第12章 机械效率【A卷 提升卷】-2024-2025学年八年级物理下册单元速记·巧练（辽宁专用）

2024-2025学年八年级物理下册单元测试卷（人教版） 第十二章 机械效率 （A卷•提升卷） （考试时间：90分钟 试卷满分：80分） 注意事项： 1．测试范围：人教版八年级下册第12章。 一．选择题（本题共9小题，每小题2分，共18分。在每小题给出的四个选项中，第1-6题只有一项符合题目要求，选对的得2分；第7-9题有多项符合题目要求，全部选对的得2分，选对但不全的得1分，有选错的得0分) 1．如图所示的工具中，使用时费力的是（　　） A．门把手 B．订书机 C．灭火器压把 D．食品夹 2．如图所示，O为轻质杠杆AB的支点，B点挂一重物G，现分别用F1、F2、F3、F4作用于杠杆，且均能使杠杆保持水平位置平衡，则其中最小的力是（　　） A．F1 B．F2 C．F3 D．F4 3．如图所示，轻质杠杆AOB的支点是O，AO＝BO。若在A和B端分别悬挂两个重物后，杠杆恰好在图示位置平衡，则（　　） A．A端较重 B．B端较重 C．两边一样重 D．无法确定 4．下列简单机械中既可以省力，同时又可以改变力的方向的是（　　） A．定滑轮 B．动滑轮 C．斜面 D．滑轮组 5．如图所示，汉代画像砖上描绘了“泗水取鼎”的画面。两边各有数人用绳子通过滑轮拉起掉落水中的鼎。下列说法正确的是（　　） A．使用的是定滑轮，可以省力 B．使用的是定滑轮，可以改变力的方向 C．使用的是动滑轮，可以省力 D．使用的是动滑轮，可以改变力的方向 6．如图所示，动滑轮重为2N，拉力F为6N，整个装置处于静止状态，则重物G和弹簧测力计的示数分别为（不计绳重和摩擦）（　　） A．4N 5N B．9N 10N C．10N 6N D．9N 5N 7．小成在实验室组装如图所示的滑轮组进行实验探究，实验过程如下：先测得定滑轮的重力为0.2N，动滑轮的重力为0.25N，再使用组装好的滑轮组在10s内将质量为100g的钩码竖直匀速提升20cm，此过程中弹簧测力计的示数为0.5N。g取10N/kg，下列说法正确的是（　　） A．弹簧测力计对细绳拉力的功率为0.03W B．滑轮组的机械效率为80% C．克服绳重和摩擦做的额外功为0.05J D．若增大提升钩码的质量，滑轮组的机械效率不变 8．关于功率和机械效率，下列说法正确的是（　　） A．使用同一滑轮组时，物体越重，机械效率越大 B．越省力的机械，其功率就越小 C．做功越慢的机械，其机械效率就越低 D．有用功与总功的比值越大的机械，其机械效率就越高 9．如图甲所示的条凳，人若坐在凳的一端，极易使其另一端上翘而摔倒。现将其简化为如图乙所示的示意图，B、C点分别与凳脚的E、F点在同一竖直线上。当人对水平凳面施加竖直向下的压力时，下列分析正确的是（　　） A．压力作用于A点，可将条凳视为绕E点转动的杠杆 B．只要压力作用于凳面的中间，则条凳一定不会上翘 C．只要在A、D点同时施加压力，则条凳一定不会上翘 D．在B或C点施加一个压力，则条凳一定不会上翘 2． 填空题（本题共5小题，每空1分，共12分） 10．如图甲所示用勺子在瓶盖的边缘撬一下，瓶盖就更容易被打开了，此时勺子是一个 　 　杠杆；如图乙所示用细绳将勺子悬挂起来，使其静止在水平位置，则勺子悬挂点 　 　（选填“左”或“右”）侧的质量较大一些。 11．如图利用滑轮组提升重物，对重物做的功属于 　 　功；同一滑轮组，提升的重物变重，滑轮组的机械效率变 　 　。 12．如图所示，杠杆调平衡后，将两个不同的重物分别挂在杠杆两侧的A、B处，杠杆仍平衡。则两重物重力大小之比是GA：GB＝ 　 　；若再将两重物的悬挂点同时向支点移动一个格子，则杠杆将 　 　（填“左端上升”、“右端上升”或“仍能平衡”）。 13．如图所示，螺丝刀实质是一个轮轴，手柄 　 　（选填“粗”或“细”）一些的螺丝刀用起来更省力；螺丝钉是一种类似斜面的机械，螺丝钉上螺纹的展开长度相当于斜面的长度，螺纹 　 　（选填“密”或“稀”）一些的螺丝钉拧起来更省力。 14．很多公共场所设计了如图所示的专用通道。沿专用通道至入口和直接上台阶相比较，可以 　 　（选填“省力”、“省功”或“省距离”）。若将重900N的小车沿10m长的斜面推至2m高的入口处，沿斜面所用的推力为200N，在此过程中所受斜面摩擦力大小为 　 　N。 