浙教版科学九年级上册 341 简单机械之杠杆 同步练习 含答案.docx
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浙教版科学九年级上册341简单机械之杠杆同步练习含答案
浙教版科学九年级上册3.41简单机械之杠杆同步练习
一、单选题(共10题;共20分)
1.如图所示的工具中,在使用时属于费力杠杆的是( )
A. 羊角锤
B. 核桃夹子
C. 撬棒
D. 食品夹子
2.(2017•温州)小明在按压式订书机的N点施加压力,将订书针钉入M点下方的纸张中,能正确表示他使用该订书机时的杠杆示意图是( )
A.
B.
C.
D.
3.“竹抻面”是我国传统面点美食。
如图甲,在制作面团的过程中,让一段毛竹的一端固定在绳扣中,人坐在另一端可以上下跳动,面团在毛竹不断挤压下变得更有韧性。
如图乙是它的原理图,可以把毛竹视为一根杠杆。
关于此杠杆的叙述中,正确的是( )
A. B是支点 B. 杠杆在B点受到的力大于F1
C. 杠杆在B点受到向下的力
D. A点移动的距离小于B点移动的距离
4.如图,用刻度均匀的匀质杠杆进行“杠杆平衡条件”的实验(每个钩码重为0.5牛)。
下列说法正确的是( )
A. 实验前出现图甲所示情况,应将杠杆的平衡螺母向左调
B. 图乙,在AB处各增加一个钩码,杠杆仍然能保持平衡
C. 图丙,弹簧测力计从a位置转到b,为保持杠杆在水平位置平衡,其示数需变大
D. 图丁,用弹簧测力计在c点向上拉杠杆,为保持杠杆在水平位置平衡,其示数小于3牛
5.如图,小明用一轻质杠杆自制简易密度秤的过程中,在A端的空桶内分别注入密度已知的不同液体,改变物体M悬挂点B的位置,当杠杆在水平位置平衡时,在M悬挂点处标出相应液体的密度值。
下列关于密度秤制作的说法中,错误的是( )
A. 每次倒入空桶的液体体积相同
B. 悬点O适当右移,秤的量程会增大
C. 秤的刻度值向右越来越大
D. 增大M的质量,秤的量程会增大
6.如图所示为质量不计的杠杆,在左边用细线挂一个小球,为使杠杆保持在水平位置平衡,F1~F6为作用于不同位置时的拉力是( )
A. 拉力为F1时属于省力杠杆,F2时为等臂杠杆
B. 若使小球升高相同的距离,则F5比F2会向下移动更少距离
C. 最大拉力为F3,最小拉力为F5,而F2=F4=F6
D. 若从F4缓慢转至F5再转至F6(不改变力的作用点),则力F先变大后变小
7.如图所示杠杆AOB能绕O点转动(杆重和摩擦均不计),已知OA=L1,OB=L2,F1与OA垂直,F2与OB垂直,且F1L1=F2L2,则此杠杆在F1和F2作用下的状态( )
A. 一定静止
B. 一定匀速转动
C. 可能静止或匀速转动
D. 一定变速转动
8.如图所示,足够长的杠杆上放着质量不相等(m1>m2)的两个球,杠杆在水平位置平衡,若两球以相同速度同时向远离支点的方向运动相等的时间,则杠杆( )
A. 仍平衡 B. 大球那端下沉 C. 小球那端下沉 D. 无法确定
9.桔槔是古代一种汲水的工具,图示是桔槔的原理图,则下列有关分析,不符合实际的是( )
A. 水桶下降时,向下用力拉绳子,石块重力势能增加
B. 提水时,向上用力提绳子,水桶重力势能增加
C. 水桶下降时,桔槔为省力杠杆,提水时,桔槔为费力杠杆
D. 提水时,若水桶上升过快,可用减少石块质量的方法来调节
10.(2017•嘉兴)如图是一种切甘蔗用的铡刀示意图。
下列有关说法正确的是( )
A. 刀刃很薄可以增大压力
