第十二章简单机械----2024-2025学年人教版物理八年级下学期

第十二章简单机械 一、单选题 1．下图所示正在使用的工具中，属于费力杠杆的一组是（    ） A．①② B．②③ C．②④ D．③④ 2．如图所示，物体重180N，动滑轮重10N，小明用100N的拉力（方向不变）将物体匀速提升2m，则此过程中的机械效率是（　　） A．60% B．70% C．80% D．90% 3．在菜市场内个别商贩会违反公平交易的原则，使用杆秤时通过不正当方式侵犯了消费者的合法权益。例如某标准杆秤的秤砣质量为1千克，秤和秤盘的总质量为0.5千克，O点为提纽悬点，A点为零刻度点。OA=3厘米，OB=9厘米，如图所示。如换取了一个质量为0.7千克的秤砣，售出3.0千克的物品，消费者得到的物品实际质量为（　　） A．2.0千克 B．2.3千克 C．2.5千克 D．2.8千克 4．杆秤曾是主要的度量工具，同时它还承载着公平公正的象征意义。某科技小组的同学用轻质细杆制作了一个杆秤，如图所示，AB=5cm，AD=55cm，秤砣的质量为0.5kg。使用时将货物挂在秤钩上，用手提起B处的秤纽，移动秤砣在秤杆上的位置，当秤杆水平平衡时，可读出货物的质量。秤砣最远可移至D 点。秤杆和秤钩的质量忽略不计。下列说法正确的是（　　） A．杆秤的实质是省力杠杆 B．杆秤D 点应标定出刻度值为5.5kg C．如果要增大杆秤的量程可将提纽B向A点移动 D．如果秤砣磨损一部分，用它称得的物体质量小于物体的实际质量 5．如图所示，将一个重9.0N的物体从斜面底端匀速直线拉到斜面顶端，沿斜面向上的拉力为3.6N，在斜面上移动的距离s=1.2m，物体升高的高度h=0.3m，则（　　）    A．物体所受的摩擦力3.6N B．物体克服重力做功4.32J C．拉力做功2.7J D．斜面的机械效率62.5% 6．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% 7．如图所示，某次活动中，同学们用轻绳将重的物体沿斜面从底端以的速度匀速拉到顶端，拉力为，已知斜面长，高，则下列说法正确的是（　　） A．拉力做功的功率为 B．斜面的机械效率是80% C．斜面上的摩擦力是 D．若只把斜面的高度升高，则斜面更省力 8．杠杆受到两个拉力，忽略杆重。下列选项中，杠杆能保持水平静止且两个力臂相等的是（　　） A． B． C． D． 9．两个滑轮按如图所示的方式进行组合，用5N的拉力F拉动绳端，使物体水平向左匀速滑动1m，物体与地面间的摩擦力为9N。下列选项正确的是（    ） A．A是定滑轮，B是动滑轮 B．拉力F做的总功为15J C．滑轮组做的有用功为9J D．滑轮组的机械效率为60% 10．辰辰同学用如图所示的滑轮组探究机械效率的大小，滑轮和重物完全相同的情况下，甲图和丙图中FA和FC都沿竖直方向用力，乙图和丁图中FB和FD分别沿倾斜向下和倾斜向上的方向用力，不计绳重和摩擦，机械效率分别为ηA、ηB、ηC和ηD．则下面选项正确的是（　　） A．FA＜FB＜FC＜FD B．FA=FB＜FC=FD C．ηA=ηB=ηC=ηD D．ηA=ηB=ηC>ηD 二、填空题 11．如图是某电梯的工作原理图，A、B为滑轮，F为电动机对滑轮组施加的拉力。其中滑轮 （选填“A”或“B”）能省力。某次电梯以1m/s速度将60kg的人匀速提升，电动机输出功率为1960W，则人所受重力与 力是一对平衡力，此次电梯的机械效率为 。（g取10N/kg） 12．如图所示，小致用如图滑轮组提升重为300N的货物，所用拉力为200N，货物被匀速提升10m，小致做的功是 J，忽略绳重和摩擦，这个滑轮组的机械效率是 ，动滑轮的重力是 N。 13．如图甲所示，体育课上小明正在做俯卧撑，把他的身体看作一个杠杆，O为支点，A为重心，他的体重为560N，地面对手的支持力F的大小为 N。