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随堂练习题

这是一份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随堂练习题，共13页。试卷主要包含了选择题，填空题，作图题，实验与探究题，综合运用题等内容，欢迎下载使用。

1．如图是一个杠杆式简易起吊机，它上面装了一个定滑轮可以改变拉绳的方向，杠杆OBA可绕O点转动，重物通过绳子对杠杆的拉力为阻力。图中能够正确表示动力臂的是( )
A．l1 B．l2 C．l3 D．l4
2．如图是一种切甘蔗用的铡刀的示意图，下列有关说法正确的是( )
A．刀刃很薄可以增大压力
B．铡刀实质上是一种费力杠杆
C．甘蔗放在a点比b点更易被切断
D．手沿F1方向用力比沿F2方向更省力
3．小明用独轮车搬运砖头，车箱和砖头的总质量是120 kg，独轮车的有关尺寸如图所示。推车时，下列说法正确的是( )
A．独轮车是费力杠杆
B．动力臂是0.7 m
C．阻力臂是0.3 m
D．人手竖直向上的力F的大小是1 500 N
4．《墨经》最早记述了秤的杠杆原理。图中“标”“本”表示力臂，“权”“重”表示力。以下说法符合杠杆平衡原理的是( )
A．“权”小于“重”时，A端一定上扬
B．“权”小于“重”时，“标”一定小于“本”
C．增大“重”时，应把“权”向A端移
D．增大“重”时，应换用更小的“权”
5．小明在水平地面上推如图所示的一只圆柱形油桶，油桶高40 cm，底部直径为30 cm，装满油后总重2 000 N。下列说法中正确的是( )
A．要使底部C稍稍离开地面，他至少应对油桶施加600 N的力
B．他用水平力虽没推动油桶，但他用了力，所以他对油桶做了功
C．他用水平力没推动油桶，是因为推力小于摩擦力
D．油桶匀速运动时，地面对油桶的支持力和油桶对地面的压力是平衡力
6．如图所示，在研究动滑轮特点的实验中，如果物体重为1 N，不计动滑轮重、绳重及摩擦，则弹簧测力计的读数为( )
A．0.5 N B．1 N C．1.5 N D．2 N
7．如图所示，利用滑轮组在2 s内将重400 N的物体匀速提升了1 m，所用拉力F为150 N。不计绳重和摩擦，下列说法正确的是( )
A．绳子自由端移动的速度为2 m/s
B．动滑轮的总重为100 N
C．滑轮组的机械效率为83.3%
D．提升更重的物体，滑轮组的机械效率会变小
8．如图所示，在拉力F作用下，一个重600 N的物体以0.1 m/s的速度沿水平地面向右匀速直线运动了10 s，已知滑轮组的机械效率为80%，在此过程中拉力F做了150 J的功，则下列说法中正确的是( )
A．拉力F的大小为150 N
B．拉力F的大小为50 N
C．物体与地面间的滑动摩擦力为150 N
D．物体与地面间的滑动摩擦力为480 N
9．在斜面上将一个质量为5 kg的物体匀速拉到高处，如图所示，沿斜面向上的拉力为40 N，斜面长2 m、高1 m。把重物直接提升h所做的功为有用功，g取10 N/kg。下列说法正确的是( )
A．物体只受重力、拉力和摩擦力三个力的作用
B．做的有用功是80 J
C．此斜面的机械效率为62.5%
D．物体受到的摩擦力大小为10 N
10．台风是一种破坏力很强的灾害性天气。某次台风把市民公园的一棵大树吹倒了，需要两个工人把它扶起来，工人们想到了下列四种方案，每个人所需拉力最小的方案是( )
二、填空题(每空1分，共15分)
11．端午节赛龙舟时，运动员一手撑住桨柄的末端(视为支点)，另一手用力划桨，如图所示。此时桨属于________(填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆；当运动员向后划桨时，龙舟就向前行进，说明物体间力的作用是____________。

12．如图为小柯在科技节中制作的“杠杆力臂演示仪”。杠杆自身质量和摩擦忽略不计，固定装置未画出，O为支点，OA＝OD＝3OB＝0.6 m，CD＝0.2 m。在做背景的白纸上作以O为圆心，半径为0.2 m的圆。在A点挂5 N的重物G，要使杠杆水平平衡，则作用在B点竖直向下的力FB应为________N，撤去FB后，按图示方向分别施加FC、FD两个力，且每次都使杠杆在水平位置平衡，则FC、FD大小关系为____________。
