初中物理人教版八年级下册第十二章 简单机械综合与测试同步测试题

第十二章简单机械

一、选择题（共15题）

1．在如图所示的工具中，使用时属于费力杠杆的是（　　）

A．瓶盖起子

B．起钉锤

C．食品夹

D．核桃夹

2．关于功、功率的说法，下列选项中正确的是（    ）

A．功率越大的机器做功一定越多

B．功率越大，做功越快

C．机械效率越大，功率越大

D．机械效率越大，做的有用功一定越多

3．如题图所示为“探究动滑轮的作用”实验，每个钩码所受的重力为1N，动滑轮所受的重力为1N，钩码在保持静止的情况下，即将向上运动时弹簧测力计的示数最符合实际的是（　　）

A．1.0N B．1.5N C．1.7N D．3N

4．如图所示是使用简单机械匀速提升物体的四种方式，其中D图中绳子的悬挂点在杠杆的中心处。不计机械自重和摩擦，如果现在四种方式人提供的拉力大小相等，那么四个物体重力最大的是（　　）

A． B． 

C．                   D．

5．衣服夹是一种常用物品，如图给出了用手捏开和夹住物品时的两种情况．下列说法中正确的是（  ）

A．当用手将其捏开时，它是省距离杠杆

B．无论用手将其捏开还是夹住物品时，它都是省距离杠杆

C．当用其夹住物品时，它是费力杠杆

D．无论用手将其捏开还是夹住物品时，它都是省力杠杆

6．如图所示，重为18N的物体在竖直向上且大小为10N的拉力F作用下，10s内匀速上升0.2m．下列说法中正确的是

A．绳子自由端移动的速度是0.02m/s      B．不计绳重和摩擦，则动滑轮重8N

C．该动滑轮的机械效率为90%      D．若提升物体的速度增大，则机械效率也会增大

7．下列图中所示的工具，在使用过程中不省力的是（ ）

A．A B．B C．C D．D

8．4、如图所示，甲、乙、丙三个相同的杠杆，所挂的物体受到的重力均为G，它们分别在方向如图所示的力F1、F2、F3作用下处于平衡状态，那么

A．F1=F2=F3 B．F1<F2<F3 C．F1>F2>F3 D．F2>F3>F1

9．甲、乙两个滑轮组如图所示，其中每个滑轮重1N，G1重4N、G2重5N，用它们分别将G1、G2提高相同的高度，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　）

A．拉力F1大于F2

B．甲机械的效率大于乙机械的效率

C．F1做的有用功大于F2做的有用功

D．用甲、乙中的任何一个滑轮组提起不同的重物，机械效率不变

10．如图所示，物重为G的物体在不同简单机械中均处于平衡状态(不计机械自重和摩擦)，拉力F1、F2、F3、F4的大小关系是

A．F2<F3=F4<F1

B．F2<F4<F1<F3

C．F4=F2<F1<F3

D．F4<F2<F3<F1

11．如图所示，用滑轮组提升重物时，将重600 N的物体在10 s内匀速提升了3 m，已知动滑轮重为100 N（不计绳重和摩擦），则提升重物的过程中正确的是（    ）

A．绳子自由端拉力F的大小为300 N

B．滑轮组的机械效率为60%

C．提升物体的过程中，额外功为300 J

D．绳子自由端拉力F的功率为180 W

12．如图所示，利用轻质滑轮组匀速拉动水平地面上重为G的物体，若拉力的大小为F，物体和地面之间的摩擦力大小为f，A点的拉力为F A ， 则下列说法不正确的是（ ）

A．拉力F=FA/2 B．该滑轮组的有用功是克服物体与地面的摩擦力做功

C．该滑轮组的机械效率为FA/2F D．A点拉力FA =f

13．下列设备在使用中属于费力杠杆的是（　　）

A．灭火器的压柄

B．订书机

C．镊子

D．钓鱼竿

14．如图所示，用20N的拉力向上拉动绳子，使重为50N的物体5s内匀速升高5m（不计绳重和摩擦）。则下列说法不正确的是（　　）

A．绳子自由端移动的距离为10m B．动滑轮重为10N

C．物体上升的速度为1m/s D．绳子自由端拉动的速度为6m/s

15．如图所示，拉力为5N，物体A以0.1m/s的速度在物体B表面向左做匀速直线运动（B表面足够长）。同时，B受到水平向右的拉力，静止在光滑地面上。已知，下列说法正确的是（　　）

