第12章 简单机械 人教版物理八年级单元测试题 （山西地区）（含答案）
文档属性
| 名称 | 第12章 简单机械 人教版物理八年级单元测试题 （山西地区）（含答案） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 1.9MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2023-04-23 14:32:58 | ||
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文档简介
第12章 简单机械
一、单选题
1．筷子是中华民族饮食文化不可分割的一部分，手持筷子时，拇指食指在上，无名指小指在下，中指在中间，是为天地人三才之象，这是中国人对人和世界的关系理解。下图工具在正常使用时，与筷子分属杠杆相同的是（ ）
A．起子 B．钓鱼竿
C．羊角锤 D．修树剪刀
2．在使用如图所示的各种工具时，能省距离的是（ ）
A．用镊子取砝码
B．升旗时用的定滑轮
C．用天平测质量
D．用裁刀裁纸
3．如图所示，杠杆AOB的A端挂重为GA的物体，B端挂重为GB的物体，杠杆平衡时AO处于水平位置，若AO=BO，杠杆自重不计，则GA和GB的大小关系是（ ）
A．GA>GB B．GA=GB C．GA＜GB D．无法比较
4．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2s内匀速直线运动了3m，下列说法正确的是（ ）
A．拉力F的大小为400N
B．拉力F移动速度为1.5m/s
C．A是定滑轮，B是动滑轮
D．绳子自由端移动了6m
5．在日常生活中，用100N的拉力不能提起重150N的物体的简单机械是
A．杠杆 B．斜面 C．一个定滑轮 D．一个动滑轮
6．如图所示，用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置，用它们分别将同一物体匀速向上提升（物体的质量大于滑轮的质量），在相同的时间内物体升高了相同的距离，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．两次绳子自由端移动的速度相同 B．两种装置的机械效率相等
C．两种装置中拉力做功相等 D．两次提升物体所做有用功的功率相同
7．如图所示，工人用600N的推力F，将重1200N的木箱沿5m长的斜面，匀速推到距地面2m高的车厢中。下列说法正确的是（ ）
A．工人做的总功为2400J
B．重物与斜面之间的摩擦力为1200N
C．斜面的机械效率为80%
D．若工人将木箱加速推上车，则所做的有用功变大
8．为创建省级文明县城，提升城市品味，我县对主要街道进行改造。如图是一辆东风牌汽车发动机功率为160kW，运送5t的沙石，以5m/s的速度在30°角的东门坡匀速到达坡顶，已知东门坡长300m（g取10N/kg），则下列说法正确的是（ ）
A．汽车从斜坡底端到达坡顶的时间约是6min
B．汽车上坡时的牵引力是3.2×104N
C．汽车做的有用功为1.5×107J
D．汽车运送沙石的机械效率是64%
二、填空题
9．如图是搬运泥土的独轮车，设车箱和泥土的总重G =1000N，运泥土时从A点提起独轮车把手的力是F，F的力臂是______m，F的大小至少 是_______N。
10．拔罐法古称“角法”，马王堆汉墓出土的我国现存最古的医书《五十二病方》中就已记述：“牡痔居窍旁，大者如枣，小者如核者，方以小角角之”。其中“以小角角之”，即指用小罐吸拔。拔罐是利用了_________原理；随着医疗实践的发展，出现了如图所示的旋转式拔罐，使的拔罐更轻松容易，这是借鉴了______（填写某简单机械名称）省力的特点。
11．利用图甲中的撬棒撬石块时，撬林相当于_____（选填“省力”或“费力”）杠杆：利用图乙中的滑轮组匀速提升900N的重物时，若忽略滑轮自重、绳重及摩擦，人对绳的最小拉力为_____N．
12．如图所示，很多名山风景区为了方便游客到达，都把上山的公路修成盘山公路，之所以要把上山的公路修成这样，是因为盘山公路相当于简单机械中的__________，使用它可以__________。
13．用如图所示的两种方式，分别把重为G（G动”、“=”或“<”）
14．小彬用如图所示滑轮组把重400N的货物匀速提升2m，若不计绳重和摩擦，所用的拉力是250N。此过程中绳端移动的距离为______m，滑轮组的机械效率是______。
三、作图题
15．如图a所示的钢丝钳，其中A是剪断钢丝处，B为手的用力点，O为转动轴（支点），图b为单侧钳柄及相连部分示意图。请在图b中画出钢丝钳剪钢丝时的动力臂和阻力F2。
16．如图所示，要将超市购物车的前轮抬起，请在图中画出所用最小动力的示意图。
四、实验题
17．创新小组想做“探究杠杆平衡条件”的实验，他们对杠杆的平衡条件作了如下猜想：
猜想一：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；
猜想二：动力×支点到动力作用线的距离＝阻力×支点到阻力作用线的距离；
（1）将杠杆处于水平桌面，静止时发现杠杆处于如图甲所示位置，若直接在杠杆上挂钩码进行实验，你认为这样操作会对实验产生的影响是______；
