人教版八年級物理下冊《第十二章簡單機械》單元測試卷帶參考答案

第第頁人教版八年級物理下冊《第十二章簡單機械》單元測試卷（帶參考答案)（考試時間：60分鐘試卷滿分：100分）學(xué)校:___________班級：___________姓名：___________考號：___________一、選擇題：本題共14個小題，每小題3分，共42分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1．下列工具中，在使用時屬于費力杠桿的是（）A．筷子 B．瓶起子C．核桃夾 D．鋼絲鉗2．如圖中的皮劃艇運動員一手支撐住槳柄的末端，另一手用力劃槳，此時的船槳可看作是一個杠桿。下圖中的船槳模型中最合理的是（）A．B．C．D．3．一個600N重的成年人和一個小孩都過一道8m寬的水渠。成人從左岸到右岸，而小孩從水渠右岸到左岸，兩岸各有一塊6m長的堅實木板（忽略木板自身重量和木板疊交的距離），要使成年人和小孩都能平安過渠，小孩的體重至少是（）A．100N B．200N C．300N D．400N4．如圖所示，用細(xì)繩將一重為6N的物體沿粗糙程度相同的斜面勻速拉到高處，斜面長s＝1.5m，高h(yuǎn)＝0.5m，在此過程中，斜面的機械效率為75%。下列說法正確的是（）A．拉力F的大小為2NB．斜面對物體的摩擦力與拉力F是一對平衡力C．只將物體拉到斜面中點位置處，斜面的機械效率變?yōu)樵瓉淼囊话隓．若只把斜面的高度降低，則斜面的機械效率降低5．如圖所示，用一個始終水平向右的力F把杠桿OA從圖示位置緩慢拉至接近水平的過程中，下列說法正確的是（）A．阻力臂一直變大B．F先變小后變大C．一直是省力杠桿D．可以將杠桿OA拉至水平位置并保持靜止6．如圖所示，將重150N的甲物體用細(xì)繩掛在輕質(zhì)杠桿的A端，杠桿的B端懸掛乙物體，杠桿在水平位置平衡，已知：乙物體所受重力為30N，AO：OB＝1：3，甲物體的底面積為0.2m2，g取10N/kg。下列說法正確的是（）A．甲物體對杠桿的拉力為10NB．杠桿對甲物體豎直向上的拉力為60NC．甲物體對水平地面的壓強為750PaD．水平地面對甲物體的支持力為60N7．用下列簡單機械，使重量同為G的物體都處于靜止?fàn)顟B(tài)，如圖所示，其中用力最大的是（均不計摩擦和機械自重）（）A．B．C．D．8．實心物體A由甲物質(zhì)制成，實心物體B由乙物質(zhì)制成，物體A和物體B的體積相同。甲、乙兩種物質(zhì)的質(zhì)量與體積的關(guān)系如圖1所示。把物體A掛在滑輪組下，如圖2所示，若使滑輪組處靜止?fàn)顟B(tài)，則虛線框內(nèi)應(yīng)懸掛B物體的個數(shù)是（繩重、輪重均忽略不計）（）A．1個 B．2個 C．3個 D．4個9．如圖所示，甲、乙分別為同一滑輪組的不同繞法，忽略繩重及一切阻力，用圖甲繞法勻速提升重為900N的物體時，機械效率為90%。下列判斷正確的是（）①拉力F1的大小為450N②用圖乙繞法勻速提升400N重物時，機械效率為80%③分別用兩種繞法勻速提升相同重物時，圖乙繞法機械效率大④分別用兩種繞法勻速提升相同重物升高相同高度，F(xiàn)1、F2做功相等A．只有②④正確 B．只有①②正確C．只有②③正確 D．只有①②④正確10．某同學(xué)旅游時，發(fā)現(xiàn)一種利用滾軸和繩子組裝的特殊機械。當(dāng)?shù)厝私柚@種裝置可以將較重的物體很輕便地搬運到二樓上面。他借助該裝置提升100牛的重物（不計摩擦和裝置的自重）。下列說法正確的是（）A．可以把A、B簡化看成動滑輪B．人將繩拉過1米時，物體也上升1米C．物體勻速上升時，人對繩的拉力為20牛D．利用該裝置不能省力，但能改變力的方向11．如圖所示，某建筑工人利用滑輪組提升水平面上重900N、底面積為200cm2的方形貨箱，貨箱20s內(nèi)勻速上升4m，工人所用拉力F為500N（不計繩重和摩擦），則（）A．人拉繩子的速度為0.2m/sB．動滑輪的重力為100NC．該裝置的機械效率是90%D．當(dāng)滑輪組對貨箱的拉力為零時，貨箱對地面的壓強為4.5×104Pa12．用水平力F1拉動如圖所示裝置，使木板A在粗糙水平面上向右勻速運動，物塊B在木板A上表面相對地面靜止，連接B與豎直墻壁之間的水平繩的拉力大小為F2。不計滑輪重和繩重，滑輪軸光滑。則F1與F2的大小關(guān)系是（）A．F1＝F2 B．F2＜F1＜2F2 C．F1＝2F2 D．F1＞2F213．如圖所示，在水平面上的物體重200N，與水平面的滑動摩擦力的大小是48N，當(dāng)用圖示裝置水平勻速拉動物體時，F(xiàn)＝20N．若繩子自由端移動的速度為0.6m/s，則（）A．滑輪組的機械效率是80%B．繩子與滑輪間的摩擦力大小是4NC．物體的速度大小是0.3m/sD．動滑輪重4N14．