第十二章 简单机械
A卷 名师原创基础卷(时间:60分钟 满分100分)
一、选择题(共16小题,每小题2分,共32分)
1.如下图所示的四种工具中,属于费力杠杆的是( )
A.核桃钳 B.钢丝钳 C.启瓶器 D.镊子
2.如图是一个杠杆式简易起吊机,它上面装了一个定滑轮可以改变拉绳的方向,杠杆OBA可绕O点转动,重物通过绳子对杠杆的拉力为阻力。图中能够正确表示动力臂的是( )
A.l1 B.l2
C.l3 D.l4
3.关于简单机械的使用,说法不正确的是( )
A.使用撬棒可以省力 B.使用定滑轮不能省距离
C.利用斜面可以省功 D.使用滑轮组可以改变动力方向
4.关于滑轮和滑轮组,下列说法正确的是( )
①使用定滑轮既可以省力,又可以改变用力的方向
②使用定滑轮不能省力,但可以改变用力的方向
③使用动滑轮能省力,但不能省距离
④使用一个动滑轮和一个定滑轮组成滑轮组最多省一半力。
A.②③ B.①③ C.③④ D.①④
5.如图所示的四种机械提起同一重物,不计机械自重和摩擦的情况下,最省力的是( )
A. B. C. D.
6.如图所示,用细线将轻质杠杆AOB悬挂起来,分别在A、B两端挂上质量为m1、m2的重物时,杠杆平衡,此时AO恰好处于水平位置,AO=BO,则m1、m2的关系为( )
A.m1>m2 B.m1<m2 C.m1=m2 D.无法判断
7.如图,在“探究杠杆的平衡条件”实验中,已知杠杆上每个小格长度为2cm,当弹簧测力计在A点斜向上(与水平方向成30°角)拉杠杆,使杠杆在水平位置平衡时,测力计的示数为3N.下列说法正确的是( )
第6题 第7题 第8题
A.动力臂为OA,大小为8 cm B.此时为省力杠杆 C.钩码总重为2 N
D.若改为竖直向上拉A点,则为了保持杠杆水平位置平衡,测力计的示数应
大于3N
8.如图是一种切甘蔗用的铡刀示意图。下列有关说法正确的是( )
A.刀刃很薄可以增大压力 B.甘蔗放在a点比b点更易被切断
C.铡刀实质上是一种费力杠杆 D.手沿F1方向用力比沿F2方向更省力
9.工人们为了搬运一台笨重的机器,设计了如图所示的四种方案(机器下方的小圆表示并排放置的圆形钢管).其中最省力的方案是( )
A. B. C. D.
10.利用如图所示的滑轮,在粗糙水平面上匀速拉动物体,下列叙述正确的是( )
A.重力做的功是有用功 B.拉力F1做的功是额外功
C.绳子自由端的拉力F做的功是总功 D.该滑轮的机械效率可能等于100%
11.在斜面上将一个质量为5kg的物体匀速拉到高处,如图所示,沿斜面向上的拉力为40N,斜面长2m、高1m。把重物直接提升h所做的功作有用功。g取10N/kg,下列说法正确的是( )
A.物体只受重力、拉力和摩擦力三个力的作用 B.做的有用功是5J
C.此斜面的机械效率为83.3% D.物体受到的摩擦力大小为15N
第10题 第11题 第12题
12.如图AB为一可绕O点转动的杠杆,在A端通过绳子作用一个拉力F,使杠杆平衡,保持重物不动,而使绳绕A点沿图中虚线从竖直位置C顺时针缓慢转动到D位置,则以下判断正确的是( )
A.F变大 B.F变小 C.F不变 D.无法判断
13.质量相同的铜块和铝块,挂在杠杆A、B两端。杠杆在水平位置平衡,如图所示。现把铜块和铝块同时浸没于水中,已知ρ铜>ρ铝,则有( )
A.杠杆AB仍保持平衡 B.杠杆A端会上升
C.杠杆A端会下降 D.杠杆是否平衡,无法判断
二、填空题(共9小题,每空1分,共21分)
14.端午节赛龙舟时,运动员一手支撑住浆柄,一手用力划桨,此时浆属于
(选填“省力”或“费力”)杠杆;当运动员向后划桨时,龙舟就向前行进,说明物体间力的作用是 的;龙舟快速前进时,激起的“泡沫”会自动靠近船身,这是因为水中流速大的地方 。
第14题 第15题 第16题
15.用如图所示的滑轮组匀速提升重为100N的物体,拉力F=60N,滑轮组的机械效率为 。在物体匀速上升的过程中,物体的动能 ,物体的重力势能 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
16.如图(a)、(b)所示,若不计摩擦和滑轮重力,分别用力FA、FB匀速提升重为100 牛的物体,图 中的滑轮可以看作省力杠杆;图(b)中,力FB的大小为 牛;若物体 A 匀速上升1米,则拉力FA所做的功为
焦。
17.老王对汽车的发动机做检修时要将引擎盖拉起,引擎盖的实图和模型如右图所示。引擎盖可绕O点自由转动,A为引擎盖重心位置。据此回答:
(1)此时引擎盖是 (“费力”,“省力”,“等臂”)杠杆。
(2)如果逐渐抬高引擎盖的过程中,老王一直保持竖直向上、匀速抬升,
