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第十二章简单机械单元提升测试卷
建议用时：75分钟，满分：100分
第Ⅰ卷 选择题
一．选择题（本题共10小题，共46分，在每小题给出的四个选项中，1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分，8~10题有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答得0分。）
1．下列最适合修剪树枝的剪刀是（　　）
A． B． C． D．
2．如图所示，使用食品夹夹取食物时，有人的手在靠近食物的A点处垂直夹子用力，有人的手在靠近支点的B处垂直夹子用力，当阻力相同时，这样做的目的是（　　）
A．在A处用力比在B处用力小
B．在A处用力比在B处用力时省距离
C．无论在A处还是在B处都会比单独用手直接夹取食物省力
D．无论在A处还是在B处都会比单独用手直接夹取食物省距离
3题 4题 5题
3．如图，用10N的力沿水平方向拉滑轮，可使物体以0.2m/s的速度在水平面上匀速运动。弹簧测力计的示数恒为2N（不计滑轮、测力计、绳子的重力，滑轮的转轴光滑）。下列说法正确的是（　　）
A．拉力做功功率为1W B．滑轮移动的速度是0.4m/s
C．物体受到的摩擦力是3N D．物体受到地面的摩擦力是2N
4．如图所示，每个滑轮都是相同的，物体重为2000N，人重600N，人站在地上用最大的力拉住绳子的一端，使物体匀速上升，若不计绳重和摩擦，则滑轮重为（　　）
A．150N B．200N C．300N D．400N
5．神舟二十号舷窗出现裂纹，神舟二十二号仅用20天完成太空救援，重新定义了人类应对太空危机的效率标杆。回收返回舱时，用如图所示的柴油起重机将重约2.8t的返回舱在10s内匀速提升2m，起重机的输出功率为，g取10N/kg，以下分析正确的是（　　）
A．起重机做的有用功为 B．钢缆A点处移动的距离为2m
C．起重机的效率为80% D．返回舱在10s内上升的速度为0.8m/s
5题 6题
6．如图所示，将重为G的均匀木棒竖直地悬挂于O点，在其下端施加一个始终垂直于木棒的动力F，让木棒缓慢地转动到图中虚线所示的位置，则阻力臂、阻力、动力臂和动力的变化情况是（　　）
A．不变　不变　变大　变小 B．变大　变大　不变　变大
C．变大　不变　不变　变大 D．不变　变大　变大　变小
7．轮轴是一种简单机械。轮轴由具有共同转动轴O的大轮和小轮组成。通常把大轮叫轮，小轮叫轴。如图甲所示是一些轮轴的实例。轮轴实际上是一个可以连续转动的变形的杠杆。轮半径R和轴半径r分别就是作用在轮和轴上的两个力和的力臂，如图乙所示。根据杠杆的平衡条件，可得，使用轮轴时，如果动力作用在轮上能省力，且轮半径是轴半径的几倍，作用在轮上的动力就是阻力的几分之一，如果动力作用在轴上就费力，但可以省距离。以下说法错误的是（ ）
A．轮轴的实质是变形的杠杆，如果动力作用在轮上就可以省力
B．若螺丝刀的轮半径是1.5cm，轴半径是0.3cm，动力是阻力的5倍
C．如图丙所示自行车，脚蹬和曲柄带动齿盘转动是一个省力轮轴
D．如图丁所示螺丝的螺纹是一个省力轮轴
8．工人利用如图甲所示的滑轮组提升质量为、边长为10cm的正方体物体，两个定滑轮分别固定在天花板的点。他用拉力F拉绳，F随时间变化的图像如图乙所示，物体的速度随时间变化的关系图像如图丙所示，绕在滑轮组的每段绳子能承受的最大拉力为200N，若每个定滑轮的质量都是动滑轮质量的一半，且不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦，g取。以下说法正确的是（　　）
A．在内物体对地面的压强为3000Pa
B．使用此滑轮组能匀速拉动重为590N的物体
C．在内定滑轮对天花板A点的拉力为90N
D．若匀速提升另一物体时机械效率为，则提升的物体重力为100N
8题 9题 10题
