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    初中物理人教版八年级下册12.2 滑轮达标测试

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    这是一份初中物理人教版八年级下册12.2 滑轮达标测试,共11页。试卷主要包含了定滑轮和动滑轮, 滑轮组, 轮轴和斜面等内容,欢迎下载使用。

    一、定滑轮和动滑轮
    1. 如图1所示,该装置是 滑轮(选填“定”或“动”),它相当于 (“等臂杠杆”或“省力杠杆”);若物体所受重力为100N,当分别用力匀速提起物体时,拉力F1 F2(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
    【答案】定,等臂杠杆,等于。
    【解析】该装置是定滑轮,它相当于等臂杠杆;若物体所受重力为100N,因为使用定滑轮不省力,所以当分别用力匀速提起物体时,拉力F1等于F2。
    图2
    F1
    A
    (a) (b) (c)
    F3
    A
    F2
    A
    A
    F2
    F1
    B
    图1
    2. 在图2中,分别用力F1、 F2、 F3匀速提起物体A,若不考虑滑轮重和摩擦,则三个力的大小关系是( )
    A. F1=F2=F3 B. F1=F2>F3 C. F1=F2【答案】B.
    【解析】由(a)图可知,F1=GA;(b)图中的滑轮是定滑轮,故F2=GA;(c)图中的滑轮是动滑轮,F3=0.5GA。所以选B。
    3.作图题:如图所示,用滑轮匀速提起重物。请分别在图(a)和(b)中,画出滑轮的动力F1、阻力F2、动力臂l1、阻力臂l2。(O点表示支点)

    【答案】见右图。
    【解析】(a)为动滑轮,支点O在绳子与左边缘的接触点上,动力F为绳子的拉力,方向竖直向上,阻力F2为动滑轮和被提升物体重力的和,方向竖直向下;动力臂l1为动滑轮的直径,阻力臂l2为动滑轮的半径。
    (b)为定滑轮, 支点在中心的轴上,两个力臂均为半径,动力与阻力F2的方向均竖直向下;
    4.如图的漫画中,滑轮是______(选填“定滑轮”或“定滑轮”)。小孩子想帮大人将重物提到二楼去,结果把自己吊上去了,小孩被吊上去是由于小孩的重力______(选填“大于”或“小于”)货物的重力,同时也说明使用该滑轮______。
    【答案】定滑轮;小于;不能省力。
    【详解】由图可知,使用的滑轮的轴的位置不变,是定滑轮。由于货物的重力大于小孩的重力,使得小孩被吊上去,说明使用定滑轮不能省力,其作用是改变力的方向。
    5.如图所示,小宝同学想把被台风刮倒的甲树拉正,他把绳子的一端系在乙树上,然后绕过甲树用力拉绳子,这样做有______段绳子拉甲树。如果不计绳重和摩擦,甲树受到300N拉力,则小宝对绳子的拉力为______N,乙树受到的拉力为______N。
    【答案】2;150;150。
    【解析】他把绳子的一端系在乙树上,然后绕过甲树用力拉绳子,如图所示,这样相当于一个动滑轮,有2段绳子拉甲树。
    如果不计绳重和摩擦,甲树受到300N拉力,由于n=2,则小宝对绳子的拉力为
    F= EQ \F(1,2)F甲= EQ \F(1,2)×300N=150N
    由于同一根绳子上受到的拉力都相同,所以乙树受到的拉力为
    F乙= F拉==150N
    二、 滑轮组
    6.某同学要用滑轮组将陷入泥中的汽车拉出来,画出最省力的绕线方法。
    【答案】见图。
    【解析】只有一个动滑轮,要求最省力,绳子先系在动滑轮的固定挂钩上,然后绕过左边的定滑轮,再绕过动滑轮,这样绳子的股数最多,最省力。如图所示。
    7. 工人用如图5所示的滑轮组来提升货物,已知货物重400N,每个滑轮重50N,若物体在10s内被提升了6m,不计绳重和摩擦,则拉力F是_____N,绳自由端移动的距离是_____m,物体上升的速度是_____m/s。
    【答案】225;12;0.6。
    【解析】由图可知,n=2,不计绳重和摩擦,作用在绳自由端的拉力
    F= EQ \F(1,2)(G + G动)= EQ \F(1,2)(400N + 50N)=225N
    绳子自由端移动的距离S=nh=2×6m=12m
    物体上升的速度v= EQ \F(S,t) = EQ \F(6m,10s) =0.6m/s
    图5 图6
    8.分别用图6中所示的装置甲和乙把同一重物吊到同一高度时( )
    A.用装置甲吊起重物比用装置乙省力
    B.用装置乙吊起重物比用装置甲省力
    C.用装置甲或装置乙吊起重物所用拉力相同
    D.用装置乙吊起重物,动力移动的距离比用装置甲小
    【答案】B.
