简单机械和功单元检测
一、单选题（本大题共12小题，共36.0分）
1. 如图所示的简单机械中，属于费力杠杆的是( )
A. 托盘天平 B. 赛艇的船桨
C. 啤酒开瓶器 D. 厚层订书机
2. 关于功、功率和机械效率，下列说法正确的是( )
A. 功率大的机械，做功时用的时间一定少 B. 做功少的机械，机械效率一定低
C. 做有用功多的机械，机械效率一定高 D. 做功快的机械，功率一定大
3. 如图所示，关于简单机械，下列说法错误的是
A. 图甲：食品夹在正常使用过程中，相当于一个费力杠杆
B. 图乙：在旗杆顶部安装定滑轮是为了改变拉力的方向
C. 图丙：盘山公路相当于一个斜面，可以省力
D. 图丁：使用滑轮组提升重物既可省力，又能省功
4. 如图所示，张伟同学通过斜面用平行于斜面的推力，将质量为的物体在时间内匀速推到高的平台上，斜面长。取则( )
A. 推力的功率为 B. 斜面的机械效率为
C. 推力做的总功 D. 斜面对物体的摩擦力
5. 我国民俗活动丰富多彩，在立夏时节，有的地方会给孩子称体重，如图所示，冀求孩子健康成长，俗称“立夏秤人”。如图，小孩和篮子的总质量为，调整秤砣的位置，使杆秤处于水平平衡状态忽略绳重和杆重，此时，。下列说法不正确的是( )
A. 该杆秤一定为费力杠杆
B. 该秤砣的质量为
C. 要使该杆秤的量程变大，应该换用质量更大的秤砣
D. 若换称质量较小的孩子，当秤杆水平平衡后，秤砣的悬挂点在点左边
6. 踮脚是一项很好的有氧运动，如图，它简单易学，不受场地的限制，深受广大群众的喜爱，踮脚运动的基本模型是杠杆，下列分析正确的是( )
A. 脚后跟是支点，是省力杠杆
B. 脚后跟是支点，是费力杠杆
C. 脚掌与地面接触的地方是支点，是省力杠杆
D. 脚掌与地面接触的地方是支点，是费力杠杆
7. 如图所示，小明利用动滑轮匀速提升木箱。以下做法可以提高动滑轮机械效率的是( )
A. 适当增加木箱重力 B. 增大木箱上升高度
C. 增大提升木箱的速度 D. 换用质量更大的动滑轮
8. 如图所示，小明用两个不同的滑轮组，在相同时间内分别用大小相等的拉力将同一物体匀速提高了相同的高度，若两个滑轮组的动滑轮重分别为和，机械效率分别为、，小明做功的功率分别为、，不计绳重和摩擦。则（ ）
A. ，，B. ，，
C. ，，D. ，，
9. 如图所示是某游乐场内一质量不计的“吊桥”示意图，当人从支点处向右缓慢走动过程中，绳子的拉力与人移动距离的关系图像是选项图中的( )
A. B.
C. D.
10. 如图所示，在杠杆上的点悬挂一重物，端用细绳吊在小圆环下，且细绳长等于圆弧半径，此时杠杆恰成水平状态，点与圆环的圆心重合，当环从点逐渐顺时针滑到点的过程中，吊绳对端的拉力大小与角的关系图像是( )
