第12章《简单机械》综合训练卷-2021-2022学年八年级物理（下）（Word版含答案人教版）
文档属性
| 名称 | 第12章《简单机械》综合训练卷-2021-2022学年八年级物理（下）（Word版含答案人教版） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 626.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-05-17 16:55:19 | ||
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文档简介
第12章《简单机械》综合训练卷
一、选择题（本大题共12小题）
1．如图所示，所使用的杠杆能够省距离的是（ ）
A．羊角锤 B．筷子
C．开瓶器 D．独轮车
2．一根轻质杠杆，在左右两端分别挂上200N和300N的重物时，杠杆恰好平衡。若将两边物重同时增加50N，则杠杆（ ）
A．左端下沉 B．右端下沉 C．仍然平衡 D．无法确定
3．如图所示，用滑轮组提升重物时，重400N的物体在10s内匀速上升了1m。已知拉绳的力F为250N，则提升重物的过程中（ ）
A．绳子自由端被拉下1m B．做的总功是400J
C．拉力的功率是25W D．滑轮组的机械效率是80%
4．《墨经》最早记述了杆秤的杠杆原理，“标”“本”表示力臂，“权”“重”表示力，如图所示，杆秤在水平位置平衡，以下说法正确的是（ ）
A．“重”增大时，N端上扬B．“权”增大时，M端上扬
C．“权”向右移时，N端下沉D．提纽向右移时，M端上扬
5．如图，甲、乙实验可以得出“定滑轮不能省力”这一结论。小敏想通过一次实验既得出结论，又能直接显示出钩码的重力大小，于是在左侧加上一个相同的弹簧测力计（弹簧测力计重力不能忽略、绳和滑轮之间摩擦不计）。下列四套装置中能实现的是（ ）
A． B． C． D．
6．如图所示，用相同的滑轮安装成甲。乙两种装置，分别将A、B两物体匀速向上提升，若所用拉力大小相等，绳端在相同时间内移动了相同的距离。不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．两物体上升的速度相同B．两种装置的机械效率相等
C．两次提升物体所做的有用功相等D．两种装置中拉力做功的功率相等
7．如图所示，是某建筑工地使用的一种起重机的滑轮组。一次提升货物A的质量为2.7×103kg，30s内货物A被匀速提升了3m，动滑轮的重力3×103N(不计起重机钢绳重和一切摩擦)。下列分析中正确的是（ ）
A．钢绳自由端的移动速度为0.1m/sB．拉力F的功率为1.5×103W
C．滑轮组的机械效率为90%D．钢绳的拉力F的大小为1.0×104N
8．如图所示，用F1的力将物体B匀速提升h， F1做功600J，若借助滑轮组用F2的力把物体B匀速提升相同高度，F2 做功为1000J。下列说法正确的是（ ）
A．两个过程中的拉力F1= 3F2 B．F1 做功的功率比F2做功的功率小
C．滑轮组机械效率为40% D．F2 做功的距离为3h
9．如图所示，把重为G的物体甲从A点竖直向上匀速拉至B点，过程绳的拉力对甲做的功为WAB；用平行于斜面的拉力把重也为G的物体乙沿面从C点匀速拉至B等高的D点，在此过程中的拉力对乙做的功为WCD，斜面的机械效率为
A． B． C． D．
10．如图所示，滑轮组的每个滑轮质量相同，用它们将重为G1、G2的货物提升相同的高度（不计绳重和摩擦），下列说法正确的是
A．用同一个滑轮组提起不同重物时，其机械效率不变
B．若G1＝G2，则甲、乙滑轮组所做的额外功相等
C．若G1＝G2，则拉力F1与F2所做的总功相等
D．若G1＝G2，则甲的机械效率大于乙的机械效率
11．对物理概念的理解是学好物理的关键，下列关于功、功率和机械效率的说法正确的是（ ）
A．通过改进机械的性能的机械，机械效率也不能达到100%
B．做功多的机械，功率一定大
C．功率大的机械，做功一定快
D．做功快的机械，机械效率一定高
12．甲、乙两个滑轮组如图所示，其中的每一个滑轮的重力都相同，用它们分别将重物G1、G2提高相同的高度，不计绳重和摩擦，下列说法中不正确的是（ ）
A．若G1=G2，则拉力做的总功相同
B．若G1=G2，则甲的机械效率大于乙的机械效率
C．若G1>G2，则拉力做的有用功相同
D．用甲、乙中的任何一个滑轮组提起不同的重物，机械效率不变
二、填空题（本大题共5小题）
13．如图所示，用大小为F的拉力，通过一个动滑轮，拉着重为300N的物体，使物体在竖直方向以1m/s的速度向上做匀速直线运动，其中动滑轮重100N，则拉力F做功的功率为______W。（不计绳重和滑轮转轴处的摩擦）
14．如图所示，O为杠杆AC的支点，杠杆重力不计，在B处挂一小球，重为100N，，A、C分别是杠杆的两个端点，为使杠杆在水平位置平衡，需要施加的最小力的作用点应该在___________点，力的大小为___________N。若将物体提升20cm，则动力做的功是___________J。
15．如图所示，轻质杠杆OA可绕O点转动，OA为0.3米，OB为0.2米。A点挂一个质量为2千克的物体G，B点加一个竖直方向的力F，杠杆在水平平衡，则物体G的重力大小为___牛，力F大小为____牛。
16．如图所示，工人利用斜面把重物搬运到汽车上，汽车车厢高度h＝1.5 m，斜面长度s＝3m，现用力F沿斜面把重1800N的重物匀速拉到车上，若不计摩擦，拉力F为___N；若实际拉力F'＝1200 N，则该斜面的机械效率是___．