A．物体A受到的摩擦力为8N

B．拉力的功率为1.5W

C．滑轮组的机械效率为80%

D．拉力增大到16N时，物体B开始向左运动

二、综合题

16．如图所示，物体A的重力为200 N，当通过滑轮用力F拉着它在地面上匀速滑动时，它与地面间的摩擦力为30 N，不计滑轮重及它与绳子间的摩擦，拉力F的大小为________N．

17．如图是一种切甘蔗用的铡刀示意图。铡刀实质上是一种___________（选填“省力”或“费力”）杠杆，甘蔗放在___________（选填“a”或“b”）点更易被切断。

18．“龙门吊”是港口、货场中常见的起重设备，其滑轮组部分如图所示，其中动滑轮的个数为__________。现用此装置将地面上个重为3×104N的重物匀速吊到3m的高处，滑轮组钢索自由端的拉力为1×104N，提升重物过程中滑轮组的机械效率是__________；若再用此装置提升2×104N的重物时，它的机械效率将__________(选填“变大”、“变小”或“不变”)

19．如图所示，工人师傅5s内用动滑轮把重40N的物体匀速竖直提升2m，所用拉力为25N，此过程中有用功是___________J。动滑轮的机械效率为___________%。拉力的功率是___________W 。用动滑轮提升物体能省力是因为动滑轮实质上是_______杠杆。

20．明明同学使用如图所示装置滑轮组，用350N拉力把重600N物体1min内匀速提升0.6m，不计绳重与摩擦，求：

（1）绳子自由端运动速度；

（2）动滑轮重；

（3）若仍使用该滑轮组匀速提升重800N物体时，作用在绳子自由端的拉力（绳子没有断）。

21．如图所示，用滑轮组从10m深的水库中以0.5m/s的速度匀速提起底面积为0.05m2、高2m的实心圆柱体，该物体的密度是2.0×103kg/m3。已知绕在滑轮上的绳子能承受的最大拉力F为500N（不计摩擦和绳重，g取10N/kg）。求：

(1)该物体露出水面前所受的浮力；

(2)将物体匀速提升至露出水面前，该装置的机械效率为80%，装置所做的额外功；

(3)判断在提升的过程中绳子会不会被拉断，写出分析过程。若绳子能被拉断，求经过多长时间被拉断？

22．如图所示，光滑带槽的长木条AB（质量不计）可以绕支点O转动，木条的A端竖直细线连接在地板上，OA＝0.6m，OB＝0.4m。在木条的B端通过细线悬挂一个长方体木块C，C的密度为0.8×103kg/m3，B端正下方放一盛满水的溢水杯。现将木块C缓慢浸入溢水杯中，当块浸入水中一半时，从溢水口处溢出0.5N的水，杠杆处于水平平衡状态，然后让质量为300g的小球从B点沿槽向A端匀速运动，经4s的时间系在A端细绳的拉力恰好等于0，（忽略细线的重力，g取10N/kg）求：

