第十二章简单机械同步练习----2024-2025学年人教版物理八年级下册

第十二章简单机械同步练习 一、单选题 1．聚餐时使用公筷公勺逐渐成为人们的共识，使用筷子夹菜时，筷子可看作杠杆。下列生活用具与筷子属于同类杠杆的是（   ） A．托盘天平 B．开瓶器 C．铁皮剪刀 D．镊子 2．A、B两种实心物体的质量与体积的关系如图甲所示，它们的体积相等，如图乙所示，将它们悬挂于滑轮组下。若动滑轮下悬挂1个A物体，要使它们处于静止状态，则虚线框内悬挂B物体的个数是（不计绳重、摩擦和滑轮的自重）（    ） A．1 B．2 C．3 D．4 3．如图所示，已知F=20N，若不计动滑轮重力和摩擦，提起的重物G为（　　） A．10N B．20N C．40N D．60N 4．如下图所示，用一根绳子绕过定滑轮，一端拴在钩码上，手执另一端，分别用力、、匀速拉起钩码。忽略绳子与滑轮间的摩擦，下列说法正确的是（   ） A．、、的大小相等 B．最大 C．最大 D．最大 5．在对河道进行清淤工作时，利用如图所示的起重机将较重的挖掘机放入河道内。工作时，下列操作可能造成起重机侧翻的是（　　） A．放长吊绳 B．缩短吊绳 C．伸长吊臂 D．缩短吊臂 6．如图所示，翘起部分是为拔出图钉而预留的施力空间。图钉作为杠杆，其支点是（   ） A．A点 B．B点 C．C点 D．D点 7．如图所示，物体A、B的重分别为40N、20N，动滑轮重为10N，此时物体A在水平面上向右以2m/s做匀速直线运动，则下列说法正确的是（绳子和滑轮间的摩擦不计）（　　） A．A物体所受摩擦力方向水平向左大小为10N B．B物体下落速度为1m/s C．若用力F向左拉物体A，使物体A向左做匀速直线运动，所需力的大小为15N D．若用F＝15N向左拉物体A，可以使物体A向左做加速直线运动 8．为了赶在雨季之前给住在山区的奶奶的房屋做一次维修，爸爸专门请了一个小型施工队。这个施工队利用3个相同的滑轮组成滑轮组将材料运送到高处，滑轮组的结构如下图所示。已知每个滑轮重50N，绳子能够承受的最大拉力是500N，忽略绳重和摩擦。用此滑轮组提升材料，下列说法错误的是（　　） A．滑轮a是定滑轮，可以改变力的方向，但不省力 B．滑轮b是动滑轮，使用时可以省力 C．工人每次将材料匀速提起，需要施加大小等于材料和动滑轮总重力的一半的力 D．工人以0.2m/s的速度拉绳子时，材料上升的速度为0.4m/s 9．如图两个装置的各滑轮完全相同，分别匀速竖直提升质量相同的钩码，相等时间内绳端A、B移动距离相等，不计绳重及摩擦。提升过程中（　　） A．两装置做的额外功相等 B．两钩码上升的速度相等 C．两装置的机械效率相等 D．用甲装置做的总功较少 10．在跨学科实践活动中，小明设计了如图所示的组合机械模型。推动硬棒CD或EF，使它们在水平面内绕轴O转动，即可将绳逐渐绕到轴O上，提升重物G。下列说法正确的是（　　） A．硬棒CD是费力杠杆 B．滑轮B能改变施力的大小 C．工作中轴O上绕进的绳长大于重物上升的高度 D．该组合机械既可以省力，又可以改变力的方向 二、填空题 11．如图所示，在斜面上，将质量为2kg的物块由斜面底端匀速拉到顶端，拉力大小为8N，斜面长1.2m，高0.3m，斜面的机械效率为 ，物块与斜面间的摩擦力为 N，在其它条件一定时，斜面变陡，机械效率 （选填“增大”、“不变”或“减小”）。（g取10N/kg） 12．如图所示的是某垃圾桶上两个杠杆组合的示意图。由图可知，桶中有两个杠杆在起作用，以E为支点的杠杆是 （选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆，以 （填字母）为支点的杠杆是费力杠杆。 13．如图所示，用120N的力F拉着物体A以2m/s的速度在水平方向上匀速前进，若物体A受到的摩擦力是20N，则物体B受到的摩擦力是 N，物体B的速度是 m/s。（不考虑绳子与滑轮之间的摩擦）。 14．