1、第十二章简单机械单元测试卷 （考试时间：60 分钟试卷满分：100 分）一填空题（每空 2 分，共 28 分）1如图所示，一位母亲推着婴儿车行走，当前轮遇到障碍物时，母亲向下按扶把，若把婴儿车视为杠杆，这时杠杆的支点在 ；当后轮遇到障碍物时，母亲向上抬起扶把，这时杠杆的支点在 （均填“前轮”或“后轮”）。【解析】当前轮遇到障碍物时，母亲向下按扶把，若把婴儿车视为杠杆，这时杠杆的支点在后轮；当后轮遇到障碍物时向上抬起扶把，婴儿车绕前轮转动，所以前轮是支点。故答案为：后轮；前轮。2小明做单臂俯卧撑运动，如图所示。他的重心在 M 点，所受重力为 600N，他将身体撑起处于平衡状态时，手掌处的支撑力（
2、即动力）为 N，此过程中，小明的身体是一个 （省力/费力/等臂）杠杆。【解析】如图所示，O 为杠杆的支点，手掌处的支撑力 F 为杠杆的动力，则动力臂为 L11m+0.5m1.5m，小明自身的重力 G 是阻力，阻力臂 L21m，则动力臂大于阻力臂，所以小明身体是一个省力杠杆；根据杠杆的平衡条件可得，FL1GL2，即 F1.5m600N1m，所以手掌处的支撑力 F400N；故答案为：400；省力。3如图，用相同的滑轮分别按甲、乙两种装置，将相同的物体匀速提升相同的高度（G 物大于 G 动），提升重物过程中，拉力大小分别为 F1和 F2，拉力做功分别为 W1和 W2，装置的机械效率分别是 1和 2；
3、则拉力 F1 F2，装置的机械效率 1 2（选填：/）（不计绳重和摩擦）【解析】不计绳重和摩擦，定滑轮不省力，而动滑轮能省一半的力；在图中，使用定滑轮时 F1G 物；使用动滑轮时，F2（G 物+G 动），且 G 物大于 G 动，所以 F1F2；不计绳重和摩擦，所以使用定滑轮时没有额外功，而使用动滑轮时，要克服动滑轮的重力做额外功，所以定滑轮的机械效率更高，即 12。故答案为：；。4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 2N当 B 物体重力为 8N 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
4、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。【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，A 受力平衡，水平方向上受到水平向右的拉力和向左的摩擦力为一对平衡力，fF 拉（GB+G 动）（8N+2N）5N。（3）当 A 向左做匀速直线运动处于平衡状态，水平方向上受到水平向左的拉力等于向右的摩擦力加上 B 对 A 的拉力；滑动摩擦力的大小跟压力大小和接触面的粗糙程度有关，压力不变，接触面的粗糙程度不变，摩擦力不变，所以向右的摩擦力为：f5N。B 对 A 的拉力不变，F 拉5N，A 做匀速直线运动，
5、受到平衡力的作用，A 受到的水平向左的拉力为：Ff+F 拉5N+5N10N；故答案为：（1）M；（2）5；（3）10。5如图所示，重为 50N 的物体在 30N 的拉力 F 的作用下匀速上升 2m，不计绳重和摩擦，动滑轮的重力为 N，拉力 F 移动的距离为 m，若物体的重力变为 80N，则拉力 F 为 N。【解析】（1）由图知，n2，不计绳重和摩擦，拉力 F（G+G 轮），则动滑轮重力：G 轮2FG230N50N10N；（2）拉力端移动距离 s2h22m4m；（3）若物体的重力变为 G80N，拉力 F（G+G 轮）（80N+10N）45N。故答案为：10；4；45。6如图所示，沿斜面向上匀速拉
6、一个重为 100N 的物体到斜面顶端，斜面长 0.5m，高 0.3m，拉力为80N，则这个斜面的机械效率是%，物体受到的摩擦力是 N。【解析】有用功：W 有Gh100N0.3m30J，拉力做的总功：W 总Fs80N0.5m40J，斜面的机械效率：100%100%75%，克服摩擦力所做的额外功：W 额W 总W 有40J30J10J，由 Wfs 可得，物体受到的摩擦力：f20N。故答案为：75；20。二选择题（每题 3 分，共 27 分）7下列说法中正确的是（）A杠杆是一种省力的机械 B杠杆可以是直的，也可以是弯的 C杠杆的长度总等于动力臂与阻力臂之和 D从支点到力的作用点之间的距离叫做力臂【解析
