人教版物理八年级下册课课练：第12章　简单机械 单元综合练习（含答案）

第十二章　时间:40分钟　分值:100分]
一、选择题(每题3分,共30分)
1.如图图所示,日常生活或生产实践中使用的机械,能抽象为轮轴的是 (　　)
2.如图图所示,在探究杠杆平衡条件的实验中,杠杆处于平衡状态,下列操作中能让杠杆继续保持平衡的是 (　　)
　
A.将左右两边的钩码均向里移动一格
B.在左右两边钩码的下方各增加一个钩码,位置保持不变
C.将左右两边的钩码各去掉一个,位置保持不变
D.将左边的钩码向里移动一格,同时将右边的钩码去掉一个并保持位置不变
3.下列关于功、功率、机械效率的说法中正确的是 (　　)
A.做功多的机器机械效率一定高 B.功率小的机器做功慢
C.机械效率高的机器功率一定大 D.功率大的机器做功时间一定短
4.如图图所示,杠杆左端悬挂物体,右端施加动力F,杠杆处于平衡状态(忽略杠杆自身重力的影响)。下列说法正确的是 (　　)
A.动力臂是线段OA
B.此时杠杆是费力杠杆
C.杠杆的阻力是物体受到的重力G
D.保持杠杆位置不变,将动力F转至F1位置时,动力变大
5.如图图所示是使用简单机械匀速提升100 N的物体时所用的四种方式(不计机械自重和摩擦),其中所需动力最小的是 (　　)
6.如图图所示,在相同时间内,用大小相同的拉力F把等质量的甲、乙两物体沿斜面AB、AC从底端拉到斜面顶端。F做功的功率分别为P甲、P乙,机械效率分别为η甲、η乙。下列分析正确的是 (　　)
A.P甲>P乙,η甲<η乙 B.P甲C.P甲η乙 D.P甲>P乙,η甲>η乙
7.如图图所示,长1 m且粗细均匀的光滑金属杆可绕O点转动,杆上套一滑环,用测力计竖直向上拉着滑环缓慢向右移动,并保持金属杆处于水平状态。则测力计示数F与滑环离开O点的距离s之间的关系图象为中的 (　　)
8.如图图所示,分别用甲、乙两个滑轮组,在5 s内将重为100 N的物体匀速提升2 m,每个滑轮的重力均为10 N。不计绳重及摩擦,此过程中 (　　)
A.F甲C.F甲做的功小于F乙做的功 D.F甲做功的功率等于F乙做功的功率
9.小亮同学用滑轮组提升物体,绳子自由端竖直移动的距离随时间变化的关系如图图中图线a所示,物体上升的高度随时间变化的关系如图图图线b所示。已知物体的质量为900 g,所用动滑轮的质量为100 g,绳子自由端的拉力F为2.6 N,g取10 N/kg。在0~2 s过程中,下列说法中不正确的是 (　　)
A.物体上升速度为0.025 m/s B.拉力F做功的功率为0.13 W
C.滑轮组所做的有用功为0.45 J D.滑轮组的机械效率小于90%
10.甲物体静止在水平地面上时,对地面的压强为6×105 Pa。现将甲物体用细绳挂在轻质杠杆的A端,杠杆的B端悬挂乙物体,如图图所示,当杠杆在水平位置平衡时,甲物体对地面的压强为2×105 Pa,已知:乙物体的质量为2 kg,OA∶OB=1∶3,g取10 N/kg。下列判断中不正确的是 (　　)
A.甲物体的重力是90 N
B.要使甲物体恰好被细绳拉离地面,甲物体对地面的压力只需减少30 N
C.要使甲物体恰好被细绳拉离地面,杠杆B端所挂物体的质量至少增加1 kg
D.要使甲物体恰好被细绳拉离地面,可以移动支点O的位置,使OA∶OB=1∶8
二、填空题(每空2分,共28分)
