2023学年八年级物理下册第十二章简单机械单元综合测试含解析新版（人教版）.docx

第十二章《简单机械》单元测试卷 （考试时间：60分钟试卷满分：100分） 一．填空题（每空2分，共28分） 1．如图所示，一位母亲推着婴儿车行走，当前轮遇到障碍物时，母亲向下按扶把，若把婴儿车视为杠杆，这时杠杆的支点在　　；当后轮遇到障碍物时，母亲向上抬起扶把，这时杠杆的支点在　　（均填“前轮”或“后轮”）。 【解析】当前轮遇到障碍物时，母亲向下按扶把，若把婴儿车视为杠杆，这时杠杆的支点在后轮；当后轮遇到障碍物时向上抬起扶把，婴儿车绕前轮转动，所以前轮是支点。 故答案为：后轮；前轮。 2．小明做单臂俯卧撑运动，如图所示。他的重心在M点，所受重力为600N，他将身体撑起处于平衡状态时，手掌处的支撑力（即动力）为　　N，此过程中，小明的身体是一个　　（省力/费力/等臂）杠杆。 【解析】如图所示，O为杠杆的支点，手掌处的支撑力F为杠杆的动力，则动力臂为L1＝1m+0.5m＝1.5m， 小明自身的重力G是阻力，阻力臂L2＝1m，则动力臂大于阻力臂，所以小明身体是一个省力杠杆； 根据杠杆的平衡条件可得，F×L1＝G×L2， 即F×1.5m＝600N×1m， 所以手掌处的支撑力F＝400N； 故答案为：400；省力。 3．如图，用相同的滑轮分别按甲、乙两种装置，将相同的物体匀速提升相同的高度（G物大于G动），提升重物过程中，拉力大小分别为F1和F2，拉力做功分别为W1和W2，装置的机械效率分别是η1和η2；则拉力F1　　F2，装置的机械效率η1　　η2．（选填：＞/＜/＝）（不计绳重和摩擦） 【解析】不计绳重和摩擦，定滑轮不省力，而动滑轮能省一半的力； 在图中，使用定滑轮时F1＝G物； 使用动滑轮时，F2＝（G物+G动），且G物大于G动，所以F1＞F2； 不计绳重和摩擦，所以使用定滑轮时没有额外功，而使用动滑轮时，要克服动滑轮的重力做额外功，所以定滑轮的机械效率更高，即η1＞η2。 故答案为：＞；＞。 4．如图所示，物体A在水平桌面上，绳重及摩擦不计，动滑轮重力为2N．当B物体重力为8N时，它恰好能匀速下降。 （1）以上装置中属于动滑轮的是　　（填字母）。 （2）物体A所受的摩擦力为　　N。 （3）若用一个水平向左的力F拉物体A，使其向左匀速运动，则这个力F大小应 为　　N。 【解析】（1）N滑轮的轴的位置固定不动，为定滑轮；M滑轮随物体一起运动，为动滑轮。 （2）当A向右做匀速直线运动，A受力平衡，水平方向上受到水平向右的拉力和向左的摩擦力为一对平衡力， f＝F拉＝（GB+G动）＝（8N+2N）＝5N。 （3）当A向左做匀速直线运动处于平衡状态，水平方向上受到水平向左的拉力等于向右的摩擦力加上B对A的拉力； 滑动摩擦力的大小跟压力大小和接触面的粗糙程度有关，压力不变，接触面的粗糙程度不变，摩擦力不变，所以向右的摩擦力为：f＝5N。 B对A的拉力不变，F拉＝5N， A做匀速直线运动，受到平衡力的作用，A受到的水平向左的拉力为：F＝f+F拉＝5N+5N＝10N； 故答案为：（1）M；（2）5；（3）10。 5．如图所示，重为50N的物体在30N的拉力F的作用下匀速上升2m，不计绳重和摩擦，动滑轮的重力为　　N，拉力F移动的距离为　　m，若物体的重力变为80N，则拉力F为　　N。 【解析】（1）由图知，n＝2，不计绳重和摩擦，拉力F＝（G+G轮），则动滑轮重力： G轮＝2F﹣G＝2×30N﹣50N＝10N； （2）拉力端移动距离s＝2h＝2×2m＝4m； （3）若物体的重力变为G′＝80N，拉力F′＝（G′+G轮）＝（80N+10N）＝45N。 故答案为：10；4；45。 6． 如图所示，沿斜面向上匀速拉一个重为100N的物体到斜面顶端，斜面长0.5m，高0.3m，拉力为80N，则这个斜面的机械效率是　　%，物体受到的摩擦力是 　　N。 