1、 第十二章 简单机械一、选择题(每小题 3 分,共 30 分)本章检测满分:100 分,限时:45 分钟1.(独家原创试题)夏威夷果含油量高达 60%80%,还含有丰富的微量元素,有“干果皇后”的美称。夏威夷果有一层坚硬的外壳,为了方便食用,厂家往往都要在果实的外壳上加工出一个裂缝,并且还配送一个专门将果实撬开的小起子,如图 12-4-1 是用小起子撬开夏威夷果的情形。关于这个小起子的说法正确的是()图 12-4-1A. 使用小起子撬开夏威夷果时小起子相当于一个费力杠杆B. 小起子的宽大的部分越小越省力C. 使用小起子顺时针转动更省力D. 在能够撬开果子的前提下,起子尖端插入越深越费力答案 D
2、 使用小起子起开果子时,小起子可以看成一个杠杆,该杠杆的动力作用在宽大部分,阻力作用在它的尖端,因此使用时它的动力臂大于阻力臂,是一个省力杠杆,小起子的宽大的部分越大,动力臂越大,越省力,故 A、B 错误;无论是顺时针还是逆时针转动小起子,其他条件不变时,动力臂、阻力臂和阻力都不变,动力就不变,故 C 错误;由图知,在能够撬开果子的前提下,起子尖端插入越深阻力臂越大,动力臂不变,由杠杆的平衡条件知,越费力,D 正确。2.(2023年 黑龙江哈尔滨中考)质地均匀杠杆,每个钩码重 0.5N,下列操作中可以使杠杆在水平位置平衡的是(杠杆上有等间隔的刻度)()答案 D 由图知,A、C 两个作用力使杠杆
3、沿相同方向转动,它们一定不能使杠杆平衡,故 A、C 错误;设杠杆上一格长 L, 图 B 左边悬挂 2 个钩码时,右边弹簧测力计的示数为 1.5N,0.5N24L1.5N5L,杠杆不平衡,故 C 错误;图 D 右边悬挂 2 个钩码,弹簧测力计的示数为 2N,0.5N26L=2N3L,杠杆平衡,故 D 正确。3.(2023年 福建中考)如图 12-4-2,用同一滑轮组分别将物体A 和物体 B 匀速提升相同的高度。与提升B 相比,提升 A 的过程滑轮组的机械效率较大。若不计绳重与摩擦的影响,则提升 A 的过程()A.额外功较小B.额外功较大图 12-4-2C.总功较小D.总功较大W有用W答案 D 由
4、题意知,用相同的滑轮组提起 A、B 过程,不计绳重与摩擦的影响,AB,滑轮组的机械效率=总,W 有用=Gh,W =W+W=Gh+Gh,因为 ,则有 GAh GBhABGA+G 滑 GB+G 滑,化简得出 G G ,也就是说相同的滑轮组 总有用额外滑GAh+G滑h GBh+G 滑h,即GA GBA B匀速提升 A、B 过程,提起 A 时,所做有用功大,但所做额外功相同,故 A、B 选项错。由于总功等于有用功和额外功之和, 所以提升 A 物体过程总功大,故C 错,D 正确。4.如图 12-4-3 是小明探究“杠杆平衡条件”的实验装置,实验中杠杆始终处于水平平衡状态,若在 C 处逐渐改变弹簧测力计拉
5、力的方向,使其从,则拉力的变化情况是()图 12-4-3A.先变小后变大 B.先变大后变小C.逐渐变大D.逐渐变小答案 A 由图知,测力计在位置时,其动力臂等于 OC,此时动力臂最长;测力计由的过程中动力臂先变大后变小,根据杠杆平衡条件可知,拉力先变小后变大。5.(2023年 山东临沂沂水二模)重为 G 的均匀木棒竖直悬于 O 点,在其下端施一水平拉力 F,让棒缓慢转到图 12-4-4 中虚线所示位置,在转动的过程中()图 12-4-4A.动力臂逐渐变大B.阻力臂逐渐变小C.动力 F 逐渐变大D.动力 F 保持不变答案 C 图中杠杆在转动过程中,杠杆重力大小不变,重力的力臂 L2 逐渐变大,拉
