第十一章简单机械单元练习----2024-2025学年沪科版物理八年级下学期

第十一章简单机械单元练习 一、单选题 1．如图所示，下列工具在使用中费力的是（　　） A．筷子 B．瓶盖起子 C．钢丝钳 D．刹车把手 2．如图所示，在“探究动滑轮工作特点”的实验中，滑轮第一次受到的作用，第二次受到竖直向上的作用，物体都被匀速向上提起。已知物体的重力为，若不计摩擦和绳重，则下列说法正确的是（   ） A．该实验中，需要测量的物理量只有物重和弹簧测力计示数F B． C．的力臂大小为2r D． 3．如图所示小明组装了甲、乙两种滑轮，用来提升同一物体，（不计绳重、轮重和摩擦），要使物体竖直匀速提升。下列说法中正确的是（    ） A．,并向上移动 B．,并向上移动 C．,并向上移动 D．,并向上移动 4．如图所示的是研究定滑轮和动滑轮特点的装置图。下列说法正确的是（   ） A．使用定滑轮能够省力 B．使用动滑轮能够省距离 C．使用定滑轮能够改变力的方向 D．使用动滑轮既能省力也能省距离 5．用不可伸长的轻绳按图甲、乙两种方式将重力为10N的物体匀速提升10cm。下列说法正确的是（   ） A．一定为10N B．一定小于10N C．图甲中绳子自由端移动10cm D．图乙中绳子自由端移动5cm 6．如图甲所示，工作人员正在组装神舟飞船。用图乙所示的电动滑轮将质量为2吨的飞船部件在10s内匀速提升2m，电动滑轮的机械效率为80%（g取10N/kg），以下分析正确的是（　　） A．电动滑轮的总功为5×104J B．飞船部件的重力为2×103N C．绳子自由端移动的距离为2m D．电动滑轮的功率为5×104W 7．关于杠杆，下列说法正确的是（　　） A．杠杆一定是一根直的硬棒 B．杠杆一端转动的点，叫做支点 C．力臂可能在杠杆上也可能不在杠杆上 D．杠杆上的动力一定与杠杆的阻力方向相反 8．某滑轮组（不计绳重、摩擦和滑轮重力）如图所示，用力F向下拉动滑轮可以把的物体匀速提升，则F的大小是（   ） A．300N B．200N C．100N D．400N 9．小明用两个相同的滑轮，组成不同的滑轮组（如图），分别将同一物体以相同匀速提高到相同高度（忽略绳重及摩擦），下列关系正确的是（　　） A． B． C． D． 10．工人用相同且较轻的滑轮以如图所示的甲、乙两种方式把同一重物竖直匀速提升相同高度。若不计绳重、滑轮重、摩擦和空气阻力，则下列说法正确的是（   ） A．甲方式中工人所用拉力等于乙方式中工人所用拉力 B．甲方式中工人所用拉力小于乙方式中工人所用拉力 C．甲方式中绳端移动的距离比乙方式中绳端移动的距离小 D．提升重物过程中，甲、乙方式中工人对地面的压力都减小 二、填空题 11．生活中的许多现象都与我们所学的物理知识有关。小华发现，如图甲所示的水龙头很难徒手拧开，但插上如图乙所示的钥匙后（如图丙所示），水龙头就容易拧开。则此钥匙相当于一个 （选填“滑轮”“滑轮组”或“轮轴”）。这属于 （选填“省力”或“费力”）机械。 12．如图所示，O点为杠杆的支点（转轴），F为作用在A端的力。图中的虚线OA沿杆的方向，AB沿力F的方向，OB与AB垂直，其中表示力F的力臂的是 （选填“OA”“AB”或“OB”）。 13．如图所示，工人师傅用一个滑轮将重400N的重物从地面吊到8m高的阳台上，这种滑轮 （选填“能”或“不能”）改变施力方向。不计摩擦和绳重，若滑轮重60N，则工人至少要用 N的拉力才能拉起重物。吊到阳台时，绳端移动了 m。 14．使用滑轮组时，直接承担物重的绳子段数为n。若n为偶数，则绳子的固定端挂在 滑轮上；若n为奇数，则绳子的固定端挂在 滑轮上。（均选填“定”或“动”） 15．在均匀直尺的中央挖一个小凹槽，把一个薄金属片的一端插入橡皮中，另一端支在直尺的凹槽内制成一个简易“天平”。静止时直尺水平平衡。在直尺的两侧各放一个相同的小盘，在小盘中倒入质量不等的大米和小米，调整小盘在直尺上的位置，使直尺再次水平平衡，如图所示。由图可知，大米的质量 （选填“大于”或“小于”）小米的质量。现向左盘中再加入少量大米，写出一种能够使直尺恢复水平平衡的方法： 。 三、作图题 16．用如图所示的滑轮组将水桶匀速提升，请画出连接滑轮组最省力的绕法。 四、实验题 17．