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

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同步练习题，共14页。试卷主要包含了选择题，填空题，作图题，实验探究题，计算题等内容，欢迎下载使用。

第十二章　综合能力检测卷

时间:60分钟　　 满分:100分

一、选择题(每小题3分,共30分)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1.关于简单机械,下列说法正确的是(　　)
A.使用杠杆就是为了省力 B.使用定滑轮可以省功
C.使用动滑轮既省力又省距离 D.使用任何机械都不会省功
2.使用苍蝇拍时,以迅雷不及掩耳之势,可轻易拍到苍蝇,如图所示,这是利用了(　　)

A.以手肘为支点的省力杠杆
B.以手肘为支点的费力杠杆
C.以手掌为支点的省力杠杆
D.以手掌为支点的费力杠杆


3.如图所示,大熊和小熊坐跷跷板.如果它们脚不着地,跷跷板在水平位置保持平衡时,下列说法正确的是(　　)







A.大熊和小熊的重力相等
B.大熊和小熊到支点的距离相等
C.它们各自的重力与各自的力臂的乘积相等
D.以上说法都正确

4.如图所示,轻质杠杆AB可绕O点转动,在A点用细线悬挂一重物,在B点施加一个竖直向下的动力,使该杠杆在水平位置保持平衡.若将动力的方向改为沿虚线方向,仍使杠杆在水平位置平衡,则(　　)







A.动力臂增大,动力增大 B.动力臂增大,动力减小
C.动力臂减小,动力增大 D.动力臂减小,动力减小
5.如图所示是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式(不计机械自重和摩擦),其中所需动力最小的是(　　)

6.在一次物理科技节上,玲玲老师给大家演示了神奇的“二力平衡”.如图所示,当一学生握住中间的圆柱体并保持静止时,玲玲老师用两个弹簧测力计拉动圆柱体两侧的“同一根”细线,使“整根”细线水平向右做匀速运动,神奇的是左手甲弹簧测力计的示数为4.8 N,右手乙弹簧测力计的示数却只有1.6 N.“同一根”细线右端受拉力小,为何细线还能向右匀速运动呢?原来中空圆柱体内部另有“机械”,你认为内部最有可能的滑轮绕线结构是(不计绳重、滑轮重及摩擦)(　　)

　　A　　B　　C　　D

7.部分农户在新建住房时,常利用如图所示的简易滑轮提升建材.在一次提升建材的过程中,建筑工人用400 N的拉力,将重600 N的建材在10 s内匀速提高3 m.则下列判断正确的是(　　)






A.滑轮所做的有用功为1 200 J
B.滑轮受到的重力为100 N
C.该滑轮的机械效率η=75%
D.绳子自由端移动的速度大小为0.3 m/s
8.如图所示,用10 N的水平拉力F拉滑轮,使足够长的物体A以0.2 m/s 的速度在水平地面上匀速运动,弹簧测力计的示数为3 N.若不计滑轮重、弹簧测力计重、绳重和滑轮摩擦,则下列说法中正确的是(　　)

A.以A为参照物,B是静止的
B.滑轮移动的速度为0.4 m/s
C.绳子拉物体A的功率为1 W
D.在运动过程中若将拉力F增大,弹簧测力计的示数也会增大
9.(多选)如图所示,分别用甲、乙两个滑轮组,在5 s内将重为100 N的物体G匀速提升2 m,每个滑轮的重均为10 N.不计绳重及摩擦,此过程中(　　)








A.F甲大于F乙 B.F甲做的功小于F乙做的功
C.F甲做功的总功率等于F乙做功的总功率 D.甲的机械效率小于乙的机械效率

10.(多选)工人师傅利用如图所示的两种方式,将重均为300 N的货物从图示位置向上缓慢提升一段距离.F1、F2始终沿竖直方向;图甲中BO=2AO,图乙中动滑轮重为60 N,重物上升速度为0.01 m/s.不计杠杆重、绳重和摩擦,则下列说法正确的是(　　)







A.甲、乙两种方式都省一半的力
B.甲方式中F1为150 N且不变
C.乙方式F2的功率为3 W
D.乙方式中滑轮组的机械效率约为83.3%
二、填空题(每空2分,共24分)
11.利用图甲中的撬棒撬石块时,撬棒相当于　　　　(填“省力”或“费力”)杠杆;利用图乙中的滑轮组匀速提升900 N的重物时,若忽略滑轮自重、绳重及摩擦,人对绳的最小拉力为　　　　N. 

