课时分层评价卷(十一) 简单机械
1．(2024·泰安期末)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·泰安阶段练习)用下列方法匀速提升同一重物，若不计绳子、滑轮的重力及摩擦，其中最省力的是( )
A B C D
3．(2024·泰安期末)将物体A、B置于如图所示的装置中，物体B恰好匀速下降，已知A重60 N，B重 10 N，A所受地面的摩擦力为f；若对A施加一个水平向左的拉力F，刚好使A在原来的水平面上匀速向左运动，不计绳重、滑轮重及绳子与滑轮间的摩擦。下列说法中( )
①f＝20 N ②f＝30 N ③F＝40 N ④F＝60 N
A．只有①②正确 B．只有①③正确
C．只有②④正确 D．只有③④正确
4．(2024·泰安二模)如图所示是一种铡刀切甘蔗的示意图，下列说法正确的是( )
A．铡刀的刀刃比较薄是为了减小甘蔗和刀刃间的摩擦
B．手沿F2方向用力比沿F1方向时更省力
C．把甘蔗放在b点比放在a点更容易切断
D．铡刀实质上是一种费力杠杆
5．(2024·泰安一模)如图所示，现在很多地方设有轮椅专用通道，为残疾人上下台阶提供方便。它实际上就是简单机械中的斜面________(选填“省力”或“费力”)机械。
6．(2024·泰安期末)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．图甲是我国古代劳动人民搬运巨木时的场景，简化装置如图乙所示。O为轻质杠杆AB的转轴，OA∶OB＝1∶3，物块用轻质细绳系在A端，工人在B端施加竖直向下的拉力F，此时杠杆水平平衡，物块重1 200 N，不计转轴摩擦。图甲中，横杆属于________杠杆，垫上石块的目的是减小对地面的__________;_当图乙中物块恰好拉离地面时，工人所用的拉力为__________N。
8．(2024·泰安三模)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．(2024·泰安二模)如图是一杠杆图，试画出作用在杠杆A端使杠杆在图示位置平衡的最小动力F1的示意图并画出阻力F2。
10．画出滑轮组最省力的绳子的绕法。
11．在“探究杠杆平衡的条件”的实验中，所用的器材有每格长度等距的杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线，重力均为0.5 N的钩码若干个。
(1)挂钩码前，杠杆在如图甲所示的位置静止，此时杠杆________(选填“是”或“否”)平衡状态，为使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆平衡螺母向________(选填“左”或“右”)边移动。
(2)如图乙所示，A点挂有2个钩码，应在B点挂________个钩码才能让杠杆在水平位置保持平衡。
(3)杠杆平衡后，小王将两侧的钩码都向远离支点的方向移动了一格，杠杆的________(选填“左”或“右”)端下沉。
(4)如图丙所示，杠杆在水平位置平衡，当弹簧测力计由M位置向右倾斜30°，要使杠杆继续在水平位置处于平衡，则弹簧测力计的示数会________(选填“增大”“减小”或“不变”)。
(5)根据探究得到的杠杆平衡条件，小红利用杠杆、刻度尺、细线和两个重物A、B，设计了一种实验方案测量出了物体的密度：
a．用细线系在杠杆的中点O吊起，使杠杆在水平位置平衡，然后将重物B挂在硬棒左端C处，重物A挂在硬棒右端，调节重物A的位置，使杠杆在水平位置平衡，此时重物A挂在硬棒上的位置为D处，如图丁所示，用刻度尺测出OC的长度L0和OD的长度L1；
b．保持重物B的位置不变，把重物A浸没在水中，把重物A从D处移动到E处时，杠杆再次水平平衡，用刻度尺测出OE的长度L2；
c．保持重物B的位置不变，把重物A浸没在油中，把重物A从E处移动到F处时，杠杆再次水平平衡，用刻度尺测出OF的长度L3。
通过实验可以得到油的密度ρ油＝________。(请利用ρ水和测量的符号表示)
12．(2024·泰安期末)桔槔俗称“吊杆”，古代一种汲水工具。如图所示是桔槔的杠杆模型，已知OA∶OB＝1∶2，空水桶重20 N，石头重200 N，当重600 N的取水人用向下的力作用在系空水桶的绳子上，使杠杆在水平位置静止时(杠杆自重、绳子自重、摩擦、空气阻力忽略不计)，求：
(1)取水人至少要用多大的力作用在绳子上；
(2)若取水人的脚与水平地面的总接触面积为，此时取水人对地面的压强。
13．下列对一些物理实验的说法正确的是( )
①使用天平称量物体质量时，若指针左偏，可以向右调节螺母使其平衡，然后读数 ②在进行实验“探究液体压强与哪些因素有关”和“探究影响滑动摩擦力大小的因素”时，都使用了控制变量法 ③在进行实验“探究重力的大小跟什么因素有关”和“探究杠杆的平衡条件”时，多次测量的目的都是为了避免偶然性，从而使实验结论更具普遍性 ④推开门时，在远离转轴的位置推要比在靠近转轴的位置推容易些，说明力的作用效果与力的大小有关
