人教版八年级下12.2滑轮同步练习（含解析）
文档属性
| 名称 | 人教版八年级下12.2滑轮同步练习（含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 3.7MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-04-09 21:46:11 | ||
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文档简介
人教版八年级下 12.2 滑轮 同步练习
一、单选题
1．A、B两种实心物体的质量与体积的关系如图甲所示，把体积相等的A、B物体挂在滑轮组下，若要使它们处于静止状态，则在图乙的虚线框内悬挂B物体的个数是（不计摩擦和滑轮的自重）（ ）
A．2 个 B．3 个 C．4 个 D．5 个
2．在你学过的简单机械里，通常情况下省费力情况可以根据使用需要而选择的机械是（ ）
A．杠杆 B．定滑轮 C．动滑轮 D．滑轮组
3．如图所示是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式（不计机械自重和摩擦），其中所需动力最小的是（ ）
A． B． C． D．
4．小鹏家购买了一箱重960N的装修材料，工人用如图所示的滑轮组将装修材料匀速提高9m，用时3min，若滑轮组的机械效率为80%（不计箱子重、绳重和摩擦）。小鹏计算的下列物理量正确的是（ ）
A．绳子自由端移动的速度为0.05m/s B．做的有用功为8640J
C．拉力为240N D．拉力的功率为48W
5．如图用5N的力F匀速提升物体，6s内绳子自由端移动了0.6m。下列说法正确的是（ ）
A．物体上升速度为0.lm/s
B．拉力所做的功为1.5J
C．拉力做功的功率为0.5W
D．上升过程中，物体的动能转化为重力势能，物体的机械能守恒
6．小明用如图所示的滑轮组，将重为6N的物体匀速提升到一定高度，在此过程中，手拉力的大小实际应该是（ ）
A．小于3N B．等于2N C．大于2N D．大于3N
7．如图所示，滑轮第一次受到F1的作用，第二次受到竖直向上F2的作用，物体的重力为G。在不计摩擦的情况下，将物体匀速向上提起时（ ）
A．F1＜F2
B．F2＝G
C．F1的力臂为OA
D．在F2方向上移动的距离为物体上升距离的2倍
8．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拉动木箱使它在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200N
B．绳子自由端移动的速度为0.6m/s
C．绳自由端移动了6m
D．拉力F的功率为60W
9．如图所示，水平桌面足够长，不计托盘和绳的质量以及滑轮与轴的摩擦，物体A重10N，托盘中物体B重3N，物体A刚好向右做匀速直线运动；然后用水平向左的力F拉物体A使其向左沿直线运动。下列说法中正确的是（ ）
A．物体A向右匀速运动时，B受到的重力不做功
B．物体A向左匀速运动时，它受到的拉力F等于6N
C．物体A向左减速运动时，它受到的滑动摩擦力大于3N
D．物体A向左加速运动时，A对B的拉力大于B对A的拉力
10．如图所示，物重为G的物体在不同简单机械中均处于平衡状态（不计机械自重和摩擦），拉力大小错误的是（ ）
A． B． C． D．
11．如图所示的简单机械中，省距离的是（ ）
A． 旗杆上的定滑轮 B． 夹东西的筷子
C． 开门的把手 D． 蜿蜒的盘山公路
12．图甲所示，用一个动滑轮匀速提升重为600N的物体，在卷扬机拉力F的作用下，绳子自由端竖直移动的距离随时间变化的关系如图乙中的图线所示。已知动滑轮受到的重力为20N，不计绳重和轮与轴间的摩擦。下列说法正确的是（ ）
A．以滑轮为参照物，物体是向上运动的
B．物体上升的速度是10m/s
C．卷扬机拉力F的大小是310N
D．卷扬机拉力F的功率是31W
二、填空题
13．在水平桌面上放一个200N的重物，现用如图所示装置将物体匀速拉动，物体与桌面的摩擦力是48N，不考虑滑轮重力和滑轮与绳间摩擦，水平拉力F为 _______ N。若绳子自由端移动速度为0.9m/s，则物体移动速度为 ________ 。
14．如图所示，若物体A重1500N，物体A与地面间摩擦力是90N，不计滑轮重和绳与滑轮间摩擦。当绳子自由端移动3m，则沿水平方向匀速拉动物体A前进时，拉力F＝______N，物体A移动______m。
15．如图所示，用20N水平方向拉力F把重100N的物体以0.2m/s的速度水平匀速拉动，物体与水平地面间摩擦力为48N，则拉力F做功的功率是___________W。
16．如图甲所示是某一风景区的盘山公路，之所以要把上山的公路修成这般模样，是因为盘山公路相当于简单机械中的______，使用它可以省______。图乙和图丙所示为生活中常见的两种钉子，其中与盘山公路的力学原理相同的是图______（乙/丙）钉子，为了将它钉进木块，应该用______（敲/拧）的方式更好。