小华在跳绳，她的质量为50kg ， 每次跳起高度约为6cm ， 1min跳100次 ， 则她跳绳的功率为 W。 14．如图所示，用滑轮组帮助汽车脱困时，滑轮B的作用是 ；当汽车受到的摩擦力为2000N时，至少需要用 N的拉力才能拉动汽车。 15．当用力按住C点打开如图燕尾夹时，可把 点看作支点，动力的作用点为 点，阻力的作用点为 点。 三、作图题 16．如图所示，轻质杠杆OMN上挂一重物，为使杠杆在图中位置平衡。请在N端画出最小力的示意图。 四、实验题 17．研究杠杆平衡条件的实验： (1)杠杆的位置如图甲所示，此时应调节杠杆两端的螺母使其向 （选填“左”或“右”）移动，使杠杆在水平位置平衡，调节杠杆在水平位置平衡的目的是： ； (2)某同学用图乙装置通过多次实验操作及数据分析，得出杠杆平衡的条件是：动力×动力作用点到支点的距离=阻力×阻力作用点到支点的距离，你认为他的结论 （选填：“具有普遍性”或“不具有普遍性”）； (3)利用图丙所示装置进行实验，每个钩码重0.5N，杠杆平衡时弹簧测力计的读数应为 。 18．某小组在“测滑轮组机械效率的实验”中得到的数据如表所示，实验装置如图所示： 实验次数 钩码重G/N 钩码上升高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效率 1 4 0.1 2.7 0.2 2 4 0.1 1.8 0.3 3 8 0.1 3.1 0.3 4 8 0.1 2.5 0.4 △ (1)实验中应沿竖直方向 拉动弹簧测力计，某同学在该实验中加速向上提升重物，所测滑轮组的机械效率会 （选填“偏大”、“偏小”或“不变”）； (2)通过比较 （填实验次数的序号）两次实验数据得出结论：使用同一滑轮组提升同一重物时，滑轮组的机械效率与绳子段数 （选填“有关”或“无关”）；比较2、3两次实验得出结论：同一滑轮组， ，滑轮组的机械效率越高。 (3)第4次实验空格中数值为 ，分析可知：被提升物体所受的重力相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越 。 (4)实验中使用了不同的滑轮组，还多次改变提升的物重来测量滑轮组的机械效率，目的是为了___________。 A．多次测量取平均值减小误差 B．获得多组数据归纳出物理规律 (5)若每个滑轮的重1N，第三次实验中克服摩擦做的额外功为 J（不计绳重）。 五、计算题 19．如图所示，滑轮组悬挂在水平支架上，某工人站在水平地面上，250N竖直向下的拉力拉动绳子自由端，将重400N的装修材料匀速提升6m，所用时间为1min。 （1）有用功； （2）拉力的功率； （3）滑轮组的机械效率。 20．工人用图示装置在20s内将重为450N的货物匀速提升4m，该滑轮组的机械效率为75%，求： (1)有用功； (2)拉力的功率； (3)若工人用此装置匀速提升其他货物，测得拉力大小为500N，额外功占总功的20%，工人提升货物的重。 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 《第十二章简单机械----2024-2025学年人教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 C D A C D B C B C D 1．C 【详解】核桃夹、手推车在使用时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆；船桨、食品夹在使用时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆。故属于费力杠杆的是②④，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 2．D 【详解】由图可知，由2段绳子吊着动滑轮，此过程中的机械效率是 故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 3．