作业12 杠杆、滑轮 综合检测卷（周考卷02）（解析版）

作业12杠杆、滑轮综合检测卷（周考卷02）一、选择题1．机械的发明和使用，极大提高了人们的工作效率。下列四种简单机械，一定不能省力的是（

）A．杠杆 B．动滑轮 C．定滑轮 D．斜面【答案】C【详解】A．杠杆在使用过程中如果动力臂大于阻力臂，可以省力，故A不符合题意；B．使用动滑轮最多可以省一半的力，故B不符合题意；C．使用定清轮不能省力，只能改变力的方向，故C符合题意；D．使用斜面多走距离，但可以省力，故D不符合题意。故选C。2．聚餐时使用公筷公勺逐渐成为人们的共识，筷子是一种杠杆。下列生活用具正常使用时也是杠杆，如图所示，其中与筷子一样是为了省距离的是（）A．镊子 B．羊角锤C．起子 D．钳子【答案】A【详解】筷子是费力杠杆，使用时费力，但是能省距离。A．镊子在使用过程中动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，费力，但是省距离，故A符合题意；B．羊角锤在使用过程中动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，省力，但是费距离，故B不符合题意；C．起子在使用过程中动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，省力，但是费距离，故C不符合题意；D．钳子在使用过程中动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，省力，但是费距离，故D不符合题意；故选A。3．如图所示，用一根绳子绕过定滑轮，一端拴在钩码上，手执另一端，分别用力、、匀速拉起钩码。忽略绳子与滑轮的摩擦，下列说法中正确的是（）A．较大 B．较大C．较大 D．、、的大小相等【答案】D【详解】由图可知，图中滑轮是定滑轮，定滑轮不能省力，所以忽略绳子与滑轮的摩擦，匀速向上拉物体时，无论向哪个方向拉动绳子，施加在绳子上的拉力都与物体重力相等，所以三种拉法所用拉力一样大，故ABC错误，D正确。故选D。4．如图所示的杠杆，，为使杠杆平衡，需施加一个力，其中力最小的是（）

A． B． C． D．【答案】A【详解】为使拉力最小，动力臂要最长，拉力F的方向应垂直OA向上，由图可知，为使杠杆平衡，只有作用在A点时力臂最长，且方向向上，故A符合题意、BCD不符合题意。故选A。5．在图中，物体A的重力为G，在拉力F的作用下，物体沿水平桌面做匀速直线运动，已知物体受到的摩擦力为f，则人对绳的拉力F的大小等于（）A．0.5G B．2G C．0.5f D．2f【答案】C【详解】当在水平方向使用动滑轮时，拉力所要克服的是摩擦力。绳子对A的拉力就等于A所受到的摩擦力，作用在动滑轮上的绳子有2段，则得故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。6．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． B． C．G1＞G2＞G4 D．【答案】A【详解】不计滑轮自身的重力及摩擦且绳子末端拉力F相同。（a）（b）两图皆为定滑轮，定滑轮不省力，所以F=G1=G2（c）图为动滑轮（本质上属于省力杠杆），绳子末端拉力竖直向上，此时动力臂是阻力臂的两倍，省一半力，即G3=2F（d）图为动滑轮，绳子末端拉力方向斜向上，此时动力臂大于阻力臂，但小于阻力臂的两倍，则G4<2F所以G1=G2<G4<G3故A正确，BD错误。故选A。7．如图所示为等刻度的轻质杠杆，在A处挂一个重为4N的物体，若要使杠杆在水平位置平衡，则在B处施加的力

