第十二章简单机械 2024-2025学年人教版八年级下册物理

2024-2025学年人教版八年级物理下册章末复习练习 第十二章 简单机械(中等难度版)(含答案) 学校:_姓名:_班级:_考号:_ 一、单选题 1.现存史籍中最早讨论滑轮的是我国的《墨经》,书中将滑轮称为“绳制”。如图所示,现分别用甲、乙两种滑轮提升同一重物,不计绳重及摩擦,若将重物提升相同的高度,下列说法正确的是( ) A.甲滑轮所需的拉力更小 B.乙滑轮做的有用功更多 C.甲滑轮的机械效率更高 D.拉力F1和F2做的功一样多 2.用某滑轮组提升重力为270N的物体,在绳子自由端沿竖直方向施加的拉力为100N。绳子自由端竖直移动的距离、物体上升的高度,二者分别随时间变化的关系如图所示。下列说法正确的是( ) A.此滑轮组绳的承重段数为4段 B.滑轮组中动滑轮所受重力一定为30N C.滑轮组的机械效率为80% D.物体上升2m,滑轮组所做的额外功为60J 3.如图所示,为我国古人运送巨木的劳动情境示意图。他们通过横杆、支架、石块等,将巨木的一端抬起,垫上圆木,将其移到其他地方。以下支架说法正确的是( ) A.在抬巨木时,众人越靠近支架越省力 B.在巨木下垫滚木,是为了减小摩擦 C.增大横杆上悬绳与支架之间的距离,更容易抬起巨木 D.支架下端垫有底面积较大的石块,是为了减小支架对地面的压力 4.如图所示,用一个可绕O点转动的轻质杠杆提升重物,在杠杆右端施加一个始终与杠杆垂直的拉力F,使杠杆缓慢地转动到水平位置。在转动过程中,力F的大小将( ) A.不变 B.变小 C.变大 D.先变大后变小 5.如图所示,工人用500N的拉力,在15s内将重为450N的物体匀速提升3m,在这个过程中,下列说法正确的是( ) A.使用的滑轮是动滑轮 B.做的有用功为1500J C.拉力的功率为90W D.该装置的机械效率为90% 6.如图所示,在50N的水平拉力F的作用下,重600N的物体沿水平地面做匀速直线运动,物体与地面间的滑动摩擦力是其自身重力的0.2倍,绳子自由端向前移动的速度为0.6m/s,则( ) A.拉力F的功率为300W B.该滑轮组的机械效率为75% C.1min内物体移动的距离为36m D.10min内所做的有用功为14400J 7.如图用两个滑轮(不计绳重及摩擦,且动滑轮重小于物重)分别将重力都为100N的甲、乙两物体在10s匀速提升0.5m。所用的拉力分别为F甲、F乙,它们的机械效率分别为 甲、 乙。则( ) A.乙图中绳子的自由端移动的速度是0.5m/s B.拉力F甲、F乙做的有用功相等 C.拉力F甲、F乙做功的功率都是5W D.它们的机械效率 甲= 乙 8.如图所示是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式(不计机械自重和摩擦),其中所需动力最小的是( ) A. B. C. D. 9.小明分别用甲、乙两个滑轮组匀速提起相同重的物体,如图所示。已知每个滑轮的质量都相同,且物体上升的速度也相同(不计绳重及摩擦),则下列说法中正确的是( ) A.甲的拉力小于乙的拉力 B.甲的拉力功率大于乙的拉力功率 C.甲、乙滑轮组的机械效率相等 D.甲、乙绳子自由端移动的速度相等 二、多选题 10.对于如图所示的简单机械,下列说法中正确的是( ) A.图甲是一个费力杠杆 B.图乙使用定滑轮可以改变力的方向 C.图丙使用斜面可以省功 D.图丁使用滑轮组可以省力 三、填空题 11.如图所示,某同学用完全相同的钩码验证杠杆的平衡条件。杠杆调节平衡后,在杠杆上A点处挂4个钩码,为使杠杆重新平衡,应在B点处挂 个钩码;平衡后,在A、B两处再各减去一个钩码,杠杆的 (选填“左”或“右”)端会下沉。 四、作图题 12.(1)请在图甲中,画出小球放在斜面上时对斜面的压力的示意图; (2)请在图乙中,画出力的力臂(用表示),其中为支点。 