第12章：简单机械 期末试题选编（含解析）2021-2022学年天津市人教版物理八年级下册
文档属性
| 名称 | 第12章：简单机械 期末试题选编（含解析）2021-2022学年天津市人教版物理八年级下册 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 1.5MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2023-04-29 20:03:29 | ||
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文档简介
第11章：功和机械能
一、单选题
1．（2022春·天津河西·八年级统考期末）在如图所示的简单机械中，属于省力杠杆的是（ ）
A．钳子
B．赛艇的桨
C．剪纸剪刀
D．镊子
2．（2022春·天津南开·八年级统考期末）关于图中简单机械，下列说法正确的是（ ）
A．图甲：指甲钳中所有杠杆均是省力杠杆
B．图乙：图中的这把剪刀适合剪开较硬物体
C．图丙：船桨是一个费力杠杆，可以省距离
D．图丁：升旗杆顶端安装的滑轮是为了省力
3．（2022春·天津南开·八年级统考期末）如下图所示，有完全相同的梯形物体，它们以平放、叠放、放滚木、滑轮等几种方式 在力的作用下沿同样的水平面匀速运动，在下列四种情况下，所受拉力最小的是（ ）
A． B．
C． D．
4．（2022春·天津东丽·八年级统考期末）杠杆根据省力、费力的情况可以分为三类，下列工具同属于一类的是（ ）
A．①④ B．②③ C．①③ D．②④
二、多选题
5．（2022春·天津东丽·八年级统考期末）如图所示的杠杆刚好平衡，采取下列办法能使杠杆再次达到平衡的是（ ）
A．两边各减小一个钩码
B．左边加两个钩码，右边加一个钩码
C．两边同时向内移动一格距离
D．左边钩码向内移一格距离，右边钩码向内移两格距离。
6．（2022春·天津南开·八年级统考期末）如图所示，竖直固定的测力计下端挂一个滑轮组，已知每个滑轮均重20N，滑轮组下端挂有一个物体B，滑轮组绳的末端通过定滑轮沿水平方向与物体A相连，物体A在绳的水平拉力作用下向右做匀速直线运动，此时测力计的示数为100N，滑轮组的机械效率为η。在物体B下加挂重为15N的物体C后，用水平向左的力F拉动物体A使其沿水平桌面向左做匀速直线运动，此时B上升的速度为3cm/s。滑轮与轴的摩擦、绳的质量等次要因素都忽略不计，g取10N/kg。则下列说法正确的是（ ）
A．物体A所受的滑动摩擦力为40N B．拉力F的大小为80N
C．拉力F做功的功率为7.65W D．滑轮组的机械效率η为60%
7．（2022春·天津红桥·八年级统考期末）为运送物体搭制的斜面如图所示，斜面长为s，高为h，用沿斜面向上的力F把一个重为G的物体由斜面底端以速度v匀速拉到顶端。下列说法中正确的是（ ）
A．整个过程中拉力F所做的有用功
B．整个过程中拉力F所做的总功
C．若斜面的机械效率为η，则拉力
D．若斜面的机械效率为η，则物体与斜面间的摩擦力
8．（2022春·天津津南·八年级统考期末）在实验室中用如图所示的装置沿竖直方向匀速提升一个重物。测得重物的质量为m，对自由端的拉力方向竖直向上且大小为F，重物上升的距离为h，自由端上升的距离为s。在此过程中，以下判断中正确的是（ ）
A．拉力F的大小等于
B．该装置做的总功等于Fs
C．该装置做的有用功等于mgh
D．该装置的机械效率等于
三、填空题
9．（2022春·天津河西·八年级统考期末）在探究杠杆的平衡条件实验中，未挂钩码时，发现杠杆左低右高，应将左侧的螺母向_________调节。如图所示，用弹簧测力计在A点对杠杆施加竖直向上的拉力，若杠杆一直保持在水平位置平衡，只将弹簧测力计逐渐向右倾斜到图中虚线的位置，弹簧测力计的示数将_________（选填“变大”“变小”或“不变”）。
10．（2022春·天津滨海新·八年级统考期末）如图中搬运砖头的独轮车，使用时可视为________（选填“省力”或“费力”）杠杆；若车厢和砖头所受的总重力为（车架所受重力忽略不计），独轮车的有关尺寸如图所示，推车时，人手向上的力的大小为________。
11．（2022春·天津津南·八年级统考期末）小强学校的国旗杆顶部装有一个滑轮，如图所示．此滑轮属于_________滑轮，这种滑轮的特点是不省力，但可以改变_________．
12．（2022春·天津南开·八年级统考期末）如图所示，在斜面上拉一个重4.5N的物体到高处，沿斜面向上的拉力为1.8 N， 斜面长1.2m、高0.3 m。把重物直接提升h所做的功为有用功，物体所受到斜面对它的摩擦力___________（选填“大于”“小于”或“等于”）1.8N；这个斜面的机械效率是___________。
四、作图题
13．（2022春·天津南开·八年级统考期末）如图所示，轻质杠杆在力F1、F2作用下处于平衡状态，l1为F1的力臂，请在图中画出F1的示意图及F2的力臂l2。
14．（2022春·天津和平·八年级统考期末）如图甲所示，一工人用一根木棒撬石头，现把这根木棒看成杠杆，并在图乙中画出了该杠杆的动力作用点A、动力F1、支点O及阻力作用点B，请你在图乙中画出该杠杆的动力臂l1、阻力F2、阻力臂l2。
15．（2022春·天津和平·八年级统考期末）“节约用水，人人有责”。如图甲是用水后及时关闭水龙头时的情景，水龙头手柄看作是一个杠杆，向下按关水，请你在图乙所示的示意图中画出阻力臂l2，并画出施加在A点的最小动力F1。
