专题07 简单机械及机械效率（测试）-【上好课】2025年中考物理一轮复习讲练测（北京专用）

专题07 简单机械及机械效率 （试题分值：70分 测试时间：70分钟） 一、选择题(本题包括15小题，每小题2分，共30分。1~12题每小题只有一个正确答案，13~15题为多选题，全选对得2分，选对但不全得1分。) 1．如图所示，正在使用的四种工具、属手费力杠杆的是（　　） A．筷子 B．瓶盖起子 C． 单角锤 D． 核桃夹 2．如图所示，用细绳将粗细均匀的杠杆AB挂在水平支架上，点O为杠杆的支点且，杠杆始终保持在水平位置平衡。工人站在水平地面上，第一次竖直向下用200N的力拉绳子时，货物D未离开水平地面；第二次竖直向下用300N的力拉绳子时，货物D对水平地面的压强恰好为零。工人体重为500N，杠杆重为100N，货物与地面的接触面积为。不计绳重，下列说法中不正确的是（　　） A．第一次拉绳子时，工人对水平地面的压力为300N B．第一次拉绳子时，货物对地面的压强为1000Pa C．第二次拉绳子时，支架对杠杆的拉力为700N D．货物D的重力为200N 3．图是抽水马桶水箱进水自动控制的结构原理图，AOB为一可绕固定点O转动的轻质杠杆，已知，A端用细线挂一空心铝球，质量为2.7kg。当铝球一半体积浸在水中，在B端施加5N的竖直向下的拉力F时，杠杆恰好在水平位置平衡。（，）下列说法正确的是（　　） A．该铝球受到的重力是270N B．杠杆A端受到竖直向下的拉力是15N C．该铝球受到的浮力为10N D．铝球空心部分的体积为 4．如图是研究定滑轮和动滑轮特点的装置图，下列说法中正确的是（　　） A．使用定滑轮能够省力 B．使用动滑轮能够省距离 C．使用定滑轮能够改变力的方向 D．使用动滑轮能够省功 5．关于简单机械，下列说法正确的是（　　） A．使用杠杆可以省力 B．使用定滑轮可以省距离 C．使用动滑轮可以省功 D．使用滑轮组机械效率总小于100% 6．关于功率，下列说法中正确的是（　　） A．机器做功少，功率一定小 B．机械效率高的机器做功一定快 C．做功时间越少，机器的功率越大 D．功率小的机器做功一定慢 7．塔吊是建筑工地上最常用的一种设备，如图是塔吊的简化示意图。若不计滑轮组中的绳重与摩擦，则下列说法正确的是（　　） A．塔吊所用滑轮组中的定滑轮可以省力 B．塔吊的吊臂AOB 可视为杠杆 C．塔吊匀速吊起物料时，物料的机械能不变 D．减小起吊物料的质量，可以提高滑轮组的机械效率 8．如图所示用动滑轮提升货物A，在竖直向上的拉力F的作用下，使重450N的货物A在50s的时间里，匀速竖直上升了10m。在这个过程中，拉力F做的功为5000J。则下列说法正确的是（　　） A．拉力F是100N B．动滑轮重50N C．绳子自由端移动的速度为0.2m/s D．动滑轮的机械效率是90% 9．图甲是用动滑轮运送物体A的装置示意图，绳子自由端竖直移动的距离s随时间t变化的关系如图乙所示。已知物体A重300N，卷扬机对绳子的拉力F做功的功率为400W。在提升物体A的过程中，下列说法中正确的是（　　） A．动滑轮的机械效率为75% B．绳子自由端移动的速度为4m/s C．卷扬机对绳子的拉力为150N D．动滑轮所受的重力为100N 10．用如图所示的甲、乙两个滑轮组分别将A、B两个物体沿竖直方向匀速提升相同高度，竖直拉绳子自由端的力分别为F1、F2，此过程的有用功和总功如表所示。甲滑轮组的定滑轮、动滑轮所受的重力均为G甲，乙滑轮组的定滑轮、动滑轮所受的重力均为G乙。忽略绳重以及轮和轴之间的摩擦。下列说法正确的是（    ） 滑轮组 有用功/J 总功/J 甲 700 1200 乙 300 800 A．甲滑轮组的机械效率比乙滑轮组的机械效率低 B．G甲<G乙 C．F1=F2 D．天花板对甲滑轮组的拉力大于天花板对乙滑轮组的拉力 11．如图所示， 用甲、乙两机械分别将重为GM、GN的两物体M、N匀速提升，物体上升高度分别为h甲、h乙。对绳子的拉力分别为 F甲、F乙，机械效率分别为η甲、η乙。下列说法正确的是（　　） A．若 h甲=h乙、GM=GN，则 F甲=F乙 B．若  GM>GN，F甲=F乙， 则 η甲>η乙 C．