人教新版八年级下册《第12章+简单机械》单元测试卷（含详细解析）

这是一份人教新版八年级下册《第12章+简单机械》单元测试卷（含详细解析），共25页。
八年级下册《简单机械》单元测试卷
一、选择题（每题3分，共24分）
1．（3分）下列工具在正常使用过程中，属于费力杠杆的是（　　）
A． 起子 B．核桃夹
C． 钳子 D． 食品夹
2．（3分）踮脚是一项很好的有氧运动（如图），它简单易学，不受场地的限制，深受广大群众的喜爱，踮脚运动的基本模型是杠杆，下列分析正确的是（　　）

A．脚后跟是支点，是省力杠杆
B．脚后跟是支点，是费力杠杆
C．脚掌与地面接触的地方是支点，是省力杠杆
D．脚掌与地面接触的地方是支点，是费力杠杆
3．（3分）如图所示，甲物重5N，乙物重3N，甲、乙均保持静止状态，不计弹簧测力计自重。则甲受到的合力和弹簧测力计的示数分别是（　　）

A．0，3N B．0，5N C．2N，5N D．2N，3N
4．（3分）如图所示，用下列装置提升同一重物，若不计滑轮自重及摩擦，则最省力的是（　　）
A． B．
C． D．
5．（3分）如图，用滑轮拉同一物体沿同一水平面做匀速直线运动，所用的拉力分别为F1、F2、F3下列关系中正确的是（　　）

A．F1＞F2＞F3 B．F1＜F2＜F3 C．F2＞F1＞F3 D．F2＜F1＜F3
6．（3分）下列关于机械效率的说法正确的是（　　）
A．越省力的机械，机械效率越高
B．做功越少的机械，机械效率越低
C．做功越慢的机械，机械效率越低
D．总功相同，有用功越大的机械，机械效率越高
7．（3分）用如图所示的滑轮组在10s内将300N的重物匀速提升3m，已知动滑轮重30N，不计绳重和摩擦，则（　　）

A．利用滑轮组所做的有用功是450J
B．拉力的功率是99W
C．绳子自由端移动的速度是0.9m/s
D．滑轮组的机械效率是80%
8．（3分）如图，分别用甲、乙两个滑轮将同一重物从一楼提升到二楼，甲、乙两个滑轮所做的有用功分别为W1、W2，它们的机械效率分别为η1、η2，不计绳重和摩擦，则下列关系正确的是（　　）

A．W1＜W2η1＝η2 B．W1＝W2η1＞η2
C．W1＜W2η1＞η2 D．W1＞W2η1＜η2
二、填空题（每空1分，共18分）
9．（3分）滑轮在生活中有着广泛的应用，在需要改变力的方向时，要使用　 　（选填“定滑轮”或“动滑轮”，以下同）；在需要省力时，要使用　 　，旗杆顶部的是　 　。
10．（2分）如图所示，是一种指甲刀的结构示意图，其中ABC是一个　 　杠杆（填“省力”或“费力”），支点是　 　点，ABC上有粗糙的花纹，是为了　 　摩擦。（填“增大”或“减小”）

11．（2分）如图所示，轻质杠杆OA可绕O点转动，OA＝0.3米，OB＝0.2米。A点处挂一个质量为2千克的物体G，B点处加一个竖直向上的力F，杠杆在水平位置平衡，则物体G的重力大小为　 　牛，力F大小为　 　牛。

12．（3分）如图所示，不计滑轮重及摩擦，物体A、B均重为20牛。当用力F1匀速提升物体A时，力F1为　 　牛；若物体B在10秒内匀速上升5米，力F2所做的功为　 　焦，其功率为　 　瓦。

13．（3分）如图所示的滑轮组，不计拉线质量及滑轮转动摩擦。重物G＝100N，每一个滑轮重20N．当绳自由端拉力F竖直向上大小为30N时，重物G对地面的压力为　 　N．拉力F为　 　N时，恰能让重物G匀速上升。若重物G能以0.1m/s的速度匀速上升，则绳自由端向上运动速度为　 　m/s。

14．（3分）往车上装重物时，常常用长木板搭个斜面，把重物沿斜面推上去，如图所示，工人用3m长的斜面，把120kg的重物提高1m，假设斜面很光滑，则需要施加的推力为 　 　，若实际用力为500N，斜面的机械效率为 　 　，重物受到的摩擦力为 　 　。（g取10N/kg）。

15．（2分）如图所示，重为10N的物体G挂在杠杆的A端（杠杆重力不计），要使杠杆在图示位置平衡，在B端至少要施加　 　N的力，力的方向是　 　。

三、综合题（共58分.）
16．（4分）如图所示，轻质杠杆OA可绕O点转动，请在图中画出杠杆OA的动力臂L1和其受到的阻力F2

17．（4分）如图所示，要用向下的力提升重物，请画出滑轮组绳子的绕法。

18．（7分）在“探究杠杆平衡条件的实验”中：
（1）如图甲所示，实验前，杠杆左端下沉，则应将左端的平衡螺母向　 　调节（选填“左”或“右”，直到杠杆在水平位置平衡，目的是便于测量　 　。
（2）如图乙所示，杠杆上的刻度均匀，在A点挂4个钩码，要使杠杆在水平位置平衡，应在B点挂　 　个相同的钩码；当杠杆平衡后，将A、B两点下方所挂的钩码同时朝远离支点O方向移动一小格，则杠杆　 　（选填“能”或“不能”）在水平位置保持平衡。
（3）如图丙所示，若不在B点挂钩码，改用弹簧测力计在B点向下拉杠杆，使杠杆仍在水平位置平衡，当测力计从a位置转动b位置时，其示数大小将　 　。
（4）如图丁所示，已知每个钩码重0.5N，杠杆上每小格长度为2cm，当弹簧测力计在C点斜向上拉（与水平方向成30°角）杠杆，使杠杆在水平位置平衡时，拉力F的力臂大小为　 　cm，弹簧测力计示数的大小为　 　N。