如圖所示為建筑工地上常用的吊裝工具，物體M為重5000N的配重，杠桿AB的支點為O，已知OA：OB＝1：2，滑輪下面掛有建筑材料P，每個滑輪重100N，工人體重為700N，杠桿與繩的自重、滑輪組摩擦均不計，當(dāng)工人用300N的力豎直向下以1m/s的速度勻速拉動繩子時（）A．工人對地面的壓力為400NB．建筑材料P重為600NC．建筑材料P上升的速度為3m/sD．物體M對地面的壓力為4400N二、填空題（每空1分，共13分）15．如圖所示，古代士兵常用定滑輪把護城河上的吊橋拉起。使用定滑輪可以（選填“省力”、“省距離”或“改變動力方向”）；吊橋可以看作杠桿，繩子對它的拉力是動力，吊橋的重力是阻力。在拉起吊橋的過程中，阻力臂大小（選填：“變大”、“變小”或“不變”）。16．如圖所示，用固定在豎直墻上的直角三角形支架ABC放置空調(diào)室外機，已知AB長40cm，BC長50cm。室外機的質(zhì)量為30kg，室外機的重力作用線正好通過AB中點，則A處釘受到的水平拉力F為N（支架重力不計）。為了安全，從力學(xué)的角度分析，室外機的位置應(yīng)盡量（選填“靠近”或“遠(yuǎn)離”）墻壁。17．如圖所示，快遞小哥為了較快的把貨物裝入運輸車，用同樣的器材設(shè)計了甲、乙兩種方式提升貨物，應(yīng)該選用

裝置，理由是。18．如圖所示，重力G＝700N的水平木板在滑輪組的作用下保持靜止。三個滑輪等大、光滑，質(zhì)量均忽略不計。所有細(xì)繩的重力均不計，與天花板間的固定點分別叫做A、B、C，與木板間的固定點分別叫做D、E；各條細(xì)繩中不與滑輪接觸的部分均豎直。則B點處的細(xì)繩對天花板的拉力大小為。19．如圖所示，工人利用滑輪組將180N的重物勻速向上提升到2m高的平臺上，他所用的拉力為100N，則動滑輪重為N，繩子自由端向下移動的距離為m。（不計繩重及摩擦）20．如圖所示，利用滑輪組將放在水平地面上重為3000N的物體水平移動5m，當(dāng)勻速拉動物體時，物體與地面的摩擦力為120N，此時水平拉力為50N，則拉力做的功是J，滑輪組的機械效率是。21．如圖所示，是一套簡易升降裝置示意圖，其上端固定在樓頂，工人用力拉繩子，裝置可使人與工作臺升至所需高度，裝置中滑輪A、B、C的重力分別為100N、50N、40N，人的重力為600N，當(dāng)人用100N的拉力向下拉繩子時，地面對工作臺的支持力為450N，則工作臺的重力為N．（不計繩重和摩擦）22．如圖所示的簡單機械是由固定的斜面和滑輪組成的。若斜面的長L與斜面高h(yuǎn)的比值為2，整個機械的效率為80%，則使用該機械將重物沿斜面緩慢拉上的過程中，作用力F與重物所受重力G的之比為。三、實驗探究題（每空1分，共20分）23．斜面是一種簡單機械，使用斜面的好處是可以省力。那么斜面的省力情況與哪些因素有關(guān)呢？（使用斜面的省力情況可以通過比較沿斜面的拉力F與物體重力G的比值大小來判定，比值越小，越省力）小華提出以下三個猜想。猜想1：斜面的省力情況與斜面的表面材料有關(guān)。猜想2：斜面的省力情況與斜面的傾角有關(guān)。猜想3：斜面的省力情況與物體的重力大小有關(guān)。他用同一塊木板組成如圖所示的裝置進行了實驗，在沿斜面的力作用下，物塊在斜面上做勻速直線運動，記錄的實驗數(shù)據(jù)如下表：實驗序號①②③④⑤⑥斜面傾角θθθθθ1（θ1＞θ）θ2（θ2＞θ1）斜面的表面材料木板毛巾木板木板木板木板物塊重力G/N224622沿斜面的拉力F/N1.351.522.704.051.521.70（1）通過對比實驗（填寫實驗序號）中的數(shù)據(jù)可知，使用斜面省力的情況與斜面的表面材料有關(guān)。（2）通過對比實驗序號①、⑤、⑥中的數(shù)據(jù)，得出的結(jié)論是：在其他條件相同時，。（3）為了驗證猜想3，小華做了實驗（填寫實驗序號），分析實驗數(shù)據(jù)后，小華認(rèn)為這幾次實驗省力情況相同依據(jù)是?！就卣埂客瓿蓪嶒灪螅∪A沿斜面用1.8N的拉力，將重5.4N的物體從斜面底勻速拉到頂端。已知斜面長1.2m，高0.3m，物體在斜面上運動時受到的摩擦力是N，斜面的機械效率是。24．在“探究杠桿的平衡條件”的實驗中；（1）如圖1杠桿上而有刻度，將杠桿的中點置于支架上，當(dāng)杠桿靜止時，發(fā)現(xiàn)杠桿左端下沉，這時應(yīng)將平衡螺母向（選填“左”或“右”）端調(diào)節(jié)，直到杠桿在位置平衡。（2）圖2和圖3的操作相比，圖更方便，因為可以直接讀出。實驗中杠桿右側(cè)沒有使用鉤碼，使用彈簧測力計的好處是。（3）圖4中，若慢慢將彈簧測力計向右傾斜拉杠桿，仍使杠桿在水平位置平衡，它的示數(shù)將變，因為。