三、综合题
17．如图所示是动滑轮的示意图（动滑轮自重忽略不计）。
（1）动滑轮的实质是杠杆，请你画出该杠杆的动力臂和阻力臂；
（2）请根据杠杆平衡条件证明：F=G。
18．阅读短文，回答问题。
轮轴
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。图1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F1和F2的力臂，如图2所示。
根据杠杆的平衡条件，可得F1﹒R＝F2﹒r，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。
辘轳就是轮轴的一种，它的侧面图如图3所示，辘轳也可以看成是杠杆的变形，辘轳绕着转动的轴心就是支点，辘轳的把手转动一圈就是如图所示的轮，作用在把手上的力为动力F1，井筒对轴向下的拉力是阻力F2。
选用身边的器材探究轮轴的特点完成实验，如：圆珠笔芯（可以选用油性笔笔芯或普通圆珠笔笔芯，如图4所示），若手头没有圆珠笔芯也可以选用其它一头粗一头细的笔代替。该实验不考虑摩擦力不同对结果的影响。
（1）辘轳是______杠杆；（填“省力”或“费力”或“等臂”）
（2）左手捏紧笔管，右手旋转笔头，则左手______（填“能”或“不能”） 使笔管部分保持不被旋转；
（3）当笔管转动一圈，笔头也转动一圈，由于笔头的直径小于笔管的直径，所以捏住笔管的手比捏住笔头的手______（填“省”或“费”）距离；
（4）若螺丝刀的轮半径是1.5cm，轴半径是0.3cm，则正常使用螺丝刀是 ______（选填“省力”或“费力”）的，且动力和阻力之比是 ______；
（5）请你再举出一个生活中轮轴的实例 ______。（选填“天平”、“筷子”或“门把手”）
19．请根据下述材料，回答下列问题：
奔向火星
“天何所沓 十二焉分 日月安属 列星安陈 ”爱国诗人屈原以长诗《天问》发出对天地、自然及人世间一切事物现象的疑问，表现了诗人追求真理的探索精神。“天问一号”探测器带着先人千年的梦想于2020年7月23日踏上飞向火星的旅途，2021年5月15日成功着陆火星表面。我国成为首个通过一次发射，完成“环绕、着陆、巡视探测”任务的国家。
在太阳系中，地球和火星围绕太阳周而复始地做椭圆运动，如下左图所示。探测器如何从地球到达火星呢 从一个天体的引力范围到另一个天体的引力范围的轨道叫做转移轨道，理论上探测器可以沿任意路径从地球到达火星，但是有一条飞行路径效率最高，途中只需两次引擎推进，更节省燃料。
由于地球和火星的公转轨道接近于圆，且它们的公转速度变化不大，为了比较简明地说明这条路径，我们假设地球和火星围绕太阳逆时针做匀速圆周运动（速度大小不变、轨迹为圆的曲线运动），如图所示。地球的公转周期约为365天，火星的公转周期约为687天。当地球与火星夹角为44°时，载有“天问一号”探测器的航天器在上右图中A处点火，摆脱地球的束缚进入转移轨道，在太阳引力作用下，奔向火星轨道，到达上右图中B处时与火星相遇，实现轨道转移。这条路径被称为“霍曼转移轨道”。
实际上，对于以28km/s高速靠近火星的探测器来说，要想被火星引力捕获，必须在火星引力范围内实施精准、自主、可靠地制动控制，使探测器成为环绕火星飞行的一颗卫星。如果探测器没有被火星捕获，我们就需要等待探测器与火星在779天后的再次相遇。
（1）“天问一号”探测器从地球到火星，有一条效率最高，更节省燃料的飞行路径，叫做______。
（2）在本文中，为了便于研究问题，我们把地球和火星复杂的变速椭圆运动，简化为匀速圆周运动。这种抓住事物本质，忽略次要因素，突出主要因素的研究方法在物理学习中会经常使用。下列事例中使用到这种研究方法的是______
A．平直轨道上行驶的列车，速度变化很小时，可视为做匀速直线运动
B．物体受到拉力的大小可以通过弹簧在弹性限度内的伸长多少来衡量
C．地球吸引物体的每一部分，可以视为作用在一个点上，称之为重心
D．不计绳重、滑轮重，忽略轮与轴间摩擦的滑轮组，称为理想滑轮组
（3）由文中内容，请你推测：“天问一号”探测器从地球轨道转移到火星轨道大约经历______天（保留整数）。
20．小明家有个木衣架，有一次放学回家他把书包挂在衣架A处，衣架倒了下来，小明是个聪明的孩子，他分析了衣架倒下来的原因后，测量了如下的数据：书包质量5千克；木衣架质量3千克；圆底盘直径30厘米；其他数据如图，衣架受到重力的作用线经过圆底盘的圆心．
（1）请你通过计算，解释衣架倒下来的原因．
（2）为了防止衣架倒下来，小明提出了改进意见适当增大圆底盘直径，请你再说出一种其他方法．
21．据报道，一位物理老师在动物园内，用弹簧测力计称出了一头大象的质量，在称象过程中，他还用到了吊车、铁笼和一根很长的槽钢等辅助工具。如图1所示，①他首先将铁笼系于槽钢上的B点，当吊车吊钩在槽钢上的悬吊点移至O点时，槽钢在水平位置平衡；②测得OB=6cm；③将大象引入铁笼，用弹簧测力计竖直向下拉住槽钢的另一端，使之再次在水平位置平衡，测得OA=9m，弹簧测力计的示数为200N。
