第十二章《简单机械》同步基础巩固 2024-2025学年人教版物理八年级下学期

2025年人教版物理八年级下册第十二章《简单机械》同步基础巩固 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题：本大题共8小题，共16分。 1.如图所示的用具中，正常使用时属于省力杠杆的是(    ) A. 修枝剪刀 B. 食品夹子 C. 托盘天平 D. 医用镊子 2.用动滑轮将重物匀速提升，人对绳的自由端所用的拉力为，不计滑轮重、绳重和轴摩擦，在提升重物时人所做的功为(    ) A. B. C. D. 3.如图所示，手持弹簧测力计竖直向上拉，使杠杆处于平衡状态时，弹簧测力计的示数是，若，，则物体所受重力为  (    ) A. B. C. D. 4.如图是我国空间站的机械臂，它类似于人的手臂，可以省距离。在使用下列工具时，与机械臂原理相同的是(    ) A. 用筷子夹食物 B. 用动滑轮提起重物 C. 用天平测质量 D. 用瓶盖起子开瓶盖 5.某工厂要提升一个笨重的零件，一位工人设计了以下四种方案，其中最省力的是不计机械重、绳重和摩擦，选项中  (    ) A. B. C. D. 6.如图所示的滑轮组，每个滑轮重，用这个滑轮组把质量为的重物在内匀速提升，不计绳重和摩擦，下列说法中不正确的是(    ) A. 作用在绳自由端的拉力为 B. 重物的速度是 C. 绳子自由端移动的距离为 D. 绳子自由端的速度是 7.利用如图所示的杠杆将重为的物体缓慢匀速提高，手的拉力为，手移动的距离为。则杠杆的机械效率为(    ) A. B. C. D. 8.小刚用如图所示的滑轮组，将重为的物体匀速提升，已知动滑轮重，不计绳重和摩擦。下列说法正确的是(    ) A. 拉力为 B. 有用功为 C. 绳子自由端移动的距离为 D. 该滑轮组的机械效率为 二、填空题：本大题共6小题，共12分。 9.如图，用滑轮组将一重物竖直向上匀速提升，所用拉力，若该过程中滑轮组的机械效率为，则滑轮组对重物做的有用功为          。 10.如图所示，供轮椅上下的斜坡长，高。小明用的拉力平行于斜坡向上将重为的木箱从底端匀速拉到顶端。他所做的有用功为__________，斜坡的机械效率为__________精确到，木箱所受摩擦力的大小为__________。 11.在做“研究杠杆平衡条件”实验时，若在轻质“”形杠杆的点挂了个的钩码，如图所示，在另一侧的点挂____________个钩码，可以使杠杆水平平衡。 12.如图所示，物体和所受重力都是，若不计滑轮重、绳重和摩擦，当用力分别匀速提升物体和时，力__________，__________；若滑轮重均为不计绳重和摩擦，当用力分别匀速提升物体和时，力__________，__________；若物体被提升的高度均为，则力移动的距离为__________，力移动的距离为__________。 13.如图所示，滑轮组通过细绳悬挂在天花板上，工人用的力将重的物体匀速提升，用时，已知每个滑轮的重力相同，忽略绳重和摩擦，则动滑轮的重力为__________，天花板受到的定滑轮的拉力为__________。 14.如图所示，一根长的杠杆在水平位置平衡时，左右两端所挂物体受到的重力之比为，则力臂________。 三、作图题：本大题共2小题，共4分。 15.在如图所示杠杆的点，画出使杠杆在水平位置平衡时最小拉力的示意图及其力臂。 16.一个工人站在地面上，使用如图所示的滑轮组将重物从地面提升到楼顶，要求绳子的自由端要向下拉，请你用笔画线代替绳子，画出滑轮组最省力的绕绳方法。 四、实验探究题：本大题共3小题，共18分。 17.小阳小组的同学在做“探究杠杆的平衡条件”实验时提出了以下问题：杠杆处于平衡状态时，如果保持阻力和阻力臂不变，那么动力与动力臂有什么关系？接下来他们按照正确的实验步骤进行实验并记录数据如下表： 阻力臂  阻力 动力臂 动力 由数据可以归纳出动力与动力臂的关系为：当_________和_________一定时，_________与_________成_________比。 当动力臂时，_________。 18.在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，实验小组用如图所示的装置进行了实验，实验数据记录如表所示，第三次实验时的拉力如图所示。 实验次数 钩码所受的重力 钩码上升的高度 拉力 绳自由端移动的距离 机械效率 实验中应________拉动弹簧测力计使钩码上升。 表格中编号的数据应为________；编号的数据应为________。 比较实验数据可得出的实验结论是使用同样的滑轮组，________________________。 如果在第一次实验时，忽略绳重和摩擦，可以计算出动滑轮的重力为________。 19.小敏在利用斜面搬运物体的过程中，提出了一个问题：“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有没有关系？”