第十一章 简单机械（A卷•考点达标卷）-【新教材】2024-2025学年八年级物理下册单元速记·巧练（沪科版2024）

2024-2025学年八年级物理下册单元测试卷（沪科版） 第十一章 简单机械 （A卷•考点达标卷） （考试时间：90分钟 试卷满分：100分） 测试范围：沪科版八年级下册 第11章 一、选择题（本题共10小题，每小题2分，共20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．下列工具在使用时属于费力杠杆的是（    ） A．镊子 B．开瓶器 C．核桃夹 D．钢丝钳 2．如图所示，分别用力F1、F2、F3匀速提起重物，不考虑摩擦，三个力的大小关系是（　　） A．F1<F2<F3 B．F1>F2>F3 C．F2>F1=F3 D．F1=F2=F3 3．下列各措施中能提高滑轮组机械效率的是（   ） A．减小提升高度 B．增大提升速度 C．改用质量大的定滑轮 D．增大被提升物体的质量 4．甲、乙两种机器所做的总功之比是2:3，机械效率之比是3:1，则它们所做的有用功之比（　　） A．2:3 B．2:1 C．2:9 D．9:2 5．如图，一辆重为的货车匀速驶上一段长为、高为的斜坡，若上坡时货车的牵引力为，则斜面的机械效率为（　　） A． B． C． D． 6．用下列四种机械匀速提起同一重物，不计机械自重和摩擦，最省力的是（    ） A． B． C． D． 7．如图，物体做匀速直线运动，若绳a的拉力为10N，则以下说法正确的是（　　） A．绳b拉力为5N B．绳c拉力为20N C．物体重力为10N D．物体摩擦力为5N 8．在探究杠杆平衡条件的实验中，小明进行了如图所示的实验，下列说法正确的是（　　） A．图1中的杠杆处于静止状态时，也属于平衡状态 B．在实验过程中，为使杠杆平衡，除改变钩码位置和个数外，还可以调节平衡螺母 C．图2中杠杆已经平衡，如果将两侧钩码分别向远离支点O方向移动一格，杠杆左端下沉 D．实验中，多次实验的目的是减小误差 9．一端细一端粗的直棒AB，两端各放一支相同的蜡烛，然后支起来并使两端平衡，如图所示。然后点燃这两支蜡烛，当两支蜡烛都燃烧掉一半之后，直棒将（　　） A．A端上升 B．B端上升 C．仍然平衡 D．无法判断 10．如图所示的滑轮组甲和乙，动滑轮重分别为和，绳端拉力分别为和，相同时间内使物体匀速升高相同的高度，物重分别为和，拉力做功的功率分别为和，机械效率分别为和，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（    ） A．若，则 B．若，则 C．若，则 D．若，则 二、填空题（本题共8小题，共26分） 11．如图为奥运会升旗示意图，A装置是 滑轮，使用它的目的是 。 12．如图所示，使用筷子夹取糕点时，筷子ABC可看作是一个 杠杆，它的支点在 点。手离糕点越 （选填“近”或“远”），人夹起糕点所用的力越小。 13．如图所示，小明想把歪倒的甲树拉正，他把绳子一端系在乙树上，然后绕过甲树用力拉绳子，如果不计绳重和摩擦，若小明施加的水平拉力为400N，则甲树受到的拉力为 N，乙树受到的拉力为 N。 14．如图是小明用三种不同的方式将100N的沙子运上三楼的情景。已知桶重20N，小明的体重400N，口袋重5N，动滑轮重10N。下列三种方式中， 做的额外功最多， 的机械效率最高。（两空均选填“甲”“乙”或“丙”） 15．如图所示，嘟嘟同学在做俯卧撑，可将他看成是一个杠杆，A为重心，O为支点，支撑点 B，手臂垂直于地面，则阻力臂L2= m；假设嘟嘟的体重为500N，则嘟嘟做俯卧撑的过程中，地面对他双手的支撑力是 N。 16．如图，用图甲的滑轮组提升重200N的物体，已知拉力F为80N，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是 （选填“A”或“B”），3s内对物体做的有用功为 J，拉力F做功的功率是 W。    17．如图，是使用手机和自拍杆自拍时的示意图。已知自拍杆长1m（质量忽略不计），手机对杆竖直向下的作用力F2为3N，图中l1为10cm、l2为80cm，则手垂直于杆的动力F1为 N；若F2的大小和方向不变，l1不变，延伸自拍杆到1.5m，则F1的大小变为 N；若自拍杆长度、F2的大小和方向、F1的位置和方向不变，减小自拍杆与水平方向夹角的过程中，F1的大小 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 18．