2021-2022学年度人教版物理八年级下册第十二章简单机械专项测评练习题(有解析)

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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专项测评练习题(有解析)
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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 2022-05-09 20:30:49

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物理八年级下册第十二章简单机械专项测评
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、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
2、关于杠杆,下列说法正确的是(  )
A.力臂一定是杠杆上的一部分
B.力臂就是从支点到力的作用线的距离
C.只有在费力情况时才能省功
D.杠杆平衡时,动力+动力臂与阻力+阻力臂总是相等的
3、如图所示,物体在沿斜面向上的拉力作用下,从斜面底端匀速拉到斜面顶端,已知斜面高为h,斜面长为s,且s=3h,物体所受重力为G,斜面的机械效率为50%,若物体受到的拉力和摩擦力分别用F和f表示,则(  )
A.F= f= B.F= f= C.F= f= D.F= f=
4、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
5、如图所示,甲、乙两个装置使用的滑轮和绳子完全相同,把相同重物匀速提升相同高度。(忽略摩擦,物重大于滑轮重)则(  )
A.甲滑轮组较省力,且机械效率较高
B.乙滑轮较省力,且机械效率较高
C.它们省力程度不同,但机械效率相同
D.它们做的有用功相同,但额外功不同
6、下列工具中,在使用时属于费力杠杆的是(  )
A.开瓶器 B.钢丝钳
C.食品夹 D.核桃夹
7、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
8、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
9、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
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、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______。
2、如图所示,不计绳重和摩擦。滑轮组在匀速提升150N重物时,机械效率为60%,物体上升的速度为10cm/s,绳端拉力F为_______N,拉力功率为________W,如果提升物体质量增加,那么滑轮组的机械效率将_________(变大/变小/不变)。
3、在历史上,机械功原理被誉为“机械的金科玉律”,它告诉我们:省力的机械必然费距离,省距离的机械一定___________。也就是说,使用任何机械都___________省功(填“能”或“不能”)。
4、如图所示,重力不计的木棒AOB可绕支点O无摩擦转动,木棒OA∶OB=3∶2,物体乙的质量为6kg。物体乙受到的重力是________N,甲的重力为70N,把甲乙两物体用细绳分别挂在木棒的两个端点A、B上时,木棒在水平位置平衡,此时物体甲受到地面的支持力________N。
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、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”)
三、计算题(4小题,每小题10分,共计40分)
1、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?
2、质量为60kg的李师傅在装修施工时,利用如图所示的滑轮组来提升装修材料。他用300N的拉力在20s内将500N的材料提升了10m,绳子能承受的最大拉力为1000N,不计绳重及摩擦。g=10N/kg。求:
(1)动滑轮的重力;
(2)李师傅拉力的功率
(3)李师傅利用此滑轮组工作时的最大机械效率(保留一位小数)
3、一个工人用如图所示的滑轮组提升500N的货物,所用拉力为200N,物体在1min内被匀速提高5m,不考虑绳重和摩擦,求:
(1)工人拉力的总功率;
(2)匀速提升500N的货物时,滑轮组的机械效率;
(3)若用此滑轮组匀速提升800N的货物,工人需要用的拉力。
4、用如图所示的滑轮组将重500N的物体G匀速提升3m所用的时间为10s,所用的拉力F为200N,(不计绳重及摩擦)求:
(1)拉力所做的有用功;
(2)拉力做功的功率;
(3)滑轮组的机械效率为多少?
