人教版八年级下册第十二章 简单机械综合与测试同步练习题

第十二章达标检测卷

一、选择题(每题3分，共30分)

1．如图是一个杠杆式简易起吊机，它上面装了一个定滑轮可以改变拉绳的方向，杠杆OBA可绕O点转动，重物通过绳子对杠杆的拉力为阻力。图中能够正确表示动力臂的是(　　)

A．l1  B．l2  C．l3  D．l4

2．如图是一种切甘蔗用的铡刀的示意图，下列有关说法正确的是(　　)

A．刀刃很薄可以增大压力

B．铡刀实质上是一种费力杠杆

C．甘蔗放在a点比b点更易被切断

D．手沿F1方向用力比沿F2方向更省力

3．如图所示为探究杠杆平衡条件的实验装置，若每个钩码的质量为50 g，g取10 N/kg，为了让杠杆在水平位置平衡，下列判断正确的是(　　)

A．在A点挂4个钩码能使杠杆平衡

B．在B点用弹簧测力计竖直向下拉，当示数为0.5 N时，能使杠杆平衡

C．用弹簧测力计在B点拉，无论如何改变用力方向都要省力

D．用弹簧测力计在A点拉，无论如何改变用力方向都要费力

4．《墨经》最早记述了秤的杠杆原理。图中“标”“本”表示力臂，“权”“重”表示力。以下说法符合杠杆平衡原理的是(　　)

A．“权”小于“重”时，A端一定上扬

B．“权”小于“重”时，“标”一定小于“本”

C．增大“重”时，应把“权”向A端移

D．增大“重”时，应换用更小的“权”

5．小明在水平地面上推如图所示的一只圆柱形油桶，油桶高40 cm，底部直径为30 cm，装满油后总重2 000 N。下列说法中正确的是(　　)

A．要使底部C稍稍离开地面，他至少应对油桶施加600 N的力

B．他用水平力虽没推动油桶，但他用了力，所以他对油桶做了功

C．他用水平力没推动油桶，是因为推力小于摩擦力

D．油桶匀速运动时，地面对油桶的支持力和油桶对地面的压力是平衡力

6．如图所示，在研究动滑轮特点的实验中，如果物体重为1 N，不计动滑轮重、绳重及摩擦，则弹簧测力计的读数为(　　)

A．0.5 N 

B．1 N

C．1.5 N 

D．2 N

7．如图所示，利用滑轮组在2 s内将重400 N的物体匀速提升了1 m，所用拉力F为150 N。不计绳重和摩擦，下列说法正确的是(　　)

A．绳子自由端移动的速度为2 m/s

B．动滑轮的总重为100 N

C．滑轮组的机械效率为83.3%

D．提升更重的物体，滑轮组的机械效率会变小

8．如图所示，在拉力F作用下，一个重600 N的物体以0.1 m/s的速度沿水平地面向右沿直线匀速运动了10 s，已知滑轮组的机械效率为80%，在此过程中拉力F做了150 J的功，则下列说法中正确的是(　　)

A．拉力F的大小为150 N

B．拉力F的大小为50 N

C．物体与地面间的滑动摩擦力为150 N

D．物体与地面间的滑动摩擦力为480 N

9．在斜面上将一个质量为5 kg的物体匀速拉到高处，如图所示，沿斜面向上的拉力为40 N，斜面长2 m、高1 m。把重物直接提升h所做的功为有用功，g取10 N/kg。下列说法正确的是(　　 )

A．物体只受重力、拉力和摩擦力三个力的作用

B．做的有用功是80 J

C．此斜面的机械效率为62.5%

D．物体受到的摩擦力大小为10 N

10．台风是一种破坏力很强的灾害性天气。某次台风把市民公园的一棵大树吹倒了，需要两个工人把它扶起来，工人们想到了下列四种方案，每个人所需拉力最小的方案是(　　)

二、填空题(每空1分，共12分)

