第十一章简单机械单元卷-2024-2025学年北师大版（北京）八年级物理下学期

第十一章简单机械单元卷北师大版（北京） 一、单选题 1．如图所示，用工具撬钉子时，向哪一个方向最省力（　　）    A． 沿F1的方向 B．沿F2的方向 C．沿F3的方向 D．沿F4的方向 2．如图所示，下列关于国旗杆顶部所装滑轮的说法正确的是（　　） A． 它是定滑轮，用它可以改变力的方向 B．它是定滑轮，用它可以省力 C．它是动滑轮，用它可以省功 D．它是动滑轮，用它可以省力 3．施工中，一个工人利用如图所示的滑轮，若沿不同方向将一桶泥沙提到高处（不计摩擦），那么工人用的拉力（　　） A．大 B．大 C．大 D．一样大 4．2023年9月24日，中国组合邹佳琪/邱秀萍在赛艇女子轻量级双人双桨决赛中夺冠，斩获杭州亚运会首金。如图所示，赛艇的桨可视为杠杆，下列工具正常使用时，与桨属于同类杠杆的是（　　） A．筷子 B．瓶起子 C．核桃夹 D．榨汁器 5．关于杠杆，下列说法中正确的是（　　） A．杠杆一定是一根直棒 B．杠杆的力臂一定在杠杆上 C．从支点到阻力作用线的距离叫做阻力臂 D．作用在杠杆上的动力和阻力的方向一定相反 6．甲、乙两台机械，甲的机械效率是85%，乙的机械效率是80%，则（　　） A．使用甲机械做功省力 B．使用乙机械做功省力 C．使用乙机械做功少 D．做同样多的功，使用甲机械的额外功少 7．如图，小明分别用甲、乙滑轮把同一桶沙提升相同高度。用甲滑轮所做的有用功为W1，机械效率；用乙滑轮所做的有用功为W2，机械效率为，若不计绳重与摩擦，则（　　） A． B． C． D． 8．如图所示，工人在斜面上将一个重为400N的物体匀速从斜面底端拉到顶端，沿斜面向上的拉力F＝200N，斜面长s=5m、高h=2m，关于该过程，下列说法正确的是（　　） A．有用功为1000J B．额外功为400J C．物体受到的摩擦力为200N D．斜面的机械效率为80% 二、填空题 9．图甲所示的是脚踏式翻盖垃圾桶的实物图，图乙所示的是该垃圾桶上两个杠杆组合的示意图。由图可知，以为支点的杠杆是 ，属于 杠杆，以 （填字母序号）为支点的杠杆是 ，属于 杠杆。    10．在生产生活中，人们常用的简单机械除了杠杆、滑轮，还有轮轴和斜面。如图所示，盘山公路就相当于一个 ，它能 。（选填“省力”或“省距离”）    11．如图所示，轻质杠杆OA中点悬挂一重G=60N的物体，在A端施加一竖直向上的力F，杠杆在水平位置平衡，则F= N；保持F的方向不变，将杠杆从A位置匀速提到B位置的过程中，力F将 （填“变大”、“不变”或“变小”）。 12．如图是我国古代劳动者利用简易机械将巨木抬起施工的情景。这些劳动者竖直向下施力，将横杆一端压下，使巨木的重心上升，则该简易机械对巨木做的有用功为 ，机械效率为 。（取） 13．如图所示，用的拉力拉着物体在水平面上以的速度匀速前进，若不计滑轮重力、绳重及轴摩擦，若受到的摩擦力是，不计滑轮重力、绳重及轴摩擦，物体与地面的摩擦力为 ，物体的速度是 。 三、作图题 14．如图所示，杠杆AB在力F1、F2的作用下处于静止状态，L2是力F2的力臂。在图中画出力F1的力臂L1和力F2。 15．如图所示，是用酒起子打开瓶盖的示意图，O为支点，请画出打开瓶盖时所施加的最小动力及阻力的示意图。 16．要用如图所示的滑轮组将陷在烂泥中的小汽车拉出来，请你画出最省力的绕线方法。 四、实验题 17．在“探究杠杆的平衡条件”的实验中，每个钩码重为0.5N（钩码个数若干）。 （1）如图甲所示，为使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向 （选填“左”或“右”）移；调节水平平衡的目的是 ； （2）如图乙所示，在A点挂4个钩码，要使杠杆在水平位置平衡，应在B点挂 个相同的钩码；当杠杆平衡后，将A、B两点的钩码同时远离支点O移动一格，则杠杆 （选填“左端下沉”、“右端下沉”或“保持水平平衡”）； （3）如图丙中杠杆每个小格长度均为5cm，在C点竖直悬挂4个钩码，当在D点用力F拉杠杆。此时杠杆的类型与 （选填“筷子”、“老虎钳”或“托盘天平”）相同； （4）如图丁所示，杠杆在水平位置始终保持平衡，当弹簧测力计由位置1转至位置2的过程中，拉力大小会 （选填“不变”或“先变小后变大”、“先变大后变小”）； （5）某同学按照图乙的数据得出如下结论：“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”。这个结论与杠杆平衡条件不符合，原因是实验过程中 。 A．没有改变力的大小 B．没有改变力的方向 C．没有改变力的作用点 D．实验次数较少，结论具有偶然性 18．在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，某组同学用滑轮安装了如图甲、乙所示的滑轮组，实验测得的数据如下表所示。 次数 物体的重力G/N 提升高度h/m 拉力F/N 绳端移动的距离s/m 机械效率 /% 1 2 0.1 1 0.3 66.7 2 3 0.1 1.4 0.3 71.4 3 4 0.1 1.8 0.3 74.1 4 2 0.1 1.5 0.2 (1)在实验中，测绳端拉力F时，应尽量 向上匀速拉动弹簧测力计且在拉动过程中读数； (2)第4次实验数据是用图 （选填“甲”或“乙”），所示的滑轮组测得的，其机械效率是 （结果精确到0.1%）。 (3)通过分析第1、2、3次实验数据可得出：若要增大滑轮组的机械效率，可以 ； (4)通过比较 两次数据可知：使用同一滑轮组提升相同重物，滑轮组的机械效率与所绕匝数无关； (5)实验中多次改变提升钩码的重力来测量滑轮组的机械效率，其目的是________（选填字母序号）。 A．减小摩擦力 B．多次测量求平均值 C．获得多组数据归纳出物理规律 五、计算题 19．如图甲所示，是《天工开物》中记载的三千多年前中国古人利用桔槔在井上汲水的情境，受桔槔的启发，小明组装了如图23乙所示的装置。其中，杠杆CD可绕支点O在竖直平面内转动，且OC=2OD。物体A悬挂在C端，静止在水平桌面上的正方体B悬挂在D端，此时杠杆在水平位置平衡。已知：GA=30N，GB=80N，正方体B的边长为0.1m。杠杆、悬绳的质量不计。求： （1）杠杆D端所受的拉力； （2）正方体B对地面的压强。 20．如图所示。现用平行于斜面的拉力将重为正方体物块物块由底端匀速拉到顶端，当物体移动的距离为，升高。求： （1）斜面的机械效率； （2）斜面与物块间的摩擦力。 21．建筑工地上，工人用如图所示装置将重为1000N的材料从地面上匀速送到8m高处，所用拉力为400N，用时为20s。不计摩擦和绳重。求： (1)工人做的有用功； (2)工人做的总功； (3)此过程中该装置的机械效率； (4)动滑轮的重力为多大？ 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卷北师大版（北京）答案 1．C 【详解】如图所示：O是支点，F1的力臂是OB，F4的力臂是OC，F3的力臂是OA，根据杠杆平衡条件可知，力臂越大，力越小。    A．F1的力臂是OB，所以F1不是最省力的，故A不符合题意； BC．F3的力臂是OA，因为OA>OB>OC，又由于F2的方向与杆子垂直，对应的力臂大于F3对应的力臂，故沿F2的方向的力最小。故B符合题意，C不符合题意； D．