【解析】有用功： W有＝Gh＝100N×0.3m＝30J， 拉力做的总功： W总＝Fs＝80N×0.5m＝40J， 斜面的机械效率： η＝×100%＝×100%＝75%， 克服摩擦力所做的额外功： W额＝W总﹣W有＝40J﹣30J＝10J， 由W＝fs可得，物体受到的摩擦力： f＝＝＝20N。 故答案为：75； 20。 二．选择题（每题3分，共27分） 7．下列说法中正确的是（　　） A．杠杆是一种省力的机械 B．杠杆可以是直的，也可以是弯的 C．杠杆的长度总等于动力臂与阻力臂之和 D．从支点到力的作用点之间的距离叫做力臂 【解析】A、杠杆包括省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆，故A错误； B、杠杆是可以绕某一固定点转动的硬棒，可以是直的，可以是弯的。比如钳子、扳手等，故B正确； C、力臂是从支点到力的作用线的距离，力臂不一定是杠杆的长度，也不一定在杠杆上，故C错误； D、力臂是从支点到力作用线之间的距离，不是力的作用点，故D错误。 故选：B。 8．如图所示的工具中，在使用时属于省距离杠杆的是（　　） A．天平 B．瓶盖起子 C．食品夹 D．钳子 【解析】A、天平在使用时，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆，不省距离也不费距离，故A不符合题意； B、瓶盖起子在使用时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，但费距离，故B不符合题意； C、食品夹在使用时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，但省距离，故C符合题意； D、钳子在使用时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，但费距离，故D不符合题意。 故选：C。 9．如右图示，轻质杠杆OA中点悬挂重物，保持F的方向始终与杠杆垂直，将杠杆从A位置匀速提升到B位置的过程中，力F将（　　） A．变小 B．变大 C．先变大再变小 D．不变 【解析】保持F的方向始终与杠杆垂直，则动力臂不变； 将杠杆缓慢地由位置A拉到位置B，动力臂不变，阻力不变（等于重物的重力），由图知重物对杠杆拉力的力臂变小（即阻力臂变小），所以由杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可知，动力F将变小。 故选：A。 10．如图所示，体积相同的实心铁球和实心铝球挂在杠杆两端使杠杆平衡，若将它们同时浸没在水中，则杠杆将（　　） A．左端下沉 B．仍平衡 C．右端下沉 D．无法判断 【解析】两球没有浸入水中时，根据杠杆平衡条件有G铜×L1＝G铁×L2，因为铝球和铁球的体积相等， 根据公式m＝ρV可知，铁球的质量大于铝球的质量，也就是说铁球的重力大于铝球的重力， 所以L1＜L2。 球浸入水中时，对杠杆的拉力F＝G﹣F浮，因为两个球的体积相等，都同时浸没在水中，所以它们受到的浮力相等，即F浮铝＝F浮铁，但铝一侧减小的力与力臂的乘积大，所以杠杆不再平衡，铁一侧将下降，即左端下降。 故选：A。 11．如图所示的滑轮中作为动滑轮使用的是（　　） A． B． C． D． 【解析】使用时与物体一起运动的滑轮为动滑轮，C与物体一起运动，故C正确，ABD错误。 故选：C。 12．如图所示甲、乙两套装置，滑轮重、绳重和摩擦力均不计。装置甲中F1和F2表示沿不同方向拉绳子，乙装置中F3表示竖直向上拉绳子；用F1、F2、F3分别将相同的重物匀速提升相同高度，则下列说法正确的是（　　） A．甲装置为动滑轮，乙装置为定滑轮 B．F1、F2、F3所做的功相等 C．拉力大小关系是：F1＝F2＝F3 D．