7、】A、杠杆包括省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆，故 A 错误；B、杠杆是可以绕某一固定点转动的硬棒，可以是直的，可以是弯的。比如钳子、扳手等，故 B正确；C、力臂是从支点到力的作用线的距离，力臂不一定是杠杆的长度，也不一定在杠杆上，故 C 错误；D、力臂是从支点到力作用线之间的距离，不是力的作用点，故 D 错误。故选：B。8如图所示的工具中，在使用时属于省距离杠杆的是（）A天平 B瓶盖起子 C食品夹 D钳子【解析】A、天平在使用时，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆，不省距离也不费距离，故 A 不符合题意；B、瓶盖起子在使用时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，但费距离，故 B 不符合题意；C、食品夹在使用
8、时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，但省距离，故 C 符合题意；D、钳子在使用时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，但费距离，故 D 不符合题意。故选：C。9如右图示，轻质杠杆 OA 中点悬挂重物，保持 F 的方向始终与杠杆垂直，将杠杆从 A 位置匀速提升到 B 位置的过程中，力 F 将（）A变小 B变大 C先变大再变小 D不变【解析】保持 F 的方向始终与杠杆垂直，则动力臂不变；将杠杆缓慢地由位置 A 拉到位置 B，动力臂不变，阻力不变（等于重物的重力），由图知重物对杠杆拉力的力臂变小（即阻力臂变小），所以由杠杆平衡条件 F1L1F2L2可知，动力 F 将变小。故选：A。10如图所示，体积相同的实
9、心铁球和实心铝球挂在杠杆两端使杠杆平衡，若将它们同时浸没在水中，则杠杆将（）A左端下沉 B仍平衡 C右端下沉 D无法判断【解析】两球没有浸入水中时，根据杠杆平衡条件有 G 铜L1G 铁L2，因为铝球和铁球的体积相等，根据公式 mV 可知，铁球的质量大于铝球的质量，也就是说铁球的重力大于铝球的重力，所以 L1L2。球浸入水中时，对杠杆的拉力 FGF浮，因为两个球的体积相等，都同时浸没在水中，所以它们受到的浮力相等，即 F 浮铝F 浮铁，但铝一侧减小的力与力臂的乘积大，所以杠杆不再平衡，铁一侧将下降，即左端下降。故选：A。11如图所示的滑轮中作为动滑轮使用的是（）A B C D【解析】使用时与物体
10、一起运动的滑轮为动滑轮，C 与物体一起运动，故 C 正确，ABD 错误。故选：C。12如图所示甲、乙两套装置，滑轮重、绳重和摩擦力均不计。装置甲中 F1和 F2表示沿不同方向拉绳子，乙装置中 F3表示竖直向上拉绳子；用 F1、F2、F3分别将相同的重物匀速提升相同高度，则下列说法正确的是（）A甲装置为动滑轮，乙装置为定滑轮 BF1、F2、F3所做的功相等 C拉力大小关系是：F1F2F3 DF1、F2所做的功相等，但比 F3做的功少【解析】A、甲装置不随货物一起升降为定滑轮，乙装置随货物一起升降为动滑轮，故 A 错误；B、因为滑轮重、绳重和摩擦力均不计，所以提升重物时没有做额外功，则拉力做的功等