A. B.
C. D.
11. 为了将放置在水平地面上重为的物体提升一定高度，设置了图甲所示的滑轮组装置．当用图乙所示随时间变化的竖直向下的拉力拉绳时，物体的速度和物体上升的高度随时间变化的关系分别如图丙和丁所示．不计绳重和绳与轮之间的摩擦下列计算结果正确的是( )
A. 内，地面对物体的支持力是 B. 内，拉力做的功是
C. 内，拉力的功率是 D. 内，滑轮组的机械效率是
12. 小明用如图所示的实验装置研究杠杆的机械效率，实验时，将重为的钩码挂在铁质杠杆点上，弹簧测力计作用于点，现竖直向上匀速拉动弹簧测力计，此时拉力为，杠杆的机械效率为，不计摩擦，则( )
A. 仅将测力计移到点，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，机械效率为，则
B. 仅将钩码移到点，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，机械效率为，则
C. 仅将测力计移到点，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，此时拉力为，则
D. 仅将钩码移到点，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，此时拉力为，则
二、填空题（本大题共11小题，共22.0分）
13. 如图是同学们常用的燕尾夹，，当用力摁住点打开该夹子时，可把______点看作支点，此时夹子可近似看作______杠杆选填“省力”、“费力”或“等臂”。
14. 用如图所示的滑轮组将重的物体在内竖直匀速提升，机械效率为，则有用功为______ ，拉力的功率为______ 。若增大所提物体的质量，则滑轮组机械效率将______ 选填“增大”、“不变”或“减小”。
15. 人做俯卧撑时可以看成一个杠杆，如图所示，为重心，为支点，支撑点为，手臂与地面垂直，则动力臂是________；假如人的质量是，则人所受的重力为________，地面对他双手的支持力是________取
16. 如图所示，钓鱼竿可以看作一个______ 省力费力等臂杠杆，其支点在钓鱼竿与小明______ 左手右手的接触处，若要更加省力，则小明应该______ 增大减小两只手之间的距离。
17. 如图所示，一位物理老师用一只弹簧测力计称出了一只大象的质量。操作步骤：、将铁笼系于槽钢上的点，当吊车吊钩在槽钢上的悬吊点移至点时，槽钢在水平位置平衡；、将大象引入铁笼，用弹簧测力计竖直向下拉住槽钢的另一端，使之再次在水平位置平衡，测得，，弹簧测力计的示数为设计步骤的目的是____，此装置可视为___杠杆，该大象的质量为____取
18. 如图所示，在测定杠杆机械效率的实验中，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在均匀杠杆上的物块缓慢上升至虚线位置，测力计竖直移动的距离为，物块重为，物块上升的高度为，则杠杆的机械效率为________使用杠杆提升物块的过程中，杠杆重力为________结果保留一位小数，不计整个机械的摩擦．
19. 图甲所示的独轮车是生活中搬运泥土的轻便工具。某次搬运泥土时，车体和泥土的总重，运泥土时从点提起独轮车把手。图乙为独轮车被抬起到某位置静止时的示意图，已知：，为连线上一点，，。
如图甲，独轮车可看作是一个______ 选填“省力”或“费力”杠杆；
在图乙所示位置时，若竖直向上拉动点提升把手，需要的拉力为______ ；
在图乙所示位置时，要使提升把手的拉力最小，施加在点的拉力方向为______ ；若继续向上拉动，所需最小拉力将______ 选填“变大”、“变小”或“不变”；
在图乙中，为了更轻便，可以把车厢内泥土适当向______ 选填“左”或“右”移动。
20. 生活中我们经常使用简单机械。
小华用如图甲所示的方法将被台风刮倒的树拉正，的树干相当于______选填“动滑轮”、“定滑轮”或“杠杆”，如图乙所示将石碾子滚上台阶，石碾子相当于______选填“动滑轮”、“定滑轮”或“杠杆”
