第十二章 簡單機械知識檢測-八年級下冊物理解析

章節(jié)檢測——簡單機械（滿分：100分，時間：80分鐘）一、單項選擇題（每題3分，共30分）1．（2021·廣東揭西·八年級期末）關于機械效率，下列說法中正確的是A．機械效率越高，做的功就越多B．機械做功越多，效率就越高C．額外功越少，機械效率越高D．總功一定時，額外功越少，機械效率越高【詳解】A.機械效率η=，從公式可知，機械效率高，有用功不一定高，還要看總功的大?。蚀隧棽环项}意．B.總功確定，有用功不確定，機械效率不能確定．故此項不符合題意．C.根據η===1?可知，額外功小，機械效率的大小還要看總功的大?。蚀隧棽环项}意．D.從η=可知，總功一定，有用功多，可得機械效率一定是比較大．故此項符合題意．故選D.2．下列工具中，在使用時屬于費力杠桿的是（）A．筷子 B．瓶起子 C．核桃夾 D．鋼絲鉗【詳解】解：A、筷子在使用過程中，動力臂小于阻力臂，是費力杠桿，故A符合題意；B、起子在使用過程中，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿，故B不符合題意；C、核桃夾在使用過程中，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿，故C不符合題意；D、鋼絲鉗在使用過程中，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿，故D不符合題意。答案：A。3．下列說法正確的是（）A．用筷子夾菜，筷子是省力杠桿B．工人用動滑輪勻速提升重物，這樣做既省力，也改變施力的方向C．用同一個滑輪組提升重物，物體越重，機械效率越高D．火箭加速升空的過程中動能轉化為重力勢能【詳解】A．使用筷子時，動力臂小于阻力臂，所以筷子是費力杠桿，故A錯誤；B．使用動滑輪時，可以省力，但不能改變力的方向，故B錯誤；C．利用同一滑輪組提升重物時，其他條件不變，提升的物體越重，有用功越多，有用功在總功中所占的比例越大，機械效率越高，故C正確；D．火箭加速升空過程中，火箭的動能和勢能均增加，所以動能沒有轉化為重力勢能，故D錯誤。故選C。4．甲、乙兩種機器所做的總功之比是2:3，機械效率之比是3:1，則它們所做的有用功之比（）A．2:3 B．2:1 C．2:9 D．9:2【詳解】由可得則它們有用功之比為故選B。5．小明用如圖所示的裝置探究杠桿的機械效率，他將兩個鉤碼懸掛在B點，在A點用彈簧測力計保持豎直方向拉動杠桿，使其繞O點勻速緩慢轉動，帶動鉤碼上升一定的高度h（不計摩擦）。則（）A．在杠桿轉動過程中，彈簧測力計的示數會變小B．僅將拉力的作用點從A點移到C點，杠桿的機械效率不變C．僅增加鉤碼的個數，拉力所做的額外功增大D．僅將鉤碼的懸掛點從B點移到C點，拉力做的總功變大【詳解】A．原來動力臂為OA，阻力臂為OB。在A點用彈簧測力計保持豎直方向拉動杠桿到下圖示虛線位置（為分析方便，將圖適當放大），阻力的作用點為B′，動力的作用點為A′，阻力大小不變，根據力臂的定義，動力臂OM減小，阻力臂ON變小，如下圖所示：根據三角形ONB′與三角形OMA′相似，所以有所以動力臂與阻力臂的比值不變，因為阻力不變，根據杠桿的平衡條件知，彈簧測力計的示數應該不變，故A不符合題意；B．