初中物理北京课改版八年级全册第五章 简单机械综合与测试课时作业

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第五章  《简单机械》测试卷（基础卷）

（时间：60分钟，满分：100分）

一、单项选择题（共36分，每小题3分）

1．如图1所示的工具在正常使用时，属于省力杠杆的是

【答案】C

【解析】羊角锤是省力杠杆，镊子和筷子是费力杠杆，天平等臂杠杆、不省力也不费力。

故选C。

2．在图2所示的用具中，正常使用时属于费力杠杆的是

【答案】D

【解析】瓶盖起子、核桃夹子、钢丝钳子均为省力杠杆，食品夹子在正常使用时属于费力杠杆。

故选D。

3．如图3所示，用船桨划船的优点是

A．能省力      B．省距离     C．既省力又省距离     D．既不省力也不省距离

【答案】B

【解析】船桨在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，不能获得更大的动力，但能省距离且方便操作。

故选B。

4．如图4所示，作用在杠杆在A端的力为F，能表示力F的力臂的是

A．OA段            B．AC段            C．OC段         D．OB段

【答案】C

【解析】因力臂是支点O到力F的作用线之间的距离，所以能表示力F的力臂的是OC段。

故选C。

5．图5是用撬棒撬石头的情景，图6中关于该撬棒使用时的杠杆示意图正确的是

【答案】A

【解析】由图5可知，支点是小石块与杆的接触点，阻力F2是（图中未）石头对杆向下的压力，方向竖直向下，动力为F1，支点到动力作用线的距离是动力臂，支点到阻力作用线的距离是阻力臂，A正确。

故选A。

6．人们常用不同的简单机械来辅助工作，正常使用下列简单机械时说法正确的是

A．筷子可以省距离                   B．所有剪刀都一定省力

C．定滑轮可以省力                   D．撬棒越短一定越省力

【答案】A

【解析】A．用筷子夹菜时，动力臂小于阻力臂，所以筷子是费力杠杆，费力但省距离，故A正确。

B．剪铁皮用的剪刀，在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；理发用的剪刀，在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；所以，剪刀有省力的，也有费力的；

C．定滑轮在使用过程中，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆，不省力；

D．撬棒在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；在其他条件不变时，省力的多少取决于动力臂的长短，撬棒越短动力臂越小，越费力。

故选A。

7．用图7所示的方法匀速提升同一重物，若不计绳子、滑轮的重力及摩擦，其中最省力的是

【答案】C

【解析】不计绳子、滑轮的重力及摩擦，提起的是同一物体G。

A图是动滑轮，由动滑轮及其工作特点可知，省一半的力，即；

B图是定滑轮，由定滑轮及其工作特点可知，不省力，即F＝G；

C图是滑轮组，绕在动滑轮上的绳子有3股，则；

D图是滑轮组，绕在动滑轮上的绳子有2股，则。

由此可知：在不计绳子、滑轮的重力及摩擦的情况下最省力的方法是C。

故选C。

8．要用15N的力刚好提起重20N的物体，可以应用下列简单机械中的哪一种（不计机械自重及摩擦）

A．杠杆                            B．定滑轮

C．动滑轮                          D．一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组

【答案】A

【解析】动力只有15N，而物体重力却达到了20N,所以必须使用省力杠杆；根据这个要求，对各个选项进行分析。

A．杠杆中包括省力杠杆，正确；

B．定滑轮不能省力，只能改变力的方向。错误；

C．动滑轮可以省力，但一般省一半力。错误；

D．滑轮组一般可以省一半、三分之一、四分之一、五分之一的力，不满足条件。错误。

故选A。

9．如图8所示，在探究杠杆平衡条件的实验中，杠杆处于水平平衡状态，所用钩码完全相同。下列做法中能使杠杆再次平衡的是

A．分别在两边钩码下再增加一个相同钩码

B．左边减少1个钩码，右边减少2个钩码

C．两边钩码均向支点移动相同的距离

D．左边钩码向左移1.5个格，右边钩码向右移1个格

【答案】D

【解析】设一个钩码的重是G，由图可知：F1＝2G，F2＝3G，此时由F1l1＝F2l2可得，2Gl1＝3Gl2，则2l1＝3l2，可以设左边的力臂为l1＝3L，右边的力臂l2＝2L；

