第五章简单机械 期末试题选编 2021－2022学年北京各地八年级物理下学期（含解析）

简单机械 练习题
一、单选题
1．（2022春·北京东城·八年级统考期末）如图所示工具在正常使用的过程中，属于费力杠杆的是（　　）
A．羊角锤 B．核桃夹
C．瓶起子 D．食品夹
2．（2022春·北京顺义·八年级统考期末）如图是挖井时从井中提升沙土的杠杆示意图。杠杆AB可以在竖直平面内绕固定点O转动，已知，悬挂在B端的配重所受的重力为200N。当杠杆AB在水平位置平衡时，加在配重下面绳端的竖直向下的拉力F是100N（不计杆重和绳重），则悬挂在A端的桶与沙土所受的重力为（　　）
A．200N B．300N C．400N D．450N
3．（2022春·北京石景山·八年级统考期末）如图所示，轻质杠杆AB可绕O点自由转动。当杠杆A端的甲物块悬空；B端的乙球浸没在水中时（不碰容器底和壁），杠杆恰好水平平衡，A、B两端的细线均不可伸长且处于张紧状态，已知，甲物块重400N，乙球体积为，g取。下列说法中正确的是（　　）
A．乙球受到的浮力为 B．杠杆B端所受的拉力为100N
C．乙球的重力为300N D．乙球的密度为2×103kg/m3
4．（2022春·北京朝阳·八年级统考期末）在一个轻质杠杆的左右两端分别悬挂上300N和400N的重物时，杠杆恰好水平平衡。若将两端的重物同时减少100N，则杠杆（　　）
A．左端下沉 B．右端下沉 C．仍然平衡 D．无法确定
5．（2022春·北京昌平·八年级统考期末）如图所示，OB是以O点为支点的轻质杠杆（不计杠杆质量），将金属块C用细绳固定悬挂在杠杆上，其所受重力为G，先后分别用力F、F'作用在杠杆B端，使杠杆在图所示的位置保持平衡。图中线段AB与力F的作用线在一条直线上。下列说法中正确的是（　　）
A．线段AB表示力F的力臂 B．F=F'
C．F'>G D．F6．（2022春·北京顺义·八年级统考期末）学校经常举行升旗仪式，为了方便人站在地上就可以把国旗升到旗杆顶部，需要在国旗杆的顶部装有定滑轮，如图所示，其中定滑轮的作用是（　　）
A．省力 B．省功
C．省距离 D．改变力的方向
7．（2022春·北京延庆·八年级统考期末）如图所示，滑轮组悬挂在水平支架上，物体B在匀速下降时，通过滑轮组拉着物体A使其在水平面上做匀速直线运动，此时物体A受到绳子水平向左的拉力为100N。当用一个水平向右的拉力拉动物体A时，物体A恰能向右做匀速直线运动。已知每个滑轮重均为20N，不计滑轮组的绳重和摩擦，下列说法中正确的是（ ）
A．物体A所受滑动摩擦力为300N B．物体B所受重力为300N
C．支架受到滑轮组的拉力为220N D．物体A受到水平向右的拉力为100N
二、填空题
8．（2022春·北京石景山·八年级统考期末）如图中是以O点为支点的杠杆，F是作用在杠杆B端的力，图中线段与力F的作用线在一条直线上，且、。则线段___________表示力F的力臂（选填“”、“”或“”）。
9．（2022春·北京海淀·八年级统考期末）（1）如图甲所示的弹簧测力计的示数是______N；
（2）如图乙所示，OC与斜面平行，OB与水平地面垂直，OA与斜面垂直。静止在斜面上的物块，受到的重力的方向沿着______（选填“OA”“OB”或“OC”）方向；
（3）如图丙所示，一拉杆旅行箱在力F作用下保持静止状态，图中O为支点，AB与水平线OB垂直，AB与F共线。则图中的线段______（选填“OA”“OB”或“AB”）表示力F的力臂。
10．（2022春·北京东城·八年级统考期末）小华验证杠杆平衡条件时，使用的每个钩码的质量均相等，杠杆上相邻刻线间的距离相等。如图甲所示，为使杠杆在水平位置平衡，应将右端的平衡螺母向______（选填“左”或“右”）端调节。杠杆水平平衡后，在杠杆上的A点悬挂了2个钩码，如图乙所示，为使杠杆保持水平平衡，应在B点悬挂______个钩码。
三、作图题
11．（2022春·北京通州·八年级统考期末）画出图中力F的力臂，并用字母L表示。
12．（2022春·北京西城·八年级期末）按题目要求作图：在图中画出力F的力臂。
