课时分层评价卷(十四)
1．B 2．D 3．C 4．D
5．前 费力 省距离
6．解析：设杠杆的一个小格为L，在B点用弹簧测力计竖直向上拉时，根据杠杆平衡条件F1l1＝F2l2可得，弹簧测力计示数F1＝＝＝1 N。
答案：1
7．解析：桡骨杠杆工作时，肱二头肌对它施加动力，重物的压力是阻力，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆。盘子远离肘关节时，根据杠杆的平衡条件F1l1＝F2l2可知，阻力臂增大，而阻力和动力臂一定，动力即肱二头肌的拉力更大一些。
答案：费力 远离 阻力臂
8．解析：题图中滑轮为动滑轮，动滑轮上有2股绳，拉力的大小为10 N，不计滑轮的重力和摩擦，物体A向左做匀速直线运动，水平方向物体A受到的摩擦力等于物体A受到的拉力f ＝2F＝2×10 N＝20 N。
答案：20
9．解析：在B点施加一个最小的力，则力臂应最大，当以OB作为力臂时，力臂最大，动力最小，如图所示。
答案：见解析图
10．解析：将绳子的一端固定在定滑轮的挂钩上，然后将绳子绕在滑轮组上。
答案：如图所示
11．解析：(1)杠杆的平衡状态是指杠杆处于静止或匀速转动状态，所以题图甲中的杠杆处于平衡状态。
(2)杠杆左端下沉，应将杠杆重心向右移，所以应将两端的平衡螺母(左端和右端的均可)向右调节。
(3)测量过程中使杠杆在水平位置平衡后，支点到力的作用点的距离就是力臂，所以使杠杆在水平位置平衡的目的是便于测量力臂；分析表格中的数据知1.0 N×15.0 cm＝1.5 N×10.0 cm，1.0 N×20.0 cm＝4.0 N×5.0 cm，2.0 N×15.0 cm＝3.0 N×10.0 cm，故可得出杠杆平衡的条件是：动力×动力臂＝阻力×阻力臂(F1×l1＝F2×l2)。
(4)题图乙中，当将弹簧测力计从a位置逆时针移动到b位置，在此过程中杠杆始终在水平位置保持平衡，则拉力F将变大，这是因为，当拉力由垂直变成倾斜时，阻力、阻力臂不变，拉力F力臂变小，相应的力会变大，这样才能继续平衡。
答案：(1)平衡 (2)右 (3)便于测量力臂 动力×动力臂＝阻力×阻力臂(F1×l1＝F2×l2) (4)变大
12．解析：(1)拉力F做的功为W总＝Pt＝90 W×3 s＝270 J。
(2)根据数学知识可知，人移动后，滑轮组右侧绳子长度为l＝ m＝5 m
绳子自由端移动的距离为s＝l－l0＝5 m－3 m＝2 m
由题图可知，由3段绳子吊着动滑轮，物体升高的高度为h＝＝＝ m
拉力做的有用功为W有用＝Gh＝360 N× m＝240 J
滑轮组的机械效率为η＝×100%＝×100%≈88.9%。
(3)该过程中，克服动滑轮重力做的功为W额外＝G动h＝30 N× m＝20 J
克服摩擦力做的功为W′额外＝W总－W有用－W额外＝270 J－240 J－20 J＝10 J。
答案：(1)270 J (2)88.9% (3)10 J
13．解析：由题图知，使用滑轮组承担物重的绳子股数n＝2
忽略绳重和机械之间的一切摩擦，由F＝(G＋G动)可得，动滑轮的重力为G动＝nF－G＝2×475 N－900 N＝50 N
拉力移动距离s＝2h
根据做功的计算公式可得，拉力F做功为W总＝Fs＝475 N×2×6 m＝5 700 J。
答案：50 5 700
14．解析：当杠杆在水平位置平衡时，力的方向与杠杆垂直，力臂在杠杆上，力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来。
设杠杆的一个小格为L，一个钩码受到的重力为G，根据杠杆平衡条件F1l1＝F2l2有nG×2L＝2G×4L
解得n＝4，所以在A处挂4个钩码。
用弹簧测力计在C位置竖直向上拉，使杠杆保持水平平衡。若此时将弹簧测力计改为向右上方斜拉，要使杠杆继续保持水平平衡，阻力和阻力臂不变，动力臂变小，动力变大，弹簧测力计示数变大，即拉力F的大小变大。
答案：力臂 4 变大
