第12章《简单机械》单元测试卷（基础卷）（解析版）2023-2024学年八年级物理上册同步考点解读与专题训练（人教版）

第第页第十二章《简单机械》单元测试卷（基础卷）（解析版）（考试时间：90分钟试卷满分：100分）注意事项：1．测试范围：人教版八年级下册第12章。2．g=10N/kg。第Ⅰ卷选择题一、选择题（本题共16小题，每小题2分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）1．（2023•市北区一模）下列关于各情境的说法错误的是（）A．甲：食品夹是费力杠杆 B．乙：水库堤坝设计成“上窄下宽”的形状，是因为液体压强随深度增加而增大 C．丙：右手感到痛，是因为压力相同时，受力面积越小，压强越大 D．丁：用吸管喝饮料，是因为力气大。在太空中，用力吸也能用吸管喝饮料【答案】D【分析】（1）结合图片和生活经验，判断食品夹在使用过程中，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；（2）水库堤坝设计成上面窄下面宽的形状是因为液体压强随深度增加而增大；（3）压强大小的影响因素：压力大小和受力面积大小；增大压强的方法：在压力一定时，减小受力面积；在受力面积一定时，增大压力；（4）用吸管喝饮料是大气压的应用。【解答】解：A、食品夹在使用时，由于动力臂小于阻力臂，所以是费力杠杆，故A正确；B、水库堤坝设计成上面窄下面宽的形状是因为液体压强随深度增加而增大，故B正确；C、如图丙，两食指受到的压力相同，右手食指的受力面积小，受到的压强大，感到疼，说明在压力相同时，受力面积越小，压强越大，故C正确；D、用吸管喝饮料时，首先嘴把吸管中的空气吸走，内部气体压强减小，饮料在大气压的作用下被压入吸管，所以是大气压的作用，故D错误。故选：D。2．（2023•常州模拟）下列工具使用时，为了省距离的是（）A．开瓶器 B．镊子 C．核桃夹 D．羊角锤【答案】B【分析】结合图片和生活经验，判断选项中的杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆。【解答】解：A、开瓶器在使用时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，省力但费距离，故A不符合题意；B、镊子在使用中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，费力但省距离，故B符合题意；C、核桃夹在使用时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，省力但费距离，故C不符合题意；D、羊角锤在使用时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，省力但费距离，故D不符合题意。故选：B。3．（2023春•射洪市月考）如图所示，水平桌面上物重分别为20N、10N的甲，乙两物体，由跨过定滑轮的轻绳相连，沿着水平拉力F的大小为5N时，物体甲恰能在光滑的水平面上向左做匀速直线运动，忽略滑轮自重及滑轮与绳间摩擦，下列分析正确的是（）A．物体甲受到的摩擦力为5N B．物体乙受到的摩擦力为5N C．物体乙受到轻绳的拉力为2.5N D．甲、乙两物体的物重不同，受到的摩擦力也不同【答案】C【分析】（1）定滑轮不省力，但是可以改变力的方向。（2）根据物体受到的平衡力来分析摩擦力的大小和方向。（3）滑动摩擦力的大小与压力的大小和接触面的粗糙程度有关。【解答】解：分别对甲乙在水平方向上受到的力进行分析，如图所示：，甲乙之间的摩擦力f和f′是一对相互作用力，大小相等．绳子的拉力T和T′大小相等．这里的运动阻力其实就是运动时所有阻力的总和。由于乙做匀速直线运动，处于平衡状态，则有：f＝T；甲向左做匀速直线运动，同样处于平衡状状态，则有：F＝f'+T'，而T、T'和f、f'是相互作用力力，故大小相等，根据题意，F＝5N，则f＝T＝2.5N，故C正确，A、B错误；滑动摩擦力与接触面的粗糙程度和压力大小有关，与重力无直接的关系，故D错误。故选：C。4．（2022春•阳城县期末）小华在家帮妈妈晾衣服时，仔细观察了他们家的升降式晾衣架的结构，如图所示。下列关于该晾衣架的说法正确的是（）A．该晾衣架的结构是一个杠杆 B．