第十二章 简单机械 章末拓展达标试题（含答案） 2022-2023学年人教版物理八年级下学期
文档属性
| 名称 | 第十二章 简单机械 章末拓展达标试题（含答案） 2022-2023学年人教版物理八年级下学期 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 515.4KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2023-05-28 13:50:31 | ||
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文档简介
第十二章 简单机械 章末拓展达标试题（含答案）
一．选择题
1．如图是常用的一些工具，它给我们带来了很多便利。其中属于费力杠杆的是（ ）
A．核桃夹 B．食品夹 C．园艺剪刀 D．天平
2．如图所示，已知AB：AO＝3：2，若悬挂在A端的桶与水所受的重力为200N，悬挂在B端的配重所受的重力为80N。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大小为（ ）
A．520N B．420N C．320N D．220N
3．如图为吊车从图示位置向上起吊货物的工作示意图，利用伸缩撑杆可使吊臂绕O点缓慢转动，伸缩撑杆为圆弧状，伸缩时伸缩撑杆对吊臂的支持力始终与吊臂垂直。下列说法正确的是（ ）
A．匀速缓慢顶起吊臂的过程中，伸缩撑杆的支持力大小不变
B．匀速缓慢顶起吊臂的过程中，伸缩撑杆的支持力渐渐变大
C．匀速缓慢顶起吊臂的过程中，伸缩撑杆的支持力渐渐变小
D．吊臂是一个省力的杠杆
4．物理概念的理解是学好物理的关键。关于功、功率和机械效率的说法正确的是（ ）
A．功率大的机械，做功不一定快
B．额外功在总功中所占比例越小，机械效率一定越高
C．做功多的机械，功率一定大
D．功率不同的机械，做的功一定不相等
5．如图所示，人对绳的拉力都是F，将各重物匀速提起。不计动滑轮重，物重最大的是（ ）
A． B． C． D．
6．2022年5月20日，我市文化体育新地标——临沂奥体中心体育场钢结构主体顺利完成合拢.施工现场的履带式起重机的吊臂前端是滑轮组，下列措施，不能提高滑轮组机械效率的是（ ）
A．转轴处加润滑油 B．减小动滑轮的质量
C．增大物体的重力 D．增大提升的速度
7．如图，小红在做“测量滑轮组机械效率”的实验中，得出数据：物体重力为2.6N，拉力F为1.5N，在1s内将物体匀速提升0.2m。据此实验数据，下列说法正确的是（ ）
A．拉力所做的有用功为0.3J
B．绳子自由端的移动速度为0.1m/s
C．拉力所做的总功为0.6J
D．提升时，物体的重力势能变小
8．如图所示，是某建筑工地使用的一种起重机的滑轮组.一次提升货物A的质量为2.7×103kg，30s内货物A被匀速提升了3m，钢绳的拉力F为1.5×104N（不计起重机钢绳重和一切摩擦）.下列分析中正确的是（ ）
A．钢绳自由端的移动速度为0.1m/s
B．拉力F的功率为1.5×103W
C．滑轮组的机械效率为90%
D．动滑轮的重力为2.7×103N
9．如图所示，重300N的物体在20N的水平拉力F的作用下，以0.2m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了10s，滑轮组的机械效率为80%，则在此过程中，下列说法正确的是（ ）
A．绳子自由端移动的距离为2m
B．物体与地面间的滑动摩擦力为60N
C．拉力F的功率为12W
D．有用功为120J
10．（多选）如图所示，在均匀杠杆的A处挂3个钩码，B处挂2个钩码，杠杆恰好在水平位置平衡。下列操作中，仍能使杠杆在水平位置平衡的是（所用钩码均相同）（ ）
