物体，从斜面的底端匀速拉到顶端。在此过程中，下列说法正确的是（　　）
A．利用此装置既可以省力，也可以省功
B．物体受到的摩擦力为50N
C．对物体所做的有用功为500J
D．该斜面的机械效率为80%
12．用如图所示的装置提升货物。篮子A的重力为15N，绳子能承受的拉力足够大。已知人的重力为500N，现用20N的拉力F拉绳子，此时篮子上升的速度为0.5m/s（忽略绳重和摩擦，g取10N/kg）。下列说法正确的是（　　）
A．绳子自由端移动的速度为1.5m/s
B．动滑轮的重为5N
C．匀速拉动时，篮子里最多能承载960N的货物
D．只改变图中滑轮组的绕绳方式，其机械效率将改变
13．如图所示，在50N的水平拉力F的作用下，重600N的物体沿水平地面做匀速直线运动，物体与地面间的滑动摩擦力是自身重力的0.2倍，绳子自由端向前移动的速度为0.6m/s。则（　　）
A．拉力F的功率为3W
B．1min内物体移动的距离为36m
C．1min内所做的有用功为1440J
D．该滑轮组的机械效率为85%
14．用如图所示的装置提升重为800N的物体A，动滑轮重为200N。在卷扬机对绳子的拉力F作用下，物体A在10s内竖直匀速上升了2m。在此过程中，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　）
A．物体A上升的速度为0.4m/s
B．滑轮组的有用功为2000J
C．拉力F的功率为100W
D．滑轮组的机械效率为80%
二、填空题（每空1分，共17分）
15．升国旗时，旗手缓缓向下拉绳子，旗子就会徐徐上升，如图所示，旗杆上端的滑轮是一个 　 　（选填“定滑轮”或“动滑轮”），它的作用是可以 　 　（选填“省力”、“改变力的方向”或“省功”）。
16．如图是同学们常用的燕尾夹，AB＝BC，当用力摁住C点打开该夹子时，可把 　 　点看作支点，此时夹子可近似看作 　 　杠杆（选填“省力”、“费力”或“等臂”）。
17．如图所示，OAB为一可绕O点自由转动的轻质杠杆，OA垂直于AB，且OA长度为4cm，AB长度为3cm，在OA中点C处挂一质量为1kg的物块，要求在端点B处施加一个最小的力F，使杠杆在图示位置平衡，则力F的力臂应是 　 　cm，最小的力F是 　 　N。
18．如图所示，轻质水平木杆AB可以绕O点转动，在杆的B端用细线悬挂了盛满水的正方体容器，使该容器静止在水平桌面上，该容器的边长为10cm，质量为0.2kg，已知AO长度是OB长度的3倍，在A点用F＝4N的力竖直向下拉木杆时，容器对水平桌面的压力为　 　N，水对容器底部的压力为　 　N，（不计容器的厚度，ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）
19．如图所示，用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置，分别用FA、FB匀速提升重力为GA、GB的A、B两物体，不计绳重和摩擦。若GA＞GB，则η甲　 　η乙；若FA＝FB，则GA　 　GB．（选填“＞”、“＜”或“＝”）
20．如图所示，物体A重90N，沿水平方向匀速拉动物体前进时，若物体A与地面间摩擦力f＝30N，不计滑轮重和绳与滑轮间摩擦。则绳子端的拉力F是 　 　N，当绳子自由端向左移动3米时，物体A向左移动 　 　m。
21．如图所示，把重力为600N的物体匀速推到斜面顶端，斜面长为3m，高为0.9m，实际推力为300N，那么物体与斜面之间的摩擦力是　 　N，斜面的机械效率是　 　。
22．建筑工地的工人用如图所示的滑轮组来提升重物。已知重物G＝900N，不计绳重和摩擦，当绳子自由端的拉力F＝400N时，可将重物匀速提升2m。在此过程中，拉力F做功 　 　J，滑轮组的机械效率为 　 　；若将该滑轮组的机械效率提高5%，需要用此滑轮组提升 　 　N的重物。
三、实验探究题（每空1分，共17分）
25．小明利用斜面搬运物体的过程中，提出了一个问题：“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有没有关系？”针对这个问题，他通过在斜面上拉动物体进行了探究（如图所示），测得的实验数据如表中所示：
实验 次数 斜面的 倾斜程度 物体重 G/N 物体上升高度 h/m 沿斜面拉力 F/N 物体移动距离 S/m 有用功 W有/J 总功 W总/J 机械效率 η