天花板对该晾衣架没有力的作用 C．该晾衣架有2个定滑轮，4个动滑轮 D．使用该晾衣架挂起衣服时可以省力【答案】D【分析】定滑轮和动滑轮的主要区别是：动滑轮会随物体一起运动，定滑轮不随物体运动；利用该装置既能省力，又能改变力的方向。【解答】解：A．该晾衣架的结构是一个滑轮组，故A错误；B．天花板对该晾衣架有拉力的作用，故B错误；C．该晾衣架有4个定滑轮，2个动滑轮，故C错误；D．使用该晾衣架挂起衣服时可以省力，故D正确。故选：D。5．（2023•市南区一模）起重机把质量为0.5t的重物匀速提升了3m，它的电动机所做的功是3.3×104J，则起重机的机械效率是（）A．45% B．55% C．0.45kW D．55W【答案】A【分析】先算出有用功，再根据效率公式进行计算。【解答】解：（1）起重机做的有用功：W有＝Gh＝mgh＝0.5×103kg×10N/kg×3m＝1.5×104J；（2）起重机的机械效率是：η＝＝≈45%。故选：A。6．（2023•荔湾区一模）小昕在测量机械效率的实验时，分别用甲、乙、丙三种机械将重为1N的物体匀速提升0.2m，记录它们所做的总功如图所示，则（）A．甲的机械效率高于乙 B．乙的额外功大于甲 C．丙的数据是错误的 D．甲的有用功小于乙【答案】C【分析】从图示可知，甲的总功最多，因为它们都把重为1N的物体匀速提升0.2m，所以它们的有用功相同，据此判断各选项对错。【解答】解：A、从图示可知，甲的总功最多，而机械效率是有用功与总功之比，因为有用功相同，故甲的机械效率低，故A错误；B、从图示可知，甲的总功最多，有用功相同，故乙的额外功小于甲，故B错误；C、丙的有用功为W有＝Gh＝1N×02m＝0.2J，有用功总是小于总功，故丙的数据错误，故C正确。D、甲的有用功等于乙，故D错误。故选：C。7．（2023•碑林区校级模拟）下列有关各图的分析错误的是（）A．如图1所示，牲畜自动饮水器利用了连通器的原理 B．如图2所示，用吸管从瓶子里吸饮料利用了大气压 C．如图3所示，夹菜时使用的筷子属于省力杠杆 D．如图4所示，口吹硬币跳跃木块时，硬币上方空气流速比下方大，压强小【答案】C【分析】（1）连通器：上端开口下端连通的容器。连通器里只有一种液体，在液体不流动的情况下，连通器各容器中液面的高度总是相平的；（2）用吸管吸饮料是利用大气压的作用；（3）省力杠杆：动力臂大于阻力臂，省力费距离；费力杠杆：动力臂小于阻力臂，费力省距离；等臂杠杆：动力臂等于阻力臂，这种杠杆不省力也不费力，不省距离也不费距离；（4）流体压强与流速的关系：对于流体来说，流速越大的地方，压强越小。【解答】解：A、图1中，牲畜自动饮水器是利用连通器原理制成的，故A正确；B、图2中，用吸管吸饮料时，用力吸的作用是排出管内空气，使吸管内气压小于外界大气压，在大气压的作用下饮料被压入吸管，故B正确；C、图3中，使用的筷子夹菜时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故C错误；D、图4中，口吹硬币跳跃木块时，硬币上方空气流速比下方大，则压强比下方小，故D正确。故选：C。8．（2023•商河县一模）小明模仿济南黄河大桥（图甲）搭建简易模型。如图乙所示，其他因素不变，如果只把拉索与桥塔的固定点上移，则可以（）A．增加动力 B．减小阻力 C．增加动力臂 D．增加阻力臂【答案】C【分析】将拉索与桥塔的固定点上移，动力臂增大，阻力臂和阻力不变，根据杠杆平衡条件进行判断。【解答】解：将拉索与桥塔的固定点上移，动力臂增大，阻力臂和阻力不变，根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2知，动力减小。故选：C。9．（2023春•闵行区校级期中）如图所示，分别用相同的力F匀速提升不同重物，若不计滑轮自身的重力及摩擦，则下列关系正确的是（）A．G1＜G2＝G3 B．G1＜G2＜G4 C．G1＝G2＜G4 D．G1＝G3＜G4【答案】C【分析】根据定滑轮相等于一个等臂杠杆，不省力，但能改变力的方向；动滑轮相等于一个动力臂是阻力臂两倍的杠杆，能省一半力，但不能改变力的方向，据此分析判断。