第十一章 简单机械 章末检测练习——2024-2025学年沪科版物理八年级全一册

第十一章 简单机械 章末检测练习 一、选择题 1．如图所示，用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置，分别用 FA、FB匀速提升重力为GA、GB的A、B两个物体。物体提升相同高度，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是 （　　） A．若GA=GB，则甲的机械效率较高 B．若GA=GB，则乙的机械效率较高 C．若GA<GB，则甲的机械效率较高 D．若GA<GB，则乙的机械效率较高 2．强强爸爸帮朋友搬家，他用图中甲、乙所示的两套装置（每个滑轮的质量均相等，绳重和摩擦不计），分别将重力为500N的重物匀速提升相同高度h，若拉力竖直向上，则使用两套装置时不同的物理量是（　　） A．拉力大小 B．有用功 C．额外功 D．机械效率 3． 如下图所示，甲、乙两套装置所用的滑轮质量相等，用它们分别将相同质量的钩码匀速竖直提升，在相等时间内，绳端、移动相同的距离忽略绳重和摩擦，在此过程中，下列选项正确的是（　　） A．两钩码上升的速度相等 B．两滑轮组绳端的拉力相等 C．甲滑轮组的总功比乙少 D．两滑轮组的机械效率相等 4．如图所示，质量分布不均匀的木条AB重24N，A、B是木条两端，O、C是木条上的两个点，AO=BO，AC=OC，此时弹簧测力计乙的示数是18N。现移动弹簧测力计甲的位置从A点平移到C点，此时弹簧测力计甲的示数是（　　） A．18N B．16N C．12N D．8N 5．如图所示，用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置，分别用拉力、在相同时间内将重为、的两个物体匀速提升相同高度，拉力的功率为、，绳子自由端移动的距离为、，不计绳重和摩擦，下列推理中正确的是（　　） A．若，则 B．若，则 C．若，则 D．若，则 6．如图所示的各种情况中，用同样大小的力将重物匀速提升，不计绳与滑轮自重、不计摩擦，物重最大的是（　　） A． B． C． D． 7．用如图所示的滑轮组，把重1200N的货物在4s内匀速提高2m，每个滑轮重为300N，不计摩擦及绳重。下列说法正确的是（　　） A．所做的有用功为2400J B．拉力F大小为750N C．拉力F的功率为750W D．滑轮组的机械效率为80% 8．如图所示，斜面长 10m，高 4m 。用平行于斜面 F ＝50N 的拉力，将重 100N 的物体，从斜面的底端匀速拉到顶端 。在此过程中 ，下列说法正确的是 （　　） A．利用此装置既可以省力 ，也可以省功 B．该斜面的机械效率为 80% C．物体受到的摩擦力为 50N D．对物体所做的有用功为 500J 9．下列选项中的图所示的用具中，属于费力杠杆的是（　　） A．食品夹 B．瓶盖起子 C．钳子 D．核桃夹子 二、填空题 10．如图所示，轻质杠杆OA中点悬挂一重G=60N的物体，在A端施加一竖直向上的力F，杠杆在水平位置平衡，则F=　 　N；保持F的方向不变，将杠杆从A位置匀速提到B位置的过程中，力F将　 　（填“变大”、“不变”或“变小”）。 11．为提升人民生活幸福指数，宜昌市政府陆续对老旧小区进行改造，如图所示，工人利用滑轮组将质量为57kg的建筑材料匀速提升6m，动滑轮的质量为3kg，忽略绳重和摩擦，则工人拉力做的功为　 　 J，使用滑轮组提升重物的机械效率为　 　 。 12．小明家在装修，为了帮爸爸把质量100kg的木箱搬到1m高的卡车车厢里，他将一块5m长的木板搁在地面与车厢之间构成一个斜面，然后站在车上用400N的拉力将木箱从斜面底端匀速拉到车厢里，如图所示。则小明需要做功　 　J，斜面的机械效率为　 　%，木箱受到的摩擦力为　 　N。 13．