　　　　　　第11题图 　　　　　　　　　　　　　　第12题图　　　　　　　　　　　　第13题图
12.如图所示,是一种拉杆式旅行箱的示意图,使用时它相当于一个　　　　杠杆(填“省力”或“费力”).若旅行箱内装满物体且质量分布均匀,其总重为210 N,轻质拉杆拉出的长度是箱体长度的12,要使旅行箱和拉杆构成的杠杆水平平衡,竖直向上的拉力F应为　　　　 N. 
13.小华通过实验探究杠杆平衡时动力和动力臂的关系,在实验中,保持阻力、阻力臂不变,当杠杆平衡时,测出每一组动力臂l1和动力F1的数据,并利用实验数据绘制了F1-l1的关系图像,如图所示.请根据图像推算,当l1为0.1 m时,F1为　　　　 N. 


14.往车上装重物时,常常用长木板搭个斜面,把重物沿斜面推上去.如图所示,工人用3 m长的斜面,把120 kg的重物匀速提高1 m,假设斜面光滑,则需要施加的推力为　　　　;若实际用力为500 N,斜面的机械效率为　　　　,重物受到的摩擦力为　　　　.(g取10 N/kg) 
15.高速铁路的输电线,无论冬、夏都绷得直直的,以保障列车电极与输电线的良好接触.如图为输电线的牵引装置.钢绳通过滑轮组悬挂20个相同的坠砣,每个坠砣质量为25 kg,不计滑轮和钢绳的自重及摩擦,输电线A端受到的拉力大小为　　　　N.若某段时间内坠砣串下降了30 cm,则输电线A端向左移动了　　　　cm.(g取10 N/kg,不考虑钢绳的热胀冷缩) 

　　　　　　　　　　　第15题图　　　　　　　　　　　　 　　　　　第16题图
16.如图所示,分别利用甲、乙两个不同的滑轮组竖直匀速提升A、B两个物体,使它们均升高0.2 m,测得A、B所受重力GA=4.5 N,GB=9 N,甲滑轮组中弹簧测力计的示数FA=2 N,则甲滑轮组的机械效率为　　　　.若两滑轮组的机械效率相同,则乙滑轮组中弹簧测力计的示数FB=　　　　 N(不计绳重和摩擦). 
三、作图题(每小题4分,共8分)
17.如图所示,在课桌的C点用最小的力把桌腿B抬离地面,在抬起时桌腿A没有滑动.请在C点画出这个力的示意图,并标出它的力臂l.



18.如图所示,某人站在A处用一根绳子和两个滑轮提起物体B,画出最省力的绕法.


四、实验探究题(第19小题12分,第20小题14分,共26分)
19.利用如图所示的装置来探究“杠杆的平衡条件”.

(1)实验前,杠杆如图甲所示,可将杠杆两端的平衡螺母向　　　　(填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置平衡,这样做的好处是可以直接从杠杆上读出　. 
(2)杠杆平衡后,如图乙所示,在杠杆B点挂3个相同的钩码,在杠杆的D点挂　　　　个相同的钩码,就可使杠杆重新在水平位置平衡. 
(3)保持B点钩码数量和力臂不变,杠杆在水平位置平衡时,测出多组动力臂l1和动力F1的数据,并绘制了l1-F1的关系图像,如图丙所示.请根据图像推算,当l1为0.6 m时,F1为　　　　 N. 
20.某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如表所示,实验装置如下图.
　　　　　　　　　

