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班级 姓名 学号 分数
第12章 简单机械 (A卷·夯实基础)
(时间:60分钟,满分:100分)
一.选择题(共15小题)
1.(精选•盐城)旗杆顶端装有定滑轮,升旗时旗手向下拉绳子,国旗冉冉升起。下列说法正确的是(
)
A.旗手对绳的拉力一定等于国旗重力
B.旗手对绳的拉力等于国旗重力的一半
C.国旗上升的距离等于被旗手拉下的绳端移动距离
D.国旗上升的距离等于被旗手拉下的绳端移动距离的一半
【解析】解:AB、旗杆顶端装有的定滑轮,实质是等臂杠杆,使用时,不省力也不费力。不计绳重和
摩擦且国旗匀速上升时,旗手对绳的拉力一定等于国旗重力,若计绳重和摩擦,旗手对绳的拉力大于国
旗重力,故AB错误;
CD、旗杆顶端装有定滑轮,定滑轮实质是等臂杠杆,使用时,不省距离也不费距离,则国旗上升的距
离等于被旗手拉下的绳端移动距离,故C正确、D错误。
【答案】C。
2.(精选•广州)如图显示的是甲、乙两机械的参数。甲、乙相比,甲的( )
A.总功较大 B.有用功较小
C.额外功较大 D.机械效率较低
【解析】解:AD.由图可知,W甲有 =1500J,W乙额 =900J,
甲
=75%,
乙
=70%,
η η
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由 = 可得,W甲总 = = =2000J,W乙总 = = =3000J,故AD错误;
η
BC.由W有+W额 =W总 可得,W甲额 =W甲总 ﹣W甲有 =2000J﹣1500J=500J,W乙有 =W乙总 ﹣W乙额 =
3000J﹣900J=2100J,故B正确、C错误。
【答案】B。
3.(精选•湘西州)杠杆在生活中有很多应用,如图甲、乙两个同学正在玩跷跷板,甲同学欲使静止的跷
跷板向下,他可采取的有效方法是( )
A.向后移动 B.向前移动
C.前后移动都行 D.请乙后退点
【解析】解:甲同学欲使静止的跷跷板向下,根据杠杆的平衡条件可知,可以增大甲的压力或增大甲的
压力的力臂,故他可以向后移动;若乙后退点,则乙的力臂变大,乙的压力与其力臂的乘积变大,跷跷
板的右端不会向下,故A正确。
【答案】A。
4.(精选•营口)如图所示的工具中,属于费力杠杆的是( )
A. 瓶盖起子 B. 食品夹
C. 核桃钳 D. 起钉锤
【解析】解:A、瓶盖起子在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故A错误;
B、食品夹在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故B正确;
C、核桃钳在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故C错误;
D、起钉锤在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故D错误。
【答案】B。
5.(精选•贺州)现有若干个规格相同的钩码,如图所示,为了使杠杆在水平位置平衡,应在杠杆的 A点
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挂( )个钩码。
A.1 B.2 C.3 D.4
【解析】解:设每个钩码重为G,杠杆每格长度为L,由杠杆平衡条件得:2G×6L=nG×4L,则n=3。
【答案】C。
6.(精选•广西)如图是小华在劳动教育实践活动中体验中国传统农耕“舂稻谷”的示意图。小华若要更
省力,下列做法可行的是( )
A.支点不动,脚在杆上的位置前移
B.将支点靠近人,脚在杆上的位置不动
C.将支点靠近人,同时脚在杆上的位置前移
D.将支点远离人,同时脚在杆上的位置后移
【解析】解:A、支点不动,脚在杆上的位置前移,此时阻力、阻力臂不变,动力臂变小,根据杠杆的
平衡条件可知,动力变大,不能省力,故A错误;
B、将支点靠近人,脚在杆上的位置不动,此时阻力不变,阻力臂变大,动力臂变小,根据杠杆的平衡
条件可知,动力变大,不能省力,故B错误;
C、将支点靠近人,同时脚在杆上的位置前移,阻力不变,阻力臂变大,动力臂变小,根据杠杆的平衡
条件可知,动力变大,不能省力,故C错误;
D、将支点远离人,同时脚在杆上的位置后移,阻力不变,阻力臂变小,动力臂变大,根据杠杆的平衡
条件可知,动力变小,能省力,故D正确。
【答案】D。
7.(精选•岳阳)A中的杠杆和物体处于静止状态,B、C、D中的物体被匀速吊起,所有物体重力均为
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G,不计动滑轮重力、绳重和一切摩擦,则所用拉力F最小的是( )