A．由图可知，左边的力臂要大于右边的力臂，分别在两边钩码下再增加一个相同钩码，左边增大G3L，右边增大G2L，则两边增大的力和力臂的乘积不相等，故杠杆不能平衡；

B．左边减少1个钩码，则力和力臂的乘积为：G3L；右边减少2个钩码，则力和力臂的乘积为G2L，两边力臂和力的乘积不相等，不能平衡；

C．两边钩码均向支点移动相同的距离，由于两边的力不同，则减小的力与力臂的乘积也不相同，故杠杆不能平衡；

D．左边钩码向左移1.5L，右边钩码向右移1L，左边：2G×（3L+1.5L）＝9GL；右边：3G×（2L+1L）＝9GL；两边力臂和力的乘积相等，杠杆能平衡，故D正确。

故选D。

10．如图9所示，用定滑轮拉同一重物G，沿三个不同方向拉物体，则所用的拉力

A．F1较大          B．F2较大         C．F3较大      D．F1、F2、F3一样大

【答案】D

【解析】用定滑轮拉同一重物G，沿三个不同方向用力时，所用的拉力大小都相等，因为定滑轮相当于一等臂杠杆，只能改变力的方向，而不省力，故F1、F2、F3都等于物体的重力。所以选项ABC不符合题意。

故选D。

11．小明在“探究杠杆平衡条件”的实验中，先在杠杆两侧挂钩吗进行实验探究，再用弹簧测力计取代一侧的钩码继续探究，如图10所示。他这样做的最终目的是

A．便于直接测量力臂的大小

B．便于提供不同大小的拉力

C．手拉弹簧测力计，使整个装置更加稳定，便于实验

D．便于提供不同方向的拉力，得出普遍规律

【答案】D

【解析】从支点到力的作用线的距离叫力臂，在杠杆两侧挂钩码，由于重力的方向是竖直向下的，力臂在杠杆上可以直接读出，当用弹簧测力计拉，若弹簧测力计倾斜时，拉力不再与杠杆垂直，这样力臂会发生变化，相应变短，根据杠杆的平衡条件，力会相应增大，才能使杠杆仍保持平衡，这样做实验可以改变拉力的方向便于得出普遍规律。

故选D。

12．如图11所示，轻质杠杆左侧用细绳挂着正方体甲，正方体甲放在水平放置的电子测力计上，右侧挂着重为1N的钩码乙，O为支点，正方体甲的边长为0.1m。在杠杆水平平衡的条件下，当只改变动力臂1，电子测力计的示数T随之改变，T-1的关系如图12所示。则下列判断正确的是

A．阻力臂2为6cm

B．正方体甲受到的重力为6N

C．当动力臂1＝2cm时，左侧细绳对杠杆的拉力为2N

D．当动力臂1＝4cm时，正方体甲对电子测力计的压强为100Pa

【答案】D

【解析】取物体甲为研究对象，其在竖直方向受向下的重力、杠杆通过绳子对其向上的拉力、测力计对其向上的支持力T′(T′=T)，且满足：。

取杠杆为研究对象，左侧绳子对其向下的拉力、右侧绳子对其向下的拉力1N。

由图15可知，当动力臂1＝2cm时、T2N,

根据杠杆平衡条件可得；                 ①

当动力臂1＝4cm时，T1N,

根据杠杆平衡条件可得；                 ②

联立①②两式可解得：、；

当动力臂1＝2cm时、T2N，左侧细绳对杠杆的拉力为

当动力臂1＝4cm时，T1N、说明正方体甲对测力计的压力为4N,所以正方体甲对电子测力计的压强为100Pa

故选D。

二、填空题（共22分，每空各2分）

13．使用简单机械可以给人们的生活带来便利：如图13甲所示，旗杆的顶端安装着一个         滑轮，用来改变拉力的方向；小丽用把缝衣剪刀剪布，如图13乙所示，她为了省距离应将布放在剪刀的      处，为了省力应将布放在剪刀        处（填“A”或“B”）。