16．（2022春·天津和平·八年级统考期末）画出如图中滑轮组最省力且站在地面向下拉绳的绕法。
五、实验题
17．（2022春·天津东丽·八年级统考期末）小强在探究“杠杆的平衡条件”时，经历了如下的实验步骤：
（1）实验前调节杠杆在水平位置平衡时，发现杠杆右端下沉．则他应把杠杆右端的平衡螺母向_____（左/右）调节．
（2）实验时仍然使杠杆在水平位置平衡，这样做的目的是_____．
（3）在杠杆的两边挂上钩码，并移动悬挂位置，使杠杆重新平衡；改变动力或动力臂的大小，并重新调节，再次使杠杆平衡．如此多次测量，得到多组数据，如表：
试验次数 动力F1/N 动力臂L1/cm 阻力F2/N 阻力臂L2/cm
1 4 5 2 10
2 1.5 10 3 5
3 2 15 2 10
4 1 20 1 20
分析上表，杠杆平衡条件可表示为_____．
（4）小强用弹簧测力计做如图b的实验时，发现不再满足上表中得到的规律．请你对此做出评析：_____．
（5）如图c，小强用弹簧测力计取代一侧的钩码进行了进一步的探究活动，他这样做的目的是_____．
A．便于提供不同方向的拉力
B．便于直接读出拉力的大小
C．便于正确认识力臂
D．便于测量力臂的大小
18．（2022春·天津河西·八年级统考期末）小明做“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验时，提出如下猜想：
猜想一：滑轮组的机械效率与物体提升的高度有关；
猜想二：滑轮组的机械效率与动滑轮所受的重力有关；
猜想三：滑轮组的机械效率与被提升物体所受的重力有关。
为了验证猜想，准备的器材如下：多个相同的滑轮、一根细绳、钩码若干、刻度尺和弹簧测力计。实验数据如下表所示：
实验次数 钩码所受的重力G/N 提升高度h/m 拉力F/N 绳端移动的距离s/m 机械效率
1 2.0 0.1 1.2 0.3 55.6%
2 2.0 0.2 1.2 0.6 55.6%
3 4.0 0.1 1.9 0.3 70.2%
4 4.0 0.1 1.3 0.5 88.9%
5 6.0 0.1 2.5 0.3
（1）根据表中第5次实验数据在图中画出滑轮组的绕线方式__________；此次实验时滑轮组的机械效率为__________；
（2）通过比较1、2两次实验数据可得出：使用同一滑轮组提升相同重物，滑轮组的机械效率与物体提升的高度__________；（选填“有关”或“无关”）
（3）通过比较1、3两次实验数据可得出：用同一滑轮组提升物体，当物体提升的高度相同时，物体越重，滑轮组的机械效率越__________；（“高”或“低”）
（4）通过比较_________、_________（填写实验次数序号）两次实验数据可得出：不同滑轮组提升相同重物，当物体提升的高度相同时，动滑轮越重滑轮组的机械效率越低。
六、计算题
19．（2022春·天津南开·八年级统考期末）小红设计了如图所示的装置。轻质杠杆AOB可绕支点O无摩擦转动，OB=2m，OA=1m。在杠杆A端用不可伸长的细线悬挂正方体M，重力为600 N，底面积为400cm2，小红重500N，行走时与地面的摩擦为50N，小红从O点移动到之间某处C时，杠杆处于水平平衡状态，且M对地面的压力刚好为0，求：
（1）小红从O点移动到C点时克服摩擦力所做的功；
（2）当小红移动到距离O点0.7m时，正方体M对水平地面的压强。
20．（2022春·天津宝坻·八年级校联考期末）一起重机在60s时间内将质量为6×103kg的大石头沿竖直方向匀速提升3m，求：（g取10N/kg）
（1）起重机做的功；
（2）起重机的功率。
21．（2022春·天津和平·八年级统考期末）如图所示，建筑工人用滑轮组在20s的时间内将重为480N的物体匀速提升5m，所用的拉力为300N．求这个过程中：
（1）工人做的有用功；
（2）拉力的功率；
（3）滑轮组的机械效率．
22．（2022春·天津西青·八年级统考期末）用如图所示的滑轮组匀速提起1200N的重物，拉力做功的功率为1000W，绳子自由端上升的速度为2m/s。不计绳重和摩擦。求：
（1）作用在绳自由端的拉力大小；
（2）动滑轮所受重力大小；
（3）若用此滑轮组匀速提起1500N的重物，滑轮组的机械效率多大？
七、综合题
23．（2022春·天津河西·八年级统考期末）如图所示是一种拉杆式旅行箱的结构示意图。请你完成下列问题：
（1）请在图中画出动力F的力臂l1；
（2）若箱子总重为120N，动力臂是阻力臂的4倍，则提起拉杆的力F至少为多少牛？
参考答案：
1．A
【详解】A．钳子在使用时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A符合题意
B．赛艇的桨在使用时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故B不符合题意；
C．图示剪刀在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故C不符合题意；
D．在使用镊子时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故D不符合题意。
故选A。
2．C
【详解】A．指甲钳中含有三个杠杆，有省力也有费力杠杆，故A错误；
