期末总复习A+B 第12章 简单机械（A）（含答案）
一．选择题
1．人体上的杠杆有很多，如手握拳向上运动时前臂骨骼就是一个杠杆（如图），下列生活用具正常使用时也是杠杆，其中与前臂骨骼同类的是（ ）
A．核桃夹 B．水龙头 C．筷子 D．手动压蒜器
2．“节约用水，人人有责”，应养成随手关闭水龙头的好习惯。水龙头手柄可视为如图所示杠杆，O为支点，F为阻力，分别用力沿a、b、c、d方向关闭水龙头，其中用力最小的是（ ）
A．a B．b C．c D．d
3．如图所示，一长为L的直杆可绕O点转动杆下挂一所受重力为G的物块刚开始直杆与竖直方向夹角为60°．为了安全下降物块，用一个始终水平向右且作用于直杆中点的拉力F使直杆缓慢地转动到竖直位置（可以认为杠杆每一瞬间都处于平衡状态），则下列说法正确的是（ ）
A．拉力F的大小保持不变
B．拉力F和物块重力G是一对平衡力
C．这个过程中物块重力所做的功GL
D．这个过程中直杆一直都是费力杠杆
4．如图，为了提升重物，我们选用了粗细均匀，重为G的杠杆，不计杠杆支点处的摩擦，先后把同一个重物挂在杠杆的A、B两处，每次用竖直向上的力让重物匀速上升相同的高度，下列说法正确的是（ ）
A．重物挂在A点时拉力做的有用功多
B．重物挂在B点时拉力做的总功多
C．重物挂在A点时杠杆的机械效率高
D．重物挂在B点时杠杆的机械效率高
5．小清河自发掘至今已有900多年的历史，历史上曾经是繁盛一时的航运水道，2019年小清河复航工程确定为我国第一个内河航道的PPP项目，项目集航运、防洪、生态、环保、旅游于一体，今年底主体完工。如图所示，在河道清淤工作时，利用起重机将较重的挖掘机放入河道内。工作时，下列操作可能造成起重机侧翻的是（ ）
A．放长吊绳 B．缩短吊绳 C．伸长吊臂 D．缩短吊臂
6．如图所示，用一个动滑轮把重100N的沙袋从地面匀速提到6m高的楼上，所用拉力60N（绳重和摩擦不计），下列说法正确的是（ ）
A．动滑轮重40N
B．绳子自由端通过的距离为12m
C．拉力做的有用功为720J
D．动滑轮的机械效率为8.3%
7．用如图所示的滑轮组拉动重300N的箱子，以0.2m/s的速度在水平地面上做匀速直线运动，箱子与地面间的摩擦力为自身重力的0.2倍，滑轮组的机械效率为75%，下列说法正确的是（ ）
A．拉力F为80N
B．10s内绳子自由端移动2m
C．3s内物体重力做功180J
D．拉力F的功率为16W
8．某建筑工地上，工人通过图示装置用250N的竖直向下的拉力拉绳，将重600N的建筑材料匀速提起。已知AOB是轻质杠杆且OA：OB＝1：2，不计绳重与摩擦，则（ ）
A．轻质杠杆AOB为费力杠杆
B．动滑轮的重力是100N
C．动滑轮的机械效率为60%
D．可通过减少所提升建筑材料的重量，来提高动滑轮的机械效率
9．如图所示，物体A在水平拉力F的作用下，沿水平面以0.2m/s的速度匀速运动了5s，弹簧测力计的示数为8N，不计滑轮和绳子之间的摩擦，拉力F做功的功率为（ ）
A．1.6W B．8W C．3.2W D．16W
10．如图所示，用两滑轮采用不同的绕绳方法，将同一重物匀速提升相同的高度（不计绳重和摩擦），下列说法中正确的是（ ）
A．F1＞F2，F1移动距离多 B．F1＜F2，F2移动距离多
C．F1所做的额外功多 D．两装置的机械效率相同
11．（多选）在劳动实践中，小孙在水平地面与车厢间用木板搭一斜面，并用平行于斜面的推力将重G＝600N的货物匀速地从斜面底端推到顶端的车厢，如图所示。已知斜面长L＝6m，斜面高h＝1.5m，斜面的机械效率η＝60%。下列叙述中正确的是（ ）
