物理第五章 简单机械综合与测试同步训练题

这是一份物理第五章 简单机械综合与测试同步训练题，共14页。试卷主要包含了单项选择题，填空题，实验解答题，计算题等内容，欢迎下载使用。
班级              姓名             学号             分数             第五章  《简单机械》测试卷（提升卷）（时间：60分钟，满分：100分）一、单项选择题（共36分，每小题3分）1．在图1所示的用具中，正常使用时属于费力杠杠的是【答案】A【解析】食品夹在正常使用时，阻力臂大于动力臂，属于费力杠杠；其它在正常使用时属于省力杠杠。故选A。2．A、B两物体的重力分别为60N和140N。图2中，当A、B两物体都静止时，它们所受的合力分别为A．60N、140N         B．0、140N          C．60N、0         D．0、0【答案】D【解析】因A、B两物体都静止，则它们各自所受的力一定是平衡力；当物体受平衡力作用时，其合力为零。故选D。3．工人用如图3所示的装置运送砂石，下列说法正确的是A．滑轮组中的定滑轮能改变拉力的大小 B．图中动滑轮相当于一个省力杠杆C．绳子自由端下拉1m，桶上升2mD．质量为65kg的人利用该滑轮组能提起150kg的砂石【答案】B【解析】A．滑轮组中的定滑轮只能改变力的方向，不能改变拉力的大小；B．图中动滑轮相当于一个动力臂是阻力臂2倍的省力杠杆；C．绳子自由端下拉1m，桶上升的高度为h0.5m；D．质量为65kg的工人对绳子向下的最大拉力为：，若不考虑动滑轮的重力，利用该滑轮组能提起砂石的重力为,能提起砂石的质量为。故选B。4．如图4所示的滑轮组处于平衡状态，在不计滑轮重及绳子摩擦的情况下，G1∶G2为A．1∶1           B．1∶2           C．2∶1          D．3∶1 【答案】C【解析】由图10可知，G1由两根绳子承担，G2的力作用在绳子上，故，即G1：G2=2：1。故选C。5．如图5所示，O为杠杆的支点，B点挂一重物G，若在A点分别施力F1、F2，使杠杆在水平位置平衡，则F1、F2的大小关系为A.F1＞F2           B.F1=F2            C.F1＜F2             D.F1≥F2【答案】C【解析】如图所示，杠杆的阻力和阻力臂不变，F1的力臂是OA，F2的力臂是OC，在Rt△OCA中，OC＜OA，根据杠杆的平衡条件可知F2＞F1。故选C。6．如图6所示的四种剪刀，正常使用时，动力作用点在阻力作用点和支点之间的是【答案】D【解析】由图可知：A、B、C三种剪刀的支点位于中间轴上，动力作用点和阻力作用点分别位于支点的两侧，故均不符合题意；图D中剪刀的支点位于相连的尾端，动力作用点位于中间位置，阻力作用点位于剪刀头部，故D符合题意。故选D。7．如图7甲所示，皮划艇运动员一手支撑住桨柄的末端，另一手用力划桨，此时的船桨可看作一个杠杆。图乙中对船桨模型受力分析最合理的是【答案】B【解析】由题意可知，人上面的手撑住桨柄的末端，使桨围绕末端转动，所以末端为支点。下面的手给桨向后的作用力，这时水给桨一个向前的作用力，使得船前进。故选B。8．如图8所示，用刻度均匀的匀质杠杆进行“杠杆平衡条件”的实验（每个钩码重相等），下列说法正确的是A．实验前出现图中所示情况，应将杠杆的平衡螺母向左调B．在AB处各减少一个钩码，杠杆仍然能保持平衡C．实验时，在C处挂5个钩码，再向左移动平衡螺母调节杠杆平衡D．弹簧测力计由竖直方向逐渐向右转动，杠杆始终保持水平平衡，则弹簧测力计的示数将逐渐变大【答案】D【解析】A．由图可知，杠杆的右端上翘，要使杠杆在水平位置平衡，平衡螺母应向右端移动；B．