人教版初中物理八年级下册第十二章《简单机械》测试(有答案解析)

1 2 一、选择题1如图所示，某工人在 10s 时间内将重为 800N 的物体提升 2m，已知动滑轮的重为 100N，不计绳重和摩擦，则下列计算结果正确的是（ ）A人施加的拉力大小是 300N C滑轮组的机械效率是 88.9%B绳端移动的距离是 6m D拉力的功率为 160W2如图是一种切甘蔗用的铡刀示意图，下列说法中正确的是A刀刃很薄可以增大压力B铡刀实质上是一种省力杠杆C手沿 F 方向用力比沿 F 方向更省力D甘蔗放在 b 点比 a 点更易被切断3用如图所示的滑轮组（甲）和（乙）将重物匀速提升相同高度滑轮组的机械效率分别 为 、 ，重物的重力大小分别为 G 、G ；不计绳重和摩擦，下列说法正确的是甲 乙 甲 乙A若滑轮重力和绳端拉力相同，则 =甲B若钩码重力和滑轮重力相同，则 =甲C若钩码重力和绳端拉力相同，则 G ， G ，甲 乙1，甲 1+ 动甲G甲1，乙 1+ 动乙G乙 ，甲 乙1G1+ 动G，所以甲动滑轮重力比乙滑轮重力大，故 D 错误4B解析：B【分析】对每个物理实验进行分析，明确各自采用的研究方法，就能确定符合题意的选项。 研究光的传播时，引入“光线”，采用的是模型法；研究动能与速度的关系时，让物体的质量保持不变，采用的是控制变量法；研究功率时把它与速度相比，采用的是类比法；将撬棒抽象为绕某一固定点转动的硬棒，采用的是模型法；故选 B。【点睛】本题考查物理学中的科学方法，这就要求学生除了掌握好所学知识外，还要对其进行分类 总结，具有一定难度！5B解析：BA滑轮组的动滑轮绕 2 段绳，当用一水平向左的力 F 拉动物体 A 在 2s 内匀速向左移动 1m 的过程中，A 移动的距离为 B 升高高度的 2 倍，B 上升了h =1m2=0.5m，故 A 错误；BC当 A 向右做匀速直线运动，A 水平方向上受到水平向右的拉力和向左的摩擦力为一对B B B B平衡力，故f=1 1G = 40N=20N，2 2当 A 向左做匀速直线运动，水平方向上受到水平向左的拉力、向右的摩擦力、B 对 A 的拉 力，由于滑动摩擦力的大小跟压力大小和接触面的粗糙程度有关，因压力不变，接触面的 粗糙程度不变，故摩擦力不变，所以向右的摩擦力为：f=20NA 向左做匀速直线运动，受 到平衡力的作用，A 受到的水平向左的拉力为：F=f+12G =20N+20N=40N，拉力 F 的功率为：P=W Fs 40N 1m = =t t 2s=20W，故 B 正确，C 错误；D绳子拉力对物体 B 所做的功为：W=G h =40N0.5m=20J，D 错误6D解析：DA路灯杆一端刚被匀速拉起时滑动组对路灯杆的拉力小于路灯杆离地后滑动组路灯杆的 拉力，即路灯杆一端刚被匀速拉起时滑动组对路灯杆做的有用功小于路灯杆离地后滑动组 对路灯杆做的有用功，而额外功不变，由W W h = 有 = 有 =W W +W总 有 额1 +1W额W有得路灯杆一端刚被匀速拉起比路灯杆离地后匀速提升时滑动组的机械效率小，故 A 错误； B由图可知承担物重的绳子段数 n=3，路灯杆离地后被匀速提升 1m，则绳子自由端移动 距离为s=3h=31m=3m绳端拉力 F 做的功为W =Fs=1000N3m=3000J总故 B 错误；C路灯杆离地后，绳端拉力 F 做功的功率为P =故 C 错误；D路灯杆离地后，所做有用功为W 3000J总 = =1500Wt 2sW =Gh=2400N1m=2400J 有滑轮组的机械效率为3 3 1 2 4h=W 2400J有 100% = 100% =80% W 3000J总故 D 正确。故选 D。7B解析：B由图甲可知，动力臂是阻力臂的二倍，所以省力，而乙杠杆是等臂杠杆，不省力；当甲杠 杆提升物体时，会提升杠杆，即对杠杆做额外功，机械效率低；乙杠杆支点在中间，杠杆 两侧等重，即不需要对杠杆做额外功，不计摩擦时，机械效率 100%，所以乙杠杆的机械 效率更大，故 B 符合题意，ACD 不符合题意。