B．图中剪刀的动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，不适合剪开较硬的物体，故B错误；
C．船桨的动力臂小于阻力臂，是一个费力杠杆，可以省距离，故C正确；
D．升旗杆顶端安装的滑轮是定滑轮，是为了改变力的方向，故D错误。
故选C。
3．C
【详解】图示四种情况下，物体都做匀速直线运动，处于平衡状态；物体在水平方向受拉力F与摩擦力f作用，由平衡条件得
F=f
A、B、D三种情况下，接触面一样，B的正压力最大，B受的摩擦力最大，A与D摩擦相等小于B的摩擦；A、C压力相等，但C是滚动摩擦，C的摩擦小于A的摩擦；综上所述A、B、C、D中C的摩擦最小，因为
F=f
所以C的拉力最小，故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
4．B
【详解】①镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆；②天平在使用过程中，动力臂等于阻力臂，属于等臂杠杆；③定滑轮在使用过程中，动力臂等于阻力臂，属于等臂杠杆；④开瓶器在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆。
故选B。
5．BD
【详解】A．由图可知，此时杠杆刚好平衡，满足杠杆平衡条件
2G×3l=1G×6l
若两边各减小一个钩码，则支点右边钩码数为零，故有
1G×3l≠0×6l
杠杆不平衡，故A不符合题意；
B．左边加两个钩码，右边加一个钩码，则有
4G×3l=2G×6l
杠杆平衡，故B符合题意；
C．两边同时向内移动一格距离，则有
2G×2l≠1G×5l
杠杆不平衡，故C不符合题意；
D．左边钩码向内移一格距离，右边钩码向内移两格距离，则有
2G×2l=1G×4l
杠杆平衡，故D符合题意。
故选BD。
6．AC
【详解】A．对图示中滑轮组的定滑轮进行受力分析知，此定滑轮受到测力计向上的拉力及绳子向下的两个拉力、滑轮的重力的作用，处于静止，所以有
2F1+G轮=F示
即
2F1+20N=100N
解得绳子端的拉力
F1=40N
物体A水平方向受到绳子的拉力及摩擦力作用做匀速直线运动，所以拉力和摩擦力是一对平衡力，它们的大小相等，A所受的滑动摩擦力
f=F1=40N
故A正确；
B．不计摩擦及绳的质量等次要因素，滑轮组承重绳子为3根，物体B的重力
GB=3F1-G轮=3×40N-20N=100N
给B下加挂15N的物体C后，滑轮组提升物体的总重力
GBC=GB+GC=100N+15N=115N
绳子端的拉力
整个过程中，A对桌面压力、接触面的粗糙程度不变，所受的滑动摩擦力也不变。当A受到水平向左拉力，而向左匀速直线运动时，受到的滑动摩擦力方向向右，则有
F=F2+f=45N+40N=85N
故B错误；
C．B上升的速度为3cm/s时，绳子端移动的速度，即A移动的速度
v=3vB=3×3cm/s=9cm/s=0.09m/s
拉力F做功的功率
P=Fv=85N×0.09m/s=7.65W
故C正确；
D．物体B下加挂物体C前，滑轮组的机械效率
故D错误。
故选AC。
7．ACD
【详解】A．使用斜面的目的是提升重物，因此克服物体重力所做的功是有用功，即，A正确；
B．使用斜面时，所做的额外功就是克服物体与斜面间的摩擦力做的功，即；根据总功、额外功和有用功的关系可得，总功
B错误；
C．斜面所做的总功是，若斜面的机械效率是η，那么
变换可得
C正确；
D．由上述可知
即
变换可得物体与斜面间的摩擦力是
D正确。
故选ACD。
8．BC
【详解】A．题目中没有说不考虑轮重、绳重及摩擦，所以拉力F大于，故A错误；
B．该装置拉力做的功为总功
W总=Fs
故B正确；
C．该装置对重物做的功为有用功
W有=Gh=mgh
故C正确；
D．该装置的机械效率为
故D错误。
故选BC。
9． 右 变大
【详解】[1]杠杆左低右高，因此应将杠杆左端的平衡螺母向右调节。
[2]当弹簧测力计逐渐向右倾斜到图中位置，力臂变短，阻力、阻力臂不变，动力臂变短，动力变大，弹簧测力计的示数会变大。
10． 省力 300
【详解】[1]由题图可知独轮车的动力臂是从轮子到扶手的距离，阻力臂为从轮子到重力作用线的距离，由于动力臂大于阻力臂，故独轮车属于省力杠杆。
[2]根据题图可知动力臂l1＝1 m，阻力臂l2＝0.3 m，根据杠杆平衡条件
Gl2＝Fl1
得到
G×0.3m＝F×1m
1000N×0.3m＝F×1m
F＝300N
11． 定 力的方向
【详解】旗杆顶部装有一个定滑轮，利用它来升国旗，可以改变动力的方向；
第一空．定
第二空．力的方向
12． 小于 62.5%
【详解】[1][2]把重物直接提升h所做的功为有用功，由题意可知，有用功为
W有用=Gh=4.5N×0.3m=1.35J
拉力所做的功为总功，则总功为
W总=Fs=1.8N×2m=2.16J
斜面的效率
额外功
W额=W总-W有用=2.16J-1.35J=0.81J
因为W额=fs，所以摩擦力大小
故摩擦力f小于1.8N。
13．
【详解】由力臂的定义可知，力臂为支点到力的作用线的垂线段，故过l1的右端点作垂线段，即为力F1的方向，因力F2的方向垂直向下，故力F1的方向应斜向上，杠杆才能保持平衡，力F1作用在杠杆上，过支点作力F2的垂线段，即为力F2对应的力臂l2，如下图所示
14．
【详解】力臂是指力的作用线到转动轴的垂直距离，动力F1方向竖直向下，由支点O向其作垂线段即为动力臂l1，阻力F2由重力产生，方向竖直向下，由支点O向其作垂线段即为阻力臂l2，如图所示：
