第十二章简单机械基础练习---2024-2025学年人教版物理八年级下册

第十二章简单机械基础练习 一、单选题 1．如图所示，用剪刀将一张纸片缓慢地一刀剪断的过程中，阻力臂和动力的变化情况是（　　） A．阻力臂不变，动力变大 B．阻力臂不变，动力不变 C．阻力臂变大，动力变大 D．阻力臂变大，动力不变 2．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 3．“曲岸深潭一山叟，驻眼看钩不移手”，古往今来，无数钓鱼爱好者陶醉于这项活动之中。钓鱼时，某人不小心把水桶弄进水里，捞上桶时发现桶里带些水，在用绳子打捞水桶的过程中，下列所述中属于有用功的是（　　） A．把桶中水提高做的功 B．把桶和桶中的水提高做的功 C．把桶提高做的功 D．把绳子提高做的功 4．下列关于杠杆的说法正确的是（　　） A．杠杆一定是一根直棒 B．杠杆的长度不一定等于动力臂与阻力臂之和 C．力臂一定在杠杆上 D．力臂就是力的作用点到支点的距离 5．在老旧路面改造建设过程中，自卸车发挥着巨大的作用，如图是某品牌自卸车的简化示意图，车厢部分可视为杠杆，A是放货物的位置，B是液压杆跟车厢的接触点，C是车厢底部的固定点，车厢质量忽略不计，则在液压杆匀速顶起车厢过程中，下列分析正确的是（　　） A．B点是支点，货物放在车厢上的B点上方可以省力 B．C点是支点，货物放在车厢上的B点下方可以省力 C．若车厢静止时货物匀速向下运动，液压杆对车厢的支持力保持不变 D．使用这种自卸车可以省功 6．关于功、功率、机械效率说法正确的是（　　） A．做功多的机械，功率一定大 B．功率大的机械，做功一定快 C．做功快的机械，机械效率一定高 D．通过改进机械的性能可以使机械效率达到100% 7．如图所示的装置，滑轮自重20N，其下端挂重280N的物体C，杠杆可绕轴O无摩擦地转动，绳和杠杆的重力不计，杠杆上刻度均匀。要使杠杆在图示水平位置平衡，在杠杆的A点所加的竖直向上的力F应是（　　） A．150N B．200N C．300N D．400N 8．用滑轮组提升物体（如图），2s内物体匀速升高10cm时，绳子自由端被拉下20cm，此过程中人对绳子的拉力为30N，绳子对物体的拉力为48N，则（　　） A．物体上升的速度是0.1m/s B．滑轮组是由一定一动两个滑轮绕成的 C．拉力做功的功率是1.5W D．滑轮组的机械效率为62.5% 9．小明家有一把杆秤，如图所示，秤钩上不挂物体时提住秤纽，将秤砣移动至定盘星处时，秤杆恰能水平平衡，当秤钩挂上物体移动秤砣使秤杆再次水平平衡时，即可通过秤砣所对应刻度读出物体质量。下列说法正确的是（　　） A．定盘星是秤杆的支点 B．杆秤是一种等臂杠杆 C．所挂物体加重时，秤砣向右移，秤杆才能再次水平平衡 D．使用已磨损的秤砣测量时，测量值比真实值偏小 10．如图所示，是自卸车的示意图，车厢部分可视为杠杆，则下列分析错误的是（　　） A．C点是支点 B．液压杆B施的力是动力，货物重力是阻力 C．物体A放在车厢后部可省力 D．物体A放在车厢前部可省力 11．如图所示，用400N的力将重为1000N的物体匀速提升2m，共用了10s，在此过程中（不计绳重与摩擦），下列说法正确的是（　　） A．绳子自由端移动的速度大小为0.4m/s B．以动滑轮为参照物，物体是运动的 C．滑轮组的机械效率大小约为40% D．当所提重物的质量增大时，该滑轮组的机械效率将增大 12．下图所示的是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式（不计机械自重及摩擦）。其中所需动力最小的是（   ） A． B． C． D． 13．