如图所示为等刻度轻质杠杆，A处挂4N的物体，若使杠杆在水平位置平衡，则应在B处施加的力方向向 （选填“上”或“下”）， 大小为 N。 15．如图所示，两种不同提升重为10N物体的方法。其中属于图甲是一个 轮。如果两者都不计摩擦的大小，则F1大小为 N，F2大小为 N。 三、作图题 16．在图中画出杠杆的阻力臂l，并在A点画出使杠杆静止在图示位置的最小力F； 四、实验题 17．小文为探究滑轮组的机械效率设计了如图甲所示的创新实验装置，整个装置固定在带有刻度的支撑背景板上，带绕线轮的电机可通过转动拉起重物，压力传感器可测出绳子自由端拉力。 不同物重对应的滑轮组机械效率实验数据 组别 绳子承担物重段数 G物/N F/N W总/J η 1 n＝3 1.96 0.80 0.120 ▲ 2 3.92 1.51 0.227 86.5% 3 5.88 2.20 0.330 89.1% 4 n＝4 1.96 0.63 0.126 77.8% 5 3.92 1.22 0.244 80.3% 6 5.88 1.75 0.350 84.0% 实验步骤：①在动滑轮下方挂上钩码，记录重力G物，标记物体的位置； ②闭合电机开关，匀速提升重物0.05m，断开开关，记录拉力F和绳子自由端移动的距离s； ③分别改变G物和滑轮组绕线方式（使承担物重绳子段数n不同），重复以上操作，并记录数据结果如表格所示； (1)请将表格中的数据补充完整 ；（计算结果保留到0.1%） (2)根据表中数据可得出的结论是 ； (3)与课本装置（如图乙）相比，该创新实验装置的优点是： 。（写出两点） 18．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)调节平衡螺母，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)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。杠杆平衡后，若在A和B处再各加挂一个同样的钩码，则杠杆 （选填“左端下沉”“右端下沉”或“依旧平衡”）。 五、计算题 19．如下图所示，重500N的工人师傅用120N的拉力，使重力为300N的物体以0.2m/s的速度匀速提升。（不计绳重及摩擦） (1)求5s内绳子自由端移动的距离； (2)求动滑轮的重力； (3)若绳子所能承受的最大拉力为600N，则工人师傅所能提起的最大物重是多少牛？ 20．如图所示是一种装有两条履带的起重机，质量为7000kg。起重机能够在土质松软的工地上施工，在疫情防控期间快速建造临时医院发挥了积极作用。求： （1）若某次起吊时，将质量为600kg的货物以1m/s的速度匀速拉起，发动机输出功率为20kW，则本次起吊的机械效率为多少？ （2）如果起重机的重心在履带的正中，在如图所示状态下起吊保证不倾倒的情况下可以起吊货物的最大质量为多少？ 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D B C A C C B D C D 1．D 【详解】使用筷子夹菜时，动力臂小于阻力臂，费力但可以省距离，属于费力杠杆。 A．托盘天平两力臂相同，不省力也不费力，属于等臂杠杆，故A不符合题意； BC．开瓶器和铁皮剪刀使用时，动力臂大于阻力臂，可以省力，属于省力杠杆，故BC不符合题意； D．镊子使用时，动力臂小于阻力臂，费力但可以省距离，属于费力杠杆，故D符合题意。 故选D。 2．B 【详解】根据图甲分别算出二者密度，，当它们的体积相等时二者重力之比为，滑轮组中同一绳子拉力相等，故， 则虚线框内悬挂B物体的个数是2。故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 3．C 【详解】由图可知，承担重物的绳子股数n=2，不计动滑轮重力和摩擦，绳端的拉力，则提起的重物的重力为 G=nF=2×20N=40N 故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 4．