17．如图是一组合搬运机械，它由一个电动机和一个带有定滑轮的斜面组合而成.已知斜面长为6m、高为3m.现用该机械将一质量为0.6t的重物，从地面匀速搬运到3m高的平台，电动机消耗的电能为，电动机输出的机械功为.则此过程中，使用该机械所做的额外功为______J，该组合机械的机械效率为______.(g取)
三、实验题（本大题共3小题）
18．如图所示是小红和小华同学探究“杠杆平衡的条件”的几个实验情景：
（1）挂钩码前，杠杆在如图甲所示的位置静止，此时杠杆 ______（选填“达到”或“没有达到”）平衡状态；此时需要调水平平衡的目的 ______；
（2）如图乙所示，A点挂有2个质量均为50g的钩码，为了让杠杆在水平位置平衡，应在B点挂 ______个质量均为50g的钩码；
（3）实验结束后，小华联想到生活中的杆秤，其主要结构由秤杆、秤钩A、提纽（B、C）、秤砣D组成（O点为刻度的起点）；如图丁所示是用杆秤称量货物时的情景；
①在称量货物时，使用提纽 ______（选填“B”或“C”），该杆秤的称量范围更大；
②若该杆秤配套的秤砣D有磨损，称量货物时杆秤显示的质量将比被测货物的真实质量 ______（选填“大”或“小”）。
19．如图所示，下面是某同学做探究“斜面的机械效率与斜面的粗糙程度、斜面的倾斜程度的关系”实验时，得到如下实验数据。
斜面与水平夹角 小车的重力G/N 斜面的粗糙程度 斜面的高度h/m 沿斜面拉力F/N 斜面长s/m 有用功W有/J 总功W总/J 机械效率η/%
20° 2.1 玻璃面 0.09 0.6 0.5 0.189 0.30 63
30° 2.1 玻璃面 0.21 1.1 0.5 0.441 0.55 80.2
45° 2.1 玻璃面 0.36 1.8 0.5
45° 2.1 棉布面 0.36 2.0 0.5 0.756 1.00 75.6
(1)此探究实验是采用了_____________的物理研究方法。
(2)请将上表中空格补充完整_____________。
(3)请你根据表中的实验数据，得出要探究的实验结论：
结论一：___________________________。
结论二：__________________________。
20．在“得了滑轮组的机械效率”实验中，小丽用如图所示的同一滑轮组提升不同钩码的方法，分别做了甲、乙、丙3次实验，实验数据记录如表：
（1）实验中要________拉动弹簧测力计，使钩码升高．
（2）计算、分析以上装置中和表格中三组实验数据，写出计算分析过程并得出：同一滑轮组的机械效率与哪个因素的具体关系．____
（3）若将此滑轮组换一种绕绳方法，不计摩擦及绳重，提升相同的物体时，滑轮组的机械效率________（变大/变小/不变）．
四、计算题（本大题共3小题）
21．身高1.7米，质量为50千克的小明同学做俯卧撑运动，此时将他视为一个杠杆如图所示，他的重心在A点。则：
（1）他的重力为多少牛？
（2）若他将身体撑起，地面对手的作用力至少要多大？
（3）将身体撑起，每次肩膀上升的距离均为0.3米，做一次功是多少焦
（4）若他在1分钟内做了15个俯卧撑，他的功率是多少瓦？
22．如图所示，已知斜面长5m，高3m，绳端拉力为50N．利用这个滑轮装置将重为100N的物体在5s内从斜面的底端匀速拉到顶端．在此过程中：
（1）物体沿斜面向上运动，绳端移动的速度为多少？
（2）拉力的功和功率各是多少？
（3）拉力的机械效率是多少？
23．考古工作者在河底发现了古代的石像，经潜水者测量它的体积约为2m3．如图所示，在打捞石像的过程中，考古工作者用动滑轮将石像匀速提升，需要竖直向上的拉力F=1.6×104N．在没有将石像提出水面前，若不计摩擦和滑轮重力，（ρ水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg）求：
（1）石像受到的浮力．
（2）石像的重力．
（3）石像的密度．
（4）若将石像提升了3m，石像受到水的压强减少了多少？
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
【解析】
A．用羊角锤起钉子时动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，费距离，故A不符合题意；
B．筷子在使用时动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，可以省距离，故B符合题意；
C．开瓶器在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，费距离，故C不符合题意；
D．独轮车在使用时动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，费距离，故D不符合题意。
故选B。
2．A
【解析】
根据杠杆平衡的条件可得：因为200N小于300N，所以左边的力臂大于右边的力臂，那么当两端都增加50N时，杠杆不再平衡，因为右边的力臂与50N的乘积小于左边力臂与50N的乘积，左边的力和力臂乘积大，所以左端下沉。
故选A 。
3．D
【解析】
A．由图知，n=2，绳子自由端被拉下的距离
故A不符合题意；
B．拉力做的总功
故B不符合题意；
C．拉力做功的功率
故C不符合题意；
D．所做的有用功
滑轮组的机械效率
故D符合题意。
故选D。
4．C
【解析】
A．“重”增大时，左侧力与力臂的乘积小于右侧力与力臂的乘积N端下沉，故错误；
B．“权”增大时，左侧力与力臂的乘积大于右侧力与力臂的乘积M端下沉，故错误；
C．“权”向右移时，左侧力与力臂的乘积小于右侧力与力臂的乘积N端下沉，故正确；
