7 简单机械和功
题号 一 二 三 四 总分 累分人
得分
注意事项:共四大题,23小题,满分80分,作答时间为80分钟。
中考对接点 1.杠杆及其分类(10年4考)
2.杠杆相关作图(10年4考)
3.杠杆的平衡条件(10年4考)
4.滑轮及滑轮组的特点(10年4考,多结合功、功率、机械效率综合考查)
5.功、功率相关计算(10年9考)
6.机械效率的相关计算(10年8考)
第一部分 (选择题 共20分)
一、选择题(共10小题,每小题2分,计20分。每小题只有一个选项是符合题意的)
1.某学校的劳动教育课上,四位同学利用杠杆原理使用劳动工具的场景如图所示。其中属于使用费力杠杆的是 ( )
2.俗话说“竹篮打水一场空”,这说明用竹篮打水时 ( )
A.所做的有用功为零
B.所做的额外功为零
C.所做的总功为零
D.对竹篮所做的功是有用功
3.生产生活中常常会用到各种机械,下列说法正确的是 ( )
A.效率越高的机械,功率越大
B.功率越大的机械,做功越快
C.做功越多的机械,功率越大
D.做有用功越多的机械,效率越高
4.下面四句话摘自一位同学的“物理学习笔记”,其中错误的是 ( )
A.力是不能离开物体而独立存在的
B.铁轨下面铺放枕木是为了减小压强
C.定滑轮实质上可以看成省力杠杆
D.被拉开的弓具有弹性势能
5.图为小明同学在体育测试中“原地掷实心球”的场景,下列说法正确的是 ( )
A.球在空中飞行是由于受到惯性的作用
B.球在飞行过程中,小明的推力对球不做功
C.球落在草地上将草地砸出一个坑,说明力能改变物体的运动状态
D.球在地面上滚动时受到的重力和摩擦力是一对平衡力
6.如图,这是我国古人利用绞车提升巨石的情景,下列说法正确的是 ( )
A.使用此装置可以省功
B.使用轮轴可以省距离
C.上方的滑轮可以改变力的方向
D.绞车由动滑轮、定滑轮及轮轴组成
7.如图所示,国古代《墨经》最早记述了秤的杠杆原理,有关它的说法正确的是 ( )
A.“标”“本”表示力,“权”“重”表示力臂
B.图中的B点为杠杆的支点
C.“权”小于“重”时,A端一定上扬
D.增大“重”时,应把“权”向A端移
8.甲、乙两辆完全相同的汽车在同一水平地面上做直线运动的s-t图像如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.通过相同的路程,两辆汽车所用的时间t甲>t乙
B.相同的时间内两辆汽车牵引力所做的功W甲=W乙
C.两辆汽车的牵引力F甲D.两辆汽车的功率P甲>P乙
9.小明从一楼提30个普通鸡蛋送给三楼的张爷爷,他提鸡蛋的力做的功最接近于 ( )
A.9 J B.30 J C.90 J D.300 J
10.使用如图所示的滑轮组,沿水平方向匀速拉动水平地面上重为35 N的物体,拉力F为20 N,物体在10 s内移动1 m。物体受到地面的摩擦力为32 N。不计绳重和滑轮组内的摩擦,下列说法正确的是 ( )
A.滑轮组的机械效率为80%
B.动滑轮重为5 N
C.拉力F的功率为2 W
D.增大物重,机械效率不变
第二部分 (非选择题 共60分)
二、填空与作图题(共7小题,计22分)
11.(3分)功率是表示物体 的物理量,自行车运动员比赛时的功率可达1 kW,“1 kW”表示的物理意义是 ,若某运动员以此功率骑车1 min,做功为 J。
12.(2分)如图,这是小聪为拉船靠岸而设计的甲、乙两种方案,若拉船的力需要很大,则应选用方案 (选填“甲”或“乙”),因为采用这种方案,可以 。(不计机械的自重及摩擦)
