考点解析-人教版八年级《简单机械》专项测试试卷（附答案详解）

人教版八年级《简单机械》专项测试考试时间：90分钟；命题人：教研组考生注意：1、本卷分第I卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，满分100分，考试时间90分钟2、答卷前，考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级填写在试卷规定位置上3、答案必须写在试卷各个题目指定区域内相应的位置，如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用涂改液、胶带纸、修正带，不按以上要求作答的答案无效。第I卷（选择题30分）一、单选题（10小题，每小题3分，共计30分）1、如图所示，不计动滑轮与绳之间的摩擦和重力，在水平拉力F的作用下，重为100N的物体M以0.2m/s的速度向左匀速直线运动5s，弹簧测力计的示数为20N，以下正确的是（）A．M受到地面摩擦力水平向左B．M受到地面的摩擦力为10NC．M受到的重力对M所做的功为100JD．拉力F的功率为4W2、如图所示，是工人师傅往高处运送货物的两种方法。物重均为500N，滑轮重均为10N，不计摩擦和绳重，下列说法正确的是（）A．甲图中的拉力等于乙图中的拉力 B．甲图中的拉力小于乙田中的拉力C．甲图中的拉力大于乙图中的拉力 D．甲图中的拉力为乙图中拉力的两倍3、如图所示的工具中，使用时属于省距离的杠杆的是（）A．道钉撬 B．火钳C．钢丝钳 D．天平4、如图所示，轻质杠杆可绕O转动，在A点始终受一垂直作用于杠杆的力，在从A转动位置时，力F将（）A．变大 B．变小C．先变大，后变小 D．先变小，后变大5、A中的杠杆和物体处于静止状态，B、C、D中的物体被匀速吊起，所有物体重力均为G，不计动滑轮重力、绳重和一切摩擦，则所用拉力F最小的是（）A． B． C． D．6、有三个相同的杠杆，杆上每小格为0.1m，在杆上相同的位置挂有重力都为G的物体。三个杠杆分别在F1、F2、F3的作用下处于水平平衡状态，如图所示，这三个力中最大的是（）A． B．C． D．无法判断7、一把杆秤，当称砣缺损了一些时，用它称出物体的质量与实际质量比较是（）A．小了 B．相等 C．大了 D．不能确定8、利用如图所示的动滑轮（重0.5N）提升钩码时，不能证明使用动滑轮能省力的操作是（）A．竖直匀速提升0.5N的钩码 B．竖直匀速提升1.0N的钩码C．竖直匀速提升1.5N的钩码 D．竖直匀速提升2.0N的钩码9、如图，重为G的物体在不同简单机械中均处于平衡状态（不计机械自重和摩擦），拉力F1、F2、F3的的大小关系是（）A．F3＜F1＜F2 B．F2＝F3＜F1C．F2＜F3＝F1 D．F2＜F1＜F310、如图所示，有一斜面长为L，高为h，现用沿斜面向上的拉力F把重为G的物体从斜面底端匀速拉到顶端。已知在这个过程中，物体受到斜面的摩擦力大小为f，则斜面的机械效率为（）A．×100% B．×100% C．×100% D．×100%第Ⅱ卷（非选择题70分）二、填空题（10小题，每小题4分，共计40分）1、如图所示，小明用100N的拉力竖直向上拉动绳子，使重为240N的物体，5s内匀速升高10m，不计绳重和摩擦，则拉力的功率为_______。2、在历史上，机械功原理被誉为“机械的金科玉律”，它告诉我们：省力的机械必然费距离，省距离的机械一定___________。也就是说，使用任何机械都___________省功（填“能”或“不能”）。3、用如图装置，在10s内将60N的水桶提升2m，拉力为40N，则拉力的功率为___________W；若不计绳重和摩擦，则动滑轮的重力为___________N。4、为庆祝建党100周年，科技小组制作了如图所示的展示牌（含牌面和支架），展示牌的重力为40N、重心为O，支架的夹角为60°。为测试该展示牌的抗风力大小，以防止展示牌倾倒，小组同学将展示牌放在水平地面上，进行模拟测试，测试中假设风力F始终集中作用在展示牌的重心。（1）第一组同学施加的力F1始终与牌面垂直，当支架刚刚离开地面时，力F1的大小为______N。