第12章　简单机械　期末考试专题练　湖南省2021—2022学年人教版物理八年级下册（含答案）

第12章　简单机械　期末考试专题练　湖南省2021—2022学年人教版物理八年级下册
一．选择题（共20小题）
1．（2021春 会同县期末）在日常生活中，用小于100N的力一定能提升重100N的物体的简单机械是（　　）
A．杠杆 B．斜面 C．一个定滑轮 D．一个动滑轮
2．（2021春 炎陵县期末）在探究杠杆平衡条件的实验中，多次改变力和力臂的大小主要是为了（　　）
A．减小摩擦
B．使每组数据更准确
C．获取多组实验数据归纳出物理规律
D．多次测量取平均值减小误差
3．（2021春 龙山县期末）下列关于机械效率的说法中，正确的是（　　）
A．机械效率可以提高到100%
B．机械效率总小于1
C．做功越多的机械，机械效率越高
D．机械效率越高，有用功就越多
4．（2021春 南县期末）如图所示，国旗杆顶部装有一个滑轮，下列说法中正确的是（　　）
A．它是动滑轮 B．用它可以省功
C．用它可以改变力的方向 D．用它可以省力
5．（2021春 隆回县期末）下列属于费力杠杆的是（　　）
A．启瓶器撬瓶盖 B．羊角锤撬钉子
C．筷子夹食物 D．天平称质量
6．（2021春 临澧县期末）用如图所示简单机械，使重力同为G的物体都保持静止状态，不计摩擦、机械自重及绳重，其中用力最小的是（　　）
A． B．
C． D．
7．（2021春 长沙期末）如图所示，滑轮组悬挂在水平钢架上，某工人站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，5s内使物体A匀速上升1m，提升过程中拉力F的功率为160W。已知物体A重720N，该工人重600N，不计绳自身重力和绳与滑轮间摩擦。关于该过程，下列说法正确的是（　　）
A．绳子移动的速度为0.2m/s
B．动滑轮重100N
C．该工人对地面的压力为200N
D．工人利用该滑轮组提升物体的最大机械效率为90%
8．（2021 宜昌）下列有关机械做功、功率、机械效率的说法，正确的是（　　）
A．效率越高的机械，功率越大
B．做功越多的机械，功率越大
C．做有用功越多的机械，效率越高
D．功率越大的机械，做功越快
9．（2021 南山区二模）下列说法中正确的是（　　）
A．机械效率高的机械，做功就越多
B．功率大的机械，做功就越多
C．功率小的机械，其机械效率越低
D．功率大的机械，做功就越快
10．（2021春 衡阳期末）如图所示，三个滑轮下悬挂重物的质量相等，若滑轮、绳的重力及滑轮与轴的摩擦忽略不计，则F1、F2、F3的关系为（　　）
A．F1＞F3＞F2 B．F1＝F2＝F3 C．F3＞F1＞F2 D．F2＞F3＞F1
11．（2021春 郴州期末）小凯分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组（每个滑轮的重力相同）匀速提起相同的重物。不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（　　）
A．甲更省力，甲的机械效率较大
B．甲更省力，甲、乙机械效率一样大
C．乙更省力，乙的机械效率较大
D．乙更省力，甲、乙机械效率一样大
12．（2021春 临湘市期末）如图，用同一滑轮匀速提升同一重物（不计绳重、摩擦），图中F1、F2、F3、F4之间的大小关系正确的是（　　）
A．F1＝F2 B．F3＝F4 C．2F2＝F1 D．2F2＝F4
13．（2021春 临湘市期末）如图所示，用一个始终水平向右的力F，把杠杆OA从图示位置缓慢拉至水平的过程中，力F的大小将（　　）
A．变小 B．不变
C．变大 D．先变大后变小
