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简单机械


简单机械和功
(满分 100 分 时间 90 分钟) 一、选择题(每小题 2 分 ,共 24 分) 1. 皮划艇是我国的奥运优势项目之一, 比赛中, 运动员一首支撑住桨柄的末端 (视为支点) , 另一只手用力划桨,如图所示,此时船桨是( ) A.等比杠杆 B.费力杠杆 C.省力杠杆 D.省功杠杆

2.小强要抬起一根粗细均匀、重为 800N 树干的一

端,另一端不离地,他至少用力( ) A.800N B.600N C.400N D.200N 3.在铁道口常设有如图所示的道闸,这种道闸平时上扬,当火车要通过道口时道闸转到水 平位置,示意过往的其他车辆停车等候,这种道闸称为常开型道闸。与之相反,另一种道闸 平时水平放置,当有车辆要通过时,道闸上扬,允许车辆通过,这种道闸称为常闭型道闸。 对于这两种道闸重心的位置,下列说法正确的是( ) A.常闭型道闸,重心应在 O 点左侧 B.常开型道闸,重心应在 O 点右侧 C.常闭型道闸,重心应在 O 点右侧 C.以上说法都不对 4.在下列情况下,力对物体做功的说法正确的是( ) A.铅球出手后,水平方向移动了 7m,铅球在运动过程中,手对铅球做了功 B.用 30N 的水平推力,将重为 180N 的物体推动了 9m,推力对物体做了功 C.关闭发动机后,火车仍向前滑行了 50m,火车的惯性对它做了功 D.小球在光滑的水平面上滚动,支持力对它了功 5.如图所示,绳子的一端固定,另一端绕过一个重为 G 的油桶,在绳子的自由端用大小不 变的水平拉力 F, 使油桶沿水平地面匀速滚动了一段距离 s, 在此过程中拉力 F 所做的功 ( ) A.Fs B.Gs C.2Fs D. (G+F)s 6.如图所示用一个动滑轮提升重物(不计摩擦) ,已知物重 G=200N,滑轮重 T=40N,使物 体匀速升高 1m,则下列结论中正确的是( ) A.F=440N,力向上移动 2m B.F=140N,力向上移动 2m C.F=440N,力向上移动 0.5m D.F=480N,力向上移动 0.5m 7.如图所示是甲乙两物体做功与所用时间之间的关系图像。由图可之,甲物体的功率 P 与乙物体的功率 P 乙相比较( ) A.P 甲>P 乙 B.P 甲<P 乙 C.P 甲=P 乙 D.无法确定


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8. 如图所示, 将同一物体分别沿光滑的斜面 AB、 以相同的速度从底部匀速拉倒顶点 A, AC 已知 AB>AC,施加的力分别为 F1、F2,拉力所做的功为 W1、W2,拉力做功的功率分别为 P1、P2,则下列判断正确的是( ) A.F1<F2,W1=W2,P1<P2 B.F1>F2,W1>W2,P1>P2 D.F1<F2,W1=W2,P1>P2 C.F1<F2,W1<W2,P1<P2 9.如图所示,置于水平桌面上的物体 A 重 490N,物体 B 重 294N,在匀速下降 40cm 的过 程中,拉动物体 A 在水平桌面上匀速移动了一段距离。若用一水平向左的拉力 F 拉动物体 A,使物体 A 在 5s 内匀速移动了 0.5m(不计动滑轮、绳重及滑轮轮轴间的摩擦) ,则下列 说法正确的是( ) A.拉力 F 为 294N,拉力 F 的功率为 29.4W B.拉力 F 为 147N,拉力 F 的功率为 14.7W C.物体 A 与桌面的滑动摩擦力为 294N D.绳子拉力对物体 B 所做的功为 36.75J 10.如图所示,测定滑轮组的机械效率时,所用的钩码质量为 200g,几位同学用弹簧测力 计测出拉力 F 的读数如下,其中肯定错误的是 ( ) A.0.9N B.0.8N C.0.7N D.0.6N

11.小明同学利用圆珠笔杆、钢丝、细绳制成了如图所示的滑轮组用其匀速提升重物,下列 说法正确的是( ) A.拉细绳的力 F 等于重力 G 的 1/3 B.拉细绳的力 F 等于重力 G 的 1/7 C. 用该滑轮组提起不同的钩码,机械效率相同 D. 用该滑轮组提起不同的钩码,机械效率不同 12.如图所示,用两个滑轮分别匀速提升甲、乙两个物体,拉细绳的力 F 大小相等,物体 上升的距离也相等,摩擦不计,滑轮的质量小于物体的质量。甲的有用功为 W 甲,机械效率 为 η 甲,乙的有用功为 W 乙,机械效率为 η 乙。比较甲、乙两个装置可知 ( ) A.W 甲<2W 乙,η 甲<η 乙 B.W 甲<2W 乙,η 甲=η 乙 D.W 甲=2W 乙,η 甲<η 乙 C.W 甲=2W 乙,η 甲=η 乙

