内容正文:
第十二章 简单机械 单元基础训练(A卷)
一、单选题
1.聚餐时使用公筷公勺逐渐成为人们的共识。使用筷子夹菜时,筷子可看作杠杆。下列生活用具与筷子不属于同类杠杆的是( )
A.镊子 B.订书机
C.剪刀 D.夹盘器
2.下列关于简单机械的说法正确的是( )
A.使用定滑轮可以既省力又改变力的方向
B.使用动滑轮可以既省力又改变力的方向
C.使用滑轮组可以既省力又改变力的方向
D.使用滑轮组可以既省力又省距离还省功
3.理解物理概念是学好物理的关键。关于功、功率和机械效率,下列说法正确的是( )
A.作用在物体上的力越大,做的功越多
B.使用机械效率高的机器一定不能省功
C.做功快的机械其机械效率一定高
D.物体通过的距离越长,对物体做的功越多
4.关于力臂,下列说法正确的是( )
A.力臂一定在杠杆上
B.从支点到动力作用点的距离叫动力臂
C.动力臂不可能等于阻力臂
D.从支点到力的作用线的垂直距离叫做力臂
5.利用两个滑轮提升同一重物到同一高度时,下列组合中自由端移动距离最少的是( )
A. B. C. D.
6.以下是某同学对机械效率的一些理解,其中正确的是( )
A.机械效率越高,机械做功一定越快
B.有用功在总功中所占的比例越大,机械效率一定越高
C.做功越多的机械,机械效率一定越高
D.越省力的机械,其机械效率一定越高
7.如图所示:用一始终垂直于杠杆的力把杠杆的一端抬起,则作用在杠杆末端的力F大小的变化情况是
A.变大 B.变小 C.不变 D.先变大,后变小
8.一名体重为500牛顿的举重运动员,他最多能举起1200牛顿的物体。这个人站在地面上,利用图示装置来提升重物,那么,在给定的以下四个物体中,他所能提起的最重物体是( )
A.重500牛顿的物体 B.重900牛顿的物体
C.重1200牛顿的物体 D.重2000牛顿的物体
二、多选题
9.在如图所示的四种常见的用具中,正常使用时属于省力杠杆的是( )
A. 绞铁丝钳子
B. 羊角锤
C. 取碗夹子
D. 修树剪子
10.用如图所示的简单机械(O是中点),使重力同为G的物体都处于静止状态,不计摩擦力、机械自重及绳重,其中省力情况相同的是 ( )
A. B. C. D.
11.关于功率和机械效率,下列说法正确的是( )
A.功率大的机械,做功一定多 B.做功多的机械,机械效率一定高
C.功率大的机械,做功一定快 D.省力的机械,机械效率不一定高
12.如图是一种切甘蔗用的铡刀示意图。下列说法正确的是( )
A.刀刃很薄可以减小压强
B.铡刀实质上是一种省力杠杆
C.甘蔗放在a点比b点更易被切断
D.手沿F1方向用力比沿F2方向更省力
三、填空题
13.如图所示,轻质杠杆可以绕O点转动,OA︰OB=3︰1,在杠杆A端用细线挂一重为300 N的物体,物体静止在水平地面上,若使杠杆保持水平位置平衡,且物体对水平地面的压力恰好为零,则在B点施加竖直向下的拉力为_________N.
