第12章《簡單機(jī)械》單元測試卷（提升卷）（解析版）2023-2024學(xué)年八年級物理上冊同步考點(diǎn)解讀與專題訓(xùn)練（人教版）

第第頁第十二章《簡單機(jī)械》單元測試卷（提升卷）（解析版）（考試時間：90分鐘試卷滿分：100分）注意事項：1．測試范圍：人教版八年級下冊第12章。2．g=10N/kg。第Ⅰ卷選擇題一、選擇題（本題共16小題，每小題2分，共32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．（2022春?花山區(qū)校級期中）如圖所示，三個理想滑輪拉同一物體在同一水平面做勻速直線運(yùn)動，所用拉力分別為F1、F2、F3，那么這三個力的關(guān)系是（）A．F1＞F2＞F3 B．F1＜F2＜F3 C．F2＞F1＞F3 D．F2＜F1＜F3【答案】D【分析】（1）定滑輪的特點(diǎn)：使用定滑輪不省力，但能改變力的方向；（2）動滑輪的特點(diǎn)：動滑輪實(shí)質(zhì)是動力臂為阻力臂二倍的杠桿，使用動滑輪能省一半力，但費(fèi)距離?！窘獯稹拷猓河深}意可知，假設(shè)物體與地面的摩擦力為f，第一幅圖中滑輪為定滑輪，不省力，則F1＝f，第二幅圖中滑輪為動滑輪，省一半的力，則F2＝f，第三幅圖中滑輪為動滑輪，但動力作用在動滑輪的軸上，費(fèi)1倍的力，則F3＝2f；所以，F(xiàn)2＜F1＜F3，故ABC不符合題意，D符合題意。故選：D。2．（2023?天津一模）用如圖所示的指甲剪剪指甲時，其中以O(shè)為支點(diǎn)的杠桿ABO屬于（）A．費(fèi)力杠桿 B．等臂杠桿 C．省力杠桿 D．省功杠桿【答案】C【分析】結(jié)合圖片和生活經(jīng)驗(yàn)，先判斷用圖示指甲剪剪指甲時支點(diǎn)的位置，確定動力臂和阻力臂的大小關(guān)系，據(jù)此得出屬于哪種類型的杠桿。【解答】解：用圖示指甲剪剪指甲時，手在A點(diǎn)向下施力，阻力作用在B點(diǎn)，繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動，O點(diǎn)為支點(diǎn)，并且動力臂大于阻力臂，是省力杠桿，故C正確、ABD錯誤。故選：C。3．（2022秋?漣水縣期末）如圖是轆轤取水的裝置，下列說法錯誤的是（）A．該裝置能夠省力 B．提水時克服摩擦做的功是額外功 C．該裝置能夠省功 D．使用更輕的桶可以提高機(jī)械效率【答案】C【分析】（1）轆轤是一種變形的杠桿，根據(jù)使用過程中動力臂與阻力臂的大小關(guān)系判斷是否省力；（2）使用機(jī)械時，從做功的目的出發(fā)，對我們有用的功為有用功，對我們無用但又不得不做的功為額外功，據(jù)此分析功的類型；（3）使用任何機(jī)械都不省功；（4）機(jī)械效率是有用功所占總功的百分比，即效率越高，有用功所占的比例就越大?！窘獯稹拷猓篈、轆轤是一種變形的杠桿，在使用過程中，動力臂大于阻力臂，屬于省力杠桿，所以該裝置能夠省力，故A正確；B、提水時，目的是提水，所以對水做的功是有用功，克服摩擦做的功是無用但又不得不做的功，所以提水時克服摩擦做的功是額外功，故B正確；C、使用任何機(jī)械都不省功，故C錯誤；D、使用機(jī)械時，克服摩擦力做的功一般是額外功，所以減小摩擦力做的功，也就是減少額外功，因此可以提高機(jī)械效率，故D正確。故選：C。4．（2022秋?崇川區(qū)期末）如圖是一種利用滾軸和繩子組裝的特殊機(jī)械，借助這種機(jī)械可以將較重的物體搬運(yùn)到高處，某人借助該機(jī)械吊起一輛摩托車。不計繩和機(jī)械自重，下列說法錯誤的是（）A．圖中A部分可等效為定滑輪 B．該機(jī)械既可省力，也能改變力的方向 C．圖中B部分可等效為動滑輪 D．若繩子被拉下6m時，摩托車上升1m【答案】D【分析】（1）（3）軸固定不動的滑輪是定滑輪，滑輪和物體一起移動的滑輪是動滑輪；（2）利用該滑輪組裝置既能省力，又能改變力的方向；（4）由圖知，A、B組成滑輪組，n＝5，拉力端移動距離s＝5h?！窘獯稹拷猓篈C、提升物體時，A的軸的位置固定不動，屬于定滑輪；B和物體一起移動，屬于動滑輪，故A、C正確；B、利用該滑輪組裝置既能省力，又能改變力的方向，故B正確。D、由圖知，A、B組成滑輪組，n＝5，則拉力端移動距離s＝5h；人將繩拉下5m時，摩托上升的高度h＝1m，故D錯誤。故選：D。5．（2022春?天府新區(qū)期末）如圖所示實(shí)驗(yàn)中，得出的結(jié)論不正確的是（）A．甲：用力推另一只船，自己的船也動起來，說明力的作用是相互的 B．乙：用力推木箱，木箱沒有推動，是因?yàn)橥屏Φ扔谀Σ亮?C．丙：松手后小卡片轉(zhuǎn)動，說明不在同一直線上的兩個力不是平衡力 D．?。