13.(4分)图为一辆正在匀速行驶喷射水雾的环保车,水雾喷出后一会儿就消失了,其中发生的物态变化是 ,此过程需要 热。若这辆车沿平直街道匀速行驶3 min前进了900 m,该车的速度是 m/s。若此过程中,该车牵引力的功率为3×104 W,则牵引力大小为
N。
14.(3分)用50 N的水平推力推着重为200 N的物体沿水平方向移动4 m,用时5 s;推力对物体所做的功为 J,物体所受的重力对物体所做的功为 J,推力做功的功率为 W。
15.(4分)如图所示,斜面长10 m,高4 m。用平行于斜面F=50 N的拉力,将重100 N的物体,从斜面的底端匀速拉到顶端。对物体所做的有用功为 J,该斜面的机械效率为 ,物体受到的摩擦力为 N,利用此装置 (选填“能”或“不能”)省功。
16.(2分)如图所示,用固定在墙上的三角支架ABC放置空调室外机。如果A处螺钉松脱,则支架会绕C点倾翻。已知AB长40 cm,AC长30 cm。室外机的重力为300 N,正好处在AB中点处,则A处螺钉的水平拉力为 N(支架重力不计)。为了安全,室外机的位置应尽量
(选填“靠近”或“远离”)墙壁。
17.(4分)(1)如图-1所示,某人站立在地面上用滑轮组将物体匀速向上拉起,请在图中用笔画线代替绳子画出所用滑轮组绳子的绕法。
(2)如图-2所示,拉杆式旅行箱在拉力F的作用在静止,请在图中画出拉力F的力臂L。
图-1 图-2
三、实验探究题(共4小题,计22分)
18.(4分)请完成下列填空。
(1)如图-1所示,属于定滑轮的是 (选填“甲”或“乙”),在使用过程中,动滑轮的作用是 (选填“省力”或“改变力的方向”)。
(2)如图-2所示,弹簧测力计的示数为 N,钩码的总重为1 N,钩码上升的高度h为0.1 m,测力计竖直向上移动的距离s为0.3 m,此时杠杆的机械效率为 。
19.(4分)小亮同学想测出自己爬楼梯的功率。
(1)实验器材:电子秤、秒表、 。
(2)实验步骤:①用电子秤测出小亮的质量m。
② 。
③ 。
(3)写出用测量数据计算爬楼梯功率的表达式P= 。
20.(7分)小明利用如图所示实验装置探究“杠杆的平衡条件”。
(1)如图甲所示,杠杆处于静止状态。为方便测量 ,应向 (选填“左”或“右”)调节螺母,使杠杆在水平位置平衡。
(2)如图乙所示,杠杆上刻度均匀,在A点挂4个钩码,要使杠杆在水平位置平衡,应在B点挂 个相同的钩码;当杠杆平衡后,在A、B两点下方同时增加一个相同的钩码,则杠杆 (选填“左”或“右”)端将下沉。
(3)小明改变钩码的位置和个数,使杠杆平衡,收集多组数据,其目的是 。
(4)如图丙所示,用弹簧测力计在A处竖直向上拉,使杠杆在水平位置平衡,在测力计逐渐向左倾斜到虚线位置的过程中,保持杠杆在水平位置平衡,则测力计的示数将 (选填“变大”、“变小”或“不变”),原因是 。
21.(7分)小明用如图所示的实验装置测量滑轮组的机械效率,相关数据记录在下表中。
实验次数 钩码所受的重力 G/N 钩码上升的高度 h/cm 拉力 F/N 机械效率η
1 2 10 0.8 83.3%
2 4 10 1.5
3 6 10 2.2 90.9%
(1)实验中应竖直向上 拉动弹簧测力计,每次实验绳端移动距离为 cm。
(2)如果在第一次实验时,忽略绳重和摩擦,可以计算出动滑轮的重力为 N。第二次实验中,滑轮组的机械效率为 。
(3)分析1、2、3次实验数据可知,使用同一滑轮组提升重物时,重物越 (选填“重”或“轻”),滑轮组的机械效率越高。