（2）为了使图甲杠杆水平平衡，应将平衡螺母向______（选填“左”或“右”）调节；
（3）挂上钩码后，杠杆在水平位置平衡，如图乙所示，记录数据。若在杠杆两端的钩码下分别再挂2个相同的钩码，杠杆会______（选填“顺时针”或“逆时针”）旋转；为使杠杆重新在水平位置平衡，可对右侧钩码采取的措施是______；
（4）小晋将图乙杠杆的右侧钩码取下，用弹簧测力计在B点斜向下拉，待杠杆水平平衡后，用刻度尺测量出支点到阻力作用线的距离。改变测力计斜拉方向，将数据记录在表中；
实验次数 动力F1/N OA间的距离/cm 阻力F2/N 支点到阻力作用点的距离/cm 支点到阻力作用线的距离/cm
1 1 2 2 1 1
2 1 2 4 1 0.5
3 1 2 5 1 0.4
分析表中数据可知，猜想______（选填“一”或“二”）是正确的；
（5）小晋的实验存在不足之处，请你提出改进建议：______。
18．小亮同学在做“探究杠杆的平衡条件”的实验。
（1）如图甲所示，杠杆静止在如图甲所示的位置，此时杠杆处于 ______（选填“平衡”或“不平衡”）状态，为了使杠杆在水平位置平衡，应向______（选填“左”或“右”）调节平衡螺母。
（2）如图乙所示，小亮在杠杆A点处悬挂3个重力均为0.5N的钩码，在C点处用竖直向上的拉力F拉杠杆，使杠杆在水平位置平衡，则拉力的大小为 ______N。
（3）小亮又用图丙所示的方法使杠杆处于平衡状态，测出此时的拉力大小为F1，发现F1L1≠F2L2，其原因是：______。
（4）实验结束后，小亮联想到生活中的杆秤，如图丁所示，其主要结构由秤杆、秤钩A、提钮（B、C）、秤砣D组成。
①不称货物时，提住提钮B，将秤砣移至E处，杆秤恰能在水平方向平衡，E称为“定盘心”，是杆秤的______刻度线。
②在称量货物时，使用提钮______（选填“B”或“C”），该杆秤的称量范围更大。
③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偏______（选填“大”或“小”）。
五、计算题
19．如图所示，小华正在做俯卧撑，可以将他的身体看成一个杠杆，O为支点，A为他的重心，相关长度已在图中标明，已知他的质量m=60kg；求：
（1）小华受到的重力G；
（2）图示时刻地面对双手支持力F的力臂L1和阻力臂L2；
（3）图示时刻地面对双手的支持力F。
20．如图所示是一种装有两条履带的起重机，质量为7000kg。起重机能够在土质松软的工地上施工，在疫情防控期间快速建造临时医院发挥了积极作用。求：
（1）若某次起吊时，将质量为600kg的货物以1m/s的速度匀速拉起，发动机输出功率为20kW，则本次起吊的机械效率为多少？
（2）如果起重机的重心在履带的正中，在如图所示状态下起吊保证不倾倒的情况下可以起吊货物的最大质量为多少？
21．如图甲所示，某建筑工地上，起重机将102kg的石板匀速提升了20m。安装在吊臂上的滑轮组结构如图乙所示。忽略绳重与摩擦。若作用在钢丝绳头的拉力F为400N，关于此次提升，请你解答：
（1）滑轮组所做的有用功；
（2）滑轮组的机械效率。
六、综合题
22．阅读短文，回答问题。
舂（chōng）米，是我国古代就有的一种劳动方式，现在黎族人民仍在使用，过程并不复杂，但绝对是个力气活。
舂的结构简单（如图所示）。一口臼（jiù），用一块大整石慢慢凿成，它形同一只巨大的酒盅，臼口的直径为70公分~80 公分。一只大的石臼，一般要四个人才能抬得动。臼内壁凿有螺纹，臼的身子须埋在地下，臼口露出地面，四周用破陶瓷缸片贴平以便于清扫。在臼的上面，架着用一根木头做成的“碓（duì）身”，“碓”的头部下面有杵（chǔ）。“碓”肚的两边有支撑翘动的横杆，就像玩杂技的“翘翘板”中间支撑部位，“碓”尾部的地下挖一个深坑，能使碓头翘得更高，提高舂米效率。
舂米时，谷类放到臼内，劳作者踩踏“碓”尾，使“碓”头高高抬起来，松脚后“碓”头
砸下去；再抬起来，再砸下去，就这样机械地重复，便是舂米。
（1）臼内壁凿有螺纹，是为了________，“碓身”相当于_____（选填“省力”或“费力”）杠杆；
（2）杵的头部较细是为了___________________，为了增加杵的重力势能，他们应采取的措施是______（写出一种即可）。
23．阅读短文并回答：
天龙山公路
省会太原天龙山防火旅游通道全长30公里，该通道为太原西山旅游公路的重要组成部分，这条公路兼具“森林防火”和“山洪防御”的功能，其矫若惊龙的外形，被网民称为最美“网红路、网红桥”。
天龙山公路，全程长度为30公里，沿途有四座高架桥和一处隧道。天龙山公路从起点到终点的垂直高低落差达350米。以一层居民楼3米的平均高度估算，这相当于116层楼的高度。
（1）同样高的山，建高架桥是为了加大公路的______，目的是为了______；
（2）一台1.5t的小轿车从起点匀速开到终点，克服重力做功______J，小轿车的动能______。（选填“变大”、“变小”或“不变”） g=10N/kg
参考答案：
1．B