（）A．可能是6N B．可能是1NC．一定是2N D．一定是4N【答案】A【详解】设杠杆每一格长度是l，当B处的作用力与杠杆垂直时，力臂最大，此时作用力最小，由杠杆平衡条件可得解得当作用在B处的力与杠杆不垂直时，力臂小于4l，作用力大于2N，因此要使杠杆平衡，作用在B处的力，故BCD不符合题意，A符合题意。故选A。8．如图所示，在竖直方向大小为20N的拉力F作用下，重物A沿竖直方向，以0.2m/s的速度匀速上升。不计滑轮重、绳重、摩擦，物体A的重力及滑轮移动的速度是（）A．40N，0.4m/s B．10N，0.1m/sC．20N，0.1m/s D．10N，0.4m/s【答案】B【详解】由图可知，该滑轮是动滑轮，当重物A上升速度为0.2m/s时，滑轮上升速度应该是物体速度的一半，即v＝0.1m/s；此时拉力应该是物重的2倍，即物体A的重力为10N，故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。9．如图所示的装置，滑轮自重20N，其下端挂重280N的物体C，杠杆可绕轴O无摩擦地转动，绳和杠杆的重力不计，杠杆上刻度均匀。要使杠杆在图示水平位置平衡，在杠杆的A点所加的竖直向上的力F应是（）A．150N B．200N C．300N D．400N【答案】B【详解】因滑轮自重20N，提升物体需要的拉力由于力的作用是相互的，所以杠杆左端受到的拉力F′＝F拉＝150N因OA∶OB＝3∶4由杠杆的平衡条件得F′×OB＝F×OA即故选B。10．在铁路道口常设有如下图所示的道闸，这种道闸平时上扬，当火车要通过道口时道闸转动到水平位置，示意过往的其他车辆停车等候，这种道闸称为常开型道闸．与之相反，另一种道闸平时水平放置，当有车辆要通过时，道闸上扬，允许车辆通过，这种道闸称为常闭型道闸．对于这两种道闸重心的位置，下列说法正确的是（

）A．常闭型道闸，重心应在点左侧 B．常开型道闸，重心应在点右侧C．常闭型道闸，重心应在点右侧 D．以上说法都不对【答案】C【分析】由杠杆平衡原理分析常闭与常开型道闸重心位置；【详解】ACD．闭型道闸，O为支点，由于常闭，则右端向下，右端质量较大，可知重心在O点右侧，故AD不符合题意，C符合题意；B．开型道闸，则O点左端质量较大，则可知重心在O点左侧，故B不符合题意．二、填空题11．动滑轮的动力臂是该滑轮的（选填“半径”或“直径”），其使用特点是可以，但不能。【答案】直径省力改变力的方向【详解】[1]动滑轮的动力臂是滑轮的直径，阻力臂是半径，动力臂是阻力臂的二倍。[2][3]动滑轮实质是省力杠杆，可以省力，但不能改变力的方向。12．在力的作用下能绕着某个固定点的硬棒叫做杠杆．杠杆的支点在杠杆上，杠杆的支点在杠杆的中点．（后两空选填“一定”或“不一定”）【答案】转动一定不一定【详解】[1]杠杆是一根能绕固定点转动的硬棒．[2]杠杆绕着转动的固定点叫支点，是杠杆上的一点，所以杠杆的支点一定在杠杆上．[3]杠杆的支点可以在杠杆上的任何位置，不一定在杠杆的中点．13．学校升旗仪式上，当升旗手缓缓向下拉绳子时，旗子就会徐徐上升，这是由于旗杆顶部有一个滑轮，它能（选填“改变力的方向”或“省力”）。盘山公路相当于简单机械中的，使用它可以（选填“改变力的方向”或“省力”）。【答案】定改变力的方向斜面省力【详解】[1][2]旗杆顶部的滑轮，使用时，轴的位置不发生改变，是定滑轮；定滑轮虽不省力，但可以改变力的方向。[3][4]斜面加长了运动距离，但可以省力，故盘山公路修成了斜面形。14．一辆汽车不小心陷进了泥潭中，司机按图所示的甲、乙两种方法安装滑轮，均可将汽车从泥潭中拉出，如果汽车发动机产生的牵引力比阻力小1000N，则甲图人匀速拉动汽车的拉力至少为，乙图人匀速拉动汽车的拉力至少为。（绳与滑轮间的摩擦不计）【答案】1000N500N【详解】[1]汽车发动机产生的牵引力比阻力小1000N。由图可知，甲是定滑轮，定滑轮不省力可以改变力的方向，所以甲图人匀速拉动汽车的拉力至少为1000N。[2]乙是动滑轮，动滑轮可以省一半的力，因绳与滑轮间的摩擦不计，故乙图人匀速拉动汽车的拉力至少为15．如图所示，一根粗细均匀的铁棒MN长0.5米，铁棒一端用铰链固定后，另一端通过细线用弹簧测力计拉住不动，此时测力计的示数为8牛。可知，杠杆的支点是点，阻力臂为米，阻力为牛。