A．两侧钩码同时向支点移动一格
B．两侧钩码下方同时加挂一个钩码
C．右侧加挂两个钩码，左侧加挂三个钩码
D．左侧拿去一个钩码，右侧钩码向左移动一格
11．（多选）如图所示的滑轮组，500N的拉力F在10s内将重800N的箱子匀速提升了2m，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．定滑轮的作用是省力
B．滑轮组机械效率为80%
C．动滑轮的重力为100N
D．拉力F的功率为200W
12．（多选）如图所示工人师傅搬运货物时，地面和卡车的车厢间倾斜放置一长木板搭成斜面，将地面上的货物沿斜面匀速拉上车厢用时15s。已知车厢高1.5m，木板长3m，货物质量为60kg，沿斜面所用的拉力F为400N，取g＝10N/kg，则下列说法中正确的是（ ）
A．工人做的总功为900J
B．工人做的额外功为300J
C．工人做功的功率为60W
D．此斜面的机械效率为75%
二．填空题
13．小明发现实验室的水龙头把手坏了，剩余部分的水龙头很难徒手拧开如图甲。但将如图乙所示的钥匙，安装并旋转后（如图丙所示）。水龙头就能正常出水。则此钥匙相当于一个 （选填“斜面”、“滑轮”或“轮轴”），属于 （选填“省力”或“费力”）机械。
14．汽车的刹车踏板原理如图所示，若L1＝25cm，L2＝5cm，F1＝100N，鞋与踏板的接触面积是40cm2，则F2的大小是 N，此刹车踏板可视为 杠杆。踏板受到脚对它的压强是 Pa。
15．空调早已进入了千家万户，如图所示，用固定在竖直墙上的直角三角形支架ABC放置空调室外机，已知AB长40cm，BC长50cm。室外机的质量为30kg，室外机的重力作用线正好通过AB中点，则A处螺钉受到的水平拉力F为 N（支架重力不计）。为了安全，从力学的角度分析，室外机的位置应尽量 （选填“靠近”或“远离”）墙壁。
16．如图所示，不计滑轮与轴之间的摩擦。当拉力F的大小为15N时，物体沿水平面做匀速直线运动，此时物体受到的摩擦力为 N；将拉力F增大为20N时，物体受到的摩擦力 （选填“增大”、“减小”或“保持不变”）。
17．某同学测定斜面的机械效率，实验记录结果如下表。第2次实验中，若拉力作用时间为4s，则拉力的功率为 W；根据表格中数据，第4次实验的机械效率为 ；分析数据，可得出的结论为 （答出一点即可）。
实验 次数 斜面倾 斜程度 物体重 量G/N 斜面高 度h/m 沿斜面 拉力F/N 斜面 长S/m 有用功 W有/J 总功 W总/J 斜面机械 效率η
1 较缓 5 0.1 1.5 1 0.5 1.5 33.3%
2 较陡 5 0.2 2 1 1 2 50%
3 较陡 10 0.2 4 1 2 4 50%
4 最陡 5 0.3 2.4 1
三、作图与实验探究题
18．如图所示，工人用撬棒撬起石块的情景，O是支点，请画出动力F的力臂l。
19．图甲是自行车的手闸，其中ABO部分可视为一种杠杆，其简化示意图如图乙所示，O为支点，F2为阻力，请在图乙中画出：
（1）作用在A点的最小动力F1及其力臂l1；（2）阻力F2的力臂l2。
20．在“探究杠杆平衡条件”的实验中：
（1）如图甲所示，实验前杠杆左端下沉，则应将平衡螺母向 （选填“左”或“右”）调节，直到杠杆在 位置平衡；
（2）如图乙所示，杠杆上刻度均匀，在A点挂3个钩码，要使杠杆在水平位置平衡，应在B点挂 个相同的钩码；当杠杆平衡后，将A、B两点下方同时增加一个相同的钩码，则杠杆将 （选填“左端下沉”、“右端下沉”或“仍保持静止不动”）；
（3）如图丙所示，若不在B点挂钩码，改用弹簧测力计在C点竖直向上拉杠杆，使杠杆在水平位置平衡；当弹簧测力计从图丙位置转到图丁位置时，其示数会 （选填“变大”、“不变”或“变小”），原因是 。