【详解】筷子在使用时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；起子、羊角锤、修树剪刀在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，钓鱼竿在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
2．A
【详解】A．镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，省距离，故A符合题意；
B．定滑轮的实质是等臂杠杆，不省力，也不省距离，故B不符合题意；
C．天平是等臂杠杆，不省力也不省距离，故C不符合题意；
D．使用裁刀裁纸的过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，费距离，故D不符合题意。
故选A。
3．C
【详解】由图可知，杠杆右侧所受拉力的力臂OC为
根据杠杆平衡的条件可知
由图可知，杠杆在A点所受拉力的力臂为OA，且OC小于OB，因为OA等于OB，所以由上式可知，GA小于GB。
故选C。
4．D
【详解】A．该滑轮组有效承重绳n=2，若不考虑机械间的摩擦，能省一半的力，拉力应为摩擦力的一半，为100N，不可能为400N，故A错误；
BD．拉力移动的距离
拉力F移动的速度
故B错误，D正确；
C．由图可知，A是动滑轮，B是定滑轮，故C错误。
故选D。
5．C
【详解】用100N的拉力不能提起重150N的物体的简单机械，说明该机械不是省力机械，定滑轮不是省力机械，它的实质是等臂杠杆，不省力也不费力，而动力臂大于阻力臂的杠杆、斜面和动滑轮都属于省力杠杆，都可以做到，故选C．
6．D
【详解】A．图甲使用的是定滑轮，拉力端移动距离s甲=h，图乙使用的是动滑轮，拉力端移动距离s乙=2h，拉力端移动距离s甲＜s乙，运动时间相同，由v= 可得，拉力端移动速度v甲＜v乙，故A错误；
B．不计绳重和摩擦，使用定滑轮时，额外功为0J，机械效率为100%；使用动滑轮时，要提升动滑轮做额外功，机械效率小于100%；所以两种装置的机械效率η甲＞η乙，故B错误；
C．不计绳重和摩擦，使用甲定滑轮时，拉力F甲=G，拉力做功
W甲=F甲s甲=Gh
使用乙动滑轮时，拉力
F乙=(G+G动)
乙拉力做功
W乙=F乙s乙=(G+G动)×2 h=(G+G动)h>Gh=W甲
所以两种装置中拉力做功不相等，故C错误；
D．提升同一物体，物体的重力相等，在相同的时间内物体升高了相同的距离，由W有用=Gh可知，两次提升物体所做的有用功相等，由P=可知，两次提升物体所做有用功的功率相同，故D正确。
故选D。
7．C
【详解】A．由题意可得，工人做的总功为
W总＝Fs＝600N×5m＝3000J
故A错误；
B．由题意可得，有用功为
W有用＝Gh＝1200N×2m＝2400J
因为总功为3000J，所以额外功为
W额＝W总﹣W有用＝3000J﹣2400J＝600J
根据公式W=Fs可得，重物与斜面之间的摩擦力为
故B错误；
C．因为有用功为2400J，总功为3000J，所以该斜面的机械效率为
故C正确；
D．工人将木箱加速推上车，有用功也是克服木箱重力做的功，所以其大小不变，故D错误。
故选C。
8．B
【详解】A．汽车从斜坡底端到达坡顶的时间
故A错误；
B．由P＝Fv可得，汽车上坡时的牵引力
故B正确；
C．坡顶的高度
汽车做的有用功
W有＝Gh＝mgh＝5×103kg×10N/kg×150m＝7.5×106J
故C错误；
D．汽车做的总功
W总＝Fs＝3.2×104N×300m＝9.6×106J
汽车运送货物的机械效率
故D错误。
故选B。
9． 1.6 250
【详解】[1]观察图片可见，独轮车的轮轴处是支点，重力G是阻力，支点到重力作用线的距离是阻力臂，阻力臂是0.4m；力F是动力，支点到动力F作用线的距离是动力臂，动力臂是1.6m；由杠杆的平衡条件可知
代入数据，解得F=250N
【点睛】考点：杠杆平衡条件应用
10． 大气压 斜面
【详解】[1]拔罐是利用了大气压的原理，酒精在罐内燃烧消耗氧气，使得管内气压减小，小于外界大气压，在大气压的作用下，罐子被紧压在身体上。
[2]如图所示的旋转式拔罐，外部的螺纹状，这是借鉴了斜面省力的特点。
11． 省力 300
【详解】解：（1）用撬棒撬石头时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；
（2）由乙图可知绳子的有效股数n=3，
拉力F=G物=×900N=300N．
点睛：本题考查了杠杆的分类和滑轮组拉力的计算，结合图片和生活经验，判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆．根据F=G物求出拉力的大小．
12． 斜面 省力
【详解】[1][2]斜面是一种简单机械，可以省力，但要费距离。盘山公路就相当于斜面，通过增大运动的距离来省力。
13． > = >
【详解】[1]由题意可知，不计绳重和摩擦，甲图是定滑轮，则绳子自由端的拉力 F甲=G，乙图是动滑轮，则绳子自由端的拉力，由于G动＜G，所以G+G动＜G+G，即可得，所以F甲＞F乙。
[2]因为甲图和乙图所提升的物体的质量相同，并且提升相同的高度，所以根据公式
W有用＝Gh＝mgh
可知，在甲图和乙图中，提升物体所做的有用功相同，即W甲=W乙。