【解答】解：不计滑轮自身的重力及摩擦，且绳端力F相同，（a）（b）图中是定滑轮，所以F＝G1＝G2；（c）图中是动滑轮，能省力一半，所以F＝G3，所以G3＝2F；（d）图中是动滑轮，提升重物时，绳端拉力方向斜向上，动力臂大于阻力臂，但小于阻力臂的两倍，所以：G4＜F，则G4＜2F，所以G4＜G3，所以：G1＝G2＜G4＜G3，故C正确。故选：C。10．（2023•泗县模拟）由于热胀冷缩，户外的导线在夏天会变得松弛，冬天又拉的很紧。某些地方用图所示的滑轮组来控制导线的松紧程度。一次导线对滑轮N的拉力为F，配重水泥块A（重为G）被匀速拉升的高度为h，拉力F和配重水泥块A的运动速度分别为vF和vA，（不考虑滑轮自重、绳重和绳与滑轮间的摩擦）。下列说法中不正确的是（）A．M是定滑轮 B．拉力F＝2G C．vA＝2vF D．F做的功为Fh【答案】D【分析】（1）轴随物体一起移动的滑轮是动滑轮，轴固定不动的滑轮是定滑轮；（2）由图可知n＝2，利用不计绳重和摩擦时G＝F求轴端拉力F；（3）由图可知，轴端拉力F移动的速度v＝vA；（4）由图可知，由图可知，轴端拉力F移动的距离s＝h，利用W＝Fs求轴端拉力F做的功；【解答】解：A、由图可知，M的轴固定不动是定滑轮，故A正确；B、由图可知n＝2，因为不计绳重和摩擦时G＝F，所以轴端拉力：F＝nG＝2G，故B正确；C、由图可知，拉力F移动的速度vF＝vA，vA＝2vF，故C正确；D、由图可知，轴端拉力F移动的距离s＝h，则轴端拉力F做的功：W＝Fs＝F×h＝Fh，故D错误。故选：D。11．（2023•武汉模拟）用如图所示滑轮组在3s内将一重为600N的物体匀速向上提起6m，拉力为400N。这个滑轮组的机械效率和拉力的功率分别是（）A．50%；800W B．50%；2400W C．75%；800W D．75%；1600W【答案】D【分析】利用W有＝Gh求出有用功；由图可知n＝2，根据s＝nh求出绳子自由端移动的距离，利用W总＝Fs求出拉力做的总功；利用η＝×100%求出滑轮组的机械效率；根据P＝求出拉力做功的功率。【解答】解：所做的有用功：W有＝Gh＝600N×6m＝3600J，由图可知n＝2，则绳子自由端移动的距离：s＝nh＝2×6m＝12m，拉力做的总功：W总＝Fs＝400N×12m＝4800J，则滑轮组的机械效率：η＝×100%＝×100%＝75%；拉力做功的功率：P＝＝＝1600W，故D正确，ABC错误。故选：D。12．（2023•石家庄模拟）如图所示为甲、乙两机械的参数，关于这两个机械说法正确的是（）A．甲做的有用功较多 B．甲的总功大于乙的总功 C．甲的机械效率较高 D．甲、乙做的额外功之比为5：6【答案】C【分析】有用功在总功中所占的百分比越大，机械效率越高，据此结合图示判断两机械的机械效率高低；从图示中获取信息，根据W有+W额＝W总和η＝分析即可。【解答】解：由图可知，甲机械所做有用功在总功中所占的百分比为75%，即η甲＝75%，乙机械所做有用功在总功中所占的百分比为70%，即η乙＝70%，所以甲的机械效率较高，故C正确；由图可知W甲有＝1500J，且η甲＝75%，由η＝可得甲做的总功：W甲总＝＝＝2000J，由图可知W乙额＝900J，且乙所做额外功在总功中所占的百分比为30%，即＝30%，所以乙做的总功：W乙总＝＝＝3000J，比较可知甲的总功较少，故B错误；由W有+W额＝W总可得甲的额外功：W甲额＝W甲总﹣W甲有＝2000J﹣1500J＝500J，而W乙额＝900J，所以甲、乙做的额外功之比为W甲额：W乙额＝500J：900J＝5：9，故D错误；乙的有用功：W乙有＝W乙总﹣W乙额＝3000J﹣900J＝2100J，而W甲有＝1500J，所以甲的有用功较少，故A错误。故选：C。13．（2023•雁塔区校级二模）如图甲所示的滑轮组提升物体M，已知物体M所受的重力为550N，卷扬机加在绳子自由端的拉力F将物体M在20s内沿竖直方向匀速提升10m，拉力F做的功W随时间t的变化图象如图乙所示，忽略绳重及摩擦，下列说法正确的是（）A．动滑轮重为50N B．绳子自由端移动的速度为0.5m/s C．拉力做功功率为30W D．该滑轮组的机械效率为83.3%【答案】A【分析】（1）由图甲可知滑轮组上绳子的有效股数，根据s＝nh求出绳子自由端移动的距离；根据图乙得出在20s内拉力F做的功，利用W总＝Fs求出绳子自由端的拉力大小；忽略绳重及摩擦，根据F＝（G+G动）求出动滑轮的重力；根据P＝求出拉力做功的功率；（2）根据v＝求出绳子自由端移动的速度；（3）根据W＝Gh求出所做的有用功，利用η＝×100%求出滑轮组的机械效率。