2019-2020学年八年级物理下册 第十二章 简单机械单元小测（含解析）（新版）新人教版

第十二章简单机械一、选择题（本题共8小题）1关于功率和机械效率，下列说法正确的是（）a功率越大的机械，做功一定越多b功率越大的机械，机械效率一定越高c功率越大的机械，做功一定越快d通过改进机械的性能可以使机械效率达到100%【答案】c【解析】ac功率是指做功快慢的物理量，当机械的功率越大，其做功就越快，故a不正确，c正确；b功率的大小不会影响机械效率的高低，故b不正确；d改进机械的性能可以提高机械效率，但不会达到100%，故d不正确。故选c。2如图所示，一根质地均匀的木杆可绕o点自由转动，在木杆的右端施加一个始终垂直于杆的作用力f，使杆从oa位置匀速转到ob位置的过程中，力f的大小将（）a一直是变大的b一直是变小的c先变大，后变小d先变小，后变大【答案】c【解析】根据杠杆平衡条件f1l1=f2l2分析，将杠杆缓慢地由最初位置拉到水平位置时，动力臂不变，阻力为杠杆的重力，也不变，阻力力臂变大，所以动力变大当杠杆从水平位置拉到最终位置时，动力臂不变，阻力不变，阻力臂变小，所以动力变小故f先变大后变小故选c3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%。下列说法正确的是（）a绳子自由端移动的距离为2mb有用功为120jc拉力f的功率为9.6wd物体与地面间的滑动摩擦力为48n【答案】d【解析】a由图可知绳子股数为3，则绳子自由端移动的距离为，故a项错误；b由题可知拉力f做的总功为，有用功为，故b项错误；c拉力的功率为故c项错误；d该机械克服物体与地面间的滑动摩擦力所做的功为有用功，则物体与地面间的滑动摩擦力为，故d项正确。故选d。4如图所示，是一种指甲刀的结构示意图，下列说法正确的是（）aabc是一个省力杠杆bd处刀刃较薄，可以增大压力c杠杆abc上有粗糙的花纹，可以减小摩擦d指甲刀只有两个杠杆，一个省力杠杆，一个费力杠杆【答案】a【解析】a杠杆abc动力臂大于阻力臂，所以abc是省力杠杆，a正确；bd处刀刃较薄，是通过减小受力面积，从而增大压强，b错误；c杠杆abc上有粗糙的花纹，是通过增大接触面的粗糙程度，增大摩擦，c错误；d指甲刀有三个杠杆，一个省力和两个费力杠杆，d错误。故选a。5用四只完全相同的滑轮组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，把相同的物体匀速提升相同的高度.若用甲、乙表示甲、乙两滑轮组的机械效率，w甲、w乙表示拉力所做的功（不计绳重与摩擦），则（）a甲=乙，w甲=w乙b甲乙，w甲w乙c甲乙，w甲w乙d甲乙，w甲w乙【答案】a【解析】钩码的重力相同，钩码上升的高度相同，根据w有=gh可知，所做的有用功相同；不计绳重与摩擦，此时对动滑轮做的功是额外功，滑轮相同，即额外功相同，即w额是相同的，根据w总=w有+w额可知，w总是相同的，故拉力做的功相同，即w甲=w乙，由机械效率公式=得到机械效率相同，即甲=乙，故a符合题意，bcd不符合题意。6如图所示为建筑工地上常用的吊装工具，物体m为重5000n的配重，杠杆ab的支点为o，已知oaob=12，滑轮下面挂有建筑材料p，每个滑轮重100n，工人体重为700n，杠杆与绳的自重、滑轮组摩擦均不计，当工人用300n的力竖直向下以1m/s的速度匀速拉动绳子时（）a工人对地面的压力为400nb建筑材料p重为600nc建筑材料p上升的速度为3m/sd物体m对地而的压力为4400n【答案】a【解析】a当工人用300n的力竖直向下拉绳子时，绳子对工人会施加竖直向上的拉力，其大小也为300n，此时人受竖直向下的重力g、竖直向上的拉力f、竖直向上的支持力f支，由力的平衡条件知道f+f支=g，即f支=g-f=700n-300n=400n，由于地面对人的支持力和人对地面的压力是一对相互作用力，大小相等，所以，工人对地面的压力f压=f支=400n，故a正确；b由图知道，绳子的有效段数是n=2，且滑轮组摩擦均不计，由知道，建筑材料p的重力g=2f-g动 =2300n-100n=500n，故b错误；c因为物重由2段绳子承担，所以，建筑材料p上升的速度，故c错误；d以定滑轮为研究对象，定滑轮受向下的重力、3段绳子向下的拉力、杆对定滑轮向上的拉力，由力的平衡条件知道fa =3f+g定 =3300n+100n=1000n，杠杆对定滑轮的拉力和定滑轮对杠杆的拉力是一对相互作用力，大小相等，即fa=fa =1000n，由杠杆的平衡条件知道fa oa=fb ob，又因为oa：ob=1：2，所以，由于物体间力的作用是相互的，所以，杠杆对物体m的拉力等于物体m对杠杆的拉力，即fb=fb =500n，物体m受竖直向下的重力、竖直向上的支持力、竖直向上的拉力，则物体m受到的支持力为fm支持 =gm -fb=5000n-500n=4500n，因为物体间力的作用是相互的，所以物体m对地面的压力fm压=fm支持=4500n，故d错误。