11.如图图甲所示是学校里面常用的一种移动指示牌,其结构示意图如图图图乙所示,其中AB为指示牌牌面,CD和BE为支架(支架重力不计)。指示牌被风吹倒时可看成杠杆,根据图示风向,则支点是　　　　(填字母)点,把风力看作动力,那么阻力是　　　　　　　　;若增大CE、DE的长度,则它更　　　　(选填“容易”或“不容易”)被风吹倒。
12.物体重100 N,每个滑轮重10 N。如图图果用一个定滑轮提起该物体,要用　　　　N的力;如图图果用一个动滑轮提起该物体,要用　　　　N的力;如图图果用如图图所示的滑轮组提起该物体,要用　　　　N的力。(不计摩擦及绳重)
13.如图图所示,AB为能绕B点转动的轻质杠杆,在中点C处用细线悬挂一重物,在A端施加一个竖直向上、大小为10 N的拉力F,使杠杆在水平位置保持平衡,则物重G=　　　　N。若拉力方向始终竖直向上,将A端缓慢向上提升一小段距离,在提升的过程中,拉力F将_________ (选填“增大”“不变”或“减小”)。
14.如图图所示为固定斜面,长20 m、高10 m。小韩同学用平行于斜面向上400 N的拉力,把重600 N的物体从斜面底部匀速拉至顶部,该过程中,拉力做的有用功为　　　　J,斜面的机械效率为　　　　,物体所受斜面的摩擦力为　　　　N。
15.如图图所示,在50 N的水平拉力F作用下,重为800 N的物体沿水平地面做匀速直线运动,物体与地面间的滑动摩擦力为120 N,则物体受到的拉力是　　　　,滑轮组的机械效率为　　　　;若物体的速度为0.2 m/s,则1 min内拉力做的功为　　　　J。
三、作图题(共6分)
16.(3分)如图图所示,在杠杆上的A点挂一重物,在B点对杠杆施加一个最小的力,使杠杆平衡。在图中画出这个力的示意图和力臂。
17.(3分)如图图所示,人站在一斜面顶上,用滑轮组将一重物G拉上来,请画出最省力的绕线方式。
四、实验探究题(共24分)
18.(12分)利用如图图甲所示的装置来探究“杠杆的平衡条件”。
(1)实验前,杠杆如图图图甲所示,可将杠杆右端的平衡螺母向　　　　(选填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置平衡。杠杆平衡后,在整个实验过程中,　　　　(选填“可以”或“不可以”)再旋动两侧的螺母。
(2)杠杆平衡后,如图图图乙所示,在杠杆B点挂3个相同的钩码,可在杠杆的D点挂　　　　个相同的钩码,就可使杠杆重新在水平位置平衡。
(3)如图图图乙所示,若用弹簧测力计在C处竖直向上拉,当弹簧测力计逐渐向右倾斜时,使杠杆仍然在水平位置平衡,则弹簧测力计的示数将　　　　(选填“变大”或“变小”或“不变”),这是因为　 　　　　　　　　　　　　　。
(4)保持B点钩码数量和力臂不变,杠杆在水平位置平衡时,测出多组动力臂l1和动力F1的数据,绘制了l1-F1的关系图象,如图图图丙所示。请根据图象推算,当L1为0.6 m时,F1为　　　　N。
19.(12分)小明在“测滑轮组机械效率”的实验中所用装置如图图所示,实验中每个钩码重2 N,测得的数据如图图下表。
　　
实验 次数 钩码总重 G/N 钩码上升的 高度h/m 测力计 示数F/N 测力计移动 的距离s/m 机械效率 η
1 4 0.1 1.8 0.3
2 6 0.1 2.4 0.3 83%
3 4 0.1 1.4 0.5 57%
4 4 0.2 1.4 1.0 57%
(1)在实验中,应尽量竖直向上　　　　拉动弹簧测力计且在拉动过程中读数。
(2)第1次实验测得的机械效率为　　　　。
