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第十二章《简单机械》核心素养单元检测试卷（含答案解析）
一、选择题

1.用一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组，不考虑滑轮重和摩擦，用这个滑轮组提起重物时（ ）
A.动滑轮半径越大越省力
B.动滑轮半径越小越省力
C.定滑轮半径越大越省力
D.用力的大小跟滑轮半径大小无关

2.如图所示，用手扣紧不锈钢碗夹器后，可抓取滚烫的菜碗。该碗夹器在使用时属于（ ）
A.省力杠杆 B.等臂杠杆 C.费力杠杆 D.无法确定

3.如图示，在对汽车的发动机做检修时需要把引擎盖抬起，抬起过程应用了杠杆原理。图引擎盖的受力分析模拟图：引擎盖可绕点自由转动，为引擎盖重心位置。当引擎盖被缓慢抬起过程中，若力的方向始终与机盖垂直，此过程中力将（ ）
A.逐渐变大 B.逐渐变小 C.不变 D.先变大后变小

4.实践课上，小曙、小光各持一根较光滑的木棍，面对面站立。小科取一根绳子，将绳子的一端系在其中一根木棍上，再按如图所示依次绕过两根木棍，小曙和小光用力往后拉木棍，小科只需稍稍用力就能稳住两木棍。下列分析正确的是（ ）
A.两根木棍和绳组成的机械相当于一个动滑轮
B.小科使用该装置可以省功
C.小曙受到的拉力等于小光受到的拉力
D.绳子在木棍上绕的圈数越多，小科所用的拉力就越小

5.如图所示，一根绳子绕过定滑轮，一端拴在物体上，另一端拴在弹簧测力计上，沿四个不同方向匀速拉起物体，弹簧测力计的示数分别为、、、，则它们的大小关系为（ ）
A. B. C. D.

6.图中工具属于费力杠杆的是（ ）
A. 开瓶器 B. 钓鱼竿
C. 核桃夹 D. 钢丝钳

7.下列工具中，在使用时属于省力杠杆的是（ ）
A. 启瓶器 B. 食品夹
C. 镊子 D. 天平

8.图示甲、乙两套装置，滑轮重、绳重和摩擦力均不计。装置甲中和表示沿不同方向拉绳子，乙装置中表示竖直向上拉绳子；用、、分别将相同的重物匀速提升相同高度，则下列说法正确的是（ ）
A.甲装置为动滑轮，乙装置为定滑轮
B.拉力大小关系是：
C.、、所做的功相等
D.、所做的功相等，但比做的功少

9.如图所示，将一个重的物体从斜面底端匀速沿直线拉到斜面顶端，拉力为，斜面长，高。下列说法正确的是（ ）
A.在这个过程中，拉力做的有用功为
B.物体受到的摩擦力是
C.此斜面的机械效率约是
D.在这个过程中，物体受到的拉力与摩擦力是相互作用力

10.西安地铁修建过程用到了许多机械，如图所示的履带式起重机，可以用来吊装重型材料，它的前端有两组滑轮组，其中一组的钢绳股数较多。下列说法正确的是（ ）
A.滑轮组中的定滑轮是为了省力
B.钢绳股数较多，是为了提高滑轮组的机械效率
C.若把重 的货物匀速提升，起重机做的总功为
D.若两组滑轮组分别把同一重物提升相同高度，钢绳股数较少的机械效率大

11.如下图的三种场景中，拉力、、大小相等，在拉力的作用下物体移动的距离相等。若拉力所做的功分别记为、、，下列关于它们大小关系的判断中正确的是（ ）
A. B. C. D.

