本章檢測
滿分:100分,限時:45分鐘一、選擇題(每小題3分,共27分)

1.(2021湖北宜昌中考)下列有關(guān)機械做功、功率、機械效率的說法,正確的是( )

A.效率越高的機械,功率越大
B.做功越多的機械,功率越大
C.做有用功越多的機械,效率越高
D.功率越大的機械,做功越快
2.(2021廣西北部灣中考)如圖12-4-1是小華在勞動教育實踐活動中體驗中國傳統(tǒng)農(nóng)耕“舂稻谷”的示意圖。小華若要更省力,下列做法可行的是( )
圖12-4-1
A.支點不動,腳在桿上的位置前移
B.將支點靠近人,腳在桿上的位置不動
C.將支點靠近人,同時腳在桿上的位置前移
D.將支點遠(yuǎn)離人,同時腳在桿上的位置后移
3.(2021湖南懷化仿真模擬)如圖12-4-2所示,杠桿處于平衡狀態(tài),作用在A點的4個力中力臂最大的是( )
圖12-4-2
A.F1B.F2C.F3D.F4
4.(2021黑龍江齊齊哈爾建華二模)用如圖12-4-3所示的滑輪組勻速豎直提升物體,不計一切摩擦和繩重。下列判斷正確的是( )
圖12-4-3
A.該滑輪組繩自由端拉力移動的距離是重物上升距離的三倍
B.用該滑輪組提升不同的物體,物體越重,其機械效率越低
C.用該滑輪組提升重物能夠省三分之一的力
D.如果將滑輪組中的動滑輪重力變大,其機械效率不變
5.(2021獨家原創(chuàng)試題)在學(xué)習(xí)了杠桿知識后,小明制作了一個簡易桿秤,如圖12-4-4所示。桿秤的提紐固定在懸點O處,他用橡皮制作了桿秤的“秤砣”,用紙杯制作了桿秤的秤盤,并固定在懸點B處。關(guān)于該桿秤的下列說法中正確的是( )
圖12-4-4
A.該桿秤的支點在B點
B.若桿秤在如圖所示的位置水平平衡,則“秤砣”的質(zhì)量大于“秤盤”和物體的質(zhì)量之和
C.因桿秤的秤桿粗細(xì)不均勻,所以桿秤的刻線分布也不均勻
D.利用該桿秤稱量物體質(zhì)量時,若桿秤左端上揚,可將“秤砣”向左側(cè)適當(dāng)移動一段距離
6.(2021貴州貴陽三模)如圖12-4-5所示是一個杠桿式簡易起吊機的原理示意圖,其中杠桿OBA可繞O點轉(zhuǎn)動?，F(xiàn)施加一個始終垂直于杠桿的力F,在將重物勻速吊起的過程中,下列說法正確的是( )
圖12-4-5
A.杠桿的阻力臂為OA
B.拉力F逐漸變小
C.動力臂逐漸增大
D.此杠桿一定為省力杠桿
7.(2021遼寧沈陽于洪二模)如圖12-4-6所示,是公園內(nèi)的四座蹺蹺板。小明想與爸爸用此蹺蹺板玩游戲,但爸爸的體重幾乎是小明體重的2倍,聰明的小明把爸爸拉到蹺蹺板跟前,安排好座位后,就順利地玩了起來。小明安排的座位是( )
圖12-4-6
A.小明A位,爸爸C位
B.小明A位,爸爸D位
C.小明B位,爸爸C位
D.小明B位,爸爸D位
8.(2021四川南充名校聯(lián)盟二模)如圖12-4-7所示,手用F1的力直接將物體A勻速提升h,F1做功為300 J;若借助斜面用力F2把A勻速提升相同高度,斜面的機械效率是80%,則( )
圖12-4-7
A.借助斜面做的有用功為240 J
B.借助斜面做的額外功為80 J
C.借助斜面做的總功為300 J
D.F2所做的功為375 J
9.(2020北京石景山一模)用如圖12-4-8所示的裝置提升重為700 N的物體A,動滑輪受到的重力為100 N,在卷揚機對繩子的拉力F作用下,物體A在5 s內(nèi)勻速豎直上升了0.8 m。在此過程中,不計繩重和摩擦。下列結(jié)果正確的是( )
圖12-4-8
A.物體A上升的速度為1.6 m/s
B.拉力F的功率為64 W
C.5秒內(nèi)拉力F做的功為560 J
D.此裝置提升物體A的機械效率為87.5%
二、填空題(每空2分,共28分)
10.(2021上海松江期末)如圖12-4-9所示,分別利用甲、乙兩滑輪勻速提起兩個重物,其中乙為 滑輪,使用時相當(dāng)于 杠桿,使用甲滑輪的優(yōu)點是 ;若不計動滑輪重力及摩擦,且拉力F1=F2,則GA GB(選填“小于”“等于”或“大于”)。
圖12-4-9