B. 铡刀实质上是一种费力杠杆
C. 甘蔗放在a点比b点更易被切断
D. 手沿F1方向用力比沿F2方向更省力
二、填空题(共8题;共20分)
11.如今城市普遍存在着停车难的问题,图甲是集存车、绿化、景观、防盗、户外广告等多功能为一体的“路边空中绿化存车亭”;存车时只需40秒就可以把车子从地面升起停在2米高空.图乙为“路边空中绿化存车亭”的工作原理图,其中A为存车架,O为杆OB的转动轴,杆的B端固定悬挂泊车装置,BC为牵引OB杆转动的钢丝绳,由电动机牵引.存车时,汽车开到存架上,电动机通过钢丝绳BC将杆OB拉到一定高度固定;取车时,OB杆放下使存车架落回地面。
请根据以上信息回答下列问题(忽略OB的重力和机械各部分的摩擦力):
(1)图乙中,C轮的作用是________.杠杆OB属于________(填“省力”或“费力”)杠杆。
(2)如图乙所示,若此时汽车的质量为1.2t,B点到地面的垂直距离为3m,车的重心距离地面2m,OB长为5m,BC间距离为1m,此时钢丝绳所受到的拉力大小为________N。
12.普通洗衣机的脱水桶都安装了安全制动系统,如图是脱水制动示意图,当用力F打开脱水桶盖板时,制动钢丝产生的力使刹车带抱紧刹车盘,阻碍脱水桶运转,起到了制动作用,同时弹簧________(填“伸长”或“缩短”或“不变”)。
以弹簧的拉力为动力,请你判断杠杆MN是________杠杆。
(填“省力”或“费力”或“等臂”)
13.如图所示,一根轻质杠杆的C端挂了一个质量为20kg的重物。
在杠杆的B位置处,用一绳系在天花板上,绳与杠杆的夹角为30°,在A端放一个质量为40kg物体,其中OC、OB和BA的长度分别为0.5m、0.2m和0.6m,此时杠杆保持水平静止。
用F=10N的水平拉力使物体向左匀速滑动。
(1)当物体未运动时,绳所承受的拉力为________。
(2)物体运动通过距离________m时,细绳的拉力恰好为零;此时力F所做的功________J。
14.如图是人们用木棒撬石块的示意图.已知AC长为1m,AD=DB=0.15m,石头垂直作用在棒上的力是420N,若要撬动石头,则施加在撬棒C点的力至少是________N。
15.(2017•杭州)小金将长为0.6米、质量可忽略不计的木棒搁在肩上,棒的后端A挂一个40牛的物体,肩上支点O离后端A为0.2米,他用手压住前端B使木棒保持水平平衡,如图所示。
小金的质量为50千克,则此时手压木棒的力大小为________牛,肩对木棒的支持力大小为________牛,人对地面的压力大小为________牛(g=10牛/千克)。
16.(2017•衢州)如图为小柯制作的“杠杆力臂演示仪”,杠杆AOB可绕O点(螺母)转动,OA=0.2m,OB=0.1m,G1=2N,杠杆自身重力和摩擦不计,固定装置未画出。
(1)当杠杆处于甲图所示水平位置平衡时,G2的重力为________N。
(2)松开螺母保持OA不动,使OB向下折一个角度后,再拧紧螺母形成一根可绕O点转动的杠杆AOB' (B'点对应B点),保持G1位置不变,要使杠杆在图乙位置保持平衡,则G2应该移动到__________。
A. B’点处
B. ①点处
C. ②点处
D. ③点处
17.如图所示是一根均匀、质量可忽略的轻质杆OA,OA的中点下面挂一个重物G,杆能以支点O自由转动。
试回答:
(1)当用FC作用于木棒的A端,使木棒OA在水平位置保持平衡时,此杠杆一定是省力杠杆吗?
为什么?
