第十二章达标检测卷一、选择题(每题3分，共30分)1．如图是一个杠杆式简易起吊机，它上面装了一个定滑轮可以改变拉绳的方向，杠杆OBA可绕O点转动，重物通过绳子对杠杆的拉力为阻力。图中能够正确表示动力臂的是( )A．l1B．l2C．l3D．l42．如图是一种切甘蔗用的铡刀的示意图，下列有关说法正确的是( )A．刀刃很薄可以增大压力B．铡刀实质上是一种费力杠杆C．甘蔗放在a点比b点更易被切断D．手沿F1方向用力比沿F2方向更省力3．如图所示为探究杠杆平衡条件的实验装置，若每个钩码的质量为50g，g取10N/kg，为了让杠杆在水平位置平衡，下列判断正确的是( )A．在A点挂4个钩码能使杠杆平衡B．在B点用弹簧测力计竖直向下拉，当示数为0.5N时，能使杠杆平衡C．用弹簧测力计在B点拉，无论如何改变用力方向都要省力D．用弹簧测力计在A点拉，无论如何改变用力方向都要费力4．《墨经》最早记述了秤的杠杆原理。图中“标”“本”表示力臂，“权”“重”表示力。以下说法符合杠杆平衡原理的是( )A．“权”小于“重”时，A端一定上扬B．“权”小于“重”时，“标”一定小于“本”C．增大“重”时，应把“权”向A端移D．增大“重”时，应换用更小的“权”5．小明在水平地面上推如图所示的一只圆柱形油桶，油桶高40cm，底部直径为30cm，装满油后总重2000N。下列说法中正确的是( )11A．要使底部C稍稍离开地面，他至少应对油桶施加600N的力B．他用水平力虽没推动油桶，但他用了力，所以他对油桶做了功C．他用水平力没推动油桶，是因为推力小于摩擦力D．油桶匀速运动时，地面对油桶的支持力和油桶对地面的压力是平衡力6．如图所示，在研究动滑轮特点的实验中，如果物体重为1N，不计动滑轮重、绳重及摩擦，则弹簧测力计的读数为( )A．0.5NB．1NC．1.5ND．2N7．如图所示，利用滑轮组在2s内将重400N的物体匀速提升了1m，所用拉力F为150N。不计绳重和摩擦，下列说法正确的是( )A．绳子自由端移动的速度为2m/sB．动滑轮的总重为100NC．滑轮组的机械效率为83.3%D．提升更重的物体，滑轮组的机械效率会变小8．如图所示，在拉力F作用下，一个重600N的物体以0.1m/s的速度沿水平地面向右沿直线匀速运动了10s，已知滑轮组的机械效率为80%，在此过程中拉力F做了150J的功，则下列说法中正确的是( )A．拉力F的大小为150NB．拉力F的大小为50NC．物体与地面间的滑动摩擦力为150ND．物体与地面间的滑动摩擦力为480N9．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4011N，斜面长2m、高1m。把重物直接提升h所做的功为有用功，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80JC．此斜面的机械效率为62.5%D．物体受到的摩擦力大小为10N10．台风是一种破坏力很强的灾害性天气。某次台风把市民公园的一棵大树吹倒了，需要两个工人把它扶起来，工人们想到了下列四种方案，每个人所需拉力最小的方案是( ) 二、填空题(每空1分，共12分)11．端午节赛龙舟时，运动员一手撑住桨柄的末端(视为支点)，另一手用力划桨，如图所示。此时桨属于________(填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆；当运动员向后划桨时，龙舟就向前行进，说明物体间力的作用是____________。12．如图为小柯在科技节中制作的“杠杆力臂演示仪”。杠杆自身质量和摩擦忽略不计，固定装置未画出，O为支点，OA＝OD＝3OB＝0.6m，CD＝0.2m。在做背景的白纸上作以O为圆心，半径为0.2m的圆。在A点挂5N的重物G，要使杠杆水平平衡，则作用在B点竖直向下的力FB应为________N，撤去FB后，按图示方向分别施加FC、FD两个力，且每次都使杠杆在水平位置平衡，则FC、FD大小关系为____________。13．小明用如图所示的动滑轮提起140N的水桶，动滑轮重20N(不计绳重和摩擦)，小明拉绳子的动力为________N；如果向水桶内再加入40N的水，提起时动滑轮的机械效率________(填“变大”“变小”或“不变”)。14．在对汽车的发动机做检修时需要将引擎盖抬起，抬起过程应用了杠杆原理。如图为引擎盖的受力分析模式图：引擎盖可绕O点自由转动，A为引擎盖重心位置。由图可11知，该杠杆属于________杠杆。在引擎盖抬起过程中，重力G的力臂逐渐________。15．工人利用斜面和滑轮将物体从斜面底端匀速拉到顶端，斜面高1m，长2m，物体重500N，平行于斜面的拉力为200N，所用时间为10s。在此过程中，物体动能__________(填“增大”“减小”或“不变”)，重力势能________(填“增大”“减小”或“不变”)。