2021-2022学年度人教版物理八年级下册第十二章简单机械定向训练试题（含答案及详细解析）

物理八年级下册第十二章简单机械定向训练
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、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
3、如图所示，使用下列工具时，可以省距离的是（　　）
A．镊子 B．钳子
C．起子 D．剪子
4、某人将一箱书搬上楼，可以有两种方法：一是把所有的书一起搬上楼；二是先搬一部分书上楼，再搬剩下的部分。假设他上楼的速度相同，则用这两种方法搬书过程中（　　）
A．人做的总功相同 B．人做的有用功相同
C．人做功的机械效率相同 D．人做功的功率相同
5、如图所示，不计动滑轮与绳之间的摩擦和重力，在水平拉力F的作用下，重为100N的物体M以0.2m/s的速度向左匀速直线运动5s，弹簧测力计的示数为20N，以下正确的是（　　）
A．M受到地面摩擦力水平向左
B．M受到地面的摩擦力为10N
C．M受到的重力对M所做的功为100J
D．拉力F的功率为4W
6、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
7、如图所示的简单机械中，省距离的是（　　）
A． 旗杆上的定滑轮 B． 夹东西的筷子
C． 开门的把手 D． 蜿蜒的盘山公路
8、下列杠杆中属于费力杠杆的是（　　）
A．剪刀剪厚纸 B．起子开瓶
C．镊子夹物 D． 钳子剪导线
9、如图所示用三个力沿不同的方向拉绳子，则（　　）
A．F1最大 B．F2最大 C．F3最大 D．一样大
10、A、B两种实心物体的质量与体积的关系如图甲所示，把体积相等的A、B物体挂在滑轮组下，若要使它们处于静止状态，则在图乙的虚线框内悬挂B物体的个数是（不计摩擦和滑轮的自重）（　　）
A．2 个 B．3 个 C．4 个 D．5 个
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、如图所示，妈妈体重比小明大，跷跷板水平平衡时，妈妈比小明离转轴______（远/近）。若小明往转轴远离一小段距离，为了保持跷跷板水平平衡，妈妈应适当______（远离/靠近）转轴；跷跷板水平平衡时，顽皮的小明将上半身向后仰，则跷跷板会______（左端下沉/保持平衡/右端下沉）。
2、工人用如图所示的滑轮组将质量为20kg的货物竖直匀速提高了2m，他所做的有用功是______J，已知该滑轮组的机械效率为80%，总功为______J，工人的拉力是______N（）。
3、如图所示，O为轻质杠杆AB的支点，杠杆上刻度均匀，在距支点10厘米的B处挂有600牛的重物，要使杠杆平衡，需要在A处至少加_______牛的力，且方向为_______。
4、一辆卡车的车箱底板距地面高度为1.5m，小军把3m长的钢板AB搭在车厢底板上，构成一个如图所示的斜面，他沿着斜面方向用500N的力，把一个木箱从B处推到A处，已知木箱重为800N，推木箱的时间是50s，在这一过程中斜面的机械效率是______。
5、用竖直向上的力F1直接将物体A匀速提升h，做功200J，若借助长1m的斜面用力F2把A匀速提升相同高度，斜面的机械效率是40%，则借助斜面做的有用功为________J，拉力F2所做的功是________J，物体A受到斜面的摩擦力是________N。
6、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。
三、计算题（4小题，每小题10分，共计40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、用如图所示的滑轮组提升货物，已知动滑轮重60N，货物重360N，货物上升速度是0.3m/s，拉力F的功率是180W（不计绳重）。求：
（1）拉力F的大小；
（2）货物上升2m过程中拉力所做的功；
（3）货物上升2m过程中，克服摩擦力做的功。
3、秤砣质量为1kg，秤杆和秤盘总质量为0.5kg，定盘星到提纽的距离OB为2cm，秤盘到提纽的距离OA为10cm，如图所示，若有人换了一个质量为0.8kg的秤砣，实际3kg的物品，让顾客误以为得到物品的质量是多少？