9月17日，2024中华龙舟大赛（四川·恩阳站）的决赛在四川巴中的恩阳龙舟公园展开角逐。现场人山人海，热闹非凡。如图所示，比赛时运动员一只手紧握船桨的末端，另一只手用力划桨，此时的船桨可看成一个杠杆。下列各图能正确表示其原理的是（   ） A． B． C． D． 14．某建筑工地要将同一个箱子从地面搬上二楼，如果分别采用如图所示的两种搬运方式，关于F1和F2做功及相关情况，以下判断正确的是（　　） A．两种方式所做的有用功一定相等 B．两种方式功率一定相等 C．两种方式机械效率一定相等 D．两种方式所做的总功一定相等 二、填空题 15．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。 16．如图所示，物体A重5N，放在水平桌面上，通过绳子和滑轮连接重为4N的物体B，此时物体A恰能向右匀速直线运动。则A受到的摩擦力是 N，若在物体A上加一个水平向左的拉力F，使物体A沿桌面水平向左匀速直线运动，则所加拉力的大小为 N（不计绳子、滑轮的质量以及绳子与滑轮间的摩擦） 17．如图甲所示，质量不计的晾晒架钩在支撑物上，挂上衣服后，晾晒架可看成以O为支点的杠杆，图乙是其简化图。晾晒架上A、B、C、D四点在同一水平线上，B、C、D是挂衣处。同一件衣服挂在 （选填“B”或“D”）点时，A点受到的支持力最小。若衣服重力为3.6N，则此支持力的最小值为 N。 18．为帮助学生理解力臂，老师自制了图甲所示的“杠杆力臂演示仪”，杠杆AOB可绕O点（螺母）转动，不计摩擦和杠杆自身重力。当松开螺母保持OA水平不动，使OB向下折，再拧紧螺母形成一根，如图乙所示（对应B点）。保持物块M的位置不变，要使杠杆在图乙所示位置保持平衡，则应将物块N移动到 （选填“①”“②”或“③”）处。 19．在水平桌面上放一个重300N的物体，物体与桌面的摩擦力为60N，如图所示，若不考虑绳的重力和绳的摩擦，匀速移动物体时，水平拉力F为 N，绳端移动的速度是物体移动速度的 倍。 20．物体A和B所受重力都为40N，图b中滑轮的作用是 。若不考虑滑轮重、绳重和摩擦，当竖直用力分别匀速提起物体A和B时（如图a、b所示），力的大小为 N。 21．如图所示，将重为10N的物体沿斜面向上从底端匀速拉到顶端。若斜面长L为1m，斜面高h为0.3m，拉力F为4N，拉力的功率为2W，则此过程中，克服重力做功 J，斜面的机械效率是 %，物体从斜面底端运动到斜面顶端所用的时间是 s。 22．下图所示的是甲、乙两种机械某次做功的情况，它们做的有用功均为2100J，则机械效率较高的是 ，所做总功较多的是 。乙做的额外功为 J。（前两空均选填“甲”或“乙”） 三、作图题 23．（1）如图甲所示，杠杆在力的作用下处于水平平衡状态，l1为动力F1的力臂。请在图中作出阻力臂l2及动力F1的示意图 。 （2）在图中画出：杠杆所受拉力的力臂L1和所受阻力F2的示意图 。 （3）如图所示，用一根硬棒搬动一个石块，棒的上端A是动力的作用点，若要用最小的力搬动石块，请标出杠杆的支点O，并画出最小动力F的示意图 。 四、实验题 24．在研究性学习中，有一组同学设计了“测定斜面的机械效率”的实验。如图所示，用高为30cm的木块将带有刻度的平木板垫起，构成一个斜面，并使它固定，把小车放在斜面底端A，用弹簧测力计拉着小车从位置A沿斜面匀速上升到B位置，上升过程中弹簧测力计的示数如图所示。 (1)根据题中提供的信息，在下面的实验记录表格中完成相关的内容： 小车的重力G/N 沿斜面的拉力F/N 小车沿斜面上升的距离s/m 小车上升高度h/m 2 0.8 0.4 (2)根据以上的实验记录，完成下列计算：拉力F在这过程中做的有用功是 J，拉力F在这过程中做总功是 J，该次实验的机械效率是 。 