13.如图所示,甲图是正在使用的核桃夹,上、下两部分都是杠杆,乙图是上半部分杠杆的示意图。请在A点画出最小动力F1的示意图,在B点画出阻力F2的力臂L2。 14.如图所示,一轻质的直角支架,可绕O点自由转动。已知,,,在支架上的C点挂一重物,为使该支架在如图所示的位置保持静止状态,画出施加的最小拉力F。 五、实验题 15.学习了简单机械后,小明了解到斜面也是一种机械,于是他想探究这种机械的特点; (1)小明用弹簧测力计测木块的重力,如图甲所示,测量时应让木块保持 状态,并依据 条件得出木块重力的大小等于弹簧测力计的示数; (2)他将木块放在如图乙所示的斜面上,并用弹簧测力计沿斜面 向上拉木块,收集到表中的实验数据: 斜面倾斜程度 木块重力G/N 斜面高度 斜面长 沿斜面拉力 较缓 5 0.2 1 2 较陡 5 0.3 1 2.6 ①比较表中木块重力和拉力的大小,得出使用斜面时 (填“能”或“不能”)省力;斜面长度相同时,斜面高度越小越 (填“省力”或“费力”); ②实验时,可以通过移动木块A来改变斜面的倾斜程度,要减小斜面的倾斜程度,木块A要向 (填“左”或“右”)移; ③从收集的实验数据可以推断,斜面机械工作时,无用功是克服 (选填“重力”“摩擦力”或“压力”)所做的功;斜面倾斜程度越 ,机械效率越高。 16.图甲是某实验小组探究“杠杆的平衡条件”的实验装置。 (1)挂钩码前,杠杆在图甲所示的位置静止,此时杠杆处于 (选填“平衡”或“非平衡”)状态;要想使杠杆在水平位置平衡,接下来应将杠杆两端的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)侧调节; (2)图乙是一个平衡的杠杆,此时若用带杆的滑轮推动右侧钩码的悬线(如图丙所示),就会发现杠杆 (选填“左端下沉”、“仍然平衡”或“右端下沉”); (3)在探究过程中,需要进行多次实验的目的是 ; (4)某同学提出,若支点不在杠杆的中点,杠杆的平衡条件是否仍然成立?于是该小组利用图丁所示的装置进行探究,在杠杆O点处挂上2个钩码,用弹簧测力计在A点处竖直向上拉,使杠杆在水平位置平衡,此时弹簧测力计示数如图丁为 N。以弹簧测力计的拉力为动力,钩码处绳子拉力为阻力,多次改变动力作用点的位置进行实验发现:当杠杆水平平衡时,总是 (选填“大于”、“等于”或“小于”),当弹簧测力计处在A点位置时,此杠杆属于 (选填“省力”或“费力”)杠杆。 六、计算题 17.如图所示,一底面积为0.04m2的正方体物体,重为400N,静止在水平地面上。晓明用动滑轮将该物体的匀速提升1m,已知滑轮组的机械效率是80%(不计绳重和摩擦)。 (1)求正方体物体对地面的压强; (2)求晓明做功的总功; (3)若晓明最大拉力为500N,求该动滑轮的最大机械效率。 18.在拓展课上,小明同学模拟某建筑工地上拉动工件的情景,设置了如图所示的滑轮组。他用该滑轮组在5s内将一个重为100N的物体沿着水平地面匀速拉动了2m,所用的拉力为18.75N,物体移动时受到地面的摩擦力为物体重力的0.3倍。不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦。 (1)拉力做功的功率是多少? (2)滑轮组的机械效率是多少? (3)你认为在不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦时,影响滑轮组机械效率的是 (选填“动滑轮的重力”或“物体运动的距离”)。 19.如图,重600N的小强同学用滑轮组匀速提升重为200N的物体,此时他对绳的拉力为120N,不计绳重和摩擦,求: (1)物体向上提升1m的过程中,小强对绳的拉力做的总功; (2)动滑轮的重力; (3)若绳能承受的最大拉力为650N,求小强用该滑轮组提升物体的最大重力大小。 