第十二章 简单机械 单元测试卷(含答案)
一、单选题
1.如图所示的工具在使用时,属于费力杠杆的是( )
A.瓶盖起子 B.食品夹
C.托盘天平 D.羊角锤
2.如图所示杠杆,在末端施加一个始终与杠杆垂直的力F,当杠杆由如图实线位置匀速转动到虚线位置时,F大小的变化情况是( )
A.大小不变 B.由小变大
C.先变大后变小 D.先变小后变大
3.如图所示,爸爸和亮亮一起在儿童乐园玩跷跷板,当亮亮移动到某一个位置时,竟然将爸爸跷起来了,则下列说法正确的是( )
A.亮亮和爸爸对跷跷板的作用力相等
B.亮亮对跷跷板施加的作用力大些
C.亮亮到跷跷板支点的距离短
D.亮亮对跷跷板的作用力与力臂的乘积大一些
4.如图是三种类型剪刀的示意图。下列关于三种剪刀说法正确的是( )
A.剪铁皮应选用甲剪刀
B.用乙剪刀剪较坚硬物时,应将物体靠近支点
C.使用甲乙两种剪刀都能省功
D.使用丙剪刀的好处是可以省距离
5.城市美容师每天用大扫帚清扫马路垃圾,如图所示,左手握住扫帚柄的后端A点,右手握住扫帚柄的中间B点,C点是扫帚头与地面接触的地方,,关于用大扫帚扫地的过程,下列说法正确的是( )
A.B点是支点
B.大扫帚扫地时,是费力杠杆
C.大扫帚扫地时,是等臂杠杆
D.大扫帚扫地时,扫帚头和地面的摩擦是静摩擦
6.下列说法正确的是( )
A.动力臂比阻力臂长的杠杆一定省力
B.有些杠杆可能既省力又省距离
C.动力与动力臂的乘积一定等于阻力与阻力臂的乘积
D.力臂是指从支点到力的作用点的距离
7.如图所示,用滑轮沿竖直方向匀速提起重为90N的物体,物体上升1m所用时间为2s,滑轮重10N,不计绳重和摩擦,此过程中说法错误的是( )
A.使用该滑轮可以省力 B.绳子自由端移动的距离为2m
C.拉力的功率为50W D.滑轮的机械效率为80%
8.用如图所示的滑轮组甲和乙提升重物(钩码),不计绳重和摩擦,下列说法正确的是( )
A.若钩码重力和提升高度相同,则滑轮组的机械效率相同
B.若钩码重力和绳端拉力相同,则滑轮组甲的机械效率高
C.若钩码重力和绳端拉力相同,则滑轮组的机械效率相同
D.若滑轮重力和绳端拉力相同,则滑轮组甲的机械效率高
9.如图所示,弹簧测力计下挂有一定滑轮,定滑轮重为1N,A、B均处于静止状态,GB=100N,GA=10N,则弹簧测力计的示数为( )
A.100N B.111N C.21N D.20N
10.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.
11.如图所示,当物体A、B的重分别为20N、10N时,物体A恰好在水平面上向右做匀速直线运动,滑轮和绳子的重忽略不计。则绳子对物体A的拉力是( )
A.5N B.10N
C.20N D.30N
12.图甲所示为工人师傅乘坐吊篮在高空粉刷楼体外墙的情景,吊篮可在电动机的作用下实现升降,其简化结构原理如图乙所示。吊篮的质量为40kg,两名工人及工具的总质量为200kg,某次吊升过程中,吊蓝在30s内匀速上升了6m,不计滑轮重、绳重和摩擦,关于该过程的分析正确的是( )
A.电动机对绳子的拉力为800N
B.电动机拉动绳子的功率为480W
C.克服吊篮做的额外功是240J
D.吊篮的机械能守恒
二、填空题
13.如图所示,赛艇运动员正在奋力向后划桨,此时船桨属于__________(选填“省力”、“等臂”或“费力”)杠杆;运动员看到清澈的湖底“变浅”了,这是光的__________现象。
14.如图所示,是小扬整理学习资料时使用的长尾夹,由一个弹簧片夹体和两个较长的尾柄构成。尾柄可转动,夹体夹纸,节省空间。各部分尺寸已标出,用力捏尾柄使夹体张开时,它是____________杠杆(选填“省力”、“费力”或“等臂”),若动力和阻力的方向都与夹体所在的斜面垂直,当阻力为1.5N时,动力为____________N。
15.如图所示,某同学先后用甲、乙两种方式扛着同样的包裹。对肩膀压力更大的是方式_________。在方式甲中他采用了_______________的方法使其用的力更小。
