第十二章 简单机械 单元学情检测试卷
(满分100分,时量60分钟)
一、选择题(本大题共12个小题,每小题只有一个正确答案,每小题3分,共36分)
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
答案
1.下列关于杠杆的说法正确的是( )
A.杠杆不一定是硬棒 B.力臂一定在杠杆上
C.杠杆可以是直的,也可以是弯曲的 D.力臂不一定和力的作用线垂直
2.如图是常用的燕尾夹,当用力按压N点打开夹子时,燕尾夹可以抽象为一个杠杆,能正确表示燕尾夹工作示意图的是( )
3.使用各种简单机械,可以使我们的工作和生活更省力、更方便。下列工具中属于省力杠杆的是( )
4.图示是探究“杠杆平衡条件”的实验,每个钩码的质量均为50g,g=10N/kg。下列说法正确的是( )
A.甲图杠杆稳定不动,处在非平衡状态
B.乙图在a点用弹簧测量计至少要2N的力才能使杠杆保持平衡
C.丙图中要使杠杆平衡,F2>F1
D.杠杆平衡条件为:动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离
5.如图所示是一个四人跷跷板。爸爸的体重几乎是小明的两倍,为了让小明和爸爸能够顺利玩耍,合适的座位安排是( )
A.小明A位,爸爸D位 B.小明B位,爸爸D位
C.小明C位,爸爸A位 D.小明D位,爸爸B位
6.小明家中有一把旧杆秤,该杆秤遗失了秤砣,而且刻度大多数模糊不清,只有5kg和6kg的刻度清晰可辨。他用刻度尺测量出该杆秤的相关长度,测量结果如图所示。小明接着对杆秤的重心(不包括秤砣)和秤砣质量进行判断,其中正确的是( )
A.杆秤重心在杆秤提纽的右侧,秤砣的质量为3.0kg
B.杆秤重心在杆秤提纽的右侧,秤砣的质量为1.5kg
C.杆秤重心在杆秤提纽的左侧,秤砣的质量为1.5kg
D.杆秤重心在杆秤提纽的左侧,秤砣的质量为3.0kg
第5题图 第6题图 第7题图
7.我国很早就有使用滑轮的记载。关于图中使用滑轮提升重物的说法正确的是( )
A.甲图是动滑轮,可以省力 B.甲图是定滑轮,改变了用力方向
C.乙图是定滑轮,可以省力 D.乙图是动滑轮,改变了用力方向
8.如图所示,G=80N,在力F的作用下,滑轮以0.4m/s的速度匀速上升,不计摩擦及滑轮重,则物体的速度和力F的大小分别是( )
A.0.8m/s,160N B.8m/s,40N C.0.4m/s,160N D.2m/s,40N
第8题图 第11题图 第12题图
9.用滑轮组提起重物时,动滑轮上有几段绳子承受物重,若不计动滑轮重和摩擦,则提起物体的力就是物重的( )
A.二倍 B.几倍 C.二分之一 D.几分之一
10.分别用杠杆、斜面和滑轮组将同一物体举升相同高度,做的有用功( )
A.杠杆最多 B.斜面最多 C.滑轮组最多 D.一样多
11.如图所示,一台起重机在10秒钟内将重4000N的货物匀速竖直提高4m,此过程中起重机的机械效率为80%。下列关于此过程中的说法正确的是( )
A.起重机做的有用功是40000J B.起重机做的额外功为4000J
C.起重机对货物竖直向上的拉力为5000N D.起重机做总功的功率是2400W
12.用如图甲所示的滑轮组提升物体M,已知物体M的重力为200N,卷扬机加在绳子自由端的拉力F将物体M在10s内沿竖直方向匀速提升10m,拉力F做的功W随时间t的变化图像如图乙所示,忽略绳重及摩擦,下列说法正确的是( )
A.10s内绳子自由端移动30m B.拉力F为300N
C.该滑轮组的机械效率为66.7% D.动滑轮重力为50N
二、填空题(本大题共4个小题,每空2分,共18分)
13.跨学科实践中,小华同学在制作杆秤的过程中他选择了一根长度约40cm的木制筷子,一个小盆,一把刻度尺,一支记号笔,若干细线,一个20g钩码和一个100g的砝码,如果要确定定盘星只需要用 ,如果要确定最大称量还需要用 (选填“20g钩码”或“100g砝码”)。
14.建筑及装修工程中经常需要用钻孔机钻孔,如图所示。钻头使用时相当于一个 (填简单机械名称),可以省 (选填“力”“距离”或“功”)。
15.如图是我国古代科技著作《天工开物》中的汲水工具——桔槔,它前端A用绳系一木桶,后端B系一质量适当的配重物,为了减小人向上提水时所需的拉力,应将配重物适当 (选填“靠近”或“远离”)支点,每次木桶中提起的水越多,该装置的机械效率就越 (选填“大”或“小”)。
第14题图 第15题图 第16题图
16.如图,王兵同学用20N的水平拉力F将重100N的物体M向左匀速拉动,物体以0.2m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动,则在此过程中,拉力F的功率为 W,物体与地面间的滑动摩擦力为 N,物体重力做功为 J。(滑轮重、绳重、摩擦均忽略不计)
三、作图题及实验探究题(本大题共4小题,第17题4分;18-20题每空2分,共计30分)
17.(1)图甲是可折叠三角支架,三角支架的横杆可看作为以点O为支点的轻质杠杆,斜杆对横杆的支持力F1作用在A点,可以简化如图乙所示。在图乙中画出F1的力臂l1。
(2)如图,人在楼上用滑轮组提升重物,画出滑轮组最省力的绕绳方式。
第17题第(1)题图 第(2)题图