用如图所示的装置匀速提升浸没在容器底部的正方体物块A，物块A的质量为5kg，棱长为10cm，水的深度为60cm，物块A露出水面前滑轮组的机械效率为80%，在水中上升的时间为5s。物块A与容器底部未紧密接触，水对物块A的阻力、绳子的重力、绳子与滑轮间摩擦都忽略不计：，。物块A露出水面前，拉力所做的功为 J，动滑轮重为 N，物块A完全露出水面后，滑轮组的机械效率约为 。 三、作图题（本题共3小题，共6分） 19．如图所示，为杠杆支点，请画出的力臂并用字母表示。 20．如图所示，画出使杠杆平衡的最小力F及其力臂l。 21．如图所示，某工人站在地面上使用由三个滑轮组成的滑轮组提升重物，请用笔画线代替绳子，画出最省力的绕绳方法。 四、实验题（本题共4小题，共26分） 22．在“探究杠杆平衡条件”实验中，利用在杠杆两端挂钩码的方法做实验，实验装置如图所示。 （1）调节杠杆在水平位置平衡时，发现杠杆右端下沉，应把杠杆右端的平衡螺母向 （选填“左”或“右”）调节； （2）实验时仍然使杠杆在水平位置平衡，这样做有什么好处？ ； （3）记录的实验数据如下表 实验次数 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm 1 3.0 10 2.0 15 2 2.5 20 2.5 20 3 1.0 30 1.0 30 根据表中的信息，得出“F1l1=F2l2”的结论。这个结论是否具有普遍性？ （选填“具有”或“不具有”）。 原因是： 。 23．物理实验小组研究定滑轮和动滑轮的特点。 实验序号 G滑轮/N G物/N 弹簧测力计示数/N 1 1 4 2.6 2 2 4 3.2 3 3 4 3.6 4 4 4 4.2 (1)他们研究定滑轮特点时，做的实验如图甲所示，据此可证明：使用定滑轮不省力，但能改变 ； (2)他们研究动滑轮特点时，用不同的动滑轮匀速缓慢竖直提升4N的重物，如图乙所示，可得初步结论：使用动滑轮可以 ，但不能改变力的方向； (3)桃子同学发现第4次实验时，记录的弹簧测力计示数大于物体的重力。于是桃子同学认为动滑轮不省力。你认为她的观点是否正确？ ，并分析原因： 。 24．在“测量滑轮组的机械效率”实验中，小丽用如图所示的同一滑轮组提升不同钩码的方法，分别做了甲、乙、丙3次实验，实验数据记录如下： 实验次数 钩码所受重力G/N 提升高度h/m 拉力F/N 绳断移动的距离s/m 机械效率 1 2 0.05 1.0 0.15 66.7% 2 4 0.05 1.7 0.15 78.4% 3 6 0.05 2.4 0.15 88.3% (1)实验中要竖直向上 拉动弹簧测力计，使钩码升高。 (2)分析以上实验数据可以得出如下结论：同一滑轮组的机械效率主要与 有关。 (3)若将此滑轮组换一种绕绳方法，不计摩擦及绳重，提升相同的物体时，滑轮组的机械效率 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。 25．【探究名称】探究杠杆的平衡条件。 【问题】 （1）同学们通过观察如图a乙所示的处于平衡状态的杠杆；对杠杆平衡条件提出以下几种猜想： 猜想1：动力=阻力； 猜想2：动力+动力臂=阻力+阻力臂； 猜想3：动力×动力臂=阻力×阻力臂； 猜想4：动力÷动力臂=阻力÷阻力臂； 猜想5：动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离； 分析可知，上述猜想中，猜想2是不科学的，原因是 ； 【证据】 （2）小明将杠杆的中点置于支架上，当杠杆停在如图a甲所示的位置时，要使它在水平位置平衡，应将杠杆右端的平衡螺母向 （选填“左”或“右”）调节。小明调节杠杆在水平位置平衡的目的是便于测量 ； （3）继续改变图a乙中A、B点的位置及钩码数量，多次实验得到相关数据如下表： 实验次序 动力F/N OA长度/ 阻力F2/N OB长度/cm 1 2 0.3 3 0.2 2 4 0.4 8 0.2 3 5 0.3 6 0.25 【解释】 （4）通过这些实验数据，可初步发现猜想 （填上述猜想的对应序号）是符合的； 【交流】 （5）要进一步验证猜想5是否正确，则图b中 （填字母）； A．只有方案一可以 B．只有方案二可以 C．方案一、方案二都可以 D．