【解答】解：AC．由图甲可知n＝2，则物体M沿竖直方向匀速提升10m时，绳子自由端移动的距离：s＝nh＝2×10m＝20m，由图乙可知，在20s内拉力F做的功：W总＝6000J，由W总＝Fs可得，绳子自由端的拉力为：F＝＝＝300N，忽略绳重及摩擦，由F＝（G+G动）可得，动滑轮的重力：G动＝nF﹣G＝2×300N﹣550N＝50N，拉力做功的功率为：P＝＝＝300W，故A正确，C错误；B．绳子自由端移动的速度：v＝＝＝1m/s，故B错误；D．所做的有用功：W有＝Gh＝550N×10m＝5500J，滑轮组的机械效率：η＝×100%＝×100%≈91.7%，故D错误。故选：A。14．（2023•未央区校级模拟）我国古代《墨经》最早记述了秤的杠杆原理（如图所示），此时杠杆处于平衡状态（忽略杆的质量），有关它的说法正确的是（）A．杠杆在图示的位置平衡时，“权”的质量小于“重”的质量 B．“权”和“重”增加相同的质量，A不会上扬 C．增大“重”时，应把“权”向B端适当移动 D．若将提纽O向B端移动一些，杆秤的测量范围将变小【答案】A【分析】（1）利用杠杆平衡条件分析；（2）A端是否上扬，除了跟增加的质量有关外，还与力臂有关；（3）重增大，在权不变时，需要标增大；（4）标增大，则权和标的乘积增大，而本变小，由杠杆平衡可知重增大，据此解答。【解答】解：A、杠杆在图示的位置平衡时，根据杠杆平衡条件可得“权”ד标”＝“重”ד本”，由图可知“标”大于“本”，则“权”的质量小于“重”的质量，故A正确；B、设增加的质量为Δm，由图可知，杠杆平衡时“标”大于“本”，则Δmד标”＞Δmד本”即“权+Δm”ד标”＞“重+Δm”ד本”，A端会下沉，故B错误；C、在“权”不变时，“重”增大，需要“标”增大，即把“权”向A端适当移动，故C错误；D、将提纽O向B端移动一些，“标”增大，则“权”和“标”的乘积增大，而“本”变小，由杠杆平衡可知“重”增大，即杆秤测量范围增大，故D错误。故选：A。15．（2023•苍溪县模拟）如图所示，在拉力F作用下，物重为G的物体在不同简单机械中均处于平衡状态（不计机械自重和摩擦），所用拉力F最小的是图（）A． B． C． D．【答案】B【分析】不计机械自重和摩擦：（1）先判断动力臂和阻力臂关系，再根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2得出力F1和重力G的关系；（2）使用滑轮组时，先判断出承担总重绳子的段数n，再根据F＝G得出力F和重力G的关系；（3）使用动滑轮时，若动力作用在轴上，则费一倍的力，此时F＝2G；（4）使用斜面时，F＝sin30°G。【解答】解：由题知，不计机械自重和摩擦；A、第一幅图中L1＝L2，为等臂杠杆，由杠杆平衡条件可得F1＝G；B、第二幅图是滑轮组，承担总重的绳子段数n＝3，则F2＝G；C、第三幅图是动滑轮，但动力作用在轴上，费一倍的力，则F3＝2G；D、第四幅图是斜面，则F4＝F＝sin30°G＝G。由此可知F2＜F4＜F1＜F3，故B符合题意，ACD不符合题意。故选：B。16．（2023•莲湖区三模）工人师傅用如图所示的两种方式，分别将重力均为400N的货物从图示位置向上缓慢提升一段距离。已知F1、F2始终沿竖直方向，图甲中OB＝2OA，图乙中每个滑轮重50N，货物上升的速度均为0.2m/s，不计杠杆重、绳重和摩擦。则下列说法正确的是（）A．甲、乙两种方式都能省功 B．F1大小为300N且保持不变 C．乙方式的机械效率约为88.9% D．F2的功率为30W【答案】C【分析】（1）根据功的原理分析甲、乙两种方式能否省功；（2）根据杠杆平衡条件分析F1的大小；（3）利用不计绳重和摩擦时η＝＝＝＝求滑轮组的机械效率；（4）由图乙可知n＝3，利用不计绳重和摩擦时F＝（G+G动）求绳子自由端的拉力，绳子自由端移动的速度v＝nv物，利用P＝＝＝Fv求F2的功率。