21．图甲是某学习小组“测量滑轮组的机械效率”的示意图。用弹簧测力计竖直向上拉动绳子自由端，将重为4.5N的物体从A位置提升到A′位置，同时弹簧测力计从图中的B位置上升到B′位置，在这个过程中，弹簧测力计的示数如图乙所示，请你根据他们做的实验完成下列问题
（1）物体提升的高度是 cm，拉力是 N，该滑轮组的机械效率η＝ ；
（2）若在图甲装置的基础上，增加一个动滑轮，改为图丙所示的装置，提升同一物体，则滑轮组的机械效率 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
四．计算题
22．俯卧撑是一项常见的健身项目，采用不同的方式做俯卧撑，健身效果通常不同。图1甲所示的是小京在水平地面上做俯卧撑保持静止时的情境，他的身体与地面平行，可抽象成如图1乙所示的杠杆模型，地面对脚的力作用在O点，对手的力作用在B点，小京的重心在A点。已知小京的体重为750N，OA长为1m，OB长为1.5m。
（1）图乙中，地面对手的力F1与身体垂直，求F1的大小。
（2）图2所示的是小京手扶栏杆做俯卧撑保持静止时的情境，此时他的身体姿态与图甲相同，只是身体与水平地面成一定角度，栏杆对手的力F2与他的身体垂直，且仍作用在B点。分析并说明F2与F1的大小关系。
23．如图所示，工人师傅用150N的拉力，使重为1000N的物体以0.2m/s的速度在地面上沿水平方向做匀速直线运动，已知物体在运动时受到地面的摩擦力为物重的0.2倍。不计绳重及绳与滑轮、滑轮与轴之间的摩擦。求：
（1）工人师傅拉力的功率；
（2）动滑轮的重；
（3）若物重增大到2000N，则滑轮组的机械效率是多少？
参考答案：
一、选择题
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
B C C B C D C C C CD BD BD
二、填空题
13．轮轴；省力。
14．500；省力；25000。
15．200；靠近。
16．30；保持不变。
解：（1）物体受力如图所示，物体做匀速直线运动，处于平衡状态，由平衡条件得：f＝F+F＝15N+15N＝30N；
（2）当拉力增大为20N时，物体与地面的接触面材料、粗糙程度、物体与地面间的正压力不变，因此物体与地面间的滑动摩擦力保持不变，仍为30N；
17．0.5；62.5%；物重、斜面粗糙程度相同的情况下，斜面倾斜程度越大斜面机械效率越高。
三、作图与实验探究题
18． 19．
20．（1）右；水平；（2）4；左端下沉；（3）变大；阻力和阻力臂不变，动力臂变小，动力变大。
21．（1）5.0； 2；75%；（2）变小。
四．计算题
22．解：（1）
如图1所受，O为支点，重力的力臂为lA，F1的力臂为lB，依据杠杆的平衡条件F1lB＝GlA可得：F1＝＝＝500N；
（2）
小京手扶栏杆时，抽象成杠杆模型如图2所示，O为支点，重力的力臂为lA′，F2的力臂为lB′，依据杠杆的平衡条件，F2lB′＝GlA′可得：F2＝，由图可知：lA′＜lA，lB′＝lB，因此F2＜F1。
答：（1）F1的大小为500N。
（2）F2＜F1。
23．解：
（1）由图可知，有两段绳子拉着动滑轮，则绳子的自由端移动的速度为：v＝2×0.2m/s＝0.4m/s；
拉力的功率为：P＝＝＝Fv＝150N×0.4m/s＝60W；
（2）物体在运动时受到地面的摩擦力为物重的0.2倍，则物体受到的摩擦力为：f＝0.2G＝0.2×1000N＝200N；
物体在水平面上做匀速直线运动，受到的拉力与摩擦力是一对平衡力，则拉动物体的力F'＝f＝200N；
不计绳重及绳与滑轮、滑轮与轴之间的摩擦，根据F＝（F'+G动）可知，动滑轮的重力为：G动＝2F﹣F'＝2×150N﹣200N＝100N；
