综合解析人教版八年级《简单机械》章节练习试题（含答案及解析）

人教版八年级《简单机械》章节练习考试时间：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、在物理学的发展过程中，许多物理学家作出了杰出贡献。创立经典力学理论体系并发现万有引力定律的科学家是（）A．焦耳 B．牛顿 C．阿基米德 D．亚里士多德2、下列说法中正确的是（）A．机械效率越高，机械做功一定越快 B．做功越多的机械，机械效率一定越高C．功率越大的机械做功一定越多 D．做功越快的机械，功率一定越大3、“给我一个支点，我就能撬动整个地球”，下列生产和生活中的杠杆与阿基米德设想的杠杆属于同一类型的是（）A．食品夹 B．托盘天平C．钓鱼竿 D．修树剪4、如图所示，物体在沿斜面向上的拉力作用下，从斜面底端匀速拉到斜面顶端，已知斜面高为h，斜面长为s，且s＝3h，物体所受重力为G，斜面的机械效率为50%，若物体受到的拉力和摩擦力分别用F和f表示，则（）A．F＝f＝ B．F＝f＝ C．F＝f＝ D．F＝f＝5、如图所示，质量分布不均匀的木条AB重15N，A、B是木条两端，O、C是木条上的两个点，AO=BO，AC=OC，弹簧测力计甲的示数是3N。现移动弹簧测力计甲的位置从A点平移到C点。此时弹簧测力计乙的示数是（）A．11N B．6N C．12N D．5N6、如图所示，用相同的滑轮组成两个滑轮组，用不同的力同时匀速提升一个重为17N的相同物体，使物体在2s内都拉升了20cm，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（）A．图甲中，绳端移动的距离为40cmB．图乙中，拉力的功率为1.8WC．图甲中滑轮组的效率大于乙中滑轮组的效率D．图乙中，动滑轮的重力为2N7、下列有关机械效率的说法中正确的是（）A．越省力的机械，其机械效率就越低B．使用机械做功越快，其机械效率越高C．有用功与总功的比值越大的机械，其机械效率就越高D．通过改进机械的性能可以使机械效率达到100%8、小明用四个完全相同的滑轮进行实验，组成如图所示的甲、乙两个滑轮组。他用相同的时间把质量相等的重物G提升了相同的高度，所用的拉力分别为F1、F2，拉力做的功分别为W1、W2，拉力的功率分别为P1、P2，滑轮组的机械效率分别为η1、η2（忽略绳重与摩擦）。下列关系式正确的是（）A． B．C． D．9、“节约用水，人人有责”，我们应养成随手关闭水龙头的好习惯。水龙头手柄可视为如图所示杠杆，O为支点，F为阻力，分别沿图示的三个方向用力关闭水龙头，下列说法正确的是（）A．沿F1方向最省力 B．沿F2方向最省力C．沿F3方向最省力 D．三个方向同样省力10、如图所示的工具中，在使用时与其它三种不是同一种类型的是（）A．取碗夹子 B．核桃夹子C．羊角锤 D．修枝剪刀第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，在刻度均匀的轻质杠杆的A点悬挂一个重为4N的物体，在B点施加一个竖直向下的作用力F，使杠杆在水平位置保持平衡，则______N；若保持物体悬挂的位置不变，改变力F的方向（如图斜向左方向），杠杆仍在水平位置保持平衡，则力F将______（填“不变”、“变大”或“变小”）。2、如图所示，—轻质杠杆可绕O点转动，A点处挂上一重物，B点处用弹簧秤竖直向上拉着，杠杆恰在水平位置平衡，若弹簧秤示数为9牛，则物体重力为______牛。3、阅读短文，回答下列问题：无人机无人驾驶飞机简称“无人机”（“UAV”），是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞行器，机上无驾驶舱，但安装有自动驾驶仪，程序控制装置等设备，地面，舰艇上或母机遥控站人员通过雷达等设备，对其进行跟踪、定位、遥控、遥测和数字传输，可在无线电遥控下像普通飞机一样起飞或用助推火箭发射升空，也可由母舰带到空中投放飞行，回收时可用于普通飞机着陆过程一样的方式自动着陆，也可通过遥控用降落伞火拦网回收，可反复使用多次，与载人飞机相比，它具有体积小，造价低，使用方便，对作战环境要求低，战场能力较强等优点，由于无人驾驶飞机对未来空战有着重要的意义，世界各主要军事国家都在加紧无人驾驶飞机的研制工作，目前，我国在此领域处于领先地位，如图所示的无人机质量为3kg，具有4个旋翼，可通过无线电进行操控。无人驾驶飞机在拍摄调查、无人配送等方面具有广阔的前景。（g=10N/kg）（1）若图1中无人机工作一段时间后发出警报“电量不足，请及时充电”，在给无人机上的电池充电时，无人机的电池相当于______（选填“用电器”“或“电源”）；无人机上的旋翼电动机与摄相机根根据需要可可以独自工作，从电路设计的角度上看，旋翼电动机和相机是_____（选填“串联”或“并联”）的。