11．端午节赛龙舟时，运动员一手撑住桨柄的末端(视为支点)，另一手用力划桨，如图所示。此时桨属于________(填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆；当运动员向后划桨时，龙舟就向前行进，说明物体间力的作用是____________。

12．如图为小柯在科技节中制作的“杠杆力臂演示仪”。杠杆自身质量和摩擦忽略不计，固定装置未画出，O为支点，OA＝OD＝3OB＝0.6 m，CD＝0.2 m。在做背景的白纸上作以O为圆心，半径为0.2 m的圆。在A点挂5 N的重物G，要使杠杆水平平衡，则作用在B点竖直向下的力FB应为________N，撤去FB后，按图示方向分别施加FC、FD两个力，且每次都使杠杆在水平位置平衡，则FC、FD大小关系为____________。

13．小明用如图所示的动滑轮提起140 N的水桶，动滑轮重20 N(不计绳重和摩擦)，小明拉绳子的动力为________N；如果向水桶内再加入40 N的水，提起时动滑轮的机械效率________(填“变大”“变小”或“不变”)。

14．在对汽车的发动机做检修时需要将引擎盖抬起，抬起过程应用了杠杆原理。如图为引擎盖的受力分析模式图：引擎盖可绕O点自由转动，A为引擎盖重心位置。由图可知，该杠杆属于________杠杆。在引擎盖抬起过程中，重力G的力臂逐渐________。

15．工人利用斜面和滑轮将物体从斜面底端匀速拉到顶端，斜面高1 m，长2 m，物体重500 N，平行于斜面的拉力为200 N，所用时间为10 s。在此过程中，物体动能__________(填“增大”“减小”或“不变”)，重力势能________(填“增大”“减小”或“不变”)。拉力的功率为________W，把物体直接提高到斜面顶端做的功为有用功，则这个装置的机械效率为________。

三、作图题(每题4分，共12分)

16．阿基米德在发现了杠杆原理之后，发出了“给我一个支点，我能够撬动地球”的感慨，请在设想示意图中，画出作用在A点的最小动力F1及其动力臂l1(图中O为支点)。

17．在“探究杠杆的平衡条件”实验中，在B点用弹簧测力计沿CD方向拉杠杆，使杠杆水平平衡，如图所示。画出：(1)弹簧测力计对杠杆拉力F的示意图；(2)F的力臂。

18．某人使用滑轮组提升重物，请你在图中画出使用滑轮组最省力的绕法(人向下拉绳)。

四、实验与探究题(19题10分，20题12分，共22分)

19．小明在“探究杠杆的平衡条件”实验中，所用的器材有：杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个。

(1)实验前，将杠杆中点置于支架上，调节平衡螺母，使杠杆水平平衡；实验中，使杠杆在水平位置平衡，这样做的好处是便于在杠杆上直接测量__________。

(2)实验过程中，将钩码悬挂于图中A点，保持阻力、阻力臂不变，在支点O右侧不同位置，用弹簧测力计施加竖直向下的拉力(动力)，使杠杆水平平衡，测出每一组动力臂l1和对应的动力F1，并记录在表中。请根据表中数据，在坐标系中绘制出l1与F1的关系图象，根据图象中实验数据可知，当l1为

0.5 m时，F1为________N。

(3)实验中小明发现，保持杠杆处于水平平衡，当弹簧测力计的拉力方向偏离竖直方向时，弹簧测力计的拉力会变大，原因是__________________________。

20．小红在“探究斜面的机械效率与哪些因素有关”的活动中，提出了以下猜想：

A．斜面的机械效率可能与物体的重力有关；

B．斜面的机械效率可能与斜面的倾斜程度有关。

为了验证自己的猜想，小红用木板搭成了如图所示的装置进行探究，记录数据如下表：

(1)在实验过程中，应沿斜面向上________拉动物体。

(2)第①次实验中斜面的机械效率η＝________%。

(3)对比实验①②的数据可以用来验证猜想________，对比②③两次实验数据，可初步得出的结论是______________________________________________