实验序号
1
2
3
钩码重G/N
4
4
6
钩码上升高度h/m
0.1
0.1
0.1
绳端拉力F/N
1.8
1.4
2.4
绳端移动距离s/m
0.3
0.5
0.3
机械效率η
74%


　　　
(1)通过表中数据可分析出实验1是用　　　　图实验装置做的实验,实验2是用　　　　图实验装置做的实验(均填“甲”或“乙”).  
(2)请在表中空白处填上恰当的数据.(百分号前保留整数)
(3)通过实验1和实验2的数据分析可得出结论:使用不同的滑轮组,提升相同的重物时,动滑轮的个数　　　,滑轮组的机械效率　　　 .  
(4)比较实验1和实验3可得出结论:使用同一滑轮组,　　　　可以提高滑轮组的机械效率. 
五、计算题(共12分)
21.2019年3月31日,农业路大桥正式建成通车,大桥由梁、斜拉索和塔柱三部分组成,塔柱高150米;桥面为双向10车道;共设36对72根斜拉索,具有塔柱高、桥面宽、斜拉索索力大等特点.


(1)“塔柱为什么要造这么高?”科学兴趣小组的同学对此进行了研究:他们将大桥的结构进行简化,抽象成图丙的模型.可以看出它用到了杠杆的相关知识,其中O是支点,　　　代表桥重和过往车辆等产生的对桥的作用力.同学们通过比较发现:适当增加塔柱的高度,可　　　(填“增大”或“减小”)斜拉索拉力的力臂,从而减轻斜拉索承受的拉力. 
(2)大桥在修建过程中常用到如图丁所示的起重机,若起重机吊臂前端是由如图戊所示的滑轮组组成,动滑轮质量为100 kg,绳重和摩擦不计.如果拉力的功率为6 kW,则把2×103 kg的货物匀速提高10 m.(g取10 N/kg)则:
①拉力F的大小是多少?
②这一过程需要多长时间?
③滑轮组机械效率是多少?












第十二章　综合能力检测卷
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
D
B
C
C
D
B
C
C
AC
BD