（3）若物重增大到2000N，则水平方向上拉动物体的力为：F大＝0.2G'＝0.2×2000N＝400N；
设物体在水平方向上移动的距离为l，则动滑轮上升的高度为l，滑轮组的机械效率为：
η＝＝＝＝＝80%。
答：（1）工人师傅拉力的功率为60W；
（2）动滑轮的重为100N；
（3）若物重增大到2000N，则滑轮组的机械效率是80%
一．选择题
1．如图是常用的一些工具，它给我们带来了很多便利。其中属于费力杠杆的是（ ）
A．核桃夹 B．食品夹 C．园艺剪刀 D．天平
2．如图所示，已知AB：AO＝3：2，若悬挂在A端的桶与水所受的重力为200N，悬挂在B端的配重所受的重力为80N。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大小为（ ）
A．520N B．420N C．320N D．220N
3．如图为吊车从图示位置向上起吊货物的工作示意图，利用伸缩撑杆可使吊臂绕O点缓慢转动，伸缩撑杆为圆弧状，伸缩时伸缩撑杆对吊臂的支持力始终与吊臂垂直。下列说法正确的是（ ）
A．匀速缓慢顶起吊臂的过程中，伸缩撑杆的支持力大小不变
B．匀速缓慢顶起吊臂的过程中，伸缩撑杆的支持力渐渐变大
C．匀速缓慢顶起吊臂的过程中，伸缩撑杆的支持力渐渐变小
D．吊臂是一个省力的杠杆
4．物理概念的理解是学好物理的关键。关于功、功率和机械效率的说法正确的是（ ）
A．功率大的机械，做功不一定快
B．额外功在总功中所占比例越小，机械效率一定越高
C．做功多的机械，功率一定大
D．功率不同的机械，做的功一定不相等
5．如图所示，人对绳的拉力都是F，将各重物匀速提起。不计动滑轮重，物重最大的是（ ）
A． B． C． D．
6．2022年5月20日，我市文化体育新地标——临沂奥体中心体育场钢结构主体顺利完成合拢.施工现场的履带式起重机的吊臂前端是滑轮组，下列措施，不能提高滑轮组机械效率的是（ ）
A．转轴处加润滑油 B．减小动滑轮的质量
C．增大物体的重力 D．增大提升的速度
7．如图，小红在做“测量滑轮组机械效率”的实验中，得出数据：物体重力为2.6N，拉力F为1.5N，在1s内将物体匀速提升0.2m。据此实验数据，下列说法正确的是（ ）
A．拉力所做的有用功为0.3J
B．绳子自由端的移动速度为0.1m/s
C．拉力所做的总功为0.6J
D．提升时，物体的重力势能变小
8．如图所示，是某建筑工地使用的一种起重机的滑轮组.一次提升货物A的质量为2.7×103kg，30s内货物A被匀速提升了3m，钢绳的拉力F为1.5×104N（不计起重机钢绳重和一切摩擦）.下列分析中正确的是（ ）
A．钢绳自由端的移动速度为0.1m/s
B．拉力F的功率为1.5×103W
C．滑轮组的机械效率为90%
D．动滑轮的重力为2.7×103N
9．如图所示，重300N的物体在20N的水平拉力F的作用下，以0.2m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了10s，滑轮组的机械效率为80%，则在此过程中，下列说法正确的是（ ）
A．绳子自由端移动的距离为2m
B．物体与地面间的滑动摩擦力为60N
C．拉力F的功率为12W
D．有用功为120J
10．（多选）如图所示，在均匀杠杆的A处挂3个钩码，B处挂2个钩码，杠杆恰好在水平位置平衡。下列操作中，仍能使杠杆在水平位置平衡的是（所用钩码均相同）（ ）
A．两侧钩码同时向支点移动一格
B．两侧钩码下方同时加挂一个钩码
C．右侧加挂两个钩码，左侧加挂三个钩码
D．左侧拿去一个钩码，右侧钩码向左移动一格
11．（多选）如图所示的滑轮组，500N的拉力F在10s内将重800N的箱子匀速提升了2m，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．定滑轮的作用是省力