（1）步骤①的目的______
（2）计算大象的质量（g取10N/kg）( )
（3）一位学生看到后，设计了如图2所示的滑轮组来代替测力计、滑轮组绕绳的一端和槽钢A端相连，且竖直穿过地面上的定滑轮。请你帮他完成余下的滑轮组绕线设计，要求挂上适当的重物后，槽钢能水平平衡并计算槽钢水平平衡时，所挂重物的总重力为多少 ( ) （不计滑轮及绳重，不计所有摩擦）
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A
【详解】
由图甲可知，当m＝20g时
VA＝10cm3
VB＝40cm3
则
ρA＝＝＝2g/cm3
ρB＝＝＝0.5g/cm3
所以
ρA：ρB＝2g/cm3:0.5g/cm3＝4:1
因为A、B的体积相同，所以由G＝mg＝ρVg可得，A、B的重力之比
GA：GB＝ρAVg：ρBVg＝ρA：ρB＝4：1
由图乙可知，使用的滑轮组中n＝2，不计摩擦和滑轮的自重，要使它们处于静止状态，设方框中挂N个B物体，则有
N GB＝·GA
则
N＝×＝×＝2
故A符合题意；BCD不符合题意。
故选A。
2．A
【详解】
A．因为杠杆有省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆，所以杠杆可省力也可费力，故A符合题意；
B．定滑轮的实质是等臂杠杆，也不省力也不费力，故B不符合题意；
C．动滑轮实质是动力臂是阻力臂两倍的杠杆，所以是省力机械，故C不符合题意；
D．滑轮组由动滑轮和定滑轮组成，是既省力又能改变力的方向的装置，所以是省力机械，故D不符合题意。
故选A。
3．D
【详解】
A．不计机械自重和摩擦，有Fs＝Gh。即
F1×4m＝G×2m
得到F1G；
B．由题图可知为滑轮组，与动滑轮相连的绳子段数是3，即n＝3，F2G；
C．题图是一个倒着用的动滑轮，但动力作用在动滑轮的轴上，所以F3＝2G；
D．由题图可知，动力臂为
1m+3m＝4m
阻力臂为1m，动力臂和阻力臂之比为4∶1，所以动力和阻力之比为1∶4，所以F4G。
故选D。
4．B
【详解】
由图可知，滑轮组的动滑轮绕4段绳。
A．装修材料上升的速度
v==0.05m/s
绳子自由端移动的速度为
v绳=4v=4×0.05m/s=0.2m/s
故A错误；
B．做的有用功为
W有=Gh=960N×9m=8640J
故B正确；
C．滑轮组的机械效率为
拉力大小
故C错误；
D．拉力的功率为
故D错误。
故选B。
5．C
【详解】
A．绳子移动的速度
由图可知，n=2，由此可知物体上升的速度
故A错误；
B．拉力所做的功
故B错误；
C．拉力的功率
故C正确；
D.上升过程中物体的动能不变，重力势能增大，机械能增大，故D错误。
故选C。
6．D
【详解】
由图可知，滑轮组承担物重的绳子段数n=2，因为动滑轮重、绳重和摩擦都考虑在内，所以实际拉力
故D符合题意。
故选D。
7．D
【详解】
A．由图可知，在提升动滑轮的过程中，由力臂的定义可知，F1的力臂要小于F2的力臂，根据杠杆平衡条件可知，在阻力和阻力臂不变的情况下，动力臂越小，动力越大，即
故A不符合题意；
B．在不计摩擦的情况下，用F2提升物体时，动力臂是阻力的2倍，则
故B不符合题意；
C．由图可知，连接OA的直线与F1的力的作用线不垂直，根据力臂定义可知，OA不是F1的力臂，故C不符合题意；
D．根据动滑轮的特点可知，绳子自由端移动的距离是物体上升高度的2倍，故D符合题意。
故选D。
8．C
【详解】
A．由图知道，n＝2，不计滑轮重及绳与滑轮间的摩擦，拉力
故A错误；
BC．绳自由端移动的距离
s＝2s物＝2×3m＝6m
绳子自由端移动的速度
故B错误，C正确；
D．拉力F做功功率
故D错误。
故选C。
9．B
【详解】
物体A水平向右匀速运动时，受力情况如图1所示：
水平方向受到拉力和摩擦力f，B同时也是做匀速运动，所以
F拉=GB=3N
对于物体A，摩擦力和拉力是一对平衡力，所以
f=F拉=3N
当A向左运动时，由于压力不变，接触面粗糙程度也不变，所以
f=3N
不变，此时，A、B受力情况如图2所示:
A．物体A向右匀速运动时，物体B也向下做匀速运动，所以重力是做功的，故A错误；
B．物体A向左匀速运动时，有
，f=3N
由于A做匀速，故仍等于B的重力，有
=3N
所以有
F=3N+3N=6N
故B正确；
C．A向左减速运动时，由于A受到的压力不变，接触面粗糙程度也不变，所以f=3N，滑动摩擦力不变，故C错误；
D．A向左加速运动时，由于A对B的拉力和B对A的拉力是一对相互作用力，所以两者相等，故D错误。
故选B。
10．C
【详解】
A．由图像可知l1=l2，由杠杆平衡条件可得F1=G，故正确，不符合题意；
B．由图像可知滑轮组n=3，则，故正确，不符合题意；
C．由图像可知动滑轮动力作用在轴上，则，故错误，符合题意；
D．不计机械自重和摩擦，则斜面为理想斜面，满足FL=Gh，即，故正确，不符合题意。
故选C。
11．B
【详解】