若 GM<GN，F甲<F乙，则η甲<η乙 D．若 GM<GN，F甲>F乙，则η甲>η乙 12．某工人站在水平地面上，用竖直向下的力拉动绳子自由端，使物体匀速上升，如图甲所示，已知物体中900N，工人重600N，竖直向下的拉力F=500N，物体上升的高度随时间变化的规律如图乙所示，不计绳重和轮轴间的摩擦。在物体上升的过程中，下列说法中正确的是（　　） A．物体上升的速度大小为5m/s B．工人对地面的压力大小为1100N C．拉力F的功率为100W D．滑轮组的机械效率为90% 13．如图所示，用滑轮组提升所受重力为900N的物体A，滑轮组绳子自由端在拉力F作用下竖直匀速移动了12m，同时物体A被竖直匀速提升了4m，用时40s，滑轮组的额外功是400J。下列说法中正确的是（　　） A．动滑轮所受的重力为100N B．物体A上升的速度是0.3m/s C．拉力F的功率是100W D．滑轮组的机械效率是90% 14．工人利用如图甲所示的电动起重机提升重物，其中工作平台水平，电动机受到的重力为1×10³N，提升不同重物时，总保持重物以0.1m/s的速度匀速上升，不计钢绳重和摩擦，电动机对钢绳拉力的功率P与物重G的关系如图乙所示，在电动起重机将重5×10³N的物体匀速提升30s的过程中，下列判断正确的是（　　） A．动滑轮受到的重力为400N B．滑轮组对重物做的功为500J C．滑轮组的机械效率约为92.6% D．电动机对工作平台的压力为2800N 15．体重为600N的工人用图所示的滑轮组将建材运送到高处。在某次运送中，工人在20s内将质量为64kg的建材竖直向上匀速提升了5m，滑轮组的机械效率为80%。若两个滑轮的质量相等，不计绳重及摩擦，g取10N/kg。下列说法中正确的是（　　） A．动滑轮重为16N B．此过程中该工人对地面的压力的大小为280N C．此过程中B处挂钩受到天花板的拉力为960N D．此过程中工人拉力做功的功率为200W 二、实验探究题(本题3小题，每空2分，共18分) 16．小梅在“探究杠杆平衡条件”的实验中，进行了下操作： （1）将杠杆悬挂在支点O上，如图甲所示，要使杠杆在水平位置平衡，需将杠杆左端的平衡螺母向 调节（选填“左”或“右”）； （2）调节平衡后，在杠杆左侧A点挂3个钩码，如图乙所示，为使杠杆在水平位置重新平衡，可以在B点挂 个钩码，也可以使用弹簧测力计在 （选填“B”或“C”）点向上拉杠杆。 17．在“探究杠杆平衡条件”的实验中，如图所示杠杆刻度均匀，每个钩码的重力都是0.5N。 （1）实验开始前，杠杆如图甲所示处于静止状态。为使杠杆在水平位置平衡，应将右端的平衡螺母向 （选填“左”或“右”）移动； （2）调节杠杆水平平衡后，如图乙所示，在A点挂上4个钩码，在B点用弹簧测力计竖直向上拉，使杠杆在水平位置平衡，则此时测力计的示数是 N； （3）如图丙所示，A点仍悬挂4个钩码，若用弹簧测力计在B点沿着BP斜向上拉，使杠杆仍在水平位置平衡，则测力计的示数 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。请结合图乙和图丙说明其原因： 。 18．实验桌上有带横杆的铁架台、刻度尺、弹簧测力计、细绳，另外还有钩码一盒，质量不等的滑轮2个。小华选用这些器材，探究“利用动滑轮提升重物时，总功与动滑轮所受的重力是否有关”。小华的主要实验步骤如下： ①用调好的弹簧测力计分别测出几个钩码和一个动滑轮所受的重力，分别用G和G动表示。如图所示组装实验器材，用弹簧测力计竖直向上匀速拉绳子自由端，绳子自由端所受拉力用F表示，绳子自由端移动的距离用s表示，钩码上升的高度用h表示。用弹簧测力计测出F，用刻度尺分别测出s、h．并把测量数据记录在表格中。 ②改变动滑轮下所挂钩码的数量，保证动滑轮和钩码上升的高度h不变，仿照步骤①分别测量对应的F、s，用弹簧测力计测出动滑轮下所挂钩码的重力G，并把测量数据记录在表格中。 ③根据W总=Fs算出总功，并将W总记录在表格中。根据以上叙述，回答下列问题。（滑轮的轮与轴之间的摩擦很小，可忽略不计）： （1）小华的探究过程中存在的问题： ； （2）请你针对小华探究过程中存在的问题，写出改正措施： 。 