9．如图所示，杠杆DE可绕O点在竖直平面内转动，OD：OE=1：2，小轩的质量为55kg，他通过细绳在E点施加竖直向下的拉力T1为150N时，杠杆在水平位置平衡，小轩对地面的压力为F1，物体A对地面的压强p1为3×103Pa。当小轩施加竖直向下的拉力为T2时，物体A恰好匀速上升。已知：物体A的质量为100kg，其底面积为5×10-2m2，杠杆DE和细绳的质量及滑轮轴的摩擦力均忽略不计，g取10N/kg。下列分析正确的是（　　）
A．小轩对地面的压力F1为400N
B．动滑轮B受到的重力为40N
C．小轩施加竖直向下拉力为175N时，物体A对地面的压强恰好为零
D．当小轩施加竖直向下的拉力为T2时，滑轮组的机械效率为85%
10．小卫为课题研究小组提供了一把家中的旧杆秤（秤砣遗失），杆秤的刻度大多数模糊不清，只有7kg和8kg的刻度清晰可辨。小组成员对秤杆进行了测量，测量结果如下图所示。课题研究小组对杆秤的重心（不包括秤砣）和秤砣质量的判断正确的是（　　）
A．杆秤重心在杆秤提纽的左侧 B．杆秤重心在杆秤提纽的右侧
C．秤砣的质量为1.5kg D．秤砣的质量为2kg
第Ⅱ卷 非选择题
二、实验题：本题共2小题，共14分。
11．（7分）同学们利用蜡烛、细铁丝、杯子等制作了一个蜡烛“跷跷板”，如图甲。一端烛油滴下时，此端就上升，两端交替上下。为了寻找上述现象的原因，同学们用铁架台、杠杆（已在水平位置平衡）、质量相等的钩码等器材进行以下探究。
(1)图乙中杠杆水平平衡，分别改变一侧钩码的个数或悬挂位置，发现杠杆不再平衡。
小聪认为：影响杠杆平衡的因素是力的大小和支点到力的作用点的距离；
小明认为：影响杠杆平衡的因素是力的大小和支点到力的作用线的距离。
为判断谁的观点正确，同学们利用图丙中水平平衡的杠杆（）进行实验，保持B处悬挂钩码的个数和位置不变。
①把A处悬挂的钩码改挂在C处，发现杠杆不再平衡。与A处相比，支点到力的作用点的距离___________（选填“变小”“不变”或“变大”）；
②把A处悬挂的钩码改挂在D处，发现杠杆仍保持平衡，与A 处相比，___________的距离不变；
③由此初步判断___________的观点是正确的；
(2)明确影响因素后，同学们利用图乙的器材探究杠杆平衡的条件，将实验数据记录在设计的表格中。
实验次数 动力 F1/N a b 阻力臂/ cm
…… …… …… …… ……
①表格中a处应填写的内容是___________b处应填写的内容是___________；
②若在图乙中杠杆两侧钩码下端各加挂一个钩码，杠杆___________端下沉；
③交替上下的蜡烛“跷跷板”，一端烛油滴下时，此端上升，原因是___________。
12．（7分）如图所示为“测量滑轮组机械效率”的实验装置，实验数据如表所示：
实验次数 钩码重G/N 钩码上升高度h/cm 绳端拉力F/N 绳端移动距离s/cm 机械效率η
1 4 10 2.7 20 74.1%
2 4 10 1.8 30 74.1%
3 8 10 3.1 30 86.0%
4 8 10 2.5 40
(1)实验中用到的测量工具有弹簧测力计和___________；实验中应沿竖直方向___________拉动弹簧测力计，若某同学在该实验中加速向上提升重物，所测滑轮组的机械效率会___________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）；
(2)通过比较___________（填实验次数的序号）两次实验数据得出结论：使用相同滑轮提升同一重物时，滑轮组的机械效率与绳子段数无关；
(3)根据表中数据可以计算出第4次实验中滑轮组的机械效率为___________；
(4)通过比较3、4两次实验数据可得出结论；不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越___________；（不计绳重和摩擦）
(5)若每个滑轮的质量为80g，第4次实验中克服摩擦做的额外功为___________J（不计绳重）。
三、计算题：本题共3小题，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