簻y力計示數(shù)小于物體的重力，說明使用斜面既省力又省距離【答案】D【分析】（1）物體間力的作用是相互的；（2）物體受到平衡力作用時，其運(yùn)動狀態(tài)不變，處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)；（3）二力平衡的條件：大小相等、方向相反、作用在同一直線、作用在同一物體；（4）根據(jù)使用任何機(jī)械都不省功進(jìn)行分析。【解答】解：A、人推船，人給船一個力，由于物體間力的作用是相互的，所以另一只船也會給人一個力，則自己的船也會后退，故A正確；B、人沿水平方向推水平地面上的箱子，沒有推動，箱子處于靜止?fàn)顟B(tài)，受到平衡力的作用，即推力與靜摩擦力平衡，所以推力等于靜摩擦力，故B正確；C、將小紙片轉(zhuǎn)過一個角度，兩個拉力不在同一戰(zhàn)線上，松手后小卡片轉(zhuǎn)動，這表明不在同一直線上的兩個力不是平衡力，故C正確；D、使用任何機(jī)械都不省功，所以測力計示數(shù)小于物體的重力，說明使用斜面可以省力但費(fèi)距離，故D錯誤。故選：D。6．（2022秋?東莞市期末）寧德時代車間里工人把剛做好的一箱鋰電池沿斜面推上車，簡化模型如圖所示，斜面長2m，高0.8m，工人用大小為250N沿斜面向上的推力F，將重力為500N的貨物勻速推到斜面頂端，有關(guān)于此過程中正確的說法是（）A．有用功為500J B．總功為1000J C．機(jī)械效率為50% D．貨物受到的摩擦力為50N【答案】D【分析】（1）知道貨物的重力、斜面高。利用W＝Gh求工人做的有用功；（2）知道推力大小、斜面長，利用W＝Fs求工人做的總功；（3）斜面的機(jī)械效率等于有用功與總功之比；（4）使用斜面時克服摩擦做的功為額外功，其大小等于總功減去有用功，再利用W＝fs求摩擦力。【解答】解：A、工人做的有用功：W有用＝Gh＝500N×0.8m＝400J，故A錯誤；B、工人做的總功：W總＝Fs＝250N×2m＝500J，故B錯誤；C、斜面的機(jī)械效率：η＝＝×100%＝80%，故C錯誤；D、因?yàn)閃總＝W有用+W額，所以工人做的額外功：W額＝W總﹣W有用＝500J﹣400J＝100J，由W額＝fs得摩擦力：f＝＝＝50N，故D正確。故選：D。7．（2023春?昌平區(qū)期中）如圖甲所示是用瓶起子打開瓶蓋的情境，開啟過程中某時刻，可將瓶起子看作一個杠桿（忽略杠桿所受重力），用“O”表示支點(diǎn)位置，手施加的力為動力Fl（方向垂直杠桿），杠桿所受阻力為F2（方向垂直杠桿），圖乙中，能表示此時支點(diǎn)、動力和阻力的示意圖是（）A． B． C． D．【答案】D【分析】（1）瓶起子相當(dāng)于省力杠桿；（2）瓶蓋對瓶起子齒部的力為阻力?！窘獯稹拷猓河蓤D可知，用瓶起子打開瓶蓋時，是繞著瓶起子最前端的一點(diǎn)旋轉(zhuǎn)的，故該點(diǎn)為支點(diǎn)；由力的作用效果可知，手對瓶起子的力是動力，方向?yàn)橄蛏?；瓶蓋對瓶起子齒部的力為阻力，該力是向下的，則瓶起子相當(dāng)于一個省力杠桿，手對瓶起子的力小于瓶蓋對瓶起子的力。四個圖中，只有圖D符合上述分析。故選：D。8．（2023春?雨花區(qū)校級期中）《天工開物》是我國第一部關(guān)于農(nóng)業(yè)和手工業(yè)全書，蘊(yùn)含了大量的物理知識，下列是《天工開物》中的場景，正確的是（）A拉弓B獨(dú)輪推車C制糖D桔槔拉弓拉滿了，說明力可以改變物體的運(yùn)動狀態(tài)獨(dú)輪推車，勻速推動，此時推力大于摩擦力往桶里加水，水對桶底壓強(qiáng)逐漸變小用桔槔裝水，運(yùn)用了杠桿原理A．A B．B C．C D．D【答案】D【分析】（1）力的作用效果有二：改變物體的運(yùn)動狀態(tài)，改變物體的形狀；（2）物體處于勻速直線運(yùn)動狀態(tài)時，受到平衡力的作用，平衡力的特點(diǎn)是：作用在同一個物體上、大小相等、方向相反、在同一條直線上；（3）液體壓強(qiáng)跟液體密度和液體的深度有關(guān)；在液體密度一定時，液體深度越大，液體壓強(qiáng)越大；在液體深度一定時，液體密度越大，液體的壓強(qiáng)越大；（4）杠桿是在力的作用下繞固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動的硬棒?！窘獯稹拷猓篈、用力拉弓，弓被拉彎，說明力可以改變物體的形狀，故A錯誤；B、因?yàn)楠?dú)輪推車做勻速直線運(yùn)動，車受到平衡力的作用，故推力等于車所受的摩擦力，故B錯誤；C、往桶里加水，水的深度增加，由p＝ρgh可知，水對桶底壓強(qiáng)逐漸變大，故C錯誤；D、由圖可知，用桔槔裝水，運(yùn)用了杠桿原理，故D正確。故選：D。9．（2021春?高密市期末）如圖所示，杠桿處于平衡狀態(tài)，動力F的力臂是（）A．OD B．AD C．OA D．