人教版八年级下册第十二章 简单机械综合与测试测试题

这是一份人教版八年级下册第十二章 简单机械综合与测试测试题，共17页。试卷主要包含了单选题，填空题，作图题，实验探究题，计算题等内容，欢迎下载使用。
 人教新版八年级物理下册《第12章简单机械》 2022年单元测试卷（2） 一、单选题（本大题共8小题，共16.0分）如图，是杠杆，与小垂直，在的中点挂一个的重物，加在点的动力使在水平位置保持静止杠杆重力及摩擦均不计，则A. 该杠杆一定是省力杠杆
B. 该杠杆一定是费力杠杆
C. 作用点在点的最小动力等于
D. 作用点在点的最小动力小于
 如图所示的四种用具在正常使用的过程中，属于费力杠杆的是A. 扫帚 B. 扳手
C. 羊角锤 D. 核桃夹用如图滑轮组，在绳子的自由端施力，将重物匀速提高，重物重，每个滑轮置。若不计摩擦与绳重，拉力为A.
B.
C.
D. “新冠”病毒疫情以来，为避免同学们用手按压宿舍楼大门的开门按钮造成交叉传染，小明用轻质木杆自制了“脚踏式杠杆”借助杠杆按动按钮，如图所示。当小明在点用脚给杠杆施加垂直于的压力时，按钮触发，大门打开分别测量图中的哪两条线段，可得杠杆的动力臂及阻力臂A.    B.    C.    D.   如图所示，小明用一可绕点转动的轻质杠杆，将挂在杠杆下的重物提高，他用一个始终与杠杆垂直的力，使杠杆由位置缓慢转到位置，如图所示，在这个过程中A. 先变大后变小
B. 始终不变
C. 先变小后变大
D. 一直变大

  如图所示，地面上某圆柱形容器内装有水，容器底面积为将物体放入容器水中时，受到的浮力为，容器对地面的压力为，对容器底部的压力为；使用杠杆提起物体，当杠杆端挂质量为的物体时，杠杆在水平位置恰好平衡，物体刚好有体积露出水面，此时容器对地面的压力为，物体受到的浮力为，容器内液面下降了设物体的密度为，已知：：：，取下列结果正确的是A.   
B.   
C.    
D.    关于支点的位置，下列说法中正确的是A. 支点必须在动力作用点与阻力作用点之间
B. 支点一定在杠杆的某一端
C. 支点一定在杠杆上
D. 以上说法都不正确将打足气的篮球和套扎在气针上的未充气的气球，一起悬挂在杠杆右端，左端挂适量钩码使杠杆水平平衡。将气针插入篮球气孔中，篮球中的部分空气充入气球后，杠杆左端下降，如图所示。这个现象说明A. 大气压的存在
B. 钩码重大于篮球与气球总重
C. 空气充入气球后，钩码对杠杆的拉力与其力臂的乘积变大
D. 空气充入气球后，篮球和气球受到总的空气浮力变大 二、填空题（本大题共3小题，共6.0分）吃饭时使用的筷子也是一种杠杆，如图所示，在使用筷子夹食物时______选填“”或“”位置是支点，用筷子主要是为了省______。如图所示为探究滑轮组作用的实验装置，每个钩码重实验时要竖直向上匀速直线拉动弹簧测力计，拉力大小如图所示，则动滑轮重为______，将弹簧测力计向上移动，则钩码上升的高度为______不计一切摩擦及绳重

  如图是一栋大楼的快速升降观光电梯原理示意图，秒时间即可匀速到达米高的平台，每次可运送游客人，观光电梯的典型结构包括滑轮、轿厢、钢丝绳、配重、电动机、安全装置和信号操作系统等，钢丝绳绕过______定滑轮动滑轮，两端分别连接轿厢和配重，电动机驱动滑轮，利用钢丝绳和定滑轮间的摩擦传递动力，使轿厢升降自如。当人站在轿厢里匀速上升时，轿厢对人______做功不做功。 三、作图题（本大题共2小题，共4.0分）如图所示，用滑轮组将陷在泥中的汽车拉出来，请在图中画出最省力的绕绳方法。







 标出图中各种杠杆工作时的支点、动力和动力臂、阻力和阻力臂。







  四、实验探究题（本大题共2小题，共12.0分）用如图所示的滑轮组把重为的重物竖直匀速提高，已知滑轮组的效率为，不计绳重，在上述过程中克服摩擦阻力做功为。求：
滑轮组对重物做功是多少？
人作用在绳子自由端的拉力是多大？
动滑轮的重力是多大？

