(满分:100分)
一、单项选择题(每小题2分,共24分)
1.根据具体工作需要能选择合适的工具是劳动者的基本技能。要剪开较硬的物体,图1中的四种剪刀,应选择 ( )
2.用图2所示的简单机械,使重量同为G的物体都处于静止状态,其中用力最大的是(均不计机械自重和摩擦)( )
3.下列简单机械中,一定不省力的是( )
A.定滑轮 B.动滑轮 C.滑轮组 D.杠杆
4.如图3所示的四种情景中,所使用的杠杆属于费力杠杆的是( )
C.核桃夹
B.羊角锤
D.食品夹
A.撬 棒
图3
5.提起相同质量的物体时,甲滑轮组比乙滑轮组的机械效率高,当它们分别把相同质量的物体匀速提升相同高度时,则( )
A.甲滑轮组做的有用功较多
B.动力对甲滑轮组做的总功较多
C.乙滑轮组做的额外功较多
D.动力对甲、乙两滑轮组做的总功相同
6.台风是一种破坏力很大的灾害性天气。某次台风把一棵大树吹倒了,需要两个工人把它扶起,工人们想到了如图4所示四种方案,每个人所需拉力最小的方案是( )
A. B. C. D.
图4
7.一轻质杆支于水平的转轴上,可绕轴在竖直面上自由转动(杆的质量和杆与转轴间摩擦不计),当杆左右两端固定质量分别为m和M(m<M)两金属球时,杆恰好在水平位置平衡,如图5现把转轴位置从O向右移到O′处,在杆转动到竖直位置前,下列说法正确的是( )
图5
A. P球:下降,动能增加、势能减少
B.P球:上升,动能增加、势能增加
C.Q球:下降,动能增加、势能减少
D.Q球:上升,动能增加、势能减少
8.在雅安地震中,小明和同学们利用滑轮组设计了如图6所示的装置来移动地面较重的物体。如图所示,若用滑轮组拉着重900N的物体A沿水平方向匀速移动,此时物体受到地面的摩擦力为128N。在40s内移动了8m,拉力F所做的总功为1280J,则( )
图6
A.拉力F的大小为100N
B.拉力F做的有用功为1024J
C.滑轮组的机械效率为60%
D.拉力的功率为30W
二、填空题(每空1分,共22分)
9.手握如图7所示的修枝剪刀把手的末端,便可以轻松地剪断树枝。这时修枝剪刀属于________(选填“省力”“等臂”或“费力”)杠杆,它的支点在________点。
图8
图7
10.如图8所示的装置中,不计动滑轮重及绳子与轮的摩擦。5s内重为200N的物体A在水平桌面上向右匀速运动了0.5m,弹簧测力计的读数为10N,则物体B的重力大小为________N,物体B下降的速度为________m/s。
11.如图9所示,O为杠杆AC的支点,在B处挂一小球,重为100N,AO=OB=BC,为使杠杆在水平位置平衡(不计杠杆质量),需要施加的最小力的作用点应该在________点,力的大小为________N。
图9
12.如图10所示,某人用滑轮先后以甲、乙两种不同的方式来匀速提升重物。如果该人的体重为800N、手臂所能施加的最大拉力为1000N,滑轮重为50N,若摩擦忽略不计,则以图________(选填“甲”或“乙”)方式最多可提升的物体最重。以图________(选填“甲”或“乙”)方式提相同的重物其机械效率最大。
图10
图11
13.如图11是起重机吊臂上的滑轮组,它在20s内将质量为2 t的物体匀速提高5 m,此时拉力F的功率为7.5 kW,则拉力F为________N,滑轮组的机械效率为______%。(g取10N/kg)
14.如图12为中华学校举行科技大赛中所展示的一款“机械手”,其O点为固定转动轴,现它水平抓住一只重40N的工件G,若它在0.5s内匀速将这一工件提升了20cm,而M的功率为20W,则机械手做的有用功为________J,机械效率为________%。工件G的重力势能________(选填“增大”“不变”或“减小”)。
图12
三、作图与实验题(23题4分,24题7分,25题6分,26题7分,27题6分,共30分)
15.按题目的要求作图:
(1)如图13所示,一轻质杠杆OA在力F1、F2的作用下处于静止状态.l2是力F2的力臂,请在图中画出F1的力臂l1和力F2的示意图。
图13
(2)如图14所示,要用滑轮组将陷入泥潭的汽车拉出,请在图中画出最省力的绳子绕法。
图14
16.小明利用如图15所示的实验装置来探究杠杆的平衡条件:
(1)实验前没挂钩码时,发现杠杆左端上翘,应将左端平衡螺母向_______(选填“左”或“右”)旋一些,使杠杆在水平位置平衡。
图15
(2)小明在实验探究过程中(图中钩码完全相同,且杠杆上标线间距相等),若要使弹簧测力计的示数变为原来的一半,仍保持杠杆在水平位置平衡,则应该( )
A.减少1个钩码 B.减少2个钩码
C.减少3个钩码 D.把钩码向左移一个小格
(3)小明进行正确的实验操作后,得到的数据为F1=6N、l1=20cm、F2=4N和l2=30cm。小明根据这些数据能否得出探究结论?________________。
理由是:______________________________________________________。
(4)如图所示,当弹簧测力计在B处由竖直向上拉逐渐向右倾斜拉时,使杠杆仍然在水平位置平衡,则弹簧测力计的示数将________(选填“变大”“变小”或“不变”),其原因是_______________________。
17.小明在“探究滑轮组机械效率”的实验中,用如图16甲所示的滑轮组进行了三次实验,实验数据如下表:
实验
次数 | 物重 G/N | 物体上升的高度h/cm | 测力计的示数F/N | 测力计移动的距离s/cm |
1 | 6 | 4 | 2.5 | 12 |
2 | 6 | 6 | 2.5 | 18 |
3 | 6 | 8 | 2.5 | 图16 24 |
①第3次实验中,拉力做的总功是________J,滑轮组的机械效率是________%。
②滑轮组的机械效率与________________无关。
③如果要研究滑轮组的机械效率和物重的关系,如何进行实验?
请简要写出实验方案:__________________________________________________
___________________________________________________________________。
(2)小红在小明实验的基础上多使用一个滑轮也做了实验,如图16乙所示。
①小红多使用一个滑轮,目的是为了改变________________。
②当这两位同学使用各自的滑轮组提升相同的重物时,若忽略绳重及摩擦,它们的机械效率________(选填“相同”或“不相同”)。
四、综合应用题(18题6分,19题8分,20题10分,共24分)
18.图17甲是电工师傅们挖的埋水泥电线杆的坑,其深度为2.0m,坑口长为2.3m,坑底长为0.3m,坑的宽度仅比电线杆的粗端直径稍大一点。图乙是电工师傅们准备将电线杆埋入坑中时的示意图。
图17
(1)坑中沿长方形的长边方向有一从地面直达坑底的斜坡,这样做的好处是不必将电线杆从底端开始向上竖起,重心上升高度较________(选填“大”或“小”),施工时既省力又省功。
(2)水泥电线杆的重力为1.0×104N,长为10.0m,其重心O距粗端的距离为4.0m,若按图乙所示的方式竖起电线杆,则刚抬起电线杆的细端时至少需要多大的力?
(3)竖起电线杆的过程中,工人师傅们至少要对电线杆做多少功?
19.一名工人用如图18所示的滑轮组提起重450N的重物,重物在5s内匀速上升了1m,动滑轮重50N,不计绳重及摩擦。求:
(1)绳的自由端A点下降的速度。
(2)此过程中的额外功。
(3)滑轮组的机械效率。
参
一、单项选择题
1. D 2. B 3.A 4.D 5.C_ 6.B 7.A 8.B
二、填空题
9.省力;B
10.20;0.05
11.C;50
12.乙;甲
13.1×104;66.7
14.8;80;增大
三、作图与实验题
15.(1)如图1所示。 (2)如图2所示。
图2
图1
16.(1)左 (2)B (3)不能;实验次数太少,具有一定偶然性,应多次实验才能得出具有普遍性的规律 (4)变大;该力的力臂变短了(或此时的力臂不是OB了)
17.(1)①0.6;80 ②物体上升的高度 ③用同一个滑轮组,分别挂不同重物,使物体在拉力作用下匀速运动,测出不同重物下的机械效率并进行比较 (2)①施力的方向(或力的方向) ②相同
四、综合应用题
18.(1)小 (2)2.5×103N (3)2.0×104J
19.(1)0.6m/s (2)50J (3)90%