6、力的力臂 L1 逐渐变小,根据杠杆平衡条件,可知拉力逐渐变大。所以选C 项。6.(独家原创试题)罐头的瓶盖很难拧开,用螺丝刀把瓶盖撬起一个缝隙,会听到“噗”的一声,瓶盖就很容易被拧开。关于此过程涉及的物理知识,下列说法错误的是()图 12-4-5A. 起初瓶盖很难拧开是由于受到大气压的作用B. 撬起一个缝隙时听到“噗”的一声是空气振动产生的C. 撬瓶盖时用的螺丝刀相当于费力杠杆D. 瓶盖沿瓶口的螺纹螺旋上升(如图),利用了斜面省力的原理答案 C 撬瓶盖时用的螺丝刀动力臂比阻力臂大,是一个省力杠杆。7.(2023年 河南南阳镇平一模)小明利用两个滑轮 A、B 组成如图 12-4-6 所示的装置,
7、将两个重力相等的重物 G1、G2 分别挂在绳子两端,若不计滑轮、绳子的重力和摩擦,下列说法正确的是()图 12-4-6A.A、B 均为定滑轮B.A、B 均为动滑轮C.放手后 G1 上升 D.放手后 G2 上升答案 C 由图可知,上面的滑轮固定不动,是定滑轮,下面的滑轮和物体 G2 一起移动,是动滑轮,故 A、B 错误;若不计滑112轮、绳子的重力和摩擦,定滑轮左端绳子对动滑轮的拉力应为 F1=G1,施加在动滑轮左端的拉力 F2=2F1= G1,因为 G1=G2,所以F2G2,放手后 G2 下降,G1 上升,故C 正确,D 错误。8.(2023年 四川攀枝花中考)某实验小组分别用如图 12-4-
8、7 所示的甲、乙两个滑轮组(每个滑轮等重),在相同时间内把重物 G 提升相同高度,F1 和F2 大小相等,不计绳重及摩擦,下列说法正确的是()图 12-4-7A. 力 F1 和 F2 做功的功率相同B. 力 F1 和 F2 做的总功相同C. 乙滑轮组更省力,两个滑轮组机械效率一样大D. 甲滑轮组的机械效率比乙滑轮组高答案 D 由题图知,甲滑轮组中承担物重的绳子段数 n 甲=3,乙滑轮组中承担物重的绳子段数 n 乙=4。若重物上升高度为 h,则两滑轮组中绳端移动的距离分别为 s 甲=3h,s 乙=4h;甲滑轮组中拉力做的总功为 W 甲总=F13h,乙滑轮组中拉力做的总功为 W 乙总=F24h,已
9、知 F1=F2,所以 W 甲总W 乙总,故B 错误;W已知时间相同,由公式 P= t 知,P 甲总乙,故 C 错误、D 正确。9.(2023年 湖北黄石中考)为探究动滑轮和定滑轮的特点,设计如图 12-4-8 所示两种方式拉升重物,下面关于探究的做法和认识正确的是()A. 用动滑轮提升重物上升 h 高度,测力计也上升h 高度图 12-4-8B. 若拉升同一物体上升相同高度,用动滑轮拉力更小,且做功更少C. 减小动滑轮质量可以提高动滑轮的机械效率D. 若用定滑轮拉重物,当拉力竖直向下时最省力答案 C 用动滑轮提升重物上升 h 高度,测力计上升 2h 高度,A 错;拉升同一物体上升相同高度,用动滑