OC【答案】D【分析】根據(jù)力臂的概念選擇﹣﹣力臂是指從支點(diǎn)到力的作用線的距離?！窘獯稹拷猓簞恿Ρ凼侵笍闹c(diǎn)到動力F的作用線的距離，由圖可知，動力F的力臂是線段OC。故選：D。10．（2023?漳州模擬）如圖所示，當(dāng)物體A、B的重分別為20N、10N時，物體A恰好在水平面上向右做勻速直線運(yùn)動，滑輪和繩子的重忽略不計。則繩子對物體A的拉力是（）A．5N B．10N C．20N D．30N【答案】A【分析】由圖可知，吊起動滑輪繩子的股數(shù)n＝2，滑輪和繩子的重忽略不計，根據(jù)F＝求出A物體對繩子的拉力，進(jìn)而求出繩子對A的拉力。【解答】解：由圖可知，吊起動滑輪繩子的股數(shù)n＝2，滑輪和繩子的重忽略不計，則A物體對繩子的拉力：F＝＝＝5N，根據(jù)力的相互作用可知，繩子對A的拉力F′＝F＝5N。故選：A。11．（2022秋?澄城縣期中）甲、乙兩種機(jī)器所做的總功之比是2：3，機(jī)械效率之比是3：1，則它們所做的有用功之比（）A．2：3 B．2：1 C．2：9 D．9：2【答案】B【分析】已知總功和機(jī)械效率的比值，根據(jù)η＝的變形公式即可求出有用功之比?！窘獯稹拷猓河搔牵娇傻茫琖有甲＝η甲W總甲，W有乙＝η乙W總乙，則它們有用功之比為：＝＝＝。故選：B。12．（2022春?鳳凰縣期末）如圖所示，快遞小哥為了把較重的貨物裝入運(yùn)輸車，用同樣的器材設(shè)計了甲、乙兩種方式提升貨物。若把同一貨物勻速提升到同一高度，忽略繩重和摩擦，下列分析正確的是（）A．甲方式可以省力 B．乙方式不能改變力的方向 C．乙方式可以省力 D．甲方式可以省功【答案】C【分析】（1）定滑輪的本質(zhì)是等臂杠桿，不能省力；（2）（3）使用滑輪組可以省力，也能改變力的方向；（4）使用任何機(jī)械時，人們所做的功，都不會少于（大于或等于）不用機(jī)械時所做的功，也就是使用任何機(jī)械都不省功。這個結(jié)論叫做功的原理?！窘獯稹拷猓篈、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，故A錯誤；BC、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，故B錯誤，C正確；D、使用任何機(jī)械，不僅不省功，反而要多做額外功，故D錯誤。故選：C。13．（2022秋?虎丘區(qū)校級期中）小明用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究杠桿的機(jī)械效率，實(shí)驗(yàn)時，將重為G的鉤碼掛在鐵質(zhì)杠桿A點(diǎn)上，彈簧測力計作用于C點(diǎn)，現(xiàn)豎直向上勻速拉動彈簧測力計，此時拉力為F1，杠桿的機(jī)械效率為η1，不計摩擦，則（）A．僅將測力計移到B點(diǎn)，豎直向上勻速拉動彈簧測力計，機(jī)械效率為η2，則η2＝η1B．僅將鉤碼移到B點(diǎn)，豎直向上勻速拉動彈簧測力計，機(jī)械效率為η3，則η3＝η1 C．僅將測力計移到B點(diǎn)，豎直向上勻速拉動彈簧測力計，此時拉力為F2，則F2＝F1D．僅將鉤碼移到B點(diǎn)，豎直向上勻速拉動彈簧測力計，此時拉力為F3，則F3＝F1【答案】A【分析】（1）該實(shí)驗(yàn)中克服鉤碼重力做的功為有用功，克服杠桿重力做的功為額外功，總功等于有用功與額外功之和；通過分析有用功、總功和額外功的變化得出機(jī)械效率的變化；（2）分析阻力、阻力臂以及動力臂的變化，根據(jù)杠桿平衡條件可知動力的變化，從而得出正確結(jié)論?！窘獯稹拷猓篈、將彈簧測力計移動到B點(diǎn)時，仍將鉤碼豎直向上勻速提升的高度，根據(jù)W有用＝Gh知有用功不變；因杠桿的偏轉(zhuǎn)角度不變，杠桿重心上升的高度不變，則由W額＝G杠桿h杠桿可知，克服杠桿重力做的額外功不變，由于有用功和額外功都不變，所以總功也不變，由η＝×100%知機(jī)械效率不變，即η2＝η1，故A正確；B、將鉤碼移動到B點(diǎn)時，仍將鉤碼豎直向上勻速提升的高度，根據(jù)W有用＝Gh知有用功不變；因杠桿的偏轉(zhuǎn)角度變小，杠桿重心上升的高度變小，則由W額＝G杠桿h杠桿可知，克服杠桿重力做的額外功變小，由于有用功不變，額外功變小，所以總功變小，由η＝×100%知機(jī)械效率變大，即η3＞η1，故B錯誤；C、將彈簧測力計移動到B點(diǎn)時，根據(jù)圖像可知，阻力、阻力臂均不變，動力臂變小，由F1L1＝F2L2可知，動力F2變大，即F2＞F1，故C錯誤；D、將鉤碼移動到B點(diǎn)時，根據(jù)圖像可知，阻力不變，阻力臂變大，動力臂不變，由F1L1＝F3L3可知，動力F3變大，即F3＞F1，故D錯誤。故選：A。14．（2022春?湖里區(qū)校級期末）如圖，快遞小哥為了把較重的貨物裝入運(yùn)輸車，用同樣的器材設(shè)計了甲、乙兩種方式提升貨物。