15．小明和小杰握住两根较光滑的木棍，小华将绳子的一端系在其中一根木棍上，然后如图所示依次将绳子绕过两根木棍，小明和小杰相距一定的距离握紧木棍站稳后，小华在图A处拉绳子的另一端，用很小的力便能拉动他们，两根木棍和绳子组成的机械相当于 　 　，小明受到的拉力 　 　（选填“大于”、“小于”或“等于”）小杰受到的拉力。 三．作图题（本题共2小题，每小题2分，共4分） 16．如图所示，以O为支点用撬棒撬石头，画出作用在A点的最小动力F的示意图。 17．请画出用图中滑轮组匀速提起重物最省力的情况下绳子的绕法。 四．实验题（本题共3小题，共24分） 18．小组同学探究“杠杆的平衡条件”。 （1）如图甲所示，实验前调节杠杆在水平位置平衡时，发现杠杆右端下沉，则他应把杠杆两端的平衡螺母向 　 　（左/右）调节。 （2）如图乙所示，每次实验都使杠杆在水平位置平衡，这样做的好处是 　 　，多次测量，得到多组数据，如表所示。 实验序号 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm 1 2 10 1 20 2 1.5 10 3 5 3 2 20 4 10 4 2.5 10 5 表格中空白处处的数据为 　 　cm。 分析上表可得，杠杆平衡条件为 　 　。 （3）按照如图丙所示实验操作，倾斜拉弹簧测力计的目的是 　 　（填选项字母）。 A.便于提供不同方向的拉力 B.便于直接读出拉力的大小 C.便于正确认识力臂 D.便于测量力臂的大小 19．学习了简单机械后，小明了解到斜面也是一种机械，于是他想探究这种机械的特点。 斜面倾斜程度 木块重力G/N 斜面高度h/m 斜面长S/m 沿斜面拉力F/N 较缓 5 0.2 1 2 较陡 5 0.3 1 2.6 最陡 5 0.4 1 3.2 （1）小明用弹簧测力计测木块的重力，如图a所示，测量时应让木块保持　 　状态，并依据　 　条件得出木块重力的大小等于弹簧测力计的示数。 （2）他将木块放在如图b所示的斜面上，并用弹簧测力计沿斜面　 　向上拉木块，收集到上表中的实验数据： ①比较表中木块重力G和拉力F的大小，得出：使用斜面时　 　（选填“能”或“不能”）省力；斜面长度相同时，斜面高度越小越　 　（选填“省力”或“费力”）； ②实验时，可以通过移动木块A来改变斜面的倾斜程度，要减小斜面的倾斜程度，木块A要向　 　（选填“左”或“右”）移。 20．选用图中所示一套装置测量滑轮组的机械效率，部分实验数据如表： 实验次数 钩码重力G/N 钩码上升高度h/cm 拉力F/N 绳子自由端移动距离s/cm 机械效率η 1 2.0 5 1.0 15 66.7% 2 4.0 5 1.8 15 74.1% 3 4.0 10 1.8 30 74.1% 4 6.0 5 2.5 15 （1）实验过程中，缓慢竖直拉动弹簧测力计，使钩码 　 　上升，由记录的数据可知，该实验使用的是图 　 　所示的实验装置； （2）第4次实验时所做的有用功为 　 　J，滑轮组的机械效率是 　 　%； （3）分析1、2、4次实验的数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物重力越 　 　（选填“大”或“小”），滑轮组的机械效率越高；分析2、3次实验的数据可知，滑轮组的机械效率与钩码上升的高度 　 　（选填“有关”或“无关”）； （4）用滑轮组提升重物时，下列选项中也可提高机械效率的是 　 　。 A.换用更轻的动滑轮 B.加快提升物体的速度 21．如图所示，小敏用一辆小车、一块长木板分别做了以下两个实验： 实验一：把小车倒放在用长木板搭的斜面上，沿斜面匀速直线向上拉动小车拉力F1＝0.8N，小车移动的距离s1＝1000m；用刻度尺测出小车上升的高度h1＝0.100m。 实验二：把小车正放在长木板搭的斜面上，调整斜面倾角，沿斜面匀速直线向上拉动小车，拉力F2＝0.8N，小车移动的距离s2＝1.000m；用刻度尺测出小车上升的高度h2＝0.600m。 把重物直接提升一定高度所做的功为有用功，拉力做的功为总功，请回答以下问题： （1）实验一的总功为W总1，实验二的总功为W总2，则有W总1　 　W总2（选填大于”、“等于”或“小于”）； （2）实验一的斜面的机械效率为η1，实验二的斜面的机械效率为η2，则 　 　（选填对应的字母）； A.