届中考物理人教版总复习检测专题检测11 简单机械.docx
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届中考物理人教版总复习检测专题检测11简单机械
专题检测十一 简单机械
(时间45分钟 满分100分)
一、选择题(每题3分,共30分)
1.生活中利用杠杆原理的情况极为常见,如图所示的杠杆中不能省力的是(B)
2.
图中杠杆受力F,图中能表示力F力臂的是(C)
A.OA段
B.OB段
C.OC段
D.AB段
3.
如图是“探究杠杆的平衡条件”实验装置,当弹簧测力计逐渐向右倾斜,但杠杆仍然保持水平平衡。
关于拉力F的大小及其力臂变化情况正确的是(D)
A.F变小,力臂变小
B.F变大,力臂变大
C.F变小,力臂变大
D.F变大,力臂变小
4.
园艺师傅使用如图所示的剪刀修剪树枝时(A)
A.尽量让树枝靠近O点,手握剪刀的位置远离O点
B.尽量让树枝远离O点,手握剪刀的位置靠近O点
C.树枝和手离O点的距离无论远近,修剪树枝时都费力
D.树枝和手离O点的距离无论远近,修剪树枝时都省力
5.
自行车是一种轻便、利于环保的交通工具,从它的结构和使用来看,用到了许多物理知识,下列说法正确的是(C)
A.为了减小摩擦,轮胎上制有花纹
B.为了骑行省力,链条与其连接的两个齿轮组成滑轮组
C.车把上的手闸刹车系统是应用了省力杠杆及摩擦的知识
D.晚上灯光照在自行车尾部,尾灯会发光这是利用了光的折射原理
6.如图所示,弹簧测力计和细线的重力不计,一切摩擦不计,重物的重力G=10N,则弹簧测力计A和B的读数分别为(B)
A.10N,20NB.10N,10N
C.10N,0D.0,0
7.
(2017山东德州)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(C)
A.0.4J 83.3%
B.0.8J 91.7%
C.0.8J 83.3%
D.0.4J 91.7%
8.如图所示,张伟同学通过斜面用平行于斜面F=200N的推力,将质量为30kg的物体在5s时间内匀速推到1m高的平台上,斜面长s=2m。
(g取10N/kg)则(B)
A.推力的功率为40W
B.斜面的机械效率为75%
C.推力做的总功为300J
D.斜面对物体的摩擦力为100N
9.(多选)
在探究杠杆平衡条件的时候,小明在均匀木板中间挖孔,孔中插一金属杆,固定在铁架台上,木板可以围绕中间自由转动。
每个钩码的质量为200g,A、B、C、D、E、F为挂钩,已知AB=BO=OC=CD,ABOCD的连线与EDF的连线垂直。
现在B处挂两个钩码,D处挂一个钩码,木板在水平位置平衡(如图所示)。
下列做法能使木板重新平衡的是(BCD)
A.在B、D两处各加挂一个钩码
B.在B处加挂两个钩码、D处加挂一个钩码
C.B处挂两个钩码不变,把D处的一个钩码挂在E处
D.B处挂两个钩码不变,把D处的一个钩码挂在F处
10.(多选)
建筑工地上需要将6块相同的砖从地面运送到楼顶,工人师傅利用如图所示的装置,分三次运。
第一次运1块,第二次运2块,第三次运3块,每次运送时,砖都匀速上升,绳重及摩擦均忽略不计,这三次拉力依次为F1、F2、F3,效率为η1、η2、η3,则(BD)
A.F1+F2=F3B.F1+F2>F3
C.η1+η2=η3D.η1<η2<η3
二、填空题(每空2分,共18分)
11.如图是同学们常用的燕尾夹,AB=BC,当用力摁住C点打开该夹子时,可把B点看作支点,此时夹子可近似看作等臂(选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆。
第11题图
第12题图
12.如图所示,小明正在做俯卧撑,把他的身体看作一个杠杆,O为支点,A为重心,他的体重为600N。
地面对手的支持力F的力臂是1.5m,力F的大小为360N。
13.在水平面上放一个200N的重物,现用如图所示装置将物体匀速拉动,物体与水平面的摩擦力是48N,不考虑滑轮重力和滑轮与绳间摩擦,水平拉力F为16N。