15．解析：根据题意可知，OB＝3 cm，OA＝12 cm，根据杠杆的平衡条件可知G物×OB＝G砣×OA，即m物g×OB＝m砣g×OA，则物体的质量为m物＝m砣×＝0.3 kg×＝1.2 kg。
答案：1.2
16．解析：当杠杆在A位置平衡时，根据平衡条件有F·OA＝G·OG，当杠杆到达B位置时，力臂如图所示
由图知，阻力臂、动力臂都减小了，根据杠杆的平衡条件可知G×LG＝FB×LF，阻力臂与动力臂之比等于杠杆上作用点到支点的长度之比，根据图中相似三角形的性质可知＝，阻力臂与动力臂之比仍等于杠杆上作用点到支点的长度之比，说明力臂比不变，而阻力不变，则动力也不变。
答案：不变
17．解析：(1)因为物体间力的作用是相互的，所以划桨时，桨对水的作用力等于水对桨的作用力。
(2)先根据题意作出动力臂和阻力臂如图所示：
因为动力臂小于阻力臂，则动力大于阻力，所以这个杠杆是费力杠杆；此外，我们平时吃饭时夹菜的筷子也是费力杠杆。
(3)OC＝0.8 m，CD＝2.8 m，F1与CD的夹角θ＝30°，sin 30°＝0.5，则动力臂的长为l1＝OC×sin 30°＝0.8 m×0.5＝0.4 m
同理可得阻力臂的长为l2＝OD×sin 30°＝(CD－OC)×sin 30°＝(2.8 m－0.8 m)×0.5＝1 m
已知题图乙中F2为200 N，根据杠杆平衡条件可得动力为F1＝＝＝500 N。
答案：(1)＝ (2)费力 筷子 (3)500
18．解析：(1)N滑轮的轴的位置固定不动，为定滑轮；M滑轮随物体一起运动，为动滑轮。
(2)当A向右做匀速直线运动时，A受力平衡，水平方向上受到的水平向右的拉力和向左的摩擦力为一对平衡力，f ＝F拉＝(GB＋G动)＝(8 N＋2 N)＝5 N。
(3)当A向左做匀速直线运动时处于平衡状态，水平方向上受到的水平向左的拉力等于向右的摩擦力加上B对A的拉力；滑动摩擦力的大小不变，所以向右的摩擦力为f ＝5 N，B对A的拉力不变，F拉＝5 N，A做匀速直线运动，受到平衡力的作用，A受到的水平向左的拉力为F＝f ＋F拉＝5 N＋5 N＝10 N。
答案：(1)M (2)5 (3)10
19．D [由题图可知n＝2，因为不计绳重和摩擦时F＝(G＋G动)，所以动滑轮的重力G动＝nF－G＝2×250 N－400 N＝100 N，故A错误；滑轮组做的有用功W有＝Gh＝400 N×2 m＝800 J，故B错误；绳子自由端移动的距离s＝nh＝2×2 m＝4 m，拉力F做的总功W总＝Fs＝250 N×4 m＝1 000 J，拉力F做功的功率P＝＝＝50 W，故C错误；滑轮组的机械效率η＝×100%＝×100%＝80%，故D正确。故选D。]
20．C [在抬巨木时众人越靠近支架，动力臂越小，阻力与阻力臂的乘积不变，由杠杆平衡条件得，动力越大，则越费力，故A错误；只把悬绳向左移动一定距离，阻力臂增大，不利于抬起巨木，故B错误；在抬起巨木时横杆的动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C正确；支架下端垫有底面积较大的石块不能减小压力，而是通过增大受力面积，减小压强，故D错误。故选C。]
21．A [桨的动力臂小于阻力臂，是费力杠杆。筷子的动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故A符合题意；瓶起子、核桃夹、榨汁器的动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故选A。]
22．D [题图甲：手托重物时，动力臂小于阻力臂，可视为费力杠杆，故A错误；根据杠杆五要素可知，题图甲：手托重物时，肱二头肌对前臂的牵引力是动力，故B错误；题图乙：踮脚时，动力臂变短，但是动力臂仍然大于阻力臂，可视为省力杠杆，故C错误；根据杠杆五要素可知，题图乙：向上踮脚的过程中，腓肠肌对足部骨骼的牵引力是动力，故D正确。故选D。]
21世纪教育网(www.21cnjy.com)课时分层评价卷(十四) 简单机械
(说明：选择题每题2分，填空题每空1分，总分60分)