（4）經(jīng)過多次實驗，得出實驗結(jié)論后，小明同學(xué)想利用圖5裝置測出杠桿提升鈞碼時的機械效率：①圖5所示實驗中，每個鉤碼重0.5N，彈簧測力計豎直向上拉杠桿，它的示數(shù)為4N，當(dāng)鉤碼上升6cm時，杠桿上的C點上升3cm，則此時杠桿的機械效率ηa＝。②杠桿的機械效率跟鉤碼懸掛的位置到底有沒有關(guān)系呢？如圖6，他仍然豎直向上拉杠桿使C點上升3cm，若支點處的摩擦力可以忽略不計，經(jīng)分析可知此時杠桿的機械效率ηb與ηa相比（選填“變大”“變小”或“不變”）。接下來可以進行實驗，收集數(shù)據(jù)，通過實踐證明我們的分析是否正確。25．在“測量滑輪組機械效率”的實驗中，小明利用同一滑輪組先后提升不同重量的物體進行實驗，如圖甲和乙所示，不計空氣阻力。實驗測量的數(shù)據(jù)記錄在表格中：次數(shù)物重/N提升高度/m拉力/N繩端移動距離/m機械效率η130.12.00.350%260.13.20.3（1）根據(jù)測量的實驗數(shù)據(jù)，可計算出表格中的橫線上應(yīng)填的數(shù)據(jù)大小為（用百分?jǐn)?shù)表示）。（2）分析實驗數(shù)據(jù)，可初步得出的實驗結(jié)論為：同一滑輪組的機械效率與有關(guān)。（3）小明在實驗操作過程中發(fā)現(xiàn)：一邊拉動彈簧測力計一邊讀數(shù)，非常不方便，因為這樣彈簧測力計示數(shù)不穩(wěn)定，為了方便讀數(shù)，小明認(rèn)為可以讓彈簧測力計保持靜止時讀數(shù)，他的這種想法顯然是錯誤的，因為他沒有考慮到對滑輪組機械效率的影響，如果讓彈簧測力計保持靜止時讀數(shù)，則所測出的滑輪組機械效率將比其真實值（選填“偏大”、“偏小”或“不變”）。（4）如果不計繩重和摩擦，只是按照如圖丙所示的繞繩方法組裝滑輪組，并利用圖丙方案提升相同重量的物體，對比甲圖和圖丙所示的滑輪組的機械效率，可知η甲η丙（選填“大于”、“等于”或“小于”）。四、計算題（26題13分，27題12分，共25分）26．（13分）如圖所示，一根足夠長的輕質(zhì)杠桿水平支在支架上，將邊長為5cm的正方體G1通過輕質(zhì)細(xì)繩系于正上方杠桿的A點，物體G2重為40N，將G2放在B點時，G1對地面的壓強為2×104Pa，已知OA＝0.2m，OB＝0.1m，問：（1）（3分）此時細(xì)繩作用于A的拉力是多大？（2）（4分）正方體G1的重力是多少？（3）（6分）現(xiàn)用F＝5N的水平拉力使G2以0.05m/s的速度從B點向右勻速直線運動，多少秒時間，可使G1對地面的壓力恰好為零？27．（12分）如圖所示，為一滑輪組，在豎直拉力F＝20N的作用下，提著重物G勻速上升，在10s鐘內(nèi)，力F上升了1.2m，如果忽略繩重與摩擦阻力，試求：（1）（4分）重物G上升的速度為多大；（2）（3分）如果此時該滑輪組的效率為80%，則所提重物的重力為多大；（3）（5分）如果所提重物的重力增加為68N，則勻速提升重物時，該滑輪組的效率為多少。參考答案與解析一、選擇題：本題共14個小題，每小題3分，共42分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1．下列工具中，在使用時屬于費力杠桿的是（）A．筷子 B．瓶起子C．核桃夾 D．鋼絲鉗解：A、筷子在使用過程中，動力臂小于阻力臂，是費力杠桿，故A符合題意；B、起子在使用過程中，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿，故B不符合題意；C、核桃夾在使用過程中，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿，故C不符合題意；D、鋼絲鉗在使用過程中，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿，故D不符合題意。答案：A。2．如圖中的皮劃艇運動員一手支撐住槳柄的末端，另一手用力劃槳，此時的船槳可看作是一個杠桿。下圖中的船槳模型中最合理的是（）A．B．C．D．解：由題意可知，撐住槳柄的末端為支點，下面的手給漿向后的力，這時水給漿一個向前的力，所以船前進。答案：B。3．一個600N重的成年人和一個小孩都過一道8m寬的水渠。成人從左岸到右岸，而小孩從水渠右岸到左岸，兩岸各有一塊6m長的堅實木板（忽略木板自身重量和木板疊交的距離），要使成年人和小孩都能平安過渠，小孩的體重至少是（）A．100N B．200N C．300N D．400N解：（1）因成年人較重，所以只要成年人能安全過水渠，則小孩也能安全過水渠；小孩站在B′處讓成年人先從木板上過水渠，當(dāng)成年人到達水渠對岸后，站在B′處，然后再讓小孩過水渠如圖所示：（2）把木板A′B′視為杠桿，O為支點，成年人對A′B′的壓力視為阻力F2，小孩對木板的壓力視為動力F1當(dāng)成年人在A′時，阻力（成年人對A′B′的壓力）最大，為F2＝G成年人＝600N由題意和圖示可知：OA′＝2m，OB′＝6m﹣2m＝4m由杠桿平衡條件可得：F1×OB′＝F2×A′O則F1＝＝＝300N即小孩體重不能輕于300N；答案：C。