2021-2022学年度强化训练人教版物理八年级下册第十二章简单机械章节训练试卷（精选含详解）

物理八年级下册第十二章简单机械章节训练
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，用同样的轻绳（不计绳重和摩擦）和滑轮分别安装成甲乙两种装置（G物>G轮）。在将同一物体匀速提升相同高度的过程中（　　）
A．F1>F2、η甲>η乙 B．F1>F2、η甲<η乙
C．F1η乙
2、生活中处处有科学。下列日常工具在使用时属于费力杠杆的是（　　）
A．开瓶扳手 B．钓鱼竿
C．大铡刀 D．撬棒
3、如图所示，重力不计的杠杆可绕O点无摩擦转动，在A端用轻质细绳悬挂一质量为200g的物体M，同时在B点施加一个始终垂直于杠杆的拉力FB，杠杆绕O点匀速转动到虚线位置，OA＝3m，AB＝1m。下列说法正确的是（　　）
A．杠杆拉至与墙面夹角为30°时，FB＝3N
B．拉力F逐渐变大
C．杠杆绕O点缓慢转动到水平位置时拉力FB做的功为3J
D．此过程中，FB最大值为3N
4、如图所示的简单机械中一定省力的是（　　）
A．筷子 B．核桃夹
C．钓鱼竿 D．船桨
5、如图所示的工具中，在使用时属于省力杠杆的是（　　）
A．镊子 B．开瓶器
C．筷子 D．船桨
6、如图所示，是工人师傅往高处运送货物的两种方法。物重均为500N，滑轮重均为10N，不计摩擦和绳重，下列说法正确的是（　　）
A．甲图中的拉力等于乙图中的拉力 B．甲图中的拉力小于乙田中的拉力
C．甲图中的拉力大于乙图中的拉力 D．甲图中的拉力为乙图中拉力的两倍
7、我国古代劳动人民就开始使用简单机械了，如图所示一位小朋友正帮助妈妈推石磨来磨米浆。她和妈妈分别在图中位置单人都能推动石磨。小朋友在离石磨较远端推磨相比妈妈能够（　　）
A．省距离 B．费力
C．省力 D．省力和省距离
8、如图所示，物体的受到的重力为300N，在20N的水平拉力F的作用下物体以0.3m/s的速度匀速运动了20s，滑轮组的机械效率为85%。不计绳重和滑轮重。在此过程中，下列说法错误的是（　　）
A．拉力的功率为18W
B．物体受到的摩擦力为60N
C．绳子自由端移动的距离是18m
D．额外功为54J
9、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
10、小健学习使用下列简单机械后做出以下总结，你认为他的总结中叙述错误的是（　　）
A． 垂直于道钉撬的把手向下压时，人的用力最省力
B． 用斜面向上搬物体时，既可以省力，又可以节省做功
C． 使用镊子时，杠杆的支点在动力作用点与阻力作用点的外侧，属于费力杠杆
D． 图中的小人若沿F2方向用力，所用的力与沿F1方向用力的大小基本相同
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、我国民俗活动丰富多彩，在立夏时节，有的地方会给孩子称体重（如图1），冀求孩子健康成长，俗称“立夏秤人”。如图2，调整秤砣的位置，使杆秤处于水平平衡状态（忽略绳重和杆重）。
（1）以O点为支点，在图2中画出悬挂秤砣的绳子对杆秤B点的拉力FB及FB的力臂lB；_______
（2）由图2，孩子及秤钩和所坐篮子的总质量______（选填“大于”“等于”或“小于”）秤砣的质量。若换称下一个体重较小的孩子，秤砣和篮子等都不变，仍在O点提起杆秤，调到水平平衡后秤砣的悬挂点应在_______（选填“B点左边”“B点”或“B点右边”）。
2、学校国旗杆的顶端有一个滑轮，升旗时往下拉绳子，国旗就会上升，这个滑轮是定滑轮，它的作用是为了______，洒水车沿着街道匀速行驶，将水洒向路面，在此过程中洒水车的动能______。（选填“变大”“变小”或“不变”）
3、如图所示，用20N水平方向拉力F把重100N的物体以0.2m/s的速度水平匀速拉动，物体与水平地面间摩擦力为48N，则拉力F做功的功率是___________W。