13．（15分）如图所示是一款轻质悬挂式晾衣杆，OA为晾衣杆，AB为悬线，已知悬线能承受的最大拉力为，在悬线拉力作用下，晾衣杆保持水平平衡。已知，在C点悬挂衣物的质量为2.5kg，求：
(1)悬挂衣物的挂钩对杠杆的作用力；
(2)悬线拉力的大小；
(3)若想将悬挂的衣服移动位置，请你计算出悬挂点C在杠杆OA上可移动的范围。
14．（10分）如图所示，一台小型液压起重吊车正在起吊货物，利用伸缩撑杆可使吊臂绕O点转动，OA长为1m，假设伸缩撑杆对吊臂的支持力始终垂直于吊臂。起重吊车的重力为，吊起的货物质量为。
(1)起重吊车吊起货物在如图所示位置静止时，伸缩撑杆对吊臂的支持力为，不计摩擦，求吊臂自身所受的重力；（假设吊臂的重心在吊臂中心位置）
(2)起重吊车匀速将货物吊起3m的过程中，吊臂对货物做功的效率是多少？
15．（15分）用如图所示的滑轮组提升物体A，在匀速竖直提升A的过程中，卷扬机加在绳子自由端竖直向下的拉力F为500N，物体A上升的速度vA为0.1m/s，滑轮组的机械效率为90%，不计绳重和滑轮与轴的摩擦。求：
(1)拉力F做功的功率P；
(2)物体A所受的重力G；
(3)若卷扬机最大拉力为600N，求该装置的最大机械效率。
答案解析
一、选择题：本题共10小题，共46分，在每小题给出的四个选项中，1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分，8~10题有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答得0分。
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 D A A B C C B AC AC BD
二、实验题：本题共2小题，每空1分，共14分。
11．（7分）(1) 不变 支点到力的作用线 小明
(2) 动力臂/cm 阻力/N 左 此端蜡烛的质量减小，重力减小，力和力臂的乘积变小，杠杆失去平衡
12．（7分）(1) 刻度尺 匀速直线 偏小
(2)1、2 (3)80.0% (4)低 (5)0.04
三、计算题：本题共4小题，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
13．（15分）【答案】(1)25N(2)20N(3)0~0.8m
【详解】（1）悬挂衣物的挂钩对杠杆的作用力等于衣物的重力，所以（5分）
（2）晾衣杆OA可视为一个以O点为支点的杠杆，在水平位置平衡，阻力，阻力臂
动力为悬线的拉力，其力臂为支点O到作用线的垂直距离，根据几何关系，30°对应的直角边是斜边的一半，则动力臂
根据杠杆平衡条件
可得
所以（5分）
（3）已知悬线能承受的最大拉力为，此时阻力臂最大为，根据杠杆平衡条件
可得
所以
悬挂点C离O点的最小距离可以为0，所以，悬挂点C在杠杆OA上可移动的范围0~0.8m。（5分）
14．（10分）【答案】(1)(2)83.3%
【详解】（1）货物的重力（1分）
吊臂可以看作一个以O点为支点的杠杆。根据杠杆平衡条件可得
支持力（1分）
其力臂
货物重力的力臂 （1分）
吊臂重力的作用点在吊臂的中心，因此其力臂（1分）
代入数据可得
解得（1分）
（2）有用功（1分）
吊臂重心升高的距离（1分）
额外功（1分）
总功（1分）
吊臂对货物做功的效率（1分）
15．（15分）【答案】(1)100W(2)900N(3)91.7%
【详解】（1）由图可知，该滑轮组由一个定滑轮和一个动滑轮组成，承担动滑轮和物体重力的绳子段数为2。绳子自由端移动的速度等于物体上升速度的2倍，设绳子自由端移动的速度为v，则（2分）
拉力F做功的功率P为（3分）
（2）设绳子自由端移动的距离为s，物体上升的高度为h，则s=2h。所以，机械效率为
变形可得物体A所受的重力（5分）
（3）动滑轮的重力
不计绳重和滑轮与轴的摩擦，设动滑轮重力为G，拉力F的大小为
当卷扬机使用最大拉力时，能够提升的最大物重为。则
所以（2分）
此时该装置的机械效率为最大机械效率（3分）

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