第12章 简单机械 基础过关测试卷 （含解析） 2024-2025学年人教版 八年级物理下册

第12章 简单机械 基础过关测试卷
时间:60分钟　　满分:100分
一、填空题(本题共7小题,每空2分,共32分)
1.简单机械是人类在改造自然中运用机械工具的智慧结晶。如图甲所示的铡草刀可以看作　　　　;居民楼前倾斜的无障碍通道可以看作　　　　。(均选填“杠杆”“滑轮”或“斜面”)
2.救援队员使用撬棒把滚落在公路上的石块撬起,如图所示,若救援队员在撬棒上的D点沿DM方向用力撬起石块1,则撬棒的支点是　　　　　点;若救援队员在撬棒上的D点沿DN方向用力撬起石块1,则撬棒的支点是　　　　点。
3.如图所示,健身运动的过程中,物体A的质量为4 kg,若滑轮与轴之间的摩擦不计,当向下摆动脚腕使细绳拉着物体A匀速上升0.3 m时,脚腕对细绳所做的功为　　　　J,该装置的优点是　　　　　　　　　(选填“省力”“省距离”或“改变力的方向”)。(g取10 N/kg)
4.哑铃是我们大家都熟悉的运动器材,因操作简单而受广大健身爱好者的喜爱。如图所示,这是我们在使用哑铃时,上臂完成托举的示意图。举哑铃时,可把上臂看作一个杠杆,此杠杆是　　　　(选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆。在上举的过程中,阻力臂逐渐　　　　(选填“增大”“减小”或“不变”)。
5.如图所示,小明正在做俯卧撑,把他的身体看作一个杠杆,O为支点,A为重心,小明重600 N,此时水平地面对手的支持力F的力臂是　　　　m,F的大小为　　　　N。
6.如图所示,人向下拉绳提升重物。已知物体重400 N,动滑轮重60 N,不计绳重及摩擦,将重物匀速提升0.5 m,人需用的拉力F为　　　　N,绳子自由端移动的距离为　　　m,人所做的有用功为　　　　J。
7.如图所示,水平地面上有一重为500 N的物体A,匀速前进2 m,地面对它的摩擦力为150 N,小聪施加的拉力F=100 N(忽略绳重和滑轮重),则滑轮组做的有用功为　　　J,拉力F做功为　　　　J,滑轮组的机械效率为　　　　。
二、选择题(本题共7小题,每小题5分,共35分。每小题只有一个正确答案)
8.学校每周举行升旗仪式,为了让升旗手站在地上就可以把国旗升起,旗杆顶部装有一个滑轮,该滑轮是 (　　)
A.定滑轮,可以省力
B.定滑轮,可以改变力的方向
C.动滑轮,可以省力
D.动滑轮,可以改变力的方向
9.如图所示,下列工具使用时属于费力杠杆的是 (　　)
10.如图所示,刻度均匀的杠杆处于平衡状态,所挂的每个钩码的质量均相等,如果在杠杆两侧已挂钩码的下方各增加一个相同规格的钩码,杠杆将会 (　　)
A.右端下沉
B.左端下沉
C.杠杆仍然平衡
D.无法判断
11.如图所示,这是杭州第19届亚运会上皮划艇比赛时的情景。运动员一手支撑住桨柄的末端,另一手用力划桨,此时的船桨可看作一个杠杆。下列船桨模型中,最合理的是 (　　)
12.如图所示,这是工人搬运砖头的独轮车,工人抬起车把时,车体可以看成一个杠杆。关于这个杠杆,下列说法正确的是 (　　)
A.手握的位置靠近把手末端时更费力
B.砖头的位置远离车轮时抬起更省力
C.轮子的中心是杠杆的支点
D.图中拉力F大于重力G
13.现有史籍中最早讨论滑轮的是《墨经》。书中将向上提举重物的力称为“挈”,将自由往下降落称为“收”,将整个滑轮称为“绳制”,如图1所示。现分别用甲、乙两个力替代“收”,如图2所示,使重物在相同的时间内匀速上升相同的高度。不计绳重和摩擦,下列说法正确的是 (　　)
A.使用该滑轮能省力
B.使用该滑轮不能改变力的方向
C.拉力甲的大小等于拉力乙的大小