14．（2021春 赫山区期末）用图示甲、乙两种方式匀速提升重为100N的物体，已知滑轮重20N、绳重和摩擦力不计。则（　　）
A．手的拉力：F甲＝F乙；机械效率：η甲＝η乙
B．手的拉力：F甲＜F乙；机械效率：η甲＜η乙
C．手的拉力：F甲＞F乙；机械效率：η甲＜η乙
D．手的拉力：F甲＞F乙；机械效率：η甲＞η乙
15．（2021春 双峰县期末）为探究动滑轮和定滑轮的特点，设计如下两种方式拉升重物，下面关于探究的做法和认识正确的是（　　）
A．用动滑轮提升重物上升h高度，测力计也上升h高度
B．若用定滑轮拉重物，当拉力竖直向下最省力
C．减小动滑轮质量可以提高动滑轮的机械效率
D．若拉升同一物体上升相同高度，用动滑轮拉力更小，且做功更少
16．（2021春 怀化期末）如图所示，在一水平地面上，木箱重400N，受到的摩擦力为200N，用力F拉动木箱使它在5s内匀速直线运动了3m（不计滑轮重力及绳与滑轮间的摩擦），下列说法正确的是（　　）
A．拉力F的大小为200N
B．绳子自由端移动的速度为0.6m/s
C．绳自由端移动了6m
D．拉力F的功率为60W
17．（2021春 邵阳县期末）关于机械效率的问题，下列说法中正确的是（　　）
A．做的有用功越多，机械效率一定越高
B．单位时间内做功越多，机械效率一定越高
C．省力越多的机械，机械效率一定越高
D．额外功在总功中所占比例越小，机械效率一定越高
18．（2021 十堰二模）如图所示的滑轮组，用F＝30N的拉力，拉动水平地面上重为300N的物体，使物体匀速前进了2m。物体和地面之间的摩擦力为45N，在此过程中，下列说法正确的是（　　）
①拉力做的功是120J
②绳子自由端移动的距离是2m
③滑轮组的机械效率是75%
④A点受到的拉力为300N
A．①④ B．②③ C．①③ D．③④
19．（2021春 攸县期末）如图所示，国旗的旗杆顶上有一个滑轮，升旗时往下拉动绳子，国旗就会上升，该滑轮的作用是（　　）
A．动滑轮，省力 B．定滑轮，省力
C．动滑轮，改变力的方向 D．定滑轮，改变力的方向
20．（2021春 道县期末）如图所示，甲、乙两斜面（不计摩擦）高度均为h，但甲比乙长，现把质量相等的两个物体从斜面底端匀速推到斜面顶端，则推力F1与F2的关系为（　　）
A．F1＞F2 B．F1＜F2 C．F1＝F2 D．无法确定
二．实验探究题（共3小题）
21．（2021春 江永县期末）在探究杠杆平衡条件的过程中，我们把支点放在质地均匀的杠杆中间，这样做的目的是 　 　。实验时，首先调节杠杆两端的平衡螺母，并使杠杆在水平位置平衡，这样做的好处是 　 　。同学们通过多次实验，得出以下数据，分析得出杠杆平衡条件是 　 　（将序号A、B、C填入上面的空格中），并请你应用杠杆平衡条件，把表格中的数据填写完整。
A.动力×动力臂＝阻力×阻力臂 B.便于测量力臂 C.让杠杆的重心竖直通过支点
第一次 第二次 第三次 第四次
L1/m 0.1 0.15 0.2 0.2
F1/m 0.5 0.5 1.5 　 　
L2/m 0.06 0.05 0.1 0.1
F2/m 1 1.5 3 4
22．（2021春 会同县期末）某实验小组按如图所示的方式组装滑轮组，进行“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验。实验时，他们先用弹簧测力计测量钩码所受的重力G，再将钩码挂在滑轮组下端，向上拉动弹簧测力计，使钩码缓慢匀速上升，并得到下表实验数据：
实验次数 钩码重G（N） 钩码上升 高度h（m） 绳端拉力 F（N） 绳端移动 距离s（m） 机械效率η
1 2.0 0.1 1.0 0.3 66.7%
2 3.0 0.1 0.3