设一个钩码重为G，一格的长度为L，原来：3G×2L＝2G×3L，杠杆平衡；在杠杆两侧挂钩码处各减少一个质量相等的钩码，现在：2G×2L＞G×3L，所以杠杆不再平衡，杠杆的左端下沉；C．挂上钩码后，实验过程中不能再调节平衡螺母；D．图中弹簧测力计从竖直位置转到倾斜位置，此时拉力F的力臂变短，根据杠杆的平衡条件可知，拉力应变大，即测力计的示数变大，即D选项符合题意。故选D。9．如图9所示，在轻质杠杆上吊一重物G，在一端施加一个始终与杠杆垂直的动力F，使杠杆缓慢地从OA转至水平位置OB，则在转动过程中   A．F变大     B．F先变大后变小        C．F变小     D．F先变小后变大【答案】A【解析】由图可知，将杠杆缓慢地由最初位置拉到水平位置时，动力臂不变，阻力不变，阻力臂变大，根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可知，动力逐渐变大。故选A。10．如图10所示，自卸车的示意图，车厢部分可视为杠杆。则下列分析正确的是A．b点是支点，液压杆施加的力是动力，货物重力是阻力B．b点是支点，物体a放在车厢前部可省力C．c点是支点，物体放在车厢后部可省力            D．c点是支点，物体a放在车厢前部可省力【答案】C【解析】由图可知，车厢绕c点转动，故c是支点；物体应放在车厢后部，这样动力臂大于阻力臂，才能省力。故选C。11．如图11所示，G=80N，在力F的作用下，滑轮以0.4m/s的速度匀速上升，不计摩擦及滑轮重，则物体的速度和力F的大小分别是A．0.8m/s、160N      B．0.8m/s、40N    C．0.4m/s、160N        D．0.2m/s、40N【答案】A【解析】动滑轮正常使用时，作用在轮处的力是作用在轴处力的一半，作用在轮处的力的作用点移动的距离是作用在轴处力的作用点移动距离的2倍。本题中，物体作用在轮处，拉力作用在轴处，所以F=2G=2×80N=160N；物体上升距离是拉力F和滑轮移动的距离的二倍，滑轮以0.4m/s的速度匀速上升，故物体上升速度为2=2×0.4m/s=0.8m/s。故选A。12．室内垃圾桶平时桶盖关闭不使垃圾散发异味，使用时用脚踩踏板，桶盖开启。根据室内垃圾桶的结构示意图（如图12所示），可确定A．桶中只有一个杠杆在起作用，且为省力杠杆 B．桶中只有一个杠杆在起作用，且为费力杠杆 C．桶中有两个杠杆在起作用，且都是省力杠杆 D．桶中有两个杠杆在起作用，一个是省力杠杆，一个是费力杠杆【答案】D【解析】由图12可见，脚踩踏板使桶盖开启的作用机理是：脚踩的踏板F连着的是一个杠杆装置，其支点位于桶下方的E点处，阻力作用点在脚踏板的D点处；由图可知，这一杠杆的动力臂大于阻力臂，是一个省力杠杆；另一杠杆的阻力作用点连着一根竖直DB的顶杆顶在桶盖上，脚踩踏板时顶杆将桶盖顶开，图中桶盖打开时其左侧C与桶边相连，右侧则离开桶边。这样，桶盖又相当于一个绕其左边边缘C点转动的杠杆，这一杠杆的阻力即为桶盖的重力，它作用于桶盖的中心，显然，这一杠杆装置的动力臂小于阻力臂，所以是一费力杠杆。故选D。二、填空题（共14分，每空各2分）13．如图13所示为某学校升旗的情景，旗杆顶装的滑轮是       滑轮，它的作用是        。【答案】定    改变力的方向 【解析】由图可知，旗杆顶部滑轮的轴是固定的，所以该滑轮为定滑轮；使用定滑轮的优点是可以改变力的方向，但不能省力。14．如图14所示，在B点悬挂重物G，在C点用弹簧测力计勾住，使杠杆AB在水平方向平衡。若弹簧测力计的示数为3G，则AB∶BC＝_____    。