D.拉力甲做的功大于拉力乙做的功
14.如图所示,这是某建筑工地使用的一种起重机上的滑轮组。一次提升货物A的质量为2.7×103 kg,30 s内货物A被匀速提升了3 m,动滑轮重3×103 N(不计绳重和摩擦,g取10 N/kg)。下列分析正确的是 (　　)
A.钢绳自由端的移动速度为0.1 m/s
B.拉力F的功率为1.5×103 W
C.滑轮组的机械效率为90%
D.钢绳的拉力F的大小为1×104 N
三、作图题(本题共2小题,每小题5分,共10分)
15.如图,这是一把椅子的侧视图,请画出以椅子前腿着地点O为支点,使椅子向前翻转的最小动力F的示意图。
16.如图所示,某人站立在水平地面上用滑轮组将物体A匀速向上拉起,请在图中用笔画线代替绳子画出滑轮组上绳子的绕法。
四、实验探究题(本题共1小题,共15分)
17.如图所示,这是小王探究“杠杆的平衡条件”的装置,每个钩码重为0.5 N(钩码个数若干),弹簧测力计的量程为0~5 N。
(1)将该装置置于水平桌面上,静止时处于图甲所示的状态,此时杠杆处于　　　　　(选填“平衡”或“不平衡”)状态。调节杠杆在水平位置平衡,这样做的好处是便于直接测量　　　　　　。
(2)乙图中,杠杆恰好处于水平平衡状态,若在A点下方再挂一个钩码,为使杠杆保持水平平衡,则需将B点的钩码向右移动　　　　格。
(3)丙图中杠杆每个小格的长度均为5 cm,在C点竖直悬挂4个钩码。当在D点用如图丙所示的动力F拉杠杆时,为使杠杆在水平位置平衡,此时动力臂为　　　　cm,动力F为　　　　N。
五、计算题(本题共1小题,共8分)
18.如图所示,一辆总重为1.8×104 N的货车需要将货物运送至高h=30 m的斜坡顶端,已知货车在匀速爬坡时的功率恒为6×104 W,爬坡所用时间为15 s,坡长为150 m。(车身长度忽略不计)
(1)货车匀速爬坡时发动机的牵引力大小是多少
(2)此斜坡的机械效率为多少
(3)货车与斜坡间的摩擦力大小为多少
参考答案
一、填空题
1.杠杆　斜面
2.A　C　解析:由题意可知,当沿DM方向用力撬石块1时,杠杆围绕A点转动,则A为撬棒的支点;当沿DN方向用力撬石块1时,杠杆围绕C点转动,则C为撬棒的支点。
3.12　改变力的方向　解析:因为滑轮与轴之间的摩擦不计,且滑轮是定滑轮,所以脚腕对绳的拉力F=G=mg=4 kg×10 N/kg=40 N,细绳移动的距离s=h=0.3 m,脚腕对细绳所做的功W=Fs=40 N×0.3 m=12 J。健身运动的过程中,滑轮是定滑轮,所以脚腕对细绳拉力的方向改变,大小不变,所以该装置的优点是可以改变力的方向。
4.费力　减小　解析:由题意可知,动力臂小于阻力臂,由杠杆平衡条件可知,动力大于阻力,故此杠杆是费力杠杆;在上举的过程中,阻力臂逐渐减小。
5.1.2　400　解析:由图可知,O为支点,地面对手的支持力的力臂L=0.4 m+0.8 m=1.2 m;由杠杆平衡条件可得,FL=GLG,代入数据得:F×1.2 m=600 N×0.8 m,解得F=400 N。
方法技巧　运用杠杆的平衡条件F1L1=F2L2进行计算:在两个力和两个力臂这四个量中,已知其中三个量,可求出第四个量。计算时,单位要统一。
6.230　1　200　解析:由图可知,承担物重的绳子段数n=2,不计绳重及摩擦,则人需用的拉力F=(G+G动)=×(400 N+60 N)=230 N;绳子自由端移动的距离s=2h=2×0.5 m=1 m;人所做的有用功W=Gh=400 N×0.5 m=200 J。