12.小明利用如图装置测量滑轮组的机械效率，只改变物重进行了多次实验（忽略绳重和摩擦），得到了机械效率与物重的关系，下列图像正确的是（ ）
A. B.
C. D.
二、多选题

13.如图所示，用的拉力将重为的物体在内匀速提升。不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（ ）
A.使用该滑轮组可以省力 B.滑轮组的有用功为
C.拉力做功的功率为 D.滑轮组的机械效率为

14.如图所示，物体在竖直向上的拉力的作用下，匀速上升。已知，。这一过程中，下列说法正确的是（ ）
A.绳子自由端上升 B.拉力做功
C.动滑轮重为 D.该动滑轮的机械效率为％

15.如图所示，滑轮组在内将重的物体匀速提升了，人用的拉力为，不计绳重和摩擦力。下列说法正确的是（ ）
A.动滑轮的重力为
B.绳子自由端拉力做的功为
C.物体上升过程中，克服重力做功的功率为
D.若将重物的重力增加，滑轮组的机械效率约为

16.一位建筑工人使用如图所示的装置，把建筑材料运送到楼上。当人对绳子的拉力为时，质量为的吊篮和材料在拉力的作用下匀速上升了，用时。不计绳重和摩擦，取。下列说法正确的是（ ）
A.绳子自由端被拉下来的距离是
B.工人做功的功率是
C.工人做的有用功是
D.若用该装置提升重力更大的材料其机械效率会提高

17.用如图所示的滑轮组提升重物，内用的拉力将重的物体匀速提升，忽略绳重和摩擦．则下列说法正确的是（ ）
A.绳子自由端被拉下
B.动滑轮重为
C.滑轮组的机械效率为
D.若用该滑轮组将重为的物体匀速提升，滑轮组的机械效率为
三、填空题

18.某同学用滑轮组提升物体，绳子自由端竖直移动的距离随时间变化的关系如图，物体上升的高度随时间变化的关系如图，已知物体重，拉力为，克服动滑轮重所做的功占总功的。则在的过程中：拉力做的有用功是______________，滑轮组的机械效率是______________。
四、实验探究题

19.在测量滑轮组机械效率的实验中，所用装置如图所示，实验中每个钩码重为，测得的实验数据如下表：
钩码总重
钩码上升的高度
绳端的拉力
绳端移动距离
机械效率
（1）此滑轮组的机械效率为____________；（保留两位有效数字）
（2）请你写出一种提高滑轮组机械效率的方法：____________。

20.在探究杠杆的平衡条件时，小阳准备了铁架台、杠杆（每一小格的距离相等）、多个质量均为的钩码、弹簧测力计等器材，如图所示。
（1）为使甲图中杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向_________________侧调节；
（2）将杠杆调节为水平平衡后，小阳在杠杆右侧的处悬挂三个钩码，如乙图所示。为使杠杆仍在水平位置平衡，可在处悬挂_________________个钩码；
（3）在铁架台的底座上固定一个滑轮，将细绳的一端系于处，再绕过滑轮与弹簧测力计相连，如丙图所示。弹簧测力计竖直向上对细绳施加拉力，使杠杆在水平位置平衡，此时弹簧测力计的示数可能为_________________。
．．．

21.小明同学用如图所示的斜面来探究斜面的省力情况、斜面的机械效率与斜面的倾斜程度之间的关系，他首先测出木块重，然后用弹簧测力计沿斜面拉动木块，调节斜面倾斜角度的大小多次测量，得到下表所示的数据：
（1）当斜面倾斜角度为度时，弹簧测力计的示数如图所示，则此时拉力________．
（2）分析表中的数据，可以得出的探究结论是：斜面倾斜角度越________（选填“大”或“小”），斜面越省力，斜面的机械效率越________（选填“高”或“低”）．
（3）若想探究斜面的机械效率与物重的关系，则要保持________不变，斜面的光滑程度不变，只改变物重．

22.年，斯台文采用了一个理想模型对力学上的某个问题进行了论证。他设想了一个底面水平、截面呈三角形的棱柱，在它的上面放一个由颗相同的光滑小球均匀串联起来的链圈，如图甲所示。
当链圈静止在斜面上时，水平底面下的个小球对称地悬挂着，把它们去掉不会影响斜面上小球的平衡，此时在三
棱柱的每一斜面上，沿斜面向下作用着的力是相同的。分别以、表示沿面和面作用在每个小球上的力，研究发现：边上的小球数边上的小球数，并且在每一边上的小球数与其边长成正比关系。
斯台文通过这个链圈模型（后人称为斯台文链）发现了力学上的相关法则，对物理学的发展作出了很大的贡献。
（1）当链圈静止在斜面上，去掉水平底面下的个小球，两个斜面上小球将处于________状态。
（2）结合图甲分析得， ________，此时两个斜边长和满足的等量关系是________。
（3）将斯台文链中小球从斜面的某一位置由静止释放，最后所停的位置如图乙中的小旗的位置。如果将小球更换为一个质量相同的网球进行相同的操作，最终所停的位置可能是小旗________（填写小旗序号）。
五、解答题