    【解析】此图是滑轮组,忽略摩擦力和绳重,甲图绕在动滑轮上的绳子有2股,则F= EQ \F(1,2)(G + G动),乙图绕在动滑轮上的绳子由3股,则F= EQ \F(1,3)(G + G动),故用装置乙吊起重物比用装置甲省力;动力移动的距离甲图为2h,乙图为3h,故ACD不符合题意,B符合题意。
    故选B。
    9.工人用如图所示的装置运送砂石,下列说法正确的是( )
    ①滑轮组中的定滑轮能改变拉力的大小
    ②图中动滑轮相当于一个省力杠杆
    ③绳子自由端下拉1m,桶上升2m
    ④质量为65kg的工人利用该滑轮组不能提起150kg的砂石
    A.只有①②B.只有②④C.只有③④D.只有②③
    【答案】B
    【解析】①定滑轮能改变拉力的方向,但不能改变拉力的大小,故①错误;
    ②动滑轮实质是动力臂等于阻力臂二倍的杠杆,属于省力杠杆,故②正确;
    ③由图知,绳子承重段数n=2,则拉力端移动距离s=2h,所以绳子自由端下拉1m,桶上升0.5m,故③错误;
    ④工人向下拉绳子时,绳子会对人施加向上的拉力,为避免人被绳子拉上去,所以人提供的最大拉力为F最大=G人= m人g=65kg×10N/kg=650N
    不计绳重、动滑轮重和摩擦时,利用该滑轮组能提起的最大物重为
    G最大=2F最大= 2×650N=1300N
    则提升物体的最大质量为m= EQ \F(G最大,g) = EQ \F(1300N,10N/kg) =130kg
    若考虑绳重、动滑轮重和摩擦,则提升物体的最大质量会小于130kg,所以该工人利用该滑轮组不能提起150kg的砂石,故④正确。
    综上可知,只有②④正确,故B正确,ACD错误。所以选B。
    三、 轮轴和斜面
    10.如图7所示为一风景区的盘山公路,之所以要把上山的公路修成这般模样,是因为盘山公路相当于简单机械中的__________,使用它可以________.
    【答案】斜面;省力。
    【解析】盘山公路相当于简单机械中的斜面,使用它可以省力。
    图7 图8
    11.如图8所示,小轿车的方向盘相当于一个轮轴。若F1=20 N,方向盘的半径为20 cm,轴的直径为4cm,不计摩擦阻力,则F2=_____N。门锁的把手相当于一个_______(省力/费力)轮轴。
    【答案】200;省力。
    【解析】轮轴的实质是杠杆的变形,根据杠杆的平衡条件F1R=F2r,因为F1=20N,R=20cm,r=4cm/2=2cm,所以F2=F1R/r=20N×20cm/2cm=200N;
    门锁的把手外轮半径大于轴半径,动力作用在轮上,相当于一个省力轮轴。
    12.如图所示,不计滑轮质量及转轴处的摩擦,物体A、B重均为6N,在水平拉力的作用下使物体A、B做匀速直线运动。若它们受到的滑动摩擦力均为2N,则拉力F1为 N,拉力F2为 N。物体B在5s内运动了2m,则拉力F2对物体B做了 J的功,它的功率是 W。
    F1
    A
    B
    F2
    【答案】2;4;1;0.8。
    【解析】物体A、B做匀速直线运动,在水平方向上受到滑动摩擦力与拉力的作用,这两个力是平衡力,大小相等。左图为定滑轮,使用时不省力,拉力的大小与滑动摩擦力的大小相等,则拉力F1为2N。
    右图为动滑轮,使用时省一半力,费一倍距离,所以拉力的大小等于滑动摩擦力大小的一半,拉力F2为1N。
    物体B在5s内运动了2m,拉力F2移动的距离为4m,则拉力F2对物体B做功
    W2=FS=1N×4m=4J 功率是P=W/t=4J/5s=0.8W
    13.如图所示,不计滑轮重和绳子与滑轮之间的摩擦,用三种不同的方式分别拉同一物体在水平地面上做匀速直线运动,所用拉力分别为F1、F2、F3,它们的大小关系正确的是( )
    A.F2【答案】A
    【解析】不计滑轮重和绳子与滑轮之间的摩擦,假设物块与地面的摩擦力为f,左滑轮为定滑轮,F1处于绳端,所以F1=f
    中滑轮为动滑轮,F2处于绳端,则F2=f/2
    右滑轮为动滑轮,滑轮、物体匀速运动,滑轮受到向左的力2f等于向右的拉力F3,即
