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第十二章 简单机械
选拔卷
（考试时间：60分钟 试卷满分：100分）
一、选择题：本题共14个小题，每小题3分，共42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．消防安全，人人有责。下列有关灭火器使用方法的分析不正确的是（ ）
A．提灭火器时，手靠近瓶口，容易提起
B．拔保险销时，放开手柄，有利于拔出
C．用力压手柄时，手靠近瓶口，容易压下
D．对准火源根部扫射，灭火物质覆盖可燃物，快速灭火
2．某升降式晾衣架的结构如图所示，该晾衣架没有应用到的简单机械是（ ）
A．动滑轮 B．定滑轮 C．轮轴 D．斜面
3．如图所示，物重为G的物体在不同简单机械中均处于平衡状态（不计机械自重和摩擦），拉力大小错误的是（
）
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A．F ＝G B．F ＝ C．F ＝ D．F ＝
1 2 3 4
4．在“富国强军”的时代要求下，大连造船厂建造了首艘国产航空母舰。在建造过程中需要使用大型起重机“龙
门吊”。它主要由主梁和支架构成，可以提升和平移重物，其示意图如图所示。在重物由主梁右端缓慢移到左
端的过程中，右支架对主梁的支持力F与重物移动距离s的关系图像是（ ）
A． B．
C． D．
5．把质量相等的A、B两物体挂在如图滑轮组下面，不计绳子、滑轮的重力和摩擦，放手后（ ）
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A．A上升 B．A下降 C．A、B均静止 D．无法判断
6．如图所示，两个等高的托盘秤甲、乙放在同一水平地面上，质量分布不均匀的木条AB重24N，A、B是木条两
端，O、C是木条上的两个点，AO＝BO，AC＝OC．A端放在托盘秤甲上，B端放在托盘秤乙上，托盘秤甲的
示数是6N．现移动托盘秤甲，让C点放在托盘秤甲上。此时托盘秤乙的示数是（ ）
A．8N B．12N C．16N D．18N
7．如图所示的三个滑轮分别拉同一物体沿同一水平地面做匀速直线运动，所用的拉力分别为F ，F ，F ，不计滑
1 2 3
轮重及绳与滑轮间摩擦，那么，下列关系式中正确的是（ ）
A．F ＞F ＞F B．F ＜F ＜F C．F ＞F ＞F D．F ＜F ＜F
1 2 3 1 2 3 2 1 3 2 1 3
8．甲物体静止在水平地面上时，对地面的压强为6×105Pa．现将甲物体用细绳挂在轻质杠杆的A端，杠杆的B端
悬挂乙物体，如图所示，当杠杆在水平位置平衡时，甲物体对地面的压强为 2×105Pa，已知：乙物体的质量为
2kg，AO：AB＝1：4，g取10N/kg。要使甲物体恰好被细绳拉离地面，则下列判断中正确的是（ ）
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A．甲物体的底面积应小于2×10﹣5m2
B．甲物体对地面的压力只需减少10N
C．杠杆B端所挂物体的质量至少增加2kg
D．可以移动支点O的位置，使OA：OB＝2：9
9．如图所示，甲、乙分别为同一滑轮组的不同绕法，忽略绳重及一切阻力。用图甲绕法匀速提升重为 900N的物
体时，机械效率为90%。下列判断正确的是（ ）
A．拉力F 的大小为450N
1
B．用图乙绕法匀速提升400N重物时，机械效率为80%
C．分别用两种绕法匀速提升相同重物时，图乙绕法机械效率大
D．分别用两种绕法匀速提升相同重物升高相同高度，F 做功少
2
10．在水平桌面上放一个重300N的物体，物体与桌面的摩擦力为60N，如图所示，若不考虑绳的重力和绳的摩擦，
使物体以0.1m/s匀速移动时，水平拉力F和其移动速度的大小为（ ）
A．300N 0.1m/s B．150N 0.1m/s
C．60N 0.2m/s D．30N 0.2m/s
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11．如图所示，拉力F为5N，物体A以0.1m/s的速度在物体B表面向左做匀速直线运动（B表面足够长）；物体
B静止在地面上，受到地面水平向左4N的摩擦力，弹簧测力计示数为12N．下列说法正确的是（ ）
A．物体A受到的摩擦力为10N
B．拉力F的功率为1.5W
C．滑轮组的机械效率为80%
D．拉力F增大到15N时，物体B开始向左运动
12．质量为60kg的工人用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼。已知工人在1min内将货物匀速提高6m，作用在钢
绳的拉力为400N，滑轮组的机械效率随货物重力的变化如图乙所示（机械中摩擦和绳重均不计）。下列说法正
确的是（ ）
A．作用在钢绳上的拉力的功率为400W
B．动滑轮的重力为200N
C．人对绳子的最大拉力为1000N
D．该滑轮组的最大机械效率为83.3%