13．（2022春·北京顺义·八年级统考期末）画出图中最省力的绕绳方法。
四、实验题
14．（2022春·北京石景山·八年级统考期末）小军用如图所示的实验装置来“探究杠杆平衡条件”，请按要求完成下列问题：
（1）为使图甲中杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向___________侧调节，你认为实验中让杠杆在水平位置平衡的好处是___________。
（2）如图乙所示，杠杆恰好处于水平平衡状态，若在B处下方再挂一个钩码，若要使杠杆在水平位置再次平衡，下列可行的操作是___________（选填字母）。
A．减少一个悬挂在A处的钩码 B．增加一个悬挂在A处的钩码
C．将悬挂在A处的钩码向左移动一格 D．将悬挂在A处的钩码向右移动一格
（3）若撤掉杠杆B点的钩码，在C点用弹簧测力计沿不同方向施加拉力，当杠杆水平平衡时，拉力大小不同，根据此现象，请提出一个科学问题：___________？
15．（2022春·北京通州·八年级统考期末）实验台上有如下实验器材：一个带支架的杠杆、一个量程为（0~5）N的弹簧测力计、六个重力均为1N的钩码和两段细绳。请利用上述实验器材设计一个实验，证明“在杠杆平衡时，如果动力臂和阻力保持不变，则动力跟阻力臂成正比”。
（1）在你所设计的实验中，如果用点A表示钩码作用在杠杆上的位置，用点B表示弹簧测力计作用在杠杆上的位置，请在图中的杠杆上标出A点和B点的起始位置；
（2）写出主要实验步骤。
16．（2022春·北京朝阳·八年级统考期末）在学习杠杆这部分内容时，老师利用铁架台、钩码和带有刻度的杠杆等器材做了如下的实验。
（1）首先老师利用如图1所示的杠杆进行实验，将杠杆在水平位置调节平衡，在杠杆支点O的右侧10cm位置处挂4个钩码，然后用弹簧测力计竖直向上拉杠杆上的A点，使杠杆在水平位置平衡，如图1甲所示，读出弹簧测力计的示数：接下来改用弹簧测力计竖直向上拉杠杆上的B点，使杠杆在水平位置平衡，如图1乙所示，读出弹簧测力计的示数。两次实验中弹簧测力计的示数是_____（选填“相等”或“不相等”）的，说明作用在杠杆上的力的作用点到支点的距离_____（选填“是”或“不是”）影响杠杆平衡的因素；（AB的连线与水平面垂直）
（2）接下来老师利用图2所示的装置继续做实验，将杠杆在水平位置调节平衡，在杠杆支点O的右侧10cm位置处挂5个钩码，然后用弹簧测力计竖直向上拉杠杆上的C点，使杠杆在水平位置平衡，如图2甲所示，读出弹簧测力计的示数；接下来用弹簧测力计斜向上拉杠杆上的C点，使杠杆在水平位置平衡，如图2乙所示，读出弹簧测力计的示数。两次实验中弹簧测力计的示数是 _____（选填“相等”或“不相等”）的，理由是 _____。
17．（2022春·北京朝阳·八年级统考期末）小阳利用如图所示的装置测量滑轮组的机械效率。
（1）该实验需要的测量工具是 _____和 _____；
（2）该实验需要测量的物理量有：所提升钩码的重力、钩码被提升的高度、_____和 _____；
（3）实验中，使用滑轮组提升重物时，应该竖直向上 _____拉动绳子自由端。
18．（2022春·北京西城·八年级统考期末）如图所示，在“探究二力平衡的条件”实验中：
（1）把小车放在较为光滑的水平桌面上，桌面的两端各有一个______（选填“定”或 “动”）滑轮，滑轮的作用是______；
（2）先分别向两边相同的托盘里加质量不相等的砝码，小车运动；再分别向两边的托盘里加质量______的砝码，小车静止，说明彼此平衡的两个力F1、F2一定大小相等。
五、计算题
19．（2022春·北京门头沟·八年级统考期末）如图所示，轻质杠杆AB的支点为O，在A端悬挂物体甲，质量为10kg；在B端用细线连接物体乙，此时杠杆在水平位置平衡，且AO:OB=1:2，g取10N/kg。求：
（1）物体甲所受重力G甲；
（2）杠杆B段端受到细线的拉力FB；
（3）物体乙的质量m乙。