A．旗杆上的定滑轮，相当于等臂杠杆，不省力，也不省距离，故A不符合题意；
B．夹东西的筷子，是费力杠杆，费力，省距离，故B符合题意；
C．开门的把手使用时，实质是轮轴，动力作用在轮上，阻力作用在轴上，是省力机械，省力，费距离，故C不符合题意；
D．蜿蜒的盘山公路是斜面，省力，费距离，故D不符合题意。
故选B。
12．C
【详解】
A．以滑轮为参照物，物体与滑轮的位置没有发生变化，则物体是静止的，故A错误；
B．由图象可知，提升物体时，绳子自由端移动的距离
s=40cm=0.4m
速度为
则物体上升的速度
故B错误；
C．卷扬机拉力的大小
故C正确；
D．拉力的功率
故D错误。
故选C。
13． 16
【详解】
[1]由图知道，n=3，不考虑滑轮重力和滑轮与绳间摩擦，水平拉力
[2]因为拉力端移动的距离等于物体移动距离的3倍，时间相同，所以，由知道，拉力端移动的速度等于物体移动速度的3倍，即物体移动速度
14． 30 1
【详解】
[1][2]由图可知，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
当绳子自由端移动3m时，物体A向左移动的距离
15．12
【详解】
由图知，与动滑轮相连的有三段绳子，则n=3，拉力的速度
v=3v物=3×0.2m/s=0.6m/s
拉力F做功的功率
16． 斜面 力 乙 拧
【详解】
[1][2]盘山公路是通过倾斜的公路，来回曲折爬升高度。因此盘山公路相当于简单机械中的斜面。斜面虽然加长了运动的距离，但可以在物体向上运动时省力。
[3][4]图乙是螺丝钉，一圈圈螺纹相当于倾斜的斜面，与盘山公路的原理相同。为了将它钉进木块，使用时用拧的比较好，拧的时候，相当于沿斜面向上运动的过程，可以省力。若用敲的方式，一圈圈螺纹相当于增加了接触面的粗糙程度，会使摩擦力变大，敲起来更费力。
17．（1）；（2）见解析
【详解】
（1）动滑轮的支点O在绳与轮最左边的接触点；F为动力，支点到动力作用线的距离为动力臂l1；物体对滑轮的拉力为阻力，支点到阻力作用线的距离为阻力臂l2；如图所示：
（2）动滑轮工作时，动力臂（l1）是直径，阻力臂（l 2）是半径，根据杠杆平衡条件
F1l1=F2l2
F1l1=Gl2
因为l1=2l 2，所以
F1=G
18． 省力 不能 费 省力 门把手
【详解】
（1）[1]辘轳是典型的轮轴，F1为作用在轮上的力，F2为作用在轴上的力，当轮轴匀速转动时，有F1R= F2r，且R＞r，所以F1＜F2，所以，辘轳能够省力。
（2）[2]用铅笔探究轮轴的实验时，笔管相当于轮，而笔头相当于轴。所以，左手捏紧笔管，作用在轮上，右手旋转笔头，作用在轴上，则左手能使笔管部分保持不被旋转。
（3）[3] 当笔管转动一圈，笔头也转动一圈，由于笔头的直径小于笔管的直径，所以捏住笔管的手比捏住笔头的手省力，但是会费距离。
（4）[4][5]螺丝刀的轮半径是1.5cm，轴半径是0.3cm，即R=5r，由杠杆的平衡条件知道
故正常使用螺丝刀是省力的，且动力是阻力的。
（5）[6]轮轴的实质是可绕固定轴传动；其支点在轴心，阻力作用在轴上，动力作用在轮上，轮半径大于轴半径，所以实质是省力杠杆，如生活中实例有门把手、自来水龙头，自行车把等。
19． 霍曼转移轨道 AD 260
【详解】
（1）[1]由题文可知，路径为“霍曼转移轨道”。
（2）[2]A．平直轨道上行驶的列车，速度变化很小时，可以看成速度不变，可视为做匀速直线运动，故A符合题意；
B．物体受到拉力的大小可以通过弹簧在弹性限度内的伸长多少来衡量使用了数学公式，不是抓住事物本质，忽略次要因素，故B不符合题意；
C．重心是模型法的使用，故C不符合题意；
D．不计绳重、滑轮重，忽略轮与轴间摩擦，抓住事物本质，忽略次要因素，故D符合题意。
故选AD。
（3）[3]此过程火星公转角度为136°，天数为
20．（1）因为F1L1=50N×10cm，F2L2=30N×15cm，所以，F1L1>F2L2，故衣架倾倒．
（2）减小挂衣钩的长度（或“在对侧挂衣钩挂物件”“ 圆盘底座换用大理石等更重的材质”）
【详解】
（1）可把衣架看做杠杆，支点在圆底盘的圆周上，动力臂为为
25cm-15cm=10cm
阻力臂为圆的半径15cm．因为
F1L1=50N×10cm，F2L2=30N×15cm
所以
F1L1>F2L2
故衣架倾倒。
（2）为了防止衣架倒下来，从减小动力或动力臂，增大阻力和阻力臂来考虑。
21． 见解析 3×103kg 400N
【详解】
（1）[1]从题干中可知步骤1的作用是消除槽钢和铁笼重力对杠杆平衡的影响，便于测量力臂。
（2）[2]根据杠杆的平衡条件得到
F1l1=F2l 2
200N×OA=G×OB
200N×9m=G×0.06m
G=30000N=3×104N
大象的质量
m=
（3）[3]由图2可知，穿过地面上的定滑轮的绳子给左端滑轮组的拉力是向下的，所以从左端滑轮组最后出来的绳子受到拉力方向是向下的，滑轮组的动滑轮绕2段绳，如图所示：