A. B.
C. D.
【解析】解:A、图中,动力臂为阻力臂的一半,所以动力为阻力的2倍,即F=2G;
B、图中为定滑轮,不省力,所以F=G;
C、图中有2段绳子承担物体的重,所以F= G;
D、图中有3段绳子承担物体的重,所以F= G;
综上,D图中所用拉力F最小。
【答案】D。
8.(精选•乐山)下列属于费力杠杆的是( )
A. 赛艇的桨
B. 独轮车
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C. 钳子
D. 修剪树枝的剪刀
【解析】解:A、船桨在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,符合题意;
B、独轮车在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,不合题意;
C、钳子在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,不合题意;
D、修剪树枝的剪刀在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,不合题意。
【答案】A。
9.(精选•宜宾)如图所示,先调节杠杆水平平衡,再保持杠杆左边A处所挂钩码的位置和个数不变(每
个钩码重0.5N,杠杆每格长5cm),用弹簧测力计分别在杠杆右边的不同位置竖直向下拉杠杆,使杠杆
保持水平平衡,记录每次弹簧测力计的示数F和对应悬挂位置到O轴的距离L,在F﹣L坐标系中作出
图像。其中正确的是( )
A.
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B.
C.
D.
【解析】解:由题意可知,保持杠杆左边A处所挂钩码的位置和个数不变,则左边的力与力臂的乘积不
变,则右面的F与L的力臂的乘积也不变,即F与L是成反比的,故A图正确。
【答案】A。
10.(精选秋•庐江县期末)在同样的条件下,小明利用两个不同的动滑轮把木料拉上四楼时,他发现利
用较轻的动滑轮在提升木料时机械效率较高,这是因为( )
A.可以减少有用功
B.在总功不变的情况下增加有用功
C.在总功不变的情况下减少额外功
D.在有用功不变的情况下减少总功
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【解析】解:提升相同的木料到四楼,所做的有用功是相同的,利用较轻的动滑轮,所做的额外功较少,
这样总功减少,有用功在总功中所占的比例增大,机械效率很提高。
【答案】D。
11.(精选•雨花区校级开学)如图所示,是自卸车的示意图,车厢部分可视为杠杆,则下列分析正确的
是( )
A.C点是支点,液压杆施的力是动力,货物重力是阻力
B.B点是支点,物体A放在车厢前部可省力
C.C点是支点,物体A放在车厢后部可省力
D.B点是支点,物体A放在车厢前部要费力
【解析】解:由图可知车厢绕着点C转动,所以C点为支点,货物对杠杆的压力是阻力,不能说重力是
阻力,故A错误;
当物体A放在车厢的后部时,动力臂大于阻力臂,因此省力,所以选项B、D都错误,C正确。
【答案】C。
12.(精选•温州模拟)人踮脚时脚掌可以看作一个杠杆,下列能正确表示踮脚时该杠杆的支点、动力和
阻力的示意图是( )
A. B.
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C. D.
【解析】解:踮起脚时,脚尖O为支点,人的重力落在脚掌中为阻力,脚干对脚跟的拉力为动力,动力
臂大于阻力臂,是一个省力杠杆;如A。
【答案】A。
13.(精选秋•淮南月考)如图所示,用大小相同的拉力 F把等质量的甲、乙两物体沿斜面AB、AC从底
端匀速拉到斜面顶端,两次的机械效率分别为 、 ,下列分析正确的是( )
甲 乙
η η
A.
甲
>
乙
B.