23.质量为的工人使用如图所示的滑轮组，在内将重为的货物匀速提升，工人对绳子的拉力大小为，不计绳重和摩擦。求：
（1）工人做功的功率；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）该工人利用此滑轮组工作时最大的机械效率（保留一位小数）。

24.如图所示，站在水平地面上的人用滑轮组拉着物体匀速上升，物体重力为，每个滑轮重力是。（不计所有摩擦力和绳自重）求：
（1）人在绳子自由端的拉力是多少？
（2）若绳子自由端通过的距离是，则物体上升的高度是多少？
（3）若人的体重是，该装置最多可以提升多重的物体？
参考答案与试题解析
一、选择题
1.
【答案】
D
【考点】
滑轮组及其工作特点
【解析】
此题暂无解析
【解答】
一个定滑轮和动滑轮组成的滑轮组，不考虑滑轮重和摩擦时，绳子自由端拉力的大小取决于与动滑轮相连的绳子段数，与滑轮的半径大小没有关系。
故选。
2.
【答案】
C
【考点】
杠杆的分类
【解析】
此题暂无解析
【解答】
杠杆的平衡条件是：动力动力臂阻力阻力臂；当动力臂大于阻力臂时，是省力杠杆；当动力臂小于阻力臂时，是费力杠杆；当动力臂等于阻力臂时，是等臂杠杆。不锈钢夹碗器在使用时，动力臂小于阻力臂，符合费力杠杆的特征。
故选。
3.
【答案】
B
【考点】
杠杆的应用
【解析】
此题暂无解析
【解答】
引擎盖被缓慢抬起过程中，则该过程中，重心向左上方运动，重力的大小和方向均不变，由力臂的定义可知，重力的力臂会变小；由于力的方向始终与机盖垂直，所以动力臂不变，由杠杆平衡条件可得
故逐渐变小，故符合题意。
故选。
4.
【答案】
D
【考点】
滑轮组及其工作特点
【解析】
此题暂无解析
【解答】
．从使用的情况来看，一根木棍相当于定滑轮，另一根相当于动滑轮，因此两根木棍和绳子组成的机械相当于滑轮组，故错误；
．使用简单机械可以省力，也可以省距离，但不能省功，故错误；
．由图可知小曙那端木棍有段绳子相连，因此小曙受到的拉力为，小光那端木棍有段绳子相连，因此小光受到的拉力为，故错误；
．滑轮组有几段绳子，绳端的拉力就是作用在棍上拉力的几分之一，滑轮组上绳子的段数越多越省力，所以想让小科所用的拉力变小，可以将绳子在木棍上多绕几圈，故正确。
故选。
5.
【答案】
D
【考点】
定滑轮及其工作特点
【解析】
此题暂无解析
【解答】
定滑轮实质上是一个等臂杠杆，使用定滑轮不能省力，无论沿哪个方向匀速拉起物体，力的大小都相等。故不符合题意，符合题意。
故选。
6.
【答案】
B
【考点】
杠杆的分类
【解析】
此题暂无解析
【解答】
．开瓶器起瓶子时，瓶顶处支点，瓶盖边缘给开瓶器的力是阻力，手给开瓶器的力是动力，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故不符合题意；
．钓鱼竿在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故符合题意；
．核桃夹夹核桃时，两个杠杆交叉处是支点，手给核桃夹的力是动力，核桃给核桃夹的力是阻力，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故不符合题意；
．钢丝钳使用时，两个杠杆交叉处是支点，手给钢丝钳的力是动力，钢丝给钢丝钳的力是阻力，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故不符合题意。
故选。
7.
【答案】
A
【考点】
杠杆的分类
【解析】
此题暂无解析
【解答】
．启瓶器使用时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故符合题意；
