学霸计划七——C卷解析.pdf

学霸计划学霸计划七七C C 卷卷【学霸计划【学霸计划 七七】简单机械简单机械（三三）C C 卷卷参考答案与试题解析参考答案与试题解析一选择题（共一选择题（共 7 7 小题）小题）1【答案答案】B B【解答】解：由题知，重物重力相同（设其大小为 G），物体升高的速度相同（设其大小为 v），（1）对于图甲，因为两个都是定滑轮，空气阻力、摩擦、滑轮和绳子的质量均不计，所以 F甲G，绳子的速度 v甲v，绳子移动的距离等于物体移动的距离，即 sh；拉力功率 P甲F甲v甲Gv；不计滑轮重、绳重及摩擦，该装置的额外功为 0，甲100%；（2）对于图乙，因为是一个定滑轮、一个动滑轮，n2，空气阻力、摩擦、滑轮和绳子的质量均不计，所以 F乙G，绳子的速度 v乙2v；拉力功率 P乙F乙v乙G2vGv；绳子移动的距离等于物体移动的距离的 2 倍，即 s2h；如果不计滑轮重、绳重及摩擦，该装置的额外功0，乙100%；有以上分析可知：A、甲的拉力是乙的拉力的 2 倍，故 A 错误；B、乙绳端移动的距离是甲绳端移动的距离的 2 倍，故 B 正确；C、因为甲拉力功率 P甲F甲v甲Gv，乙拉力功率 P乙F乙v乙G2vGv，所以甲拉力的功率等于乙拉力的功率，故 C 错误；D、不计滑轮重、绳重及摩擦，甲乙装置的有用功相同，额外功相同，机械效率相同，故 D 错误。故选：B。2【答案答案】B B【解答】解：（1）如图，因为使用定滑轮改变了动力的方向，不能省力，所以细绳对横杆 A 端的拉力：FGMg，又因为杠杆平衡，F1300N，LOA：LOB4：5，所以 MgLOAF1LOB，所以物体的质量：M37.5kg；故 A 正确；（2）当他对横杆 B 端竖直向上的作用力为 F2，对地的压力：F2F2+G，因为 p23.3104Pa，即：3.3104Pa所以 F21320N；故 B 错误；（3）小强站在水平地面上时：p11.1104Pa当他用力举起横杆 B 端恰好使 AB 在水平位置平衡时：p21.6104Pa，由联立解得：G660N，s6102m2；小强的质量：m66kg；故 C 正确；（4）F21320N，LOA：LOB4：5，因为 F3LOAF2LOB，所以 F31320N1650N，故 D 正确。故选：B。3【答案答案】C C【解答】解：如图所示的杠杆，在水平位置平衡，阻力作用在 B 处，所以阻力臂是一定的，即 OB；动力作用在 A 端，当动力方向竖直向上时，动力臂最长是 OA，OA 大于 OB，是省力杠杆，能省力；如图：若动力方向不是竖直向上时，动力臂一定小于 OA，但有可能大于 OB，此时，也是省力杠杆，能省力；如图：动力臂也有可能等于阻力臂 OB，即动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆，既不省距离也不省力；如图：动力臂也有可能小于阻力臂 OB，即动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，费力但省距离。如图：故此杠杆也可能省力，也可能费力，也可能不省力也不费力。故选：C。4【答案答案】C C【解答】解：分别挂上实心铁球 A，B 时，恰好能使杠杆在水平位置平衡。根据杠杆的平衡条件：铁VAgOA铁VBgOB，所以 VAOAVBOB若将 A 和 B 同时浸没在水中，则左端（铁VAg水VAg）OA铁VAgOA水VAgOA右端（铁VBg水VBg）OB铁VBgOB水VBgOB又 VAOAVBOB，所以水VAgOA水VBgOB，所以铁VAgOA水VAgOA铁VBgOB水VBgOB因此杠杆仍然平衡。故选：C。