方案一、方案二都不可以 （6）实验结束后，小明提出了新的探究问题：“若支点不在杠杆的中点，杠杆平衡条件是否仍然成立？”于是小明利用图c甲所示的装置进行探究，发现在杠杆左端的不同位置，用弹簧测力计竖直向上拉，使杠杆在水平位置平衡时，测出的拉力大小与杠杆平衡条件不相符。其原因是 对实验有影响； （7）实验中，用图c乙所示的方式悬挂钩码，杠杆也能在水平位置平衡（杠杆上每小格长度相等），但老师建议大家不要采用这种方式，主要是因为这种方式 （填字母）； A．一个人无法独立操作 B．需要使用太多的钩码 C．力臂与杠杆不重合 D．力和力臂数目过多 思维拓展 如下图所示，用测力计将长杆的一端A微微抬离地面，测力计示数是F1；用测力计将长杆的另一端B微微抬离地面，测力计示数是F2，则长杆的重力是（测力计保持竖直向上）( ) A． B． C． D． 五、计算题（本题共3小题，共22分） 26．建筑工地搬运泥土的独轮车结构示意图如图所示，独轮车的车身和泥土的总重为800N。要在A点用最小的力抬起独轮车，求力的大小和方向？    27．如图所示，小型牵引车通过滑轮组可以将重物匀速吊起，若每次重物均以0.4m/s的速度匀速上升，且滑轮的摩擦和绳重均可忽略不计。当吊起质量为270kg的重物A时，牵引车对绳的拉力为F，滑轮组的机械效率为90％。取g＝10N/kg。求： (1)拉力F的大小； (2)动滑轮所受的重力； (3)拉力F的功率P； (4)若拉起的重物为210kg，求此时的机械效率。 28．如图所示的装置中，轻质杠杆的支点为O，物块A、B通过轻质细线悬于Q点，当柱形薄壁容器中没有水时，物体C悬挂于E点，杠杆在水平位置平衡；当往容器中加入质量为m的水时（水还未浸没物体），为使杠杆在水平位置平衡，物块C应悬挂于F点A，B为均匀实心正方体，A，B的边长均为20cm。B的下表面到容器底的距离为20cm，柱形容器底面积为S=600cm2。已知：两个物块的重分别为GA=1.6N，GB=12.8N，OQ=4cm，OE=14.4cm，OF=10.4cm；ρ水=1.0×103kg/m3，杠杆重力对平衡的影响忽略不计，细线重力忽略不计，物块不吸水。求： （1）物体C的重力； （2）物块C悬挂于F点时，物体B受到的浮力； （3）物体B浸入水中的深度h浸； （4）往容器中加入水的质量m。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024-2025学年八年级物理下册单元测试卷（沪科版） 第十一章 简单机械 （A卷•考点达标卷） （考试时间：90分钟 试卷满分：100分） 测试范围：沪科版八年级下册 第11章 一、选择题（本题共10小题，每小题2分，共20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．下列工具在使用时属于费力杠杆的是（    ） A．镊子 B．开瓶器 C．核桃夹 D．钢丝钳 【答案】A 【详解】A．镊子的动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故A符合题意；     BCD．开瓶器、核桃夹、钢丝钳的动力臂都大于阻力臂，是省力杠杆，故BCD不符合题意。 故选A。 2．如图所示，分别用力F1、F2、F3匀速提起重物，不考虑摩擦，三个力的大小关系是（　　） A．F1<F2<F3 B．F1>F2>F3 C．F2>F1=F3 D．F1=F2=F3 【答案】D 【详解】如图所示为定滑轮，在不考虑摩擦时，定滑轮不省力也不省距离，只改变力的方向，匀速提起重物时，三个方向的拉力均等于物体的重力，即 故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 3．下列各措施中能提高滑轮组机械效率的是（   ） A．减小提升高度 B．增大提升速度 C．改用质量大的定滑轮 D．增大被提升物体的质量 【答案】D 【详解】ABC．由滑轮组的机械效率 可知，减少提升高度、增大提升速度或改用质量大的定滑轮，不能改变有用功和总功的比值，即滑轮组的机械效率不变，故ABC不符合题意； D．增大被提升物体的质量，可以增加提升物体的重力，提升的高度不变，可以提高有用功，这样有用功在总功中所占的比值增大，即增加提升重物重力可以提高滑轮组的机械效率，故D符合题意。 故选D。 4．甲、乙两种机器所做的总功之比是2:3，机械效率之比是3:1，则它们所做的有用功之比（　　） A．