    F3=2f
    所以F2故选A。
    14.如图,两个滑轮组,提升一个重为17N的物体A(每个滑轮重相同),使物体A在2s内拉升了20cm,拉力如图所示,下列说法正确的是( )
    A.甲中,绳端移动的距离为60cmB.乙中,拉力的速度为0.3m/s
    C.甲中,动滑轮由两根绳子吊着D.乙中,动滑轮的重力为2N
    【答案】A
    【解析】AC.从甲图可以看到,在动滑轮与定滑轮的中间画一条虚线,虚线往下,有三条绳子吊着动滑轮,即甲中,动滑轮由三根绳子吊着,故C错误;再由题意可知,物体A在2s内拉升了20cm,三条绳子吊着动滑轮,则甲图中的绳端移动的距离是物体A上升的高度三倍,即
    S甲=3h甲=3×20cm=60cm
    甲中,绳端移动的距离为60cm,故A正确;
    B.从乙图可以看到,绳端的拉力是9N,两条绳子托着动滑轮,则乙图中的绳端移动的距离是物体A上升的高度两倍,即S乙=3h乙=2×20cm=40cm=0.4m
    相同的时间2s,那么乙图中绳端移动的速度v乙= EQ \F(S乙,t乙) = EQ \F(0.4m,2s) =0.2m/s
    故B错误;
    D.从乙图可以看到,绳端的拉力是9N,两条绳子托着动滑轮,设动滑轮的重力G动,物体A的重力是17N,则2F乙= G动+ GA
    代入数据可得2×9N= G动+17N 解得G动=1N
    乙中,动滑轮的重力为1N;故D错误。
    故选A。
    15. 如图所示,搬运工人用滑轮组提升重为540N的物体,以0.2m/s的速度匀速上升了10s,搬运工人所用的拉力为200N。(不计绳重和绳与滑轮的摩擦)求:
    (1)物体上升的高度;
    (2)绳子自由端移动的距离;
    (3)动滑轮的重力。
    【答案】(1)2m;(2)6m;(3)60N.
    【解析】(1)物体上升的高度S=vt=0.2m/s×10s=2m
    (2)由图可知,重物由3段绳子承担,绳子自由端移动的距离为
    S=3h=3×2m=6m
    (3)由图可知,重物由3段绳子承担,绳端的拉力
    F= EQ \F(1,n)(G物+G动)= EQ \F(1,3)(540N+ G动)=200N
    动滑轮的重力G动=60N
    答:(1)物体上升的高度为2m;
    (2)绳的自由端移动的距离为6m;
    (3)动滑轮的重力为60N。

    16.作图题
    ①(2022山东枣庄·中考真题)如图所示,若利用滑轮组向下拉绳将重物提升,请画出滑轮组绕绳方法。
    【答案】见右图。
    【解析】向下拉绳将重物提升,应该从绳子的自由端绕过定滑轮,再绕过动滑轮,最后挂在定滑轮的挂钩上,如图所示。
    ②(2022甘肃金昌·中考真题)如图所示,某工人站在地面上使用由三个滑轮组成的滑轮组提升重物,请画出最省力的绕绳方法。
    【答案】见右图。
    【解析】图中只有一个动滑轮,承担物重的绳子段数最多为3段,此时最省力的绕法如图所示。
    17.(2022广西柳州·统考中考真题)如图甲,大人、男孩、女孩用两根相同圆木棍和一根绳子玩“比力气”的游戏。该游戏装置与滑轮组类似,图乙是其示意图。绳的一端固定在一根木棍上,在两根木棍上绕几圈后女孩捆住绳的另一辆向外拉,大人、男孩则各握住一根木棍向外拉,三人中被拉动者为负,他们都使出了最大力气,仍处于“僵持”状态,没能分出胜负。忽略绳与木棍之间的摩擦,以下做法中最有可能使女孩获胜的是( )
    A.仅将绳在两木棍上多绕1圈B.仅将绳在两木棍上少绕1圈
    C.仅增加绳的总长D.仅减小绳的总长
    【答案】A
    【解析】AB.仅将绳在两木棍上多绕1圈,这样承担男孩所用木棍的绳子的段数增大,女孩越省力,可能使女孩获胜,同理可知,仅将绳在两木棍上少绕1圈,不能使女孩获胜,故A符合题意,B不符合题意;
    CD.改变绳的总长,不能改变力的大小,故CD不符合题意。
    故选A。
    18.(2022·湖北随州·统考中考真题)由于热胀冷缩,户外的导线在夏天会变得松弛,冬天又拉得很紧。某些地方用如图所示的滑轮组来控制导线的松紧程度。某次导线对滑轮N的拉力为F,配重水泥块(重为G)被匀速拉升的高度为h(不考虑滑轮自重,绳重和绳与滑轮之间的摩擦)。下列说法中正确的是( )