【解答】解：A、由功的原理可知，使用任何机械都不能省功，故A错误；B、由甲图可知，OB＝2OA，即动力臂为阻力臂的2倍，由于不计摩擦、杠杆自重，由杠杆平衡条件可知，动力为阻力的一半，即F1＝G＝×400N＝200N，甲图中，重力即阻力的方向始终是竖直向下的，动力F1的方向也始终竖直向下，由数学知识可知，在提升重物的过程中，动力臂和阻力臂的比值不变，F1的大小保持200N不变，故B错误；C、因为不计绳重和摩擦，所以滑轮组的机械效率：η＝＝＝＝＝×100%≈88.9%，故C正确；D、由图乙可知n＝3，因为不计绳重和摩擦，所以绳子自由端的拉力：F＝（G+G动）＝×（400N+50N）＝150N，绳子自由端移动的速度：v＝nv物＝3×0.2m/s＝0.6m/s，F2的功率：P2＝＝＝F2v＝150N×0.6m/s＝90W，故D错误。故选：C。第Ⅱ卷非选择题二、填空题（本题共6小题，每空1分，共12分）17．（2023•河东区一模）赛龙舟是我国传统节日端午节最重要的民俗活动之一，作为展示项目在2021年进入奥运赛场。如图所示，选手们用力向后划桨，龙舟快速向前，说明力的作用是相互的，龙舟的桨属于费力杠杆。【答案】力的作用是相互的；费力。【分析】（1）力是物体对物体的作用，物体间力的作用是相互的；（2）结合生活经验，先判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆。【解答】解：选手们向后划桨，龙舟快速向前，说明力的作用是相互的；船桨在使用过程中，一只手握船桨的一端为支点，另一只手挥动船桨作为动力，水对它的力为阻力，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆。故答案为：力的作用是相互的；费力。18．（2023•雁塔区校级一模）如图是终南山上的一段盘山公路，为了看到BC路段情况，人们利用反射规律，在B位置安装一块凸面镜。盘山公路就是斜面，使用斜面时不省功（选填“省力”或“省功”）。【答案】凸；省功。【分析】凸面镜对光有发散作用，可起到扩大视野的作用；斜面是一种简单机械，使用时可以省力，但任何机械都不能省功。【解答】解：由图可知，在盘山公路的转弯处，为了使司机能提前看到另一侧的路段情况，应在B位置安装一块凸面镜，利用凸面镜对光发散的性质来扩大视野；盘山公路的实质是斜面，使用斜面时能省力，但不能省功。故答案为：凸；省功。19．（2023•海陵区一模）工人沿斜面用一定大小的力F把一重为600N的物体从斜面底部匀速推到顶部（不考虑物体的大小）。已知斜面长L＝3m，高h＝1.5m，若该过程中斜面的效率为75%，力F所做的功为1200J，力F的大小为400N。【答案】1200；400。【分析】知道斜面高（物体上升的高度）、物体重力，利用W＝Gh求推力做的有用功；知道斜面的效率，利用η＝求总功，再利用W＝FL求推力F大小。【解答】解：推力做的有用功：W有用＝Gh＝600N×1.5m＝900J，由η＝得，推力做的总功：W总＝＝＝1200J，由W＝FL得推力大小：F＝＝＝400N。故答案为：1200；400。20．（2023•利州区模拟）如图，台秤上放一只质量不计的三角支架。均匀细木棒OAB可绕O点自由转动调整O点高度，使OAB水平静止，此时台秤示数如图中所示，OA：OB＝3：4。则木棒OAB自重为6N；若使台秤示数为零，B端施加的最小力为3N。（g取10N/kg）【答案】6；3【分析】由图知台秤的示数为400g，根据F＝mg算出杠杆对台秤的压力，根据台秤对杠杆的支持力与杠杆对台秤的压力是一对相互作用力，大小相等，算出F支持力＝F压，此时的杠杆以O为支点，杠杆的重力为阻力，台秤对杠杆的支持力为动力，根据杠杆的平衡条件F支持力×LOA＝G×LOB算出杠杆的重力；当在B点竖直向上施加力，此时以OB为动力臂，力臂最大，用力最小，根据杠杆平衡条件FB×LOB＝G×LOA算出若使台秤示数为零时力的最小值。【解答】解：（1）支架对木棒的支持力：F支＝G示＝mg＝400×10﹣3kg×10N/kg＝4N；均匀细木棒的重心在木棒OAB的中心，根据杠杆平衡条件可得，G×OB＝F支×OA；代入OA：OB＝3：4，可得杠杆自身的重力G＝F支＝×4N＝6N；（2）要想在B端施加的力最小时该力的力臂最大，最大力臂就是OB，台秤示数为零说明，台秤给杠杆的支持力为0，根据杠杆平衡，有G×OB＝F×OB；所以施加的最小的力为F＝G×＝6N×＝3N。故答案为：6；3。21．（2023春•沙坪坝区校级期中）某场馆建设中，采用如图所示的装置提升重物，工人师傅站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，使物体A在5s内匀速上升了2m，则绳子自由端的移动速度是0.8m/s。