第十二章 简单机械【素养达标卷】-2023-2024学年人教版八年级物理下册新课标测试

2023～2024学年下学期八年级物理新课标测试 第十二章 简单机械(素养达标卷) 题号 一 二 三 四 五 总分 得分 限时：60分钟 满分：100分 一、选择题(共8小题，每小题4分，计32分。每小题只有一个选项是符合题意的) 1.下列工具在正常使用时，属于费力杠杆的是 ( ) A.筷子 B.园艺剪 C.活塞式抽水机的手柄 D.水龙头的扭柄 2.如图所示，用滑轮提升重物时，不计滑轮自身的重力及各处摩擦，下列关系式正确的是 ( ) 3.【跨学科日常生活】(2023山西大同期末，8，☆☆☆)杠杆在生活中有很多应用，如图所示，甲、乙两个同学正在玩跷跷板，乙同学欲使自己被跷起，他可以采取的有效方法是 ( ) A.乙同学自己向后移动 B.乙同学自己向前移动 C.乙同学自己前后移动都行 D.请甲同学向前移动 4.门的把手一般都安装在离门轴远的一端，如图所示，其中的科学道理是 ( ) A.根据杠杆的知识，推开门时比较省距离 B.根据杠杆的知识，推开门时比较省力 C.推开门最省力的方式是推力与门垂直且在门轴处施力 D.推开门最省力的方式是推力与门板面平行且在把手处施力 5.【新课标】[学科素养·科学思维]用如图所示的装置拉木块匀速前进，所用的力F为300N,滑轮组绳子的自由端每秒钟移动0.6m,若不计滑轮重以及绳子与滑轮之间的摩擦，那么，地面对木块的摩擦力f及滑轮组对木块做功的功率P分别是 ( ) A. f=900NP=180W B.f=600NP=180W C.f=600NP=60W D.f=900NP=270 W 6.如图所示的滑轮组恰好处于静止状态。已知每个滑轮重为1N,乙物体的重力为5N,不计绳重和摩擦，则下列说法不正确的是 ( ) A.甲物体的重力是9N B.定滑轮对天花板的拉力是11N C.若让乙物体上升1m,则甲物体需要下降2m D.若乙物体在匀速下降，则甲物体的速度小于乙物体的速度 7.【新中考】[新考法·创新实验]用滑轮组进行“一瓶水提升一个人”活动，如图，水瓶匀速直线下降10m,使人匀速下人水瓶升高0.5m,水瓶对绳a的拉力为F1=30N,绳b对人的拉力为F2=480N。此过程 ( ) A.有用功为300J B.F1做的功等于F2做的功 C.F1做的功小于F2做的功 D.滑轮组的机械效率为80% 8.如图所示，王瑞同学通过斜面用平行于斜面且F=200N的推力，将质量为30kg的物体在5s时间内从斜面底端匀速推到1m高的平台上，斜面长s=2m。g取10N/kg,下列说法中错误的是 ( ) A.推力做功的功率为80W B.斜面的机械效率为75% C.推力做的额外功为100J D.斜面对物体的摩擦力为100N 二、填空题(共3小题，计18分) 9.【新课标】[中华优秀传统文化](4分)如图甲是一复原的汉代独轮车，图乙是其简化原理图。该独轮车在使用时相当于_______(选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆。若人提起独轮车把手的力F为200N,则车上所装物品和车身的总重G为_______N。 10.【跨学科·数学】(8分)把同样重100N的物体匀速向上提升，甲机械用时100s使物体升高h1,乙机械用时300s使物体升高h2,两机械做功情况的部分数据如图所示。 (1)甲的机械效率_______(选填“大于”“等于”或“小于”)乙的机械效率； (2)上述过程中，h2=_______m,乙机械做的总功W2=_______J； (3)甲机械做的有用功_______(选填“大于”“等于”或“小于”)乙机械做的有用功。 11.【跨学科·工程实践】(6分)如图甲为塔式起重机的简易示意图，塔式起重机主要用于建筑工地上材料的输送及建筑构件的安装。(动滑轮重、绳重及摩擦均不计，g取10 N/kg) (1)为保持平衡，起重臂的长度越长的塔式起重机，配重的质量应越_______(选填“大”或“小”)。 (2)图乙为起重机钢丝绳穿绳简化示意图，图中滑轮a的作用是改变力的_______(选填“大小”或“方向”)。 (3)若电动机工作时功率为3600W保持不变，那么将重为1.2×104N的货物由地面沿竖直方向匀速提升30m,与电动机连接的钢丝绳的移动速度是_______m/s。(不计其他能量损耗) 三、作图题(4分) 12.【新课标】[劳动教育](原创)图甲是一农民大叔发明的“杠杆”铁锨，使用这种铁锨挖土要比使用普通铁锨省力很多。这种铁锨可以看作以点O为支点的杠杆AOB(如图乙)，点A为动力的作用点。请画出作用在A点的最小动力F1。 四、实验探究题(共2小题，计22分) 13.