A．①③ B．②③
C．①④ D．②④
14．如图所示，弹簧测力计下挂有一定滑轮，定滑轮重为1 N，A、B均处于静止状态，GB＝100 N，GA＝10 N，则弹簧测力计的示数为( )
A．100 N B．111 N
C．21 N D．20 N
15．图甲所示的案秤是生活中测量质量的常用工具，与它配套使用的增砣有标有“0.5 kg”“1 kg”“5 kg”的各1个和标有“2 kg”的2个。如果把图乙所示的标有“2 kg”的增砣放在秤盘中称量它的质量，测量结果及分析正确的是( )
A．大于2 kg，因为对增砣盘这边而言，案秤是费力杠杆
B．等于2 kg，和天平一样
C．小于2 kg，因为对增砣盘这边而言，案秤是省力杠杆
D．无法判断
16．(2024·泰安期末)如图所示，轻质杠杆OA可绕O点无摩擦转动，A点悬挂一个重为30 N的物体，B点施加一个竖直向上的拉力F，使杠杆在水平位置平衡，且OB∶OA＝2∶3，则F＝________N。
17．(2024·泰安一模)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。
18．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”)。
19．(2024·泰安模拟)如图所示，重力不计的木棒AOB可绕支点O无摩擦转动，木棒AB长为1.5 m，物体甲是重力为79 N、边长为0.12 m的正方体，物体乙所受重力为56 N，当把甲、乙两物体用细绳分别挂在木棒的两个端点A、B上时，木棒在水平位置平衡，支点O距A点 0.8 m。 求：
(1)A端受到绳子的拉力；
(2)物体甲对地面的压强。(结果保留整数)
20．(2024·泰安期末)小明发现一个不吸水的新型圆台体建筑材料，测得其重力为12 N。他用弹簧测力计和杠杆设计了如图所示的装置进行实验，轻质杠杆OB可绕O点转动，圆台体材料用细绳悬挂在杠杆上A点，容器M中装有水并置于水平地面，当杠杆在水平位置平衡时，B端竖直向上的拉力F为0.5 N，此时圆台体材料浸没在水中静止且未触底。已知ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取 10 N/kg，求：
(1)当轻质杠杆在水平位置平衡时，细绳对圆台体材料的拉力；
(2)当轻质杠杆在水平位置平衡时，圆台体材料受到的浮力；
(3)圆台体材料的密度。
21．(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
22．(2024·临沂)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
23．(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
24．(2024·枣庄)用手提起重物时，前臂可简化为杠杆：桡骨在肱二头肌牵引力F1的作用下，绕肘关节(支点O)转动，如图所示。请在图中画出动力F1的力臂l1和阻力F2的示意图。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)课时分层评价卷(十一)
1．B 2．D 3．B 4．B
5．解析：题图中是生活中常见的斜坡，斜坡相当于简单机械中的斜面省力机械。
答案：省力
6．解析：设杠杆的一个小格为L，因在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：由题图可知，横杆在使用的过程中，动力臂大于阻力臂，为省力杠杆；支架下面垫有面积较大的石块，是在压力一定时，通过增大受力面积来减小对地面的压强；根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可知G×OA＝F×OB，为将题图乙中物块恰好拉离地面，工人所用的拉力为F＝＝＝400 N。
答案：省力 压强 400
8．解析：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：由题图可知，物体的重力即为阻力，方向竖直向下；根据杠杆平衡的条件，要使所用的动力最小，必须使动力臂最长，连接支点到A点就是最长的动力臂L；要使杠杆平衡动力的方向应垂直于动力臂向上，据此可画出最小的动力F1的示意图及阻力F2。
答案：如图所示
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)实验前，将杠杆中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆左端下沉，此时杠杆处于静止状态，杠杆达到平衡状态。杠杆左端下沉，说明杠杆的重心在支点左侧，要使其在水平位置平衡，应将杠杆平衡螺母向右调节，直到杠杆在水平位置平衡。
(2)假设一个钩码重为G，杠杆上一个格的长度为L，根据杠杆的平衡条件为2G×3L＝nG×2L，解得n＝3，故应在B点挂3个质量相同的钩码。
