2022年春八年级物理下册第十二章简单机械本章检测同步练习含解析新版新人教版.docx

第十二章 简单机械
一、选择题(每题 3 分,共 30 分)
本章检测
总分值:100 分,限时:45 分钟
1.(独家原创试题)夏威夷果含油量高达 60%~80%,还含有丰富的微量元素,有“干果皇后〞的美称。夏威夷果有一层坚硬的外壳,为了方便食用,厂家往往都要在果实的外壳上加工出一个裂缝,并且还配送一个专门将果实撬开的小起子,如图 12-
4-1 是用小起子撬开夏威夷果的情形。关于这个小起子的说法正确的选项是( )
图 12-4-1
A. 使用小起子撬开夏威夷果时小起子相当于一个费力杠杆
B. 小起子的宽大的局部越小越省力
C. 使用小起子顺时针转动更省力
D. 在能够撬开果子的前提下,起子尖端插入越深越费力
答案 D 使用小起子起开果子时,小起子可以看成一个杠杆,该杠杆的动力作用在宽大局部,阻力作用在它的尖端,因此使用时它的动力臂大于阻力臂,是一个省力杠杆,小起子的宽大的局部越大,动力臂越大,越省力,故 A、B 错误;无论是顺时针还是逆时针转动小起子,其他条件不变时,动力臂、阻力臂和阻力都不变,动力就不变,故 C 错误;由图知,在能够撬开果子的前提下,起子尖端插入越深阻力臂越大,动力臂不变,由杠杆的平衡条件知,越费力,D 正确。
2.(2022 黑龙江哈尔滨中考)质地均匀杠杆,每个钩码重 0.5N,以下操作中可以使杠杆在水平位置平衡的是(杠杆上有等间隔的刻度)( )
答案 D 由图知,A、C 两个作用力使杠杆沿相同方向转动,它们一定不能使杠杆平衡,故 A、C 错误;设杠杆上一格长 L, 图 B 左边悬挂 2 个钩码时,右边弹簧测力计的示数为 1.5N,0.5N×2×4L≠1.5N×5L,杠杆不平衡,故 C 错误;图 D 右边悬挂 2 个钩码,弹簧测力计的示数为 2N,0.5N×2×6L=2N×3L,杠杆平衡,故 D 正确。
3.(2022 福建中考)如图 12-4-2,用同一滑轮组分别将物体A 和物体 B 匀速提升相同的高度。与提升B 相比,提升 A 的过程滑轮组的机械效率较大。假设不计绳重与摩擦的影响,那么提升 A 的过程( )
A.额外功较小 B.额外功较大
图 12-4-2
C.总功较小 D.总功较大