16.图甲是一种落地式海报架,图乙是海报架的侧视结构示意图。若视海报架为杠杆,水平向右的风将其吹倒的瞬间,支点是______(选填“A”、“B”或“C”),若要使海报架抵抗更大的风力,可以采取的措施是______(写出一条即可)。
17.俯卧撑是一项常见的健身项目,小明在水平地面上做俯卧撑保持静止时的情景如图甲所示,此时身体与地面平行,可抽象成如图乙所示的杠杆模型,F为手臂对身体的支持力,G为小明所受的重力。已知小明的重为600N,OA长为1m,AB长为0.5m。保持静止时手臂对身体的支持力是 ___________N。
18.高速铁路的输电线需要绷直,图为输电线的牵引装置工作原理图。钢绳通过滑轮组悬挂20个相同的坠砣,每个坠砣配重为150N,若5s内坠砣串匀速下降了40cm,则输电线P端向左移动的速度为____________cm/s,输电线P端受到的拉力大小为____________N(不计滑轮和钢绳自重及摩擦)。
19.一辆汽车不小心陷进了泥潭中,按如图所示的甲、乙两种方法安装滑轮,均可将汽车从泥潭中拉出。如果汽车的重力为10000N,汽车所受阻力为800N,则甲图中人拉动汽车的拉力至少为___________,乙图中人拉动汽车的拉力至少为___________。
20.建筑工地的工人用如图所示的滑轮组来提升重物。已知重物G=900N,不计绳重和摩擦,当绳子自由端的拉力F=400N时,可将重物匀速提升2m。在此过程中,有用功为___________J,滑轮组的机械效率为___________;若增大所提物体的重力,此滑轮组的机械效率将___________。(填“变大”、“变小”或“不变”)
三、作图题
21.如图是手机自拍杆的示意图,将自拍杆看作一个杠杆,O为支点,请画出F1的力臂L1及手机所受重力G、重力的力臂L2的示意图。
22.如图所示,小亮运用滑轮组将装修材料运输到楼上,请你用笔画线帮他组装好滑轮组。
四、实验题
23.“探究杠杆的平衡条件”实验中采用的器材有杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺以及重0.5N的钩码若干。
(1)小徐把杠杆中点置于支点上,发现杠杆的左端低右端高,他应该把杠杆两端的平衡螺母向_____调节,使杠杆在_____方向上静止,这样做的好处是_____;
(2)实验中(如图1),小徐在A点挂3个钩码,在B点挂2个钩码,杠杆恰好在原位置平衡,于是他就得到了杠杆的平衡条件为_____,你认为他这样就得出结论存在的问题是_____;
(3)小孙的某次实验(如图2),他从杠杆上直接读出力臂,又发现弹簧测力计的示数大于15N,跟刚刚得出杠杆的平衡条件不相符,其实是左右两边的_____不相等;
(4)实验结束后,小马提出了新的探究问题“如果支点不在杠杆的中点,杠杆的平衡条件是否依然成立,”于是采用如图3装置进行探究,他发现当杠杆平衡时,测出的拉力大小与杠杆平衡条件不相符,其原因是受到杠杆_____的影响;
(5)请你根据第(4)中的回答提出一个提高杠杆机械效率的方法_____。
24.在“探究斜面的机械效率”实验中,小明猜想斜面的机械效率可能跟斜面的粗糙程度有关,小聪猜想可能跟斜面的倾斜程度有关。如图是他们设计的实验装置,下表是其中一位同学在其他条件一定时的实验数据。
(1)表格中第三次实验的机械效率为 ___________(结果保留一位小数),分析表中信息可知该实验是探究 ___________(选填“小明”或“小聪”)的猜想,结论是:在其他条件一定时,斜面 ___________,机械效率越高;
实验序号 斜面的倾斜程度 物块的重力G/N 斜面高度h/m 沿斜面的拉力F/N 斜面长s/m 机械效率
1 较缓 10 0.2 5.5 1 36.4%
2 较陡 10 0.4 7.0 1 57.1%
3 最陡 10 0.6 8.5 1
(2)另一位同学为探究自己的猜想,设计了如下步骤。
①把一块长木板的一端垫高,构成一个斜面;