D．提纽向右移时，左侧力与力臂的乘积大于右侧力与力臂的乘积M端下沉，故错误。
故选C。
5．D
【解析】
由于绳和滑轮之间摩擦不计，但弹簧测力计的重力对实验会产生影响，根据定滑轮不能省力的特点，结合“通过一次实验既得出结论，又能直接显示出钩码的重力大小”，逐个分析弹簧测力计的重力对测量结果的产生的影响，然后即可判断。
AC．在AC两图中，钩码挂在拉环上（即左边测力计倒置使用），因为弹簧测力计本身有重力，所以此时测力计显示的示数等于测力计自身的重力与钩码重力之和，则不能直接显示出钩码的重力大小，故AC项不符合题意；
B．在B图中，钩码挂在挂钩上（即左边测力计正常使用），所以能直接显示出钩码的重力大小，右边的测力计倒置使用，此时右边测力计的示数等于左边测力计的重力与钩码重力之和，而左边测力计的示数等于钩码的重力，所以两边测力计的示数不相等，不能得出正确结论，故B项不符合题意；
D．在D图中，钩码挂在挂钩上（即左边测力计正常使用），所以能直接显示出钩码的重力大小，设两测力计的重力均为G，由于定滑轮上的左边都是钩码和一个测力计在拉绳子，则绳子的拉力为
左边测力计的示数为
手拉右边测力计的挂钩，由力的平衡条件可得，右边测力计的示数（即测力计受到向下的拉力）为
所以
能得出正确结论，故D项符合题意。
故选D。
【点睛】
本题主要考查了定滑轮的实质和工作特点，关键是明确测力计的示数是显示作用在测力计挂钩上的力。
6．D
【解析】
A．由图可知，甲是定滑轮，乙是动滑轮，绳端在相同时间内移动了相同的距离，由v=可知绳端移动的速度相同，A物体上升的速度等于绳端移动的速度，B物体上升的速度是绳端移动的速度的一半，故A错误；
BCD．所用拉力大小相等，绳端在相同时间内移动了相同的距离，由W总=Fs可知总功相等，不计绳重和摩擦，甲图中物体的重力
GA=F
乙图中物体的重力
GB=2F-G动
A物体上升的高度
hA=s
B物体上升的高度
hB=s
A图中有用功
W有甲=GAhA=Fs
乙图中有用功
W有乙=GBhB=(2F-G动)s=Fs-G动s
W有甲＞W有乙
甲图中机械效率
η甲=
乙图中机械效率
η乙=
η甲＞η乙
由P=可知两种装置中拉力做功的功率相等，故D正确，BC错误。
故选D。
7．C
【解析】
A．由图可知，承担物重的绳子段数，绳子移动距离
绳子自由端移动速度
故A错误；
BD．货物A的重力为
钢绳的拉力F的大小是
拉力F做功
拉力F的功率为
故BD错误；
C．滑轮组做的有用功是
滑轮组的机械效率为
故C正确。
故选C。
8．D
【解析】
A．F1做功600J，由 可知
由图可知，滑轮组的绳子股数n=3，所以绳子自由端移动的距离s2=3h，F2做功1000J，由 可知
所以 ，故A错误；
B．题中没有给出两次运动的时间，所以无法比较两个力做功的功率，故B错误；
C．因为用F1的力将物体B匀速提升，所以物体B的重力G等于拉力F1，所以滑轮组的有用功为
滑轮组的总功等于拉力F2做的功，即
所以滑轮组的机械效率
故C错误；
D．由图可知，滑轮组的绳子股数n=3，所以绳子自由端移动的距离s2=3h，即F2 做功的距离为3h，故D正确。
故选D。
9．A
【解析】
根据机械效率的计算公式，得用斜面拉物体乙时所做的有用功为W有用=GH，由题意知，，故得W有用=WAB；用斜面拉物体乙时所做的总功为W总=WCD，故得斜面的机械效率为，故A正确．
10．D
【解析】
A.用同一个滑轮组提起不同的重物时，额外功不变，有用功不同，有用功和总功的比值不同，滑轮组的机械效率不同，故A错误；
B.滑轮组所做的额外功为克服动滑轮重力所做的功，因为两滑轮组中动滑轮重力不同，所以，即使重物G1、G2相等所做的额外功也不相等，故B错误；
C.滑轮组所做的总功为克服物体的重力和动滑轮重力所做的功，重物G1、G2相等，根据W＝Gh可知，提高相同的高度时所作有用功相同，动滑轮的重力不同所作额外功不同，F2做的总功大于F1做的总功，故C错误；
D.滑轮组所做的有用功为克服物体重力所做的功，若G1=G2当提升相同的高度时两滑轮组所做的有用功相等，但是F2做的额外功多，根据机械效率为有用功和总功的比值可知，甲的机械效率大于乙的机械效率，故D正确；
11．AC
【解析】
A．使用任何机械都要做额外功，所以总功一定大于有用功，即有用功与总功的比值一定小于1，也就是机械效率小于100%，故A正确；
B．功率是做功多少与所用时间的比值。做功多，时间不确定，功率大小不能确定。故B错误；
C．功率反映做功的快慢，功率大则做功快，功率小则做功慢。故C正确；
D．机械效率与做功快慢没有关系。故D错误。
故选AC。
12．ACD
【解析】
A．假设物体上升高度为h，图甲中有1个动滑轮且与3股绳接触，图乙中有2个动滑轮且与4股绳接触，则拉力分别为
拉力做的总功分别为
若G1=G2，则二者拉力做的总功不相同，故A错误，A符合题意；
BD．甲、乙的机械效率分别为
若G1=G2，则甲的机械效率大于乙的机械效率，用甲、乙中的任何一个滑轮组提起不同的重物时，机械效率也在变化；故B正确、D错误，B不符合题意，D符合题意；
C．拉力做的有用功分别为
若G1>G2，则甲中拉力做的有用功更大，故C错误，C符合题意。
故选ACD。
13．350
【解析】
由图可知：由于物体在竖直方向向上做匀速直线运动，则两股绳子的拉力大小F1、F2都等于物体的重力G，滑轮受竖直向下的重力、两股绳子的拉力和竖直向上的拉力作用，根据受力平衡可知
由于物体在竖直方向以1m/s的速度向上做匀速直线运动，则拉力F的作用点移动的速度
根据
可得拉力F做功的功率
14． C 50 20
【解析】