若把同一貨物勻速提升到同一高度，忽略繩重和摩擦。下列分析正確的是（）A．甲方式可以省力 B．乙方式不能改變力的方向 C．貨物若提升1m，乙方式繩子自由端拉動3m D．甲、乙兩種方式，有用功相同【答案】D【分析】（1）定滑輪的本質(zhì)是等臂杠桿，不能省力；（2）使用滑輪組可以省力，也能改變力的方向；（3）已知物體上升的高度，由s＝nh可求得繩子自由端移動的距離；（4）甲、乙兩滑輪組均將同一貨物提升相同高度，由W有＝Gh分析?！窘獯稹拷猓篈、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，故A錯誤；B、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，故B錯誤；C、由題可知，乙滑輪組由2段繩子承擔(dān)重物，貨物若提升1m，乙方式繩子自由端拉動s＝2h＝2×1m＝2m，故C錯誤；D、由題可知，甲、乙兩滑輪組均將同一貨物提升相同高度，由W有＝Gh可知W甲有＝W乙有，故D正確。故選：D。15．（2023?新泰市一模）某同學(xué)探究“影響滑輪組的機(jī)械效率的因素”，他用質(zhì)量相同的滑輪做了如圖所示的實(shí)驗(yàn)，并測算了各次實(shí)驗(yàn)的機(jī)械效率（如圖），下列相關(guān)說法中正確的是（）①實(shí)驗(yàn)時，彈簧測力計應(yīng)在豎直勻速拉動時讀數(shù)②根據(jù)甲、乙兩次實(shí)驗(yàn)可知：滑輪組的機(jī)械效率與繩子的繞法有關(guān)③根據(jù)乙、丙兩次實(shí)驗(yàn)可知：同一滑輪組，提升的物體越重，機(jī)械效率越高④實(shí)驗(yàn)時，換用不同裝置進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，目的是為了減小誤差A(yù)．只有①② B．只有②④ C．只有①③ D．只有③④【答案】C【分析】①在實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)豎直向上勻速拉動彈簧測力計，系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，測力計示數(shù)等于拉力大??；②分析甲、乙兩次實(shí)驗(yàn)中相同因素和不同因素，得出滑輪組的機(jī)械效率與變化量的關(guān)系；③乙、丙兩次實(shí)驗(yàn)可知用的是同一滑輪組，丙中提升的物重大，結(jié)合機(jī)械效率大小回答；④為得出普遍規(guī)律，應(yīng)換用不同的裝置進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)?！窘獯稹拷猓孩僭趯?shí)驗(yàn)中，測繩端拉力F時，應(yīng)豎直向上勻速拉動彈簧測力計且在拉動過程中讀數(shù)，故①正確；②甲、乙兩次實(shí)驗(yàn)中繩子繞法不同，提升物重相同，機(jī)械效率都是70%，因此，說明滑輪組的機(jī)械效率與繩子的繞法無關(guān)，故②錯誤；③乙、丙兩次實(shí)驗(yàn)可知用的是同一滑輪組，丙中提升的物重大，②的機(jī)械效率小于③，說明同一滑輪組提起物重越大，機(jī)械效率越高，故③正確；④為避免實(shí)驗(yàn)的偶然性，應(yīng)換用不同的裝置進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)歸納得出普遍規(guī)律，故④錯誤。故選：C。16．（2023?蓬江區(qū)模擬）如圖甲所示，長1m的粗細(xì)均勻的光滑金屬桿可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動，桿上有一光滑滑環(huán)，用豎直向上的測力計拉著滑環(huán)緩慢向右移動，使桿保持水平狀態(tài)，測力計示數(shù)F與滑環(huán)離開O點(diǎn)的距離s的關(guān)系如圖乙所示，則下列說法正確的是（）A．滑環(huán)的重力為50N B．滑環(huán)的重力為100N C．杠桿的重力為35N D．杠桿的重力為75N【答案】A【分析】杠桿是粗細(xì)均勻的一只金屬桿，重心在杠桿的中點(diǎn)，用豎直向上的測力計拉著滑環(huán)緩慢向右移動時，滑環(huán)對金屬桿的拉力等于測力計的拉力與滑環(huán)的重力之差，當(dāng)s為0.1m和1m時根據(jù)杠桿的平衡條件分析得出金屬桿平衡的表達(dá)式；然后聯(lián)立即可求出滑環(huán)和杠桿的重力?！