成都市第三十七中学功和机械能单元综合训练文档格式.docx

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B．滑轮移动的速度为0.4m/s

C．水平拉力F的功率为4.8W

D．在2s内绳子对物体A所做的功为4.8J

8．如图所示是某建筑工地用升降机提升大理石的滑轮组示意图。

滑轮组通过固定架被固定住，滑轮组中的两个定滑轮质量相等，绕在滑轮组上的绳子能承受的最大拉力为2000N．大理石的密度是2.8×

103kg/m3，每块大理石的体积是1.0×

10﹣2m3，升降机货箱和动滑轮的总重力是300N．在某次提升15块大理石的过程中，升降机在1min内将货箱中的大理石沿竖直方向匀速提升了15m，绳子末端的拉力为F，拉力F的功率为P，此时滑轮组的机械效率为η．不计绳子的重力和轮与轴的摩擦，g取10N/kg．下列选项中正确的是

A．升降机一次最多能匀速提升40块大理石

B．拉力F的大小为1300N

C．拉力F的功率P为1125W

D．滑轮组的机械效率η为85%

9．如图所示，用弹簧测力计竖直向上拉杠杆，当杠杆静止时，弹簧测力计示数为10N；

若将弹簧测力计改为斜向上拉，使弹簧测力计的轴线与杠杆垂直，当杠杆静止时，弹簧测力计的示数

A．大于10N

B．小于10N

C．等于10N

D．无法判断

10．如图所示，F1=4N，F2=3N，此时物体A相对于地面静止，物体B以0.1m/s的速度在物体A表面向左做匀速直线运动（不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦）．下列说法错误的是（）

A．F2的功率为0.6W

B．弹簧测力计读数为9N

C．物体A和地面之间有摩擦力

D．如果增大F2，物体A可能向左运动

11．用F1的拉力直接将重为G的物体A匀速提升h（如图甲）；

换用斜面把物体A匀速提升相同的高度，拉力为F2，物体沿斜面运动的距离为L（如图乙），利用斜面工作过程中

A．有用功为F2hB．额外功为F2L－F1hC．总功为（F1+F2）LD．机械效率为

12．如图所示的是工人在平台上通过滑轮组向上拉起重物G的情景．已知重物G所受的重力为700N，当他沿水平方向用400N的力拉重物G时，重物G恰好做匀速直线运动．不计绳重及摩擦，下列说法正确的是

A．该滑轮组的动滑轮所受的重力为100N

B．若工人拉动绳子的速度为0.5m/s，则4s后，绳子的拉力所做的功为1400J

C．当工人用等大的力使绳子以不同速度匀速运动，且绳端运动相同的距离时，工人所做的功大小不同

D．若将重物G换为质量更大的物体，则在不改变其他条件的情况下，工人将更省力

二、填空题

13．如图所示的滑轮组，拉一重100N的物体M在水平地面上做匀速直线运动，如果拉力F=20N，绳子拉出了6m，则物体受到的摩擦力为_____N，物体前进了_____m，弹簧测力计的示数为_____N。

（不计滑轮重、绳重和摩擦）

14．如图所示，不计质量的硬杆处于水平静止状态。

O为支点，FA的力臂为LA。

若撤去FA，在B点施加力FB，硬杆仍可保持水平静止状态，且FB=FA，则FB的力臂LB________LA（选填“>

”、“<

”、“=”）;

FB的方向________（选填“是”或“不是”）唯一。

15．小张用如图所示的杠杆把重物从A位置绕O点无摩擦缓慢地提升到B位置．在提升重物的过程中，动力F的方向始终垂直于杠杆，F大小的变化情况是_____，该杠杆是_____（选填“省力”、“费力”或“等臂”）杠杆．

16．一根均匀的长方体细长直棒重1.5牛，下底面积为20厘米2，将它放在水平桌面上，并有

的长度露出桌面外，如图所示．

（1）直棒对桌面的压强为_____帕．

（2）在棒的右端至少应施加_____牛的竖直向下的力，才能让它的左端离开桌面．

17．图中所示是自行车上两个典型的轮轴装置，从图中可知脚踏板与________组成了一个________轮轴，飞轮与________组成了一个________轮轴.