13．小明用如图所示的动滑轮提起140 N的水桶，动滑轮重20 N(不计绳重和摩擦)，小明拉绳子的动力为________N；如果向水桶内再加入40 N的水，提起时动滑轮的机械效率________(填“变大”“变小”或“不变”)。
14．如图所示，分别用力F1、F2匀速提升重为10 N的物体。图______中的滑轮可以看成省力杠杆；图甲中，若不计摩擦和滑轮重力，力F1的大小为______N，物体受到合力的大小为______N。
15．在对汽车的发动机做检修时需要将引擎盖抬起，抬起过程应用了杠杆原理。如图为引擎盖的受力分析模式图：引擎盖可绕O点自由转动，A为引擎盖重心位置。由图可知，该杠杆属于________杠杆。在引擎盖抬起过程中，重力G的力臂逐渐________。
16．工人利用斜面和滑轮将物体从斜面底端匀速拉到顶端，斜面高1 m，长2 m，物体重500 N，平行于斜面的拉力为200 N，所用时间为10 s。在此过程中，物体动能__________(填“增大”“减小”或“不变”)，重力势能________(填“增大”“减小”或“不变”)。拉力的功率为________W，把物体直接提高到斜面顶端做的功为有用功，则这个装置的机械效率为________。
三、作图题(每题4分，共12分)
17．工人沿台阶向上滚动圆柱形塑料桶如图所示，他在A点施加力F使塑料桶绕O点向上滚动，请画出F的力臂。
18．在实际生活中，常用螺丝刀将螺丝钉拧进(出)物体。图甲中正在拧螺丝钉的螺丝刀，可视为图乙所示的杠杆AOB，其中O为支点，B为阻力作用点，F2为阻力，动力作用在手柄上。
(1)图甲中的螺丝刀属于________杠杆。
(2)请在图乙中画出对应F2的最小动力F1的示意图。
19．某人使用滑轮组提升重物，请你在图中画出使用滑轮组最省力的绕法(人向下拉绳)。
四、实验与探究题(20题10分，21题12分，共22分)
20．小明在“探究杠杆的平衡条件”实验中，所用的器材有：杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个。
(1)实验前，将杠杆中点置于支架上，调节平衡螺母，使杠杆水平平衡；实验中，使杠杆在水平位置平衡，这样做的好处是便于在杠杆上直接测量__________。
(2)实验过程中，将钩码悬挂于图中A点，保持阻力、阻力臂不变，在支点O右侧不同位置，用弹簧测力计施加竖直向下的拉力(动力)，使杠杆水平平衡，测出每一组动力臂l1和对应的动力F1，并记录在表中。请根据表中数据，在坐标系中绘制出l1与F1的关系图象，根据图象中实验数据可知，当l1为
0.5 m时，F1为________N。
(3)实验中小明发现，保持杠杆处于水平平衡，当弹簧测力计的拉力方向偏离竖直方向时，弹簧测力计的拉力会变大，原因是__________________________。

21．小红在“探究斜面的机械效率与哪些因素有关”的活动中，提出了以下猜想：
A．斜面的机械效率可能与物体的重力有关；
B．斜面的机械效率可能与斜面的倾斜程度有关。
为了验证自己的猜想，小红用木板搭成了如图所示的装置进行探究，记录数据如下表：
(1)在实验过程中，应沿斜面向上________拉动物体。
(2)第①次实验中斜面的机械效率η＝________%。
(3)对比实验①②的数据可以用来验证猜想________，对比②③两次实验数据，可初步得出的结论是_______________________________________
________________________________________________________________。
五、综合运用题(22题9分，23题12分，共21分)
22．如图是某建筑工地上使用的塔式起重机。在一次操作过程中起重机将质量为500 kg的建筑材料竖直提升了12 m，用时15 s，g取10 N/kg。求：
(1)所提建筑材料受到的重力。
(2)起重机提起建筑材料所做的功。
(3)提升过程中该起重机的电动机功率为8 kW，那么提升过程中塔式起重机的机械效率是多大？
23．把一棱长为10 cm，质量为8 kg的正方体实心金属块，放入水平放置装水的平底圆柱形容器中。如图甲所示，金属块下沉后静止在容器底部(金属块与容器底部并未紧密接触)，水的密度是1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg。求：
(1)金属块的密度。
(2)金属块受到的浮力。
(3)金属块对容器底部的压强。
