中考物理一轮复习专题14简单机械 检测卷 解析版Word格式.docx
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指甲剪由三条杠杆组成,其中既有省力杠杆也有费力杠杆,但其最终可以达到省力的目的,所以为省力机械,但使用任何机械都不省功,故A错误。
定滑轮的实质是等臂杠杆,不省力也不费力,但可以改变力的方向,故B正确。
滑轮组可以省力,但费距离,且不可能省功,故C错误。
使用任何机械都要做额外功,所以机械效率不可能达到100%,故D错误。
故选B。
4.如图所示的四种用具中,正常使用时属于省力杠杆的是( )。
A.天平
B.裁纸刀
C.筷子
D.钓鱼竿
【解析】本题主要考查对杠杆分类方法的了解,动力臂大于阻力臂的杠杆为省力杠杆,动力臂小于阻力臂的杠杆为费力杠杆,动力臂等于阻力臂的杠杆为等臂杠杆。
天平在使用过程中,动力臂等于阻力臂,属于等臂杠杆,故A错误。
裁纸刀在使用过程中,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故B正确。
筷子在使用时,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,故C错误。
钓鱼竿在使用时,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,故D错误。
5.如图所示,在均匀杠杆的A处挂3个钩码,B处挂2个钩码,杠杆恰好在水平位置平衡,已知每个钩码的质量均为50g,若在A,B两处各加1个钩码,那么杠杆( )。
A.右边向下倾斜;
B.左边向下倾斜;
C.仍保持水平位置平衡;
D.无法确定杠杆是否平衡
【答案】A。
【解析】
(1)杠杆的平衡条件:
动力×
动力臂=阻力×
阻力臂,即F1×
L1=F2×
L2;
(2)在A、B两处再各加挂一个50g的钩码后,分析两边的力和力臂的乘积是否还相等,据此判断杠杆是否还平衡。
(1)如图所示,每个钩码的质量为50g,重力为G=mg=0.05kg×
10N/kg=0.5N,杠杆上每小格的长度假设为1cm,则FA=0.5N×
2=1N,LA=1cm×
2=2cm,FB=0.5N,LB=1cm×
4=4cm;
所以FA×
LA=FB×
LB;
(2)在A、B两处再各加挂一个50g的钩码后,FA′=0.5N×
3=1.5N,FB′=0.5N×
2=1N,LA和LB的长度都不变,则FA′×
LA=1.5N×
2cm=3N•cm,FB′×
LB=1N×
4cm=4N•cm
因为FA′×
LA<FB′×
LB
所以杠杆右边下倾。
故选A。
6.如图,O为杠杆的支点,杠杆右端挂有重为G的物体,杠杆在力F1的作用下在水平位置处于平衡。
如果用力F2代替力F1使杠杆仍在图中位置保持平衡,下面关系正确的是()。
A.F2<
F1<
G;
B.F1=F2=G;
C.F2>
F1>
D.F1>
F2>
G
【解析】根据图中所示,可以看出阻力臂大于动力臂,故动力小于阻力G;
F2与力臂垂直,要保持图中状态不变,故F2小于F1,所以正确答案是D。
7.关于简单机械下列说法中正确的是()。
A.定滑轮能改变力的大小,也能改变力的方向;
B.使用滑轮组不仅省力而且省功;
C.做功越多的机械,其机械效率就越高;
D.功率越大的机械,做功就越快
【解析】A.定滑轮能改变力的大小,也能改变力的方向;
此说法错误。
定滑轮可以改变力的方向但不能改变力的大小。
使用滑轮组,可以省力,但不能省功。
此说法错误,简单机械做功多,但不能说明其效率就高。
D.功率越大的机械,做功就越快;
此说法正确。
功率就是描述做功快慢的物理量,功率大,说明做功快。
正确答案是D。
8.如图所示,小明分别用甲、乙两个滑轮把同一袋沙子从地面提到二楼,用甲滑轮所做的总功为W1,机械效率为η1;
用乙滑轮所做的总功为W2,机械效率为η2。
若不计绳重与摩擦,则( )。
A.W1=W2,η1=η2;
B.W1=W2,η1<η2;
