第十一章 简单机械 章节测试（试卷）-2024-2025学年沪科版（2024）物理八年级全一册

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第十一章 章节测试一、填空题（每空2分，共34分）1．支点到力的作用线的距离叫杠杆的力臂，力臂________在杠杆上，力的作用点____在杠杆上。（均填“一定”或“不一定”）2．花匠手握如图所示的修枝剪刀把手的末端，便可以轻松地剪断树枝。这时，修枝剪刀的支点在______（填“A”“B”或“C”）点，是____（填“省力”或“费力”）杠杆。（第2题）3．如图所示，在固定在墙上的三角支架ABC上放置空调室外机。如果A处螺钉松脱，则支架会绕______点倾翻。为了安全，室外机应尽量____（填“靠近”或“远离”）墙壁。（第3题）4．建设中的长江大桥为斜拉索公路、铁路两用大桥，如图为制作的斜拉索大桥模型，用长30cm、重7N的质地均匀分布的木条OA做桥面。A端用细线与GH上的B点相连，保持桥面水平，细线对OA的拉力F=______N；将细线一端的固定点由B点改至C点，拉力F的大小变化情况是____（填“变大”“变小”或“不变”）。（第4题）5．如图所示，工人利用动滑轮匀速提升物体，已知物重400N，施加在绳端竖直向上的拉力F为250N，在100s内将物体提升了10m。不计绳重与摩擦，此过程中物体克服重力做的功为______J，绳端拉力做功的功率为__W。（第5题）6．如图所示，重为500N的某人站在重为350N的木板上，木板处于水平状态，整个装置在空中保持静止，每个滑轮自重均为50N，不计摩擦和绳重，则人对木板的压力大小为____N。（第6题）7．如图所示，重为100N的物体A在拉力F=5N的作用下沿水平面做匀速直线运动，已知滑轮组的机械效率为60%，物体A运动的速度为0.5m/s，则物体A在20s内，拉力所做的功为____J，该滑轮组所做的有用功的功率为____W。（忽略绳子和滑轮的重力）（第7题）8．早在3 000年前我们的祖先就设计了结构很合理的辘轳，通常用于从井中提水如图甲所示。辘轳实质上为可以连续转动的杠杆；某辘轳简化成杠杆如图乙，l1=75cm，l2=15cm；现将总质量为50kg的水和桶从井中匀速提起，人们在摇把末端施加的力F1至少需要____N。(g取10N/kg)。（第8题）9．如图甲是《天工开物》中记载的我国古代提水器具——桔槔，它利用了杠杆原理。在前端悬挂水桶，末端悬挂重物，水桶打满水后，在末端重物拉力的作用下，便能轻易地把水提拉至所需的高度。图乙是桔槔的简化原理图，若AB为轻质杠杆，其中AO=2OB，重物重为G1，某次提升水的重力为G0，则此次利用桔槔提水过程的机械效率η=______________（用所给字母表示）。（第9题）10．如图所示，某快递员用沿斜面向上500N的推力，将重为800N的货物沿斜面匀速推上车厢，不考虑斜面形变，已知斜面长4m，高2m，则此过程中的有用功为______J，斜面的机械效率为__________。（第10题）二、选择题（每题3分，共21分；每题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意的）11．在图中所示的杠杆中，动力的力臂用l表示，图中所画力臂正确的是（ ）A． B．C． D．12．如图所示是《天工开物》中记载的南方独轮推车。人推车前进的过程中（ ）A．人对车不做功 B．车是定滑轮C．车是费力杠杆 D．车是省力杠杆13．如图所示（滑轮和绳子的重以及绳子与滑轮之间的摩擦均不计），物体A重50N，物体B重30N，物体A在物体B的作用下向右做匀速直线运动。