3 4.0 0.1 1.8 0.3 74.1%
（1）若进行第2次测量时，弹簧测力计的示数如图所示F＝　 　N，则此时滑轮组的机械效率为　 　（保留一位小数）。
（2）若实验时，弹簧测力计拉绳子移动的速度增大，仍使钩码缓慢匀速上升，则所测的机械效率将 　 　（填“变大”、“变小”或“不变”）。
（3）分析表中数据可知，同一滑轮组，物重 　 　，滑轮组的机械效率越高。
（4）在进行第2组数据测量时，物体上升的速度为0.1m/s，则拉力F的功率为 　 　W，滑轮组做的额外功为 　 　J。
23．（2021春 湘乡市期末）如图甲所示，弹簧测力计的量程为 　 　N，它的示数为 　 　N。在“探究杠杆平衡的条件”实验中，如图乙所示，为使杠杆在水平位置平衡，可调节杠杆右端的平衡螺母向 　 　（选填“左”或“右”）移动；将杠杆调为水平位置平衡，一是为了减少杠杆自重的影响，一是为了 　 　，方便操作。调节杠杆平衡后，在图丙的A位置挂6个相同钩码，则应在B位置挂 　 　个相同的钩码，才能使杠杆在水平位置平衡。现在 A、B位置各加挂1个相同的钩码，杠杆将 　 　（选填“静止”、“顺时针转动”或“逆时针转动”）。
三．计算题（共3小题）
24．（2021秋 蓝山县期末）已知斜面长为L＝5m，斜面高为h＝3m。小明同学用绳子沿斜面将重为G＝500N的木箱由斜面底端匀速拉到顶端。拉力大小为F＝400N，绳重不计。求：
（1）小明对木箱做的有用功；
（2）斜面的机械效率；
（3）物体所受的摩擦力。
25．（2021春 湘乡市期末）如图所示，用动滑轮匀速提起质量m＝10kg的物体，在t＝5s内将物体匀速提升h＝4m，不计摩擦和绳子重力，已知竖直向上的拉力F＝60N。求：
（1）物体上升的速度v＝　 　m/s；
（2）动滑轮受到的重力大小G动＝　 　N；
（3）滑轮的机械效率。（结果保留一位小数）
26．（2021 长沙模拟）某实验小组用如图所示滑轮组向三楼搬运重物，在20s内将重为210N的重物向上提起6m，绳自由端的拉力F为150N。求：
（1）重物上升的速度；
（2）提升重物做的有用功；
（3）该滑轮组的机械效率。
第12章　简单机械　期末考试专题练　湖南省2021—2022学年人教版物理八年级下册
参考答案与试题解析
一．选择题（共20小题）
1．【解答】解：因为用小于100N的拉力要提起重100N的物体，使用的机械一定是能省力的机械，而在杠杆、斜面和动滑轮能达到省力的目的，只有定滑轮不能达到省力的目的，而杠杆只有当动力臂大于阻力臂时才能达目的，动滑轮只有当物体重力大于滑轮重时才能达目的，所以用小于100N的拉力一定能提起重100N的物体是斜面。
故选：B。
2．【解答】解：
探究杠杆平衡的条件时，多次改变力和力臂的大小主要是为了获取多组实验数据，排除偶然性，得到普遍规律；所以ABD错误，C正确。
故选：C。
3．【解答】解：AB、有用功始终小于总功，所以始终小于1，故A错误，B正确。
C、机械效率是有用功与总功的比，做功越多，机械效率不一定高，故C错误；
D、机械效率是指有用功与总功的比值，机械效率高，说明有用功在总功中所占比例大，但有用功多少不能确定故D错误。
故选：B。
4．【解答】解：由图可知，旗杆顶部滑轮的轴是固定不动的，为定滑轮，使用定滑轮的优点是可以改变力的方向，但不能省力；根据功的原理可知，使用定滑轮也不能省功。
故选：C。
5．【解答】解：A、启瓶器撬瓶盖时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A不符合题意；
B、羊角锤撬钉子，时动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B不符合题意；