C.W1<W2,η1>η2;
D.W1>W2,η1>η2
【解析】根据总功等于有用功加上额外功,由图可知甲是定滑轮,乙是动滑轮,所以利用乙滑轮做的额外功多,可以比较出两种情况的总功大小;
再根据两种情况的有用功相同,利用
即可比较出二者机械效率的大小。
因为小明分别用甲、乙两个滑轮把同一袋沙子从地面提到二楼,所以两种情况的有用功相同;
当有用功一定时,利用机械时做的额外功越少,则总功越少,机械效率越高;
因为乙滑轮是动滑轮,所以利用乙滑轮做的额外功多,则总功越多,机械效率越低。
即W1<W2,η1>η2,所以C选项正确。
9.用相同的滑轮和绳子分别组成如图所示的甲、乙两个滑轮组,把相同的重物匀速提升相同的高度。
若不计绳重及摩擦,下列说法正确的是()。
A.绳子受的拉力F1和F2大小相等,滑轮组的机械效率相同;
B.绳子受的拉力F1和F2大小不相等,滑轮组的机械效率不同;
C.绳子自由端移动的距离不相等,拉力对滑轮组所做的功相等;
D.绳子自由端移动的距离不相等,拉力对滑轮组所做的功不相等
【解析】由图可知,甲滑轮组n=2,乙滑轮组n=3,;
货物重相同,故
,
;
甲图中,绳子自由端移动的距离是物体升高h的2倍,乙图中,绳子自由端移动的距离是物体升高h的3倍,所以,两个力对物体做功相同(忽略绳重及摩擦)。
所以,正确答案是C。
10.分别使用定滑轮、动滑轮、两个定滑轮和两个动滑轮组成的滑轮组,匀速提升同一物体到同一高度处,其机械效率分别为η定、η动、η组(不计绳重和摩擦,设每个滑轮质量相等),则下列选项中正确的是( )。
A.η组<η动<η定;
B.η动<η定<η组;
C.η定<η动<η组;
D.η定<η组<η动
【解析】克服物体的重力所做的功是有用功,由题知匀速提升同一物体到同一高度处,可知做的有用功相同;
不计绳子质量和摩擦,额外功W额=G轮h,知道使用定滑轮、动滑轮、滑轮组的动滑轮的个数为0、1、2,可以得出做的额外功的大小关系,由于W总=W有用+W额,可以得出所做的总功的大小关系,再利用效率公式比较三种情况下机械效率的高低。
匀速提升同一物体到同一高度处,由W有用=Gh可知,三种情况下做的有用功相同,大小都为W有用;
不计绳子质量和摩擦,所做的额外功:
W额=G动h,使用定滑轮、动滑轮、滑轮组时,动滑轮的个数分别为0、1、2,使用定滑轮、动滑轮、滑轮组时,做的额外功:
W额定<W额动<W额组,由W总=W有用+W额可知三种情况下做的总功:
W定<W动<W组,由
可知,使用定滑轮、动滑轮,滑轮组的机械效率:
η组<η动<η定。
11.建筑工人用如图所示的滑轮组,在4s内将重为1500N的物体沿水平方向匀速移动2m的过程中,所用的拉力大小为375N,物体受到水平地面的摩擦力为物重的0.4倍。
在此过程中下列说法正确的是( )。
A.绳子自由端沿水平方向移动了6m;
B.物体受到的拉力为750N;
C.拉力F的功率为750W;
D.滑轮组的机械效率为80%
【解析】A.由图可知,n=2,则绳子自由端沿水平方向移动的距离s=nSA=2×
2m=4m,故A错误。
B.物体沿水平方向匀速移动时处于平衡状态,物体受到的拉力和摩擦力是一对平衡力,
则物体受到的拉力FA=f=0.4G=0.4×
1500N=600N,故B错误。
C.拉力F做的功W总=Fs=375N×
4m=1500J,则拉力F的功率
,故C错误。
D.有用功W有=FASA=600N×
2m=1200J,则滑轮组的机械效率
,故D正确。
故选D。
12.如图所示的滑轮组中,动滑轮重1N,小强用6N的拉力F通过该滑轮组匀速拉起重10N的物体,物体沿竖直方向上升0.4m.此过程中,额外功和机械效率分别是( )。
A.0.4J、83.3%;
B.0.8J、91.7%;
C.0.8J、83.3%;
D.0.4J、91.7%
(1)由图知,n=2,拉力端移动距离s=2h=2×
0.4m=0.8m,W总=FS=6N×
0.8=4.8J,
W有用=Gh=10N×
0.4m=4J,W额=W总﹣W有用=4.8J﹣4J=0.8J;