【答案】M0.2516【详解】[1]由图可知，MN是杠杆，在用弹簧测力计拉时，会绕着M点转动，故M点为杠杆的支点。[2]由图可知，弹簧测力计的拉力为动力，MN长0.5m为动力臂，阻力是杠杠的重力，阻力臂为杠杆的支点到杠杠重心处的长，由于是粗细均匀的铁棒，所以阻力臂为MN的一半为0.25m。[3]根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2得，阻力为16．在“探究平面镜成像的特点”实验中，采用作为平面镜．并将其放置在水平桌面上．在“探究杠杆平衡的条件”实验中，为方便得出实验结论需始终使杠杆在位置保持平衡；在图中，若测力计示数为2N，将一个重为1N的钩码挂在杠杆的刻度处时（选填“A”、“B”、“C”、或“D”），杠杆能保持平衡．【答案】玻璃板竖直水平D【详解】[1][2]平面镜成像实验，为便于确定像的位置，应选用玻璃板作为平面镜，且应竖直放置以免像的位置发生偏差；[3]探究杠杆平衡的条件，应始终使杠杆水平平衡，便于测量力臂大小；[4]由图及题目可知，F1=2N，F2=1N，L1=2，则带入杠杆平衡公式得：故挂钩码位置应距离支点4格，因弹簧测力计拉力向上，为使杠杆保持平衡，则钩码应挂在与拉力同侧的D点．17．如图所示，拉力F1和F2分别经过滑轮使物体沿水平方向做匀速直线运动，如果物体与水平面间的滑动摩擦力大小均为30牛，则拉力F1的大小为牛，如果物体水平移动了10厘米，则F2在水平方向上移动的距离为厘米。【答案】3020【详解】[1]由图知，A为定滑轮，不省力，所以F1=f=30N[2]由图知，B为动滑轮，绳端移动距离应为物体移动距离的2倍，所以s绳=2×s物=2×10cm=20cm18．由（外围的）轮和（中间的）轴组成的能绕轴心转动的简单机械叫做轮轴。轮轴是杠杆类简单机械，它可以看成不等臂杠杆。若动力F1作用在轮上，阻力F2作用在轴上，动力臂为轮半径R，阻力臂为轴半径r，如图（a）所示，此时为杠杆，如螺丝刀的柄是轮，刀杆是轴。反之，若动力F1作用在轴上，阻力F2作用在轮上，动力臂为轮半径r，阻力臂为轴半径R，如图（b）所示，此时为杠杆，如（c）所示的磨刀具用的砂轮（均选填“省力”、“等臂”或“费力”）。如图所示，以下生活实例中，属于轮轴应用的有（请将编号填入空格内）。【答案】省力费力bc【详解】[1]若动力F1作用在轮上，阻力F2作用在轴上，动力臂为轮半径R，阻力臂为轴半径r，此时动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。[2]若动力F1作用在轴上，阻力F2作用在轮上，动力臂为轮半径r，阻力臂为轴半径R，此时动力臂小于阻力臂，是费力杠杆。[3]由两个半径不等的圆柱固定在同一轴线，大的称为轮，小的称为轴组成的叫轮轴。a.手摇钻不是由两个半径不等的圆柱固定在同一轴线组成，不是轮轴，故a不符合题意；bc.自行车脚踏板与牙盘，汽车方向盘是由两个半径不等的圆柱固定在同一轴线组成，是轮轴，故bc符合题意。故选bc。三、作图题19．如图所示，杠杆AB在力F1、F2的作用下处于静止状态，L2是力F2的力臂。在图中画出力F1的力臂L1和力F2。【答案】【详解】延长力F1的作用线，过O点作F1的垂线段即为F1的力臂L1，过力臂L2的右端，作垂直于L2的直线，与杠杆的交点为力F2的作用点，力的方向斜向右下方。20．如图所示，动滑轮使用时可以看作是一个省力杠杆。请在图中画出动滑轮这根“杠杆”的支点、动力臂以及阻力臂。【答案】【详解】动滑轮的支点O在绳与动滑轮最左边的接触点，F1为动力，支点到动力作用线的距离为动力臂L1。物体对滑轮的拉力为阻力F2，支点到阻力作用线的距离为阻力臂L2，如图所示：四、计算题21．杠杆平衡时，动力F1的大小为20牛，动力臂l1为0.1米，阻力臂l2为0.2米，求阻力F2的大小。【答案】10N【详解】根据杠杆平衡的条件F1l1=F2l2，可得阻力F2的大小为答：阻力F2的大小为10N。22．