第十二章 简单机械 单元测试卷
一、选择题(每小题3分,共30分)
1.如图所示的杠杆中,使用时利用了其省距离特点的是
A.开瓶器 B.老虎钳
C.核桃夹 D.食品夹
2.如图所示,杠杆在水平位置处于平衡状态,杠杆上每格均匀等距,每个钩码都相同,下列四项操作中,会使杠杆左端下倾的是( )
①在杠杆的两侧同时各减掉一个钩码;
②在杠杆的两侧钩码下同时各加挂一个相同的钩码;
③将杠杆两侧的钩码同时各向外移动一个小格;
④将杠杆两侧的钩码同时各向内移动一个小格.
A.①③ B.②④ C.②③ D.①④
3.如图,人的前臂可视为杠杆,当曲肘将茶杯向上举起时,下列说法中正确的是( )
A.前臂是省力杠杆,阻力臂变大 B.前臂是费力杠杆,阻力臂变大
C.前臂是费力杠杆,阻力臂变小 D.前臂是省力杠杆,阻力臂变小
4.将体积相等的实心铜球和铝球分别挂在杠杆的两端,调节挂绳位置,杠杆刚好在水平位置处于平衡,现将两球同时浸没在水中,则杠杆将(ρ铜>ρ铝)( )
A.左端下沉 B.右端下沉
C.仍然在水平位置平衡 D.无法判断
5.下列说法中正确的是( )
A.机械效率越高,机械做功一定越快
B.做功越多的机械,机械效率一定越高
C.做功相同,做功时间短的做功快
D.功率越大的机械做功一定越多
6.如图所示,用同一个动滑轮先后提升同一物体,使物体以相同的速度匀速上升相同的高度,所用的力分别是F甲和F乙,拉力做功的功率分别是P甲和P乙.若不计摩擦、动滑轮重和绳重,则F甲与F乙、P甲与P乙之间的大小关系是( )
A.F甲<F乙、P甲=P乙 B.F甲>F乙、P甲>P乙
C.F甲>F乙、P甲=P乙 D.F甲<F乙、P甲<P乙
7.如图所示,利用滑轮组将重力为2N的物体,以0.2m/s的速度提升0.1m,拉力F为1.2N,下列说法正确的是( )
A.绳自由端移动的速度为0.6m/s
B.这个滑轮组是费力机械
C.滑轮组的机械效率为83.3%
D.F所做的有用功为0.24J
8.如图所示,小明分别使用甲、乙、丙、丁四种机械匀速提升物体(绳长不变),测得拉力和物体M、N所受的重力如表所示,则下面说法正确的是( )
5.5N 12N 5.5N 8N 5N 10N
A.甲的机械效率比丙的小
B.使用丙提升物体M时省力
C.甲的机械效率比乙的大
D.实验测得的数据无法算出机械效率
9.物理课上刘老师将规格完全相同的滑轮,用相同的绳子绕成甲、乙两个滑轮组,如图所示,分别提起重为G1、G2两个物体,比较它们省力情况和机械效率,下面四位同学作了四种猜测,你认为正确的是
A.甲同学说若G1=G2,则F1η乙
B.乙同学说若G1=G2,则F1>F2,η甲<η乙
C.丙同学说若G1D.丁同学说若G110.如图所示,小明同学通过斜面用平行于斜面F=200N的推力,将质量为30kg的物体在5s时间内匀速推到1m高的平台上,斜面长s=2m。(g取10N/kg),则( )
A.推力的功率为40W B.斜面的机械效率为75%
C.推力做的总功300J D.斜面对物体的摩擦力100N
二、填空题(每空1分,共20分)
11.如图所示,小明用手下压笔杆将课本撬起。可将图中的______点看作支点,小明下压的这支笔相当于一个______(选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆。
12.如图所示,利用定滑轮匀速提升重为50N的物体G,若不计摩擦和绳重,F3大小为______N,F1和F3的大小关系是F1_____F3(选填“>”、“<”或“=”)。使用定滑轮可以______(选填“省力”、“省距离”或“改变力的方向”)。
13.如图所示是生活中常用的一款指甲刀,手柄CBA是______(选填“省力”或“费力”)杠杆,使用指甲刀OBD施加的阻力方向向______,OBD是______(选填“省力”或“费力”)杠杆。
14.如图所示,用竖直向上的力拉动较长的杠杆,使重为18N的物体缓慢升高0.1m,拉力大小为8N,拉力移动的距离为0.25m。该杠杆的机械效率为______,此杠杆属于______(选填“省力”、“费力”或“等臂”)杠杆。
15.请你仔细观察如图所示的漫画,回答问题:小猴分得的萝卜比小兔分得的萝卜___;(填“轻”或“重”). 理由是:当萝卜平衡时,____________.
16.上海的城市化建设正在加速推行,到处可见大型的车载起重机在繁忙地工作,如图(a)所示.小华在网上查阅了起重机的相关信息,发现“平衡块”在起重机工作时起着重要的作用.请仔细观察比较如图(b)所示的情景(已知m2>m1),回答下列问题.
①“平衡块”对吊臂起着平衡的作用,如果被吊货物的质量越大、悬挂点距离中心线越远,则平衡块_____.
②“平衡块”除了要维持吊臂平衡外,还要维持整座塔架平衡.空载时调节平衡块是为了避免机架绕_____侧轮倾翻;满载时调节平衡块是为了避免机架绕____侧轮倾翻(两空均选填“左”或“右”).