4．如圖所示，用細(xì)繩將一重為6N的物體沿粗糙程度相同的斜面勻速拉到高處，斜面長s＝1.5m，高h(yuǎn)＝0.5m，在此過程中，斜面的機械效率為75%。下列說法正確的是（）A．拉力F的大小為2NB．斜面對物體的摩擦力與拉力F是一對平衡力C．只將物體拉到斜面中點位置處，斜面的機械效率變?yōu)樵瓉淼囊话隓．若只把斜面的高度降低，則斜面的機械效率降低解：A、此過程所做的有用功為：W有＝Gh＝6N×0.5m＝3J根據(jù)η＝變形得，總功為：W總＝＝＝4J；由W總＝Fs得，拉力為：F＝＝≈2.7N，故A錯誤；B、物體在斜面上做勻速直線運動，受到平衡力的作用，即物體在重力、支持力、拉力、摩擦力四個力的作用下處于平衡狀態(tài)，因支持力和重力不在同一直線上，則二力不是一對平衡力，所以可知摩擦力與拉力也不是一對平衡力（根本原因是二力的大小并不相等），故B錯誤；C、只將物體拉到斜面中點位置處，斜面的傾斜角度不變，所以斜面的機械效率也不變，故C錯誤；D、若只把斜面的高度降低，即斜面的傾斜角度變小，則斜面的機械效率降低，故D正確。答案：D。5．如圖所示，用一個始終水平向右的力F把杠桿OA從圖示位置緩慢拉至接近水平的過程中，下列說法正確的是（）A．阻力臂一直變大B．F先變小后變大C．一直是省力杠桿D．可以將杠桿OA拉至水平位置并保持靜止解：如圖，用一個始終水平向右的力F，把杠桿OA從圖示位置緩慢拉至水平的過程中，阻力的大小不變（等于物重G），阻力臂變大，動力臂不斷變小，當(dāng)阻力臂大于動力臂時，杠桿為費力杠桿；根據(jù)杠桿平衡條件F1L1＝F2L2可知，動力將變大。；將杠桿OA拉至水平位置時，動力臂為0，杠桿不能平衡，不能保持靜止?fàn)顟B(tài)，綜上所述，A正確，BCD錯誤。答案：A。6．如圖所示，將重150N的甲物體用細(xì)繩掛在輕質(zhì)杠桿的A端，杠桿的B端懸掛乙物體，杠桿在水平位置平衡，已知：乙物體所受重力為30N，AO：OB＝1：3，甲物體的底面積為0.2m2，g取10N/kg。下列說法正確的是（）A．甲物體對杠桿的拉力為10NB．杠桿對甲物體豎直向上的拉力為60NC．甲物體對水平地面的壓強為750PaD．水平地面對甲物體的支持力為60N解：（1）根據(jù)杠桿平衡條件可得：FA?LAO＝FB?LOBAO：OB＝1：3，則OB＝3AO所以細(xì)繩對杠桿拉力的作用FA＝＝＝3G乙＝3×30N＝90N；根據(jù)力的作用的相互性可得，杠桿對甲物體豎直向上的拉力為90N，甲物體對杠桿的拉力也為90N，故AB錯誤。（2）對甲物體進行受力分析可知，甲物體共受到豎直向下的重力、豎直向上的支持力和豎直向上的拉力三個力的作用，且重力等于拉力與支持力之和則甲物體對地面的壓力：F甲＝F支＝G甲﹣FA＝150N﹣90N＝60N甲物體對地面的壓強：p＝＝＝300Pa．故C錯誤，D正確。答案：D。7．用下列簡單機械，使重量同為G的物體都處于靜止?fàn)顟B(tài)，如圖所示，其中用力最大的是（均不計摩擦和機械自重）（）A． B．C． D．解：由題知，不計摩擦和機械自重A、由于杠桿平衡，動力臂大于阻力臂，所以F＜G；B、由于杠桿平衡，動力臂小于阻力臂，所以F＞G；C、使用定滑輪，F(xiàn)＝G；D、使用動滑輪，F(xiàn)＝G；由以上分析可知，B選項中用力最大。答案：B。8．實心物體A由甲物質(zhì)制成，實心物體B由乙物質(zhì)制成，物體A和物體B的體積相同。甲、乙兩種物質(zhì)的質(zhì)量與體積的關(guān)系如圖1所示。把物體A掛在滑輪組下，如圖2所示，若使滑輪組處靜止?fàn)顟B(tài)，則虛線框內(nèi)應(yīng)懸掛B物體的個數(shù)是（繩重、輪重均忽略不計）（）A．1個 B．2個 C．3個 D．4個解：由圖1可知，當(dāng)m＝20g時，V甲＝10cm3，V乙＝40cm3則ρA＝＝＝2g/cm3，ρB＝＝＝0.5g/cm3所以ρA：ρB＝2g/cm3：0.5g/cm3＝4：1；因為A、B的體積相同，所以由G＝mg＝ρVg可得，A、B的重力之比：GA：GB＝ρAVg：ρBVg＝ρA：ρB＝4：1；由圖2可知，使用的滑輪組中n＝2，不計摩擦和滑輪的自重，要使它們處于靜止?fàn)顟B(tài)，設(shè)方框中掛N個B物體則有：N?GB＝GA則N＝×＝×＝2。故ACD不符合題意；B符合題意。答案：B。9．如圖所示，甲、乙分別為同一滑輪組的不同繞法，忽略繩重及一切阻力，用圖甲繞法勻速提升重為900N的物體時，機械效率為90%。下列判斷正確的是（）①拉力F1的大小為450N②用圖乙繞法勻速提升400N重物時，機械效率為80%③分別用兩種繞法勻速提升相同重物時，圖乙繞法機械效率大④分別用兩種繞法勻速提升相同重物升高相同高度，F(xiàn)1、F2做功相等A．