19．（7分）如图是小海同学“研究定滑轮和动滑轮特点”的实验装置。他按图示提起钩码时注意保持测力计匀速移动，分别测得一组数据如下表所示

钩码重G/N
钩码升高高度h/m
测车计示数F/N
测力计移动距离S/m
甲
0.98
0.2
0.98
0.2
乙
0.98
0.2
1.02
0.2
丙
0.98
0.2
0.55
0.4
请你分析：
（1）比较测力计示数的大小，可知：使用动滑轮的好处是　 　；
（2）比较测力计拉力的方向，可知：使用定滑轮的好处是　 　；
（3）把钩码升高相同的高度，比较乙和丙实验测力计移动的距离，可知：使用动滑轮　 　；
（4）在提升重物的过程中，如果要同时兼顾定滑轮和动滑轮的特点，则应选择　 　；
（5）进一步分析实验数据，你还发现什么规律？（说明分析或计算什么，得到什么结论。写出一个结论即可）

20．（7分）小明在探究“斜面的机械效率”的实验中，用长度s＝0.50m的木板搭成一个斜面，用弹簧测力计将重力G＝5.0N的物块从斜面底端匀速拉至斜面顶端。
（1）小明在实验中，调整斜面的高度为h＝0.22m，将物块从斜面底端匀速拉至顶端的过程中，弹簧测力计的示数F＝4.0N，则有用功为 　 　J，机械效率为 　 　。
（2）小明利用上述器材进一步研究发现，木板搭成倾角不同的斜面时，将物块从斜面底端匀速拉至斜面顶端的过程中，额外功W额外与斜面的水平长度L（木板在水平面上的正投影长度）有如下关系：
L（m）
0.45
0.40
0.35
0.30
W额外（J）
0.90
0.80
0.70
0.60
通过数据分析，小明得出初步结论：W额外与L成 　 　比，小明查阅资料后证实此结论是正确的。根据此结论，当斜面的水平长度L＝0.40m时，斜面的机械效率为 　 　；当木板平放在水平桌面上，水平匀速拉动木板上的物块时，弹簧测力计的示数为 　 　N。

21．（10分）如图所示，A物体受到的重力是100N，在拉力F的作用下，能以0.2m/s的速度在水平地面上向左匀速直线运动。已知拉力F＝5N，滑轮组的机械效率为80%，试问：（不计绳子与滑轮的摩擦）
（1）5s内拉力F所做功的大小是多少？
（2）物体A受到水平地面的摩擦力大小是多少？

22．（10分）做俯卧撑运动的人可视为杠杆。如图所示，一同学质量50kg，P点为重心，他每次将身体撑起，肩部上升0.4m．在某次测试中，他1min内完成20次俯卧撑，g＝10N/kg．求：
（1）同学的体重；
（2）将身体匀速撑起，地面对双手的支持力；
（3）该同学在1min内的平均功率。

23．（9分）学习完“杠杆平衡条件”后，小明和小红来到运动场玩翘翘板。

（1）当他们刚坐上翘翘板就发生了如图1所示的情形，为了使翘翘板在水平位置静止，他们采用了两种方法，一种方法是小明向　 　（选填“左”或“右”）适当的移动；另一种方法是移动木板，使　 　（选填“A”或“B”）成为翘翘板的支点。
（2）他们联想到民间的一种测量质量的工具﹣﹣杆秤（如图2）．使用时，将待测物体挂在秤钩A上，用手拎住秤钮B（相当于支点），秤砣D在秤杆上移动，当杆秤水平平衡时就可以在秤杆上读出读数。他们想用杆秤测量一种液体的密度，已知小桶的容积是V，秤砣的质量为M0（小桶的质量忽略不计）
a．在小桶中装满这种液体，调节秤砣的位置，当杆秤平衡时，秤砣移动到E点。
b．用刻度尺测量AB的长度记为L1，测量BE的长度记为L2．则液体密度的表达式为　 　。

参考答案与试题解析
一、选择题（每题3分，共24分）
1．（3分）下列工具在正常使用过程中，属于费力杠杆的是（　　）
A． 起子 B．核桃夹
C． 钳子 D． 食品夹
【考点】杠杆的分类．菁优网版权所有
【答案】D
【分析】结合图片和生活经验，先判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆。
【解答】解：A、起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力、费距离杠杆，故A不合题意；
B、核桃夹在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力、费距离杠杆，故B不合题意；
C、钳子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力、费距离杠杆，故C不合题意；
D、食品夹在使用过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力、省距离杠杆，故D符合题意。
故选：D。
【点评】此题考查的是杠杆的分类，主要包括以下几种：①省力杠杆，动力臂大于阻力臂；②费力杠杆，动力臂小于阻力臂；③等臂杠杆，动力臂等于阻力臂。
2．（3分）踮脚是一项很好的有氧运动（如图），它简单易学，不受场地的限制，深受广大群众的喜爱，踮脚运动的基本模型是杠杆，下列分析正确的是（　　）