若绳子自由端移动速度为0.9m/s,则物体移动速度为0.3m/s。
第13题图
第14题图
14.(2017山东烟台)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400N,若实际用力为500N,斜面的机械效率为80%,重物受到的摩擦力为100N。
(g取10N/kg)
三、作图题(本题共6分)
15.(4分)“节约用水,人人有责。
”如图甲是用水后及时关闭水龙头时的情景,水龙头手柄看作是一个杠杆,请你在图乙所示的示意图中画出阻力臂L2,并画出施加在A点的最小动力F1及其力臂L1。
答案如图所示
16.(2分)请在图中画出人拉重物上升,最省力的绕线方法。
答案如图所示
四、实验探究题(本题共22分)
17.(12分)在“探究杠杆平衡条件”的实验中:
(1)让杠杆在水平位置平衡的目的是便于测量力臂大小。
(2)杠杆平衡后,小英同学在图甲所示的A位置挂上两个钩码,可在B位置挂上3个钩码,使杠杆在水平位置平衡。
(3)取下B位置的钩码,改用弹簧测力计拉杠杆的C点,当弹簧测力计由位置1转至位置2的过程中,杠杆在水平位置始终保持平衡(如图乙),测力计示数如何变化:
先变小后变大。
(4)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,在进行多次实验的过程中,我们可以(选填“可以”或“不可以”)同时改变多个量,进行探究测量。
(5)完成实验后,小英利用杠杆的平衡条件来测量杠杆的质量。
①若以杠杆上的B位置为支点,在B的右侧挂质量为m的钩码,左右移动钩码的位置,使杠杆在水平位置平衡(如图丙)。
②用刻度尺测出此时钩码悬挂位置E到B的距离L1和O到B的距离L2。
③根据杠杆的平衡条件,可以计算出杠杆的质量m杆=
(用题目中所给物理量表示)〚导学号86244267〛
18.(10分)某小组同学在探究滑轮组的机械效率与哪些因素有关时,提出了一些猜想并对猜想进行验证。
(1)如果影响机械效率的因素有A、B、C三个,要研究其与B因素的关系,需要先控制其他几个因素不变,而改变B因素,从而进行研究。
(2)下列是A、B同学提出的两个猜想:
猜想一:
两个相同滑轮组成的滑轮组,其机械效率与滑轮组细线的绕法有关。
猜想二:
两个相同滑轮组成的滑轮组,其机械效率与滑轮组提升的物体的重力有关。
为了验证上述猜想是否正确,同学们准备分别按图1、图2、图3和图4的滑轮组进行实验。
验证猜想一的小组应按图1、3或2、4所示的两个滑轮组进行实验;若实验测得两滑轮组的机械效率大小相等(选填“相等”或“不相等”),则可初步判断猜想一是错误的。
验证猜想二的小组应按图1、2或3、4所示的两个滑轮组进行实验;若实验测得两滑轮组的机械效率大小不相等,则可初步判断猜想二是正确(选填“正确”或“错误”)的。
(3)请你为该班同学提出一种提高滑轮组机械效率的方法:
尽量让滑轮组满负荷工作(提升可以提升的最大物重)、在转轴上加润滑油、减轻动滑轮的自重等。
〚导学号86244268〛
五、计算题(本题共24分)
19.
(6分)在一次车辆故障处置过程中,拖车所用装置简化如图。
为了尽快疏通道路,交警只用了30s的时间,指挥拖车在水平路面上将质量是1.5t的故障车匀速拖离了现场。
若故障车被拖离的速度是6m/s,绳子自由端的拉力F是500N,该装置的机械效率是80%。
求:
(1)故障车在30s内通过的路程;
(2)拉力F在30s内所做的功;
(3)故障车在被拖离过程中受到的阻力。
答案
(1)180m
(2)2.7×105J (3)1200N
解析
(1)由v=
得故障车在30s内通过的路程
s车=vt=6m/s×30s=180m
(2)由题图可知,n=3,绳子自由端移动的距离
s绳=3s车=3×180m=540m
拉力F在30s内所做的功W=Fs绳=500N×540m=2.7×105J
(3)由题图知,n=3,水平滑轮组的机械效率
η=
所以故障车在被拖离过程中受到的阻力
f=3Fη=3×500N×80%=1200N〚导学号86244269〛
20.