（2）第二组同学施加的力F2始终与水平面平行，当支架刚刚离开地面时，则力F2______F1（选填“＞”“＜”或“＝”）。5、旗杆顶上的滑轮是__（选填“定”或“动”滑轮；其实质是一个__杠杆，其特点是不能省力，但可以__。6、如图，展示了一些你熟悉的物理图形，请你根据要求填空。（1）如图a中点燃的蜡烛上下摆动，形成跷跷板。涉及的物理原理是______；（2）如图b是用绳和木棍体验“滑轮组”威力的实验，该实验说明了______；（3）如图c、d两个实验可以说明的同一个物理问题是：______。7、为了探究小球静止在斜面上时，沿斜面向上的拉力F的大小与哪些因素有关，小红用两个所受重力G不同的光滑小球甲、乙和弹簧测力计等器材按图（a）、（b）进行实验，然后改变斜面与水平面的倾角继续实验，如图（c）、（d）所示。（G甲＜G乙，θ1＜θ2＜θ3，F1＜F2＜F3＜F4）①由图（a）、（b）及相关条件可得出的初步结论是：光滑小球静止在斜面上时，______，F越大。②由图8（b）、（c）、（d）及相关条件可得出的初步结论是：______。8、人体中有许多杠杆，甚至踮一下人体脚尖都是人体杠杆在起作用，如图所示，人以______为支点，通过小腿肌肉用力（F）踮起脚尖。按杠杆分类，这是一个______杠杆。若人的体重为600N，当踮起脚尖时，假使体重落在杠杆中点，则人双脚站立踮起时，两腿肌肉各用力______N。9、如图所示，O为轻质杠杆AB的支点，杠杆上刻度均匀，在距支点10厘米的B处挂有600牛的重物，要使杠杆平衡，需要在A处至少加_______牛的力，且方向为_______。10、如图所示，小金用轻质杠杆（自身重力忽略不计）、空桶、质量为m0的物体A和细线，自制了测量液体密度的杠杆密度计。该杠杆密度计可以从杠杆上的刻度直接读出液体密度的数值。（1）将杠杆在O点悬挂起来，空桶悬挂在B点，质量为m0的物体A悬挂在C点时，杠杆水平平衡。测出B点到O点的距离为l，C点到O点的距离为l0，此时C点的密度刻度线应标注为_______；（2）在B点的空桶内注满液体，空桶容积为V，移动物体A至D位置，使杠杆在水平位置平衡。若D点到O点的距离为l1，通过推导分析，此时D点的应标注的密度值_______。（结果用题中所给的字母表示）。三、计算题（5小题，每小题6分，共计30分）1、如图所示，已知物体所受重力为20N，某人利用图中所示滑轮匀速将其提起。若物体在5秒被提升了10米，（不计绳重和摩擦）求（1）人的拉力。（2）在这段时间内拉力所做的功。（3）拉力的功率。2、如图所示，杠杆AB在竖直向下的拉力F作用下将一物体缓慢匀速提升，下表是提升物体时采集的信息：求：OA/mOB/m物重G/NA端上升的高度h/mB端下降的距离s/m做的额外功W额外/J0.40.8400.20.42（1）有用功；（2）拉力F的大小；（3）杠杆的机械效率。3、用如图所示的滑轮组提升将重840N的货物在5s内提升3米，已知动滑轮重60N，（不计绳重和摩擦）求：（1）滑轮组自由端的拉力F是多少？（2）提升过程中的有用功是多少？（3）提升过程中的总功是多少？（4）提升过程中滑轮组的机械效率η是多少？（5）货物上升过程中，拉力F的功率是多少？4、如图所示，有一斜面长L为10m，高h为6m，现用F为400N的力沿斜面把重物G为500N的物体从底端匀速拉到顶端。物体受到斜面的摩擦力用f表示，求：（1）斜面机械效率η；（2）推导物体受到斜面摩擦力f的表达式。（用L，h，F，G表示）5、如图甲所示，电动卷扬机通过滑轮组提升重物，卷扬机有两个挡位可以调节对绳子自由端施加的拉力F的大小；在某一次提升重物过程中其拉力F随时间变化的关系如图乙所示，重物上升高度随时间变化的关系如图丙所示，不计钢丝绳重和摩擦力大小；求：（1）0～2s拉力F所做的功是多少？（2）2～4s，提升重物过程中，卷扬机对绳子自由端施加的拉力F的功率是多少？（3）2～4s，提升重物过程中，滑轮组机械效率为80%，则动滑轮的重力是多少？（4）仍用该机械提升其他重物时，该滑轮组的机械效率的最大值是多少？（小数点后保留一位）-参考答案-一、单选题1、D【解析】【详解】AB．