(4)若用图乙所示的滑轮组，把金属块在水中匀速提升30 cm(金属块未露出水面，忽略水对金属块的阻力)，此过程滑轮组的机械效率为70%，那么绳子自由端的拉力F大小是多少？
答案
一、1．B 点拨：由图可知，动力为拉动杠杆的力，动力作用在杠杆的B点，动力臂为支点到动力作用线的距离，为l2。
2．C 点拨：刀刃很薄是通过减小受力面积来增大压强的，故A错误；铡刀在使用时动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B错误；甘蔗放在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，故C正确；手沿F1方向用力比沿F2方向用力的动力臂小，根据杠杆平衡条件可知动力更大，故D错误。
3．C 点拨：由图知，独轮车在使用过程中。支点在车轮的轴上，力F为动力，动力臂长为1 m，阻力等于G，阻力臂长为0.3 m，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A、B错误，C正确。砖头及车箱的总重G＝mg＝120 kg×10 N/kg＝1 200 N，由杠杆平衡条件F1l1＝F2l2可知，人手竖直向上的力F＝eq \f(Gl2,l1)＝eq \f(1 200 N×0.3 m,1 m)＝360 N，故D错误。
4．C
5．A 点拨：要使底部C稍稍离开地面，应该以D为支点，要对油桶施加的力最小，应以AD为力臂，根据杠杆的平衡条件得F2＝eq \f(F1l1,l2)＝eq \f(2 000 N×\f(0.3 m,2),\r(0.32＋0.42) m)＝600 N，故A正确；用水平力推油桶没推动，油桶没有沿力的方向移动距离，没有做功，故B错误；用水平力推油桶，油桶没动，油桶受到的摩擦力等于推力，故C错误；油桶匀速运动时，地面对油桶的支持力和油桶对地面的压力是一对相互作用力，故D错误。
6．A
7．A 点拨：由图知n＝4，绳子自由端移动的距离s＝4h＝4×1 m＝4 m，绳子自由端移动的速度v＝eq \f(s,t)＝eq \f(4 m,2 s)＝2 m/s，故A正确。不计绳重及摩擦，拉力F＝eq \f(1,4)(G＋G动)，可得动滑轮所受的重力G动＝4F－G＝4×150 N－400 N＝200 N，故B错误。拉力做的功W总＝Fs＝150 N×4 m＝600 J，有用功W有＝Gh＝400 N×1 m＝400 J，滑轮组的机械效率η＝eq \f(W有,W总)＝eq \f(400 J,600 J)≈66.7%，故C错误。若用该滑轮组提升所受重力更重的物体，额外功不变，有用功增加，有用功在总功中所占的比例增加，机械效率会变大，故D错误。
8．B 点拨：由图知n＝3，绳子自由端移动的距离s＝3s物＝3v物t＝3×0.1 m/s×
10 s＝3 m，拉力F＝eq \f(W总,s)＝eq \f(150 J,3 m)＝50 N，故A错误，B正确。由η＝eq \f(W有,W总)＝eq \f(fs物,Fs)＝eq \f(fs物,F3s物)＝eq \f(f,3F)得，物体与地面间的滑动摩擦力f＝3ηF＝3×80%×50 N＝120 N，故C、D错。
9．C 点拨：沿斜面向上拉物体时，物体受重力、支持力、摩擦力和拉力四个力的作用，故A错误；所做的有用功W有＝Gh＝mgh＝5 kg×10 N/kg×1 m＝50 J，故B错误；拉力F对物体做的总功W总＝Fs＝40 N×2 m＝80 J，斜面的机械效率η＝eq \f(W有,W总)＝eq \f(50 J,80 J)＝62.5%，故C正确；克服摩擦力所做的功为额外功W额＝W总－W有＝80 J－50 J＝30 J，摩擦力f＝eq \f(W额,s)＝eq \f(30 J,2 m)＝15 N，故D错误。
10．B 点拨：被扶起的大树相当于一个杠杆，而绕过树干的绳子与树干构成滑轮。
二、11．费力；相互的 点拨：划桨时，以桨的末端为支点，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆；划桨时，桨给水一个向后的力，因为力的作用是相互的，水同时给桨一个向前的力，推动龙舟向前运动。
12．15；FC＝FD
13．80；变大 点拨：由图可知，该滑轮为动滑轮，有两段绳子拉着动滑轮，不计绳重和摩擦，拉绳子的动力F＝eq \f(1,n)(G＋G动)＝eq \f(1,2)×(140 N＋20 N)＝80 N；使用同一动滑轮，在提升高度相同时，所做的额外功不变，增加水的重力，增大了有用功，有用功在总功中所占的比例变大，机械效率会变大。
