第十二章 简单机械 学业质量测评
（时间：90分钟满分：90分）
一、选择题（本题共8个小题，每小题3分，共24分.第1~6题为单项选择题.第7、8题为多项选择题，在每小题给出的四个选项中，至少有两项是符合题目要求的，全选对得3分，选对但不全得1分，选错或不选的得0分）
1.如图为某款剪刀的示意图.握住手柄修剪树枝时，剪刀可视为杠杆，该杠杆的特点是 （ ）
A．省力 B．费力 C．省功 D．省距离
2.如图，通过定滑轮匀速提起3个不同的重物m1、m2、m3时，向3个方向拉动的力分别为F1=2F2=3F3，
则m1、m2、m3的大小关系为 （ ）
A.m1=2m2=3m3 B.6m1=3m2=2m3
C.3m1=2m2=m3 D.m1=m2=m3
3.如图，OAB是杠杆，OA与杆AB垂直，在OA的中点挂一个20 N的重物，加在B点的动力使OA在水平位置保持静止(杠杆重力及摩擦均不计)，则 （ ）
A.该杠杆一定是省力杠杆
B.该杠杆一定是费力杠杆
C.作用点在B点的最小动力等于10 N
D.作用点在B点的最小动力小于10 N
4.如图所示，小明用手提起哑铃，这一动作从生物学的视角，可以认为桡骨在肱二头肌的牵引下绕着肘关节转动；从物理学的视角，可以认为是一个杠杆在工作.下列说法正确的是 （ ）
A．此杠杆的支点为A点
B．此杠杆的阻力是哑铃受到的重力
C．此杠杆是一个费力杠杆
D．肱二头肌的收缩距离大于哑铃的移动距离
第4题图 第5题图
5.如图所示的电动起重机，某次吊起重为6×103 N的物体，电动机的拉力为4×103 N，用时20 s,使物体上升了5 m.则通过动滑轮 （ ）
A．做的有用功为6×104 J
B．拉力功率为2×103 W
C．做的总功为2×104 J
D．机械效率为66.7%
6.如图所示，小王站在水平地面上，将长为0.6 m，质量可忽略不计的木棒搁在肩上，支点O距离后端A处0.2 m，A处挂一个重40 N的物体，他用手竖直压住前端B处使木棒保持水平平衡.若小王的质量为50 kg,双脚与地面的总接触面积约为400 cm2，下列说法正确的是 （ ）
A．手对木棒的压力大小为40 N
B．肩对木棒的支持力大小为80 N
C．地面对人的支持力大小为560 N
D．人对地面的压强大小约为1.35×104 Pa
第6题图 第8题图
7.工人师傅使用一个动滑轮将400 N的重物从地面匀速提升到3 m高处，假如所用的拉力方向竖直向上、大小为250 N，则 （ ）
A.拉力所做的功为750 J
B.机械效率为80%
C.若用该动滑轮提升更重的货物，机械效率将保持不变
D.若采用轻质滑轮完成原任务，机械效率将变大
8.如图所示，斜面长为3 m，高为1 m，工人用400 N的力沿斜面向上将重为840 N的箱子推到车上.
在此过程中 （ ）
A.有用功是400 J，总功是840 J
B.有用功是840 J，额外功是360 J
C.总功是1 200 J，机械效率是70%
D.有用功是400 J，机械效率是47.6%
二、填空题(本题共4个小题，每空2分，共10分)
9.生活中有很多简单机械，如手钳、镊子、扳手、钥匙等.当把钥匙插入锁孔开锁时，锁芯随之转动，钥匙就相当于 （填“杠杆”“轮轴”“滑轮”或“斜面”）.
10.小明自制的杆秤如图所示，O为杆秤提纽，不挂重物和秤砣时，手提提纽杆秤可水平平衡.用它称鱼，已知秤砣质量m=0.2 kg,OA=8 cm,当OB=40 cm时，杆秤水平平衡，则鱼的质量为 kg，重力是 N.(g取9.8 N/kg)
11.小强利用如图所示的滑轮组去拉物体，使重2 000 N的物体A在3 s内沿水平方向匀速移动了6 m，若A所受地面的摩擦力f=600 N，小强所用拉力F=250 N，则该装置的机械效率是 .