故选a。7如图所示，acbc，在相同时间内把同一物体分别沿斜面ac、bc匀速推上顶端，推力分别为f1、f2，功率分别为p1、p2，在不考虑摩擦的情况下af1f2，p1p2bf1f2，p1p2cf1f2，p1p2df1f2，p1p2【答案】a【解析】由于斜面ac倾斜角度小于bc，所以物体沿ac运动时拉力较小，即f1 f2；拉力在两斜面上做的有用功相同，即都等于克服物体重力所做的功，又因为不计摩擦，使用光滑的斜面没有额外功，所以，拉力做功相同，即w1 =w2，所用时间相同，由p=w/t知道，拉力做功的功率相同，即p1 =p2，故选a8用如图所示的滑轮组竖直匀速提升重为g的物体，拉力大小为f，时间内物体上升的高度为h，滑轮组的机械效率为。不计绳重与摩擦，则（）a若物重变为2g，则拉力也会变为2fb若匀速提升的高度增大，机械效率仍为c时间内的额外功d动滑轮的重力为【答案】bcd【解析】a由图知，n=3，不计摩擦与绳重，拉力，若物重变为2g，则拉力，所以，故a不符合题意；b绳端移动的距离，钩码重为g，拉力的大小为f，则滑轮组的机械效率，由此可知，机械效率与提升高度无关，因此若匀連提升的高度h增大，机械效率仍为，故b符合题意；c有用功，由可得，总功，则额外功，故c符合题意；d由可得，动滑轮的重力，故d符合题意。故选bcd。二、填空题（本题共6小题）9如图所示的滑轮组，已知物体重为g，不计摩擦和滑轮及绳重，则f1_，f2_。【答案】gg【解析】在左图中，两个滑轮都是定滑轮，使用定滑轮不能省力，不计摩擦和滑轮及绳重，拉力f1g；在右图中，上面的滑轮是定滑轮，下面的是动滑轮，则承担物重的绳子股数n2，不计摩擦和滑轮及绳重，此时的拉力。10如图所示，斜面高为2 m，用沿斜面向上大小为250 n的拉力f，将重为600 n的木箱由斜面底端以0. 6 m/s的速度匀速拉动，经过10 s到达顶端，则拉力的功率是_w，物体与斜面间的摩擦力是_n.【答案】150 50 【解析】拉力的功率：p=fv=250n0.6m/s=150w；有用功：w有用=gh=600n2m=1200j，斜面长s=vt=0.6m/s10s=6m，拉力做的总功：w总=fs=250n6m=1500j，额外功：w额外=w总w有用=1500j1200j=300j，由w额外=fs可得摩擦力的大小：f=50n。11小风做“探究杠杆的平衡条件”这个实验，他在实验中选择了一根50cm长的杠杆，杠杆上每一小格的长度为5cm调节平衡螺母，使杠杆在_平衡，此时杠杆重力的力臂为_试验台上总共只有6个相同的钩码，小风在杠杆左边第二格上挂了3个钩码（如图所示），若想使杠杆平衡，可能的方法是在_（填一种方法即可）【答案】水平位置 0 b点挂3个钩码（或c点挂2个钩码）【解析】力臂等于支点到力的作用线的距离，当杠杆在水平位置平衡时，力的方向与杠杆垂直，力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来；杠杆重心在支点处，使杠杆重力的力臂为零，这样就减小了杠杆的自重对实验的影响；假设每个钩码重1n，则图示的杠杆左端：动力动力臂=3n10cm=30ncm，因此右端必须满足阻力阻力臂=30ncm，杠杆才平衡；钩码总数量有6个，已经使用了3个，因此只有三个钩码供选择：当挂1个钩码时，阻力=1n，阻力臂=30cm，距支点6个小格，杠杆长度不够，不可行；当挂2个钩码时，阻力=2n，阻力臂=15cm，距支点3个小格，c点符合要求；当挂3个钩码时，阻力=3n，阻力臂=10cm，距支点2个小格，b点符合要求。12利用如图所示的滑轮组匀速向上提升900n的重物。已知物体被提升2m，人的拉力f为500n，若忽略滑轮自重、绳重，此过程中拉力f做的总功为_j，滑轮组的机械效率为_。【答案】3000 60% 【解析】由图可知，物体由3段绳子承担，已知物体被提升高度h=2m，则绳子自由端移动距离s=3h=32m=6m，此过程中拉力f做的总功w总=fs=500n6m=3000j，f做的总功为3000j。有用功w有=gh=900n2m=1800j，滑轮组的机械效率，机械效率为60%。13如图所示是自行车手闸示意图，手闸是一个_杠杆（选填“省力”或“费力”）；当图中手对车闸的作用力时，刹车拉线受到力的大小为_n。【答案】省力 40 【解析】由图可知，动力臂大于阻力臂，故手闸是一个省力杠杆。