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  • 2021-11-11 发布

2020年中考物理第一轮复习专题14简单机械检测卷

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专题14 简单机械检测卷 ‎(时间40分钟,共100分)‎ 一、选择题(每小题3分,共40分)‎ ‎1.下列图中的简单机械,不能省力但能省距离的是( )。‎ A.自行车的脚踏装置 B.盘山公路 C.划船用的船桨 D.动滑轮 ‎【答案】C。‎ ‎【解析】结合图片和生活经验,先判断杠杆在使用过程中,动力臂和阻力臂的大小关系,再判断它是否省力、省距离。‎ 解答:A:自行车的脚踏装置,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,省力但费距离。‎ B:盘山公路实质是利用的斜面,省力但费距离。‎ C:用船桨划水时,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,费力但省距离。‎ D:动滑轮实质是动力臂等于2倍阻力臂的杠杆,能省力但费距离。故选C。‎ ‎2.如图所示的简单机械,正常使用时费距离的是()。‎ ‎【答案】D。‎ ‎【解析】筷子、食品夹使用时动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,省距离,A、B不符合题意;定滑轮相当于等臂杠杆,只能改变动力的方向,不省不费距离,C不符合题意;动滑轮能省一半力,但要费一倍的距离,D符合题意。‎ ‎3.下列关于简单机械在实际应用中的说法正确的是( )。‎ A.指甲剪是省力省功的机械; B.定滑轮不省力,但能改变力的方向;‎ C.滑轮组既省力,又省距离,还省功;D.斜面的机械效率可以达到100%‎ ‎【答案】B。‎ 11‎ ‎【解析】A:指甲剪由三条杠杆组成,其中既有省力杠杆也有费力杠杆,但其最终可以达到省力的目的,所以为省力机械,但使用任何机械都不省功,故A错误。‎ B:定滑轮的实质是等臂杠杆,不省力也不费力,但可以改变力的方向,故B正确。‎ C:滑轮组可以省力,但费距离,且不可能省功,故C错误。‎ D:使用任何机械都要做额外功,所以机械效率不可能达到100%,故D错误。故选B。‎ ‎4.如图所示的四种用具中,正常使用时属于省力杠杆的是( )。‎ A.天平 B.裁纸刀 C.筷子 D.钓鱼竿 ‎【答案】B。‎ ‎【解析】本题主要考查对杠杆分类方法的了解,动力臂大于阻力臂的杠杆为省力杠杆,动力臂小于阻力臂的杠杆为费力杠杆,动力臂等于阻力臂的杠杆为等臂杠杆。‎ A:天平在使用过程中,动力臂等于阻力臂,属于等臂杠杆,故A错误。‎ B:裁纸刀在使用过程中,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故B正确。‎ C:筷子在使用时,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,故C错误。‎ D:钓鱼竿在使用时,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,故D错误。故选B。‎ ‎5.如图所示,在均匀杠杆的A处挂3个钩码,B处挂2个钩码,杠杆恰好在水平位置平衡,已知每个钩码的质量均为50g,若在A,B两处各加1个钩码,那么杠杆( )。‎ A.右边向下倾斜;B.左边向下倾斜;C.仍保持水平位置平衡;D.无法确定杠杆是否平衡 ‎【答案】A。