物理八年级下册第十二章简单机械专项练习
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、如图所示,滑轮规格相同、重均为60N,工人用150N的水平拉力匀速向右拉动绳端,在20s内矿井里的物体提升8m,不计绳重及轮轴间摩擦,则下列说法错误的是( )
A.物体重为240N
B.工人拉动绳子做功的功率为120W
C.此过程中,滑轮组的机械效率为75%
D.绳子自由端移动的距离为16m
2、下列说法中正确的是( )
A.机械效率越高,机械做功一定越快 B.做功越多的机械,机械效率一定越高
C.功率越大的机械做功一定越多 D.做功越快的机械,功率一定越大
3、如图所示器具中,属于省力杠杆的是( )
A. 笤帚 B.筷子
C.核桃夹 D. 钓鱼竿
4、如图是小科同学拉水下一重物的示意图。他用竖直向下的拉力将重物从水底缓慢拉到井口,忽略水的阻力和滑轮的摩擦,四位同学画出了地面对小科的支持力(F)随时间(t)变化的图像,其中正确的是( )
A. B. C. D.
5、如图甲所示的装置,A是重15N的空吊篮,绳子B和C能承受的最大拉力分别为100N和50N。质量为50kg的小张同学将A提升到高处,施加的拉力F随时间变化关系如图乙所示,A上升的速度v随时间变化关系如图丙所示。忽略绳重及摩擦,常数g取10N/kg。下列结论错误的是( )
A.此装置最多能匀速运载80N的货物
B.第2s内拉力F的功率为40W
C.动滑轮的重力为9N
D.此装置提升重物的最大机械效率为80%
6、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
7、综合实践课上小红用剪刀修剪树枝时感到很吃力,为了使小红容易剪断树枝,有四位同学给出了自己的建议,你认为其中最合理的是( )
A.小明:用剪刀尖去剪
B.小莹:用剪刀的中后部去剪
C.小敏:用剪刀的中前部去剪
D.小洁:放弃,不去修剪了
8、关于机械效率的问题,下列说法中正确的是
A.做功越多,机械效率一定越高
B.单位时间内做功越多,机械效率一定越高
C.省力越多的机械,机械效率一定越高
D.额外功在总功中所占比例越小,机械效率一定越高
9、如图所示的斜面长s为3m,高h为0.6m,建筑工人用绳子在6s内将重500N的物体从其底端沿斜面向上匀速拉到顶端,拉力是150N,(忽略绳子的重力)则下列说法正确的是( )
A.物体运动时所受摩擦力是150N
B.拉力所做的功是300J
C.拉力的功率是75W
D.斜面的机械效率是80%
10、 “给我一个支点,我就能撬动整个地球”,下列生产和生活中的杠杆与阿基米德设想的杠杆属于同一类型的是( )
A. 食品夹 B. 托盘天平
C. 钓鱼竿 D. 修树剪
第Ⅱ卷(非选择题 70分)
二、填空题(6小题,每小题5分,共计30分)
1、按要求完成填空。
(1)在如图甲所示的提升重物的装置中,所用的滑轮是______(选填“动”或“定”)滑轮,使用此滑轮的好处是:______。
(2)在探究影响物体的重力势能因素的实验中,小明用A、B两个实心铁块(mA=mB)、沙子和铁钉进行实验,实验中他是通过比较______来比较物体重力势能的大小;由图乙可以探究物体重力势能的大小与物体______的关系。
2、如图是皮划艇比赛时的场面,当运动员用船桨划水时,运动员手中使用的船桨属于 _______(省力费力等臂)杠杆,使用它 ________(能不能)省功,若运动员想要使所用的力小一点,则应 ___________(增大减小)两只手之间的距离。
3、如图,展示了一些你熟悉的物理图形,请你根据要求填空。
(1)如图a中点燃的蜡烛上下摆动,形成跷跷板。涉及的物理原理是______;
(2)如图b是用绳和木棍体验“滑轮组”威力的实验,该实验说明了______;
(3)如图c、d两个实验可以说明的同一个物理问题是:______。