(2)滑轮组的机械效率:
。
13.(多选题,4分)在斜面上将一个质量为5kg的物体匀速拉到高处,如图所示,沿斜面向上的拉力为40N,斜面长2m、高1m;
把重物直接提升h所做的功作有用功(g取10N/kg)。
下列说法正确的是( )。
A.物体只受重力、拉力和摩擦力三个力的作用;
B.做的有用功是50J;
C.此斜面的机械效率为62.5%;
D.物体受到的摩擦力大小为10N
【答案】B、C。
(1)对物体进行受力分析,受重力、支持力、摩擦力和拉力;
(2)已知物体的重力和提升的高度(斜面高),根据公式W=Gh可求重力做功,即提升物体所做的有用功;
(3)求出了有用功和总功,可利用公式
计算出机械效率;
(4)总功减去有用功即为克服摩擦力所做的额外功,根据W额=fS求出物体所受斜面的摩擦力。
沿斜面向上拉物体时,物体受重力、支持力、摩擦力和拉力四个力的作用,故A错误。
所做的有用功:
W有用=Gh=mgh=5kg×
10N/kg×
1m=50J,故B正确。
拉力F对物体做的总功:
W总=Fs=40N×
2m=80J;
斜面的机械效率为:
,故C正确。
克服摩擦力所做的额外功:
W额=W总﹣W有=80J﹣50J=30J,由W额=fs可得,物体受到的摩擦力:
,故D错误。
故选B、C。
二、填空题(每空2分,共28分)
14.如图所示,撬起瓶盖的起瓶器是属于 杠杆(选填“省力”、“费力”或“等臂”),其支点是图中 点。
【答案】省力、A。
(1)根据杠杆绕着转动的固定点叫支点,可判断杠杆的支点;
(2)结合图片和生活经验,先判断起瓶器在使用过程中,动力臂和阻力臂的大小关系,再判断它是属于哪种类型的杠杆。
根据起瓶器的使用可知,支点是A点,动力作用在手与起瓶器接触点,阻力作用在B点,所以,起瓶器在使用过程中,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆。
故答案为:
省力、A。
15.如题图所示,由不同物质制成的甲和乙两种实心球的体积相等,此时杠杆平衡(杠杆自重、挂盘和细线的质量忽略不计)。
则杠杆左右两边的力臂之比为,1个甲球和1个乙球的质量之比为,甲球和乙球的密度之比为。
【答案】答案是:
2:
1、1:
3、1:
3。
【解析】图中,杠杆平衡,左侧杠杆力臂是右侧杠杆力臂的2倍,力臂之比是:
1;
如果甲物体质量用m甲、乙物体质量用m乙表示,那么可以得到:
即:
,质量之比为1:
3;
由于甲乙两球体积相同,故其密度比也是1:
故,答案是:
16.如图所示,在竖直向上大小为10N力F的作用下,重物A沿竖直方向匀速上升。
已知重物A上升速度为0.2m/s,不计滑轮重、绳重及绳与滑轮间摩擦,则物体的重力大小和滑轮上升的速度分别为和。
【答案】5N、0.1m/s。
【解析】根据题干中图可知:
该滑轮动滑轮的特殊使用方法,根据动滑轮的特点可知:
F=2G=10N,则G=5N;
F移动的距离是物体移动距离的二分之一,故重物A上升速度为0.2m/s,F上升的速度就是0.1m/s。
5N、0.1m/s。
17.如图所示的三个滑轮中,属于动滑轮的是
,若滑轮的自重和摩擦不计,当分别沿力F1、F2和F3方向匀速提起同一物体时,则F1、F2、F3的大小关系是
。
【答案】故答案为:
乙;
F1=F3>F2。
【解析】不计摩擦和动滑轮重;
用F1的力提升重物时,用的是定滑轮;
根据定滑轮不省力,故F1=G。
用F2的力提升重物时,用的是动滑轮;
根据动滑轮能够省一半的力,故F2=
用F3的力提升重物时,用的是定滑轮;
根据定滑轮不省力,但可以改变力的方向,故F3=G。
18.一辆汽车不小心陷进了泥潭中,按如图所示的甲、乙两种方法安装滑轮,均可将汽车从泥潭中拉出。
如果汽车的动力比阻力小800N,则甲图中人拉动汽车的拉力至少为,乙图中人拉动汽车的拉力至少为___,其中比较省力的是__图。
(绳与滑轮间的摩擦不计)。
【答案】800N、400N、乙。
【解析】使用一个动滑轮可以省一半的力,使用定滑轮只能改变力的方向,不能省力。