11.如圖12-4-10甲所示是學(xué)校里面常用的一種移動指示牌,結(jié)構(gòu)示意圖如圖乙所示,其中AB為指示牌牌面,CD和BE為支架(支架重力不計)。指示牌被風(fēng)吹倒時可看做杠桿,根據(jù)圖示風(fēng)向,則支點是 點(填圖中字母),若增大BE的長度,則指示牌更 (填“容易”或“不容易”)被風(fēng)吹倒。
甲 乙
圖12-4-10
12.(2021黑龍江齊齊哈爾中考)杠桿是我們生活中一種常見的簡單機械,如圖12-4-11所示,輕質(zhì)杠桿OA可繞O點無摩擦轉(zhuǎn)動,A點懸掛一個重為20 N的物體,B點施加一個豎直向上的拉力F,使杠桿在水平位置平衡,且OB∶AB=2∶1。則F= N,此杠桿是 杠桿。
圖12-4-11
13.(2021陜西中考)如圖12-4-12所示,工人師傅用沿斜面向上1 000 N的推力,將重為2 000 N的物體從斜面底端勻速推至斜面頂端。已知斜面長4 m、高1.5 m,則此過程中的有用功為 J,斜面的機械效率為 。使用斜面可以 (選填“省力”或“省功”)。
圖12-4-12
14.(2020遼寧鞍山中考)如圖12-4-13所示,小麗用滑輪組拉動重為600 N的物體A。以0.1 m/s的速度沿水平地面向左勻速直線運動10 s。所施加的拉力F=100 N(忽略繩重和滑輪重)。若該滑輪組的機械效率為75%,則繩端移動的距離為 m,滑輪組做的有用功為 J,地面對物體A的摩擦力為
N。
圖12-4-13
三、作圖題(每小題4分,共8分)
15.(2021獨家原創(chuàng)試題)如圖12-4-14甲所示是一農(nóng)業(yè)觀光園內(nèi)的桔槔提水裝置。該桔槔相當(dāng)于一個杠桿,如圖乙,其上端的橫長桿AB相當(dāng)于硬棒,橫長桿的一點O由支架支撐起來,相當(dāng)于支點。橫長桿的B端綁上重石,A端用細(xì)竹竿與提水容器相連。請畫出人向下拉竹竿汲水時,竹竿對杠桿AB的拉力F1的力臂l1和重石對杠桿的壓力F2。
圖12-4-14
16.(2020廣東仿真一)如圖12-4-15所示,用向下的力拉繞在滑輪組上的繩子的一端,10 s內(nèi)繩子自由端移動了1.5 m,重物上升了0.5 m,畫出滑輪組的繞繩情況。
圖12-4-15
四、實驗探究題(17題10分,18題12分,共22分)
17.(2021河南鄭州鞏義二檢)某同學(xué)用如圖12-4-16所示的實驗裝置測量滑輪組的機械效率,相關(guān)數(shù)據(jù)記錄在表中。(不計繩重和摩擦)
圖12-4-16
(1)組裝滑輪組時,為了繞繩比較平穩(wěn),應(yīng)該 (選填“A”或“B”)。
A.先把鉤碼掛在動滑輪下方,然后再進(jìn)行繞繩
B.先將滑輪組繞繩組裝完成后,再把鉤碼掛在動滑輪下方
(2)該同學(xué)設(shè)計的記錄數(shù)據(jù)的表格中,有一處不當(dāng)之處,你認(rèn)為是 。
(3)實驗中,使用滑輪組提升重物時,應(yīng)豎直向上 拉動彈簧測力計。
(4)第3次實驗中,繩端移動的距離為 m,此時滑輪組的機械效率為 。
(5)你認(rèn)為影響測量精度的因素有哪些?請寫出一條 。
18.(2021云南曲靖羅平二模)在探究杠桿平衡條件的實驗中:
圖12-4-17
(1)如圖12-4-17甲所示實驗前杠桿左端下沉,則應(yīng)將左端的平衡螺母向 (選填“左”或“右”)調(diào)節(jié),直到 。
(2)如圖乙杠桿上的刻度均勻,在A點掛4個鉤碼,要使杠桿在水平位置平衡,應(yīng)在B點掛 個相同的鉤碼;當(dāng)杠桿平衡后,將A、B兩點下方所掛的鉤碼同時朝遠(yuǎn)離支點O方向移動一小格,則此時杠桿在水平位置 (選填“能”或“不能”)保持平衡。
(3)如圖丙所示,若不在B點掛鉤碼,改用彈簧測力計在B點向下拉杠桿使杠桿仍在水平位置平衡,當(dāng)測力計從a位置轉(zhuǎn)到b位置時其示數(shù)大小將 ;小明經(jīng)過多次實驗,分析實驗數(shù)據(jù)后得出了杠桿的平衡條件 。