4、如图所示，质量忽略不计的AC硬棒能绕O点自由转动，且AB=BO=OC，在B点挂一重物甲，用手给AC硬棒某点施加一个动力F恰好使硬棒在图示位置处于静止状态。
（1）请画出给AC硬棒上施加一个最小的力F1的示意图及F1的力臂l1______；
（2）请画出重物甲对硬棒AC施加的阻力F2的示意图及F2的力臂l2______；
（3）此杠杆是______杠杆（选填：“省力”、“费力”或“等臂”），依据是______。
5、大量的实验和理论研究表明，使用任何机械都不能 __，同一个滑轮组在不同的做功过程中机械效率是 __（选填“相同”或“不同” 的，用滑轮组提起一袋水泥，提高机械效率的一个有效措施是__。
6、如图所示，小明分别使用甲、乙图中两种不同的机械将同一物体M匀速提升同样高度。测得两次拉力F甲、F乙和物体M所受的重力G如下表所示。当使用乙机械时，测得绳子自由端移动的距离是物体M上升高度的2倍。
（1）从表中数据可知：甲机械________（选填“省力”“费力”或“不省力也不费力”），甲机械所做的有用功_______（选填“大于”“等于”或“小于”）乙机械所做的有用功：
（2）乙提升物体M时的机械效率是________
F甲 F乙 GM
10N 5N 8N
三、计算题（4小题，每小题10分，共计40分）
1、如图所示，小明家在装修，为了帮爸爸把重力为1000N的木箱搬到1.5m高的卡车车厢里，他将一块5m长的木板搁在地面与车厢之间构成一个斜面，将木箱拉至斜面顶端，若斜面的机械效率为75%，求：
（1）小明所做的有用功；
（2）沿斜面方向的拉力；
（3）木箱受到的摩擦力。
2、如图所示，有一斜面长L为10m，高h为6m，现用F为400N的力沿斜面把重物G为500N的物体从底端匀速拉到顶端。物体受到斜面的摩擦力用f表示，求：
（1）斜面机械效率η；
（2）推导物体受到斜面摩擦力f的表达式。（用L，h，F，G表示）
3、有一根绳子，通过如图甲所示的滑轮组，能够提起的最重物体是A，物体再重绳子将断裂（不计绳重和摩擦）。求：
（1）将A匀速提高2m做的有用功为740J，则物重GA=？
（2）若此时滑轮组机械效率为92.5%，人的体重为600N，每只脚与地面接触面积为2×10﹣2m2，则人对地面的压强p地=？
（3）若用这根绳子和这些滑轮，组成图乙所示滑轮组，利用它从水中缓慢匀速提起（不计水的阻力）一个边长为3×10﹣1m的正方体B，当提到B的下表面所受水的压强为2×103Pa时，绳子断裂。则正方体B的密度ρB=？
4、如图所示，斜面长度为8m，高为3m。建筑工人将重为100N的物体，用绳子从地面匀速拉到顶端时用时10s，沿斜面向上的拉力为50N，求：
（1）有用功W有；
（2）拉力做功的功率P；
（3）物体受到的摩擦力f；
（4）该斜面的机械效率η。
-参考答案-
一、单选题
1、A
【解析】
【详解】
图甲中使用的是定滑轮，图乙中使用的是动滑轮。设物重为G物，滑轮重为G轮，不计绳重和摩擦，根据定滑轮和动滑轮的特点，甲不省力，即
F1=G物
乙可以省力，且
已知
G物>G轮
所以
F2可得
F1>F2
匀速提升的是质量相等的物体，若提升高度相同时，所做的有用功相同。由可知，不计绳重和摩擦，使用甲图的定滑轮不用对滑轮做额外功，故机械效率高；使用乙图的动滑轮要对滑轮做额外功，故机械效率低。故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
2、B
【解析】
【详解】
A．开瓶扳手在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A不合题意；
B．钓鱼竿在使用时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故B符合题意；
C．大铡刀在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C不合题意；