F1、F2所做的功相等，但比F3做的功少 【解析】A、甲装置不随货物一起升降为定滑轮，乙装置随货物一起升降为动滑轮，故A错误； B、因为滑轮重、绳重和摩擦力均不计，所以提升重物时没有做额外功，则拉力做的功等于克服物体重力做的功； 将相同的重物匀速提升相同高度，由W＝Gh可知，克服物体重力做的功相等，则力F1、F2、F3做的功也相等，故B正确，D错误； C、定滑轮既不省力也不费力、且定滑轮的实质为等臂杠杆，动滑轮能省一半的力，又因为滑轮重、绳重和摩擦力均不计， 所以F1＝F2＝G，F3＝G，则F1＝F2＞F3，故C错误。 故选：B。 13．工人用如图所示的滑轮组提升重为1200N的物体，物体上升的速度为0.2m/s，工人对滑轮组绳子自由端的拉力为F，拉力移动的速度为v，考虑动滑轮重、摩擦等因素，下列各组值中可能的是（　　） A．F＝400N，v＝0.8m/s B．F＝300N，v＝0.8m/s C．F＝400N，v＝0.6m/s D．F＝300N，v＝0.6m/s 【解析】（1）由图知，n＝4，拉力移动的速度： v＝4v物＝4×0.2m/s＝0.8m/s； （2）若不考虑动滑轮重、摩擦等因素，拉力F＝G＝×1200N＝300N， 若考虑动滑轮重、摩擦等因素，拉力将变大，大于300N，可能为400N。 故A正确、BCD错。 故选：A。 14．如图所示，在一水平地面上，木箱重400N，受到的摩擦力为200N，用力F拉动木箱使它匀速直线运动了3m（不计滑轮重量及绳与滑轮间的摩擦），下列说法正确的是（　　） A．拉力F的大小为400N B．拉力F的大小为200N C．绳自由端移动了6m D．绳自由端移动了9m 【解析】由图知，n＝2， AB、不计滑轮重及绳与滑轮间的摩擦，则拉力：F＝f＝×200N＝100N，故A、B都错误； CD、绳自由端移动的距离：s＝2s物＝2×3m＝6m，故C正确、D错误。 故选：C。 15．如图所示，AC＞BC，把同一物体分别沿光滑斜面AC、BC以相同的速度匀速推上顶端，推力分别为F1、F2，功率分别为P1、P2，则（　　） A．F1＜F2 P1＝P2 B．F1＜F2 P1＜P2 C．F1＝F2 P1＝P2 D．F1＜F2 P1＞P2 【解析】（1）不计摩擦，AC＞BC，则可知斜面AC的倾斜角度小于BC，所以物体沿AC运动时推力较小，即F1＜F2； （2）已知物体运动的速度相同，F1＜F2，根据公式P＝＝＝Fv可知，沿AC运动时推力F1做功的功率较小，即P1＜P2； 通过以上分析可知B正确。 故选：B。 三．作图题（每题2分，共4分） 16．如图所示，轻质杠杆AOB的B处悬挂一重物G，请画出杠杆在图示位置平衡时，在杠杆上施加的最小动力F1的示意图，并画出阻力的力臂L2。 【解析】（1）根据杠杆平衡的条件F1×L1＝F2×L2可知，在阻力、阻力臂一定的情况下，要使所用的动力最小，必须使动力臂最长； 由图知，A点离支点最远，故最长的动力臂为OA；过A点作垂直于OA的作用力F1，为使杠杆平衡，动力F1的方向应垂直于OA向下； （2）画出阻力F2（重物对杠杆拉力）的作用线，从支点O画出F2作用线的垂线，可得阻力臂L2，如图所示： 17．小明站在地面上，用图所示滑轮组匀速提起重物，画出滑轮组的绕绳方法。 【解析】因为是人站在地面上用滑轮组提升重物，可以先由人手画出绳子自由端，从外向内依次画出绳子的绕线，如图所示： 四．实验探究题（每空2分，共22分） 18．如图所示是小明“探究杠杆的平衡条件”的装置，每只钩码重为0.5N（钩码个数若干），弹簧测力计量程为0～5N。 （1）图甲中，杠杆静止时处于　　（平衡/不平衡）状态。为使杠杆在水平位置平衡，小明应将杠杆两端的平衡螺母向　　（左/右）移。 （2）如图乙，小明保持弹簧秤竖直放置，然后认真调零后，用弹簧测力计竖直向上拉，使杠杆在水平位置平衡。此时弹簧测力计的示数为F1，杠杆受到钩码的拉力为F2，小明发现F1×OD≠F2×OC，其原因是　　。 （3）接着，小明准备作图丙所示实验，实验前小明首先再取一只弹簧秤与已调零的弹簧秤进行对拉，如图丁，他这样做的目的是　　。在做了10多次图丙所示实验后，他还做了几次图戊所示的实验，他这样做的目的是：　　。 【解析】（1）图甲中实验前没挂钩码时，杠杆处于静止的平衡状态