‎ ‎【解析】(1)杠杆的平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂,即F1×L1=F2×L2;(2)在A、B两处再各加挂一个50g的钩码后,分析两边的力和力臂的乘积是否还相等,据此判断杠杆是否还平衡。‎ ‎(1)如图所示,每个钩码的质量为50g,重力为G=mg=0.05kg×10N/kg=0.5N,杠杆上每小格的长度假设为1cm,则FA=0.5N×2=1N,LA=1cm×2=2cm,FB=0.5N,LB=1cm×4=4cm;‎ 所以FA×LA=FB×LB;‎ 11‎ ‎(2)在A、B两处再各加挂一个50g的钩码后,FA′=0.5N×3=1.5N,FB′=0.5N×2=1N,LA和LB的长度都不变,则FA′×LA=1.5N×2cm=3N•cm,FB′×LB=1N×4cm=4N•cm 因为FA′×LA<FB′×LB 所以杠杆右边下倾。故选A。‎ ‎6.如图,O为杠杆的支点,杠杆右端挂有重为G的物体,杠杆在力F1的作用下在水平位置处于平衡。如果用力F2代替力F1使杠杆仍在图中位置保持平衡,下面关系正确的是()。‎ A. F2< F1 F1>G; D. F1> F2>G ‎【答案】D。‎ ‎【解析】根据图中所示,可以看出阻力臂大于动力臂,故动力小于阻力G;F2与力臂垂直,要保持图中状态不变,故F2小于F1,所以正确答案是D。‎ ‎7.关于简单机械下列说法中正确的是()。‎ A.定滑轮能改变力的大小,也能改变力的方向;B.使用滑轮组不仅省力而且省功;‎ C.做功越多的机械,其机械效率就越高; D.功率越大的机械,做功就越快 ‎【答案】D。‎ ‎【解析】A.定滑轮能改变力的大小,也能改变力的方向;此说法错误。定滑轮可以改变力的方向但不能改变力的大小。‎ B.使用滑轮组不仅省力而且省功;此说法错误。使用滑轮组,可以省力,但不能省功。‎ C.做功越多的机械,其机械效率就越高;此说法错误,简单机械做功多,但不能说明其效率就高。‎ D.功率越大的机械,做功就越快;此说法正确。功率就是描述做功快慢的物理量,功率大,说明做功快。正确答案是D。‎ ‎8.如图所示,小明分别用甲、乙两个滑轮把同一袋沙子从地面提到二楼,用甲滑轮所做的总功为W1,机械效率为η1;用乙滑轮所做的总功为W2,机械效率为η2。若不计绳重与摩擦,则( )。‎ 11‎ A.W1=W2,η1=η2;B.W1=W2,η1<η2;C.W1<W2,η1>η2;D.W1>W2,η1>η2‎ ‎【答案】C。‎ ‎【解析】根据总功等于有用功加上额外功,由图可知甲是定滑轮,乙是动滑轮,所以利用乙滑轮做的额外功多,可以比较出两种情况的总功大小;再根据两种情况的有用功相同,利用即可比较出二者机械效率的大小。‎ 因为小明分别用甲、乙两个滑轮把同一袋沙子从地面提到二楼,所以两种情况的有用功相同;当有用功一定时,利用机械时做的额外功越少,则总功越少,机械效率越高;因为乙滑轮是动滑轮,所以利用乙滑轮做的额外功多,则总功越多,机械效率越低。‎ 即W1<W2,η1>η2,所以C选项正确。故选C。‎ ‎9.用相同的滑轮和绳子分别组成如图所示的甲、乙两个滑轮组,把相同的重物匀速提升相同的高度。若不计绳重及摩擦,下列说法正确的是()。‎ A.绳子受的拉力F1和F2大小相等,滑轮组的机械效率相同;‎ B.绳子受的拉力F1和F2大小不相等,滑轮组的机械效率不同;‎ C.绳子自由端移动的距离不相等,拉力对滑轮组所做的功相等;‎ D.绳子自由端移动的距离不相等,拉力对滑轮组所做的功不相等 ‎【答案】C。‎ ‎【解析】由图可知,甲滑轮组n=2,乙滑轮组n=3,;货物重相同,故,;甲图中,绳子自由端移动的距离是物体升高h的2倍,乙图中,绳子自由端移动的距离是物体升高h的3倍,所以,两个力对物体做功相同(忽略绳重及摩擦)。