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综合测试练习题（含详解）

物理八年级下册第十二章简单机械综合测试
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、某同学探究动滑轮的特点，进行了正确操作后，将得到的数据记录在表格中，分析数据后发现，实验结果与课本中“使用动滑轮能省一半力”的结论不符，面对这一事实，下列做法中最不可取的是（　　）
实验次数 物重G 拉力F
1 1.0N 0.65N
2 1.5N 0.90N
3 2.0N 1.15N
A．实验失败，停止实验
B．查阅资料，了解结论的适用条件
C．改进实验条件，重新实验
D．与同学分析可能的原因
2、如图所示的工具中，使用时属于省距离的杠杆的是（　　）
A．道钉撬 B．火钳
C．钢丝钳 D．天平
3、如图所示，各工具中属于费力杠杆的是（　　）
A．筷子 B．钳子
C．起子 D．剪子
4、小明用一竖直向上的力把物体A匀速提到了一定的高度，所做的功为100J。小红利用某种机械把相同的物体A也匀速提到了相同的高度，所做的功为120J，则下列说法正确的是（　　）
A．小红利用的机械一定是省力的
B．小红所做的有用功为120J
C．小红所做的有用功为100J
D．小红利用的机械其机械效率达到了100%
5、如图所示，是自卸车的示意图，车厢部分可视为杠杆，则下列分析正确的是（　　）
A．C点是支点，液压杆施的力是动力，货物重力是阻力
B．B点是支点，物体A放在车厢前部可省力
C．C点是支点，物体A放在车厢后部可省力
D．B点是支点，物体A放在车厢前部要费力
6、下列关于功率和机械效率的说法中，正确的是（　　）
A．功率大的机械，做功一定多 B．做功快的机械，功率不一定大
C．机械效率高的机械，额外功占总功比例一定小 D．做功多的机械，机械效率一定高
7、一把杆秤，当称砣缺损了一些时，用它称出物体的质量与实际质量比较是（　　）
A．小了 B．相等 C．大了 D．不能确定
8、如图所示工具中，属于省力杠杆的是（　　）
A． 扫帚 B． 瓶盖起子
C． 筷子 D． 镊子
9、如图所示，物理兴趣小组分别用甲、乙两个滑轮组匀速提起重物，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．如G甲=G乙则甲更省力，甲机械效率大 B．如G甲=G乙则乙更省力，甲机械效率大
C．如F甲=F乙则甲更省力，甲机械效率大 D．如F甲=F乙则乙更省力，乙机械效率大
10、如图所示，F1=4N，F2=3N，此时物体A相对于地面静止，物体B以0.1m/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绳轮间的摩擦），下列分析错误的是（　　）
A．拉力F2的功率为0.6W
B．如果增大F2，物体A可能向左运动
C．弹簧测力计读数为9N
D．物体A和地面之间的摩擦力是2N
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、将一根粗细均匀的铁丝弯成直角，两直角边边长之比为2∶1， 将角顶放在一光滑细钉上（如图所示） ，当直角铁丝静止时，短边和竖直方向的夹角θ的正切等于________。
2、如图甲，用滑轮组将重为120N的物体匀速提起，在5s内绳子自由端移动的距离为2m，图乙是拉力F与绳自由端移动距离s的关系图象，不计绳重和摩擦。则图乙中阴影部分的面积表示的物理量的单位是______，拉力F的功率是______W，动滑轮的重是______N。
3、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______。
4、如果把铁锹看作费力杠杆，在图所示的A、B、C三点中，支点是______点，动力作用点是______点，阻力作用点是______点。
5、如图所示，沿着倾斜的木板往卡车上推油桶，用力的示意图把油桶在木板上时所受重力表示出来__。将油桶放倒推上去这样做的目的是 __。
6、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__。
三、计算题（4小题，每小题10分，共计40分）
1、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？
2、如图甲所示装置，重为16N的物体A在拉力F的作用下，5s内匀速运动了0.5m．拉力F做的功随时间变化的图象如图乙所示．已知动滑轮重0.5N，物体A在水平桌面上运动时受到的摩擦阻力f为物重G的0.25倍；
（1）拉力F的功率是多少？
（2）5秒内整个装置对物体A做的功是多少？
（3）该装置的机械效率是多少？
3、如图甲所示，电动卷扬机通过滑轮组提升重物，卷扬机有两个挡位可以调节对绳子自由端施加的拉力F的大小；在某一次提升重物过程中其拉力F随时间变化的关系如图乙所示，重物上升高度随时间变化的关系如图丙所示，不计钢丝绳重和摩擦力大小；求：
（1）0～2s拉力F所做的功是多少？
（2）2～4s，提升重物过程中，卷扬机对绳子自由端施加的拉力F的功率是多少？