18．如图，一个轻质杠杆可绕O点转动，甲、乙两物体分别用细线悬挂在杠杆的A、B两端，杠杆在水平位置平衡。

甲物体重10N，则乙物体重_____N。

如果将支点O向A端移动，____端将下沉（选填“A”或“B”）

19．如图所示，有一根均匀铁棒，长为L，OA=L/4，重力G=600N，为了不使这根铁棒的B端下沉，所需外力F至少应为________N，若F的方向不变，微微抬起这根铁棒的B端，所需外力F′应为________N。

20．如图所示，用相同的滑轮组装成甲、乙滑轮组，分别将同一重物在相等的时间内提升相同的高度，不计绳重和摩擦，则甲、乙的拉力之比为______甲、乙的机械效率之比______。

三、实验题

21．小明利用如图所示的装置来探究“杠杆的平衡条件”。

（1）实验过程中应将杠杆调节到______位置平衡，这样做是为了消除杠杆自重对实验的影响和便于______。

如果杠杆左端向下倾斜，则应将平衡螺母向______（选填“左”或“右”）端调节；

（2）杠杆平衡后，在A点挂3个相同的钩码，再在B点挂______个相同的钩码，就可使杠杆重新在水平位置平衡；

（3）在

（2）杠杆平衡的基础上，将A、B两点下方所挂的钩码同时朝远离支点O的方向各移动一小格，则杠杆的______（选填“左”或“右”）端将下沉。

22．如图所示，在做“探究杠杆的平衡条件”实验中：

（1）如图甲所示杠杆静止，此时杠杆处于______（选填“平衡”或“不平衡”）状态；

为使杠杆在水平位置平衡，应把杠杆两端的平衡螺母向______（选填“左”或“右”）调节：

实验前调节杠杆在水平位置平衡的目是_________。

（2）实验中，如图乙所示，杠杆处于静止状态。

已知杠杆的刻度尺每格为5cm，钩码每个重0.5N，小红把数据记录在下表：

动力F1/N

动力臂l1/cm

阻力f2/n

阻力臂l2/cm

1.5

10

1

15

（3）小红根据以上实验数据马上得到杠杆的平衡条件

，你认为是否合理?

答：

______（选填“是"

或“否”）。

理由：

___________。

（4）小明用弹簧测力计在B点向下拉使杠杆平衡，如图丙所示。

现将弹簧测力计绕B点从a位置转动到b位置的过程中，杠杆始终保持水平平衡，则拉力F______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。

23．在“探究杠杆平衡条件”的实验中，杠杆刻度均匀，每个钩码的重力均为

。

（1）实验开始时，杠杆如图甲所示处于静止状态。

为使杠杆在水平位置平衡，应将两端的平衡螺母向______移动（选填“左”或“右”）；

（2）调节杠杆水平平衡后，如图乙所示，在M点挂上2个钩码，在N点挂上3个钩码。

此时，杠杆在水平位置______（选填“平衡”或“不平衡”）；

（3）用弹簧测力计和钩码配合使用，也可以探究杠杆平衡条件。

如图丙所示，用弹簧测力计在A处竖直向上拉杠杆，使其在水平位置平衡，此时弹簧测力计示数为______N。

24．图甲是某型号的抽水马桶水箱进水控制装置的示意图，浮子是有上底无下底的圆柱形容器，中间有圆柱形的孔（图乙是浮子的放大示意图），壁的厚度忽略不计，浮子通过圆孔套在直杆上，并与调节螺母紧密相连，手动上下移动调节螺母，可以使浮子的位置随之上下移动，轻质细杆AB可绕O点旋转，A端与直杆底端相连，B端装有塞子当水箱的进水孔进水，水面接触到浮子下端后，浮子内的空⽓开始被封闭压缩，随着水位继续上升，浮子上升带动直杆向上运动，当水位上升到一定高度，AB杆处于水平位置时，塞子压住进水孔，进水孔停止进水。

（1）为测出浮子上底面的面积，现有刻度尺、量筒和水，请完成实验：

①将浮子倒置后，用刻度尺测出浮子内的深度h；

②将浮子装满水，用_______________________；

③浮子上底面的面积表达式：

S上=_________（用所测量物理量的符号表示）。

（2）若浮子上升的过程中内部被封闭的空气不泄露，用上述方法测得的浮子上底面的面积为10cm2，外界大气压为1.0×

105Pa，浮子、直杆、细杆AB、塞子的重力及所受浮力均不计，忽略所有摩擦，当进水孔停⽌进水时，浮子内的⽓体压强为外界大气压强的1.2倍，OA=6cm，OB=4cm，塞子受到水的压力为___________N。