如果在物体A上加一个水平向左的力F拉动物体A，使物体B匀速上升，则该拉力F的大小为（ ）（第13题）A．10N B．20N C．30N D．50N14．工人用相同且较轻的滑轮以如图所示的甲、乙两种方式把同一重物竖直匀速提升相同高度，若不计绳重、摩擦和空气阻力，则下列说法中正确的是（ ）（第14题）A．提升重物过程中，甲、乙中工人对地面的压力都减小B．甲中工人所用拉力小于乙中工人所用拉力C．甲中绳端移动距离比乙中绳端移动距离小D．甲中绳端拉力做的功比乙中绳端拉力做的功多15．如图所示，用手沿竖直方向匀速拉一个动滑轮，使挂在下面重为G的物体缓缓上升，不计绳重和摩擦。若改变物体的重力G，则动滑轮的机械效率η 与物体重力G的关系可能符合下列图中的（ ）（第15题）A． B．C． D．16．如图甲所示的条凳，人若坐在凳的一端，极易使其另一端上翘而摔倒。现将其简化为如图乙所示的示意图，B、C点分别与凳脚的E、F点在同一竖直线上。当人对水平凳面施加竖直向下的压力时，下列分析不正确的是（ ）（第16题）A．压力作用于A点，可将条凳视为绕E点转动的杠杆B．只要压力作用于凳面的中间，则条凳一定不会上翘C．只要在A、D点同时施加压力，则条凳一定不会上翘D．在B或C点施加一个压力，则条凳一定不会上翘17．如图是《墨经·经下》里记载的一种斜面引重车，系紧在后轮轴上的绳索，绕过斜面顶端的滑轮与斜面上的重物连接。若用该引重车将重为2000N的木箱从斜板底端匀速拉到顶端，已知斜板长2m、高0.8m。后轮轴施加在绳子上的力为1000N（不计绳重、滑轮与轴间的摩擦），则下列说法中错误的是（ ）（第17题）A．实际测量中发现人施加在引重车上的推力比绳子上的拉力小很多，说明引重车后轮是一种省力机械B．斜板的机械效率为80%C．此木箱与斜板之间的摩擦力是1000ND．拉升木箱的过程中，人至少要做2000J的功三、实验题（每空3分，共21分）18．小荣在探究“杠杆平衡条件”的实验中，采用了如图所示的实验装置。（1） 杠杆在如图甲所示位置静止后，小荣同学没有调节杠杆在水平位置平衡，而是直接在杠杆两侧加挂不同重物，使杠杆在水平位置平衡，如图乙所示，则G1l1______（填“=”或“≠”）G2l2。（2） 小荣规范操作后，用始终垂直于杠杆的力F将杠杆从水平位置匀速拉至图丙所示位置的过程中，F的大小____（填“变大”“变小”或“不变”）。19．在“测量滑轮组机械效率”的实验中，小陈同学用如图所示的同一滑轮组提升不同重力物体的方法，将弹簧测力计悬挂绳子的自由端，分别做了甲、乙、丙3次实验，实验数据记录如表所示。（1） 实验中要竖直向下__________拉动弹簧测力计，使物体升高。（2） 表格中编号A处数据约为____________（结果保留一位小数）。分析以上实验数据可以得出如下结论：同一滑轮组提升不同物体时，被提升的物体重力越大，滑轮组的机械效率____（填“越大”“越小”或“不变”）。（3） 小陈同学通过计算还发现，此滑轮组提升不同重力的物体时，绳子重力和摩擦力所对应的额外功与总功的比例一定，实验中动滑轮的重力为______N，若被提升物体的重力为26N时，弹簧测力计的拉力为__N。四、计算题（20题7分，21题8分，22题9分，共24分）20．做俯卧撑运动的人可视为杠杆。如图甲所示，一同学重为500N，A点为重心，简化图如图乙。求：（1） 阻力F2的大小。（2） F1的力臂和F2的力臂的大小。（3） 此时地面对该同学双手的作用力F1的大小（结果保留整数）。21．质量为50kg的小磊通过滑轮组用200N的拉力将质量为48kg的合金块匀速提高2m（摩擦力及绳重忽略不计）。