窘獯稹拷庥蓤D甲可知，金屬桿是粗細(xì)均勻的一只杠桿，繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動，金屬桿的重心在杠桿的中點(diǎn)，阻力F2＝G桿，阻力臂為L2＝L＝×1m＝0.5m，用豎直向上的測力計拉著滑環(huán)緩慢向右移動時，滑環(huán)對金屬桿的拉力等于測力計的拉力與滑環(huán)的重力之差，由圖乙可知，當(dāng)s＝0.1m時，L1＝0.1m，動力F1＝550N﹣G環(huán)，則根據(jù)杠桿平衡的條件可得：F1L1＝F2L2，即：（550N﹣G環(huán)）×0.1m＝G桿×0.5m﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①當(dāng)s＝OA＝1m時，L1′＝1m，動力F1′＝100N﹣G環(huán)，則根據(jù)杠桿平衡的條件可得：F1′L1′＝F2L2，即：（100N﹣G環(huán)）×1m＝G桿×0.5m﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②解①②可得：G環(huán)＝50N，G桿＝100N，故A正確，BCD錯誤。故選：A。第Ⅱ卷非選擇題二、填空題（本題共6小題，每空1分，共12分）17．（2023?歷下區(qū)校級模擬）凜冽的寒風(fēng)、刺骨的泉水，抵擋不住來自全球的1195名冬泳愛好者的熱情，2020年1月11日，第八屆中國濟(jì)南冬季暢游泉水國際公開賽開幕。如圖所示，運(yùn)動員用手向后劃水，身子就能向前進(jìn)，利用了力的作用是相互的。劃水的手和劃船的槳原理相同，可以看作是一個費(fèi)力（選填“省力”、“費(fèi)力”或“等臂”）杠桿?！敬鸢浮肯嗷?；費(fèi)力?！痉治觥浚?）力是物體對物體的作用，物體間力的作用是相互的；（2）根據(jù)杠桿使用的特點(diǎn)可分為：省力杠桿、費(fèi)力杠桿和等臂杠桿?！窘獯稹拷猓哼\(yùn)動員用手向后劃水，給水一個向后的力，由于物體間力的作用是相互的，所以身子就能向前進(jìn)；劃船的槳在使用過程中，動力臂小于阻力臂，是費(fèi)力杠桿，劃水的手和劃船的槳原理相同，故可以看作是一個費(fèi)力杠桿。故答案為：相互；費(fèi)力。18．（2023春?閔行區(qū)校級期中）如圖所示，小明在木桿右端施加一個垂直于木桿向上的力F，使桿從OA位置勻速轉(zhuǎn)到水平位置，在此過程中力F變大（選填“變大”“不變”或“變小”）。若將力F的方向改為水平向右拉動，則能否將杠桿緩緩抬至水平的位置。請說明理由不能，水平位置時動力臂為零，杠桿無法平衡?！敬鸢浮孔兇?；不能，水平位置時動力臂為零，杠桿無法平衡【分析】力臂是支點(diǎn)到力的作用線的距離，分析使木桿從OA位置勻速轉(zhuǎn)到水平位置的過程中阻力、阻力臂和動力臂的變化，根據(jù)杠桿平衡條件F1L1＝F2L2分析動力F的大小變化。【解答】解：將杠桿緩慢地由最初位置拉到水平位置時，因作用力F始終與OA垂直，則動力臂不變，阻力為杠桿的重力，則阻力大小也不變，但阻力臂變大，根據(jù)杠桿的平衡條件F1L1＝F2L2可知，動力F變大；若將力F的方向改為水平向右拉動，當(dāng)杠在水平位置時，F(xiàn)的力臂通過支點(diǎn)，此時的動力臂為0，而阻力臂不為0，所以不能使杠桿平衡。故答案為：變大；不能，水平位置時動力臂為零，杠桿無法平衡。19．（2023?新化縣校級一模）如圖，小明拉著質(zhì)量為30kg行李箱勻速經(jīng)過一段長3m、高1m的斜坡路面，用時10s，若此過程拉力F方向沿斜面向上，大小為125N，拉力F做功的功率是37.5W，斜面的機(jī)械效率是80%?！敬鸢浮?7.5；80?！痉治觥浚?）已知行李箱的質(zhì)量、提升的高度（斜坡高），根據(jù)公式W＝Gh＝mgh可求克服行李箱重力做的功（有用功）；已知拉力的大小、斜坡長，根據(jù)公式W＝Fs可求拉力做的總功；利用功率公式計算拉力做功的功率；（2）斜面的機(jī)械效率等于有用功與總功之比。【解答】解：（1）克服行李箱重力做的功（有用功）：W有用＝Gh＝mgh＝30kg×10N/kg×1m＝300J；拉力做的總功：W總＝Fs＝125N×3m＝375J，拉力做功的功率：P＝＝＝37.5W；（2）斜面的機(jī)械效率：η＝×100%＝×100%＝80%。故答案為：37.5；80。20．（2023春?龍崗區(qū)期中）如圖為中國傳統(tǒng)農(nóng)耕的“春谷圖”，若要更加省力，可以進(jìn)行如下操作：①腳的位置不動，將支點(diǎn)遠(yuǎn)離B端；②支點(diǎn)位置不變，將A端靠近B端（填“靠近”或“遠(yuǎn)離”）。【答案】遠(yuǎn)離；靠近?！痉治觥吭诹Φ淖饔孟?，能夠繞著固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動的硬棒叫杠桿；根據(jù)杠桿的平衡條件可知：在阻力和阻力臂不變時，若動力臂大于阻力臂，杠桿可以省力；減小阻力臂，動力臂和阻力不變時，可以減小動力。