A 【详解】由图可知，图中滑轮是定滑轮，定滑轮不能省力，忽略绳子与滑轮的摩擦，所以F1、F2、F3都与物体重力相等，所以三种拉法所用拉力一样大，故BCD错误，故A正确。 故选A。 5．C 【详解】AB．开始时杠杆平衡，根据杠杆平衡条件可知，动力乘动力臂等于阻力乘阻力臂；当放长或缩短吊绳，阻力与阻力臂均不变，动力与动力臂也不变，因此不会侧翻，故AB不符合题意； C．当伸长吊臂时，阻力不变，阻力臂变长，阻力与阻力臂乘积变大，动力和动力臂都不变，动力乘动力臂大于阻力乘阻力臂，起重机容易倾翻，故C符合题意； D．当缩短吊臂时，阻力不变，阻力臂变短，阻力与阻力臂乘积变小，动力和动力臂都不变，动力乘动力臂小于阻力乘阻力臂， 因此不会侧翻，故D不符合题意。 故选C。 6．C 【详解】这个装置的目的是为了能把图钉拔出来，该图钉的工作过程是：用力向上撬杠杆的A点，设备绕着C点转动，使图钉被拔出，由此可知C点是支点。故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 7．B 【详解】A．由图知，动滑轮上有2段绳子承担物重，所以 由物体间力的作用是相互的规律可知，物体A受到的拉力为 FA'＝FA＝15N 此时物体A在水平面上向右做匀速直线运动，则物体A受到的摩擦力为 f＝FA'＝15N 故A错误； B．由v绳＝2v动可知，B物体下落速度为 故B正确； CD．当物体A向左运动时，由于物体A对水平面的压力和接触面的粗糙程度均不变，则物体A受到的滑动摩擦力大小不变，方向水平向右。若要使物体A向左做匀速直线运动，则向左拉物体A的力 F＝f+FA'＝15N+15N＝30N 则要使物体A向左做加速直线运动，由二力平衡的知识可知，向左拉物体A的力F拉＞30N，故CD错误。 故选B。 8．D 【详解】A．在使用时，轴的位置固定不动的滑轮叫做定滑轮。滑轮a是定滑轮，可改变力的方向，但不省力，故A正确，不符合题意； B．轴的位置随被拉物体一起运动的滑轮称为动滑轮。滑轮b是动滑轮，使用时省力，但费距离，故B正确，不符合题意； C．由于滑轮组中有一个动滑轮b，承担物重的绳子股数为2，在忽略绳重和摩擦时，每次将材料提起，需要施加材料和动滑轮总重的一半的力，故C正确，不符合题意； D．动滑轮b上有两股绳，工人以0.2m/s的速度拉绳子时，材料上升的速度应该是 故D错误，符合题意。 故选D。 9．C 【详解】A．甲中绳子有效股数为2股，乙中有效股数为3股，额外功指的是克服动滑轮重力所做的功，相等时间内绳端A、B移动距离相等，说明甲中动滑轮上升的高度更高，由可知，甲做的额外功更多，故A不符合题意； B．在相同时间内甲中钩码上升的高度更高，由可知，甲钩码上升的速度更快，故B不符合题意； C．机械效率 可知，机械效率与绳子股数以及绳子移动距离无关，两个装置物体和滑轮重力都相同，所以机械效率相同，故C符合题意； D．甲中拉力为 乙中拉力为 甲的拉力大于乙的拉力，甲乙绳子移动的距离相等，由可知，甲做的总功更多，故D不符合题意。 故选C。 10．D 【详解】A．推动硬棒CD，使它们在水平面内绕轴O转动，支点在O点，阻力作用在轴上，则动力臂大于阻力臂，所以硬棒CD属于省力杠杆，故A错误； B．滑轮B是定滑轮，不能改变力的大小，只能改变力的方向，故B错误； CD．在重物上升的过程中，A、B都是定滑轮，使用时不能省力，也不费距离，所以轴O上增加的绳长等于重物上升的高度，故C错误。 D．两个定滑轮不能省力，左侧机械是一个轮轴，人的动力施加在轮上，可以省力，人水平推动硬棒，重物即可上升，所以，改变了力的方向，故D正确。 故选D。 11． 62.5% 3 增大 【详解】[1]将质量为2kg的物块由斜面底端匀速拉到顶端，拉力大小为8N，斜面长1.2m，高0.3m，所做的有用功为 W有=Gh=mgh=2kg×10N/kg×0.3m=6J 拉力做的总功为 W总=Fs=8N×1.2m=9.6J 机械效率为 [2]额外功为 W额=W总-W有=9.6J-6J=3.6J 由W额=fs得，摩擦力为 [3]当斜面变陡，摩擦力将变小，所做额外功变小，所以机械效率增大。 