弹簧秤的示数为20N，即绳子对弹簧秤的拉力为20N，因同一根绳子各处的拉力大小相同，所以绳子对物体M的拉力也为20N。物体M向左匀速直线运动，其受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，所以M受到地面的摩擦力f=F拉=20NM受到地面的摩擦力的方向与物体运动方向相反，即水平向右，故AB错误；C．M在重力的方向上没有移动距离，所以M受到的重力对M所做的功为0J，故C错误；D．不计动滑轮与绳之间的摩擦和重力，由图知，拉力F作用在动滑轮轴上，则拉力F的大小为F=2F示=2×20N=40N由图知，绳子的有效段数n=2则拉力端移动的速度是物体移动速度的，故拉力端移动的速度拉力F的功率为故D正确。故选D。2、C【解析】【详解】如图甲是定滑轮，只改变力的方向，不改变力的大小，乙图为动滑轮，省一半的力，费二倍的距离，故甲的拉力为500N，而乙要拉动物体和动滑轮，故乙的拉力为所以甲图中的拉力大于乙图中的拉力。故选C。3、B【解析】【详解】AC．道钉撬、钢丝钳在使用时，动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，但要多移动距离，故AC不符合题意；B．火钳在使用时，动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，但可少移动距离，即为省距离的杠杆，故B符合题意；D．天平为等臂杠杆，不省力也不费力，不省距离也不多移动距离，故D不符合题意。故选B。4、C【解析】【详解】当杠杆在水平位置以下上升到水平位置时，不变，增大，由得增大；当杠杆从水平位置继续上升过程中，不变，减小，所以减小。故C符合题意，ABD不符合题意。故选C。5、D【解析】【详解】A图中，动力臂是阻力臂的二分之一，所以动力为阻力的2倍，即FA=2GB图中，定滑轮不能省力，只能改变力的方向，所以FB=GC图中有2段绳子承担物体的重，在不计动滑轮重力、绳重和一切摩擦时，有D图中有3段绳子承担物体的重，在不计动滑轮重力、绳重和一切摩擦时，有综上，D图中所用拉力F最小。故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。6、C【解析】【分析】【详解】根据杠杆平衡条件可知：力臂最小的力最大；C的力臂最小，所以F3最大。故ABD不符合题意；C符合题意。故选C。7、C【解析】【详解】如图所示当称砣缺损了一些时，m变小，其重力mg变小；再测同一个物体的质量，力臂OA不变，根据杠杆的平衡条件当一定时，若m变小，那么OC必然变大，即读数比实际值要大，故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。8、A【解析】【详解】使用如图所示动滑轮提升钩码时，若不计绳重及摩擦，绳端拉力为F＝(G+G动)当钩码重力G≤G动时F≥G即当动滑轮重力大于或等于物体的重力时，不能证明使用动滑轮能省力；因为动滑轮重0.5N，所以提升钩码重力小于或等于0.5N时不能证明。故选A。9、B【解析】【详解】由题知，不计机械自重和摩擦。第一幅图中L1＝L2为等臂杠杆，由杠杆平衡条件可得F1＝G第二幅图是滑轮组，承担总重的绳子段数n＝3，则第三幅图是轮轴，此时的即动力作用在轮上，此时的动力为由此可知F2＝F3＜F1故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。10、A【解析】【详解】根据题意知道，此过程中，拉力做的有用功W有用＝Gh拉力做的总功为W总＝FL拉力做的额外功W额＝fLA．斜面的机械效率故A符合题意；B．由于故B不符合题意；C．由于故C不符合题意；D．由于故D不符合题意。故选A。二、填空题1、600W【解析】【详解】由图可知，有3段绳子拉着动滑轮，则绳子自由端移动的距离为s＝3h＝3×10m＝30m拉力所做的功为W＝Fs＝100N×30m＝3000J拉力的功率为2、费力不能【解析】【分析】【详解】[1][2]由功的原理可知，使用任何机械都不能省功，但使用机械有许多好处：有的机械可以省力，有的机械可以省距离，有的机械可以改变力的方向；但省力的机械必然费距离；省距离的机械一定费力。