1.D　【解题思路】　使用杠杆,有的是为了省力,有的是为了省距离,例如使用镊子是为了省距离,A错;使用动滑轮可以省力,但要多移动距离,C错;使用机械要克服摩擦、提升机械等做额外功,要多做功,不会省功,B错误,D正确.
2.B　【解题思路】　根据图示和生活经验可知,使用苍蝇拍时,是以手肘为支点的,阻力臂大于动力臂,是费力杠杆,可以省距离,容易拍到苍蝇,故B正确.
3.C　【解题思路】　由题图可知,大熊重力应大于小熊的重力,故A错误;由题知,它们脚不着地,跷跷板在水平位置保持平衡,由杠杆的平衡条件知,它们各自的重力与各自的力臂的乘积相等,故C正确;熊对跷跷板压力大小等于各自的重力,所以大熊的力臂小于小熊的力臂,即它们到支点的距离不相等,故B错误.
4.C　【解题思路】　在A点用细线悬挂一重物,在B点施加一个竖直向下的动力时,动力臂最长,因此当沿虚线方向拉杠杆使其在水平位置平衡时,动力臂将减小,而阻力和阻力臂均不变,由F1l1=F2l2可知,动力将增大.故C项正确.
5.D　【解题思路】　设物体重力为G.不计机械自重和摩擦,A图中简单机械为斜面,物体在拉力F1下匀速到达顶端所做的功等于重力所做的功,即F1×4 m=G×2 m,解得F1=0.5G;B图中为滑轮组,与动滑轮相连的绳子段数是3,因此F2=13G;C图中为动滑轮,动力作用在动滑轮的轴上,则F3=2G;D图中F4×4 m=G×1 m,解得F4=0.25G.因此动力最小的是D.
6.B　【解题思路】　由“左手甲弹簧测力计的示数为4.8 N,右手乙弹簧测力计的示数却只有1.6 N”可知,F乙=F甲3,由此可确定滑轮组中承重的绳子股数为3,故选B.
7.C　【解题思路】　有用功W有=G物h=600 N×3 m=1 800 J,A错误;由题图知,n=2,不计摩擦和绳重时,动滑轮的重力G动=nF-G物=2×400 N-600 N=200 N,B错误;绳端移动的距离s=nh=2×3 m=6 m,W总=Fs=400 N×6 m=2 400 J,滑轮组的机械效率η=W有W总×100%=1800J2400J×100%=75%,C正确;绳子自由端移动的速度v=st=6m10s=0.6 m/s,D错误.
8.C　【解题思路】　匀速拉动A的过程中,以A为参照物,B与A之间的位置不断发生变化,所以B是运动的,故A错误;由题图可知,F作用在动滑轮上,n=2,由动滑轮的特点可知,动滑轮移动的速度是绳端移动速度的12,物体A移动的速度为0.2 m/s(即绳端移动速度),所以动滑轮移动的速度为0.1 m/s,故B错误;绳端拉力为F的一半,即F绳=12F=12×10 N=5 N,则绳子拉物体A的功率P绳=W绳t=F绳st=F绳v=5 N×0.2 m/s=1 W,故C正确;弹簧测力计对B的拉力与A对B的摩擦力是一对平衡力,由于B和A之间的摩擦力不变,所以弹簧测力计的示数不变,故D错误.
9.AC　【解题思路】　不计绳重及摩擦,拉力F=1n(G物+G动),因为n甲=2,n乙=3,所以绳子的拉力F甲>F乙,故A正确.不计绳重及摩擦,拉力做的功W甲=F甲s甲=12(G物+G动)×2h=(G物+G动)h,W乙=F乙s乙=13(G物+G动)×3h=(G物+G动)h.所以W甲=W乙,故B错误.因为拉力所做的功W甲=W乙,所用时间t甲=t乙,根据P=Wt得P甲=P乙,故C正确.滑轮组的机械效率与绕线方式无关,两滑轮组的机械效率相同,故D错误.
10.BD　【解题思路】　在题图甲中,已知BO=2AO,即动力臂为阻力臂的2倍,由于不计摩擦、杠杆自重,由杠杆平衡条件可知,动力为阻力的一半,即F1=12G=12×300 N=150 N,由题图乙可知,n=3,不计绳重和摩擦,则F2=13(G+G动)=13(300 N+60 N)=120 N,则乙不是省一半力,故A错误;题图甲中,重力即阻力的方向是竖直向下的,动力F1的方向也是竖直向下的,在提升重物的过程中,动力臂和阻力臂的比值不变(l1l2=OBOA=21),故动力F1的大小始终为150 N不变,故B正确;题图乙中F2=120 N,绳子的自由端的速度为v绳=0.01 m/s×3=0.03 m/s,则乙方式F2的功率为P=F2v绳=120 N×0.03 m/s=3.6 W,故C错误;不计绳重和摩擦,乙方式中滑轮组的机械效率为η=W有用W总×100%=GhGh+G动h×100%=GG+G动×100%=300N300N+60N×100%≈83.3%,故D正确.
11.【参考答案】　省力　300
【解题思路】　利用撬棒撬石头时,撬棒绕O点转动,O点即为杠杆的支点,由题图甲可知,动力臂比阻力臂长,故撬棒相当于省力杠杆;题图乙的滑轮组由3根绳子承担物重,不计滑轮自重、绳重及摩擦,当人竖直向上匀速提升重物时,人对绳的拉力为物重的13,即300 N.