    A. M是动滑轮 B. 拉力F=2G
    C. 拉力F做的功为3Fh D. 拉力F移动的速度与配重G上升的速度相同
    【答案】B
    【解析】A.在拉力F的作用下,N会随着拉力一起移动,M不动,所以M是定滑轮,N是动滑轮,故A错误;
    B.由于N是动滑轮,且n=2,不考虑滑轮自重,绳重和绳与滑轮之间的摩擦,拉力为F=2G
    故B正确;
    C.拉力作用在轴上,费力省距离,拉力移动的距离为s=h/2,
    所以拉力F做的功为W=Fs =Fh/2,故C错误;
    D.配重G上升的速度是拉力F移动的速度的2倍,故D错误。
    所以选B。
    19.(2022·内蒙古赤峰·统考中考真题)小李同学在利用图示装置研究动滑轮特点时,猜想:如果忽略绳重与摩擦,绳端拉力F 可能与被提升木块所受的重力、木块上升的高度、动滑轮所受的重力、动滑轮的直径这些因素有关。
    (1)若小李探究绳端拉力F与动滑轮直径的关系,请将实验步骤补充完整;
    步骤一:按图安装动滑轮;
    步骤二:匀速拉动弹簧测力计,使木块升高,读出拉力F的值并记录;
    步骤三:换用___________的动滑轮,使同一木块匀速上升相同的高度,读出拉力F的值并记录;
    步骤四:重复步骤三,多做几次实验;
    (2)步骤四的目的是:________________________ ;
    (3)若小李五次实验测得F分别为:1. 8N、1. 8N、1. 8N、1. 8N、1. 8N,则初步得到的结论是:在其他因素相同时,___________
    【答案】(1)不同直径;(2)避免实验偶然性,使结论更具有普遍性;(3)绳端拉力大小与动滑轮直径大小无关.
    【解析】(1)本实验探究绳端拉力F与动滑轮直径的关系,从步骤一到步骤二都没有更换不同直径的动滑轮来进行实验,所以第三步应该更换不同的动滑轮直径。
    (2)重复实验步骤,进行多次实验,其目的主要是避免实验的偶然性,使实验结论更具普遍性。
    (3)更换不同直径的动滑轮进行多次实验,得到的绳端拉力都为1.8N,所以可以得出:在其他因素相同时,绳端拉力F与动滑轮直径无关。
    20.(2022辽宁盘锦·统考中考真题)如图所示,工人师傅利用滑轮组将静止在水平地面上质量为45kg的石板匀速提升6m,用时30s。石板与地面接触面积为9000cm2,动滑轮重为50N。(g取10N/kg,不计绳重和摩擦)求:
    (1)提升前石板对地面的压强;
    (2)石板上升的速度和工人师傅所用拉力;
    (3)拉力的功率。
    【答案】(1)500Pa;(2)0.2m/s, 250N;(3)100W
    【解析】(1)提升前石板对地面的压力为
    F =G = mg=45kg×10N/kg=450N
    受力面积为S = 9000cm2=0. 9m2
    提升前石板对地面的压强为P= EQ \F(F,S) = EQ \F(450N, 0. 9m2) =500pa
    (2)物体上升的速度为v= EQ \F(S,t) = EQ \F(6m,30s) =0.2m/s;
    工人师傅所用拉力
    F= EQ \F(1,n)(G+G动)= EQ \F(1,2)(450N+ 50N)=250N
    (3)绳端移动的距离为S=nS物=2×6m=12m
    拉力做的总功为W =F拉S=250N×12m=3000J
    拉力功率为
    P= EQ \F(W,t) = EQ \F(3000J,30S) =100W
    答:(1)石板对地面压强为500Pa;
    (2)石板上升的速度为0.2m/s,工人师傅所用拉力为250N;
    (3)拉力功率为100W。
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        12.2 滑轮(分层作业)【解析版】
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