η1＞η2 B.η1＝η2 C.η1＜η2 D.由于小车重力未知，不能比较η1与η2的大小关系 （3）上述实验中，小车的重力可能是下列选项中的 　 　（选填对应的字母）。 A.1N B.1.2N C.1.8N D.2N 五、综合应用题（本题共3小题，共22分） 22．利用如图所示的滑轮组先后匀速提升重为150N和200N的物体，已知提升150N的物体时，绳子自由端的拉力为100N，拉力的功率为200W，若两次物体上升的速度相同，不计摩擦和绳重，则提升重为200N的物体时，求： （1）拉力的功率？ （2）此时滑轮组的机械效率？ 23．斜面是一种简单机械，在我国战国时期，墨子所作的《墨经》一书中就记载了利用斜面来提升重物的方法。在日常生活中经常会使用斜面，例如卡车装载大型货物时，常会在车尾斜搭一块木板，工人将货物沿木板推入车厢，如图甲。将这一情景简化为图乙，斜面长s＝5m，高h＝2m。用平行于斜面F＝500N的推力，将重力为1000N的物体，由斜面的底端匀速推到顶端，所用时间t＝10s。求： （1）推力做功的功率； （2）该斜面的机械效率； （3）物体受到斜面的摩擦力大小。 24．如图甲所示为明代宋应星《天工开物》中描述的龙骨水车，它由水槽、刮板、木链、木齿轮、脚踏等组成，其中脚踏部分的结构如图乙所示。水车安放在河边，下端水槽和刮板直伸水中，另一端的木齿轮固定于堤岸的木架上，用时踩动脚踏部分使木齿轮转动，通过木链带动槽内刮板上行，倾灌地势较高的田地。 （1）龙骨水车脚踏部分相当于简单机械中的 　 　； （2）刮板的面积越大，水车旋转一周提升的水就越多，对水所做的功越 　 　（选填“多”或“少”），当工人踩动脚踏的速度加快时，提升水的功率会变 　 　（选填“大”或“小”）； （3）若工人踩动龙骨水车旋转一周可将0.03m3的水提升到4m高的田地中，所用时间为60s，工人做功的总功率为50W，则该过程中龙骨水车所做的有用功为 　 　J，工人做的总功为 　 　J，机械效率为 　 　%。（，g取10N/kg） / 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（人教版） 第十二章 机械效率 （A卷•提升卷） （考试时间：90分钟 试卷满分：80分） 注意事项： 1．测试范围：人教版八年级下册第12章。 一．选择题（本题共9小题，每小题2分，共18分。在每小题给出的四个选项中，第1-6题只有一项符合题目要求，选对的得2分；第7-9题有多项符合题目要求，全部选对的得2分，选对但不全的得1分，有选错的得0分) 1．如图所示的工具中，使用时费力的是（　　） A．门把手 B．订书机 C．灭火器压把 D．食品夹 【答案】D 【解答】解：A、门把手在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故A错误； B、订书机在使用时，按压处几乎在钉的正上方，属于等臂杠杆，故B错误； C、灭火器压把在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故C错误； D、食品夹在使用过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故D正确。 故选：D。 2．如图所示，O为轻质杠杆AB的支点，B点挂一重物G，现分别用F1、F2、F3、F4作用于杠杆，且均能使杠杆保持水平位置平衡，则其中最小的力是（　　） A．F1 B．F2 C．F3 D．F4 【答案】A 【解答】解：F3的力臂为OA，而F3和F4的力臂都小于OA， 由图可知，动力F1与OB垂直，则动力F3对应的动力臂就是OB，它是最长的动力臂； 由杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可知，在阻力和阻力臂都一定的情况下，动力臂越长则动力越小。因为F1对应的动力臂最长，所以F1最小。 故选：A。 3．如图所示，轻质杠杆AOB的支点是O，AO＝BO。若在A和B端分别悬挂两个重物后，杠杆恰好在图示位置平衡，则（　　） A．A端较重 B．B端较重 C．两边一样重 D．