三、科普阅读题(本题1小题，每空1分，共3分) 19．阅读文章，回答问题： 轮轴 轮轴是一种简单机械轮轴由具有共同转动轴O的大轮和小轮组成。通常把大轮叫轮，小轮叫轴。图是一些轮轴的实例。轮轴实际上是一个可以连续转动的变形的杠杆。轮半径R和轴半径r分别就是作用在轮和轴上的两个力F1和F2的力臂，如图 根据杠杆的平衡条件，可得F1﹒R=F2﹒r。使用轮轴时，如果动力作用在轮上能省力，且轮半径是轴半径的几倍作用在轮上的动力就是阻力的几分之一。如果动力在轴上就费力，但可以省距离。 （1）轮轴的实质是变形的 ； （2）若螺丝刀的轮半径是1.5cm，轴半径是0.3cm，则正常使用螺丝刀是 （选填“省力”或“费力”）的，且动力是阻力的 。 四、计算题(本题2小题，共19分) 20．（9分）图甲是《天工开物》里记载的一种捣谷的舂（读作chōng），可将舂看作是一杠杆。若碓（读作duì）头质量为20kg，不计横木的重力和转动摩擦，捣谷人双手与扶手之间的作用力为零（g取10N/kg）。求： （1）碓头的重力： （2）碓头竖直下落0.5m，重力对它做的功； （3）质量为72kg的捣谷人，左脚与地面的接触面积为200cm2，当他右脚在B点用力F踩横木使其刚好转动，如图乙所示，已知OA∶OB＝3∶2，求捣谷人左脚对地面的压强。 21．（10分）如图所示，质量为65kg的工人站在地面上用滑轮组提起重为600N的物体，在物体匀速上升1m的过程中，拉力做功800J。滑轮组中的绳均沿竖直方向，绳重和摩擦均可忽略不计，且绳足够结实，取，求： （1）滑轮组的机械效率； （2）地面对工人的支持力大小； （3）工人站在地面上用这个滑轮组匀速提升不同质量物体的过程中，此滑轮组的最大机械效率。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题07 简单机械及机械效率 （试题分值：70分 测试时间：70分钟） 一、选择题(本题包括15小题，每小题2分，共30分。1~12题每小题只有一个正确答案，13~15题为多选题，全选对得2分，选对但不全得1分。) 1．如图所示，正在使用的四种工具、属手费力杠杆的是（　　） A．筷子 B．瓶盖起子 C． 单角锤 D． 核桃夹 【答案】A 【解析】A．筷子使用时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故A符合题意； B．瓶盖起子使用时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故B不符合题意； C．单角锤使用时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故C不符合题意； D．核桃夹使用时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故D不符合题意。 故选A。 2．如图所示，用细绳将粗细均匀的杠杆AB挂在水平支架上，点O为杠杆的支点且，杠杆始终保持在水平位置平衡。工人站在水平地面上，第一次竖直向下用200N的力拉绳子时，货物D未离开水平地面；第二次竖直向下用300N的力拉绳子时，货物D对水平地面的压强恰好为零。工人体重为500N，杠杆重为100N，货物与地面的接触面积为。不计绳重，下列说法中不正确的是（　　） A．第一次拉绳子时，工人对水平地面的压力为300N B．第一次拉绳子时，货物对地面的压强为1000Pa C．第二次拉绳子时，支架对杠杆的拉力为700N D．货物D的重力为200N 【答案】D 【解析】A．第一次拉绳子时，人对绳子的拉力为200N，绳子对人的力与人对绳子的力是相互作用力，所以绳子对人的拉力为200N，工人的重力为500N，此时工人受到竖直向上的拉力及地面的支持力和竖直向下的重力作用，处于静止，所以支持力 F支1=G人-F1=500N-200N=300N 人受到地面的支持力和人对地面的压力是相互作用力，所以工人对水平地面的压力为300N。故A正确，不符合题意； BD．