B．滑轮组机械效率为80%
C．动滑轮的重力为100N
D．拉力F的功率为200W
12．（多选）如图所示工人师傅搬运货物时，地面和卡车的车厢间倾斜放置一长木板搭成斜面，将地面上的货物沿斜面匀速拉上车厢用时15s。已知车厢高1.5m，木板长3m，货物质量为60kg，沿斜面所用的拉力F为400N，取g＝10N/kg，则下列说法中正确的是（ ）
A．工人做的总功为900J
B．工人做的额外功为300J
C．工人做功的功率为60W
D．此斜面的机械效率为75%
二．填空题
13．小明发现实验室的水龙头把手坏了，剩余部分的水龙头很难徒手拧开如图甲。但将如图乙所示的钥匙，安装并旋转后（如图丙所示）。水龙头就能正常出水。则此钥匙相当于一个 （选填“斜面”、“滑轮”或“轮轴”），属于 （选填“省力”或“费力”）机械。
14．汽车的刹车踏板原理如图所示，若L1＝25cm，L2＝5cm，F1＝100N，鞋与踏板的接触面积是40cm2，则F2的大小是 N，此刹车踏板可视为 杠杆。踏板受到脚对它的压强是 Pa。
15．空调早已进入了千家万户，如图所示，用固定在竖直墙上的直角三角形支架ABC放置空调室外机，已知AB长40cm，BC长50cm。室外机的质量为30kg，室外机的重力作用线正好通过AB中点，则A处螺钉受到的水平拉力F为 N（支架重力不计）。为了安全，从力学的角度分析，室外机的位置应尽量 （选填“靠近”或“远离”）墙壁。
16．如图所示，不计滑轮与轴之间的摩擦。当拉力F的大小为15N时，物体沿水平面做匀速直线运动，此时物体受到的摩擦力为 N；将拉力F增大为20N时，物体受到的摩擦力 （选填“增大”、“减小”或“保持不变”）。
17．某同学测定斜面的机械效率，实验记录结果如下表。第2次实验中，若拉力作用时间为4s，则拉力的功率为 W；根据表格中数据，第4次实验的机械效率为 ；分析数据，可得出的结论为 （答出一点即可）。
实验 次数 斜面倾 斜程度 物体重 量G/N 斜面高 度h/m 沿斜面 拉力F/N 斜面 长S/m 有用功 W有/J 总功 W总/J 斜面机械 效率η
1 较缓 5 0.1 1.5 1 0.5 1.5 33.3%
2 较陡 5 0.2 2 1 1 2 50%
3 较陡 10 0.2 4 1 2 4 50%
4 最陡 5 0.3 2.4 1
三、作图与实验探究题
18．如图所示，工人用撬棒撬起石块的情景，O是支点，请画出动力F的力臂l。
19．图甲是自行车的手闸，其中ABO部分可视为一种杠杆，其简化示意图如图乙所示，O为支点，F2为阻力，请在图乙中画出：
（1）作用在A点的最小动力F1及其力臂l1；（2）阻力F2的力臂l2。
20．在“探究杠杆平衡条件”的实验中：
（1）如图甲所示，实验前杠杆左端下沉，则应将平衡螺母向 （选填“左”或“右”）调节，直到杠杆在 位置平衡；
（2）如图乙所示，杠杆上刻度均匀，在A点挂3个钩码，要使杠杆在水平位置平衡，应在B点挂 个相同的钩码；当杠杆平衡后，将A、B两点下方同时增加一个相同的钩码，则杠杆将 （选填“左端下沉”、“右端下沉”或“仍保持静止不动”）；
（3）如图丙所示，若不在B点挂钩码，改用弹簧测力计在C点竖直向上拉杠杆，使杠杆在水平位置平衡；当弹簧测力计从图丙位置转到图丁位置时，其示数会 （选填“变大”、“不变”或“变小”），原因是 。
21．图甲是某学习小组“测量滑轮组的机械效率”的示意图。用弹簧测力计竖直向上拉动绳子自由端，将重为4.5N的物体从A位置提升到A′位置，同时弹簧测力计从图中的B位置上升到B′位置，在这个过程中，弹簧测力计的示数如图乙所示，请你根据他们做的实验完成下列问题
（1）物体提升的高度是 cm，拉力是 N，该滑轮组的机械效率η＝ ；