（2）若图1中无人机在30s内匀速竖直上升120m进行空中拍摄，则此过程中动能_______（选填“变大”、“变小”或“不变”），无人机克服自身重力做功的功率是_______W。（3）若图中无人机电池提供最大的电能能为2.5×105J，若电能的90%用于飞行，飞行时的功率为90W，则该机最多能飞行的时间是________s。（4）如图2所示，外卖小哥使用无人机从地面向高楼阳台送餐。已知无人机质量为3kg，外卖质量为0.6kg，无人机先以4m/s的速度径直上升10s，再水平匀速飞行30m到阳台，整个过程历时25s，则无人机水平飞行的速度_______m/s，整个过程中无人机对外卖做功的功率________W。（5）如图所3示，在农业领域，一架普通无人机携带农药，一天可完成600亩农田农药喷洒任务，换作人工，则需要60人满负荷工作一整天，科技带来的优势非常明显。假定无人机每次装20kg农药，喷洒的过程中是在同一高度匀速飞行，则在喷洒农药的过程中，无人机携带农药总的重力势能______，动能_______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。4、图中所示每个指甲前中总共有______个杆杠，其中图甲和图乙是指甲剪的两种装配方法，其中图________的装法比较好，用起来比较________。5、升旗时，人站在地面上向下拉绳子，旗会向上运动，这是因为旗杆顶部有个______滑轮，它的作用是______。6、一质量为40kg的重物A放在水平地面上，利用如图所示的装置将它匀速提升0.1m用了1s，此时的机械效率为80%，则有用功为_____J，动滑轮重力为_____N，拉力的功率为_____W，若再用该滑轮提升多块重物B（规格相同），提升一块重物B和两块重物B时滑轮的机械效率之比η1∶η2＝4∶5，则重物B的重力为_____N。（不计绳重和摩擦）7、如图所示，不计绳重和摩擦。滑轮组在匀速提升150N重物时，机械效率为60%，物体上升的速度为10cm/s，绳端拉力F为_______N，拉力功率为________W，如果提升物体质量增加，那么滑轮组的机械效率将_________（变大/变小/不变）。8、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）。9、一自身质量忽略不计的定滑轮匀速吊起500N的重物，站在地面上的人向下的拉力是_______N，拴滑轮的天花板受到的力是_______N。10、如图所示，妈妈体重比小明大，跷跷板水平平衡时，妈妈比小明离转轴______（远/近）。若小明往转轴远离一小段距离，为了保持跷跷板水平平衡，妈妈应适当______（远离/靠近）转轴；跷跷板水平平衡时，顽皮的小明将上半身向后仰，则跷跷板会______（左端下沉/保持平衡/右端下沉）。三、计算题（5小题，每小题6分，共计30分）1、用如图所示滑轮组在15s内将重1000N的物体匀速上升了3m，人用拉力的F为400N，不计绳重和摩擦力；求：（1）拉力F所做的有用功W有用；（2）拉力F的功率；（3）滑轮组的机械效率。2、质量为60kg的李师傅在装修施工时，利用如图所示的滑轮组来提升装修材料。他用300N的拉力在20s内将500N的材料提升了10m，绳子能承受的最大拉力为1000N，不计绳重及摩擦。g=10N/kg。求：（1）动滑轮的重力；（2）李师傅拉力的功率（3）李师傅利用此滑轮组工作时的最大机械效率（保留一位小数）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、如图所示是一台起重机在工作的示意图。现在用此起重机在1min内将把重物体G匀速提升30m，滑轮组的钢丝绳自由端拉力F为5000N。已知滑轮组的机械效率为80%，试求：（1）拉力做的总功是多大？（2）拉力做功的功率是多大？（3）物体G的重是多少N？5、在斜面上将一个重为5N的物体，从底端沿斜面匀速拉到顶端（如图示），所用时间为5s，斜面长s=1m、高h=0.2m，该斜面的机械效率为80%。求：（1）拉力所做的有用功。（2）拉力所做的总功率。（3）物体在斜面上受到的摩擦力。-参考答案-一、单选题1、B【解析】【详解】A．焦耳，英国物理学家，在电磁学、热学等方面做出杰出贡献，故A错误，不符合题意；B．牛顿，英国物理学家，在万有引力定律、牛顿三大定律、光的色散等方面做出杰出贡献，故B正确，符合题意；C．阿基米德，古希腊数学家、物理学家，总结并证明了杠杆定律，故C错误，不符合题意；D．