若物体A重400N，该工人重550N，每个滑轮重20N，不计绳重与摩擦，人对水平地面的压力是340N。【答案】0.8；340。【分析】由图可知n＝2，绳子自由端移动的距离s＝nh，利用v＝求绳子自由端移动的速度；先求得绳子的拉力，对人进行受力分析，根据力的平衡条件求出水平地面对人的支持力。【解答】解：由图可知绳子的段数n＝2，绳子自由端移动的速度v＝＝＝0.8m/s，由于不计绳重摩擦，人对绳子的拉力＝，人对地面的压力F压＝G人﹣F＝550N﹣210N＝340N。故答案为：0.8；340。22．（2023•滨海新区一模）某建筑工地上，工人用如图所示的动滑轮将重450N的物体匀速竖直提升了6m，若已知动滑轮此时的机械效率为90%，则工人提升重物所做的有用功是2700J，总功是3000J。【答案】2700；3000【分析】①根据W＝Gh求出有用功的大小；②根据η＝求出总功的大小。【解答】解：（1）工人提升重物所做的有用功即是直接提升物体所做的功，W有＝Gh＝450N×6m＝2700J；（2）根据机械效率的公式η＝可得：W总＝＝。故答案为：2700；3000。三．作图题（本题共2小题，每题3分，共6分）。23．（2023•温江区校级模拟）品学兼优的小明同学还非常乐于劳动。图甲是小明用笤帚在扫地，图乙是简化图，以O为支点，作用在A点的动力为F1。请在图乙中画出作用在B点的阻力F2的示意图及动力臂L1。【答案】见解答【分析】阻力是阻碍杠杆转动的力，根据阻力的作用点和方向画出阻力F2的示意图；根据力臂的概念画出动力F1的力臂L1。【解答】解：由图可知动力F1使笤帚（杠杆）沿顺时针方向转动，而阻力F2的作用是阻碍其转动，所以阻力F2的方向与F1相反，作用点在B点，据此画出阻力F2的示意图；从支点O向动力F1的作用线作垂线段，即为动力臂L1，如图所示：24．（2023•蚌山区校级二模）如图所示，小亮运用滑轮组将装修材料运输到楼上，请你用笔画线帮他组装好滑轮组。​【答案】【分析】滑轮组可以省力也可以改变力的方向，根据题目对拉力方向的要求进行解答。【解答】解：由图可知，小亮站在地面上，要想运用滑轮组将装修材料运输到楼上，拉力方向向下，所以要从动滑轮的上挂钩绕起，依次绕过下面的定滑轮、动滑轮和上面的定滑轮，如图所示：四．实验题（本题共3小题，每空1分，共19分）25．（2023•天宁区校级模拟）小李利用如图所示的装置来探究“杠杆的平衡条件”，实验中所用钩码的质量均为50g。请你帮助他完成实验。（g取10N/kg）（1）杠杆静止时的位置如图1甲所示，此时杠杆处于平衡（选填“平衡”或“不平衡”）状态。为了使杠杆静止时处于水平位置，接下来的操作是将杠杆的平衡螺母向左（选填“左”或“右”）移动；（2）在杠杆B点用如图1乙所示的动力F拉杠杆，此时杠杆的类型与托盘天平（选填“筷子”、“老虎钳”或“托盘天平”）相同；（3）如图1丙所示，用弹簧测力计拉杠杆的C点，当弹簧测力计由位置1转至位置2的过程中，测力计示数变化情况是先变小后变大（选填“变小”、“变大”、“先变小后变大”、“先变大后变小”或“不变”）；（4）小红利用上述的杠杆和钩码设计了一个“密度秤”。如图2所示，将容积为100mL的小桶悬挂在杠杆的挂钩A下，调节杠杆在水平位置平衡。小桶中装满待测液体时，在杠杆的B点悬挂2个钩码，杠杆在水平位置平衡，则待测液体的密度是1.5×103kg/m3。为了增大“密度秤”的量程，下列措施不可行的是A。A．增大小桶的容积B．小桶位置固定，向左侧移动杠杆的支点OC．增加钩码质量D．杠杆支点固定，向右侧移动小桶【答案】（1）平衡；左；（2）托盘天平；（3）先变小后变大；（4）1.5×103；A。【分析】（1）杠杆静止或者匀速转动，都属于杠杆平衡；实验中为了便于测量力臂，消除杠杆自身重力对实验的影响，应调节杠杆在水平位置平衡，调节时，需将平衡螺母向上翘的一端调节；（2）根据动力和阻力的关系判断杠杆的种类；（3）分析力臂的变化情况，根据杠杆的平衡条件得出力的变化情况；（4）根据杠杆的平衡条件以及实验原理ρ＝分析解答。【解答】解：（1）杠杆静止或者匀速转动，都属于杠杆平衡。杠杆右端下沉，说明右端重，要使杠杆平衡在水平位置，需要将平衡螺母向左移动。