（3）科学研究表明，⼀定质量的⽓体，在温度不变时，其压强与体积成反比，当进水孔的水压过大时，塞子被冲开，水箱内的水位超过⼀定⾼度，会使水溢出，若通过移动调节螺母的方法保证⻢桶正常使用，应如何移动调节螺母：

__________。

25．如图所示，是小王利用刻度均匀的杠杆进行探究“杠杆的平衡条件”。

（1）实验前，将杠杆的中点置于支架上，当杠杆静止时杠杆左端下沉，这时应将平衡螺母向___（左/右）端调节，直到杠杆在水平位置平衡；

（2）如图甲所示，在杠杆A点处挂4个钩码，则在B点处应挂____个同样的钩码，杠杆仍然在水平位置平衡；

（3）如果小王又进行了如图乙所示的探究，发现用弹簧测力计在C点竖直向上拉使杠杆仍然处于水平位置平衡时，F×

OC____G×

OD；

（选填“大于”、“小于”或“等于”）

（4）如图丙是根据“杠杆平衡条件”制作的只需要一个砝码的天平，横梁可绕轴O在竖直平面内转动，左侧为悬挂在固定位置P的置物盘，右侧所用砝码是实验室里常见的钩码，用细线挂在右侧带刻度线的横梁上。

①下面是小明测量物体质量的几个主要步骤，最合理的顺序是（只填序号）：

________

A．将天平放在水平台面上时

B．调整横梁右侧的平衡螺母使横梁上悬挂的重垂线对准底座上的标记

C．将悬挂钩码的细线移到右侧横梁的零刻线Q处

D．由细线在横梁上的位置对应的刻度值直接得出物体的质量

E．将待测物体放在天平左侧的置物盘中

F．移动悬挂钩码的细线使横梁上悬挂的重垂线对准底座上的标记

②调节天平至水平位置平衡后，刚把待测物体放在天平左侧的置物盘中时，横梁上悬挂的重垂线将对准底座上标记的________侧（填“左”或“右”）。

26．在做“测滑轮组机械效率”的实验中，小强和同学们组装了如图所示的甲、乙两个滑轮组（每只滑轮重都相同，不计摩擦和绳重）。

（1）对于甲图所示的滑轮组，如果没有刻度尺，只要测出钩码重G，然后竖直向上匀速拉动弹簧秤使钩码升高，从弹簧秤上读出拉力值F，即可算出该滑轮组的机械效率η=______。

（2）在提升相同重物时，比较甲、乙两滑轮组的机械效率，可知η甲______η乙（选填：

＞、＜或＝）。

（3）实验后小强猜想，对于同一滑轮组（例如图乙），它的机械效率也可能不是固定的，于是他用实验进行了探究，则小强的实验方案应该是（表述二种）______。

【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除

1．B

解析：

B

【分析】

【详解】

铁块和铝块浸没在水中时，杠杆平衡，根据杠杆平衡条件得

（G铁-F浮铁）l=（G铝-F浮铝）l

所以

ρ铁gV铁-ρ水gV铁=ρ铝gV铝-ρ水gV铝

即

（ρ铁-ρ水）gV铁＝（ρ铝-ρ水）gV铝

解得

V铁=

V铝

当将两个盛水杯去掉，杠杆右端

G铁l=ρ铁gV铁l=ρ铁g⋅

V铝l=7.9×

103kg/m3×

g⋅

V铝l=1.95×

103kg/m3⋅gV铝l

杠杆左端

G铝l=ρ铝gV铝l=2.7×

G铝l>

G铁l

挂铝块的B端下沉，挂铁块的A端上翘。

故ACD不符合题意，B符合题意。

故选B。

【点睛】

2．C

C

A.匀速拉动A的过程中,以A为参照物,B与A之间的位置不断发生变化,所以B是运动的,故A错误;

B.由图可以知道,F作用在动滑轮上,由动滑轮的特点可以知道,动滑轮移动的速度是绳端移动速度的二分之一,物体A的移动速度为

（即绳端移动速度）,所以动滑轮的移动速度为

故B错误;

C.由图可以知道,滑轮为动滑轮,绳端拉力为F的一半,即

则绳子拉物体A的功率

所以C选项是正确的;

D.测力计对B的拉力与A对B的摩擦力是一对平衡力,在运动过程中若将拉力F增大,B物体仍然静止,因为B和A之间的摩擦力不变,所以测力计的示数不变,故D错误. 