【答案】定     A     B

【解析】（1）旗杆顶端的滑轮不与红旗一起升降，顶端的滑轮是定滑轮，用来改变拉力的方向；

（2）将布放在剪刀的A处时，使动力臂小于阻力臂，此时剪刀是费力杠杆，但省距离；

图中剪刀在使用过程中，在同样的情况下，布往剪刀转动轴靠近时，减小了阻力臂，

由F1L1＝F2L2可知，能省力，故应将布放在剪刀的B处。

14．如图14所示，插入锁孔的钥匙转动时，锁芯随之转动，可打开车门。此时钥匙相当于      （选填“轮轴”“滑轮”或“斜面”），它是        （选填“省力”或“费力”）机械。

【答案】轮轴    省力

【解析】钥匙在使用时绕中心轴转动，所以属于轮轴，轮轴是杠杆的一种变形；其轮半径和轴半径分别为动力臂和阻力臂，因为动力臂大于阻力臂，所以轮轴是一种省力杠杆。

15．用一个动滑轮竖直匀速向上提升重物。已知物重G＝180N，摩擦忽略不计，绳端的拉力是F＝100N，那么动滑轮重为________N。

【答案】20

【解析】因为用一个动滑轮使物体向上运动，所以动滑轮上有2根绳子，绳端的拉力是物体重力和动滑轮重力的一半，即F＝；

所以G动＝2F－G＝2×100N－180N＝20N。

16．如图15所示，物重G＝30N，绳的一端拴在地面，拉力F使滑轮匀速上升，不计滑轮摩擦。

(1)若滑轮重不计，滑轮向上移动20cm，则拉力F＝________N，物体上升________cm。

(2)若滑轮重为2N，使物体上升20cm，则拉力F＝________N，滑轮向上移动________cm。

【答案】(1)60    40      (2)62     10

【解析】(1)由图可知，拉动滑轮时，拉力的大小是物重的2倍，但移动距离是物体移动距离的一半，所以这样使用动滑轮费力但可以省距离；当滑轮上移s＝20cm时，物体上升的高度是滑轮上升高度的2倍，h＝2s＝2×20 cm＝40 cm；若滑轮重不计，此时拉力应该是物重的2倍，即拉力大小：F＝2G＝2×30 N＝60N。

(2)若滑轮重为2N，由图知，滑轮受到的拉力F等于物重的2倍加上滑轮重，据此求拉力；再根据s＝h求滑轮向上移动的高度。即F＝2G＋G轮＝2×30N＋2N＝62N；当物体上移h′＝20cm时，滑轮(拉力)上移的高度是物体上升高度的，即s′＝h′＝×20cm＝10cm。

17．图16是家用手摇晾衣架，A、B两滑轮中属于动滑轮的是________(选填“A”或“B”)；若衣服和晾衣架的总重为120N，不计动滑轮重、绳重及摩擦，静止时绳子的拉力F＝________N。

【答案】B    30

【解析】(1)A滑轮的轴是固定不动的，是定滑轮，B滑轮的轴与物体一起运动，是动滑轮；

(2)由图可知，连接动滑轮绳子股数＝4，不计动滑轮重、绳重及摩擦，静止时绳子的拉力：

三、实验解答题（共28分，其中每空、每图、每问各2分）

18．请在图17中画出拉力F1的力臂。

【答案】如图所示

【解析】沿力F1的方向作力的作用线，过支点O向力F1的作用线作垂线，垂线段的长L1就是力F1的力臂，如图示。

19．做出图18所示滑轮的动力臂l1和阻力臂l2。

【答案】如图所示

20．在探究杠杆平衡条件的实验中，某同学发现在调节过程中杠杆左端低右端高，要使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆左端的平衡螺母向         （选填“左”或“右”）调节；调节平衡后，在杠杆的右边A处挂4个质量均为50g的砝码，如图19所示，要使杠杆在水平位置平衡，应在杠杆左边的B处竖直向下用            N的力来拉（g＝10N/kg）。