14．乙；10；0
15．省力；变小 点拨：据图可知，动力臂OB大于阻力臂OA，可见此时引擎盖是省力杠杆。在逐渐抬高引擎盖的过程中，重力G的力臂逐渐变小。
16．不变；增大；80；62.5% 点拨：将物体从斜面底端匀速拉到顶端，质量不变，速度不变，则物体的动能不变；物体沿斜面升高，质量不变，高度变大，则其重力势能增大；图中滑轮是动滑轮，则绳端通过的距离s＝2L＝2×2 m＝4 m；拉力做功W总＝Fs＝200 N×4 m＝800 J；拉力的功率P＝eq \f(W总,t)＝eq \f(800 J,10 s)＝80 W；此过程的有用功W有＝Gh＝500 N×1 m＝500 J，这个装置的机械效率η＝eq \f(W有,W总)＝eq \f(500 J,800 J)＝62.5%。
三、17．解：如图所示。
18．(1)省力 (2)如图所示。
点拨：(1)螺丝刀在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。(2)由杠杆平衡条件F1l1＝F2l2可知，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小；图中支点在O点，动力作用在手柄上即A处，因此OA作为动力臂最长；由图知F2使杠杆沿逆时针方向转动，则动力F1应使杠杆沿顺时针方向转动，故F1的方向应该垂直于OA向下，则可过A点垂直于OA向下作出最小动力F1的示意图。

19．解：如图所示。
四、20．解：(1)力臂 (2)如图所示；0.6
(3)拉力方向偏离竖直方向时，拉力的力臂变小
点拨：(1)实验前，调节杠杆在水平位置平衡，好处是便于在杠杆上直接测量力臂。(2)根据表中数据描点作图；由表中数据和杠杆的平衡条件可知：F1l1＝F2l2＝3 N×0.1 m，当l1＝0.5 m时，F1＝eq \f(3 N×0.1 m,0.5 m)＝0.6 N。(3)当拉力方向偏离竖直方向时，拉力的力臂变小，而拉力与其力臂的乘积不变，所以拉力要变大。
21．(1)匀速 (2)60
(3)A；斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关
点拨：(3)①②次实验改变的是物体的重力；②③次实验改变的是斜面的倾角。
五、22.解：(1)建筑材料受到的重力G＝mg＝500 kg×10 N/kg＝5 000 N。
(2)起重机提起建筑材料所做的功W有＝Fs＝Gh＝5 000 N×12 m＝6×104 J。
(3)总功W总＝Pt＝8×103 W×15 s＝1.2×105 J，
机械效率η＝eq \f(W有,W总)＝eq \f(6×104 J,1.2×105 J)＝50%。
23．解：(1)金属块的体积V金＝(10 cm)3＝1 000 cm3＝1×10－3m3。
则金属块的密度ρ金＝eq \f(m金,V金)＝eq \f(8 kg,1×10－3 m3)＝8×103 kg/m3。
(2)由于金属块下沉后静止在容器底部，则V排＝V金＝1×10－3 m3，
浮力F浮＝ρ水V排g＝1.0×103 kg/m3×1×10－3 m3×10 N/kg＝10 N。
(3)金属块的重力G＝mg＝8 kg×10 N/kg＝80 N，
金属块对容器底部的压力F＝G－F浮＝80 N－10 N＝70 N，
正方体金属块的底面积(受力面积)S＝(10 cm)2＝100 cm2＝0.01 m2，
金属块对容器底部的压强p＝eq \f(F,S)＝eq \f(70 N,0.01 m2)＝7×103 Pa。
(4)若用图乙所示的滑轮组把金属块在水中匀速提升，由图可知绳子的有效段数n＝2，机械效率η＝eq \f(W有,W总)＝eq \f((G－F浮)h,Fnh)＝eq \f(G－F浮,nF)，则绳子自由端的拉力F＝eq \f(G－F浮,nη)＝eq \f(80 N－10 N,2×70%)＝50 N。
实验
次数
斜面
倾角
物重
G/N
拉力
F/N
斜面高
度h/m
斜面长
度s/m
有用功
W有/J
总功
W总/J
斜面机械
效率η
①
30°
5
4.2
0.6
1.2
3
5.04
②
30°
3
2.5
0.6
1.2
1.8
3
60%
③
42°
3
2.8
0.8
1.2
2.4
3.36
71%