初中物理斜面与轮轴试题

人们很难徒手打开新买的瓶装罐头，而用钢匙撬瓶盖，听到"噗"的进气声，瓶盖就容易打开了。下列说法正确的是 $($ 　　 $)$

A．瓶盖很难被打开是因为瓶内气压大于瓶外气压

B．"噗"的一声是空气振动发出的

C．在撬瓶盖的过程中钢匙相当于省力杠杆

D．玻璃瓶口的螺纹相当于斜面

在使用下列简单机械匀速提升同一物体的四种方式，所用动力最小的是（不计机械自重、绳重和摩擦） $($　　 $)$

A．B．

C．D．

如图所示，下列简单机械中，忽略杠杆、滑轮的自重、绳重及摩擦，当提起同一重物时，最省力的是 $($　　 $)$

A．B．

C．D．

斜面是一种简单机械，在生活和生产中使用斜面的好处是可以省力，如：　    　。那么斜面的省力情况与哪些因素有关呢？（使用斜面的省力情况可以通过比较沿斜面拉力 $F$与物体重力 $G$的比值大小来判定，比值越小，越省力）

小明做了如下猜想：

猜想1：与斜面的表面材料有关；

猜想2：与斜面的倾斜程度有关；

猜想3：与物体受到的重力大小有关。

小明为验证上述猜想，利用如图所示的装置进行了实验。实验中所用的物块材料及其表面粗糙程度相同，在沿斜面拉力的作用下，在斜面上做匀速直线运动。实验中相关的记录如表。

实验序号	1	2	3	4	5	6
斜面倾角	$\theta$	$\theta$	$\theta$	$\theta$	${\theta }_1({\theta }_1>\theta )$	${\theta }_2({\theta }_2>{\theta }_1)$
斜面的表面材料	木板	毛巾	木板	木板	木板	木板
物块重 $G/N$	2.0	2.0	4.0	6.0	2.0	2.0
沿斜面拉力 $F/N$	1.35	1.52	2.70	4.05	1.52	1.70

回答下列问题：

（1）通过对比实验　　中的数据可知，使用斜面省力的情况与斜面的表面材料有关；

（2）通过对比实验1、5、6中的数据，得出的结论是：在其他条件相同时，　　；

（3）为验证猜想3，小明做了实验　　（填写实验序号），分析实验数据后，小明认为这几次实验省力情况相同，依据是　　。

【拓展】完成实验后，小明沿斜面用 $1.8N$的拉力，将重为 $4.5N$的物体从斜面底端匀速拉到了顶端。已知斜面长 $1.2m$、高 $0.3m$，则斜面的机械效率是　　 $\%$．（把重物直接提升 $0.3m$所做的功作为有用功）

自行车是一种轻便、利于环保的交通工具，从它的结构和使用来看，用到了许多物理知识，下列说法中正确的是 $($　　 $)$

A．为了减小摩擦，轮胎上制有花纹

B．为了骑行省力，链条与其连接的两个齿轮组成滑轮组

C．车把上的手闸刹车系统是应用了省力杠杆及摩擦的知识

D．晚上灯光照在自行车尾部，尾灯会发光这是利用了光的折射原理

如图所示， $\mathit{AC}>\mathit{BC}$，在相同时间内把同一物体分别沿斜面 $\mathit{AC}$、 $\mathit{BC}$匀速推上顶端，推力分别为 $F_1$、 $F_2$，功率分别为 $P_1$、 $P_2$，在不考虑摩擦的情况下 $($　　 $)$

A． $F_1<F_2$， $P_1=P_2$B． $F_1>F_2$， $P_1>P_2$C． $F_1=F_2$， $P_1=P_2$D． $F_1<F_2$， $P_1<P_2$

如图所示，其对应判断正确的是 $($　　 $)$

A．甲图，用恒定不变的拉力 $F$，沿斜面匀速向上拉木块。速度 $v$随时间 $t$的变化规律可用图象①表示             

B．乙图，探究“杠杆的平衡条件”，在阻力与阻力臂一定时，测出多组动力臂 $L_1$和动力 $F_1$的数据， $F_1-L_1$的关系可用图象②表示             

C．丙图，往量杯中匀速注水直至注满。此过程中，量杯底部受到水的压强 $p$随时间 $t$变化的关系可用图象③表示             

D．丁图，弹簧测力计下挂一物体，将物体从盛有适量水的烧杯上方离水面某一高度处缓缓下降，然后将其逐渐浸入水中。弹簧测力计示数 $F$与物体下降高度 $h$之间的关系可用图象④表示