（3）2～4s，提升重物过程中，滑轮组机械效率为80%，则动滑轮的重力是多少？
（4）仍用该机械提升其他重物时，该滑轮组的机械效率的最大值是多少？（小数点后保留一位）
4、用如图甲所示的装置来探究滑轮组的机械效率η与物重G物的关系，改变G物，竖直向下匀速拉动弹簧测力计，计算并绘出η与G物关系如图乙所示，不计绳重和摩擦。求：
（1）若6s内将某重物匀速提升10cm，作用在细绳上的拉力为9N。此时拉力做的功和功率；
（2）此滑轮组中动滑轮的重力；
（3）当G物＝9N时滑轮组的机械效率。
-参考答案-
一、单选题
1、A
【解析】
【详解】
课本中“使用动滑轮能省一半力”的结论是在不考虑动滑轮重力、不考虑绳与滑轮摩擦的情况下得出的，在实际的实验中应当考虑动两个因素对结果的影响，故最不可取的是“实验失败，停止实验”，其它三个选项是可取的，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
2、B
【解析】
【详解】
AC．道钉撬、钢丝钳在使用时，动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，但要多移动距离，故AC不符合题意；
B．火钳在使用时，动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，但可少移动距离，即为省距离的杠杆，故B符合题意；
D．天平为等臂杠杆，不省力也不费力，不省距离也不多移动距离，故D不符合题意。
故选B。
3、A
【解析】
【详解】
A．筷子在使用时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆；故A正确，符合题意；
B．钳子在使用时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆；故B错误，不符合题意；
C．起子在使用时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆；故C错误，不符合题意；
D．图中的剪子在使用时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆；故D错误，不符合题意。
故选A。
4、C
【解析】
【详解】
A．利用机械可能省力也可能费力，小红利用某种机械不能确定一定省力，故A错误；
B．小红利用某种机械把相同的物体A也匀速提到了相同的高度，所做的功是为120J，即120J是总功，故B错误；
C．对物体做的功是有用功，所以，小红利用机械做的有用功等于小明做的功，即100J，故C正确；
D．由于利用机械就一定做额外功，所以，机械效率总小于1，机械效率不可能达到了100%，故D错误。
故选C。
5、C
【解析】
【详解】
A．由图可知车厢绕着点C转动，所以C点为支点，液压杆施的力是动力，货物对杠杆的压力是阻力，不能说重力是阻力，故A错误；
BCD．C为支点，当物体A放在车厢的后部时，动力臂大于阻力臂，省力；物体A放在车厢前部时，动力臂小于阻力臂，费力。故BD错误，C正确。
故选C。
6、C
【解析】
【分析】
【详解】
A．功等于功率乘以时间，功率大，时间不确定，也得不出做功多，故A错误；
B．功率表示的就是做功快慢的物理量，做功快的机械，功率一定大，故B错误；
C．机械效率表示做功过程中有用功所占总功的比例，机械效率越高说明有用功的比例越大，额外功的比例越小，故C正确；
D．功表示的是力和沿力的方向上移动的距离的乘积，机械效率表示做功过程中有用功所占总功的比例，二者没有必然关系，故D错误。
故选C。
7、C
【解析】
【详解】
如图所示
当称砣缺损了一些时，m变小，其重力mg变小；再测同一个物体的质量，力臂OA不变，根据杠杆的平衡条件
当一定时，若m变小，那么OC必然变大，即读数比实际值要大，故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
8、B
【解析】
【分析】
【详解】
ACD．扫帚、筷子、镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，都属于费力杠杆，故ACD不符合题意；
B．瓶盖起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故B符合题意。
故选B。
9、D
【解析】
【详解】
由图知
n甲=2，n乙=3
AB．不计绳重及摩擦，绳子受的拉力分别为
因为
G甲=G乙
所以
F′甲＞F′乙
乙更省力；滑轮组的机械效率
物体的重力和动滑轮的重力相同，所以两滑轮组的机械效率相同，故AB错误；
CD．不计绳重及摩擦，物体的重力分别为
G′甲=2F甲-G动
G′乙=3F乙-G动
因为
F甲=F乙
所以
G′乙＞G′甲
乙更省力，滑轮组的机械效率
动滑轮的重力相同，乙的重力较大，乙的机械效率较大，故D正确，C错误。
故选D。
10、B
【解析】
【详解】
A．由图知，水平使用滑轮组，n=2，拉力端移动速度
v=2v物=2×0.1m/s=0.2m/s
根据
可知F2的功率
P=F2v=3N×0.2m/s=0.6W
故A正确，不符合题意；