10、轮时,提起动滑轮需要做额外功,故做功较多,B 错;减小动滑轮质量,可以减小额外功,故可以提高动滑轮的机械效率,C 正确;用定滑轮拉重物,向各个方向的拉力都等于物重,D 错。10.(2023年 四川自贡中考)如图 12-4-9 所示,物体 A、B 的重分别为 20N、10N,滑轮重和滑轮与绳子之间的摩擦忽略不计,此时物体 A 在水平面上向右做匀速直线运动,若用力 F 向左拉物体 A,使物体 A 向左做匀速直线运动,则()A.F=20N B.F=10N C.F=5N D.F=30N图 12-4-92答案 B11由图知,滑轮组由 2 段绳子承担物重,所以 FA=2GB= 10N=5N;在水平方向 A
11、 受到的摩擦力和绳对 A 的拉力平衡,所以 f=FA=5N,方向水平向左;若使物体 A 向左做匀速直线运动,则 A 受摩擦力水平向右,F=FA+f=5N+5N=10N。二、填空题(每空 2 分,共 26 分)11.(2023年 湖北咸宁中考)如图 12-4-10 所示,杠杆 AB 放在钢制圆柱体的正中央水平凹槽 CD 中,杠杆 AB 能以凹槽两端的 C 点或 D 点为支点在竖直平面内转动,长度 AC=CD=DB,左端重物 G=12N。当作用在B 点竖直向下的拉力 F 足够大时,杠杆容易绕 (选填“C”或“D”)点翻转,为使杠杆 AB 保持水平位置平衡,拉力的最小值F1= N,最大值 F2= N
12、。(杠杆、细绳的质量及摩擦均忽略不计)答 案 D 6 24图 12-4-10解析 由图可知,D 点更加靠近拉力一端,故当作用在 B 点竖直向下的拉力 F 足够大时,杠杆容易绕 D 点翻转;由以上分析知,当以 C 点为支点时拉力最小,以 D 点为支点时拉力最大,根据杠杆平衡条件可得 F1BC=GAC,F2BD=GAD,因为AC=CD=DB,所以 BCAC=21,BDAD=12,代入上式求得,F1=6N,F2=24N。12.如图 12-4-11 所示,把重力为 600N 的物体匀速推到斜面顶端,斜面长为 3m,高为 0.9m,实际推力为300N,那么物体与斜面之间的摩擦力是 N,斜面的机械效率是
13、。图 12-4-11答 案 120 60%解析 将物体推到斜面顶端所做的有用功为 W 有=Gh=600N0.9m=540J 将物体推到斜面顶端所做的总功为 W 总=Fs=300N3m=900J将物体推到斜面顶端所做的额外功为 W 额=W 总-W 有=900J-540J=360JW 额 360J物体和斜面之间的摩擦力为 f= s = 3m =120NW 有 540J斜面的机械效率为=60% W 总 900J13.(2023年 陕西西安未央三模)图 12-4-12 甲所示为一种搬运建筑材料的机械装置,AB 是个杠杆,O 为支点,杠杆平衡时,B 端受到的向下的拉力 A 端受到的向下的拉力(选填“大于
14、”“小于”或“等于”);用于装载货物的小车自重为500N,若搬运 2000N 的货物,电动卷扬机拉钢丝绳的力F 甲=1600N,该滑轮组的机械效率甲= ;若用同样的滑轮按乙图组装,匀速提升相同的货物,电动卷扬机拉钢丝绳的力为 F 乙,乙滑轮组的机械效率为乙,考虑实际情况,则 F 甲 F 乙,甲 乙(选填“”“ W有G2000N解析 因为 OAFB;图甲中滑轮组的机械效率:甲=W总=2F甲 21600N=62.5%;由图示可知,甲图中 n=2,乙图中 n=3,可知 F 甲F 乙;两种方法提升相同货物到相同高度,有用功相同,而乙图中绳子的长度将增加,且乙图W有中多了一个定滑轮,因此乙中的额外功会大于甲中的额外功,由=W总W有=W有+W额可知,甲乙。14.(2