A．小孙推动货物所用推力大小为150N
B．货物受到斜面的摩擦力大小为100N
C．若增大推行速度，则货物受到的摩擦力将变大
D．若h不变、减小L，则斜面的机械效率将升高
12．（多选）如图甲所示，建筑工人用滑轮组提升重为285N的水泥桶，动滑轮重为15N，不计绳重。工人在将水泥桶匀速向上拉的过程中，水泥桶上升的速度为0.1m/s，工人拉力所做功与时间关系如图乙所示。因此可知（ ）
A．该滑轮组的效率为95%
B．0﹣10s内建筑工人所做额外功为75J
C．0﹣8s内建筑工人对水泥桶做的功为228J
D．建筑工人对水泥桶做功的功率为36W
二．填空题
13．如图所示是生活中常见的杆秤。称量时杆秤在水平位置平衡，被测物体和秤砣到提纽的距离分别为0.05m、0.2m，秤砣的质量为0.1kg，秤杆的质量忽略不计，则被测物体的质量为 kg。若秤砣有缺损，则杆秤所测物体的质量会 （选填“偏大”或“偏小”）。
14．如图所示，同材质的甲、乙两实心金属块处于静止状态，不计滑轮重力及摩擦，其中A是 滑轮，甲、乙的质量之比是 ，现将乙竖直向下移动0.4m，则甲将竖直向上移动 m。
15．小丽同学用水平力F拉动如图所示装置，使重100N的A物体4s内在水平地面上匀速运动了80cm，物体B重50N（物体B与A始终接触），此过程中地面受到的摩擦力为10N，弹簧测力计的示数为8N。若不计轮重、弹簧测力计重、绳重和绳与滑轮间摩擦，则物体A受到B施加的摩擦力 （选填“水平向左”、“水平向右”或“为零”），水平拉力F的功率为 W。
16．如图甲所示，A点为硬棒的重心，此时硬棒静止，弹簧测力计的示数为 N。
若如图乙所示，O为支点，当硬棒水平静止时，所需要的拉力F1为 N。
若在如图丙所示虚线方向用力F2也能使硬棒水平平衡，请你画出力F2及它的力臂L2，此时F1 F2，你的依据为 。
三．作图与实验探究题
17．图甲是小奇用食品夹夹肉饼时的情景，食品夹看作可以绕O点转动的两个杠杆，其中OAB是上方杠杆，图乙是OAB的简化图，F2为作用在点B的阻力。请在图乙中画出：
（1）在A点施加的最小动力F1及动力臂l1；
（2）阻力臂l2。
18．某小组在“测滑轮组机械效率的实验”，所用装置如图（ 每个滑轮的重相同） ， 通过实验分别得到对应的四组实验数据，如表所示。
实验次数 钩码重量 G/N 钩码上升高度h/m 绳端拉力 F/N 绳端移动距离s/m 机械效率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
（1）实验中应沿竖直方向 缓慢拉动弹簧测力计；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。
（2）用丁图装置进行实验，若拉力F向右倾斜（如虚线所示），则测出的机械效率将 （选填“变大”、 “变小”或“不变”）
（3）在不计摩擦的情况下，要探究滑轮组提升物体时效率的高低与动滑轮重是否有关，应进行 两次实验（填实验次数的序号）， 通过这两次实验数据得出的结论: 。
19. 小勇在探究“杠杆的平衡条件”实验中，所用的实验器材有杠杆、支架、细线、质量相同的钩码若
干。
（1）实验装置如图甲所示静止在桌上，此时杠杆 （ 选填“是”或“不是”）平衡状态，为了调节杠杆在水平位置平衡，他应将两侧的平衡螺母向 边调。
（2）小勇在水平平衡的杠杆两边挂上钩码后如图乙所示，他应该在下列方法中选择 使杠杆重新在水平位置平衡；
A.向左调节平衡螺母 B.将左侧钩码向左移动 C.增加右侧钩码个数
（ 3）进行正确操作后测出力和力臂记录在如下表格中。
实验次数 动力F1/N 动力臂L1/cm 阻力F2/N 阻力臂L2/cm
