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卷(Word版含答案)

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名称 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卷(Word版含答案)
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资源类型 教案
版本资源 人教版
科目 物理
更新时间 2022-05-05 00:32:51

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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、将规格完全相同的滑轮,用绳子绕成图中的甲、乙滑轮组。使用甲、乙滑轮组分别匀速提升重力为G1、G2的两物体,升高相同的高度。绳自由端施加的拉力大小分别为F1和F2,物重G1>G2,不计绳重和摩擦。则下列判断正确的是(  )
A.拉力F1一定大于F2
B.乙滑轮组的机械效率较高
C.甲、乙滑轮组的有用功相同
D.甲的额外功与有用功的比值较小
2、如图所示的四种剪刀,正确使用时,属于费力杠杆的是(  )
A.医用剪刀 B.剪铁皮的剪刀
C.挑线头的剪刀 D.修树枝的剪刀
3、小明用如图所示的实验装置研究杠杆的机械效率,实验时,将重为G的钩码挂在铁质杠杆A点上,弹簧测力计作用于C点,现竖直向上匀速拉动弹簧测力计,此时拉力为,杠杆的机械效率为,不计摩擦,则(  )
A.仅将测力计移到B点,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,机械效率为η2,则
B.仅将钩码移到B点,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,机械效率为η2,则
C.仅将测力计移到B点,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,此时拉力为F2,则
D.仅将钩码移到B点,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,此时拉力为,则
4、如图所示,在斜面上将一个重4.5N的物体匀速拉到高处,沿斜面向上的拉力为1.8N,斜面长s=1.2m、高h=0.3m。把重物直接提升h所做的功作为有用功,则(  )
A.有用功为1.35J,机械效率为75%
B.有用功为2.16J,机械效率为62.5%
C.有用功为1.35J,机械效率为62.5%
D.有用功为1.35J,机械效率为100%
5、下列说法中正确的是(  )
A.机械效率越大的机械,做功越多
B.做功快的机器,功率一定大
C.使用机械,有时可以省力,有时可以省功
D.只要有力作用在物体上,这个力就一定对物体做了功
6、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
7、如图所示的工具中,在使用时与其它三种不是同一种类型的是(  )
A.取碗夹子 B.核桃夹子
C.羊角锤 D.修枝剪刀
8、质量为m的同一物体,先用滑轮组(如图甲)匀速提升,后沿斜面(如图乙)匀速拉升,两次物体提升高度均为h,两次拉力大小均为0.8mg,斜面长AB=2h,则两次提升物体的机械效率(  )
A.η甲>η乙 B.η甲<η乙
C.η甲=η乙 D.条件不足无法判断
9、如图所示,有一斜面长为L,高为h,现用沿斜面向上的拉力F把重为G的物体从斜面底端匀速拉到顶端。已知在这个过程中,物体受到斜面的摩擦力大小为f,则斜面的机械效率为(  )
A.×100% B.×100% C.×100% D.×100%
10、一个滑轮组经改进后,机械效率比原来大大提高,用该滑轮组将同一物体匀速提升同样的高度,与改进前相比(  )
A.总功不变,但额外功减少了
B.总功不变,有用功增加了
C.有用功不变,总功减少了
D.做的有用功减少了
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,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______。
2、图中所示每个指甲前中总共有______个杆杠,其中图甲和图乙是指甲剪的两种装配方法,其中图________ 的装法比较好,用起来比较________。
3、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 __。
4、一根长为1.8m的扁担,左、右两端分别挂了24kg和30kg的货物,要使挑的时候扁担水平平衡,肩膀应放在距离扁担左端______m的位置上,若将两端货物同时向内移动0.2m,则需要将______(选填“左”或“右”)端货物增加______kg才能保持扁担水平平衡。(不考虑扁担的重)
5、使用如图1所示装置匀速提升重物,分别用拉力F1、F2、F3匀速提升重物,这三个力的大小关系是___________;如图2所示,斜面长s=0.6m,高h=0.2m,用弹簧测力计拉着6N重的物体沿斜面方向匀速运动,弹簧测力计的示数为2.5N,对上述数据进行分析可以得出:使用斜面可以_______(选填“省力”或“费力”),使用斜面________(能/不能)省功;如图3所示,如果增大物体的重力,滑轮组的机械效率将___________。
6、如图所示,物体A重20牛,弹簧秤示数为26牛,则物体B重为______牛;地面对物体A的支持力______牛。(不计滑轮重)
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提升重物,不计绳重和摩擦。