甲
<
乙
C.η甲 =η乙 D.η条件不η足,无法比较
【解η析】η解:已知AB>AC,拉力相同,由W=Fs可知,W
1总
>W
2总
;已知物体的重力不变,斜面的
高度不变,故由W=Gh可知,将等质量的甲、乙两物体分别沿斜面AB、AC从底部匀速拉到顶点所做
的有用功相同,W
1有
=W
2有
;因为W
1总
>W
2总
,由 = 可得,
甲
<
乙
。
η η η
【答案】B。
14.(精选秋•溧阳市期中)在某场馆建设中,采用了如图所示的装置提升重物,当工人师傅们用 800N的
拉力F向下拉绳,使重1200N的重物匀速上升了5m,下列说法中不正确的是( )
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A.绕在动滑轮上每股绳的拉力为600N
B.拉力F做功为8×103J
C.滑轮组的机械效率为75%
D.动滑轮的重可能为380N
【解析】解:A、已知绳子末端的拉力F为800N,同一根绳子上的拉力相同,则缠绕在动滑轮上每股绳
的拉力都为800N,故A错误;
B、由图知,滑轮组绳子的有效股数n=2,拉力端移动距离:s=nh=2×5m=10m,
拉力F做功:W总 =Fs=800N×10m=8×103J,故B正确;
C、拉力做的有用功:W有用 =Gh=1200N×5m=6×103J,
滑轮组的机械效率: = ×100%= ×100%=75%,故C正确;
η
D、拉力做的额外功:W额 =W总 ﹣W有用 =8×103J﹣6×103J=2×103J,
若不计摩擦和绳重,由W额 =G动h可得,动滑轮重力:
G动 = = =400N,
而题目中未说明不计摩擦和绳重,则克服动滑轮的重力做的额外功应该小于 2×103J,故动滑轮的重力应
小于400N,可能为380N,故D正确。
【答案】A。
15.(精选春•涵江区期末)用如图所示的滑轮将重5N的物体匀速提升10cm,如果动滑轮的重为1N,说
法正确的是( )
A.拉力F一定为3N
B.绳子向上移动的距离为20cm
C.拉力F一定为6N
D.绳子向上移动的距离为10cm
【解析】解:图中动滑轮一共有两根绳子承担物重,n=2:F= = =3N,但题干中并
未说明忽略绳子的重力和摩擦,所以拉力应大于3N,但也不一定等于6N,故AC错误;绳子自由段移
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动的距离s=nh=2×0.1m=0.2m=20cm,故B正确,D错误。
【答案】B。
二.填空题(共5小题)
16.(精选•齐齐哈尔)杠杆是我们生活中一种常见的简单机械,如图所示,轻质杠杆 OA可绕O点无摩
擦转动,A点悬挂一个重为20N的物体,B点施加一个竖直向上的拉力F,使杠杆在水平位置平衡,且
OB:AB=2:1。则F= 3 0 N,此杠杆是 费力 杠杆。
【解析】解:杠杆水平平衡时,A端受到的阻力大小F
A
=G物 =20N,动力F的力臂为OB,阻力F
A
的
力臂为OA,由杠杆平衡条件F •L =F •L 可得:F•OB=F •OA,因为OB<OA,所以F>F ,即杠杆
1 1 2 2 A A
为费力杠杆;
因为OB=2AB,所以OA=OB+AB=3AB,即OB:OA=2:3,由F•OB=F •OA可得F的大小为:
A
。
【答案】30;费力。
17.(精选•鞍山)端午节是我国的传统节日,很多地方会举办龙舟赛来庆祝端午节(如图所示)。划龙
舟时所用的桨是 费力 (填“省力”或“费力”)杠杆,龙舟到达终点后,虽然运动员停止划水,但
是龙舟由于 惯性 仍会继续向前运动。
【解析】解:
运动员用桨划船时,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆;
停止划水,由于惯性,龙舟会保持原来的运动状态,继续前进一段路程。
【答案】费力;惯性。
18.(精选•吉林)如图是吉他的变音夹,两手柄绕 O点转动,用力按压手柄时弹簧被压缩,说明力可以
改变物体的 形状 ,手柄OAB属于 省力 杠杆。