14.动滑轮的实质是不等臂杠杆,如图所示使用方法,它的动力臂是动滑轮的______(选填“直径”或“半径”),使用动滑轮的好处是可以______。
15.如图所示,用的拉力,把重力为的木箱匀速提升,滑轮组的机械效率为___________﹔假如在上升过程中,拉木箱的绳子突然断了,木箱由于___________会继续向上运动一段距离。
四、作图题
16.如图所示,起瓶盖时,瓶起子可以看成是一个以为支点的杠杆,瓶盖对它的阻力为。请你在图中画出作用在A点的最小动力及其力臂。
17.工人站在地上,利用图所示的滑轮组把重物以最省力的方式提升到楼上,请在图中画出滑轮组的绕绳方法。
五、实验题
18.在学习杠杆这部分内容时,老师利用铁架台、钩码和带有刻度的杠杆等器材做了如下的实验。
(1)首先老师利用如图1所示的杠杆进行实验,将杠杆在水平位置调节平衡,在杠杆支点O的右侧10cm位置处挂4个钩码,然后用弹簧测力计竖直向上拉杠杆上的A点,使杠杆在水平位置平衡,如图1甲所示,读出弹簧测力计的示数;接下来改用弹簧测力计竖直向上拉杠杆上的B点,使杠杆在水平位置平衡,如图1乙所示,读出弹簧测力计的示数。两次实验中弹簧测力计的示数是________(选填“相等”或“不相等”)的,说明作用在杠杆上的力的作用点到支点的距离_____(选填“是”或“不是”)影响杠杆平衡的因素(AB的连线与水平面垂直);
(2)接下来老师利用图所示的装置继续做实验,将杠杆在水平位置调节平衡,在杠杆支点O的右侧10cm位置处挂5个钩码,然后用弹簧测力计竖直向上拉杠杆上的C点,使杠杆在水平位置平衡,如图2甲所示,读出弹簧测力计的示数;接下来用弹簧测力计斜向上拉杠杆上的C点,使杠杆在水平位置平衡,如图2乙所示,读出弹簧测力计的示数。两次实验中弹簧测力计的示数是______(选填“相等”或“不相等”)的。
19.如图所示,小明分别使用甲、乙两种不同的机械匀速提升同一物体M到同一高度。测得两次拉力和物体M所受的重力如下表所示。当使用乙机械时,测得绳子自由端移动的距离是物体M上升高度的3倍。
F甲
F乙
GM
7N
8N
6N
(1)根据题意在图乙中正确画出滑轮组的绕法;______
(2)使用甲提升物体M时______(选填“省力”或“费力”);使用______(选填“甲”或“乙”)提升物体M更费力;
六、计算题
20.搬运砖头的独轮车的有关尺寸如图所示,车箱和砖头总重G=1200N,独轮车有关尺寸如图所示,推车时,人手向上的力F应为多大?
21.小明和小亮在科技馆里看到一种升降座椅,它由滑轮组控制升降,其简化图如图所示,已知座椅和动滑轮的总重为150N,小亮在10s内将小明匀速拉高2m,小亮的拉力为250N(不计绳重和摩擦),求:
(1)求绳子自由端移动的距离?
(2)求绳子自由端移动的速度?
(3)求小明的重力为多大?
22.某同学用如图所示的滑轮组将一个重为400N的木箱从水平地面匀速提高2m,所用的拉力为250N,不计绳重和摩擦。求这个过程中:
(1)滑轮组做的有用功;
(2)动滑轮的重力;
(3)滑轮组的机械效率。
23.南京城墙是世界上现存最长的砖石构造城市城墙,如图甲所示。图乙是一块质地均匀的平整长方体城砖的示意图,已知城砖长AC为0.4m,宽AB为0.2m,厚AD为0.1m,质量为18kg。求:
(1)城砖的重力;(g取10N/kg)
(2)城砖按图乙方式放在水平地面上时,它对地面的压强;
(3)要在AB的中点O处用一与AB垂直的水平力F将城砖推倒,则F至少为多大。
试卷第1页,共3页
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《第十二章 简单机械 单元基础训练(A卷)》参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
B
C
B
D
B
B
B
B
ABD
AC
题号
11
12
答案
CD
BC
1.B
【详解】在使用筷子时,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆;
A.镊子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故A不符合题意;
B.订书机在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故B符合题意;
C.图中剪刀在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故C不符合题意;
D.夹盘器在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故D不符合题意。
故选B。
2.C
【详解】A.定滑轮的实质是等臂杠杆,不能省力,但能改变力的方向,故A错误;
B.动滑轮的实质是动力臂是阻力臂两倍的杠杆,能省一半的力,但不能改变力的方向,故B错误;