【解答】解：腳的位置不動，將支點(diǎn)遠(yuǎn)離B端，動力臂L1增大，阻力臂L2減小；又知阻力F2大小不變，由杠桿平衡條件F1L1＝F2L2可知，動力F1會更小，更省力；支點(diǎn)位置不變，將A端靠近B端，阻力臂L2變小，在阻力F2和動力臂L1不變的情況下，由杠桿平衡條件F1L1＝F2L2可知，動力F1會更小，更省力.故答案為：遠(yuǎn)離；靠近。21．（2023?開州區(qū)校級模擬）在重慶城際鐵路建設(shè)過程中，體重為600N的工人用如圖所示的滑輪組，在100s內(nèi)，將重為800N的貨物勻速提升了20m，動滑輪的重為120N。不計繩重和摩擦，則此時工人對地面的壓力為140N；該工人用此滑輪組提升重物時能達(dá)到的最大機(jī)械效率為90%?！敬鸢浮?40；90%【分析】（1）由F＝（G+G動）可求得滑輪組繩子自由端拉力F，此過程中該工人對地面的壓力等于自身的重力減去繩子的拉力；（2）工人通過滑輪組向下拉繩子時的最大拉力等于工人自身的重力，利用不計繩重和摩擦?xí)rF＝（G+G動）求工人所能提升物體的最大重力，利用η＝＝＝＝求滑輪組的機(jī)械效率。【解答】解：由圖可知，滑輪組繩子的有效股數(shù)n＝2，則自由端拉力F＝（G+G動）＝×（800N+120N）＝460N，此時工人對地面的壓力F壓＝G人﹣F＝600N﹣460N＝140N，工人向下拉繩子時的最大拉力：F最大＝G人＝600N，因?yàn)椴挥嬂K重和摩擦?xí)rF＝（G+G動），所以工人所能提升物體的最大重力：G最大＝nF最大﹣G動＝2×600N﹣120N＝1080N，則η最大＝＝＝＝＝＝×100%＝90%。故答案為：140；90%。22．（2022秋?澤州縣期末）如圖，用12N的拉力F拉著物體A在水平地面勻速直線運(yùn)動了1m，用時10s，已知物體A的重力為100N，則拉力F的功率是2.4W，當(dāng)把物體A換成質(zhì)量更大的重物時，滑輪組的機(jī)械效率變大（選填“變大”、“變小”或“不變”）?！敬鸢浮?.4；變大?！痉治觥浚?）由圖可知滑輪組繩子的有效股數(shù)，根據(jù)s＝ns′求出繩端移動的距離，根據(jù)W＝Fs求出拉力做的總功，根據(jù)P＝求出拉力的功率；（2）物體A換成質(zhì)量更大的重物時，物體A與地面間的摩擦力增大，有用功增大，而額外功幾乎不變，根據(jù)機(jī)械效率定義確定機(jī)械效率的變化?！窘獯稹拷猓海?）由圖可知，n＝2，則繩子自由端移動的距離：s＝ns′＝2×1m＝2m，拉力做的總功：W總＝Fs＝12N×2m＝24J，拉力的功率：P＝＝＝2.4W；（2）把物體A換成質(zhì)量更大的重物時，物體A與地面間的摩擦力增大，有用功增大，而額外功幾乎不變，這樣有用功在總功所占的比例將變大，滑輪組的機(jī)械效率將變大。故答案為：2.4；變大。三．作圖題（本題共2小題，每題3分，共6分）。23．（2023春?普陀區(qū)校級期中）滑輪可以看作變形杠桿。請在圖中標(biāo)出該沿輪的支點(diǎn)O的位置并畫出力臂l1、l2?！敬鸢浮俊痉治觥縿踊唽?shí)質(zhì)是一個動力臂為阻力臂二倍的杠桿，動力臂為滑輪的直徑，阻力臂為滑輪的半徑。【解答】解：動滑輪的支點(diǎn)O在繩與輪最左邊的接觸點(diǎn)；F為動力，支點(diǎn)到動力作用線的距離為動力臂l1；物體對滑輪的拉力為阻力，支點(diǎn)到阻力作用線的距離為阻力臂l2；如圖所示：24．（2023?鹽都區(qū)一模）在圖中畫出最省力的繞法。【答案】【分析】滑輪組的省力情況取決于承擔(dān)物重的繩子的段數(shù)，也就是看有幾段繩子通過動滑輪，段數(shù)越多越省力。【解答】解：從動滑輪的上掛鉤開始依次繞繩子，最后有三段繩子承擔(dān)物重，這就是最省力的繞法，如圖所示：四．實(shí)驗(yàn)題（本題共3小題，每空1分，共19分）25．（2023春?寧明縣月考）（1）在“探究定滑輪使用特點(diǎn)”實(shí)驗(yàn)中，小明和小華按如圖甲所示方式組裝定滑輪，在繩的左端掛上鉤碼，右端豎直向下拉彈簧測力計，使鉤碼保持平衡狀態(tài)，讀取彈簧測力計的示數(shù)，比較這個示數(shù)與鉤碼重力大小關(guān)系；改變鉤碼個數(shù)，重復(fù)上述步驟，這樣做的目的是為了探究使用定滑輪不省力；接下來探究使用定滑輪改變力的方向，操作是豎直向下拉動測力計（觀察到鉤碼向上運(yùn)動）。（2）在“探究動滑輪工作時的特點(diǎn)”的實(shí)驗(yàn)中，先測出鉤碼的重力，然后按如圖乙所示組裝動滑輪，實(shí)驗(yàn)時，沿豎直方向勻速拉彈簧測力計，讀出彈簧測力計的示數(shù)，分析下表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，與“使用動滑輪能省一半力”的結(jié)論偏差較大，這其中的原因可能是沒有考慮動滑輪重力和摩擦。