________。
(2)当力F由FC方向缓慢转至Fb过程中,F力的大小变化为________。
18.如图所示,将长为1.2米的轻质木棒平放在水平方形台面上,左右两端点分别为A、B,它们距台面边缘处的距离均为0.3米。
在A端挂一个重为30牛的物体,在B端挂一个重为G的物体。
(1)若G=30牛,台面收到木棒的压力为________牛。
(2)若要使木棒右端下沉,B端挂的物体至少要大于________牛。
(3)若B端挂物体后,木棒仍在水平台面上静止,则G的取值范围为________牛。
三、解答题(共4题;共45分)
19.如图所示裝置中,轻质杠杆支点为O,物块A、B通过轻质细线悬于Q点,当柱形薄壁容器中没有液体时,物体C悬挂于E点。
杠杆在水平位置平衡;当往容器中加入质量为m1的水时,为使杠杆在水平位置平衡,物块C应悬于F点。
A、B为均匀实心正方体,A、B的边长均为a。
连接A、B的细线长为b,B的下表面到容器底的距离也为b,柱形容器底面积为S。
已知:
a=b=2cm,S=16cm2,O、Q两点间的距离为LOQ=4cm;三个物块的重为GA=0.016N,GB=0.128N,GC=0.04N,m1=44g;ρ水=1.0×103kg/m3。
杠杆重力对平衡的影响忽略不计,细线重力忽略不计,物块不吸水。
(1)O、E两点间的距离LOE为多少?
(2)LEF为多少?
(3)如果剪断物块A上方的细线,往容器中加水,直到容器中水的质量为m2=120g,则物块处于平衡位置后,水对物块B上表面的压力Fb为多少?
20.某研究性实验小组为了研究球形物体所受空气阻力(风力)的大小,设计了如图所示的实验,其中CD是一段水平放置的长为40cm的光滑均匀电阻丝,电阻丝阻值为20欧,一质量和电阻均不计的足够长的细长金属丝一端固定于O点,另一端悬挂小球P,无风时细金属丝处于竖直位置,恰与电阻丝在C点接触,OC长为20cm;当风从球右侧水平吹来时,细金属丝将偏离竖直方向与竖直方向成一夹角,与电阻丝相交于一点A(如图中虚线所示,细金属丝与电阻丝始终保持良好的导电接触),此时电压表有读数。
已知电源电压为4V,电压表两接线柱分别与O点与C点相连,所用量程为3V,球P的重力为10N。
试回答
(1)当细金属丝与竖直方向夹角为45度角时,水平风力大小为多少?
此时电压表示数为多少?
(2)利用该装置能够测量的水平风力大小在哪个范围?
(3)当风力大小不变,方向向下发生一定偏转时(偏转角度小于90度),电压表的示数将________。
(填“变大”、“变小”或“不变”)
21.高压起重气垫是一种适合于地震救灾的起重工具,它由如图甲所示的高压气瓶、气管、阀门与气垫连接而成。
起重时,气垫放入重物与地面的间隙之间,由高压气瓶向气垫内充气,气垫在短时间内可把重物举起一定高度,如图乙所示,质地均匀的长方体石板长2m,重为6×104N,当气垫气压高达106Pa时,石板恰好被顶起,此时气垫和石板的接触面积是400cm2。
(1)高压气瓶向气垫内充气时,气瓶内的气体温度________内能________
(2)如果高压起重气垫在5s内可将105N的重物举高0.1m,则其功率是多少?
(3)气垫恰好顶起石板时,气垫的中心离石板右端的支点O多远?
22.将一个圆柱体A分别竖直放在水和液体甲中,都能漂浮,并且分别有2/5和1/4的体积露出液面。
(1)两种情况下,圆柱体A所受浮力之比为________;
(2)甲液体的密度为________;
(3)如图,现有一个左右力臂之比为3:
1的轻质杠杆。
用细线将圆柱体A悬挂在杠杆左端并放入液体甲中,再用细线在杠杆右端悬挂一个完全相同的圆柱体B并放在水平地面上,当杠杆两端细线均被拉直且平衡时,圆柱体A有1/3的体积露出液面,且该圆柱体底面所受液体压强为800Pa。
①请在图中画出地面受圆柱体B压力的示意图;
②求此时圆柱体B对地面的压强为多少?
四、实验探究题(共3题;共13分)
23.从地面上搬起重物我们的常见做法是弯腰(如图甲)或人下蹲弯曲膝盖(如图乙)把它搬起来,哪种方法好呢?