1 较缓 5.0 0.10 1.6 0.50 0.50 0.80 63%
2 较陡 5.0 0.15 2.2 0.50 0.75 1.10 68%
3 最陡 5.0 0.25 3.1 0.50 1.55
（1）沿斜面拉动物体时，应使其做　 　 运动。
（2）根据表中的数据可求出第③次实验中拉力所做的有用功为　 　 J，机械效率是　 　 。
（3）通过对上述实验数据的分析可知，斜面的省力情况与斜面倾斜程度的关系是：斜面越缓，越　 　 。
（4）通过对上述实验数据的分析，对斜面机械效率的问题可获得的初步结论是：在其它条件不变的情况下，
　 　 。
26．小明利用铁架台、杠杆、钩码和弹簧测力计等器材探究杠杆的平衡条件，实验使用的钩码质量均相等，杠杆上每格长度均相等。
（1）当杠杆静止时如图甲所示，为了方便测量力臂，需要调节杠杆在水平位置平衡，应当将杠杆的平衡螺母向
　 　 （选填“右”或“左”）调节；
（2）在杠杆两侧挂上钩码，设右侧钩码对杠杆施的力为动力F1，左侧钩码对杠杆施的力为阻力F2；测出杠杆平衡时的动力臂l1和阻力臂l2；多次换用不同数量的钩码，并改变钩码在杠杆上的位置，使杠杆在水平位置平衡，得到实验数据如表；
次数 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm
1 0.5 20.0 1.0 10.0
2 1.0 15.0 1.5 10.0
3 1.5 10.0 0.5 30.0
…
分析表中的数据，得到杠杆的平衡条件是：　 　 ；
（3）本次探究经过多次实验的目的是 　 　 ；
A.减小实验误差；B.寻找普遍规律
（4）如图乙所示，将A、B位置的钩码个数都减少一个，杠杆将会 　 　 （选填“仍然平衡”、“左端下沉”或“右端下沉”）；
（5）如图丙所示，用弹簧测力计先后在a、b位置拉杠杆上同一点C，杠杆都在水平位置平衡，弹簧测力计在a位置竖直向上的拉力为Fa，在b位置斜向上的拉力为Fb，则Fa　 Fb（选填“大于”、“等于”，“小于”）。
27．用图所示装置测量滑轮组的机械效率，部分实验数据如下表：
实验次数 钩码重力G/N 钩码上升高度h/cm 拉力F/N 绳子自由端移动距离s/cm 机械效率η
1 2.0 5 1.0 15 66.7%
2 4.0 5 1.8 15 74.1%
3 4.0 10 1.8 30 74.1%
4 6.0 5 2.5 15
（1）实验过程中，缓慢竖直拉动弹簧测力计，使钩码向上做 　 　 运动。第1次实验时，钩码上升的时间为3s，此过程中，绳子自由端上升的速度为 　 　 m/s。
（2）第4次实验时所做的有用功为 　 　 J，滑轮组的机械效率是 　 　 %。
（3）分析1、2、4次实验的数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物重力越 　 　 （选填“大”或“小”），滑轮组的机械效率越高；分析2、3次实验的数据可知，滑轮组的机械效率与钩码上升的高度 　 　 （选填“有关”或“无关”）。
（4）用滑轮组提升重物时，下列选项中也可提高机械效率的是 　 　 。
A．换用更轻的动滑轮
B．加快提升物体的速度
四、计算题（26题10分，27题14分，共24分）
26．如图所示，将质量为6kg，边长为0.1m的正方体合金块，用细线挂在轻质杠杆A点处，在B点施加与杠杆垂直的力F1时，杠杆在水平位置平衡，其中OB＝3OA（g取10N/kg）求：
（1）合金块的重力；
（2）合金块的密度；
（3）拉力F1的大小。
27．用如图甲所示的滑轮组从水中提升物体M，已知被提升的物体M质量为76kg，M的体积为3×10﹣3m3，在M物体未露出水面的过程中，绳子自由端的拉力F将物体M以0.5m/s的速度匀速提升了10m的高度，此过程中，拉力F做的功W随时间t的变化图象如图乙所示，不计绳重和摩擦力大小。求：（g＝10N/kg）
（1）求物体M的重力？
（2）求动滑轮下端挂钩上的绳子拉力？
（3）求滑轮组提升重物的机械效率？
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
21世纪教育网(www.21cnjy.com)中小学教育资源及组卷应用平台