A．脚后跟是支点，是省力杠杆
B．脚后跟是支点，是费力杠杆
C．脚掌与地面接触的地方是支点，是省力杠杆
D．脚掌与地面接触的地方是支点，是费力杠杆
【考点】杠杆的分类．菁优网版权所有
【答案】C
【分析】结合图片和生活经验，先判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆。
【解答】解：
如图所示，踮脚时，脚掌与地面接触的地方是支点，小腿肌肉对脚的拉力向上，从图中可知动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。

故选：C。
【点评】本题考查的是杠杆的分类主要包括以下几种：①省力杠杆，动力臂大于阻力臂；②费力杠杆，动力臂小于阻力臂；③等臂杠杆，动力臂等于阻力臂。
3．（3分）如图所示，甲物重5N，乙物重3N，甲、乙均保持静止状态，不计弹簧测力计自重。则甲受到的合力和弹簧测力计的示数分别是（　　）

A．0，3N B．0，5N C．2N，5N D．2N，3N
【考点】弹簧测力计在力的相互性方面的应用；力的合成与应用．菁优网版权所有
【答案】A
【分析】（1）物体处于平衡状态时，受到的合力就是零；
（2）弹簧测力计读数时，多数都是在静止或匀速直线运动状态即平衡状态下使用的，此时弹簧测力计的示数等于弹簧测力计受到的拉力。
【解答】解：由于甲物体处于静止状态，而静止状态是一种平衡状态，处于平衡状态的物体受到的合力为零；弹簧秤受到乙对它一个向左的拉力，这个拉力就等于乙的重力，弹簧秤的示数就等于这个拉力，即等于乙的重力3N。
故选：A。
【点评】（1）会判断物体是否处于平衡状态，并且处于平衡状态的物体所受合力为零；
（2）弹簧测力计处于静止状态时，受到的力是平衡力，弹簧测力计的示数等于其中一个力的大小。
4．（3分）如图所示，用下列装置提升同一重物，若不计滑轮自重及摩擦，则最省力的是（　　）
A． B．
C． D．
【考点】滑轮组及其工作特点．菁优网版权所有
【答案】C
【分析】根据滑轮组绳子拉力的计算，定滑轮及其工作特点和动滑轮及其工作特点对各个选项注意分析即可。
【解答】解：A、此图是动滑轮，由动滑轮及其工作特点可知，省一半的力，即F＝G；
B、此图是定滑轮，由定滑轮及其工作特点可知，不省力，即F＝G；
C、此图是滑轮组，绕在动滑轮上的绳子由3股，则F＝G；
D、此图是滑轮组，绕在动滑轮上的绳子由2股，则F＝G。
由以上可知：在滑轮重及摩擦不计的情况下最省力的是C。
故选：C。
【点评】此题主要考查滑轮组绳子拉力的计算，定滑轮及其工作特点和动滑轮及其工作特点等知识点，综合性强，难易程度适中，是一道很典型的题目。
5．（3分）如图，用滑轮拉同一物体沿同一水平面做匀速直线运动，所用的拉力分别为F1、F2、F3下列关系中正确的是（　　）

A．F1＞F2＞F3 B．F1＜F2＜F3 C．F2＞F1＞F3 D．F2＜F1＜F3
【考点】定滑轮及其工作特点；动滑轮及其工作特点．菁优网版权所有
【答案】D
【分析】解决此题要知道：
定滑轮的特点：使用定滑轮不省力但能改变力的方向；
动滑轮的特点：动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，使用动滑轮能省一半力，但费距离。
【解答】解：不计滑轮重和绳子与滑轮之间的摩擦：
假设物块与地面的摩擦力为f，
左滑轮为定滑轮，F1处于绳端，所以F1＝f；
中滑轮为动滑轮，F2处于绳端，则F2＝f；
右滑轮为动滑轮，滑轮、物体匀速运动，滑轮受到向左的力2f等于向右的拉力F3，即F3＝2f；
故F2＜F1＜F3；
故选：D。
【点评】本题考查了动滑轮和定滑轮的特点，要利用好条件“不计滑轮重和绳子与滑轮之间的摩擦”，属于基础题目。
6．（3分）下列关于机械效率的说法正确的是（　　）
A．越省力的机械，机械效率越高
B．做功越少的机械，机械效率越低
C．做功越慢的机械，机械效率越低
D．总功相同，有用功越大的机械，机械效率越高
【考点】机械效率的概念．菁优网版权所有
【答案】D
【分析】根据功、功率、机械效率的关系分析。功率是单位时间内做的功的多少，表示做功的快慢；机械效率是有用功与总功的比值。功率与机械效率是完全不同、毫无联系的两个不同概念。
【解答】解：
A、机械效率是有用功与总功的比值，机械省力与否与机械效率大小没有关系，故A错误；
B、机械效率越低，说明做的功中有用功所占的比例越低，并不一定就是做的功少。故B错误；
C、做功越慢的机械功率越小，功率与机械效率是两个没有关系的概念，不能说做功越慢的机械。机械效率越低，故C错误；
D、机械效率是有用功与总功的比值，在总功相同时，有用功越大，机械效率就越高，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了功、功率、机械效率的关系。功率由功和时间共同决定，机械效率由有用功和总功共同决定。
7．（3分）用如图所示的滑轮组在10s内将300N的重物匀速提升3m，已知动滑轮重30N，不计绳重和摩擦，则（　　）