13．为模拟盘山公路，现将连接了重1N小球的细线穿入一根长1m的细管，如图，将细管从竖直放置的圆柱体底
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部a点开始斜向上缠绕5圈后，恰好绕至顶部b点，相邻细管间的高度均为12cm，在b点处通过细线用0.8N的
拉力（与管的轴线平行）将管口的小球从a点匀速拉至b点，则缠绕在圆柱体上的细管（模拟的盘山公路）的
机械效率为（ ）
A．83.3% B．80% C．75% D．60%
14．现有一根形变不计、长为L的铁条AB和两根横截面积相同、长度分别为L 、L 的铝条a、b，将铝条a叠在
a b
铁条AB上，并使它们的右端对齐，然后把它们放置在三角形支架O上，AB水平平衡，此时OB的距离恰好为
L ，如图所示。取下铝条a后，将铝条b按上述操作方法使铁条AB再次水平平衡，此时OB的距离为L ．下列
a x
判断正确的是（ ）
A．若L ＜L ＜L，则L ＜L ＜ 成立
a b a x
B．若L ＜L ＜L，则L ＞ 成立
a b x
C．若L ＜L ， ＜L ＜L 成立
b a x a
D．若L ＜L ，则L ＜ 成立
b a x
二、填空题（每空1分，共20分）
15．如图是一种拉杆式旅行箱的示意图，使用时它相当于一个 杠杆（选填“省力”或“费力”）。若旅行
箱内装满物体且质量分布均匀，其总重为210N，轻质拉杆拉出的长度是箱体长度的二分之一，要使旅行箱和拉
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杆构成的杠杆水平平衡，则竖直向上的拉力F为 N。
16．往车上装重物时，常常用长木板搭个斜面，把重物沿斜面推上去，如图所示，工人用3m长的斜面，把120kg
的重物提高1m，假设斜面很光滑，则需要施加的推力为 ，若实际用力为500N，斜面的机械效率为
，重物受到的摩擦力为 。（g取10N/kg）。
17．在“探究杠杆的平衡条件”实验中，实验前杠杆静止时的位置如图（甲）所示，应将杠杆的平衡螺母向
（选填“左”或“右”）调节，直到杠杆在水平位置平衡。在A点悬挂3个质量均为50g的钩码，在B点用弹
簧测力计竖直向下拉杠杆，使其在水平位置重新平衡，如图（乙）所示，弹簧测力计的拉力是 N．（g
取10N/kg）
18．如图所示，杠杆AB放在钢制圆柱体的正中央水平凹槽CD中，杠杆AB能以凹槽两端的C点或D点为支点在
竖直平面内转动，长度AC＝CD＝DB，左端重物G＝12N．当作用在B点竖直向下的拉力F足够大时，杠杆容
易绕 （选填“C”或“D”）点翻转，为使杠杆AB保持水平位置平衡，拉力F ＝ N的最小值，
1
最大值F ＝ N．（杠杆、细绳的质量及摩擦均忽略不计）
2
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19．用如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”），动滑轮重为 N，3s内对
物体做的有用功为 J。
20．如图所示，小丽用滑轮组拉动重为600N的物体A．以0.1m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动10s。所施
加的拉力F＝100N（忽略绳重和滑轮重）。若该滑轮组的机械效率为75%，则绳端移动的距离为 m，滑
轮组做的有用功为 J，地面对物体A的摩擦力为 N。
21．在建筑工地上，小明同学利用如图所示的装置，用25N的拉力使重为300N的物体A沿着水平地面匀速运动。
A在运动时受到地面的摩擦力为其所受重力的0.2倍，不计绳重及滑轮组的摩擦。则动滑轮所受重力为
N，该装置的机械效率为 。若增加物体A的重力，仍使物体A匀速运动，则该装置的机械效率将
（选填“增大”、“减小”或“不变”）。
22．如图所示的简单机械是由固定的斜面和滑轮组成的。若斜面的长L与斜面高h的比值为2，整个机械的效率为
80%，则使用该机械将重物沿斜面缓慢拉上的过程中，作用力F与重物所受重力G的之比为 。
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三、实验探究题（每空1分，共23分）
23．图甲是某实验小组探究“杠杆的平衡条件”的实验装置。
（1）挂钩码前，杠杆在图甲所示的位置静止，此时杠杆处于 （选填“平衡”或“非平衡”）状态；要
想使杠杆在水平位置平衡，接下来应将杠杆两端的螺母向 （选填“左”或“右”）侧调节。
（2）图乙是一个平衡的杠杆，此时若推动右侧钩码的悬线（如图丙所示），就会发现杠杆 （选填“左
端下沉”、“仍然平衡”或“右端下沉”）。
（3）在探究过程中，需要进行多次实验的目的是 。
（4）某同学提出，若支点不在杠杆的中点，杠杆的平衡条件是否仍然成立？于是该小组利用图丁所示的装置进
行探究，在杠杆O点处挂上2个钩码，用弹簧测力计在A点处竖直向上拉，使杠杆在水平位置平衡，此时弹簧
测力计示数为 N。以弹簧测力计的拉力为动力F ，钩码处绳子拉力为阻力F ，多次改变动力作用点的