1 3 4 4 3
2 4 5 5 4
3 5 6 6 5
小勇根据表中记录的多次实验数据分析得出如下结论:动力+动力臂=阻力+阻力臂。小华说他得出的结论是错误的，小华判断的依据是 。
四、计算题
20．如图所示，在竖直向下拉力F的作用下，使杠杆从水平位置将一物体缓慢匀速提升。如表是提升物体时采集到的信息：
物重G（N） OA（m） OB（m） A端上升的 高度h/m B端下降的竖 直距离s/m
40 0.8 0.4 0.4 0.2
求：
（1）不计杠杆自重和摩擦，杠杆处于水平静止时，拉力F的大小。
（2）实际提升所用的拉力F为100N，拉力F做的总功。
（3）实际拉力F为100N时，杠杆的机械效率η。
21．如图，一辆货车匀速从山底A开到山顶B。货车重为5.0×104N，发动机的功率50kW保持不变，山坡AB长2000m，高h为300m，牵引力保持2.5×104N不变，不计空气阻力。求：
（1）汽车从山底开到山顶所做的有用功。
（2）山坡的机械效率。
（3）汽车在山坡上行驶时的摩擦力。
参考答案：
一、选择题
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
C B C D C B D C C D BD BC
部分解析：
3．【解析】
A、由图知，杠杆由与竖直方向成60°角逐渐转到竖直位置时，由于拉力始终水平，所以其力臂逐渐变大；物体对杠杆拉力为阻力，转动过程中阻力臂逐渐变小；由杠杆平衡条件可知拉力F逐渐变小，故A错误；
B、拉力F和物块重力大小不等、不一条直线上，不作用在一个物体上，所以不是一对平衡力，故B错误；
C、杠杆由与竖直方向成60°角时，杠杆右端高度h＝L，转到竖直位置时杠杆下端高度降到L处，所以物体下降高度△h＝L﹣L＝L，所以物体重力做功W＝G△h＝GL，故C正确；
D、当杠杆转到竖直位置时，阻力臂为0，杠杆为省力杠杆，故D错误。
故选：C。
4．【解析】
（1）利用杠杆提升重物时，有用功W有用＝Gh，
在A、B两处提升的是同一个重物，上升同样的高度，所以在A、B两处拉力做的有用功相同，故A选项错误。
（2）由下图可知：在A、B两处提升重物，重物上升同样的高度h时，杠杆的重心上升的高度hA＞hB，
额外功W额外＝G杆h，
则W额外A＞W额外B，
在A、B两处人做的有用功相同，而W总＝W有用+W额外，
所以W总A＞W总B，
由η＝，可知ηA＜ηB，故BC选项错误，D选项正确。
故选：D。
8．【解析】
A、读图可知，O为支点，动力作用在B点，阻力作用在A点，动力臂大于阻力臂，所以杠杆AOB属于省力杠杆，故A错误。
B、由图知n＝2，用该装置匀速提起600N的物体，不计绳重与摩擦，则杠杆A端施加的拉力：
FA＝（G+G动）＝（600N+G动），
由杠杆平衡条件可得：FA×OA＝FB×OB，
即：（600N+G动）×OA＝250N×OB，且OA：OB＝1：2，
解得G动＝400N，故B错误；
C、不计绳重与摩擦，动滑轮的机械效率：
η＝＝＝＝×100%＝60%，故C正确；
D、减小所提升建筑材料的重量，在提升高度相同时，有用功减小，这样有用功在总功中所占的比例减小，则动滑轮的机械效率会降低，即不能提高动滑轮的机械效率，故D错误。
故选：C。
12．【解析】
（1）此过程中对水泥桶所做功是有用功，对动滑轮所做功是额外功，工人拉力做功是总功，
由图可知10s内工人做功：W总＝360J，
由v＝可得10s内水泥桶上升高度：
h＝vt＝0.1m/s×10s＝1m，
工人所做的有用功：
W有＝G桶h＝285N×1m＝285J，