．食品夹使用时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故不符合题意；
．镊子使用时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故不符合题意；
．天平使用时，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆，故不符合题意。
故选。
8.
【答案】
C
【考点】
定滑轮及其工作特点
动滑轮及其工作特点
【解析】
此题暂无解析
【解答】
甲装置不随货物升降为定滑轮，故错误；
定滑轮既不省力也不费力，滑轮重、绳重和摩擦力均不计，从而得出
动滑轮省一半的力，故
故错误；
因为滑轮重、绳重和摩擦力均不计，将相同的钩码提升相同的高度，根据定滑轮特点，可知力、做的功相等，故正确；
由上面可知力、做的功相等，乙为动滑轮，省一半力，但费一倍距离，根据可知力做的功与力、做的功相等，故错误。
故选。
9.
【答案】
A
【考点】
力作用的相互性
机械效率的计算
斜面的机械效率
【解析】
此题暂无解析
【解答】
．在这个过程中，拉力做的有用功为
故正确；
．拉力做的总功为
拉力做的额外功为
物体受到的摩擦力是
故错误；
．此斜面的机械效率是
故错误；
．在这个过程中，物体受到的拉力与摩擦力受力物体相同，不是相互作用力，故错误。
故选。
10.
【答案】
D
【考点】
机械效率的计算
滑轮（组）的机械效率
定滑轮及其工作特点
【解析】
此题暂无解析
【解答】
．定滑轮不能省力，但可以改变力的方向，故错误；
．钢绳股数较多，即承担物重的绳子段数多，是为了更省力，故错误；
．若把重的货物匀速提升，则起重机做的有用功为
11.
【答案】
B
【考点】
功的计算和估算
定滑轮及其工作特点
动滑轮及其工作特点
【解析】
此题暂无解析
【解答】
由图可见，第一幅图中滑轮为定滑轮，它的特点是不省力，不省距离，所以拉力移动的距离等于物体移动距离为，拉力做的功为
第二幅图中，拉力移动的距离等于物体移动距离为，拉力做的功为
第三幅图中滑轮为动滑轮，可以省一半力，但是费距离，拉力移动距离为，拉力做的功为
又因为拉力、、大小相等，所以
<
故正确，错误。
故选。
12.
【答案】
C
【考点】
滑轮（组）的机械效率
【解析】
此题暂无解析
【解答】
忽略绳子重力和滑轮间摩擦，根据
可得
故正确，错误。
故选。
二、多选题
13.
【答案】
A,D
【考点】
滑轮（组）的机械效率
【解析】
此题暂无解析
【解答】
．由图可知该滑轮组有动滑轮，所以使用该滑轮组可以省力，故正确；
．滑轮组提升物体做的有用功为
故错误；
．由图可知，承担物体的绳子有段，所以绳子自由端移动的距离
拉力所做的总功为
则拉力做功的功率为
故错误；
．该滑轮组的机械效率为
故正确。
故选
14.
【答案】
C,D
【考点】
滑轮（组）的机械效率
【解析】
此题暂无解析
【解答】
．由两段绳子吊着动滑轮，绳子自由端上升的距离为
故错误；
．拉力做的功为
故错误；
．动滑轮重为
故正确；
．拉力做的有用功为
该动滑轮的机械效率为
故正确。
故选。
15.
【答案】
A,C,D
【考点】
滑轮（组）的机械效率
【解析】
此题暂无解析
【解答】
由图可知，，不计绳重和摩擦力。
．由可知，动滑轮的重力为
故正确；
．绳子自由端移动的距离为
绳子自由端拉力做的功为
故错误；
．克服重力做功的功为
则克服重力做功的功率为
故正确；
．若将重物的重力增加，滑轮组的机械效率约为
故正确。
故选。
16.
【答案】
B,D
【考点】
机械效率的计算
滑轮（组）的机械效率
【解析】
此题暂无解析
【解答】
．由图可知，绳子段数
材料在拉力的作用下匀速上升了。绳子自由端被拉下来的距离
故错误；
．工人做功