F4的力臂是OC，所以F4不是最省力的，故D不符合题意。 故选B。 2．A 【详解】国旗杆顶部装的是定滑轮，定滑轮不能省力，但可以改变力的方向，使用任何机械都不能省功，定滑轮也是这样，故BCD错误，A正确。 故选A。 3．D 【详解】因为定滑轮相当于一等臂杠杆，只能改变力的方向，而不省力，故定滑轮拉同一重物G，沿三个不同方向，用的拉力大小相等，即F1、F2、F3都等于物体的重力，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 4．A 【详解】桨的动力臂小于阻力臂，是费力杠杆。 A．筷子的动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故A符合题意； BCD．瓶起子、核桃夹、榨汁器的动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故BCD不符合题意。 故选A。 5．C 【详解】A．杠杆的形状不是固定的，例如剪刀、筷子等都是杠杆，故A错误； B．只有杠杆在水平位置平衡且动力和阻力的方向在竖直方向上时，力臂才在杠杆上，故B错误； C．力臂是从支点到力的作用线的距离，所以从支点到阻力作用线的距离叫做动力臂，故C正确； D．当支点位于一侧时，动力和阻力的方向相反，当支点位于中间时，动力和阻力方向相同，故D错误。 故选C。 6．D 【详解】A．甲的机械效率是85%，乙的机械效率是80%，甲的效率大于乙的效率，但不能确定它们的省力、费力情况，故AB不符合题意； C．根据W=Pt，时间相同，功率大的做功多，功率小的做少；机械效率与做功的多少无关，故C不符合题意； D．机械效率越高，额外功所占比值越小。甲的机械效率高，做同样多的功，使用甲机械做的额外功少，故D符合题意。 故选D。 7．D 【详解】如图甲乙所示，把同一桶沙提升相同高度，有用功为W=Gh，因此W1=W2。图乙中要克服动滑轮重做功，也为额外功，即在有用功相同情况下，乙图中额外功更多，则机械效率更小，即。故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 8．D 【详解】A．克服物体重力做的有用功为W有=Gh=400N×2m=800J 故A错误； BCD．工人拉力做的总功为W总=Fs=200N×5m=1000J 克服摩擦力做的额外功为W额=W总-W有=1000J-800J=200J 物体受到斜面的摩擦力为 斜面的机械效率为 故BC错误，D正确。 故选D。 9． DEF 省力 C ABC 费力 【详解】[1][2]由图乙可知，杠杆DEF绕E点转动，E点是支点，动力作用在F点，阻力作用在D点，根据图乙和力臂的概念可知，动力臂大于阻力臂，则杠杆DEF为省力杠杆。 [3][4][5]由图乙可知，杠杆ABC绕C点转动，C点是支点，动力作用在B点，阻力作用在盖子的重心处，根据图乙和力臂的概念可知，动力臂小于阻力臂，则杠杆ABC为费力杠杆。 10． 斜面 省力 【详解】[1][2]在高度一定的情况下，盘山公路增加了路面的长度，盘山公路实际上是简单机械中的斜面，使用斜面可以省力。 11． 30 不变 【详解】[1]由杠杆平衡条件可得 所以拉力F的大小为 [2]由于重力方向始终竖直向下，拉力方向始终竖直向上，所以将杠杆从A位置匀速提到B位置的过程中，拉力F的力臂始终等于重物对杠杆中点拉力的力臂的2倍，所以拉力F大小不变。 12． 420 42% 【详解】[1]巨木的重心上升，该简易机械对巨木做的有用功W有用=Gh=mgh=420kg×10N/kg×0.1m=420J [2]劳动者竖直向下施力，将横杆一端压下，则劳动者做的总功W总=Fs=2000N×0.5m=1000J 机械效率 13． 