A．利用滑轮组所做的有用功是450J
B．拉力的功率是99W
C．绳子自由端移动的速度是0.9m/s
D．滑轮组的机械效率是80%
【考点】滑轮（组）的机械效率；滑轮组及其工作特点；有用功和额外功；功率的计算及公式的应用．菁优网版权所有
【答案】B
【分析】克服物体的重力所做的功为有用功，克服物体重力和动滑轮重力所做的功为总功，根据W＝Gh求出有用功和总功，根据P＝求出拉力的功率，根据η＝×100%求出滑轮组的机械效率，由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据s＝nh求出绳端移动的距离，利用v＝求出绳子自由端移动的速度。
【解答】解：
A、利用滑轮组所做的有用功：W有＝Gh＝300N×3m＝900J，故A错误；
B、不计绳重和摩擦，拉力做的功：
W总＝（G+G动）h＝（300N+30N）×3m＝990J，
拉力的功率：
P＝＝＝99W，故B正确；
C、由图可知n＝2，则绳端移动的距离：s＝2h＝2×3m＝6m，
绳子自由端移动的速度：
v＝＝＝0.6m/s，故C错误。
D、滑轮组的机械效率：
η＝＝×100%≈90.9%，故D错误；
故选：B。
【点评】本题考查了使用滑轮组时功和功率、机械效率、绳端移动速度的计算，明确有用功和总功是关键。
8．（3分）如图，分别用甲、乙两个滑轮将同一重物从一楼提升到二楼，甲、乙两个滑轮所做的有用功分别为W1、W2，它们的机械效率分别为η1、η2，不计绳重和摩擦，则下列关系正确的是（　　）

A．W1＜W2η1＝η2 B．W1＝W2η1＞η2
C．W1＜W2η1＞η2 D．W1＞W2η1＜η2
【考点】比较功的大小；机械效率的大小比较．菁优网版权所有
【答案】B
【分析】由图可知甲是定滑轮，乙是动滑轮，利用乙滑轮做的额外功多，由“分别用甲、乙两滑轮把同一物体从一楼地面提到二楼地面”可知两种情况的有用功，再根据总功等于有用功加上额外功，可以比较出两种情况的总功大小。然后可比较出二者机械效率的大小。
【解答】解：因为分别用甲、乙两滑轮把同一物体从一楼地面提到二楼地面，根据W有用＝Gh可知，两种情况的有用功相同；
当有用功一定时，利用机械时做的额外功越少，则总功越少，利用η＝×100%知机械效率越高，
图乙是动滑轮，拉力做功为总功，拉力还需克服动滑轮重力做功，所以做的总功更多，机械效率更低，故W1＝W2，η1＞η2，故B正确。
故选：B。
【点评】此题主要考查功的计算和机械效率的大小比较这一知识点，比较简单，主要是学生明确哪些是有用功，额外功，总功，然后才能正确比较出两种情况下机械效率的大小。
二、填空题（每空1分，共18分）
9．（3分）滑轮在生活中有着广泛的应用，在需要改变力的方向时，要使用　定滑轮　（选填“定滑轮”或“动滑轮”，以下同）；在需要省力时，要使用　动滑轮　，旗杆顶部的是　定滑轮　。
【考点】定滑轮及其工作特点；动滑轮及其工作特点．菁优网版权所有
【答案】见试题解答内容
【分析】定滑轮的特点是能改变力的方向，不省力也不省距离；动滑轮的特点是不能改变力的方向，能省一半力，但费一倍距离。
【解答】解：
滑轮在生活中应用时，根据动滑轮和定滑轮的特点可知：定滑轮可以改变力的方向，需要改变力的方向时，则要使用定滑轮；而动滑轮可以省力，则需要省力时，要使用动滑轮；升国旗时，旗杆顶端使用的是定滑轮，它可以改变力的方向。
故答案为：定滑轮；动滑轮；定滑轮。
【点评】本题考查定滑轮和动滑轮的使用特点，知道定滑轮是能改变力的方向；动滑轮是不能改变力的方向，但能省力。
10．（2分）如图所示，是一种指甲刀的结构示意图，其中ABC是一个　省力　杠杆（填“省力”或“费力”），支点是　C　点，ABC上有粗糙的花纹，是为了　增大　摩擦。（填“增大”或“减小”）

【考点】杠杆的分类；增大或减小摩擦的方法．菁优网版权所有
【答案】见试题解答内容
【分析】1．结合图片和生活经验，先判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆。
2．增大摩擦的方法，增大压力和增大接触面的粗糙程度。
【解答】解：1．由图可知，杠杆ABC在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，支点为C点。
2．ABC上有粗糙的花纹是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦的。
故答案为：省力，C，增大。
【点评】本题考查了杠杆的分类和增大摩擦的方法，属于基本内容，比较简单。
11．（2分）如图所示，轻质杠杆OA可绕O点转动，OA＝0.3米，OB＝0.2米。A点处挂一个质量为2千克的物体G，B点处加一个竖直向上的力F，杠杆在水平位置平衡，则物体G的重力大小为　19.6　牛，力F大小为　29.4　牛。

【考点】杠杆的平衡分析法及其应用；重力的计算．菁优网版权所有
【答案】见试题解答内容
【分析】已知物体G的质量，可直接利用重力公式计算物体G的重力，再根据杠杆平衡的条件F•OB＝G•OA可直接求F的大小。
【解答】解：G＝mg＝2kg×9.8N/kg＝19.6N；
由杠杆平衡的条件F•OB＝G•OA可得：
F＝＝＝29.4N。
故答案为：19.6N、29.4N。
【点评】本题直接利用公式即可求解，属于基础性的考查，需注意计算时有单位，常数g在题干中未注明时取值为9.8N/kg。
12．（3分）如图所示，不计滑轮重及摩擦，物体A、B均重为20牛。当用力F1匀速提升物体A时，力F1为　20　牛；若物体B在10秒内匀速上升5米，力F2所做的功为　100　焦，其功率为　10　瓦。