  小红学习了简单机械，请帮助她解答以下问题：
站在地上的人，利用图甲所示的滑轮组把物体匀速提起，请正确连接滑轮组。
杠杆平衡状态指的是杠杆处于______状态或绕支点匀速转动状态，在“探究杠杆平衡条件”的实验中，先调节杠杆在______位置平衡。
按图乙所示，在杠杆的点挂上钩码，若在杠杆上读取力臂，用测力计在点施加方向______的动力使杠杆再次平衡，此时杠杆______是省力杠杆选填“一定”或“可能”。
 五、计算题（本大题共2小题，共16.0分）如图所示，重物重，不考虑摩擦和动滑轮的重力，至少要用多大的力才能提起重物？如果每段绳子只能承担的拉力，滑轮组最多能提起多重的重物？





  






 某人的最大拉力是现在需要提升一个的重物，如果利用图所示的滑轮组来提升重物，他需要怎样做才有可能将重物提起？



  







答案和解析 1.【答案】
 【解析】解：因无法确定动力臂的大小，所以无法确定它是哪种杠杆，故A和B错误；
加在点的动力与垂直向上时，动力作用线和杠杆垂直，支点与动力作用点之间的连线就是最长的动力臂，此时动力最小。因为点是中点，所以。

根据杠杆的平衡条件，此时的最小动力，故C错误，D正确。
故选：。
由图可知，阻力臂是确定的，即图中支点到重力作用点的距离，但我们只知道动力的作用点在点，不知道动力的作用方向，所以也就不知道动力臂的大小，所以也就无法比较动力臂和阻力臂的大小关系，所以无法确定它是哪种杠杆。
由杠杆平衡条件可知，在阻力和阻力臂都一定的情况下，动力臂越长则动力越小。支点与动力作用点之间的连线就是最长的动力臂，与这条动力臂垂直的力即为最小动力。
根据杠杆平衡条件求出最小的动力。
判断杠杆类型关键是比较杠杆的动力臂和阻力臂的大小关系。该题同时考查了利用杠杆平衡条件判断最小的动力，以及杠杆平衡条件的有关计算，解答此类题的关键是找出最长的动力臂。
 2.【答案】
 【解析】解：
A、扫帚在使用时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆；
B、扳手在使用时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆；
C、羊角锤在使用时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆；
D、核桃夹在使用时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆。
故选：。
结合生活经验和图片，先判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆。
判断杠杆类型的方法有三种：比较动力和阻力的大小，当然动力小的是省力杠杆；比较动力臂和阻力臂的长短，动力臂长的是省力杠杆。比较动力和阻力移动的距离，动力移动距离大的是省力杠杆。
 3.【答案】
 【解析】解：由题意可知连接动滑轮绳子的股数为股，所用拉力大小。
故选：。
由题意可知连接动滑轮绳子的股数为股，所用拉力大小。
滑轮组计算拉力的题目实际就是有几段绳子在拉重物，关键在于这“几段”是怎么看是几段的，要抓住“在拉重物”这几个字，只有拉重物的绳子才能算进去，也就是在拉动滑轮或直接拉重物的段数，拉定滑轮的是不算的．
 4.【答案】
 【解析】解：
由题意知，木杆是一个杠杆，为支点，小明的脚施加的力是动力，脚给杠杆施加垂直于，所以动力臂为如图所示：
；
墙壁垂直于地面，按钮对木杆的压力为阻力，且垂直墙壁，由上图知，阻力臂为，且。
故选：。
力臂是支点到力的作用线的距离，由此根据图示分析判断。
本题考查对力臂的认识和理解，掌握基础知识是关键。
 5.【答案】
 【解析】解：小明用一可绕点转动的轻质杠杆，则为杠杆的支点；
力始终与杠杆垂直，故动力臂不变，阻力为物体的重力，

