人教版八年级物理下册第十二章-简单机械专题练习试题（Word版含解析）

人教版八年级物理下册第十二章-简单机械专题练习
考试时间：90分钟；命题人：物理教研组
考生注意：
1、本卷分第I卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，满分100分，考试时间90分钟
2、答卷前，考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级填写在试卷规定位置上
3、答案必须写在试卷各个题目指定区域内相应的位置，如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用涂改液、胶带纸、修正带，不按以上要求作答的答案无效。
第I卷（选择题 30分）
一、单选题（10小题，每小题3分，共计30分）
1、两个滑轮完全相同，分别用如图所示的两种方式，将相同的物体以相同的速度匀速提升相同的高度，不计摩擦和绳重，则下列判断中正确的是（　　）
A．两次绳端移动的速度相等
B．F甲所做的功小于F乙所做的功
C．F甲做功的功率等于F乙做功的功率
D．甲装置的机械效率小于乙装置的机械效率
2、如图所示，小明先后用F1、F2、F3的力匀速拉起重物，若摩擦不计，则（　　）
A．F1大于F2 B．F1大于F3 C．F1等于F2 D．F2小于F3
3、如图所示，用相同滑轮装成的甲、乙两个滑轮组分别将同一个物体在相同时间内匀速提高相同高度，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（　　）
A．F1＝F2 B．甲、乙绳子自由端移动的速度相同
C．甲、乙两个拉力的功率相同 D．乙滑轮组的额外功多
4、小明用四个完全相同的滑轮进行实验，组成如图所示的甲、乙两个滑轮组。他用相同的时间把质量相等的重物G提升了相同的高度，所用的拉力分别为F1、F2，拉力做的功分别为W1、W2，拉力的功率分别为P1、P2，滑轮组的机械效率分别为η1、η2（忽略绳重与摩擦）。下列关系式正确的是（　　）
A． B．
C． D．
5、下列有关机械效率的说法中正确的是（　　）
A．越省力的机械，其机械效率就越低
B．使用机械做功越快，其机械效率越高
C．有用功与总功的比值越大的机械，其机械效率就越高
D．通过改进机械的性能可以使机械效率达到100%
6、用功率恒为160W的拉力，使质量为5kg的物体以4m/s的速度沿30°的斜坡匀速拉到坡顶，已知斜坡长60m，则下列说法错误的是（　　）
A．物体从斜坡底端到达坡顶的时间是15s
B．物体上坡时的牵引力是40N
C．物体上坡时受到的摩擦力为15N
D．斜面的机械效率是50
7、《墨经》最早记述了秤的杠杆原理，如图所示“标”、“本”表示力臂，“权”、“重”表示力，符合杠杆原理的是（　　）
A．增大“重”时，应把“权”向A端移动
B．增大“重”时，应换用更小的“权”
C．“权”小于“重”时，A端一定上扬
D．“权”小于“重”时，“标”一定小于“本”权
8、下列说法正确的是（　　）
A．做功越多，功率越大
B．做功时间越短，功率一定越大
C．做功越快，功率越大
D．机械效率越大，功率一定越大
9、小明分别用甲、乙两个滑轮组将质量相同的物体匀速提升相同高度（不计绳重及摩擦）。若每个滑轮质量相同，对比两个滑轮组，下列说法正确的是（　　）
A．甲更省力，甲机械效率大 B．乙更省力，乙机械效率大
C．甲更省力，甲的额外功少 D．乙更省力，机械效率一样大
10、下列工具中，在使用时属于费力杠杆的是（　　）
A．天平 B．理发剪刀
C．钢丝钳 D．瓶盖起子
第Ⅱ卷（非选择题 70分）
二、填空题（5小题，每小题4分，共计20分）
1、利用斜面将一个重600N的物体匀速拉到高处，沿斜面向上的拉力F=300N，拉动的距离s=5m，物体提升的高度h=2m。此过程中拉力做的功是______，该斜面的机械效率是________，物体受到的摩擦力为________N。
2、四川有许多盘山公路，司机经常要急打汽车方向盘让汽车保持在自己的行道线内。从简单机械的角度来看，盘山公路相当于 _____（杠杆/轮轴/斜面/滑轮），方向盘相当于 _____（杠杆/轮轴/斜面/滑轮）。司机开着汽车匀速爬上斜坡的过程中，汽车的机械能 _____（变大/变小/不变）。