不计滑轮及绳重，不计所有摩擦，由题意可知A端的拉力是200N，定滑轮不省力，穿过地面上的定滑轮的绳子给左端滑轮组的拉力是200N，所挂重物的总重力
G总=2F=2×200N=400N
答案第1页，共2页
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一、单选题
1．A、B两种实心物体的质量与体积的关系如图甲所示，把体积相等的A、B物体挂在滑轮组下，若要使它们处于静止状态，则在图乙的虚线框内悬挂B物体的个数是（不计摩擦和滑轮的自重）（ ）
A．2 个 B．3 个 C．4 个 D．5 个
2．在你学过的简单机械里，通常情况下省费力情况可以根据使用需要而选择的机械是（ ）
A．杠杆 B．定滑轮 C．动滑轮 D．滑轮组
3．如图所示是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式（不计机械自重和摩擦），其中所需动力最小的是（ ）
A． B． C． D．
4．小鹏家购买了一箱重960N的装修材料，工人用如图所示的滑轮组将装修材料匀速提高9m，用时3min，若滑轮组的机械效率为80%（不计箱子重、绳重和摩擦）。小鹏计算的下列物理量正确的是（ ）
A．绳子自由端移动的速度为0.05m/s B．做的有用功为8640J
C．拉力为240N D．拉力的功率为48W
5．如图用5N的力F匀速提升物体，6s内绳子自由端移动了0.6m。下列说法正确的是（ ）
A．物体上升速度为0.lm/s
B．拉力所做的功为1.5J
C．拉力做功的功率为0.5W
D．上升过程中，物体的动能转化为重力势能，物体的机械能守恒
6．小明用如图所示的滑轮组，将重为6N的物体匀速提升到一定高度，在此过程中，手拉力的大小实际应该是（ ）
A．小于3N B．等于2N C．大于2N D．大于3N
7．如图所示，滑轮第一次受到F1的作用，第二次受到竖直向上F2的作用，物体的重力为G。在不计摩擦的情况下，将物体匀速向上提起时（ ）
A．F1＜F2
B．F2＝G
C．F1的力臂为OA
D．在F2方向上移动的距离为物体上升距离的2倍
8．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拉动木箱使它在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200N
B．绳子自由端移动的速度为0.6m/s
C．绳自由端移动了6m
D．拉力F的功率为60W
9．如图所示，水平桌面足够长，不计托盘和绳的质量以及滑轮与轴的摩擦，物体A重10N，托盘中物体B重3N，物体A刚好向右做匀速直线运动；然后用水平向左的力F拉物体A使其向左沿直线运动。下列说法中正确的是（ ）
A．物体A向右匀速运动时，B受到的重力不做功
B．物体A向左匀速运动时，它受到的拉力F等于6N
C．物体A向左减速运动时，它受到的滑动摩擦力大于3N
D．物体A向左加速运动时，A对B的拉力大于B对A的拉力
10．如图所示，物重为G的物体在不同简单机械中均处于平衡状态（不计机械自重和摩擦），拉力大小错误的是（ ）
A． B． C． D．
11．如图所示的简单机械中，省距离的是（ ）
A． 旗杆上的定滑轮 B． 夹东西的筷子
C． 开门的把手 D． 蜿蜒的盘山公路
12．图甲所示，用一个动滑轮匀速提升重为600N的物体，在卷扬机拉力F的作用下，绳子自由端竖直移动的距离随时间变化的关系如图乙中的图线所示。已知动滑轮受到的重力为20N，不计绳重和轮与轴间的摩擦。下列说法正确的是（ ）
A．以滑轮为参照物，物体是向上运动的
B．物体上升的速度是10m/s
C．卷扬机拉力F的大小是310N
D．卷扬机拉力F的功率是31W
二、填空题
13．在水平桌面上放一个200N的重物，现用如图所示装置将物体匀速拉动，物体与桌面的摩擦力是48N，不考虑滑轮重力和滑轮与绳间摩擦，水平拉力F为 _______ N。若绳子自由端移动速度为0.9m/s，则物体移动速度为 ________ 。
14．如图所示，若物体A重1500N，物体A与地面间摩擦力是90N，不计滑轮重和绳与滑轮间摩擦。当绳子自由端移动3m，则沿水平方向匀速拉动物体A前进时，拉力F＝______N，物体A移动______m。
15．如图所示，用20N水平方向拉力F把重100N的物体以0.2m/s的速度水平匀速拉动，物体与水平地面间摩擦力为48N，则拉力F做功的功率是___________W。
16．如图甲所示是某一风景区的盘山公路，之所以要把上山的公路修成这般模样，是因为盘山公路相当于简单机械中的______，使用它可以省______。图乙和图丙所示为生活中常见的两种钉子，其中与盘山公路的力学原理相同的是图______（乙/丙）钉子，为了将它钉进木块，应该用______（敲/拧）的方式更好。
三、综合题
17．如图所示是动滑轮的示意图（动滑轮自重忽略不计）。
（1）动滑轮的实质是杠杆，请你画出该杠杆的动力臂和阻力臂；
（2）请根据杠杆平衡条件证明：F=G。
18．阅读短文，回答问题。
轮轴