无法确定 【答案】B 【解答】解：根据力臂是从支点到力的作用下的距离，左侧力臂大于右侧，故右侧的力臂较小，根据杠杆的平衡条件F1l1＝F2l2可知GA＜GB，B端较重，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选：B。 4．下列简单机械中既可以省力，同时又可以改变力的方向的是（　　） A．定滑轮 B．动滑轮 C．斜面 D．滑轮组 【答案】D 【解答】解：A、定滑轮只能改变力的方向，不能省力，不符合题意； B、动滑轮可以省力，但不能改变力的方向，不符合题意； C、斜面可以省力，不能改变力的方向，不符合题意； D、滑轮组既可以省力，也可以改变力的方向，符合题意； 故选：D。 5．如图所示，汉代画像砖上描绘了“泗水取鼎”的画面。两边各有数人用绳子通过滑轮拉起掉落水中的鼎。下列说法正确的是（　　） A．使用的是定滑轮，可以省力 B．使用的是定滑轮，可以改变力的方向 C．使用的是动滑轮，可以省力 D．使用的是动滑轮，可以改变力的方向 【答案】B 【解答】解：由图可知，滑轮位置固定不动，属于定滑轮；使用定滑轮不省力，但可以改变力的方向，故ACD错误，B正确。 故选：B。 6．如图所示，动滑轮重为2N，拉力F为6N，整个装置处于静止状态，则重物G和弹簧测力计的示数分别为（不计绳重和摩擦）（　　） A．4N 5N B．9N 10N C．10N 6N D．9N 5N 【答案】C 【解答】解：不计绳重和摩擦，根据F（G+G动）得，G＝2F﹣G动＝2×6N﹣2N＝10N； 弹簧测力计的示数等于拉力F的大小，即6N。 故选：C。 7．小成在实验室组装如图所示的滑轮组进行实验探究，实验过程如下：先测得定滑轮的重力为0.2N，动滑轮的重力为0.25N，再使用组装好的滑轮组在10s内将质量为100g的钩码竖直匀速提升20cm，此过程中弹簧测力计的示数为0.5N。g取10N/kg，下列说法正确的是（　　） A．弹簧测力计对细绳拉力的功率为0.03W B．滑轮组的机械效率为80% C．克服绳重和摩擦做的额外功为0.05J D．若增大提升钩码的质量，滑轮组的机械效率不变 【答案】AC 【解答】解：A、由图可知，n＝3，细绳的拉力等于弹簧测力计的示数，即F＝0.5N，弹簧测力计对细绳拉力的功率为： P0.03W，故A正确； B、滑轮组做的有用功为： W有＝Gh＝mgh＝0.1kg×10N/kg×0.2m＝0.2J， 滑轮组做的总功为： W总＝Fs＝Fnh＝0.5N×3×0.2m＝0.3J， 滑轮组的机械效率为： η100%≈66.7%，故B错误； C、滑轮组做的额外功为： W额＝W总﹣W有＝0.3J﹣0.2J＝0.1J， 克服动滑轮重做的功为： W动＝G动h＝0.25N×0.2m＝0.05J， 则克服绳重和摩擦做的额外功为： W绳＝W额﹣W动＝0.1J﹣0.05J＝0.05J，故C正确； D、若增大提升钩码的质量，即提升重物的重力增加，做的有用功就变大，而额外功几乎不变，因此机械效率变大，故D错误。 故选：AC。 8．关于功率和机械效率，下列说法正确的是（　　） A．使用同一滑轮组时，物体越重，机械效率越大 B．越省力的机械，其功率就越小 C．做功越慢的机械，其机械效率就越低 D．有用功与总功的比值越大的机械，其机械效率就越高 【答案】AD 【解答】解：A、机械效率是指有用功与总功的比值，所以使用同一滑轮组时，物体越重，有用功与总功的比值越大，其机械效率就越高，故A正确； B、功率是描述物体做功快慢的物理量，与机械是否省力无关，故B错误； C、功率是描述物体做功快慢的物理量，做功慢的机械，其功率小；机械效率是指有用功与总功的比值，两者没有必然的联系，做功越慢的机械，其机械效率不一定较低，故C错误； D、机械效率是指有用功与总功的比值，有用功与总功的比值越大的机械，其机械效率就越高，故D正确。 故选：AD。 9．如图甲所示的条凳，人若坐在凳的一端，极易使其另一端上翘而摔倒。现将其简化为如图乙所示的示意图，B、C点分别与凳脚的E、F点在同一竖直线上。当人对水平凳面施加竖直向下的压力时，下列分析正确的是（　　） A．压力作用于A点，可将条凳视为绕E点转动的杠杆 B．只要压力作用于凳面的中间，则条凳一定不会上翘 C．只要在A、D点同时施加压力，则条凳一定不会上翘 D．