第十二章 简单机械 达标练习
(时间:60分钟 满分:100分)
一、选择题(本大题共8小题,每小题3分,共24分。每小题的四个选项中,只有一个选项符合题意)
1.如图所示的工具中,按照杠杆分类与其他三个不同的是( )
A.羊角锤 B.钓鱼竿 C.核桃夹 D.榨汁器
2.如图所示的开瓶器开启瓶盖时可抽象为一杠杆,不计自重。下面选项图中能正确表示它的工作示意图的是()
A B C D
3.如图所示,用剪刀将一张纸片缓慢地一刀剪断的过程中,阻力臂l阻和动力F动的变化情况是( )
A.l阻不变,F动变大 B.l阻不变,F动不变
C.l阻变大,F动变大 D.l阻变大,F动不变
4.一个滑轮组经改进后提高了机械效率,用它将同一物体匀速提升同样的高度,改进后与改进前相比( )
A.有用功增加,总功增加
B.有用功不变,总功增加
C.有用功不变,总功不变
D.有用功不变,总功减少
5.如图所示,用F1的力将物体B匀速提升的高度为h,F1做功600 J,若借助滑轮组用F2的力把物体B匀速提升相同高度,F2做功为1 000 J。下列说法正确的是( )
A.两个过程中的拉力F1=3F2
B.F1做功的功率比F2做功的功率小
C.滑轮组机械效率为40%
D.F2做功的距离为3h
6.(河北邯郸二模)如图甲所示为多人赛艇比赛的场景。划桨时,桨可绕舷上的固定轴转动,从而使赛艇运动。图乙为划桨时桨的简化平面图,其中O为固定轴,AB为赛艇的运动方向,桨上OC长为0.8 m,OD长为2 m,F1为人划桨的力,F2为水对桨的作用力。下列说法正确的是( )
甲 乙
A.钓鱼竿和桨是类型不同的杠杆
B.划桨时,桨对水的作用力大于水对桨的作用力
C.划桨时,运动员将作用点向靠近O点方向移动即可减小作用力F1的大小
D.若图乙中F2为200 N,F1与CD的夹角为θ=30°,F1、F2均与AB平行,要划动桨,F1至少为500 N(不考虑桨的重力)
7.(河北邢台模拟)在小区改造工程中,工人师傅用如图所示的装置提升建筑材料,物体A重为600 N,卷扬机对绳子的拉力F为500 N,物体A在10 s内竖直匀速上升了2 m。在此过程中,不计绳重和摩擦,下列说法不正确的是( )
A.物体A上升的速度为0.2 m/s
B.滑轮组的总功为2 000 J
C.拉力F的功率为200 W
D.滑轮组的机械效率为80%
8.(河北唐山二模)如图所示,木板长为s,工人师傅用力F将质量为m的货箱沿木板从地面匀速拉到高为h的车上。下列说法正确的是( )
A.拉力F对货箱做的功为mgh
B.货箱受到的摩擦力为F-
C.若增加木板长度,则克服货箱重力做的功增加
D.用更快地速度匀速拉货箱,斜面的机械效率变大
二、填空题(本大题共5小题,每空2分,作图2分,共28分)
9.
(河北邢台一模)如图所示的是搬运砖的独轮车,当工人用力向上抬起车把时,独轮车相当于一个杠杆,请画出杠杆的阻力臂。若车体和砖所受的总重力为1 000 N,独轮车的有关尺寸如图所示,则工人将车把匀速抬起时,手对车把向上的拉力F= N。手向 (选填“左”或“右”)移动一些,抬起车把更省力。
10.如图所示,工人用240 N的拉力,在15 s的时间内,将重600 N的建筑材料提升到6 m高的楼顶上,绳子自由端移动了 m,拉力做的功是 J,拉力的功率是 W。
11.如图所示的杠杆(自重和摩擦不计),O是支点,A处挂一重为50 N的物体,为保证杠杆在水平位置平衡,在中点B处沿 (选填“F1”“F2”或“F3”)方向施加的力最小,为 N。
12.某斜面与水平地面夹角为30°,快递员用500 N的力将重800 N的货物沿斜面匀速推上车厢,不考虑斜面形变,货物所受摩擦力方向沿斜面向 ;斜面的机械效率为 。不改变斜面与地面夹角和货物质量,采用 的方法可以提高斜面的机械效率。
13.