12.如图所示，在拉力F的作用下，重80 N的物块A正以0.2 m/s的速度在水平面上做匀速直线运动，此时弹簧测力计的示数为20 N，已知该装置的机械效率为80%，则拉力做功的功率为 W.
三、作图题（本题共3个小题，每小题2分，共6分）
13.如图所示，一枚创意图钉翘起部分预留出了施力空间.请画出翘起图钉的最小力F1的示意图及其力臂L1,并画出阻力F2的示意图.
14.如图所示，在A处或B处的虚框内添加一个滑轮，利用三个滑轮组成滑轮组，要求使用时最省力.请添加滑轮并完成滑轮组绕法.
15.如图，O为杠杆ABO的支点，请画出该杠杆的动力臂和所受阻力的示意图.
四、简答题（本题共2个小题，每小题3分，共6分）
16.盘山公路是物理中的哪种简单机械模型的应用？它的优点是什么？
17.小竹去自助餐厅用餐时，发现夹取的食物放在餐盘中离手较近的地方，拿餐盘的手用力会小一些；夹取食物时肩膀被撞了一下，结果餐盘中碗里的汤洒在了餐盘里.请分析上述现象中手用力较小和汤洒出来的原因.
五、实验与科学探究题（本题共3个小题，共23分）
18.(6分)为了探究斜面的机械效率与斜面倾斜程度之间的关系，探究小组的同学利用木板、刻度尺、弹簧测力计、木块等器材设计了如图所示的实验.实验测得的数据如下表：
请你根据表中的数据解答下列问题：
(1)实验中要求用沿斜面向上的力拉着木块在斜面上做 ）运动，该过程中木块的机械能 (填“变大”“变小”或“不变”).
(2)第2次实验中，斜面的机械效率为 ，斜面对木块的摩擦力为 N.
（3）当斜面长度一定时，斜面的机械效率η与斜面的高度h之间的关系大致如图 所示.（填字母）
（4）从表格中我们还可以看出，斜面越 （填“缓”或“陡”），越省力.
19.(9分)如图所示，小勇利用铁架台、有均匀刻度的杠杆、细线、弹簧测力计、钩码若干(每个钩码质量相同)等实验器材，探究杠杆的平衡条件.
(1)实验前，杠杆静止在图甲所示的位置，则此时杠杆处于 (填“平衡”或“非平衡”)状态.
(2)为了便于测量 ）(填“力”或“力臂”)，应使杠杆在水平位置平衡.为此，应将平衡螺母向 (填“左”或“右”)调节.
(3)将杠杆调成水平位置平衡后，如图乙所示，在A点挂3个钩码，则应在B点挂 个钩码，才能使杠杆在水平位置保持平衡；随后两边各取下一个钩码，杠杆 (填“左”或“右”)端将下沉.
(4)小勇用弹簧测力计替代钩码，在B点竖直向下拉，然后将弹簧测力计绕B点逆时针旋转一小段至如图丙所示位置.在旋转过程中，要使杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将逐渐 (填“变大”“变小”或“不变”)，原因是 .
(5)实验结果表明，杠杆的平衡条件：动力× ）= ×阻力臂.
20.（7分）在“探究定滑轮和动滑轮的特点”实验时，小明用同一个滑轮做了四次实验，前两次按图甲、乙进行，后两次按图丙进行，并将测得的数据记录在表格中.
（1）分析第1、2次的数据及观察到的现象，可以得出结论：使用定滑轮 （填“能”或“不能”，下空同）省距离， 改变力的方向；用图乙进行实验时，若小明将绳子的自由端沿着水平向右的方向匀速拉动，拉力的大小将 （填“变大”“变小”或“不变”）.
（2）用图丙进行实验时，应沿 直）方向匀速拉动绳子自由端.分析第3、4次数据发现，拉力的大小总比钩码重力的一半要大，这主要是因为 .