4、如图所示是一种小型千斤顶的示意图,当手往下压动摇臂时,能把重物抬高一段较小的距离,工人在10s时间内用100N的力竖直向下压动摇臂2m,把1000N的重物匀速抬高14cm。则重物上升的速度为 ______m/s,人做的功为 ______J,千斤顶的效率是 ______%。
5、如图所示,杆秤秤砣的质量为0.2千克,杆秤的质量忽略不计。若杆秤水平静止时,被测物和秤砣到秤纽的距离分别为5厘米、20厘米,则被测物的质量为___________千克。若秤砣有缺损时,则被测物的真实质量值___________杆秤所示的质量值(选填“小于”、“等于”或“大于”)。
6、如图,小明用滑轮组把一个重12N的物体在2s内匀速提升0.4m,已知动滑轮重3N(不考虑绳子的重力和摩擦),则绳子自由端移动的速度为______m/s,滑轮组的机械效率为______。
三、计算题(4小题,每小题10分,共计40分)
1、工人利用如图所示的滑轮组将重400N的物体向上匀速提起2m。所用拉力为250N
(1)滑轮组的机械效率是多少?
(2)若用此滑轮组将重900N的物体竖直向上匀速提升2m,拉力在这一过程中所做的功是多少?(不计绳重和摩擦力)(解答要求:要写出依据的主要公式或变形公式,要有数据代入和运算结果)
2、如图所示,杆秤可视为杠杆,提钮处为支点,若不计其自重,当在挂钩悬挂被称物体后处于平衡状态,已知厘米,厘米,秤砣的重力为10牛,求:
(1)被称物体的重力;
(2)若这杆秤所能测物体的最大重力为200牛,求的长度。
3、小明推着购物车在超市购物,如图所示,购物车与货物的总质量为30kg,当购物车前轮遇到障碍物时,小明先后两次在A点对购物车施加竖直方向的作用力,可视为杠杆。
(1)图甲中小明在A点施力的力臂为多少m?阻力为多少N?
(2)图乙中小明在A点施力大小F乙为多少N?方向是怎样的?
4、如图所示,某人用机械效率为80%的滑轮组匀速提升重240N的物体,在2s内,绳的自由端移动了6m。求:
(1)物体上升的高度和速度?
(2)人的拉力为多大?
(3)人所做的额外功是多大?
-参考答案-
一、单选题
1、C
【解析】
【详解】
由图知道,承担物重的绳子股数n=2;
A.不计绳重及轮轴间摩擦,由知道,物体的重力
G=2F﹣G动=2×150N﹣60N=240N
故A正确,不符合题意;
BD.自由端移动的距离
s=2h=2×8m=16m
拉力F做的功
W总=Fs=150N×16m=2400J
工人拉动绳子做功的功率
故BD正确,不符合题意;
C.有用功
W有=Gh=240N×8m=1920J
滑轮组的机械效率
故C错误,符合题意。
故选C。
2、D
【解析】
【详解】
A.机械效率高,说明有用功占总功的比值大,但不一定做功就快,故A错误;
B.做功多,效率不一定高,这要看有用功、额外功的比例大小,故B错误;
C.功率大表明机械做功快,但做功不一定多,这要看做功时间的长短,故C错误;
D.做功快,说明机械的功率大,能够在较短的时间内做更多的功,故D正确。
故选D。
3、C
【解析】
【详解】
A.笤帚在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故A不符合题意;
B.筷子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故B不符合题意;
C.核桃夹在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故C符合题意;
D.钓鱼竿在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故D不符合题意。
故选C。
4、A
【解析】
【详解】
如图所示:
对于人
G人=F支+F拉
对于重物
G物=F浮+F拉′
