第十二章 简单机械 单元测试
(满分：70分 考试时间：70分钟)
注意事项：本卷g取10N/kg
一、选择题（每小题只有一个符合要求的选项。每小题3分，共24分）
1．使用下列工具时属于费力杠杆的是（　　）
A．钢丝钳 B．钓鱼杆 C．核桃夹 D．开瓶器
2．在研究杠杆平衡问题时，小红在均匀杠杆支点O两侧分别挂钩码如图所示。已知杠杆上相邻刻线间的距离相等，每个钩码的质量相等。则以下几个同学的说法中，正确的是（　　）
A．小刚说：小红松手后，杠杆不能平衡，右侧下沉
B．小东说：两侧钩码都向支点移动一格，杠杆可以平衡
C．小华说：在右侧钩码下增加一个钩码，杠杆可以平衡
D．小军说：在两侧钩码下都增加一个钩码，杠杆可以平衡
第2题图 第3题图 第4题图
3．杠杆早在我国古代就有了许多巧妙的应用。《范蠡兵法》和《墨子 备城门》中都记载着一种攻守兼备的战具——藉车，也叫抛石机，如图所示是它的简单结构示意图，长杆AB可绕O点转动，在B处放重石，人拉A处的绳子将重石抛出。抛石机在使用过程中（　）
A．可以省力 B．可以省距离
C．既省力又省距离 D．既不省力又不省距离
4．如图所示，在2022年北京冬奥会上，孩子们用绚烂喜人的雪花花灯与大雪花互动，浪漫纯美。在提花灯的过程中，下列分析正确的是（　　）
A．提光灯的杆相当于费力杠杆，手握住杆的A点更省力
B．提光灯的杆相当于费力杠杆，手握住杆的B点更省力
C．提光灯的杆相当于省力杠杆，手握住杆的C点更省力
D．提光灯的杆相当于省力杠杆，手握住杆的D点更省力
5．用如图所示的四种方式匀速提升同一物体（不计机械自重和摩擦），其中用力最大的是（　　）
A． B． C． D．
6．用相同的滑轮和细绳分别组成如图所示的甲、乙滑轮组，用它们分别把相同的物体匀速提升相同的高度。不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　）
A．甲滑轮组的机械效率比乙的高
B．两个滑轮组的机械效率一样高
C．甲滑轮组做的额外功小于乙滑轮组的额外功
D．甲滑轮组做的有用功小于乙滑轮组的有用功
7．小明用如图所示滑轮组将一个放在水平地面上的物体匀速拉动，物体用时2s移动了4m，物体重为2000N，运动过程中物体受到的摩擦力为450N，绳子自由端受到的拉力F为200N。下列说法正确的是（　　）
A．绳子移动了12m B．该装置的有用功是8000J
C．拉力的功率是400W D．该装置的机械效率70%
第6题图 第7题图 第8题图
8．在老旧小区改造中，工人利用滑轮组将重380N的建筑材料提升到楼顶，如图所示。已知工人对绳子的拉力为200N，建筑材料在5s内匀速上升5m，不计绳重及摩擦。此过程中，下列说法正确的是（　　）
A．工人所用拉力的功率为400W B．动滑轮所受重力为10N
C．滑轮组的机械效率为90% D．增加物体的重力，该滑轮组的机械效率不变
二、填空题（每空1分，共14分）
9．学龄前儿童常因为好奇而将下边抽屉拉出当作台阶去攀爬柜子，容易使柜子翻倒造成伤害事件，其侧视示意图如图所示。柜子可简化成一个杠杆模型，标有A、B、C、D四个点，当它翻倒时，是以 点为支点的，为防止图示中柜子翻倒，可在图中 点与墙壁接触处加装固定装置，使该装置起防翻倒作用时受力最小。
第9题图 第10题图
10．如下图所示，已知物体A在地面上滑动时所受的摩擦力为40N，要使物体A做匀速直线运动，甲装置拉力的F甲为 N，乙装置的拉力F乙为 N，丙装置的拉力F丙为 N。
11．在长为1000m，高为100m的爬坡路段，一辆质量为1800kg的电动汽车在3000N的牵引力作用下匀速上坡，电动汽车受到的重力方向是 ，斜面的机械效率为 。
12．高速铁路的输电线需要绷直，图为输电线的牵引装置工作原理图。钢绳通过滑轮组悬挂20个相同的坠砣，每个坠砣配重为150N，若5s内坠砣串匀速下降了40cm，则输电线P端向左移动的速度为 cm/s，输电线P端受到的拉力大小为 N（不计滑轮和钢绳自重及摩擦）。
13．某游客来机场乘机，他所用的拉杆旅行箱示意图如图所示，B为重心，已知旅行箱重为，为，重力G的力臂为24cm。在A点沿图示方向施加拉力F，旅行箱静止。画出拉力F的力臂L，且拉力F的力臂长为 ，拉力大小为 N。