2:3 B．2:1 C．2:9 D．9:2 【答案】B 【详解】由可得 则它们有用功之比为 故选B。 5．如图，一辆重为的货车匀速驶上一段长为、高为的斜坡，若上坡时货车的牵引力为，则斜面的机械效率为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】斜面的机械效率为 故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 6．用下列四种机械匀速提起同一重物，不计机械自重和摩擦，最省力的是（    ） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】图中使用的简单机械，不计机械自重和摩擦，设物体的重力为G。 A．用该图的杠杆提升重物时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，所以F1>G； B．由杠杆平衡条件可知G×2L=F2×3L 所以 C．滑轮组绳子的有效股数n=2，拉力 D．滑轮组绳子的有效股数n=3，拉力 比较各机械使用时绳子的拉力可知，D图中的机械最省力。 故选D。 7．如图，物体做匀速直线运动，若绳a的拉力为10N，则以下说法正确的是（　　） A．绳b拉力为5N B．绳c拉力为20N C．物体重力为10N D．物体摩擦力为5N 【答案】B 【详解】图中所示的机械为动滑轮，根据特点可知，两股绳会平分动滑轮所受的拉力，已知绳a的拉力为10N，则绳b拉力10N，即物体摩擦力为10N，绳c拉力为，由于物体在水平方向运动，则无法求得重力，故B正确，ACD错误。 故选B。 8．在探究杠杆平衡条件的实验中，小明进行了如图所示的实验，下列说法正确的是（　　） A．图1中的杠杆处于静止状态时，也属于平衡状态 B．在实验过程中，为使杠杆平衡，除改变钩码位置和个数外，还可以调节平衡螺母 C．图2中杠杆已经平衡，如果将两侧钩码分别向远离支点O方向移动一格，杠杆左端下沉 D．实验中，多次实验的目的是减小误差 【答案】AC 【详解】A．杠杆的平衡状态为静止状态或匀速转动状态，当杠杆处于静止时，此时杠杆为平衡状态，故A正确； B．杠杆调节平衡后，在整个实验过程中，螺母再调节会改变杠杆重心的位置，使杠杆重力对杠杆平衡又产生影响，因此不能再旋动两侧的平衡螺母，故B错误； C．若两侧钩码同时向远离支点的方向移动一个格，则左侧 右侧 因为9GL>8GL，杠杆不能平衡，左端下沉，故C正确； D．在实验中，多次改变力的力臂的大小主要是为了避免实验的偶然性，获取多组实验数据归纳出物理规律，故D错误。 故选AC。 9．一端细一端粗的直棒AB，两端各放一支相同的蜡烛，然后支起来并使两端平衡，如图所示。然后点燃这两支蜡烛，当两支蜡烛都燃烧掉一半之后，直棒将（　　） A．A端上升 B．B端上升 C．仍然平衡 D．无法判断 【答案】A 【详解】由图可知，OA>OB，当燃烧相同的蜡烛后，由于左侧减少的力与力臂的乘积较大，即FALOA>FBLOB，剩余蜡烛与相应力臂的乘积B端大于A端，根据杠杆平衡条件可知，，A端上升，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 10．如图所示的滑轮组甲和乙，动滑轮重分别为和，绳端拉力分别为和，相同时间内使物体匀速升高相同的高度，物重分别为和，拉力做功的功率分别为和，机械效率分别为和，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（    ） A．若，则 B．若，则 C．若，则 D．若，则 【答案】D 【详解】A．甲、乙图中绳子有效段数分别为2、3，不计绳重和摩擦，作用在绳子自由端的力分别为   ① 　② 甲、乙图中做的有用功分别为 W有甲=G甲h W有乙=G乙h 做的额外功分别为 W额甲=G动甲h W额乙=G动乙h 做的总功分别为 W总甲=W有甲+W额甲=G甲h+G动甲h W总乙=W有乙+W额乙=G乙h+G动乙h 若，由①②有   ③ 即 因 故有 即 可知 根据 W总甲=G甲h+G动甲h W总乙=G乙h+G动乙h 可知 W总甲 < W总乙 根据可知甲、乙图中拉力做功的功率大小为 故A错误； B．根据 若 可知 根据 故有 故B错误； C．根据①②结合有 故有 故C错误； D．根据 结合可推出 根据功率公式有 因 ， 故 故选D。 二、填空题（本题共8小题，共26分） 11．