第12章 简单机械（提分卷）
（考试时间：60分钟 试卷满分：100分）
一、选择题：本题共14个小题，每小题3分，共42分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．如图所示的工具在正常使用过程中，属于省力杠杆的是（　　）
A．食品夹 B．筷子 C．核桃夹 D．镊子
解：A、食品夹子的动力臂比阻力臂短，是费力杠杆，故A不符合题意；
B、筷子的动力臂比阻力臂短，是费力杠杆，故B不符合题意；
C、核桃夹的动力臂比阻力臂长，是省力杠杆，故C符合题意；
D、镊子的动力臂比阻力臂短，是费力杠杆，故D不符合题意。
答案：C。
2．小强开启饮料时，瓶起子可视为一个杠杆，如图所示。下列各图能正确表示其工作原理的是（　　）
A． B． C． D．
解：用开瓶器开启瓶盖时，支点是开瓶器与瓶盖上方的接触点，即图中杠杆的左端O，阻力为瓶盖对开瓶器竖直向下的作用力F2，动力为手对开瓶器右侧竖直向上的作用力F1，因为动力臂大于阻力臂，所以开瓶器为省力杠杆，即F1＜F2，故A正确，BCD不正确。
答案：A。
3．如图所示，一根质地不均匀的硬棒重心在O点，将硬棒通过绳1悬挂于A点，2、3为两个支架，在绳与两支架的作用下，硬棒水平静止，此时绳与支架均对硬棒有弹力（绳的形变忽略不计）。下列操作中，仍能使硬棒保持平衡的是（　　）
A．仅撤去支架2
B．仅撤去支架3
C．同时剪断绳1和撤去支架2
D．同时剪断绳1和撤去支架3
解：绳子只能向上施加拉力，支架只能施加向上的支持力；
A．仅撤去支架2，以1为支点，重力和支架支持力使得杠杆的转动方向相反，可以平衡，故A正确；
B．仅撤去支架3，以1为支点，重力和支架2支持力使得杠杆的转动方向都是顺时针，故杠杆不可以平衡，B错误；
C．同时剪断绳1和撤去支架2，以3为支点，重力使得杠杆逆时针转动，不可以平衡，故C错误；
D．同时剪断绳1和撤去支架3，以2为支点，重力使得杠杆顺时针转动，不可以平衡，故D错误。
答案：A。
4．同学们模仿中药房的戥秤制作杆秤，用筷子做秤杆，用钩码做秤砣，用细线将秤盘系在A点。当不挂秤砣、且秤盘不放物体时，在O点提起提纽，秤杆水平平衡；当秤盘放100g物体、秤砣移到B点时，秤杆再次水平平衡，如图所示。在O到B两条刻线之间均匀地画上49条刻度线。下列说法正确的是（　　）
A．自制杆秤的每一格约表示2.08g
B．称中药时B端翘起应减少中药恢复水平平衡
C．如果秤砣磨损则测量结果会比真实质量偏小
D．若将提纽移到O点右侧可以增大杆秤的量程
解：A、当秤盘放100g物体、秤砣移到B点时，秤杆再次水平平衡，则在B点所示的质量为物体的质量，在O到B两条刻线之间均匀地画上49条刻度线，从O到B点共50个小格，则每一小格表示的质量为
m0＝＝2g，故A错误；
B、称中药（称取一定量的中药）时B端翘起，杆秤不能水平平衡，说明秤盘内中药的质量大于所需的质量，所以应减少中药的质量来使杆秤恢复水平平衡，故B正确；
C、根据G＝mg和杠杆平衡条件可得m物g×OA＝m砣g×OB，如果秤砣磨损了，OB变大，则测量结果将偏大，故C错误；
D、若将提纽移到O点右侧，测量相同质量的物体时，左边力臂变大，则其量程变小，故D错误。
答案：B。
5．如图所示，轻质杠杆OB可绕O点转动，OA＝AB。在A点悬挂物体，在B点竖直向上拉动杠杆使其始终保持水平平衡，拉力为F。下列说法正确的是（　　）
A．F的大小为物重的2倍
B．物重增加5N，F的大小也增加5N
C．物体悬挂点右移，拉力F会增大
D．将F改为沿图中虚线方向，拉力F会减小
解：A、由图可知，OA＝AB，阻力的力臂为动力力臂的一半，根据杠杆的平衡条件F×OB＝G×OA可知，拉力F的大小为物重的二分之一，故A错误；
B、若物重增加5N，根据杠杆的平衡条件可知，F的变化量为5N×＝2.5N，故B错误；
C、当悬挂点右移时，动力臂、阻力不变，阻力臂变大，则动力F将变大，故C正确；
D、保持杠杆在水平位置平衡，将拉力F转至虚线位置时，拉力的力臂变小，因为阻力与阻力臂不变，由杠杆的平衡条件可知，拉力变大，故D错误。
答案：C。
6．如图所示是锅炉保险阀门的示意图。当阀门受到的蒸汽压力超过其安全值时，阀门就会被拉开。如OB＝2m，OA＝0.5m，阀门的底面积S＝2cm2，锅炉内气体压强的安全值p＝6×105Pa（杠杆和阀门的重力以及摩擦均不计，p0＝1×105Pa），则B所挂重物的重力是（　　）