【答案】AB∶BC＝3∶2【解析】由图可知杠杆的支点在左端的A点处，杠杆受物体向下拉力为F1、弹簧测力计向上的拉力F2，此二力均与杠杆垂直，则F1、F2的力臂分别为AB、AC。将上述分析结果代入杠杆平衡条件，得出F1·AB＝F2·AC．又因F1＝G，F2＝3G，所以AC＝AB．而AC＋CB＝AB，则CB＝AB，所以AB∶BC＝3∶2。15．如图15所示,轻质杠杆在水平位置平衡,则作用力F1∶F2=        ；若拉力F2=2N,则F1=       。【答案】5∶4         2.5N【解析】根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2得，F1×40cm=F2×(40cm+10cm),所以F1∶F2=5∶4，当F2=2N时,F1=2.5N。16．如图16所示，小森用同样的力把甲、乙两物体匀速提升，如不计摩擦和滑轮重，则重力G甲_____G乙()。【答案】【解析】从图中看出，甲为定滑轮，所以FG甲，乙是动滑轮，FG乙/2，即G乙=2F。因此G甲G乙。17．如图17所示，轻质杠杆AOB，左边挂重物G1、右边挂重物G2、支点是O、且AO＜BO，此时杠杆平衡在水平位置。若在G1和G2下分别再加挂重为G的重物，此时杠杆将不再平衡，      端将会下降（选填“A”或“B”）。【答案】B【解析】决定杠杆平衡的因素是力和力臂的乘积。现杠杆平衡，则有F1·OA＝F2·OB。当杠杆的两边各加挂重物G时，使杠杆顺时针转动的力和力臂的乘积为：OB·F2′＝OB·（G2＋G）＝OB·G2＋OB·G                       ①使杠杆逆时针转动的力和力臂的乘积为：OA·F1′＝OA·（G1＋G）＝OA·G1＋OA·G                        ②比较上述两式，由于OA＜OB，所以OA·G＜OB·G，即OB·G2＋OB·G＞OA·G1＋OA·G，所以杠杆不再平衡，其B端将会下降。三、实验解答题（共32分，其中18每空、每图各2分、24题6分）18．如图18所示，用一根硬棒撬一个大石块，棒的上端A是动力作用点。请在图上标出：(1)当动力方向竖直向上时，杠杆的支点a；(2)当动力方向竖直向下时，杠杆的支点b。【答案】如图示【解析】根据动力的方向画出支点：当动力方向向上时，杠杆逆时针绕杠杆的下端a转动，a为支点；当动力方向向下时，杠杆顺时针绕杠杆的下边支起点b转动，b为支点。当动力方向向上时，支点为a；如甲图所示：当动力方向向下时，支点为b；如乙图所示： 19．如图19，杠杆在力F1、F2的作用下处于平衡状态，L1为F1的力臂，请在图中作出F2的力臂L2及力F1。【答案】如图示【解析】根据力臂是支点到力的作用线的距离，可画出F2的力臂L2；过L1的末端作虚线的垂线交杠杆的点为F1的作用点，从而可画出动力F1。20．探究杠杆的平衡条件如图20所示，是小明和小华同学用于探究杠杆平衡条件的实验装置．   (1)实验前，小明和小华同学发现实验装置如图甲所示，为了使杠杆在水平位置平衡，他们应将左端的螺母向左调或将右端的螺母向________调。(2)实验中，两位同学在杠杆的左右两侧加挂钩码，如图乙所示，如果两人决定只改变左侧钩码的位置，则向________移动，才能使杠杆在水平位置重新平衡．改变钩码的个数及位置，并进行多次实验。(3)实验后，两位同学将所得的数据分析处理，最终得到杠杆的平衡条件为__________。