第十二章《简单机械》单元测评
(时间:45分钟 满分:100分)
一、选择题(本大题共8小题,每小题4分,共32分)
1.如图所示的用具中属于费力杠杆的是( )
2.到野外郊游时,小明和爸爸在湖边钓鱼。鱼上钩后,小明感觉鱼在水中时很轻,拉出水面后“变重”,在把鱼逐渐拉出水面的过程中,鱼受到的( )
A.浮力增大,鱼竿是省力杠杆
B.重力增大,鱼竿是省力杠杆
C.浮力减小,鱼竿是费力杠杆
D.重力减小,鱼竿是费力杠杆
3. 如图所示,手持10 kg物体保持平衡,此时肱二头肌收缩所承受的力一定( )
A.大于98 N
B.小于98 N
C.等于98 N
D.等于10 kg
4.(2019·重庆中考)如图所示,在探究杠杆平衡条件实验中,弹簧测力计从位置A逆时针转到位置B,杠杆仍在水平位置平衡,则弹簧测力计的示数将( )
A.变大 B.变小
C.不变 D.不能确定
5.下图是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式(不计机械重和摩擦),其中所需动力最小的是( )
6.工人师傅用如图所示的滑轮组,将重力为800 N的重物缓慢匀速竖直提升3 m,人对绳的拉力F为500 N。不计绳重和滑轮转轴处的摩擦,则( )
A.绳子自由端移动的距离为9 m
B.动滑轮的重力为200 N
C.人通过滑轮组做的有用功为1 500 J
D.滑轮组的机械效率为53.3%
7. 甲、乙两个滑轮组如图所示,其中每一个滑轮重力都相同,用它们分别将重物G1、G2提高相同的高度,不计滑轮组的摩擦,下列说法正确的是( )
A.若G1=G2,拉力做的额外功相同
B.若G1=G2,拉力做的总功相同
C.若G1=G2,甲的机械效率大于乙的机械效率
D.用甲、乙其中的任何一个滑轮组提起不同的重物,机械效率不变
8. 如图所示,不计摩擦,把重力为G=16 N的物体匀速提起所用的拉力F=10 N,则关于该动滑轮的说法错误的是( )
A.动滑轮重力为4 N
B.使用该动滑轮要费距离
C.该动滑轮的机械效率为80%
D.提升物体的速度越快,机械效率越高
二、填空题(每空3分,共27分)
9.(2019·四川德阳中考)如图所示,分别用甲、乙两种形式的滑轮组把重为400 N的物体匀速向上提起;已知每个滑轮重20 N,忽略绳子的重力以及滑轮的轴摩擦,图甲中车对绳子的拉力为 N,图乙中人对绳子的拉力为 N。
10. 如图所示,滑轮 (选填“甲”或“乙”)可以看作是等臂杠杆;若物体所受重力均为20 N且处于静止状态,不计摩擦和滑轮重力,力F2的大小为
N;物体上升时,它的重力势能 (选填“增大”“不变”或“减小”)。
11. 如图所示,小华同学在测滑轮组机械效率的实验中,应竖直向上 拉动绳子的自由端。若钩码重力G为3 N,小华所用拉力F为1.2 N,则滑轮组的机械效率为 ;若换成重力G'为5 N的钩码再进行实验,此滑轮组的机械效率将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
12. 某同学家新房装修时,在地面与窗台间放置一斜木板,将瓷砖沿木板从地面匀速拉上窗台。如图所示,已知窗台高3 m,木板长5 m,瓷砖重500 N,沿斜面所用拉力400 N ,则斜面的机械效率是 。
三、作图题(6分)
13.下图是人拉着拉杆旅行箱静止在水平地面上的情景,O是轮子的转轴。以O为支点,请你画出拉力F的力臂。
四、实验题(每题10分,共20分)
14.下图为小柯制作的杠杆力臂演示仪,杠杆AOB可绕O点(螺母)转动,OA=0.2 m,OB=0.1 m,G1=2 N,杠杆自身重力和摩擦不计,固定装置未画出。
(1)当杠杆处于甲图所示水平位置平衡时,N的重力G2为 N。
(2)松开螺母保持OA不动,使OB向下折一个角度后,再拧紧螺母形成一根可绕O点转动的杠杆AOB'(B'点对应B点),保持M位置不变,要使杠杆在图乙位置保持平衡,则N应该移动到 。
A.B'点处 B.①点处
C.②点处 D.③点处
15.在测定动滑轮机械效率的实验中,小明用如图所示的动滑轮提升钩码,改变钩码的数量,正确操作,实验数据如下:
|
实验序号 |
钩码重G/N |
钩码上升高度h/cm |
拉力F/N |
绳端移动的距离s/cm |
|
① |
1.0 |
20.0 |
0.7 |
40.0 |
|
② |
2.0 |
20.0 |
1.2 |
40.0 |
|
③ |
3.0 |
20.0 |
1.7 |
40.0 |
(1)实验时,用手 拉动弹簧测力计,使动滑轮下的钩码缓缓上升。
(2)第①次实验时测得动滑轮的机械效率为 。
(3)第③次实验时,钩码上升的速度为0.05 m/s,则拉力的功率为 W,静止时拉力F的大小 (选填“大于”“小于”或“等于”)1.7 N。
(4)由表中实验数据分析可知,同一动滑轮,所提升物重增大,机械效率将 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
五、计算题(15分)
16.如图所示,用甲、乙两种滑轮组,分别匀速竖直向上提升同一重物,从相同位置开始提升至同一高度处。
(1)若不计绳重、滑轮重及摩擦,求两次拉力F1和F2之比;