（1）木块C受到细线的拉力；

（2）小球刚放在B端时A端受到细线的拉力；

（3）小球的运动速度。

23．如图所示，斜面长5m，高1m，工人用沿斜面方向400N的力把重1600N集装箱以0.1m/s的速度匀速推到车上．求：

（1）推力的功率；

（2）斜面的机械效率；

（3）斜面对集装箱的摩擦力．

参考答案

1．C

【详解】

A．使用瓶盖起子时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故A不符合题意；

B．使用起钉锤时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故B不符合题意；

C．使用食品夹时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故C符合题意；

D．使用核桃夹时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故D不符合题意。

故选C。

2．B

【详解】

A．机器的功率大，说明做功快，时间未知，不能说明做功多，故A错误；

B．功率是表示做功快慢的物理量，机器的功率越大、做功就越快，故B正确；

C．机械效率越大，说明有用功与总功的比值大，做功不一定快，功率不一定大，故C错误；

D．机械效率越大，说明有用功与总功的比值大，做的有用功不一定越多，故D错误。

故选B。

3．C

【详解】

不计摩擦，根据动滑轮的特点，弹簧测力计的示数为

F＝(G钩+G动)＝×(2N+1N)＝1.5N

考虑动滑轮重和摩擦等，弹簧测力计的示数应该会超过1.5N，比1.5N略大一些，故弹簧测力计的示数大约是1.7N。

故选C。

4．B

【详解】

A．图中为斜面，拉力做功等于克服物体重力做的功，则

F1×4m=G×2m

解得拉力

B．图中滑轮组由3段绳子承担物重，则绳端的拉力

C．图中为定滑轮，定滑轮不省力，则F3=G3；

D．由杠杆的平衡条件知道，

又因为现在四种方式人提供的拉力大小相等，即

四个物体重力最大的是G2，故B正确。

故选B。

5．C

【解析】

试题分析：用手捏开夹子时，夹子的手柄部分比较长，在使用的过程中动力臂大于阻力臂，所以此时夹子是省力杠杆，省力费距离，故AB错；夹子夹住物品时，钢圈产生的力是动力，被夹物体产生的力是阻力，夹子的转轴处是支点，此时动力臂小于阻力臂，它是费力杠杆，故C正确，D错；应选C。

6．C

【详解】

由图示可知，动滑轮承重绳子的有效股数n＝2，A、绳子自由端上升的高度s＝nh＝2×0.2m＝0.4m，绳子自由端移动的速度是v＝＝0.04m/s，故A错误；B、不计绳重和摩擦，则F＝，则G滑轮＝nF-G＝2×10N-18N＝2N，故B错误；C、拉力的功W总＝Fs＝10N×0.4m＝4J，有用功W有＝Gh＝18N×0.2m＝3.6J，动滑轮的效率η＝×100%＝90%，故C正确；D、机械效率的高低与物体被提升的速度无关，故D错误．故选C．

7．D

【解析】

试题分析：省力杠杆的特点动力臂大于阻力臂（L1＞L2，F1< F2）省力但费距离；费力杠杆特点动力臂小于阻力臂（L1<L2，F1＞F2）费力但省距离；等臂杠杆特点动力臂等于阻力臂（L1＝L2，F1＝F2）不省力、不费力．用钓鱼竿钓鱼时L1<L2，F1＞F2是费力杠杆，故选D．

8．D

【解析】

试题分析：

三个图中，阻力和阻力臂都相同，因此只需判断动力臂的大小即可判断出拉力的大小关系．设杠杆的长为s，由图和杠杆的平衡条件知：甲：F1•s= • ，乙：，丙：；联立上述三式，易求得：F1＜F3＜F2；故选D．

9．B

【详解】

A．由图可知，，，不计绳重和摩擦，则：

所以＜，故A错误；

B．不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率

则

所以，故B正确；

C．用滑轮组提升重物时，克服物体重力所做的功为有用功；将G1、G2提高相同的高度时，且G1＜G2，

由W=Gh可知，F1做的有用功小于F2做的有用功，故C错误；

D．不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率为

所以，用甲、乙中任何一个滑轮组提起不同的重物时，机械效率是不同的，故D错误．

10．B

【详解】

F1：根据杠杆的平衡条件，动力臂等于阻力臂，则动力等于阻力，即F1=G；

F2：根据滑轮组的图像知，n=3，则F2=G, 

F3：此滑轮为费力动滑轮，分析知F3=2G,

 F4：根据功的原理得，F4s=Gh, 则F4=G=G,

故F2<F4<F1<F3，

故B正确．

11．C

【解析】A. 如图由两段绳子承担物重，所以绳子自由端拉力F为：

，故A错误；

B. 拉力做的总功为：

有用功为：

滑轮组的机械效率为：，故B错误；

C. 提升物体的过程中，额外功为：

，故C正确；

D. 绳子自由端拉力F的功率为：

，故D错误；

故选C。

12．A

【解析】

试题分析：使用滑轮组水平拉动物体，拉力F所做的功为总功，克服物体摩擦力所做的功为有用功，从图可知，由2段绳子与动滑轮相连，则s拉=2s物，可利用公式η=计算出滑轮组的机械效率；物体做匀速直线运动时处于平衡状态，绳子的拉力和物体受到的摩擦力是一道平衡力，二力大小相等．