5【答案答案】D D【解答】解：A、有用功是提升钩码所做的功，钩码上升高度为 h1，则 W有Gh1，测力计拉力做的功为总功，拉力端上升高度为 h2，则 W总Fh2，所以，杠杆机械效率的表达式为故 A 正确；B、有用功是提升钩码所做的功，额外功主要是克服杠杆重力做的功，机械效率等于有用功与总功的比值；提升的钩码重一定，在钩码上升高度一定时，有用功一定，所以影响杠杆机械效率的主要因素是杠杆自身的重力，故 B 正确；C、悬挂点由 A 移至 C 点时，如果仍使钩码提升相同的高度，则有用功相同；钩码从 A 点到 C 点，钩码还升高相同的高度，则杠杆旋转的角度减小，杠杆提升的高度 h 减小，由 W额G杠h 可知，额外功减小，则总功减小，所以杠杆的机械效率变大，故 C 正确；D、若弹簧测力计始终竖直向上拉，动力臂与阻力臂的比值不变（等于），阻力（即钩码和杠杆的总重力）不变，由杠杆平衡条件可知，拉力不变，即测力计示数不变，故 D 错误。故选：D。6【答案答案】C C【解答】解：由题知，利用两个滑轮组提升相同的重物 G，并且每个滑轮的质量、重力 G轮相同，物体上升的速度 v物相同。A、由图知，n甲2，n乙3，不计绳重及摩擦，则拉力分别为 F甲（G+G轮），F乙（G+G轮），所以甲的拉力大于乙的拉力，故 A 错误；B、由图知，n甲2，n乙3，甲滑轮组绳子自由端移动的速度 v甲2v物，乙滑轮组绳子自由端移动的速度 v乙3v物，所以甲、乙绳子自由端移动的速度不相等，故 B 错误；C、不计绳重及摩擦，滑轮组的机械效率，因提升的重物 G 相同，且每个滑轮的重力 G轮相同，所以两个滑轮组的机械效率相等，故 C 正确；D、拉力做功的功率 PFv，则拉力甲的功率：P甲F甲v甲（G+G轮）2v物（G+G轮）v物；拉力乙的功率：P乙F乙v乙（G+G轮）3v物（G+G轮）v物；可见，拉力甲的功率等于拉力乙的功率，故 D 错误。故选：C。7【答案答案】D D【解答】解：拉重物做的有用功为：W有用Gh50h；绳子末端的拉力做的总功为：W总FsFnh30N2h60h；滑轮组的机械效率为：83.3%；对滑轮做的额外功：W额W总W有用60h50h10h；绳重及一切摩擦均忽略不计G动10N。故选：D。二多选题（共二多选题（共 3 3 小题）小题）8【答案答案】ACAC【解答】解：A、设甲的重力为 G，甲的底面积为 S，杠杆上 1 小格为 L，则根据杠杆平衡条件可得：F甲6LG乙2L 即 F甲6L15N2L，解得 F甲5N，此时甲对地面的压强为 p4000Pa；同理可得：F甲6L15N3L，解得F甲7.5N，此时甲对地面的压强为p3750Pa；两式联立解得：G45N故 A 正确；B、由 A 中条件可求出甲的底面积为 S0.01m2，甲是正立方体，故其体积为：V甲0.001m3；又因为 G甲：G乙V甲：V乙45N：15N3：1，故乙的体积为 V乙V甲0.00033m3，故 B 错误；C、如果将甲向右移动并挂于 N 正下方，乙仍挂于 R，此时（G甲F）4LG乙3L 即（45NF）4L15N3L，所以放手后杠杆仍能平衡，故 C 正确；D、如果将甲向右移动并挂于 P 正下方，乙移挂至 S，此时（G甲F）2LG乙7L 即（45NF）2L15N7L，所以放手后细线拉力会大于 20N，细线会断，则甲不会被拉离地面，故 D 错误。故选：AC。9【答案答案】ABCDABCD【解答】解：A、车把手两个刹，是利用杠杆的知识，故符合题意；B、弹簧书包架，即在弹簧的作用下，能绕着点转动，所以也是杠杆，故符合题意；C、车梯在撑车时，也起到一个杠杆的作用，故符合题意；D、车铃在拨动时，也是一个杠杆，故符合题意。故选：ABCD。