简单机械单元测试题

简单机械单元测试题考试时间：90分钟满分：100分注意事项：1.本试卷分选择题、填空题、实验与探究题和计算题四部分。2.答题前，考生务必将自己的姓名、班级填写清楚。3.请将答案写在答题卡或答题纸的对应位置上，在本试卷上作答无效。一、选择题(每小题3分，共30分。每小题只有一个选项符合题意)1.下列关于杠杆的说法中，正确的是()A.杠杆必须是一根直棒B.杠杆的支点可以不在杠杆上C.动力臂是指支点到动力作用点的距离D.当杠杆处于平衡状态时，动力与动力臂的乘积等于阻力与阻力臂的乘积2.生活中常见的工具中，属于省力杠杆的是()A.筷子B.钓鱼竿C.羊角锤D.镊子3.如图所示的杠杆中，O为支点，在A点施加一个力F，要使杠杆在水平位置平衡，这个力的方向最好是()(此处应有图：一个简单杠杆，支点O在左侧，A点在杠杆右侧某位置)A.竖直向上B.竖直向下C.水平向左D.水平向右4.使用定滑轮提升重物时，其机械效率()A.一定大于1B.一定等于1C.一定小于1D.无法确定5.关于动滑轮，下列说法正确的是()A.动滑轮是等臂杠杆B.使用动滑轮一定能省一半的力C.使用动滑轮可以改变力的方向D.动滑轮的实质是一个省力杠杆6.用一个动滑轮将一重为G的物体匀速提升h高度，绳端所用的拉力为F。若不计绳重和摩擦，则下列说法中正确的是()A.F一定等于G/2B.拉力F移动的距离一定为2hC.使用该动滑轮一定能省功D.该动滑轮的机械效率为100%7.用滑轮组提升重物时，下列措施中能提高机械效率的是()A.增加提升重物的高度B.减小提升重物的速度C.减小动滑轮的重力D.减小绳子的重力和摩擦(此题可多选，但题干要求单选则需调整)8.下列简单机械中，既能省力又能改变力的方向的是()A.定滑轮B.动滑轮C.滑轮组D.斜面9.关于轮轴，下列说法中错误的是()A.轮轴是可以连续转动的杠杆B.轮半径是轴半径的几倍，作用在轮上的力就是作用在轴上力的几分之一C.汽车的方向盘是一个轮轴D.轮轴一定是省力的机械10.用一个滑轮组提升重物，下列做法中能提高其机械效率的是(不计绳重和摩擦)()A.增加被提升重物的重力B.增加动滑轮的个数C.减小提升重物的高度D.改变绳子的绕法二、填空题(每空2分，共28分)11.杠杆的平衡条件是________________________。若作用在杠杆上的动力为10牛，动力臂为0.5米，阻力臂为0.2米，则杠杆平衡时所受的阻力为________牛。12.如图所示，用羊角锤拔钉子时，羊角锤可视为一个________杠杆(选填“省力”、“费力”或“等臂”)。其支点是图中的________点(假设有A、B、C三点标注)。(此处应有羊角锤拔钉子的示意图，标注支点位置)13.定滑轮的实质是一个________杠杆，使用定滑轮可以________________，但不能________。14.一个滑轮组由两个定滑轮和两个动滑轮组成，若不计绳重和摩擦，用此滑轮组提起重物时，最多可以省________分之________的力。若实际拉力是物重的三分之一，则此时承担物重的绳子段数为________段(不计摩擦，但考虑动滑轮重)。15.斜面也是一种简单机械，使用斜面可以________。生活中常见的斜面有________(举一例即可)。16.如图所示，物体重为G，不计摩擦及滑轮重，在拉力F的作用下物体沿水平方向匀速移动了距离s，则拉力F所做的功为________；若物体与地面间的摩擦力为f，则F=________。(此处应有一个水平方向使用动滑轮或滑轮组拉动物体的示意图)三、实验与探究题(共22分)17.(10分)在“探究杠杆的平衡条件”实验中：(1)实验前，应调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在________位置平衡。这样做的目的是为了便于测量________________。(2)如图所示，若杠杆左端下沉，则应将平衡螺母向________(选填“左”或“右”)调节。(3)实验中，若在杠杆的A点挂3个钩码(每个钩码重均为0.5牛)，则在B点应挂________个同样的钩码，才能使杠杆在水平位置平衡。若将A点的钩码向右移动一格，则B点的钩码应向________移动一格(选填“左”或“右”)才能再次平衡。(此处应有探究杠杆平衡条件的实验装置图，标注A、B点位置及格数)(4)多次实验的目的是________________________________。18.(12分)某实验小组在“测量滑轮组的机械效率”实验中，所用装置如图所示。(此处应有滑轮组实验装置图)(1)实验中应竖直向上________拉动弹簧测力计，使钩码缓缓上升。(2)若实验中钩码重为4牛，钩码上升的高度为0.1米，弹簧测力计的示数为2牛，弹簧测力计移动的距离为0.3米。则此过程中，有用功为________焦，总功为________焦，滑轮组的机械效率为________(结果保留一位小数)。(3)若在原来的钩码下再增加一个钩码，则该滑轮组的机械效率将________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。