11、于克服物体重力做的功；将相同的重物匀速提升相同高度，由 WGh 可知，克服物体重力做的功相等，则力 F1、F2、F3做的功也相等，故 B 正确，D 错误；C、定滑轮既不省力也不费力、且定滑轮的实质为等臂杠杆，动滑轮能省一半的力，又因为滑轮重、绳重和摩擦力均不计，所以 F1F2G，F3G，则 F1F2F3，故 C 错误。故选：B。13工人用如图所示的滑轮组提升重为 1200N 的物体，物体上升的速度为 0.2m/s，工人对滑轮组绳子自由端的拉力为 F，拉力移动的速度为 v，考虑动滑轮重、摩擦等因素，下列各组值中可能的是（）AF400N，v0.8m/s BF300N，v0.8m/s CF400N，
12、v0.6m/s DF300N，v0.6m/s【解析】（1）由图知，n4，拉力移动的速度：v4v 物40.2m/s0.8m/s；（2）若不考虑动滑轮重、摩擦等因素，拉力 FG1200N300N，若考虑动滑轮重、摩擦等因素，拉力将变大，大于 300N，可能为 400N。故 A 正确、BCD 错。故选：A。14如图所示，在一水平地面上，木箱重 400N，受到的摩擦力为 200N，用力 F 拉动木箱使它匀速直线运动了 3m（不计滑轮重量及绳与滑轮间的摩擦），下列说法正确的是（）A拉力 F 的大小为 400N B拉力 F 的大小为 200N C绳自由端移动了 6m D绳自由端移动了 9m【解析】由图知，
13、n2，AB、不计滑轮重及绳与滑轮间的摩擦，则拉力：Ff200N100N，故 A、B 都错误；CD、绳自由端移动的距离：s2s 物23m6m，故 C 正确、D 错误。故选：C。15如图所示，ACBC，把同一物体分别沿光滑斜面 AC、BC 以相同的速度匀速推上顶端，推力分别为 F1、F2，功率分别为 P1、P2，则（）AF1F2 P1P2 BF1F2 P1P2 CF1F2 P1P2 DF1F2 P1P2【解析】（1）不计摩擦，ACBC，则可知斜面 AC 的倾斜角度小于 BC，所以物体沿 AC 运动时推力较小，即 F1F2；（2）已知物体运动的速度相同，F1F2，根据公式 PFv 可知，沿 AC 运
14、动时推力 F1做功的功率较小，即 P1P2；通过以上分析可知 B 正确。故选：B。三作图题（每题 2 分，共 4 分）16如图所示，轻质杠杆 AOB 的 B 处悬挂一重物 G，请画出杠杆在图示位置平衡时，在杠杆上施加的最小动力 F1的示意图，并画出阻力的力臂 L2。【解析】（1）根据杠杆平衡的条件 F1L1F2L2 可知，在阻力、阻力臂一定的情况下，要使所用的动力最小，必须使动力臂最长；由图知，A 点离支点最远，故最长的动力臂为 OA；过 A 点作垂直于 OA 的作用力 F1，为使杠杆平衡，动力 F1的方向应垂直于 OA 向下；（2）画出阻力 F2（重物对杠杆拉力）的作用线，从支点 O 画出
15、F2作用线的垂线，可得阻力臂 L2，如图所示：17小明站在地面上，用图所示滑轮组匀速提起重物，画出滑轮组的绕绳方法。【解析】因为是人站在地面上用滑轮组提升重物，可以先由人手画出绳子自由端，从外向内依次画出绳子的绕线，如图所示：四实验探究题（每空 2 分，共 22 分）18如图所示是小明“探究杠杆的平衡条件”的装置，每只钩码重为 0.5N（钩码个数若干），弹簧测力计量程为 05N。（1）图甲中，杠杆静止时处于 （平衡/不平衡）状态。为使杠杆在水平位置平衡，小明应将杠杆两端的平衡螺母向 （左/右）移。（2）如图乙，小明保持弹簧秤竖直放置，然后认真调零后，用弹簧测力计竖直向上拉，使杠杆在水平位置平衡
16、。此时弹簧测力计的示数为 F1，杠杆受到钩码的拉力为 F2，小明发现F1ODF2OC，其原因是 。（3）接着，小明准备作图丙所示实验，实验前小明首先再取一只弹簧秤与已调零的弹簧秤进行对拉，如图丁，他这样做的目的是 。在做了 10 多次图丙所示实验后，他还做了几次图戊所示的实验，他这样做的目的是：。【解析】（1）图甲中实验前没挂钩码时，杠杆处于静止的平衡状态；发现杠杆左端上翘，调节时重心应向左移动，应将杠杆两端的平衡螺母向左移，使杠杆在水平位置平衡；（2）用如图乙所示装置进行探究，杠杆的重心没有通过支点，杠杆的自重对杠杆平衡有影响，所以小明发现 F1ODF2OC；（3）接着，小明准备作图丙所示实