10【答案答案】ACAC【解答】解：由图知：作用在动滑轮上的绳子有 2 段，绳子拉下的长度是 2h，有用功为 W有用Ghm2gh，故 C 错误；总功为 W总FsF2h2Fh；机械效率为，故 A 错误；额外功为 W额W总W有用2Fhm2gh（2Fm2g）h，故 D 正确；对吊篮做的功为 W1G1hm1gh对动滑轮做的功为 W动滑轮W额W1（2Fm2g）hm1gh（2Fm2gm1g）h动滑轮的重力为 G动滑轮2F（m1+m2）g，故 B 正确。故选：AC。三填空题（共三填空题（共 5 5 小题）小题）11【答案答案】0.4G+0.1N0.4G+0.1N【解答】解：由表格数据可知，随着物重的增加，拉力均匀增大，即物重每增加 1N，拉力增大 0.4N，所以，拉力 F 与重力 G 的关系为一次函数关系，设 FkG+b，分析表格第一、第二列的数据可得：0.9Nk2N+b1.3Nk3N+b得：k0.4，将 k0.4 代入得：b0.1N；所以，拉力 F 与重力 G 的关系式是：F0.4G+0.1N。故答案为：0.4G+0.1N。12【答案答案】如下图所示如下图所示【解答】解：（1）只有一个动滑轮，要求最省力，绳子先系在动滑轮的固定挂钩上，然后绕过左边的定滑轮，再绕过动滑轮。如图所示：（2）因为反射光线在水中，所以入射光线也在水中，并且反射角跟入射角相等。因为入射光线在水中，所以折射光线在空气中，并且折射角大于入射角。如图所示：（3）入射光线过焦点，经过凸透镜折射后，则折射光线将平行主光轴射出，由此可以确定该条入射光线对应的折射光线。故画图如下：13【答案答案】30003000；L L；A A；15001500；仍平衡；仍平衡【解答】解：（1）设木杆的重力为 G，重心距离最右端 L；因为 A、B、C 三点将质量不均匀长度 L 的木杆四等分，则：当动力作用在 A 点时，木杆最右端为支点，由杠杆平衡的条件可得：FALGL当动力作用在 B 点时，木杆的最左端为支点，由杠杆平衡的条件可得：FBLG（LL）联立可得：G（FA+FB）（1500N+2500N）3000N，LL；因此木杆重心在 C 点的右侧，并且到 C 点的距离为LLL；（2）因为木杆的重心在 C 点的右侧，所以需在 A 点悬挂重物；设所挂重物的重力为 G，由杠杆平衡条件可知：GLGLG3000N1500N；（3）将木杆从 C 点悬起后，在 A 点悬挂 1500N 的重物时，杠杆平衡，如果在 AB 两点同时增加 500N 的重物，由杠杆平衡条件可知：500NL500NL，所以杠杆仍然平衡。故答案为：3000；L；A；1500；仍平衡。14【答案答案】500500；83.3%83.3%；1010【解答】解：（1）物体所受重力 G125N，物体被提升的高度 h4m；克服物体重力做的有用功：W有用Gh125N4m500J；（2）由题知 W额100J，则总功：W总W有用+W额500J+100J600J；斜面的机械效率：100%100%83.3%；（3）在斜面上，克服摩擦力做的功为额外功，由 W额fs 得摩擦力的大小：f10N。故答案为：500；83.3%；10。15【答案答案】；变大】；变大【解答】解：（1）不计绳重及摩擦，甲定滑轮绳子的拉力 F1G20N，乙动滑轮绳子的拉力 F2（G+G动）（20N+2N）11N，所以 F1F2；（2）不计绳重与摩擦，所以使用定滑轮时没有额外功，其机械效率为 100%；而使用动滑轮时，要对动滑轮本身做额外功，由可知，甲乙；（3）不计绳重及摩擦，由可知，图乙中再加挂一物体，G变大，动滑轮的机械效率变大。故答案为：；变大。