[3]在不计绳重和摩擦时，使用定滑轮不需要做额外功，因此甲的机械效率为100%，而使用动滑轮，由于要克服动滑轮的重力做额外功，所以乙的机械效率小于100%，即η甲＞η乙。
14． 4 80%
【详解】[1]由图知，有两股绳子来承担物重，绳端移动的距离
s=2h=2
[2]滑轮组的机械效率
15．
【详解】动力为手对钳子施加的力，支点O到该力的作用线的垂直距离，即为动力臂。动力使钳子的单侧钳柄沿顺时针转动，钢丝对A点施加一个力，阻碍这种顺时针转动，阻力作用在A点，方向竖直向下。如图所示：
16．
【详解】由图可知后轮的位置可看作支点O，要画出所用最小动力的示意图，已知阻力不变阻力臂不变，故只要画出最长的动力臂，然后过力的作用点作垂线，即可画出最小动力F的力的作用线，如下图
17． 实验结果会受到杠杆自重的影响 左 逆时针 在右边再挂2个钩码 二 见解析
【详解】（1）[1] 将杠杆处于水平桌面，静止时发现杠杆处于倾斜状态，如果不调节平衡，杠杆自身有重力会对实验结果产生影响。
（2）[2]结合天平的调平，由于此时杠杆右偏，所以平衡螺母应向左调节。
（3）[3] 若在杠杆两端的钩码下分别再挂2个相同的钩码，设单个钩码重力为G，杠杆上一格长度为L，则此时左边钩码重力是4G，力臂长度为2L,右边钩码重力6G，力臂为L，此时
故此时杠杆会左偏，即逆时针偏转。
[4]为了是杠杆再次恢复平衡，左边动力、左边动力臂以及右边阻力臂都不变的情况下，只能改变阻力大小
故，因此在右边钩码上面再加2个钩码即可重新回复平衡。
（4）[5]根据表格中数据，我们发现每组实验数据都满足“动力×支点到动力作用线的距离＝阻力×支点到阻力作用线的距离”，而只有一组数据是满足“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”，故可推测猜想二是正确的。
（5）[6]小晋的实验结论具有偶然性，改进方法是：多次改变钩码的质量和悬挂位置以及弹簧测力计的作用点的位置。多次收集动力、动力臂、阻力、阻力臂的数据，多次实验寻找实验的普遍性，避免偶然性。
18． 平衡 左 2.5 L1不是F1的力臂 零 C 大
【详解】（1）[1]杠杆平衡状态有两种，静止和匀速转动，所以如甲图所示杠杆静止时处于平衡状态。
[2]为了使杠杆在水平位置平衡，调节平衡螺母，左高左调，所以应该向左调节平衡螺母。
（2）[3]设杠杆每一格长为L，钩码的重力为1.5N，根据杠杆平衡条件可知
1.5N×5L＝F×3L
F＝2.5N
拉力大小为2.5N。
（3）[4]如丙图所示，L1不是F1的力臂，比F1力臂大，所以得到F1L1≠F2L2的结论。
（4）[5]不称物体时，提住提钮B，将秤砣移至E处，杆秤恰能在水平方向平衡，所以E点为杠杆的零刻度线。
[6] 秤砣重力不变，提钮从B换到C时，减小了物体重力的力臂，增大了秤砣重力的力臂，所以使所测物体重力的范围变大。
[7]当秤砣D有磨损时，相当于减小了秤砣的质量，由杠杆的平衡条件可知，阻力和阻力臂不变时，动力减小，动力臂增大，所以测量的结果偏大了。
19．（1）600N；（2）150cm、100cm；（3）400N
【详解】解：（1）小华受到的重力
G=mg=60kg×10N/kg=600N
（2）由图可知，动力臂
L1=100cm+50cm=150cm
阻力臂
L2=100cm
（3）根据杠杆平衡的条件可得
FL1=GL2
代入数据有
F×150cm=600N×100cm
解得
F=400N
答：（1）小华受到的重力为600N；
（2）图示时刻地面对双手支持力F的力臂L1和阻力臂L2分别为150cm和100cm；
（3）图示时刻地面对双手的支持力为400N。
20．（1）30%；（2）7000kg
【详解】解：（1）将货物匀速拉起，拉力等于货物的重力，拉起货物的功率
P有=Fv=Gv=mgv=600kg×10N/kg×1m/s=6000W
本次起吊的机械效率
（2）由图示知，吊起货物时，起重机相当于杠杆，阻力臂
l2=×6m=3m
据杠杆平衡条件得
m货gl1=m机gl2
即
m货×3m=7000kg×3m
解得起重机可以起吊货物的最大质量
m2=7000kg
答：（1）本次起吊的机械效率为30%；
（2）保证不倾倒的情况下可以起吊货物的最大质量7000kg。
21．（1）20400J；（2）85%
【详解】解：（1）石板的重力
滑轮组所做的有用功
（2）从图中可知
绳子自由端移动的距离
滑轮组所做的总功
滑轮组的机械效率
答：（1）滑轮组所做的有用功为20400J；
（2）滑轮组的机械效率为85%。
22． 增大摩擦 费力 增大压强 在碓头上绑上重物
【详解】（1）[1]臼内壁凿有螺纹，是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力的。
[2]“碓身”在使用过程中，动力臂小于阻力臂，相当于费力杠杆，这种杠杆的特点是费力省距离。
（2）[3]杵的头部较细是在压力一定时，通过减小受力面积来增大压强。
[4]为了增加杵的重力势能，他们应采取的措施是提升高度，例如在“碓”尾部地下挖个深坑，使“碓”头翘得更高；或者可以增大杵的质量，如在碓头上绑上重物来增大杵的重力势能。
23． 长度 省力 5.25×106 不变
【详解】（1）[1][2]由图知道，高架桥弯弯曲曲如盘龙，相当于斜面加长了运动距离，使公路成一个平缓的斜面，可以省力。