(3)两侧的钩码同时向远离支点的方向移动一个格，则左侧2G×4L＝8GL，右侧3G×3L＝9GL，因为8GL<9GL，则杠杆不能平衡，所以杠杆右端将下沉。
(4)弹簧测力计在M处竖直向上拉时，拉力的方向竖直向上与杠杆垂直，动力臂等于支点到力的作用点的距离；若将弹簧测力计由竖直向右倾斜30°角时，拉力的方向不再与杠杆垂直，动力臂变小，阻力和阻力臂不变，根据杠杆平衡条件，动力变大，弹簧测力计的示数增大。
(5)设重物A的体积为VA，其重力为GA＝mAg＝ρAVAg，当两重物都在空气中时，根据杠杆的平衡条件可得ρAVAg·L1＝GB·L0，把重物A浸没在水中时，A将受到水向上的浮力作用，其浮力F水＝ρ水gVA，则根据杠杆的平衡条件得(ρAVAg－ρ水)·L2＝GB·L0，把重物A浸没在油中时，A将受到油向上的浮力作用，其浮力F浮＝ρ油gVA，则根据杠杆的平衡条件得(ρAVAg－ρ油gVA)·L3＝GB·L0，联立可得，油的密度为ρ油＝·ρ水。
答案：(1)是 右 (2)3 (3)右 (4)增大
(5)·ρ水
12．解析：(1)杠杆平衡时，根据平衡条件，绳子对A点的拉力FA＝×FB＝×200 N＝400 N，人对绳子的拉力F人＝FA－G物＝400 N－20 N＝380 N。
(2)人对地面的压力F＝G人－FA＝600 N－380 N＝220 N，人对地面的压强p＝＝＝4 400 Pa。
答案：(1)取水人至少要用380 N的力作用在绳子上 (2)若取水人的脚与水平地面的总接触面积为0.05 m2，此时取水人对地面的压强为 4 400 Pa
13．B [使用天平称量物体质量时，发现指针指在分度盘左边，说明左盘物体质量大于右盘砝码质量，应通过增加砝码质量或向右移动游码调节横梁平衡，不能调节平衡螺母，故①错误；在进行实验“探究液体压强与哪些因素有关”和“探究影响滑动摩擦力大小的因素”时，研究其中一个物理量的影响时，需要保持另一个物理量不变，只改变这一个物理量，采用的是控制变量法，故②正确；在进行实验“探究重力的大小跟什么因素有关”和“探究杠杆的平衡条件”时，试验中进行多次测量是为了使实验结果避免偶然性，从而得出普遍性规律，故③正确；推开门时，在远离转轴的位置推要比在靠近转轴的位置推容易些，这说明力的作用效果与力的作用点有关，故④错误。故选B。]
14．C [因为GA＝10 N，而GA处于静止状态说明GA对绳子左端施加一个10 N的向下的拉力，绳子处于静止状态说明绳子右端也受到一个向下的10 N的拉力，定滑轮的重力为1 N，所以弹簧测力计的示数：F＝10 N＋10 N＋1 N＝21 N。故选C。]
15．C [根据杠杆的平衡条件F1l1＝F2l2可判断，增砣盘所对应力臂较长，秤盘所对应的力臂短，则秤盘中物体的力大于增砣盘中的力，即案秤平衡时秤盘中物体的质量大于增砣盘中增砣的质量，案秤是省力杠杆，故这个标有“2 kg”的增砣真实质量小于2 kg。故选C。]
16．解析：由杠杆平衡的条件可得F×OB＝G×OA，所以F＝＝＝45 N。
答案：45
17．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
18．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
19．解析：(1)由题知，木棒在水平位置平衡，OA＝0.8 m，则OB＝AB－OA＝1.5 m－0.8 m＝0.7 m。由杠杆平衡条件可得FA×OA＝G乙×OB，A端受到绳子的拉力FA＝＝＝49 N。
(2)甲的重力为79 N，甲与地面的接触面积为S＝(0.12 m)2＝，甲对地面的压力为F＝G甲－FA＝79 N－49 N＝30 N，甲对地面的压强为p＝＝≈2 083 Pa。
答案：(1)A端受到绳子的拉力为49 N (2)物体甲对地面的压强为 2 083 Pa。
20．解析：(1)设绳子对圆台体建筑材料的拉力为F2，绳子对杠杆的拉力关系为F1＝F2，根据杠杆的平衡条件可知Fl1＝F1l2，即0.5 N×0.4 m＝F1×0.1 m，得F1＝2 N。
(2)圆台体建筑材料静止在水中，处于平衡状态，则G＝F浮＋F2，材料浸没在水中静止时受到的浮力为F浮＝G－F2＝12 N－2 N＝10 N。
(3)物体的体积为V＝V排＝＝＝10-3 m3，材料的密度为ρ材料＝＝＝＝。
答案：(1)当轻质杠杆在水平位置平衡时，细绳对圆台体材料的拉力为2 N (2)当轻质杠杆在水平位置平衡时，圆台体材料受到的浮力为10 N (3)圆台体材料的密度为1.2×103 kg/m3
21．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。]
22．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。]
23．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。]
24．解析：F1的力臂l1 为支点到F1作用线的距离，阻力F2竖直向下。
答案：如图所示
