第十二章 简单机械 章末练习-2024-2025学年八年级下册人教版物理

第十二章 简单机械 一、选择题 1．图所示的生活用具中，使用时属于费力杠杆的是（　　） A． 筷子 B． 瓶盖起子 C． 核桃夹 D． 羊角锤 2．如图所示，不计摩擦，把重G=16N的物体匀速提起所用的拉力F=10N，则关于该动滑轮的说法中错误的是（　　） A．动滑轮重4N B．使该用动滑轮要费距离 C．该动滑轮的机械效率为80% D．提升物体的速度越快，机械效率越高 3．今年的海南省中考体育成绩提高到5分，说明国家越来越重视体育运动，对下列体育活动分析正确的是（） A．仰卧起坐相当于费力杠杆，引体向上相当于省力杠杆 B．篮球运球说明力能改变物体的运动状态 C．立定跳远时人能向前运动是由于一直受到地面推力的作用 D．跑100米的同学起跑时用力向后蹬地能使他获得向前的惯性 4．如图所示，为一杠杆，为支点，杠杆重不计，．在杠杆右端处用细绳悬挂重为的物体，当段处于水平位置时，为保持杠杆平衡，需在端施加最小的力为；当段在水平位置时保持杠杆平衡，这时在端施加最小的力为，则（　　）． A． B． C． D．无法比较 5．关于功、功率和机械效率相互关系的说法中， 正确的是 （　　）。 A．机械效率越高， 机械做功越快 B．做功越多的机械， 机械效率越高 C．功率越大的机械， 做功越多 D．做功越快的机械， 功率越大 6．如图为小华研究斜面机械效率的实验装置。斜面高度为20cm，她用50N的拉力将重为80N的物体匀速拉到斜面顶端。则该斜面的机械效率最接近于（　　） A．50% B．60% C．70% D．80% 7．如图所示为等刻度的轻质杠杆，A处挂一个重为2牛的物体，若要使杠杆在水平位置平衡，则在B处施加的力为（　　） A．一定是1牛 B．一定是2牛 C．可能是0.5牛 D．可能是2牛 8．如图（甲）所示，长1m的粗细均匀的光滑金属杆可绕O点转动，杆上有一光滑滑环，用竖直向上的测力计拉着滑环缓慢向右移动，使杆保持水平状态，测力计示数F与滑环离开O点的距离S的关系如图（乙）所示，则杆重（　　） A．100N B．75N C．50N D．以上答案均不正确 9．下列说法错误的是（　　） A．用筷子夹菜时，筷子是省力杠杆 B．三峡船闸是世界上最大的人造连通器 C．用高压锅煮食物熟得快是因为锅内气压加大使液体（锅内的水）的沸点升高 D．相距较近的两艘船平行向前快速行驶时容易相撞，是因为流体压强与流速有关 10．为倡导低碳出行，东营市投放了大量的共享单车，如图所示．共享单车的设计应用到许多物理学知识，以下说法正确的是（　　） A．车座设计的面积较大可以增大压强 B．轮胎表面设计凹凸不平的花纹可以减小摩擦 C．红色尾灯利用光的反射起到警示的作用 D．刹车手闸是费力杠杆 二、填空题 11．五一节期间，小明和家人在公园的湖中划小船游玩，船桨是一个费力杠杆，小明划桨的手离支点远一些，他感觉　 　（选填“轻松一些”或“费力一些”）；当小明向后划水加速去追赶前面一艘游船时，小船的动能　 　（选填“减小”“不变”或“增大”）。 12．如图所示，用该滑轮组把重600的货物以0.5m/s的速度匀速提高10m，所用拉力为400N，此时拉力所做的有用功为　 　J，拉力的功率为　 　W，滑轮组的机械效率为　 　。 13．在社会实践活动中，小明学会了使用许多工具。如图所示，这是小明正在用钢丝钳剪断铁丝的情景，钢丝钳在使用过程中可以　 　（选填“省力”或“省距离”），钳子侧面的刀口做得比较薄，是为了增大　 　（选填“压强”或“摩擦力”）。 14．如图所示，轻质杠杆OA可绕O点转动，OA=0.3 m，OB=0.2 m。A点处挂一个质量为2 kg的物体G，B点处施加一个竖直向上的力F，杠杆在水平位置平衡，则物体G的重力大小为　 　N，力F的大小为　 　N。若保持力F的方向不变，将B点向A点移动一些，则力F的大小将　 　（变大/不变/变小）。 15．在斜面上将一个重600N的物体匀速拉到高处，沿斜面向上的拉力F＝300N，拉动的距离s＝4.5m，提升高度h＝1.8m，所用时间t＝30s。则拉力F做功的功率为　 　W，此过程中物体受到的摩擦力为　 　N，该斜面的机械效率是　 　。 16．