根据杠杆平衡条件可知，动力臂越大则需要的动力越小，则需要施加的最小力的作用点应该在C点，且方向竖直向上，此时
则
若将物体提升20cm，由于，则力的作用端上升距离为40cm，动力做的功是
15． 19.6 29.4
【解析】
物体的重力
G=mg=2kg×9.8N/kg=19.6N
物体的重力为19.6N。
由杠杆平衡的条件F OB=G OA可得
F= ==29.4N
力F大小为29.4N。
16． 900 75%
【解析】
若不计摩擦力的影响，则有W1=W2，即Fs=Gh，∴拉力为
F===900N
当拉力F实=1200N时，有用功为
W有用=Gh=1800N×1.5m=2700J
总功为
W总=F实s=1200N×3m=3600J
斜面的机械效率为
===75%
17． 40%
【解析】
电动机消耗的电能为总功W总=4.5×104J，有用功
W有用，
则该机械所做的额外功
W额=W总-W有用；
该组合机械的机械效率
．
18． 达到 力臂在杠杆上便于读出力臂大小 3 C 大
【解析】
（1）杠杆静止时，杠杆处于平衡状态。
杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上便于读出力臂大小。
（2）设一个钩码的重力为G，杠杆一个小格代表L，如果在B点挂钩码，设所挂钩码的数量为n，根据杠杆平衡条件得
2G×3L＝nG×2L
则n＝3，为了让杠杆在水平位置平衡，应在B点挂3个质量均为50g的钩码。
（3）①设杆秤的秤砣D对杠杆的拉力是动力F1，货物的重力是阻力F2，杠杆在水平位置平衡，提纽和杠杆右端的距离是动力臂l1，提纽和杠杆左端的距离是阻力臂l2，由杠杆平衡条件F1l1＝F2l2得
F2＝×F1
秤砣的重力不变，即动力F1不变，越大，阻力F2越大，测量范围越大，杠杆长不变，提纽在C点比在B点时，更大，阻力F2更大，测量范围越大。
②若该杆秤配套的秤砣D有磨损，动力F1变小，阻力F2不变，阻力臂l2不变，根据杠杆平衡条件F1l1＝F2l2得，动力臂l1变大，测量值比真实值偏大。
19． 控制变量法 0.756；0.9；84 斜面的光滑程度相同时，斜面的倾斜角度越大（小），机械效率越高（低） 斜面的倾斜高度相同时，斜面的表面越粗糙（光滑），机械效率越低（高）
【解析】
(1)从实验记录表中可以看出，实验的因素比较多有斜面的夹角、斜面的粗糙程度、斜面的高度、斜面的长度等多个因素，有些因素相同，有些因素不同，这正是控制变量法思想的体现。
(2)有用功
W有用=Gh=2.1N×0.36m=0.756J
总功
W总=Fs=1.8N×0.5m=0.9J
机械效率
η==×100%=84%
(3)斜面的倾斜程度通过斜面与水平面的夹角体现，夹角越大斜面的倾斜程度越大，分析第1、2、3组实验数据可知，斜面的光滑程度相同时，斜面的斜面的倾斜角度越大，机械效率越高；分析第3、4两组实验数据可知，斜面的倾斜高度相同时，斜面的表面越粗糙，机械效率越低。
20． 匀速 机械效率与提起物体的重力有关，物体重力越大，机械效率越高 不变．
【解析】
(1)实验中要竖直向上匀速拉动弹簧测力计，测力计示数稳定，便于读数； (2)由图知，测力计的分度值为0.2N，测力计示数为2.4N；第3次实验中,滑轮组的机械效率：η＝ ＝≈83.3%由表中实验数据可知，同一滑轮组提起的物体越重，滑轮组的机械效率越高，所以同一滑轮组的机械效率主要与提起物体的重力有关． (3)若将此滑轮组换一种绕绳方法，动滑轮的重不变，不计摩擦及绳重，则机械效率为：η＝ ＝；所以，提升相同的物体时，滑轮组的机械效率不变．
21．（1）490N；（2）294N；（3）88.2J；（4）22.05W
【解析】
解：（1）小明的重力
G=mg=50kg×9.8N/kg=490N
（2）以O点为支点，小明自身重力是阻力，即
F2=G =490N
根据杠杆平衡条件可知，地面对手的最小作用力
（3）将身体撑起，做一次的功
W1＝Fs＝294N×0.3m=88.2J
（4）1分钟内做15个俯卧撑的总功
W=15×W1 =1323J
则功率
答：（1）他的重力为490N；
（2）他将身体撑起，地面对手的作用力至少要294N；
（3）将身体撑起，每次肩膀上升的距离均为0.3米，则做一次功是88.2J；
（4）他在1分钟内做了15个俯卧撑，他的功率是22.05W。
22．（1）2m/s（2）100W（3）60%
【解析】
（1）根据v＝求出速度；（2）因为是动滑轮，所以根据s′＝2s求出拉力移动距离，再根据W＝Fs求出拉力做的总功，根据P＝求出功率；（3）根据W＝Gh求出有用功，根据η＝求出机械效率．
（1）物体沿斜面向上运动的速度：v＝＝2m/s；（2）绳端移动的距离：s′＝2s＝2×5m＝10m；拉力的功W总＝Fs＝50N×10m＝500J，功率：P＝＝100W；（3）有用功：W有用＝Gh＝100N×3m＝300J，拉力的机械效率η＝×100%＝×100%＝60%．
23．（1）2×104N；（2）5.2×104N；（3）石2.6×103kg/m3；（4）3×104Pa．
【解析】
（1）石像受到的浮力：F浮＝G排＝ρ液gV排＝1×103kg/m3×10N/kg×2m3＝2×104N；（2）不计摩擦和滑轮重力，根据F＝（G﹣F浮）可得石像的重力：G＝2FF浮＝2×1.6×104N2×104N＝5.2×104N；（3）石像的质量：m＝＝5.2×103kg；石像的密度：ρ＝＝2.6×103kg/m3；（4）石像减少的水的压强△p＝ρg△h＝1×103kg/m3×10N/kg×3m＝3×104Pa.．