【答案】右    1.5

【解析】（1）在实验中，发现杠杆左端偏低，可将左端的平衡螺母或右端的平衡螺母向右调节。

（2）设杠杆每一个小格代表L，右边阻力臂L2＝3L，F2＝＝50×4×10﹣3kg×10N/kg＝2N；左边动力臂L1＝4L。

根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2得：2N×3L＝F1×4L，

解得：F1＝1.5N。

21．（1）小明和小亮所在的物理小组利用刻度均匀的轻质杠杆探究杠杆的平衡条件，实验前没挂钩码时，杠杆静止的位置如图20甲所示，此时应将平衡螺母向______（选填左或右）调节，使杠杆在水平位置平衡。

(2)小明调节杠杆水平平衡后，在左右两侧分别挂上钩码（每个钩码质量相同），如图20乙所示。松手后杠杆的______（选填“左”或“右”）端会下沉。要是杠杆重新在水平位置平衡，如果不改变钩码总数目和悬挂点位置，需要如何操作_____       _；

(3)小亮调节杠杆水平平衡后，设计了如图丙所示的方案，探究杠杆的平衡条件。如果在操作过程中，将弹簧测力计从竖直方向慢慢向左倾斜，则弹簧测力计的示数将______（选填“变小”、“变大”或“不变”）。

【答案】右    左    将左端的一个钩码挂在右端    变大

【解析】(1) 为了使杠杆在水平位置平衡，需要将平衡螺母向上翘的一端移动，如图甲所示，应将平衡螺母向右调节，使杠杆在水平位置平衡。

(2)①若一个钩码重G，一个小格长度为，如图乙所示，则

支点左侧：

支点右侧：

因，故松手后杠杆的左侧会下沉。

②要使杠杆重新在水平位置平衡，如果不改变钩码总数目和悬挂点位置，根据杠杆的平衡条件，应将左端的一个钩码取下挂在右端钩码的下面。

(3)小亮调节杠杆在如丙图位置水平平衡后，将弹簧测力计从竖直方向慢慢向左倾斜，会使测力计拉力的力臂减小，根据杠杆平衡条件，弹簧测力计的示数将变大。

22．利用图21所示的实验装置探究“杠杆的平衡条件”。请按要求完成下列问题：

（1）图21甲所示，杠杆静止时处于         状态。（选填“平衡”或“非平衡”）

（2）为使图21甲杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向      （选填“左”或“右”）端调节。

（3）杠杆上相邻刻线间的距离相等。图21乙所示，若用弹簧测力计在杠杆A点竖直向上拉，在B点挂6个重均为0.5N的钩码，杠杆________（选填“能”或“不能”）保持水平平衡。

【答案】（1）平衡 （2）右 （3）能

【解析】（1）当杠杆静止或或缓慢的匀速转动时，这样的杠杆处于平衡状态。所以如图甲所示的杠杆静止时处于衡状态。

（2）为使图甲所示的杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向右端调节。

（3）由图乙可知，弹簧测力计在杠杆A点竖直向上拉、其示数为2N；设杠杆上一个小格的长度为，如图乙所示，则

测力计：

钩码：(N)