亚里士多德，对力学的见解被伽利略和牛顿否定，故D错误，不符合题意。故选B。2、D【解析】【详解】A．机械效率高，说明有用功占总功的比值大，但不一定做功就快，故A错误；B．做功多，效率不一定高，这要看有用功、额外功的比例大小，故B错误；C．功率大表明机械做功快，但做功不一定多，这要看做功时间的长短，故C错误；D．做功快，说明机械的功率大，能够在较短的时间内做更多的功，故D正确。故选D。3、D【解析】【详解】阿基米德设想的杠杆属于省力杠杆。A．食品夹在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故A不符合题意；B．天平在使用时，动力臂等于阻力臂，即不省力也不费力，是等臂杠杆，故B不符合题意；C．钓鱼竿在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故C不符合题意；D．修树剪在使用时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D符合题意。故选D。4、C【解析】【详解】根据题意知道，拉力做的有用功W有用＝Gh拉力做的总功W总＝Fs＝F×3h＝3Fh斜面的机械效率解得拉力克服摩擦力所做的额外功则摩擦力故C符合题意，ABD不符合题意。故选C。5、A【解析】【详解】设木条的重心到B点的距离为L，当弹簧测力计甲在A点，测力计乙在B点时，以B为支点，由杠杆的平衡条件有FA×LAB=G×L即3N×LAB=15N×L解得L=×LAB=AB当测力计甲的位置从A点移动到C点时，以C为支点，此时测力计乙的示数为FB，而AO=BO，AC=OC那么LBC=AB此时重力的力臂L′=LBC-L=据杠杆平衡条件有FB×LBC=G×L′即FB×AB=15N×AB解得FB=11N故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。6、B【解析】【详解】A．由图甲知道，n1＝3，则绳端移动的距离s1＝n1h＝3×20cm＝60cm故A错误；B．由图乙知道，n2＝2，则绳自由端移动的距离s2＝n2h＝2×20cm＝40cm＝0.4m拉力的总功W2＝F2s2＝9N×0.4m＝3.6J拉力的功率为故B正确；C．因为不计绳重及摩擦，动滑轮重相同，提升的物体重和高度相同，由W额＝G动h、W有用＝G物h知道，利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同，则由W总＝W有用+W额知道,拉力做的总功相同，因为，所以两滑轮组的机械效率相同，故C错误；D．在图乙中，由知道，动滑轮的重力G动＝2F2﹣G＝2×9N﹣17N＝1N故D错误。故选B。7、C【解析】【详解】A．机械效率是指利用机械做功时，有用功与总功的比值，其大小与机械做功是否省力、做功快慢，做的有用功多少，做功的多少无关，故A错误；B．由A可知，机械效率大小与机械做功快慢无关，故B错误；C．机械效率是指利用机械做功时，有用功与总功的比值，有用功与总功的比值越大，机械效率越大，故C正确；D．利用机械做功时，总会有能量损失，因此机械效率不可能达到100%，故D错误。故选C。8、D【解析】【详解】由图示知，甲、乙两滑轮组承重绳子分别为3和2根，在忽略绳重与摩擦时，拉力分别为所以F1<F2将相同重物提升相同高度时，绳子端移动的距离分别为s1=3h，s2=2h，拉力所做的功分别为W1=F1s1=(G+G动)⋅3h=(G+G动)hW2=F2s2=(G+G动)⋅2h=(G+G动)h所以W1=W2，提升重物所做的有用功W1有=W2有=Gh据知：η1=η2，提升重物时所用时间相同，据知，P1=P2故ABC错误，D正确。故选D。9、B【解析】【详解】由杠杆平衡条件F1l1＝F2l2可知，在阻力和阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小；在杠杆的最上端点施加动力，当动力的方向与支点和力的作用点的连线垂直时，动力臂最大，此时最省力，即沿F2方向最省力。故选B。10、A【解析】【详解】取碗夹子使用时，动力臂小于阻力臂，为费力杠杆；而羊角锤、核桃夹子、修枝剪刀使用时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故在使用时与其它三种不是同一种类型的是取碗夹子，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。二、填空题1、3变大【解析】【详解】[1]设杠杆每个格的长度为L，A点悬挂一个重为4N的物体，根据杠杆的平衡条件解得故需挂6个钩码。