‎ 所以,正确答案是C。‎ ‎10.分别使用定滑轮、动滑轮、两个定滑轮和两个动滑轮组成的滑轮组,匀速提升同一物体到同一高度处,其机械效率分别为η定、η动、η组(不计绳重和摩擦,设每个滑轮质量相等),则下列选项中正确的 11‎ 是( )。‎ A.η组<η动<η定;B.η动<η定<η组;C.η定<η动<η组;D.η定<η组<η动 ‎【答案】A。‎ ‎【解析】克服物体的重力所做的功是有用功,由题知匀速提升同一物体到同一高度处,可知做的有用功相同;不计绳子质量和摩擦,额外功W额=G轮h,知道使用定滑轮、动滑轮、滑轮组的动滑轮的个数为0、1、2,可以得出做的额外功的大小关系,由于W总=W有用+W额,可以得出所做的总功的大小关系,再利用效率公式比较三种情况下机械效率的高低。‎ 匀速提升同一物体到同一高度处,由W有用=Gh可知,三种情况下做的有用功相同,大小都为W有用;不计绳子质量和摩擦,所做的额外功:W额=G动h,使用定滑轮、动滑轮、滑轮组时,动滑轮的个数分别为0、1、2,使用定滑轮、动滑轮、滑轮组时,做的额外功:W额定<W额动<W额组,由W总=W有用+W额可知三种情况下做的总功:W定<W动<W组,由可知,使用定滑轮、动滑轮,滑轮组的机械效率:η组<η动<η定。故选A。‎ ‎11.建筑工人用如图所示的滑轮组,在4s内将重为1500N的物体沿水平方向匀速移动2m的过程中,所用的拉力大小为375N,物体受到水平地面的摩擦力为物重的0.4倍。在此过程中下列说法正确的是( )。‎ A.绳子自由端沿水平方向移动了6m;B.物体受到的拉力为750N;‎ C.拉力F的功率为750W; D.滑轮组的机械效率为80%‎ ‎【答案】D。‎ ‎【解析】A.由图可知,n=2,则绳子自由端沿水平方向移动的距离s=nSA=2×2m=4m,故A错误。‎ B.物体沿水平方向匀速移动时处于平衡状态,物体受到的拉力和摩擦力是一对平衡力,‎ 则物体受到的拉力FA=f=0.4G=0.4×1500N=600N,故B错误。‎ C.拉力F做的功W总=Fs=375N×4m=1500J,则拉力F的功率,故C错误。‎ D.有用功W有=FASA=600N×2m=1200J,则滑轮组的机械效率,故D正确。故选D。‎ 11‎ ‎12.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( )。‎ A.0.4J、83.3%;B.0.8J、91.7%;C.0.8J、83.3%;D.0.4J、91.7%‎ ‎【答案】C。‎ ‎【解析】(1)由图知,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;‎ ‎(2)滑轮组的机械效率:。故选C。‎ ‎13.(多选题,4分)在斜面上将一个质量为5kg的物体匀速拉到高处,如图所示,沿斜面向上的拉力为40N,斜面长2m、高1m;把重物直接提升h所做的功作有用功(g取10N/kg)。下列说法正确的是( )。‎ A.物体只受重力、拉力和摩擦力三个力的作用;‎ B.做的有用功是50J;‎ C.此斜面的机械效率为62.5%;‎ D.物体受到的摩擦力大小为10N ‎【答案】B、C。‎ ‎【解析】(1)对物体进行受力分析,受重力、支持力、摩擦力和拉力;(2)已知物体的重力和提升的高度(斜面高),根据公式W=Gh可求重力做功,即提升物体所做的有用功;(3)求出了有用功和总功,可利用公式计算出机械效率;(4)总功减去有用功即为克服摩擦力所做的额外功,根据W额=fS求出物体所受斜面的摩擦力。‎ A:沿斜面向上拉物体时,物体受重力、支持力、摩擦力和拉力四个力的作用,故A错误。