18.自制杆秤由秤盘、秤砣、秤杆(标有刻度,可读取被称物体质量)和提纽组成。如图,秤砣质量为200g,A点为秤盘挂绳位置,B点为提纽挂绳位置,C点为零刻度线位置。
(1)杆秤可以看做是杠杆,使用时,支点是 点(选填A、B、C、D);
(2)在秤盘内放入一定质量的被测物体1,秤砣在如图D点位置时,杆秤水平静止,则被测物体1的质量为 g;
(3)忽略秤杆自身重力对杆秤平衡的影响,秤盘的质量为 g;
(4)将被测物体2放入秤盘,移动秤砣使杆秤水平静止时,秤砣悬挂点到提纽的距离为25cm,则被测物体2的质量是 g。
19.在“探究定滑轮和动滑轮的特点”实验中:
(1)比较甲、乙两图拉力的方向可知使用定滑轮可以 。
(2)探究动滑轮的特点实验如图丙。
①为探究使用动滑轮是否可以省力,需要竖直向上拉弹簧测力计,使钩码 上升,并将弹簧测力计的示数与 (选填“钩码重”或“钩码和滑轮总重”)进行比较。
②如图丙,要想得出“动滑轮使用时最多可以省一半力”这一结论,可进行的操作是:( )。
a.使用同一动滑轮,不断增大物重,多次实验
b.提升同一重物,不断减小动滑轮重,多次实验
A.只有a B.只有b C.a和b均可 D.a和b均不可
20.某小组在“测滑轮组机械效率的实验”中得到的数据如表所示,实验装置如图所示。
(1)实验中应沿竖直方向 拉动弹簧测力计;
(2)某同学发现:实验过程中边拉动边读数,弹簧测力计示数不稳定,应该静止读数。你认为他的想法是 (选填“正确”或“错误”)的;
(3)通过比较 两次实验数据得出结论:同一滑轮组提升重物时,物重越大,滑轮组的机械效率越高。(填实验次数的序号);
(4)有的同学认为:“机械越省力,它的机械效率越高”。分析表中数据,你认为这句话是 (选填“正确”或“错误”)的。
四、计算题(本大题共2小题,21题8分,22题8分,共计16分)
21.如图甲所示是我国自主研发的一款水陆两栖车,它是一种结合了车与船的双重性能的特种车辆,既可以像汽车一样在陆地上行驶,又可以像船一样在水上浮渡。该车车长5.89m,轴距3.2m,整车质量2.4t,最大承载量600kg。
(1)水陆两栖车满载时的重力;
(2)当该车空载在水平路面上直线行驶时,若重力作用线到前轮轴的距离为1.2m,假设重心位于整车左、右两侧中轴线上,每个车轮与路面的接触面积为0.05m2,求前、后车轮对路面的压强差是多少Pa?(不计驾驶员的重力)
22.如图甲所示,起重机正在对货物进行作业,该货物的质量是1.2×103kg,起重臂下滑轮组的简化结构如图乙所示,绳子自由端的拉力F为5000N,货物被匀速向上吊起2m,绳重和摩擦不计,g=10N/kg。求:
(1)拉力F所做的有用功;
(2)动滑轮所受的重力;
(3)滑轮组的机械效率。
参考答案:
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
答案 C A C C D B A A D D B C
13.20g钩码;100g砝码。14.斜面;力。15.远离;大。16.12;60;0
17.(1)(2)
18.(1)B;(2)400;(3)160;(4)1000。
19.(1)不省力但可以改变力的方向;(2)①匀速竖直;钩码和滑轮总重;②C。
20.(1)匀速;(2)错误;(3)2、3;(4)错误。
21.解:(1)整车质量2.4t,最大承载量600kg,满载时的重力G总=G空车+G载重=(m空车+m载重)g=(2.4+0.6)×103kg×10N/kg=3×104N; (2)水路两栖车空载时的质量m空车=2.4t=2400kg,
则空车的重力G空车=m空车g=2400kg×10N/kg=2.4×104N;前轮对地面的压力与地面对前轮的支持力是一对相互作用力,其大小相等,把车当作杠杆,以后轮为支点时,根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2可得F前l1=G空车l2,即F前×3.2m=2.4×104N×(3.2m﹣1.2m),解得F前=15000N;两栖车空载在水平路面上,竖直方向上受力平衡,地面对前后轮的支持大小等于空车的重力,地面对后轮的支持力与后轮对地面的压力是一对相互作用力,则F后=24000N﹣15000N=9000N;前后轮对路面的压力差ΔF=F前﹣F后=15000N﹣9000N=6000N,由于前后各2个轮子,故受力面积为2S,则前后轮对路面的压强差:
Δp6×104Pa。答:(1)水陆两栖车满载时的重力是3×104N;(2)前后轮对地面的压强差为6×104Pa。
22.解:(1)拉力F所做的有用功为:W有=Gh=mgh=1.2×103kg×10N/kg×2m=2.4×104J;
(2)由图可知,n=3,绳重和摩擦不计,根据F(G+G动)(mg+G动)可知,动滑轮所受的重力为:G动=nF﹣mg=3×5000N﹣1.2×103kg×10N/kg=3×103N;
(3)该滑轮组的机械效率为:
η100%=80%。
答:(1)拉力F所做的有用功为2.4×104J;
(2)动滑轮所受的重力为3×103N;
(3)滑轮组的机械效率为80%。
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