20．（2022春·北京昌平·八年级统考期末）如图是挖井时从井中提升沙土的杠杆示意图。杠杆AB可以在竖直平面内绕固定点O转动，已知AO=1.5m， OB=1m，悬挂在A端的桶与沙土所受的重力GA是200N，当加在配重下面绳端的竖直向下的拉力F是80N时，杠杆AB在水平位置平衡，此时杠杆B端所受拉力大小为FB。（不计杆重和绳重）求∶
（1）杠杆B端所受拉力FB；
（2）画出杠杆AB在水平位置平衡时，配重受力的示意图；
（3）配重所受重力Gp。
21．（2022春·北京通州·八年级统考期末）如图所示，工地有4t沙子，工人站在水平地面上，用竖直向下的力F拉动绳子自由端，可使重力为400N的沙子匀速上升。此时，滑轮组的机械效率为80%。已知：两个滑轮质量相等，麻袋一次可装重1800N的沙子，麻袋质量、绳重和摩擦不计。求：
（1）忽略麻袋，将动滑轮和沙子视为一个整体，做受力分析；
（2）匀速提升400N沙子时，绳子自由端受到的拉力；
（3）动滑轮的重力；
（4）若工人重力为700N，支架可承担的最大拉力是1600N，绳子和滑轮足够结实。在保证安全的情况下，此滑轮组一次可以匀速提升沙子的最大重力Gmax。
参考答案：
1．D
【详解】A．羊角锤在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故A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不符合题意；
C．瓶起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故C不符合题意；
D．食品夹在使用过程中，阻力臂大于动力臂，属于费力杠杆，故D符合题意。
故选D。
2．A
【详解】悬挂在B端的配重所受的重力为200N，加在配重下面绳端的竖直向下的拉力F是，则FB=300N，由杠杆平衡原理得
所以悬挂在A端的桶与沙土所受的重力为200N，故BCD不符合题意，A符合题意。
故选A。
3．C
【详解】A．由题意可知，乙球浸没在水中，且其体积为，即可得乙球排开水的体积也为，所以乙球受到的浮力为
故A错误；
B．由题意可知，甲物块重400N，且，杠杆B端所受的拉力为FB，根据杠杆的平衡条件可得
G甲×OA=FB×OB
所以杠杆B端所受的拉力FB为
故B错误；
C．因为杠杆B端所受的拉力为200N，所以根据物体间力的作用是相互的可得，乙球受到杠杆B端的拉力也为200N，又因为乙球浸没在水中处于平衡状态，以乙球为研究对象，在竖直方向上，乙球受到重力、拉力和浮力，且重力等于拉力与浮力之和，所以乙球的重力为
G乙=F浮+F`B=100N+200N=300N
故C正确；
D．因为乙球的重力为300N，所以根据G=mg可得，乙球的质量为
又因为乙球的体积为，所以乙球的密度为
故D错误。
故选C。
4．B
【详解】设杠杆左端力臂是L左，右边力臂是L右，左边重物300N，右边重物400N，开始时，由杠杆平衡条件可得
所以
将两边重物同时减小100N时，此时左边重物200N，右边重物300N，左边力与力臂的乘积为
右边力与力臂的乘积为
由此可见，左边力与力臂的乘积小于右边力与力臂的乘积，右端下沉。故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
5．D
【详解】A．支点到力F的作用线的距离是力臂，故线段OA表示力F的力臂，故A错误；
B．根据杠杆平衡原理，阻力乘以阻力臂的值不变，而力臂由OB变为了OA，力臂的变长，动力F变小，故B错误；
C．动力臂 OB大于阻力臂，故动力小于阻力，是省力杠杆，故 F'＜G，故C错误；
D．动力臂 OA大于阻力臂，故动力小于阻力，是省力杠杆，故 F＜G，故D正确。
故选D。
6．D
【详解】使用定滑轮不省力，但能改变用力的方向，不省距离，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
7．C
【详解】A．物体B在匀速下降时，A匀速向左运动，A处于平衡态，受到了拉力和摩擦力，拉力的大小等于摩擦力的大小，故A受到的摩擦力的大小为100N，故A错误；
B．对B进行受力分析，物体B所受重力为