A．20N B．25N C．30N D．120N
解：由p＝得，气体产生的向上的力：F1＝pS＝6×105Pa×2×10﹣4m2＝120N；
大气产生的向下的压力为：F2＝p0S＝1×105Pa×2×10﹣4m2＝20N，
则阀门受到的向上的力为：F＝F1﹣F2＝120N﹣20N＝100N；
根据杠杆的平衡条件可知，F×OA＝G×OB，
所以物体的重力：G＝＝＝25N。
答案：B。
7．高高的旗杆矗立在操场上。旗手缓缓向下拉绳子，旗子就会徐徐上升。这是因为旗杆顶部有一个滑轮，关于该滑轮的说法正确的是（　　）
A．它是动滑轮
B．利用它可以省力
C．利用它可以省距离
D．利用它可以改变力的方向
解：旗杆顶部滑轮的轴固定不动，是一个定滑轮；
升旗仪式上，旗手缓缓向下拉动绳子，旗子就会徐徐上升，这是因为用定滑轮可以改变力的方向。
故D正确。
答案：D。
8．分别使用图中四种装置匀速提升同一重物，不计滑轮重、绳重和摩擦，最省力的是（　　）
A． B． C． D．
解：由题可知，不计摩擦和动滑轮重，
A、使用的是滑轮组，n＝3，F＝G。
B、使用的是滑轮组，n＝2，F＝G；
C、使用的是定滑轮，F＝G；
D、使用的是动滑轮，F＝G；
由此可知A图中最省力，F＝G。
答案：A。
9．如图甲，大人、男孩、女孩用两根相同圆木棍和一根绳子玩“比力气”的游戏。该游戏装置与滑轮组类似，图乙是其示意图。绳的一端固定在一根木棍上，在两根木棍上绕几圈后女孩捆住绳的另一端向外拉，大人、男孩则各握住一根木棍向外拉，三人中被拉动者为负，他们都使出了最大力气，仍处于“僵持”状态，没能分出胜负。忽略绳与木棍之间的摩擦，以下做法中最有可能使女孩获胜的是（　　）
A．仅将绳在两木棍上多绕1圈
B．仅将绳在两木棍上少绕1圈
C．仅增加绳的总长
D．仅减小绳的总长
解：
AB、仅将绳在两木棍上多绕1圈，这样承担男孩所用木棍的绳子的段数增大，女孩更省力，可能使女孩获胜；同理可知，仅将绳在两木棍上少绕1圈，不能使女孩获胜，故A正确，B错误；
CD、改变绳的总长，不能改变力的大小，故CD错误。
答案：A。
10．如图所示小明组装了甲、乙两种滑轮，用来提升同一物体，G物＝200N（不计绳重、轮重和摩擦），要使物体竖直匀速提升2m。下列说法中正确的是（　　）
A．F甲＝200N，并向上移动4m
B．F甲＝100N，并向上移动2m
C．F乙＝200N，并向上移动1m
D．F乙＝400N，并向上移动1m
解：AB、图甲是动滑轮，动滑轮不能改变力的方向，但是可以省一半的力，所以F甲＝G物＝×200N＝100N，拉力端移动的距离为s＝2h＝2×2m＝4m，故AB错误；
CD、图乙是动滑轮，由图可知，G物＝F乙＝200N，所以F乙＝400N，拉力端移动的距离为
s'＝h＝×2m＝1m，故C错误，D正确。
答案：D。
11．如图所示，斜面长10m，高4m。用平行于斜面F＝50N的拉力，将重100N的物体，从斜面的底端匀速拉到顶端。在此过程中，下列说法正确的是（　　）
A．利用此装置既可以省力，也可以省功
B．物体受到的摩擦力为50N
C．对物体所做的有用功为500J
D．该斜面的机械效率为80%
解：
A、此装置为斜面，可以省力，根据功的原理可知，使用任何机械都不省功，故使用此装置不省功，故A错误；
BCD、对物体所做的有用功W有用＝Gh＝100N×4m＝400J，故C错误；
总功W总＝Fs＝50N×10m＝500J，机械效率η＝＝×100%＝80%，故D正确；
额外功W额外＝W总﹣W有用＝500J﹣400J＝100J，
物体受到的摩擦力f＝＝＝10N，故B错误。
答案：D。
12．用如图所示的装置提升货物。篮子A的重力为15N，绳子能承受的拉力足够大。已知人的重力为500N，现用20N的拉力F拉绳子，此时篮子上升的速度为0.5m/s（忽略绳重和摩擦，g取10N/kg）。下列说法正确的是（　　）
A．绳子自由端移动的速度为1.5m/s
B．动滑轮的重为5N
C．匀速拉动时，篮子里最多能承载960N的货物
D．只改变图中滑轮组的绕绳方式，其机械效率将改变
解：A、由图可知，与动滑轮相连的绳子股数n＝2，篮子上升的速度v＝0.5m/s，则绳子自由端移动的速度
v′＝nv＝2×0.5m/s＝1m/s，故A错误；