[2]保持物体悬挂的位置不变，改变力F的方向如图斜向左方向，动力臂将减小，若杠杆仍在水平位置保持平衡，则力F将变大。2、6【解析】【详解】由图可知动力力臂，阻力力臂由可得阻力为由阻力为6N可知物体的重力为6N。3、用电器并联不变120250029.6变小变小【解析】【详解】（1）[1]给无人机的电池充电时，需要消耗电能，所以无人机的电池相当于用电器。[2]无人机上的旋翼电动机与相机，根据需要可以独自工作，因此，从电路设计的角度上看，它们是并联的。（2）[3]无人机在匀速竖直上升的过程中，质量不变，速度不变，所以动能不变。[4]无人机的重力无人机克服重力做的功则无人机克服自身重力做功的功率（3）[5]由题知，电池提供的最大电能：=2.5×105J，由得用于飞行的能量：由得，最多能飞行的时间（4）[6]整个过程历时25s，水平匀速飞行时间则无人机水平飞行的速度为[7]无人机在上升过程中通过的距离为则克服外卖的重力所做的功为无人机匀速飞行时，由于升力的方向竖直向上，运动方向是水平的，所以无人机对外卖不做功；则无人机对外卖做功的功率为（5）[8][9]无人机在农田上空的某一高度水平匀速飞行喷洒农药时，飞机的速度和高度均不变，但质量变小，所以无人机的动能减小，重力势能减小。4、3甲省力【解析】【详解】[1]根据杠杆的定义，由结合图可知，指甲剪中总共3个杠杆组成，分别是：①指甲剪上边的一片，ABC，支点是B；②中间的一片，CBE，支点是E；③下边的一片，DE，支点是E。[2][3]甲图中的中间一片，CBE，动力作用点B距离支点E比较远，动力臂更长，用起来更省力，所以甲图装配比较好。5、定改变动力的方向【解析】【详解】[1]旗杆顶部滑轮的轴不动，是一个定滑轮。[2]它能改变动力的方向，但不能省力。6、4010050150【解析】【详解】[1]重物A的重力GA＝mAg＝40kg×10N/kg＝400N有用功为W有用＝GAh＝400N×0.1m＝40J[2]绳重和摩擦不计，滑轮组的机械效率据此可知动滑轮重力[3]绳重和摩擦不计，总功为则拉力的功率[4]绳重和摩擦不计，根据滑轮组的机械效率可得提升一块重物B时，滑轮组的机械效率提升两块重物B时，滑轮组的机械效率由题知η1∶η2＝4∶5即解得重物B的重力GB＝150N7、12525变大【解析】【详解】[1]由图可知，n=2，滑轮组的机械效率故绳端拉力[2]绳子自由端移动的速度v′=2v=2×10cm/s=20cm/s=0.2m/s拉力功率[3]不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率如果提升物体质量增加，由G=mg可知增大物体的重力，由上式可知滑轮组的机械效率变大。8、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9、5001000【解析】【详解】[1]定滑轮匀速吊起500N的重物，因为定滑轮相当于一个等臂杠杆，只能改变力的方向，不能改变力的大小。所以站在地面上的人向下的拉力是500N。[2]拴滑轮的天花板受到晾干向下的拉力，则受到的力为F=500N+500N=1000N10、近远离右端下沉【解析】【详解】[1]从图中可以看到，这个跷跷板是一个杠杆，妈妈体重比小明大，妈妈对跷跷板的压力比小明的大，要让跷跷板水平平衡，根据杠杆的平衡条件，，则，即妈妈到转轴的距离小于小明的，妈妈比小明离转轴近。[2]若小明往转轴远离一小段距离，即变大，妈妈和小明对跷跷板的压力大小不变，即、大小不变，那么要变大，妈妈到转轴的距离要变大，妈妈应适当远离转轴。[3]跷跷板水平平衡时，可知，顽皮的小明将上半身向后仰，则小明的重心会向后移动，小明的重心到转轴的距离变大，妈妈和小明对跷跷板的压力大小不变，妈妈到转轴的距离不变，则，跷跷板会右端下沉。三、计算题1、（1）3000J；（2）240W；（3）83.3%【详解】解：（1）拉力F所做的有用功（2）由图可知，绳子的有效股数为3，物体在15s内匀速提高3m，则绳端移动的距离拉力做的功此人做功的功率（3）滑轮组的机械效率答：（1）拉力F所做的有用功为3000J；（2）拉力F的功率为240W；（3）滑轮组的机械效率83.3%。2、（1）100N；（2）300W；（3）91.7％【详解】解：（1）由图知道，连接动滑轮绳子的股数n=2，若不计绳重及摩擦，由知道，动滑轮的重力G动=2F-G物=2×300N-500N=100N（2）绳子自由端移动的距离s=2h=2×10m=20m李师傅施加拉力做的功W总=Fs=300N×20m=6000J拉力的功率（3）李师傅的重力G人=mg=60kg×10N/kg=600N人能提供的最大拉力等于自身重力，即F′=G人=600N当人施加最大拉力时，提升的物重最大，滑轮组的机械效率