工人做功的功率
故正确；
．材料重力为
工人做的有用功
故错误；
．若用该滑轮组提升质量更大的材料，不计绳重和摩擦，额外功不变，有用功增大，有用功在总功中的比例增大，则机械效率增大，故正确。
故选。
17.
【答案】
B,C
【考点】
滑轮（组）的机械效率
滑轮组绳子拉力的计算
滑轮组及其工作特点
【解析】
．承担物体重力的绳子股数是，根据求出拉力移动距离；
．不计摩擦和绳重，拉力，据此求动滑轮的重力；
．利用求有用功，根据求出总功，再利用效率公式求滑轮组的机械效率；
．用该滑轮组将重的物体匀速提升时，滑轮组的机械效率．
【解答】
解：．由图知， ，，故错误；
．不计摩擦和绳重，拉力，则动滑轮的重力，故错误；
．有用功，总功，滑轮组的机械效率，故正确；
．用该滑轮组将重的物体匀速提升时，滑轮组的机械效率：
，故错误．
故选．
三、填空题
18.
【答案】
,
【考点】
功的计算和估算
滑轮（组）的机械效率
【解析】
此题暂无解析
【解答】
由图像可知在的过程中物体上升的高度，绳子自由端移动的距离， 拉力做的有用功
拉力做的总功为
滑轮组的机械效率为
四、实验探究题
19.
【答案】
增大提升重物的重力
【考点】
滑轮（组）机械效率的测量实验
【解析】
此题暂无解析
【解答】
（1）解：滑轮组的有用功
总功
此滑轮组的机械效率为
（2）当提升重物的重力增大时，提升的距离不变，则滑轮组的有用功增大，额外功不变，有用功占据总功的比值变大，滑轮组的机械效率变大，即可以通过增大重物的重力提升机械效率。
20.
【答案】
左
【考点】
探究杠杆的平衡条件实验
杠杆的平衡条件
【解析】
此题暂无解析
【解答】
（1）解：由图甲可知，杠杆的左端上翘，右端下沉，应将杠杆的平衡螺母向左调。
（2）设每个钩码的重力为，杠杆每格的长度为，处挂的钩码数为，由平衡条件可得
解得
则应在处挂两个钩码。
（3）由图可知，左边杠杆与拉力的夹角约为，为，由数学知识可知，左端的力臂为，由题可知，根据重力的计算公式可得，钩码的重力为
根据杠杆的平衡条件有
解得，弹簧测力计的示数为
只有接近，故符合题意，不符合题意。
故选。
21.
【答案】
小；低
斜面的倾角（高度）
【考点】
斜面机械效率的测量实验
【解析】
此题暂无解析
【解答】
（1）当斜面倾斜角度为度时，弹簧测力计的示数如图所示，分度值为，则此时拉力．
（2）纵向分析表中的数据，可以得出的探究结论是：斜面倾斜角度越小，拉力越小，即斜面越省力；由表中数据，两次实验的机械效率分别为：，，故得出斜面越省力，斜面的机械效率越低．
（3）若想探究斜面的机械效率与物重的关系，则要保持斜面的倾角（高度）不变，斜面的光滑程度不变，只改变物重．
22.
【答案】
静止
；
【考点】
杠杆的平衡条件
【解析】
此题暂无解析
【解答】
（1）静止
（2）；
（3）
五、解答题
23.
【答案】
【考点】
机械效率的计算
滑轮（组）的机械效率
【解析】
此题暂无解析
【解答】
（1）解：由图知道，，故绳子自由端移动的距离
工人做的功
工人做功的功率
（2）有用功
滑轮组的机械效率
（3）工人用的拉力提升的货物时，所做的额外功
不计绳重和摩擦，则动滑轮的重力
工人的重力
则工人对绳子的最大拉力
该工人利用此滑轮组工作时最大的机械效率
答：工人做功的功率为；
滑轮组的机械效率为；
（3）该工人利用此滑轮组工作时最大的机械效率为。
24.
【答案】
人在绳子自由端的拉力是；
若绳子自由端通过的距离是，则物体上升的高度是；
若人的体重是，该装置最多可以提升的物体。
【考点】
滑轮组绳子拉力的计算
【解析】
此题暂无解析
【解答】
（1）解：
（2）
（3）
2
1

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