如图为奥运会升旗示意图，A装置是 滑轮，使用它的目的是 。 【答案】 定 改变力的方向 【详解】[1]旗杆顶端的滑轮在使用时，轴固定不动，是定滑轮。 [2]使用定滑轮虽然不能省力，但好处是可以改变力的方向。 12．如图所示，使用筷子夹取糕点时，筷子ABC可看作是一个 杠杆，它的支点在 点。手离糕点越 （选填“近”或“远”），人夹起糕点所用的力越小。 【答案】 费力 A 近 【详解】[1][2]筷子ABC使用时动力臂小于阻力臂，可看作是一个费力杠杆，它绕着A点转动，支点在A点。 [3]手离糕点越近，动力臂越长，阻力臂不变，阻力不变，由杠杆平衡条件得，人夹起糕点所用的力越小。 13．如图所示，小明想把歪倒的甲树拉正，他把绳子一端系在乙树上，然后绕过甲树用力拉绳子，如果不计绳重和摩擦，若小明施加的水平拉力为400N，则甲树受到的拉力为 N，乙树受到的拉力为 N。 【答案】 800 400 【详解】[1]小明的做法相当于借助一个动滑轮来拉甲树，因此，这样做有2段绳子拉甲树，甲树受到的拉力为 [2]乙树受到的拉力为绳子拉力，大小为400N。 14．如图是小明用三种不同的方式将100N的沙子运上三楼的情景。已知桶重20N，小明的体重400N，口袋重5N，动滑轮重10N。下列三种方式中， 做的额外功最多， 的机械效率最高。（两空均选填“甲”“乙”或“丙”） 【答案】 甲 丙 【详解】[1][2]三次运砂子的重相同，提升的高度相同 h=3m×2=6m 则三种方法所做的有用功相同；有用功 W有=G砂h=100N×6m=600J 1第①种方法 W额外1=G总1h=(G人+G桶)h=(400N+20N)×6m=2520J 第②种方法 W额外2=G总2h=(G动+G桶)h=(20N+10N)×6m=180J 第③种方法 W额外3=G总3h=(G袋+G动)h=(5N+10N)×6m=90J 由此可知，所做的额外功最多的是甲。因为三种方法中的有用功相同，第丙种方法的额外功最小，所以机械效率最高。 15．如图所示，嘟嘟同学在做俯卧撑，可将他看成是一个杠杆，A为重心，O为支点，支撑点 B，手臂垂直于地面，则阻力臂L2= m；假设嘟嘟的体重为500N，则嘟嘟做俯卧撑的过程中，地面对他双手的支撑力是 N。 【答案】 0.9 300 【详解】[1]人的重力是阻力，故阻力臂为0.9m。 [2]嘟嘟做俯卧撑的过程中，地面对他双手的支撑力是 16．如图，用图甲的滑轮组提升重200N的物体，已知拉力F为80N，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是 （选填“A”或“B”），3s内对物体做的有用功为 J，拉力F做功的功率是 W。    【答案】 A 300 120 【详解】[1]由图甲可知，n＝3，则拉力端移动距离s＝3h，所以图乙中上面的倾斜直线A是绳子自由端运动的s﹣t图像，而下面的倾斜直线B是物体运动的s﹣t图像。 [2]由图乙可知，t＝3s时，物体运动的高度h＝1.5m，对物体做的有用功 W有用＝Gh＝200N×1.5m＝300J 由图乙可知，t＝2s时，绳子自由端运动的距离s＝3m，拉力F做功 W＝Fs＝80N×3m＝240J [3]拉力F做功的功率 17．如图，是使用手机和自拍杆自拍时的示意图。已知自拍杆长1m（质量忽略不计），手机对杆竖直向下的作用力F2为3N，图中l1为10cm、l2为80cm，则手垂直于杆的动力F1为 N；若F2的大小和方向不变，l1不变，延伸自拍杆到1.5m，则F1的大小变为 N；若自拍杆长度、F2的大小和方向、F1的位置和方向不变，减小自拍杆与水平方向夹角的过程中，F1的大小 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】 24 36 变大 【详解】[1]由题可知，动力臂为 阻力臂为 由杠杆的平衡条件可得，即 解得 [2]自拍杆、动力臂l2、阻力作用线构成了一个直角三角形，已知自拍杆长1.0m，l2=0.8m；若F2的大小和方向不变，l1不变，延伸自拍杆到1.5m，根据相似三角形知识可得 解得，根据杠杆的平衡条件可知，F₁的大小变为 [3]若自拍杆长度、F2的大小和方向、F1的位置和方向不变，减小自拍杆与水平方向夹角的过程中，阻力大小不变，动力臂大小不变，阻力臂变大，根据杠杆平衡条件可知，动力变大。 18．