点睛：（1）利用阿基米德原理F浮＝G排＝ρ液gV排求出石块受到的浮力；（2）若不计摩擦和滑轮重力，根据F＝ （G﹣F浮）可求石像的重力；（3）根据m＝ 可求石像的质量，利用密度公式求出石像的密度；（4）已知△h＝3m，根据△p＝ρg△h可求石像减少的水的压强．
答案第1页，共2页
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一、选择题（本大题共12小题）
1．如图所示，所使用的杠杆能够省距离的是（ ）
A．羊角锤 B．筷子
C．开瓶器 D．独轮车
2．一根轻质杠杆，在左右两端分别挂上200N和300N的重物时，杠杆恰好平衡。若将两边物重同时增加50N，则杠杆（ ）
A．左端下沉 B．右端下沉 C．仍然平衡 D．无法确定
3．如图所示，用滑轮组提升重物时，重400N的物体在10s内匀速上升了1m。已知拉绳的力F为250N，则提升重物的过程中（ ）
A．绳子自由端被拉下1m B．做的总功是400J
C．拉力的功率是25W D．滑轮组的机械效率是80%
4．《墨经》最早记述了杆秤的杠杆原理，“标”“本”表示力臂，“权”“重”表示力，如图所示，杆秤在水平位置平衡，以下说法正确的是（ ）
A．“重”增大时，N端上扬B．“权”增大时，M端上扬
C．“权”向右移时，N端下沉D．提纽向右移时，M端上扬
5．如图，甲、乙实验可以得出“定滑轮不能省力”这一结论。小敏想通过一次实验既得出结论，又能直接显示出钩码的重力大小，于是在左侧加上一个相同的弹簧测力计（弹簧测力计重力不能忽略、绳和滑轮之间摩擦不计）。下列四套装置中能实现的是（ ）
A． B． C． D．
6．如图所示，用相同的滑轮安装成甲。乙两种装置，分别将A、B两物体匀速向上提升，若所用拉力大小相等，绳端在相同时间内移动了相同的距离。不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．两物体上升的速度相同B．两种装置的机械效率相等
C．两次提升物体所做的有用功相等D．两种装置中拉力做功的功率相等
7．如图所示，是某建筑工地使用的一种起重机的滑轮组。一次提升货物A的质量为2.7×103kg，30s内货物A被匀速提升了3m，动滑轮的重力3×103N(不计起重机钢绳重和一切摩擦)。下列分析中正确的是（ ）
A．钢绳自由端的移动速度为0.1m/sB．拉力F的功率为1.5×103W
C．滑轮组的机械效率为90%D．钢绳的拉力F的大小为1.0×104N
8．如图所示，用F1的力将物体B匀速提升h， F1做功600J，若借助滑轮组用F2的力把物体B匀速提升相同高度，F2 做功为1000J。下列说法正确的是（ ）
A．两个过程中的拉力F1= 3F2 B．F1 做功的功率比F2做功的功率小
C．滑轮组机械效率为40% D．F2 做功的距离为3h
9．如图所示，把重为G的物体甲从A点竖直向上匀速拉至B点，过程绳的拉力对甲做的功为WAB；用平行于斜面的拉力把重也为G的物体乙沿面从C点匀速拉至B等高的D点，在此过程中的拉力对乙做的功为WCD，斜面的机械效率为
A． B． C． D．
10．如图所示，滑轮组的每个滑轮质量相同，用它们将重为G1、G2的货物提升相同的高度（不计绳重和摩擦），下列说法正确的是
A．用同一个滑轮组提起不同重物时，其机械效率不变
B．若G1＝G2，则甲、乙滑轮组所做的额外功相等
C．若G1＝G2，则拉力F1与F2所做的总功相等
D．若G1＝G2，则甲的机械效率大于乙的机械效率
11．对物理概念的理解是学好物理的关键，下列关于功、功率和机械效率的说法正确的是（ ）
A．通过改进机械的性能的机械，机械效率也不能达到100%
B．做功多的机械，功率一定大
C．功率大的机械，做功一定快
D．做功快的机械，机械效率一定高
12．甲、乙两个滑轮组如图所示，其中的每一个滑轮的重力都相同，用它们分别将重物G1、G2提高相同的高度，不计绳重和摩擦，下列说法中不正确的是（ ）
A．若G1=G2，则拉力做的总功相同
B．若G1=G2，则甲的机械效率大于乙的机械效率
C．若G1>G2，则拉力做的有用功相同
D．用甲、乙中的任何一个滑轮组提起不同的重物，机械效率不变
二、填空题（本大题共5小题）
13．如图所示，用大小为F的拉力，通过一个动滑轮，拉着重为300N的物体，使物体在竖直方向以1m/s的速度向上做匀速直线运动，其中动滑轮重100N，则拉力F做功的功率为______W。（不计绳重和滑轮转轴处的摩擦）
14．如图所示，O为杠杆AC的支点，杠杆重力不计，在B处挂一小球，重为100N，，A、C分别是杠杆的两个端点，为使杠杆在水平位置平衡，需要施加的最小力的作用点应该在___________点，力的大小为___________N。若将物体提升20cm，则动力做的功是___________J。
15．如图所示，轻质杠杆OA可绕O点转动，OA为0.3米，OB为0.2米。A点挂一个质量为2千克的物体G，B点加一个竖直方向的力F，杠杆在水平平衡，则物体G的重力大小为___牛，力F大小为____牛。
16．如图所示，工人利用斜面把重物搬运到汽车上，汽车车厢高度h＝1.5 m，斜面长度s＝3m，现用力F沿斜面把重1800N的重物匀速拉到车上，若不计摩擦，拉力F为___N；若实际拉力F'＝1200 N，则该斜面的机械效率是___．
17．如图是一组合搬运机械，它由一个电动机和一个带有定滑轮的斜面组合而成.已知斜面长为6m、高为3m.现用该机械将一质量为0.6t的重物，从地面匀速搬运到3m高的平台，电动机消耗的电能为，电动机输出的机械功为.则此过程中，使用该机械所做的额外功为______J，该组合机械的机械效率为______.(g取)
三、实验题（本大题共3小题）