(6分)某工人用如图所示的装置把一重为1200N的箱子从斜面底端匀速拉到顶端用时10s,已知斜面长6m、高2m,此装置的机械效率为80%(滑轮重、绳重、滑轮与绳之间的摩擦均不计)。
求:
(1)拉力F;
(2)拉力F做功的功率;
(3)箱子和斜面间的摩擦力。
答案
(1)250N
(2)300W (3)100N
解析
(1)由题图可知滑轮装置是一个动滑轮,绳端移动的距离s'=2s=2×6m=12m
有用功W有=Gh=1200N×2m=2400J
根据η=
可得F=
=250N
(2)拉力做的功W总=Fs'=250N×12m=3000J
拉力的功率P=
=300W
(3)因为W总=W有+W额,所以克服摩擦力做的额外功W额=W总-W有=3000J-2400J=600J
根据W=fs可得,摩擦力f=
=100N〚导学号86244270〛
21.
(12分)如图所示,用滑轮组提升水中的物体A,若物体的质量为140kg,体积为60dm3,滑轮组的机械效率为80%,g取10N/kg,不计绳重及轮与轴的摩擦,求:
(1)物体A在水中被匀速提升时,拉力F是多大?
(2)如果动滑轮挂钩用钢丝绳(假设不会断)与物体A相连,而连接滑轮组的绳子所能承受的最大拉力为350N,当物体露出水的体积多大时绳子会断?
此时物体A受到的浮力是多少?
答案
(1)250N
(2)4×10-2m3 200N
解析由题意可知绳子股数是4,物体重力G物=mg=140kg×10N/kg=1400N,物体体积V物=60dm3=0.06m3
(1)物体A浸没在水中,受到了水对它施加的竖直向上的浮力,为F浮=ρ水V物g=1.0×103kg/m3×0.06m3×10N/kg=600N
此时机械效率η=
由此公式可得F=
=250N
(2)由F=
(G-F浮+G动)得G动=4F-G+F浮=4×250N-1400N+600N=200N
滑轮组绳索能承受到最大拉力F'=350N,设物体露出水面部分体积为V露,则有F'=
[G-ρ水g(V-V露)+G动]
则nF'+ρ水g(V-V露)=G+G动
代入数据得4×350N+1×103kg/m3×10N/kg×(0.06m3-V露)=1400N+200N,解得V露=4×10-2m3
此时排开液体的体积
V排'=V物-V露=0.06m3-0.04m3=0.02m3
此时物体A受到的浮力是F浮'=ρ水gV排'=1×103kg/m3×10N/kg×0.02m3=200N
〚导学号86244271〛
##
专题检测十一 简单机械
1.B 用撬棒撬箱盖时,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,A不合题意;用滑轮提升重物时,题图中是定滑轮,相当于等臂杠杆,不省力也不费力,B符合题意;用手推车运送重物时,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,C不合题意;用起子开启瓶盖时,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,D不合题意。
2.C
3.D 由题图可知,A点的钩码重力不变,且A点的力臂为OA不变;弹簧测力计竖直向上拉杠杆时,拉力力臂为OB,弹簧测力计倾斜拉杠杆,拉力的力臂小于OB,即拉力的力臂变小,由GA×OA=F拉×L可知,GA×OA的乘积不变,L变小时,所以拉力F变大。
4.A 尽量让树枝靠近O点,手握剪刀的位置远离O点,阻力不变,减小了阻力臂,增大了动力臂,根据杠杆平衡条件可知省力,故A正确,C错误;尽量让树枝远离O点,手握剪刀的位置靠近O点,阻力不变,增大了阻力臂,减小了动力臂,根据杠杆平衡条件可知费力,故B、D错误。
5.C 轮胎上制有花纹,是为了在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故A错误。