15．
【详解】过O点作阻力F2的作用线的垂线段，即为阻力F2对支点O的力臂l2；根据杠杆平衡的条件可知，在杠杆中的阻力、阻力臂一定的情况下，要使动力最小，必须使动力臂最长；由图可知，OA为最长动力臂，阻力的方向向上，所以动力的方向应该垂直OA向下，连接支点O与A点，过A点作OA的垂线段就得到在A点施加的最小动力F1，如图
16．
【详解】由图可以看出，人站在地面拉动绳子，因此绳子的拉动方向应向下，因此确定自由端的绳子，然后依次向内绕，滑轮组的动滑轮绕3段绳，如图所示：
17． 左 消除杠杆的自重对杠杆平衡产生的影响，同时可从杠杆上直接读取力臂的大小； F1L1=F2L2 由于动力的方向没有与杆垂直，因此此时的力臂不再等于OA长 C
【分析】杠杆在水平位置平衡后，重力的方向跟杠杆垂直，支点到力的作用点的距离就是力臂，同时能够消除杠杆自身重力对杠杆平衡的影响，因此在此实验中我们应首先调节杠杆在水平位置平衡．杠杆的平衡条件是：动力×动力臂=阻力×阻力臂．改变动力后，要使杠杆仍在水平位置平衡，动力臂、阻力、阻力臂，都可以改变．根据表中数据总结结论．杠杆受到的力不再竖直方向时，力臂不等于杆长．
【详解】(1)杠杆右端下沉.说明右边力和力臂的乘积大于左边力和力臂的乘积，则他应把杠杆右端的平衡螺母向左调节.(2)实验时仍然使杠杆在水平位置平衡，这样做的目的是消除杠杆的自重对杠杆平衡产生的影响，同时可从杠杆上直接读取力臂的大小； (3)分析表中的实验数据,发现动力×动力臂=阻力×阻力臂,用F1、F2、L1和L2分别表示动力、阻力、动力臂和阻力臂,杠杆平衡条件可表示为：F1L1=F2L2.(4)如图，当小强将弹簧测力计斜向左拉时，拉力的力臂不再等于杆OA长，而是OC长，所以再将OA作为力臂时是错误的．(5)从支点到力的作用线的距离叫力臂，在杠杆两侧挂钩码，由于重力的方向是竖直向下的，力臂在杠杆上可以直接读出，当用弹簧测力计拉，若弹簧测力计倾斜时，拉力不再与杠杆垂直，这样力臂会发生变化，相应变短，根据杠杆的平衡条件，力会相应增大，才能使杠杆仍保持平衡，这样做实验可以加深学生对力臂的正确认识，故选C．
18． 80% 无关 高 3 4
【详解】（1）[1][2]表中第5次实验时滑轮组的机械效率为
由s=nh可得动滑轮上绳子的段数
该滑轮组的绕线方式如下图所示：
（2）[3]通过比较实验1、2数据可得出：使用同一滑轮组提升相同重物，物体上升的高度不同，滑轮组的机械效率相同，所以滑轮组的机械效率与重物上升高度无关。
（3）[4]1、3两次实验，使用同样的滑轮组，提升的物重不同，通过得出的实验数据可知，提升的物体重力越大，滑轮组的机械效率越高，得出结论：同一滑轮组提升的物体越重，滑轮组机械效率越高。
（4）[5][6]比较3、4两次实验数据，提升的物重相同，拉力越大，则动滑轮的重力越大，滑轮组的机械效率越低，由此可得结论：不同滑轮组提升相同重物，动滑轮的重力不同，机械效率不同，动滑轮越重，机械效率越低。
19．（1）60J；（2）6250Pa
【详解】解：（1）M对地面的压力刚好为0，则地面对M的支持力也为0，对M做受力分析，它受到竖直向下的重力和竖直向上的拉力，且拉力与重力相等，即
F拉=G=600N
杠杆对重物M的拉力F拉与重物M对杠杆的拉力F1相等，即
F1=F拉=600N
由杠杆平衡条件得
F1×OA=G人×OC
小红从O点移动到C点时克服摩擦力所做的功
W=fs=f×OC=50N×1.2m=60J
（2）当小红移动到距离O点0.7m时，由杠杆平衡条件得到
F'1×OA=G人×l
杠杆对重物的拉力为
F拉'=F1'=350N
由于物体M静止，物体M受到重力、拉力、支持力，由力的平衡得到物体受到的支持力
F支=G-F拉'=600N-350N=250N
由力的作用相互性可知物体对地压力为
F压=F支=250N
正方体M对水平地面的压强为
答：（1）小红从O点移动到C点时克服摩擦力所做的功是60J；
（2）当小红移动到距离O点0.7m时，正方体M对水平地面的压强是6250Pa。
20．（1）；（2）
【详解】（1）由题意可知，起重机做的功为
（2）起重机的功率为
答：（1）起重机做的功为；
（2）起重机的功率为。
21．（1）2400J；（2）150W；（3）80%．
【分析】（1）已知物重和物体上升的高度，根据W＝Gh即可求出所做的有用功；
（2）由图知：有两段绳子与动滑轮相连，则物体上升的高度h和绳子自由移动的距离s之间的关系为：s＝2h，求出自由端绳子移动的距离，然后再根据W＝Fs即可求出所做的总功；根据求拉力的功率；
（3）已求出有用功和总功，根据求出滑轮组的机械效率．
【详解】（1）将重为480N的物体匀速提升5m，做的有用功：
W有用＝Gh＝480N×5m＝2400J；
（2）绳子的有效段数为2，绳子自由端通过的距离：
s＝nh＝2×5m＝10m，
拉力做总功：
W总＝Fs＝300N×10m＝3000J；
拉力的功率：
；
（3）滑轮组的机械效率：
【点睛】该题考查了功的公式和功率公式的运用及滑轮组机械效率的求法，解答此题的关键是找到s、h之间的关系．
22．（1）500N；（2）300N；（3）83.3%
【详解】解：（1）由功率
可知拉力大小
（2）由图可知滑轮组的动滑轮绕绳子的段数n=3，不计绳重和摩擦，动滑轮的重力
G动=nF-G=3×500N-1200N=300N
（3）滑轮组的机械效率