(8分)利用铁架台、杠杆、质量相等的钩码等器材，探究杠杆的平衡条件。 (1)调节螺母，将没挂钩码的杠杆调节至水平位置平衡，如图甲所示，其目的是方便测量_______； (2)为探究杠杆的平衡条件，小明设计了以下两种收集实验数据的方案，其中合理的是______________； (3)如图乙所示，在A处挂3个钩码，则应在B处挂_______个钩码，才能使杠杆在水平位置保持平衡； (4)杆秤就是杠杆平衡条件的一个应用，是中国最古老也是现今人们仍然在使用的一种称质量的简易工具，由带有秤星的秤杆、秤砣、提纽等组成。如图丙所示，此杆秤有两个提纽，使用它称较重的物体时，常用离秤钩较_______(选填“近”或“远”)的提纽。 14.【新课标】[学科素养·科学探究](14分)小明和小华在做“测量滑轮组的机械效率”实验中，实验装置如图所示。 【进行实验与收集证据】 (1)除了如图所示的器材和弹簧测力计外，还需要的测量工具是_______。 (2)实验过程中应该沿竖直方向缓慢_______拉动弹簧测力计。 (3)小明按照图示的装置进行实验，并将实验数据记录在表格中。 【分析与论证】 (1)第4次实验中，滑轮组的机械效率是_______。 (2)分析表格中数据可知第4次实验是利用图_______所示装置做的实验。 (3)通过比较_______(填实验次数)两次实验数据可以得出结论：使用同一滑轮组提升同一重物时，滑轮组的机械效率与绳子段数无关。 【交流与反思】 (1)同桌小华发现实验过程中边拉动弹簧测力计边读数，弹簧测力计示数不稳定，应该静止读数。小明认为他的想法不正确，因为他没有考虑到_______对滑轮组机械效率的影响。 (2)如果用图丙滑轮组提升7N的重物，则它的机械效率可能是_______(选填序号)。 A.60% B.70% C.80% 五、计算题(共2小题，计24分) 15.【新课标】[中华优秀传统文化](12分)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？ 16.(12分)工人使用如图装置打捞水池中的石料，石料体积为0.06m3,重1300N,工人用300N的拉力匀速打捞石料(石料未露出水面，不计绳重、摩擦和水对石料的阻力，g取10N/kg,ρ水=1×103kg/m3)。 (1)石料浸没在水中受到的浮力是多大？ (2)滑轮组的机械效率是多大？ (3)当石料完全露出水面后，石料保持匀速上升，此时滑轮组的机械效率是多大？(答案保留一位小数) 【参考答案及解析】 第十二章 素养基础测试卷 1—5 ACBBA 6—8 CDD 1.A 筷子在使用时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故A符合题意；园艺剪、活塞式抽水机的手柄在使用时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B、C不符合题意；水龙头的扭柄属于轮轴，相当于可以连续转动的杠杆，动力臂大于阻力臂，可以省力，故D不符合题意。 2.C 不计滑轮自身的重力及摩擦，A、B图中是定滑轮，所以F1=G1,F2=G2；C图中是动滑轮，且提升重物时绳端拉力方向竖直向上，所以2F3=G3；D图中是动滑轮，提升重物时，绳端拉力方向斜向上，所以2F4>G4。故C正确。 3.B 乙同学欲使自己被跷起，根据杠杆的平衡条件可知，可以增大甲同学对跷跷板的力的力臂或减小乙同学对跷跷板的力的力臂，故乙同学可以向前移动。 4.B 将门把手安装在离门轴远的一端，推开门时动力臂大，需要的动力小，属于省力杠杆，省力但费距离，故A错误，B正确；由杠杆平衡条件可知，为了推门省力，需尽可能增大动力臂，所以动力的作用点应在远离门轴的位置，在门把手处施力，且推力垂直于门板面，此时动力臂最大，最省力，故C、D错误。 5.A 由题图可知，滑轮组绳子的有效股数为3，则f=3F=3×300N=900N；不计滑轮重以及绳子与滑轮之间的摩擦时，额外功为0，绳子的自由端移动的速度v==0.6m/s,滑轮组对木块做功的功率P=Fv=300N×0.6m/s=180 W。 6.C 甲物体的重力G甲=2F－G轮=2×5N－1N=9N,故A正确；定滑轮对天花板的拉力F拉=2F+G轮=2×5N+1N=11N,故B正确；若让乙物体上升1m,则甲物体需要下降×1m=0.5m,故C错误；若乙物体在匀速下降，则甲物体上升的速度等于乙物体下降的速度的一半，故D正确。 7.D 克服人的重力所做的功为有用功，人匀速升高时，绳b对人的拉力为F2=480N,所以人的重力G=F2=480N,W有=Gh=480N×0.5m=240J,故A错误；F1做的功为总功，即W总=F1s=30N×10m=300J,F2做的功为W′=F2h=480N×0.5m=240J,故B错误；根据以上计算可知，F1做的功大于F2做的功，故C错误；滑轮组的机械效率为，D正确。 