(4)如圖丁所示,已知每個鉤碼重0.5 N,杠桿上每個小格長度為2 cm,當(dāng)彈簧測力計在C點斜向上拉(與水平方向成30°角)杠桿使杠桿在水平位置平衡時拉力F的力臂大小為 cm,彈簧測力計示數(shù)大小為 N
五、計算題(共15分)
19.(2021四川綿陽二模)用如圖12-4-18所示的滑輪組提升水中的物體M,物體M高為3 m,底面積為0.02 m2,密度為4.5×103 kg/m3。物體M完全在水面下以0.2 m/s的速度勻速豎直上升的過程中,電動機加在繩子自由端的拉力為F,拉力F做功的功率為P,滑輪組的機械效率為η。已知電動機的輸出功率為480 W恒定不變,g取10 N/kg,繩重、摩擦及水的阻力均可忽略不計。求:
(1)物體M的重力;
(2)物體M完全在水面下時受到的浮力;
(3)物體M完全在水面下時滑輪組的機械效率η。
圖12-4-18
第十二章 簡單機械
本章檢測
一、選擇題
1.D 機械做功快慢與機械效率沒有關(guān)系,故A錯誤;功率大小決定于做功多少和所用時間,做功較多,時間不確定,功率大小不能確定,故B錯誤;機械效率是有用功與總功的比值,有用功較多,總功不確定,機械效率不能確定,故C錯誤;功率描述的是物體做功的快慢,所以功率越大的物體,做功越快,故D正確。
2.D 支點不動,腳在桿上的位置前移,此時阻力、阻力臂不變,動力臂變小,根據(jù)杠桿的平衡條件可知,動力變大,不能省力,故A錯誤;將支點靠近人,腳在桿上的位置不動,此時阻力不變,阻力臂變大,動力臂變小,根據(jù)杠桿的平衡條件可知,動力變大,不能省力,故B錯誤;將支點靠近人,同時腳在桿上的位置前移,阻力不變,阻力臂變大,動力臂變小,根據(jù)杠桿的平衡條件可知,動力變大,不能省力,故C錯誤;將支點遠(yuǎn)離人,同時腳在桿上的位置后移,阻力不變,阻力臂變小,動力臂變大,根據(jù)杠桿的平衡條件可知,動力變小,能省力,故D正確。
3.B 如圖所示,以O(shè)為支點,作出幾個力的力臂可知,F2的力臂L2最長。
4.A 由題圖知,n=3,s=3h,滑輪組繩自由端拉力移動的距離是重物上升距離的三倍,故A正確;不計一切摩擦和繩重,用該滑輪組提升不同的物體,提升的物體越重,其機械效率越大,動滑輪重力越大,機械效率越小,故B、D錯誤;不計一切摩擦和繩重,拉力F=13(G+G動),所以用該滑輪組提升重物能夠省不到三分之二的力,故C錯誤。
5.D 在使用桿秤時,秤桿圍繞O點轉(zhuǎn)動,所以O(shè)點是桿秤的支點,故A錯誤;若桿秤在如題圖所示的位置水平平衡時,“秤砣”對秤桿拉力的力臂大于“秤盤”和重物對秤桿拉力的力臂,所以“秤砣”的質(zhì)量小于“秤盤”和物體的質(zhì)量之和;由杠桿平衡條件F1L1=F2L2,可知mg×OA=m'g×OB,即OA=OBmm',因為OB和m都是定值,所以O(shè)A與m'成正比,因此無論桿秤粗細(xì)是否均勻,秤的刻度線分布都是均勻的,故C錯誤;若秤桿左端上揚,即右端重,應(yīng)將“秤砣”向左移,增大力臂使其水平平衡,故D正確。
6.B 因為從支點到杠桿的重力作用線的距離為阻力臂,所以O(shè)A不是阻力臂,故A錯誤;根據(jù)杠桿平衡條件F1L1=F2L2可知,在將重物勻速吊起的過程中,動力臂不變,阻力不變,阻力臂變小,所以動力變小,F逐漸變小,故B正確,C錯誤;由于不知道動力的作用點,所以無法判定動力臂和阻力臂的大小關(guān)系,無法判定杠桿的種類,故D錯誤。
7.A 爸爸的體重幾乎是小明體重的2倍,則爸爸對蹺蹺板的壓力幾乎是小明對蹺蹺板的壓力的2倍,要想順利地玩蹺蹺板,根據(jù)杠桿的平衡條件F1l1=F2l2可知,小明對蹺蹺板壓力的力臂是爸爸對蹺蹺板壓力的力臂的2倍,即小明A位,爸爸C位,故A正確。
8.D 借助斜面做的有用功為克服物體重力所做的功,即用F1直接提升物體做的功,W有用=300 J,拉力F2所做的功:W總=W有用η=300J80%=375 J,額外功:W額外=W總-W有用=375 J-300 J=75 J。