如图所示，小勇利用铁架台，带有均匀刻度的杠杆，细线，弹簧测力计，钩码若干（每个钩码质量相同）等实验器材，探究杠杆的平衡条件。 （1）实验前，杠杆静止在图甲所示的位置，则此时杠杆处于 （选填“平衡”或“非平衡”）状态； （2）为了便于测量 （选填“力”或“力臂”），应使杠杆在水平位置平衡。为此，应将平衡螺母向 （选填“左”或“右”）调节； （3）将杠杆调成水平位置平衡后，如图乙所示，在A点挂3个钩码，则应在B点挂 个钩码，才能使杠杆在水平位置保持平衡；随后两边各取下一个钩码，杠杆 （选填“左”或“右”）端将下沉； （4）小勇用弹簧测力计替代钩码，在B点竖直向下拉，然后将弹簧测力计绕B点逆时针旋转一小段至如图丙所示位置。在旋转过程中，要使杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将逐渐 （选填“变大”、“变小”或“不变”）； （5）实验结果表明，杠杆的平衡条件是：动力×动力臂=阻力×阻力臂。 18．在“探究定滑轮和动滑轮的特点”实验时，小明用同一个滑轮做了两次实验，已知每个钩码的重力为1N，滑轮转动部件间的摩擦很小。两次实验装置分别如甲、乙两图所示，小明将测得的数据记录在表格中。 实验序号 钩码重G/N 钩码上升的 高度h/cm 拉力F/N 绳子自由端移动的距离s/cm 1 1.0 20.0 1.0 20.0 2 1.0 20.0 0.7 40.0 (1)在图甲的实验中，若小明将绳子的自由端沿着水平向右的方向匀速拉动，对绳子拉力的大小将 （选填“变大”、“不变”或“变小”）；在图乙的实验中，要沿着 方向匀速拉动绳子自由端。 (2)分析第1次实验的数据，可以得出结论：使用定滑轮 。 A．省力但不省距离         B．不省力但省距离 C．既不省力又不省距离 (3)分析第2次实验数据时发现，虽然由两段绳子承担了物重，但绳子自由端拉力的大小比钩码重力的一半要大一些，这主要是因为 。 五、计算题 19．如图所示，用20N的拉力使一个重力为50N的物体匀速上升，现用同样的滑轮组使重力为200N的物体匀速上升0.1m（不计绳重及摩擦）。求： (1)动滑轮重； (2)拉动重力为200N的物体时的拉力； (3)绳子自由端移动的距离。 20．质量为60kg的工人用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼，绳所能承受的最大拉力为800N，滑轮组的机械效率随货物重力变化的图像如图乙，机械中摩擦力及绳重忽略不计。（） (1)影响滑轮组机械效率的因素之一是 ； (2)若工人在1min内将货物匀速向上提高了6m，作用在钢绳上的拉力为400N，求拉力的功率； (3)该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，此滑轮组的机械效率最大值是多少。 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 《第十一章简单机械单元练习----2024-2025学年沪科版物理八年级下学期》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A D D C C A C B A C 1．A 【详解】A．筷子在使用时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，费力但是省距离，故A符合题意； B．瓶盖起子在使用时动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，省力但是费距离，故B不符合题意； C．钢丝钳在使用时动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，省力但是费距离，故C不符合题意； D．刹车把手在使用时动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，省力但是费距离，故D不符合题意。 故选A。 2．D 【详解】A．在“探究动滑轮工作特点”的实验中，需要测量的物理量有动滑轮重G动、物重G物以及测力计示数F，故A错误； B．