C、筷子夹食物时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故C符合题意；
D、天平属于等臂杠杆，在利用天平测质量时，不省力也不费力，故D不符合题意。
故选：C。
6．【解答】解：在不计摩擦、机械自重及绳的重量的理想状况下：
A、由F1l1＝F2l2可得，拉力F1G＝2G；
B、由F1l1＝F2l2可得，拉力F1GG；
C、由图可知，n＝3，拉力F2G；
D、由Gh＝Fs可知，拉力F1GGG；
综上可知，D选项中用力最小。
故选：D。
7．【解答】解：
A．由图可知，滑轮组承担物重绳子的有效股数n＝2，5s内绳子自由端移动的距离s＝nh＝2×1m＝2m，绳子移动的速度v0.4m/s，故A错误；
B．由PFv可得，绳子自由端的拉力F400N，不计绳自身重力和绳与滑轮间摩擦，由F（G+G动）可得，动滑轮重G动＝nF﹣G＝2×400N﹣720N＝80N，故B错误；
C．该工人对地面的压力F压＝G人﹣F＝600N﹣400N＝200N，故C正确；
D．工人施加的最大拉力F′＝G人＝600N，不计绳自身重力和绳与滑轮间摩擦，提升物体的最大重力G大＝2F′﹣G动＝2×600N﹣80N＝1120N，此时滑轮组的机械效率最大，滑轮组的最大机械效率η100%100%100%100%≈93.3%，故D错误。
故选：C。
8．【解答】解：A、机械做功快慢与机械效率没有关系。故A错误；
B、由P可以看出，功率大小决定于做功多少和所用时间。做功较多，时间不确定，功率大小不能确定。故B错误；
C、机械效率是有用功与总功的比值，有用功较多，总功不确定，机械效率不能确定。故C错误；
D、功率描述的是物体做功的快慢，所以功率越大的物体，做功越快。故D正确。
故选：D。
9．【解答】解：A、机械效率等于有用功与总功的比值，反映了有用功在总功中所占比例的大小，所以机械效率高的机械，做功不一定越多，故A错误；
B、功率大的机械，做功不一定越多，因为做功的时间不明确，故B错误；
C、功率和机械效率是两个不同的物理概念，二者没有必然的联系，故C错误；
D、功率表示物体做功快慢的物理量，机械功率越大，则机械做功越快，故D正确。
故选：D。
10．【解答】解：若滑轮、绳的重力及滑轮与轴的摩擦忽略不计，
左侧定滑轮绳子的有效股数n1＝1，则绳子的拉力F1＝G，
中间滑轮组绳子的有效股数n2＝3，则绳子的拉力F2GG，
右侧滑轮组绳子的有效股数n3＝2，则绳子的拉力F3GG，
所以，F1＞F3＞F2。
故选：A。
11．【解答】解：由图可知，n甲＝2，n乙＝3，
不计绳重及摩擦时，绳端的拉力F（G物+G轮），
则绳子受的拉力F甲（G物+G轮），F乙（G物+G轮），
所以，F甲＞F乙，即乙更省力，故AB错误；
因动滑轮重相同，提升的物体重和高度相同，W额＝G轮h，W有用＝G物h，
所以，利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同，总功相同，
由η100%可知，滑轮组的机械效率相同，故C错误、D正确。
故选：D。
12．【解答】解：
A、甲图是动滑轮，当拉力竖直向上时，不计绳重和摩擦，则F1（G物+G动）；当拉力与竖直方向有夹角时，拉力的力臂变小，而阻力、阻力臂不变，由杠杆平衡条件可知拉力变大，则F2＞F1，故A错误；
B、乙图是定滑轮，只能改变力的方向，不计绳重和摩擦，则F3＝F4＝G物，故B正确；
C、因为F2＞F1，所以2F2＞F1，故C错误；
D、因为F1（G物+G动），
所以F1G物，
即F1F3F4；
又因为F2＞F1，
所以F2F4，即2F2＞F4，故D错误。
故选：B。
13．【解答】解：