（2）[3]小货车的重力
G=mg=1.5×103kg×10N/kg=1.5×104N
当小货车从山底行驶至山顶时，克服重力所做的功
W=Gh=1.5×104N×350m=5.25×106J
[4]由于小轿车从起点匀速开到终点，速度不变，质量不变，故动能不变。
一、单选题
1．筷子是中华民族饮食文化不可分割的一部分，手持筷子时，拇指食指在上，无名指小指在下，中指在中间，是为天地人三才之象，这是中国人对人和世界的关系理解。下图工具在正常使用时，与筷子分属杠杆相同的是（ ）
A．起子 B．钓鱼竿
C．羊角锤 D．修树剪刀
2．在使用如图所示的各种工具时，能省距离的是（ ）
A．用镊子取砝码
B．升旗时用的定滑轮
C．用天平测质量
D．用裁刀裁纸
3．如图所示，杠杆AOB的A端挂重为GA的物体，B端挂重为GB的物体，杠杆平衡时AO处于水平位置，若AO=BO，杠杆自重不计，则GA和GB的大小关系是（ ）
A．GA>GB B．GA=GB C．GA＜GB D．无法比较
4．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2s内匀速直线运动了3m，下列说法正确的是（ ）
A．拉力F的大小为400N
B．拉力F移动速度为1.5m/s
C．A是定滑轮，B是动滑轮
D．绳子自由端移动了6m
5．在日常生活中，用100N的拉力不能提起重150N的物体的简单机械是
A．杠杆 B．斜面 C．一个定滑轮 D．一个动滑轮
6．如图所示，用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置，用它们分别将同一物体匀速向上提升（物体的质量大于滑轮的质量），在相同的时间内物体升高了相同的距离，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．两次绳子自由端移动的速度相同 B．两种装置的机械效率相等
C．两种装置中拉力做功相等 D．两次提升物体所做有用功的功率相同
7．如图所示，工人用600N的推力F，将重1200N的木箱沿5m长的斜面，匀速推到距地面2m高的车厢中。下列说法正确的是（ ）
A．工人做的总功为2400J
B．重物与斜面之间的摩擦力为1200N
C．斜面的机械效率为80%
D．若工人将木箱加速推上车，则所做的有用功变大
8．为创建省级文明县城，提升城市品味，我县对主要街道进行改造。如图是一辆东风牌汽车发动机功率为160kW，运送5t的沙石，以5m/s的速度在30°角的东门坡匀速到达坡顶，已知东门坡长300m（g取10N/kg），则下列说法正确的是（ ）
A．汽车从斜坡底端到达坡顶的时间约是6min
B．汽车上坡时的牵引力是3.2×104N
C．汽车做的有用功为1.5×107J
D．汽车运送沙石的机械效率是64%
二、填空题
9．如图是搬运泥土的独轮车，设车箱和泥土的总重G =1000N，运泥土时从A点提起独轮车把手的力是F，F的力臂是______m，F的大小至少 是_______N。
10．拔罐法古称“角法”，马王堆汉墓出土的我国现存最古的医书《五十二病方》中就已记述：“牡痔居窍旁，大者如枣，小者如核者，方以小角角之”。其中“以小角角之”，即指用小罐吸拔。拔罐是利用了_________原理；随着医疗实践的发展，出现了如图所示的旋转式拔罐，使的拔罐更轻松容易，这是借鉴了______（填写某简单机械名称）省力的特点。
11．利用图甲中的撬棒撬石块时，撬林相当于_____（选填“省力”或“费力”）杠杆：利用图乙中的滑轮组匀速提升900N的重物时，若忽略滑轮自重、绳重及摩擦，人对绳的最小拉力为_____N．
12．如图所示，很多名山风景区为了方便游客到达，都把上山的公路修成盘山公路，之所以要把上山的公路修成这样，是因为盘山公路相当于简单机械中的__________，使用它可以__________。
13．用如图所示的两种方式，分别把重为G（G动
14．小彬用如图所示滑轮组把重400N的货物匀速提升2m，若不计绳重和摩擦，所用的拉力是250N。此过程中绳端移动的距离为______m，滑轮组的机械效率是______。
三、作图题
15．如图a所示的钢丝钳，其中A是剪断钢丝处，B为手的用力点，O为转动轴（支点），图b为单侧钳柄及相连部分示意图。请在图b中画出钢丝钳剪钢丝时的动力臂和阻力F2。
16．如图所示，要将超市购物车的前轮抬起，请在图中画出所用最小动力的示意图。
四、实验题
17．创新小组想做“探究杠杆平衡条件”的实验，他们对杠杆的平衡条件作了如下猜想：
猜想一：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；
猜想二：动力×支点到动力作用线的距离＝阻力×支点到阻力作用线的距离；
（1）将杠杆处于水平桌面，静止时发现杠杆处于如图甲所示位置，若直接在杠杆上挂钩码进行实验，你认为这样操作会对实验产生的影响是______；
（2）为了使图甲杠杆水平平衡，应将平衡螺母向______（选填“左”或“右”）调节；
（3）挂上钩码后，杠杆在水平位置平衡，如图乙所示，记录数据。若在杠杆两端的钩码下分别再挂2个相同的钩码，杠杆会______（选填“顺时针”或“逆时针”）旋转；为使杠杆重新在水平位置平衡，可对右侧钩码采取的措施是______；