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二.填空题(每空 1 分,共 22 分) 13. 在镊子、 钢丝钳、 扳手、 天平中, 属于费力杠杆的有_______, 属于等臂杠杆的有_______。 14.如图所示茶壶的容积为 600mL,用它最多可装水_________g;若以 O 为支点,提壶把 向杯中倒水,则它相当于一个________(填“省力” “费力”或“等臂”)杠杆。

15.抽水机每秒钟能把 20kg 的水抽到 10m 高处,它每分钟做的功是_______ J,抽水机的功 率是________W。 取 10N/kg) (g 16.小红所在的科技小组利用所学知识自制一杆秤(自重不计) ,其照片如图所示。秤砣的 质量 m0 为 1kg,根据照片估估算此杆秤最大的测量值为________kg;若要增大该杆秤的测 量范围,可采用的办法___________(写出一种办法);已知秤杆上 0.5kg 和 1.5kg 的两根刻度 线相距 10cm,则秤钩连接点 A 与提钮 O 点的距离是__________cm。 17.某同学分别用如图所示的甲、乙两种方法挑着同一物体行走。甲图中肩受到的压力 _______乙图中肩受到的压力; 甲图中手施加的动力_________乙图中手施加的动力。 “大 (填 于” “等于”或“小于” ) 18.小刚的体重只有 500N 的物体提起来。他学习重力势能的知识后,想把一个 750N 的重 物提高,以便增大它的重力势能。如按图所示的方式,他__________(填“能”或“不能” ) 将重物提高,原因是___________________________________________________________。

19.如图所示,质量为 m 的人站在轻质木板 AB 的中点,木板可以绕 B 端上下转动,要使 木板静止于水平位置,人拉轻绳的力的大小为__________(摩擦阻力忽略不计)。 20. 用一个定滑轮和一个动滑轮组装滑轮组有两种绕线方法。 聪聪和明明各选择一种方法做 实验。 (1)聪聪采用了如图甲所示的绕线方法组装滑轮组。他通过滑轮组用 2N 的拉力 F 将重 4.2N 的物体匀速提升了 0.1m 距离,则有用功为________J,此滑轮组的机械效率为_________。 (2)明明采用了另一种绕线方法组装滑轮组,请帮助明明在图乙重画出滑轮组的绕线。 21.如图所示,OA 是提重机的吊臂,可绕 O 点转动,在距 O 点 6m 远的 B 处吊有重 3000N 的物体为保证吊臂在水平位置平衡,则绕过定滑轮的钢绳斜向下的额拉力 F 为________N。 将吊臂缓慢拉起,使 A 点升高 2m 的过程中,拉力变___________。 (绳重、吊臂重、摩擦均 不计)

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22.如图为某建筑工地搬运建筑材料的装置。图中滑轮 D 与滑厢相连,滑轮 A 固定在地面 上,钢丝绳的拉力由电动机提供。在此装置中,滑轮 A 的作用是__________。已知滑轮厢 和滑轮 D 的总质量 m1,厢内建筑材料的质量为 m2,滑厢与地面的接触面积为 S。当拉力大 小为 F 时,滑厢仍静止在地面上,此时滑厢对地面的压强 p=__________(用恩中字母表示) 当拉力增大为 F’时, 滑厢匀速直线上升, 再次过程中, 滑轮组的机械效率将________(填 “变 大” “不变”或“变小”)。 (不计绳重和摩擦) 三.作图与实验题(24 分) 23. 分)请你在图中画出使用剪刀时,杠杆 AOB 所受动力 F1 的示意图及动力臂 L1、阻 (2 力臂 L2。

24. 分)如图是人们用木棒撬石块的示意图。撬石块有两种方法:第一种是以 B 点为支 (3 点, C 点用与棒垂直的力 F1,第二种是以 A 点为支点, C 点用与棒垂直的力 F2 向上撬。 在 在 (木棒自重不计) (1)在图中画出 F1 的力臂。 (2)若是石块压在木棒上的 D 点正好是 AB 的中点,你认为第_____种方法更省力一些, 理由是________________________________________________________________________。 25.(8 分)某实验小组在测滑轮机的机械效率的实验中得到的数据如下表所示,实验装置如 图:

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(1) 通过表中数据可分析出实验 1 是用_________(填 “甲” “乙” 或 )图做的实验, 实验 2 是 用__________(填“甲”或“乙”) 图做的实验。 (2)表格中空白处应补全的数据依次为__________ 、__________。 (百分号前保留整数) (3)通过实验 1 和实验 2 的数据分析可得出结论:使用不同的滑轮组,提升相同的重物时, 动滑轮的个数多,滑轮组的机械效率_________。 26. 分)如图所示为小明自制的风力板,a 为迎风板,其迎风面承受风力,b 为压重板, (4 它水平放置,m 为压重板上的铁板(a、b 板重不计) 。当压重板上铁板重力一定时,风力达 到一定程度,风力板就会倾倒,在这过程中,风对迎风板的作用力当作动力,_________当 作阻力,压重板上的铁板越重,风力板倾倒时记录的风力越_________。小明通过查阅资料 和实验,在压重板上加上重力不同的铁板,制成能测风力 1~8 级的 8 个风力板,构成一套风 力探测仪。在南风盛行的某地,小明用这套风力探测仪测定当天最强的风力 (1)在来阔的水平地面放置风力探测仪时,小明应______________________________。 (2)小明确定当天的最强风力的办法是____________________________________________。