拉力的功率为________W，把物体直接提高到斜面顶端做的功为有用功，则这个装置的机械效率为________。三、作图题(每题4分，共12分)16．阿基米德在发现了杠杆原理之后，发出了“给我一个支点，我能够撬动地球”的感慨，请在设想示意图中，画出作用在A点的最小动力F1及其动力臂l1(图中O为支点)。17．在“探究杠杆的平衡条件”实验中，在B点用弹簧测力计沿CD方向拉杠杆，使杠杆水平平衡，如图所示。画出：(1)弹簧测力计对杠杆拉力F的示意图；(2)F的力臂。18．某人使用滑轮组提升重物，请你在图中画出使用滑轮组最省力的绕法(人向下拉绳)。四、实验与探究题(19题10分，20题12分，共22分)19．小明在“探究杠杆的平衡条件”实验中，所用的器材有：杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个。11(1)实验前，将杠杆中点置于支架上，调节平衡螺母，使杠杆水平平衡；实验中，使杠杆在水平位置平衡，这样做的好处是便于在杠杆上直接测量__________。(2)实验过程中，将钩码悬挂于图中A点，保持阻力、阻力臂不变，在支点O右侧不同位置，用弹簧测力计施加竖直向下的拉力(动力)，使杠杆水平平衡，测出每一组动力臂l1和对应的动力F1，并记录在表中。请根据表中数据，在坐标系中绘制出l1与F1的关系图象，根据图象中实验数据可知，当l1为0.5m时，F1为________N。(3)实验中小明发现，保持杠杆处于水平平衡，当弹簧测力计的拉力方向偏离竖直方向时，弹簧测力计的拉力会变大，原因是__________________________。实验次数动力F1/N动力臂l1/m10.750.4021.000.3031.500.2042.000.1553.000.1020．小红在“探究斜面的机械效率与哪些因素有关”的活动中，提出了以下猜想：A．斜面的机械效率可能与物体的重力有关；B．斜面的机械效率可能与斜面的倾斜程度有关。为了验证自己的猜想，小红用木板搭成了如图所示的装置进行探究，记录数据如下表：实验次数斜面倾角物重G/N拉力F/N斜面高度h/m斜面长度s/m有用功W有/J总功W总/J斜面机械效率η①30°54.20.61.235.04②30°32.50.61.21.8360%③42°32.80.81.22.43.3671%11(1)在实验过程中，应沿斜面向上________拉动物体。(2)第①次实验中斜面的机械效率η＝________%。(3)对比实验①②的数据可以用来验证猜想________，对比②③两次实验数据，可初步得出的结论是______________________________________________________________________________________________________________。五、综合运用题(21题10分，22题14分，共24分)21．疫情期间，大壮同学自制了如图所示的健身器材，坚持锻炼身体。用细绳系在轻杆的O点将轻杆悬挂起来，在杆的A端悬挂质量m1＝10kg的重物，在B端竖直向下缓慢拉动轻杆至水平位置。已知AO长1.5m，OB长0.5m，大壮质量m2＝56kg，g取10N/kg，求此时：(1)大壮对杆的拉力大小。(2)地面对大壮的支持力大小。22．把一棱长为10cm，质量为8kg的正方体实心金属块，放入水平放置装水的平底圆柱形容器中。如图甲所示，金属块下沉后静止在容器底部(金属块与容器底部并未紧密接触)，水的密度是1.0×103kg/m3，g取10N/kg。求：(1)金属块的密度。(2)金属块受到的浮力。(3)金属块对容器底部的压强。(4)若用图乙所示的滑轮组，把金属块在水中匀速提升30cm(金属块未露出水面，忽略水对金属块的阻力)，此过程滑轮组的机械效率为70%，那么绳子自由端的拉力F大小是多少？1111答案一、1．B 点拨：由图可知，动力为拉动杠杆的力，动力作用在杠杆的B点，动力臂为支点到动力作用线的距离，为l2。2．C 点拨：刀刃很薄是通过减小受力面积来增大压强的，故A错误；铡刀在使用时动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B错误；甘蔗放在a点比b点时的阻力臂更小，根据杠杆的平衡条件可知，动力会越小，更易被切断，故C正确；手沿F1方向用力比沿F2方向用力的动力臂小，根据杠杆平衡条件可知动力更大，故D错误。3．D 4．C5．A 点拨：要使底部C稍稍离开地面，应该以D为支点，要对油桶施加的力最小，应以AD为力臂，根据杠杆的平衡条件得F1＝＝＝600N，故A正确；用水平力推油桶没推动，油桶没有沿力的方向移动距离，没有做功，故B错误；用水平力推油桶，油桶没动，油桶受到的摩擦力等于推力，故C错误；油桶匀速运动时，地面对油桶的支持力和油桶对地面的压力是一对相互作用力，故D错误。