（4）小晋将图乙杠杆的右侧钩码取下，用弹簧测力计在B点斜向下拉，待杠杆水平平衡后，用刻度尺测量出支点到阻力作用线的距离。改变测力计斜拉方向，将数据记录在表中；
实验次数 动力F1/N OA间的距离/cm 阻力F2/N 支点到阻力作用点的距离/cm 支点到阻力作用线的距离/cm
1 1 2 2 1 1
2 1 2 4 1 0.5
3 1 2 5 1 0.4
分析表中数据可知，猜想______（选填“一”或“二”）是正确的；
（5）小晋的实验存在不足之处，请你提出改进建议：______。
18．小亮同学在做“探究杠杆的平衡条件”的实验。
（1）如图甲所示，杠杆静止在如图甲所示的位置，此时杠杆处于 ______（选填“平衡”或“不平衡”）状态，为了使杠杆在水平位置平衡，应向______（选填“左”或“右”）调节平衡螺母。
（2）如图乙所示，小亮在杠杆A点处悬挂3个重力均为0.5N的钩码，在C点处用竖直向上的拉力F拉杠杆，使杠杆在水平位置平衡，则拉力的大小为 ______N。
（3）小亮又用图丙所示的方法使杠杆处于平衡状态，测出此时的拉力大小为F1，发现F1L1≠F2L2，其原因是：______。
（4）实验结束后，小亮联想到生活中的杆秤，如图丁所示，其主要结构由秤杆、秤钩A、提钮（B、C）、秤砣D组成。
①不称货物时，提住提钮B，将秤砣移至E处，杆秤恰能在水平方向平衡，E称为“定盘心”，是杆秤的______刻度线。
②在称量货物时，使用提钮______（选填“B”或“C”），该杆秤的称量范围更大。
③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偏______（选填“大”或“小”）。
五、计算题
19．如图所示，小华正在做俯卧撑，可以将他的身体看成一个杠杆，O为支点，A为他的重心，相关长度已在图中标明，已知他的质量m=60kg；求：
（1）小华受到的重力G；
（2）图示时刻地面对双手支持力F的力臂L1和阻力臂L2；
（3）图示时刻地面对双手的支持力F。
20．如图所示是一种装有两条履带的起重机，质量为7000kg。起重机能够在土质松软的工地上施工，在疫情防控期间快速建造临时医院发挥了积极作用。求：
（1）若某次起吊时，将质量为600kg的货物以1m/s的速度匀速拉起，发动机输出功率为20kW，则本次起吊的机械效率为多少？
（2）如果起重机的重心在履带的正中，在如图所示状态下起吊保证不倾倒的情况下可以起吊货物的最大质量为多少？
21．如图甲所示，某建筑工地上，起重机将102kg的石板匀速提升了20m。安装在吊臂上的滑轮组结构如图乙所示。忽略绳重与摩擦。若作用在钢丝绳头的拉力F为400N，关于此次提升，请你解答：
（1）滑轮组所做的有用功；
（2）滑轮组的机械效率。
六、综合题
22．阅读短文，回答问题。
舂（chōng）米，是我国古代就有的一种劳动方式，现在黎族人民仍在使用，过程并不复杂，但绝对是个力气活。
舂的结构简单（如图所示）。一口臼（jiù），用一块大整石慢慢凿成，它形同一只巨大的酒盅，臼口的直径为70公分~80 公分。一只大的石臼，一般要四个人才能抬得动。臼内壁凿有螺纹，臼的身子须埋在地下，臼口露出地面，四周用破陶瓷缸片贴平以便于清扫。在臼的上面，架着用一根木头做成的“碓（duì）身”，“碓”的头部下面有杵（chǔ）。“碓”肚的两边有支撑翘动的横杆，就像玩杂技的“翘翘板”中间支撑部位，“碓”尾部的地下挖一个深坑，能使碓头翘得更高，提高舂米效率。
舂米时，谷类放到臼内，劳作者踩踏“碓”尾，使“碓”头高高抬起来，松脚后“碓”头
砸下去；再抬起来，再砸下去，就这样机械地重复，便是舂米。
（1）臼内壁凿有螺纹，是为了________，“碓身”相当于_____（选填“省力”或“费力”）杠杆；
（2）杵的头部较细是为了___________________，为了增加杵的重力势能，他们应采取的措施是______（写出一种即可）。
23．阅读短文并回答：
天龙山公路
省会太原天龙山防火旅游通道全长30公里，该通道为太原西山旅游公路的重要组成部分，这条公路兼具“森林防火”和“山洪防御”的功能，其矫若惊龙的外形，被网民称为最美“网红路、网红桥”。
天龙山公路，全程长度为30公里，沿途有四座高架桥和一处隧道。天龙山公路从起点到终点的垂直高低落差达350米。以一层居民楼3米的平均高度估算，这相当于116层楼的高度。
（1）同样高的山，建高架桥是为了加大公路的______，目的是为了______；
（2）一台1.5t的小轿车从起点匀速开到终点，克服重力做功______J，小轿车的动能______。（选填“变大”、“变小”或“不变”） g=10N/kg
参考答案：
1．B
【详解】筷子在使用时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；起子、羊角锤、修树剪刀在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，钓鱼竿在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
2．A
【详解】A．镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，省距离，故A符合题意；