D．撬棒在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D不合题意。
故选B。
3、D
【解析】
【详解】
AD．当杠杆转到水平位置时拉力最大，由杠杆平衡条件可得
又
所以有
解得
故A错误，D正确；
BC．由于阻力臂先增大后减小，拉力也是先增大后减小，当杠杆转到水平位置时，拉力做的功等于克服物体重力做功为
故BC错误。
故选D。
4、B
【解析】
【详解】
ACD．筷子、钓鱼竿、船桨在使用过程中，动力臂小于阻力臂，都属于费力杠杆，故ACD不符合题意；
B．核桃夹在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故B符合题意。
故选B。
5、B
【解析】
【详解】
A．镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故A不符合题意；
B．开瓶器在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B符合题意；
C．筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故C不符合题意；
D．船桨在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故D不符合题意。
故选B。
6、C
【解析】
【详解】
如图甲是定滑轮，只改变力的方向，不改变力的大小，乙图为动滑轮，省一半的力，费二倍的距离，故甲的拉力为500N，而乙要拉动物体和动滑轮，故乙的拉力为
所以甲图中的拉力大于乙图中的拉力。
故选C。
7、C
【解析】
【分析】
【详解】
根据杠杆平衡条件可知，阻力臂和阻力大小一定，动力臂越长，动力越小，越省力，所以小朋友站在离石磨较远端推磨是为了增大动力臂，减小动力，能省力。
故ABD不符合题意；
C符合题意。
故选C。
8、B
【解析】
【详解】
A．由图可知n＝3，绳子自由端移动的速度
v＝nv物＝3×0.3m/s＝0.9m/s
则拉力F的功率
P＝＝＝Fv物＝20N×0.9m/s＝18W
故A正确，不符合题意；
B．由可得，拉力做的总功
W总＝Pt＝18W×20s＝360J
因为η＝×100%，所以有用功
W有＝ηW总＝85%×360J＝306J
因为v＝，所以物体移动的距离
s物＝v物t＝0.3m/s×20s＝6m
又W有＝fs物，所以物体受到的摩擦力
f＝＝＝51N
故B错误，符合题意；
C．绳子自由端移动的距离
s＝ns物＝3×6m＝18m
故C正确，不符合题意；
D．额外功
W额＝W总﹣W有＝360J﹣306J＝54J
故D正确，不符合题意。
故选B。
9、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。
10、B
【解析】
【详解】
A．垂直于道钉撬的把手向下压时，由杠杆平衡条件可知，此时动力臂最大，人的用力最省力，故A正确，不符合题意；
B．用斜面向上搬物体时，可以省力，但需额外克服斜面摩擦力做功，不能省功，故B错误，符合题意；
C．使用镊子时，杠杆的支点在动力作用点与阻力作用点的外侧，此时杠杆的动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故C正确，不符合题意；
D．根据滑轮的特点可知，动滑轮上有两段绳子，n=2，图中的若沿F2方向用力，所用的力与沿F1方向用力的大小基本相同，都等于物体和动滑轮总重的，故D正确，不符合题意。
故选B。
二、填空题
1、 大于 B点左边
【解析】
【详解】
（1）[1]B点受到砰砣的作用力，其方向是是竖直向下的，大小等于砰砣的重力，这个作用力便是拉力FB。过O点作力FB的作用线的垂线段，这个垂线段便是力臂lB，作图如下
（2）[2]由图2知，杆秤相当于动力臂大于阻力臂省力杠杆，所以动力FB小于阻力：孩子及秤钩和所坐篮子的总重力，据G=mg知，孩子及秤钩和所坐篮子的总质量大于秤砣的质量。