3、阅读短文，回答下列问题：
无人机
无人驾驶飞机简称“无人机”（“UAV”），是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞行器，机上无驾驶舱，但安装有自动驾驶仪，程序控制装置等设备，地面，舰艇上或母机遥控站人员通过雷达等设备，对其进行跟踪、定位、遥控、遥测和数字传输，可在无线电遥控下像普通飞机一样起飞或用助推火箭发射升空，也可由母舰带到空中投放飞行，回收时可用于普通飞机着陆过程一样的方式自动着陆，也可通过遥控用降落伞火拦网回收，可反复使用多次，与载人飞机相比，它具有体积小，造价低，使用方便，对作战环境要求低，战场能力较强等优点，由于无人驾驶飞机对未来空战有着重要的意义，世界各主要军事国家都在加紧无人驾驶飞机的研制工作，目前，我国在此领域处于领先地位，如图所示的无人机质量为3kg，具有4个旋翼，可通过无线电进行操控。无人驾驶飞机在拍摄调查、无人配送等方面具有广阔的前景。（g=10N/kg）
（1）若图1中无人机工作一段时间后发出警报“电量不足，请及时充电”，在给无人机上的电池充电时，无人机的电池相当于 ______（选填“用电器”“或“电源”）；无人机上的旋翼电动机与摄相机根根据需要可可以独自工作，从电路设计的角度上看，旋翼电动机和相机是 _____（选填“串联”或“并联”）的。
（2）若图1中无人机在30s内匀速竖直上升120m进行空中拍摄，则此过程中动能 _______（选填“变大”、“变小”或“不变”），无人机克服自身重力做功的功率是 _______W。
（3）若图中无人机电池提供最大的电能能为2.5×105J，若电能的90%用于飞行，飞行时的功率为90W，则该机最多能飞行的时间是 ________s。
（4）如图2所示，外卖小哥使用无人机从地面向高楼阳台送餐。已知无人机质量为3kg，外卖质量为0.6kg，无人机先以4m/s的速度径直上升10s，再水平匀速飞行30m到阳台，整个过程历时25s，则无人机水平飞行的速度 _______m/s，整个过程中无人机对外卖做功的功率 ________W。
（5）如图所3示，在农业领域，一架普通无人机携带农药，一天可完成600亩农田农药喷洒任务，换作人工，则需要60人满负荷工作一整天，科技带来的优势非常明显。假定无人机每次装20kg农药，喷洒的过程中是在同一高度匀速飞行，则在喷洒农药的过程中，无人机携带农药总的重力势能 ______，动能 _______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
4、如图所示，小明用动滑轮把90N的重物匀速提升2m，所用的拉力是60N，则小明做的有用功是______J，动滑轮的机械效率是______。
5、如图所示，用平行于斜面、大小为2.5N的拉力F，将重为3.6N的物体从斜面底端匀速拉至顶端，则有用功是______J，机械效率是______，摩擦力为______N。
三、计算题（5小题，每小题10分，共计50分）
1、工人用图甲所示的滑轮组运送建材上楼，每次运送量不定，滑轮组的机械效率随建材重力变化的图象如图乙，滑轮和钢绳的摩擦力及绳重忽略不计，g取10N/kg。
（1）若某次运送建材的质量为40kg，滑轮组的机械效率是多少？
（2）若工人在1min内将建材匀速竖直向上提升了12m，作用在钢绳上的拉力为500N，求拉力的功；
（3）若工人在1min内将建材匀速竖直向上提升了12m，作用在钢绳上的拉力为500N时，运送建材的重力是多大？
2、如图所示，杠杆AB在竖直向下的拉力F作用下将一物体缓慢匀速提升，下表是提升物体时采集的信息：求：
OA/m OB/m 物重G/N A端上升的高度h/m B端下降的距离s/m 做的额外功W额外 /J
0.4 0.8 40 0.2 0.4 2
（1）有用功；
（2）拉力F的大小；
（3）杠杆的机械效率。
3、工人师傅利用汽车作为动力，从水中打捞一个圆柱形物件，绳子通过定滑轮，一端系着物件，另一端拴在汽车上，如图甲所示，汽车拉着物件匀速上升，已知汽车对绳子的拉力F与物件底面距离水底的高度h的变化关系如图乙所示．绳子的体积、绳重及摩擦均忽略不计，问：（）