（3）利用图丙进行第4次实验时，有用功为 J，机械效率为 .
六、综合应用题(本题共2个小题，共22分)
21.(12分)小杰家新买的房子准备装修，为了将水泥从地面送上楼，装修师傅在楼上安装了一个滑轮组，所用的滑轮质量均为2 kg，每次将一袋50 kg的水泥提升5 m.求：(不计绳重和摩擦，g取10 N/kg)
(1)每袋水泥受到的重力大小；
(2)每次做的有用功；
(3)滑轮组的机械效率.
22.(10分)质量为8 t的某载重汽车，车上装有12 t的砂石.汽车先以36 km/h的速度、200 kW的功率在平直的路面上匀速行驶了5 min，然后又以240 kW的功率用2 min把砂石从山坡脚下送到了60 m高的坡顶施工场地.求：(g取10 N/kg)
(1)汽车在平直路面上匀速行驶的过程中，发动机所做的功和汽车受到的阻力；
(2)汽车从坡底向坡顶运送砂石的机械效率.第十二章 简单机械 学业质量测评
（时间：90分钟满分：90分）
一、选择题（本题共8个小题，每小题3分，共24分.第1~6题为单项选择题.第7、8题为多项选择题，在每小题给出的四个选项中，至少有两项是符合题目要求的，全选对得3分，选对但不全得1分，选错或不选的得0分）
1.如图为某款剪刀的示意图.握住手柄修剪树枝时，剪刀可视为杠杆，该杠杆的特点是 （A）
A．省力 B．费力 C．省功 D．省距离
2.如图，通过定滑轮匀速提起3个不同的重物m1、m2、m3时，向3个方向拉动的力分别为F1=2F2=3F3，
则m1、m2、m3的大小关系为 （A）
A.m1=2m2=3m3 B.6m1=3m2=2m3
C.3m1=2m2=m3 D.m1=m2=m3
3.如图，OAB是杠杆，OA与杆AB垂直，在OA的中点挂一个20 N的重物，加在B点的动力使OA在水平位置保持静止(杠杆重力及摩擦均不计)，则 （D）
A.该杠杆一定是省力杠杆
B.该杠杆一定是费力杠杆
C.作用点在B点的最小动力等于10 N
D.作用点在B点的最小动力小于10 N
4.如图所示，小明用手提起哑铃，这一动作从生物学的视角，可以认为桡骨在肱二头肌的牵引下绕着肘关节转动；从物理学的视角，可以认为是一个杠杆在工作.下列说法正确的是 （C）
A．此杠杆的支点为A点
B．此杠杆的阻力是哑铃受到的重力
C．此杠杆是一个费力杠杆
D．肱二头肌的收缩距离大于哑铃的移动距离
第4题图 第5题图
5.如图所示的电动起重机，某次吊起重为6×103 N的物体，电动机的拉力为4×103 N，用时20 s,使物体上升了5 m.则通过动滑轮 （B）
A．做的有用功为6×104 J
B．拉力功率为2×103 W
C．做的总功为2×104 J
D．机械效率为66.7%
6.如图所示，小王站在水平地面上，将长为0.6 m，质量可忽略不计的木棒搁在肩上，支点O距离后端A处0.2 m，A处挂一个重40 N的物体，他用手竖直压住前端B处使木棒保持水平平衡.若小王的质量为50 kg,双脚与地面的总接触面积约为400 cm2，下列说法正确的是 （D）
A．手对木棒的压力大小为40 N
B．肩对木棒的支持力大小为80 N
C．地面对人的支持力大小为560 N
D．人对地面的压强大小约为1.35×104 Pa
第6题图 第8题图
7.工人师傅使用一个动滑轮将400 N的重物从地面匀速提升到3 m高处，假如所用的拉力方向竖直向上、大小为250 N，则 （BD）
A.拉力所做的功为750 J
B.机械效率为80%
C.若用该动滑轮提升更重的货物，机械效率将保持不变
D.若采用轻质滑轮完成原任务，机械效率将变大
8.如图所示，斜面长为3 m，高为1 m，工人用400 N的力沿斜面向上将重为840 N的箱子推到车上.