（3）比較表中鉤碼上升高度和彈簧測力計移動的距離，可知：使用動滑輪要多移動距離。實(shí)驗(yàn)次數(shù)物重G/N鉤碼上升的高度h/cm彈簧測力示數(shù)F/N彈簧測力計移動的距離s/cm11.0100.72021.5151.03032.0201.340【答案】故答案為：（1）鉤碼重力大小；使用定滑輪不省力；豎直向下拉動測力計（觀察到鉤碼向上運(yùn)動）；（2）鉤碼；豎直；沒有考慮動滑輪重力和摩擦；（3）多移動距離?！痉治觥浚?）使用定滑輪不省力，但能改變用力的方向，改變鉤碼個數(shù)，讀出相應(yīng)的彈簧測力計的示數(shù)加以比較得出結(jié)論：使用定滑輪不省力；豎直向下拉動測力計，觀察到鉤碼向上運(yùn)動；（2）使用動滑輪可省一半的力，故先測出鉤碼的重力，實(shí)驗(yàn)時，沿豎直方向勻速拉彈簧測力計（動滑輪是變形的杠桿，此時動力臂才是阻力臂的2倍），讀出彈簧測力計的示數(shù)；實(shí)際中沒動滑輪重力和摩擦是存在的；（3）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，彈簧測力計移動的距離大于鉤碼上升的高度，據(jù)此分析?！窘獯稹拷猓海?）實(shí)驗(yàn)時，讀取彈簧測力計的示數(shù)，比較這個示數(shù)與鉤碼重的關(guān)系；改變鉤碼個數(shù)，重復(fù)上述步驟。這樣做的目的是為了探究使用定滑輪不省力；接下來探究使用定滑輪改變力的方向，操作是豎直向下拉動測力計（觀察到鉤碼向上運(yùn)動）；（2）在“探究動滑輪工作時的特點(diǎn)”的實(shí)驗(yàn)中，先測出鉤碼的重力，然后按如圖乙所示組裝動滑輪，實(shí)驗(yàn)時，沿豎直方向勻速拉彈簧測力計，讀出彈簧測力計的示數(shù)，分析下表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，與“使用動滑輪能省一半力”的結(jié)論偏差較大，這其中的原因可能是沒有考慮動滑輪重力和摩擦；（3）比較表中鉤碼上升高度和彈簧測力計移動的距離可知，彈簧測力計移動的距離大于鉤碼上升的高度，故可知：使用動滑輪多移動距離。鉤碼升高0.2m，乙的距離為0.2m，丙中的距離為0.4m，故使用動滑輪費(fèi)距離；故答案為：（1）鉤碼重力大小；使用定滑輪不省力；豎直向下拉動測力計（觀察到鉤碼向上運(yùn)動）；（2）鉤碼；豎直；沒有考慮動滑輪重力和摩擦；（3）多移動距離。26．（2023春?順義區(qū)期中）對于“動滑輪的機(jī)械效率跟動滑輪所受重力是否有關(guān)？”這一探究問題，小明選用帶橫桿的鐵架臺、刻度尺、彈簧測力計、細(xì)繩，另外還有鉤碼一盒，質(zhì)量不等的滑輪2個進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（滑輪的輪與軸之間的摩擦很小，可忽略不計）。（1）該實(shí)驗(yàn)的自變量是動滑輪的重力，因變量是動滑輪的機(jī)械效率；（2）以下是他的部分實(shí)驗(yàn)步驟，請你幫他補(bǔ)充完整：①用調(diào)好的彈簧測力計分別測出一個鉤碼、一個動滑輪所受的重力，分別用T、G動1表示。如圖所示組裝實(shí)驗(yàn)器材，用彈簧測力計拉自由端，使鉤碼勻速豎直上升，此時動滑輪對鉤碼的拉力為T，T＝G，繩子自由端所受拉力用F表示，繩子自由端移動的距離用s表示，鉤碼上升的高度用h表示。用彈簧測力計測出F，用刻度尺分別測出s、h，并把測量數(shù)據(jù)記錄在表格中；②用彈簧測力計測出另一動滑輪所受重力G動2，保證鉤碼所受重力不變，仿照步驟①分別測量對應(yīng)的F、s、h，并把測量數(shù)據(jù)記錄在表格中；（3）利用公式，計算兩次實(shí)驗(yàn)中動滑輪的機(jī)械效率η，由η1≠η2（選填“＝”或“≠”），可以得出“動滑輪的機(jī)械效率跟動滑輪所受重力有關(guān)”?！敬鸢浮浚?）動滑輪的重力；動滑輪的機(jī)械效率；（2）①勻速豎直；②鉤碼所受重力；（3）≠?！痉治觥浚?）要探究“動滑輪的機(jī)械效率跟動滑輪所受重力是否有關(guān)”，根據(jù)控制變量法，應(yīng)保持物體重力不變，改變動滑輪的重力，從而確定本實(shí)驗(yàn)的自變量和因變量；（2）①用彈簧測力計豎直向上勻速拉繩子自由端；③根據(jù)機(jī)效率的公式回答；（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康姆治觯弧窘獯稹拷猓海?）