B、忽略绳重和摩擦，根据F＝（G篮+G动）可知，动滑轮重G动＝nF﹣G篮＝2×20N﹣15N＝25N，故B错误；
C、绳子的最大拉力等于人受到的重力，即F最大＝500N，忽略绳重和摩擦，根据F最大＝（G最大+G动+G篮）可知，货物的最大重力为：
G最大＝nF最大﹣G篮﹣G动＝2×500N﹣15N﹣25N＝960N，故C正确；
D、忽略绳重和摩擦，根据η＝＝＝＝可知，只改变图中滑轮组的绕绳方式，其机械效率将不变，故D错误。
答案：C。
13．如图所示，在50N的水平拉力F的作用下，重600N的物体沿水平地面做匀速直线运动，物体与地面间的滑动摩擦力是自身重力的0.2倍，绳子自由端向前移动的速度为0.6m/s。则（　　）
A．拉力F的功率为3W
B．1min内物体移动的距离为36m
C．1min内所做的有用功为1440J
D．该滑轮组的机械效率为85%
解：A、根据P＝＝＝Fv计算拉力的功率：P＝Fv＝50N×0.6m/s＝30W，故A错误；
B、绳子自由端移动的距离：s＝vt＝0.6m/s×60s＝36m；
动滑轮上绳子的股数n＝3，物体移动的距离：s物＝s＝×36m＝12m，故B错误；
C、物体与地面间的滑动摩擦力：f＝0.2G＝0.2×600N＝120N，克服物体与地面间的滑动摩擦力做的功为有用功，W有用＝fs物＝120N×12m＝1440J，故C正确；
D、1min内拉力做的功：W总＝Pt＝30W×60s＝1800J，该滑轮组的机械效率为：
η＝×100%＝×100%＝80%，故D错误。
答案：C。
14．用如图所示的装置提升重为800N的物体A，动滑轮重为200N。在卷扬机对绳子的拉力F作用下，物体A在10s内竖直匀速上升了2m。在此过程中，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　）
A．物体A上升的速度为0.4m/s
B．滑轮组的有用功为2000J
C．拉力F的功率为100W
D．滑轮组的机械效率为80%
解：A、物体A上升的速度为：v＝＝＝0.2m/s，故A错误；
B、拉力做的有用功：W有用＝Gh＝800N×2m＝1600J，故B错误；
C、由图知，n＝2，不计绳重和轮与轴间的摩擦，拉力：F＝（G物+G动）＝（800N+200N）＝500N；
拉力端移动距离：s＝2h＝2×2m＝4m，
拉力做总功：W总＝Fs＝500N×4m＝2000J；
拉力做功功率：P＝＝＝200W，故C错误；
D、动滑轮提升物体A的机械效率：η＝×100%＝×100%＝80%。
答案：D。
二、填空题（每空1分，共17分）
15．升国旗时，旗手缓缓向下拉绳子，旗子就会徐徐上升，如图所示，旗杆上端的滑轮是一个 　定滑轮　（选填“定滑轮”或“动滑轮”），它的作用是可以 　改变力的方向　（选填“省力”、“改变力的方向”或“省功”）。
解：定滑轮能改变力的方向，旗杆上端的滑轮能改变方向，故此滑轮为定滑轮。
答案：定滑轮；改变力的方向。
16．如图是同学们常用的燕尾夹，AB＝BC，当用力摁住C点打开该夹子时，可把 　B　点看作支点，此时夹子可近似看作 　等臂　杠杆（选填“省力”、“费力”或“等臂”）。
解：当用力摁住C点打开该夹子时，AC是围绕B点转动的，故B为支点；由于AB＝BC，故动力臂等于阻力臂，为等臂杠杆。
答案：B；等臂。
17．如图所示，OAB为一可绕O点自由转动的轻质杠杆，OA垂直于AB，且OA长度为4cm，AB长度为3cm，在OA中点C处挂一质量为1kg的物块，要求在端点B处施加一个最小的力F，使杠杆在图示位置平衡，则力F的力臂应是 　5　cm，最小的力F是 　4　N。
解：在B点施加一个力最小的力，则力臂应最大，当OB作为力臂时，动力臂是最大的，动力最小；OA＝4cm，AB＝3cm，根据勾股定理可知，OB5cm；
OC＝2cm；根据杠杆的平衡条件可知：G×OC＝F×OB，mg×OC＝F×OB，即：1kg×10N/kg×2cm＝F×5cm，解得：F＝4N。
答案：5；4。
18．如图所示，轻质水平木杆AB可以绕O点转动，在杆的B端用细线悬挂了盛满水的正方体容器，使该容器静止在水平桌面上，该容器的边长为10cm，质量为0.2kg，已知AO长度是OB长度的3倍，在A点用F＝4N的力竖直向下拉木杆时，容器对水平桌面的压力为　0　N，水对容器底部的压力为　10　N，（不计容器的厚度，ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）