针对这个问题，她通过在斜面上匀速直线拉动物体进行了实验探究如图所示，测得的实验数据如下表所示： 实验序号 斜面的倾斜程度 物体重力 物体上升高度 沿斜面拉力 物体移动距离 有用功 总功 机械效率 较缓 较陡 最陡 根据表中的数据可求出第次实验中斜面的机械效率是__________。 通过对上述实验数据的分析可知，斜面的省力情况与斜面倾斜程度的关系是：斜面越缓，越__________。 通过对上述实验数据的分析，对斜面机械效率的问题可获得的初步结论是：在其他条件不变的情况下，斜面越陡，其机械效率__________。 五、计算题：本大题共2小题，共16分。 20.如图所示，用拉力把重为的物体匀速提升，动滑轮重为，绳重和摩擦不计。问： 滑轮组的机械效率为多少？ 若物体重，动滑轮重，滑轮组的机械效率为多少？ 若动滑轮重，绳子能承受的最大拉力为，求滑轮组的最大机械效率？ 若动滑轮重，绳子能承受的最大拉力为，则滑轮组的最大机械效率为多少？ 在中，若拉力的功率为，则物体上升的速度是多少？ 21.如图所示，小龙用时将一箱子从斜面底端匀速推至顶端。已知他的推力功率为，斜面长，高，斜面的机械效率为。求整个过程中：取，不计空气阻力 小龙对箱子做的功； 小龙对箱子的推力； 箱子的质量； 箱子受到斜面的摩擦力。 答案和解析 1.【答案】  【解析】A、用园艺剪修枝过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A正确； B、用食品夹夹取食物过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故B错误； C、用天平称量过程中，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆，故C错误； D、用医用镊子夹取物品过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故D错误。 结合图片和生活经验，先判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆。 本题考查的是杠杆的分类，主要包括以下几种：省力杠杆，动力臂大于阻力臂；费力杠杆，动力臂小于阻力臂；等臂杠杆，动力臂等于阻力臂。 2.【答案】  【解析】略 3.【答案】  【解析】略 4.【答案】  【解析】解：我国空间站的机械臂，它类似于人的手臂，可以省距离，费力，属于费力杠杆。 A、筷子的动力臂比阻力臂短，属于费力杠杆，故A符合题意； B、动滑轮实质上是动力臂为阻力臂两倍的杠杆，省力费距离，故B不符合题意； C、天平本质上是等臂杠杆，既不省力也不省距离，故C不符合题意； D、瓶盖起子的动力臂比阻力臂长，属于省力杠杆费距离，故D不符合题意。 故选：。 动力臂比阻力臂长的杠杆是省力杠杆，省力杠杆费距离。 动力臂比阻力臂短的杠杆是费力杠杆，费力杠杆省距离。 动力臂和阻力臂相等的杠杆是等臂杠杆，等臂杠杆既不省力，也不省距离。 本题主要考查了杠杆的分类，知道省力杠杆和费力杠杆的特点及应用。 5.【答案】  【解析】设零件的重力为，为杠杆，拉力作用在中点，，根据杠杆平衡条件可得，；为滑轮组，动滑轮上有两根绳子承担物体的重力，，；为定滑轮，使用定滑轮不能省力，；为滑轮组，动滑轮上有三根绳子承担物体的重力，，，所以最小。 6.【答案】  【解析】解： A.重物的重， 由图可知，，不计绳重和摩擦，作用在绳自由端的拉力： ，故A正确； B.重物的速度：，故B正确； C.绳子自由端移动的距离：，故C正确； D.绳子自由端的速度：，故D错误。 故选：。 知道重物的质量，根据求出物重，由图可知滑轮组绳子的有效股数，不计绳重和摩擦，根据求出作用在绳自由端的拉力； 知道重物在内匀速提升的高度，根据求出重物的速度； 根据求出绳子自由端移动的距离； 利用求出绳子自由端的速度。 本题考查了重力公式和滑轮组绳子拉力公式以及速度公式的应用，明确滑轮组绳子的有效股数是关键。 7.【答案】  【解析】有用功，拉力所做的功杠杆的机械效率。故选C。 有用功，拉力所做的功杠杆的机械效率。故选C。 8.【答案】  【解析】解：、由图可知，；不计绳重和摩擦时，拉力，故A错误； B、拉力做的有用功：，故B错误； C、绳子自由端移动距离，故C错误； D、拉力做的总功：， 滑轮组的机械效率：，故D正确。 故选：。 图中使用的滑轮组承担物重的绳子股数，不计绳重和摩擦，利用求拉力大小； 根据求拉力做的有用功； 由图知，，则绳子自由端移动距离； 利用求拉力做的总功，利用机械效率的公式求滑轮组的机械效率。 本题考查了学生对有用功、总功、机械效率公式、滑轮组的理解和运用，本题关键是利用好不计绳重和摩擦时拉力。 9.【答案】  【解析】由图知，承担物重的绳子有段，即，绳子自由端移动的距离，拉力做的总功为：，由可得滑轮组对重物做的有用功为：。 10.【答案】      【解析】解：拉力做的有用功：； 拉力做的总功：， 斜坡的机械效率：； 拉力做的额外功：， 由可得，木箱受到的摩擦力： 。 故答案为：；；。 知道斜坡高、木箱重，利用求拉力做的有用功； 知道拉力大小、斜面长，利用求拉力做的总功；斜面的机械效率等于有用功与总功的比值； 利用求出额外功，再利用计算木箱受到的摩擦力大小。 