[3]由题意知，秤砣和篮子的重力不变，那么动力不变，仍在O点提起杆秤，则阻力臂不变，而孩子的体重变小，即阻力变小，据杠杆的平衡条件知，动力臂应变小，即仍要杆秤水平平衡，悬挂点应在B点的左边。
2、 改变施力的方向 变小
【解析】
【详解】
[1]旗杆顶上滑轮的轴固定在旗杆上，所以该滑轮是一个定滑轮，定滑轮不能省力，其优点是可以改变施力的方向。
[2]动能大小与质量和速度有关，洒水车沿街道匀速行驶，将水洒向路面，速度不变，质量减小，所以动能减小。
3、12
【解析】
【详解】
由图知，与动滑轮相连的有三段绳子，则n=3，拉力的速度
v=3v物=3×0.2m/s=0.6m/s
拉力F做功的功率
4、 省力 动力臂大于阻力臂
【解析】
【详解】
（1）[1]由题意可知，阻力与阻力臂不变，硬棒静止时，由杠杆平衡条件可知，要使动力F1最小，则对应的动力臂应最大，由图中可知，当动力臂l1为OA时，达到最大，此时动力F1应垂直于AC向上，故动力F1及对应的动力臂l1如下图所示
（2）[2]由受力分析可知，重物甲对硬棒AC的阻力即绳子对硬棒AC的拉力F2，作用在B点，方向竖直向下；由力臂的定义可知，过支点O作拉力F2所在直线的垂线段，即为力F2对应的力臂l2，如下图所示
（3）[3][4]由（1）（2）中可知，动力臂大于阻力臂，故该杠杆是省力杠杆。
5、 省功 不同 减小动滑轮的重力
【解析】
【详解】
[1]使用任何机械都不省功，这个结论叫做功的原理。所以，大量的实验和理论研究表明，使用任何机械都不能省功。
[2]滑轮组在做功过程中机械效率是
所以，同一个滑轮组在不同的做功过程中机械效率是不同。
[3]由知道，用滑轮组提起一袋水泥，提高机械效率的一个有效措施是减小动滑轮的重力。
6、 费力 等于 80%
【解析】
【详解】
（1）[1]根据表格数据可知
F甲＞GM，F乙＜GM
所以使用甲提升物体M时费力。
[2]将同一物体M匀速提升同样高度，由
W有=Gh
可知，甲乙机械做的有用功相等。
（2）[3]由图乙可知，滑轮组的动滑轮绕2段绳子，乙提升物体M时的机械效率
三、计算题
1、（1）1500J；（2）400N；（3）100N
【详解】
解：（1）木箱的重力G=1000N，小明做的有用功
W有用=Gh=1000N×1.5m=1500J
（2）由可得小明做的总功
由W总=Fs可得拉力大小
（3）克服摩擦力所做的额外功
W额=W总-W有=2000J-1500J=500J
由W额=fs可得，物体和斜面之间的摩擦力
答：（1）小明所做的有用功为1500J；
（2）沿斜面方向的拉力为400N；
（3）木箱受到的摩擦力为100N。
2、（1）75%；（2）f＝F﹣
【详解】
（1）斜面的有用功为
W有＝Gh＝500N×6m＝3000J
斜面的总功为
W总＝FL＝400N×10m＝4000J
斜面的机械效率为
（2）额外功为W额＝W总﹣W有，根据W＝Fs知道，摩擦力为
答：（1）斜面机械效率为75%；
（2）物体受到斜面摩擦力的表达式为 。
3、（1）370N；（2）1×104Pa；（3）2.8×103kg/m3
【详解】
解：（1）物体的重力
（2）拉力做的总功
绳子拉力
人对地面的压力
人对地面的压强
（3）正方体浸入水中的深度
正方体排开水的体积
正方体受到的浮力
动滑轮的重力
正方体的重力
正方体的质量
正方体的体积
正方体的密度
答：（1）物体的重力为370N；
（2）人对地面的压强为1×104Pa；
（3）正方体B的密度为2.8×103kg/m3。
4、（1）300J；（2）40W；（3）12.5N；（4）75%
【详解】
解：（1）根据题意，有用功为
（2）拉力做的功为
拉力做功的功率为
（3）克服物体所受摩擦力做的额外功为
由可得，物体受到的摩擦力为
（4）该斜面的机械效率为
答：（1）有用功为300J；
（2）拉力做功的功率为40W；
（3）物体受到的摩擦力为12.5N；
（4）该斜面的机械效率为75%。