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【解析】解:用力按压手柄时弹簧被压缩,说明力可以改变物体的形状。手柄 OAB中的O点是支点,
可以看出图中动力作用在B点附近,阻力作用在A点附近,杠杆的动力臂大于阻力臂,所以OAB属于
省力杠杆。
【答案】形状;省力。
19.(精选•甘孜州)如图所示,某同学用完全相同的钩码验证杠杆的平衡条件。杠杆调节平衡后,在杠
杆上A点处挂4个钩码,为使杠杆重新平衡,应在B点处挂 6 个钩码;如果A、B两处再各挂一个
钩码,杠杆的 左 (选填“左”或“右”)端会下沉。
【解析】解:
(1)设杠杆一格的长度是L,一个钩码重是G,
由杠杆平衡条件F L =F L 得,
1 1 2 2
图甲中,4G×3L=nG×2L,解得:n=6;
(2)如果再在A、B两处各加挂一个钩码,5G×3L>7G×2L,所以杠杆左端下沉。
【答案】6;左。
20.(精选•抚顺)如图所示为吃核桃时使用的一种工具“碎核桃杯”。只要轻轻用力握下手柄,核桃坚
硬的外壳就会被压碎。“碎核桃杯”的手柄相当于一个 省力 (填“省力”、“等臂”或“费力”)
杠杆;核桃的碎片在 重力 作用下落到杯底;杯的外壁比较粗糙,是为了增大与手之间的 摩擦 力,
防止杯脱落。
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【解析】解:
(1)由图片可知,“碎核桃杯”的手柄在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;
(2)核桃的碎片在重力的作用下落到杯底;
(3)杯的外壁比较粗糙,是通过增大接触面的粗糙程度增大与手之间的摩擦力,防止杯脱落。
【答案】省力; 重力; 摩擦。
三.作图题(共2小题)
21.(精选•云南)在图中,画出动力F的力臂L。
【解析】解:杠杆能绕O点转动,即O为支点,过O点向动力F作用线作垂线段,即为其力臂L,如图
所示:
22.(精选•聊城)如图是起重机将货物吊起的情景。O为支点,F 为动力,F 为阻力。请画出阻力F 的
1 2 2
力臂l .
2
【解析】解:已知图中支点为O点,阻力F 的方向竖直向下,阻力臂是支点到阻力作用线的垂线段。
2
如图所示:
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四.实验探究题(共2小题)
23.(精选秋•宿迁期中)在“探究杠杆平衡条件的实验”中:
(1)如图甲所示,实验前,杠杆右端下沉,则应将左端的平衡螺母向 左 (选填“左”或“右”)
调节;实验过程中,总是使杠杆在水平位置平衡,目的是 方便测量力臂 ;
(2)如图乙所示,在探究过程中,我们需要测量和记录动力、动力臂、阻力、阻力臂四个物理量,在
进行多次实验时,我们 可以 (选填“可以”或“不可以”)同时改变多个物理量进行探究;
(3)如图丙所示,当弹簧测力计由M位置倾斜至N位置时,要使拉力大小不变,杠杆继续在水平位置
处于平衡,则应 减小 (选填“增大”或“减小”)悬挂的钩码总质量;
(4)如图丁所示,杠杆在水平位置平衡,如果在杠杆两侧各去掉一个相同的钩码,则杠杆 右 (选
填“左”或“右”)端将上翘。
【解析】(1)调节杠杆在水平位置平衡,杠杆左端偏高,左端的平衡螺母应向上翘的左端移动,使杠
杆在水平位置平衡,这样方便测量力臂;
(2)在“探究杠杆平衡条件”实验时本实验中,不断改变力和力臂,可以同时改变多个物理量,多次
进行实验;
(3)若拉力F向右倾斜时,此时F的力臂变短,根据杠杆的平衡条件,则F和L乘积变小,要使拉力
大小不变,杠杆继续在水平位置处于平衡,根据杠杆平衡条件可知,钩码力臂不变,应减小钩码总质量;
(4)设一个钩码的重力为G,杠杆一个小格代表L,如果在图丁中杠杆两侧各去掉一个相同的钩码时,
杠杆的左端:2G×2L=4GL,杠杆的右端:1G×3L=3GL,所以杠杆的右端力和力臂的乘积小于左端的
乘积,所以杠杆右端上翘。
【答案】(1)左;方便测量力臂;(2)可以;(3)减小;(4)右。