1 2
位置进行实验发现：当杠杆水平平衡时，F L 总是 （选填“大于”、“等于”或“小于”）F L ，其
1 1 2 2
原因可能是 。
（5）图丁中，弹簧测力计处在A点位置时，此杠杆属于 （选填“省力”或“费力”）杠杆，请举出
它在生活生产中的一个应用实例： 。
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24．斜面是一种简单机械，在生活和生产中使用斜面的好处是可以省力，如： 。那么斜面的省力情况与哪
些因素有关呢？（使用斜面的省力情况可以通过比较沿斜面拉力F与物体重力G的比值大小来判定，比值越小，
越省力）
小明做了如下猜想：
猜想1：与斜面的表面材料有关；
猜想2：与斜面的倾斜程度有关；
猜想3：与物体受到的重力大小有关。
小明为验证上述猜想，利用如图所示的装置进行了实验。实验中所用的物块材料及其表面粗糙程度相同，在沿
斜面拉力的作用下，在斜面上做匀速直线运动。实验中相关的记录如表。
实验序号 1 2 3 4 5 6
斜面倾角 （ ＞ （ ＞
1 1 2 2
） ）
1
θ θ θ θ θ θ θ θ
θ θ
斜面的表面材料 木板 毛巾 木板 木板 木板 木板
物块重G/N 2.0 2.0 4.0 6.0 2.0 2.0
沿斜面拉力F/N 1.35 1.52 2.70 4.05 1.52 1.70
回答下列问题：
（1）通过对比实验 中的数据可知，使用斜面省力的情况与斜面的表面材料有关；
（2）通过对比实验1、5、6中的数据，得出的结论是：在其他条件相同时， ；
（3）为验证猜想3，小明做了实验 （填写实验序号），分析实验数据后，小明认为这几次实验省力情
况相同，依据是 。
【拓展】完成实验后，小明沿斜面用1.8N的拉力，将重为4.5N的物体从斜面底端匀速拉到了顶端。已知斜面
长1.2m、高0.3m，则斜面的机械效率是 %．（把重物直接提升0.3m所做的功作为有用功）
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25．某小组在“测滑轮组机械效率的实验”中得到的数据如表所示，实验装置如图所示。
（1）实验中应沿竖直方向 缓慢拉动弹簧测力计。
（2）小组同学发现实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，应该静止读数，你认为他的想法
（选填“正确”或“不正确”），因为他没有考虑到 对滑轮组机械效率的影响。
（3）用丁图装置进行实验，得出表中第4次实验数据，请将表中的两个数据填写完整。
（4）通过比较 两次实验数据得出结论：使用同一滑轮组提升同一重物时，滑轮组的机械效率与绳子段
数无关（填实验次数的序号）
（5）通过比较 两次实验数据得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高。
（填实验次数的序号）
（6）通过比较3、4两次实验数据可得出结论：
实验次数 钩码重量G/N 钩码上升高度 绳端拉力F/N 绳端移动距离 机械效率
h/m s/m
η
1 4 0.1 2.7 0.2 74%
2 4 0.1 1.8 0.3 74%
3 8 0.1 3.1 0.3 86%
4 8 0.1 2.5
四、计算题（26题8分，27题7分，共15分）
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26．（8分）图甲是《天工开物》中记载的三千多年前在井上汲水的桔槔，其示意图如图乙。轻质杠杆的支点O距
左端l ＝0.5m，距右端l ＝0.2m。在杠杆左端悬挂质量为2kg的物体A，右端挂边长为0.1m的正方体B，杠杆
1 2
在水平位置平衡时，正方体B对地面的压力为20N．求：
（1）（2分）此时杠杆左端所受拉力大小为多少牛顿？
（2）（3分）正方体B的密度为多少千克每立方米？
（3）（3分）若该处为松软的泥地，能承受最大压强为 4×103Pa，为使杠杆仍在水平位置平衡，物体A的重力
至少为多少牛顿？
27．（7分）由于突降暴雨，一件体积为0.3m3的物资浸没在了水坑中，其上表面距水面2m。如图是打捞物资所
用起重机滑轮组的装置图，动滑轮重为600N且始终露在水面外，电动机的输出功率恒为9kW。打捞过程中，
物资从水底开始运动到上表面刚露出水面前以某一速度做匀速直线运动；物资从完全离开水面到竖直提升到离
水面3m高的过程中，保持1m/s的速度匀速运动，在此过程中电动机所拉绳子的拉力刚好达到这根绳子所能承
受的最大拉力。已知水的密度为1.0×103kg/m3，g取10N/kg。不计绳子的重力、水和空气的阻力及绳子与滑轮
组的摩擦。求：
（1）（1分）物资浸没在水中时所受的浮力。
（2）（3分）电动机所拉绳子承受的最大拉力。
（3）（3分）物资浸没在水中匀速提升的过程中，滑轮组的机械效率。
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