杠杆在水平位置平衡，且OA=OB，据杠杆的平衡条件知，人对杠杆的力与货物D对杠杆的力相等，第一次人对杠杆的拉力为200N，则货物D对杠杆的力的为200N，第二次人对杠杆的力为300N，货物对杠杆的力也为300N。此时货物对水平地面的压强恰好为0，则货物对地面的压力为0，地面对货物的支持力为0，货物受到的重力和拉力是平衡力，所以货物重力为300N。第一次时，货物受到绳子向上的拉力为200N。此时货物受到竖直向上的拉力、地面的支持力及竖直向下的重力作用，处于静止，地面对货物的支持力 F支2=GD-F2=300N-200N=100N 地面受到的货物的压力为100N，货物对地面的压强 故B正确，不符合题意，D错误，符合题意； C．第二次拉绳子时，杠杆受到支架竖直向上的拉力及杠杆竖直向下的重力、两个拉力的作用，处于水平平衡，支架对杠杆的拉力 F拉=G杠杆+F1′+F2′=100N+300N+300N=700N 故C正确，不符合题意。 故选D。 3．图是抽水马桶水箱进水自动控制的结构原理图，AOB为一可绕固定点O转动的轻质杠杆，已知，A端用细线挂一空心铝球，质量为2.7kg。当铝球一半体积浸在水中，在B端施加5N的竖直向下的拉力F时，杠杆恰好在水平位置平衡。（，）下列说法正确的是（　　） A．该铝球受到的重力是270N B．杠杆A端受到竖直向下的拉力是15N C．该铝球受到的浮力为10N D．铝球空心部分的体积为 【答案】D 【解析】A．由G=mg可得，铝球的受到的重力为 故A错误； BC．由题意知，由杠杆平衡的条件可得 则 解得 杠杆A端受到竖直向下的拉力是 故BC错误； D．由可得，铝球实心部分的体积为 根据F浮=ρ水gV排可得，空心铝球排开水的体积为 由于此时铝球一半体积浸在水中，则铝球的体积为 则铝球空心部分的体积为 故D正确。 故选D。 4．如图是研究定滑轮和动滑轮特点的装置图，下列说法中正确的是（　　） A．使用定滑轮能够省力 B．使用动滑轮能够省距离 C．使用定滑轮能够改变力的方向 D．使用动滑轮能够省功 【答案】C 【解析】AC．定滑轮的本质是等臂杠杆，使用时既不省力也不费力，也不能省距离，优点是可以改变力的方向；故A错误，C正确； B．动滑轮实质是一个动力臂为阻力臂二倍的杠杆，使用动滑轮省力但不能改变力的方向，而且使用动滑轮不但不能省距离反而还会费距离，故B错误； D．由功的原理得使用任何机械都不省功，故D错误。 故选C。 5．关于简单机械，下列说法正确的是（　　） A．使用杠杆可以省力 B．使用定滑轮可以省距离 C．使用动滑轮可以省功 D．使用滑轮组机械效率总小于100% 【答案】D 【解析】A．省力杠杆可以省力，但等臂杠杆和费力杠杆不能省力，故A错误； B．定滑轮的实质是个等臂杠杆，使用定滑轮不能省力，也不能省距离，故B错误； C．使用机械要克服摩擦、提升机械等做额外功，要多做功，不能省功，即任何机械都不能省功，故C错误； D．使用滑轮组机械克服摩擦、提升机械等做额外功，要多做功，机械效率总小于100%，故D正确。 故选D。 6．关于功率，下列说法中正确的是（　　） A．机器做功少，功率一定小 B．机械效率高的机器做功一定快 C．做功时间越少，机器的功率越大 D．功率小的机器做功一定慢 【答案】D 【解析】A．影响功率大小的因素是做功的多少和做功的时间，只知道做功的多少，不知道做功时间，不能判断功率的大小，故A错误； B．机械效率是表示有用功占总功的比例大小，功率表示做功的快慢，两者没有直接关系，故B错误； C．影响功率大小的因素是做功的多少和做功的时间，只知道时间的长短，不知道做功的多少，不能判断功率的大小，故C错误； D．功率是表示做功快慢的物理量，功率大的机器做功一定快，功率小的机器做功一定慢，故D正确。 故选D。 7．塔吊是建筑工地上最常用的一种设备，如图是塔吊的简化示意图。若不计滑轮组中的绳重与摩擦，则下列说法正确的是（　　） A．塔吊所用滑轮组中的定滑轮可以省力 B．塔吊的吊臂AOB 可视为杠杆 C．塔吊匀速吊起物料时，物料的机械能不变 D．减小起吊物料的质量，可以提高滑轮组的机械效率 【答案】B 【解析】A．塔吊所用滑轮组中的定滑轮实质是等臂杠杆，不省力也不费力，但可以改变作用力方向，故A错误； B．