如图所示，不计绳子的重力及滑轮与绳子间的摩擦阻力，用100N的竖直向上拉力F通过滑轮拖着重为190N的物体A做竖直向上移动，物体A运动时的图像如图所示。求：（1）物体A运动10s通过的路程s；（2）滑轮所受重力的大小G轮。【答案】（1）6m；（2）10N；【详解】解：（1）由图像可知，物体A运动10秒通过的路程s为6m。（2）由可知，滑轮所受重力的大小为答：（1）物体A运动10秒通过的路程s为6m；（2）滑轮所受重力的大小G轮为10N。23．如图所示，一根轻质直杠杆AB在水平位置保持平衡A端挂重100牛的物体G1，B端挂200牛的物体G2，AO长为0.6米，求：（1）物体G2悬挂点B离支点的距离；（2）若在B端增加重200牛的物体，要使杠杆再次水平平衡，支点应向哪端移动多少距离？【答案】（1）0.3m；（2）0.12m【详解】解：（1）杠杆水平平衡时，由杠杆的平衡条件可得则右端物体G2的力臂为（2）若在右端增加200牛的物体，则右端力与力臂的乘积变大，要使杠杆水平方向再次水平平衡，应减小右侧力与力臂的乘积，增大左侧力与力臂的乘积，所以，支点应向右端移动，设支点向右端移动的距离为l，由杠杆的平衡条件可得解得l=0.12m，即支点应向右端移动0.12m的距离。答：（1）右端物体G2的力臂为0.3m。（2）若在右端增加200牛的物体，要使杠杆再次水平平衡，支点应向右端移动0.12m的距离。24．如图所示，一轻质杠杆的B端挂一质量为10千克的物体，A端用一细绳将杠杆系于地上，细绳与杠杆间的夹角为30°，OA=1m，OB=0.4m，此时杠杆在水平位置平衡，现在0点放一质量为5kg的物体，用F=10N的水平拉力使物体以0.1m/s的速度向左匀速滑动．问：（1）物体在0点，杠杆水平静止时细绳AC的拉力是多少？（2）物体运动到距A点多远的地方，细绳AC的拉力恰好为零？

【答案】(1)80N；(2)0.2m．【详解】(1)物体未滑动时，它对杠杆施加的力近似看成通过支点O，，它不影响杠杆的平衡，所对的直角边是斜边的一半．l1===0.5ml2=OB=0.4mF2=G=mg=10kg×10N/kg=100N∴根据杠杆原理：F1l1=F2l2得物体在O点，杠杆水平静止时细绳AC的拉力：F1===80N(2)物体运动到距离O点为L3时，细绳AC的拉力恰好为零，=5kg=50N根据杠杆原理有：F2l2=F3l3即100N×0.4m=50N×l3∴l3=0.8m；则细绳AC的拉力恰好为零时，物体运动到距A点1m答：(1)物体未滑动时，细绳承受的拉力为80N；(2)物体运动到距A点0.2m的地方，细绳AC的拉力恰好为零．五、实验题25．在“探究杠杆平衡的条件”实验中，小红同学观察到杠杆静止在如图所示位置，此时杠杆处于状态（选填“平衡”或“不平衡”）。（1）为了使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向调节（选填“左”或“右”），这样做的目的是；动力（牛）动力臂（厘米）阻力（牛）阻力臂（厘米）21054（2）杠杆在水平位置平衡后，小红在杠杆两侧分别挂上若干钩码，杠杆再次静止在如图所示的位置，接下来的实验步骤是，使杠杆再次静止在水平位置，同时将实验数据记录在表中。小红分析数据后得出结论：杠杆平衡的条件是动力×动力臂=阻力×阻力臂。请判断，小红的实验过程及分析数据得出结论是的（选填“合理”、“不完全合理”或“错误”），理由是。【答案】平衡右便于直接在杠杆上读出力臂的值增减钩码个数或移动钩码位置不合理只做一次实验和一组数据，不能得出结论【详解】[1]如图所示位置，杠杆处于静止状态，因此杠杆处于平衡状态。（1）[2]如图杠杆左低右高，为使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向右调。[3]杠杆在水平位置平衡后，力臂可以直接在杠杆上读取，因此目的是方便测量力臂。（2）[4]小红在杠杆两侧分别挂上若干钩码，杠杆再次静止在如图所示的位置时，应调节杠杆在水平位置平衡，可以通过增减钩码个数或移动钩码位置。