________________________________________________________________。

五、综合运用题(21题10分，22题14分，共24分)

21．疫情期间，大壮同学自制了如图所示的健身器材，坚持锻炼身体。用细绳系在轻杆的O点将轻杆悬挂起来，在杆的A端悬挂质量m1＝10 kg的重物，在B端竖直向下缓慢拉动轻杆至水平位置。已知AO长1.5 m，OB长0.5 m，大壮质量m2＝56 kg，g取10 N/kg，求此时：

(1)大壮对杆的拉力大小。

(2)地面对大壮的支持力大小。

22．把一棱长为10 cm，质量为8 kg的正方体实心金属块，放入水平放置装水的平底圆柱形容器中。如图甲所示，金属块下沉后静止在容器底部(金属块与容器底部并未紧密接触)，水的密度是1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg。求：

(1)金属块的密度。

(2)金属块受到的浮力。

(3)金属块对容器底部的压强。

(4)若用图乙所示的滑轮组，把金属块在水中匀速提升30 cm(金属块未露出水面，忽略水对金属块的阻力)，此过程滑轮组的机械效率为70%，那么绳子自由端的拉力F大小是多少？

答案

一、1．B　点拨：由图可知，动力为拉动杠杆的力，动力作用在杠杆的B点，动力臂为支点到动力作用线的距离，为l2。

2．C　点拨：刀刃很薄是通过减小受力面积来增大压强的，故A错误；铡刀在使用时动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B错误；甘蔗放在a点比b点时的阻力臂更小，根据杠杆的平衡条件可知，动力会越小，更易被切断，故C正确；手沿F1方向用力比沿F2方向用力的动力臂小，根据杠杆平衡条件可知动力更大，故D错误。

3．D　4．C

5．A　点拨：要使底部C稍稍离开地面，应该以D为支点，要对油桶施加的力最小，应以AD为力臂，根据杠杆的平衡条件得F1＝＝＝600 N，故A正确；用水平力推油桶没推动，油桶没有沿力的方向移动距离，没有做功，故B错误；用水平力推油桶，油桶没动，油桶受到的摩擦力等于推力，故C错误；油桶匀速运动时，地面对油桶的支持力和油桶对地面的压力是一对相互作用力，故D错误。

6．A

7．A　点拨：由图知n＝4，绳子自由端移动的距离s＝4h＝4×1 m＝4 m，绳子自由端移动的速度v＝＝＝2 m/s，故A正确；不计绳重及摩擦，拉力F＝(G＋G动)，可得动滑轮所受的重力G动＝4F－G＝4×150 N－400 N＝

200 N，故B错误；拉力做的功W总＝Fs＝150 N×4 m＝600 J，有用功W有＝Gh＝400 N×1 m＝400 J，滑轮组的机械效率η＝＝≈66.7%，故C错误；若用该滑轮组提升所受重力更重的物体，额外功不变，有用功增加，有用功在总功中所占的比例增加，机械效率会变大，故D错误。

8． B　点拨：由图知n＝3，绳子自由端移动的距离s＝3s物＝3v物t＝3×0.1 m/s×

10 s＝3 m，拉力F＝＝＝50 N，故A错误，B正确；由η＝＝＝＝得，物体与地面间的滑动摩擦力f＝3ηF＝3×80%×50 N＝120 N，故C、D错。

9．C　点拨：沿斜面向上拉物体时，物体受重力、支持力、摩擦力和拉力四个力的作用，故A错误；所做的有用功W有＝Gh＝mgh＝5 kg×10 N/kg×1 m＝50 J，故B错误；拉力F对物体做的总功W总＝Fs＝40 N×2 m＝80 J，斜面的机械效率η＝＝＝62.5%，故C正确；克服摩擦力所做的功为额外功W额＝W总－W有＝80 J－50 J＝30 J，摩擦力f＝＝＝15 N，故D错误。