吊臂AOB可以在力的作用下绕O点转动，因此起重机的吊臂AOB可视为杠杆，故B正确； C．匀速吊起物料时，物料的质量和速度不变，则动能不变，物料的高度增大，重力势能增大，所以机械能增大，故C错误； D．减小起吊物体的质量，起吊物体的重力减小，额外功不变，有用功减小，有用功在总功中所占的比例变小，则滑轮组的机械效率变小，故D错误。 故选B。 8．如图所示用动滑轮提升货物A，在竖直向上的拉力F的作用下，使重450N的货物A在50s的时间里，匀速竖直上升了10m。在这个过程中，拉力F做的功为5000J。则下列说法正确的是（　　） A．拉力F是100N B．动滑轮重50N C．绳子自由端移动的速度为0.2m/s D．动滑轮的机械效率是90% 【答案】D 【解析】AC．由图可知，承担物重的绳子股数为n=2，物体上升的速度为 绳子自由端移动的速度为 绳子自由端移动的距离为 由可知，拉力F 故AC错误； B．该装置中，额外功的来源是克服绳重和摩擦以及动滑轮重所做的功，因此无法由受力分析计算动滑轮的重力，故B错误； D．动滑轮做的有用功 动滑轮的机械效率是 故D正确。 故选D。 9．图甲是用动滑轮运送物体A的装置示意图，绳子自由端竖直移动的距离s随时间t变化的关系如图乙所示。已知物体A重300N，卷扬机对绳子的拉力F做功的功率为400W。在提升物体A的过程中，下列说法中正确的是（　　） A．动滑轮的机械效率为75% B．绳子自由端移动的速度为4m/s C．卷扬机对绳子的拉力为150N D．动滑轮所受的重力为100N 【答案】A 【解析】B．由乙图可知，在20s内绳子自由端移动的距离为40m，则绳子自由端移动的速度 故B错误； C．拉力F做功的功率为400W，绳子自由端移动的速度是2m/s，由P=Fv可得卷扬机对绳子的拉力 故C错误； A．由图可知n=2，由s=2h可得物体上升的高度 提升物体做的有用功 W有用=Gh=300N×20m=6000J 拉力做的总功 W总=Fs=200N×40m=8000J 动滑轮的机械效率 故A正确； D．不计绳重和摩擦，拉力 则动滑轮重力 G动=nF-G=2×200N-300N=100N 题目没有条件“不计绳重和摩擦”，故D错误。 故选A。 10．用如图所示的甲、乙两个滑轮组分别将A、B两个物体沿竖直方向匀速提升相同高度，竖直拉绳子自由端的力分别为F1、F2，此过程的有用功和总功如表所示。甲滑轮组的定滑轮、动滑轮所受的重力均为G甲，乙滑轮组的定滑轮、动滑轮所受的重力均为G乙。忽略绳重以及轮和轴之间的摩擦。下列说法正确的是（    ） 滑轮组 有用功/J 总功/J 甲 700 1200 乙 300 800 A．甲滑轮组的机械效率比乙滑轮组的机械效率低 B．G甲<G乙 C．F1=F2 D．天花板对甲滑轮组的拉力大于天花板对乙滑轮组的拉力 【答案】C 【解析】A．甲滑轮组的机械效率为 乙滑轮组的机械效率为 故A错误； B．甲滑轮组的额外功为 乙滑轮组的额外功为 忽略绳重以及轮和轴之间的摩擦，则额外功，甲乙滑轮组动滑轮上升的高度相同，则动滑轮所受的重力相同，即G甲=G乙，故B错误； C．甲滑轮组承担物重的绳子段数，乙滑轮组承担物重的绳子段数，设物体上升高度均为，则根据，甲滑轮组绳子自由端的拉力为 乙滑轮组绳子自由端的拉力为 则F1=F2，故C正确； D．甲滑轮组中定滑轮向下有2根绳，天花板对甲滑轮组的拉力为 乙滑轮组中定滑轮向下有3根绳，天花板对乙滑轮组的拉力为 而，F1=F2，所以，则天花板对甲滑轮组的拉力小于天花板对乙滑轮组的拉力，故D错误。 故选C。 11．如图所示， 用甲、乙两机械分别将重为GM、GN的两物体M、N匀速提升，物体上升高度分别为h甲、h乙。对绳子的拉力分别为 F甲、F乙，机械效率分别为η甲、η乙。下列说法正确的是（　　） A．若 h甲=h乙、GM=GN，则 F甲=F乙 B．若  GM>GN，F甲=F乙， 则 η甲>η乙 C．若 GM<GN，F甲<F乙，则η甲<η乙 D．若 GM<GN，F甲>F乙，则η甲>η乙 【答案】B 【解析】甲滑轮组承重绳子股数n甲=2，乙滑轮组承重绳子股数n乙=2。 A．