B．定滑轮的实质是等臂杠杆，不省力，也不省距离，故B不符合题意；
C．天平是等臂杠杆，不省力也不省距离，故C不符合题意；
D．使用裁刀裁纸的过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，费距离，故D不符合题意。
故选A。
3．C
【详解】由图可知，杠杆右侧所受拉力的力臂OC为
根据杠杆平衡的条件可知
由图可知，杠杆在A点所受拉力的力臂为OA，且OC小于OB，因为OA等于OB，所以由上式可知，GA小于GB。
故选C。
4．D
【详解】A．该滑轮组有效承重绳n=2，若不考虑机械间的摩擦，能省一半的力，拉力应为摩擦力的一半，为100N，不可能为400N，故A错误；
BD．拉力移动的距离
拉力F移动的速度
故B错误，D正确；
C．由图可知，A是动滑轮，B是定滑轮，故C错误。
故选D。
5．C
【详解】用100N的拉力不能提起重150N的物体的简单机械，说明该机械不是省力机械，定滑轮不是省力机械，它的实质是等臂杠杆，不省力也不费力，而动力臂大于阻力臂的杠杆、斜面和动滑轮都属于省力杠杆，都可以做到，故选C．
6．D
【详解】A．图甲使用的是定滑轮，拉力端移动距离s甲=h，图乙使用的是动滑轮，拉力端移动距离s乙=2h，拉力端移动距离s甲＜s乙，运动时间相同，由v= 可得，拉力端移动速度v甲＜v乙，故A错误；
B．不计绳重和摩擦，使用定滑轮时，额外功为0J，机械效率为100%；使用动滑轮时，要提升动滑轮做额外功，机械效率小于100%；所以两种装置的机械效率η甲＞η乙，故B错误；
C．不计绳重和摩擦，使用甲定滑轮时，拉力F甲=G，拉力做功
W甲=F甲s甲=Gh
使用乙动滑轮时，拉力
F乙=(G+G动)
乙拉力做功
W乙=F乙s乙=(G+G动)×2 h=(G+G动)h>Gh=W甲
所以两种装置中拉力做功不相等，故C错误；
D．提升同一物体，物体的重力相等，在相同的时间内物体升高了相同的距离，由W有用=Gh可知，两次提升物体所做的有用功相等，由P=可知，两次提升物体所做有用功的功率相同，故D正确。
故选D。
7．C
【详解】A．由题意可得，工人做的总功为
W总＝Fs＝600N×5m＝3000J
故A错误；
B．由题意可得，有用功为
W有用＝Gh＝1200N×2m＝2400J
因为总功为3000J，所以额外功为
W额＝W总﹣W有用＝3000J﹣2400J＝600J
根据公式W=Fs可得，重物与斜面之间的摩擦力为
故B错误；
C．因为有用功为2400J，总功为3000J，所以该斜面的机械效率为
故C正确；
D．工人将木箱加速推上车，有用功也是克服木箱重力做的功，所以其大小不变，故D错误。
故选C。
8．B
【详解】A．汽车从斜坡底端到达坡顶的时间
故A错误；
B．由P＝Fv可得，汽车上坡时的牵引力
故B正确；
C．坡顶的高度
汽车做的有用功
W有＝Gh＝mgh＝5×103kg×10N/kg×150m＝7.5×106J
故C错误；
D．汽车做的总功
W总＝Fs＝3.2×104N×300m＝9.6×106J
汽车运送货物的机械效率
故D错误。
故选B。
9． 1.6 250
【详解】[1]观察图片可见，独轮车的轮轴处是支点，重力G是阻力，支点到重力作用线的距离是阻力臂，阻力臂是0.4m；力F是动力，支点到动力F作用线的距离是动力臂，动力臂是1.6m；由杠杆的平衡条件可知
代入数据，解得F=250N
【点睛】考点：杠杆平衡条件应用
10． 大气压 斜面
【详解】[1]拔罐是利用了大气压的原理，酒精在罐内燃烧消耗氧气，使得管内气压减小，小于外界大气压，在大气压的作用下，罐子被紧压在身体上。
[2]如图所示的旋转式拔罐，外部的螺纹状，这是借鉴了斜面省力的特点。
11． 省力 300
【详解】解：（1）用撬棒撬石头时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；
（2）由乙图可知绳子的有效股数n=3，
拉力F=G物=×900N=300N．
点睛：本题考查了杠杆的分类和滑轮组拉力的计算，结合图片和生活经验，判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆．根据F=G物求出拉力的大小．
12． 斜面 省力
【详解】[1][2]斜面是一种简单机械，可以省力，但要费距离。盘山公路就相当于斜面，通过增大运动的距离来省力。
13． > = >
【详解】[1]由题意可知，不计绳重和摩擦，甲图是定滑轮，则绳子自由端的拉力 F甲=G，乙图是动滑轮，则绳子自由端的拉力，由于G动＜G，所以G+G动＜G+G，即可得，所以F甲＞F乙。
[2]因为甲图和乙图所提升的物体的质量相同，并且提升相同的高度，所以根据公式
W有用＝Gh＝mgh
可知，在甲图和乙图中，提升物体所做的有用功相同，即W甲=W乙。
[3]在不计绳重和摩擦时，使用定滑轮不需要做额外功，因此甲的机械效率为100%，而使用动滑轮，由于要克服动滑轮的重力做额外功，所以乙的机械效率小于100%，即η甲＞η乙。
14． 4 80%
【详解】[1]由图知，有两股绳子来承担物重，绳端移动的距离
s=2h=2
[2]滑轮组的机械效率
15．