动滑轮相当于　 　杠杆（选填“省力”“费力”或“等臂”），定滑轮和动滑轮组合起来叫滑轮组，小明用如图所示的滑轮组把重为160N的物体匀速提起，动滑轮重40N，他所用的拉力为　 　N，该滑轮组的机械效率为　 　（不计绳重及摩擦）． 14．如图所示一长方体质量分布均匀的木箱，其质量为100kg，已知AB=CD=60cm，AC=BD=80cm，若想在图中A点用最小力推翻木箱，则F=　 　N。 15． 如图，斜面长，高。用弹簧测力计拉着6N重的物体沿斜面方向匀速运动，弹簧测力计的示数为2.5N。在此过程中，拉力做的有用功是 　 　 J，总功为　 　 J，额外功为　 　J，物体受到的支持力做功为　 　J。对上述数据进行分析可以得出：使用斜面　 　（“能”或“不能”）省功。 16．如图所示，工人利用动滑轮将沙匀速向上提升2m，已知沙重184N，动滑轮重6N，桶重10N，绳重和摩擦均不计．则拉力的大小是　 　N，此时该装置的机械效率是　 　． 17．工人师傅用动滑轮将重为600N的木箱吊到6m高的阳台上，至少要用　 　N的力，若实际所用的拉力为320N，不计摩擦，动滑轮的重为　 　N，工人至少应将绳子拉上　 　m。 18．如图所示，甲图中测力计示数为2N，乙图中测力计示数为1.2N，均将相同的钩码缓慢提升1m。乙图中拉力所做的功为　 　 J。通过分析可初步得出：使用动滑轮　 　 省力，　 　 （均选填“能”或“不能”）省功。 三、实验探究题 19．如图所示是“探究杠杆平衡条件”的实验。 （1）实验前没挂钩码时，杠杆在如图甲所示的位置保持静止不动，此时杠杆处于　 　（填“平衡”或“非平衡”）状态；若要使其水平平衡，应向　 　（填“左”或“右”）调节平衡螺母； （2）小亮想用弹簧测力计和钩码进行实验，设计实验时提出了两种方案：第一种按图乙进行实验，第二种按图丙进行实验。你认为第　 　种实验方案更好，原因是　 　。乙和丙两图中杠杆水平平衡，此时弹簧测力计示数较大的是图　 　； （3）实验结束后，小明提出了新的探究问题：“若支点不在杠杆的中点，杠杆的平衡条件是否仍然成立？”于是小组同学利用如图丁所示装置进行探究，发现在杠杆O点左侧的不同位置，用弹簧测力计竖直向上拉使杠杆处于水平平衡状态时，测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符，其原因是　 　。 20．小明利用一根米尺、铁架台、钩码若干（每个重1N）和弹簧测力计（0~5N），进行杠杆平衡的探究实验，步骤如下： （1）用一根细绳将米尺悬挂在铁架台上，待米尺静止后如图甲所示，需要将悬挂点的位置向　 　方微调，使米尺达到水平平衡，然后在悬点的正上方钻孔后固定在铁架台上； （2）小明用校零后的测力计在如图乙所示的A位置施加竖直向下的拉力，使杠杆在水平位置平衡，测力计示数如图所示，　 　，则B点悬挂的钩码数量为　 　个； （3）他将测力计量新校零后，挂在C点，用测力计将杠杆拉至如图丙所示的位置平衡，测力计与杠杆垂直，此时测力计示数为，则　 　。 四、计算题 21．用如图所示的滑轮组将重500N的物体匀速提升2m所用的时间为6s，所用的拉力F为200N，(不计绳重及摩擦)求： （1）画出物体所受重力的示意图； （2）拉力做功的功率； （3）滑轮组的机械效率。 22．如图所示，是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图。已知井深9m，物体重1600N，动滑轮重400N，汽车提供的最大动力为2000N，与汽车相连的绳子能承受的最大拉力为3000N（不计汽车所受的摩擦阻力、绳重及滑轮组的摩擦），若重物以的速度匀速上升时，求： （1）将物体由井底拉至井口需要的时间； （2）滑轮组提升重物的机械效率； （3）求整个装置工作时最大的机械效率是多少。（保留到小数点后一位） 答案解析部分 1．【答案】D 2．【答案】A 3．