若、，甲中绳子自由端的拉力为 乙中绳子自由端的拉力为 由于不知道甲、乙中动滑轮的重力是否相等，所以无法比较F甲和F乙的大小，故A错误； B．若、，甲中绳子自由端的拉力为 乙中绳子自由端的拉力为 则，根据 可知，，故B正确； C．若、，甲中绳子自由端的拉力为 乙中绳子自由端的拉力为 无法比较甲、乙中动滑轮的重力大小，根据 无法比较甲、乙两机械的机械效率，故C错误； D．若、，甲中绳子自由端的拉力为 乙中绳子自由端的拉力为 则，根据 可知，，故D错误。 故选B。 12．某工人站在水平地面上，用竖直向下的力拉动绳子自由端，使物体匀速上升，如图甲所示，已知物体中900N，工人重600N，竖直向下的拉力F=500N，物体上升的高度随时间变化的规律如图乙所示，不计绳重和轮轴间的摩擦。在物体上升的过程中，下列说法中正确的是（　　） A．物体上升的速度大小为5m/s B．工人对地面的压力大小为1100N C．拉力F的功率为100W D．滑轮组的机械效率为90% 【答案】D 【解析】AC．物体上升的速度 由图甲知 拉力F上升的速度为 拉力的功率 故AC错误； B．工人静止时、地面的支持力和竖直向下的重力作用，根据力的平衡条件可得，地面对工人的支持力 根据力的相互作用可得，工人对地面的压力 故B错误； D．滑轮组的机械效率 故D正确。 故选D。 13．如图所示，用滑轮组提升所受重力为900N的物体A，滑轮组绳子自由端在拉力F作用下竖直匀速移动了12m，同时物体A被竖直匀速提升了4m，用时40s，滑轮组的额外功是400J。下列说法中正确的是（　　） A．动滑轮所受的重力为100N B．物体A上升的速度是0.3m/s C．拉力F的功率是100W D．滑轮组的机械效率是90% 【答案】CD 【解析】A．物体A被竖直匀速提升了4m，滑轮组的额外功是400J，动滑轮自重及摩擦力一共为 则动滑轮自重小于100N，故A错误； B．物体A上升的速度是 故B错误； C．所受重力为900N的物体A，匀速移动了12m，拉力做的有用功为 W有用=Gh=900N×4m=3600J 拉力做的总功为 W总=W有用+W额外=3600J+400J=4000J 拉力F的功率是 故C正确； D．滑轮组的机械效率是 故D正确。 故选CD。 14．工人利用如图甲所示的电动起重机提升重物，其中工作平台水平，电动机受到的重力为1×10³N，提升不同重物时，总保持重物以0.1m/s的速度匀速上升，不计钢绳重和摩擦，电动机对钢绳拉力的功率P与物重G的关系如图乙所示，在电动起重机将重5×10³N的物体匀速提升30s的过程中，下列判断正确的是（　　） A．动滑轮受到的重力为400N B．滑轮组对重物做的功为500J C．滑轮组的机械效率约为92.6% D．电动机对工作平台的压力为2800N 【答案】ACD 【解析】A．由甲图可知连在动滑轮上承担物重的绳子有3段，则提升重物时，绳子移动速度 由乙图可知，当提升重物为2×103N时，电动机对钢绳拉力的功率P为240W，此时电动机对钢绳拉力 根据滑轮组的省力规律，在不计钢绳重和摩擦时，拉力与物重、动滑轮重的关系为 动滑轮的重力为 故A正确； B．电动起重机将重5×10³N的物体匀速提升30s的过程中，滑轮组对重物做的功为 故B错误； CD．不计钢绳重和摩擦时，当提升的物重为5×10³N时，电动机作用在钢绳上的拉力为 滑轮组的机械效率为 由于物体间力的作用是相互的，钢绳对电动机竖直向下的拉力为1800N。电动机静止在水平工作台，受力平衡，则工作台对电动机的支持力为 电动机对工作台的压力与工作台对电动机的支持力是一对相互作用力，大小相等，所以电动机对工作台压力的大小为2.8×10³N。故CD正确。 故选ACD。 15．体重为600N的工人用图所示的滑轮组将建材运送到高处。在某次运送中，工人在20s内将质量为64kg的建材竖直向上匀速提升了5m，滑轮组的机械效率为80%。若两个滑轮的质量相等，不计绳重及摩擦，g取10N/kg。下列说法中正确的是（　　） A．动滑轮重为16N B．此过程中该工人对地面的压力的大小为280N C．此过程中B处挂钩受到天花板的拉力为960N D．此过程中工人拉力做功的功率为200W 【答案】CD 【解析】A．