僅將拉力的作用點從A點移到C點，由于將相同的鉤碼提升相同的高度，有用功不變，額外功也不變，總功不變，故杠桿的機械效率不變，故B符合題意；C．克服杠桿重力做的功為額外功，僅增加鉤碼的個數，杠桿重力和杠桿上升的高度不變，拉力所做的額外功不變，故C不符合題意；D．僅將鉤碼的懸掛點從B點移到C點，鉤碼和杠桿還是上升原來的高度，有用功不變；鉤碼由B到C，上升高度不變，根據數學關系可知，杠桿提升的高度減小，如下圖所示：額外功減小，又因為總功等于額外功與有用功之和，所以拉力做的總功變小，故D不符合題意。故選B。6．汽車上坡，一般都是低擋減速，其原因是（）A．汽車功率一定，減速可以增大牽引力B．有用功一定，減速能提高機械效率C．減速上坡，安全第一D．減速上坡可增大摩擦，防止車下滑【詳解】A．汽車功率一定，根據P=Fv可知，減速可以增大牽引力，故A符合題意；B．有用功一定，減速是為了增大牽引力，由W=Fs可知其總功也會增大，其機械效率會減小，故B不符合題意；C．減速上坡的主要目的是為了增大牽引力，故C不符合題意；D．摩擦力的大小和壓力、接觸面的粗糙程度有關，在上坡時，壓力和接觸面的粗糙程度都不變，所以摩擦力不變，故D不符合題意。故選A。7．如圖甲所示的裝置，A是重15N的空吊籃，繩子B和C能承受的最大拉力分別為100N和50N。質量為50kg的小張同學將A提升到高處，施加的拉力F隨時間變化關系如圖乙所示，A上升的速度v隨時間變化關系如圖丙所示。忽略繩重及摩擦，常數g取10N/kg。下列結論錯誤的是（）A．此裝置最多能勻速運載80N的貨物B．第2s內拉力F的功率為40WC．動滑輪的重力為9ND．此裝置提升重物的最大機械效率為80%【詳解】AC．由圖丙可知，在1~2s內物體勻速運動，圖乙可知，拉力為10N，由圖甲知繩子股數n=2，忽略繩重及摩擦，根據，則動滑輪重力為當拉力最大為50N時，可以拉動物重為故A正確，不符合題意；C錯誤，符合題意；B．由圖丙可知，物體A在第2s內上升的速度為，則第2s內繩子自由端的速度為根據可得第2s內拉力F的功率為故B正確，不符合題意；D．由A可知，該裝置能提升最大重物為80N，則最大的機械效率為故D正確，不符合題意。故選C。8．擴建工程離不開塔吊．如圖塔吊的額定功率38kW，該“塔吊”正常工作20s，吊鉤吊起總質量為3t的重物勻速豎起升高10m（g取10N/kg），下列說法正確的是A．塔吊對物體所做功為3×104JB．塔吊吊鉤吊起重物的力一定大于3×104NC．塔吊提起該重物的效率是38kWD．塔吊提起該物體過程中要做的額外功是4.6×105J【詳解】A.塔吊對物體所做功為：，A錯誤.B.塔吊吊鉤吊起重物的力等于3×104N，B錯誤.C.效率是個比值，應為百分數，C錯誤.D.塔吊提起該物體過程中要做的額外功是4.6×105J，D正確.故選D.9．如圖所示，用一個始終水平向右的力F把杠桿OA從圖示位置緩慢拉至接近水平的過程中，下列說法正確的是（）A．阻力臂一直變大 B．F先變小后變大 C．一直是省力杠桿 D．可以將杠桿OA拉至水平位置并保持靜止【詳解】解：如圖，用一個始終水平向右的力F，把杠桿OA從圖示位置緩慢拉至水平的過程中，阻力的大小不變（等于物重G），阻力臂變大，動力臂不斷變小，當阻力臂大于動力臂時，杠桿為費力杠桿；根據杠桿平衡條件F1L1＝F2L2可知，動力將變大。；將杠桿OA拉至水平位置時，動力臂為0，杠桿不能平衡，不能保持靜止狀態(tài)，綜上所述，A正確，BCD錯誤。