【考点】定滑轮及其工作特点；动滑轮及其工作特点；功的计算和公式的应用；功率的计算及公式的应用．菁优网版权所有
【答案】见试题解答内容
【分析】在不考虑动滑轮重、绳重和摩擦的条件下，使用定滑轮时不省力，即F＝G物，使用动滑轮可以省一半力，即F＝G物；
不计滑轮重及摩擦，拉力F等于物体的重力G，根据W＝Fs计算拉力所做的功；根据P＝计算拉力的功率。
【解答】解：因为滑轮组、绳重和摩擦均不计，所以：
物体A使用的是定滑轮滑轮，不省力，拉力F1＝20N；
物体B使用的是动滑轮，省一半的力，所以拉力F2＝G＝×20N，
拉力所做的功W＝F1s＝10N×2×5m＝100J，
拉力的功率P＝＝＝10W。
故答案为：20；100；10。
【点评】本题考查考查了对定滑轮和动滑轮工作特点、功和功率计算的理解与掌握情况，比较简单。
13．（3分）如图所示的滑轮组，不计拉线质量及滑轮转动摩擦。重物G＝100N，每一个滑轮重20N．当绳自由端拉力F竖直向上大小为30N时，重物G对地面的压力为　30　N．拉力F为　40　N时，恰能让重物G匀速上升。若重物G能以0.1m/s的速度匀速上升，则绳自由端向上运动速度为　0.3　m/s。

【考点】滑轮组中的相关计算；力的合成与应用；压力．菁优网版权所有
【答案】见试题解答内容
【分析】由图可知，3股绳子作用在动滑轮上，竖直向上的拉力F为30N，作用在动滑轮上的力为3F＝90N，重力方向竖直向下，包括滑轮重和物重，合力为120N，根据二力合成，方向相反，合力等于二力之差，重物G对地面的压力为30N．重物G匀速上升，所受合力为0，竖直向上的力等于竖直向下的力，则作用在动滑轮上的力为3F＝120N，所以F＝40N．重物G能以0.1m/s的速度匀速上升，3股绳子作用在动滑轮上，则绳自由端向上运动速度为0.3m/s。
【解答】解：根据二力合成，重物G对地面的压力为F压＝G﹣3F＝120N﹣90N＝30N。
∵3F＝120N，∴F＝40N．重物G能以0.1m/s的速度匀速上升，3股绳子作用在动滑轮上，则绳自由端向上运动速度为0.3m/s。
故答案为30N，40N，0.3m/s。
【点评】本题考查二力合成与滑轮组的综合运用。
14．（3分）往车上装重物时，常常用长木板搭个斜面，把重物沿斜面推上去，如图所示，工人用3m长的斜面，把120kg的重物提高1m，假设斜面很光滑，则需要施加的推力为 　400N　，若实际用力为500N，斜面的机械效率为 　80%　，重物受到的摩擦力为 　100N　。（g取10N/kg）。

【考点】斜面的机械效率；功的原理．菁优网版权所有
【答案】见试题解答内容
【分析】（1）人做的有用功是将物体沿斜面推上小车，即将物体升高了h，故有用功为人克服重力做功，利用功的原理由W＝mgh＝Fs，可求得施加的推力；
（2）利用已求得的有用功和总功，由机械效率公式可求得斜面的机械效率；
（3）人做的额外功就是因为人要克服摩擦力做功，则可先求得摩擦力的功再由功的公式求得摩擦力。
【解答】解：（1）斜面很光滑，故利用功的原理得，人做的有用功等于用斜面所做的功：
W有＝Gh＝mgh＝120kg×10N/kg×1m＝1200J；
Fs＝mgh＝1200J，
解得：
F＝＝400N；
（2）人所做的总功：
W总＝Fs＝500N×3m＝1500J；
斜面的机械效率：
η＝×100%＝×100%＝80%；
（3）W总＝W有+W额
即：Fs＝Gh+fs
所以f＝＝＝100N；
故答案为：400N；80%；100N。
【点评】此题考查的有关斜面机械效率的计算，解答此题的关键是我们要知道使用斜面时的有用功和总功的计算方法，要求能准确把握有用功、总功、额外功等的意义。
15．（2分）如图所示，重为10N的物体G挂在杠杆的A端（杠杆重力不计），要使杠杆在图示位置平衡，在B端至少要施加　4　N的力，力的方向是　竖直向下　。

【考点】杠杆的平衡条件；杠杆中最小力的问题．菁优网版权所有
【答案】见试题解答内容
【分析】要使在B端施加的力最小，就要使动力臂最长，过B做杠杆的垂线，沿此方向用力动力臂最长，动力最小，利用杠杆的平衡条件求用力大小。
【解答】解：如图，过B做杠杆的垂线，沿此方向（竖直向下）用力动力臂最长为OB，最省力，
OB：OA＝5：2，
∵杠杆平衡，
∴F×OB＝G×OA，
∴。
故答案为：4，竖直向下。

【点评】当阻力和阻力臂一定时，连接支点和动力作用点，过动力作用点做连线的垂线，沿此方向用力动力臂最长，最省力。
三、综合题（共58分.）
16．（4分）如图所示，轻质杠杆OA可绕O点转动，请在图中画出杠杆OA的动力臂L1和其受到的阻力F2