18．如图所示是小红和小华同学探究“杠杆平衡的条件”的几个实验情景：
（1）挂钩码前，杠杆在如图甲所示的位置静止，此时杠杆 ______（选填“达到”或“没有达到”）平衡状态；此时需要调水平平衡的目的 ______；
（2）如图乙所示，A点挂有2个质量均为50g的钩码，为了让杠杆在水平位置平衡，应在B点挂 ______个质量均为50g的钩码；
（3）实验结束后，小华联想到生活中的杆秤，其主要结构由秤杆、秤钩A、提纽（B、C）、秤砣D组成（O点为刻度的起点）；如图丁所示是用杆秤称量货物时的情景；
①在称量货物时，使用提纽 ______（选填“B”或“C”），该杆秤的称量范围更大；
②若该杆秤配套的秤砣D有磨损，称量货物时杆秤显示的质量将比被测货物的真实质量 ______（选填“大”或“小”）。
19．如图所示，下面是某同学做探究“斜面的机械效率与斜面的粗糙程度、斜面的倾斜程度的关系”实验时，得到如下实验数据。
斜面与水平夹角 小车的重力G/N 斜面的粗糙程度 斜面的高度h/m 沿斜面拉力F/N 斜面长s/m 有用功W有/J 总功W总/J 机械效率η/%
20° 2.1 玻璃面 0.09 0.6 0.5 0.189 0.30 63
30° 2.1 玻璃面 0.21 1.1 0.5 0.441 0.55 80.2
45° 2.1 玻璃面 0.36 1.8 0.5
45° 2.1 棉布面 0.36 2.0 0.5 0.756 1.00 75.6
(1)此探究实验是采用了_____________的物理研究方法。
(2)请将上表中空格补充完整_____________。
(3)请你根据表中的实验数据，得出要探究的实验结论：
结论一：___________________________。
结论二：__________________________。
20．在“得了滑轮组的机械效率”实验中，小丽用如图所示的同一滑轮组提升不同钩码的方法，分别做了甲、乙、丙3次实验，实验数据记录如表：
（1）实验中要________拉动弹簧测力计，使钩码升高．
（2）计算、分析以上装置中和表格中三组实验数据，写出计算分析过程并得出：同一滑轮组的机械效率与哪个因素的具体关系．____
（3）若将此滑轮组换一种绕绳方法，不计摩擦及绳重，提升相同的物体时，滑轮组的机械效率________（变大/变小/不变）．
四、计算题（本大题共3小题）
21．身高1.7米，质量为50千克的小明同学做俯卧撑运动，此时将他视为一个杠杆如图所示，他的重心在A点。则：
（1）他的重力为多少牛？
（2）若他将身体撑起，地面对手的作用力至少要多大？
（3）将身体撑起，每次肩膀上升的距离均为0.3米，做一次功是多少焦
（4）若他在1分钟内做了15个俯卧撑，他的功率是多少瓦？
22．如图所示，已知斜面长5m，高3m，绳端拉力为50N．利用这个滑轮装置将重为100N的物体在5s内从斜面的底端匀速拉到顶端．在此过程中：
（1）物体沿斜面向上运动，绳端移动的速度为多少？
（2）拉力的功和功率各是多少？
（3）拉力的机械效率是多少？
23．考古工作者在河底发现了古代的石像，经潜水者测量它的体积约为2m3．如图所示，在打捞石像的过程中，考古工作者用动滑轮将石像匀速提升，需要竖直向上的拉力F=1.6×104N．在没有将石像提出水面前，若不计摩擦和滑轮重力，（ρ水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg）求：
（1）石像受到的浮力．
（2）石像的重力．
（3）石像的密度．
（4）若将石像提升了3m，石像受到水的压强减少了多少？
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【解析】
A．用羊角锤起钉子时动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，费距离，故A不符合题意；
B．筷子在使用时动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，可以省距离，故B符合题意；
C．开瓶器在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，费距离，故C不符合题意；
D．独轮车在使用时动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，费距离，故D不符合题意。
故选B。
2．A
【解析】
根据杠杆平衡的条件可得：因为200N小于300N，所以左边的力臂大于右边的力臂，那么当两端都增加50N时，杠杆不再平衡，因为右边的力臂与50N的乘积小于左边力臂与50N的乘积，左边的力和力臂乘积大，所以左端下沉。
故选A 。
3．D
【解析】
A．由图知，n=2，绳子自由端被拉下的距离
故A不符合题意；
B．拉力做的总功
故B不符合题意；
C．拉力做功的功率
故C不符合题意；
D．所做的有用功
滑轮组的机械效率
故D符合题意。
故选D。
4．C
【解析】
A．“重”增大时，左侧力与力臂的乘积小于右侧力与力臂的乘积N端下沉，故错误；
B．“权”增大时，左侧力与力臂的乘积大于右侧力与力臂的乘积M端下沉，故错误；
C．“权”向右移时，左侧力与力臂的乘积小于右侧力与力臂的乘积N端下沉，故正确；
D．提纽向右移时，左侧力与力臂的乘积大于右侧力与力臂的乘积M端下沉，故错误。
故选C。
5．D
【解析】
由于绳和滑轮之间摩擦不计，但弹簧测力计的重力对实验会产生影响，根据定滑轮不能省力的特点，结合“通过一次实验既得出结论，又能直接显示出钩码的重力大小”，逐个分析弹簧测力计的重力对测量结果的产生的影响，然后即可判断。