（1）该物件的质量是多少？
（2）物件浸没在水中时，受到的浮力为多大？
（3）物件上表面恰好到达水面时，下表面受到水的压强为多少？
4、如图是上肢力量健身器示意图，杠杆AB可绕O点在竖直平面内转动，AB＝3BO，配重的底面积为0.02m2，配重的重力为120N，重力为500N的健身者通过细绳在B点施加竖直向下的拉力为F1时，杠杆在水平位置平衡，配重对地面的压力为85N，在B点施加竖直向下的拉力为F2时，杠杆仍在水平位置平衡，配重对地面的压力为60N。已知F1∶F2＝2∶3，杠杆AB和细绳的质量及所有摩擦均忽略不计
（1）求配重对地面的最大压强是多少？
（2）滑轮的重力是多少？
（3）配重刚好离开地面时，杠杆A端受到绳子的拉力是多少？
（4）当配重对地面的压强为1750Pa时，人对绳子的拉力是多少？
5、如图所示，斜面长s=l0m，高h=4m．用沿斜面方向的推力F，将一个重为100N的物体由斜面底端A匀速推到顶端B，斜面的机械效率80%。求：
（1）运动过程中克服物体的重力做的功：
（2）推力F做的功；
（3）物体运动过程中受到摩擦力f的大小。
---------参考答案-----------
一、单选题
1、B
【解析】
【详解】
A．由图可知，甲图为定滑轮，绳端移动的速度
v1＝v物
乙图为动滑轮，绳端移动的距离
v2＝2v物
故A错误；
B．F甲、F乙将重力相同的物体匀速提升相同的高度，根据
W有用＝Gh
可知两种情况下做有用功相同；不计摩擦和绳重，由于乙方式需要对动滑轮做额外功，根据
W总＝W有用+W额外
可知：F甲做的功小于F乙做的功，即
W甲＜W乙
故B正确；
C．以相同的速度匀速提升相同的高度，所以所用时间相同，根据可知：F甲做功的功率小于F乙做功的功率，即
P甲＜P乙
故C错误；
D．不计摩擦和绳重，因甲中拉力的功等于克服重力的功，故甲中没有额外功，故机械效率为100%，而乙中由于要拉动动滑轮，故克服动滑轮重力所做的功为额外功，效率小于100%，故甲的机械效率大于乙的机械效率；故D错误。
故选B。
2、C
【解析】
【详解】
使用定滑轮时，若摩擦不计，绳子自由端的拉力等于物重。即
F1=F2=F3=G
定滑轮只起到了改变拉力方向的作用，而对力的大小并未造成影响。
故选C。
3、C
【解析】
【详解】
A．甲乙两幅图中的滑轮组承担物重的绳子有效股数n甲＝2，n乙＝3，不计绳重及摩擦，拉力
又因为动滑轮重力G动相同，所以F甲＜F乙，故A错误；
B．用甲、乙两个滑轮组在相同时间内匀速提高到相同高度h，由s＝nh可得，拉力端移动的距离s甲＝3h，s乙＝2h，则s甲＜s乙，由可得，拉力端移动的速度不相同，v甲＞v乙，故B错误；
CD．在提升重物的过程中，若不计绳重及摩擦，克服动滑轮重做的功为额外功，因为动滑轮重相同，提升高度相同，根据公式W额＝G动h可知，拉力F1和F2所做的额外功相等；
将同一物体在相同时间内匀速提升相同高度时，因不计绳重和摩擦，拉力做的功等于克服物体重力和动滑轮重力所做的功，克服物体重力做的功为有用功，所做的有用功相等、额外功相等，拉力做的总功相等，由可知，甲、乙两个拉力的功率相同，故C正确，D错误。
故选C。
4、D
【解析】
【详解】
由图示知，甲、乙两滑轮组承重绳子分别为3和2根，在忽略绳重与摩擦时，拉力分别为
所以
F1将相同重物提升相同高度时，绳子端移动的距离分别为s1=3h，s2=2h，拉力所做的功分别为
W1=F1s1=(G+G动) 3h=(G+G动)h
W2=F2s2=(G+G动) 2h=(G+G动)h
所以W1=W2，提升重物所做的有用功
W1有=W2有=Gh
据知：η1=η2，提升重物时所用时间相同，据知，P1=P2
故ABC错误，D正确。
故选D。
5、C
【解析】
【详解】
A．机械效率是指利用机械做功时，有用功与总功的比值，其大小与机械做功是否省力、做功快慢，做的有用功多少，做功的多少无关，故A错误；
B．由A可知，机械效率大小与机械做功快慢无关，故B错误；
C．机械效率是指利用机械做功时，有用功与总功的比值，有用功与总功的比值越大，机械效率越大，故C正确；
D．利用机械做功时，总会有能量损失，因此机械效率不可能达到100%，故D错误。
故选C。
6、D
【解析】
【详解】