所以C选项是正确的.

（1）判断物体的运动和静止,首先确定一个参照物,被研究的物体和参照物之间如果发生位置的变化,被研究的物体是运动的,否则是静止的;

（2）由图可以知道,F作用在动滑轮上,所以动滑轮移动的速度是绳端移动速度的二分之一;

（3）由图可以知道,滑轮为动滑轮,绳子拉力为F的一半,根据

求出绳子拉物体A的功率;

（4）滑动摩擦力的大小与压力的大小和接触面的粗糙程度有关,与拉力的大小无关,测力计对B的拉力与A对B的摩擦力是一对平衡力,拉力增大时摩擦力不变,则弹簧测力计的示数不变.

3．B

设杠杆长为l，由力臂的定义可知，水平力F的力臂

木棒重力的力臂

随着夹角逐渐增大，F的力臂越来越小，木棒重力的力臂越来越大，根据杠杆平衡条件

得

重力大小不变，因此水平力F变大，故B正确。

4．C

A．乙的边长

L乙=

=10cm=0.1m，

乙的底面积

S乙=L乙2=（0.1m）2=0.01m2，

杠杆平衡时，乙对地面的压力

F乙=p乙S乙=3000Pa×

0.01m2=30N，

故A错误；

B．地面对乙的支持力和乙对地面的压力是相互作用力，地面对乙的支持力

F乙支持=F乙=30N，

B端受到的拉力

FB=G乙-F乙支持=50N-30N=20N，

由杠杆的平衡条件可知G甲OA=FBOB，

G甲=

=8N，

甲的密度

ρ甲=

=0.8×

故B错误；

C．因为

ρ甲＜ρ水，

甲落入水中静止时，处于漂浮状态，

F浮甲=G甲=8N，

排开水的体积

V排甲=

=8×

10-4m3，

甲落入水中静止时水面上升的高度

Δh=

=0.04m，

水对容器底部的压强比未放入甲时增加了

Δp=ρgΔh=1×

10N/kg×

0.04m=400Pa，

故C正确；

D．原来容器中水的深度

h=

=30cm=0.3m，

甲落入水中静止时，水的深度

h1=h+Δh=0.3m+0.04m=0.34m，

甲落入水中静止时，水对容器底部的压强

p1=ρgh1=1×

0.34m=3400Pa，

甲落入水中静止时，水对容器底部的压力

F=p1S容=3400Pa×

200×

10-4m2=68N，

故D错误．

5．C

物体A在两种情况下的摩擦力f相等，上图滑轮是动滑轮，下图滑轮的轴固定不动，可以看做是特殊使用的定滑轮。

则：

F1=2f

F2=

f

故：

F1=4F2

根据功的公式可知：

W1=F1×

s=2f×

s=fs

W2=F2×

2s=

f×

2s=fs

W1=W2，故选C。

6．D

D

小兰和爸爸相向而行，动力、阻力不变，力臂同时减小，减小的量为vt，再次利用杠杆平衡条件求爸爸的速度．

木板平衡时，小兰和爸爸对木板施加的力大小等于各自重力，

所以小兰和爸爸对杠杆施加的力分别为F1=400N，F2=800N，

由题意可知，两力臂分别为l1=2m，l2=1m，

他们同时开始匀速相向行走，设小兰和爸爸匀速行走的速度分别为v1和v2，行走时间为t，

要保证杠杆水平平衡，根据杠杆的平衡条件有：

，

解得v2=0.25m/s．

故选D．

7．D

【解析】

A、物体A受到向左的拉力等于地面的摩擦力加上B的摩擦力，B对A的摩擦力等于弹簧测力计的示数，据此求地面受到的摩擦力；

B、滑轮为动滑轮，滑轮移动的速度等于物体移动速度的二分之一；

C、利用P=Fv求拉力做功功率；

D、利用速度公式求物体A在2s移动的距离，利用W=F左s求做功大小。

A、图中使用的是动滑轮，拉力F=2F左，物体A受到向左的拉力：

，而fB=F示=5N，

物体A受到向左的拉力等于地面的摩擦力f地加上B的摩擦力fB，即F左=f地+fB，

所以地面受到的摩擦力：

f地=F左-fB=12N-5N=7N，故A错；

B、滑轮移动的速度

，故B错；

C、拉力做功功率P=Fv轮=24N×

0.1m/s=2.4W，故C错；