9.D 物體A上升的速度為:v=?t=0.8m5s=0.16 m/s,故A錯誤;圖中,繩子的有效股數(shù)為n=2,拉力F=1n(G物+G動)=12×(700 N+100 N)=400 N,拉力端移動距離:s=2h=2×0.8 m=1.6 m,卷揚機所做總功:W總=Fs=400 N×1.6 m=640 J,拉力F的功率:P=W總t=640J5 s=128 W,故B、C錯誤;有用功:W有=Gh=700 N×0.8 m=560 J,滑輪組的機械效率:η=W有W總=560J640 J=87.5%,故D正確。
二、填空題
10.答案 動 省力 可以改變力的方向 小于
解析 甲屬于定滑輪,使用定滑輪不能省力,但可以改變力的方向;乙屬于動滑輪,使用動滑輪可以省力,動滑輪實質(zhì)是個省力杠桿;不計摩擦和動滑輪重,用F1提升重物時,用的是定滑輪,則F1=GA,用F2提升重物時,用的是動滑輪,則F2=12GB;又因為F1=F2,則GAFA,所以此杠桿是費力杠桿。
13.答案 3 000 75% 省力
解析 斜面作為簡單機械使用時,有用功等于克服物體重力做的功,因此W有=Gh=2 000 N×1.5 m=3 000 J,總功等于推力做的功,因此W總=Fs=1 000 N×4 m=4 000 J,所以,機械效率為η=W有W總×100%=3 000J4 000J×100%=75%;任何機械都不能省功,反而需要做額外功,使用斜面的時候,推力比重力小,因此可以省力。
14.答案 2 150 150
解析 由題圖知,繩子自由端移動的距離:s繩=2s物=2v物t=2×0.1 m/s×10 s=2 m,拉力做的總功:W總=Fs繩=100 N×2 m=200 J,有用功:W有用=η×W總=75%×200 J=150 J;則地面對物體A的摩擦力:f=W有用s物=W有用v物t=150J0.1m/s×10 s=150 N。
三、作圖題
15.答案 如圖所示
解析 從支點O作力F1的作用線的垂線,所得垂線段的長度為F1的力臂l1;重石對杠桿的壓力F2作用在杠桿上與杠桿垂直向下。
16.答案 如圖所示
解析 向下拉繩子時,承擔(dān)動滑輪和物體總重的繩子有效股數(shù):n=sn=,根據(jù)“奇動偶定”的原則,繩子的固定端應(yīng)系在動滑輪掛鉤上,據(jù)此繞繩。
四、實驗探究題
17.答案 (1)A (2)設(shè)計了求機械效率的平均值 (3)勻速
(4)0.45 83.3% (5)彈簧測力計讀數(shù)時會出現(xiàn)誤差(測量繩子移動的距離以及物體移動的距離時會出現(xiàn)誤差)
解析 (1)做實驗時,先固定定滑輪上端,動滑輪下端最好先掛上鉤碼,然后再進(jìn)行繞線,故A正確,B錯誤;(2)不計繩重和摩擦,影響機械效率的因素是動滑輪的重力和物體的重力,物體的重力不同,滑輪組的機械效率不同,取平均機械效率沒有意義,故表格不當(dāng)之處是設(shè)計了求機械效率的平均值;(3)實驗中應(yīng)該勻速豎直向上拉動彈簧測力計,此時系統(tǒng)處于平衡狀態(tài),測力計示數(shù)才等于拉力;(4)由圖示可知,滑輪組承重繩子有效股數(shù)n=3,所以第3次實驗中,繩端移動的距離:s=nh=3×0.15 m=0.45 m;滑輪組的機械效率:η3=W有用W總=G?Fs=1.5N×0.15 m0.6N×0.45m×100%≈83.3%;(5)彈簧測力計讀數(shù)時會出現(xiàn)誤差、測量繩子移動的距離以及物體移動的距離會出現(xiàn)誤差,這都會影響測量精度。
18.答案 (1)右 杠桿在水平位置平衡 (2)6 不能 (3)變大 F1l1=F2l2(或動力×動力臂=阻力×阻力臂) (4)4 3
解析 (1)調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡,杠桿右端偏高,左端的平衡螺母應(yīng)向上翹的右端移動;(2)根據(jù)杠桿的平衡條件可得FALA=FBLB,即4G×3L=FB×2L,解得FB=6G,需掛6個鉤碼;若A、B兩點的鉤碼同時向遠(yuǎn)離支點的方向移動一個格,則左側(cè)4G×4L=16GL,右側(cè)6G×3L=18GL,因為16GL

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