答案：A。10．（2021·廣東龍崗·八年級期末）兩個滑輪按如圖所示的方式組合，用5N的拉力F拉動繩端，使物體在5s內水平向左勻速滑動1m，物體與地面間的摩擦力為9N。下列選項正確的是（）A．A是定滑輪，B是動滑輪 B．拉力F做的功為15JC．拉力F的功率為3W D．滑輪組的機械效率為90%【詳解】A．A滑輪的軸和物體一起運動，所以A滑輪是動滑輪，B滑輪的軸固定在墻上不動，所以B滑輪是定滑輪，故A錯誤；B．由圖可知，與動滑輪相連的繩子有兩股，物體在5s內水平向左勻速滑動1m，則繩子端移動的距離為則拉力做的功為故B錯誤；C．由可知，拉力的功率為故C錯誤；D．因為物體克服摩擦力做功，則有用功為則機械效率為故D正確。故選D。二、填空題（每空1分，共19分）11．如圖所示，古代士兵常用定滑輪把護城河上的吊橋拉起。使用定滑輪可以（選填“省力”、“省距離”或“改變動力方向”）；吊橋可以看作杠桿，繩子對它的拉力是動力，吊橋的重力是阻力。在拉起吊橋的過程中，阻力臂大?。ㄟx填：“變大”、“變小”或“不變”）。【詳解】解：（1）圖中使用定滑輪的作用是改變動力的方向；（2）吊橋的重心在中點，重力的方向是豎直向下的，在吊起橋的過程中，從支點O到重力的作用線的距離變小，即阻力臂變小。答案：改變動力的方向；變小。12．如圖所示，工人利用滑輪組將180N的重物勻速向上提升到2m高的平臺上，他所用的拉力為100N，則動滑輪重為N，繩子自由端向下移動的距離為m。（不計繩重及摩擦）【詳解】解：由圖知，使用滑輪組，承擔物重的繩子股數n＝2。（1）不計繩重及摩擦，拉力F＝（G+G動），則動滑輪重力：G動＝2F﹣G＝2×100N﹣180N＝20N；（2）繩子自由端向下移動的距離：s＝2h＝2×2m＝4m。答案：20；4。13．當你用桶從井中提水時，你對桶做的功是______；如果桶掉進井里，從井撈桶時，桶里帶著一些水，這時你對桶做的功是______，對水做的功是______（均選填“總功”、“額外功”或“有用功”）?！敬鸢浮繜o用功有用功無用功【詳解】[1]有用功與無用功的判斷是根據人的目的來判斷的，比如用桶從井中提水時，你的目的是提水，故對水做的功是有用功，對桶做的是無用功。[2][3]而你從井撈桶時，目的是把桶提上來，故對桶做功是有用功，對水做功是無用功。14．如圖，在測滑輪組機械效率實驗中，每個鉤碼完全相同，用同一滑輪組分別將鉤碼（組）勻速提升相同高度，不計繩重和摩擦，對動滑輪做功是___________（選填“有用功”或“額外功”），滑輪組機械效率η甲________η乙（選填“<”“>”或“=”），由此可知，可以采用_________方法來提高滑輪組的機械效率。【答案】額外功<增加所提的物體的重力【詳解】[1]對人們有用的功是有用功，對人們沒有用但又不得不做的功是額外功，不計繩重和摩擦，對動滑輪做功是額外功。[2]由圖可知G甲＜G乙將鉤碼（組）勻速提升相同高度，由公式W有用=Gh可知有用功W甲＜W乙兩次所做的額外功相等，即W甲額外=W乙額外由公式可知，所做的有用功越大，其機械效率越大，即η甲＜η乙[3]額外功相同，物體的重力越大，則機械效率越大，故增加物重可以提高機械效率。15．（2021·廣東揭西·八年級期末）花匠手握如圖所示的修枝剪刀把手的末端，便可以輕松地剪斷樹枝．這時修枝剪刀屬于________（選填“省力”或“費力”）杠桿，它的支點在________（選填“A”、“B”或“C”）點．