七、综合题 20.建筑工地上,工人师傅用完全相同的四个滑轮和两根相同的绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组,分别将重500N的货物匀速吊起3m高,绳子自由端的拉力大小分别为和,拉力为275N。若不计绳重和摩擦,则: (1) (填“大于”“等于”或“小于”); (2)一个滑轮的重力是多少? (3)滑轮组乙的机械效率是多少? (4)用滑轮组提升重物时,可提高机械效率的措施有: 。(请举出一例) 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 《2024-2025学年人教版八年级物理下册章末复习练习 第十二章 简单机械(中等难度版)(含答案)》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C D B C D D B B C ABD 1.C 【详解】A.由于不计绳重及摩擦,甲滑轮为定滑轮,绳子自由端的拉力等于物体的重力,乙为动滑轮,绳子自由端的拉力等于物体和动滑轮总重力的一半,若动滑轮的重力小于物体的重力,使用乙滑轮更省力,故A错误; B.由题意可知,用滑轮提升同一重物,并且将重物提升相同的高度,由可知,两滑轮做的有用功一样多;故B错误; CD.由于两滑轮做的有用功一样多,不计绳重和摩擦时使用定滑轮拉力做的功全部用来克服物体的重力做功,使用动滑轮时除了克服物体重力做功还需要克服动滑轮的重力做额外功,因此拉力F2比F1做的功多,由利用求滑轮组的机械效率可知,甲滑轮的机械效率更高,故C正确,D错误。 故选C。 2.D 【详解】A.滑轮组省力但是费距离,所以上方图线是绳子自由端竖直移动的距离随时间变化的关系图像,下方图线是物体上升的高度随时间变化的关系图像,4s时,绳子自由端竖直移动的距离为6m,物体上升的高度为2m。则滑轮组绳的承重段数为 故A错误; B.若不计绳重和摩擦力,滑轮组中动滑轮所受重力 题干未说明是否不计绳重和摩擦力,所以滑轮组中动滑轮所受重力不一定为30N,故B错误; C.滑轮组的机械效率为 故C错误; D.物体上升2m,绳子自由端竖直移动的距离为6m,总功为 有用功为 滑轮组所做的额外功为 故D正确。 故选D。 3.B 【详解】A.人在横杆上靠近支架施加力时,使得动力臂减小,而阻力、阻力臂不变,动力臂越小,需要的动力越大,更难抬起巨木,故A错误; B.将巨木的一端抬起,垫上圆木是变滑动摩擦为滚动摩擦,目的是为了减小摩擦以便其转移。故B正确; C.增大横杆上悬绳与支架之间的距离,则阻力臂变大,而阻力和动力臂不变,则动力变大,更难抬起巨木,故C错误; D.支架下方垫有面积较大的石块,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小对地面的压强,防止支架陷入地面。故D错误; 故选B。 4.C 【详解】如图,在杠杆右端施加一个始终与杠杆垂直的拉力F,使杠杆缓慢地转动到水平位置,在此过程中,阻力和动力臂不变,阻力臂变大,根据杠杆平衡条件可知,动力变大,故C符合题意,ABD不符合题意。 故选C。 5.D 【详解】A.由图可知,滑轮的轴固定不动,是定滑轮,故A错误; B.由题意得,有用功 故B错误; C.定滑轮不省力也不省距离,拉力端移动距离 拉力做的功 则拉力的功率为 故C错误; D.该装置的机械效率为 故D正确。 故选D。 6.D 【详解】A.拉力F的功率为 故A不符合题意; C.如图滑轮组,一共有3段绳子分担动滑轮所受的拉力,故物体移动的速度为 1min内物体移动的距离为 故C不符合题意; D.物体与地面间的滑动摩擦力为 10min内所做的有用功为 故D符合题意; B.10min内所做的总功为 该滑轮组的机械效率为 故B不符合题意。 