答：（1）作用在绳自由端的拉力大小是500N；
（2）动滑轮所受重力大小是300N；
（3）若用此滑轮组匀速提起1500N的重物，滑轮组的机械效率是83.3%。
23．（1）；（2）30N
【详解】(1)过支点O作力的作用线F的垂线，并标记号力臂l1，如图所示
(2) 箱子总重
动力臂是阻力臂的4倍，即
由
得
一、单选题
1．（2022春·天津河西·八年级统考期末）在如图所示的简单机械中，属于省力杠杆的是（ ）
A．钳子
B．赛艇的桨
C．剪纸剪刀
D．镊子
2．（2022春·天津南开·八年级统考期末）关于图中简单机械，下列说法正确的是（ ）
A．图甲：指甲钳中所有杠杆均是省力杠杆
B．图乙：图中的这把剪刀适合剪开较硬物体
C．图丙：船桨是一个费力杠杆，可以省距离
D．图丁：升旗杆顶端安装的滑轮是为了省力
3．（2022春·天津南开·八年级统考期末）如下图所示，有完全相同的梯形物体，它们以平放、叠放、放滚木、滑轮等几种方式 在力的作用下沿同样的水平面匀速运动，在下列四种情况下，所受拉力最小的是（ ）
A． B．
C． D．
4．（2022春·天津东丽·八年级统考期末）杠杆根据省力、费力的情况可以分为三类，下列工具同属于一类的是（ ）
A．①④ B．②③ C．①③ D．②④
二、多选题
5．（2022春·天津东丽·八年级统考期末）如图所示的杠杆刚好平衡，采取下列办法能使杠杆再次达到平衡的是（ ）
A．两边各减小一个钩码
B．左边加两个钩码，右边加一个钩码
C．两边同时向内移动一格距离
D．左边钩码向内移一格距离，右边钩码向内移两格距离。
6．（2022春·天津南开·八年级统考期末）如图所示，竖直固定的测力计下端挂一个滑轮组，已知每个滑轮均重20N，滑轮组下端挂有一个物体B，滑轮组绳的末端通过定滑轮沿水平方向与物体A相连，物体A在绳的水平拉力作用下向右做匀速直线运动，此时测力计的示数为100N，滑轮组的机械效率为η。在物体B下加挂重为15N的物体C后，用水平向左的力F拉动物体A使其沿水平桌面向左做匀速直线运动，此时B上升的速度为3cm/s。滑轮与轴的摩擦、绳的质量等次要因素都忽略不计，g取10N/kg。则下列说法正确的是（ ）
A．物体A所受的滑动摩擦力为40N B．拉力F的大小为80N
C．拉力F做功的功率为7.65W D．滑轮组的机械效率η为60%
7．（2022春·天津红桥·八年级统考期末）为运送物体搭制的斜面如图所示，斜面长为s，高为h，用沿斜面向上的力F把一个重为G的物体由斜面底端以速度v匀速拉到顶端。下列说法中正确的是（ ）
A．整个过程中拉力F所做的有用功
B．整个过程中拉力F所做的总功
C．若斜面的机械效率为η，则拉力
D．若斜面的机械效率为η，则物体与斜面间的摩擦力
8．（2022春·天津津南·八年级统考期末）在实验室中用如图所示的装置沿竖直方向匀速提升一个重物。测得重物的质量为m，对自由端的拉力方向竖直向上且大小为F，重物上升的距离为h，自由端上升的距离为s。在此过程中，以下判断中正确的是（ ）
A．拉力F的大小等于
B．该装置做的总功等于Fs
C．该装置做的有用功等于mgh
D．该装置的机械效率等于
三、填空题
9．（2022春·天津河西·八年级统考期末）在探究杠杆的平衡条件实验中，未挂钩码时，发现杠杆左低右高，应将左侧的螺母向_________调节。如图所示，用弹簧测力计在A点对杠杆施加竖直向上的拉力，若杠杆一直保持在水平位置平衡，只将弹簧测力计逐渐向右倾斜到图中虚线的位置，弹簧测力计的示数将_________（选填“变大”“变小”或“不变”）。
10．（2022春·天津滨海新·八年级统考期末）如图中搬运砖头的独轮车，使用时可视为________（选填“省力”或“费力”）杠杆；若车厢和砖头所受的总重力为（车架所受重力忽略不计），独轮车的有关尺寸如图所示，推车时，人手向上的力的大小为________。
11．（2022春·天津津南·八年级统考期末）小强学校的国旗杆顶部装有一个滑轮，如图所示．此滑轮属于_________滑轮，这种滑轮的特点是不省力，但可以改变_________．
12．（2022春·天津南开·八年级统考期末）如图所示，在斜面上拉一个重4.5N的物体到高处，沿斜面向上的拉力为1.8 N， 斜面长1.2m、高0.3 m。把重物直接提升h所做的功为有用功，物体所受到斜面对它的摩擦力___________（选填“大于”“小于”或“等于”）1.8N；这个斜面的机械效率是___________。
四、作图题
13．（2022春·天津南开·八年级统考期末）如图所示，轻质杠杆在力F1、F2作用下处于平衡状态，l1为F1的力臂，请在图中画出F1的示意图及F2的力臂l2。
14．（2022春·天津和平·八年级统考期末）如图甲所示，一工人用一根木棒撬石头，现把这根木棒看成杠杆，并在图乙中画出了该杠杆的动力作用点A、动力F1、支点O及阻力作用点B，请你在图乙中画出该杠杆的动力臂l1、阻力F2、阻力臂l2。
15．（2022春·天津和平·八年级统考期末）“节约用水，人人有责”。如图甲是用水后及时关闭水龙头时的情景，水龙头手柄看作是一个杠杆，向下按关水，请你在图乙所示的示意图中画出阻力臂l2，并画出施加在A点的最小动力F1。
16．（2022春·天津和平·八年级统考期末）画出如图中滑轮组最省力且站在地面向下拉绳的绕法。
五、实验题
17．（2022春·天津东丽·八年级统考期末）小强在探究“杠杆的平衡条件”时，经历了如下的实验步骤：