下面就建立模型说明这个问题。
把脊柱简化为杠杆如图丙所示,脊柱可绕骶骨(轴)O转动,腰背部复杂肌肉的等效拉力F1作用在A点,其实际作用方向与脊柱夹角为12°且保持不变,搬箱子拉力F2作用在肩关节B点,在B点挂一重物代替箱子。
用测力计沿F1方向拉,使模型静止,可测出腰背部复杂肌肉拉力的大小。
接着,改变脊柱与水平面的夹角即可改变杠杆与水平面的夹角α,多次实验得出结论。
(1)在丙图中画出F2力臂L2。
(2)当α角增大时,F1________(变大/不变/变小)。
(3)对比甲乙两种姿势所对应丙图中的两种状态,由以下分析可得,________(甲/乙)图中的姿势比较正确。
24.小柯在测量某铁块的重力时,发现铁块的重力超出了弹簧测力计的量程,为了测出该铁块的重力,他找来木棒、细铁丝等物品进行如下改进:
步骤一:
将细线系在木棒的A位置,在木棒左端绕上适量的细铁丝,如图甲;
步骤二:
用手指勾住弹簧测力计的B处,对弹簧测力计进行调零,如图乙;
步骤三:
在木棒左端挂上铁块,右端用弹簧测力计竖直向下拉,如图丙。
(1)步骤一中“在木棒的左端绕上适量的细铁丝”的目的是________。
(2)步骤三中,当木棒处于水平位置平衡时,弹簧测力计的示数如图丁所示,则该铁块的重力为________牛。
25.小红、小明、小刚三位同学分别做“探究杠杆的平衡条件”实验,实验如图所示,其中小红、小明实验时以杠杆中点为支点,思考并回答下列问题:
(1)小红同学完成如图所示实验后并记录数据,根据这一次实验,小红立即分析得出杠杆的平衡条件,她的不足之处有________(至少写两点)。
(2)小明同学设计了两种实验方案:
第一种是用弹簧测力计沿竖直向下拉,其读数为F1;第二种是用弹簧测力计斜向下拉,其读数为F2,请帮助小明判断两种方案的合理性和F1、F2正确的大小关系是 (选填)。
A. 第一种合理,F1B. 第一种合理,F1>F2
C. 第二种合理,F1D. 第二种合理,F1>F2
(3)小刚同学用图丙装置进行探究,发现当杠杆水平平衡时,根据记录的数据,得出的杠杆平衡条件并不成立,他的操作错误在于没有选择________。
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】D
2.【答案】A
3.【答案】B
4.【答案】C
5.【答案】B
6.【答案】C
7.【答案】D
8.【答案】B
9.【答案】C
10.【答案】C
二、填空题
11.【答案】
(1)改变力的方向;省力
(2)9600
12.【答案】缩短;省力
13.【答案】
(1)2200N
(2)0.55m;5.5J
14.【答案】63
15.【答案】20
;60
;540
16.【答案】
(1)4
(2)C
17.【答案】
(1)不一定,因为该力的力臂与阻力臂的关系不能确定
(2)先变小后变大
18.【答案】
(1)60
(2)90
(3)10~90
三、解答题
19.【答案】
(1)当柱形薄壁容器中没有液体时,物体C悬挂于E点,杠杆在水平位置平衡;
由图知,O为支点,Q为阻力作用点,F2=GA+GB=0.016N+0.128N=0.144N,
QO为阻力臂,动力F1=GC=0.04N,OE为动力臂;
根据杠杆的平衡条件可得:
F2LQO=F1LOE,
所以"
",
答:
O、E两点间的距离LOE=14.4cm
(2)当往容器中加入质量为m1的水时,由
可知加入的水的体积为:
V水=
=
,
由于B物体下面的空余体积为V空余=Sb=16cm2×2cm=32cm3,
A、B物体的底面积SA=SB=(2cm)2=4cm2=4×10-4m2,
则B物体进入水的深度为hB=
=
;
则B物体受到的浮力FB浮=ρ水gVB排=ρ水gSBhB=1×103kg/m3×10N/kg×4×10-4m2×0.01m=0.04N;