8. D 推力做功 W=Fs=200 N×2m=400J,推力做功的功率,故A正确；物体重力G=mg=30kg×10N/kg=300N,所做有用功W有=Gh=300N×1m=300J,斜面的机械效率75%,故B正确；推力做的额外功W额=W总－W有=400J－300J=100J,由W额=fs可得，摩擦力=50N,故C正确，D错误。 9.答案：省力 600 解析：独轮车在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；由杠杆的平衡条件得F×l动=G×l险,则=600N。 10.答案：(1)小于 (2)0.9 300 (3)大于 解析：(1)根据可知，甲的机械效率为25%，乙的机械效率为30%，故甲的机械效率小于乙的机械效率； (2),乙机械做的总功； (3)甲机械做的总功,甲机械做的有用功W有用1=W总1－W额外1=2000J－1500J=500J,W有用1>W有用2，故甲机械做的有用功大于乙机械做的有用功。 11.答案：(1)大 (2)方向 (3)0.6 解析：(1)由杠杆的平衡条件F1l1=F2l2可知，当阻力臂和动力不变时，阻力与动力臂成正比，为保持平衡，起重臂的长度越长的塔式起重机，配重的质量应越大； (2)图示中滑轮a为定滑轮，其作用是改变用力的方向； (3)提升货物做的功W=Gh=1.2×104N×30m=3.6×105J,不计其他能量损耗，提升重物的时间t===100s,由题图乙可知,与电动机连接的钢丝绳的移动距离是货物提升高度的2倍，即s=2h=2×30m=60m,移动速度=0.6 m/s 12.答案：如图所示 解析：点A为动力的作用点，则线段OA为最长力臂，过点A斜向下作一条垂直于OA的带箭头的线段，即最小动力F1。 13.答案：(1)力臂 (2)方案二 (3)2 (4)近 解析：(1)当杠杆在水平位置平衡时，力的方向与杠杆垂直，力臂可以从杠杆标尺上直接读出来，目的是方便测量力臂； (2)为探究杠杆的平衡条件，实验中应多次测量，并改变动力和阻力的大小以寻找普遍规律，故方案二合理； (3)设一个钩码的重力为G,杠杆上一小格长为l。在A处挂3个钩码，根据杠杆的平衡条件可知，3G×2l=nG×3l,解得n=2,所以应在B处挂2个钩码； (4)使用杆秤称量较重的物体时，物体的重力变大，在秤砣的重力不变的情况下，需要增大秤砣重力的力臂、减小物体重力的力臂，所以用离秤钩较近的提纽。 14.答案：【进行实验与收集证据】(1)刻度尺 (2)匀速 【分析与论证】(1)80% (2)丁 (3)1、2 【交流与反思】(1)摩擦力 (2)C 解析：【进行实验与收集证据】 (1)因为在实验中需要测量钩码上升的高度和绳端移动的距离，还需要的测量工具是刻度尺； (2)实验中应沿竖直方向缓慢匀速拉动弹簧测力计，此时系统处于平衡状态，拉力F的大小等于弹簧测力计的示数； 【分析与论证】(1)第4次实验中，=80%； (2)第4次实验中s=4h,说明绳子的有效段数n=4,只有丁图所示装置符合要求； (3)根据1、2两次实验数据可知，虽然滑轮组的绕绳方法发生了变化，但物重没有变，滑轮组的机械效率没有发生变化，因此可得出结论：使用相同滑轮组提升同一重物时，滑轮组的机械效率与绳子段数无关； 【交流与反思】(1)若静止读数，没有考虑到摩擦力对滑轮组机械效率的影响； (2)根据控制变量法的思想可知，滑轮组的机械效率与被拉物体的重力有关，根据第2次和第3次实验数据可知，物重越大，机械效率越高，因而物重7N,位于两者之间，机械效率在74%到83%之间，故选C。 15.解析：(1)水的重力 G水=m水g=10kg×10N/kg=100N,做的有用功W有用=G水h水=100N×4m=400J； (2)辘轳的机械效率=80%； (3)此过程的额外功W额=W总－W有用=500J－400J=100J； 对水桶做的额外功W额桶=G桶h桶=m桶gh桶=1kg×10N/kg×4m=40J； 克服井绳重力与摩擦阻力做的功W额余=W额－W额桶=100 J－40 J=60 J。 16.解析：(1)石料受到的浮力F浮=ρ水gV石=1×103kg/m3×10 N/kg×0.06 m3=600 N； (2)滑轮组的机械效率7.8%； (3)不计绳重、摩擦和水对石料的阻力，动滑轮重G动=nF－(G－F浮)=3×300N－(1300N－600N)=200N； 当石料露出水面后，绳端拉力(1300N+200N)=500N, 则此时滑轮组的机械效率86.7%。 学科网（北京）股份有限公司 $$