(1)若工人用250N的力恰好能将重400N的物体竖直向上匀速提升5m。求该滑轮组此时所做的有用功是多少?总功是多少?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,求拉力在这一过程中所做的功。
2、在一次车辆故障处置过程中,拖车所用装置简化为如图所示的滑轮组。为了尽快疏通道路,交警指挥拖车只用了30s时间,将水平路面质量是1.5t的故障车匀速拖离了现场。若故障车被拖离的速度是5m/s,绳子自由端的拉力F是500N,地面对故障车的摩擦力为车重力的0.08倍。求:
(1)拉力F在30s内所做的功;
(2)拉力F做功的功率;
(3)整个装置的机械效率。
3、如图所示,斜面长0.5 m,高0.1 m,把重为50 N的物体匀速地拉向斜面顶端,弹簧测力计的示数为12.5N,则:
(1)有用功是多少?
(2)总功为多少?
(3)该斜面的效率为多少?
4、用如图所示的滑轮组提升将重840N的货物在5s内提升3米,已知动滑轮重60N,(不计绳重和摩擦)求:
(1)滑轮组自由端的拉力F是多少?
(2)提升过程中的有用功是多少?
(3)提升过程中的总功是多少?
(4)提升过程中滑轮组的机械效率η是多少?
(5)货物上升过程中,拉力F的功率是多少?
-参考答案-
一、单选题
1、D
【解析】
【详解】
A.由图可知,甲、乙动滑轮上绳子股数n分别为3和2,且物重G1>G2,动滑轮重G动相同,由公式:可知:F1与F2的大小关系不能确定,故A错误;
CD.已知物体上升的高度h相同,且物重G1>G2,动滑轮重G动相同,由公式:W有=Gh和W额=G动h可知:甲的有用功大于乙的有用功,而两者的额外功相同,则甲的额外功与有用功的比值较小,故C错误、D正确;
B.由公式可知:在额外功相同时,甲的有用功大,所以其机械效率就高,故B错误。
故选D。
2、C
【解析】
【详解】
A.医用剪刀在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故A不符合题意;
B.剪铁皮的剪刀在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故B不符合题意;
C.挑线头的剪刀在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故C符合题意;
D.修树枝的剪刀在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故D不符合题意。
故选C。
3、A
【解析】
【详解】
A.将弹簧测力计移动到B点时,仍将钩码竖直向上匀速提升的高度,由知道,有用功不变;因杠杆的偏转角度不变,杠杆重心上升的高度不变,则由知道,克服杠杆重力做的额外功不变,由于有用功和额外功都不变,所以总功也不变,由知道,机械效率不变,即
故A正确;
B.将钩码移动到B点时,仍将钩码竖直向上匀速提升的高度,由知道,有用功不变;因杠杆的偏转角度变小,杠杆重心上升的高度变小,则由知道,克服杠杆重力做的额外功变小,由于有用功不变,额外功变小,所以总功变小,由知道,机械效率变大,即
故B错误;
C.将弹簧测力计移动到B点时,根据图像可知,阻力、阻力臂均不变,动力臂变小,由知道,动力变大,即
故C错误;
D.将钩码移动到B点时,根据图像可知,阻力不变,阻力臂变大,动力臂不变,由知道,动力变大,即
故D错误。
故选A。
4、C
【解析】
【详解】
有用功
总功
机械效率
故选C。
5、B
【解析】
【详解】
A.功是功率与做功时间的乘积,机械效率是有用功与总功的比值,机械效率大,只能说明所做的有用功占总功的比值大,不能说明做功的多少,故A错误;
B.功率是表示做功快慢的物理量,所以做功快的机器,功率一定大,故B正确;
C.由功的原理知,使用任何机械都不能省功,故C错误;
D.有力作用在物体上,且物体在力的方向上移动了距离,这样才做了功,故D错误。
故选B。
6、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。
7、A
【解析】
【详解】
取碗夹子使用时,动力臂小于阻力臂,为费力杠杆;而羊角锤、核桃夹子、修枝剪刀使用时动力臂大于阻力臂,为省力杠杆,故在使用时与其它三种不是同一种类型的是取碗夹子,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
8、C
【解析】
【详解】
两次提升物体时,提升物体的高度相同,根据可知,有用功相同;由图可知,提升物体绳子的条数为
则自由端移动的距离
物体在斜面通过的距离为
根据可知,拉力做的总功相同,由可知,两次提升物体的机械效率相等,即
故选C。
9、A
【解析】
【详解】
根据题意知道,此过程中,拉力做的有用功
W有用=Gh
拉力做的总功为
W总=FL
拉力做的额外功
W额=fL
A.斜面的机械效率
故A符合题意;
B.由于
故B不符合题意;
C.由于
故C不符合题意;
D.由于
故D不符合题意。
故选A。
10、C
【解析】
【详解】
由于把同一物体匀速提升同样的高度,所以,利用滑轮组做的有用功相同,由于改装后的机械效率高,所以,由知道,改装后利用滑轮组做的总功减少,又因为
W总=W有+W额
所以,改装后利用滑轮组做的额外功减少,综上所述,故ABD错误,C正确。
故选C。
二、填空题
1、 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
2、 3 甲 省力
【解析】
【详解】
[1]根据杠杆的定义,由结合图可知,指甲剪中总共3个杠杆组成,分别是:①指甲剪上边的一片,ABC,支点是B;②中间的一片,CBE,支点是E;③下边的一片,DE,支点是E。
[2][3]甲图中的中间一片,CBE,动力作用点B距离支点E比较远,动力臂更长,用起来更省力,所以甲图装配比较好。
3、 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。
4、 1 右 2
【解析】
【详解】
[1]设肩膀到扁担左端距离L,则到右端距离
左端货物的质量为24kg,则右端货物的质量为30kg;由扁担平衡可得