C．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，由力的平衡条件可得，弹簧测力计的示数
F=3F2=3×3N=9N
故C正确，不符合题意；
D．由图知B和A之间的摩擦力
fB=2F2=2×3N=6N
根据B向左做匀速直线运动可知物体A对B的摩擦力的方向向右，根据力的作用是相互的可知物体B对物体A的摩擦力向左，大小为6N；对于物体A，受到B对A向左的摩擦力fB1=6N，向右的拉力F1=4N，因为A静止，所以地面向右的摩擦力
f地=fB1-F1=6N-4N=2N
故D正确，不符合题意；
B．如果增大F2，B将做加速运动，B对A的压力和接触面的粗糙程度不变，B与A之间的摩擦力不变，A受摩擦力不变，A受到地面的摩擦力也不变，即A的受力情况不变，还是处于静止状态，故B错误，符合题意。
故选B。
二、填空题
1、4
【解析】
【详解】
如图所示
NO=2OM，铁丝平衡，根据杠杆平衡条件
代入数据
故
OA=2OB
由图可知
夹角θ的正弦
夹角θ的余弦
夹角θ的正切
2、 焦耳 20 30
【解析】
【详解】
[1]图乙中纵坐标表示拉力，且拉力大小为50N不变，横坐标表示绳子自由端移动的距离，所以，阴影部分的面积为拉力与绳子自由端移动的距离的乘积，表示拉力所做的总功，功的单位是焦耳
[2]由题知，在5s时间内绳子自由端移动的距离为s=2m，则拉力做的总功
W总=Fs=50N×2m=100J
拉力的功率
[3]由图知n=3，不计绳重和摩擦，则
故动滑轮的重力
G动=3F-G=3×50N-120N=30N
3、 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。
4、 C B A
【解析】
【详解】
[1][2][3]铁锹的工作原理可看成费力杠杆，如图人握住C点不动，往上提拉B点带动A处重物上升。故支点是C点，动力作用点是B点，阻力作用点是A点。
5、 省力
【解析】
【详解】
[1]重力的方向是竖直向下的，从油桶重心画一条带箭头的竖直向下的有向线段，用G表示，即为其所受重力示意图，如图所示：
[2]由图可知，倾斜的木板形成了一个斜面，故将油桶放倒推上去的目的是为了省力。
6、 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。
三、计算题
1、（1）5×103N；（2）6×104J；（3）50%
【详解】
解：（1）建筑材料受到的重力
G=mg =500kg×10N/kg =5×103N
（2）起重机提起建筑材料所做的功
W有=Gh =5×103N×12m =6×104J
（3）起重机做的总功
W总=Pt =8000W×15s=1.2×105J
起重机的机械效率
答：（1）所提建筑材料受到的重力为5×103N；
（2）起重机提起建筑材料所做的功为6×104J ；
（3）塔式起重机的机械效率为50%。
2、（1）0.5W；（2）2J；（3）80%
【详解】
（1）由图乙知道，5s内拉力F做的功为2.5J，拉力的功率为
（2）5秒内整个装置对物体A做的功为克服地面摩擦力做的功，物体受到的摩擦力
f＝0.25G＝0.25×16N＝4N
物体匀速运动，5s内做的有用功
W有＝fs＝4N×0.5m＝2J
（3）由图乙知道，在5s内拉力做的功W总＝2.5J，则滑轮组的机械效率为
答：（1）拉力的功率为0.5W；
（2）5秒内整个装置对物体A做的功为2J；
（3）该装置的机械效率为80%。
3、（1）2400J；（2）2000W；（3）100N；（4）83.3%
【详解】
解：（1）由图乙知0～2s的拉力F1为300N；由图丙知，0～2s物体升高的高度h1＝4m；由图甲知，n＝2，拉力端移动距离
0～2s拉力F做的功
（2）由图乙知，2～4s的拉力F’＝250N；由图丙知，2～4s物体升高的高度
拉力端移动距离
2～4s卷扬机所做的功为
拉力F的功率
（3）由可得拉力做的有用功
拉力做的额外功
不计钢丝绳重和摩擦力大小，拉力做的额外功等于提升动滑轮的功，由得动滑轮的重力
（4）由图乙可知，仍用该机械提升其他重物时，最大拉力F最大＝300N，不计钢丝绳重和摩擦力大小，根据
提升的最大物重
因为滑轮组的机械效率
该滑轮组的机械效率的最大值
答：（1）0～2s拉力F所做的功是2400J；
（2）2～4s，提升重物过程中，卷扬机对绳子自由端施加的拉力F的功率是2000W；
（3）2～4s，提升重物过程中，滑轮组机械效率为80%，则动滑轮的重力是100N；
（4）仍用该机械提升其他重物时，该滑轮组的机械效率的最大值是83.3%。
4、（1）1.8J， 0.3W；（2）3N；（3）75%
【详解】
解：（1）由图知，n＝2，拉力端移动距离
s＝nh＝2×10cm＝20cm＝0.2m
拉力做的总功
W总＝Fs＝9N×0.2m＝1.8J
拉力做功功率
=
（2）不计绳重和摩擦，提升动滑轮做的功为额外功，W额＝G动h，滑轮组的机械效率
η=
由图乙可知，当提升物体
G＝12N
时，滑轮组的机械效率
即
解得动滑轮重力
G动＝3N
（3）当提升物体
G'物＝9N
时，滑轮组的机械效率
答：（1）拉力做的功为1.8J，功率为0.3W；
（2）此滑轮组中动滑轮的重力为3N；
（3）当G物＝9N时滑轮组的机械效率为75%。