如图所示，OA是轻质杠杆，已知OB=2AB，B点所挂重物的重力为6牛，A端竖直向上拉着，杠杆处于水平静止状态，则力F的大小为　 　牛．此时杠杆为　 　杠杆（选填“省力”或“费力”）．保持作用点不变，当力F向左倾斜时，为使杠杆仍然保持水平静止，则力F的大小将　 　（选填“变大”、“不变”或“变小”）． 三、实验探究题 17．校工师傅用剪刀修剪较粗硬的树枝时（如图甲），往往把树枝夹在离轴很近的地方，手放在剪刀离轴最远的末端用力，轻松将粗树枝剪断。小明想：为什么这样使用，会很容易剪断树枝呢？于是他利用杠杆、支架、钩码（每个重）、弹簧测力计来探究杠杆的平衡条件： （1）将杠杆放在水平桌面上，发现杠杆静止时如图乙所示，此时杠杆处于　 　（填“平衡”或“非平衡”）状态。为使杠杆在水平位置平衡，小明应该将杠杆左端的平衡螺母向　 　（填“左”或“右”）端调节； （2）小明在杠杆左侧挂2个钩码，在右侧挂4个钩码（如图丙），使杠杆在水平位置平衡。改变左侧钩码的位置，重复上述实验，并将实验数据记录在表中。 实验次数 动力 动力臂 阻力 阻力臂 1 2 20 4 10 2 2 15 2 15 3 2 10 1 20 分析表中数据，得出杠杆平衡需要的条件是：动力动力臂=　 　 ； （3）图丙中，若将左右两侧各减去一个钩码，杠杆　 　（填“左侧下降”“右侧下降”或“仍然水平平衡”）； （4）为了使实验结论更具有普遍性，小明用弹簧测力计在处竖直向上拉（如图丁），当杠杆在水平位置平衡时，弹簧测力计的示数为　 　；保持水平位置不变，将弹簧测力计在原位置逐渐向左倾斜时，弹簧测力计的示数会　 　（填“变大”、“变小”或“不变”）。进一步分析可知，当阻力一定且杠杆平衡时，　 　 ，动力越小。所以在修剪较粗硬的树枝时，像校工师傅那样使用剪刀会更省力。 四、计算题 18．工人用图示的滑轮组不计绳重与摩擦将货物搬运到高的工地，当货物质量为，工人在绳子自由端的拉力为。 （1）绳子自由端移动的距离； （2）工人做的有用功； （3）若工人拉绳的最大功率为，则用该装置将重的货物提升到工地至少需要多长时间？ 19．如图所示，用 400N 的拉力F把重为 700N的物体匀速拉到斜面顶端，斜面长为5m，高为2m，求： （1）拉力F做的功； （2）斜面的机械效率。 20．利用如图所示装置，把质量为3kg，密度为3×103kg/m3的石块从水面下2m处，匀速竖直往上拉，石块被拉出水面后，继续匀速上升2m；已知动滑轮重为10N，不计绳重以及绳子与滑轮间的摩擦； 求： （1）石块浸没在水中所受到的浮力？ （2）石块浸没在水中匀速上升2m，图中绳自由端拉力F的大小？ （3）石块离开水面后匀速上升2m，这个装置的机械效率？ 答案解析部分 1．【答案】A 【解析】【解答】A.使用筷子时，大拇指作用的位置为支点，食指施加动力，阻力作用在筷子尖端。此时动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，故A符合题意； B.使用起子开启瓶盖时，与瓶盖上表面接触的位置为支点，阻力作用在瓶盖边缘，动力作用在手柄上。此时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故B不合题意； C.使用核桃夹子时，转轴为支点，核桃施加阻力，动力作用在手柄上。此时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故C不合题意； D.使用羊角锤时，锤头的弯曲处为支点，阻力作用在豁口处，动力作用在手柄上。此时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故D不合题意。 故选A。 【分析】比较动力臂和阻力臂的大小，从而确定杠杆的分类。 2．【答案】D 3．【答案】B 【解析】【分析】1、动力臂大于阻力臂是省力杠杆，动力臂小于阻力臂是费力杠杆． 2、力能改变物体的运动状态． 3、物体由于惯性保持原来的运动状态继续前进． 4、惯性是物体的固有属性，由物体的质量决定，与物体的受力情况无关． 【解答】A、仰卧起坐相当于省力杠杆，引体向上相当于费力杠杆，故A错误． B、篮球在力的作用下运动状态发生改变，说明力能改变物体的运动状态，故B正确． C、立定跳远时人由于惯性能向前运动，故C错误． D、跑100米的同学的惯性由他的质量决定，惯性与他用力向后蹬地无关，故D错误． 