解得
即肩膀应放在距离扁担左端1m的位置上。
[2] [3]将两端货物同时向内移动了0.2m时,左、右边货物重力的力臂分别为

由可知,要保持挑担水平,应向右端增加货物,设其质量为m,则其重力为mg,由杠杆的平衡条件可得

解得
5、 省力 不能 增大
【解析】
【详解】
[1]拉力的方向虽然不同,但定滑轮实质上始终是一个等臂杠杆,使用定滑轮既不省力也不费力,只能改变力的方向,所以三个力的大小关系是。
[2]使用斜面时对物体的拉力为,物体重,可见利用斜面提升物体时,即使用斜面能省力。
[3]根据可得,拉力做功为
重力做功为
所以,即斜面不能省功。
[4]若其他条件不变,增加物体的重力,则有用功增大,在额外功不变的情况下,有用功在总功中所占的比例增大,则机械效率增大。
6、 13 7
【解析】
【详解】
[1]以滑轮为研究对象,它共受三个力:向下的两个力均等于物体B的重力,向上的弹簧测力计的拉力为26N。滑轮处于静止状态,其受到的向上的拉力和向下的两个拉力之和相等,由此可知向下的两个拉力均为13N,物体B重13N;
[2]以物体A为研究对象,可知A受到3个力:向下的重力、向上的地面对A的支持力和绳对A的拉力。A静止,则A受的重力(20N)等于绳对A的拉力(13N)和地面对A的支持力之和,故地面对A的支持力是
F支持=G-F=20N-13N=7N
三、计算题
1、(1)2000J, 2500J,80%;(2)2000J
【详解】
解:(1)由图知,动滑轮上承担物重的绳子股数
由题可知,物体的重力为
由题可知,物体的在竖直方向所上升的高度为
有用功
自由端移动的距离
拉力做的总功为
机械效率
(2)不计绳重和摩擦,当提升400N重物时,即
由可得
则动滑轮的重力为
提升900N物体时,即
拉力
自由端移动的距离
拉力做的功
答:(1)有用功是2000J,总功是2500J,机械效率是80%;
(2)若用此滑轮组将重900N的物体竖直向上匀速提升2m,则拉力在这一过程中所做的功为2000J。
2、(1)2.25×105J;(2)7500W;(3)80%
【详解】
解:(1)由可得故障车被拖离的距离
s车=v车t=5m/s×30s=150m
由图可知,滑轮组绳子的有效股数n=3,因此拉力端移动的距离
s=ns物=3×150m=450m
拉力做的总功
W总=Fs=500N×450m=2.25×105J
(2)拉力F做功的功率
(3)地面对故障车的摩擦力
f=0.08G=0.08mg=0.08×1.5×103kg×10N/kg=1200N
拉力所做的有用功
W有=fs=1200N×150m=1.8×105J
整个装置的机械效率
答:(1)拉力F在30s内所做的功为2.25×105J;
(2)拉力F做功的功率为7500W;
(3)整个装置的机械效率为80%。
3、(1)5J;(2)6.25J;(3)80%
【详解】
解:(1)根据题意知道,所做的有用功
W有=Gh=50N×0.1m=5J
(2)由知道,拉力做的总功
W总=Fs=12.5N×0.5m=6.25J
(3)由知道,该斜面的效率
答:(1)有用功是5J;
(2)总功为6.25J;
(3)该斜面的效率为80%。
4、(1)450N;(2)2520J;(3)2700J;(4)93.33%;(5)540W
【详解】
解:(1)如图所示,该滑轮组中动滑轮上连接的绳子的段数为2,即
动滑轮省力,费距离,根据可知,滑轮组自由端的拉力
(2)有用功为货物与货物被提升距离的乘积,即
(3)在该过程中,绳子的移动距离
总功为拉力与绳端移动距离的乘积,即
(4)机械效率为有用功和总功的比值,即
(5)功率表示做功的快慢,拉力做功功率为总功与做功时间的比值,即
答:(1)滑轮组自由端的拉力F是450N;
(2)提升过程中的有用功是2520J;
(3)提升过程中的总功是2700J;
(4)提升过程中滑轮组的机械效率η是93.33%;
(5)货物上升过程中,拉力F的功率是540W。