（1）实验前调节杠杆在水平位置平衡时，发现杠杆右端下沉．则他应把杠杆右端的平衡螺母向_____（左/右）调节．
（2）实验时仍然使杠杆在水平位置平衡，这样做的目的是_____．
（3）在杠杆的两边挂上钩码，并移动悬挂位置，使杠杆重新平衡；改变动力或动力臂的大小，并重新调节，再次使杠杆平衡．如此多次测量，得到多组数据，如表：
试验次数 动力F1/N 动力臂L1/cm 阻力F2/N 阻力臂L2/cm
1 4 5 2 10
2 1.5 10 3 5
3 2 15 2 10
4 1 20 1 20
分析上表，杠杆平衡条件可表示为_____．
（4）小强用弹簧测力计做如图b的实验时，发现不再满足上表中得到的规律．请你对此做出评析：_____．
（5）如图c，小强用弹簧测力计取代一侧的钩码进行了进一步的探究活动，他这样做的目的是_____．
A．便于提供不同方向的拉力
B．便于直接读出拉力的大小
C．便于正确认识力臂
D．便于测量力臂的大小
18．（2022春·天津河西·八年级统考期末）小明做“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验时，提出如下猜想：
猜想一：滑轮组的机械效率与物体提升的高度有关；
猜想二：滑轮组的机械效率与动滑轮所受的重力有关；
猜想三：滑轮组的机械效率与被提升物体所受的重力有关。
为了验证猜想，准备的器材如下：多个相同的滑轮、一根细绳、钩码若干、刻度尺和弹簧测力计。实验数据如下表所示：
实验次数 钩码所受的重力G/N 提升高度h/m 拉力F/N 绳端移动的距离s/m 机械效率
1 2.0 0.1 1.2 0.3 55.6%
2 2.0 0.2 1.2 0.6 55.6%
3 4.0 0.1 1.9 0.3 70.2%
4 4.0 0.1 1.3 0.5 88.9%
5 6.0 0.1 2.5 0.3
（1）根据表中第5次实验数据在图中画出滑轮组的绕线方式__________；此次实验时滑轮组的机械效率为__________；
（2）通过比较1、2两次实验数据可得出：使用同一滑轮组提升相同重物，滑轮组的机械效率与物体提升的高度__________；（选填“有关”或“无关”）
（3）通过比较1、3两次实验数据可得出：用同一滑轮组提升物体，当物体提升的高度相同时，物体越重，滑轮组的机械效率越__________；（“高”或“低”）
（4）通过比较_________、_________（填写实验次数序号）两次实验数据可得出：不同滑轮组提升相同重物，当物体提升的高度相同时，动滑轮越重滑轮组的机械效率越低。
六、计算题
19．（2022春·天津南开·八年级统考期末）小红设计了如图所示的装置。轻质杠杆AOB可绕支点O无摩擦转动，OB=2m，OA=1m。在杠杆A端用不可伸长的细线悬挂正方体M，重力为600 N，底面积为400cm2，小红重500N，行走时与地面的摩擦为50N，小红从O点移动到之间某处C时，杠杆处于水平平衡状态，且M对地面的压力刚好为0，求：
（1）小红从O点移动到C点时克服摩擦力所做的功；
（2）当小红移动到距离O点0.7m时，正方体M对水平地面的压强。
20．（2022春·天津宝坻·八年级校联考期末）一起重机在60s时间内将质量为6×103kg的大石头沿竖直方向匀速提升3m，求：（g取10N/kg）
（1）起重机做的功；
（2）起重机的功率。
21．（2022春·天津和平·八年级统考期末）如图所示，建筑工人用滑轮组在20s的时间内将重为480N的物体匀速提升5m，所用的拉力为300N．求这个过程中：
（1）工人做的有用功；
（2）拉力的功率；
（3）滑轮组的机械效率．
22．（2022春·天津西青·八年级统考期末）用如图所示的滑轮组匀速提起1200N的重物，拉力做功的功率为1000W，绳子自由端上升的速度为2m/s。不计绳重和摩擦。求：
（1）作用在绳自由端的拉力大小；
（2）动滑轮所受重力大小；
（3）若用此滑轮组匀速提起1500N的重物，滑轮组的机械效率多大？
七、综合题
23．（2022春·天津河西·八年级统考期末）如图所示是一种拉杆式旅行箱的结构示意图。请你完成下列问题：
（1）请在图中画出动力F的力臂l1；
（2）若箱子总重为120N，动力臂是阻力臂的4倍，则提起拉杆的力F至少为多少牛？
参考答案：
1．A
【详解】A．钳子在使用时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A符合题意
B．赛艇的桨在使用时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故B不符合题意；
C．图示剪刀在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故C不符合题意；
D．在使用镊子时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故D不符合题意。
故选A。
2．C
【详解】A．指甲钳中含有三个杠杆，有省力也有费力杠杆，故A错误；
B．图中剪刀的动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，不适合剪开较硬的物体，故B错误；
C．船桨的动力臂小于阻力臂，是一个费力杠杆，可以省距离，故C正确；
D．升旗杆顶端安装的滑轮是定滑轮，是为了改变力的方向，故D错误。
故选C。
3．C