A 【详解】设秤杆和秤盘的重心为C，当杠杆平衡时秤砣放在零刻度A点，根据杠杆平衡条件有 由得 即 故OC=6cm。当使用1kg秤砣（正常情况下）售出3.0千克的物品时，设秤砣到O点的距离L，则有 即 解得L=30cm，当使用0.7kg秤砣时，秤砣到O点的距离不变，此时 即 解得m物′=2.0kg，即消费者得到的物品实际质量为2.0kg。 故选A。 4．C 【详解】A．由图可知，B点是支点，杠杆水平平衡时，动力臂和阻力臂分别为BC和AB，若BC大于AB，则为省力杠杆，若BC小于AB则为费力杠杆，故A错误； B．根据杠杆平衡可得 G×AB=G砣×BD 故 故杆秤D点应标定出刻度值为5kg，故B错误； C．根据杠杆平衡可得 m砣一定，如果要增大杆秤的量程，应增大BD，同时减小AB，故可将提纽B向A点移动，故C正确； D．当秤砣磨损后，自身质量变小，重力就变小，由于物体的重力和力臂不变，则秤砣对应的力臂就必须变长，才能使杠杆平衡，所以显示的示数就要变大，所以用它称得的物体质量大于物体的实际质量，故D错误。 故选C。 5．D 【详解】ABC．克服物体重力做功即有用功为 拉力做的功即总功为 额外功为 由可得，摩擦力为 故ABC不符合题意； D．根据可得，斜面的机械效率为 故D符合题意。 故选D。 6．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。 7．C 【详解】A．拉力做功的功率为 故A错误； B．拉力做的有用功为 拉力做的总功为 斜面的机械效率是 故B错误； C．拉力做的额外功为 斜面上的摩擦力是 故C正确； D．斜面的省力情况与斜面的长、高之间的比值有关，相同长度，斜面越高越费力，故D错误。 故选C。 8．B 【详解】A．左右的力臂都是3格，力臂相等，但力不等，杠杆不能平衡，故A不符合题意； B．左侧作用力与杠杆的夹角的锐角是30度，则力臂等于杠杆长的一半，即2格，右侧力臂是2格，故力臂相等，力也相等，杠杆能平衡，故B符合题意； C．左侧力臂是4格，右侧力臂是2格，左右两侧力臂不等，故C不符合题意； D．左右作用力都使得杠杆逆时针转动，没有阻力，杠杆不可能平衡，故D不符合题意。 故选B。 9．C 【详解】A．由图可知，B滑轮的轴固定不动，是定滑轮，A滑轮的轴随物体一起运动，是动滑轮，故A错误； B．拉力移动的距离 s=2s′=2×1m=2m 拉力做的总功 故B错误； C．滑轮组做的有用功 故C正确； D．滑轮组的机械效率 故D错误。 故选C。 10．D 【详解】AB．图中甲、乙都是2股绳子承重，且动滑轮可以改变力的方向，故甲、乙的拉力相等；丙丁都是3股绳子承重，但丁图斜拉使得动力臂减小，拉力变大，故丙拉力小于丁，则FA=FB>FD>FC 故AB错误； CD．滑轮组的机械效率为 因物重相同，且FA=FB 甲、乙两图中n均为2，则甲、乙两图中滑轮组的机械效率相等，即ηA=ηB 丁图与丙图相比，n均为3，物重相同，但FD>FC (即丁图中拉力偏大)，由机械效率公式可知丁图中滑轮组的机械效率偏小，即ηC>ηD 综上可知，ηA=ηB=ηC>ηD 故D正确，C错误。 故选D。 11． A 电梯对人的支持 30.6% 【解析】略 12． 4000 75% 100 【详解】[1]由图可知，n=2，小致做的功为 [2]有用功为 机械效率 [3]由可知，动滑轮的重力 13． 400 50 【详解】[1]把他的身体看作一个杠杆，地面对手的支持力为动力，重力为阻力，根据求支持力大小为 [2]根据求她跳绳的功为 根据求她跳绳的功率为 14． 改变力的方向 1000 【详解】[1]由图可知，滑轮B为定滑轮，作用为改变力的方向。 [2]A滑轮为动滑轮，使用动滑轮可以省一半的力，所以绳端的拉力至少为 15． B C A 【详解】[1][2][3]燕尾夹可看作杠杆，当用力按住C点打开该夹子时，AC是围绕B点转动的，故B为支点，C点的作用力使杠杆转动，所以C点是动力作用点，A点受到的作用力阻碍杠杆的转动，A点是阻力的作用点。 