由上图可：阻力臂即重力的力臂先变大，到水平位置时最大，然后又变小，
根据杠杆的平衡条件可得：，
则动力，
因、不变，先变大后变小，故F变大后变小．
故选：。
分析杠杆的五要素，找出阻力臂的变化，根据杠杆的平衡条件分析。
本题考查杠杆的平衡条件的应用，关键是阻力臂大小的判断。
 6.【答案】
 【解析】解：设容器和水的总重力为；作用在端绳子上的拉力为，
根据题意可得：----
----
得：；
根据杠杆平衡的条件可得，，即：，解得：；
；
因为物体刚好有体积露出水面，容器内液面下降了，则的体积，
，
；
右图中受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力和拉力作用，即，则；
 ；
的重力为，受到的浮力为，则左图中对容器底部的压力为，根据力的相互性可知，对容器底部的压力为：；
综上所述，C正确。
故选：。
利用容器和水的总重、端绳子的拉力以及物体的重力表示出容器对地面的压力，联立解答即可求出端绳子的拉力，再利用杠杆平衡的条件即可求出的重力，进一步求出的质量；
根据阿基米德原理和物体刚好有体积露出水面，容器内液面下降了求出的体积，从而求出浮力的减少值，然后根据比例关系求出、。
对右图中的进行受力分析，列出等量关系式，得出的质量，再根据密度公式即可求出的密度。
本题考查了学生对密度公式、重力公式、受力分析、杠杆平衡的条件的掌握和运用，难度较大，关键是利用提干中给出的数据。
 7.【答案】
 【解析】解：
支点是杠杆绕着转动的固定点，所以支点一定在杠杆上，且支点的位置是杠杆上的任意位置，可以在杠杆的某一端，也可以在杠杆中间的某个位置，故ABD错误，C正确；
故选：。
能绕固定点转动的硬棒叫杠杆，杠杆绕着转动的固定点叫支点，杠杆可以是直的，可以是弯的，但杠杆的支点一定在杠杆上。
本题考查了对杠杆支点的理解，是一道基础题。
 8.【答案】
 【解析】解：
篮球与气球受到竖直向下的重力、竖直向上的绳子拉力、空气的浮力作用而静止；
A、大气向各个方向都有压强，大气压的大小与物体的体积没有关系，则该实验中的现象并不能说明大气压的存在，故A错误；
B、开始杠杆平衡，由杠杆平衡条件得：；
将气针插入篮球气孔中，篮球中的部分空气充入气球后，杠杆左端下降，所以，此时、、不变，则左端下降是因为杠杆右端受到的绳子拉力变小，不是因为钩码重大于篮球与气球总重，故B错误；
C、由可知空气充入气球后的瞬间，、不变，则钩码对杠杆的拉力与其力臂的乘积不变，故C错误；
D、空气充入气球后，篮球和气球的总体积变大，根据知篮球和气球受到总的空气浮力变大，由知，绳子的拉力变小，因为球对杠杆的拉力等于球受到的拉力，所以杠杆右端受到的拉力变小，而、、不变，，所以会出现左端下沉的现象，故D正确。
故选：。
大气向各个方向都有压强；
球在空气中受到重力、浮力与绳子拉力作用，体积变大，浮力变大，由平衡条件判断出绳子拉力的变化，然后由杠杆平衡条件分析答题。
知道球的体积越大受到的空气浮力越大、熟练应用杠杆平衡条件即可正确解题。
 9.【答案】  距离
 【解析】解：观察使用筷子的过程，点为支点，在使用过程中，阻力臂大于动力臂，是费力杠杆，省了距离。
故答案为：；距离。
先确定支点位置，即点，然后根据动力臂与阻力臂的大小确定省力情况。
本题考查杠杆五要素，以及杠杆的分类，难度不大。
 10.【答案】 
 【解析】解：弹簧测力计的分度值是，所以拉力大小是。
不计绳重和摩擦，根据可得：
动滑轮的重力；
由图知，滑轮组由段绳子承担物重，则由得：
钩码上升的高度，
故答案为：；。
实验过程中要匀速直线拉动弹簧测力计，弹簧测力计示数不变，便于读数；在进行测量工具的读数时，要先认清分度值；
不计绳重和摩擦，利用求动滑轮的重力；
由图可知，该滑轮组绳子的段数为，根据可以判断出钩码上升的高度；
本题考查滑轮组的使用特点，其中要测量绳端拉力，所以有关测力计的读数是很重要的。在读数时，要注意测力计的分度值；同时还考查了绳端移动距离与物体上升高度之间的关系：。
 11.【答案】定滑轮  做功
 【解析】解：由图可知，电动机处的滑轮固定不动，为定滑轮，即钢丝绳绕过定滑轮两端分别连接轿厢和配重；
当人站在轿厢里匀速上升时，轿厢对人有向上的支持力，并且人在支持力的方向上通过了距离，所以轿厢对人做了功。
故答案为：定滑轮；做功。
固定不动的滑轮是定滑轮；随物体一起运动的滑轮为动滑轮；根据做功的两个条件判定轿厢对人是否做功。
明确做功的两个条件：有力，且在力的方向上通过距离，是解题的关键。
 12.【答案】解：图中只有一个动滑轮和一个定滑轮，要求最省力，则最多有段绳子来拉动汽车，绳子应先系在动滑轮的固定挂钩上，然后绕过左边的定滑轮，再绕过动滑轮。如图所示：