解：

AD、因物体做匀速直线运动，所以拉力FA和摩擦力f是一对平衡力，即FA=f，故D正确；

由图可知，n=2，轻质滑轮组说明不计滑轮的重力；若不计绳重、绳和轮之间的摩擦（理想情况下），拉力F==，但绳重、绳和轮之间的摩擦是存在的，所以，F＞，故A错误；

B、该滑轮组的有用功是克服物体与地面的摩擦力做功，即W有用=fs物，故B正确；

C、由图可知，有2段绳子与动滑轮相连，则绳端移动的距离s=2s物，

滑轮组的机械效率：η====，

因为f=FA，

所以，滑轮组的机械效率：η==．故C正确；

故选A．

13．CD

【详解】

A．灭火器的压柄在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故A不符合题意；

B．订书机在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故B不符合题意；

C．镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故C符合题意；

D．钓鱼竿在使用过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故D符合题意。

故选CD。

14．AD

【详解】

A．滑轮组中n=3，绳子自由端移动的距离为

故A错误，A符合题意；

B．不计绳重和摩擦时

则

故B正确，B不符合题意；

C．物体上升的速度为

故C正确，C不符合题意；

D．绳子自由端拉动的速度为

故D错误，D符合题意。

故选AD。

15．AC

【详解】

A．物体B受到水平向右拉力的作用，已知B静止在光滑地面上（地面对B施加的摩擦力为0），因B受到平衡力的作用，故A对B施加的水平向左的摩擦力大小

由力的作用是相互的，B对A施加的水平向右的摩擦力大小为

即物体A受到的摩擦力为8N，故A正确；

B．图中滑轮组绳子的有效段数，已知物体A以0.1m/s的速度在物体B表面向左做匀速直线运动，故绳子自由端移动的速度

拉力的功率为

故B错误；

C．克服B对A施加的摩擦力做的功为有用功，滑轮组的机械效率为

=80%

故C正确；

D．影响滑动摩擦力大小的因素为压力大小和接触面的粗糙程度，因本题中A对B的压力大小不变，两物体接触面的粗糙程度不变，B对A施加的滑动摩擦力大小保持不变（8N），A对B施加的滑动摩擦力也保持不变，当拉力增大到16N时，因B水平方向上仍受到平衡力的作用，故物体B仍保持静止状态，故D错误。

故选AC。

16．60

【详解】

由图知道，图中是一动滑轮，且n=2，故拉力移动距离等于物体移动距离的，因为不计滑轮，绳子的重力及滑轮与绳子间的摩擦，所以拉力的大小是：F=2f=2×30N=60N．

17．省力    a   

【详解】

铡刀在使用时动力臂大于阻力臂，实质上是一种省力杠杆。

甘蔗放在在a点比b点时的阻力臂更小，根据杠杆的平衡条件可知，动力会越小，更易被切断。

18．  2  75%  变小

【解析】“龙门吊”是港口、货场中常见的起重设备，其滑轮组部分如图所示，其中下面两个滑轮能够随物体一起移动，所以动滑轮的个数为2。

现用此装置将地面上个重为3×104N的重物匀速吊到3m的高处，滑轮组钢索自由端的拉力为1×104N，由图知4段绳子承担物重，所以提升重物过程中滑轮组的机械效率是：