【详解】图示四种情况下，物体都做匀速直线运动，处于平衡状态；物体在水平方向受拉力F与摩擦力f作用，由平衡条件得
F=f
A、B、D三种情况下，接触面一样，B的正压力最大，B受的摩擦力最大，A与D摩擦相等小于B的摩擦；A、C压力相等，但C是滚动摩擦，C的摩擦小于A的摩擦；综上所述A、B、C、D中C的摩擦最小，因为
F=f
所以C的拉力最小，故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
4．B
【详解】①镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆；②天平在使用过程中，动力臂等于阻力臂，属于等臂杠杆；③定滑轮在使用过程中，动力臂等于阻力臂，属于等臂杠杆；④开瓶器在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆。
故选B。
5．BD
【详解】A．由图可知，此时杠杆刚好平衡，满足杠杆平衡条件
2G×3l=1G×6l
若两边各减小一个钩码，则支点右边钩码数为零，故有
1G×3l≠0×6l
杠杆不平衡，故A不符合题意；
B．左边加两个钩码，右边加一个钩码，则有
4G×3l=2G×6l
杠杆平衡，故B符合题意；
C．两边同时向内移动一格距离，则有
2G×2l≠1G×5l
杠杆不平衡，故C不符合题意；
D．左边钩码向内移一格距离，右边钩码向内移两格距离，则有
2G×2l=1G×4l
杠杆平衡，故D符合题意。
故选BD。
6．AC
【详解】A．对图示中滑轮组的定滑轮进行受力分析知，此定滑轮受到测力计向上的拉力及绳子向下的两个拉力、滑轮的重力的作用，处于静止，所以有
2F1+G轮=F示
即
2F1+20N=100N
解得绳子端的拉力
F1=40N
物体A水平方向受到绳子的拉力及摩擦力作用做匀速直线运动，所以拉力和摩擦力是一对平衡力，它们的大小相等，A所受的滑动摩擦力
f=F1=40N
故A正确；
B．不计摩擦及绳的质量等次要因素，滑轮组承重绳子为3根，物体B的重力
GB=3F1-G轮=3×40N-20N=100N
给B下加挂15N的物体C后，滑轮组提升物体的总重力
GBC=GB+GC=100N+15N=115N
绳子端的拉力
整个过程中，A对桌面压力、接触面的粗糙程度不变，所受的滑动摩擦力也不变。当A受到水平向左拉力，而向左匀速直线运动时，受到的滑动摩擦力方向向右，则有
F=F2+f=45N+40N=85N
故B错误；
C．B上升的速度为3cm/s时，绳子端移动的速度，即A移动的速度
v=3vB=3×3cm/s=9cm/s=0.09m/s
拉力F做功的功率
P=Fv=85N×0.09m/s=7.65W
故C正确；
D．物体B下加挂物体C前，滑轮组的机械效率
故D错误。
故选AC。
7．ACD
【详解】A．使用斜面的目的是提升重物，因此克服物体重力所做的功是有用功，即，A正确；
B．使用斜面时，所做的额外功就是克服物体与斜面间的摩擦力做的功，即；根据总功、额外功和有用功的关系可得，总功
B错误；
C．斜面所做的总功是，若斜面的机械效率是η，那么
变换可得
C正确；
D．由上述可知
即
变换可得物体与斜面间的摩擦力是
D正确。
故选ACD。
8．BC
【详解】A．题目中没有说不考虑轮重、绳重及摩擦，所以拉力F大于，故A错误；
B．该装置拉力做的功为总功
W总=Fs
故B正确；
C．该装置对重物做的功为有用功
W有=Gh=mgh
故C正确；
D．该装置的机械效率为
故D错误。
故选BC。
9． 右 变大
【详解】[1]杠杆左低右高，因此应将杠杆左端的平衡螺母向右调节。
[2]当弹簧测力计逐渐向右倾斜到图中位置，力臂变短，阻力、阻力臂不变，动力臂变短，动力变大，弹簧测力计的示数会变大。
10． 省力 300
【详解】[1]由题图可知独轮车的动力臂是从轮子到扶手的距离，阻力臂为从轮子到重力作用线的距离，由于动力臂大于阻力臂，故独轮车属于省力杠杆。
[2]根据题图可知动力臂l1＝1 m，阻力臂l2＝0.3 m，根据杠杆平衡条件
Gl2＝Fl1
得到
G×0.3m＝F×1m
1000N×0.3m＝F×1m
F＝300N
11． 定 力的方向
【详解】旗杆顶部装有一个定滑轮，利用它来升国旗，可以改变动力的方向；
第一空．定
第二空．力的方向
12． 小于 62.5%
【详解】[1][2]把重物直接提升h所做的功为有用功，由题意可知，有用功为
W有用=Gh=4.5N×0.3m=1.35J
拉力所做的功为总功，则总功为
W总=Fs=1.8N×2m=2.16J
斜面的效率
额外功
W额=W总-W有用=2.16J-1.35J=0.81J
因为W额=fs，所以摩擦力大小
故摩擦力f小于1.8N。
13．
【详解】由力臂的定义可知，力臂为支点到力的作用线的垂线段，故过l1的右端点作垂线段，即为力F1的方向，因力F2的方向垂直向下，故力F1的方向应斜向上，杠杆才能保持平衡，力F1作用在杠杆上，过支点作力F2的垂线段，即为力F2对应的力臂l2，如下图所示
14．
【详解】力臂是指力的作用线到转动轴的垂直距离，动力F1方向竖直向下，由支点O向其作垂线段即为动力臂l1，阻力F2由重力产生，方向竖直向下，由支点O向其作垂线段即为阻力臂l2，如图所示：
15．
【详解】过O点作阻力F2的作用线的垂线段，即为阻力F2对支点O的力臂l2；根据杠杆平衡的条件可知，在杠杆中的阻力、阻力臂一定的情况下，要使动力最小，必须使动力臂最长；由图可知，OA为最长动力臂，阻力的方向向上，所以动力的方向应该垂直OA向下，连接支点O与A点，过A点作OA的垂线段就得到在A点施加的最小动力F1，如图