【答案】D 【解析】【解答】 A：甲装置动滑轮和钩码由两股绳子承担，故绳子自由端的速度为动滑轮速度的两倍，乙装置动滑轮和钩码由三股绳子承担，故绳子自由端的速度为动滑轮速度的三倍，故甲钩码上升的速度比乙钩码大，故A错误； B：甲装置动滑轮和钩码由两股绳子承担，故绳子自由端的力为总重的二分之一，乙装置动滑轮和钩码由三股绳子承担，故绳子自由端的力为总重的三分之一，故甲的拉力比乙大，故B错误； C：甲装置绳子自由端的力大于乙装置，两绳子自由端移动距离相同，所以甲做功更多，故C错误； D：设甲装置钩码的重力为G，上升距离为hA，则有用功W有=GhA，额外功W额=G动hA，则机械效率，同理乙装置的机械效率也是，故两滑轮组的机械效率相等。 故答案为：D。 【分析】 ①使用滑轮组时，重物和动滑轮的总重由几股绳子承担，提起重物所用的力就是总重的几分之一，绳子自由端的运动速度就是动滑轮的几倍，绳子自由端的移动距离就是动滑轮的几倍。 ②用滑轮组提升重物时，若不考虑绳重和摩擦，则机械效率为。 4．【答案】D 【解析】【解答】在如图所示情况下，根据竖直方向上力的平衡可知 即 以B点为支点，根据杠杆平衡条件可知 则 移动弹簧测力计甲的位置从A点平移到C点后，仍以B点为支点，根据杠杆平衡条件可知 则 故答案为：D。 【分析】杠杆处于平衡状态，结合动力、动力臂、阻力、阻力臂，利用杠杆的平衡条件分析求解即可。 5．【答案】D 6．【答案】C 7．【答案】A,C,D 8．【答案】B 【解析】【解答】A、斜面可以省力，任何机械都不能省功，故A错误。 B、D、对物体做的有用功为 ，总功为机械效率为，故B正确，D错误。 C、额外功为，则摩擦力大小为，故C错误。 故答案为：B。 【分析】任何机械都不能省功，总功等于有用功和额外功的和，利用求出机械效率即可。 9．【答案】A 【解析】【解答】解：A、食品夹的动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故A正确； B、瓶盖起子动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B错误； C、钳子的动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C错误； D、核桃夹的动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D错误； 故选A． 【分析】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． 10．【答案】30；不变 11．【答案】3600； 12．【答案】2000；50；200 【解析】【解答】拉力做的总功W总=FS=400N×5m=2000J 即小明需要做功2000J。 木箱的重力G=mg=100kg×10N/kg=1000N 工人师傅对木箱做的有用功W有用=Gh=1000N×1m=1000J 斜面的机械效率η= = ×100%=50% 即斜面的机械效率为50%。 克服摩擦力所做的额外功W额= W总− W有用=2000J−1000J=1000J 由W额=fs可得，物体和斜面之间的摩擦力f= = =200N 即木箱受到的摩擦力为200N。 【分析】根据拉力和距离的乘积计算做功多少；利用质量计算重力，结合重力和高度的乘积计算有用功，利用总功和有用功的差计算额外功，结合功和距离可以计算摩擦力。 13．【答案】省力；100；80% 【解析】【解答】解：动滑轮相当于一省力杠杆；由图通过动滑轮绳子的段数n=2，不计绳重和摩擦，绳子自由端的拉力： F= =100N； 滑轮组的机械效率： η= ×100%=80%． 故答案为：省力；100；80%． 【分析】本题考查了学生对滑轮组的理解和掌握，动滑轮相当于一省力杠杆，滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比，理解公式中各物理量的含义是解题的关键. 14．