后轮是主动轮,用链条带动前轮转动,前后齿轮不是滑轮组,也不是为了省力,故B错误。
刹车时动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆;同时也是在接触面粗糙程度一定时,通过杠杆增大了车闸和车圈之间的压力,增大了摩擦力,故C正确。
自行车的尾灯是利用光的反射原理工作的,射向自行车尾灯的光线经尾灯反射后进入司机的眼睛,避免交通事故的发生,故D错误。
6.B 弹簧测力计A受到向右10N的拉力,保持静止,向左受的拉力也是10N,则弹簧测力计A的读数为10N;同理,弹簧测力计B两端受的力都是10N,仍然保持静止,则弹簧测力计B的读数也为10N。
7.C 由题图知,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;滑轮组的机械效率
η=
×100%=
×100%≈83.3%。
8.B 总功W总=Fs=200N×2m=400J,推力的功率P=
=80W,故A、C错误;有用功W有=Gh=mgh=30kg×10N/kg×1m=300J,斜面的机械效率η=
=75%,故B正确;由W总=W有+W额可得,W额=W总-W有=400J-300J=100J,由W额=fs可得摩擦力f=
=50N,故D错误。
9.BCD 设AB=BO=OC=CD=L,每个钩码的重力为G。
在B、D两处各加挂一个钩码时,杠杆左侧力与力臂的积为3G×L,右侧力与力臂的积为2G×2L,因3G×L≠2G×2L,所以木板不会平衡,故A错误;在B处加挂2个钩码,D处加挂一个钩码时,杠杆左侧力与力臂的积为4G×L,右侧力与力臂的积为2G×2L,因4G×L=2G×2L,所以木板会平衡,故B正确;把D处的一个钩码挂在E处或F处,杠杆右侧的力臂不变,仍为OD长,杠杆左右两侧力与力臂的乘积相等,所以木板会平衡,故C、D正确。
10.BD 根据题图可知,作用在动滑轮上绳子的股数为2;设一块砖的重力为G,则由F=
(G+G动)可得,F1=
(G+G动),F2=
(2G+G动),F3=
(3G+G动);则F1+F2=
(G+G动)+
(2G+G动)=
(3G+2G动)>
(3G+G动);因此F1+F2>F3,故A错误,B正确。
由η=
可得,绳重及摩擦均忽略不计,动滑轮的重力一定,物体重力越大,滑轮组的机械效率越大,即η1<η2<η3,故C错误,D正确。
11.B 等臂
解析当用力摁住C点打开该夹子时,AC是围绕B点转动的,故B为支点;由于AB=BC,故动力臂等于阻力臂,为等臂杠杆。
12.1.5 360
解析由题图可知,O为支点,地面对手的支持力的力臂L=0.6m+0.9m=1.5m;由杠杆平衡条件得FL=GLG,即F×1.5m=600N×0.9m,解得F=360N。
13.16 0.3m/s
解析由题图知,n=3,不考虑滑轮重力和滑轮与绳间摩擦,水平拉力F=
f=
×48N=16N;因为拉力端移动的距离等于物体移动距离的3倍,时间相同,所以由v=
可知拉力端移动的速度等于物体移动速度的3倍,所以物体移动速度v物=
v=
×0.9m/s=0.3m/s。
14.400N 80% 100N
解析W有=Gh=mgh=120kg×10N/kg×1m=1200J;斜面很光滑,故利用功的原理得,人做的有用功等于用斜面所做的功,故Fs=W有=1200J,解得F=
=400N。
人所做的总功W总=F's=500N×3m=1500J。
斜面的机械效率η=
=80%。
W总=W有+W额=W有+fs,所以f=
=100N。
15.如图所示
解析过O点作阻力F2的垂线,即为阻力F2对支点O的力臂L2。
动力最小,即动力臂最长,阻力的方向已标出,所以动力的方向应该向下。
连接支点O与A点,过A点作OA的垂线就得到在A点施加的最小动力F1,OA即为动力臂L1。
16.如图所示
解析因为人站在高处,人拉重物上升,从动滑轮的挂钩开始依次绕绳子,最后有三段绳子承担物重,这就是最省力的绕法。
17.