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24.(精选春•桂林期末)同学们共同研究滑轮的特点。
(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,但可以改变
力的方向 。他们通过进一步分析还发现:使用定滑轮时,相当于一个 等臂 杠杆。
(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,记录的数据
如右表。
实验序号 滑轮重力/N 弹簧测力计示数/N
1 1 ≈2.5
2 2 ≈3.0
3 3 ≈3.5
①通过观察和比较测量结果,可得初步结论:使用动滑轮可以省力,但不能改变 力的方向 ;用动
滑轮匀速竖直提起同一重物时,不考虑绳重、滑轮与绳子之间的摩擦力,弹簧测力计的示数等于提升重
力的 一半 。
②若还想继续研究用动滑轮匀速缓慢提起物体时,拉力方向对拉力的影响,则需要选择 相同 滑轮
与 相同 重力的物体来进行实验对比(均选填“相同”或“不同”)。
(3)他们组装了滑轮组,进行的实验如图丙所示.他们通过分析数据发现,利用滑轮组提升重物时,
若动滑轮重、绳重和摩擦不计,动滑轮被几段绳子吊起,所用的力就是物重的 几分之一 。
【解析】解:(1)定滑轮既不省力,也不费力,但可以改变力的方向,支点在转轴上,动力臂和阻力
臂都等于半径,其实质是一个等臂杠杆;
(2)①动滑轮不能改变力的方向,但可以省力,由于动滑轮和物体的总重力由两段绳子承担,所以用
动滑轮匀速竖直提起同一重物时,不考虑绳重、滑轮与绳子之间的摩擦力,弹簧测力计的示数等于提升
重力的一半;
②根据控制变量法,要研究用动滑轮匀速缓慢提起物体时,拉力方向对拉力的影响,要保证使用相同
的滑轮和相同重力的物体,只改变拉力的方向;
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(3)根据滑轮组的特点可知:利用滑轮组提升重物时,若动滑轮重、绳重和摩擦不计,动滑轮被几段
绳子吊起,所用的力就是物重的几分之一。
【答案】(1)力的方向;等臂;(2)力的方向;一半;相同;相同;(3)几分之一。
五.计算题(共2小题)
25.(精选春•金安区校级期末)工人用一辆独轮车搬运泥土,独轮车各部分如图所示。车斗和泥土的总
质量为240kg,车轮与地面的总接触面积为100cm2,求
(1)车斗和泥土的总重力;
(2)工人运泥土时抬起独轮车需要用的力F;
(3)工人运泥土抬起独轮车时车轮对水平地面的压强。
【解析】解:(1)车斗和泥土的总质量为240kg,车斗和泥土的总重力:G=mg=240kg×10N/kg=
2400N;
(2)由图可知,独轮车重力G的力臂为0.3m,动力F的力臂为1.8m,根据杠杆平衡条件可得:GL =
G
FL ,则F= = =400N;
F
(3)工人运泥土抬起独轮车时车轮对地面的压力等于动力 F与重力G之差,此时车轮对水平地面的压
强:p= = =2×105Pa。
答:(1)车斗和泥土的总重力为2400N;
(2)工人运泥土时抬起独轮车需要用的力F为400N;
(3)工人运泥土抬起独轮车时车轮对水平地面的压强为2×105Pa。
26.(精选秋•东平县月考)如图是建筑工人用滑轮组提升建筑材料的场景,在 10s的时间内,工人师傅用
竖直向上的拉力将建筑材料匀速提升了 1m,建筑材料的重力G为900N,不计绳重及摩擦,动滑轮重
60N,求这个过程中:
(1)绳子自由端移动的距离。
(2)拉力F的大小。
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【解析】解:(1)由图可知,n=3,则绳子自由端移动的距离:
s=nh=3×1m=3m;
(2)不计绳重及摩擦,拉力F的大小为:
F= (G+G动 )= (900N+60N)=320N。
答:(1)绳子自由端移动的距离为3m;
(2)拉力F的大小为320N。
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