1．如图所示的生活用具中，使用时属于省力杠杆的是( )
[A]筷子 [B]核桃钳
[C]天平 [D]镊子
2．(2024·枣庄二模)用如图所示的滑轮或滑轮组，不计滑轮重、绳重及摩擦，将同一物体匀速提高h，最省力的是( )
[A] [B] [C] [D]
3．如图所示，用开瓶器在A处用力开启瓶盖，下列说法正确的是( )
[A]B点为开瓶器的支点
[B]开瓶器受到的阻力方向为竖直向上
[C]使用开瓶器能省力
[D]使用开瓶器能省功
4．(2023·枣庄二模)小明到建筑工地参加劳动，如图所示，用一个动滑轮在10 s的时间内将重为200 N的建材匀速向上提起2 m，所用拉力为125 N。则下列说法正确的是( )
①小明做的有用功为400 J ②小明做的总功为500 J ③此过程中动滑轮的机械效率为80% ④拉力做功的功率为50 W
[A]①②③ [B]②③④
[C]①③④ [D]①②③④
5．(2024·枣庄二模)如图所示是我国运动员参加奥运会皮划艇比赛的场面，当运动员用船桨划水时，水对浆的力是向________(选填“前”或“后”)的，运动员手中使用的船桨属于________(选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆，使用它的好处是________。
6．如图所示，在“探究杠杆的平衡条件”实验中，调节杠杆在水平位置平衡后，在A 点悬挂4个钩码，每个钩码重0.5 N，用调好的弹簧测力计沿竖直方向拉杠杆上的B点，使杠杆再次水平平衡，则弹簧测力计的示数为________N。
7．(2024·枣庄二模)如图所示，手托盘子保持前臂水平，从生物学的视角，可认为是桡骨在肱二头肌的牵引下保持水平状态；从物理学的视角来看，这可以简化为一个________(选填“省力”或“费力”)杠杆；盘子________(选填“靠近”或“远离”)肘关节时，肱二头肌的拉力更大一些，这是因为增大了________。
8．如图所示，重为200 N的物体A在水平拉力F的作用下，沿水平方向向左做匀速直线运动，弹簧测力计的示数为10 N，不计滑轮重力、绳重及滑轮部分摩擦，物体A受到的摩擦力为________N。
9．(2分)(2024·枣庄一模)如图所示，OAB为一可绕O点自由转动的轻质杠杆，OA垂直于AB，要求在端点B处施加一个最小的力F，使杠杆在图示位置平衡，请画出该最小力的示意图。
10．(2分)画出滑轮组最省力的绳子的绕法。
11．(5分)如图为“探究杠杆的平衡条件”的实验，使用的钩码规格相同。
(1)挂钩码前杠杆静止在如图甲所示位置，此时杠杆处于________(选填“平衡”或“不平衡”)状态。
(2)为了使图甲中的杠杆在水平位置平衡，可以将右侧平衡螺母向________(选填“左”或“右”)调节。
(3)实验时，在已调平的杠杆两侧分别挂上不同数量的钩码，调节钩码位置，使其在水平位置重新平衡。使杠杆在水平位置平衡的目的是________。收集实验数据如表所示，经分析可得出杠杆的平衡条件：____________________________。
次数 动力F1/N 动力臂l1/ cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm
1 1.0 15.0 1.5 10.0
2 1.0 20.0 4.0 5.0
3 2.0 15.0 3.0 10.0
(4)为了进一步验证实验结论，又做了图乙所示的实验，现将弹簧测力计从a位置移动到b位置，在此过程中杠杆始终在水平位置平衡，弹簧测力计示数将________(选填“变大”“不变”或“变小”)。
12．(10分)(2024·枣庄三模)小明使用如图所示的滑轮组提升货物，已知动滑轮重30 N，货物重360 N，拉力F保持不变，其功率为90 W(不计绳重)；小明拉绳子的手距离定滑轮的高是3 m，他从滑轮正下方起在3 s内沿水平方向移动了4 m，将物体匀速提升。求：
(1)拉力F做的功。
(2)滑轮组的机械效率η(结果保留三位有效数字)。