30 4 【详解】[1]物体在水平面上匀速前进，则 绳对的拉力 做匀速直线运动，与地面的摩擦力 [2]滑轮为动滑轮 所以运动的速度 14． 15． 16． 17． 左 便于直接读出力臂 6 右端下沉 托盘天平 先变小后变大 B 【详解】（1）[1]如图甲所示，杠杆向右倾斜，表明右边要重一些，所以向左调节平衡螺母。 [2]使杠杆在水平位置平衡，为了直接在杠杆上读出力臂的长度。 （2）[3]如图乙所示，A点距离支点有3格，在A点挂4个钩码，B点距离支点2格，由杠杆平衡原理得：3格×4个钩码=2格×6个钩码，所以应在B点挂6个钩码。 [4]将A、B两点的钩码同时远离支点O移动一格，则A点距离支点有4格，B点距离支点3格，由杠杆平衡原理得 4格×4个钩码<3格×6个钩码 所以杠杆向右端倾斜。 （3）[5]由图丙可以看出，C点距离支点2格，D点距离支点4格，力F与杠杆成30°角，力F的力臂是由支点向力F作垂线段，由三角函数可求力F的力臂是2格长度，所以动力臂等于阻力臂，故此时为等臂杠杆，与托盘天平原理相同。 （4）[6]当弹簧测力计由位置1转至位置2的过程中，力臂先变长后变短，由杠杆平衡原理可得，弹簧测力计拉力应先变小后变大。 （5）[7]某同学得出的结论与杠杆平衡条件不符合，是因为力的方向始终是垂直与杠杆竖直向下，没有改变，故选B。 18．(1)竖直 (2) 乙 66.7% (3)增大所提升的物体的重力 (4)1、4 (5)C 【详解】（1）为了使距离测量数据准确，实验时应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计。 （2）[1][2]分析第4次实验数据发现 说明实验中有2段绳子拉着物体，所以是乙图做的。此次实验中滑轮组的机械效率为 （3）分析第1、2、3次实验数据知绳子的段数相同，说明3次实验是用同一滑轮组做的，只是改变了物体的重力，可得出结论：使用同一滑轮组提升重物时，钩码越重，滑轮组的机械效率越高。所以对于同一滑轮组可以通过增大提升物体的重力来增大滑轮组的机械效率。 （4）要探究滑轮组的机械效率与绳子段数的关系，需要控制物体的重力相同，同一滑轮组，只是改变绳子的段数，实验1、4符合题意。 （5）多次改变提升的物重测量滑轮组的机械效率，是为了进行多次测量，获得多组数据，总结实验规律，使实验结论具有普遍性。故选C。 19．（1）60N；（2）2×103Pa 解：（1）根据杠杆的平衡条件 ，OC=2OD 可得杠杆D端所受的拉力为 （2）正方体B对地面的压力为 正方体B与地面的接触面积是 所以正方体B对地面的压强为 答：（1）杠杆D端所受的拉力为60N； （2）正方体B对地面的压强为2×103Pa。 20．（1）60%；（2）100N 解：（1）有用功 总功 斜面的机械效率 （2）斜面与物块间的摩擦力做的功是额外功，额外功等于总功减去有用功，所以斜面与物块间的摩擦力是 答：（1）斜面的机械效率是60%； （2）斜面与物块间的摩擦力是100N。 21．(1)8000J (2)9600J (3)83.3% (4)200N 解：（1）工人做的有用功 W有=Gh=1000N×8m=8000J （2）由图可知滑轮组的动滑轮绕绳子的段数n=3，绳子自由端移动的距离 s=nh=3×8m=24m 工人做的总功 W总=Fs=400N×24m=9600J （3）此过程中该装置的机械效率 （4）不计摩擦和绳重，动滑轮的重力 G动=nF-G=3×400N-1000N=200N 答案第1页，共2页 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