在B或C点施加一个压力，则条凳一定不会上翘 【答案】ABD 【解答】解： A、若压力作用于A点，则会使得条凳有逆时针旋转的力，此时支点为E，故A选项正确； B、压力若作用在凳面的中间，则此时条凳无论以E还是以F为支点，均不会有翻转的可能，故B选项正确； C、若A、D同时施加压力但大小不相等，还是有可能会上翘，故C选项错误； D、根据题意可知，人对水平凳面施加的压力竖直向下； 在B点施加竖直向下的压力时，此时E为支点，且B、E两点在同一竖直线上，即此时压力的作用线经过支点，其力臂为0，对条凳的平衡无影响，所以此时条凳一定不会上翘； 在C点施加竖直向下的压力时，此时F为支点，且C、F两点在同一竖直线上，即此时压力的作用线经过支点，其力臂为0，对条凳的平衡无影响，所以此时条凳一定不会上翘，故D选项正确。 故选：ABD。 2． 填空题（本题共5小题，每空1分，共12分） 10．如图甲所示用勺子在瓶盖的边缘撬一下，瓶盖就更容易被打开了，此时勺子是一个 　 　杠杆；如图乙所示用细绳将勺子悬挂起来，使其静止在水平位置，则勺子悬挂点 　 　（选填“左”或“右”）侧的质量较大一些。 【答案】省力；右。 【解答】解：用勺子在瓶盖的边缘撬一下，瓶盖就更容易被打开了，此时勺子的支点是左手指位置，图中动力臂大于阻力臂，故是一省力杠杆； 勺子悬挂起来，使其静止在水平位置，根据杠杆平衡条件可得：F左l左＝F右l右，即m左gl左＝m右gl右；因为l左＞l右，所以m左＜m右。 故答案为：省力；右。 11．如图利用滑轮组提升重物，对重物做的功属于 　 　功；同一滑轮组，提升的重物变重，滑轮组的机械效率变 　 　。 【答案】有用；大。 【解答】解：在滑轮组中，克服物体和重力做的功为有用功； 要提高滑轮组的机械效率可以减小动滑轮的重力或增加物体的重力。 故答案为：有用；大。 12．如图所示，杠杆调平衡后，将两个不同的重物分别挂在杠杆两侧的A、B处，杠杆仍平衡。则两重物重力大小之比是GA：GB＝ 　 　；若再将两重物的悬挂点同时向支点移动一个格子，则杠杆将 　 　 （填“左端上升”、“右端上升”或“仍能平衡”）。 【答案】4：3；右端上升 【解答】解：设一格的距离为L，根据图示可知，LA＝3L，LB＝4L；由杠杆平衡条件GA×LA＝GB×LB可得，两重物重力大小之比GA：GB＝LB：LA＝4L：3L＝4：3； 若再将两重物的悬挂点同时向支点移动一个格子，减小的力臂相同，则左端减小的力与力臂的乘积小于右端力与力臂的乘积，则左端力臂与力臂的乘积大于右端力与力臂的乘积，所以右端上升。 故答案为：4：3；右端上升。 13．如图所示，螺丝刀实质是一个轮轴，手柄 　 　（选填“粗”或“细”）一些的螺丝刀用起来更省力；螺丝钉是一种类似斜面的机械，螺丝钉上螺纹的展开长度相当于斜面的长度，螺纹 　 　（选填“密”或“稀”）一些的螺丝钉拧起来更省力。 【答案】粗；密。 【解答】解：（1）螺丝刀相当于轮轴，根据杠杆的平衡条件F1R＝F2r可知，手柄粗一些的螺丝刀用起来更省力； （2）螺丝钉上的一圈圈螺纹的长相当于斜面的长度，因此螺丝钉是被拧成圆柱形的类似斜面的机械；螺丝钉螺纹密、螺线长，相当于斜面较长，斜面高度一定时，斜面越长，使用起来越省力。 故答案为：粗；密。 14．很多公共场所设计了如图所示的专用通道。沿专用通道至入口和直接上台阶相比较，可以 　 　（选填“省力”、“省功”或“省距离”）。若将重900N的小车沿10m长的斜面推至2m高的入口处，沿斜面所用的推力为200N，在此过程中所受斜面摩擦力大小为 　 　N。 【答案】省力；20N。 【解答】解： （1）这里专用通道相当于斜面，斜面是一种简单机械，可以省力，所以沿专用通道至入口和直接上台阶相比较，可以省力，但要多移动距离，且使用任何机械都不能省功。 （2）所做有用功为：W有＝Gh＝900N×2m＝1800J； 总功为：W总＝Fs＝200N×10m＝2000J； 额外功为：W额＝W总﹣W有＝2000J﹣1800J＝200J； 由W＝fs得，摩擦力大小为： 。 故答案为：省力；20N。 15．小明和小杰握住两根较光滑的木棍，小华将绳子的一端系在其中一根木棍上，然后如图所示依次将绳子绕过两根木棍，小明和小杰相距一定的距离握紧木棍站稳后，小华在图A处拉绳子的另一端，用很小的力便能拉动他们，两根木棍和绳子组成的机械相当于 　 　，小明受到的拉力 　 　（选填“大于”、“小于”或“等于”）小杰受到的拉力。 