由图知，O为支点，不计摩擦和绳重，阻力为动滑轮和物体的总重力，阻力臂为动滑轮的半径；用竖直向上的力F2（动力）提升物体时，动力臂为动滑轮的直径，所以动力臂是阻力臂的2倍，由杠杆平衡条件可知，动力是阻力的一半，即故B错误； C．力臂是支点到力的作用线的垂线段，由图知OA与F1的作用线垂直，所以F1的力臂为OA，故C错误； D．在提升动滑轮的过程中，由力臂的定义可知，F1的力臂要小于F2的力臂，根据杠杆平衡条件可知，在阻力和阻力臂不变的情况下，动力臂越小，动力越大，即，故D正确。 故选D。 3．D 【详解】AB．甲图中，自由端绳子的拉力为 故AB错误； CD．乙图中，自由端绳子的拉力为 物体上升2m，则绳子的自由端上升1m，故C错误，D正确。 故选D。 4．C 【详解】AC．定滑轮相当于一个等臂杠杆，使用定滑轮不省力也不费力，但可以改变力的方向，故A错误，C正确； BD．动滑轮相当于动力臂是阻力臂2倍的杠杆，使用动滑轮能够省力，但费距离，故BD错误。 故选C。 5．C 【详解】A．由图可知，甲滑轮是定滑轮，若不计绳重和摩擦，拉力等于物体的重力，即 而实际上绳重和摩擦是存在的，所以拉力可以大于10N，故A错误； B．乙滑轮是动滑轮，假设乙滑轮重10N，若不计绳重和摩擦，拉力等于物体和动滑轮总重力的一半，即 而实际上绳重和摩擦是存在的，所以拉力大于10N，故B错误； C．由于甲是定滑轮，绳长不可伸长的情况下，绳端移动的距离跟物体上升的距离是一样的，都是10cm，故C正确； D．由于乙是动滑轮，绳长不可伸长的情况下，绳数n=2，绳端移动的距离是物体上升的距离的2倍，即为20cm，故D错误。 故选C。 6．A 【详解】B．飞船部件的重力为 故B错误； A．电动滑轮的有用功为 电动滑轮的总功为 故A正确； C．由图可知，有效绳子段数，则绳子自由端移动的距离为 故C错误； D．电动滑轮的功率为 故D错误。 故选A。 7．C 【详解】A．杠杆是能够绕着固定点转动的硬棒，杠杆不一定是直的，也可能是弯曲的，故A错误； B．杠杆绕着固定点转动的固定点，称为杠杆的支点，故B错误； C．力臂是过支点做力作用线的垂线段，因此可能不在杠杆上，故C正确； D．若动力与阻力不在支点的同一侧，为使杠杆平衡，动力和阻力方向相同，故D错误。 故选C。 8．B 【详解】不计绳重、摩擦和滑轮重力，对物体进行受力分析可知，物体受到竖直方向的拉力和重力作用，因此绳子上的拉力等于物体的重力，即。对动滑轮进行受力分析可知，不计绳重、摩擦和滑轮重力，动滑轮受到竖直向上两条绳子的拉力和竖直向下F的作用，则有，故 故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 9．A 【详解】忽略绳重及摩擦，根据可知，相同，F1中连接动滑轮绳子的股数是2，即；F2中连接动滑轮绳子的股数是3，即，则；提升过程中，提升相同的物重，且提升相同的高度，两个相同的滑轮，额外功相同，有用功相同，根据 可知，机械效率相同，即，故A正确，BCD错误。 故选A。 10．C 【详解】AB．图甲使用是定滑轮，不计绳重、摩擦和空气阻力，拉力；图乙使用是动滑轮，乙图中“轻质滑轮”动滑轮的重力远小于物体重力，不计绳重、摩擦和空气阻力，作用在绳自由端拉力大小为，因此甲中工人所用拉力大于乙中工人所用拉力，故AB错误； C．图甲使用是定滑轮，承担物重的绳子股数，绳自由端移动的距离；图乙使用是动滑轮，承担物重的绳子股数，绳自由端移动的距离为，甲中绳端移动距离比乙中绳端移动距离小，故C正确； C．由图可知，甲中工人受到绳向上的拉力，则提升重物过程中，甲中工人对地面的压力减小,；乙中工人受到绳向下的拉力，则提升重物过程中，乙中工人对地面的压力增大，，故D错误。 故选C。 11． 轮轴 省力 【详解】[1][2]钥匙在使用时绕中心轴转动，所以属于轮轴，轮轴是杠杆的一种变形，其轮半径和轴半径分别为动力臂和阻力臂，因为动力臂大于阻力臂，所以轮轴相当于省力杠杆，属于省力机械。 12．OB 【详解】力臂是支点O到力F作用线的距离，OB与AB垂直，所以OB是力F的力臂。 13． 不能 230 16 【详解】[1]动滑轮是一种简单机械，其特点在于轴的位置会随着被拉动的物体一起运动。动滑轮的核心优势在于其能够显著减少所需的力量。由图知，提升重物时，滑轮的轴随物体一起运动，所以该滑轮为动滑轮，其特点是可以省一半力，但不能改变用力的方向。 [2]不计摩擦和绳重，要拉起木箱，需要的拉力 [3]此动滑轮可以省一半的力，但费距离，绳子末端移动的距离 14． 定 动 【详解】[1][2]组装滑轮组时，根据“奇动偶定原理”可知，直接承担重物的绳子段数为n，若n为偶数时，则绳子的固定端挂在定滑轮上；若n为奇数时，则绳子的固定端挂在动滑轮上。 15． 小于 向右盘加入少量小米 【详解】[1]天平实质上是一个杠杆。由图可知，大米对杠杆压力的力臂大于小米对杠杆压力的力臂，根据杠杆的平衡条件可知，大米对杠杆的压力小于小米对杠杆的压力，大米的重力小于小米的重力，大米的质量小于小米的质量。 [2]向左盘中再加入少量大米，大米对杠杆的压力变大，两个力的力臂不变，根据杠杆的平衡条件可知，要使直尺恢复水平平衡，可以向右盘加入少量小米或者把盛小米的小盘向右移动。 16． 【详解】利用滑轮组提升物体，承担物重的绳子股数越多，滑轮组越省力；图中只有一个动滑轮，最多可以从动滑轮画出三根线，即三股绳承担物重，此时最省力，如图： 17． 平衡 力臂 左 2 左 变大 【详解】（1）[1]杠杆静止或匀速转动时都属于平衡状态，甲图中杠杆处于静止状态，所以此时杠杆是平衡状态。 （2）[2]当杠杆在水平位置平衡时，支点到悬挂点的距离就是力臂，所以为了便于测量力臂，应使杠杆在水平位置平衡。 [3]甲图中，杠杆的左端上翘，说明右端沉，所以平衡螺母向左端移动，直至杠杆在水平位置平衡。 （3）[4]设杠杆时一个格的长度为L，一个钩码的重力为G，根据杠杆平衡条件可得，此时有 解n=2，即在B点挂2个钩码，能使杠杆在水平位置保持平衡。 [5]两边各取下一个钩码，则有 所以杠杆左端下沉。 （4）[6]小勇用弹簧测力计替代钩码，在B点竖直向下拉，然后将弹簧测力计绕B点逆时针旋转一小段至如图丙所示位置。在旋转过程中，测力计拉力的力臂变小，要使杠杆仍然在水平位置平衡，此时阻力和阻力臂不变，根据杠杆平衡条件可知，动力变大，则弹簧测力计的示数将逐渐变大。 18．(1) 不变 竖直（或竖直向上） (2)C (3)动滑轮自身受到重力 【详解】（1）[1]在图甲的实验中，定滑轮实质是一个等臂杠杆，它不能省力，但可以改变力的方向。因此，无论小明将绳子的自由端沿着哪个方向匀速拉动，只要保持匀速，对绳子的拉力大小都将不变，都等于钩码的重力。所以，若小明将绳子的自由端沿着水平向右的方向匀速拉动，对绳子拉力的大小将不变。 [2]在图乙的实验中，动滑轮实质是一个动力臂为阻力臂二倍的杠杆，它能省力但不能省距离。为了准确测量拉力的大小，并确保滑轮能正常工作，我们需要沿着竖直方向匀速拉动绳子自由端。 （2）分析第1次实验的数据，我们可以看到拉力F等于钩码的重力G，且绳子自由端移动的距离s等于钩码上升的高度h。这说明使用定滑轮时，既不省力也不省距离。因此，选项C“既不省力又不省距离”是正确的。 （3）这主要是因为动滑轮在转动过程中，滑轮与绳子之间以及滑轮自身的转动部件之间都存在摩擦。这些摩擦会消耗一部分能量，使得拉力需要做得功除了提升钩码外，还要克服这些摩擦做功。因此，拉力的大小会比理想情况下的钩码重力的一半要大一些。 19．(1)10N (2)70N (3)0.3m 【详解】（1）由图知道，n=3；不计绳重及滑轮之间的摩擦，根据知道，动滑轮重为 （2）不计绳重及滑轮之间的摩擦，根据知道，绳子自由端拉力F的大小为 （3）绳自由端移动的距离为 20．(1)物重 (2)120W (3)88.9% 【详解】（1）已知机械中摩擦力及绳重忽略不计，则影响滑轮组机械效率的因素有物重、动滑轮重。 （2）货物上升运动的速度为 由题图可知，滑轮组的绳子承重股数为n=3，所以，钢绳自由端移动的速度为 根据 可得，拉力的功率为 （3）由图乙可知，物重G=300N时，滑轮组的机械效率η=60%，因机械中摩擦力及绳重忽略不计，克服物重做的功为有用功，克服动滑轮重力和物重做的功为总功，所以，滑轮组的机械效率为 解得；已知工人的质量为60kg，则该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，绳子的最大拉力为 由 可得，提升的最大物重为 则滑轮组的最大机械效率为 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 $$