故B错误；
C．支架受到滑轮组的拉力为
故C正确；
D．当用一个水平向右的拉力拉动物体A时，物体A向右匀速，其受到了向右的拉力和向左的摩擦力，还受到了绳子对其向左的拉力，其大小为100N，故一个水平向右的拉力为
故D错误。
故选C。
8．OA
【详解】力臂指的是从支点到力的作用线的距离，由图可知，OA是从支点到力F作用线的距离，所以OA表示力F的力臂。
9． 3.4 OB OB
【详解】（1）[1]弹簧测力计的一大格表示1N，里面有5个小格，其分度值为0.2N，测力计的示数为3.4N。
（2）[2]因为重力的方向是竖直向下的，图中OB的方向是与水平地面垂直，是竖直方向。
（3）[3]如图，拉杆箱是一个杠杆，O是支点，拉力F是动力，把拉力F的作用线延长为FB，过支点O向FB作垂线，则OB是拉力F的力臂。
10． 右 4
【详解】[1]由图甲可知，杠杆左边低，右边高，说明左边重，要想使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向右调节，故将右端的平衡螺母向右调节。
[2]设一个钩码重为G，杠杆上相邻刻线间的距离为a。杠杆水平平衡后，在杠杆上的A点悬挂了2个钩码，杠杆在A点受到的力的大小为2G，力臂长为4a，为使杠杆保持水平平衡，在B点挂钩码，由于重力的方向始终竖直向下，则杠杆在B点受到的力的方向竖直向下，力臂长OB为2a。由杠杆平衡条件F1l1=F2l2可得
2G×4a=F2×2a
解得
F2=4G
应在B点悬挂4个钩码。
11．
【详解】过支点O作力F的作用线的垂线段，标出力臂L，如下图
12．
【详解】先反向延长力F画出力的作用线，然后从支点O向力F的作用线作垂线段，即为力F的力臂，如图所示：
13．
【详解】滑轮组的省力情况取决于承担物重的绳子的段数，也就是看有几段绳子连着动滑轮，段数越多越省力，最省力的绕法是：从动滑轮的挂钩开始依次绕绳子，如下图
14． 左 便于测量力臂的大小 C 阻力和阻力臂不变，当杠杆平衡时，动力和动力臂之间有什么关系
【详解】（1）[1]由图可知，杠杆的左端上翘，说明杠杆的重心在支点右侧，所以平衡螺母应向左侧调节。
[2]力臂是指支点到力作用线的距离，由于钩码重力的方向竖直向下，所以钩码对杠杆的拉力方向也是竖直向下，当杠杆在水平位置平衡时，可以直接读取力臂。
（2）[3]若在B处下方再挂一个钩码，设一个钩码重为G，一格的长度为l，则此时右侧
3G×3l=9Gl
A．减少一个悬挂在A处的钩码，此时左侧
2G×2l=4Gl≠9Gl
根据杠杆平衡条件，杠杆无法在水平位置再次平衡，故A不符合题意；
B．增加一个悬挂在A处的钩码，此时左侧
4G×2l=8Gl≠9Gl
根据杠杆平衡条件，杠杆无法在水平位置再次平衡，故B不符合题意；
C．将悬挂在A处的钩码向左移动一格，此时左侧
3G×3l=9Gl
根据杠杆平衡条件，杠杆可以在水平位置再次平衡，故C符合题意；
D．将悬挂在A处的钩码向右移动一格，此时左侧
3G×l=3Gl≠9Gl
根据杠杆平衡条件，杠杆无法在水平位置再次平衡，故D不符合题意。
故选C。
（3）[4]由题意可知，若撤掉杠杆B点的钩码，则A点钩码数目及其位置不变，即阻力和阻力臂不变，当在C点用弹簧测力计沿不同方向施加拉力，拉力大小不同，力臂大小也不同，故此现象可探究的科学问题是：阻力和阻力臂不变，杠杆平衡时，动力和动力臂之间有什么关系。
15．（1） ；（2）见解析
【详解】（1）钩码作用在杠杆上的位置与弹簧测力计作用在杠杆上的位置，分别设计在杠杆的两端，如图所示：
（2）1．用细绳做成两个绳套，分别挂在A点和B点处，调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡，并将弹簧测力计调零。
2．在A点处挂上3个钩码，在B点处用弹簧测力计竖直向上拉杠杆，使杠杆在水平位置平衡，读出弹簧测力计的示数并记录。
3．向右移动挂钩码的绳套，增大阻力臂，保持B点不动，用弹簧测力计竖直向上拉杠杆，使杠杆在水平位置平衡，读出弹簧测力计的示数并记录。