物体的重力为 因为不计绳重及摩擦，所以 则 解得 故A错误； B．由图可知，绳子段数 绳子自由端的拉力为 此过程中该工人对地面的压力的大小等于地面对人的支持力，即 故B错误； C．对B点进行受力分析可知，此过程中B处挂钩受到天花板的拉力为 故C正确； D．绳子自由端移动的距离为 此过程中工人拉力做功为 此过程中工人拉力做功的功率为 故D正确。 故选CD。 二、实验探究题(本题3小题，每空2分，共18分) 16．小梅在“探究杠杆平衡条件”的实验中，进行了下操作： （1）将杠杆悬挂在支点O上，如图甲所示，要使杠杆在水平位置平衡，需将杠杆左端的平衡螺母向 调节（选填“左”或“右”）； （2）调节平衡后，在杠杆左侧A点挂3个钩码，如图乙所示，为使杠杆在水平位置重新平衡，可以在B点挂 个钩码，也可以使用弹簧测力计在 （选填“B”或“C”）点向上拉杠杆。 【答案】左 2 C 【解析】（1）[1]杠杆右端下沉，说明右端偏重，所以应将平衡螺母（左、右均可）向左调节，直至平衡。 （2）[2][3]设一个钩码重为G，杠杆一个小格代表L，根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2得 3G×2L=nG×3L解得n=2，所以应在B处挂2个钩码；根据杠杆平衡条件，在杠杆上施加力，若力臂最长，力就最小，C点施加力的力臂比B点长，所以应在C点施加竖直向上的力，弹簧测力计示数最小，若在B点拉，方向向下。 17．在“探究杠杆平衡条件”的实验中，如图所示杠杆刻度均匀，每个钩码的重力都是0.5N。 （1）实验开始前，杠杆如图甲所示处于静止状态。为使杠杆在水平位置平衡，应将右端的平衡螺母向 （选填“左”或“右”）移动； （2）调节杠杆水平平衡后，如图乙所示，在A点挂上4个钩码，在B点用弹簧测力计竖直向上拉，使杠杆在水平位置平衡，则此时测力计的示数是 N； （3）如图丙所示，A点仍悬挂4个钩码，若用弹簧测力计在B点沿着BP斜向上拉，使杠杆仍在水平位置平衡，则测力计的示数 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。请结合图乙和图丙说明其原因： 。 【答案】 左 1 变大 见解析 【解析】（1）[1]图甲中，杠杆右端下沉，为了使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆右端的螺母向左调。 （2）[2]设杠杆一格为L，一个钩码重G，由杠杆平衡条件得到 4G×4L=F×8L F=2G=2×0.5N=1N （3）[3][4]改变弹簧测力计拉力的方向，使之斜向右上方，阻力和阻力臂不变，动力臂减小，由杠杆平衡条件可知动力增大，所以弹簧测力计示数变大，才能使杠杆仍然水平平衡。 18．实验桌上有带横杆的铁架台、刻度尺、弹簧测力计、细绳，另外还有钩码一盒，质量不等的滑轮2个。小华选用这些器材，探究“利用动滑轮提升重物时，总功与动滑轮所受的重力是否有关”。小华的主要实验步骤如下： ①用调好的弹簧测力计分别测出几个钩码和一个动滑轮所受的重力，分别用G和G动表示。如图所示组装实验器材，用弹簧测力计竖直向上匀速拉绳子自由端，绳子自由端所受拉力用F表示，绳子自由端移动的距离用s表示，钩码上升的高度用h表示。用弹簧测力计测出F，用刻度尺分别测出s、h．并把测量数据记录在表格中。 ②改变动滑轮下所挂钩码的数量，保证动滑轮和钩码上升的高度h不变，仿照步骤①分别测量对应的F、s，用弹簧测力计测出动滑轮下所挂钩码的重力G，并把测量数据记录在表格中。 ③根据W总=Fs算出总功，并将W总记录在表格中。根据以上叙述，回答下列问题。（滑轮的轮与轴之间的摩擦很小，可忽略不计）： （1）小华的探究过程中存在的问题： ； （2）请你针对小华探究过程中存在的问题，写出改正措施： 。 【答案】 见解析 见解析 【解析】（1）[1]根据控制变量法，探究“利用动滑轮提升重物时，总功与动滑轮所受的重力是否有关”，应控制被提升的物重”（或“钩码所受重力”）不变，只改变“动滑轮所受重力”。 （2）[2]由（1）知，应测出不同动滑轮所受的重力，同时测算出做的总功W=Fs，故改正措施： 将第②步改为：换用另一个动滑轮，用测力计测出该动滑轮所受的重力G动，按上图所示组装实验器材，保证所挂钩码数量和钩码上升高度h不变，仿照步骤①分别测量对应的F、s．并把G动、F、s的数据记录在表格中。 三、科普阅读题(本题1小题，每空1分，共3分) 19．阅读文章，回答问题： 轮轴 轮轴是一种简单机械轮轴由具有共同转动轴O的大轮和小轮组成。通常把大轮叫轮，小轮叫轴。图是一些轮轴的实例。轮轴实际上是一个可以连续转动的变形的杠杆。轮半径R和轴半径r分别就是作用在轮和轴上的两个力F1和F2的力臂，如图 根据杠杆的平衡条件，可得F1﹒R=F2﹒r。使用轮轴时，如果动力作用在轮上能省力，且轮半径是轴半径的几倍作用在轮上的动力就是阻力的几分之一。如果动力在轴上就费力，但可以省距离。 （1）轮轴的实质是变形的 ； （2）若螺丝刀的轮半径是1.5cm，轴半径是0.3cm，则正常使用螺丝刀是 （选填“省力”或“费力”）的，且动力是阻力的 。 【答案】杠杆 省力 【解析】（1）[1]轮轴实质是可绕固定轴传动的杠杆；其支点在轴心，阻力作用在轴上，动力作用在轮上。轮半径大于轴半径，所以轮轴实质是省力杠杆，但费距离。 （2）[2][3]螺丝刀的轮半径是1.5cm ，轴半径是0.3cm，即R=5r，根据杠杆的平衡条件F1×R=F2×r可知，，故正常使用螺丝刀是省力的，且动力是阻力的。 四、计算题(本题2小题，共19分) 20．（9分）图甲是《天工开物》里记载的一种捣谷的舂（读作chōng），可将舂看作是一杠杆。若碓（读作duì）头质量为20kg，不计横木的重力和转动摩擦，捣谷人双手与扶手之间的作用力为零（g取10N/kg）。求： （1）碓头的重力： （2）碓头竖直下落0.5m，重力对它做的功； （3）质量为72kg的捣谷人，左脚与地面的接触面积为200cm2，当他右脚在B点用力F踩横木使其刚好转动，如图乙所示，已知OA∶OB＝3∶2，求捣谷人左脚对地面的压强。 【答案】（1）200N；（2）100J；（3）2.1×104Pa 【解析】解：（1）碓头的重力为 G=mg=20kg×10N/kg=200N （2）碓头竖直下落0.5m，重力做的功为 W=Gh=200N×0.5m=100J （3）根据杠杆的平衡条件可得 F1×OB=G×OA 捣谷人右脚对横木的压力为 因为力的作用是相互的，则横木对右脚的支持力 F右支=F1=300N 捣谷人的重力为 G人=m人g=72kg×10N/kg=720N 以捣谷人为研究对象，根据力的平衡条件可得 G人=F右支+F左支 则左脚受到地面的支持力 F左支=G人-F右支=720N-300N=420N 左脚对地面的压力和左脚受到地面的支持力是一对相互作用力，大小相等，则左脚对地面的压力 F压=F左支=420N 左脚对地面的压强为 答：（1）碓头的重力是200N； （2）碓头竖直下落0.5m，重力对它做的功是100J； （3）捣谷人左脚对地面的压强是2.1×104Pa。 21．（10分）如图所示，质量为65kg的工人站在地面上用滑轮组提起重为600N的物体，在物体匀速上升1m的过程中，拉力做功800J。滑轮组中的绳均沿竖直方向，绳重和摩擦均可忽略不计，且绳足够结实，取，求： （1）滑轮组的机械效率； （2）地面对工人的支持力大小； （3）工人站在地面上用这个滑轮组匀速提升不同质量物体的过程中，此滑轮组的最大机械效率。 【答案】（1）75%；（2）250N；（3）84.6% 【解析】解：（1）工人做的有用功 所以滑轮组的机械效率 （2）人的重力 物体上升的过程中，绳端移动的距离 绳端拉力 人受到的拉力与绳端受到的拉力F为相互作用力大小相等，即 由于人在地面上静止，所以支持力 （3）人站在地面上对绳的最大拉力 因为忽略绳重和摩擦，人对动滑轮做的功 动滑轮重力 由可知，所以提升物体的最大重力 所以此滑轮组的最大机械效率 答：（1）滑轮组的机械效率为75%； （2）地面对工人的支持力大小为250N；； （3）工人站在地面上用这个滑轮组匀速提升不同质量物体的过程中，此滑轮组的最大机械效率为84.6%。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$