(2)若不计绳重及摩擦,重物质量为400 g,动滑轮质量为100 g,求匀速拉动过程中甲、乙两装置的机械效率。(g取10 N/kg)
第十二章测评(B)
1.A 解析 根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2,动力臂大于阻力臂的杠杆是省力杠杆,动力臂小于阻力臂的杠杆是费力杠杆。食品夹的动力臂小于阻力臂,是费力杠杆;瓶盖起子、螺丝刀、钳子的动力臂都大于阻力臂,都是省力杠杆。
2.C
3.A 解析 由题图可知,手臂为费力杠杆,所以肱二头肌拉力需大于物体重力98 N。
4.A 解析 弹簧测力计从位置A逆时针转到位置B,使杠杆仍在水平位置平衡,根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2,阻力和阻力臂不变,动力臂变小了,所以动力变大。
5.D 解析 由于不计机械重和摩擦,A选项中,所需动力F1=
G=
×G=
G;B选项中,F2=
G;C选项中,F3=G;D选项中,根据杠杆平衡条件可知,F4=
G。故D选项正确。
6.B
7.C 解析 由题图可知,甲图中有一个动滑轮,3段绳子吊着动滑轮;乙图中有两个动滑轮,4段绳子吊着动滑轮。不计滑轮组的摩擦,额外功是克服动滑轮重力所做的功,故乙图拉力做的额外功多,故选项A错误。若G1=G2,两图拉力所做的有用功相同,额外功不同,所以总功不同,且甲图拉力所做的总功小于乙图拉力所做的总功,根据η=
可知,甲的机械效率大于乙的机械效率,故选项B错误,选项C正确;用相同的滑轮组提起不同重力的物体,所提升物体的重力越大,机械效率越高,选项D错误。
8.D 解析 由F=(G+G动)可得,G动=2F-G=2×10 N-16 N=4 N,故选项A说法正确;使用动滑轮省力,但多移动距离,选项B说法正确;该动滑轮的机械效率η=
=80%,选项C说法正确;滑轮组的机械效率是有用功跟总功的比值,与提升物体的速度无关,故选项D说法错误。
9.解析 题图甲中使用的是两个定滑轮,忽略绳子的重力以及滑轮的轴摩擦,车对绳子的拉力F甲=G=400 N;题图乙中使用的是一动一定的滑轮组,n=2,忽略绳子的重力以及滑轮的轴摩擦,人对绳子的拉力F=(G+G动)=×(400 N+20 N)=210 N。
答案 400 210
10.解析 由题图可知,滑轮甲不随物体一起升降,因此滑轮甲是定滑轮,定滑轮实质是一个等臂杠杆;滑轮乙随物体一起升降,因此滑轮乙是动滑轮,动滑轮的实质是动力臂为阻力臂2倍的杠杆,使用一个动滑轮可省一半的力,不计摩擦和滑轮重力,力F2=G物=×20 N=10 N;物体上升时,其高度增大,重力势能增大。
答案 甲 10 增大
11.解析 实验时,应竖直向上匀速拉动绳子的自由端。滑轮组的机械效率η=
≈83.3%,若钩码重力增大,滑轮组的机械效率变大。
答案 匀速 83.3% 变大
12.解析 利用斜面提升物体时,克服重物重力做的功为有用功,即W有=Gh=500 N×3 m=1 500 J,拉力所做的功为总功,即W总=Fs=400 N×5 m=2 000 J,机械效率η=×100%=
×100%=75%。
答案 75%
13.解析 过支点作F作用线的垂线段,即为F的力臂l。
答案 如图所示
14.解析 (1)如题图甲所示,杠杆在水平位置平衡,由杠杆平衡条件得G1×OA=G2×OB,即2 N×0.2 m=G2×0.1 m,解得G2=4 N。
(2)保持M位置不变,即左边的力和力臂不变;G2不变,要使杠杆在题图乙位置保持平衡,应该使右边的力臂不变;原来N的力臂为OB,所以N应该移动到②点处,故选C。
答案 (1)4 (2)C
15.解析 (1)为了使动滑轮和重物处于平衡状态,要竖直匀速拉动弹簧测力计。
(2)第①次实验中拉力做的功是总功,W总=Fs=0.7 N×0.4 m=0.28 J,有用功W有=Gh=1.0 N×0.2 m=0.2 J,则动滑轮的机械效率为η=
≈0.714=71.4%。
(3)第③次实验中拉力做的功是总功,W总'=F's'=1.7 N×0.4 m=0.68 J,动滑轮由2段绳承担物重,所以绳自由端上升的速度是重物上升速度的2倍,绳自由端提升0.4 m用的时间为t=
=4 s,拉力的功率P=
=0.17 W;匀速上升时,滑轮与滑轮的轴、绳和滑轮间存在与拉力方向相反的摩擦力,所以静止时拉力小于1.7 N。
(4)第②次实验,动滑轮的机械效率 η'≈83.3%,第③次实验动滑轮的机械效率η″≈88.2%,由数据分析可知,同一动滑轮所提升重物质量增大时,机械效率将增大。
答案 (1)竖直匀速 (2)71.4% (3)0.17 小于 (4)增大
16.解析 (1)由题图知,甲图中,n1=2;乙图中,n2=3,若不计绳重、滑轮重及摩擦,则拉力F=
G,两次拉力F1和F2之比
。
(2)重物的重力G=mg=0.4 kg×10 N/kg=4 N
动滑轮的重力G轮=m轮g=0.1 kg×10 N/kg=1 N
不计绳重及摩擦时,滑轮组的机械效率η=
由于两装置中物重和动滑轮重均相同,所以甲、乙两装置的机械效率
η1=η2=
=80%。
答案 (1)3∶2 (2)都为80%
获得更多试题及答案，欢迎联系微信公众号：ygjjcom
客服微信号：ygjjcom