AC．在AC两图中，钩码挂在拉环上（即左边测力计倒置使用），因为弹簧测力计本身有重力，所以此时测力计显示的示数等于测力计自身的重力与钩码重力之和，则不能直接显示出钩码的重力大小，故AC项不符合题意；
B．在B图中，钩码挂在挂钩上（即左边测力计正常使用），所以能直接显示出钩码的重力大小，右边的测力计倒置使用，此时右边测力计的示数等于左边测力计的重力与钩码重力之和，而左边测力计的示数等于钩码的重力，所以两边测力计的示数不相等，不能得出正确结论，故B项不符合题意；
D．在D图中，钩码挂在挂钩上（即左边测力计正常使用），所以能直接显示出钩码的重力大小，设两测力计的重力均为G，由于定滑轮上的左边都是钩码和一个测力计在拉绳子，则绳子的拉力为
左边测力计的示数为
手拉右边测力计的挂钩，由力的平衡条件可得，右边测力计的示数（即测力计受到向下的拉力）为
所以
能得出正确结论，故D项符合题意。
故选D。
【点睛】
本题主要考查了定滑轮的实质和工作特点，关键是明确测力计的示数是显示作用在测力计挂钩上的力。
6．D
【解析】
A．由图可知，甲是定滑轮，乙是动滑轮，绳端在相同时间内移动了相同的距离，由v=可知绳端移动的速度相同，A物体上升的速度等于绳端移动的速度，B物体上升的速度是绳端移动的速度的一半，故A错误；
BCD．所用拉力大小相等，绳端在相同时间内移动了相同的距离，由W总=Fs可知总功相等，不计绳重和摩擦，甲图中物体的重力
GA=F
乙图中物体的重力
GB=2F-G动
A物体上升的高度
hA=s
B物体上升的高度
hB=s
A图中有用功
W有甲=GAhA=Fs
乙图中有用功
W有乙=GBhB=(2F-G动)s=Fs-G动s
W有甲＞W有乙
甲图中机械效率
η甲=
乙图中机械效率
η乙=
η甲＞η乙
由P=可知两种装置中拉力做功的功率相等，故D正确，BC错误。
故选D。
7．C
【解析】
A．由图可知，承担物重的绳子段数，绳子移动距离
绳子自由端移动速度
故A错误；
BD．货物A的重力为
钢绳的拉力F的大小是
拉力F做功
拉力F的功率为
故BD错误；
C．滑轮组做的有用功是
滑轮组的机械效率为
故C正确。
故选C。
8．D
【解析】
A．F1做功600J，由 可知
由图可知，滑轮组的绳子股数n=3，所以绳子自由端移动的距离s2=3h，F2做功1000J，由 可知
所以 ，故A错误；
B．题中没有给出两次运动的时间，所以无法比较两个力做功的功率，故B错误；
C．因为用F1的力将物体B匀速提升，所以物体B的重力G等于拉力F1，所以滑轮组的有用功为
滑轮组的总功等于拉力F2做的功，即
所以滑轮组的机械效率
故C错误；
D．由图可知，滑轮组的绳子股数n=3，所以绳子自由端移动的距离s2=3h，即F2 做功的距离为3h，故D正确。
故选D。
9．A
【解析】
根据机械效率的计算公式，得用斜面拉物体乙时所做的有用功为W有用=GH，由题意知，，故得W有用=WAB；用斜面拉物体乙时所做的总功为W总=WCD，故得斜面的机械效率为，故A正确．
10．D
【解析】
A.用同一个滑轮组提起不同的重物时，额外功不变，有用功不同，有用功和总功的比值不同，滑轮组的机械效率不同，故A错误；
B.滑轮组所做的额外功为克服动滑轮重力所做的功，因为两滑轮组中动滑轮重力不同，所以，即使重物G1、G2相等所做的额外功也不相等，故B错误；
C.滑轮组所做的总功为克服物体的重力和动滑轮重力所做的功，重物G1、G2相等，根据W＝Gh可知，提高相同的高度时所作有用功相同，动滑轮的重力不同所作额外功不同，F2做的总功大于F1做的总功，故C错误；
D.滑轮组所做的有用功为克服物体重力所做的功，若G1=G2当提升相同的高度时两滑轮组所做的有用功相等，但是F2做的额外功多，根据机械效率为有用功和总功的比值可知，甲的机械效率大于乙的机械效率，故D正确；
11．AC
【解析】
A．使用任何机械都要做额外功，所以总功一定大于有用功，即有用功与总功的比值一定小于1，也就是机械效率小于100%，故A正确；
B．功率是做功多少与所用时间的比值。做功多，时间不确定，功率大小不能确定。故B错误；
C．功率反映做功的快慢，功率大则做功快，功率小则做功慢。故C正确；
D．机械效率与做功快慢没有关系。故D错误。
故选AC。
12．ACD
【解析】
A．假设物体上升高度为h，图甲中有1个动滑轮且与3股绳接触，图乙中有2个动滑轮且与4股绳接触，则拉力分别为
拉力做的总功分别为
若G1=G2，则二者拉力做的总功不相同，故A错误，A符合题意；
BD．甲、乙的机械效率分别为
若G1=G2，则甲的机械效率大于乙的机械效率，用甲、乙中的任何一个滑轮组提起不同的重物时，机械效率也在变化；故B正确、D错误，B不符合题意，D符合题意；
C．拉力做的有用功分别为
若G1>G2，则甲中拉力做的有用功更大，故C错误，C符合题意。
故选ACD。
13．350
【解析】
由图可知：由于物体在竖直方向向上做匀速直线运动，则两股绳子的拉力大小F1、F2都等于物体的重力G，滑轮受竖直向下的重力、两股绳子的拉力和竖直向上的拉力作用，根据受力平衡可知
由于物体在竖直方向以1m/s的速度向上做匀速直线运动，则拉力F的作用点移动的速度
根据
可得拉力F做功的功率
14． C 50 20
【解析】
根据杠杆平衡条件可知，动力臂越大则需要的动力越小，则需要施加的最小力的作用点应该在C点，且方向竖直向上，此时
则
若将物体提升20cm，由于，则力的作用端上升距离为40cm，动力做的功是
15． 19.6 29.4
【解析】
物体的重力
G=mg=2kg×9.8N/kg=19.6N
物体的重力为19.6N。
由杠杆平衡的条件F OB=G OA可得