在此过程中 （BC）
A.有用功是400 J，总功是840 J
B.有用功是840 J，额外功是360 J
C.总功是1 200 J，机械效率是70%
D.有用功是400 J，机械效率是47.6%
二、填空题(本题共4个小题，每空2分，共10分)
9.生活中有很多简单机械，如手钳、镊子、扳手、钥匙等.当把钥匙插入锁孔开锁时，锁芯随之转动，钥匙就相当于轮轴（填“杠杆”“轮轴”“滑轮”或“斜面”）.
10.小明自制的杆秤如图所示，O为杆秤提纽，不挂重物和秤砣时，手提提纽杆秤可水平平衡.用它称鱼，已知秤砣质量m=0.2 kg,OA=8 cm,当OB=40 cm时，杆秤水平平衡，则鱼的质量为1kg，重力是9.8N.(g取9.8 N/kg)
11.小强利用如图所示的滑轮组去拉物体，使重2 000 N的物体A在3 s内沿水平方向匀速移动了6 m，若A所受地面的摩擦力f=600 N，小强所用拉力F=250 N，则该装置的机械效率是80%.
12.如图所示，在拉力F的作用下，重80 N的物块A正以0.2 m/s的速度在水平面上做匀速直线运动，此时弹簧测力计的示数为20 N，已知该装置的机械效率为80%，则拉力做功的功率为5W.
三、作图题（本题共3个小题，每小题2分，共6分）
13.如图所示，一枚创意图钉翘起部分预留出了施力空间.请画出翘起图钉的最小力F1的示意图及其力臂L1,并画出阻力F2的示意图.
14.如图所示，在A处或B处的虚框内添加一个滑轮，利用三个滑轮组成滑轮组，要求使用时最省力.请添加滑轮并完成滑轮组绕法.
15.如图，O为杠杆ABO的支点，请画出该杠杆的动力臂和所受阻力的示意图.
四、简答题（本题共2个小题，每小题3分，共6分）
16.盘山公路是物理中的哪种简单机械模型的应用？它的优点是什么？
答：盘山公路是斜面模型的应用，斜面模型加长了运动距离，即费距离，但可以省力，减小了车辆上山时所需要的牵引力.）
17.小竹去自助餐厅用餐时，发现夹取的食物放在餐盘中离手较近的地方，拿餐盘的手用力会小一些；夹取食物时肩膀被撞了一下，结果餐盘中碗里的汤洒在了餐盘里.请分析上述现象中手用力较小和汤洒出来的原因.
答：由杠杆的平衡条件可知，在阻力和动力臂不变的情况下，阻力臂越小，越省力，所以若要使拿餐盘的手用力小一些，夹取的实物应放在盘中离手较近的地方；夹取食物时肩膀被撞了一下，餐盘中碗里的汤由于惯性保持原来的静止状态，所以汤洒在了餐盘里.
五、实验与科学探究题（本题共3个小题，共23分）
18.(6分)为了探究斜面的机械效率与斜面倾斜程度之间的关系，探究小组的同学利用木板、刻度尺、弹簧测力计、木块等器材设计了如图所示的实验.实验测得的数据如下表：
请你根据表中的数据解答下列问题：
(1)实验中要求用沿斜面向上的力拉着木块在斜面上做匀速直线）运动，该过程中木块的机械能变大(填“变大”“变小”或“不变”).
(2)第2次实验中，斜面的机械效率为50%，斜面对木块的摩擦力为0.9N.
（3）当斜面长度一定时，斜面的机械效率η与斜面的高度h之间的关系大致如图C所示.（填字母）
（4）从表格中我们还可以看出，斜面越缓（填“缓”或“陡”），越省力.
19.(9分)如图所示，小勇利用铁架台、有均匀刻度的杠杆、细线、弹簧测力计、钩码若干(每个钩码质量相同)等实验器材，探究杠杆的平衡条件.