【考点】力臂的画法．菁优网版权所有
【答案】见试题解答内容
【分析】作用在杠杆上的动力是绳子拉杠杆的力，方向沿绳子向上；阻力是物重对杠杆的力，方向竖直向下；已知支点、动力和阻力的方向，根据力臂的画法，过支点作动力作用线和阻力作用线的垂线段，即动力臂和阻力臂。
【解答】解：
由图F为动力，过支点O做动力F的垂线段，即为动力臂L1．重物对杠杆的竖直向下的拉力为阻力，作用点在杠杆上，方向竖直向下。如图所示：

【点评】会判断作用在杠杆上的动力和阻力，会根据力臂的画法，准确作出动力臂和阻力臂。
17．（4分）如图所示，要用向下的力提升重物，请画出滑轮组绳子的绕法。

【考点】滑轮组的设计与组装．菁优网版权所有
【答案】
【分析】滑轮组绳子的绕法有两种：
一是绳子先系在定滑轮的固定挂钩上，然后再绕过下面的动滑轮再向上绕到定滑轮上，依次反复绕，这种绕法有偶数段绳子承担物重；
二是绳子先系在动滑轮的固定挂钩上，然后再绕过上面的定滑轮再向下，依次反复绕，这种绕法有奇数段绳子承担物重。
【解答】解：对由一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组，可绕线方法有两股和三股两种，两种方法都达到了省力的目的，但拉力的方向不同，有三股绕线的方法拉力方向向上；有两股绕线的方法拉力方向向下，根据题意要用向下的力提升重物可知，是有两股绕线的这种方法。如图所示：

【点评】此题主要考查滑轮组承担物重绳子股数，滑轮组的绕线方法不同，拉力的方向不同，达到省力程度也不同。关键是知道绳子最后通过动滑轮不能改变力的方向，通过定滑轮可以改变的力的方向。
18．（7分）在“探究杠杆平衡条件的实验”中：
（1）如图甲所示，实验前，杠杆左端下沉，则应将左端的平衡螺母向　右　调节（选填“左”或“右”，直到杠杆在水平位置平衡，目的是便于测量　力臂的大小　。
（2）如图乙所示，杠杆上的刻度均匀，在A点挂4个钩码，要使杠杆在水平位置平衡，应在B点挂　6　个相同的钩码；当杠杆平衡后，将A、B两点下方所挂的钩码同时朝远离支点O方向移动一小格，则杠杆　不能　（选填“能”或“不能”）在水平位置保持平衡。
（3）如图丙所示，若不在B点挂钩码，改用弹簧测力计在B点向下拉杠杆，使杠杆仍在水平位置平衡，当测力计从a位置转动b位置时，其示数大小将　变大　。
（4）如图丁所示，已知每个钩码重0.5N，杠杆上每小格长度为2cm，当弹簧测力计在C点斜向上拉（与水平方向成30°角）杠杆，使杠杆在水平位置平衡时，拉力F的力臂大小为　4　cm，弹簧测力计示数的大小为　3　N。

【考点】探究杠杆的平衡条件．菁优网版权所有
【答案】见试题解答内容
【分析】（1）调节杠杆在水平位置平衡时，平衡螺母向上翘的一端移动；探究杠杆平衡条件时，使杠杆在水平位置平衡，这样方便测量力臂；
（2）设一个钩码重为G，杠杆一个小格是L，根据杠杆平衡条件判断在B点挂钩码的数量；根据杠杆平衡条件判断是否平衡；
（3）根据钩码个数与每个钩码的重力求出测力计拉力；当拉力F向右倾斜时，保持B点不动，弹簧测力计的方向向右倾斜，这时杠杆右侧的力臂变短，根据杠杆的平衡条件可知，使杠杆仍在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将变大；
（4）当弹簧测力计在C点斜向上拉（与水平方向成30°角）动力臂是OC，根据杠杆的平衡条件求出弹簧测力计的读数。
【解答】解：（1）调节杠杆在水平位置平衡，杠杆右端偏高，左端的平衡螺母应向上翘的右端移动，使杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂大小，同时消除杠杆自重对杠杆平衡的影响；
（2）设杠杆每个格的长度为L，每个钩码的重力为G，根据杠杆的平衡条件：FALA＝FBLB，即4G×3L＝FB×2L，解得FB＝6G，需挂6个钩码；
若A、B两点的钩码同时向远离支点的方向移动一个格，则左侧4G×4L＝16GL，右侧6G×3L＝18GL，因为16GL＜18GL 杠杆不能平衡；
（3）保持B点不变，若拉力F向右倾斜时，此时F的力臂变短，根据杠杆的平衡条件，力变大；
（4）当弹簧测力计在C点斜向上拉（与水平方向成30°角）杠杆，此时动力臂等于OC＝×4×2cm＝4cm；根据杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2得F1＝＝＝3N。
故答案为：（1）右；力臂的大小；（2）6；不能；（3）变大（4）4；3。
【点评】此题是探究杠杆平衡实验，考查了杠杆的调平及杠杆平衡条件的应用，在利用平衡条件公式时，要注意分析力和对应的力臂。
19．（7分）如图是小海同学“研究定滑轮和动滑轮特点”的实验装置。他按图示提起钩码时注意保持测力计匀速移动，分别测得一组数据如下表所示