【答案】滑轮组；小于 【解答】解：由图可见，从使用的情况看，两根木棍和绳子组成的简单机械是滑轮组，小明那端木棍有6段绳子相连，小杰那端木棍有7段绳子相连，拉力的大小与绳子的段数有关，绳子段数越多，拉力越大，因此小明受到的拉力小于小杰受到的拉力。 故答案为：滑轮组；小于。 三．作图题（本题共2小题，每小题2分，共4分） 16．如图所示，以O为支点用撬棒撬石头，画出作用在A点的最小动力F的示意图。 【答案】。 【解答】解：已知支点为O，要求作用在A点的动力F最小，由杠杆平衡条件可知动力臂应最长，由图知最长的动力臂等于OA；要使杠杆平衡，该力的方向应斜下方，且与撬棒垂直，过A点作垂直于OA向下的动力，如图所示： 。 17．请画出用图中滑轮组匀速提起重物最省力的情况下绳子的绕法。 【答案】 【解答】解：绳子先系在动滑轮的固定挂钩上，绕过上面的定滑轮，再绕过动滑轮，此时有3段绳子拉着动滑轮，最省力，如图所示： 四．实验题（本题共3小题，共24分） 18．小组同学探究“杠杆的平衡条件”。 （1）如图甲所示，实验前调节杠杆在水平位置平衡时，发现杠杆右端下沉，则他应把杠杆两端的平衡螺母向 　 　（左/右）调节。 （2）如图乙所示，每次实验都使杠杆在水平位置平衡，这样做的好处是 　 　，多次测量，得到多组数据，如表所示。 实验序号 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm 1 2 10 1 20 2 1.5 10 3 5 3 2 20 4 10 4 2.5 10 5 表格中空白处处的数据为 　 　cm。 分析上表可得，杠杆平衡条件为 　 　。 （3）按照如图丙所示实验操作，倾斜拉弹簧测力计的目的是 　 　（填选项字母）。 A.便于提供不同方向的拉力 B.便于直接读出拉力的大小 C.便于正确认识力臂 D.便于测量力臂的大小 【答案】（1）左；（2）便于在杠杆上直接测量力臂，消除杠杆自重对实验的影响；5；F1L1＝F2L2；（3）AC。 【解答】解：（1）实验前调节杠杆在水平位置平衡时，发现杠杆右端下沉，为了使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向左调节。 （2）在杠杆两端加挂钩码并移动钩码，使杠杆在水平位置平衡，支点到力的作用点的距离就是力臂，便于在杠杆上直接测量力臂，消除杠杆自重对实验的影响； 由前三次实验数据可知，动力和动力臂、阻力和阻力臂的乘积总是相等的，从而可以得出杠杆的平衡条件：F1L1＝F2L2，所以第四次实验时有：2.5N×10cm＝5N×5cm； （3）如图丙所示实验操作，倾斜拉弹簧测力计的目的是便于提供不同方向的拉力，从而使结论更具有普遍性，同时可以正确认识到力臂是支点到力的作用线的距离，不是支点到力的作用点的距离，故AC正确。 故答案为：（1）左；（2）便于在杠杆上直接测量力臂，消除杠杆自重对实验的影响；5；F1L1＝F2L2；（3）AC。 19．学习了简单机械后，小明了解到斜面也是一种机械，于是他想探究这种机械的特点。 斜面倾斜程度 木块重力G/N 斜面高度h/m 斜面长S/m 沿斜面拉力F/N 较缓 5 0.2 1 2 较陡 5 0.3 1 2.6 最陡 5 0.4 1 3.2 （1）小明用弹簧测力计测木块的重力，如图a所示，测量时应让木块保持　 　状态，并依据　 　条件得出木块重力的大小等于弹簧测力计的示数。 （2）他将木块放在如图b所示的斜面上，并用弹簧测力计沿斜面　 　向上拉木块，收集到上表中的实验数据： ①比较表中木块重力G和拉力F的大小，得出：使用斜面时　 　（选填“能”或“不能”）省力；斜面长度相同时，斜面高度越小越　 　（选填“省力”或“费力”）； ②实验时，可以通过移动木块A来改变斜面的倾斜程度，要减小斜面的倾斜程度，木块A要向　 　（选填“左”或“右”）移。 【答案】（1）静止；二力平衡；（2）方向；①能；省力；②右。 