W有用
W
答案 D 由题意知,用相同的滑轮组提起 A、B 过程,不计绳重与摩擦的影响,ηA>ηB,滑轮组的机械效率η=
总
,W 有用
=Gh,W =W

+W =Gh+G
h,因为η >η ,那么有 GAh > GBh
A B

GA+G 滑 GB+G 滑
,化简得出 G >G ,也就是说相同的滑轮组
总 有用 额外 滑
GAh+G滑
h GBh+G 滑
h,即
GA < GB A B
匀速提升 A、B 过程,提起 A 时,所做有用功大,但所做额外功相同,故 A、B 选项错。由于总功等于有用功和额外功之和, 所以提升 A 物体过程总功大,故C 错,D 正确。
4.如图 12-4-3 是小明探究“杠杆平衡条件〞的实验装置,实验中杠杆始终处于水平平衡状态,假设在 C 处逐渐改变弹簧测力计拉力的方向,使其从①→②→③,那么拉力的变化情况是( )
图 12-4-3
A.先变小后变大 B.先变大后变小
C.逐渐变大 D.逐渐变小
答案 A 由图知,测力计在②位置时,其动力臂等于 OC,此时动力臂最长;测力计由①→②→③的过程中动力臂先变大后变小,根据杠杆平衡条件可知,拉力先变小后变大。
5.(2022 山东临沂沂水二模)重为 G 的均匀木棒竖直悬于 O 点,在其下端施一水平拉力 F,让棒缓慢转到图 12-4-4 中虚线所示位置,在转动的过程中( )
图 12-4-4
A.动力臂逐渐变大 B.阻力臂逐渐变小
C.动力 F 逐渐变大 D.动力 F 保持不变
答案 C 图中杠杆在转动过程中,杠杆重力大小不变,重力的力臂 L2 逐渐变大,拉力的力臂 L1 逐渐变小,根据杠杆平衡条件,可知拉力逐渐变大。所以选C 项。
6.(独家原创试题)罐头的瓶盖很难拧开,用螺丝刀把瓶盖撬起一个缝隙,会听到“噗〞的一声,瓶盖就很容易被拧开。关于此过程涉及的物理知识,以下说法错误的选项是( )
图 12-4-5
A. 起初瓶盖很难拧开是由于受到大气压的作用
B. 撬起一个缝隙时听到“噗〞的一声是空气振动产生的
C. 撬瓶盖时用的螺丝刀相当于费力杠杆
D. 瓶盖沿瓶口的螺纹螺旋上升(如图),利用了斜面省力的原理
答案 C 撬瓶盖时用的螺丝刀动力臂比阻力臂大,是一个省力杠杆。
7.(2022 河南南阳镇平一模)小明利用两个滑轮 A、B 组成如图 12-4-6 所示的装置,将两个重力相等的重物 G1、G2 分别挂在绳子两端,假设不计滑轮、绳子的重力和摩擦,以下说法正确的选项是( )
图 12-4-6
A.A、B 均为定滑轮 B.A、B 均为动滑轮
C.放手后 G1 上升 D.放手后 G2 上升
答案 C 由图可知,上面的滑轮固定不动,是定滑轮,下面的滑轮和物体 G2 一起移动,是动滑轮,故 A、B 错误;假设不计滑
1 1
2
轮、绳子的重力和摩擦,定滑轮左端绳子对动滑轮的拉力应为 F1=G1,施加在动滑轮左端的拉力 F2=2F1= G1,因为 G1=G2,所以
F2<G2,放手后 G2 下降,G1 上升,故C 正确,D 错误。
8.(2022 四川攀枝花中考)某实验小组分别用如图 12-4-7 所示的甲、乙两个滑轮组(每个滑轮等重),在相同时间内把重物 G 提升相同高度,F1 和F2 大小相等,不计绳重及摩擦,以下说法正确的选项是( )
图 12-4-7
A. 力 F1 和 F2 做功的功率相同
B. 力 F1 和 F2 做的总功相同
C. 乙滑轮组更省力,两个滑轮组机械效率一样大
D. 甲滑轮组的机械效率比乙滑轮组高
答案 D 由题图知,甲滑轮组中承当物重的绳子段数 n 甲=3,乙滑轮组中承当物重的绳子段数 n 乙=4。假设重物上升高度为 h,那么两滑轮组中绳端移动的距离分别为 s 甲=3h,s 乙=4h;
甲滑轮组中拉力做的总功为 W 甲总=F1·3h,乙滑轮组中拉力做的总功为 W 乙总=F2·4h, F1=F2,所以 W 甲总<W 乙总,故B 错误;
W
时间相同,由公式 P= t 知,P 甲总<P 乙总,故 A 错误;
甲、乙两滑轮组提升的重物相同,设一个动滑轮重为 G 动,不计绳重及摩擦,那么甲滑轮组的机械效率为η甲
W有用
= W =
W有用
=
G物h G物
= ,
总 W有用+W额
G物h+G动h G物+G动
G物
G
乙滑轮组中有 2 个动滑轮,乙滑轮组的机械效率为η乙=
物
,
+2G动
所以η甲>η乙,故 C 错误、D 正确。
9.(2022 湖北黄石中考)为探究动滑轮和定滑轮的特点,设计如图 12-4-8 所示两种方式拉升重物,下面关于探究的做法和认识正确的选项是( )