如图所示，用不同的机械匀速提升同一物体时，最费力的是（不计机械自重和摩擦） $($　　 $)$

A．B．

C．D．

在高速公路长下坡路段的外侧，常设有如图所示的避险车道，供刹车失灵的车辆自救，当失控车辆冲上该车道时，被强制减速停车。下列说法不正确的是 $($　　 $)$

A．避险车道相当于一个斜面

B．以相同速度行驶时，大货车比小轿车的动能大

C．下坡路段刹车失灵的大货车动能越来越大

D．大货车冲上避险车道时，动能全部转化为重力势能

如图所示，物重为 $G$的物体在不同简单机械中均处于平衡状态（不计机械自重和摩擦），拉力 $F_1$、 $F_2$、 $F_3$、 $F_4$的大小关系是 $($　　 $)$

A． $F_2<F_3=F_4<F_1$B． $F_2<F_4<F_1<F_3$C． $F_4=F_2<F_1<F_3$D． $F_4<F_2<F_3<F_1$

在更换家用轿车的轮胎时，剪式千斤顶是一种常用工具。图甲是某型号剪式千斤顶的结构示意图。使用时，将底部支撑台置于水平地面，保持千斤顶竖直，将顶升置于汽车车身下，用手摇动扳手使扳手绕 $O$点不断旋转，带动丝杆转动，通过丝杆水平拉动左端铰链，使支架向内收缩，顶升升高，从而将汽车车身顶起。丝杆上刻有梯形扣，图乙是梯形的实物图。

（1）该型号的剪式千斤顶是由一些简单机械组合而成的。在顶起车身的过程中，丝杆上的梯形扣属于下列哪一种简单机械？　　。

$A$．滑轮 $B$．滑轮组   $C$．杠杆   $D$．斜面

（2）现使用该剪式千斤顶更换轮胎，顶起汽车车身后，若顶升受到车身竖直向下的压力大小始终为 $10000N$，且等于顶升对车身的支持力，千斤顶自身重量忽略不计。

①若底部支撑台与地面接触面积为 $0.04m^2$，顶起汽车车身后手不再用力，则千斤顶对地面产生的压强是多大？

②顶起汽车车身后，为了方便更换轮胎，需要继续摇动扳手，使顶升继续升高一段距离。若人摇动扳手使顶升在 $1\mathit{min}$内升高 $12\mathit{cm}$，用千斤顶顶起车身时的机械效率为 $80\%$，则人做功的功率是多大？

在实际生活中，常用螺丝刀将螺丝钉拧进（出 $)$物体。图甲中正在拧螺丝钉的螺丝刀，可视为图乙所示的杠杆 $\mathit{AOB}$，其中 $O$为支点， $B$为阻力作用点， $F_2$为阻力，动力作用在手柄上。

（1）图甲中的螺丝刀属于　　杠杆。

（2）请在答题纸相应位置图中，画出对应 $F_2$的最小动力 $F_1$的示意图。

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 $120\mathit{kg}$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 $10N/\mathit{kg})$。

如图所示，把重为 $G$的物体沿高为 $h$，长为 $l$的粗糙斜面以速度 $v$由底端匀速拉到顶端的过程中，拉力 $F$做的功为 $W$，则下列选项正确的是 $($　　 $)$

A．拉力大小为 $\frac{\mathit{Gh}}{l}$

B．物体所受摩擦力大小为 $\frac{(W-\mathit{Gh})}{h}$

C．拉力功率的大小为 $\frac{\mathit{Wv}}{l}$

D．斜面的机械效率为 $\frac{\mathit{Gh}}{(W+\mathit{Gh})}$

小华在建筑工地上看到，工程车的车斗慢慢倾斜到一定程度时，车斗中的石料就沿车斗斜面滑落下来（如图所示）。小华想，车斗中的石料如果减少些，要滑落下来，车斗的倾斜程度是否可以减小些？

于是小华到实验室进行探究，先把长木板放在水平桌面上，将质量为100克带有钩码槽的木块放在长木板的 $A$ 处，如图所示，然后进行如下操作：

①在木块的钩码槽中放入三个50克的钩码，将木板的右端慢慢抬高到一定高度时，木块开始下滑，记录右端被抬升的高度 $h=20$ 厘米。

②第二次在木块的钩码槽中放入两个50克的钩码，第三次在木块的钩码槽中放入一个50克的钩码，分别重复上述实验。

（1）请你帮小华同学设计记录数据的表格。 　　

小华发现三次实验中，木块开始下滑时木板的倾斜程度是一样的。那么车斗中的石料能刚好滑落下来，车斗的倾斜程度与什么因素有关呢？小明认为可能与石料和车斗间接触面的粗糙程度有关，于是他进行如下探究：

将一块棉布、一块毛巾分别铺在长木板上，把放有一个50克钩码的木块放在长木板的 $A$ 处，慢慢抬高木板的右端直到木块开始下滑；测量并记录右端被抬升的高度分别为24厘米和30厘米。

（2）根据小华和小明的实验，可以得出的结论是 　　。

（3）根据以上探究，可以帮助我们解答其他类似的疑惑，比如"为什么道路桥梁的引桥要做到一定长度？""为什么 　　？"等。