6．A7．A 点拨：由图知n＝4，绳子自由端移动的距离s＝4h＝4×1m＝4m，绳子自由端移动的速度v＝＝＝2m/s，故A正确；不计绳重及摩擦，拉力F＝(G＋G动)，可得动滑轮所受的重力G动＝4F－G＝4×150N－400N＝200N，故B错误；拉力做的功W总＝Fs＝150N×4m＝600J，有用功W有＝Gh＝400N×1m＝400J，滑轮组的机械效率η＝＝≈66.7%，故C错误；若用该滑轮组提升所受重力更重的物体，额外功不变，有用功增加，有用功在总功中所占的比例增加，机械效率会变大，故D错误。8．B 点拨：由图知n＝3，绳子自由端移动的距离s＝3s物＝3v物t＝3×0.1m/s×10s＝3m，拉力F＝＝＝50N，故A错误，B正确；由η＝＝＝＝得，物体与地面间的滑动摩擦力f＝3ηF＝3×80%×50N＝120N，故C、D错。9．C 点拨：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；所做的有用功W有＝Gh＝mgh＝5kg×10N/kg×1m＝50J，故B错误；拉力F对物体做的总功W总＝Fs＝40N×2m＝80J，斜面的机械效率η＝＝11＝62.5%，故C正确；克服摩擦力所做的功为额外功W额＝W总－W有＝80J－50J＝30J，摩擦力f＝＝＝15N，故D错误。10．B 点拨：被扶起的大树相当于一个杠杆，而绕过树干的绳子与树干构成滑轮。二、11．费力；相互的 点拨：划桨时，以桨的末端为支点，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆；划桨时，桨给水一个向后的力，因为力的作用是相互的，水同时给桨一个向前的力，推动龙舟向前运动。12．15；FC＝FD 13．80；变大 点拨：由图可知，该滑轮为动滑轮，有两段绳子拉着动滑轮，不计绳重和摩擦，拉绳子的动力F＝(G＋G动)＝×(140N＋20N)＝80N；使用同一动滑轮，在提升高度相同时，所做的额外功不变，增加水的重力，增大了有用功，有用功在总功中所占的比例变大，机械效率会变大。14．省力；变小 点拨：据图可知，动力臂OB大于阻力臂OA，可见此杠杆是省力杠杆。在逐渐抬高引擎盖的过程中，重力G的力臂逐渐变小。15．不变；增大；80；62.5% 点拨：将物体从斜面底端匀速拉到顶端，质量不变，速度不变，则物体的动能不变；物体沿斜面升高，质量不变，高度变大，则其重力势能增大；图中滑轮是动滑轮，则绳端通过的距离s＝2L＝2×2m＝4m；拉力做功W总＝Fs＝200N×4m＝800J；拉力的功率P＝＝＝80W；此过程的有用功W有＝Gh＝500N×1m＝500J，这个装置的机械效率η＝＝＝62.5%。三、16．解：如图所示。17．解：如图所示。1118．解：如图所示。四、19．解：(1)力臂 (2)如图所示；0.6(3)拉力方向偏离竖直方向时，拉力的力臂变小点拨：(1)实验前，调节杠杆在水平位置平衡，好处是便于在杠杆上直接测量力臂。(2)根据表中数据描点作图；由表中数据和杠杆的平衡条件可知：F1l1＝F2l2＝3N×0.1m，当l1＝0.5m时，F1＝＝0.6N。(3)当拉力方向偏离竖直方向时，拉力的力臂变小，而拉力与其力臂的乘积不变，所以拉力要变大。20．(1)匀速 (2)60 (3)A；斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关点拨：(3)①②次实验改变的是物体的重力；②③次实验改变的是斜面的倾角。五、21．解：(1)杠杆在水平位置平衡，O是杠杆支点，AO是阻力臂，阻力FA等于物重G1，FA＝G1＝m1g＝10kg×10N/kg＝100N，由杠杆平衡条件可得：FA×OA＝FB×OB，即100N×1.5m＝FB×0.5m，解得：FB＝300N，即大壮对杆的拉力为300N。(2)大壮的重力G2＝m2g＝56kg×10N/kg＝560N，由力的相互作用规律可知，杠对大壮的拉力F＝300N，地面对大壮的支持力F支＝G2－F＝560N－300N＝260N。22．解：(1)金属块的体积V金＝(10cm)3＝1000cm3＝1×10－3m3。11则金属块的密度ρ金＝＝＝8×103kg/m3。 (2)由于金属块下沉后静止在容器底部，则V排＝V金＝1×10－3m3，浮力F浮＝ρ水V排g＝1.0×103kg/m3×1×10－3m3×10N/kg＝10N。(3)金属块的重力G＝mg＝8kg×10N/kg＝80N，金属块对容器底部的压力F＝G－F浮＝80N－10N＝70N，正方体金属块的底面积(受力面积)S＝(10cm)2＝100cm2＝0.01m2，金属块对容器底部的压强p＝＝＝7×103Pa。(4)若用图乙所示的滑轮组把金属块在水中匀速提升，由图可知绳子的有效段数n＝2，机械效率η＝＝＝，则绳子自由端的拉力F＝＝＝50N。11