如图，用一个始终水平向右的力F，把杠杆OA从图示位置缓慢拉至水平的过程中，阻力的大小不变（等于物重G），阻力臂变大，动力臂不断变小，根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可知，动力将变大。
故选：C。
14．【解答】解：已知物重G＝100N，滑轮重20N，且绳重和摩擦力不计，
由图可知，甲滑轮是定滑轮，使用该滑轮不省力，所以拉力等于物体的重力F甲＝100N；
乙滑轮是动滑轮，使用该滑轮可以省一半的力，则手的拉力：F乙（G+G轮）60N，故F甲＞F乙；
两幅图中的有用功是克服物体重力做的功，在提升高度相同的，由W有＝Gh可知有用功相同；
而乙图中还要克服动滑轮的重力做额外功，即使用动滑轮所做的总功多，根据机械效率公式η100%可知，有用功相同时，总功越大的，机械效率越小，则η甲＞η乙，故D正确，ABC错误。
故选：D。
15．【解答】解：
A、使用动滑轮时，拉力端移动的距离等于提升物体升高高度的2倍，所以用动滑轮提升重物上升h高度，测力计上升2h高度，故A错误；
B、用定滑轮拉重物，向各个方向的拉力都等于物重，故B错误。
C、减小动滑轮质量，可以减小额外功，可以提高动滑轮的机械效率，故C正确。
D、使用动滑轮能省力；拉升同一物体上升相同高度，有用功相同，用动滑轮时，提起动滑轮需要多做额外功，所以做功较多，故D错误。
故选：C。
16．【解答】解：
A、由图知，n＝2，不计滑轮重及绳与滑轮间的摩擦，拉力Ff200N＝100N，故A错；
BC、绳自由端移动的距离：s＝2s物＝2×3m＝6m，
绳子自由端移动的速度v1.2m/s，故B错、C正确；
D、拉力F做功功率PFv＝100N×1.2m/s＝120W，故D错。
故选：C。
17．【解答】解：A、机械效率是有用功与总功的比值，有用功多，总功不确定，有用功占总功的比例不一定高，所以机械效率不一定高。故A错误；
B、有用功占总功的比例与单位时间内做功多少无关。故B错误；
C、省力多的机械的机械效率往往偏低。如物重一定时，使用滑轮组提起物体，动滑轮个数越多越省力，但效率越低。故C错误；
D、额外功在总功中所占比例越小，说明有用功在总功中所占的比例越大，机械效率就越高。故D正确。
故选：D。
18．【解答】解：
（1）由图可知，n＝2，则绳子自由端移动的距离：
s绳＝2s物＝2×2m＝4m；故②错误；
拉力做的功：
W总＝Fs绳＝30N×4m＝120J；故①正确；
（2）克服物体和地面之间的摩擦力做的功为有用功，则有用功：
W有＝fs物＝45N×2m＝90J，
滑轮组的机械效率：
η100%100%＝75%．故③正确；
（3）因物体在水平地面上做匀速运动，则此时A处绳子的拉力与物体受到的摩擦力是一对平衡力，
所以，A点受到的拉力：FA＝f＝45N；故④错误；
综上分析可知，正确的是①③。
故选：C。
19．【解答】解：因为滑轮的轮轴固定在旗杆上，所以该滑轮是个定滑轮，使用定滑轮的优点是可以改变拉力的方向。
故选：D。
20．【解答】解：根据题意，甲图的斜面倾角小于乙图的斜面倾角，因为不计摩擦，假设斜面倾角足够小甚至水平，则会用非常小的力甚至不用力，物体靠惯性就可能做匀速运动，所以F1＜F2。
故选：B。
二．实验探究题（共3小题）
21．【解答】解：（1）杠杆重心在其支点处，杠杆重力的力臂为零，这样就减小了杠杆的自重对实验的影响；
（2）力臂等于支点到力的作用线的距离，当杠杆在水平位置平衡时，力的方向与杠杆垂直，力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来；
（3）先将数据中的各自的力与力臂相乘，然后分析实验数据，找出关系式为F1l1＝F2l2（或 动力×动力臂＝阻力×阻力臂），故选A；