解：根据杠杆的平衡条件：
FA OA＝FB OB
又OA＝3OB
所以FB＝3FA＝3×4N＝12N
容器的边长a＝10cm＝0.1m
由ρ得，m水＝ρ水V＝1.0×103kg/m3×（0.1m）3＝1kg
所以水和容器的总重力为G＝（m容+m水）g＝（0.2kg+1kg）×10N/kg＝12N
所以容器对桌面的压力F＝G﹣FB＝12N﹣12N＝0N
因为是正方体容器，所以F压＝G水＝m水g＝1kg×10N/kg＝10N
答案：0；10。
19．如图所示，用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置，分别用FA、FB匀速提升重力为GA、GB的A、B两物体，不计绳重和摩擦。若GA＞GB，则η甲　＞　η乙；若FA＝FB，则GA　＜　GB．（选填“＞”、“＜”或“＝”）
解：（1）不计绳重和摩擦，克服物体重力做的功为有用功，克服物体重力和动滑轮重力做的功为总功，
则滑轮组的机械效率：
η100%100%100%100%，
因物体的重力G越大，1越小，越大，且动滑轮的重力相等，
所以，GA＞GB时，η甲＞η乙；
（2）由图可知，n甲＝2，n乙＝3，
由F（G+G动）可得，提升物体的重力：
G＝nF﹣G动，
则FA＝FB时，提升物体的重力关系为GA＜GB。
答案：＞；＜。
20．如图所示，物体A重90N，沿水平方向匀速拉动物体前进时，若物体A与地面间摩擦力f＝30N，不计滑轮重和绳与滑轮间摩擦。则绳子端的拉力F是 　10　N，当绳子自由端向左移动3米时，物体A向左移动 　1　m。
解：由图知，滑轮组绳子的有效股数n＝3，
不计滑轮重和绳与滑轮间摩擦，绳端的拉力：
Ff30N＝10N；
当绳子自由端向左移动s＝3m时，物体A向左移动的距离：
s物1m。
答案：10；1。
21．如图所示，把重力为600N的物体匀速推到斜面顶端，斜面长为3m，高为0.9m，实际推力为300N，那么物体与斜面之间的摩擦力是　120　N，斜面的机械效率是　60%　。
解：①由题知，斜面长s＝3m，斜面高h＝0.9m，物体重G＝600N，推力F＝300N；
有用功：W有用＝Gh＝600N×0.9m＝540J，
推力做的总功：Fs＝300N×3m＝900J，
额外功：W额外＝W总﹣W有用＝900J﹣540J＝360J，
由W额外＝fs得摩擦力：
f120N；
②斜面的机械效率：
η100%100%＝60%。
答案：120；60%。
22．建筑工地的工人用如图所示的滑轮组来提升重物。已知重物G＝900N，不计绳重和摩擦，当绳子自由端的拉力F＝400N时，可将重物匀速提升2m。在此过程中，拉力F做功 　2400　J，滑轮组的机械效率为 　75%　；若将该滑轮组的机械效率提高5%，需要用此滑轮组提升 　1200　N的重物。
解：（1）由图可知，滑轮组绳子的有效股数n＝3，
则绳子自由端移动的距离：s＝nh＝3×2m＝6m，
拉力F做功：W总＝Fs＝400N×6m＝2400J；
（2）拉力做的有用功：W有＝Gh＝900N×2m＝1800J，
滑轮组的机械效率：η100%100%＝75%；
（3）不计绳重和摩擦，由F（G+G动）可得，动滑轮的重力：G动＝nF﹣G＝3×400N﹣900N＝300N，
将该滑轮组的机械效率提高5%时其机械效率η′＝80%，设提升重物的重力为G′，
因克服重物重力所做功为有用功，克服重物重力和动滑轮重力做的功为总功，
所以，滑轮组的机械效率：η′100%100%100%100%＝80%，
解得：G′＝1200N。
答案：2400；75%；1200。
三、实验探究题（每空1分，共17分）
25．小明利用斜面搬运物体的过程中，提出了一个问题：“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有没有关系？”针对这个问题，他通过在斜面上拉动物体进行了探究（如图所示），测得的实验数据如表中所示：
实验 次数 斜面的 倾斜程度 物体重 G/N 物体上升高度 h/m 沿斜面拉力 F/N 物体移动距离 S/m 有用功 W有/J 总功 W总/J 机械效率 η
1 较缓 5.0 0.10 1.6 0.50 0.50 0.80 63%