（2）若在图甲装置的基础上，增加一个动滑轮，改为图丙所示的装置，提升同一物体，则滑轮组的机械效率 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
四．计算题
22．俯卧撑是一项常见的健身项目，采用不同的方式做俯卧撑，健身效果通常不同。图1甲所示的是小京在水平地面上做俯卧撑保持静止时的情境，他的身体与地面平行，可抽象成如图1乙所示的杠杆模型，地面对脚的力作用在O点，对手的力作用在B点，小京的重心在A点。已知小京的体重为750N，OA长为1m，OB长为1.5m。
（1）图乙中，地面对手的力F1与身体垂直，求F1的大小。
（2）图2所示的是小京手扶栏杆做俯卧撑保持静止时的情境，此时他的身体姿态与图甲相同，只是身体与水平地面成一定角度，栏杆对手的力F2与他的身体垂直，且仍作用在B点。分析并说明F2与F1的大小关系。
23．如图所示，工人师傅用150N的拉力，使重为1000N的物体以0.2m/s的速度在地面上沿水平方向做匀速直线运动，已知物体在运动时受到地面的摩擦力为物重的0.2倍。不计绳重及绳与滑轮、滑轮与轴之间的摩擦。求：
（1）工人师傅拉力的功率；
（2）动滑轮的重；
（3）若物重增大到2000N，则滑轮组的机械效率是多少？
参考答案：
一、选择题
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
B C C B C D C C C CD BD BD
二、填空题
13．轮轴；省力。
14．500；省力；25000。
15．200；靠近。
16．30；保持不变。
解：（1）物体受力如图所示，物体做匀速直线运动，处于平衡状态，由平衡条件得：f＝F+F＝15N+15N＝30N；
（2）当拉力增大为20N时，物体与地面的接触面材料、粗糙程度、物体与地面间的正压力不变，因此物体与地面间的滑动摩擦力保持不变，仍为30N；
17．0.5；62.5%；物重、斜面粗糙程度相同的情况下，斜面倾斜程度越大斜面机械效率越高。
三、作图与实验探究题
18． 19．
20．（1）右；水平；（2）4；左端下沉；（3）变大；阻力和阻力臂不变，动力臂变小，动力变大。
21．（1）5.0； 2；75%；（2）变小。
四．计算题
22．解：（1）
如图1所受，O为支点，重力的力臂为lA，F1的力臂为lB，依据杠杆的平衡条件F1lB＝GlA可得：F1＝＝＝500N；
（2）
小京手扶栏杆时，抽象成杠杆模型如图2所示，O为支点，重力的力臂为lA′，F2的力臂为lB′，依据杠杆的平衡条件，F2lB′＝GlA′可得：F2＝，由图可知：lA′＜lA，lB′＝lB，因此F2＜F1。
答：（1）F1的大小为500N。
（2）F2＜F1。
23．解：
（1）由图可知，有两段绳子拉着动滑轮，则绳子的自由端移动的速度为：v＝2×0.2m/s＝0.4m/s；
拉力的功率为：P＝＝＝Fv＝150N×0.4m/s＝60W；
（2）物体在运动时受到地面的摩擦力为物重的0.2倍，则物体受到的摩擦力为：f＝0.2G＝0.2×1000N＝200N；
物体在水平面上做匀速直线运动，受到的拉力与摩擦力是一对平衡力，则拉动物体的力F'＝f＝200N；
不计绳重及绳与滑轮、滑轮与轴之间的摩擦，根据F＝（F'+G动）可知，动滑轮的重力为：G动＝2F﹣F'＝2×150N﹣200N＝100N；
（3）若物重增大到2000N，则水平方向上拉动物体的力为：F大＝0.2G'＝0.2×2000N＝400N；
设物体在水平方向上移动的距离为l，则动滑轮上升的高度为l，滑轮组的机械效率为：
η＝＝＝＝＝80%。
答：（1）工人师傅拉力的功率为60W；
（2）动滑轮的重为100N；
（3）若物重增大到2000N，则滑轮组的机械效率是80%