12． 省力 C 【详解】[1]以E为支点的杠杆，在使用时动力臂大于阻力臂，根据杠杆的平衡条件可知，动力小于阻力，是省力杠杆。 [2]图中ABC是杠杆，支点是C点，在使用时动力臂小于阻力臂，根据杠杆平衡条件可知，动力大于阻力为费力杠杆，因此以C为支点的杠杆是费力杠杆。 13． 50 4 【详解】[1]由图得，采用的滑轮为动滑轮，不考虑绳子与滑轮之间的摩擦，则 则 [2]物体B的速度是 14． 上 2 【详解】[1][2]设每一小格的长度为1，O为支点，在A点为物体的重力，为阻力，方向竖直向下，OA为阻力臂，长为2，在B点施加的力为动力，OB为阻力臂，长为4，根据杠杆平衡条件可知，在B处施加的力为 解得在B处施加的力大小为2N，方向向上。 15． 定滑 10 5 【详解】[1]由图可知，图甲的滑轮，轴固定不动，因此属于定滑轮；图乙的滑轮，滑轮随重物一起移动，因此属于动滑轮。 [2]定滑轮的特点是只能改变力的方向，不能省力，因此F1大小等于物体的重，为10N。 [3]动滑轮在使用时 ，相当于动力臂是阻力臂二倍的省力杠杆，可以省一半力，因此F2大小为 16． 【详解】由图可知，O为支点，重物向下拉杠杆的力为阻力，则过支点做阻力作用线的垂线段即为阻力臂l；；由杠杆平衡条件可知，在阻力、阻力臂一定时，动力臂越大，动力越小。最小力F作用在A点，当OA为F的力臂时，力臂最长，此时力F最小，且F的方向垂直杠杆向上，从A点垂直OA向上画出F的示意图，如图所示： 17．(1)81.7% (2)滑轮组机械效率与承担物重绳子段数及提升物体重力有关，承担物重绳子段数越少，提升物重越重，滑轮组机械效率越大 (3)见解析 【详解】（1）第一次实验中，滑轮组机械效率为 （2）由1、2、3或4、5、6可知，同一滑轮组，提升重物越重，机械效率越高；由1、4或2、5或3、6可知，提升物重相同时，绳子受力段数越少，机械效率越高；综合得出：滑轮组机械效率与承担物重绳子段数及提升物体重力有关，承担物重绳子段数越少，提升物重越重，滑轮组机械效率越大。 （3）与课本装置（如图乙）相比，该创新实验装置的优点是：板上有刻度，方便直接读出物体升高高度；电机可匀速提升物体；力传感器可精确测出拉力大小且读数方便。 18．(1)力臂的大小 (2) 2 右端下沉 【详解】（1）调节平衡螺母，将没挂钩码的杠杆调节至水平位置平衡，如图甲所示，此时力臂与杠杆重合，便于直接在杠杆上读出力臂的大小，方便测量力臂。 （2）[1][2]设每个钩码重力为，杠杆上一格的长度为，根据杠杆平衡条件则有 解得，即应在B处挂2个钩码，才能使杠杆在水平位置保持平衡；杠杆平衡后，若在A和B处再各加挂一个同样的钩码，则杠杆左端为，右端为，，所以右端下沉。 19．(1)3m (2)60N (3)1440N 【详解】（1）5s内物体移动的高度h=vt=0.2m/s×5s=1m 动滑轮上有3股绳，绳子自由端移动的距离s=nh=3×1m=3m （2）由图可知，动滑轮上有3股绳，用120N的拉力拉300N的物体，则动滑轮重力 （3）因为工人师傅体重为500N，绳子所能承受的最大拉力为600N，则工人师傅所能提起的最大物重 20．（1）30%；（2）7000kg 【详解】解：（1）将货物匀速拉起，拉力等于货物的重力，拉起货物的功率 P有=Fv=Gv=mgv=600kg×10N/kg×1m/s=6000W 本次起吊的机械效率 （2）由图示知，吊起货物时，起重机相当于杠杆，阻力臂 l2=×6m=3m 据杠杆平衡条件得 m货gl1=m机gl2 即 m货×3m=7000kg×3m 解得起重机可以起吊货物的最大质量 m2=7000kg 答：（1）本次起吊的机械效率为30%； （2）保证不倾倒的情况下可以起吊货物的最大质量7000kg。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$