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。图1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F1和F2的力臂，如图2所示。
根据杠杆的平衡条件，可得F1﹒R＝F2﹒r，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。
辘轳就是轮轴的一种，它的侧面图如图3所示，辘轳也可以看成是杠杆的变形，辘轳绕着转动的轴心就是支点，辘轳的把手转动一圈就是如图所示的轮，作用在把手上的力为动力F1，井筒对轴向下的拉力是阻力F2。
选用身边的器材探究轮轴的特点完成实验，如：圆珠笔芯（可以选用油性笔笔芯或普通圆珠笔笔芯，如图4所示），若手头没有圆珠笔芯也可以选用其它一头粗一头细的笔代替。该实验不考虑摩擦力不同对结果的影响。
（1）辘轳是______杠杆；（填“省力”或“费力”或“等臂”）
（2）左手捏紧笔管，右手旋转笔头，则左手______（填“能”或“不能”） 使笔管部分保持不被旋转；
（3）当笔管转动一圈，笔头也转动一圈，由于笔头的直径小于笔管的直径，所以捏住笔管的手比捏住笔头的手______（填“省”或“费”）距离；
（4）若螺丝刀的轮半径是1.5cm，轴半径是0.3cm，则正常使用螺丝刀是 ______（选填“省力”或“费力”）的，且动力和阻力之比是 ______；
（5）请你再举出一个生活中轮轴的实例 ______。（选填“天平”、“筷子”或“门把手”）
19．请根据下述材料，回答下列问题：
奔向火星
“天何所沓 十二焉分 日月安属 列星安陈 ”爱国诗人屈原以长诗《天问》发出对天地、自然及人世间一切事物现象的疑问，表现了诗人追求真理的探索精神。“天问一号”探测器带着先人千年的梦想于2020年7月23日踏上飞向火星的旅途，2021年5月15日成功着陆火星表面。我国成为首个通过一次发射，完成“环绕、着陆、巡视探测”任务的国家。
在太阳系中，地球和火星围绕太阳周而复始地做椭圆运动，如下左图所示。探测器如何从地球到达火星呢 从一个天体的引力范围到另一个天体的引力范围的轨道叫做转移轨道，理论上探测器可以沿任意路径从地球到达火星，但是有一条飞行路径效率最高，途中只需两次引擎推进，更节省燃料。
由于地球和火星的公转轨道接近于圆，且它们的公转速度变化不大，为了比较简明地说明这条路径，我们假设地球和火星围绕太阳逆时针做匀速圆周运动（速度大小不变、轨迹为圆的曲线运动），如图所示。地球的公转周期约为365天，火星的公转周期约为687天。当地球与火星夹角为44°时，载有“天问一号”探测器的航天器在上右图中A处点火，摆脱地球的束缚进入转移轨道，在太阳引力作用下，奔向火星轨道，到达上右图中B处时与火星相遇，实现轨道转移。这条路径被称为“霍曼转移轨道”。
实际上，对于以28km/s高速靠近火星的探测器来说，要想被火星引力捕获，必须在火星引力范围内实施精准、自主、可靠地制动控制，使探测器成为环绕火星飞行的一颗卫星。如果探测器没有被火星捕获，我们就需要等待探测器与火星在779天后的再次相遇。
（1）“天问一号”探测器从地球到火星，有一条效率最高，更节省燃料的飞行路径，叫做______。
（2）在本文中，为了便于研究问题，我们把地球和火星复杂的变速椭圆运动，简化为匀速圆周运动。这种抓住事物本质，忽略次要因素，突出主要因素的研究方法在物理学习中会经常使用。下列事例中使用到这种研究方法的是______
A．平直轨道上行驶的列车，速度变化很小时，可视为做匀速直线运动
B．物体受到拉力的大小可以通过弹簧在弹性限度内的伸长多少来衡量
C．地球吸引物体的每一部分，可以视为作用在一个点上，称之为重心
D．不计绳重、滑轮重，忽略轮与轴间摩擦的滑轮组，称为理想滑轮组
（3）由文中内容，请你推测：“天问一号”探测器从地球轨道转移到火星轨道大约经历______天（保留整数）。
20．小明家有个木衣架，有一次放学回家他把书包挂在衣架A处，衣架倒了下来，小明是个聪明的孩子，他分析了衣架倒下来的原因后，测量了如下的数据：书包质量5千克；木衣架质量3千克；圆底盘直径30厘米；其他数据如图，衣架受到重力的作用线经过圆底盘的圆心．
（1）请你通过计算，解释衣架倒下来的原因．
（2）为了防止衣架倒下来，小明提出了改进意见适当增大圆底盘直径，请你再说出一种其他方法．
21．据报道，一位物理老师在动物园内，用弹簧测力计称出了一头大象的质量，在称象过程中，他还用到了吊车、铁笼和一根很长的槽钢等辅助工具。如图1所示，①他首先将铁笼系于槽钢上的B点，当吊车吊钩在槽钢上的悬吊点移至O点时，槽钢在水平位置平衡；②测得OB=6cm；③将大象引入铁笼，用弹簧测力计竖直向下拉住槽钢的另一端，使之再次在水平位置平衡，测得OA=9m，弹簧测力计的示数为200N。
（1）步骤①的目的______
（2）计算大象的质量（g取10N/kg）( )