4、如图所示，塔式起重机上的滑轮组将600N的重物匀速吊起5m高度的过程中，作用在绳端的拉力为250N。求：
（1）作用在绳端的拉力做的功；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）若克服摩擦和钢丝绳重所做的功为有用功的0.1倍，求动滑轮的重。
-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】
【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。
3、A
【解析】
【详解】
A．镊子是费力杠杆，特点是省距离但费力，故A符合题意；
B．钳子是省力杠杆，特点是省力但费距离，故B不符合题意；
C．起子是省力杠杆，特点是省力但费距离，故C不符合题意；
D．剪子是省力杠杆，特点是省力但费距离，故D不符合题意。
故选A。
4、B
【解析】
【详解】
这箱书的重力一定，楼的高度前后不变，由可知，两次所做的有用功相等；用方法一所做的额外功为一次克服自身重力所做的功，而方法二所做的额外功是两次克服自身重力所做的功，因此方法二的额外功大于方法一的额外功，则方法二的总功大于方法一的总功，即用方法一搬书时做功少；由可知
η1＞η2
即用方法一搬书时机械效率高。
因上楼的速度相同，方法二需要上楼二次，所以方法二所用时间长；由可知
P1＞P2
即用方法一搬书时功率大。
综上分析可知，ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
5、D
【解析】
【详解】
AB．弹簧秤的示数为20N，即绳子对弹簧秤的拉力为20N，因同一根绳子各处的拉力大小相同，所以绳子对物体M的拉力也为20N。物体M向左匀速直线运动，其受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，所以M受到地面的摩擦力
f=F拉=20N
M受到地面的摩擦力的方向与物体运动方向相反，即水平向右，故AB错误；
C．M在重力的方向上没有移动距离，所以M受到的重力对M所做的功为0J，故C错误；
D．不计动滑轮与绳之间的摩擦和重力，由图知，拉力F作用在动滑轮轴上，则拉力F的大小为
F=2F示=2×20N=40N
由图知，绳子的有效段数
n=2
则拉力端移动的速度是物体移动速度的，故拉力端移动的速度
拉力F的功率为
故D正确。
故选D。
6、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。
7、B
【解析】
【详解】
A．旗杆上的定滑轮，相当于等臂杠杆，不省力，也不省距离，故A不符合题意；
B．夹东西的筷子，是费力杠杆，费力，省距离，故B符合题意；
C．开门的把手使用时，实质是轮轴，动力作用在轮上，阻力作用在轴上，是省力机械，省力，费距离，故C不符合题意；
D．蜿蜒的盘山公路是斜面，省力，费距离，故D不符合题意。
故选B。
8、C
【解析】
【详解】
A．剪厚纸的剪刀支点的位置离刀口更近，动力臂更大，阻力臂更小，根据杠杆平衡条件，动力小于阻力，属于省力杠杆。故A不符合题意；
B．起子开瓶时，支点在瓶盖的中间位置，阻力在瓶盖边缘，动力作用在起子的手柄上，动力臂大于阻力臂，根据杠杆平衡条件，动力小于阻力，属于省力杠杆。故B不符合题意；
C．镊子夹物时，支点在末端，阻力在物体处，动力在中间，动力臂小于阻力臂，根据杠杆平衡条件，动力大于阻力，属于费力杠杆。故C符合题意；
D．钳子剪导线时，支点离导线更近，离手的动力作用线更远，动力臂大于阻力臂，根据杠杆平衡条件，动力小于阻力，属于省力杠杆。故D不符合题意。
故选C。
9、C
【解析】
【详解】
过支点做F1、F2、F3作用线的垂线段，即为力臂，然后比较力臂的大小，从而确定出力的大小；如图所示：从图中可得
l1＞l 2＞l 3
根据杠杆平衡条件可知，用动滑轮拉同一重物G，阻力和阻力臂乘积为定值，沿三个不同方向，用的拉力大小关系是
F1＜F2＜F3
故选C。
10、A
【解析】
【详解】
由图甲可知，当m＝20g时
VA＝10cm3
VB＝40cm3
则
ρA＝＝＝2g/cm3
ρB＝＝＝0.5g/cm3
所以
ρA：ρB＝2g/cm3:0.5g/cm3＝4:1
因为A、B的体积相同，所以由G＝mg＝ρVg可得，A、B的重力之比