甲图滑轮为定滑轮,F=f=800N;
乙图滑轮为动滑轮,F=
=400N,比较省力的是乙图。
故答案:
800N、400N、乙。
19.如图所示,物重10N,手拉弹簧测力计在C位置时示数为___N;
若手拉弹簧测力计在A、B、C三个不同位置时,拉力FA、FB、FC的大小关系是_____。
C
B
A
【答案】10、FA=FB=FC。
【解析】使用定滑轮能改变用力方向,但不能省力;
不计绳重和摩擦,使用定滑轮时,拉力F=G,据此分析回答。
因为使用的是定滑轮,不计绳重和摩擦,所以拉力F=G=10N,
因为使用定滑轮时,能改变用力方向,但不能省力,所以FA=FB=FC。
10、FA=FB=FC。
三、实验探究题(6分)
20.小明利用刻度均匀的匀质杠杆做探究“杠杆的平衡条件”实验。
(1)实验前,将杠杆的中点置于支架上,当杠杆静止时,发现杠杆右端下沉,这时应将平衡螺母向 (填“左”或“右”)端调节,直到杠杆在水平位置平衡。
(2)得出杠杆的平
衡条件“动力×
动力臂=阻力臂”后,小明又进一步探究杠杆平衡时动力和动力臂的关系。
实验过程中,保持阻力和阻力臂不变,在杠杆水平平衡时,测出多组动力F1和动力臂L1的数据,并绘制了F1与L1的关系图象,如图所示,请根据图象推算,当L1为0.1m时,F1为 N。
【答案】
(1)左;
(2)6。
(1)杠杆右端下沉,说明杠杆重心右移,应将平衡螺母(左端和右端的均可)向左调节,直到杠杆在水平位置平衡。
(2)由于此题中的阻力和阻力臂不变,据F1L1=F2L2可知,利用图象中任意一组数据都能得出,F2L2=F1L1=0.2m×
3N=0.6N•m;
故若当L1为0.1m时,
四、作图题(4分)
21.(4分)如图所示,轻质杠杆OA在路灯和轻绳AB的共同作用下,在水平方向处于静止状态,请画出轻绳AB对杠杆的动力F1的力臂L1和阻力F2的示意图。
【答案】如图。
【解析】阻力F2的作用点在点A,方向向下,动力的力臂L1为支点O到动力的作用线的距离。
由图可知,杠杆的支点为O,过支点O向动力F1作用线引垂线段,即为其力臂L1,阻力是灯对杠杆A点的拉力,过A点沿竖直向下的方向画一条有向线段,用F2表示,即为阻力的示意图;
如图所示。
五、计算题(22分)
22.(10分)利用如图所示的滑轮组,用F=1000N的力拉绳子自由端,货物A以0.1m/s的速度匀速直线运动l0s,整个过程中,滑轮组的机械效率为75%。
求:
(1)货物A在10s内移动的距离;
(2)这个过程中拉力F的功率;
(3)水平地面对货物A的摩擦力大小。
(1)根据v=
可知货物A在10s内移动的距离:
sA=vAt=0.1m/s×
10s=1m;
(2)由图可知,动滑轮上绳子的有效股数:
n=2,绳子自由端移动的速度:
v绳=nvA=2×
0.1m/s=0.2m/s,
拉力的功率:
(3)由η=
=
得摩擦力:
f=nηF=2×
75%×
1000N=1500N。
答:
(1)货物A在10s内移动的距离为1m;
(2)这个过程中拉力F的功率200W;
(3)水平地面对货物A的摩擦力大小1500N。
23.(12分)搬运煤气罐的工人通常利用斜面装卸煤气罐。
如图,煤气罐的质量为30kg,底面积300cm2。
工人将煤气罐沿着长2m,高1m的斜面从底部匀速推上斜面的顶端,沿斜面所用的推力F为250N。
(不计空气阻力,g取10N/kg)。
⑴煤气罐静止放置在水平地面上时对地面的压强。
⑵将煤气罐匀速拉上斜面顶端过程中,推力做了多少功?
⑶工人使用斜面做工的机械效率是多少?
⑷物体和斜面之间的摩擦力是多大?
(1)煤气罐受到的重力:
,故煤气罐对地面的压强是:
(1)推力的功:
(3)货物升高1m克服重力所做的功为:
,故斜面的机械效率为:
(4)物体做匀速直线运动,在沿斜面方向上的推力和摩擦力是一对平衡力,故推力等于摩擦力,大小为250N。
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