故选D。 7.B 【详解】A.图乙为动滑轮,由于 所以乙图中绳子的自由端移动的速度是 故A不符合题意; B.拉力F甲、F乙做的有用功为提升重物所做的功,所以 即拉力F甲、F乙做的有用功相等,故B符合题意; C.由于图甲为定滑轮,则有 拉力F甲做功的功率是 由于不计绳重及摩擦,且动滑轮重小于物重,所以有 即 即拉力F甲、F乙做功的功率不相等,故C不符合题意; D.由于机械效率为 而甲不用提升动滑轮,乙要提升动滑轮,所以它们的B机械效率为,故D不符合题意。 故选B。 8.B 【详解】A.此为斜面,不计机械自重和摩擦,有,所以; B.此滑轮组中,不计机械自重和摩擦,有; C.此为动滑轮,不计机械自重和摩擦,有; D.此为杠杆,不计机械自重和摩擦,有,所以 所以所需动力最小的是B,故ACD不符合题意,B符合题意。 故选B。 9.C 【详解】由题知,利用两个滑轮组提升相同的重物G,并且每个滑轮的质量、重力G轮相同,物体上升的速度v物相同; A.由图知,n甲=2,不计绳重及摩擦,则拉力为 由图知,n乙=3,不计绳重及摩擦,则拉力为 所以甲的拉力大于乙的拉力,故A错误; B.拉力做功的功率 则拉力甲的功率 拉力乙的功率 可见拉力甲的功率等于拉力乙的功率,故B错误; C.不计绳重及摩擦,滑轮组的机械效率 因提升的重物G相同,且每个滑轮的重力G轮相同,所以两个滑轮组的机械效率相等,故C正确; D.由图知,n甲=2,n乙=3,甲滑轮组绳子自由端移动的速度 乙滑轮组绳子自由端移动的速度 所以甲、乙绳子自由端移动的速度不相等,故D错误。 故选C。 10.ABD 【详解】A.图甲中手臂抬起时,肘关节为支点,肱二头肌施加的力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,故A正确; B.定滑轮的本质是等臂杠杆,虽然不省力,但可以改变力的方向,故B正确; C.盘山公路属于斜面原理,可以省力但需要移动更长的距离,根据功的原理,使用任何机械都不能省功,故C错误; D.滑轮组通过多段绳子承担重物,可以达到省力的效果,故D正确。 故选ABD。 11. 6 右 【详解】[1]设一个钩码重为G0,杠杆上一格的长度为L0,杠杆重新平衡时,B点挂n个相同的钩码,由杠杆平衡条件知4G0 3L0=nG0 2L0 解得n=6,所以应在B点挂6个钩码。 [2]在A、B两处再各减去一个钩码,,两侧力与力臂的乘积分别为左侧=3G0 3L0=9G0L0 右侧=5G0 2L0=10G0L0 可知右侧>左侧,故右端下沉。 12.(1) (2) 【详解】(1)压力作用点在接触面上,垂直指向被压物体,小球对斜面有垂直斜面向下的压力,压力与接触面垂直,要画垂直符号,故如下图所示: (2)先用虚线画出力的作用线,过支点作力的作用线的垂线为力臂,力臂用两端带箭头的实线表示,力与力臂垂直,画垂直符号,故如下图所示: 13. 【详解】连接OA两点,OA即为最长动力臂,当动力F1与动力臂垂直时,动力最小,据此可作出最小动力F1;而阻力F2应垂直于核桃的接触面向上,然后过O点作力F2的垂线,即阻力臂L2。作图如下: 14. 【详解】根据杠杆平衡的条件F1 L1=F2 L2可知,在阻力、阻力臂一定的情况下,要使所用的动力最小,必须使动力臂最长;由图知,以OA长为力臂是最长的动力臂L1,从A点作垂直于OA的作用力F1,为使杠杆平衡,动力F1的方向应垂直于OA向上,如图所示: 15.(1) 静止 二力平衡 (2) 匀速 能 省力 右 摩擦力 陡 【详解】(1)[1][2]用弹簧测力计测木块的重力,如图甲所示,测量时应让木块保持静止状态,木块处于平衡态,受平衡力,木块受到了重力和拉力,根据二力平衡的知识可知,拉力等于重力。 (2)[1]如图乙所示的斜面上,并用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动木块,这样木块处于平衡态,拉力是稳定的,也为了后续求拉力做的总功,克服重力做的额外功,以及摩擦力做功做好铺垫。 [2]实验中,发现拉力F小于物体所受的重力,说明斜面可以省力。 [3]斜面长度相同时,斜面高度越小,斜面越平缓,拉力越小,说明越省力。 [4]实验时,可以通过移动木块A来改变斜面的倾斜程度,要减小斜面的倾斜程度,木块A要向右移动,斜面的倾斜角变小,倾斜程度变小。 [5]斜面机械工作时,无用功是克服摩擦力做功,运用斜面搬重物,克服重力做功是有用功,拉力做的功是总功,不可避免的摩擦力做功,是额外功,压力与物体运动的路程垂直,不做功。 [6]斜面较缓时,斜面的机械效率为 斜面较陡时,斜面的机械效率为 故斜面倾斜程度越陡,机械效率越高。 16.(1) 平衡 左 (2)左端下沉 (3)避免偶然性,寻找普遍规律 (4) 2.3 大于 费力 【详解】(1)[1]杠杆静止或者匀速转动都处于平衡状态,甲图中杠杆静止,故甲图中杠杆处于平衡状态; [2]杠杆调平时平衡螺母向高的一边调,甲图中杠杆左边高,故平衡螺母应向左边调。 (2)若用带杆的滑轮推动右侧钩码的悬线后,右端拉力的力臂会减小,此时杠杆左端会下沉。 (3)此实验为探究类实验,多次实验的目的是为了避免偶然性,寻找普遍规律。 (4)[1]弹簧测力计的分度值是1N,故读数为2.3N。 [2]此时杠杆自身的重力对杠杆的平衡有影响,此时 故 [3]此时动力臂小于阻力臂,故是费力杠杆。 17.(1)1 104Pa (2)500J (3)90% 【详解】(1)正方体物体静止在水平地面上,对地面的压力等于其重力,即F=G=400N 对地面的压强 (2)用动滑轮将该物体的匀速提升1m,所做有用功为W有=Gh=400N 1m=400J 已知滑轮组的机械效率是80%,则做功的总功 (3)不计绳重和摩擦时 可知,动滑轮的重力 由图可知n=2,因为不计绳重和摩擦时 因此晓明最大拉力为500N,能提升物体的最大重力 则该动滑轮的最大机械效率 18.(1)15W (2)80% (3)动滑轮的重力 【详解】(1)由题意可得,物体移动的速度为 由图可知,该滑轮组绳子的承重段数n=2,所以可得绳子自由端移动的速度为 即拉力做功的功率为 (2)由题意可得,物体移动时受到地面的摩擦力为 若不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦,根据 可得,动滑轮的重力为 所以滑轮组的机械效率为 (3)不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦,使用图示滑轮组时克服物体与地面之间摩擦力所做的功为有用功,即,克服物体与地面之间摩擦力和动滑轮重力所做的功为总功,即 所以滑轮组的机械效率为 据此可知,动滑轮的重力会影响滑轮组的机械效率,物体运动的距离不会影响滑轮组的机械效率。 19.(1) (2) (3) 【详解】(1)由图可知,滑轮组有效绳子段数,物体向上提升1m的过程中,绳子自由端移动距离为 则小强对绳的拉力做的总功 (2)不计绳重和摩擦,动滑轮的重力 (3)若绳能承受的最大拉力为650N,小强同学重力为600N,则绳子自由端最大拉力为600N,则小强用该滑轮组提升物体的最大重力为 20.(1)大于 (2) (3) (4)减小动滑轮的重力 【详解】(1)由甲图可知,有段绳子提升动滑轮,由乙图可知,有段绳子提升动滑轮,根据滑轮组力的特点可知 由于动滑轮重力相同,物体重力相同,则可知 (2)拉力为275N,则动滑轮重力为 (3)滑轮组乙的机械效率是 (4)用滑轮组提升重物时,为提高机械效率,可减小额外功,采取的措施有减小动滑轮的重力。 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 $$