【解答】解：（1）测量木块的重力时，让木块处于静止状态，此时木块受到重力和弹簧测力计拉力的作用，此二力为平衡力，木块重力的大小等于弹簧测力计的示数； （2）为了能够准确的测量出拉力，应使弹簧测力计沿斜面方向匀速向上拉动木块； ①由表中数据可知，斜面的倾角变大，则沿斜面拉力F的数值也随之变大，但始终小于物体的重力，因此使用斜面可以省力，并且斜面长度相同时，斜面高度越低越省力； ②要减小斜面的倾斜程度，木块A应向右移动； 故答案为：（1）静止；二力平衡；（2）方向；①能；省力；②右。 20．选用图中所示一套装置测量滑轮组的机械效率，部分实验数据如表： 实验次数 钩码重力G/N 钩码上升高度h/cm 拉力F/N 绳子自由端移动距离s/cm 机械效率η 1 2.0 5 1.0 15 66.7% 2 4.0 5 1.8 15 74.1% 3 4.0 10 1.8 30 74.1% 4 6.0 5 2.5 15 （1）实验过程中，缓慢竖直拉动弹簧测力计，使钩码 　 　上升，由记录的数据可知，该实验使用的是图 　 　所示的实验装置； （2）第4次实验时所做的有用功为 　 　J，滑轮组的机械效率是 　 　%； （3）分析1、2、4次实验的数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物重力越 　 　（选填“大”或“小”），滑轮组的机械效率越高；分析2、3次实验的数据可知，滑轮组的机械效率与钩码上升的高度 　 　（选填“有关”或“无关”）； （4）用滑轮组提升重物时，下列选项中也可提高机械效率的是 　 　。 A.换用更轻的动滑轮 B.加快提升物体的速度 【答案】（1）匀速直线；甲；（2）0.3；80；（3）大；无关；（4）A。 【解答】解：（1）为了使弹簧测力计的示数稳定，且便于读数，应缓慢竖直拉动弹簧测力计，使钩码向上做匀速直线运动。 从表格数据可知，绳子自由端移动的距离为钩码上升高度的3倍，且从图可知，n甲＝3，n乙＝4，该实验使用的是图甲所示的实验装置； （2）第4次实验时所做的有用功为W有＝Gh＝6N×0.05m＝0.3J 第4次实验时所做的总功为W总＝Fs＝2.5N×0.15m＝0.375J 滑轮组的机械效率为 （3）分析1、2、4次实验的数据可知，其他因素相同时，钩码越重，滑轮组的效率越高；说明使用同一滑轮组提升重物时，重物重力越大，滑轮组的机械效率越高。 分析2、3次实验的数据可知，其他因素相同时，物体上升的高度和自由端移动的距离不同，结果滑轮组的机械效率相同；说明滑轮组的机械效率与钩码上升的高度无关。 （4）A．换用更轻的动滑轮，可以减小额外功，由知，有用功一定时，额外功越小，机械效率越高，所以换用更轻的动滑轮可以提高滑轮组的机械效率，故A符合题意； B．加快提升的速度时，等时间内，自由端和重物移动的距离比不变，由可知，提升物体的速度不会影响滑轮组的机械效率，故B不符合题意。 故选：A。 故答案为：（1）匀速直线；甲；（2）0.3；80；（3）大；无关；（4）A。 21．如图所示，小敏用一辆小车、一块长木板分别做了以下两个实验： 实验一：把小车倒放在用长木板搭的斜面上，沿斜面匀速直线向上拉动小车拉力F1＝0.8N，小车移动的距离s1＝1000m；用刻度尺测出小车上升的高度h1＝0.100m。 实验二：把小车正放在长木板搭的斜面上，调整斜面倾角，沿斜面匀速直线向上拉动小车，拉力F2＝0.8N，小车移动的距离s2＝1.000m；用刻度尺测出小车上升的高度h2＝0.600m。 把重物直接提升一定高度所做的功为有用功，拉力做的功为总功，请回答以下问题： （1）实验一的总功为W总1，实验二的总功为W总2，则有W总1　 　W总2（选填大于”、“等于”或“小于”）； （2）实验一的斜面的机械效率为η1，实验二的斜面的机械效率为η2，则 　 　（选填对应的字母）； A.η1＞η2 B.η1＝η2 C.η1＜η2 D.由于小车重力未知，不能比较η1与η2的大小关系 （3）上述实验中，小车的重力可能是下列选项中的 　 　（选填对应的字母）。 A.1N B.1.2N C.1.8N D.2N 【答案】（1）等于；（2）C；（3）AB。 【解答】解（1）实验一、二拉力F和斜面的长度s都相同，由W总＝Fs可知W总1＝W总2； （2）η1GG/N，/ η2GG/N， 所以η1＜η2， 故选C； （3）因为η2G/N＜1，所以G＜1.34N， 故选AB。 故答案为：（1）等于；（2）C；（3）AB。 五、综合应用题（本题共3小题，共22分） 22．