所以此时对杠杆的拉力为F2′=GA+GB-FB浮=0.016N+0.128N-0.04N=0.104N,
根据杠杆的平衡条件可得:
F2′LQO=F1LOF,
所以LOF=
;
则LEF=LOE-LOF=14.4cm-10.4cm=4cm
答:
E、F两点间的距离LEf=4cm
(3)(3)剪断物块A上方的细线,往容器中加水,直到容器中水的质量为m2=120g时,假设AB物体都浸没,
则F浮A=F浮B=ρ水gVB=1×103kg/m3×10N/kg×(0.02m)3=0.08N,
则F浮A+F浮B=0.08N+0.08N=0.16N>GA+GB=0.144N;
所以A、B物体是整体,处于漂浮状态,由于F浮B=0.08N<GA+GB=0.144N,
所以最后的状态是A部分体积漏出水面,且A、B处于漂浮;
则F浮总=GA+GB=0.016N+0.128N=0.144N,
由F浮=ρ水gV排可得:
V排总=
=
,
所以,VA浸=V排总-VB=1.44×10-5m3-(0.02m)3=6.4×10-6m3,
则物体A浸入水的深度hA=
=
,
由图可知此时物块B上表面所处的深度h′=hA+b=1.6cm+2cm=3.6cm=0.036m,
p′═ρ水gh′=1×103kg/m3×10N/kg×0.036m=360Pa,
F′=p′SB=360Pa×4×10-4m2=0.144N
答:
水对物块B上表面的压力Fb=0.144N。
20.【答案】
(1)解:
做出杠杆的五要素,当角度为45度时,l1=l2,根据杠杆的平衡条件Fl2=Gl2,
可得F=G=10N
此时,CA=OC=20cm,所以电阻为10欧,
所以电压表示数为2V
(2)解:
当电压表示数最大为3V时,可测风力到达最大值,此时,CA=30cm,l1:
l2=OC:
CA=20cm:
30cm=2:
3
根据杠杆的平衡条件Fl2=Gl2,可得F=15N
故水平风力的范围为0~15N。
(3)变小
21.【答案】
(1)降低;减小
(2)W=Gh=105N
0.1m=104J;P=
=2000W;
(3)气垫对石板的力:
F=PS=106Pa
400
10-4m2=4
104N;
石板是均匀的,所以重心在中心;所以根据杠杆平衡原理可知:
FL1=GL2;L2=
=1.5m;
22.【答案】
(1)1:
1
(2)0.8g/cm3
(3)①如图:
②∵圆柱体A竖直放在水和溶液甲中,都能漂浮,
∴F浮水=F浮甲=G,即:
ρ水g(1-2/5)V=ρ甲g(1-1/4)V,
∴ρ甲=4/5ρ水=4/5×1×103kg/m3=0.8×103kg/m3,
ρA=3/5ρ水=3/5×1×103kg/m3=0.6×103kg/m3,
∵设圆柱体A的高为h,底面积为S,圆柱体A在液体甲中时底面所受压强为800Pa.
∴液体甲对A的压力A受到的浮力
F浮=pS即ρ甲g(1-1/3)Sh=pS
h=p/[(ρ甲g(2/3)]=800Pa/(0.8×103kg/m3×10N/kg×2/3)=0.15m
圆柱体A、B、杠杆的受力示意图如图:
则FA=G-F浮,FB=G-N,
根据杠杆平衡条件得:
F1L1=F2L2,即FAL1=FBL2
∴(G-F浮)L1=(G-N)L2,又∵L1:
L2=3:
1,∴3(G-F浮)=G-N,∴N=3F浮-2G=3ρ甲g(1-1/3)V-2ρAgV=2gSh(ρ甲-ρA)
所以圆柱体B对地面的压力为:
F=N=2gSh(ρ甲-ρA),
压强为:
p=F/S=2gh(ρ甲-ρA)
=2×10N/kg×0.15m×(0.8×103kg/m3-0.6×103kg/m3)=600Pa
四、实验探究题
23.【答案】
(1)
(2)变小
(3)乙
24.【答案】
(1)平衡杠杆自重或使杠杆在水平位置平衡
(2)6.6
25.【答案】
(1)实验次数太少;动力臂与阻力臂取值相同
(2)A
(3)杠杆的重心(若均匀则为中心)作为支点