（2）如图所示，做出力F的力臂OE，已知角OBE为30度，则在直角三角形中，30度所对直角边长度为斜边的一半，即OE长度为OB的一半，OB长4格，则OE长2格。因此，这个杠杆是等臂杠杆。与托盘天平是一个类型。（3）在直杠杆中，当作用力的方向与杠杆垂直时，力臂最大。弹簧测力计由1位置转到2位置时，力的方向与杠杆的方向关系变化情况是：不垂直——垂直——不垂直。即测力计对杠杆拉力的力臂变化情况是：先变大后变小。在阻力和阻力臂不变的情况下，根据F1l1＝F2l2可以知道，在杠杆平衡的情况下，动力臂先变大后变小，则动力先变小后变大。（4）在这个测量过程中，杠杆平衡时有F1l1＝F2l2，小桶与钩码对杠杆的拉力等于自身的重力，有G1×OA＝G2×OB，即m1g×OA＝m2g×OB，得，小桶中液体的密度为，由m1g×OA＝m2g×OB推导得ρVg×OA＝m2g×OB，即，从此式可以推断出：钩码质量越大、小桶体积越小、钩码悬挂点到支点距离越大、小桶悬挂点到支点距离越小，密度秤的测量范围越大。故选A。故答案为：（1）平衡；左；（2）托盘天平；（3）先变小后变大；（4）1.5×103；A。26．（2023•泰山区模拟）在“测量滑轮组的机械效率”实验中，某实验小组用如图甲所示的同一滑轮组提升钩码，分别做了多次实验，实验数据记录如表：实验次数钩码重G/N钩码上升距离h/cm弹簧测力计示数F/N弹簧测力计上升距离s/cm机械效率η11.051555.6%21.550.81532.051.01566.7%42.0101.03066.7%（1）实验过程中，应缓慢拉动弹簧测力计，使钩码竖直向上做匀速运动。第1次实验时，弹簧测力计示数如图甲所示，为0.6N。（2）第2次实验时滑轮组的机械效率是62.5%。（3）分析第1、2、3次实验的数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物重力越大，滑轮组的机械效率越高；分析第3、4次实验的数据可知，滑轮组的机械效率与钩码上升的高度无关（选填“有关”或“无关”）。（4）请在图乙中画出此滑轮组既能省力又能改变力的方向的绕线方法。若不计摩擦及绳重，这种绕线方法与实验时用的绕线方法相比，提升相同的物体时，滑轮组的机械效率不变（选填“变大”、“变小”或“不变”）。【答案】（1）0.6；（2）62.5%；（3）1、2、3；无关；（4）如图；不变。【分析】（1）根据弹簧测力计分度值得出弹簧测力计示数；（2）根据W有用＝Gh得出第1次实验时所做的有用功，根据W总＝Fs得出第1次做的总功，根据η＝×%求出滑轮组的机械效率；（3）探究影响滑轮组机械效率的因素采用控制变量法，探究重物重力的影响时应使其他条件相同，据此分析表格数据；分析3、4次实验的数据得出滑轮组的机械效率与钩码上升的高度的关系；（4）滑轮组绳子的绕法，有两种：一是绳子先系在定滑轮的固定挂钩上，绕过下面的动滑轮，再绕过上面的定滑轮；二是绳子先系在动滑轮的固定挂钩上，绕过定滑轮，然后再绕过动滑轮，绳子最后通过定滑轮能改变力的方向；在不计摩擦及绳重情况下，有用功就是提升重物所做的功，额外功就是提升动滑轮所做的功，由η＝＝＝＝进行分析。【解答】解：（1）测力计分度值为0.1N，第1次实验时，弹簧测力计示数如图所示，为0.6N；（2）第2次实验时所做的有用功为：W有用＝Gh＝1.5N×0.05m＝0.075J；第2次做的总功：W总＝Fs＝0.8N×0.15m＝0.12J；滑轮组的机械效率是：η＝×%＝×%＝62.5%；（3）探究影响滑轮组机械效率的因素采用控制变量法，探究重物重力的影响时应使其他条件相同，据此分析表格数据，1、2、3中使用同一滑轮组，钩码上升高度相同，随着物重增大，机械效率增高；分析3、4次实验的数据，使用同一滑轮组，物重相同，钩码上升高度不同，但机械效率不变，得出结论滑轮组的机械效率与钩码上升的高度无关；（4）要求使用该滑轮组提升重物时既省力又能改变力的方向，说明绳端拉力的方向应向下，所以绳子最后通过定滑轮，由此从外向内依次完成绕线，若将此滑轮组换一种绕绳方法，动滑轮的重不变，不计摩擦及绳重，故额外功为克服动滑轮自重做的功，由η＝＝＝＝可知，提升相同的物体时，滑轮组的机械效率不变。故答案为：（1）0.6；（2）62.5%；（3）1、2、3；无关；（4）如图；不变。27．