3、620【解析】【详解】[1]绳端移动的距离拉力做的功拉力的功率[2]若不计绳重和摩擦，由可得，动滑轮的重力4、20＞【解析】【详解】（1）[1]第一组同学施加的力F1始终与牌面垂直，如图所示：支架的夹角为60°，根据数学知识可知l1=2lG，当支架刚刚离开地面时，根据杠杆的平衡条件可知F1l1=GlGF1=×40N=20N（2）[2]第二组同学施加的力F2始终与水平面平行，由图可知l1＞l2当支架刚刚离开地面时，支架处于平衡状态，支架的重力、重力的力臂不变，根据杠杆的平衡条件可知F2＞F15、定等臂改变力的方向【解析】【详解】[1][2][3]定滑轮使用时，滑轮的轴固定不变，所以旗杆顶部的滑轮是定滑轮，定滑轮的实质是一个等臂杠杆，它不能省力，但可以改变力的方向。6、杠杆原理（杠杆的平衡条件）使用滑轮组可以省力动能和势能可以相互转化【解析】【分析】【详解】（1）[1]图a中点燃的蜡烛上下摆动，有支点、两个力、两个力臂，符合杠杆的五个要素，故其原理为杠杆原理。（2）[2]图b相当于一个滑轮组，小孩所拿的绳端相当于滑轮组的绳子自由端，该现象表明使用滑轮组可以省力。（3）[3]这两个实验可以说明的同一个物理问题是：动能和势能是可以相互转化的；在单摆左右摆动和滚摆上下往复运动的过程中，它们需要克服摩擦阻力做功，消耗一部分机械能，所以机械能减小，将会看到它们上升的高度逐渐降低。7、斜面与水平面的倾角相等时，小球所受重力G越大。光滑小球静止在斜面上时，小球所受重力G相等时，斜面与水平面的倾角越大，F越大。【解析】【详解】[1]由图（a）、（b）可知，倾角是相同的，由于G甲＜G乙，F1＜F2，所以可得出结论，当倾角相等时，小球所受重力G越大，F越大。[2]由于（b）、（c）、（d）的小球都是一样的，所以重力G相同，由题中条件可知，随着倾角变大，拉力F也在变大，由此可得：光滑小球静止在斜面上时，小球所受重力G相等时，斜面与水平面的倾角越大，F越大。8、脚尖（或O）省力150N【解析】【详解】[1][2]由图知道，支点在脚尖处，人本身的重力是阻力，肌肉用力F是动力，所以动力臂是阻力臂的两倍，根据杠杆平衡条件，动力是阻力的一半，这是一个省力杠杆。[3]如果双脚着地，每只脚上承担一半的重力，即300N，即肌肉用力为300N的一半为150N。9、200竖直向下【解析】【详解】[1][2]因为阻力和阻力臂一定，动力臂越长，动力越小，所以为最长的力臂，故在端作竖直向下的力；根据杠杆平衡的条件可得10、0【解析】【详解】（1）由题意可知，空桶内没有盛被测液体杠杆平衡时，相当于装了密度是0的密度，质量为m0的物体A悬挂处C点应标零刻度，即0。（2）设空桶的质量为m1，某液体的质量为m2，当空桶没有盛液体时杠杆平衡，由杠杆平衡条件得m1g×l＝m0g×l0……①当盛满某液体时杠杆再次平衡，由杠杆平衡条件得(m1+m2)g×l＝m0g×l1……②联立①②为方程组，并解得由得，液体的密度三、计算题1、（1）20N；（2）200J；（3）40W【详解】（1）由图可知，该滑轮为定滑轮，根据动滑轮的特点，不计绳重和摩擦，则人的拉力F=G=20N。（2）由定滑轮的特点可知，绳端移动的距离s=h=10m，在这段时间内拉力所做的功W=Fs=20N×10m=200J（3）拉力的功率P===40W答：（1）人的拉力为20N。（2）在这段时间内拉力所做的功为200J。（3）拉力的功率为40W。2、（1）8J；（2）25N；（3）80%【详解】解：（1）有用功为W有用=G物h=40N×0.2m=8J（2）总功为W总=W有用+W额外=8J+2J=10J由W总=Fs，得拉力F的大小（3）杠杆的机械效率答：（1）有用功8J。（2）拉力F的大小25N。（3）杠杆的机械效率80%。3、（1）450N；（2）2520J；（3）2700J；（4）93.33%；（5）540W【详解】解：（1）如图所示，该滑轮组中动滑轮上连接的绳子的段数为2，即动滑轮省力，费距离，根据可知，滑轮组自由端的拉力（2）有用功为货物与货物被提升距离的乘积，即（3）在该过程中，绳子的移动距离总功为拉力与绳端移动距离