只有②④正確 B．只有①②正確C．只有②③正確 D．只有①②④正確解：①圖甲中，n＝2，拉力端移動距離s＝2h，勻速提升重為900N的物體時，機械效率為90%由η＝＝＝＝＝90%可得拉力F1的大?。篎1＝＝＝500N，故①錯誤；②圖甲中，忽略繩重及一切阻力，拉力F1＝（G+G動），則動滑輪的重力：G動＝2F1﹣G＝2×500N﹣900N＝100N；忽略繩重及一切阻力，滑輪組的機械效率η＝＝＝用圖乙繞法勻速提升400N重物時，其機械效率為：η′＝＝×100%＝80%，故②正確；③④分別用兩種繞法勻速提升相同重物、升高相同高度時，有用功相同，忽略繩重及一切阻力，克服動滑輪做的功是額外功，因同一滑輪組中動滑輪的重不變、提升高度相同，額外功相同，總功相同（即F1和F2做功相同），有用功與總功的比值相同、機械效率也相同，故③錯誤、④正確。答案：A。10．某同學(xué)旅游時，發(fā)現(xiàn)一種利用滾軸和繩子組裝的特殊機械。當(dāng)?shù)厝私柚@種裝置可以將較重的物體很輕便地搬運到二樓上面。他借助該裝置提升100牛的重物（不計摩擦和裝置的自重）。下列說法正確的是（）A．可以把A、B簡化看成動滑輪B．人將繩拉過1米時，物體也上升1米C．物體勻速上升時，人對繩的拉力為20牛D．利用該裝置不能省力，但能改變力的方向解：A、提升物體時，A的軸固定不動，屬于定滑輪；B和物體一起移動，屬于動滑輪，故A錯；B、由圖知，A、B組成滑輪組，n＝5，則拉力端移動距離s＝5h；人將繩拉過1m時，物體上升的高度h＝0.2m，故B錯；C、不計摩擦和裝置的自重，人對繩的拉力：F＝G＝×100N＝20N，故C正確；D、由C項解答和圖示可知，利用該裝置既能省力，又能改變力的方向，故D錯。答案：C。11．如圖所示，某建筑工人利用滑輪組提升水平面上重900N、底面積為200cm2的方形貨箱，貨箱20s內(nèi)勻速上升4m，工人所用拉力F為500N（不計繩重和摩擦），則（）A．人拉繩子的速度為0.2m/sB．動滑輪的重力為100NC．該裝置的機械效率是90%D．當(dāng)滑輪組對貨箱的拉力為零時，貨箱對地面的壓強為4.5×104Pa解：A、由圖可知n＝3，繩子自由端移動的距離：s＝nh＝3×4m＝12m，人拉繩子的速度v＝＝＝0.6m/s，故A錯誤；B、不計繩重和摩擦，由F＝（G+G動）可得，動滑輪的重力G動＝nF﹣G＝3×500N﹣900N＝600N，故B錯誤；C、滑輪組的機械效率：η＝＝＝＝＝＝60%，故C錯誤；D、當(dāng)滑輪組對貨箱的拉力為零時，貨箱對地面的壓力F′＝G＝900N，貨箱對地面的壓強p＝＝＝4.5×104Pa，故D正確。答案：D。12．用水平力F1拉動如圖所示裝置，使木板A在粗糙水平面上向右勻速運動，物塊B在木板A上表面相對地面靜止，連接B與豎直墻壁之間的水平繩的拉力大小為F2。不計滑輪重和繩重，滑輪軸光滑。則F1與F2的大小關(guān)系是（）A．F1＝F2 B．F2＜F1＜2F2 C．F1＝2F2 D．F1＞2F2解：由圖知（1）動滑輪在水平方向上受到三個力的作用：水平向右的拉力F1，墻壁對它水平向左的拉力F墻，木板A對它水平向左的拉力F木板由于木板向右勻速運動，所以F1＝F墻+F木板由于同一根繩子各處的拉力相等，所以F木板＝F1由于力的作用是相互的，所以動滑輪對木板A的拉力為F動＝F木板＝F1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①；（2）物塊B在水平方向上受到兩個力的作用：繩子對它向左的拉力F2，木板A對它向右的摩擦力fA對B；由于物塊B保持靜止，所以F2＝fA對B；木板A在水平方向上受到三個力的作用：動滑輪對木板向右的拉力F動，物體B對木板向左的摩擦力fB對A，地面對木板向左的摩擦力f地面由于木板向右勻速運動，所以F動＝fB對A+f地面﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②由于力的作用是相互的，所以fB對A＝fA對B＝F2﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③由②③可得F動＝F2+f地面即F1＝F2+f地面也就是F1＝2F2+2f地面所以F1＞2F2。答案：D。13．如圖所示，在水平面上的物體重200N，與水平面的滑動摩擦力的大小是48N，當(dāng)用圖示裝置水平勻速拉動物體時，F(xiàn)＝20N．若繩子自由端移動的速度為0.6m/s，則（）A．滑輪組的機械效率是80%B．繩子與滑輪間的摩擦力大小是4NC．物體的速度大小是0.3m/sD．