A. 用动滑轮提升重物上升 h 高度,测力计也上升h 高度
图 12-4-8
B. 假设拉升同一物体上升相同高度,用动滑轮拉力更小,且做功更少
C. 减小动滑轮质量可以提高动滑轮的机械效率
D. 假设用定滑轮拉重物,当拉力竖直向下时最省力
答案 C 用动滑轮提升重物上升 h 高度,测力计上升 2h 高度,A 错;拉升同一物体上升相同高度,用动滑轮时,提起动滑轮需要做额外功,故做功较多,B 错;减小动滑轮质量,可以减小额外功,故可以提高动滑轮的机械效率,C 正确;用定滑轮拉重物,向各个方向的拉力都等于物重,D 错。
10.(2022 四川自贡中考)如图 12-4-9 所示,物体 A、B 的重分别为 20N、10N,滑轮重和滑轮与绳子之间的摩擦忽略不计,此时物体 A 在水平面上向右做匀速直线运动,假设用力 F 向左拉物体 A,使物体 A 向左做匀速直线运动,那么( )
A.F=20N B.F=10N C.F=5N D.F=30N
图 12-4-9
2
答案 B 1 1
由图知,滑轮组由 2 段绳子承当物重,所以 FA=2GB= ×10N=5N;在水平方向 A 受到的摩擦力和绳对 A 的拉力平衡,
所以 f=FA=5N,方向水平向左;假设使物体 A 向左做匀速直线运动,那么 A 受摩擦力水平向右,F=FA+f=5N+5N=10N。
二、填空题(每空 2 分,共 26 分)
11.(2022 湖北咸宁中考)如图 12-4-10 所示,杠杆 AB 放在钢制圆柱体的正中央水平凹槽 CD 中,杠杆 AB 能以凹槽两端的 C 点或 D 点为支点在竖直平面内转动,长度 AC=CD=DB,左端重物 G=12N。当作用在B 点竖直向下的拉力 F 足够大时,杠杆容易绕 (选填“C〞或“D〞)点翻转,为使杠杆 AB 保持水平位置平衡,拉力的最小值F1= N,最大值 F2=
N。(杠杆、细绳的质量及摩擦均忽略不计)
答 案 D 6 24
图 12-4-10
解析 由图可知,D 点更加靠近拉力一端,故当作用在 B 点竖直向下的拉力 F 足够大时,杠杆容易绕 D 点翻转;由以上分析知,当以 C 点为支点时拉力最小,以 D 点为支点时拉力最大,根据杠杆平衡条件可得 F1×BC=G×AC,F2×BD=G×AD,因为
AC=CD=DB,所以 BC∶AC=2∶1,BD∶AD=1∶2,代入上式求得,F1=6N,F2=24N。
12.如图 12-4-11 所示,把重力为 600N 的物体匀速推到斜面顶端,斜面长为 3m,高为 0.9m,实际推力为
300N,那么物体与斜面之间的摩擦力是 N,斜面的机械效率是 。
图 12-4-11
答 案 120 60%
解析 将物体推到斜面顶端所做的有用功为 W 有=Gh=600N×0.9m=540J 将物体推到斜面顶端所做的总功为 W 总=Fs=300N×3m=900J
将物体推到斜面顶端所做的额外功为 W 额=W 总-W 有=900J-540J=360J
W 额 360J
物体和斜面之间的摩擦力为 f= s = 3m =120N
W 有 540J
斜面的机械效率为η= = =60%
W 总 900J
13.(2022 陕西西安未央三模)图 12-4-12 甲所示为一种搬运建筑材料的机械装置,AB 是个杠杆,O 为支点,杠杆平衡时,B 端受到的向下的拉力 A 端受到的向下的拉力(选填“大于〞“小于〞或“等于〞);用于装载货物的小车自重为
500N,假设搬运 2000N 的货物,电动卷扬机拉钢丝绳的力F 甲=1600N,该滑轮组的机械效率η甲= ;假设用同样的滑轮按乙图组装,匀速提升相同的货物,电动卷扬机拉钢丝绳的力为 F 乙,乙滑轮组的机械效率为η乙,考虑实际情况,那么 F 甲 F 乙,η甲 η乙(选填“>〞“<〞或“=〞)。
图 12-4-12
答案 小于 62.5% > >

W有 G

2000N
解析 因为 OA<OB,由 FA×OA=FB×OB 可知,FA>FB;图甲中滑轮组的机械效率:η甲= =
W总
=
2F
甲 2×1600N
=62.5%;由图示可知,甲
图中 n=2,乙图中 n=3,可知 F 甲>F 乙;两种方法提升相同货物到相同高度,有用功相同,而乙图中绳子的长度将增加,且乙图
W有
中多了一个定滑轮,因此乙中的额外功会大于甲中的额外功,由η=
W总
W有
=
W有+W额

可知,η甲>η乙。
14.(2022 江苏南通海安一模)现用如图 12-4-13 甲的装置来探究滑轮组的机械效率η与所挂物重 G 物的关系,改变 G 物,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,计算并绘出η与 G 物关系如图乙,假设不计绳重和摩擦,那么:
(1) 动滑轮自重是 N;
图 12-4-13
(2) 当G 物=4N 时,重物以 v=2m/s 的速度匀速上升,拉力 F 做功的功率是 W;
(3) 图乙中的曲线说明,同一滑轮组的机械效率η随所挂物重 G 物的增大而增大,最终 (会/不会)到达 100%;仅改变图甲中的绕绳方式、重复上述实验,所得到的η-G 物图线与图乙曲线 (相同/不同)。
答案 (1)2 (2)12 (3)不会 相同
解析 (1)由图乙可知,物重 G=8N 时,滑轮组的机械效率η=80%,不计绳重和摩擦,克服物重做的功为有用功,克服动滑轮
W有用 Gh
重力和物重做的功为总功,所以,滑轮组的机械效率η= W =
= G = 8N

=80%,解得 G 动=2N;(2)由图可知,n=3,
总 (G+G 动 )h G+G 动 8N+G 动
1 1
不计绳重和摩擦,当G 物=4N 时,拉力 F= (G 物+G 动)= ×(4N+2N)=2N,绳端移动的速度 v 绳=nv=3×2m/s=6m/s,拉力 F 做功的
n 3
功率 P=Fv 绳=2N×6m/s=12W;(3)不计绳重和摩擦,使用滑轮组提升物体时,需要克服动滑轮重力做额外功,有用功一定小于额外功,故滑轮组的机械效率达不到 100%;不计绳重和摩擦,用滑轮组提升相同的物体上升相同的高度时,改变图甲中的