（4）第4次实验中，F1L1＝F2L2，因此F12N。
故答案为：C；B；A；2。
22．【解答】解：（1）测力计的分度值为0.2N，测力计示数为1.4N；
第2次测量时滑轮组的机械效率为：η100%≈71.4%；
（2）根据机械效率的计算公式η可知，机械效率的大小与物体移动的速度无关，故弹簧测力计拉绳子移动的速度增大，仍使钩码缓慢匀速上升，则所测的机械效率将不变；
（3）分析1、2、3次实验数据可知，三次实验所用滑轮组相同，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高，所以可得结论：用同一滑轮组提升重物时，重物的重力越大，滑轮组的机械效率越高；
（4）物体上升的速度为0.1m/s，则绳子自由端的速度：v＝3×0.1m/s＝0.3m/s，
则拉力F的功率为：PFv＝1.4N×0.3m/s＝0.42W；
第2组数据的有用功为：W有用＝Gh＝3.0N×0.1m＝0.3J，
总功为：W总＝Fs＝1.4N×0.3m＝0.42J，
滑轮组做的额外功为：W额＝W总﹣W有用＝0.42J﹣0.3J＝0.12J。
故答案为：（1）1.4；74.1%；（2）不变；（3）越大；（4）0.42；0.12。
23．【解答】解：（1）如图甲所示，弹簧测力计测量最大值为5N，其量程为0～5N；
弹簧测力计的一个大格1N分为5个小格，每一个小格为0.2N，示数为2N+1×0.2N＝2.2N；
（2）在“探究杠杆平衡的条件”实验中，如图乙所示，杠杆右端下沉，为使杠杆在水平位置平衡，可调节杠杆右端的平衡螺母向左移动；将杠杆调为水平位置平衡，一是为了减少杠杆自重的影响，一是为了测量力臂，方便操作；
（3）设一个钩码的重力是G，杠杆一个小格代表L，
如图丙，杠杆的左边：F1L1＝6G×2L，
杠杆的右边：F2L2＝nG×4L，
根据杠杆平衡条件得，F1L1＝F2L2，
所以，6G×2L＝nG×4L，
解得，n＝3，故在B点挂3个钩码；
若在A、B两点同时加挂一个相同的钩码，
杠杆的左边：F'1L1＝7G×2L＝14GL，
杠杆的右边：F'2L2＝4G×4L＝16GL，
故杠杆的右侧下沉，杠杆顺时针转动。
故答案为：0～5；2.2；左；测量力臂；3；顺时针转动。
三．计算题（共3小题）
24．【解答】解：
（1）小明对木箱做的有用功：
W有用＝Gh＝500N×3m＝1500J；
（2）拉力做的总功：
W总＝FL＝400N×5m＝2000J，
斜面的机械效率：
η100%＝75%；
（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可得物体受到的摩擦力：
f100N。
答：（1）小明做的有用功为1500J；
（2）斜面的机械效率为75%；
（3）物体所受的摩擦力是100N。
25．【解答】解：
（1）物体上升的速度：v0.8m/s；
（2）物体的重力：G＝mg＝10kg×10N/kg＝100N，
由图可知n＝2，不计绳子和摩擦时，拉力F（G+G动），
则动滑轮的重力：
G动＝nF﹣G＝2×60N﹣100N＝20N；
（3）该动滑轮的机械效率：
η100%≈83.3%。
答：（1）0.8；（2）20；（3）滑轮的机械效率为83.3%。
26．【解答】解：
（1）重物上升的速度：
v0.3m/s；
（2）拉力做的有用功：
W有用＝Gh＝210N×6m＝1260J；
（3）由图知，n＝2，绳子自由端移动的距离s＝2h＝2×6m＝12m，
拉力F做的功（总功）：
W总＝Fs＝150N×12m＝1800J；
该滑轮组的机械效率：
η100%＝70%。
答：（1）重物上升的速度为0.3m/s；
（2）提升重物做的有用功为1260J；
（3）该滑轮组的机械效率为70%。