故选B． 【点评】知道杠杆的平衡条件、力的作用效果、惯性的概念、影响惯性大小的因素，是解题的关键，本题是一道基础题． 4．【答案】B 5．【答案】D 【解析】【解答】A.功率是单位时间做功的多少，机械效率是有用功与总功的比值，两者无关，A不符合题意； B.机械效率是有用功与总功的比值，做功多，不一定机械效率大，B不符合题意； C.功率是表示做功快慢，功率大说明做功快，C不符合题意； D.功率是表示做功快慢的物理量，做功快说明功率大，D符合题意。 故答案为：D. 【分析】功率是单位时间内做的功的多少，机械效率是有用功与总功的比值。 6．【答案】D 7．【答案】D 【解析】【解答】解： 设杠杆每一格长度是L， 当B处的作用力与杠杆垂直时，力臂最大，此时作用力最小， 由杠杆平衡条件可得：FALA=FB最小LB，即：2N×2L=FB最小×4L， 则FB最小=1N，当作用在B处的力与杠杆不垂直时，力臂小于4L， 作用力大于1N，因此要使杠杆平衡，作用在B处的力F≥1N，故ABC错误，D正确； 故选D． 【分析】根据杠杆平衡的条件和杠杆中最小力的问题进行分析，在B点施加的力的方向不同、力臂不同，用力的大小不同，支点与力的作用点的连线为最长力臂、用力最小． 8．【答案】A 【解析】【解答】读图可知，当s＝OA＝1m时，动力臂是阻力臂的二倍，根据杠杆平衡的条件F1L1＝F2L2可知，此时的动力就是阻力的二分之一。读图乙可知，此时的动力F＝50N，则杆重G＝2F＝2×50N＝100N．故只有A符合题意。 故答案为：A。 【分析】结合F-s图像，利用杠杆平衡的条件F1L1＝F2L2可得解. 9．【答案】A 【解析】【解答】A、用筷子夹菜时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，A符合题意； B、三峡船闸是应用连通器的原理来工作的，B不符合题意； C、用高压锅煮食物熟得快是因为锅内气压加大使液体（锅内的水）的沸点升高，C不符合题意； D、相距较近的两艘船平行向前快速行驶时，由于中间的水流速度快，而使得两船中间的压强小于外侧的压强，因此两船在压强差的作用下，容易相撞，D不符合题意． 故答案为：A． 【分析】本题是一道综合题目，考查了杠杆的分类、连通器的特点、沸点与气压的关系及流体压强与流速的关系，要解决此题，需掌握以下几点： （1）根据动力臂和阻力臂的关系，确定杠杆的分类情况； （2）上端开口底部连通的容器叫做连通器，船闸、茶壶、乳牛喂水器等都属于连通器的应用； （3）液体的沸点受液体表面上方压强的影响，液体的沸点随着液体上方压强的增大而升高； （4）流速越快的地方压强越小. 10．【答案】C 【解析】【解答】解：A、车座设计的面积较大，是在压力一定时，通过增大受力面积来减小压强；故A错误； B、轮胎表面设计凹凸不平的花纹可以在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力．故B错误； C、自行车的尾灯都是垂直的面，车灯照在尾灯上经过两次反射又按原来的方向反射回去，属于光的反射现象，故C正确； D、刹车装置动力臂大于阻力臂，应是省力杠杆，故D错误． 故选C． 【分析】（1）减小压强的方法：是在压力一定时，通过增大受力面积来减小压强；是在受力面积一定时，通过减小压力来减小压强．（2）增大摩擦力的方法：在接触面粗糙程度一定时，通过增大压力来增大摩擦力；在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力．（3）自行车尾灯利用光的反射可达警示提醒目的；（4）判断是哪种类型的杠杆，主要看动力臂、阻力臂的大小关系，动力臂大于阻力臂是省力杠杆，动力臂小于阻力臂是费力杠杆，动力臂等于阻力臂既不省力也不费力． 11．【答案】轻松一些；增大 【解析】【解答】船桨是一个费力杠杆，小明划桨的手离支点越远，动力臂越大，在阻力和阻力臂不变时，动力臂越大越省力，他感觉会轻松一些。 物体的动能与物体的质量和速度有关，当小明向后划水加速去追赶前面一艘游船时，小船的质量不变，速度增大，小船的动能增大。 