因为使用的是定滑轮,不计摩擦和水的阻力,则
F拉=F拉′
G人﹣F支=G物﹣F浮
F支=G人﹣G物+F浮
小科将重物从水底缓慢拉到井口:物体露出水面之前是全浸入,因排开水的体积不变,根据阿基米德原理知道物体受到的浮力不变,而人重和物重不变,所以地面对人的支持力不变;从物体露出水面到刚好离开水面,因排开水的体积变小,根据阿基米德原理知道物受到的浮力变小,而人重和物重不变,所以地面对人的支持力变小;物体离开水面上升,物体受到的浮力为0,而人重和物重不变,所以地面对人的支持力不变;由此可知,地面对人的支持力是先不变、后变小、再不变。故A正确,BCD错误。
故选A。
5、C
【解析】
【详解】
AC.由图丙可知,在1~2s内物体匀速运动,图乙可知,拉力为10N,由图甲知绳子股数n=2,忽略绳重及摩擦,根据,则动滑轮重力为
当拉力最大为50N时,可以拉动物重为
故A正确,不符合题意;C错误,符合题意;
B.由图丙可知,物体A在第2s内上升的速度为,则第2s内绳子自由端的速度为
根据可得第2s内拉力F的功率为
故B正确,不符合题意;
D.由A可知,该装置能提升最大重物为80N,则最大的机械效率为
故D正确,不符合题意。
故选C。
6、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。
7、B
【解析】
【分析】
【详解】
A.用剪刀尖去剪时,阻力和动力臂都没变,而增大了阻力臂,所以更费力了,故A不符合题意;
B.用剪刀的中后部去剪时,阻力没变,减小了阻力臂,所以省力了,故B符合题意;
C.用剪刀的中前部去剪,阻力和动力臂都没变,而增大了阻力臂,所以更费力了,故C不符合题意;
D.放弃,不去修剪了不能完成劳动,故D不符合题意。
故选B。
8、D
【解析】
【详解】
A.做功多,有用功不一定多,有用功占总功的比例不一定高,所以机械效率不一定高,故A错误;
B.机械效率是有用功占总功的比例与单位时间内做功多少无关,故B错误;
C.省力多的机械的机械效率偏低,如斜面,斜面越陡,越费力,机械效率越高,故C错误;
D.额外功在总功中所占比例越小,说明有用功在总功中所占的比例越大,机械效率就越高,故D正确。
故选D。
9、C
【解析】
【详解】
A.根据题意
可得
则
所以,故A错误;
B.根据题意,由可得
故B错误;
C.根据题意,由可得
故C正确;
D.根据题意,由,对物体所做的有用功为
由效率公式可得
故D错误。
故选C。
10、D
【解析】
【详解】
阿基米德设想的杠杆属于省力杠杆。
A.食品夹在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故A不符合题意;
B.天平在使用时,动力臂等于阻力臂,即不省力也不费力,是等臂杠杆,故B不符合题意;
C.钓鱼竿在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故C不符合题意;
D.修树剪在使用时,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故D符合题意。
故选D。
二、填空题
1、 定 可以改变拉力的方向 铁钉陷入沙子的程度 高度
【解析】
【详解】
(1)[1][2]由图甲可知,该滑轮不能随物体而移动,因此该滑轮是定滑轮,在使用此滑轮可以改变拉力的方向。
(2)[3][4]物体中重力势能无法直接观察到,由转换法可知,可以通过铁钉陷入沙子的程度来比较物体重力势能的大小;重力势能与物体的质量和高度有关,已知两个实心铁块的质量相同,由图可知两个铁块的高度不同,由控制变量法可知是探究物体重力势能的大小与物体高度的关系。
2、 费力 不能 增大
【解析】
【详解】
[1]船桨在使用的过程中,相当于一个杠杆,以船桨的上端为支点,划动时,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,费力但省距离。