(1)实验前，杠杆静止在图甲所示的位置，则此时杠杆处于平衡(填“平衡”或“非平衡”)状态.
(2)为了便于测量力臂）(填“力”或“力臂”)，应使杠杆在水平位置平衡.为此，应将平衡螺母向左(填“左”或“右”)调节.
(3)将杠杆调成水平位置平衡后，如图乙所示，在A点挂3个钩码，则应在B点挂2个钩码，才能使杠杆在水平位置保持平衡；随后两边各取下一个钩码，杠杆左(填“左”或“右”)端将下沉.
(4)小勇用弹簧测力计替代钩码，在B点竖直向下拉，然后将弹簧测力计绕B点逆时针旋转一小段至如图丙所示位置.在旋转过程中，要使杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将逐渐变大(填“变大”“变小”或“不变”)，原因是阻力和阻力臂不变，动力臂变小，动力慢慢变大.
(5)实验结果表明，杠杆的平衡条件：动力×动力臂）=阻力×阻力臂.
20.（7分）在“探究定滑轮和动滑轮的特点”实验时，小明用同一个滑轮做了四次实验，前两次按图甲、乙进行，后两次按图丙进行，并将测得的数据记录在表格中.
（1）分析第1、2次的数据及观察到的现象，可以得出结论：使用定滑轮不能（填“能”或“不能”，下空同）省距离，能改变力的方向；用图乙进行实验时，若小明将绳子的自由端沿着水平向右的方向匀速拉动，拉力的大小将不变（填“变大”“变小”或“不变”）.
（2）用图丙进行实验时，应沿竖直）方向匀速拉动绳子自由端.分析第3、4次数据发现，拉力的大小总比钩码重力的一半要大，这主要是因为动滑轮自身受到重力.
（3）利用图丙进行第4次实验时，有用功为0.4J，机械效率为83.3%.
六、综合应用题(本题共2个小题，共22分)
21.(12分)小杰家新买的房子准备装修，为了将水泥从地面送上楼，装修师傅在楼上安装了一个滑轮组，所用的滑轮质量均为2 kg，每次将一袋50 kg的水泥提升5 m.求：(不计绳重和摩擦，g取10 N/kg)
(1)每袋水泥受到的重力大小；
(2)每次做的有用功；
(3)滑轮组的机械效率.
解：（1）每袋水泥受到的重力：G=mg=50 kg×10 N/kg=500 N；
（2）因为h=5 m，所以每次做的有用功：W有用=Gh=500 N×5 m=2 500 J；
（3）在不计绳重和摩擦的情况下，对动滑轮做的功为额外功，
因为m动=2 kg，所以额外功：W额外=G动h=m动gh=2 kg×10 N/kg×5 m=100 J，
则总功：W总=2 500 J+100 J=2 600 J，
滑轮组的机械效率：
22.(10分)质量为8 t的某载重汽车，车上装有12 t的砂石.汽车先以36 km/h的速度、200 kW的功率在平直的路面上匀速行驶了5 min，然后又以240 kW的功率用2 min把砂石从山坡脚下送到了60 m高的坡顶施工场地.求：(g取10 N/kg)
(1)汽车在平直路面上匀速行驶的过程中，发动机所做的功和汽车受到的阻力；
(2)汽车从坡底向坡顶运送砂石的机械效率.
解：（1）汽车匀速行驶过程中做的功：
W=Pt=2×105 W×5×60 s=6×107 J,
汽车行驶的速度：v=36 km/h=10 m/s，
汽车行驶的路程：s=vt=10 m/s×300 s=3 000 m,
汽车受到的阻力：
（2）汽车从坡底向坡顶运送砂石时，汽车做的有用功：
W有用=Gh=mgh=1.2×104 kg×10 N/kg×60 m=7.2×106 J,
汽车发动机做的总功：W总=P′t=2.4×105 W×2×60 s=2.88×107 J,
汽车从坡底向坡顶运送砂石的机械效率：
