2024八年级物理下册第十二章简单机械综合能力检测题（附答案人教版）

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第十二章综合能力检测题(时间：90分钟　　满分：100分)　 　　　　　　　 　　　　　　 　　　一、选择题(每小题3分，共30分)1．如图甲所示为铡刀切甘蔗时的情景。若把铡刀视为一根能够绕固定点转动的杠杆，原理用如图乙所示。则下列有关叙述中正确的是(　C　)A．铡刀是费力杠杆 B．动力臂为ABC．固定点C是支点 D．F1和F2是一对平衡力2．小柯用如图所示装置提升重为400 N的物体，不计摩擦和滑轮自重，下列说法正确的是(　C　)A．两个滑轮均为定滑轮B．人将绳子拉过1 m，物体也上升1 mC．物体匀速上升时，人对绳子的拉力为200 ND．使用该装置不能省力，但能改变力的方向 eq \o(\s\up7(),\s\do5(第2题图)) 　　　 eq \o(\s\up7(),\s\do5(第3题图)) 　　　 eq \o(\s\up7(),\s\do5(第4题图)) 3．用如图所示的杠杆提升重物，设作用在A端的力F始终垂直于杠杆，在将重物慢慢提升到水平位置的过程中，F的大小将(　C　)A．保持不变 B．逐渐变小 C．逐渐变大 D．先变大，后变小4．小明用如图所示的滑轮组，将重为1.5 N的物体匀速提升到一定高度，在此过程中，手拉力的大小实际应该是(　C　)A．小于0.75 N B．等于0.75 N C．大于0.75 N D．等于0.5 N5．山区的公路多修成环绕山坡的盘山公路，这样车辆向上行驶时可以(　C　)A．提高功率 B．提高机械效率 C．减小所必需的牵引力 D．减小所做的功6．地震会给人们带来灾难和破坏，一个结构坚固的水塔因地基松软而倾斜。为阻止水塔继续倾斜，救援队借助山石用钢缆拉住水塔。下列方案中，钢缆对水塔拉力最小的是(　B　) eq \o(\s\up7(),\s\do5(A)) 　 eq \o(\s\up7(),\s\do5(B)) 　 eq \o(\s\up7(),\s\do5(C)) 　 eq \o(\s\up7(),\s\do5(D)) 7．工人师傅用独轮车搬运砖块，车和砖块所受的重力G＝1 200 N，有关尺寸如图所示，工人师傅推车时，人手向上的力F的大小是(　B　)A．300 N B．400 N C．600 N D．1 200 N eq \o(\s\up7(),\s\do5(第7题图)) 　 eq \o(\s\up7(),\s\do5(第8题图)) 　 eq \o(\s\up7(),\s\do5(第9题图)) 8．如图所示，用动滑轮把一个物体匀速拉起，不计摩擦，则下列说法正确的是(　C　)A．使用这个滑轮可以省功B．使用这个滑轮可以省距离C．拉起物体质量越大，滑轮的机械效率越高D．把物体拉得越高，滑轮的机械效率越高9．如图所示，F1＝4 N，F2＝3 N，此时物体A相对于地面静止，物体B以0.1 m/s的速度在物体A表面向左做匀速直线运动(不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦)。下列说法错误的是(　D　)A．F2的功率为0.6 WB．弹簧测力计示数为9 N C．物体A和地面之间有摩擦力D．如果增大F2，物体A可能向左运动 10．如图1所示的力F1水平拉动重为G的物体A在水平路面匀速移动了s。改用滑轮组拉动A在同一路面匀速移动了s，拉力为F2(如图2所示)。此过程滑轮组(　D　)A.总功为F2s B．额外功为F1sC．机械效率为 eq \f(Gs,F2×（3s）)  D．额外功为3F2s－F1s二、填空题(每空2分，共28分)11．如图所示为羊角锤的示意图。(1)它的手柄做得较为粗大，增大了与手的接触面积，这是为了减小对手的__压强__，手柄上有一些花纹，这是为了__增大摩擦__。(2)用手握住它拔钉子，如图所示是用垂直于手柄的力作用在A点拔钉子时的情景，此时它是一个__省力__杠杆。12．如图所示，滑轮重和滑轮与绳之间的摩擦均不计，物体重100 N，物体匀速前进时与水平面摩擦力都是30 N，则分别作用于各绳端的拉力F1＝__30__N，F2＝__15__N，F3＝__60__N。　13．如图所示，水平地面放一两端粗细不同的长杆AB，具重心为O，OA∶OB＝2∶1，用竖直向上的力FA将长杆一端A微微抬离地面，FA为100 N，长杆AB所受重力为__300__N；用竖直向上的力FB将长杆的另一端B微微抬离地面，FB为__200__N。14．高速铁路的输电线，无论冬、夏都绷的直直的，以保障列车电极与输电线的良好接触。如图所示为输电线的牵引装置。钢绳通过滑轮组悬挂20个相同的坠砣，每个坠砣质量为25 kg，不计滑轮和钢绳自重及摩擦，输电线A端受到的拉力大小为__1×104__N。若某段时间内坠砣串下降了30 cm，则输电线A端向左移动了__15__cm。(g取10 N/kg，不考虑钢绳的热胀冷缩)15．