4．继续增大阻力臂，重复步骤3，再做两次，把数据计入表格。
16． 相等 不是 不相等 见解析
【详解】（1）[1][2]从支点到力的作用线的距离叫做力臂，AB的连线与水平面垂直，因此弹簧测力计竖直向上拉杠杆上的A点到拉B点，拉力力臂没有变化。阻力及阻力臂不变，拉力力臂不变，根据杠杆平衡条件可知拉力大小会不变，即两次实验中弹簧测力计的示数是相等；也说明作用在杠杆上的力的作用点到支点的距离不是影响杠杆平衡的因素。
（2）[3][4]弹簧测力计斜拉时，阻力及阻力臂不变，拉力力臂改变，根据杠杆平衡条件可知拉力会改变，因此弹簧测力计的示数不相等。
17． 弹簧测力计 刻度尺 作用在绳子自由端的拉力 绳子自由端移动的距离 匀速
【详解】（1）[1] [2]实验需测出钩码与弹簧测力计移动的距离，所以需要刻度尺，还需要测量钩码的重力及绳子自由端的拉力，所以需要弹簧测力计。
（2）[3][4]根据滑轮组的机械效率的公式
可知，需要测量的物理量有钩码的重力G，钩码被提升的高度h，作用在绳子自由端的拉力F和绳子自由端移动的距离s。
（3）[5]实验中，为了保证测量的准确性，使用滑轮组提升重物时，应该竖直向上匀速拉动绳子自由端。
18． 定 改变力的方向 相等
【详解】（1）[1][2]桌面的两端的滑轮是固定在桌子上的，所以是定滑轮，定滑轮的作用是改变力的方向，钩码受到竖直向下的拉力，会竖直向下拉着绳子，绳子跟小车连在一起，所以绳子对小车的拉力等于钩码的重力，定滑轮的作用是将绳子受到钩码竖直向下的拉力改变为水平方向的拉力，才能对小车施加水平方向上的拉力。
（2）[3]由于绳子对小车的拉力等于钩码的重力，先分别向两边相同的托盘里加质量不相等的砝码，小车运动，说明小车两端受到的拉力大小不相等时，小车不能处于平衡状态；再分别向两边的托盘里加质量相等的砝码，绳子对小车两端的拉力相等，小车静止，说明彼此平衡的两个力F1、F2一定大小相等。
19．（1）100N；（2）50N；（3）5kg
【详解】解：（1）物体甲所受重力为
G甲=m甲g=10kg×10N/kg=100N
（2）物体甲对杠杆的拉力为
FA=G甲=100N
由杠杆的平衡条件得
FA×OA=FB×OB
解得
（3）物体乙的重力等于物体乙对杠杆的拉力，即
G乙=FB=50N
根据G=mg知物体乙的质量为
答：（1）物体甲所受重力G甲为100N；
（2）杠杆B端受到细线的拉力FB为50N；
（3）物体乙的质量m乙为5kg。
20．（1）300N；（2） ；（3）220N
【详解】解：（1）固定点O为杠杆的支点，杠杆B端所受拉力FB为动力，作用在A点的力为阻力，其大小为桶与沙土所受的重力，根据杠杆的平衡条件有
即
杠杆B端所受拉力
（2）配重受到竖直向下的重力作用，还受到绳子对其竖直向上的拉力的作用，因物体处于静止状态，故这两个力为平衡力，大小相等，作用点均在配重的重心，其受力的示意图如下所示：
（3）配重受竖直向下的重力G的作用及竖直向下的力F和绳子对其竖直向上的拉力的作用，由力的平衡有
大小等于杠杆作用在绳子上的力，由力的相互性
配重所受重力大小
答：（1）杠杆B端所受拉力FB；
（2）配重受力的示意图见解析；
（3）配重所受重力G为220N。
21．（1）整体受竖直向下的重力和两端绳子对该整体竖直向上的拉力；（2）250N；（3）100N；（4）900N
【详解】解：（1）忽略麻袋，将动滑轮和沙子视为一个整体，该整体受竖直向下的重力和两端绳子对该整体竖直向上的拉力。由题意可知，该整体做匀速直线运动，受力平衡，故该整体受到的重力和拉力大小相等，方向相反，在同一直线上。
（2）由图可知，承担物重的绳子段数n为2；由可知，滑轮组的机械效率
故匀速提升400N沙子时，绳子自由端受到的拉力
（3）由可知，动滑轮的重力
（4）由题意可知，支架可承担的最大拉力
代入数据可得
计算得施加在绳子上的最大拉力F拉=500N，则此滑轮组一次可以匀速提升沙子的最大重力
答：（1）见解析；
（2）绳子自由端受到的拉力为250N；
（3）动滑轮的重力为100N；
（4）此滑轮组一次可以匀速提升沙子的最大重力Gmax为900N。