10．B　点拨：被扶起的大树相当于一个杠杆，而绕过树干的绳子与树干构成滑轮。

二、11．费力；相互的　点拨：划桨时，以桨的末端为支点，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆；划桨时，桨给水一个向后的力，因为力的作用是相互的，水同时给桨一个向前的力，推动龙舟向前运动。

12．15；FC＝FD　

13．80；变大　点拨：由图可知，该滑轮为动滑轮，有两段绳子拉着动滑轮，不计绳重和摩擦，拉绳子的动力F＝(G＋G动)＝×(140 N＋20 N)＝80 N；使用同一动滑轮，在提升高度相同时，所做的额外功不变，增加水的重力，增大了有用功，有用功在总功中所占的比例变大，机械效率会变大。

14．省力；变小　点拨：据图可知，动力臂OB大于阻力臂OA，可见此杠杆是省力杠杆。在逐渐抬高引擎盖的过程中，重力G的力臂逐渐变小。

15．不变；增大；80；62.5%　点拨：将物体从斜面底端匀速拉到顶端，质量不变，速度不变，则物体的动能不变；物体沿斜面升高，质量不变，高度变大，则其重力势能增大；图中滑轮是动滑轮，则绳端通过的距离s＝2L＝2×2 m＝4 m；拉力做功W总＝Fs＝200 N×4 m＝800 J；拉力的功率P＝＝＝80 W；此过程的有用功W有＝Gh＝500 N×1 m＝500 J，这个装置的机械效率η＝＝＝62.5%。

三、16．解：如图所示。

17．解：如图所示。

18．解：如图所示。

四、19．解：(1)力臂　(2)如图所示；0.6

(3)拉力方向偏离竖直方向时，拉力的力臂变小

点拨：(1)实验前，调节杠杆在水平位置平衡，好处是便于在杠杆上直接测量力臂。(2)根据表中数据描点作图；由表中数据和杠杆的平衡条件可知：F1l1＝F2l2＝3 N×0.1 m，当l1＝0.5 m时，F1＝＝0.6 N。(3)当拉力方向偏离竖直方向时，拉力的力臂变小，而拉力与其力臂的乘积不变，所以拉力要变大。

20．(1)匀速　(2)60　(3)A；斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关

点拨：(3)①②次实验改变的是物体的重力；②③次实验改变的是斜面的倾角。

五、21．解：(1)杠杆在水平位置平衡，O是杠杆支点，AO是阻力臂，阻力FA等于物重G1，FA＝G1＝m1g＝10 kg×10 N/kg＝100 N，由杠杆平衡条件可得：FA×OA＝FB×OB，即100 N×1.5 m＝FB×0.5 m，解得：FB＝300 N，即大壮对杆的拉力为300 N。

(2)大壮的重力G2＝m2g＝56 kg×10 N/kg＝560 N，由力的相互作用规律可知，杠对大壮的拉力F＝300 N，地面对大壮的支持力F支＝G2－F＝560 N－300 N＝260 N。

22．解：(1)金属块的体积V金＝(10 cm)3＝1 000 cm3＝1×10－3m3。

则金属块的密度ρ金＝＝＝8×103 kg/m3。　

(2)由于金属块下沉后静止在容器底部，则V排＝V金＝1×10－3 m3，

浮力F浮＝ρ水V排g＝1.0×103 kg/m3×1×10－3 m3×10 N/kg＝10 N。

(3)金属块的重力G＝mg＝8 kg×10 N/kg＝80 N，

金属块对容器底部的压力F＝G－F浮＝80 N－10 N＝70 N，

正方体金属块的底面积(受力面积)S＝(10 cm)2＝100 cm2＝0.01 m2，

金属块对容器底部的压强p＝＝＝7×103 Pa。

(4)若用图乙所示的滑轮组把金属块在水中匀速提升，由图可知绳子的有效段数n＝2，机械效率η＝＝＝，则绳子自由端的拉力F＝＝＝50 N。