A．由可得，物体从斜坡底端到达坡顶的时间
故A正确，不符合题意；
B．由
可得，物体上坡时的牵引力
故B正确，不符合题意；
C．坡顶的高度
总功
有用功
因总功等于有用功加额外功，故克服斜面摩擦力所做的额外功
根据功的公式，则物体上坡时受到的摩擦力
故C正确，不符合题意；
D．斜面的机械效率
故D错误，符合题意。
故选D。
7、A
【解析】
【详解】
由题意可知，“权”、“重”分别为杠杆的动力和阻力，“标”、“本”分别为动力臂和阻力臂，根据杠杆平衡条件可知
权×标=重×本
A．增大“重”时，“权”和“本”不变，由
权×标=重×本
可知，“标”会增大，所以应把权向A端移，故A符合题意；
B．增大“重”时，“本”不变，由杠杆平衡条件可知，可以增大“标”，或增大“权”，故B不符合题意；
C．“权”小于“重”时，“本”是一定的，但“标”是可以改变的，所以A端不一定上扬，故C不符合题意；
D．“权”小于“重”时，由杠杆平衡条件可知，“标”一定大于“本”，故D不符合题意。
故选A。
8、C
【解析】
【分析】
【详解】
A．功率是功与时间的比值，只知道做功的多少，不知道时间的大小，不能判断功率的大小，故A错误；
B．功率是功与时间的比值，只知道时间的大小，不知道做功的多少，不能判断功率的大小，故B错误；
C．功率是表示物体做功快慢的物理量，做功越快，功率越大，故C正确；
D．功率和机械效率是两个不同的物理量，机械效率是有用功与总功的比值，无法比较，故D错误。
故选C。
9、D
【解析】
【详解】
小明分别用甲、乙两个滑轮组将质量相同的物体匀速提升相同高度（不计绳重及摩擦），每个滑轮质量相同，所以甲乙两个滑轮组做的有用功和额外功大小都相同，因此甲乙两个滑轮组做的总功相同，由 得，甲乙两端机械效率相同。由图得，甲滑轮组与动滑轮接触的绳子的股数为2，乙滑轮组与动滑轮接触的绳子的股数为3，所以乙滑轮组更省力，故ABC错误，D正确。
故选D。
10、B
【解析】
【详解】
A．天平在使用过程中，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆，故A不符合题意；
B．理发剪刀在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故B符合题意；
C．钢丝钳在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C不符合题意；
D．瓶盖起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D不符合题意。
故选B。
二、填空题
1、 1500J 80% 60
【解析】
【详解】
[1]拉力所做的总功
W总=Fs=300N×5m=1500J
[2]所做的有用功
W有用=Gh=600N×2m=1200J
此斜面的机械效率
[3]克服摩擦力做的额外功
W额=W总-W有=1500J-1200J=300J
由W额=fs得，物体所受斜面的摩擦力
2、 斜面 轮轴 变大
【解析】
【详解】
[1]斜面是一种简单机械，盘山公路是斜面的具体应用实例。
[2]汽车方向盘由一个轮和一个轴组成，轮和轴固定在一起，围绕固定点转动，这种简单机械叫做轮轴。
[3]汽车从斜坡底匀速爬上斜坡的过程中，质量不变、速度不变，汽车的动能不变；汽车的质量不变、高度变大，重力势能变大；汽车的机械能等于动能和势能之和，故此过程中汽车的机械能变大。
3、 用电器 并联 不变 120 2500 2 9.6 变小 变小
【解析】
【详解】
（1）[1]给无人机的电池充电时，需要消耗电能，所以无人机的电池相当于用电器。
[2]无人机上的旋翼电动机与相机，根据需要可以独自工作，因此，从电路设计的角度上看，它们是并联的。
（2）[3]无人机在匀速竖直上升的过程中，质量不变，速度不变，所以动能不变。
[4]无人机的重力
无人机克服重力做的功
则无人机克服自身重力做功的功率
（3）[5]由题知，电池提供的最大电能：=2.5×105J，
由得用于飞行的能量：
由得，最多能飞行的时间
（4）[6]整个过程历时25s，水平匀速飞行时间
则无人机水平飞行的速度为
[7]无人机在上升过程中通过的距离为
则克服外卖的重力所做的功为