(4)同组的小军发现实验过程中边拉动弹簧测力计边读数,弹簧测力计的示数不稳定,应该在静止时读数,你认为他的想法 (选填“正确”或“不正确”),因为他没有考虑到 对滑轮组机械效率的影响。
四、综合题(共2小题,计16分)
22.(7分)如图所示,这是地铁施工现场一台起重机的示意图。
(1)起重机的动力源是电动机,其原理是通电线圈在 中受力转动。
(2)若起重机水平臂AB长为18 m,OB长为3 m,把质量为1 t的重物匀速提起,B端的配重质量是多大 (不计摩擦和起重机自重,g取10 N/kg)
(3)起重机的电动机的功率恒为2.5×103 W,把质量为1 t的重物匀速提起20 m,用时100 s,起重机提起重物的机械效率是多大
23.(9分)如图所示,这是某电动叉车抬升石材的情景。电动叉车将质量为1500 kg的石材完成一次最大抬升高度,用时30 s,其项目参数如下表。(g取10 N/kg)
项目 参数 项目 参数
额定载重/kg 1500 空载质量/kg 720
最大抬升高度/m 3 轮胎接地总面积/m2 0.08
空载行驶速度/(km·h-1) 5
(1)石材被抬升的速度是多大
(2)电动叉车对石材做的功及做功的功率是多大
(3)空载的电动叉车静止时对水平地面的压强是多大
参考答案
1.D 2.A 3.B 4.C 5.B 6.C 7.D 8.D 9.C 10.A
11.做功快慢 每秒做功1000 J 6×104
12.甲 省力
13.汽化 吸 5 6000
14.200 0 40
15.400 80% 10 不能
16.200 靠近
17.(1)如图所示:(2分)
(2)如图所示:(2分)
18.(1)甲 省力
(2)0.5 66.7%
评分标准:每空1分,共4分,有其他合理答案均参照给分
19.(1)皮尺
(2)②用皮尺测出所爬楼层的高度h
③用秒表记下爬楼所用时间t
(3)
评分标准:每空1分,共4分,有其他合理答案均参照给分
20.(1)力臂 右
(2)3 右
(3)排除实验的偶然性,得到普遍规律
(4)变大 阻力和阻力臂不变,动力臂变小,动力变大
评分标准:每空1分,共7分,有其他合理答案均参照给分
21.(1)匀速 30
(2)0.4 88.9 %
(3)重
(4)不正确 摩擦
评分标准:每空1分,共7分,有其他合理答案均参照给分
22.解:(1)磁场(1分)
(2)杠杆的阻力:FA=G=mAg=103 kg×10 N/kg=104 N
根据杠杆平衡条件得:FB×OB=FA×OA
即FB×3 m=104 N×(18 m-3 m)
解得FB=5×104 N
所以B端配重的重力为:GB=FB=5×104 N
则B端配重的质量:mB= = =5000 kg (3分)
(3)电动机对重物所做的功:W有=Gh=mAgh=103 kg×10 N/kg×20 m=2×105 J
电动机所做的总功W总=Pt=2.5×103 W×100 s=2.5×105 J
起重机提起重物的机械效率:η= ×100%= ×100%=80% (3分)
23.解:(1)石材被抬升的速度:v===0.1 m/s (2分)
(2)石材的重力:G=mg=1500 kg×10 N/kg=1.5×104 N
电动叉车对石材做的功:W=Fs=Gh=1.5×104 N×3 m=4.5×104 J
电动叉车对石材做功的功率:P===1.5×103 W (4分)
(3)空载电动叉车对水平地面的压力:F压=G'=m'g=720 kg×10 N/kg=7.2×103 N
空载的电动叉车静止时对水平地面的压强:p===9×104 Pa (3分)