【答案】左    右    F11=F22 【解析】(1)实验前，杠杆右端下沉，左端上翘，根据左倾右调，应将左端的螺母向左调或将右端的螺母向左调；(2)实验中，两位同学在杠杆的左、右两侧加挂钩码，如图乙所示，杠杆左端下沉，说明左边力和力臂的乘积大于右边力和力臂的乘积，如果只改变左侧钩码的位置，根据杠杆平衡条件，向右移动才能使杠杆在水平位置重新平衡；(3)实验后，将所得的数据分析处理，F11和F22的乘积相等，最终得到杠杆的平衡条件为F11=F22。21．如图21所示，小明在“探究杠杆平衡条件”的实验中：（1）实验前调节平衡蜾母使杠杆在水平位置平衡，目的之一是方便测量         ；（2）如图甲所示。在杠杆左边A处挂4个钩码，要使杠杆在水平位置平衡，在杠杆B处挂              个钩码（实验中所用的钩码均相同）；（3）小明又用弹簧测力计。在C处竖直向上拉。如图乙所示。当弹簧测力计逐渐向右倾时，使杠杆仍然在水平位置平衡。则弹簧测力计的示数将逐渐        （选填“变大”、“变小”或“不变”）。【答案】（1）力臂   （2）3   （3）变大   【解析】（1）实验前调节平衡蜾母使杠杆在水平位置平衡，当杠杆在不挂钩码时处于水平平衡状态时，从支点到挂钩码处杠杆的长度即为力臂长度，目的之一是方便测量力臂；（2）设一个钩码的重力为G，杠杆一个小格代表L，图中，杠杆的左端：4G×3L＝12GL，B处的力臂为4L，杠杆的右端：F2×4L＝12GL，解得F2＝3G，即在B处挂3个同样的钩码；（3）弹簧测力计竖直向上拉杠杆时，拉力力臂为OC，当弹簧测力计逐渐向右倾斜时，拉力的力臂小于OC，拉力力臂变小，拉力变大，弹簧测力计示数变大。22．某同学研究动滑轮的使用特点，他每次都匀速提起钩码，研究过程如图22所示，请仔细观察图中的操作和测量结果（不计滑轮的重力），然后归纳得出初步结论。（1）比较A、B两图可知：____________________________；（2）比较B、C两图可知：____________________________。【答案】见解析 【解析】（1）使用动滑轮竖直向上提起重物时可以省一半力。（2）使用动滑轮竖直向上提起重物时，绳自由端移动距离为重物移动距离的2倍。23．某同学研究动滑轮的使用特点，他每次都匀速提起钩码，研究过程如图23所示，请仔细观察图中的操作和测量结果，然后归纳得出初步结论。已知动滑轮的重为0.2牛。（1）比较甲、乙两图可知：_____________________________________       _；（2）比较乙、丙、丁三图可知：_________________________________________。【答案】（1）使用动滑轮匀速提起相同钩码，可以省力，但不能改变用力方向；（2）使用动滑轮匀速提起相同钩码，可以省力，但拉力与竖直方向夹角越大，用力越大。【解析】（1）比较甲、乙两图可知：物体和动滑轮总重为2.2N，使用动滑轮时的拉力为1.1N,可见使用动滑轮匀速提起相同钩码，可以省力，但不能改变用力方向；（2）比较乙、丙、丁三图可知：使用动滑轮匀速提起相同钩码时，可以省力，但拉力与竖直方向的夹角越大，用力也会越大。24．小阳利用滑轮组及相关器材进行实验，记录的实验数据如下表所示。请根据表中数据归纳出拉力F与重力G的关系：F =            。G/N123456F/N0.40.60.81.01.21.4【答案】F0.2G0.2N【解析】根据表中数据，G每增加1N，F就增加0.2N，进而可知F0.2G+0.2N。25．实验台上有满足实验要求的器材：弹簧测力计1个，所受重力为1N的钩码1个，带支架的杠杆1个。杠杆上相邻刻度间距离均为0.05m，刻线上下靠近杠杆边缘处均有圆形小孔，可用来挂钩码或弹簧测力计，如图24所示。请利用上述实验器材，设计一个实验证明：“杠杆在水平位置平衡时，如果阻力和阻力臂保持不变，动力与动力臂的倒数成正比”。       （1）请写出实验步骤，画出实验数据记录表格。（2）实验过程中，保持阻力、阻力臂不变，在杠杆水平平衡时，小华测出每一组动力臂L1和动力F1的数据，并利用实验数据绘制了F1与的关系图像，如图25所示。请根据图像写出F1与的关系式F1=___________。【答案】见解析【解析】（1）实验步骤：①将带支架的杠杆放在水平桌面上，调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡。②将重为1N的钩码（阻力F2）挂在支点右侧0.3m处（阻力臂L2），将弹簧测力计的挂钩钩在支点右侧的0.1m（动力臂）处。竖直向上拉弹簧测力计，使杠杆在水平位置平衡，读出弹簧测力计的示数（动力F1）。将L1 、F1的数据记在表格中。③保持阻力F2和阻力臂L2不变，将弹簧测力计的挂钩挂在支点右侧0.15m、0.2m、0.25m、0.3m、0.4m处，仿照步骤②再做5次实验，将L1、F1的相应数据记在表格中。④根据实验数据计算出动力臂L1倒数，并记录在表格中。实验数据记录表L1/m      1/L1（m-1）      F1/N          （2） 四、计算题（共18分，每小题9分）26．如图26甲、乙所示，设物重G为200N，摩擦及绳重不计，动滑轮的重不能忽略，绕在滑轮组上的绳子最多只能承受50N的拉力。(1)你将选用图中的哪个滑轮组来提升重物？(2)若在实际提升物体匀速上升时，绳端的拉力是44N，求该滑轮组动滑轮的总重。【答案】(1)选用滑轮组乙    (2)20N【解析】(1)因摩擦及绳重不计，动滑轮的重不能忽略，当使用图甲中滑轮组时，承担物重的绳子有4根，则拉力：F甲＝＝＞50N，即拉力会大于绳子能承受的最大拉力50N，故不能选择甲。当使用图乙中滑轮组时，承担物重的绳子有5根，则拉力：F乙＝＝＝40N＋，若G动＜50N，则拉力不会大于绳子能承受的最大拉力，故选择滑轮组乙来提升重物。(2)根据滑轮组的工作特点，由F＝得，G动＝nF－G物＝5×44N－200N＝20N。27．如图27所示，一根长木棒AB（质量不计）可以绕支点O转动，木棒的A端用竖直细线连接在地板上，OA＝0.6m，OB＝0.4m。在木棒的B端通过细线悬挂一个长方体物块C，C的密度为0.8×103kg/m3，B端正下方放一盛满水的溢水杯，溢水杯中水的深度为20cm。现将物块C缓慢浸入溢水杯中，当物块浸入水中一半时，从溢水口处溢出0.5N的水，杠杆处于水平平衡状态。（忽略细线的重力，g取10N/kg）求：（1）当物块浸入水中一半时，物块受到的浮力；（2）物块的体积和物块C受到细线的拉力；（3）细线作用在A的力和溢水杯底受到水的压强。【答案】(1)0.5N   (2)0.3N    （3）2000Pa【解析】（1）由题知，溢水杯内盛满水，物块C浸入水中一半时，受到的浮力为：F浮＝G排＝G溢＝0.5N，（2）由F浮＝ρ液gV排可得排开水的体积：所以物块C的体积：VC＝2V排＝2×5×10﹣5m3＝1×10﹣4m3；物块C的重力：G＝mg＝CVCg＝0.8×103kg/m3×1×10﹣4m3×10N/kg＝0.8N；物块C受到细线的拉力：F拉C＝G﹣F浮＝0.8N0.5N＝0.3N；（3）因力的作用是相互的，杠杆B端受到的拉力FB＝F拉C＝0.3N；根据题意可知，力臂OA＝0.6m、OB＝0.4m，由杠杆平衡条件可得：FA×OA＝FB×OB，细线作用在A的力：根据题意可知，溢水杯内盛满水，物块C浸入水时，水溢出，溢水杯内的水深不变，所以h＝20cm＝0.2m，溢水杯底受到水的压强：p＝水gh＝1×103kg/m3×10N/kg×0.2m＝2000Pa。