7.300　400　75%　解析:滑轮组做的有用功W有=fs物=150 N×2 m=300 J;由图可知,n=2,则绳子自由端移动的距离s=2s物=2×2 m=4 m,拉力做的总功W总=Fs=100 N×4 m=400 J;滑轮组的机械效率η===75%。
二、选择题
8 9 10 11 12 13 14
B D A B C C C
8.B　解析:根据滑轮的轴固定不动的特点可知,旗杆顶部的滑轮是定滑轮,定滑轮相当于等臂杠杆,旗杆顶部的定滑轮可以改变力的方向,但不能省力。
9.D　解析:羊角锤、核桃夹、园艺剪刀在使用过程中,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆;而镊子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆。
10.A　解析:设一个钩码重为G,杠杆一格的长度为L,增加钩码前,由杠杆平衡条件可得,3G×2L=2G×3L;在杠杆两侧已挂钩码的下方各增加一个相同规格的钩码后,由杠杆平衡条件可得,4G×2L<3G×3L,则杠杆不再平衡,杠杆的右端下沉。
11.B　解析:由题意可知,撑住桨柄的末端为支点,下面的手给桨一个向后的力,水给桨一个向前的力,使船前进。
12.C　解析:由题意可知,在阻力和阻力臂不变的情况下,手握的位置靠近把手末端时,动力臂大,则动力小,更省力,故A选项错误;砖头的位置远离车轮时,动力臂和阻力不变,阻力臂变大,根据杠杆平衡条件可知,动力变大,抬起更费力,故B选项错误;由于整个杠杆是围绕轮子的中心转动的,则轮子的中心是杠杆的支点,故C选项正确;由于动力臂大于阻力臂,根据杠杆平衡条件可知,动力小于阻力,即拉力F小于重力G,故D选项错误。
13.C　解析:由图可知,图中的滑轮是定滑轮,使用定滑轮只能改变力的方向,不能省力,故A、B选项错误;定滑轮在使用时相当于等臂杠杆,由于阻力和阻力臂不变,动力臂等于滑轮的半径,根据杠杆的平衡条件可得,拉力甲的大小与拉力乙的大小相等,故C选项正确;由题意可知,重物上升的距离相同,在使用定滑轮时,绳子移动的距离等于重物上升的距离,由于拉力甲、乙的大小相等,根据W=Fs可知,拉力甲、乙做功的大小相等,故D选项错误。
14.C　解析:物体上升的速度v===0.1 m/s;由图可知,承担物重的绳子段数n=2,则钢绳自由端的移动速度v绳=2v=2×0.1 m/s=0.2 m/s,故A选项错误;货物A所受的重力G=mg=2.7×103 kg×10 N/kg=2.7×104 N,不计绳重和摩擦,则钢绳的拉力F=(G+G动)=×(2.7×104 N+3×103 N)=1.5×104 N,拉力做的总功W总=Fs=F×2h=1.5×104 N×2×3 m=9×104 J,拉力F的功率P===3×103 W,故B、D选项错误;有用功W有=Gh=2.7×104 N×3 m=8.1×104 J,则滑轮组的机械效率η===90%,故C选项正确。
三、作图题
15.如图所示。
16.如图所示。
方法技巧　定向反绕:先确定拉力F的方向,然后“由外向里”绕线,如图所示(以拉力方向向下为例)。
四、实验探究题
17.(1)平衡　力臂
(2)1
(3)10　2
五、计算题
18.解:(1)货车匀速爬坡时的速度v===10 m/s,根据P===Fv可知,货车匀速爬坡时发动机的牵引力大小F===6 000 N。 (2分)
(2)牵引力做的总功W总=Pt=6×104 W×15 s=9×105 J,做的有用功W有=Gh=1.8×104 N×30 m=5.4×105 J,斜坡的机械效率η===60%。 (3分)
(3)克服摩擦力做的额外功W额=W总-W有=9×105 J-5.4×105 J=3.6×105 J,货车与斜坡间的摩擦力大小f===2 400 N。 (3分)