求：(g取10N/kg) （1） 合金块所受的重力。（2） 动滑轮的重力。（3） 小磊利用此滑轮组最多能提起多大重力的物体。22．如图所示，斜面中AB长20m，BC的高度ℎ可以调节，物体重力与斜面长度一定时斜面的额外功与其底边AC的长度L成正比。若ℎ=12m时，在斜面上将一个重1000N的物体匀速拉到顶端，沿斜面向上的拉力F=800N。求：（1） 克服物体重力做的有用功。（2） 斜面的机械效率。（3） 若ℎ′=16m时，拉此物体从A到B过程中斜面的机械效率。（结果保留整数）【参考答案】第十一章 章节测试一、填空题（每空2分，共34分）1．不一定； 一定【点拨】力臂是从支点到力的作用线的距离，简单地说，就是“点到线”的距离，而不是“点”到“点”的距离。力臂不一定是杠杆的长度，也不一定在杠杆上，但力的作用点一定在杠杆上。2．B； 省力3．C； 靠近4．7； 变小【点拨】过支点向拉力的作用线作垂线，这条垂线段就是拉索对桥面拉力F的力臂l，如图所示。在直角三角形AOB中，∠A=30∘ ，则l=12OA=0.15m；根据杠杆的平衡条件有，Fl=G×12OA，则F=G×12OAl=7N×12×0.3m0.15m=7N；将细线一端的固定点由B点改至C点，动力臂增大，阻力臂和阻力不变，根据杠杆平衡条件可知，动力即拉力F变小。5．4 000； 50【点拨】由图知，使用动滑轮时，n=2，绳端移动的距离s=2ℎ=2×10m=20m，拉力做的总功W总=Fs=250N×20m=5000J，克服物体重力做的有用功W有=Gℎ=400N×10m=4000J，拉力做功的功率P=W总t=5000J100s=50W。6．300【点拨】G人+G木板+G滑轮=500N+350N+50N=900N，由图可知，这900N都由最上面的滑轮承担，而且左右拉力相等，因此，上面滑轮右侧的拉力为450N，减去下面滑轮的自重50N，等于400N，这400N又由两段绳子平均分担，因此，人对绳子的拉力为200N，绳子对人的拉力也为200N,则人对木板的压力F压=G人−F拉=500N−200N=300N。7．150； 4.5【点拨】根据v=st可得，物体A在20s内通过的距离s=vt=0.5m/s×20s=10m；由图可知，滑轮组绳子的有效股数n=3，所以拉力端移动的距离为物体A移动距离的3倍，即30m，则拉力所做的功W总=Fs=5N×30m=150J；物体克服摩擦力做的功为有用功，滑轮组的机械效率η=W有W总×100%=fsFns×100%=fnF×100%，则f=nηF=3×60%×5N=9N，则在20s内物体A克服摩擦力做的功W有=fs=9N×10m=90J，该滑轮组所做的有用功的功率P=W有t=90J20s=4.5W。8．100【点拨】将水和桶匀速从井中提起，水和桶对绳子的拉力F2=G=mg=50kg×10N/kg=500N，辘轳实质上为可以连续转动的杠杆，根据杠杆的平衡条件F1×l1=F2×l2，有F1×75cm=500N×15cm，解得F1=100N。9．G02G1 【点拨】用桔槔向上提水，对水做的功为有用功，对重物做的功为总功，如图所示，假设水上升的高度为ℎ，则有用功W有=G0ℎ，总功W总=G1ℎ′。根据数学知识可知，ℎℎ′=OBOA，则机械效率η=W有W总=G0ℎG1ℎ′=G0⋅OBG1⋅OA=G02G1。10．1 600； 80%【点拨】克服货物重力做的功为有用功，W有=Gℎ=800N×2m=1600J；推力做的功为总功，W总=Fs=500N×4m=2000J，斜面的机械效率η=W有W总×100%=1600J2000J×100%=80%。