C.由定滑轮、动滑轮组成的滑轮组,既可以可以改变力的大小,也可以改变力的方向,故C正确;
D.使用滑轮组,省力时、费距离,不能省功,故D错误。
故选C。
3.B
【详解】A.功是指有力作用在物体上,物体在力的方向上移动一段距离,所里作用在物体上的力越大,做的功不一定多,故A错误;
B.根据功的原理,使用任何机械都不能省功,故B正确;
C.做功快慢是指功率,功率与机械效率没有任何关系,故C错误;
D.功是指有力作用在物体上,物体在力的方向上移动一段距离,所以物体不在力的方向上通过的距离,不做功,故D错误。
故选B。
4.D
【详解】A.杠杆的力臂是从支点到力的作用线的距离,力臂不一定在杠杆上,故A错误;
B.根据力臂的概念,支点到动力作用线的距离就是动力臂,故B错误;
C.等臂杠杆的动力臂等于阻力臂,故C错误;
D.力臂是从支点到力的作用线的垂直距离,故D正确。
故选D。
5.B
【详解】由题意得,物体提升高度均为h,用AD这两个选项的装置提升重物时, 因为都有2段绳子与动滑轮相连,所以自由端移动距离均为;用B选项所示装置提升重物时,因为两个滑轮均为定滑轮,不能省力,所以自由端移动距离为;用C选项的装置提升重物时, 因为有3段绳子与动滑轮相连,所以自由端移动距离为,综合比较可得,B选项所示装置绳子的自由端移动的距离最少,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
6.B
【详解】A.机械效率越高,说明有用功占总功的比例大,不能说明机械做功一定越快,故A错误;
B.机械效率是指有用功与总功的比值,有用功在总功中所占的比例越大,机械效率一定越高,故B正确;
C.机械效率是指有用功与总功的比值,做功越多的机械,机械效率不一定越高,故C错误;
D.机械效率是指有用功与总功的比值,机械效率与省力情况无关,故D错误。
故选B。
7.B
【分析】在抬起过程中人施加的力的力矩应和物体重力的力矩相等,则找出重力力矩的变化即可得出力的变化.
【详解】在抬起过程中,外力的力臂不发生变化,而重力的力臂逐渐减小,重力不变,故重力力臂就小,因重力力矩和外力的力矩相等,则得力F逐渐减小.
故选B.
8.B
【详解】如图所示:
分析可知,人的拉力最大与体重mg相等(此时地面支撑力为0),提升的重物最大为
2T=1000N
考虑到滑轮重和摩擦的影响,提升的重物会比1000N略小。故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
9.ABD
【详解】A.钳子在正常使用时,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故A符合题意;
B.羊角锤在正常使用时,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故B符合题意;
C.取碗夹子在正常使用时,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故C不符合题意;
D.修树剪子在正常使用时,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故D符合题意。
故选ABD。
10.AC
【详解】A图
B图
C图,两段绳子分担动滑轮的总重,故
D图,三段绳子分担动滑轮的总重,故
故AC省力情况相同,AC符合题意。
故选AC。
11.CD
【详解】A.做功多少与功率大小和做功时间有关,功率较大的机械,若做功时间较少,做功不一定多,故A错误;
B.机械效率是有用功与总功之比,做功多的机械,如果额外功较大,有用功较小,有用功与总功的比值较小,则机械效率不一定高,故B错误;
C.功率是描述物体做功快慢的物理量,功率大,做功一定快,故C正确;
D.机械效率是有用功与总功的比值,与机械是否省力没有关系,故D正确。
故选CD。
12.BC
【详解】A.刀刃很薄,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故A错误;
B.铡刀在使用时,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故B正确;
C.由图知,甘蔗放在a点比b点时的阻力臂更小,在动力臂和阻力不变时,根据杠杆平衡条件可知,动力会更小,甘蔗更易被切断,故C正确;
D.图中F1方向竖直向下,F2方向垂直于杠杆向下,由动力臂的定义可知,手沿F1方向用力比沿F2方向用力时的动力臂要小,由杠杆平衡条件可知,动力更大,即F1>F2,所以手沿F1方向用力比沿F2方向更费力,故D错误。
故选BC。
13.900
【详解】根据题意知道,OA︰OB=3︰1,即
OA=3OB,
当重物对地面的压力为零时,杠杆A端受到的阻力等于物重G,由杠杆平衡条件知道,
F×OB=G×OA ,
所以,
.