使用時，若在軸上加潤滑油，則可以________（選填“增大”或“減小”）杠桿的機械效率．【答案】省力B增大【詳解】如圖的剪刀屬于杠桿，支點是B點，修枝剪刀把手的末端，即動力作用在A點，阻力作用在C點，使用時動力臂大于阻力臂，因此是省力杠桿；使用時，若在軸上加潤滑油，可以減小軸的摩擦，從而減小額外功，可以增大杠桿的機械效率．16．（2021·廣東高明·八年級期末）如圖所示，用力F1直接將物體A勻速提升h，F1做功為300J；若借助長1.5m的斜面用力F2把A勻速提升相同的高度，斜面的機械效率是40%，借助斜面做的有用功為______J，額外功是______J，物體A受到的摩擦力是______N?！敬鸢浮?00450300【分析】【詳解】[1]克服物體自身重力做的功為有用功，兩個力物體A提升的高度相同，重力做的功相同，所以利用斜面做的有用功為300J。[2][3]由可得，力F2做的功為總功（2）由題可知，借助斜面將物體勻速提升，克服摩擦力所做的功為額外功，則由W=Fs可得摩擦力的大小17．（2021·廣東江門·八年級期末）小明利用如圖所示滑輪組，使重為180N的物體勻速直線運動了2m，所用的拉力F=40N，物體受到地面的滑動摩擦力為60N．則此過程中，繩子自由端移動了______m、有用功是______J，滑輪組的機械效率為______?！敬鸢浮?12075%【分析】【詳解】[1]由圖可知，承重繩子段數n=2，繩子自由端移動距離[2]有用功[3]拉力F做的總功機械效率三、作圖題（每題3分，共9分）18．（2021·廣東·高州市第一中學附屬實驗中學八年級期末）如圖所示，杠桿在力F1、F2的作用下處于靜止狀態(tài)，L2是力F2的力臂。在圖中畫出力F1的力臂L1和力F2?！驹斀狻肯茸鞒鯢1的作用線，再由支點向F1的作用線引垂線，支點到垂足的距離就是F1的力臂L1，因為力臂為支點到力的作用線的距離，力的作用線與力臂垂直，作力臂L2的垂線可得力F2的作用線，與杠桿的交點A為力F2的作用點，因為兩個力的作用效果對杠桿轉動來說應相反，所以力F2的方向向下。19．（2021·廣東普寧·八年級期末）如圖所示是一種抽水馬桶水箱自動上水裝置的示意圖。當水箱內的水達到一定高度時，浮標帶動杠桿壓住入水口，停止上水。請在圖中畫出動力、阻力和動力臂?！驹斀狻扛軛U的B點受到豎直向上的動力作用，浮標在A點給杠桿豎直向上的阻力作用，動力臂為動力作用線到支點O的距離，如下圖所示：20．（2021·廣東中山·八年級期末）如圖所示，用滑輪組提升物體，請畫出最省力的繩子繞法．【詳解】從動滑輪的上掛鉤開始繞起，依次繞過每一個滑輪，最終，為最省力的繞法，如圖所示：四、實驗題（共2小題，共26分）21．（14分）（2021·廣東·深圳市高級中學八年級期末）小明和小華做“探究杠桿的平衡條件”實驗。（所用鉤碼均相同）（1）實驗前，杠桿靜止如圖甲，則應將平衡母向___________（選填“左”或“右”）移動；調節(jié)杠桿在水平位置平衡的目的是___________。（2）如圖乙，杠桿在水平位置平衡。由此小明得出杠桿的平衡條件：動力×動力臂=阻力×阻力臂。小華認為他的結論不可靠，理由是___________。（3）小華用圖丙所示裝置進行實驗：在保持杠桿水平平衡的條件下，將彈簧測力計逐漸向右傾斜，彈簧測力計的示數會逐漸___________，其原因是阻力和阻力臂一定時，動力臂___________（選填“變大”或“變小”）。