(1)便于测量力臂大小
(2)3 (3)先变小后变大 (4)可以 (5)O到B
解析
(1)探究杠杆平衡条件时,使杠杆在水平位置平衡的目的是:
力臂在杠杆上,方便测出力臂大小。
(2)设杠杆的一个小格为L,一个钩码重为G,因为F1l1=F2l2,所以2G×3L=nG×2L,所以n=3,所以在A处挂3个钩码。
(3)由题图可知,OC为最长力臂,当弹簧测力计由位置1转至位置2的过程中,动力臂先变长后变短,而杠杆在水平位置始终保持平衡,根据杠杆平衡条件可知,测力计示数将先变小后变大。
(4)在“探究杠杆平衡条件”实验时,不断改变动力(臂)和阻力(臂),多次测量的目的是:
避免实验次数过少,导致实验结论具有偶然性,便于从中寻找规律。
(5)已知钩码的质量m,用刻度尺测出此时钩码悬挂位置E到B的距离,即L1,欲求杠杆的质量m杆,则应量出O到B的距离,即L2,然后根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2可得,mL1=m杆L2,则m杆=
。
18.
(1)B
(2)1、3或2、4 相等 1、2或3、4 正确 (3)尽量让滑轮组满负荷工作(提升可以提升的最大物重)、在转轴上加润滑油、减轻动滑轮的自重等
解析
(1)要研究其与B因素的关系,就要控制其他量即A、C不变,改变B。
(2)要探究滑轮组的机械效率与滑轮组细线的绕法是否有关,需要保持滑轮数目、规格,提起物体的重力相同,所以选择的是题图1、3或图2、4;若实验测得两个滑轮组的机械效率大小相等,说明机械效率与绕线方法无关,可初步判断猜想一是错误的;要探究滑轮组的机械效率与滑轮组提升的物体的重力是否有关,需要保持滑轮数目、规格,绕线方法相同,所以选择的是题图1、2或3、4;若实验测得两滑轮组的机械效率大小不相等,说明机械效率与物体的重力有关,可初步判断猜想是正确的。
(3)要提高机械效率,要尽量减小额外功、增大有用功,可尽量让滑轮组满负荷工作(提升可以提升的最大物重)、在转轴上加润滑油、减轻动滑轮的自重等。
19.
(1)180m
(2)2.7×105J (3)1200N
解析
(1)由v=
得故障车在30s内通过的路程
s车=vt=6m/s×30s=180m
(2)由题图可知,n=3,绳子自由端移动的距离
s绳=3s车=3×180m=540m
拉力F在30s内所做的功W=Fs绳=500N×540m=2.7×105J
(3)由题图知,n=3,水平滑轮组的机械效率
η=
所以故障车在被拖离过程中受到的阻力
f=3Fη=3×500N×80%=1200N
20.
(1)250N
(2)300W (3)100N
解析
(1)由题图可知滑轮装置是一个动滑轮,绳端移动的距离s'=2s=2×6m=12m
有用功W有=Gh=1200N×2m=2400J
根据η=
可得F=
=250N
(2)拉力做的功W总=Fs'=250N×12m=3000J
拉力的功率P=
=300W
(3)因为W总=W有+W额,所以克服摩擦力做的额外功W额=W总-W有=3000J-2400J=600J
根据W=fs可得,摩擦力f=
=100N
21.
(1)250N
(2)4×10-2m3 200N
解析由题意可知绳子股数是4,物体重力G物=mg=140kg×10N/kg=1400N,物体体积V物=60dm3=0.06m3
(1)物体A浸没在水中,受到了水对它施加的竖直向上的浮力,为F浮=ρ水V物g=1.0×103kg/m3×0.06m3×10N/kg=600N
此时机械效率η=
由此公式可得F=
=250N
(2)由F=
(G-F浮+G动)得G动=4F-G+F浮=4×250N-1400N+600N=200N
滑轮组绳索能承受到最大拉力F'=350N,设物体露出水面部分体积为V露,则有F'=
[G-ρ水g(V-V露)+G动]
则nF'+ρ水g(V-V露)=G+G动
代入数据得4×350N+1×103kg/m3×10N/kg×(0.06m3-V露)=1400N+200N,解得V露=4×10-2m3
此时排开液体的体积
V排'=V物-V露=0.06m3-0.04m3=0.02m3
此时物体A受到的浮力是F浮'=ρ水gV排'=1×103kg/m3×10N/kg×0.02m3=200N
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