钩码重G/N
钩码升高高度h/m
测车计示数F/N
测力计移动距离S/m
甲
0.98
0.2
0.98
0.2
乙
0.98
0.2
1.02
0.2
丙
0.98
0.2
0.55
0.4
请你分析：
（1）比较测力计示数的大小，可知：使用动滑轮的好处是　能省力　；
（2）比较测力计拉力的方向，可知：使用定滑轮的好处是　可以改变用力的方向　；
（3）把钩码升高相同的高度，比较乙和丙实验测力计移动的距离，可知：使用动滑轮　费距离　；
（4）在提升重物的过程中，如果要同时兼顾定滑轮和动滑轮的特点，则应选择　滑轮组　；
（5）进一步分析实验数据，你还发现什么规律？（说明分析或计算什么，得到什么结论。写出一个结论即可）

【考点】研究定滑轮和动滑轮的特点；定滑轮及其工作特点；动滑轮及其工作特点．菁优网版权所有
【答案】见试题解答内容
【分析】（1）可得出拉力小于物重，即使用动滑轮时省力；
（2）可得出拉力与物重相等，但改变了用力的方向，给做功带来了方便；
（3）乙中测力计移动的距离小于丙中的距离，即使用动滑轮费距离；
（4）计算出不用机械时的功和用机械时的功进行比较。
【解答】解：（1）在丙中，拉力F＝0.55N＜G＝0.98N，故使用动滑轮时省力；
（2）在乙中，拉力基本不变，但是向下用力，故使定滑轮可以改变用力的方向；
（3）乙的距离为0.2m，丙中的距离为0.4，故使用动滑轮费距离；
（4）可以把定滑轮和动滑轮组合起来，使用滑轮组；
（5）不用机械所做的功W1＝Gh＝0.98N×0.2m＝0.196J，
使用定滑轮做的功W2＝F2×S2＝1.02N×0.2m＝0.204J，
使用动滑轮做的功W3＝F3×s3＝0.55N×0.4m＝0.22J，
W1＜W2；W1＜W3，
可以使用机械不省功。
故答案为：能省力；可以改变用力的方向；费距离；滑轮组。
【点评】本题考查了学生从表格中的数据得出结论的能力，认识到使用定滑轮和动滑轮的特点，每种机械都有优点和缺点，同时通过计算认识到使用机械不能省功的道理。
20．（7分）小明在探究“斜面的机械效率”的实验中，用长度s＝0.50m的木板搭成一个斜面，用弹簧测力计将重力G＝5.0N的物块从斜面底端匀速拉至斜面顶端。
（1）小明在实验中，调整斜面的高度为h＝0.22m，将物块从斜面底端匀速拉至顶端的过程中，弹簧测力计的示数F＝4.0N，则有用功为 　1.1　J，机械效率为 　55%　。
（2）小明利用上述器材进一步研究发现，木板搭成倾角不同的斜面时，将物块从斜面底端匀速拉至斜面顶端的过程中，额外功W额外与斜面的水平长度L（木板在水平面上的正投影长度）有如下关系：
L（m）
0.45
0.40
0.35
0.30
W额外（J）
0.90
0.80
0.70
0.60
通过数据分析，小明得出初步结论：W额外与L成 　正　比，小明查阅资料后证实此结论是正确的。根据此结论，当斜面的水平长度L＝0.40m时，斜面的机械效率为 　65.2%　；当木板平放在水平桌面上，水平匀速拉动木板上的物块时，弹簧测力计的示数为 　2　N。

【考点】斜面机械效率的测量实验．菁优网版权所有
【答案】见试题解答内容
【分析】（1）由功的计算公式求出有用功与总功，然后由效率公式求出斜面的效率。
（2）分析表中实验数据，得出额外功与斜面水平长度的关系；
根据斜面的长度与斜面水平长度，由勾股定理求出斜面的高度，
然后由功的公式求出有用功与总功，由效率公式求出斜面的效率；
当木板放在水平面上时，克服摩擦力做的功为额外功，
根据额外功与斜面水平长度的关系求出斜面水平时的额外功，
由功的公式求出摩擦力，然后由平衡条件求出弹簧测力计的拉力。
然后由功的计算公式求出。
【解答】解：（1）有用功W有用＝Gh＝5N×0.22＝1.1J，
总功W总＝Fs＝4N×0.5m＝2J，
斜面的效率η＝＝＝55%；
（2）由表中实验数据可知，W额外与L成正比；
当斜面的水平长度L＝0.40m时，
斜面高度h′＝＝＝0.3m，
此时有用功W有用′＝Gh′＝5N×0.3m＝1.5J，
总功W总′＝W有用′+W额外＝1.5J+0.80J＝2.3J，
效率η′＝＝＝65.2%；
当木板平放在水平桌面上，斜面的水平长度L＝S＝0.50m，
设此时的额外功为W，则＝，W＝1J，
∵W＝fS，∴f＝＝＝2N，
物体做匀速运动，由平衡条件得：
弹簧测力计的拉力F＝f＝2N；
故答案为：（1）1.1；55%；（2）正；65.2%；2。
【点评】本题考查了求斜面效率、实验数据分析、求拉力等问题，有一定的难度；掌握功的计算公式、效率公式、总功与有用功与额外功间的关系即可正确解题。
21．（10分）如图所示，A物体受到的重力是100N，在拉力F的作用下，能以0.2m/s的速度在水平地面上向左匀速直线运动。已知拉力F＝5N，滑轮组的机械效率为80%，试问：（不计绳子与滑轮的摩擦）
（1）5s内拉力F所做功的大小是多少？
（2）物体A受到水平地面的摩擦力大小是多少？