如图所示,物体A在水平桌面上,绳重及摩擦不计,动滑轮重为2 N。当物体B重为8 N时,它恰好能匀速下降。该装置中属于动滑轮的是 (选填“N”或“M”)。物体A所受到的摩擦力为 N。该装置的机械效率为 %。
三、实验探究题(本大题共3小题,共34分)
14.(8分)《墨经》中最早记载了杆秤的杠杆原理。小明所在的实践创新小组对家中使用的杆秤进行观察,并准备动手制作一个杆秤。
(1)杆秤是一种测量质量的工具。如图所示的杆秤有两个提纽,使用提纽 (选填“1”或“2”),杆秤的量程更大一些。
(2)已知秤杆粗细不均匀,小明通过分析杠杆平衡原理得知,杆秤刻度是 (选填“均匀”或“不均匀”)的。
(3)小明制作了如图所示的杆秤,使用时将货物挂在秤钩上,用手提起B或C处的提纽,移动秤砣在秤杆上的位置,当秤杆水平平衡时,可读出货物的质量。秤杆、秤钩和提纽的质量忽略不计,秤砣最远可移至D点,秤砣的质量是0.5 kg,此杆秤的最大称量是 kg。
(4)若不小心秤砣碰掉了一小块,则测量值比被测物体的真实质量要 (选填“偏大”或“偏小”)一些。
15.(12分)如图所示,在“测量滑轮组的机械效率”的实验中,小明用一个定滑轮和一个动滑轮组成滑轮组,进行了多次该实验,部分实验数据如表所示。
实验 序号 钩码 重/N 钩码上升 的高度/m 绳端的拉 力/N 绳端移动 的距离/m 机械 效率
1 2 0.10 1.0 0.3 66.7%
2 4 0.10 1.7 0.3
3 6 0.10 2.4 0.3 83.3%
4 2 0.05 1.0 0.15 66.7%
(1)完成该实验需要的测量工具有 。
(2)分析表中数据,请用笔画线代替绳子,在图中画出绳子的绕法。
(3)第2次实验中,滑轮组的机械效率是 (结果保留一位小数)。
(4)分析表中实验 (填序号)的数据可知,使用同一滑轮组,匀速提升相同的物体,滑轮组的机械效率与重物上升的高度 (选填“无关”或“有关”)。
(5)在仅换用一个较重动滑轮的情况下,再做上述第3次实验,结果会发现滑轮组的机械效率 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
16.(14分)小明用如图所示的器材探究“杠杆的平衡条件”。
甲 乙 丙 丁
(1)实验前,把杠杆中心支在支架上,杠杆静止在如图甲所示位置,为使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调。
(2)如图乙所示,杠杆在水平位置平衡后,在A点悬挂3个钩码,则在B点悬挂 个钩码,才能使杠杆在水平位置平衡。实验中,小明多次在杠杆两端加挂钩码,并调节钩码位置,使杠杆保持水平平衡,记录多组数据,这样做的目的是 。
(3)如图丙所示,始终保持杠杆在水平位置平衡,小明将弹簧测力计从竖直位置移动到图丙中的位置时,测力计的示数将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【拓展】小明将一根长1 m、重5 N的细金属棒AB平放在水平地面上,用弹簧测力计将金属棒的B端竖直向上缓慢拉起,如图丁所示,弹簧测力计的示数为3 N。根据实验数据可知,金属棒的重心距离B端 cm;若拉动过程中,金属棒B端上升了1.2 m,则拉力对金属棒做的功是 J。
四、计算应用题(本大题共2小题,共14分。解答时,要有必要的文字说明、公式和计算步骤等,只写最后结果不得分)
17.(6分)如图所示,轻质杠杆悬挂在O点,长方体重物通过轻质细杆与杠杆A点相连,小明双手与杠杆B点接触,已知OA∶OB=1∶3,重物的底面积为3×10-2 m2,小明的质量为50 kg。当小明在B点施加200 N的拉力时,重物对地面的压强为2×104 Pa,g取10 N/kg。求:
(1)重物对地面的压力。
(2)重物的重力。
(3)重物对地面的压强为6×104 Pa时,人对地面的压力。
18.(8分)(河北唐山一模)质量为60 kg的工人用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼,滑轮组的机械效率随货物重力变化的图像如图乙所示,机械中摩擦力及绳重忽略不计。若工人在1 min内将货物匀速向上提高了6 m,作用在钢丝绳上的拉力为400 N,双脚与地面接触的总面积为500 cm2(g取10 N/kg)。问:
(1)滑轮组对货物所做的有用功。
(2)动滑轮受到的重力。
(3)该工人竖直向下拉绳子自由端运送130 kg货物时,此时工人对地面的压强。
甲 乙
第十二章达标练习
1.B 2.B 3.C 4.D 5.D 6.D 7.D 8.B
9.如图所示 300 右
10.18 4 320 288 11.F2 100
12.下 80% 减小斜面粗糙程度 13.M 5 80
14.(1)1 (2)均匀 (3)15 (4)偏大
15.(1)弹簧测力计和刻度尺 (2)如图所示 (3)78.4%
(4)1、4 无关 (5)变小
16.(1)右 (2)2 总结规律,使结论具有普遍性 (3)变大 【拓展】40 4
17.(1)600 N (2)1 200 N (3)700 N
18.(1)6 000 J (2)200 N (3)2 000 Pa