故选 B。8C解析：CA不计机械重和摩擦，由图可知F 4m= G?2m1所以F =1G2B.滑轮组由三段绳子承担，所以F =2G3；C由图 3 知，使用的是定滑轮，所以 F G；D根据杠杆的平衡条件F (L+3L)=GL 4所以F =4G4由以上分析得 F F F F 。故选 C。9B解析：BA美观不是安装配重物的主要目的，故 A 不符合题意；B塔吊在工作时经常吊运很重的物体，在塔吊的 C 处安装较重的配重物，就是为了增大 塔吊的阻力，使塔吊在吊运重物时不会翻倒，故 B 符合题意；C安装配重物后增大了塔吊所吊物体的重力，故 C 不符合题意；D塔吊的阻力臂是固定的，没法改变，故 D 不符合题意。故选 B。10D解析：D人 A图中剪刀在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故 A 选项不符合题意； B核桃钳在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故 B 选项不符合题意； C钢丝钳在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故 C 选项不符合题意； D面包夹子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故 D 选项符合题意。 故选 D。11D解析：DA克服重力做的有用功为W =Gh=600N3m=1800J有故 A 错误；B动滑轮绳子段数为 2，则可求动滑轮重力为G =2F-G =2400N-600N=200N动 物故 B 错误；C动滑轮两段绳子，则绳子拉动距离为物体上升距离两倍，即 6m，则工人做功功率为P =人W Fs 400N 6m = =t t 10s=240W故 C 错误；D滑轮组机械效率为h=W有W总100% =Gh 600N 3m100% =Fs 400N 6m100%=75%故 D 正确。故选 D。12D解析：D设一个钩码的重力为 G，一个小格的长度为 L A将杠杆两侧的钩码同时各向外移动一小格，则左端右端=2G 4 L =8GL =3G 3L =9GL则8GL 3GL故杠杆向左端下倾，故 B 不符合题意；C左侧的钩码向外移一格，右侧减去一个钩码，则物 F 左端右端=2G 4 L =8GL =2G 2 L =4GL则8GL 4GL故杠杆向左端下倾，故 C 不符合题意；D左侧减去一个钩码，右侧的钩码向内移一格左端右端=G 3L =3GL =3G L =3GL则3GL =3GL故杠杆向左端下倾，故 D 符合题意；故选 D。二、填空题13002解析：0.021由图知，n=2，摩擦力为 f= 30N ，则拉力f 30NF = = =15N2 22物体运动的速度 v =0.01m/s ，绳子自由端拉动的速度是v =2v=20.01m/s=0.02m/s14100解析：100推力做的有用功W =Gh =800N 1.5m=1200J 有推力做的总功W =Fs =500N 3m=1500J 总克服斜面对物体摩擦力做的额外功W =W -W =1500J-1200J=300J 额 总 有由W = fs额可得，斜面对物体摩擦力f =W额s300J= =100N3m15内增大 100解析：内 增大 100(1)1下坡时，小明和车的质量不变，高度减小，重力势能减小，由于速度不变，动能不 变，在捏刹车时，车轮会受很大的摩擦力的作用，轮克服摩擦力阻力做功，内能增大，故 则下坡过程中，小明和车的重力势能转化为内能。( ) ( ) 动 1 1 2 2(2)2飞轮相当于一个轮轮轴，由F r =F r 轮 轮 轴 轴知，轮半径是轴半径的几倍，作用在轮上的动力就是作用在轴上阻力的（几分之几），故为了尽量提高自行车的爬坡能力，应该增 大飞轮的半径。