16．
【详解】由图可以看出，人站在地面拉动绳子，因此绳子的拉动方向应向下，因此确定自由端的绳子，然后依次向内绕，滑轮组的动滑轮绕3段绳，如图所示：
17． 左 消除杠杆的自重对杠杆平衡产生的影响，同时可从杠杆上直接读取力臂的大小； F1L1=F2L2 由于动力的方向没有与杆垂直，因此此时的力臂不再等于OA长 C
【分析】杠杆在水平位置平衡后，重力的方向跟杠杆垂直，支点到力的作用点的距离就是力臂，同时能够消除杠杆自身重力对杠杆平衡的影响，因此在此实验中我们应首先调节杠杆在水平位置平衡．杠杆的平衡条件是：动力×动力臂=阻力×阻力臂．改变动力后，要使杠杆仍在水平位置平衡，动力臂、阻力、阻力臂，都可以改变．根据表中数据总结结论．杠杆受到的力不再竖直方向时，力臂不等于杆长．
【详解】(1)杠杆右端下沉.说明右边力和力臂的乘积大于左边力和力臂的乘积，则他应把杠杆右端的平衡螺母向左调节.(2)实验时仍然使杠杆在水平位置平衡，这样做的目的是消除杠杆的自重对杠杆平衡产生的影响，同时可从杠杆上直接读取力臂的大小； (3)分析表中的实验数据,发现动力×动力臂=阻力×阻力臂,用F1、F2、L1和L2分别表示动力、阻力、动力臂和阻力臂,杠杆平衡条件可表示为：F1L1=F2L2.(4)如图，当小强将弹簧测力计斜向左拉时，拉力的力臂不再等于杆OA长，而是OC长，所以再将OA作为力臂时是错误的．(5)从支点到力的作用线的距离叫力臂，在杠杆两侧挂钩码，由于重力的方向是竖直向下的，力臂在杠杆上可以直接读出，当用弹簧测力计拉，若弹簧测力计倾斜时，拉力不再与杠杆垂直，这样力臂会发生变化，相应变短，根据杠杆的平衡条件，力会相应增大，才能使杠杆仍保持平衡，这样做实验可以加深学生对力臂的正确认识，故选C．
18． 80% 无关 高 3 4
【详解】（1）[1][2]表中第5次实验时滑轮组的机械效率为
由s=nh可得动滑轮上绳子的段数
该滑轮组的绕线方式如下图所示：
（2）[3]通过比较实验1、2数据可得出：使用同一滑轮组提升相同重物，物体上升的高度不同，滑轮组的机械效率相同，所以滑轮组的机械效率与重物上升高度无关。
（3）[4]1、3两次实验，使用同样的滑轮组，提升的物重不同，通过得出的实验数据可知，提升的物体重力越大，滑轮组的机械效率越高，得出结论：同一滑轮组提升的物体越重，滑轮组机械效率越高。
（4）[5][6]比较3、4两次实验数据，提升的物重相同，拉力越大，则动滑轮的重力越大，滑轮组的机械效率越低，由此可得结论：不同滑轮组提升相同重物，动滑轮的重力不同，机械效率不同，动滑轮越重，机械效率越低。
19．（1）60J；（2）6250Pa
【详解】解：（1）M对地面的压力刚好为0，则地面对M的支持力也为0，对M做受力分析，它受到竖直向下的重力和竖直向上的拉力，且拉力与重力相等，即
F拉=G=600N
杠杆对重物M的拉力F拉与重物M对杠杆的拉力F1相等，即
F1=F拉=600N
由杠杆平衡条件得
F1×OA=G人×OC
小红从O点移动到C点时克服摩擦力所做的功
W=fs=f×OC=50N×1.2m=60J
（2）当小红移动到距离O点0.7m时，由杠杆平衡条件得到
F'1×OA=G人×l
杠杆对重物的拉力为
F拉'=F1'=350N
由于物体M静止，物体M受到重力、拉力、支持力，由力的平衡得到物体受到的支持力
F支=G-F拉'=600N-350N=250N
由力的作用相互性可知物体对地压力为
F压=F支=250N
正方体M对水平地面的压强为
答：（1）小红从O点移动到C点时克服摩擦力所做的功是60J；
（2）当小红移动到距离O点0.7m时，正方体M对水平地面的压强是6250Pa。
20．（1）；（2）
【详解】（1）由题意可知，起重机做的功为
（2）起重机的功率为
答：（1）起重机做的功为；
（2）起重机的功率为。
21．（1）2400J；（2）150W；（3）80%．
【分析】（1）已知物重和物体上升的高度，根据W＝Gh即可求出所做的有用功；
（2）由图知：有两段绳子与动滑轮相连，则物体上升的高度h和绳子自由移动的距离s之间的关系为：s＝2h，求出自由端绳子移动的距离，然后再根据W＝Fs即可求出所做的总功；根据求拉力的功率；
（3）已求出有用功和总功，根据求出滑轮组的机械效率．
【详解】（1）将重为480N的物体匀速提升5m，做的有用功：
W有用＝Gh＝480N×5m＝2400J；
（2）绳子的有效段数为2，绳子自由端通过的距离：
s＝nh＝2×5m＝10m，
拉力做总功：
W总＝Fs＝300N×10m＝3000J；
拉力的功率：
；
（3）滑轮组的机械效率：
【点睛】该题考查了功的公式和功率公式的运用及滑轮组机械效率的求法，解答此题的关键是找到s、h之间的关系．
22．（1）500N；（2）300N；（3）83.3%
【详解】解：（1）由功率
可知拉力大小
（2）由图可知滑轮组的动滑轮绕绳子的段数n=3，不计绳重和摩擦，动滑轮的重力
G动=nF-G=3×500N-1200N=300N
（3）滑轮组的机械效率
答：（1）作用在绳自由端的拉力大小是500N；
（2）动滑轮所受重力大小是300N；
（3）若用此滑轮组匀速提起1500N的重物，滑轮组的机械效率是83.3%。
23．（1）；（2）30N
【详解】(1)过支点O作力的作用线F的垂线，并标记号力臂l1，如图所示
(2) 箱子总重
动力臂是阻力臂的4倍，即
由
得