【详解】动力为手对钳子施加的力，支点O到该力的作用线的垂直距离，即为动力臂。动力使钳子的单侧钳柄沿顺时针转动，钢丝对A点施加一个力，阻碍这种顺时针转动，阻力作用在A点，方向竖直向下。如图所示：
16．
【详解】由图可知后轮的位置可看作支点O，要画出所用最小动力的示意图，已知阻力不变阻力臂不变，故只要画出最长的动力臂，然后过力的作用点作垂线，即可画出最小动力F的力的作用线，如下图
17． 实验结果会受到杠杆自重的影响 左 逆时针 在右边再挂2个钩码 二 见解析
【详解】（1）[1] 将杠杆处于水平桌面，静止时发现杠杆处于倾斜状态，如果不调节平衡，杠杆自身有重力会对实验结果产生影响。
（2）[2]结合天平的调平，由于此时杠杆右偏，所以平衡螺母应向左调节。
（3）[3] 若在杠杆两端的钩码下分别再挂2个相同的钩码，设单个钩码重力为G，杠杆上一格长度为L，则此时左边钩码重力是4G，力臂长度为2L,右边钩码重力6G，力臂为L，此时
故此时杠杆会左偏，即逆时针偏转。
[4]为了是杠杆再次恢复平衡，左边动力、左边动力臂以及右边阻力臂都不变的情况下，只能改变阻力大小
故，因此在右边钩码上面再加2个钩码即可重新回复平衡。
（4）[5]根据表格中数据，我们发现每组实验数据都满足“动力×支点到动力作用线的距离＝阻力×支点到阻力作用线的距离”，而只有一组数据是满足“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”，故可推测猜想二是正确的。
（5）[6]小晋的实验结论具有偶然性，改进方法是：多次改变钩码的质量和悬挂位置以及弹簧测力计的作用点的位置。多次收集动力、动力臂、阻力、阻力臂的数据，多次实验寻找实验的普遍性，避免偶然性。
18． 平衡 左 2.5 L1不是F1的力臂 零 C 大
【详解】（1）[1]杠杆平衡状态有两种，静止和匀速转动，所以如甲图所示杠杆静止时处于平衡状态。
[2]为了使杠杆在水平位置平衡，调节平衡螺母，左高左调，所以应该向左调节平衡螺母。
（2）[3]设杠杆每一格长为L，钩码的重力为1.5N，根据杠杆平衡条件可知
1.5N×5L＝F×3L
F＝2.5N
拉力大小为2.5N。
（3）[4]如丙图所示，L1不是F1的力臂，比F1力臂大，所以得到F1L1≠F2L2的结论。
（4）[5]不称物体时，提住提钮B，将秤砣移至E处，杆秤恰能在水平方向平衡，所以E点为杠杆的零刻度线。
[6] 秤砣重力不变，提钮从B换到C时，减小了物体重力的力臂，增大了秤砣重力的力臂，所以使所测物体重力的范围变大。
[7]当秤砣D有磨损时，相当于减小了秤砣的质量，由杠杆的平衡条件可知，阻力和阻力臂不变时，动力减小，动力臂增大，所以测量的结果偏大了。
19．（1）600N；（2）150cm、100cm；（3）400N
【详解】解：（1）小华受到的重力
G=mg=60kg×10N/kg=600N
（2）由图可知，动力臂
L1=100cm+50cm=150cm
阻力臂
L2=100cm
（3）根据杠杆平衡的条件可得
FL1=GL2
代入数据有
F×150cm=600N×100cm
解得
F=400N
答：（1）小华受到的重力为600N；
（2）图示时刻地面对双手支持力F的力臂L1和阻力臂L2分别为150cm和100cm；
（3）图示时刻地面对双手的支持力为400N。
20．（1）30%；（2）7000kg
【详解】解：（1）将货物匀速拉起，拉力等于货物的重力，拉起货物的功率
P有=Fv=Gv=mgv=600kg×10N/kg×1m/s=6000W
本次起吊的机械效率
（2）由图示知，吊起货物时，起重机相当于杠杆，阻力臂
l2=×6m=3m
据杠杆平衡条件得
m货gl1=m机gl2
即
m货×3m=7000kg×3m
解得起重机可以起吊货物的最大质量
m2=7000kg
答：（1）本次起吊的机械效率为30%；
（2）保证不倾倒的情况下可以起吊货物的最大质量7000kg。
21．（1）20400J；（2）85%
【详解】解：（1）石板的重力
滑轮组所做的有用功
（2）从图中可知
绳子自由端移动的距离
滑轮组所做的总功
滑轮组的机械效率
答：（1）滑轮组所做的有用功为20400J；
（2）滑轮组的机械效率为85%。
22． 增大摩擦 费力 增大压强 在碓头上绑上重物
【详解】（1）[1]臼内壁凿有螺纹，是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力的。
[2]“碓身”在使用过程中，动力臂小于阻力臂，相当于费力杠杆，这种杠杆的特点是费力省距离。
（2）[3]杵的头部较细是在压力一定时，通过减小受力面积来增大压强。
[4]为了增加杵的重力势能，他们应采取的措施是提升高度，例如在“碓”尾部地下挖个深坑，使“碓”头翘得更高；或者可以增大杵的质量，如在碓头上绑上重物来增大杵的重力势能。
23． 长度 省力 5.25×106 不变
【详解】（1）[1][2]由图知道，高架桥弯弯曲曲如盘龙，相当于斜面加长了运动距离，使公路成一个平缓的斜面，可以省力。
（2）[3]小货车的重力
G=mg=1.5×103kg×10N/kg=1.5×104N
当小货车从山底行驶至山顶时，克服重力所做的功
W=Gh=1.5×104N×350m=5.25×106J
[4]由于小轿车从起点匀速开到终点，速度不变，质量不变，故动能不变。