2 较陡 5.0 0.15 2.2 0.50 0.75 1.10 68%
3 最陡 5.0 0.25 3.1 0.50 1.55
（1）沿斜面拉动物体时，应使其做　匀速直线　 运动。
（2）根据表中的数据可求出第③次实验中拉力所做的有用功为　1.25　 J，机械效率是　80.6%　 。
（3）通过对上述实验数据的分析可知，斜面的省力情况与斜面倾斜程度的关系是：斜面越缓，越　省力　 。
（4）通过对上述实验数据的分析，对斜面机械效率的问题可获得的初步结论是：在其它条件不变的情况下，　斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关，倾斜程度越大，机械效率越高　 。
解：（1）为了使弹簧测力计示数稳定，应沿斜面匀速拉动物体；
（2）有用功W有＝Gh＝5N×0.25m＝1.25J，
总功：W总＝Fs＝3.1N×0.5m＝1.55J，
η＝＝×100%＝80.6%；
（3）通过比较发现，实验1中力最小，实验3中力最大，而实验1中斜面最缓，实验3中斜面最陡，
故可得：在粗糙程度一定时，斜面倾斜程度较缓较省力；
（4）由数据分析可知，三次实验中，斜面越陡，机械效率越高；
故斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关，倾斜程度越大，机械效率越高。
答案：（1）匀速直线；（2）1.25；80.6%；（3）省力；（4）斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关，倾斜程度越大，机械效率越高。
26．小明利用铁架台、杠杆、钩码和弹簧测力计等器材探究杠杆的平衡条件，实验使用的钩码质量均相等，杠杆上每格长度均相等。
（1）当杠杆静止时如图甲所示，为了方便测量力臂，需要调节杠杆在水平位置平衡，应当将杠杆的平衡螺母向 　右　 （选填“右”或“左”）调节；
（2）在杠杆两侧挂上钩码，设右侧钩码对杠杆施的力为动力F1，左侧钩码对杠杆施的力为阻力F2；测出杠杆平衡时的动力臂l1和阻力臂l2；多次换用不同数量的钩码，并改变钩码在杠杆上的位置，使杠杆在水平位置平衡，得到实验数据如表；
次数 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm
1 0.5 20.0 1.0 10.0
2 1.0 15.0 1.5 10.0
3 1.5 10.0 0.5 30.0
…
分析表中的数据，得到杠杆的平衡条件是：　F1l1＝F2l2　 ；
（3）本次探究经过多次实验的目的是 　B　 ；
A.减小实验误差
B.寻找普遍规律
（4）如图乙所示，将A、B位置的钩码个数都减少一个，杠杆将会 　右端下沉　 （选填“仍然平衡”、“左端下沉”或“右端下沉”）；
（5）如图丙所示，用弹簧测力计先后在a、b位置拉杠杆上同一点C，杠杆都在水平位置平衡，弹簧测力计在a位置竖直向上的拉力为Fa，在b位置斜向上的拉力为Fb，则Fa　小于　 Fb（选填“大于”、“等于”，“小于”）。
解：（1）当杠杆静止时，发现左端下沉，如图甲所示，此时，应把杠杆的平衡螺母向右调节，直至杠杆在水平位置平衡；
（2）由表格中数据知，
第一组数据：0.5N×20.cm＝1.0N×10.0cm；
第二组数据：1.0N×15.0cm＝1.5N×10.0cm；
第三组数据：1.5N×10.0cm＝0.5N×30.0cm；
可得杠杆的平衡条件是：动力×动力臂＝阻力×阻力臂，F1l1＝F2l2；
（3）多次改变力和力臂的大小，得到了多组实验数据，得出了杠杆平衡条件，所以该实验测多组数据的目的是使得出的结论具有普遍性；
答案：B；
（4）设钩码的重力为G，每一格的长度为L，A、B位置的钩码个数都减少一个钩码，
左侧＝G×3L＝3GL，右侧＝2G×2L＝4GL，即左侧＜右侧，
所以右端下沉；
（5）根据杠杆的平衡条件分析，将测力计绕C点从a位置转动到b位置过程中，钩码的重力不变，其阻力臂不变，即阻力与阻力臂的乘积不变，而动力臂在从a到b的过程逐渐减小，动力逐渐增大，即Fa＜Fb。
答案：（1）右；（2）F1l1＝F2l2；（3）B；（4）右端下沉；（5）小于。
27．用图所示装置测量滑轮组的机械效率，部分实验数据如下表：
实验次数 钩码重力G/N 钩码上升高度h/cm 拉力F/N 绳子自由端移动距离s/cm 机械效率η