[5][6]表格中只有一组数据，得出结论不合理，应多测几组数据，以寻找更普遍规律。26．小红在学习完“动滑轮省一半力的知识点”后，她觉得结论与真实情况肯定有偏差；所以她再一次进行如图所示实验，实验时她选择不同滑轮缓慢竖直提起6N的物体，记录的数据如下表。（不考虑滑轮与绳子之间的摩擦力）实验序号滑轮重力（牛）弹簧测力计示数（牛）113.5224.0334.544（1）比较实验序号1、2、3，可得初步结论：用动滑轮缓慢竖直提起同一重物时，；（2）实验序号4中的弹簧测力计示数是牛；（3）根据表中信息推理，当时，弹簧测力计的示数等于物体重力的一半；（4）若小红同学还想继续研究缓慢提起物体时，拉力方向对拉力的影响，则需要选择滑轮与重力的物体来进行实验对比（选填“相同”或“不同”）。【答案】可以省力5滑轮重力为0相同相同【详解】(1)[1]比较了实验序号1、2、3弹簧测力计的示数和对应的物体重力，可知使用动滑轮匀速提起重物，可以省力。(2)[2]实验序号4中的弹簧测力计示数是(3)[3]根据表中信息以及可知，当滑轮重力为0时，弹簧测力计的示数等于物体重力的一半。(4)[4][5]根据控制变量法的应用要求，研究拉力方向对拉力的影响时，只改变拉力的方向，其他的因素应该一样，所以需要选择相同滑轮与相同重力的物体来进行实验对比。27．学习了简单机械后，小明了解到斜面也是一种机械，于是他想探究这种机械的特点。（1）小明用弹簧测力计测木块的重力，如图a所示，测量时应让木块保持状态，并依据条件得出木块重力的大小等于弹簧测力计的示数；（2）他将木块放在如图b所示的斜面上，并用弹簧测力计沿斜面向上拉木块，收集到下表中的实验数据：①比较表中木块重力G和拉力F的大小，得出：使用斜面时（选选填“能”或“不能”）省力；斜面长度相同时，斜面高度越小越（选填“省力”或“费力”）；②实验时，可以通过移动木块A来改变斜面的倾斜程度，要减小斜面的倾斜程度，木块A要向（选填“左”或“右”）移；斜面倾斜程度木块重力G/N斜面高度h/m斜面长S/m沿斜面拉力F/N较缓50.212较陡50.312.6最陡50.413.2③请举出应用斜面的一种实例：（写出一种即可）【答案】静止二力平衡匀速能省力右盘山公路【详解】（1）[1][2]测量木块的重力时，让木块处于静止状态，此时木块受到重力和弹簧测力计拉力的作用，此二力为平衡力，木块重力的大小等于弹簧测力计的示数。（2）[3]为了能够准确的测量出拉力，应使弹簧测力计沿斜面方向匀速向上拉动木块。①[4][5]由表中数据可知，斜面的倾角变大，则沿斜面拉力F的数值也随之变大，但始终小于物体的重力，因此使用斜面可以省力，并且斜面长度相同时，斜面高度越低越省力。②[6]要减小斜面的倾斜程度，木块A应向右移动。③[7]盘山公路是斜面应用的一个很好的例子。28．某小组同学在学习了支点、动力和阻力的概念后，想研究“用杠杆提起物体，能够提起物体的重力大小与哪些因素有关”，他们用如图所示的装置进行实验，用钩码代替物体悬挂在杠杆的C点（每只钩码重0.5牛），用测力计对杠杆施加向上的动力F，每次都将杠杆拉到水平位置保持静止，然后将图（a）、（b）和（c）的实验数据分别记录在表一、表二和表三中。表一（动力F＝1牛）实验序号支点到力F作用点的距离d（厘米）钩码重（牛）1402.02301.53100.5表二（d＝40厘米）实验序号动力F（牛）钩码重（牛）40.51.051.02.061.53.0表三（动力F＝1牛）实验序号动力方向θ（度）钩码重（牛）支点到力F作用线的距离l（厘米）7左偏601.0208左偏401.5309竖直向上2.04010右偏401.53011右偏601.020(1)分析比较表一的实验数据及相关条件可知：该小组同学想利用图（a）的实验装置研究杠杆上同一点C提起物体的重力大小与的关系。(2)分析比较表二的实验数据及相关条件可得到的初步结论是：当动力F的方向和d的大小不变时，杠杆上同一点C提起物体的重力大小。(3)分析比较表三中第二列和第三列的实验数据