【答案】300 【解析】【解答】想在图中A点用最小力推翻木箱，阻力的大小已经确定，则需要找力臂最长，才能最省力，而以D为支点，动力臂最长，此时根据勾股定理可知，AD为100cm，最长的动力臂为100cm，O为重心，阻力臂为支点D到重力作用线的距离，为CD的一半，即为30cm，故最小动力为 故最小的动力为300N。 【分析】在阻力和阻力臂不变的情况下，动力臂越大，根据杠杆的平衡条件可知，动力是最小的，再利用杠杆平衡条件计算该力的大小。 15．【答案】1.2；1.5；0.3；0；不能 【解析】【解答】 使用任何机械都不省功，故使用斜面也不省功 【分析】（1）在求斜面机械效率时克服重力做的功为有用功，拉力做的工为总功，其额外功等于总功减去有用功。 （2）支持力垂直斜面，而移动的距离是平行斜面，支持力与距离垂直，所以支持力不做功。 （3）使用任何机械都不省功，所以使用斜面也不省功 16．【答案】100；92% 【解析】【解答】由图示可知，此机械为动滑轮，由两段绳子承担重物，所以拉力等于总物重的二分之一，总物重为184N+6N+10N=200N，所以可知拉力应为100N，该装置的机械效率是G沙/2F=184N/200N=92%. 故答案为：100；92% 【分析】动滑轮可省一半的力，拉力等于物重和滑轮总重的一半；理解滑轮组的工作特点是解题的关键. 17．【答案】300；40；12 18．【答案】2.4；能；不能 19．【答案】（1）平衡；右 （2）二；拉力与杠杆不垂直，拉力的力臂就不与杠杆重合了，是支点到拉力的垂线段，难以测量拉力的力臂，第二种按图丙进行实验时，拉力与杠杆垂直，拉力的力臂与杠杆重合了，可以直接在杠杆上测量拉力的力臂；乙 （3）杠杆自重对杠杆平衡有影响 【解析】【解答】（1）杠杆在如图甲所示的位置保持静止不动，则杠杆的运动状态没有改变，故杠杆处于平衡状态。 如图甲所示杠杆左低右高，表明左重右轻，故平衡螺母应向右调节，直到杠杆在水平位置平衡。 （2）第一种按图乙进行实验时，拉力与杠杆不垂直，拉力的力臂就不与杠杆重合了，是支点到拉力的垂线段，难以测量拉力的力臂，第二种按图丙进行实验时，拉力与杠杆垂直，拉力的力臂与杠杆重合了，可以直接在杠杆上测量拉力的力臂。故第二种方案好。 图丙中，拉力与杠杆垂直，力臂为OB，乙图中，拉力与杠杆不垂直，则是支点到拉力的垂线段，即以OB为斜边的直角三角形的直角边，根据直角三角形边的关系，图丙中拉力力臂大于图乙中拉力的力臂，由杠杆平衡条件，图乙中拉力要大一些。 （3）若支点在杠杆的中点处，杠杆的重心刚好在支点处，重力的力臂为0，杠杆自重对杠杆平衡没有影响，反之如果不在支点处，杠杆自重对杠杆平衡有影响，所以测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符。 【分析】（1）杠杆右端下沉，说明杠杆的重心在支点右侧，调节平衡螺母应使杠杆重心左移，这一调节过程的目的是为了使杠杆的自重对杠杆平衡不产生影响；杠杆在水平位置平衡时，力的方向与杠杆垂直，力臂的长度可以直接从杠杆上读出来。 （2）实验时，如果只用一组数据得到结论，偶然性太大，因此应获取多组实验数据归纳出物理规律。 （3）图丁中，支点位于动力和阻力的右侧，弹簧测力计不但提了钩码，而且还提了杠杆，杠杆的重力对杠杆转动产生了影响。 20．【答案】（1）左 （2）2；3 （3）< 21．【答案】（1） （2）200W （3）83.3% 【解析】【解答】(1)从物体的重心沿竖直向下的方向画一条带箭头的线段，符号用G表示，并表示出重力的大小，如图所示： (2)由图可知n= 3，绳子自由端移动的距离，拉力做的总功： 拉力做功的功率： (3)滑轮组的机械效率： 【分析】 (1)重力的方向总是竖直向下的、重力的作用点在物体的重心，从重心沿竖直向下的方向画一带箭头的线段，表示重力的大小、方向； (2)由图可知n = 3，绳子自由端移动的距离s = nh，利用W总= Fs求拉力做的总功，利用求拉力做功的功率； (3)利用求滑轮组的机械效率。 22．【答案】（1）9s；（2）80%；（3）93.3% 1 学科网（北京）股份有限公司 $$