(3)该过程中，克服摩擦力做的功。
13．(2023·枣庄二模)小廖同学家里正在修建楼房，他通过调查了解到工人利用如图的装置，将重力为900 N的物体匀速提升了6 m，工人对绳子施加的拉力F为475 N。则动滑轮的重力为______N，拉力F做功为________J。(忽略绳重和机械之间的一切摩擦)
14．(2023·枣庄二模)如图所示是关于探究“杠杆的平衡条件”的实验装置。实验前，使杠杆在水平位置平衡的目的是为了便于直接读出________；杠杆平衡后，若在图甲中的B位置挂2个钩码，则应在A位置挂__________个相同的钩码，才能使杠杆保持在水平位置平衡。如图乙所示，在B位置仍挂2个钩码，改用弹簧测力计在C位置竖直向上拉，使杠杆保持水平平衡，若此时将弹簧测力计改为向右上方斜拉，要使杠杆仍然保持水平平衡，拉力F的大小将__________。(选填“变大”“变小”或“不变”)
15．杆秤是人们生活中常用的工具，如图是用杆秤测量物体M质量时的示意图，已知秤砣质量为0.3 kg，提纽到秤钩的距离OB为3 cm，当秤砣在A处时距提纽12 cm，杆秤恰好平衡，不计秤杆及秤钩质量，则物体M质量为________kg。
16．如图所示，在A端施加一个竖直向上的力F，杠杆在水平位置平衡；保持力F的方向不变，将杠杆从A位置匀速提到B位置的过程中，力F将________(选填“增大”“减小”或“不变”)。
17．(4分)(2024·枣庄二模)图甲为多人赛艇。划桨时，桨可绕侧舷上的固定轴转动，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，CD长为2.8 m，F1为人划桨的力，F2为水对桨的作用力。
(1)划桨时，桨对水的作用力大小__________(选填“>”“＝”或“<”)水对桨的作用力大小；
(2)桨为__________(选填“省力”或“费力”)杠杆。请写出一种与桨类型相同的杠杆：__________；
(3)已知图乙中F2为200 N，F1与CD的夹角θ＝30°，F1、F2均与AB平行。要划动桨，F1至少为__________N。(不考虑浆的重力)
18．(6分)如图所示，物体A在水平桌面上，绳重及摩擦不计，动滑轮重力为2 N。当B物体重力为8 N时，它恰好能匀速下降。
(1)以上装置中属于动滑轮的是________(填字母)。
(2)物体A所受的摩擦力为________N。
(3)若用一个水平向左的力F拉物体A，使其向左匀速运动，则这个力F大小应为________N。
19．(2024·枣庄T7)如图所示，小明用滑轮组将重为400 N的货物在20 s内匀速提升了2 m，小明对绳子的拉力为250 N，不计绳重及滑轮上的摩擦，下列说法正确的是( )
[A]动滑轮的重力为50 N
[B]滑轮组做的有用功为500 J
[C]拉力F做功的功率为25 W
[D]滑轮组的机械效率为80%
20．(2024·菏泽)如图所示是我国古人运送巨木的劳动情境示意图。结合示意图判断，下列说法正确的是( )
[A]在抬巨木时众人越靠近支架越省力
[B]只把悬绳向左移动一定距离更利于抬起巨木
[C]在抬起巨木时横杆是省力杠杆
[D]支架下端垫有底面积较大的石块是为了减小压力
21．(2024·临沂)2023年9月24日，中国组合邹佳琪/邱秀萍在赛艇女子轻量级双人双桨决赛中夺冠，斩获杭州亚运会首金。如图所示，赛艇的桨可视为杠杆，下列工具正常使用时，与桨属于同类杠杆的是( )
[A]筷子 [B]瓶起子 [C]核桃夹 [D]榨汁器
22．(2024·烟台)骨骼、肌肉和关节等构成了人体的运动系统，人体中最基本的运动大多是由肌肉牵引骨骼绕关节转动产生的。下列关于人体中的杠杆说法正确的是( )
[A]图甲：手托重物时，可视为省力杠杆
[B]图甲：手托重物时，肱二头肌对前臂的牵引力是阻力
[C]图乙：踮脚时，可视为费力杠杆
[D]图乙：向上踮脚的过程中，腓肠肌对足部骨骼的牵引力是动力
21世纪教育网(www.21cnjy.com)