17、验，实验前小明首先再取一只弹簧秤与已调零的弹簧秤进行对拉，如图丁，他这样做的目的是对第二个倒置使用的弹簧秤进行调零；在做了 10 多次图丙所示实验后，他还做了几次图戊所示的实验，他这样多次做的目的是：排除偶然结论总结发现普遍规律。故答案为：（1）平衡；左；（2）杠杆自身受到的重力不能忽略；（3）对第二个倒置使用的弹簧秤进行调零；排除偶然结论总结发现普遍规律。19（1）小明在“测滑轮组机械效率”的实验中，用如图甲所示的滑轮组进行了三次实验，数据如下表：（1）表中有一个数据的记录是的，错误的数据是 ；第 3 次实验中，测力计对滑轮组做的有用功为 J，机械效率是 ；实验次数 物重G/N 物体上升的高
18、度h/cm 测力计的示数F/N 测力计移动的距离s/cm 1 6 3 2.5 9 2 6 5 2.5 18 3 6 8 2.5 24 本次实验得到的结论是：；（2）小红取了一套和小明一模一样的器材在小明实验的基础上利用图乙也做了实验，当这两位同学使用各自的滑轮组提升相同的重物时，若忽略绳重及摩擦，则它们的机械效率 （选填“相同”或“不相同”），得到的结论是：。【解析】（1）已知用如图甲所示的滑轮组进行了三次实验，图甲中绳子的有效段数为 3，第 2 次绳子自由端移动的距离为：snh35cm15cm，表中有一个数据的记录是错误的，错误的数据是 18cm，应改为 15cm；第 3 次实验中，测力计对
19、滑轮组做的有用功为：W 有Gh6N0.08m0.48J；第 3 次实验中滑轮组的机械效率：100%80%；同理计算可知，其它两次的机械效率也为 80%，故滑轮组的机械效率与物体上升的高度 h 无关；（2）当这两位同学使用各自的滑轮组提升相同的重物时，若忽略绳重及摩擦，他们做的有用功相同，额外功也一样，因此总功相同，也就是机械效率相同；因此得到的结论是：若忽略绳重及摩擦，在动滑轮重和物重相同的情况下，滑轮组的机械效率与滑轮组的绕法无关。故答案为：（1）18cm；0.48；80%；滑轮组的机械效率与物体上升的高度 h 无关；（2）相同；若忽略绳重及摩擦，在动滑轮重和物重相同的情况下，滑轮组的机械效
20、率与滑轮组的绕法无关。五计算题（20 题 9 分，21 题 10 分，共 19 分）20工人师傅要将质量 100kg 的木箱搬到 2m 高的车厢里，他将一块 10m 长的长板搁在地面与车厢之间构成斜面，然后站在车上用 400N 拉力将物体从斜面底端匀速拉到车厢里（如图所示），已知 g10N/kg，请你综合应用所学知识解答下列问题：（1）工人所做的有用功是多少 J？（2）工人所做的总功是多少 J？（3）斜面的机械效率是多少？（4）使用斜面可以省 ，但费 ；若想增大此斜面的机械效率，可采取的方法是 （答出一种方法即可）。【解析】解：（1）工人所做的有用功：W 有Ghmgh100kg10N/kg2m
21、2000J；（2）拉力做的总功：W 总Fs400N10m4000J；（3）斜面的机械效率：100%50%；（4）由题意和前面计算可知，拉力小于重力，拉力端移动的距离大于斜面高，所以使用斜面可以省力，但费距离；若要增大此斜面的机械效率，由影响斜面机械效率的因素可知，可以使斜面的表面变光滑，或增大斜面的倾斜角度。答：（1）工人所做的有用功是 2000J；（2）工人所做的总功是 4000J；（3）斜面的机械效率是 50%；（4）力；距离；使斜面的表面变光滑或增大斜面的倾斜角度。21小明利用如图所示的装置在 10s 内将重为 450N 的货物匀速提升 2m，此过程中拉力 F 的功率为120W，求：（1）提升装置时，对重物所做的有用功；（2）拉力 F 做的功；（3）该滑轮组的机械效率。【解析】解：（1）提升装置所做的有用功：W 有用Gh450N2 m900J；（2）根据 P可得拉力 F 做的功：W 总Pt120W10s1200J；（3）该滑轮组的机械效率：100%100%75%。答：（1）提升装置所做的有用功是 900J；（2）拉力 F 做的功是 1200J；（3）该滑轮组的机械效率是 75%。