根據(jù)控制變量法，要探究“動滑輪的機(jī)械效率跟動滑輪所受重力是否有關(guān)”，需要控制物體質(zhì)量不變，改變動滑輪的重力，所以自變量是動滑輪的重力，因變量是動滑輪的機(jī)械效率；（2）①用彈簧測力計豎直向上勻速拉繩子自由端，使鉤碼勻速豎直上升；②用彈簧測力計測出另一動滑輪所受重力G動2，保證鉤碼所受重力不變，仿照步驟①分別測量對應(yīng)的F、s、h，并把測量數(shù)據(jù)記錄在表格中；（3）動滑輪的機(jī)械效率：，動滑輪重不同，F(xiàn)不同，故η不等；可以得出“動滑輪的機(jī)械效率跟動滑輪所受重力有關(guān)”。故答案為：（1）動滑輪的重力；動滑輪的機(jī)械效率；（2）①勻速豎直；②鉤碼所受重力；（3）≠。27．（2023?黑龍江一模）小軍利用杠桿做了以下實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)時使用的每個鉤碼的質(zhì)量均相等，杠桿上相鄰刻度線間的距離相等，請回答下列問題：（1）將杠桿中點(diǎn)置于支架上，當(dāng)杠桿靜止時，發(fā)現(xiàn)杠桿的左端低右端高，此時杠桿處于（填“處于”或“沒有處于”）平衡狀態(tài)。若想使杠桿在水平位置平衡，應(yīng)將杠桿右端的平衡螺母向右調(diào)節(jié)。（2）如圖甲所示，杠桿在水平位置平衡后，在A處懸掛2個鉤碼，要使杠桿在水平位置再次平衡，需在B處懸掛4個鉤碼；之后在A、B兩處再各增加1個鉤碼，杠桿將逆時針旋轉(zhuǎn)（填“不動”、“順時針旋轉(zhuǎn)”或“逆時針旋轉(zhuǎn)”）。（3）如圖乙所示，小軍在A、C兩處分別懸掛等重的載物盤，制作了一個天平，左盤盛放物體，右盤加減砝碼，此天平是利用了等臂杠桿制作而成的。（4）小軍正確使用自制天平稱量物體質(zhì)量時：①假如支點(diǎn)O因某種原因向右偏移，則測量值大于（填“大于“、“等于”或“小于”）真實(shí)值；②假如砝碼因生銹原因質(zhì)量增大，則測量值小于（填“大于“、“等于”或“小于”）真實(shí)值?！敬鸢浮浚?）處于；右；（2）4；（3）等臂；（4）①大于；②小于?！痉治觥浚?）杠桿靜止或勻速轉(zhuǎn)動時杠桿就處于平衡狀態(tài)；調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡，平衡螺母向上翹的一端移動；（2）設(shè)一個鉤碼的重是G，杠桿一個小格代表L，根據(jù)杠桿平衡條件即可求出；若在杠桿左右兩邊鉤碼下同時加一個相同的鉤碼，分別求出力和力臂的乘積，然后比較，杠桿沿乘積大的一端下沉；（3）天平的實(shí)質(zhì)是等臂杠桿；（4）天平是較精密的測量工具，砝碼銹蝕或缺損了就不能再使用，因?yàn)榇藭r的砝碼質(zhì)量與標(biāo)準(zhǔn)值不同，所以會導(dǎo)致稱量結(jié)果錯誤。支點(diǎn)O因某種原因向右偏移，砝碼的力臂減小；砝碼上生銹是砝碼質(zhì)量增加?！窘獯稹拷猓海?）實(shí)驗(yàn)前，杠桿靜止杠桿處于平衡狀態(tài)；如圖杠桿的右端上翹，平衡螺母向上翹的右端移動；（2）設(shè)一個鉤碼的重是G，杠桿一個小格代表L，在B點(diǎn)時，根據(jù)杠桿平衡條件F1L1＝F2L2得，2G×4L＝F2×2L，解得：F2＝4G，即4個鉤碼。圖乙中杠桿水平平衡后，在A、B兩處再各增加1個鉤碼，左端：3G×4L＝12GL，右端：5G×2L＝10GL，左端大于右端，即左端下沉，故逆時針旋轉(zhuǎn)；（3）天平稱量是使左右兩盤對杠桿拉力相同，根據(jù)杠桿的平衡條件，應(yīng)是動力臂等于阻力臂，所以此天平是等臂杠桿；（4）小軍正確使用自制天平稱量物體質(zhì)量時：①假如支點(diǎn)O因某種原因向右偏移，砝碼的力臂減小，故測量值大于實(shí)際值；②假如砝碼因生銹等原因質(zhì)量增大，用比實(shí)際更少的砝碼放在右盤，就可使橫梁平衡。而讀數(shù)時仍按上面標(biāo)的數(shù)值來讀數(shù)，使用這時計算物體質(zhì)量就比實(shí)際少了。．則測量值小于真實(shí)值。故答案為：（1）處于；右；（2）4；（3）等臂；（4）①大于；②小于。五．計算題（本題共3小題，共31分）28．（2023?豐臺區(qū)一模）某同學(xué)用滑輪組提升物體，繩子自由端豎直移動的距離隨時間變化的關(guān)系如圖中圖線a所示，物體上升的高度隨時間變化的關(guān)系如圖中圖線b所示。已知物重4.5N，繩子自由端的拉力F為1.5N。在0～2s的過程中，求：（1）有用功；（2）拉力F的功率；（3）滑輪組的機(jī)械效率。【答案】（1）有用功為0.45J；（2）拉力F的功率為0.3W；（3）滑輪組的機(jī)械效率為75%。【分析】（1）由圖可知在0～2.0s的過程中物體上升的高度，利用W＝Gh求拉力做的有用功；（2）由圖可知在0～2.0s的過程中繩子自由端豎直移動的距離，根據(jù)W＝Fs求出拉力F做的總功，利用P＝求出拉力F的功率；（3）滑輪組的機(jī)械效率等于有用功與總功之比?！窘獯稹?/p>