第12题图 第13题图 第14题图
14．如图所示某工人利用滑轮组提升矿井中重为800 N的物体A，当他所用的拉力F=500N时，物体A在20 s内匀速提升2 m。若不计摩擦和绳重，拉力做功的功率为 W ，滑轮组的机械效率为 ，动滑轮的重为 N。
三、作图题（每小题2分，共4分）
15．如图所示，放置在水平地面上的课桌的重心在O点，若在课桌的C点用最小力F把桌腿B抬离地面，在抬起时另一桌腿A没有滑动，请在图中画出最小力F及其力臂l1和重力G的示意图。
第15题图 第16题图
16．在图中画出滑轮组最省力的绕绳方法。
四、实验探究题（每空1分，共11分）
17．如图所示，小明利用铁架台，带有刻度的杠杆，细线，弹簧测力计，若干钩码（每个钩码重均为）等实验器材，探究杠杆的平衡条件；

（1）实验前，杠杆静止在图甲所示的位置，则此时杠杆处于 （选填“平衡”或“不平衡”）状态；要使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向 调节；
（2）将杠杆调整好后，如图乙所示，在A点挂3个钩码，则应在B点挂 个钩码，才能使杠杆在水平位置平衡；
（3）如图丙所示，小明用弹簧测力计替代钩码，在B点竖直向下拉，然后将弹簧测力计逐渐向右倾斜，要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”或“变小”），原因是 ；
（4）在实验中，改变力和力臂的大小得到多组数据的目的是 。
A．使测量数据更准确
B．多次测量取平均值减小误差
C．避免偶然性，使实验结论具有普遍性
18．小林用如图所示装置进行“测滑轮组机械效率的实验”：
（1）实验中应沿竖直方向 缓慢拉动弹簧测力计；
（2）根据数据可知实验中选择的是 图所示装置；
（3）收集的实验数据如表：根据第三组数据可计算得到滑轮组机械效率为 （保留一位小数）；
实验次数 钩码重量G/N 钩码上升高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动 距离s/m 机械效率η
1 2 0.1 0.9 0.3 74.1%
2 3 0.1 1.2 0.3 83.3%
3 4 0.1 1.5 0.3
（4）通过比较三次实验数据可知，同一滑轮组提升重物时，要想提高滑轮组的机械效率，应该 ；
（5）提升相同重的物体时， （填“乙”或“丙”）装置的机械效率高。（设每个动滑轮重均相同）
五、综合应用题（第18小题8分，第19小题9分，共17分）
19．如图甲《天工开物》记载的三千多年前在井上汲水的桔槔，汲满水后，人竖直向上拉挂木桶的绳子，通过横杆的作用，后端的配重物下降，可以使装有水的木桶匀速上升，小江制作了如图乙的模拟装置，不计质量的轻杆AB可绕O点无摩擦转动，不计绳重，已知小江的质量为52kg，AO∶OB=1∶4，当B端挂着一个容积为18L质量为2kg的空木桶时，杆AB刚好能保持水平静止，试求：
（1）A端配重重力；
（2）如图丙，桶装满水，杆AB保持水平静止，双脚站立的小江对绳的拉力大小；
（3）若小江每只脚与水平地面的接触面积为250cm2，问（2）中小江对地面的压强。
20．早在3000年前我们的祖先就设计了结构很合理的辘轳，通常用于从井中提水。如图所示是古代民间的提水设施辘轳，由辘轳头、支架、井绳、水桶等部分构成。某次取水时井绳拉着质量为10kg的水缓慢上升了4m，水桶的质量为1kg，在这一过程中，人做的总功为500J，g取10N/kg。求此次取水的过程中
（1）人做的有用功为多少？
（2）辘轳的机械效率多大？
（3）人克服井绳重力与摩擦阻力做的功是多少？

参考答案
1．B
2．A
3．B
4．A
5．B
6．B
7．A
8．A
9．D A
10．40 20 80
11．竖直向下
60%
12．4 6×103
13．60 100
14．100 80% 200
15．
16．
17．平衡 左 2 变大 弹簧测力计拉力的力臂逐渐变小 C
18．匀速 乙 88.9% 增大提升物体的重力 乙
19．（1）80N；（2）180N；（3）1.4×104Pa
20．（1）400J；（2）80%；（3）60J