（4）小華繼續(xù)研究杠桿的機械效率。在點懸掛總重為的鉤碼，彈簧測力計在A點施加豎直向上的拉力，使杠桿緩慢勻速上升，用刻度尺測出A、B兩點上升的高度分別為、，則：①杠桿機械效率的表達式為___________（用測量的物理量符號表示）；②若只將測力計的作用點由A點移至點，仍將鉤碼提升相同的高度，不計摩擦，杠桿的機械效率將___________（選填“變大”“變小”或“不變”）?！敬鸢浮坑冶阌跍y量力臂大小見解析變大##增大變小不變【分析】【詳解】（1）[1]調節(jié)杠桿在水平位置平衡，杠桿右端偏高，左端的平衡螺母應向上翹的右端移動，使杠桿在水平位置平衡。[2]杠桿在水平位置平衡，力臂沿著杠桿，便于測量力臂大小。（2）[3]小明僅根據一組實驗數據就得出結論，實驗結論具有偶然性，不具有普遍性。（3）[4][5]小華用圖丙所示裝置進行實驗：在保持杠桿水平平衡的條件下，將彈簧測力計逐漸向右傾斜，阻力、阻力臂不變，動力臂逐漸變小，根據杠桿平衡條件可知，動力逐漸變大，即彈簧測力計示數將逐漸增大。（4）①[6]克服鉤碼重力做的是有用功W有用=Gh2總功是W總=Fh1杠桿的機械效率為η==②[7]將測力計的作用點由點A移至C點，O、B位置不變，仍將鉤碼提升相同的高度，這時有用功和總功都不變，因此機械效率不變。22．（12分）（2021·廣東江門·八年級期末）在探究“滑輪組機械效率”時，小強利用兩組滑輪組進行了4次測量，用一個動滑輪和一個定滑輪測得前3組數據，用兩個動滑輪和兩個定滑輪測得第4組數據，如下表：實驗次數物重G物/N動滑輪G動/N鉤碼上升高度h/m動力F/N動力作用點移動距離s/m滑輪組機械效率110.50.10.70.347.6220.50.11.10.360.6340.50.120.34410.1/0.550.0（1）根據表中前3次實驗數據，畫出甲圖中滑輪組的繞繩方法；______（2）在實驗中，測量繩端拉力F時，應盡量______勻速向上拉動彈簧測力計，第3次實驗時滑輪組的機械效率為______；（3）由表中第______組（次）數據可知，同一滑輪組的機械效率與物重有關；（4）由表中第3、4組（次）數據可知，滑輪組的機械效率與摩擦和______有關，請計算出第3組（次）實驗中克服摩擦所做的額外功______J?！敬鸢浮控Q直66.7%1、2、3動滑輪重0.15【分析】【詳解】（1）[1]由表中前3次實驗數據可知，滑輪組繩子的股數為則滑輪組的繞繩方法如下圖所示：（2）[2]測量拉力時，應盡量豎直勻速向上拉動彈簧測力計，之所以要豎直拉，一是根據杠桿的平衡條件，豎直拉時動力最??；二是只有這樣才可以保證動力作用點移動的距離始終是鉤碼上升的高度的n倍，n為承重繩子段數。[3]第3次實驗時滑輪組的機械效率為（3）[4]第1、2、3組數據中，物重不同，動滑輪自重、鉤碼上升高度都相同，滑輪組機械效率不同，說明同一滑輪組的機械效率與物重有關。（4）[5]由第3、4組數據可知，物重相同，動滑輪自重不同，鉤碼上升高度相同，滑輪組機械效率不同，滑輪組的機械效率與摩擦和動滑輪重有關。[6]第3組實驗中克服摩擦所做的額外功為五、計算題（2小題，每題8分，共16分）23．（2021·廣東普寧·八年級期末）如圖甲所示，重為16N、底面積是40c