‎ B:所做的有用功:W有用=Gh=mgh=5kg×10N/kg×1m=50J,故B 正确。‎ 11‎ C:拉力F对物体做的总功:W总=Fs=40N×2m=80J;斜面的机械效率为:‎ ‎,故C正确。‎ D:克服摩擦力所做的额外功:W额=W总﹣W有=80J﹣50J=30J,由W额=fs可得,物体受到的摩擦力:,故D错误。故选B、C。‎ 二、填空题(每空2分,共28分)‎ ‎14.如图所示,撬起瓶盖的起瓶器是属于  杠杆(选填“省力”、“费力”或“等臂”),其支点是图中  点。‎ ‎【答案】省力、A。‎ ‎【解析】(1)根据杠杆绕着转动的固定点叫支点,可判断杠杆的支点;(2)结合图片和生活经验,先判断起瓶器在使用过程中,动力臂和阻力臂的大小关系,再判断它是属于哪种类型的杠杆。‎ 根据起瓶器的使用可知,支点是A点,动力作用在手与起瓶器接触点,阻力作用在B点,所以,起瓶器在使用过程中,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆。‎ 故答案为:省力、A。‎ ‎15.如题图所示,由不同物质制成的甲和乙两种实心球的体积相等,此时杠杆平衡(杠杆自重、挂盘和细线的质量忽略不计)。则杠杆左右两边的力臂之比为,1个甲球和1个乙球的质量之比为,甲球和乙球的密度之比为。‎ ‎【答案】答案是:2:1、1:3、1:3。‎ ‎【解析】图中,杠杆平衡,左侧杠杆力臂是右侧杠杆力臂的2倍,力臂之比是:2:1;如果甲物体质量用m甲、乙物体质量用m乙表示,那么可以得到:‎ 11‎ 即:,质量之比为1:3;由于甲乙两球体积相同,故其密度比也是1:3。‎ 故,答案是:2:1、1:3、1:3。‎ ‎16.如图所示,在竖直向上大小为10N力F的作用下,重物A沿竖直方向匀速上升。已知重物A上升速度为0.2m/s,不计滑轮重、绳重及绳与滑轮间摩擦,则物体的重力大小和滑轮上升的速度分别为和。‎ ‎【答案】5N、0.1m/s。‎ ‎【解析】根据题干中图可知:该滑轮动滑轮的特殊使用方法,根据动滑轮的特点可知:F=2G=10N,则G=5N;‎ F移动的距离是物体移动距离的二分之一,故重物A上升速度为0.2m/s,F上升的速度就是0.1m/s。‎ 故答案为:5N、0.1m/s。‎ ‎17.如图所示的三个滑轮中,属于动滑轮的是   ,若滑轮的自重和摩擦不计,当分别沿力F1、F2和F3方向匀速提起同一物体时,则F1、F2、F3的大小关系是    。‎ ‎【答案】故答案为:乙;F1=F3>F2。‎ ‎【解析】不计摩擦和动滑轮重;用F1的力提升重物时,用的是定滑轮;根据定滑轮不省力,故F1=G。‎ 用F2的力提升重物时,用的是动滑轮;根据动滑轮能够省一半的力,故F2=。‎ 用F3的力提升重物时,用的是定滑轮;根据定滑轮不省力,但可以改变力的方向,故F3=G。‎ 故答案为:乙;F1=F3>F2。‎ ‎18.一辆汽车不小心陷进了泥潭中,按如图所示的甲、乙两种方法安装滑轮,均可将汽车从泥潭中拉出。如果汽车的动力比阻力小800N,则甲图中人拉动汽车的拉力至少为,乙图中人拉动汽车的拉力至少为__‎ 11‎ ‎_,其中比较省力的是__图。(绳与滑轮间的摩擦不计)。‎ ‎【答案】800N、400N、乙。‎ ‎【解析】使用一个动滑轮可以省一半的力,使用定滑轮只能改变力的方向,不能省力。‎ 甲图滑轮为定滑轮,F=f=800N;乙图滑轮为动滑轮,F==400N,比较省力的是乙图。‎ 故答案:800N、400N、乙。‎ ‎19.如图所示,物重10N,手拉弹簧测力计在C位置时示数为___N;若手拉弹簧测力计在A、B、C三个不同位置时,拉力FA、FB、FC的大小关系是_____。‎ ‎【答案】10、FA=FB=FC。