二、选择题（每题3分，共21分；每题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意的）11．D12．D13．B【点拨】滑轮和绳子的重以及绳子与滑轮之间的摩擦均不计，由图可知，绳子分担物重的段数n=3，物体A在物体B的作用下向右做匀速直线运动，绳子对A的拉力F拉=GB3=30N3=10N，物体A向右做匀速直线运动，处于平衡状态，则物体A所受滑动摩擦力f=10N，要使物体B匀速上升，物体A需向左做匀速直线运动，压力和接触面的粗糙程度均不变，物体A受到的摩擦力大小不变，方向相反，对物体A进行受力分析可得，此时物体A受到向左的拉力F,向右的摩擦力f和向右的绳子的拉力F拉，故拉力F=F拉+f=10N+10N=20N。14．C【点拨】由图可知，甲中工人受到绳向上的拉力，则在提升重物的过程中，甲中工人对地面的压力减小；乙中工人受到绳向下的拉力，则在提升重物的过程中，乙中工人对地面的压力增大，A错误；图甲使用的是定滑轮，不计绳重、摩擦和空气阻力，拉力F=G；图乙使用的是动滑轮，图乙中动滑轮的重力远小于重物的重力，不计绳重、摩擦和空气阻力，作用在绳自由端的拉力F′=12(G+G动)，因此甲中工人所用拉力大于乙中工人所用拉力，B错误；图甲使用的是定滑轮，承担物重的绳子股数n甲=1，绳自由端移动的距离即为重物移动的距离ℎ；图乙使用的是动滑轮，承担物重的绳子股数n乙=2，绳自由端移动的距离为n乙ℎ=2ℎ，C正确；重物的重力及提升的高度相同，由W=Gℎ可知两种方式下的有用功相同，但乙中绳端拉力还要对动滑轮做功，因此甲中绳端拉力做的功比乙中绳端拉力做的功少，D错误。故选C。15．B【点拨】动滑轮的重力不可忽略，若不计绳重和摩擦，则克服动滑轮重力所做的功为额外功；物重增大，有用功增大，有用功在总功中所占的比例增大，则机械效率增大，但机械效率不可能增大到100%，只能接近100%，机械效率会增大得越来越缓慢，机械效率η 与物体重力G的关系并不成正比，故B正确。16．C【点拨】若压力作用于A点，则会使得条凳逆时针旋转，此时支点为E，故A正确；压力若作用在凳面的中间，则此时条凳无论以E还是以F为支点，均不会有翻转的可能，故B正确；若在A、D点同时施加压力但大小不相等，条凳还是有可能会上翘，故C错误；在B或C点施加压力，压力的方向竖直向下，此时压力的作用线经过支点，其力臂大小为0，对条凳的平衡无影响，此时条凳一定不会上翘，故D正确。17．C【点拨】斜面引重车的后轮在该装置中是一个轮轴，人施加在引重车上的推力作用在轮上，绳子上的拉力作用在轴上，并且施加在引重车上的推力小于绳子上的拉力，可见引重车后轮是一种省力机械，故A正确；将木箱从斜板底端匀速拉到顶端，有用功W有=Gℎ=2000N×0.8m=1600J，总功W总=Fs=1000N×2m=2000J，故拉升木箱的过程中，人至少要做2000J的功，斜板的机械效率η=W有W总×100%=1600J2000J×100%=80%，故B、D正确；将木箱从斜板底端匀速拉到顶端过程中的额外功即为克服摩擦力做的功，即fs=W总−W有，则f=W总−W有s=2000J−1600J2m=200N，故C错误。三、实验题（每空3分，共21分）18．（1） ≠ （2） 变小【点拨】如图丙所示，此过程中，拉力F的力臂不变，重物重力不变即阻力不变，但阻力臂变小，根据杠杆平衡条件可知，F变小。19．（1） 匀速缓慢（2） 68.2%； 越大【点拨】A处数据约为η=W有W总=GℎFs=18.0N×0.1m13.2N×0.2m≈68.2%；分析实验数据可以得出结论：同一滑轮组提升不同物体时，被提升的物体重力越大，滑轮组的机械效率越大。