【分析】动力作用点离支点远些，可以实现动力臂增大，动力减小；物体的动能和物体的质量、速度有关。 12．【答案】6000J；400W；75% 【解析】【解答】克服物体重力做的有用功W=Gh=600N×10m=6000J；拉力做功W总=Fs=400N×10m×2=8000J，功率为，机械效率为。 【分析】根据W=Gh，计算有用功；利用W总=Fs，计算总功，根据P=Fv，计算功率，利用，计算机械效率。 13．【答案】省力；压强 【解析】【解答】使用钢丝钳时，手上的力是动力，钢丝对钳的力为阻力，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。 钳子刀口比较薄，减小了受力面积，可在压力一定时，能增大压强。 【分析】使用杠杆时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；压力一定时，减小受力面积可增大压强。 14．【答案】20；30；变小 15．【答案】45；60；80% 16．【答案】4；省力；变大 【解析】【解答】解：（1）OB=2AB，则OB= OA， 由杠杆平衡条件得：G×OB=F×OA， F= = =4N；（2）因为动力臂大于阻力臂，是省力杠杆．（3）支点与动力作用点间的距离是最长的力臂，因此保持作用点不变，当力F向左倾斜时，力臂将变小，而物体重力及力臂不变，由杠杆平衡条件得：力F将变大． 故答案为：4；省力；变大． 【分析】（1）根据杠杆平衡条件可求出力F的大小．（2）当动力臂大于阻力臂时，动力小于阻力，此杠杆就是省力杠杆；当动力臂小于阻力臂时，动力大于阻力，此杠杆就是费力杠杆；当动力臂等于阻力臂时，动力等于阻力，此杠杆就是等臂杠杆．（3）从支点到力的作用线的距离是力臂，根据力的倾斜方向，判断力臂如何变化，然后由杠杆平衡条件判断力如何变化． 17．【答案】平衡；右；阻力阻力臂；右侧下降；6；变大；阻力臂越小、动力臂越大 18．【答案】（1）解：由图可知，与动滑轮相连的绳子的股数， 则绳子自由端移动的距离：； 答：绳子自由端移动的距离为； （2）解：货物的重力：， 工人做的有用功：； 答：工人做的有用功为； （3）解：由可知，动滑轮的重力：， 该装置将重的货物提起所需的拉力：， 由可知，绳子自由端的最大速度：， 由可知，该装置将重的货物提升到工地至少需要的时间：。 答：若工人拉绳的最大功率为，则用该装置将重的货物提升到工地至少需要的时间为。 【解析】【分析】（1）根据滑轮组绳子股数，结合物体移动的距离，判断绳子移动距离； （2）根据G=mg，计算物体的重力，根据W=Gh，计算对重力做功多少； （3）根据G动=nF-G物，计算动滑轮的重力，利用，计算拉力；根据，计算速度，结合，计算时间。 19．【答案】（1）2000J；（2）70% 20．【答案】（1）解：由ρ可得，石块的体积V0.001m3 石块浸没在水中时排开水的体积V排=V=0.001m3 石块浸没在水中所受到的浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.001m3=10N 答：石块浸没在水中所受到的浮力为10N。 （2）解：石块的重力G=mg=3kg×10N/kg=30N 由图可知，滑轮组绳子的有效股数n＝2，不计绳重以及绳子与滑轮间的摩擦，则石块浸没在水中匀速上升2m时绳子自由端拉力F(G﹣F浮+G动)(30N﹣10N+10N)=15N 答：石块浸没在水中匀速上升2m，图中绳自由端拉力F的大小为15N。 （3）解：石块离开水面后匀速上升2m，不计绳重以及绳子与滑轮间的摩擦，这个装置的机械效率η100%100%100%100%=75% 答：石块离开水面后匀速上升2m，这个装置的机械效率为75%。 【解析】【分析】（1）利用质量和密度的比值， 计算体积；根据液体密度和排开液体的体积，可以计算物体受到的浮力的大小； （2）根据质量计算重力大小；结合滑轮组的绳子股数，根据物体受到的案例，计算拉力； （3）根据有用功和总功的比值， 计算滑轮组的机械效率。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$