五、计算题 25．如图，一质量不计的跳板，两端分别与河岸和浮箱连接，且可以在竖直方向转动（不计转动过程摩擦）。浮箱上放着5包相同的货物，一位工人逐个将货物通过跳板搬至岸上。浮箱为长方体，上下浮动时上表面保持水平，水面相对河岸位置不变。已知人、浮箱和每包货物的重均为500N，浮箱底面积为。求： （1）人站在浮箱上还未开始搬运时，漂浮的浮箱受到浮力； （2）当人背着最后一包货物走到中点C时，浮箱受到浮力（不计跳板形变）； （3）将货物从B搬运到A，搬第一包货物与最后一包货物，货物克服重力做功相差多少? 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 1．C 【详解】由图可知，用剪刀将一张纸片缓慢地一刀剪断的过程中，阻力臂不断变大，阻力不变，则阻力和阻力臂的乘积变大，动力臂大小不变，根据杠杆平衡条件可知，动力不断变大，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 2．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。 3．C 【详解】有用功的定义是完成一件事情而做的功，简单理解，有用功是与你的目的直接相关的；我们的目的就是为了把水桶提上来，所以克服水桶的重力做的功为有用功。故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 4．B 【详解】A．杠杆是可以围绕固定点转动的硬棒，不一定是一根直棒，故A错误； BCD．力臂是支点到力的作用线的垂线段的长，当力的作用线不与杠杆垂直，或杠杆本身就不直，力臂与杠杆不重合，故力臂不一定在杠杆上，杠杆的长度不一定等于动力臂与阻力臂之和，故B正确，CD错误。 故选B。 5．B 【详解】AB．如图所示，把车厢部分视为杠杆，支点是C点，液压杆施加的力是动力，货物重力是阻力，因为阻力和动力臂一定，根据杠杆平衡条件可知，当杠杆平衡时，阻力臂越短，则动力越小，就越省力，所以货物放在车厢上的B点下方可以省力，故A错误，B正确； C．如图，若车厢静止时货物匀速向下运动，即是阻力不变时，阻力臂逐渐减小；根据杠杆平衡条件可知，当杠杆平衡时，动力臂不变，动力减小，即液压杆对车厢的支持力减小，故C错误； D．根据机械功原理可知，使用任何机械都不省功，故D错误。 故选B。 6．B 【详解】A．功率是做功多少与所用时间的比值，做功多，但时间不确定，所以不能判断功率大小，故A错误； B．功率是反映做功的快慢的物理量，功率大，做功快，故B正确； C．功率反映的是做功的快慢的物理量，而机械效率是指有用功和总功的比值，二者没有直接关系，故C错误； D．使用任何机械都要做额外功，有用功与总功的比值一定小于1，即机械效率一定小于100%，故D错误。 故选B。 7．B 【详解】因滑轮自重20N，提升物体需要的拉力 由于力的作用是相互的，所以杠杆左端受到的拉力 F′＝F拉＝150N 因 OA∶OB＝3∶4 由杠杆的平衡条件得 F′×OB＝F×OA 即 故选B。 8．B 【详解】A．物体上升的速度 故A错误； B．滑轮组的动滑轮绕绳子的段数 所以滑轮组是由一定一动两个滑轮绕成的，故B正确； C．拉力做的功 W总=Fs=30N×0.2m=6J 拉力做功的功率 故C错误； D．有用功 W有=F绳h=48N×0.1m=4.8J 滑轮组的机械效率为 故D错误。 故选B。 9．C 【详解】A．秤纽与秤杆的连接点是秤杆绕着转动的点，是支点，故A错误； B．杆秤使用时，动力臂不等于阻力臂，不是等臂杠杆，故B错误； C．根据杠杆平衡条件则有，、不变，所挂物体加重时，变大，即秤砣向右移，秤杆才能再次水平平衡，故C正确； D．