（3） 4； 18[解析]第1次实验：有用功W有1=G1ℎ=6.0N×0.1m=0.6J，W总1=F1s=6.0N×0.2m=1.2J，W额1=W总1−W有1=1.2J−0.6J=0.6J;第2次实验：有用功W有2=G2ℎ=12.0N×0.1m=1.2J，W总2=F2s=9.6N×0.2m=1.92J，W额2=W总2−W有2=1.92J−1.2J=0.72J，设动滑轮重为G动，则两次实验中克服动滑轮重力做的功均为W动=G动ℎ=G动×0.1m，则克服绳子重力和摩擦力所做的额外功为W额−W动，克服绳子重力和摩擦力所做的额外功与总功的比例一定，则有W额1−W动W总1=W额2−W动W总2，即0.6J−G动×0.1m1.2J=0.72J−G动×0.1m1.92J，解得G动=4N。由以上分析知，绳子重力和摩擦力所对应的额外功与总功之比W绳摩1:W总1=(0.6J−4N×0.1m):1.2J=1:6；若被提升物体的重力为26N时，弹簧测力计的拉力为F′，绳端移动的距离为s′,则总功为F′s′，绳子重力和摩擦力所对应的额外功为16F′s′，克服动滑轮重力做的功为12G动s′，则有用功为12G′s′=F′s′−16F′s′−12G动s′，即12×26N×s′=F′s′−16F′s′−12×4N×s′，解得F′=18N。四、计算题（20题7分，21题8分，22题9分，共24分）20．（1） 【解】阻力F2就是阻碍杠杆转动的力，就是该同学的重力F2=G=500N。（2） 如图所示，F1的力臂l1=1.0m+0.7m=1.7m；F2的力臂l2=1.0m。（3） 由杠杆平衡条件可得，F1×1.7m=500N×1.0m，解得地面对该同学双手的作用力F1≈294N。21．（1） 【解】合金块所受的重力G合金=m合金g=48kg×10N/kg=480N。（2） 由图可知,n=3，不计摩擦及绳重,Fs=(G合金+G动)ℎ,3Fℎ=(G合金+G动)ℎ,故F=G合金+G动3，则动滑轮的重力G动=3F−G合金=3×200N−480N=120N。（3） 小磊作用在绳子自由端的最大拉力等于自身重力，F大=G人=m人g=50kg×10N/kg=500N，由F大=G大+G动n可得，小磊利用此滑轮组最多能提起物体的重力G大=nF大−G动=3×500N−120N=1380N。22．（1） 【解】克服物体重力做的有用功W有=Gℎ=1000N×12m=12000J。（2） 沿斜面向上的拉力F=800N，拉力做的总功W总=Fs=800N×20m=16000J，此时，斜面的机械效率η=W有W总×100%=12000J16000J×100%=75%。（3） 当ℎ=12m时，所做的额外功W额=W总−W有=16000J−12000J=4000J,由几何知识可得，此时其底边的长度L=AB2−ℎ2=(20m)2−(12m)2=16m，则斜面的额外功与其底边长度的比值k=W额L=4000J16m=250J/m,根据题意可得：W额=kL=250J/m×L;若ℎ′=16m时，拉此物体从A到B,此时其底边的长度L′=AB2−ℎ′2=(20m)2−(16m)2=12m,则此时的额外功W额′=kL′=250J/m×12m=3000J,所做的有用功W有′=Gℎ′=1000N×16m=16000J,则此过程中拉力做的总功W总′=W有′+W额′=16000J+3000J=19000J,所以拉此物体从A到B过程中斜面的机械效率η′=W有′W总′×100%=16000J19000J×100%≈84%。实验次数物体所受的重力G/N 提升高度ℎ/m 拉力F/N 绳端移动的距离s/m 机械效率η 16.00.16.00.250.0% 212.00.19.60.262.5% 318.00.113.20.2A