14. 直径 省力
【详解】[1][2]动滑轮的支点O在绳与动滑轮最左边的接触点,动力的作用点在绳与动滑轮最右边的接触点,支点到动力作用线的距离为动力臂,即动滑轮的直径。物体对滑轮的拉力为阻力,作用点在动滑轮的轴心,支点到阻力作用线的距离为阻力臂,即动滑轮的半径。动力臂大于阻力臂,故可以省力 。
15. 80% 惯性
【详解】[1]有3股绳,滑轮组的机械效率为
[2]物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性,在上升过程中,拉木箱的绳子突然断了,木箱由于惯性会继续向上运动一段距离。
16.
【详解】由杠杆平衡条件可知,在阻力跟阻力臂的乘积一定时,动力臂越长,动力越小;图中支点在O点,因此OA作为动力臂最长;由于阻力使杠杆逆时针方向转动,所以动力的方向应该向上,过点A垂直于OA向上作出最小动力F1的示意图,如图所示:
17.
【详解】由工人站在地上可知拉力方向向下,绳子先系在定滑轮的固定挂钩上,然后再绕过下面的动滑轮再向上绕到定滑轮上,依次反复绕。如图所示:
18.(1) 相等 不是
(2)不相等
【详解】(1)[1][2]从支点到力的作用线的距离叫做力臂,AB的连线与水平面垂直,因此弹簧测力计竖直向上拉杠杆上的A点到拉B点,拉力力臂没有变化。阻力及阻力臂不变,拉力力臂不变,根据杠杆平衡条件可知拉力大小会不变,即两次实验中弹簧测力计的示数是相等;也说明作用在杠杆上的力的作用点到支点的距离不是影响杠杆平衡的因素。
(2)弹簧测力计斜拉时,阻力及阻力臂不变,拉力力臂改变,根据杠杆平衡条件可知拉力会改变,因此两次实验中弹簧测力计的示数不相等。
19. 费力 乙
【详解】(1)[1]已知绳子自由端移动的距离是物体M上升高度的3倍,即s=3h,所以提升物重绳子的有效股数为3,因此绳子需从动滑轮开始绕,依次绕过定滑轮和动滑轮,如下图所示:
(2)[2][3]根据表格数据可知
F甲>GM,F乙>GM
且
F甲<F乙
所以使用甲提升物体M时费力,使用乙提升物体M更费力。
20.360N
【详解】解:由杠杆平衡条件得
FL1=GL2
即
F×1m=1200N×0.3m
解得F=360N。
答:推车时,人手向上的力F应为360N。
21.(1)6m
(2)
(3)
【详解】(1)如图所示,承担座椅和动滑轮的绳子段数n=3,则绳自由端移动的距离s=nh=3×2m=6m
(2)绳子自由端移动的速度
(3)不计绳重和摩擦,小明的重力
22.(1)800J;(2)100N;(3)80%
【详解】解:(1)滑轮组做的有用功
(2)不计绳重和摩擦,绳端的拉力
则动滑轮的重力
(3)拉力做的总功
滑轮组效率
答:(1)滑轮组做的有用功为800J。
(2)动滑轮的重力为100N。
(3)滑轮组的机械效率为80%。
23.(1)180N;(2)9×103Pa ;(3)22.5N
【详解】解:(1)城砖的重力
(2)城砖按图乙方式放在水平地面上时,受力面积
它对地面的压力
它对地面的压强
(3) 要在AB的中点O处用一与AB垂直的水平力F将城砖推倒,可把城砖看成一个绕底部转动的杠杆,动力F的力臂大小等于城砖AC的长,即L1=0.4m,阻力为城砖的重力,阻力臂
根据杠杆平衡条件
代入数据,解得
答:(1)城砖的重力为180N;
(2)它对地面的压强为9×103Pa;
(3)F至少为22.5N。
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页
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