‎ ‎【解析】使用定滑轮能改变用力方向,但不能省力;不计绳重和摩擦,使用定滑轮时,拉力F=G,据此分析回答。‎ 因为使用的是定滑轮,不计绳重和摩擦,所以拉力F=G=10N,‎ 因为使用定滑轮时,能改变用力方向,但不能省力,所以FA=FB=FC。‎ 故答案为:10、FA=FB=FC。‎ 三、实验探究题(6分)‎ ‎20.小明利用刻度均匀的匀质杠杆做探究“杠杆的平衡条件”实验。‎ ‎(1)实验前,将杠杆的中点置于支架上,当杠杆静止时,发现杠杆右端下沉,这时应将平衡螺母向  (填“左”或“右”)端调节,直到杠杆在水平位置平衡。‎ ‎(2)得出杠杆的平衡条件“动力×动力臂=阻力臂”后,小明又进一步探究杠杆平衡时动力和动力臂的关系。实验过程中,保持阻力和阻力臂不变,在杠杆水平平衡时,测出多组动力F1和动力臂L1的数据,‎ 11‎ 并绘制了F1与L1的关系图象,如图所示,请根据图象推算,当L1为0.1m时,F1为  N。‎ ‎【答案】(1)左;(2)6。‎ ‎【解析】(1)杠杆右端下沉,说明杠杆重心右移,应将平衡螺母(左端和右端的均可)向左调节,直到杠杆在水平位置平衡。‎ ‎(2)由于此题中的阻力和阻力臂不变,据F1L1=F2L2可知,利用图象中任意一组数据都能得出,F2L2=F1L1=0.2m×3N=0.6N•m;故若当L1为0.1m时,;‎ 故答案为:(1)左;(2)6。‎ 四、作图题(4分)‎ ‎21.(4分)如图所示,轻质杠杆OA在路灯和轻绳AB的共同作用下,在水平方向处于静止状态,请画出轻绳AB对杠杆的动力F1的力臂L1和阻力F2的示意图。‎ ‎【答案】如图。‎ ‎【解析】阻力F2的作用点在点A,方向向下,动力的力臂L1为支点O到动力的作用线的距离。‎ 由图可知,杠杆的支点为O,过支点O向动力F1作用线引垂线段,即为其力臂L1,阻力是灯对杠杆A点的拉力,过A点沿竖直向下的方向画一条有向线段,用F2表示,即为阻力的示意图;如图所示。‎ 五、计算题(22分)‎ ‎22.(10分)利用如图所示的滑轮组,用F=1000N的力拉绳子自由端,货物A以0.1 m/s的速度匀速直线运动l0s,整个过程中,滑轮组的机械效率为75%。求:‎ ‎(1)货物A在10 s内移动的距离;‎ ‎(2)这个过程中拉力F的功率;‎ ‎(3)水平地面对货物A的摩擦力大小。‎ ‎【解析】(1)根据v=可知货物A在10 s内移动的距离:sA=vAt=0.1m/s×10s=1m;‎ 11‎ ‎(2)由图可知,动滑轮上绳子的有效股数:n=2,绳子自由端移动的速度:‎ v绳=nvA=2×0.1m/s=0.2m/s,‎ 拉力的功率:;‎ ‎(3)由η===得摩擦力:f=nηF=2×75%×1000N=1500N。‎ 答:(1)货物A在10 s内移动的距离为1m;(2)这个过程中拉力F的功率200W;(3)水平地面对货物A的摩擦力大小1500N。‎ ‎23.(12分)搬运煤气罐的工人通常利用斜面装卸煤气罐。如图,煤气罐的质量为30kg,底面积300cm2。工人将煤气罐沿着长2m,高1m的斜面从底部匀速推上斜面的顶端,沿斜面所用的推力F为250N。(不计空气阻力,g取10N/kg)。求:‎ ‎⑴煤气罐静止放置在水平地面上时对地面的压强。‎ ‎⑵将煤气罐匀速拉上斜面顶端过程中,推力做了多少功?‎ ‎⑶工人使用斜面做工的机械效率是多少?‎ ‎⑷物体和斜面之间的摩擦力是多大?‎ ‎【解析】(1)煤气罐受到的重力:,故煤气罐对地面的压强是:;‎ (1) 推力的功:;‎ ‎(3)货物升高1m克服重力所做的功为:,故斜面的机械效率为:;‎ ‎(4)物体做匀速直线运动,在沿斜面方向上的推力和摩擦力是一对平衡力,故推力等于摩擦力,大小为250N。‎ 11‎