（3）一位学生看到后，设计了如图2所示的滑轮组来代替测力计、滑轮组绕绳的一端和槽钢A端相连，且竖直穿过地面上的定滑轮。请你帮他完成余下的滑轮组绕线设计，要求挂上适当的重物后，槽钢能水平平衡并计算槽钢水平平衡时，所挂重物的总重力为多少 ( ) （不计滑轮及绳重，不计所有摩擦）
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A
【详解】
由图甲可知，当m＝20g时
VA＝10cm3
VB＝40cm3
则
ρA＝＝＝2g/cm3
ρB＝＝＝0.5g/cm3
所以
ρA：ρB＝2g/cm3:0.5g/cm3＝4:1
因为A、B的体积相同，所以由G＝mg＝ρVg可得，A、B的重力之比
GA：GB＝ρAVg：ρBVg＝ρA：ρB＝4：1
由图乙可知，使用的滑轮组中n＝2，不计摩擦和滑轮的自重，要使它们处于静止状态，设方框中挂N个B物体，则有
N GB＝·GA
则
N＝×＝×＝2
故A符合题意；BCD不符合题意。
故选A。
2．A
【详解】
A．因为杠杆有省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆，所以杠杆可省力也可费力，故A符合题意；
B．定滑轮的实质是等臂杠杆，也不省力也不费力，故B不符合题意；
C．动滑轮实质是动力臂是阻力臂两倍的杠杆，所以是省力机械，故C不符合题意；
D．滑轮组由动滑轮和定滑轮组成，是既省力又能改变力的方向的装置，所以是省力机械，故D不符合题意。
故选A。
3．D
【详解】
A．不计机械自重和摩擦，有Fs＝Gh。即
F1×4m＝G×2m
得到F1G；
B．由题图可知为滑轮组，与动滑轮相连的绳子段数是3，即n＝3，F2G；
C．题图是一个倒着用的动滑轮，但动力作用在动滑轮的轴上，所以F3＝2G；
D．由题图可知，动力臂为
1m+3m＝4m
阻力臂为1m，动力臂和阻力臂之比为4∶1，所以动力和阻力之比为1∶4，所以F4G。
故选D。
4．B
【详解】
由图可知，滑轮组的动滑轮绕4段绳。
A．装修材料上升的速度
v==0.05m/s
绳子自由端移动的速度为
v绳=4v=4×0.05m/s=0.2m/s
故A错误；
B．做的有用功为
W有=Gh=960N×9m=8640J
故B正确；
C．滑轮组的机械效率为
拉力大小
故C错误；
D．拉力的功率为
故D错误。
故选B。
5．C
【详解】
A．绳子移动的速度
由图可知，n=2，由此可知物体上升的速度
故A错误；
B．拉力所做的功
故B错误；
C．拉力的功率
故C正确；
D.上升过程中物体的动能不变，重力势能增大，机械能增大，故D错误。
故选C。
6．D
【详解】
由图可知，滑轮组承担物重的绳子段数n=2，因为动滑轮重、绳重和摩擦都考虑在内，所以实际拉力
故D符合题意。
故选D。
7．D
【详解】
A．由图可知，在提升动滑轮的过程中，由力臂的定义可知，F1的力臂要小于F2的力臂，根据杠杆平衡条件可知，在阻力和阻力臂不变的情况下，动力臂越小，动力越大，即
故A不符合题意；
B．在不计摩擦的情况下，用F2提升物体时，动力臂是阻力的2倍，则
故B不符合题意；
C．由图可知，连接OA的直线与F1的力的作用线不垂直，根据力臂定义可知，OA不是F1的力臂，故C不符合题意；
D．根据动滑轮的特点可知，绳子自由端移动的距离是物体上升高度的2倍，故D符合题意。
故选D。
8．C
【详解】
A．由图知道，n＝2，不计滑轮重及绳与滑轮间的摩擦，拉力
故A错误；
BC．绳自由端移动的距离
s＝2s物＝2×3m＝6m
绳子自由端移动的速度
故B错误，C正确；
D．拉力F做功功率
故D错误。
故选C。
9．B
【详解】
物体A水平向右匀速运动时，受力情况如图1所示：
水平方向受到拉力和摩擦力f，B同时也是做匀速运动，所以
F拉=GB=3N
对于物体A，摩擦力和拉力是一对平衡力，所以
f=F拉=3N
当A向左运动时，由于压力不变，接触面粗糙程度也不变，所以
f=3N
不变，此时，A、B受力情况如图2所示:
A．物体A向右匀速运动时，物体B也向下做匀速运动，所以重力是做功的，故A错误；
B．物体A向左匀速运动时，有
，f=3N
由于A做匀速，故仍等于B的重力，有
=3N
所以有
F=3N+3N=6N
故B正确；
C．A向左减速运动时，由于A受到的压力不变，接触面粗糙程度也不变，所以f=3N，滑动摩擦力不变，故C错误；
D．A向左加速运动时，由于A对B的拉力和B对A的拉力是一对相互作用力，所以两者相等，故D错误。
故选B。
10．C
【详解】
A．由图像可知l1=l2，由杠杆平衡条件可得F1=G，故正确，不符合题意；
B．由图像可知滑轮组n=3，则，故正确，不符合题意；
C．由图像可知动滑轮动力作用在轴上，则，故错误，符合题意；
D．不计机械自重和摩擦，则斜面为理想斜面，满足FL=Gh，即，故正确，不符合题意。
故选C。
11．B
【详解】
A．旗杆上的定滑轮，相当于等臂杠杆，不省力，也不省距离，故A不符合题意；
B．夹东西的筷子，是费力杠杆，费力，省距离，故B符合题意；
C．开门的把手使用时，实质是轮轴，动力作用在轮上，阻力作用在轴上，是省力机械，省力，费距离，故C不符合题意；