四实验探究题（共四实验探究题（共 3 3 小题）小题）16【答案答案】0.40.4；（G+0.4NG+0.4N）；大；大【解答】解：（1）设动滑轮的重力为 G动，不计绳重和摩擦，所以拉力 F（G+G动），由表中第 1 组数据可得：0.7N（1N+G动），解得 G动0.4N，则拉力 F 与重力 G 的关系式是：F（G+0.4N）；（2）在不计绳重和摩擦时，由可知，随着物重的增加，则动滑轮的机械效率变大。故答案为：0.4；（G+0.4N）；大。17【答案答案】F F1 1的力臂为的力臂为 4040 厘米，体温为厘米，体温为 36.636.6；1313，4.6N4.6N【解答】解：A、图中温度计的分度值为 1，且液柱在零刻度线的下方，因此该温度计的示数是13；故 A 错误；B、弹簧测力计上 1N 之间有 5 个小格，一个小格代表 0.2N，即此弹簧测力计的分度值为 0.2N，示数为：4N+30.2N4.6N；故 B 错误；C、由图知 AB 的长度为 F1的力臂长度，故力臂长为 40 厘米，故 C 正确；D、体温计的最小刻度值为 0.1，故体温计的示数为 36.6。故 AB 错误、CD 正确。故答案为：F1的力臂为 40 厘米，体温为 36.6；13，4.6N。18【答案答案】（1 1）见）见下下图图；（2 2）滑轮组的机械效率为）滑轮组的机械效率为 60%60%；（3 3）若要使这个滑轮组省力，则提起的重物应）若要使这个滑轮组省力，则提起的重物应该超过该超过 14N14N【解答】解：（1）滑轮组由 4 股绳子承担重物最省力，从定滑轮上开始缠绕；如图所示：（2）设物体上升高度 h，W有GhW总FS，S4h100%60%（3）由平衡力知识知：4FG物+G动G动4FG物425N60N40N若要省力，满足的条件是：F拉G物而 F拉则G物G物14N（进一法）所以重物应该超过 14N。答：（1）见上图；（2）滑轮组的机械效率为 60%；（3）若要使这个滑轮组省力，则提起的重物应该超过14N。五计算题（共五计算题（共 2 2 小题）小题）19【答案答案】（1 1）每个滑轮重）每个滑轮重 100N100N；（2 2）绳子能承受的最大拉力是）绳子能承受的最大拉力是 500N500N；（3 3）当物体重）当物体重 800N800N 时，滑轮组时，滑轮组的机械效率是的机械效率是 80%80%【解答】解：（1）由图可知：当物体重 200N 时，机械效率为 50%。由公式的变形得：G动G物200N200N，由图可知动滑轮为两个，所以每个滑轮重 100N。（2）当绳子要被拉断时拉力最大，由图可知物体在 1800N 时绳子断了，则 F500N；（3）把 G动200N 代入公式80%答：（1）每个滑轮重 100N；（2）绳子能承受的最大拉力是 500N；（3）当物体重 800N 时，滑轮组的机械效率是 80%。20【答案答案】（1 1）拉力所做的有用功是）拉力所做的有用功是 480J480J；（2 2）拉力所做的总功是）拉力所做的总功是 600J600J；（3 3）如果将）如果将 540N540N 的物体匀速的物体匀速提高提高 1m1m，此时滑轮组的机械效率是，此时滑轮组的机械效率是 90%90%【解答】解：（1）拉力所做的有用功：W有用Gh240N2m480J；（2）由可得，拉力所做的总功：W总600J；（3）由图知，n3，则拉力端移动距离 s3h32m6m，由 W总Fs 得拉力：F100N，不计绳重和摩擦，拉力 F（G物+G轮），即：100N（240N+G轮），解得动滑轮重力：G轮60N，当提升 540N 物体时，此时的拉力：F（G物+G轮）（540N+60N）200N，此时滑轮组的机械效率：100%90%。答：（1）拉力所做的有用功是 480J；（2）拉力所做的总功是 600J；（3）如果将 540N 的物体匀速提高 1m，此时滑轮组的机械效率是 90%。