F= ==29.4N
力F大小为29.4N。
16． 900 75%
【解析】
若不计摩擦力的影响，则有W1=W2，即Fs=Gh，∴拉力为
F===900N
当拉力F实=1200N时，有用功为
W有用=Gh=1800N×1.5m=2700J
总功为
W总=F实s=1200N×3m=3600J
斜面的机械效率为
===75%
17． 40%
【解析】
电动机消耗的电能为总功W总=4.5×104J，有用功
W有用，
则该机械所做的额外功
W额=W总-W有用；
该组合机械的机械效率
．
18． 达到 力臂在杠杆上便于读出力臂大小 3 C 大
【解析】
（1）杠杆静止时，杠杆处于平衡状态。
杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上便于读出力臂大小。
（2）设一个钩码的重力为G，杠杆一个小格代表L，如果在B点挂钩码，设所挂钩码的数量为n，根据杠杆平衡条件得
2G×3L＝nG×2L
则n＝3，为了让杠杆在水平位置平衡，应在B点挂3个质量均为50g的钩码。
（3）①设杆秤的秤砣D对杠杆的拉力是动力F1，货物的重力是阻力F2，杠杆在水平位置平衡，提纽和杠杆右端的距离是动力臂l1，提纽和杠杆左端的距离是阻力臂l2，由杠杆平衡条件F1l1＝F2l2得
F2＝×F1
秤砣的重力不变，即动力F1不变，越大，阻力F2越大，测量范围越大，杠杆长不变，提纽在C点比在B点时，更大，阻力F2更大，测量范围越大。
②若该杆秤配套的秤砣D有磨损，动力F1变小，阻力F2不变，阻力臂l2不变，根据杠杆平衡条件F1l1＝F2l2得，动力臂l1变大，测量值比真实值偏大。
19． 控制变量法 0.756；0.9；84 斜面的光滑程度相同时，斜面的倾斜角度越大（小），机械效率越高（低） 斜面的倾斜高度相同时，斜面的表面越粗糙（光滑），机械效率越低（高）
【解析】
(1)从实验记录表中可以看出，实验的因素比较多有斜面的夹角、斜面的粗糙程度、斜面的高度、斜面的长度等多个因素，有些因素相同，有些因素不同，这正是控制变量法思想的体现。
(2)有用功
W有用=Gh=2.1N×0.36m=0.756J
总功
W总=Fs=1.8N×0.5m=0.9J
机械效率
η==×100%=84%
(3)斜面的倾斜程度通过斜面与水平面的夹角体现，夹角越大斜面的倾斜程度越大，分析第1、2、3组实验数据可知，斜面的光滑程度相同时，斜面的斜面的倾斜角度越大，机械效率越高；分析第3、4两组实验数据可知，斜面的倾斜高度相同时，斜面的表面越粗糙，机械效率越低。
20． 匀速 机械效率与提起物体的重力有关，物体重力越大，机械效率越高 不变．
【解析】
(1)实验中要竖直向上匀速拉动弹簧测力计，测力计示数稳定，便于读数； (2)由图知，测力计的分度值为0.2N，测力计示数为2.4N；第3次实验中,滑轮组的机械效率：η＝ ＝≈83.3%由表中实验数据可知，同一滑轮组提起的物体越重，滑轮组的机械效率越高，所以同一滑轮组的机械效率主要与提起物体的重力有关． (3)若将此滑轮组换一种绕绳方法，动滑轮的重不变，不计摩擦及绳重，则机械效率为：η＝ ＝；所以，提升相同的物体时，滑轮组的机械效率不变．
21．（1）490N；（2）294N；（3）88.2J；（4）22.05W
【解析】
解：（1）小明的重力
G=mg=50kg×9.8N/kg=490N
（2）以O点为支点，小明自身重力是阻力，即
F2=G =490N
根据杠杆平衡条件可知，地面对手的最小作用力
（3）将身体撑起，做一次的功
W1＝Fs＝294N×0.3m=88.2J
（4）1分钟内做15个俯卧撑的总功
W=15×W1 =1323J
则功率
答：（1）他的重力为490N；
（2）他将身体撑起，地面对手的作用力至少要294N；
（3）将身体撑起，每次肩膀上升的距离均为0.3米，则做一次功是88.2J；
（4）他在1分钟内做了15个俯卧撑，他的功率是22.05W。
22．（1）2m/s（2）100W（3）60%
【解析】
（1）根据v＝求出速度；（2）因为是动滑轮，所以根据s′＝2s求出拉力移动距离，再根据W＝Fs求出拉力做的总功，根据P＝求出功率；（3）根据W＝Gh求出有用功，根据η＝求出机械效率．
（1）物体沿斜面向上运动的速度：v＝＝2m/s；（2）绳端移动的距离：s′＝2s＝2×5m＝10m；拉力的功W总＝Fs＝50N×10m＝500J，功率：P＝＝100W；（3）有用功：W有用＝Gh＝100N×3m＝300J，拉力的机械效率η＝×100%＝×100%＝60%．
23．（1）2×104N；（2）5.2×104N；（3）石2.6×103kg/m3；（4）3×104Pa．
【解析】
（1）石像受到的浮力：F浮＝G排＝ρ液gV排＝1×103kg/m3×10N/kg×2m3＝2×104N；（2）不计摩擦和滑轮重力，根据F＝（G﹣F浮）可得石像的重力：G＝2FF浮＝2×1.6×104N2×104N＝5.2×104N；（3）石像的质量：m＝＝5.2×103kg；石像的密度：ρ＝＝2.6×103kg/m3；（4）石像减少的水的压强△p＝ρg△h＝1×103kg/m3×10N/kg×3m＝3×104Pa.．
点睛：（1）利用阿基米德原理F浮＝G排＝ρ液gV排求出石块受到的浮力；（2）若不计摩擦和滑轮重力，根据F＝ （G﹣F浮）可求石像的重力；（3）根据m＝ 可求石像的质量，利用密度公式求出石像的密度；（4）已知△h＝3m，根据△p＝ρg△h可求石像减少的水的压强．
答案第1页，共2页
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