GA：GB＝ρAVg：ρBVg＝ρA：ρB＝4：1
由图乙可知，使用的滑轮组中n＝2，不计摩擦和滑轮的自重，要使它们处于静止状态，设方框中挂N个B物体，则有
N GB＝·GA
则
N＝×＝×＝2
故A符合题意；BCD不符合题意。
故选A。
二、填空题
1、 近 远离 右端下沉
【解析】
【详解】
[1]从图中可以看到，这个跷跷板是一个杠杆，妈妈体重比小明大，妈妈对跷跷板的压力比小明的大，要让跷跷板水平平衡，根据杠杆的平衡条件，，则，即妈妈到转轴的距离小于小明的，妈妈比小明离转轴近。
[2]若小明往转轴远离一小段距离，即变大，妈妈和小明对跷跷板的压力大小不变，即、大小不变，那么要变大，妈妈到转轴的距离要变大，妈妈应适当远离转轴。
[3]跷跷板水平平衡时，可知，顽皮的小明将上半身向后仰，则小明的重心会向后移动，小明的重心到转轴的距离变大，妈妈和小明对跷跷板的压力大小不变，妈妈到转轴的距离不变，则，跷跷板会右端下沉。
2、 400 500 125
【解析】
【详解】
[1]货物的重力为
工人对重物做的有用功为
[2]由可得，总功为
[3]由图可知，，由可得拉力为
3、 200 竖直向下
【解析】
【详解】
[1][2]因为阻力和阻力臂一定，动力臂越长，动力越小，所以为最长的力臂，故在端作竖直向下的力；根据杠杆平衡的条件可得
4、80%
【解析】
【详解】
小军做的总功
W总＝Fs＝500N×3m＝1500J
小军推箱子做的有用功
W有用＝Gh＝800N×1.5m＝1200J
斜面的机械效率
5、 200 500 300
【解析】
【详解】
[1][2][3]借助斜面做的有用功即为克服物体重力所做的功，则W有用＝200J；由可得，拉力所做的总功
额外功
因为额外功为克服摩擦力所做的功，所以，由得物体A受到斜面的摩擦力
6、 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。
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）200N；（2）720J，1200J；（3）360J
【详解】
解：（1）货物上升的速度是
v=0.3m/s
货物和动滑轮由三段绳子承担，所以绳子自由端移动的速度为
v'=3v=3×0.3m/s=0.9m/s
由可得绳子自由端的拉力
（2）货物上升速度是0.3m/s，货物上升2m过程中，由可得拉起货物需要的时间
拉起货物的有用功为
W有=Gh=360N×2m=720J
由可得拉起货物的总功为
（3）拉起货物做的额外功为
W额=W总-W有=1200J-720J=480J
克服动滑轮重做功
W额1=G动h=60N×2m=120J
克服摩擦力做的功
W额2=W额=W额1=480J-120J=360J
答：（1）拉力F是200N；
（2）货物上升2m过程中拉力所做有用功和总功分别是720J和1200J；
（3）货物上升2m过程中，克服摩擦力做的功360J。
3、3.8kg
【详解】
解：设秤杆和秤盘的重心为D，当杠杆平衡时秤砣放在B点，则
即
带入数据并化简得
解得
OD=4cm
使用1kg秤砣（正常情况下），设秤砣到O点的距离是L，因为
即
解得
L=32cm
即
OC=L=32cm
秤杆上标定的质量值与标定的质量值位置到定盘星B点的距离的关系是
当使用0.8kg秤砣秤量3kg的质量时，秤砣到O点的距离设为OE，因为
即
解得
OE=40cm
此时E位置标定的质量值
则实际3kg的物品会让顾客误以为质量为3.8kg。
答：顾客误以为得到物品的质量是3.8kg。
4、（1）3750J；（2）80%；（3）90N
【详解】
解：（1）由图知道，n=3，绳端移动的距离
s=nh=3×5m=15m
作用在绳端的拉力做的功
W总=Fs=250N×15m=3750J
（2）提升重物做的有用功
W有=Gh=600N×5m=3000J
滑轮组的机械效率
（3）克服摩擦和钢丝绳重所做的功
W额1=0.1×W有=0.1×3000J=300J
克服动滑轮重力所做的额外功
W额2=W总-W有-W额1=3750J-3000J-300J=450J
由W额2=G动h得动滑轮的重力
答：（1）作用在绳端的拉力做的功为3750J；
（2）滑轮组的机械效率为80%；
（3）动滑轮的重为90N。