(3)3自行车在水平路面上行驶时阻力为f =0.05G =0.05 m g =0.05 90kg 10 N kg =45N总 总要使自行车匀速行驶，则作用在轮上的动力为F = f =45N由杠杆平衡条件和题意知FR =hF r则作用在脚踏上的力为F =FR 45N 30cm=hr 90% 15cm 168:51:25:4=100N解析：8:5 1:2 5:4123不计绳重与摩擦，定滑轮绳端的拉力F =G =80N 1绳端移动的距离s =h =10m 1，滑轮组的机械效率h =100%1动滑轮绳端的拉力；F =21 1G +G = 80N + 20N = 50N ， 2 2动滑轮绳端移动的距离s =nh =2?10m = 20m ，动滑轮的机械效率h =2W有W总=Gh (G+G )h动G 80N= =G +G 80N + 20N 动100% = 80%，则F : F =80N : 50N = 8: 5 1 2，s : s =10m : 20m = 1: 2 1 2，h :1h =100% :80% = 5: 4 217省力。解析：14省力1根据杠杆的平衡条件F l =F l可知：动 阻 l F 1= =l F 4阻 动即当杠杆平衡时,动力是阻力的14倍。2因为动力臂是阻力臂的 4 倍，所以是省力杠杆。18b 改变力的方向 10101【分析】根据动滑轮和定滑轮的判断以及功功率的求 解可知本题主要考查的是学生对滑轮省力情况速度功率计算公式的理解和掌握 根据动滑轮和定滑轮的特点功和功率计算公式进行求解解析：b 改变力的方向 10 10 1【分析】根据动滑轮和定滑轮的判断以及功、功率的求解可知，本题主要考查的是学生对滑轮省力 情况、速度、功率计算公式的理解和掌握，根据动滑轮和定滑轮的特点，功和功率计算公 式进行求解。1 定滑轮的轮轴是固定的，因此 b 是定滑轮；2 使用定滑轮不能省力，但可以改变力的方向，因此其作用是改变力的方向；3若不计绳重及动滑轮重力，在动滑轮中，绳子自由端的拉力 F 等于物重的G =2 F =2 5N =10N12，所以：4由 W =Fs，s =2h得：拉力做的功：W =Fs =5N 2 m=10J5由P=Wt得：拉力的功率：P =W 10J= =1Wt 10s1920解析：20第一空图中机械为动滑轮，根据动滑轮特点，绳子自由端移动的距离为： s=2h=21m=2m即物体提高 1 m 时，绳子自由端应提高 2m第二空根据 F=G +G动2，滑轮重为：G =2F-G=2100N-180N=20N动20500803 高【解析】解析：5% 0.08 0.3 高【解析】有用功为：W =Gh=0.5N1m=0.5J； 有绳端移动的距离：s=2h=21m=2m， 总功为：W =Fs=0.4N2m=0.8J，总( ) ( ) 动 滑轮组的机械效率为：=100%=100%=62.5%；绳子拉力做功的功率为：P=0.08W；不计绳重和摩擦，由 F= （G+G ）可知，动滑轮的重力：G =2F-G=20.4N-0.5N=0.3N；动 动由于滑轮组的机械效率：=，使用同一滑轮组提升物体时，产生的额外功相同，当提升的物体重力增大时，有用功增多，有用功在总功中中所占的比例增大，滑轮 组的机械效率增大。三、解答题216W；12N由图可知滑轮组中的 n=3，拉力绳端移动速度为v =nv =3 0.4m/s =1.2m/s绳 物则拉力做功的功率为P =Fv =5N 1.2m/s =6W绳滑轮组的机械效率为h =fs fs f= =Fs nFs nF则物体 A 受到的摩擦力为f =hnF =80% 3 5N =12N答：拉力做功的功率为 6W，物体 A 受到的摩擦力为 12N。 22(1) 0.3m/s；(2)250N(1)根据题意知道，物体移动的速度h 2mv = = =0.1m/st 20s自由端移动的速度v3v30.1m/s0.3m/s(2)由F =13(G +G )知道， 物 动G 3FG3200N480N120N动绳自由端的拉力1 1F = G +G = 480N+150N+120N =250N 3 3答：(1)绳自由端的移动速度 0.3m/s；(2)若重物再增加 150N，要使重物匀速上升，作用在绳自由端的拉力 150N。