如图所示，一根撬棒，，石头垂直作用在棒上的力是，若要撬动石头，则施加在撬棒点的力至少是______。
21. 如图所示，是杠杆，与垂直，在的中点挂一个的重物，加在点的动力始终使在水平位置保持静止杠杆重力及摩擦均不计。
当竖直向上时，的大小为______；
当由竖直向上的位置沿逆时针方向缓慢的转到水平向左的位置时，动力的大小变化是______选填“变小”、“变大”、“先变小后变大”或“先变大后变小”。
22. 如图所示为一拉杆旅行箱的示意图。将其视为杠杆，为支点，为重心，为竖直方向，为拉杆端点．已知箱重为，为，为．
图中在点沿图示方向施加动力，箱子静止．则动力的力臂为_________，的大小为________．
使拉杆箱在图示位置静止的最小动力为________．
生活中，常把箱内较重的物品靠近点摆放，这样使拉杆箱在图示位置静止的最小动力将_______选填“变大”、“变小”或“不变”．
23. 如图所示，质量分布均匀的相同的两块砖平放在水平地面上，现分别用始终竖直向上的力和分别作用在和的中点，使它们缓慢的竖直起来，且砖不在地面上滑动，当砖的边、刚离开地面时 选填“”、“”或“”。当两块砖抬高至竖直位置时，、做功的大小分别为、，则 选填“”、“”或“”。
三、作图题（本大题共3小题，共6.0分）
24. 如图所示的轻质杠杆以为支点，在力和右端重物向下的力的作用下处于平衡状态，已知的力臂为，画出力和的示意图。
25. 如图所示，用两个滑轮组成滑轮组提升重物，请画出滑轮组最省力的绕法。
26. “节约用水，人人有责”如图甲所示，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，是的阻力，请你在如图乙中画出施加在点的最小动力及其力臂的示意图。
四、实验探究题（本大题共4小题，共24.0分）
27. 小明在超市买了一个哈密瓜，回到家用弹簧测力计测量其重力时，发现哈密瓜的重力超出了弹簧测力计的量程，身边又找不到其他合适的测量工具，于是他找来了一些细绳不计重力、一把米尺等物品按如下示意图进行了改进：
步骤一：将细绳系在米尺的刻度线处，米尺刚好能在水平位置平衡．
步骤二：将弹簧测力计在竖直方向调零如图甲左．
步骤三：在米尺刻度线处挂上哈密瓜，用细绳把弹簧测力计的拉环系在刻度线处，并竖直向下拉挂钩，使米尺在水平位置平衡，如图甲所示．
小明利用________填“二力”或“杠杆”平衡的条件相关知识来计算哈密瓜的重力．
在步骤一中使米尺在水平位置平衡是为了避免________对测量结果的影响．
当小明在操作步骤三时，他父亲指出弹簧测力计的使用存在问题，你认为小明这样使用弹簧测力计会使测量结果________填“偏大”或“偏小”．
小明分析后改用如图乙所示的正确方法操作：他将弹簧测力计倒置使挂钩朝上后，重新调零如图乙左，并重新测出拉力为，最后计算出哈密瓜的重力为________．
小明发现：如图乙和图丙所示，先后竖直向下和斜向下拉弹簧测力计，均使杠杆在水平位置平衡时，弹簧测力计两次的示数分别为和，你认为________填“”“”或“”．
如图丁所示，小明又在米尺刻度线处挂了一个重力为的苹果，当杠杆再次在水平位置平衡时，弹簧测力计示数为若将弹簧测力计、系哈密瓜的细绳、系苹果的细绳对米尺的拉力分别用、、表示，它们的力臂分别为、、，于是小明猜想________也能使杠杆平衡．
28. 测量如图所示滑轮组的机械效率，部分实验数据如下表。
实验过程中，应缓慢拉动弹簧测力计，使钩码竖直向上做______运动。第次实验时，弹簧测力计示数如图所示，为______。
第次实验时所做的有用功为______，滑轮组的机械效率是______。
分析、、次实验的数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物重力越______选填“大”或“小”，滑轮组的机械效率越高；分析、次实验的数据可知，滑轮组的机械效率与钩码上升的高度______选填“有关“或“无关”。