使用已磨损的秤砣测量时，即变小，、、不变，所以变大，则测量值比真实值偏大，故D错误。 故选C。 10．D 【详解】AB．把空车厢部分可视为杠杆，支点是C点，液压杆施加的力是动力，货物对车厢的压力是阻力，故AB正确，不符合题意； CD．因为阻力和动力臂一定，根据杠杆平衡条件，杠杆平衡时，阻力臂越短动力越小，越省力；所以，物体A放在车厢后部分更省力，故C正确，不符合题意，D错误，符合题意。 故选D。 11．D 【详解】A．由图可知，n＝3，则绳端移动的距离 s＝nh＝3×2m＝6m 则绳子自由端移动的速度 v＝＝0.6m/s 故A错误； B．若以动滑轮为参照物，由于所提的物体与动滑轮一起运动，它们之间没有发生位置的变化，则物体是静止的，故B错误； C．拉力做的总功 W总＝Fs＝400N×6m＝2400J 所做的有用功 W有＝Gh＝1000N×2m＝2000J 滑轮组的机械效率 η＝×100%≈83.3% 故C错误； D．不计绳重与摩擦，由 η＝ 可知，当所提重物的质量增大时，其重力增大，滑轮组的机械效率将增大，故D正确。 故选D。 12．B 【详解】不计机械自重及摩擦，设物体的重力为G。 A．图中滑轮是定滑轮，拉力F1=G； B．由杠杆平衡条件可知G×L=F2×(3L+L)，则 C．此滑轮组的绳子股数n=3，此拉力 D．由杠杆平衡条件可知F4×L=G×(3L+L)，则F4=4G 综上所述，综上所述，使用杠杆时的动力最小是B。 故选B。 13．A 【详解】图示中，运动员一只手紧握船桨的末端，则船桨的末端相当于杠杆的支点，另一只手用力划桨，手对船桨的作用力相当动力，方向水平向后，水对船桨的作用力相当于阻力，方向水平向前。故A正确，BCD错误。 故选A。 14．A 【详解】A．同一个箱子升高相同的高度，由可知两只搬运方式所做的有用功是相同的，故A正确； B．搬运时间不知道，无法比较功率的大小，故B错； CD．乙图要提升动滑轮做额外功，所以额外功不同，总功等于额外功与有用功之和，所以总功不同，由效率公式可知两种搬运方式机械效率不同，故CD错。 故选A。 15． 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 16． 2 4 【详解】[1]由题知，不计绳子和滑轮质量以及绳子与滑轮间的摩擦，物体A水平向右运动时，物体A在水平方向上受到绳子向右的拉力为 F=GB=×4N=2N 水平向左的摩擦力作用f，物体A做匀速直线运动，处于平衡状态，由二力平衡条件得 f=F=2N [2]物体A水平向左运动和水平向右运动时，由于压力不变、接触面粗糙程度不变，则物体A受到的摩擦力不变，所以物体A水平向左运动时，受到水平向右的摩擦力f=2N；物体A水平向左做匀速直线运动时，水平方向上受到水平向左的拉力F′、水平向右的拉力 F=GB=×4N=2N 水平向右的摩擦力f=2N，物体A处于平衡状态，由力的平衡条件得拉力 F′=F+f=2N+2N=4N 17． B 4 【详解】[1]由题意可知，晾晒架可看成一个杠杆，设衣服对晾晒架的作用力为阻力，则支撑物对晾晒架的作用力为动力，根据杠杆平衡条件可知，同一件衣服挂在B点时，阻力不变，阻力臂最小，动力臂不变，因此动力最小，即A点受到的支持力最小。 [2]若衣服重为3.6N，根据杠杆平衡条件可得，当衣服挂在B点时，阻力臂最小，所以此支持力最小值为 18．② 【详解】保持M位置不变，即左边的力和力臂不变，N的重力不变，则右边杠杆受到的力不变，要使杠杆在图乙位置保持平衡，应该使右边的力臂不变，原来N的力臂为OB，所以N应该移动到②点处。 19． 30 2 【详解】[1]根据动滑轮省一半力的性质，拉力大小为物体摩擦力大小的一半为30N。 [2]绳自由端速度为物体的n倍，本题中绳子股数为2，所以移动速度为2倍。 20． 改变力的方向 20 【详解】[1]使用过程中，滑轮轴固定不动的滑轮叫定滑轮。使用过程中，滑轮轴随物体一起运动的滑轮叫动滑轮，故B图中的滑轮轴固定不动，是定滑轮。定滑轮在使用过程中，总是绕着固定点转动，也就是说定滑轮是个形状特殊的杠杆，其动力臂和阻力臂始终等于滑轮的半径，大小不变。故使用定滑轮不省力，但可以改变力的方向。 [2]由图知，用于提升物体A的滑轮为动滑轮，直接作用在动滑轮上承担拉力的绳子段数为2。因不计滑轮重及摩擦，所以拉力的大小为 21． 3 75 2 【详解】[1]拉动物体所做的有用功，即克服重力做功为 [2]总功为 斜面的机械效率是 [3]根据可得，物体从斜面底端运动到斜面顶端所用的时间是 22． 甲 乙 900 【详解】[1]由图可知，甲的有用功占总功的75%，即甲机械的机械效率为75%，乙的有用功占总功的70%，即乙机械的机械效率为70%，则机械效率较高的是甲。 [2]甲的有用功为2100J，甲机械的机械效率为75%，则甲的总功 乙的有用功为2100J，乙机械的机械效率为70%，则乙的总功 所以总功较多的是乙。 [3]乙机械的额外功W额乙=W总乙-W乙=3000J-2100J=900J 23． 【详解】[1]动力F1与动力臂垂直，故做动力臂L1的垂线，与杠杆相交的点为即为动力的作用点，过O点做阻力G的垂线，即为阻力臂l2，故如下图所示： [2]定滑轮只是改变力的方向，而动力是作用在杠杆上的力，故过支点O做垂线，即为拉力的力臂，阻力是沿绳方向，方向竖直向下，故如下图所示： [3]棒的上端A是动力的作用点，若要用最小的力搬动石块，即动力臂最大，故杠杆的支点O在与地面接触的点，过A点做杠杆的垂线，由于阻力使杠杆顺时针运动，而动力为了使杠杆顺时针运动，故方向向上，故如下图所示： 24． 1.5 0.8 1.2 66.7% 【详解】(1)[1]如图，弹簧测力计的分度值为0.1N，所以拉力为1.5N。 (2)[2]拉力做的有用功 [3]拉力F在这过程中做总功 [4]该次实验的机械效率 25．（1）3500N；（2）1000N；（3）50J 【详解】解：（1）浮箱上放着5包相同的货物和一位工人，人、浮箱和每包货物的重均为500N，设每包货物重为G0，人站在浮箱上还未开始搬运时，漂浮的浮箱受到浮力 F浮=G总=G人+G箱+5G0=500N+500N+5×500N=3500N （2）当人背着最后一包货物走到AB中点C时，将跳板看成一个杠杆，如下图 B端对浮箱有竖直向下的压力F压，由力的相互性知，浮箱对B端有向上的支持力F，且两力大小相等，由杠杆的平衡条件有 G×AD=F×AE 由数学知识知 所以 浮箱此时受到的重力、压力与浮力平衡，所以浮箱受到浮力 F浮′=G箱+F=500N+500N=1000N （3）人搬第一包货物时，浮箱受到浮力 F浮=3500N 搬最后一包货物时，浮箱受到的浮力 F浮″=G总′=G人+G箱+G0=500N+500N+500N=1500N 浮箱受到的浮力变化量 由知道，浮箱排开水体积的变化量 浮箱受到浮力减小，所以浮箱排开水的体积减小，浮箱上升，由 知道，浮箱上升的高度 货物从B搬运到A，搬第一包货物与最后一包货物，货物上升高度减小量与浮箱上升的高度相等，所以货物克服重力做功相差 答：（1）人站在浮箱上还未开始搬运时，漂浮的浮箱受到浮力是3500N； （2）当人背着最后一包货物走到中点C时，浮箱受到浮力1000N； （3）将货物从B搬运到A，搬第一包货物与最后一包货物，货物克服重力做功相差50J。 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 $$