D、拉力F移动距离s=vt=0.2m/s×

2s=0.4m，对A做功：

W=F左s=12N×

0.4m=4.8J，故D正确。

故选：

D。

8．C

（1）已知大理石的密度和体积，利用m=ρV求质量，再利用公式G=mg得到重力；

由图知，作用在动滑轮上的绳子有3段，已知钢丝绳能够承受的最大拉力、升降机货箱和动滑轮的总重力和作用在动滑轮上的绳子段数，可以得到动滑轮能够提升的最大重力；

已知动滑轮提升的最大重力和货箱的重力，可以得到大理石的总重力；

已知大理石的总重力和每块大理石的重力，两者之比就是大理石的数量；

（2）利用F=

（G+G0）求拉力；

（3）利用s=3h求拉力端移动的距离，利用W=Fs求拉力做的功；

已知做功时间，利用公式P=

求拉力的功率．

（4）求出有用功，再利用效率公式η=

×

100%求滑轮组的机械效率．

（1）由ρ=

得每块大理石的质量：

m=ρV=2.8×

1.0×

10-2m3=28kg

每块大理石重：

G=mg=28kg×

10N/kg=280N；

升降机一次能够提起的总重为G总=3×

F最大=3×

2000N=6000N

升降机一次能提起的大理石的总重为G石=G总-G0=6000N-300N=5700N

升降机一次能提起的大理石的块数为n=

=

≈20（块），故A错；

（2）提升15块大理石的过程中，钢丝绳端移动的距离：

s=3h=3×

15m=45m

F=

（G+G0）=

（15×

280N+300N）=1500N，故B错；

（3）把货物提升15m拉力做的功：

W=Fs=1500N×

45m=6.75×

104J

升降机的功率为P=

=1125W；

（4）W有用=Gh=15×

280N×

15m=6.3×

104J，

η=

100%=

100%≈93.3%，故D错．

故选C．

9．B

根据弹簧测力计拉力力臂的变化情况，应用杠杆平衡条件分析答题．

根据题意作图：

如图所示，开始时弹簧测力计力臂为LF，当拉力与杠杆垂直时，动力臂变为LF′，弹簧拉力力臂变大，且此时动力臂最长；

而阻力与阻力臂不变，由杠杆平衡条件可知，弹簧测力计拉力变小，即弹簧测力计的示数小于10N．

故选B．

10．D

A、由图知，水平使用滑轮组，对于物体B来说，n=2，拉力端移动速度

，拉力做功功率

，故A正确；

B、不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦，如图弹簧测力计端由三段绳子拉着，所以示数为：

，故B正确；

C、物体A受到B向左的摩擦力为

，受到向右的拉力F1为4N，，物体A静止受力平衡，所以受到地面向右2N的摩擦力，即物体A与地面之间有摩擦力，故C正确；

D、因为A、B间的压力和接触面粗糙都不变，所以增大F2，物体B会做加速运动，但A、B间摩擦力不变仍为6N，，即A仍然保持静止，故D错误．

点睛：

重点是平衡状态的判断，要牢记匀速运动时物体一定平衡，本题中物体A受到B的摩擦力，地面的摩擦力和拉力F２，此三个力平衡．

11．B

A.借助斜面做的有用功即为克服物体重力所做的功，则W有

Gh

F1h，故A错误；

BC.B.拉力所做的总功：

W总

F2L，额外功W额

W总

W有

F2L

F1h，故B正确，C错误；

D.机械效率η

，故D错误．故选B.

12．A

A

A、不计绳重及摩擦，动滑轮组进行受力分析，

滑轮组的动滑轮所受的重力：

G动=2F-G物=2×

400N-700N=100N，故A正确；

B、绳子移动的距离，s=vt=0.5m/s×

4s=2m，

绳子的拉力所做的功：

W=Fs=400N×

2m=800J，故B错误；

C、工人所做的功，等于绳子的拉力与绳子移动距离的乘积，与绳子的不同速度无关，大小W=Fs，工人所做的功相同，故C错误；

D、不计绳重及摩擦