(3)分析表中数据可知:第2次的实验数据是用图　　　　所示的实验装置完成的;第4次实验数据是用图　　　　所示的实验装置完成的。(均选填“a”“b”或“c”)
(4)分析第1、2次实验数据可知:使用同一滑轮组,　　　　　　可以提高滑轮组的机械效率。
(5)分析第1、3次实验数据可知:使用不同的滑轮组,提升相同的重物,动滑轮个数越多(即动滑轮总重越重),滑轮组的机械效率　　　　。
(6)小明认为,实验过程中,若在弹簧测力计处于静止状态时读数,可使测得的拉力大小更精确。针对这种做法说说你的看法:　 　　　　　　　　　　　　。
五、计算题(12分)
20.建筑工地上,某施工人员利用如图图所示的滑轮组匀速提升重物。若不计摩擦和绳重,利用这个滑轮组匀速提升重为1200 N的物体时,所用的拉力是500 N,求:
(1)此时滑轮组的机械效率。
(2)若此时拉力做功的功率是75 W,则物体在1 min内匀速上升的高度是多少。
(3)用这个滑轮组匀速提升重为1800 N的物体时的拉力。
参考答案
1.A　2.D　3.B　4.D　
5.D　 物体的重力为G,不计机械自重和摩擦:
图A中为定滑轮,定滑轮不省力,则F1=G;
图B中为动滑轮,动滑轮能省一半的力,则F2=G;
图C中为滑轮组,与动滑轮相连的绳子段数是3,因此F3=G;
图D中阻力臂为L,动力臂为L+3L=4L,根据杠杆的平衡条件可得动力:
F4==G;
因此所需动力最小的是图D装置。
6.A　 (1)已知AB>AC,拉力相同,由W=Fs可知,W甲>W乙;根据P=可知,W甲>W乙,时间相同,所以P甲>P乙。
(2)已知物体的重力不变,斜面的高度不变,由W=Gh可知,将等质量的甲、乙两物体分别沿斜面AB、AC以相同的速度从底部拉到顶部所做的有用功相同,W甲=W乙;
因为W甲>W乙,由η=可得,η甲<η乙。
7.B　 由题意可知,杠杆是粗细均匀的一根金属杆,重心在杠杆的中点,即阻力和阻力臂是保持不变的,离开O点的距离s为动力臂,根据杠杆的平衡条件可知,Fs=GLG,则动力为F=,即F与s成反比,所以图象B是正确的。
8.D
9.B　 物体上升的高度随时间变化的关系如图图图线b所示,则物体上升速度:v物===2.5 cm/s=0.025 m/s,故A正确;
绳子自由端移动的距离随时间变化的关系如图图图线a所示,绳子自由端的移动速度:v绳===10 cm/s=0.1 m/s,拉力F的功率:P===Fv绳=2.6 N×0.1 m/s=0.26 W,故B错误;
在0~2 s过程中,滑轮组所做的有用功:W有=Gh=mgh=0.9 kg×10 N/kg×0.05 m=0.45 J,故C正确;
由图线a、b和s=nh可知,动滑轮上绳子的有效段数n===4,
滑轮组的机械效率:η=====≈0.865=86.5%,所以滑轮组的机械效率小于90%,故D正确。
10.D　 乙物体的重力:G乙=m乙g=2 kg×10 N/kg=20 N;
根据杠杆平衡条件得FAlOA=G乙lOB,细绳对A端的拉力:FA=G乙×=20 N×=60 N,
细绳对甲的拉力也为60 N,即甲对地面的压力ΔF减少了60 N,ΔF=F1-F2=p1S-p2S,代入数据:60 N=6×105 Pa×S-2×105 Pa×S,解得:S=1.5×10-4 m2;
则甲的重力:G甲=F1=p1S=6×105 Pa×1.5×10-4 m2=90 N,故A正确。
图示情景中甲对地面的压力为F甲=G甲-ΔF=90 N-60 N=30 N;则要使甲物体恰好被细绳拉离地面,甲物体对地面的压力只需减少30 N,故B正确。