動滑輪重4N解：A、由圖知，水平使用滑輪組，n＝3，拉力端移動距離s＝3s物滑輪組的機械效率：η＝＝＝＝＝×100%＝80%，故A正確；BD、克服繩子與滑輪間摩擦做的功、克服滑輪與滑輪軸之間摩擦做的功等都是額外功，而題目所給條件無法計算有用功、總功大小，也無法直接計算額外功大小，所以無法計算出繩與滑輪間摩擦力以及動滑輪重，故BD錯誤；C、由題知，拉力端移動速度v＝3v物，所以物體的速度：v物＝v＝×0.6m/s＝0.2m/s，故C錯。答案：A。14．如圖所示為建筑工地上常用的吊裝工具，物體M為重5000N的配重，杠桿AB的支點為O，已知OA：OB＝1：2，滑輪下面掛有建筑材料P，每個滑輪重100N，工人體重為700N，杠桿與繩的自重、滑輪組摩擦均不計，當(dāng)工人用300N的力豎直向下以1m/s的速度勻速拉動繩子時（）A．工人對地面的壓力為400NB．建筑材料P重為600NC．建筑材料P上升的速度為3m/sD．物體M對地面的壓力為4400N解：（1）當(dāng)工人用300N的力豎直向下拉繩子時，因力的作用是相互的，則繩子對工人會施加豎直向上的拉力，其大小也為300N此時人受豎直向下的重力G、豎直向上的拉力F、豎直向上的支持力F支由力的平衡條件可得：F+F支＝G則F支＝G﹣F＝700N﹣300N＝400N因為地面對人的支持力和人對地面的壓力是一對相互作用力，大小相等所以工人對地面的壓力：F壓＝F支＝400N，故A正確；B、由圖可知n＝2，且滑輪組摩擦均不計由F＝（G+G動）可得，建筑材料P重；G＝2F﹣G動＝2×300N﹣100N＝500N，故B錯誤；C、物重由2段繩子承擔(dān)，建筑材料P上升的速度v＝v繩＝×1m/s＝0.5m/s，故C錯誤；D、定滑輪受向下的重力、3段繩子向下的拉力、杠桿對定滑輪向上的拉力由力的平衡條件可得：FA′＝3F+G定＝3×300N+100N＝1000N；杠桿對定滑輪的拉力和定滑輪對杠桿的拉力是一對相互作用力，大小相等，即FA＝F′A＝1000N；根據(jù)杠桿的平衡條件：FA×OA＝FB×OB，且OA：OB＝1：2所以，F(xiàn)B＝＝＝500N；因為物體間力的作用是相互的所以杠桿對物體M的拉力等于物體M對杠桿的拉力，即FB′＝FB＝500N；物體M受豎直向下的重力、豎直向上的支持力、豎直向上的拉力則物體M受到的支持力為：FM支持＝GM﹣FB′＝5000N﹣500N＝4500N因為物體間力的作用是相互的所以物體M對地面的壓力：FM壓＝FM支持＝4500N．故D錯誤；答案：A。二、填空題（每空1分，共13分）15．如圖所示，古代士兵常用定滑輪把護城河上的吊橋拉起。使用定滑輪可以改變動力方向（選填“省力”、“省距離”或“改變動力方向”）；吊橋可以看作杠桿，繩子對它的拉力是動力，吊橋的重力是阻力。在拉起吊橋的過程中，阻力臂大小變?。ㄟx填：“變大”、“變小”或“不變”）。解：（1）圖中使用定滑輪的作用是改變動力的方向；（2）吊橋的重心在中點，重力的方向是豎直向下的，在吊起橋的過程中，從支點O到重力的作用線的距離變小，即阻力臂變小。答案：改變動力的方向；變小。16．如圖所示，用固定在豎直墻上的直角三角形支架ABC放置空調(diào)室外機，已知AB長40cm，BC長50cm。室外機的質(zhì)量為30kg，室外機的重力作用線正好通過AB中點，則A處釘受到的水平拉力F為200N（支架重力不計）。為了安全，從力學(xué)的角度分析，室外機的位置應(yīng)盡量靠近（選填“靠近”或“遠(yuǎn)離”）墻壁。解：由勾股定理可得，AC＝＝＝30cm。由題意可知，以C為支點，ABC是一個杠桿。AC為A處螺釘水平拉力的力臂，室外機對其壓力的力臂為AB長的由杠桿平衡條件可得：F×AC＝G×AB；即：F×30cm＝300N××40cm；解得：F＝200N；為了安全，應(yīng)減小A處的拉力（若拉力過大，支架對螺釘拉力會使螺釘松動而造成危險）；在A處拉力和阻力G一定時，室外機的位置越靠近墻壁，室外機對支架壓力力臂越小，根據(jù)杠桿平衡條件可知，A處的拉力將減小，以保證支架和室外機的安全。答案：200；靠近。17．如圖所示，快遞小哥為了較快的把貨物裝入運輸車，用同樣的器材設(shè)計了甲、乙兩種方式提升貨物，應(yīng)該選用乙裝置，理由是利用乙裝置不僅可以省力，也可以改變力的方向。解：由圖可知，甲方式是兩個定滑輪，定滑輪的本質(zhì)是等臂杠桿，不能省力，乙方式是一個動滑輪和定滑輪組成的滑輪組，不僅可以省力，也可以改變力的方向。答案：乙；利用乙裝置不僅可以省力，也可以改變力的方向。18．如圖所示，重力G＝700N的水平木板在滑輪組的作用下保持靜止。三個滑輪等大、光滑，質(zhì)量均忽略不計。所有細(xì)繩的重力均不計，與天花板間的固定點分別叫做A、B、C，與木板間的固定點分別叫做D、E；各條細(xì)繩中不與滑輪接觸的部分均豎直。則B點處的細(xì)繩對天花板的拉力大小為140N。