如图甲所示的旗杆顶端安装滑轮是为了__改变力的方向__，而塔吊中使用滑轮组(如图乙所示)主要是为了__省力__。乙图中用104 N的拉力F将重为1.85×104 N的重物匀速竖直提升10 m用了20 s，则滑轮组的机械效率是__61.7%__(结果精确到0.1%)，拉力F的功率是__1.5×104__W。三、作图题(共4分)16．为使轻质杠杆AB在如图所示位置静止，请你在杠杆上画出所施加最小动力F1的示意图，并作出阻力F2的力臂。　　　　解：四、实验探究题(第17小题7分，第18小题6分，共13分)17．下面是小王利用刻度均匀的匀质杠杆进行探究“杠杆的平衡条件”的实验。(每个钩码重为0.5 N)(1)实验前，将杠杆的中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆左端下沉，这时应将平衡螺母向__右__(选填“左”或“右”)端调节，直到杠杆在水平位置平衡。(2)如图1所示，①在杠杆A点处挂4个钩码，则在B点处应挂__6__个同样的钩码，杠杆仍然在水平位置平衡；②把B点处的钩码取下，在B点处施加一个竖直向下的拉力F＝__3__N时，杠杆仍然在水平位置平衡。当拉力F向右倾斜时，仍要保持杠杆在水平位置平衡，拉力F的大小将__变大__(选填“变大”“变小”或“不变”)，原因是__F的力臂变小__。(3)如果小王又进行了如图2所示的探究，考虑杠杆__重力__的影响，发现用弹簧测力计在C点竖直向上拉使杠杆仍然处于水平位置平衡时，则弹簧测力计的示数应大于__3__N。18．小李和同学们进行测量滑轮组机械效率的实验：(1)他们按照如图所示的顺序进行实验，其中甲、乙实验用的是同一滑轮组。在实验过程中，应__竖直向上匀速__拉动弹簧测力计。(2)他们记录的数据如下表所示，丙实验中滑轮组的机械效率为__50%__。(3)对比分析实验甲、乙，可得出：同一滑轮组，提升的钩码__越重__，机械效率越高。五、综合应用题(第19小题12分，第20小题13分，共25分)19．2022·北京俯卧撑是一项常见的健身项目，采用不同的方式做俯卧撑，健身效果通常不同。如图甲所示的是小京在水平地面上做俯卧撑保持静止时的情景，他的身体与地面平行，可抽象成如图乙所示的杠杆模型，地面对脚的力作用在O点，对手的力作用在B点，小京的重心在A点。已知小京的体重为750 N，OA长为1 m，OB长为1.5 m。(1)图乙中，地面对手的力F1与身体垂直，求F1的大小。(2)如图丙所示的是小京手扶栏杆做俯卧撑并保持静止时的情景，此时他的身体姿态与图甲相同，只是身体与水平地面成一定角度，栏杆对手的力F2与他的身体垂直，且仍作用在B点。分析并说明F2与F1的大小关系。解：(1)小京在地面上做俯卧撑示意图如图1所示，O为支点，重力的力臂为lA，F1的力臂为lB，依据杠杆的平衡条件F1lB＝GlA可得：F1＝ eq \f(GlA,lB) ＝ eq \f(750 N×1 m,1.5 m) ＝500 N。　　(2)小京手扶栏杆做俯卧撑的示意图如图2所示，O为支点，重力的力臂为l′A，F2的力臂为l′B，依据杠杆的平衡条件，F2l′B＝Gl′A可得：F2＝ eq \f(Gl′A,l′B) ，由图可知：l′A＜lA，l′B＝lB，因此F2＜F1。20．2021·枣庄如图所示，工人师傅用150 N的拉力，使重为1 000 N的物体以0.2 m/s的速度在地面上沿水平方向做匀速直线运动，已知物体在运动时受到地面的摩擦力为物重的0.2倍。不计绳重及绳与滑轮、滑轮与轴之间的摩擦。求：(1)工人师傅拉力的功率。(2)动滑轮的重。(3)若物重增大到2 000 N，则滑轮组的机械效率是多少？解：(1)由图可知，有两段绳子拉着动滑轮，则绳子的自由端移动的速度：v＝2×0.2 m/s＝0.4 m/s；拉力的功率：P＝ eq \f(W,t) ＝ eq \f(Fs,t) ＝Fv＝150 N×0.4 m/s＝60 W。(2)物体在运动时受到地面的摩擦力为物重的0.2倍，则物体受到的摩擦力：f＝0.2G＝0.2×1 000 N＝200 N；物体在水平面上做匀速直线运动，受到的拉力与摩擦力是一对平衡力，则拉动物体的力：F′＝f＝200 N；不计绳重及绳与滑轮、滑轮与轴之间的摩擦，根据F＝ eq \f(1,n) (F′＋G动)可知，动滑轮的重力：G动＝2F－F′＝2×150 N－200 N＝100 N。(3)若物重增大到2 000 N，则水平方向上拉动物体的力：F大＝0.2G′＝0.2×2 000 N＝400 N；设物体在水平方向上移动的距离为l，则动滑轮上升的高度为l，滑轮组的机械效率：η＝ eq \f(W有,W总) ＝ eq \f(F大l,F大l＋G动l) ＝ eq \f(F大,F大＋G动) ＝ eq \f(400 N,400 N＋100 N) ＝80%。实验次序钩码总重G/N钩码上升高度h/m弹簧测力计的示数F/N绳子自由端移动距离s/m机械效率η甲1.00.10.50.367%乙2.50.11.00.383%丙1.00.10.50.4