要使甲物体恰好被细绳拉离地面,则甲对地面的压力为0,杠杆A端受到的拉力等于甲的重力;
根据杠杆平衡条件得G甲lOA=G乙'lOB,G乙'==90 N×=30 N,
杠杆B端所挂物体的质量至少增加Δm===1 kg,故C正确。
要使甲物体恰好被细绳拉离地面,根据杠杆平衡条件得:G甲lOA'=G乙lOB',
则===,故D错误。
11.C　指示牌的重力　不容易　 根据题意可知,指示牌的模型可以看成杠杆,当指示牌的D端被吹离地面时,支点为C点。
把风力看成动力,那么阻力是指示牌的重力;根据杠杆的平衡条件可得G×CE=F×L,因此若增大CE、DE的长度,则它更不容易被风吹倒。
12.100　55　30　 由题知,不计摩擦及绳重,使用定滑轮将它提起时,所用拉力等于物体的重力,F1=G=100 N;使用动滑轮将它提起,所用拉力是物体和动滑轮总重的一半,F2=(G+G动)=×(100 N+10 N)=55 N;由图可知,滑轮组有4段绳子拉着重物,所以F3=(G+2G动)=×(100 N+2×10 N)=30 N。
13.20　不变
由图可知,杠杆在水平位置平衡时,根据杠杆平衡条件得F×BA=G×BC,则G===20 N。杠杆被拉起后,拉力的方向不变,阻力的方向不变,此时动力臂仍是阻力臂的2倍,所以动力仍是阻力的二分之一,故拉力F将不变。
14.6000　75%　100　 此过程所做有用功为W有=Gh=600 N×10 m=6000 J;
所做总功为W总=Fs=400 N×20 m=8000 J;
故机械效率为η===0.75=75%;
此过程所做额外功为W额=W总-W有=8000 J-6000 J=2000 J;
由W额=fs变形得,摩擦力为f===100 N。
15.120 N　80%　1800　 由图知,与动滑轮相连的有三段绳子,则n=3,物体沿水平地面做匀速直线运动,则物体受到的拉力与物体与地面间的滑动摩擦力是一对平衡力,故物体受到的拉力:F拉=f=120 N;滑轮组的机械效率:η======0.8=80%;根据v=可得,1 min内绳子自由端移动的距离:L=3s=3vt=3×0.2 m/s×60 s=36 m,拉力做的功:W总=FL=50 N×36 m=1800 J。
16.如图图图所示
根据杠杆的平衡条件,要想动力最小,动力臂就要最大,因为支点是O点,当力作用在B点时,连接OB即为最长力臂l;为使杠杆平衡,过B点作垂直OB向上的垂线即为最小力。
17.如图图图所示
18.(1)右　不可以　(2)4
(3)变大　阻力与阻力臂不变,动力臂减小,根据F1l1=F2l2可知,拉力将变大　(4)0.5
19.(1)匀速　(2)74%　(3)b　c
(4)增加物重　(5)低
(6)不正确,因为机械之间存在摩擦,弹簧测力计静止时读数偏小
20.(1)由图可知:承担物重的绳子段数n=3,
滑轮组的机械效率:η======0.8=80%。
(2)由P=可知,在1 min内拉力做的功:W总=Pt=75 W×1×60 s=4500 J,
由W=Fs可知,拉力作用点移动的距离:
s===9 m,
因为s=3h,所以物体被提升的高度:
h=s=×9 m=3 m。
(3)不计摩擦和绳重,绳端的拉力F=(G+G动),则动滑轮重:G动=3F-G=3×500 N-1200 N=300 N;
所以,当匀速提升重为1800 N的物体时,此时的拉力:F'=(G'+G动)=×(1800 N+300 N)=700 N。