12.【参考答案】　省力　70
【解题思路】　竖直向上的力F为动力,箱体的重力G为阻力,支点在箱体下面轮子处,故动力臂大于阻力臂,是省力杠杆.当旅行箱和拉杆构成的杠杆水平平衡时,如图所示,由题意知l1=3l2,因为杠杆平衡条件为F1l1=F2l2,所以竖直向上的拉力为F=Gl2l1=G3=210N3=70 N.
13.【参考答案】　6
【解题思路】　由题图可知,当l1=0.2 m时,F1=3 N,由于阻力和阻力臂不变,根据杠杆平衡条件可得F2l2=F1l1=0.2 m×3 N=0.6 N·m,所以当l1为0.1 m时,F1=F2l2l1=0.6N·m0.1m=6 N.
14.【参考答案】　400 N　80%　100 N
【解题思路】　斜面光滑,故工人做的有用功等于用斜面所做的功,即Gh=Fs,则F=Ghs=mghs=120kg×10N/kg×1m3m=400 N;若实际用力为500 N,人所做的总功W总=F1s=500 N×3 m=1 500 J,W有=Gh=1 200 J,斜面的机械效率η=W有W总×100%=80%;又因W总=W有+W额,即W总=W有+fs,所以f=W总-W有s=1500J-1200J3m=100 N.
15.【参考答案】　1×104　15
【解题思路】　由题图知,左侧滑轮为定滑轮,右侧滑轮为动滑轮,且n=2.坠砣串对钢绳的拉力为F=25 kg×10 N/kg×20=5 000 N,则输电线A端受到的拉力为FA=2F=1×104 N;sA=12h=12×30 cm=15 cm.
16.【参考答案】　75%　4
【解题思路】　由题图可知n=3,由η=W有W总=GhFs=G3F得ηA=75%,ηB=GB3FB,又ηB=ηA,所以FB=GB3ηB=9N3×75%=4 N.
17.【参考答案】　如图所示.

【解题思路】　力臂最大时,力最小,把力的作用点和支点连接起来就是最长的力臂,然后垂直于力臂作出力的示意图.
18.【参考答案】　如图所示.

【解题思路】　承担物重的绳子段数最多时最省力,一个动滑轮最多有3段绳子承担物重;所以,从动滑轮上面挂钩开始,依次绕过定滑轮和动滑轮,最后绳端回到人的手中,此为最省力的绕法,如答案图所示.
19.【参考答案】　(1)右　力臂的大小　(2)4　(3)0.5
【解题思路】　(1)当杠杆不在水平位置,左端向下倾斜时,应向右调节平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡,这样支点到力的作用点的距离就是力臂,便于直接读出力臂大小;
(2)设一个钩码重为G,一格长为l,根据杠杆平衡条件可知:F1l1=F2l2,即3G×4l=FD×3l,解得FD=4G,即需在D点挂4个钩码;
(3)由于阻力和阻力臂不变,根据F1l1=F2l2及图像中任意一组数据可得出,F1l1=F2l2=0.1 m×3 N=0.3 N·m,当l1=0.6 m时,F1=F2l2l1=0.3N·m0.6m=0.5 N.
20.【参考答案】　 (1)甲　乙　(2)57%　 83%　(3)越多　越低(或“越少　越高”)　(4) 增加物重
【解题思路】　(1)实验1中,s=0.3 m,h=0.1 m,所以n=sh=0.3m0.1m=3,故实验1是用甲图实验装置做的实验;实验2中,s=0.5 m,h=0.1 m,n=sh=0.5m0.1m=5,故实验2是用乙图实验装置做的实验.
(2)实验2的机械效率η2=W有2W总2=G2h2F2s2=4N×0.1m1.4N×0.5m×100%≈57%;
实验3的机械效率η3=W有3W总3=G3h3F3s3=6N×0.1m2.4N×0.3m×100%≈83%.
21.解:(1)F1　增大
(2)①由题图知,n=3,绳重和摩擦不计,拉力F=13(G+G动)=13(2×103 kg×10 N/kg+100 kg×10 N/kg)=7 000 N.
②拉力端移动距离s=3h=3×10 m=30 m,则拉力做功W总=Fs=7 000 N×30 m=2.1×105 J,
由P=W总t得做功时间t=W总P=2.1×105J6000W=35 s.
③有用功W有用=Gh=2×104 N×10 m=2×105 J,
滑轮组的机械效率η=W有用W总=2×105J2.1×105J×100%≈95.2%.