23（1）16N；（2） 8 102Pa ；（3）1.25cm1 2 1 1 【分析】（1）正方体 Q 对杠杆的压力等于其重力。（2）已知正方体 Q 的边长为，结合杠杆上表面宽度得出两物体的实际接触面积，即受力面积，根据p =FS求出，正方体 Q 对杠杆表面的压强。（3）设正方体 Q 从支点开始往左运动 L 处时，物块 M 刚好离开地面且使杠杆 AB 静止于水平位置，此时绳子作用在C的力即为 M 的重力，根据杠杆的平衡条件求出 L 。解：(1)正方体 Q 对杠杆的压力F =G =mg =1.6kg 10N/kg=16N(2)边长为 20cm 的正方体 Q，因杠杆上表面宽度为 10cm，故受力面积为S =10cm 20cm=200cm2=2 10-2m2正方体 Q 对杠杆表面的压强p =F 16N=S 2 10 -2 m2=8 10 2 Pa(3)设正方体 Q 从支点开始往左运动 L 处时，物块 M 刚好离开地面且使杠杆 AB 静止于水 平位置，此时绳子作用在杠杆 C 的力为F =G1=20N根据杠杆的平衡条件可得F L =F 1OB2则F OB 20N 2cm L = 1 =2 F 2 16N答：(1)正方体 Q 对杠杆的压力为 16N；=1.25cm(2)正方体 Q 对杠杆表面的压强为 8 102Pa ；(3)重为 20N 物块 M 用一不可伸长的细线系于OB的中点C，正方体 Q 从支点开始往左运动 1.25cm，物块 M 刚好离开地面且使杠杆 AB 静止于水平位置。24(1) 300N；(2) 60W解：(1)人体是个杠杆，脚尖位置是支点，人的重力是杠杆的阻力，手受到的支持力是动 力，OC 为阻力臂、OB 为动力臂根据杠杆平衡条件得F OBF OCF （1.0m+0.7m）510N1.0m求得地面对他的双手的作用力为 F 300N。1 (2)该同学做一次俯卧撑做功WF h300N0.4m120J做 30 个俯卧撑做功W30W30120J3600J该同学功率W 3600JP = = =60Wt 60s答：(1)地面对他的双手的作用力 300N；(2)他的功率至少为 60W。25(1)160J；(2)80W；(3)90%【分析】(1)利用 W=Gh 求拉力做的有用功；由图知，使用的是动滑轮，n=2，拉力端移动的距离 s=2h，利用 W=Fs 求拉力做的总功；而 W =W +W ，据此求拉力做的额外功；总 有 额(2)利用P=Wt求拉力做功的功率；(3)动滑轮的机械效率等于有用功与总功之比。 (1)此过程中的有用功W =G有木箱h=360N4m=1440J由图知，使用的是动滑轮，n=2，拉力端移动的距离s=2h=24m=8m拉力做的总功W =Fs=200N8m=1600J总因 W =W +W ，则额外功为总 有 额W =W W =1600J1440J=160J 额 总 有(2)拉力做功的功率W 1600JP = 总 = =80W t 20s(3)动滑轮的机械效率hW 1440J= 有 100% = 100% =90% W 1600J总答：(1)此过程中额外功为 160J；(2)拉力功率为 80W；(3)此时动滑轮的机械效率为 90%。 26(1)75%；(2)200N；(3)350N(1)滑轮组的机械效率h=W G h G 600N有 = 物 = 物 = 100% =75% W Fs nF 2 400N总(2)动滑轮的重力G=nF -G =2 400N -600N =200N(3)当所挂物体重为 500N 时总G =G 总 物+G =500N +200N =700N绳子自由端的拉力1 1F = G = 700N =350N2 2答：(1)滑轮组的机械效率为 75%；(2)动滑轮的重力为 200N；(3)当所挂物体重为 500N 时，绳子自由端的拉力是 350N。