因(N)，故杠杆能保持水平平衡。

23．小红利用弹簧测力计、钩码来研究动滑轮的作用，每次都匀速提物体，做实验情况如图22所示，请观察、比较图中的操作、现象和数据，归纳得出初步结论．

（1）由甲、乙两图使用动滑轮匀速（竖直）提物体，省力但是不能改变用力的方向；

（2）由乙、丙两图使用同一动滑轮匀速（竖直）提不同物体，物体越轻，拉力越小。

【答案】（1）使用动滑轮匀速（竖直）提物体，省力但是不能改变用力的方向；

（2）使用同一动滑轮匀速（竖直）提升不同物体，物体重力越小，拉力越小。

【解析】（1）由图可知，比较甲、乙两图提起物体一样重，乙中弹簧测力计示数小于甲中弹簧测力计示数，说明使用动滑轮可以省力，动滑轮相当于一个动力臂是阻力臂两倍的杠杆，所以不能改变用力方向；

（2）比较图乙与丙可得：使用动滑轮匀速提升不同的重物时，物体重力越小，所用的拉力越小，越省力。

24．小鹏利用滑轮组及相关器材进行实验，记录的实验数据如下表所示。请根据表中数据归纳出拉力F与重力G的关系：F＝________________。

【答案】0.4G＋0.1N

【解析】分析表中数据可得：ΔF与ΔG的比值是个常数，故可设F与G的关系为F＝kG＋F0，任取表中两组数据代入，可得k＝0.4，F0＝0.1N，故拉力F与重力G的关系式是：F＝0.4G＋0.1N。

四、计算题（共14分，每小题7分）

25．在河道施工过程中，工人发现水下有一块体积约为2m3大石头。如图23所示，在打捞石头的过程中，工人用动滑轮将石头匀速提升，需要竖直向上的拉力F＝1.6×104N。在没有将石头提出水面前，若不计摩擦、绳重和滑轮重，求：(水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg)

(1)石头受到的浮力；

(2)石头的重力；

(3)石头的密度；

(4)若将石头提升了3m，石头受到水的压强减少了多少。

【答案】（1）2×104N   (2)5.2×104N   (3)2.6×103kg/m3    (4) 3×104Pa

【解析】(1)石头受到的浮力：F浮＝G排＝水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×2m3＝2×104N；

(2)不计摩擦、绳重和滑轮重，根据F＝(G－F浮)可得，

石头的重力G＝2F＋F浮＝2×1.6×104N＋2×104N＝5.2×104N；

(3)石头的质量：m＝＝＝5.2×103kg；

石头的密度：＝＝＝2.6×103kg/m3；

(4)减少的水的压强：Δp＝水gΔh＝1×103kg/m3×10N/kg×3m＝3×104Pa。

26．如图24所示,轻质杠杆AB可绕O点转动,在杠杆左端A处悬挂体积为100cm3、质量为0.4kg的金属块甲,杠杆右端B处悬挂金属块乙,杠杆恰好在水平位置平衡。已知OA长10cm,OB长20cm。g取10N/kg,不计杠杆重、绳重。求:

(1)金属块甲的重力G甲。

(2)金属块甲浸没在水中所受浮力的大小。

(3)金属块甲浸没在水中后,要使杠杆重新在水平位置平衡,右端金属块乙应向左移动的距离。

【答案】(1)4N    (2)1N     (3)5cm

【解析】(1)金属块甲的质量为0.4kg,则其重力为G甲＝m甲g=0.4kg10N/kg＝4N；

(2)金属块甲浸没在水中所受浮力

F浮＝水gV排＝水gV甲＝1103kg/m310N/kg110-4m3＝1N；

(3)金属块甲在空气中时,杠杆处于平衡状态,根据杠杆平衡条件可知G甲lOA=G乙lOB,

则乙的重力为G乙2N；

金属块甲浸没在水中时对杠杆的拉力为FA＝G甲-F浮＝4N-1N＝3N；

要使杠杆保持平衡,则FAOA＝G乙OC,则lOC＝＝0.15m,

故右端金属块乙应向左移动的距离为：ΔOB-OC＝0.2m0.15m＝0.05m＝5cm。