16． 【详解】由杠杆平衡条件可知，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力越小；图中支点在O点，动力作用点在N点，动力臂最长，连接ON，为使杠杆在图示位置平衡，动力方向向上，在N点做垂直ON向上的带箭头的直线表示最小动力，如下图所示： 17．(1) 右 便于测量力臂 (2)不具有普遍性 (3)2.25N 【详解】（1）[1]由图甲可知，杠杆左端低右端高，为了使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向右调节。 [2]实验前先要调节杠杆在水平位置平衡，实验时调节钩码的位置使杠杆再次在水平位置平衡，此时力臂与杠杆的一部分重合，可以直接在杠杆上读出力臂的长短，即便于测量力臂。 （2）杠杆在水平位置平衡，并且动力和阻力垂直作用在杠杆上，“动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离”成立，如果杠杆不在水平位置平衡，动力臂和阻力臂小于支点和作用点之间的距离，此结论就不成立，故此结论不具有普遍性。 （3）设一格的长度为L，杠杆在水平位置平衡，由得 解得 杠杆平衡时弹簧测力计的读数应为2.25N。 18．(1) 匀速 偏小 (2) 1、2 无关 物重越大 (3) 低 (4)B (5)0.03 【详解】（1）[1][2]实验中，为确保测力计读数准确反映拉力，应沿竖直方向缓慢匀速拉动；加速提升会导致拉力瞬时增大，使得总功偏大，而有用功不变，由可知，机械效率将偏小。 （2）[1][2]实验1和实验2中钩码的重力相同，实验1中钩码上升0.1m，绳端移动0.2m，说明有效绳子股数为2股，实验2中钩码上升0.1m，绳端移动0.3m，说明有效绳子股数为3股，但机械效率相同，说明使用同一滑轮组提升同一重物时，滑轮组的机械效率与绳子段数无关。 [3]2、3两次实验使用的是同一滑轮组，实验3中钩码的重力更大，机械效率更高，故可得：同一滑轮组，物重越大，滑轮组的机械效率越高。 （3）[1]第4次实验空格中数值为 [2]比较第3、4次的实验数据，不同滑轮组提升相同重物，动滑轮重不同，机械效率不同，可得出结论：不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低。 （4）使用不同的滑轮组，还多次改变提升的物重来测量滑轮组的机械效率，目的是为了避免偶然性，得出具有普遍性的规律。 故选B。 （5）第三次实验做的总功为 W总3=F3s3=3.1N×0.3m=0.93J有用功为 W有用3=G3h3=8N×0.1m=0.8J由图可知，第三次实验使用了一个动滑轮，则克服动滑轮重力所做的功为 W动滑轮=G动滑轮h3=1N×0.1m=0.1J第三次实验中克服摩擦做的额外功 W摩擦=W总3-W有用3-W动滑轮=0.93J-0.8J-0.1J=0.03J 19．（1）2400J；（2）50W；（3）80% 【详解】解：（1）将重400N的装修材料匀速提升6m，做的有用功 （2）由图知，滑轮组绳子的有效段数n=2，则拉力端通过的距离 拉力做的总功 做功的时间为 t=1min=60s 则拉力的功率 （3）滑轮组的机械效率 答：（1）有用功为2400J； （2）拉力的功率为50W； （3）滑轮组的机械效率为80%。 20．(1)1800J； (2)120W； (3)800N 【详解】（1）工人做的有用功为 （2）拉力所做的功 拉力的功率 （3）滑轮组的动滑轮绕2段绳，由于额外功占总功的20%，所以机械效率为80%，根据 可得 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 $$