结合生产生活实际，用滑轮组提升重物时，下列选项中也可提高机械效率的是______。
A.增大绳重 B.减轻动滑轮重 C.加快物体提升的速度
实验次数 钩码重力 钩码上升高度 拉力 绳端移动距离 机械效率
图甲是某居民楼前的无障碍通道，一位中年人正用轮椅推着他年迈的母亲缓缓上行，图乙是该通道斜面示意图。为了解中年人推轮椅时所用力的大小，小红和小华进行了探究。她们从斜面底端点沿斜面确定了相距处的点。取
使刻度尺“”刻度线与水平地面对齐，正确测量点高度，结果如图乙，为______ 。
选用车轮与轮椅相同材质、花纹的小车为研究对象，进行了如下操作：
正确使用弹簧测力计，测出小车重为；
将弹簧测力计与斜面平行放置并______ ，然后沿斜面方向匀速拉动小车，如图乙所示，弹簧测力计示数为______ ；
计算出将小车从点拉到点的过程中，拉力所做的功为______ ；利用斜面将小车从水平地面提升到点时的机械效率为______ 。
在小车上逐渐添加重物，测出小车的总重，测出沿斜面匀速拉动小车需要的力，计算出拉小车从点到点所做的功；计算出竖直向上将小车从水平地面提升到点所做的功。以功为纵坐标，以小车总重为横坐标，建立平面直角坐标系，作出和与小车总重的关系图像，分别如图丙中的线段和；
由图像可知：用该通道斜面提升物体时的机械效率与物重______ 选填“有关”或“无关”。
若这位母亲的质量为，所坐的轮椅质量为，则中年人用沿着通道斜面方向的力推轮椅匀速上坡时，力的大小为______ 。
30. 密度是物质的重要属性，生产、生活中常常需要测量各种液体的密度．某同学在综合实践活动中自制了测量液体密度的杠杆密度计，可以从杠杆上的刻度直接读出液体密度的数值，受到了老师的肯定和表扬，结构如图所示．
所用器材：轻质杠杆自身重力忽略不计、两种规格的空桶和、质量为的物体、细线．
设计过程如下：
将杠杆在点悬挂起来，空桶悬挂在点，质量为的物体悬挂在点时，杠杆水平平衡．测出点到点的距离为，点到点的距离为，此时点的密度刻度线应标注为______．
在点的空桶内注满液体，空桶容积为，移动物体至位置，使杠杆在水平位置平衡，点到点的距离为，此时点的密度值为______用题中所给的字母表示．
已知密度为刻度线与零刻度线之间的距离为，则密度为刻度线与零刻度线之间的距离为______．
要使制作的杠杆密度计测量精度更高一些，应选择______规格的空桶选填“”或“”．
五、计算题（本大题共2小题，共12.0分）
31. 如图，塔式起重机上的滑轮组匀速吊起重物时，所用的拉力为，重物升高，此过程中滑轮组的机械效率为，取。求：
拉力做的总功；
有用功与物重；
若克服摩擦和钢绳重所做的功为，求动滑轮重。
32. 建筑工地上经常用长臂大吊车来输送建筑材料，安装建筑构件，图甲是其钢丝绳缠绕简化示意图其中动滑轮重、绳重及摩擦均不计。喜欢实践的小嘉同学，自己也尝试设计了类似的吊车模型如图乙，其中为粗细均匀的直棒，长米，质量为千克，凳子宽度为厘米，端固定一个铅块忽略宽度大小。
若钢丝绳能承受的最大拉力为牛，则能吊起货物的质量不能超过______千克。
若将重为牛的货物由地面沿竖直方向匀速提升米，再沿水平方向移动米，则此过程中克服货物重力做功多少焦？
乙图模型中为厘米，在没挂物体时直棒刚好有绕点转动的趋势，则配重的质量为多少千克？
答案
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
8. 9. 10. 11. 12.
13. 等臂
14. 增大
15.
16. 费力 右手 增大
17. 忽略槽钢和铁笼的重力对实验的影响；省力；
18.
19. 省力；；垂直于向上；变小；左
20. 动滑轮；杠杆；
21. 先变小后变大
22. ；；；变小
23.
27. 杠杆 米尺杠杆自身重力 偏小
28. 匀速 大 无关
29. ；
校零；；；；
无关；
30.
31. ；
， ；
， 。
32.；
；
。