解：由題知，滑輪光滑（即摩擦不計），細(xì)繩、滑輪重力不計，如圖水平木板受到F1、F2、F3和G的作用，且木板保持靜止則有：F1+F2+F3＝G﹣﹣﹣﹣﹣﹣①由于中間滑輪受到兩個向上的拉力（每個力均為F1）、向下的拉力F2，則有F2＝2F1﹣﹣﹣﹣﹣﹣②且下面滑輪上的兩個拉力F2＝F3﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③將②③代入①可得：F1+2F1+2F1＝G＝700N解得：F1＝140N因同一根繩子各處的拉力大小相等，所以B點處的細(xì)繩對天花板的拉力大小為140N。答案：140N。19．如圖所示，工人利用滑輪組將180N的重物勻速向上提升到2m高的平臺上，他所用的拉力為100N，則動滑輪重為20N，繩子自由端向下移動的距離為4m。（不計繩重及摩擦）解：由圖知，使用滑輪組，承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n＝2。（1）不計繩重及摩擦，拉力F＝（G+G動），則動滑輪重力：G動＝2F﹣G＝2×100N﹣180N＝20N；（2）繩子自由端向下移動的距離：s＝2h＝2×2m＝4m。答案：20；4。20．如圖所示，利用滑輪組將放在水平地面上重為3000N的物體水平移動5m，當(dāng)勻速拉動物體時，物體與地面的摩擦力為120N，此時水平拉力為50N，則拉力做的功是750J，滑輪組的機械效率是80%。解：從圖中可知n＝3，物體水平移動5m，繩子自由端移動的距離s＝3s物＝3×5m＝15m拉力做的功W總＝Fs＝50N×15m＝750J；有用功W有用＝fs物＝120N×5m＝600J滑輪組的機械效率η＝＝×100%＝80%。答案：750；80%。21．如圖所示，是一套簡易升降裝置示意圖，其上端固定在樓頂，工人用力拉繩子，裝置可使人與工作臺升至所需高度，裝置中滑輪A、B、C的重力分別為100N、50N、40N，人的重力為600N，當(dāng)人用100N的拉力向下拉繩子時，地面對工作臺的支持力為450N，則工作臺的重力為150N．（不計繩重和摩擦）解：設(shè)動滑輪A上繩子的拉力為FA，動滑輪B上繩子的拉力為FB，由圖可知，F(xiàn)A+GB＝2FB，F(xiàn)B＝100N工作臺、動滑輪和人的總重：G總＝G人+G臺+G輪工作臺、動滑輪和人受到的拉力：F拉＝3FB+FA＝3FB+2FB﹣GB＝3×100N+2×100N﹣50N＝450N∵G總＝F拉+F支＝450N+450N＝900N∴G臺＝G總﹣G輪﹣G人＝900N﹣（100N+50N）﹣600N＝150N。答案：150。22．如圖所示的簡單機械是由固定的斜面和滑輪組成的。若斜面的長L與斜面高h(yuǎn)的比值為2，整個機械的效率為80%，則使用該機械將重物沿斜面緩慢拉上的過程中，作用力F與重物所受重力G的之比為5：16。解：由題知，使用的是動滑輪，將重物拉到斜面頂端，拉力移動的距離：s＝2L∵L＝2h∴s＝4h使用該裝置做的有用功：W有用＝Gh使用該裝置做的總功：W總＝Fs＝4Fh∵η＝＝＝＝80%∴F：G＝5：16。答案：5：16。三、實驗探究題（每空1分，共20分）23．斜面是一種簡單機械，使用斜面的好處是可以省力。那么斜面的省力情況與哪些因素有關(guān)呢？（使用斜面的省力情況可以通過比較沿斜面的拉力F與物體重力G的比值大小來判定，比值越小，越省力）小華提出以下三個猜想。猜想1：斜面的省力情況與斜面的表面材料有關(guān)。猜想2：斜面的省力情況與斜面的傾角有關(guān)。猜想3：斜面的省力情況與物體的重力大小有關(guān)。他用同一塊木板組成如圖所示的裝置進行了實驗，在沿斜面的力作用下，物塊在斜面上做勻速直線運動，記錄的實驗數(shù)據(jù)如下表：實驗序號①②③④⑤⑥斜面傾角θθθθθ1（θ1＞θ）θ2（θ2＞θ1）斜面的表面材料木板毛巾木板木板木板木板物塊重力G/N224622沿斜面的拉力F/N1.351.522.704.051.521.70（1）通過對比實驗①②（填寫實驗序號）中的數(shù)據(jù)可知，使用斜面省力的情況與斜面的表面材料有關(guān)。（2）通過對比實驗序號①、⑤、⑥中的數(shù)據(jù)，得出的結(jié)論是：在其他條件相同時，斜面傾角越小越省力。（3）為了驗證猜想3，小華做了實驗①③④（填寫實驗序號），分析實驗數(shù)據(jù)后，小華認(rèn)為這幾次實驗省力情況相同依據(jù)是沿斜面的拉力F與物體重力G的比值大小相等。【拓展】完成實驗后，小華沿斜面用1.8N的拉力，將重5.4N的物體從斜面底勻速拉到頂端。已知斜面長1.2m，高0.3m，物體在斜面上運動時受到的摩擦力是0.45N，斜面的機械效率是75%。解：（1）由題知，斜面的省力情況可能與斜面的表面材料、斜面的傾角、物體的重力大小三個因素有關(guān)。