；

若再用此装置提升2×104N的重物时，根据，物重减小，动滑轮的重不变，所以它的机械效率将变小。

19．80    80    20    省力   

【详解】

有用功

W有=Gh=40N×2m=80J

因为使用的是动滑轮，所以n=2，则绳子自由端移动的距离

s=2h=2×2m=4m

总功

W总=Fs=25N×4m=100J

动滑轮的机械效率

拉力的功率

=20W

动滑轮提升物体能省力是因为动滑轮实质上是一个动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆。

20．（1）0.02m/s；（2）100N；（3）450N

【详解】

解：（1）绳端移动距离

s=nh=2×0.6m=1.2m

由速度公式可得，绳端移动速度为

（2）由

得

G动=nF-G物=2×350N-600N=100N

（3）绳端拉力

答：（1）绳子自由端运动速度0.04m/s；

（2）动滑轮重100N；

（3）若仍使用该滑轮组匀速提升重800N物体时，作用在绳子自由端的拉力450N。

21．(1)1000N；(2)2000J；(3)见解析

【详解】

(1)由阿基米德原理，可知该物体露出水面前所受的浮力为

F浮=ρ水V排g=1×103kg/m3×2m×0.05m2×10N/kg=1000N

(2)物体重力为

G=ρ物V物g=2.0×103kg/m3×2m×0.05m2×10N/kg=2000N

绳的拉力为

F拦=G-F浮=2000N-1000N=1000N

物体上升的高度为

h=10m-2m=8m

拉力做的有用功为

W有=F拉h=1000N×8m=8×103J

拉力做的总功为

拉力做的额外功为

W额=W总-W有=1×104J-8×103J=2000J

(3) 不计摩擦和绳重，由W额=G动h可得，动滑轮的重力

G动= =250N

由图可知滑轮组绳子的有效股数为3，当物体全部离开水中时，假设绳子不断，此时绳子所受的拉力：

F绳=(G物+G动)=×(2000N+250N)=750N

此时的拉力大于绳子能承受的最大拉力500N，所以绳子会被拉断，设绳子被拉断时物体在水中的体积为V′排，则

F=(G物+G动−ρ水gV′排)

即

500N= (2000N+250N−1.0×103kg/m3×10N/kg×V′排)

解得V′排=0.075m3

此时圆柱体浸入水中的深度：

h′==1.5m

圆柱体露出水面的深度

2m-1.5m=0.5m

绳子被拉断时圆柱体上升的高度

h″=8m+0.5m=8.5m

由v=可得，绳子被拉断时的时间：

t==17s

答：(1)该物体露出水面前所受的浮力为1000N；

(2)装置所做的额外功为2000J；

(3)每股绳能承受的最大拉力F=500N，共有3股绳同时受力，因此最多能承重1500N，而物重有2000N，因此在提升过程中绳子会被拉断；若绳子能被拉断，求经过17s被拉断。

22．（1）0.3N（2）2.2N（3）0.11m/s。

【解析】

【详解】

（1）溢水杯内盛满水，木块C浸入水中一半时，其受到的浮力：F浮＝G排＝0.5N，由F浮＝ρ液gV排知道，排开水的体积是： ＝5×10﹣5m3；

所以木块C的体积是：VC＝2V排＝2×5×10﹣5m3＝1×10﹣4m3；

所以木块C的重力是：G＝mg＝ρCVCg＝0.8×103kg/m3×1×10﹣4m3×10N/kg＝0.8N，

则B端木块C所受的拉力是：FB＝G﹣F浮＝0.8N﹣0.5N＝0.3N；

（2）小球的质量是：m球＝300g＝0.3kg，

所以小球的重力是：G球＝m球g＝0.3kg×10N/kg＝3N，

小球刚放在B端时，B端受到的力是：3N+0.3N＝3.3N，

由杠杆平衡条件知道，FA×OA＝FB′×OB

则A端受到细线的拉力是： ＝2.2N；

（3）设小球的运动速度为v，则小球滚动的距离s＝vt，当A端的拉力为0时，杠杆再次平衡，此时小球到O点距离是：s′＝s﹣OB＝vt﹣OB＝v×4s﹣0.4m，

由杠杆平衡条件知道，G球×s′＝FB×OB，即：3N×（v×4s﹣0.4m）＝0.3N×0.4m，

解得：v＝0.11m/s。

23．（1）推力的功率为40W；

（2）斜面的机械效率为80%；

（3）斜面对集装箱的摩擦力为80N．

【解析】试题分析：（1）利用P===Fv计算推力所做功的功率；

（2）克服木箱重力所做的功是有用功，推力所做的功是总功，利用W=Gh和W=Fs分别求出有用功与总功，然后利用η=×100%计算机械效率；

（3）根据总功和有用功求出克服摩擦力做的额外功，根据W额=fs求出摩擦力的大小．

解：（1）推力对集装箱做功的功率：

P===Fv=400N×0.1m/s=40W；

（2）推力做的有用功：

W有用=Gh=1600N×1m=1600J；

推力做的总功：

W总=Fs=400N×5m=2000J

斜面的机械效率：

η=×100%=×100%=80%；

（3）克服摩擦做的额外功：

W额=W总﹣W有用=2000J﹣1600J=400J，

由W额=fs可得，集装箱受到的摩擦力：

f===80N．

答：（1）推力的功率为40W；

（2）斜面的机械效率为80%；

（3）斜面对集装箱的摩擦力为80N．