老王对引擎盖的拉力 (选填“增大”,“减少”或“不变”)。
第17题 第19题
18.既可以省力,又可以改变用力方向的滑轮是 (选填“定滑轮”“动滑轮”或“滑轮组”);利用一个效率为90%的杠杆做100J的总功,其中额外功是 J。
19.如图所示,用固定在竖直墙上的直角三角形支架ABC放置空调室外机,已知AB长40cm,BC长50cm。室外机的质量为30kg,室外机的重力作用线正好通过AB中点,则A处钉受到的水平拉力F为 N(支架重力不计) 为了安全,从力学的角度分析,室外机的位置应尽量 (选填“靠近”或“远离”)墙壁。
三、作图题(共2小题,每空2分,共26分)
20.如图所示,杠杆AOB在力的作用下处于平衡状态,请画出图中货箱的受力示意图和拉力T的力臂L。
第21题 第22题
21.图中杠杆B点挂着重物G,若在A点施加一个最小的力F使杠杆平衡在图中的位置,请画出此力的示意图和力臂。
四、实验探究题(共2小题,每空2分,共26分)
22.小明和同学们在探究“杠杆的平衡条件”实验中所用的实验器材有:刻度均匀的杠杆(每个小格长度为5cm)、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和重量相同的0.5N钩码若干个。
(1)实验前,将杠杆中点置于支架上,当杠杆静止时,发现杠杆右端下沉,
此时,应把杠杆两端的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调
节,使杠杆在不挂钩码时,达到水平平衡状态。
(2)接着,小明将钩码挂在杠杆两侧,如图(1)所示,他根据图(1)中的数据得出结论:动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离,小王同学认为小明的结论是错误的。小王利用图(1)的装置,进行了探究,下列能帮助小王同学得出正确结论的操作是 。
A.去掉一侧钩码,换用弹簧测力计竖直向下拉
B.去掉一侧钩码,换用弹簧测力计斜向下拉
C.去掉一侧钩码,换用弹簧测力计竖直向上拉
D.增加钩码个数,多次试验使结论更有普遍性
(3)小同学在图(1)中,保持A点所挂的钩码个数不变,取下弹簧测力计,挂在支点O右侧不同位置,用弹簧测力计施加竖直向下的拉力F,使杠杆水平平衡,测出每一组力F和对应的力臂L,并记录在右表中。请根据表中数据,在图(2)坐标系中绘制出L与F的图象,当L为50cm时,F为 N。
次数 力F/N 力臂L/cm
1 0.75 40
2 1.0 30
3 1.5 20
4 2.0 15
5 3.0 10
(4)小华又进行了课外探究,她找来相同的硬币若干,在一平衡杠杆的左端放上2枚、右端放3枚,杠杆仍在水平位置平衡,如图(3)。她用刻度尺测出L1和L2则2L1 (选填“<”、“>”或“=”)3L2,若将杠杆左端的硬币正上方再加2枚硬币,在杠杆右端的硬币正上方再加3枚硬币,杠杆将 (选填“平衡”或“不平衡”)
23.图甲是某学习小组”测量滑轮组的机械效率”的示意图。
(1)用弹簧测力计竖直向上 拉动绳子自由端,将重为4.5N的物体从A位置提升到A′位置,同时弹簧测力计从图中的B位置上升到B′位置,在这个过程中,弹簧测力计的示数如图乙所示;
(2)物体提升的高度是 cm,拉力是 N,该滑轮组的机械效率η= ;
(3)若在图甲装置的基础上,增加一个动滑轮,改为图丙所示的装置,提升同一物体,则滑轮组的机械效率 (变大∕变小∕不变)。
五、计算题(共3小题,每小题5分,共15分)
24.某物体在竖直方向受到90N的拉力,以0.2m/s的速度匀速向上运动.(空气阻力不计)求:
(1)物体在10s内上升的距离.
(2)物体受到的重力.
(3)如图所示,若改用机械效率为80%的滑轮组,用10N的拉力使物体仍
以0.2m/s的速度匀速向右移动,求10s内人对物体所做的有用功率。
25.用如图所示的滑轮组将重60N的货物匀速提升1m的过程中,所用拉力F=40N.不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦。求:
(1)上述过程中的有用功W;
(2)上述过程中提升动滑轮所做的功W。
(3)若用该滑轮组匀速提起80N的货物,则滑轮组的机械效率η为多大?
26.雅安4.20地震后灾后重建工作正在高效地进行,如图是某建筑工地上使用的塔式起重机。在一次操作过程中起重机将质量为500kg的建筑材料竖直提升了12m,用时15s,(g=10N/kg).求:
(1)所提建筑材料受到的重力;
(2)起重机提起建筑材料所做的功;
(3)提升过程中该起重机的电动机功率为8kW,那么提升过程中塔式起重机的机械效率是多大?