②用弹簧测力计沿斜面把一木块 ___________拉上去,进行相关测量,计算出斜面的机械效率;
③保持斜面的 ___________不变,改变斜面的 ___________,再进行相关测量,并计算出斜面的机械效率;
④比较两次 ___________的大小,即可初步验证猜想是否正确。
25.某实验小组在做“测量滑轮组机械效率”的实验中得到的数据如下表所示,第1、2、3次实验装置分别如图甲、乙、丙所示。
次数 钩码重G/N 钩码上升高度h/m 测力计拉力F/N 测力计移动距离s/m 机械效率η
1 2 0.1 0.9 0.3 74.1%
2 4 0.1 1.6 ___________ 83.3%
3 4 0.1 1.1 0.5 72.7%
(1)表格中第2次测力计自由端移动的距离s=______m;
(2)在实验操作中应竖直向上 ______拉动弹簧测力计,小组同学发现实验过程中边拉动边读数,弹簧测力计示数不稳定,应该静止读数,你认为他的想法 ______(选填“正确”“不正确”);
(3)比较第1次实验和第2次实验,可得结论:使用同样的滑轮组,______可以提高滑轮组的机械效率;
(4)由第2、3次实验可得结论:使用不同的滑轮组,提升相同的重物时,动滑轮的个数越多(质量越大),滑轮组的机械效率 ______。
五、计算题
26.钓鱼是目前最受欢迎的户外休闲活动之一。如图甲是人坐在钓箱上垂钓时的情景。该钓箱长50cm、宽30cm、高40cm,容量大、功能齐全,带有四只可升降脚,每只脚的高度都可以独立调节,使箱体上表面呈水平状态,方便人坐,空箱时,整箱质量仅6kg,轻便易携,还可以安装遮阳伞等配件。
(1)如图乙,若每只脚的着地面积为4cm2,空箱时,钓箱对水平地面的压强是多少?
(2)空箱时,若将四只脚都收回箱内,钓箱可以近似看作是一个长方体,试通过计算说明,若将此钓箱放入水中静止时,钓箱将会处于什么状态?
(3)在有风的天气,安装遮阳伞后,钓箱容易发生翻倒。图甲中,若风从左往右,整个装置的简图如图丙(无人坐)。除遮阳伞外,钓箱(包括箱内的物品)重心可近似看做在钓箱的几何中心。遮阳伞(包括伞杆)的质量为4kg,重心在M点下方30cm处。已知遮阳伞承受风压的面积为1.2m2,某时刻风压为40N/m2,风压作用点可视为M点。当人离开钓箱后,为了使钓箱不翻倒,至少应该在钓箱内放多少kg的重物?(空气对遮阳伞的升力忽略不计)
27.巨型货轮“长赐”号满载时排水量达2×105t,是最大的远洋船之一、2021年3月9日该货轮载有超过1.8万个集装箱,从深圳盐田港出发,途径苏伊士运河斜向搁浅(如图甲)。救援队用挖掘机挖走船头和船尾底部的泥沙,利用水的浮力使船体重新漂浮。求( ρ海水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg):
(1)货轮满载正常航行时所受浮力大小;
(2)满载时货轮吃水深度约为16m,求此时船底受到水的压强是多大;
(3)救援前载,救援队还制定了通过卸载船上的集装箱,减小船的排水量来使船脱困的方案。若采用此方案,利用如图乙所示的塔式起重机卸载集装箱,当把重约12×105N的一个集装箱匀速吊起2m时,绳端的拉力F为5×104N,求此时滑轮组的机械效率。
参考答案
1.B
2.C
3.D
4.B
5.B
6.A
7.D
8.B
9.C
10.D
11.A
12.B
13.费力 折射
14.省力 1
15.乙 减小阻力臂
16.C 增大∠BAC角度
17.400
18.4 6×103
19.800N 400N
20.1800 75% 变大
21.
22.
23.右 水平 消除杠杆自重对实验的影响,并便于测量力臂 动力×动力臂=阻力×阻力臂 结论具有偶然性 力臂 自身重力 减轻杠杆自身的重力
24.70.6% 小聪 越陡 匀速 倾斜程度 粗糙程度 机械效率
25.0.3 匀速 不正确 增大提升物体的重力 越低
26.(1)3.75×104Pa;(2)漂浮;(3)27.6kg
27.(1)2×109N;(2)1.6×105Pa;(3)80%