（2023•和平区二模）许多实验器材在物理的探究实验中多次使用，斜面就是其中之一，但用法不尽相同。请完成下列利用斜面进行实验的有关内容：（1）甲实验中，为了便于测量小车在斜面上的运动时间，应使斜面保持较小（选填“较大”或“较小”）的坡度；（2）在乙、丙这两个实验中，斜面的作用是控制物体到达斜面底部（或水平面时）的速度。（3）乙实验探究过程中，用小车在水平面上滑行的距离来显示阻力对物体运动的影响。实验丙，若将物体A从斜面的不同高度由静止释放撞击同一木块，探究的是物体动能的大小与物体的运动速度的关系，用木块在水平面上滑行的距离显示物体A动能的大小。（4）丁实验，物体重为4.5N，斜面长1.2m、高0.3m。用弹簧测力计沿斜面拉物体到高处，实验中弹簧测力计示数如图戊所示，则所测斜面的机械效率为45%。【答案】（1）较小；（2）控制物体到达斜面底部（或水平面时）的速度；（3）小车在水平面上滑行的距离；物体的运动速度；木块在水平面上滑行的距离；（4）45%。【分析】（1）为便于测量小车的运动时间，斜面倾角应小一些；（2）动能的决定因素有两个：质量和速度；要利用控制变量法去研究：探究阻力对运动的影响，要控制到达水平面时的速度相等；（3）根据转换法逐项分析回答；（4）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；已知拉力的大小和拉力移动的距离（斜面长），根据公式W＝Fs可求拉力对物体做的总功，根据总功和有用功求出额外功；求出了有用功和总功，可利用公式η＝计算出机械效率。【解答】解：（1）斜面倾角越小，小车运动时间越长，为便于测量小车的运动时间，实验中，斜面应保持很小坡度；（2）探究动能与质量关系时，要控制速度相等，而探究阻力对运动的影响，要控制到达水平面时的速度相等；因而在乙、丙这两个实验中，斜面的作用是控制物体到达斜面底部（或水平面时）的速度相同；（3）探究阻力对运动的影响通过小车滑行的距离显示显示阻力对物体运动的影响。实验丙，若将物体A从斜面的不同高度由静止释放撞击同一木块，小球的动能与小球的质量和小球的速度有关，对于同一个物体A，质量一定，不同高度滑行改变了速度，探究的是物体动能的大小与速度的关系，实验通过木块B被推到的距离显示动能的大小；（4）图中弹簧测力计的分度值为0.1N，读数为2.5N；有用功为：W有用＝Gh＝4.5N×0.3m＝1.35J，拉力F对物体做的总功为：W总＝Fs＝2.5N×1.2m＝3J；斜面的机械效率为：η＝＝＝45%；故答案为：（1）较小；（2）控制物体到达斜面底部（或水平面时）的速度；（3）小车在水平面上滑行的距离；物体的运动速度；木块在水平面上滑行的距离；（4）45%。五．计算与解答题（本题共3小题，共31分）28．（2022秋•太仓市期末）如图所示，建筑工人用一个滑轮组将重为600N的物体匀速提升2m所用的时间为40s，人所用的拉力是400N，求：（1）拉力所做的总功为多少？（2）此人的功率为多少？（3）此滑轮组的机械效率为多少？【答案】见试题解答内容【分析】（1）由图知，承担物重的绳子股数n＝2，则s＝2h，求出拉力端移动的距离，利用W总＝Fs求拉力做的总功；（2）利用P＝求拉力做功的功率；（3）根据W有用＝Gh求有用功，滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比。【解答】解：（1）由图知，n＝2，则拉力端移动的距离：s＝2h＝2×2m＝4m，拉力做的总功：W总＝Fs＝400N×4m＝1600J；（2）此人拉力做功的功率：P＝＝＝40W；（3）有用功：W有用＝Gh＝600N×2m＝1200J，滑轮组的机械效率：η＝＝×100%＝75%。答：（1）拉力所做的总功为1600J；（2）此人的功率为40W；（3）此滑轮组的机械效率为75%。29．（2023春•西湖区期中）图甲是《天工开物》中记载的三千多年前在井上汲水的桔槔，其示意图如图乙所示。轻质杠杆的支点O距左端l1＝0.5m，距右端l2＝0.2m。在杠杆左端悬挂重为20N的物体A，右端挂边长为0.1m的正方体B，杠杆在水平位置平衡时，正方体B对地面的压力为20N。求：（g＝10N/kg）（1）此时杠杆右端所受的拉力大小？（2）正方体B的重力？（3）此时物体B对地面的压强是多少？【答案】（1）此时杠杆右端所受的拉力50N；（2