本题考查了使用斜面时有用功、总功、额外功、机械效率的计算，计算时注意摩擦力不等于拉力，需要利用计算。 11.【答案】  【解析】略 12.【答案】  【解析】略 13.【答案】  【解析】略 14.【答案】  【解析】【分析】 本题考查了学生对杠杆平衡条件的掌握和运用，根据题意画出示意图帮助解题，可以减少失误． 已知重物的重力比，根据杠杆的平衡条件可求力臂之比；又知道杠杆总长，再求两力臂大小． 【解答】 如图所示， 杠杆平衡，， ：：：， ，。 15.【答案】解：由杠杆平衡条件可知，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小；图中支点在点，因此作为动力臂最长，由图知动力的方向应该向下，如下图所示：   【解析】力臂的概念：力臂是指从支点到力的作用线的距离； 杠杆平衡条件：动力动力臂阻力阻力臂，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小。 本题的解题关键是通过杠杆的平衡条件得出：在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小的结论。 16.【答案】如图所示   【解析】要使滑轮组最省力，则需要承担物重的绳子段数最多，所以要从动滑轮绕起，依次绕过中间的定滑轮、下面的动滑轮、上面的定滑轮。 要使滑轮组最省力，则需要承担物重的绳子段数最多，所以要从动滑轮绕起，依次绕过中间的定滑轮、下面的动滑轮、上面的定滑轮。 17.【答案】阻力；阻力臂；动力；动力臂；反   【解析】略 18.【答案】竖直向上匀速； ；； 提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高；  。  【解析】【分析】 实验中应竖直向上匀速拉动弹簧测力计使钩码上升； 由图知弹簧测力计的分度值，据此得出拉力大小； 根据求出第次实验的机械效率； 分析实验中相同量和不同量，得出机械效率与变化量的关系； 根据表中数据，求出第一次实验时做的的总功和有用功，从而得出额外功；因忽略绳重和摩擦，故所做额外功是克服动滑轮重力阻力所做的功，据此求出动滑轮的重力。 本题测量滑轮组的机械效率，考查注意事项、测力计读数、功和械效率计算、数据分析及控制变量法的运用。 【解答】 实验中应竖直向上匀速拉动弹簧测力计使钩码上升，此时系统处于平衡状态，测力计示数大小才等于拉力大小； 由图知，弹簧测力计的分度值为，拉力为； 第次实验的机械效率为：； 实验选用的同一滑轮组，动滑轮的重力不变，由表中实验数据分析可知，同一滑轮组提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高； 根据表中数据，在第一次实验做的总功： ， 做的有用功： ， 做的额外功： ， 因忽略绳重和摩擦，故所做额外功是克服动滑轮重力阻力所做的功，则动滑轮的重力为： 。 故答案为：竖直向上匀速； ；； 提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高；  。 19.【答案】  省力  越高  【解析】解：第次的有用功：， 机械效率：； 通过比较发现，实验中力最小，实验中力最大，而实验中斜面最缓，实验中斜面最陡，故可得：在粗糙程度一定时，斜面倾斜程度较缓较省力； 由数据分析可知，三次实验中，物体的重力相同，上升的高度不同，斜面的倾斜程度不同，斜面越陡，机械效率越高。 故答案为：；省力；越高。 根据算出有用功；由机械效率的计算式可求得机械效率； 通过分析表格可看出，实验中所用的力最小，而实验中斜面较缓； 通过比较三次实验可发现斜率与斜面倾斜程度的关系。 影响斜面机械效率的因素有：提升物体的重力、斜面的粗糙程度、斜面的倾斜程度，研究机械效率与其中某个因素的关系，采用控制变量法的思想。 20.【答案】解：滑轮组的机械效率；已知物重为，动滑轮重力为，不计绳重和摩擦，则滑轮组的效率为： ； 若物重为，，则滑轮组的效率为：； 若绳子能够承受的最大拉力为，则所能提升的物重为： ； 滑轮组的效率为：； 若绳子能承受的最大拉力，则所能提升的物重为：，则滑轮组的最大机械效率为： ； 当拉力的功率为，因为，由公式可得，所以 绳子移动的速度为：，绳移动的速度是物体上升速度的倍，所以物体上升的速度是 。   【解析】本题考查滑轮组机械效率的计算、功率的计算。已知滑轮组提升重物的重力，动滑轮的重力，不计绳重和摩擦，根据公式可求滑轮组的机械效率；再根据绳子能够承受的最大拉力和动滑轮的重力可求提升重物的最大重力，再一次利用公式求滑轮组的机械效率。利用求出绳子移动的速度，根据求出物体上升的速度。 21.【答案】小龙对箱子做的功； 小龙对箱子的推力； 整个过程中克服箱子的重力做的有用功，箱子的重力，箱子的质量； 整个过程中克服摩擦力做的额外功，箱子受到斜面的摩擦力。  【解析】略 第1页，共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$