【考点】功的计算和公式的应用；滑轮组中的相关计算．菁优网版权所有
【答案】见试题解答内容
【分析】（1）由功率公式W＝Fs可求得5s内拉力F所做功；
（2）根据效率公式η＝＝＝求出摩擦力。
【解答】解：（1）如图所示，有三股绳子作用在动滑轮上，即n＝3，
则绳子自由端移动的速度为：
v＝3v物＝3×0.2m/s＝0.6m/s；
5秒内绳端移动的距离：s＝vt＝0.6m/s×5s＝3m；
5秒内拉力所做的功：W＝Fs＝5N×3m＝15J；
（2）在水平滑轮组中，克服物体与地面间的摩擦力做的功为有用功，
因为η＝＝＝，
所以，物体A受到水平地面的摩擦力：
f＝nηF＝3×80%×5N＝12N。
答：（1）5s内拉力F所做功的大小是15J；
（2）物体A受到水平地面的摩擦力大小是12N。
【点评】此题主要考查的是学生对机械效率计算公式及其变形公式的理解和掌握，知道克服物体摩擦力做的功为有用功是解决此题的关键。
22．（10分）做俯卧撑运动的人可视为杠杆。如图所示，一同学质量50kg，P点为重心，他每次将身体撑起，肩部上升0.4m．在某次测试中，他1min内完成20次俯卧撑，g＝10N/kg．求：
（1）同学的体重；
（2）将身体匀速撑起，地面对双手的支持力；
（3）该同学在1min内的平均功率。

【考点】功率的计算及公式的应用；重力的计算；杠杆的平衡条件．菁优网版权所有
【答案】见试题解答内容
【分析】（1）知道同学的质量，利用G＝mg求其重力；
（2）知道动力臂、阻力臂和阻力大小，利用杠杆的平衡条件求地面对手的支持力；
（3）根据W＝Fs求出将身体撑起一次所做的功；然后求出一分钟内做的功，利用P＝求出功率
【解答】解：
（1）同学的重力：G＝mg＝50kg×10N/kg＝500N；
（2）如图，O为支点，
则动力臂L1＝OA＝OB+BA＝0.9m+0.6m＝1.5m，
阻力臂L2＝OB＝0.9m，
根据杠杆平衡条件可得：F×L1＝G×L2，
所以，地面对手的支持力：
F＝G×＝500N×＝300N；
（3）将身体撑起一次所做的功：W＝Fs＝300N×0.4m＝120J；
1min内完成20次俯卧撑，
则1min内做功：W总＝20×120J＝2400J，
该同学做功的功率：
P＝＝＝40W。
答：（1）同学的体重为500N；
（2）将身体匀速撑起，地面对双手的支持力为300N；
（3）该同学在1min内的平均功率为40W。
【点评】本题考查了重力、功、功率的计算以及杠杆的平衡条件的应用，把人体看做杠杆视为杠杆，找出动力臂和阻力臂是本题的关键。
23．（9分）学习完“杠杆平衡条件”后，小明和小红来到运动场玩翘翘板。

（1）当他们刚坐上翘翘板就发生了如图1所示的情形，为了使翘翘板在水平位置静止，他们采用了两种方法，一种方法是小明向　左　（选填“左”或“右”）适当的移动；另一种方法是移动木板，使　B　（选填“A”或“B”）成为翘翘板的支点。
（2）他们联想到民间的一种测量质量的工具﹣﹣杆秤（如图2）．使用时，将待测物体挂在秤钩A上，用手拎住秤钮B（相当于支点），秤砣D在秤杆上移动，当杆秤水平平衡时就可以在秤杆上读出读数。他们想用杆秤测量一种液体的密度，已知小桶的容积是V，秤砣的质量为M0（小桶的质量忽略不计）
a．在小桶中装满这种液体，调节秤砣的位置，当杆秤平衡时，秤砣移动到E点。
b．用刻度尺测量AB的长度记为L1，测量BE的长度记为L2．则液体密度的表达式为　ρ液＝　。
【考点】杠杆的动态平衡分析；杠杆的平衡分析法及其应用．菁优网版权所有
【答案】见试题解答内容
【分析】（1）翘翘板属于杠杆，当杠杆平衡时，动力×动力臂＝阻力×阻力臂，通过改变力或力臂可以使杠杆两侧的力与力臂的乘积发生变化；
（2）杆秤利用了杠杆的平衡条件，明确杠杆的几个要素，根据杠杆的平衡条件进行推理和计算，可得出液体密度的表达式。
【解答】解：（1）读图可知，翘翘板左端上翘，根据杠杆的平衡条件可知，此时左侧力与力臂的乘积小于右侧，因此，为了使翘翘板在水平位置静止，可采取的方法有：一是小明向左适当的移动，这样可增大左侧力臂，左侧力与力臂的乘积增大，当两侧力与力臂的乘积相等时，翘翘板在水平位置静止；另一种方法是移动木板，使B成为翘翘板的支点，这样可增大左侧力臂，并减小右侧力臂，当两侧力与力臂的乘积相等时，翘翘板在水平位置静止。
（2）读图可知，杆秤相当于杠杆，B为支点，A处小桶对秤钩的拉力作为动力，而D处秤砣的拉力作为阻力，且小桶的质量忽略不计，AB的长度为动力臂L1，BE的长度为阻力臂L2。
由杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可得：m液gL1＝M0gL2 ，
则ρ液VgL1＝M0gL2 ，
整理得：ρ液＝。
故答案为：左；B；ρ液＝。
【点评】本题主要考查了杠杆的平衡条件的具体应用，包括对翘翘板的分析，在杆称中的运用等。使杠杆不再平衡的本质是使“动力×动力臂≠阻力×阻力臂”，改变力或力臂都可以达到这一目的。
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