(4)若不计绳重和摩擦，根据以上实验数据可计算出动滑轮的重力为________牛。四、计算题(共20分)19.(8分)一根轻质杠杆，支点在杠杆的中点。现将两个重力均为10牛的物体分别挂在杠杆的两端，杠杆恰好在水平位置平衡。若将其中一个物体向支点移动一段距离，此时需要在另一端施加一个5牛的竖直向下的力，杠杆才能再次平衡。求移动的这段距离与杠杆原长一半的比值。20.(12分)用如图所示的滑轮组匀速提升一个重为600牛的物体，人对绳子的拉力为250牛，物体在10秒内上升了2米。不计绳重。求：(此处应有滑轮组示意图，需能看出绳子股数，例如n=3)(1)人拉绳子所做的总功；(2)滑轮组的机械效率；(3)若用此滑轮组匀速提升800牛的物体，则所需的拉力为多大？此时滑轮组的机械效率比提升600牛物体时是提高了还是降低了？---参考答案与解析一、选择题1.D解析：杠杆可以是弯曲的，A错；支点一定在杠杆上，B错；动力臂是支点到动力作用线的距离，C错；D选项为杠杆平衡条件，正确。2.C解析：羊角锤拔钉子时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。筷子、钓鱼竿、镊子均为费力杠杆。3.A解析：要使力最小，应使力臂最长。在A点施加竖直向上的力时，力臂为OA(假设O为支点，A在右侧)，此时力臂最长，所需力最小。4.C解析：使用任何机械都不省功，定滑轮也不例外，其机械效率总小于1(考虑摩擦等因素)。5.D解析：动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的省力杠杆，D正确；定滑轮才是等臂杠杆，A错；不计动滑轮重和摩擦时，使用动滑轮才能省一半力，B错；动滑轮不能改变力的方向，C错。6.B解析：不计绳重和摩擦时，F=(G+G动)/n，只有当n=2且G动=0时F才等于G/2，A错；动滑轮费距离，拉力移动距离s=nh=2h，B正确；使用机械不省功，C错；有动滑轮重存在，机械效率不可能为100%，D错。7.C(若为单选题，最佳答案为C)解析：减小动滑轮重力，可以减小额外功，从而提高机械效率。减小绳子重力和摩擦也可以，但题目若为单选，则C更直接。增加提升高度不影响机械效率。8.C解析：滑轮组结合了定滑轮和动滑轮的优点，既能省力又能改变力的方向。9.D解析：轮轴的省力情况取决于轮半径和轴半径的大小关系，当动力作用在轴上时，轮轴是费力的，D说法错误。10.A解析：增加被提升重物的重力，可以增大有用功在总功中的比例，从而提高机械效率。增加动滑轮个数会增加额外功，B错；机械效率与提升高度无关，C错；改变绳子绕法若不改变n，则效率不变，D错。二、填空题11.动力×动力臂=阻力×阻力臂(或F1L1=F2L2)；25解析：由F1L1=F2L2可得，F2=F1L1/L2=(10N×0.5m)/0.2m=25N。12.省力；O(具体看图示，通常是羊角锤与地面接触的点)13.等臂；改变力的方向；省力14.四；三(或3/4)；3解析：两个定滑轮和两个动滑轮组成的滑轮组，最多可由4段绳子承担物重(不计动滑轮重时)，则拉力F=G/4，即省3/4的力。若F=G/3，则n=3段(考虑动滑轮重时F=(G+G动)/n)。15.省力；盘山公路(或螺丝钉的螺纹、斜坡等)16.Fs(或fs/2，具体看绳子段数n，若n=2，则F=f/2，W=Fs=fs/2×s=fs/2；若n=1，则W=fs，F=f)(需根据图示确定n)三、实验与探究题17.(1)水平；力臂(2)右(3)6(假设A点距离支点2格，B点距离支点1格，3个钩码×2格=n个钩码×1格→n=6)；右(4)避免实验的偶然性，得出普遍规律18.(1)匀速(2)0.4(W有=Gh=4N×0.1m=0.4J)；0.6(W总=Fs=2N×0.3m=0.6J)；66.7%(η=W有/W总=0.4J/0.6J≈66.7%)(3)变大(4)2(由F=(G+G动)/n，n=3，得G动=nF-G=3×2N-4N=2N)四、计算题19.解：设杠杆原长为2L，则原杠杆中点即支点，两端力臂均为L。初始平衡：G1L1=G2L2，10N×L=10N×L，平衡。设将其中一个物体(如左端)向支点移动距离x，则其力臂变为(L-x)。此时右端需施加5N向下的力，总阻力为G2+F=10N+5N=15N。由平衡条件：G1(L-x)=(G2+F)L即：10N×(L-x)=15N×L10L-10x=15L-10x=5Lx=-0.5L(负号表示方向，实际移动距离为0.5L)移动距离与杠杆原长一半(即L)的比值为：0.5L:L=1:2。答：移动的这段距离与杠杆原长一半的比值为1:2。(此题也可假设右端物体移动，方法类似)20.解：由图可知，承担物重的绳子段数n=3(根据实际图示确定n)。(1)绳子自由端移动的距离s=nh=3×2m=6m人拉绳子所做的总功W总=Fs=250N×6m=1500J(2)有用功W有=Gh=600N×2m=1200J滑轮组的机械效率η=W有/W总×100%=1200J/1500J×