内容正文:
第12章 简单机械 检测卷
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一、选择题:本大题共7小题,每小题4分,共28分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.
1. 下列关于功、功率、机械效率的说法正确的是( D )
A. 有用功越多,机械效率越高
B. 功率越大的机械,机械效率越高
C. 机械效率越高的机械,功率越大
D. 做相同的总功,额外功越少,机械效率越高
D
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【从生活走向物理】根据小明生活中的相应情景,完成2~3题.
2. 如图所示,小明整理了一些家中常用的工具.下列工具使用时,属于费力杠杆的是( A )
A
A. 食品夹
B. 扳手
C. 钳子
D. 瓶盖起子
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3. 小明和爸爸在公园玩跷跷板.为使跷跷板保持平衡,图中采用的方法是( D )
A. 增大小孩的重力
B. 增大大人的重力
C. 减小小孩与转轴的距离
D. 减小大人与转轴的距离
D
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4. 用不同的机械将重量相同的物体提升相同的高度,所用力F最小的是(机械自重及摩擦均不计)( D )
D
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5. 如图所示,小明用手提起哑铃,这一动作是桡骨在肱二头肌的牵引下绕着肘关节转动,从物理学的视角可以认为是一个杠杆在工作.下列说法正确的是( C )
A. 此杠杆的支点为A点
B. 此杠杆的阻力是哑铃受到的重力
C. 此杠杆是一个费力杠杆
D. 肱二头肌的收缩距离大于哑铃的移动距离
C
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6. 如图所示,平行于斜面的拉力将重为400 N的物块由斜面底端匀速拉到顶端,已知拉力为250 N,物体沿斜面移动了2 m,升高了1 m.下列说法中正确的是( D )
A. 此过程中拉力所做的总功为400 J
B. 此过程中拉力所做的额外功为250 J
C. 斜面的机械效率为62.5%
D. 此过程物块所受的阻力为50 N
D
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7. 建筑工地上,工人用如图所示的装置将重为300 N的建材从地面匀速运送到离地面8 m的高处,所用时间为40 s.已知动滑轮重为40 N,不计滑轮组的绳重和摩擦,下列说法正确的是( C )
A. 工人做的总功为2 400 J
B. 工人拉力的功率为60 W
C. 此过程中该装置的机械效率约为88%
D. 可以通过增加动滑轮个数的方法提高该装置的机械效率
C
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二、填空题:本大题共5小题,每空1分,共15分.
【古代科技主题】《墨经》和《天工开物》记载了许多我国古代的技术应用案例.请运用有关的物理知识,完成8~9题.
8. 明代学者宋应星著有《天工开物》,如图是书中描绘古代劳动人民用桔槔汲水的场景.桔槔属于 (选填“杠杆”“滑轮”或“轮轴”),使用桔槔汲水时,可以 (选填“省力”或“省距离”), (选填“可以”或“不可以”)改变拉力方向.
杠杆
省力
可以
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9. 我国古代《墨经》最早记述了秤的杠杆原理,如图所示,“权”“重”对应物理学中的力,“标”“本”对应物理学中的 .当“重”增大时,应把“权”向 (选填“A”或“O”)移动,才能平衡;已知秤砣(“权”)的质量为0.2 kg,当手提秤纽使杆秤在水平位置静止时,被测物体(“重”)和秤砣到秤纽的距离分别为0.05 m和0.2 m,则被测物体的质量为 kg.
力臂
A
0.8
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10. 将物体A、B置于如图所示的装置中,已知A重60 N,B重10 N,此时B恰好匀速下降,则A所受地面的摩擦力大小为 N,摩擦力方向 ;若对A施加一个水平向左的拉力F,刚好使A在原来的水平面上匀速向左运动,则拉力F大小为 N. (不计绳重、滑轮重及绳子与滑轮间的摩擦)
20
水平向左
40
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11. 如图所示,用同一滑轮按甲、乙两种方式匀速提升同一物体,物体重100 N,滑轮重25 N,绳重和摩擦不计.图甲中F甲= N,图乙装置的机械效率η乙= ;若图乙中再加挂一物体,机械效率将 (选填“变大”“变小”或“不变”).
100
80%
变大
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12. 用如图甲所示的滑轮组提升重200 N的物体,已知拉力F为80 N,不计绳重和摩擦,物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示,反映绳子自由端运动的图线为 (选填“A”或“B”),动滑轮重为
N,3 s内对物体做的有用功为 J.
A
40
300
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三、作图题:本题7分.
13. (1)(3分)小明站在地面上用一个滑轮组提升重物,试在图1中画出绕线的方法.
答案图
如图所示:
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(2)(4分)图2甲是自行车的手闸,其中ABO部分可视为一种杠杆,其简化示意图如图2乙所示,O为支点,F2为阻力,请在图2乙中画出:①作用在A点的最小动力F1及其力臂l1;②阻力F2的力臂l2.
答案图
如图所示:
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四、实验题:本大题共2小题,每小题14分,共28分.
14. 在探究杠杆平衡条件的实验中:
(1)实验前杠杆静止如图甲所示,杠杆处于 (选填“平衡”或“不平衡”)状态.若要将其调整到水平位置平衡,应将杠杆左端的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节.