无人机匀速飞行时，由于升力的方向竖直向上，运动方向是水平的，所以无人机对外卖不做功；
则无人机对外卖做功的功率为
（5）[8][9]无人机在农田上空的某一高度水平匀速飞行喷洒农药时，飞机的速度和高度均不变，但质量变小，所以无人机的动能减小，重力势能减小。
4、 180 75%
【解析】
【详解】
[1]由图可知，动滑轮有两段绳子承担物体重，绳子自由端移动距离
提起物体所做的有用功
[2]提起物体所做的总功
滑轮组的机械效率
5、 0.72 72% 0.7
【解析】
【详解】
[1]由图示知，斜面的高度
h=20cm=0.2m
拉力做的有用功
W有=Gh=3.6N×0.2m=0.72J
[2]斜面长
s=40cm=0.4m
拉力做总功
W总=Fs=2.5N×0.4m=1J
斜面的机械效率
[3]拉力做的额外功
W额=W总-W有=1J-0.72J=0.28J
由W额=fs得物体在斜面上受到的摩擦力
三、计算题
1、（1）50%；（2）12000J；（3）600N
【详解】
解：（1）建材的重力
由图象可知，当重物G=400N，滑轮组的机械效率得
（2）由图可知n=2，则1min内绳子自由端移动的距离
拉力做的功
（3）由（1）可知，当重物G=400N，滑轮组的机械效率η=50%，滑轮和钢绳的摩擦力及绳重忽略不计，则滑轮组的机械效率
即
解得
作用在钢绳上的拉力为500N时，由可得运送建材的重力
答：（1）某次运送建材的质量为40kg，滑轮组的机械效率是50%；
（2）拉力的功是12000J；
（3）作用在钢绳上的拉力为500N时，运送建材的重力是600N。
2、（1）8J；（2）25N；（3）80%
【详解】
解：（1）有用功为
W有用=G物h=40N×0.2m=8J
（2）总功为
W总=W有用+W额外= 8J+2J=10J
由W总=Fs，得拉力F的大小
（3）杠杆的机械效率
答：（1）有用功8J。
（2）拉力F的大小25N。
（3）杠杆的机械效率80%。
3、（1）400kg；（2）500N；（3）
【详解】
解：（1）该物件离开水面后的拉力
由于图甲中，滑轮为定滑轮，则物体的重力为
则物体质量为
（2）由图乙知中，物体在水中时拉力
根据称重法可知物件浸没在水中时受到的浮力为
（3）由图乙知中，物件上表面恰好到达水面时，下表面所处的深度为
则下表面受到水的压强为
答：（1）该物件的质量是400kg；
（2）物件浸没在水中时，受到的浮力为500N；
（3）物件上表面恰好到达水面时，下表面受到水的压强为。
4、（1）；（2）；（3）；（4）
【详解】
解：（1）地面受配重对其的压力，在配重从地面拉起的过程中，当配重不受绳子对其的拉力时，地面受到配重的压强最大，即当时，配重对地面的压强最大，为
（2）当配重在地面上保持静止状态时，它受到的绳子的拉力F为
其中为地面对配重的支持力，因为动滑轮上有2段绳子承担物重，因此杠杆A点受到的拉力为
根据杠杆的平衡条件得到
即
因为
所以
故有
即杠杆B端受到绳子的拉力是
当压力为85N时，物体受到的支持力也为85N，则在B点施加竖直向下的拉力为
当压力为60N时，物体受到的支持力也为60N，则在B点施加竖直向下的拉力为
因为
所以
解得
（3）对动滑轮受力分析可知，受到向上的拉力和向下的自身重力以及两股绳子对其的拉力，即
其中，滑轮下端两股绳子受到的拉力即为配重的重力，也就是
所以，杠杆A端受到绳子的拉力是
（4）当配重对地面的压强为1750Pa时，根据
可得，配重对地面的压力为
对配重受力分析可知，受到向上的拉力和支持力以及向下的自身重力，则绳子的拉力为
则杠杆A端受到绳子的拉力是
根据杠杆的平衡条件得到
又
所以
答：（1）求配重对地面的最大压强是；
（2）滑轮的重力是；
（3）配重刚好离开地面时，杠杆A端受到绳子的拉力是；
（4）当配重对地面的压强为1750Pa时，人对绳子的拉力是。
5、（1）400J；（2）500J；（3）10N
【详解】
解：（1）运动过程中克服物体的重力做的功
（2）由 得，推力F做的功
（3）物体运动过程中摩擦力f做的功
由 得，物体运动过程中受到摩擦力f的大小
答：（1）运动过程中克服物体的重力做的功为400J；
（2）推力F做的功为500J；
（3）物体运动过程中受到摩擦力f的大小为10N。