所以滑轮组的机械效率：
η＝＝×100%≈79.2%，故A错误；
由W总＝W有+W额可得额外功：
W额＝W总﹣W有＝360J﹣285J＝75J，故B正确；
（2）8s内水泥桶上升高度：
h′＝vt′＝0.1m/s×8s＝0.8m，
8s内工人对水泥桶做的功：
W有′＝G桶h′＝285N×0.8m＝228J，故C正确；
（3）工人对水泥桶做功的功率：
P有＝＝＝28.5W，故D错误。
故选：BC。
二、填空题
13．0.4；偏大。
14．动；2：1；0.2。
15．解：（1）A物体被匀速拉动，B相对于地面静止，B受到的拉力和A对B的摩擦力为一对平衡力，大小相等，物体B受到A的摩擦力fB＝F示＝8N；由于力的作用是相互的，物体A受到B施加的摩擦力fA＝fB＝8N，方向水平向右；
（2）物体A移动的速度vA＝＝＝0.2m/s，
图中滑轮为动滑轮，但动力作用在轴上，滑轮移动的速度：v轮＝×0.2m/s＝0.1m/s；
物体A受到向左的拉力等于地面对A的摩擦力f地加上物体A受到B施加的摩擦力fA，即：
F左＝f地+fA＝10N+8N＝18N，
滑轮为动滑轮，水平拉力F作用在轴上，则水平拉力：F＝2F左＝2×18N＝36N，
拉力F端移动速度v＝v轮＝0.1m/s，
拉力做功功率：P＝＝＝Fv＝36N×0.1m/s＝3.6W。
答案：水平向右；3.6W。
16．解：（1）A点为硬棒的重心，此时硬棒静止，弹簧测力计的分度值为0.02N，示数为2.8N；
若如图2所示，O为支点，设杠杆每个小格长为L，当硬棒水平位置静止时，由力臂的定义，L阻＝15L，
L动＝20L，根据杠杆的平衡条件，
GA×L阻＝F1×L动，
拉力：F1＝×GA＝×2.8N＝2.1N；
（2）沿虚线方向画出F2的作用线，方向斜向上，作用点在杠杆上；
从支点支动力作用线的距离为动力臂L2，如下图所示；
此时F1＜F2，依据为：由杠杆的平衡条件，因为原来的力臂 L动＞L2，所以F1＜F2。
答案：2.8；2.1；如上所示；＜；由杠杆的平衡条件，因为 L动＞L2，所以F1＜F2。
三．作图与实验探究题
17．
18．（1）匀速；23；（2）变小；（ 3） 3、4；在物重相同的情况下，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低。
19．（1）是；左；（2） B； （3）将不同的物理量进行了加法运算。
四、计算题
20．解：（1）不计杠杆自重和摩擦，
由杠杆平衡条件可得：F×OB＝G×OA，即F×0.4m＝40N×0.8m
解得：F＝80N；
（2）由表中数据可知：s＝0.2m，h＝0.4m，
拉力做的总功：W总＝F′s＝100N×0.2m＝20J；
（3）有用功：W有用＝Gh＝40N×0.4m＝16J，
杠杆的机械效率：
η＝×100%＝×100%＝80%。
答：（1）拉力F的大小为80N；
（2）若实际拉力F为100N，拉力做的总功为20J；
（3）杠杆的机械效率80%。
21．解：（1）牵引力做的有用功：
W有用＝Gh＝5.0×104N×300m＝1.5×107J；
（2）汽车从山底开到山顶所做的总功为：
W总＝Fs＝2.5×104N×2000m＝5×107J；
山坡的机械效率为：
η＝＝×100%＝30%；
（3）额外功为：
W额＝W总﹣W有用＝5×107J﹣1.5×107J＝3.5×107J，
由W额＝fs可得汽车在山坡上行驶时的摩擦力：
f＝＝＝1.75×104N。
答：（1）汽车从山底开到山顶所做的有用功为1.5×107J；
（2）山坡的机械效率为30%；
（3）汽车在山坡上行驶时的摩擦力为1.75×104N。