D．蜿蜒的盘山公路是斜面，省力，费距离，故D不符合题意。
故选B。
12．C
【详解】
A．以滑轮为参照物，物体与滑轮的位置没有发生变化，则物体是静止的，故A错误；
B．由图象可知，提升物体时，绳子自由端移动的距离
s=40cm=0.4m
速度为
则物体上升的速度
故B错误；
C．卷扬机拉力的大小
故C正确；
D．拉力的功率
故D错误。
故选C。
13． 16
【详解】
[1]由图知道，n=3，不考虑滑轮重力和滑轮与绳间摩擦，水平拉力
[2]因为拉力端移动的距离等于物体移动距离的3倍，时间相同，所以，由知道，拉力端移动的速度等于物体移动速度的3倍，即物体移动速度
14． 30 1
【详解】
[1][2]由图可知，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
当绳子自由端移动3m时，物体A向左移动的距离
15．12
【详解】
由图知，与动滑轮相连的有三段绳子，则n=3，拉力的速度
v=3v物=3×0.2m/s=0.6m/s
拉力F做功的功率
16． 斜面 力 乙 拧
【详解】
[1][2]盘山公路是通过倾斜的公路，来回曲折爬升高度。因此盘山公路相当于简单机械中的斜面。斜面虽然加长了运动的距离，但可以在物体向上运动时省力。
[3][4]图乙是螺丝钉，一圈圈螺纹相当于倾斜的斜面，与盘山公路的原理相同。为了将它钉进木块，使用时用拧的比较好，拧的时候，相当于沿斜面向上运动的过程，可以省力。若用敲的方式，一圈圈螺纹相当于增加了接触面的粗糙程度，会使摩擦力变大，敲起来更费力。
17．（1）；（2）见解析
【详解】
（1）动滑轮的支点O在绳与轮最左边的接触点；F为动力，支点到动力作用线的距离为动力臂l1；物体对滑轮的拉力为阻力，支点到阻力作用线的距离为阻力臂l2；如图所示：
（2）动滑轮工作时，动力臂（l1）是直径，阻力臂（l 2）是半径，根据杠杆平衡条件
F1l1=F2l2
F1l1=Gl2
因为l1=2l 2，所以
F1=G
18． 省力 不能 费 省力 门把手
【详解】
（1）[1]辘轳是典型的轮轴，F1为作用在轮上的力，F2为作用在轴上的力，当轮轴匀速转动时，有F1R= F2r，且R＞r，所以F1＜F2，所以，辘轳能够省力。
（2）[2]用铅笔探究轮轴的实验时，笔管相当于轮，而笔头相当于轴。所以，左手捏紧笔管，作用在轮上，右手旋转笔头，作用在轴上，则左手能使笔管部分保持不被旋转。
（3）[3] 当笔管转动一圈，笔头也转动一圈，由于笔头的直径小于笔管的直径，所以捏住笔管的手比捏住笔头的手省力，但是会费距离。
（4）[4][5]螺丝刀的轮半径是1.5cm，轴半径是0.3cm，即R=5r，由杠杆的平衡条件知道
故正常使用螺丝刀是省力的，且动力是阻力的。
（5）[6]轮轴的实质是可绕固定轴传动；其支点在轴心，阻力作用在轴上，动力作用在轮上，轮半径大于轴半径，所以实质是省力杠杆，如生活中实例有门把手、自来水龙头，自行车把等。
19． 霍曼转移轨道 AD 260
【详解】
（1）[1]由题文可知，路径为“霍曼转移轨道”。
（2）[2]A．平直轨道上行驶的列车，速度变化很小时，可以看成速度不变，可视为做匀速直线运动，故A符合题意；
B．物体受到拉力的大小可以通过弹簧在弹性限度内的伸长多少来衡量使用了数学公式，不是抓住事物本质，忽略次要因素，故B不符合题意；
C．重心是模型法的使用，故C不符合题意；
D．不计绳重、滑轮重，忽略轮与轴间摩擦，抓住事物本质，忽略次要因素，故D符合题意。
故选AD。
（3）[3]此过程火星公转角度为136°，天数为
20．（1）因为F1L1=50N×10cm，F2L2=30N×15cm，所以，F1L1>F2L2，故衣架倾倒．
（2）减小挂衣钩的长度（或“在对侧挂衣钩挂物件”“ 圆盘底座换用大理石等更重的材质”）
【详解】
（1）可把衣架看做杠杆，支点在圆底盘的圆周上，动力臂为为
25cm-15cm=10cm
阻力臂为圆的半径15cm．因为
F1L1=50N×10cm，F2L2=30N×15cm
所以
F1L1>F2L2
故衣架倾倒。
（2）为了防止衣架倒下来，从减小动力或动力臂，增大阻力和阻力臂来考虑。
21． 见解析 3×103kg 400N
【详解】
（1）[1]从题干中可知步骤1的作用是消除槽钢和铁笼重力对杠杆平衡的影响，便于测量力臂。
（2）[2]根据杠杆的平衡条件得到
F1l1=F2l 2
200N×OA=G×OB
200N×9m=G×0.06m
G=30000N=3×104N
大象的质量
m=
（3）[3]由图2可知，穿过地面上的定滑轮的绳子给左端滑轮组的拉力是向下的，所以从左端滑轮组最后出来的绳子受到拉力方向是向下的，滑轮组的动滑轮绕2段绳，如图所示：
不计滑轮及绳重，不计所有摩擦，由题意可知A端的拉力是200N，定滑轮不省力，穿过地面上的定滑轮的绳子给左端滑轮组的拉力是200N，所挂重物的总重力
G总=2F=2×200N=400N
答案第1页，共2页
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