 【解析】绕滑轮组时，从动滑轮绕起比从定滑轮绕起多中间一根绕线承担物重或拉力，更省力。
本题考查了滑轮组的设计与组装，注意题中要求画出最省力的绕绳方法。
 13.【答案】解：
由图可见，支点在点；
从支点向动力的作用线作垂线，支点到垂足的距离就是动力臂；
从支点向阻力的作用线作垂线，支点到垂足的距离就是阻力臂。如下图所示：
独轮车绕点转动，为支点，动力的作用点在手上。从支点向的作用线做垂线，垂线段的长度即为动力臂；
从支点向阻力即物体对杠杆竖直向下的力作用线引垂线，垂线段的长度即为阻力臂；如下图所示：

 【解析】杠杆的五个要素：支点：杠杆绕着转动的点；
动力：使杠杆转动的力。动力臂：从支点到动力作用线的距离；
阻力：阻碍杠杆转动的力。阻力臂：从支点到阻力作用线的距离。
此题考查了力臂和力示意图的画法，掌握杠杆的五要素是正确画出力臂的前提。
 14.【答案】解：
滑轮组对重物做功为：；
由图可知，与动滑轮接触的绳子股数，
绳子自由端移动的距离为：，
滑轮的机械效率为：，
即，
解得；
滑轮组做的总功为：，
不计绳重，滑轮做的额外功为：，
克服动滑轮重力做的额外功为：，
故动滑轮的重力为：。
答：滑轮组对重物做功是；
人作用在绳子自由端的拉力是；
动滑轮的重力是。
 【解析】重物的重力和提高的高度均知道，根据可求出滑轮组对重物做的功；
滑轮组的效率已知，根据以及可求出人作用在绳子自由端的拉力；
由总功和有用功求出滑轮的额外功，滑轮做的额外功为克服摩擦阻力做的功以及克服动滑轮重力做的功。
解决此类关于滑轮组的综合性题目，要结合滑轮组的特点和功的公式及机械效率公式进行分析解答。
 15.【答案】静止  水平  竖直向上  一定
 【解析】解：由图可知，人站在地面拉动绳子，因此绳子的拉动方向应向下，因此确定自由端的绳子，然后依次向内绕。如下图所示：

杠杆的平衡状态是指杠杆处于静止或匀速转动状态；
在“探究杠杆平衡的条件”实验中，应先调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡。
如图所示在杠杆的点挂上钩码，然后可以用测力计在点施加方向竖直向上的动力使杠杆再次平衡，在杠杆上读取力臂，由图可知，动力臂大于阻力臂，所以此时杠杆一定是省力杠杆。
故答案为：滑轮组的连接见解答；静止；水平；竖直向上；一定。
滑轮组的绕法要求最省力，就要求承担物体重力绳子股数要最多，且人在地面向下拉绳子，同时考虑这两个方面画出滑轮组最省力的绕法。
根据杠杆平衡的定义回答；根据杠杆的偏转确定杠杆的重心位置分析回答；目的是为消除杠杆自重对杠杆平衡的影响；
根据杠杆平衡条件判断力的方向及其力臂。
主要考查了滑轮组的组装情况，在组装滑轮组时，可以从定滑轮或动滑轮绕起，要根据实际情况而定。
是探究杠杆平衡条件的实验，在此实验中要知道使杠杆在水平位置平衡为了消除杠杆自身重对杠杆平衡的影响，便于测量力臂。
 16.【答案】解：
绳子的有效段数为，不考虑摩擦和绳子的重力，将物体拉起所用的力为：
；
如果每段绳子只能承担的拉力，滑轮组最多能提起的重物：
。
答：至少要用的力才能提起重物；如果每段绳子只能承担的拉力，滑轮组最多能提起的重物。
 【解析】确定绳子的有效段数，根据得出将物体拉起所用的力结果为小数，应用收尾法：即不论小数大于小于都要进上去；
已知每段绳子的拉力，根据得出滑轮组最多能提起的重物。
本题考查和收尾法的运用，注意公式的选用条件是不考虑摩擦和绳子的重力。
 17.【答案】解：
若不考虑动滑轮和绳的重力、不计摩擦，最大拉力，则，
实际中，存在动滑轮和绳的重力、存在摩擦，承担物重的绳子股数，取，
则从下面动滑轮的上挂钩开始向上绕起，依次绕过上面的定滑轮、下面的动滑轮，可得滑轮组的绕法，如图所示：

 【解析】在不考虑动滑轮和绳的重力、不计摩擦的情况下，最大拉力，据此求的大小；实际中，存在动滑轮和绳的重力、不计摩擦，承担物重的绳子股数大于上面的大小，结合动滑轮、定滑轮的个数，确定的大小，据此完成滑轮组的绕法。
本题考查了滑轮组的绕法，确定承担物重的绳子股数的大小是关键。