17.如图所示,斜面长s=10m,高h=4m。用沿斜面方向的推力F=80N,将一个重为150N的物体由斜面底端A匀速推到顶端B,运动过程中克服物体的重力做的功______J。摩擦力f的大小为______N。
18.如图所示的滑轮组吊起某物体,物重G=400N,若不计摩擦,为了使物体G匀速上升,拉力F=250N,则滑轮组的机械效率是 ______ ;为了使物体在5s内上升2m,人需以 ______ m/s的速度拉动绳子。
19.用五个相同的滑轮和绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组,分别将不同的物体G1和G2匀速提升相同高度,绳端所需的拉力F恰好相等,不计摩擦、绳和木板的重。则绳端拉力F做的功之比为W1∶W2=_____,滑轮组的机械效率之比η1∶η2=_____。
三、实验题(每空1分,共22分)
20.如图甲所示,在同学们探究“杠杆的平衡条件”实验中所用的实验器材有:杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个。
(1)挂钩码前,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,应把杠杆左端的平衡螺母向 __ (填“左”或“右”)调节,使杠杆在不挂钩码时,达到水平平衡状态。
(2)杠杆调节平衡后,晓彤在杠杆上A点处挂4个钩码,在B点处挂6个钩码杠杆恰好在原位置平衡。于是晓彤便得出了杠杆的平衡条件为: __ 。
(3)实验结束后,晓彤提出了新的探究问题:“若支点不在杠杆的重心上时,上述实验结论是否成立?”于是小组同学利用如图乙所示装置进行探究,发现在杠杆左端的不同位置,用弹簧测力计竖直向上拉使杠杆处于水平平衡时,测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符。由此得出的结论是: __ 。
(4)杠杆不处于水平位置能否平衡?小雪认为能平衡,于是她每次让杠杆倾斜时静止,这样实验也得出了同样的杠杆平衡条件。她认为杠杆平衡不一定是水平的,这种说法对吗? __ 。(填“对”或“错”),小雪这种方案与晓彤让杠杆在水平位置做实验的方案相比较,你认为小雪和晓彤哪位同学实验方案好?请说明理由 __ 。
21.在“探究动滑轮的机械效率”时,某小组利用自重不同的两个动滑轮进行了如图所示的三次测量,数据记录如下:
实验序号 钩码重/N 动滑轮重/N 拉力/N 钩码上升的高度/m 测力计移动的距离/m 有用功/J 总功/J 机械效率/%
① 4 0.5 2.3 0.2 0.4 0.8 0.92 87.0
② 4 0.9 2.5 0.2 0.4 0.8 1.0
③ 6 0.5 3.3 0.2 0.4
(1)完成表格中空白处的计算,直接填在表格的空白处.
(2)通过比较 两次实验数据(选填实验序号),可知动滑轮的机械效率与动滑轮的自重 (选填“有关”或“无关”).
(3)小明认为“同一个机械,它的机械效率是一个定值”,通过比较 两次实验数据(选填实验序号),可知他的观点是 的(选填“正确”或“错误”).
(4)第二次实验中,钩码上升所用的时间为1.5s,则动力的功率为 W.
(5)如果在实验过程中,小敏同学斜向上拉弹簧测力计,则所测的机械效率会 .(选填:“变大、变小或不变”)
22.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。
四、作图题(每小题2分,共4分)
23.如图甲所示,为一款压土豆泥器,使用时用力下压手柄就能轻松完成土豆泥的制作。其中ABO相当于一根杠杆,图乙为其简化的示意图,图中O点为支点,F2为压土豆时杠杆所受阻力。请在乙图中画出压土豆时,作用在A点的最小动力F1、动力臂l1和阻力臂l2。
24.画出图中使用滑轮组最省力的绳子绕法。
五、计算题(每小题12分,共24分)
25.身高1.7m.重力为500N的小乐同学在作行课上做俯卧撑运动,此时将他规为一个杠杆如图所示。他的重心在A点。则:(g取10N/kg)
(1)若他将身体撑起,地面对手的作用力至少要多大?
(2)将身体撑起,每次肩膀上升的距离为0.3m,做一个俯卧撑做功多少J?
(3)他在1min内做了15个俯卧撑,他的功率是多少W?
26.一质量为70kg的工人,用如图所示的装置(包括滑轮组及装砖的托板)提升一堆砖,已知装砖的托板重 150N,每块砖重 100N,绳子滑轮的摩擦和绳重均可忽略不计,当工人匀速将 8 块砖提升 3m 时,此装置的机械效率为80%。(g 取 10N/kg)求:
(1)拉力所做的有用功是多少?
(2)动滑轮的重力是多少?
(3)若绳子承受的最大拉力为 670N,该人站在地面上用此装置提升砖的过程中,当装置的机械效率最高时人对地面的压强为多少?(工人每只脚与地面的接触面积是 200cm )
参考答案
1.D
2.B
3.C
4.A
5.C
6.C
7.C
8.C
9.D
10.B
11.B 费力
12.50N = 改变力的方向
13.省力 上 费力
14.90% 省力
15.重 粗的那端力臂短,由杠杆的平衡条件可知,粗的那端重
16.离悬挂中心越远 左 右
17.600 20
18.80% 0.8
19.1∶2 1∶1
20.左 动力动力臂阻力阻力臂 杠杆自重的影响 对 杠杆在水平位置平衡时,力的方向与杠杆垂直,便于直接读出力臂
21.(1)1.2;1.32;90.9.(2)①与②;有关;(3)①与③;错误;(3)0.67;(5)变小.
22.70.6% 小聪 越陡 匀速 倾斜程度 粗糙程度 机械效率
23.
24.
25.(1)300N;(2)90J;(3)22.5W
26.(1)2400J;(2)50N;(3)1250Pa