27. 分)小明利用斜面进行如下的实验。 (4

(1)图中的数据是在测量斜面机械效率时得到的,由此可知此时斜面的机械效率 η=_________。 (2)为了进一步探究斜面的特点,接着做了三次实验,实验数据如下表。

①分析表中的数据可知,沿斜面向上的匀速拉动同一物体时,斜面倾斜角度越大,机械效率

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越_________,拉力越__________。 ②由表中第一次数据可知。此过程中铁块与斜面之间的摩擦力为___________N。 28. 分)做物理实验要遵循事实求是的原则。芳芳同学按照如图所示装置对动滑轮特点 (3 进行了探究,记录的数据如下表所示:

通过分析数据她觉得与“使用动滑轮能省一半的力”结论偏差角度。你一定也做过这样的实 验,回想你的实验经历,回答下列问题: (1)该实验中出现这样的结果的主要原因是什么?除此之外还应满足什么条件时才能得出 “使用动滑轮能省一半的力”的结论? (2)分析表中数据,你还发现该装置的机械效率随物重的增大会怎样变化? 四、解答题(共 30 分) 29.(6 分)用滑轮组以不同速度匀速提升重物 A,作用在滑轮组绳子自由端的拉力为 F,如 图所示,不计绳重和摩擦。当拉力 F 的功率为 P1 时,重物 A 以速度 v1 匀速上升 h 所 用的时间为 t1;当拉力 F 的功率为 P2 时,重物 A 以速度 v2 匀速上升 h 所用的时间为 t2;当 求重物 A 以速度 v3 匀速上升 h 所用的时间。 拉力大小均为 F, ( 拉力 F 的功率为 P1+1/2P2 时, 计算结果用 t1、t2 表示)

30.(6 分)金属块 M 静止于水平地面时,对地面的压强为 4.8×10 Pa。如图所示,杠杆 AB 的支点为 O,已知 OA:OB=5:3,将金属块挂在杠杆 B 端。若在杠杆的 A 端悬挂 m=1kg 的物 5 体时,杠杆在水平位置平衡,此时金属块对地面的压强为 3.2×10 Pa ,若使金属块离开地 面,那么杠杆 A 端所挂物体的质量至少应为多少千克?(杠杆和绳子的质量忽略不计)

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31.(6 分)如图甲所示的滑轮组,每个滑轮等重,不计绳重和摩擦。物体重力 G1 从 200N 开 始逐渐增加,直到绳子被拉断,每次都匀速拉动绳子将物体提升同样的高度。图乙记录了在 此过程中滑轮组的机械效率随物体重力的增加而变化的图像。 (1)每个滑轮重多少牛? (2)绳子能承受的最大拉力是多少牛? (3)当滑轮组的机械效率为 80℅时,物体重多少牛?

32. 分)磅秤上有一个重 1500N 的木箱,小明站在地上,想用如图甲所示的滑轮组把这 (4 个木箱提升到楼上,可是他竭尽全力地也没有提起,此时磅秤的示数为 40kg。于是他改变 滑轮组的绕线方法,如图乙所示,再去提这个木箱。当木箱匀速上升时,小明对地板的压力 为 100N,不计摩擦和绳重,g 取 10N/kg。求小明的体重和提升木箱时滑轮组的机械效率。

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33. 分)下面是小红、小明搜集的一些图片: (4

从图片可见,螺丝钉 D 实质可以看作是我们学过的一种简单机械——_________的变形,这 种机械叫螺旋。 在圆柱体的侧表面上刻出螺形沟槽的机械就是螺旋。 螺旋常和杠杆在一起使 用,达到省力的目的。 螺旋是如何省力的呢?下面以举重螺旋(千斤顶)为例进行分析。如图为举重螺旋的结果示 意图,设螺距为 h,螺旋手柄末端到螺旋轴线的距离为 L,当螺旋旋转一周时,重物被升高 一个螺距,若这个螺旋的机械效率为 η,用它将重为 G 的物体举起,需要作用在手柄上的动 力 F 为多少?(转动过程中摩擦阻力忽略不计)

34.(4 分)老师给同学们出了一个难题,要称 6kg 左右的物体的重力,但只是提供了一个最 大称量为 20N 的测力计,小华和小刚两同学很快就想出了办法,他们找到了一根均匀的直 杆和一根米尺,完成了测量。 小华的办法如图甲所示:用绳子将直杆的中点悬挂起来,在 A 点栓了重物,B 点用测力计 拉,已知 OA=20cm,OB=75cm,测力计示数为 16N。小刚的办法不一样,如图乙所示:已知 OA=20cm,,OB=80cm,测力计的示数为 16N。你认为小华和小刚中,那位同学的测量结果 更准确些?说出你的判断的依据并求出物体的重力。

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