利用如图所示的滑轮组先后匀速提升重为150N和200N的物体，已知提升150N的物体时，绳子自由端的拉力为100N，拉力的功率为200W，若两次物体上升的速度相同，不计摩擦和绳重，则提升重为200N的物体时，求： （1）拉力的功率？ （2）此时滑轮组的机械效率？ 【答案】（1）拉力的功率为250W； （2）此时滑轮组的机械效率为80%。 【解答】解：（1）由图可知，n＝2，绳子自由端移动的距离s＝nh＝2h， 不计摩擦和绳重，提升200N的物体时，则绳子自由端的拉力：F（G+G动），即100N（150N+G动），解得：G动＝50N， 拉力的功率：PFv，即200W＝100N×v，解得：v＝2m/s， 提升重为200N的物体时，绳子自由端的拉力：F′（G′+G动）（200N+50N）＝125N， 拉力的功率：P′＝F′v＝125N×2m/s＝250W； （2）拉力所做的有用功：W有＝G′h＝200N×h， 拉力做的总功：W总＝F′s＝125N×2h＝250N×h， 滑轮组的机械效率： η100%100%＝80%。 答：（1）拉力的功率为250W； （2）此时滑轮组的机械效率为80%。 23．斜面是一种简单机械，在我国战国时期，墨子所作的《墨经》一书中就记载了利用斜面来提升重物的方法。在日常生活中经常会使用斜面，例如卡车装载大型货物时，常会在车尾斜搭一块木板，工人将货物沿木板推入车厢，如图甲。将这一情景简化为图乙，斜面长s＝5m，高h＝2m。用平行于斜面F＝500N的推力，将重力为1000N的物体，由斜面的底端匀速推到顶端，所用时间t＝10s。求： （1）推力做功的功率； （2）该斜面的机械效率； （3）物体受到斜面的摩擦力大小。 【答案】（1）推力做功的功率为250W； （2）该斜面的机械效率为80%； （3）物体受到斜面的摩擦力大小为100N。 【解答】解：（1）推力做的总功为： W总＝Fs＝500N×5m＝2500J， 推力做功的功率为： P250W； （2）推力做的有用功为： W有＝Gh＝1000N×2m＝2000J， 则斜面的机械效率为： η100%＝80%； （3）根据W总＝W有+W额可知，额外功为： W额＝W总﹣W有＝2500J﹣2000J＝500J， 则物体受到斜面的摩擦力为： f100N。 答：（1）推力做功的功率为250W； （2）该斜面的机械效率为80%； （3）物体受到斜面的摩擦力大小为100N。 24．如图甲所示为明代宋应星《天工开物》中描述的龙骨水车，它由水槽、刮板、木链、木齿轮、脚踏等组成，其中脚踏部分的结构如图乙所示。水车安放在河边，下端水槽和刮板直伸水中，另一端的木齿轮固定于堤岸的木架上，用时踩动脚踏部分使木齿轮转动，通过木链带动槽内刮板上行，倾灌地势较高的田地。 （1）龙骨水车脚踏部分相当于简单机械中的 　 　； （2）刮板的面积越大，水车旋转一周提升的水就越多，对水所做的功越 　 　（选填“多”或“少”），当工人踩动脚踏的速度加快时，提升水的功率会变 　 　（选填“大”或“小”）； （3）若工人踩动龙骨水车旋转一周可将0.03m3的水提升到4m高的田地中，所用时间为60s，工人做功的总功率为50W，则该过程中龙骨水车所做的有用功为 　 　J，工人做的总功为 　 　J，机械效率为 　 　%。（，g取10N/kg） 【答案】（1）轮轴；（2）多；大；（3）1200；3000；40。 【解答】解：（1）由图可知龙骨水车脚踏部分相当于简单机械中的轮轴，轮轴相当于省力杠杆，可以省力。 （2）刮板的面积越大，水车旋转一周提升的水就越多，克服水的重力做的功W＝Gh＝mgh， 由此可知，刮水越多，对水所做的功越多；当工人踩动脚踏的速度加快时，水车旋转一周的时间变短，根据可知，提升水的功率会变大。 （3）工人做的总功为 W总＝Pt＝50W×60s＝3000J， 提升水的质量为 m＝ρV＝1.0×103kg/m3×0.03m3＝30kg， 水的重力为 G＝mg＝30kg×10N/kg＝300N， 将水举到高处对水做的功为 W有＝Gh＝300N×4m＝1200J， 机械效率为 。 故答案为：（1）轮轴；（2）多；大；（3）1200；3000；40。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$