-参考答案-
一、单选题
1、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。
2、B
【解析】
【详解】
A.力臂不一定是杠杆的长度,力臂可能在杠杆上也可能不在杠杆上,故A错误;
B.力臂是从支点到力的作用线的距离,简单地说,就是“点到线”的距离,故B正确;
C.使用任何机械都不能省功,故C错误;
D.根据杠杆的平衡条件,杠杆平衡时,动力×动力臂与阻力×阻力臂总是相等的,故D错误。
故选B。
3、C
【解析】
【详解】
根据题意知道,拉力做的有用功
W有用=Gh
拉力做的总功
W总=Fs=F×3h=3Fh
斜面的机械效率
解得拉力
克服摩擦力所做的额外功
则摩擦力
故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
4、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。
5、D
【解析】
【详解】
由题可知,摩擦力忽略不计,则我们只需要考虑拉力与物重、动滑轮重的关系。由图甲可知,用滑轮组提升物体(提升高度为h)时,所做有用功为
W有用=Gh
额外功为
W额=G动h
动滑轮由两段绳子承担,所以作用在绳子自由端的力
物重大于滑轮重,所以
F甲<G
绳子自由端移动的距离为
s=2h
则甲装置的机械效率为
由图乙可知,用定滑轮提升物体(提升高度为h)时,作用在绳子自由端的力
F乙=G
所以
F甲<F乙
此时做的有用功为
W有用=Gh
额外功为0,则乙装置的机械效率为100%,所以
它们做的有用功相同,但额外功不同,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
6、C
【解析】
【详解】
A.开瓶器在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故A不符合题意;
B.钢丝钳在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故B不符合题意;
C.食品夹在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故C符合题意;
D.核桃夹在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故D不符合题意。
故选C。
7、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。
8、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。
9、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。
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、 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。
2、 125 25 变大
【解析】
【详解】
[1]由图可知,n=2,滑轮组的机械效率
故绳端拉力
[2]绳子自由端移动的速度
v′=2v=2×10cm/s=20cm/s=0.2m/s
拉力功率
[3]不计绳重和摩擦,滑轮组的机械效率
如果提升物体质量增加,由G=mg可知增大物体的重力,由上式可知滑轮组的机械效率变大。
3、 费力 不能
【解析】
【分析】
【详解】
[1][2]由功的原理可知,使用任何机械都不能省功,但使用机械有许多好处:有的机械可以省力,有的机械可以省距离,有的机械可以改变力的方向;但省力的机械必然费距离;省距离的机械一定费力。
4、 60 30
【解析】
【详解】
[1]由题意可知,物体乙的质量为6kg,故可知物体乙的重力为
G乙=m乙g=6kg×10N/kg=60N
[2]因物体乙受力平衡,对物体乙受力分析可知,绳子对B端的拉力FB等于物体乙的重力
G乙,即
FB=G乙=60N
因木棒在水平位置平衡,故由杠杆的平衡条件可得
解得A端受到绳子的拉力为
因物体甲处于受力平衡状态,对物体甲受力分析可知,物体甲受到地面的支持力为
F支=G甲-FA=70N-40N=30N
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、 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。
三、计算题
1、(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。
2、(1)100N;(2)300W;(3)91.7%
【详解】
解:(1)由图知道,连接动滑轮绳子的股数n=2,若不计绳重及摩擦,由知道,动滑轮的重力
G动=2F-G物=2×300N-500N=100N
(2)绳子自由端移动的距离
s=2h=2×10m=20m
李师傅施加拉力做的功
W总=Fs=300N×20m=6000J
拉力的功率
(3)李师傅的重力
G人=mg=60kg×10N/kg=600N
人能提供的最大拉力等于自身重力,即
F′=G人=600N
当人施加最大拉力时,提升的物重最大,滑轮组的机械效率最高,由知道此时的最大物重
G′=2F′-G轮=2×600N-100N=1100N
由于
所以此时滑轮组的最大机械效率
答:(1)动滑轮的重力为100N;
(2)李师傅拉力的功率为300W;
(3)李师傅利用此滑轮组工作时的最大机械效率91.7%.
3、(1)50W;(2)83.3%;(3)300N
【详解】
解: (1)绳子自由端移动的距离
总功
总功率
(2)有用功
滑轮组的机械效率
(3)由于不考虑绳重和摩擦,动滑轮重
若用此滑轮组提升800N的货物,所需拉力
答:(1)工人拉力的总功率是50W;
(2)匀速提升500N的货物时,滑轮组的机械效率是83.3%;
(3)若用此滑轮组匀速提升800N的货物,工人需要用的拉力是300N。
4、(1)1500J;(2)180W;(3)
【详解】
解:(1)拉力所做的有用功
(2)从图中可知,绳子自由端移动的距离
拉力做的总功
拉力做功的功率
(3)滑轮组的机械效率
答:(1)拉力所做的有用功为1500J;
(2)拉力做功的功率为180W;
(3)滑轮组的机械效率为。