有杠杆平衡条件可知。14如图所示，在斜面上将一个重600n的物体匀速拉到高处，沿斜面向上的拉力f=400n，拉动的距离s=4.5m，提升高度h=1.8m。则拉力f做的功为_j。此过程中斜面的机械效率为_。【答案】1800 60 【解析】拉力做功为w总=fs=400n4.5m=1800j，克服重力做功为w有=gh=600n1.8m=1080j，则此过程中斜面的机械效率为。三、作图题（本题共2小题）15古代护城河上安装的吊桥可以看成一个以o为支点的杠杆请在图中画出杠杠的动力臂和阻力示意图【答案】【解析】由图知道，o处是杠杆的支点，绳的拉力沿绳方向，从支点向力的作用线引垂线即为力臂，如图：16在图中画出最省力的绳子绕法【答案】【解析】由分析可知，绳子股数越多越省力，根据题意滑轮组最省力的绕法是绳子股数最多，即五股绕线的方法具体图形如下：四、实验题（本题共3小题）17如图是探究杠杆平衡条件的几个实验情景。（1）挂钩码前，杠杆在如图甲所示的位置静止，此时杠杆_（选填“达到”或“没达到”）平衡状态，接下来应向_（选填“左”或“右”）调节杠杆两端的平衡螺母，直到杠杆在水平位置平衡。（2）如图乙所示，杠杆上的刻度均匀，在a点挂4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两点下方所挂的钩码同时朝远离支点o的方向各移动一小格，则杠杆的_（选填“左”或“右”）端将上翘。（3）如图丙所示，在a点挂一定数量的钩码，用弹簧测力计在c点斜向上拉（与水平方向成30角）杠杆，使杠杆在水平位置平衡时，弹簧测力计的示数f如图丙所示。请画出f的力臂l1（_），已知每个钩码重0.2n，则在a点应挂_个钩码。【答案】达到右 6 左 4 【解析】（1）杠杆在如图甲所示的位置静止，此时杠杆处于静止状态，达到平衡状态；由图甲中，杠杆的右端较高，平衡螺母应向右端移动使杠杆在水平位置平衡；（2）设杠杆上一个小格的长度为l，一个钩码重为g，杠杆在水平位置平衡时，由杠杆平衡条件可得：4g3l=ng2l，解得：n=6，所以在b处挂6个相同的钩码；若a、b两点的钩码同时向远离支点的方向移动一个格，则左侧力和力臂的乘积：4g4l=16gl，右侧力和力臂的乘积：6g3l=18gl，因为：16gl18gl，所以杠杆右端会下沉，左端上翘；（3）当弹簧测力计在c点斜向上拉（与水平方向成30角）杠杆，此时动力臂等于：oc=4l=2l，如下图所示：；弹簧测力计的示数f如图丙所示，分度值是0.2n，数值是1.2n，设每个小格长度为l，在a点挂一定数量的钩码时，阻力臂为3l，根据杠杆的平衡条件f1l1=f2l2得：f2=0.8n，因每个钩码重0.2n，故应在a点挂4个钩码。18小阳同学利用如图所示的滑轮组做探究“滑轮组的机械效率与被提升物体所受重力的关系”的实验实验数据记录如下表序号钩码总重g/n钩码上升高度h/m测力计拉力f/n测力计移动距离s/m机械效率/%120.10.80.383.3250.11.80.392.6380.12.80.3（1）在实验过程中，小阳应_拉动弹簧测力计（2）请你计算出第三次实验滑轮组的机械效率为：_%（保留一位小数）（3）根据实验数据可得：使用同一滑轮组提升重物时，被提升物体所受重力越大，_【答案】竖直向上匀速 95.2 滑轮组的机械效率越高【解析】（1）实验中要竖直向上匀速拉动弹簧测力计，弹簧测力计示数不变，便于读数；（2）第三次实验滑轮组的机械效率（3）从表格中数据可以看出，1、2、3两次使用同样的滑轮组，动滑轮的重力相等，三次提升物体的重力逐渐变大，其机械效率逐渐变高，说明滑轮组的机械效率与提升物体所受的重力有关，提升物体所受的重力越大、滑轮组的机械效率越高。19小明同学测定斜面的机械效率，实验记录结果如下表：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斜面的机械效率1较缓50.11.510.51.533.3%2较陡100.2211250%3较陡100.2412450%4最陡50.32.41（1）根据表格中数据，第四次（最陡）实验的有用功是_j，总功是_j。机械效率是_；（2）分析数据可知斜面越陡，机械效率_（选填“越高”、“越低”或“不变”）；（3）分析实验数据还可知道，斜面的机械效率与物重_（填“有关”或“无关”）；（4）第一次实验中，若拉力作用时间是5s，则拉力的功率是_w。【答案】1.5 2.4 62.5% 越高有关 0.3 【解析】（1）根据物体重力和高度计算有用功为：w有=gh=5n0.3m=1.5j；拉力和绳子拉长的长度计算总功为：w总=fs=2.4n1m=2.4j；机械