1 2.0 5 1.0 15 66.7%
2 4.0 5 1.8 15 74.1%
3 4.0 10 1.8 30 74.1%
4 6.0 5 2.5 15
（1）实验过程中，缓慢竖直拉动弹簧测力计，使钩码向上做 　匀速直线　 运动。第1次实验时，钩码上升的时间为3s，此过程中，绳子自由端上升的速度为 　0.05　 m/s。
（2）第4次实验时所做的有用功为 　0.3　 J，滑轮组的机械效率是 　80　 %。
（3）分析1、2、4次实验的数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物重力越 　大　 （选填“大”或“小”），滑轮组的机械效率越高；分析2、3次实验的数据可知，滑轮组的机械效率与钩码上升的高度 　无关　 （选填“有关”或“无关”）。
（4）用滑轮组提升重物时，下列选项中也可提高机械效率的是 　A　 。
A．换用更轻的动滑轮
B．加快提升物体的速度
解：（1）实验过程中，缓慢竖直拉动弹簧测力计，使钩码向上做匀速直线运动。第1次实验时，钩码上升的时间为3s，此过程中，绳子自由端上升的速度为：。
（2）第4次实验时所做的有用功为：W有＝Gh＝6.0N×0.05m＝0.3J；W总＝Fs＝2.5N×0.15m＝0.375J；滑轮组的机械效率为：。
（3）分析1、2、4次实验的数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物重力越大，滑轮组的机械效率越高；
分析2、3次实验的数据可知，滑轮组的机械效率与钩码上升的高度无关。
（4）A．换用更轻的动滑轮，所做的额外功越少，机械效率越高，故A符合题意；
B．加快提升物体的速度。机械效率不变，故B不符合题意。
答案：A。
答案：（1）匀速直线；0.05；（2）0.3；80；（3）大；无关；（4）A。
四、计算题（26题10分，27题14分，共24分）
26．如图所示，将质量为6kg，边长为0.1m的正方体合金块，用细线挂在轻质杠杆A点处，在B点施加与杠杆垂直的力F1时，杠杆在水平位置平衡，其中OB＝3OA（g取10N/kg）求：
（1）合金块的重力；
（2）合金块的密度；
（3）拉力F1的大小。
解：（1）合金块的重力：
G＝mg＝6kg×10N/kg＝60N；
（2）正方体合金块的体积：
V＝L3＝（0.1m）3＝10﹣3m3；
合金块的密度：
6×103kg/m3；
（3）已知OB＝3OA，F2＝G＝60N，
根据杠杆的平衡条件可得：F1LOB＝F2LOA，
则拉力F1的大小：F160N＝20N。
答：（1）合金块的重力为60N；
（2）合金块的密度为6×103kg/m3；
（3）拉力F1的大小为20N。
27．用如图甲所示的滑轮组从水中提升物体M，已知被提升的物体M质量为76kg，M的体积为3×10﹣3m3，在M物体未露出水面的过程中，绳子自由端的拉力F将物体M以0.5m/s的速度匀速提升了10m的高度，此过程中，拉力F做的功W随时间t的变化图象如图乙所示，不计绳重和摩擦力大小。求：（g＝10N/kg）
（1）求物体M的重力？
（2）求动滑轮下端挂钩上的绳子拉力？
（3）求滑轮组提升重物的机械效率？
解：
（1）物体M的重力：G＝mg＝76kg×10N/kg＝760N；
（2）物体M浸没在水中，则V排＝V＝3×10﹣3m3，
物体M受到的浮力：F浮＝ρ水gV排＝1×103kg/m3×10N/kg×3×10﹣3m3＝30N，
则动滑轮下端挂钩上的绳子拉力：F拉＝G﹣F浮＝760N﹣30N＝730N；
（3）由于物体未露出水面，物体受浮力作用，则滑轮组提升重物所做的有用功：
W有＝（G﹣F浮）h＝730N×10m＝7300J；
货物以0.5m/s的速度匀速提升到10m的高度，
由v可知，运动的时间：t20s，
由图乙可知，此时拉力做的总功是8000J，
所以滑轮组提升重物的机械效率：
η100%100%＝91.25%；
答：（1）物体M的重力为760N；
（2）动滑轮下端挂钩上的绳子拉力为730N；
（3）滑轮组提升重物的机械效率为91.25%。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
21世纪教育网(www.21cnjy.com)

展开更多......

收起↑