平衡
左
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(2)调节杠杆水平平衡后,小明同学在图乙所示的A位置挂上3个钩码,为了使杠杆在水平位置平衡,这时应在B位置挂上 个相同的钩码.当杠杆平衡后,将A、B两点下方所挂的钩码同时朝远离支点方向移动一小格,则杠杆 (选填“能”或“不能”)在水平位置保持平衡.
4
不能
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实验次数 F1/N l1/cm F2/N l2/cm
1 2 5 ① 10
2 3 10 2 15
3 2 30 3 ②
(3)如表是小明同学在实验中记录杠杆水平平衡时的部分数据,表中空格处所缺的数据是:① ;② .
(4)分析表中的实验数据可得出结论:
.
1
20
F1l1=F2l2(或动力×动力臂=
阻力×阻力臂)
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15. 在测量滑轮组机械效率的实验中,某组同学选择了如图所示的两种滑轮组进行多次实验,记录的实验数据如下表:
实验
次数 钩码重
G/N 钩码上升高度
h/cm 拉力
F/N 绳端移动距离
s/cm 机械效
率η
1 0.5 10 30
2 1.5 10 0.8 30 62.5%
3 0.5 10 0.5 40 25.0%
4 1.5 10 0.7 40 53.6%
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(1)根据表中数据可以判断出第一次实验所选择的是 (选填“甲”或“乙”)滑轮组.
甲
实验
次数 钩码重
G/N 钩码上升高度
h/cm 拉力
F/N 绳端移动距离
s/cm 机械效
率η
1 0.5 10 30
2 1.5 10 0.8 30 62.5%
3 0.5 10 0.5 40 25.0%
4 1.5 10 0.7 40 53.6%
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(2)在第一次实验中,当竖直向上 拉动滑轮组时,弹簧测力计的示数如图丙所示,拉力F为 N;该次实验滑轮组的机械效率是 (精确到0.1%).
匀速
0.4
41.7%
实验
次数 钩码重
G/N 钩码上升高度
h/cm 拉力
F/N 绳端移动距离
s/cm 机械效
率η
1 0.5 10 30
2 1.5 10 0.8 30 62.5%
3 0.5 10 0.5 40 25.0%
4 1.5 10 0.7 40 53.6%
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(3)通过比较 两次实验数据可以得出:同一滑轮组,物重越大,机械效率 (选填“越大”“越小”或“不变”).
(4)在忽略摩擦和绳重的
前提下,通过第四次数
据可算出动滑轮的总重
为 N.
1、2(或3、4)
越大
1.3
实验
次数 钩码重
G/N 钩码上升高度
h/cm 拉力
F/N 绳端移动距离
s/cm 机械效
率η
1 0.5 10 30
2 1.5 10 0.8 30 62.5%
3 0.5 10 0.5 40 25.0%
4 1.5 10 0.7 40 53.6%
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五、计算题:本题12分.
16. 小明家中有如图所示的晾衣杆套组,查询说明书得知晾衣杆(含动滑轮)和衣架总质量为2 kg.晾衣前,小明用体重计测得衣服的质量为6 kg.挂好衣服后,晾衣杆水平,摇动手柄使晾衣杆匀速上升
1 m,用时5 s.不计绳重、衣架重力及摩擦(g取10 N/kg).求:
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(1)手柄端绳子的拉力;
解:衣服的重力
G衣=m衣g=6 kg×10 N/kg=60 N
晾衣杆和衣架的重力
G杆=m杆g=2 kg×10 N/kg=20 N
由题图可知,滑轮组中绳子有效股数n=4,手柄端绳子上的拉力F===20 N
答:手柄端绳子的拉力为20 N;
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(2)拉力做功的功率;
解:手柄端绳子移动的距离s=nh=4×1 m=4 m
拉力做的功W总=Fs=20 N×4 m=80 J
拉力做功的功率P===16 W
答:拉力做功的功率为16 W;
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(3)该过程中晾衣杆套组的机械效率.
解:晾衣杆套组的机械效率η======75%
答:该过程中晾衣杆套组的机械效率为75%.
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六、综合能力题:本题10分.
17. 阅读材料,回答问题.
螺旋在生产生活中的应用
根据斜面可以省力的原理,人们在生活中发明了螺旋状的机械工具,如螺栓、螺钉、螺旋千斤顶等(如图所示).螺旋千斤顶又称机械式千斤顶,是通过人力旋转手柄,使螺杆上升,从而达到将重物举起的目的.
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普通螺旋千斤顶靠螺纹自锁作用支持重物,最大起重量能达10 t,且构造简单,但传动效率低,返程慢.自降螺旋千斤顶的螺纹无自锁作用,装有制动器,放松制动器,重物即可自行快速下降,缩短返程时间,但这种千斤顶构造较复杂.
(1)生活中为了将螺钉旋入木板中,用螺丝刀旋转螺钉时,可以省 ,但 (选填“能”或“不能”)省功.
力
不能
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(2)为了使螺栓使用时更省力,可以在螺纹上涂抹一些润滑油,这是为了减小 ,盘山公路也可以看成一种螺旋,其目的主要是 .
(3)使用螺旋千斤顶时,如果人始终垂直于手柄用的力为F且作用点离螺杆中心的距离为L,每旋转两圈,螺杆将质量为m的重物上举的高度为h,则螺旋千斤顶的机械效率用字母表示为η= .当升起同一重物时,能提高螺旋千斤顶效率的主要办法是
(选填“加润滑油”或“加长手柄”).
摩擦力
省力
加润滑油
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