[2]在使用船桨时,可以省距离,但费力,不能省功。
[3]在使用船桨时,阻力、阻力臂一定,由杠杆平衡条件,动力动力臂阻力阻力臂知道,要使所用的力小一点,应增大动力臂,即增大两只手之间的距离。
3、 杠杆原理(杠杆的平衡条件) 使用滑轮组可以省力 动能和势能可以相互转化
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]图a中点燃的蜡烛上下摆动,有支点、两个力、两个力臂,符合杠杆的五个要素,故其原理为杠杆原理。
(2)[2]图b相当于一个滑轮组,小孩所拿的绳端相当于滑轮组的绳子自由端,该现象表明使用滑轮组可以省力。
(3)[3]这两个实验可以说明的同一个物理问题是:动能和势能是可以相互转化的;在单摆左右摆动和滚摆上下往复运动的过程中,它们需要克服摩擦阻力做功,消耗一部分机械能,所以机械能减小,将会看到它们上升的高度逐渐降低。
4、 0.014 200 70
【解析】
【详解】
[1]重物上升的速度为
[2]人做的功为
[3]千斤顶的效率是
5、 0.8 小于
【解析】
【详解】
[1]如图所示:
由杠杆的平衡条件得到
G1LOA=G2LOB
m1gLOA=m2gLOB
m1=
[2]若秤砣有缺损,m2减小,而G1LOA不变,所以LOB要变大,杆秤所示的质量值要偏大。
6、 0.4 80%
【解析】
【详解】
[1]由图可知,n=2,则绳子自由端移动的距离
绳子自由端移动的速度
[2]不考虑绳子的重力和摩擦,滑轮组的机械效率为
三、计算题
1、(1)80%;(2)2000J
【详解】
解:(1)由图可知,n=2,那么
s=2h=2×2m=4m
当提升G=400N的重物时
W有=Gh=400N×2m=800J
W总=Fs=250N×4m=1000J
滑轮组的机械效率
(2)因为W总=W有用+W额,所以
W额=W总﹣W有用=1000J﹣800J=200J
不计滑轮的摩擦和绳重,有W额=G轮h,那么
当提升重900N的物体时
W有′=G′h=900N×2m=1800J
不计滑轮的摩擦和绳重
拉力做的功
W总′=F′s=500N×4m=2000J
答:(1)滑轮组的机械效率是80%;
(2)拉力在这一过程中所做的功为2000J。
2、(1)100N;(2)80cm
【详解】
解:(1)由杠杆平衡条件知道
即
解得。
(2)由杠杆平衡条件知道
即
解得。
答:(1)被称物体的重力为;
(2)的长度是。
3、(1)0.6,300;(2)75,竖直向上
【详解】
解:(1)当购物车前轮遇到障碍物时,支点为B轮,故应在A端施加一个竖直向下的力,由力臂的定义,在A点施力的力臂为0.6m;阻力为购物车与货物的重力
G=mg=30kg×10N/kg=300N
(2)当购物车后轮B遇到障碍物时,小明应竖直向上提扶把,车体是绕着C点转动的,故C点就是支点,由图知,此时动力臂为
l动=0.6m+0.3m+0.3m=1.2m
l阻=0.3m,由杠杆平衡条件可知:Fl动=Gl阻,即
F×1.2m=300N×0.3m
解得
F=75N
答:(1)图甲中小明在A点施力的力臂为0.6m,阻力为300N;
(2)图乙中小明在A点施力大小F乙为75N,方向竖直向上。
4、(1)2m, 1m/s;(2)100N;(3)120J
【详解】
解:(1)绳子移动的距离s=6m,绳子段数n=3,则物体上升的高度
物体上升的速度
(2)滑轮组机械效率为η=80%,物重G=240N,滑轮组的机械效率公式
所以拉力F为
(3)人所做的总功为
W总=Fs-100N×6m=600J
其中有用功为
W有=Gh=240N×2m=480J
所以额外功为
W额=600J-480J=120J
答:(1)物体上升的高度是2m,速度是1m/s;
(2)人的拉力是100N;
(3)人所做的额外功是120J。