要探究斜面省力的情況與斜面的表面材料關(guān)系時，應(yīng)控制物體的重力和傾角，改變斜面的表面材料，應(yīng)選擇①②兩次實驗數(shù)據(jù)對比；（2）由表中①、⑤、⑥的實驗數(shù)據(jù)知，斜面的表面材料、物體的重力相同，斜面傾角越小，沿斜面的拉力越小，即：在其他條件相同時，斜面傾角越小越省力；（3）為了驗證猜想3，斜面的省力情況與物體的重力大小有關(guān)，應(yīng)控制斜面的表面材料、斜面的傾角，改變物體的重力，小華應(yīng)做了①③④三次實驗；由這三次實驗數(shù)據(jù)知，沿斜面的拉力F與物體重力G的比值：＝＝，所以這幾次實驗省力情況相同?！就卣埂啃∪A做的有用功：W有＝Gh＝5.4N×0.3m＝1.62J總功：W總＝Fs＝1.8N×1.2m＝2.16J克服物體與斜面間的摩擦力所做的功是額外功，所以W額＝W總﹣W有＝fs物體在斜面上運動時受到的摩擦力f＝＝＝0.45N；斜面的機械效率η＝＝＝75%。答案：（1）①②；（2）斜面傾角越小越省力；（3）①③④；沿斜面的拉力F與物體重力G的比值大小相等；【拓展】0.45；75%。24．在“探究杠桿的平衡條件”的實驗中；（1）如圖1杠桿上而有刻度，將杠桿的中點置于支架上，當(dāng)杠桿靜止時，發(fā)現(xiàn)杠桿左端下沉，這時應(yīng)將平衡螺母向右（選填“左”或“右”）端調(diào)節(jié)，直到杠桿在水平位置平衡。（2）圖2和圖3的操作相比，圖2更方便，因為可以直接讀出力臂。實驗中杠桿右側(cè)沒有使用鉤碼，使用彈簧測力計的好處是便于隨時觀察力的變化。（3）圖4中，若慢慢將彈簧測力計向右傾斜拉杠桿，仍使杠桿在水平位置平衡，它的示數(shù)將變大，因為拉力的力臂變小了。（4）經(jīng)過多次實驗，得出實驗結(jié)論后，小明同學(xué)想利用圖5裝置測出杠桿提升鈞碼時的機械效率：①圖5所示實驗中，每個鉤碼重0.5N，彈簧測力計豎直向上拉杠桿，它的示數(shù)為4N，當(dāng)鉤碼上升6cm時，杠桿上的C點上升3cm，則此時杠桿的機械效率ηa＝75%。②杠桿的機械效率跟鉤碼懸掛的位置到底有沒有關(guān)系呢？如圖6，他仍然豎直向上拉杠桿使C點上升3cm，若支點處的摩擦力可以忽略不計，經(jīng)分析可知此時杠桿的機械效率ηb與ηa相比變小（選填“變大”“變小”或“不變”）。接下來可以進行實驗，收集數(shù)據(jù)，通過實踐證明我們的分析是否正確。解：（1）杠桿重心右移，應(yīng)將平衡螺母（左端和右端的均可）向右調(diào)節(jié)，直至重心移到支點處，使杠桿重力的力臂為零，這樣就減小了杠桿的自重對實驗的影響；力臂等于支點到力的作用線的距離，當(dāng)杠桿在水平位置平衡時，力的方向與杠桿垂直，力臂可以從杠桿標(biāo)尺刻度上直接讀出來。（2）由圖可知，圖2的力臂可以從杠桿標(biāo)尺刻度上直接讀出來，因此圖2更方便；實驗中杠桿右側(cè)沒有使用鉤碼，使用彈簧測力計的好處是便于隨時觀察力的變化；（3）彈簧測力計在C處豎直向上拉時，拉力的方向豎直向上與杠桿垂直，動力臂等于支點到力的作用點的距離；當(dāng)彈簧測力計逐漸向右傾斜時，拉力的方向不再與杠桿垂直，動力臂變小，根據(jù)杠桿平衡條件，動力變大，彈簧測力計的示數(shù)變大。（2）①W有用＝Gh＝3×0.5N×0.06m＝0.09J；W總＝FS＝4N×0.03m＝0.12J；ηa＝×100%＝×100%＝75%②鉤碼的懸掛點在A點時，由杠桿的平衡條件得G?OA＝F?OC；懸掛點移至B點時，由杠桿的平衡條件得G?OB＝F?OC，經(jīng)對比發(fā)現(xiàn)，由OA到OB力臂變小，所以有用功減小，仍然豎直向上拉杠桿使C點上升3cm，拉力和阻力臂不變，因此由公式η＝可知，杠桿的機械效率變小。答案：（1）右；水平；（2）2；力臂；便于隨時觀察力的變化；（3）大；拉力的力臂變小了；（4）75%；變小。25．在“測量滑輪組機械效率”的實驗中，小明利用同一滑輪組先后提升不同重量的物體進行實驗，如圖甲和乙所示，不計空氣阻力。實驗測量的數(shù)據(jù)記錄在表格中：次數(shù)物重/N提升高度/m拉力/N繩端移動距離/m機械效率η130.12.00.350%260.13.20.362.5%（1）根據(jù)測量的實驗數(shù)據(jù)，可計算出表格中的橫線上應(yīng)填的數(shù)據(jù)大小為62.5%（用百分?jǐn)?shù)表示）。（2）分析實驗數(shù)據(jù)，可初步得出的實驗結(jié)論為：同一滑輪組的機械效率與被提升物體的重力有關(guān)。（3）小明在實驗操作過程中發(fā)現(xiàn)：一邊拉動彈簧測力計一邊讀數(shù)，非常不方便，因為這樣彈簧測力計示數(shù)不穩(wěn)定，為了方便讀數(shù)，小明認(rèn)為可以讓彈簧測力計保持靜止時讀數(shù)，他的這種想法顯然是錯誤的，因為他沒有考慮到繩子與滑輪之間的摩擦對滑輪組機械效率的影響，如果讓彈