用如图所示的装置匀速提升浸没在容器底部的正方体物块A，物块A的质量为5kg，棱长为10cm，水的深度为60cm，物块A露出水面前滑轮组的机械效率为80%，在水中上升的时间为5s。物块A与容器底部未紧密接触，水对物块A的阻力、绳子的重力、绳子与滑轮间摩擦都忽略不计：，。物块A露出水面前，拉力所做的功为 J，动滑轮重为 N，物块A完全露出水面后，滑轮组的机械效率约为 。 【答案】 25 10 83.3％ 【详解】[1]物块A的重力为 A未露出水面前，受到的浮力为 A受到的拉力 物块A露出水面前，拉力所做的有用功为 由得，滑轮组的拉力做的总功为 [2]滑轮组克服动滑轮做的功为 动滑轮重为 [3]物块A完全露出水面后，滑轮组的机械效率为 三、作图题（本题共3小题，共6分） 19．如图所示，为杠杆支点，请画出的力臂并用字母表示。 【答案】 【详解】由支点O向F1的作用线作垂线，垂线段的长度为F1的力臂，图如下所示： 20．如图所示，画出使杠杆平衡的最小力F及其力臂l。 【答案】 【详解】当以OC为动力臂时，动力臂最长，阻力与阻力臂乘积不变，由杠杆平衡条件得，动力最小，要使杠杆平衡，动力应向上，则过C点做垂直OC向上的带箭头的直线表示最小动力，如图所示： 21．如图所示，某工人站在地面上使用由三个滑轮组成的滑轮组提升重物，请用笔画线代替绳子，画出最省力的绕绳方法。 【答案】 【详解】要使滑轮组最省力，需要承担物重的绳子段数最多，所以要从动滑轮绕起，依次绕过上面的定滑轮、下面的动滑轮，再绕过上面的另一个定滑轮，如图所示： 四、实验题（本题共4小题，共26分） 22．在“探究杠杆平衡条件”实验中，利用在杠杆两端挂钩码的方法做实验，实验装置如图所示。 （1）调节杠杆在水平位置平衡时，发现杠杆右端下沉，应把杠杆右端的平衡螺母向 （选填“左”或“右”）调节； （2）实验时仍然使杠杆在水平位置平衡，这样做有什么好处？ ； （3）记录的实验数据如下表 实验次数 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm 1 3.0 10 2.0 15 2 2.5 20 2.5 20 3 1.0 30 1.0 30 根据表中的信息，得出“F1l1=F2l2”的结论。这个结论是否具有普遍性？ （选填“具有”或“不具有”）。 原因是： 。 【答案】 左 便于测量力臂 不具有 2、3两次实验动力臂和阻力臂都相等，结论具有偶然性 【详解】（1）[1]杠杆右端下沉，应将平衡螺母（左端和右端的均可）向左调节，使杠杆在水平位置平衡。 （2）[2]由于重力的方向竖直向下，杠杆受到的力的方向也是竖直向下的，杠杆在水平位置平衡，力臂与杠杆重合，便于测量力臂大小。 （3）[3]实验只进行三次，其中2、3次实验动力和阻力相等，动力臂和阻力臂相等，得出的结论不具有普遍性。 [4]实验只进行三次，其中2、3次实验动力和阻力相等，动力臂和阻力臂相等，得出的结论具有偶然性。 23．物理实验小组研究定滑轮和动滑轮的特点。 实验序号 G滑轮/N G物/N 弹簧测力计示数/N 1 1 4 2.6 2 2 4 3.2 3 3 4 3.6 4 4 4 4.2 (1)他们研究定滑轮特点时，做的实验如图甲所示，据此可证明：使用定滑轮不省力，但能改变 ； (2)他们研究动滑轮特点时，用不同的动滑轮匀速缓慢竖直提升4N的重物，如图乙所示，可得初步结论：使用动滑轮可以 ，但不能改变力的方向； (3)桃子同学发现第4次实验时，记录的弹簧测力计示数大于物体的重力。于是桃子同学认为动滑轮不省力。你认为她的观点是否正确？ ，并分析原因： 。 【答案】(1)力的方向 (2)省力 (3) 不正确 动滑轮重力过大 【详解】（1）由图甲的实验可知，使用定滑轮不省力，但可以改变力的方向 （2）通过观察和比较测量结果，当所使用的动滑轮较轻时，弹簧测力计的示数均小于物体的重力，故可得到：使用动滑轮可以省力，但不能改变力的方向 （3）[1][2]分析第4次实验数据可以看出，动滑轮的重力为4N，与物体的重力相同，在考虑摩擦的情况下，造成弹簧测力计的示数大于物体的重力，但这不能说明动滑轮不省力。 24．在“测量滑轮组的机械效率”实验中，小丽用如图所示的同一滑轮组提升不同钩码的方法，分别做了甲、乙、丙3次实验，实验数据记录如下： 实验次数 钩码所受重力G/N 提升高度h/m 拉力F/N 绳断移动的距离s/m 机械效率 1 2 0.05 1.0 0.15 66.7% 2 4 0.05 1.7 0.15 78.4% 3 6 0.05 2.4 0.15 88.3% (1)实验中要竖直向上 拉动弹簧测力计，使钩码升高。 (2)分析以上实验数据可以得出如下结论：同一滑轮组的机械效率主要与 有关。 (3)若将此滑轮组换一种绕绳方法，不计摩擦及绳重，提升相同的物体时，滑轮组的机械效率 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。 【答案】(1)匀速 (2)物重 (3)不变 【详解】（1）由二力平衡的知识知，实验中要竖直向上缓慢匀速拉动弹簧测力计，使钩码升高，此时系统处于平衡状态，测力计示数才等于拉力大小，测力计示数稳定便于读数。 （2）分析实验数据，可以看到，在三次实验中，滑轮组是相同的，但钩码的重力不同。随着钩码重力的增加，拉力也在增加，但机械效率却在提高。这说明，对于同一滑轮组，其机械效率主要与物体的重力有关，物体越重，机械效率越高。 （3）若将此滑轮组换一种绕绳方法，但不计摩擦及绳重，那么动滑轮的重力仍然不变。因此，在提升相同的物体时，有用功和额外功都不会改变，总功也就不会改变。所以，滑轮组的机械效率也不会改变。 25．【探究名称】探究杠杆的平衡条件。 【问题】 （1）同学们通过观察如图a乙所示的处于平衡状态的杠杆；对杠杆平衡条件提出以下几种猜想： 猜想1：动力=阻力； 猜想2：动力+动力臂=阻力+阻力臂； 猜想3：动力×动力臂=阻力×阻力臂； 猜想4：动力÷动力臂=阻力÷阻力臂； 猜想5：动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离； 分析可知，上述猜想中，猜想2是不科学的，原因是 ； 【证据】 （2）小明将杠杆的中点置于支架上，当杠杆停在如图a甲所示的位置时，要使它在水平位置平衡，应将杠杆右端的平衡螺母向 （选填“左”或“右”）调节。小明调节杠杆在水平位置平衡的目的是便于测量 ； （3）继续改变图a乙中A、B点的位置及钩码数量，多次实验得到相关数据如下表： 实验次序 动力F/N OA长度/ 阻力F2/N OB长度/cm 1 2 0.3 3 0.2 2 4 0.4 8 0.2 3 5 0.3 6 0.25 【解释】 （4）通过这些实验数据，可初步发现猜想 （填上述猜想的对应序号）是符合的； 【交流】 （5）要进一步验证猜想5是否正确，则图b中 （填字母）； A．只有方案一可以 B．只有方案二可以 C．方案一、方案二都可以 D．方案一、方案二都不可以 （6）实验结束后，小明提出了新的探究问题：“若支点不在杠杆的中点，杠杆平衡条件是否仍然成立？”于是小明利用图c甲所示的装置进行探究，发现在杠杆左端的不同位置，用弹簧测力计竖直向上拉，使杠杆在水平位置平衡时，测出的拉力大小与杠杆平衡条件不相符。其原因是 对实验有影响； （7）实验中，用图c乙所示的方式悬挂钩码，杠杆也能在水平位置平衡（杠杆上每小格长度相等），但老师建议大家不要采用这种方式，主要是因为这种方式 （填字母）； A．一个人无法独立操作 B．需要使用太多的钩码 C．力臂与杠杆不重合 D．力和力臂数目过多 思维拓展 如下图所示，用测力计将长杆的一端A微微抬离地面，测力计示数是F1；用测力计将长杆的另一端B微微抬离地面，测力计示数是F2，则长杆的重力是（测力计保持竖直向上）( ) A． B． C． D． 【答案】 单位不同的物理量不能相加 右 力臂 3、5 A 杠杆自重 D B 【详解】（1）[1]力的单位为N，力臂的单位为cm，物理学中，单位不同的物理量不能相加，所以，猜想2是不科学的。 （2）[2]由图a甲可知，杠杆的左端下沉，要使它在水平位置平衡，应将杠杆右端的平衡螺母向右调节。 [3]小明调节杠杆在水平位置平衡的主要目的是使力臂在杠杆上，便于力臂的测量。 （4）[4]由表格中数据得，F与OA的乘积等于F2与OB的乘积，说明杠杆平衡时，动力与动力臂的乘积等于阻力与阻力臂的乘积，动力与支点到动力作用点的距离的乘积等于阻力与支点到阻力作用点的距离的乘积，则猜想3、猜想5是符合的。 （5）[5]方案一中，杠杆在水平位置平衡，阻力与阻力臂不变，支点到阻力作用点距离不变；当测力计的拉力的方向与杠杆不垂直时，支点到动力的作用点的距离不变，动力臂发生改变，拉力大小不同，可探究猜想5是否正确；方案二中，使杠杆不沿水平方向平衡，此时，动力臂与阻力臂的比值和支点到动力作用点距离与阻力与支点到阻力作用点距离的比值仍相同，即如果猜想3式子成立则猜想5式子一定成立，无法进一步验证猜想5是否正确，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 （6）[6]若支点不在杠杆的中点时，杠杆自身的重力没有通过支点，会影响杠杆的平衡条件。 （7）[7]图c乙中和力力臂数目过多，不易归纳得出结论，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 [8]假设长杆的重力是G，在杠杆的右端竖直抬起时，B是支点，长杆重心为O，如图所示 根据杠杆平衡条件得F1×LAB=G×LOB①；同理，在杠杆的左端竖直抬起时，A端为支点，根据杠杆平衡条件得F2×LAB=G×LOA②；①+②得F1×LAB+F2×LAB=G×LOB+G×LOA；解得G=F1+F2；故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 五、计算题（本题共3小题，共22分） 26．建筑工地搬运泥土的独轮车结构示意图如图所示，独轮车的车身和泥土的总重为800N。要在A点用最小的力抬起独轮车，求力的大小和方向？    【答案】200N 【详解】解：由题意可知，阻力的方向向下，抬起独轮车用最小的力，就应该是动力臂最长，动力的方向与水平方向垂直，为竖直向上；根据杠杆平衡条件得 最小的力为 答：要在A点用最小的力抬起独轮车，需要用200N竖直向上的力。 27．如图所示，小型牵引车通过滑轮组可以将重物匀速吊起，若每次重物均以0.4m/s的速度匀速上升，且滑轮的摩擦和绳重均可忽略不计。当吊起质量为270kg的重物A时，牵引车对绳的拉力为F，滑轮组的机械效率为90％。取g＝10N/kg。求： (1)拉力F的大小； (2)动滑轮所受的重力； (3)拉力F的功率P； (4)若拉起的重物为210kg，求此时的机械效率。 【答案】(1)1000N；(2)300N；(3)1200W；(4)87.5% 【详解】解：(1)重物的重力 GA=mg=270kg×10N/kg=2700N 由图可知，n=3，由 η= 可得，拉力的大小 =1000N (2)滑轮的摩擦和绳重均可忽略不计，动滑轮所受的重力 G动=nF-GA=3×1000N-2700N=300N (3)绳端移动的速度 v绳=nv物=3×0.4m/s=1.2m/s 拉力F的功率 P=Fv绳=1000N×1.2m/s=1200W (4)拉起的重物为210kg的重力 G=mg=210kg×10N/kg=2100N 滑轮的摩擦和绳重均可忽略不计，滑轮组的机械效率 =87.5% 答：(1)拉力F的大小是1000N； (2)动滑轮所受的重力是300N； (3)拉力F的功率是1200W； (4)此时的机械效率是87.5%。 28．如图所示的装置中，轻质杠杆的支点为O，物块A、B通过轻质细线悬于Q点，当柱形薄壁容器中没有水时，物体C悬挂于E点，杠杆在水平位置平衡；当往容器中加入质量为m的水时（水还未浸没物体），为使杠杆在水平位置平衡，物块C应悬挂于F点A，B为均匀实心正方体，A，B的边长均为20cm。B的下表面到容器底的距离为20cm，柱形容器底面积为S=600cm2。已知：两个物块的重分别为GA=1.6N，GB=12.8N，OQ=4cm，OE=14.4cm，OF=10.4cm；ρ水=1.0×103kg/m3，杠杆重力对平衡的影响忽略不计，细线重力忽略不计，物块不吸水。求： （1）物体C的重力； （2）物块C悬挂于F点时，物体B受到的浮力； （3）物体B浸入水中的深度h浸； （4）往容器中加入水的质量m。 【答案】（1）4N；（2）4N；（3）1cm；（4）12.2kg 【详解】解：（1）当柱形薄壁容器中没有液体时，物体C悬挂于E点。杠杆在水平位置平衡；由图知道，O为支点，Q为阻力作用点 QO为阻力臂，OE为动力臂；根据杠杆的平衡条件知道 所以 （2）物块C悬挂于F点时，根据杠杆的平衡条件知道 所以 则B物体受到的浮力 （3）由知道，物体B排开水的体积 所以，B浸入水中的深度 （4）容器中水的深度 则水的体积 由知道，水的质量 答：（1）物体C的重力是4N； （2）物块C悬挂于F点时，物体B受到的浮力为4N； （3）物体B浸入水中的深度是1cm； （4）往容器中加入水的质量是12.2kg。 学科网（北京）股份有限公司1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $$