人教版八年级物理第12章《简单机械》单元测试.docx
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人教版八年级物理第12章《简单机械》单元测试
单元测试
第十二章《简单机械》(学生版)
(共80分)
一、选择题(每题3分,共36分)
1.如图所示的四种情景中,所使用的杠杆属于费力杠杆的是()
A.钳子B.羊角锤C.核桃夹D.镊子
2.如图,杠杆处于平衡状态,如果在杠杆两侧挂钩码处各增加一个质量相同的钩码,杠杆会()
A.左端下降
B.右端下降
C.仍然平衡
D.无法判断
3.如图所示,要使杠杆平衡,在A点作用的力分别为F1、F2、F3,则()
A.沿竖直方向的力F1最小
B.沿垂直干杠杆OA方向的力F2最小
C.沿水平方向的力F3最小
D.无论什么方向,用的力一样大
4.小军做“探究杠杆平衡条件”实验时,水平实验台上有满足实验要求的器材:
弹簧测力计1个,所受重力为1N的钩码若干,带支架的杠杆1个。
杠杆上相邻刻度间距离均为0.05m,刻线上下靠近杠杆边缘处均有圆形小孔,可用来挂钩码或弹簧测力计。
小华将杠杆调节水平平衡后,在杠杆上的A点刻线下方小孔中悬挂3个钩码,如图所示。
下列操作不正确的是()
A.在杠杆上的B点刻线下方小孔中悬挂2个钩码,可使杠杆在水平位置平衡
B.将弹簧测力计的挂钩挂在B点刻线上方小孔中竖直向上拉,可使杠杆在水平位置平衡
C.将弹簧测力计的挂钩挂在C点刻线上方小孔中竖直向上拉,可使杠杆在水平位置平衡
D.每次杠杆水平位置平衡时,从杠杆上直接读出力臂
5.利用定滑轮将同一重物匀速提升时,若所用拉力的方向如图所示,则F1、F2和F3的大小关系是()
A.F1=F2=F3
B.F1 C.F1>F2>F3 D.F1>F2=F3 6.如图所示,通过滑轮组匀速拉动水平地面上的物体(不计滑轮重及摩擦),若物体重为100N,物体运动时与地面的摩擦力为40N,则拉力F的大小为() A.20NB.50N C.60ND.70N *7.如图所示装置中,均匀木棒AB的A端固定在铰链上,悬线一端绕过一固定定滑轮,另一端用线套套在木棒上使棒保持水平。 现使线套逐渐向右移动,但始终使木棒保持水平,则悬线上的拉力T(棒和悬线足够长)() A.先逐渐变小,后又逐渐变大 B.逐渐变大 C.先逐渐变大,后又逐渐变小 D.逐渐变小 8.用一个动滑轮将重为4N物体匀速提升1m,拉力大小如图所示,则() A.拉力是2.2N B.有用功是2.2J C.总功是4.8J D.机械效率是120% 9.如图所示,将一个重为10N的木块沿倾角为30°斜面匀速向上拉至顶端,拉力为8N,斜面高5m,下列说法中正确的是() A.拉力做功为40J B.摩擦力大小为3N C.摩擦力大小为8N D.机械效率为80% 10.如图(绳子和滑轮重不计)重为60N的物体A,在10N的拉力作用下,物体在水平路面上以1m/s的速度做匀速直线运动6s,则() A.物体A与水平路面间的摩擦力为120N B.物体A与水平路面间的摩擦力为20N C.在6s内绳子自由端移动了12m D.在6s内绳子自由端移动了18m 11.在测“滑轮组机械效率”的实验中,苒苒同学用如图所示的装置,第一次匀速提升一个钩码,拉力为F1,机械效率为η1;第二次匀速提升两个钩码,拉力为F2,机械效率为η2,第三次匀速提升三个钩码,拉力为F3,机械效率为η3,各钩码完全相同,每次提升的高度相同,绳重及摩擦忽略不计,则() A.F1+F2=F3 B.F1+F2>F3 C.η1=η2=η3 D.η1>η2>η3 12.如图所示,小明用滑轮组提升重为140N的水桶,动滑轮重为10N,不计滑轮与轴之间的摩擦及绳重,若小明在5s内将水桶匀速向上拉2m,则() A.绳端上升的速度是0.2m/s B.人对绳端的拉力为70N C.人拉绳的功率为60W D.缩短拉绳的时间可以提高机械效率 二、填空题(每空1分,共14分) 13.如图所示,小红要用竹筷夹着食物放进嘴里,筷子能夹住食物而不掉下来,主要是靠筷子和食物之间的_________力,正常使用的筷子属于_________杠杆。 14.如图所示的杠杆(自重和摩擦不计),O为支点,OB=BA,A处挂一重为100N的物体,为保证杠杆在水平方向平衡,在中点B处沿________(填F或F1或F2)方向施加一个最小的力为____________N。 15.如图所示,车和砖头的总重力G=1000N,推车时,独轮车属于__________(填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆。 图中轮轴到独轮车重力作用线的距离是0.3m,转轴到手竖直向上的力F的作用线的距离是1m。 要能推动独轮车,手竖直向上的力至少应为__________N。 16.如图所示,能改变用力方向的滑轮是__________滑轮(选填“A”或“B”),使用时它相当于__________杠杆;若用大小为30牛的力F分别将甲、乙物体匀速提起2米,不计摩擦和滑轮重力,则提起乙物体的拉力做功为__________焦。 17.如图,在水平拉力F的作用下重100N的物体A沿水平桌面做匀速直线运动,弹簧测力计B的示数为10N,物体A移动的速度为0.2m/s,则拉力F的大小为________N,拉力F移动的速度为________m/s,物体A与水平桌面的摩擦力大小为________N。 18.如图所示,在一水平地面上,木箱重500N,用F=150N的力拉动木箱做匀速直线运动(不计滑轮重量及绳与滑轮间的摩擦),木箱受到的摩擦力为_________N,方向向__________。 三、作图题(每图3分,共6分) 19.如图,轻质杠杆OA可绕O点在竖直面内旋转,请在图中画出物体所受重力和使杠杆保持平衡的最小力F的示意图。 20.如图,人站在地面上将重物拉起,请画出滑轮组最省力的绕线方法。 四、计算题(共10分) 21.质量为65kg的小明利用如图所示的滑轮组来提升不同物体。 当他匀速提起水平地面上重400N的某一物体时,滑轮组的机械效率是80%。 已知绕滑轮的绳子能承受的最大拉力为500N,小明与地面的接触面积为0.04m2,不计绳重及摩擦。 求: (g=10N/kg) (1)未拉绳子时小明对地面的压强; (2)动滑轮受到的重力; (3)小明利用此滑轮组工作时的最大机械效率。 五、实验探究题(第22题4分,第23题最后一空2分,其余每空1分,共14分) 22.物理实验要遵循实事求是的原则。 小雯同学在“研究定滑轮和动滑轮特点”的实验中,完成了如图所示的实验并记录了数据。 通过分析数据,她觉得与书中的结论有较大偏差。 你一定也做过这样的实验,回想你的实验经历,回答下列问题: (1)该实验中出现这样结果的主要原因是什么? (2)请你对小雯的实验方法提出合理的改进意见。 23.在“探究杠杆平衡条件”的实验中: (1)杠杆安装在支架上平衡后如图甲所示,则应将杠杆的螺母向___________调节,使杠杆在水平位置平衡; (2)杠杆在水平位置平衡后,在如图乙所示的A点挂上3个钩码,可在B点挂上________个钩码使杠杆仍在水平位置平衡; (3)取下B点的钩码,改用弹簧测力计拉杠杆的C点,当弹簧测力计由位置1转至位置2的过程中,杠杆在水平位置始终保持平衡(如图丙),测力计的示数________(选填“变大”、“不变”或“变小”); (4)完成实验后,接着利用如图所示器材测量物体甲的密度: ①在水平位置平衡的杠杆A点挂上物体甲,将重为G0的物体乙挂在杠杆的另一端,调节物体乙悬挂的位置至B点,使杠杆在水平位置平衡,如图(a)所示,用刻度尺测出OA、OB的长度分别为L1、L2; ②保持悬挂点A、O的位置不变,将物体甲浸没水中,调节物体乙悬挂的位置至C点,使杠杆仍在水平位置平衡,如图(b)所示,测得____________________________, ③物体甲密度的表达式: ρ甲=________________。 (用已知物理量和所测得的物理量的符号表示,水的密度为ρ水) 24.在“测量滑轮组的机械效率”的实验中,用同一滑轮组进行了三次实验(如图所示),实验数据记录如下表。 (1)第2次实验中滑轮组的机械效率为_________(结果保留一位小数)。 (2)第3次实验中,弹簧测力计的示数漏填,由图丙可知,弹簧测力计示数为________N。 (3)分析数据可得结论,同一滑轮组,提升的物体越重,滑轮组的机械效率越_______(选填“高”或“低”)。 (4)根据实验结论推测,使用该滑轮组再次将重8N的物体匀速提升10cm,此时滑轮组的机械效率可能为________(只填序号)。 A.71.6%B.82.4%C.92.1% 单元测试 第十二章《简单机械》(教师版) (共80分) 一、选择题(每题3分,共36分) 1.如图所示的四种情景中,所使用的杠杆属于费力杠杆的是() A.钳子B.羊角锤C.核桃夹D.镊子 1.D【解析】A、钳子在使用过程中,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆;B、羊角锤在使用过程中,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆;C、核桃钳在使用过程中,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆;D、镊子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆。 故选D。 2.如图,杠杆处于平衡状态,如果在杠杆两侧挂钩码处各增加一个质量相同的钩码,杠杆会() A.左端下降 B.右端下降 C.仍然平衡 D.无法判断 3.如图所示,要使杠杆平衡,在A点作用的力分别为F1、F2、F3,则() A.沿竖直方向的力F1最小 B.沿垂直干杠杆OA方向的力F2最小 C.沿水平方向的力F3最小 D.无论什么方向,用的力一样大 3.B【解析】在A点施力F,当F的方向与杠杆垂直时动力臂最大,此时最省力,即F2最小,故选B。 4.小军做“探究杠杆平衡条件”实验时,水平实验台上有满足实验要求的器材: 弹簧测力计1个,所受重力为1N的钩码若干,带支架的杠杆1个。 杠杆上相邻刻度间距离均为0.05m,刻线上下靠近杠杆边缘处均有圆形小孔,可用来挂钩码或弹簧测力计。 小华将杠杆调节水平平衡后,在杠杆上的A点刻线下方小孔中悬挂3个钩码,如图所示。 下列操作不正确的是() A.在杠杆上的B点刻线下方小孔中悬挂2个钩码,可使杠杆在水平位置平衡 B.将弹簧测力计的挂钩挂在B点刻线上方小孔中竖直向上拉,可使杠杆在水平位置平衡 C.将弹簧测力计的挂钩挂在C点刻线上方小孔中竖直向上拉,可使杠杆在水平位置平衡 D.每次杠杆水平位置平衡时,从杠杆上直接读出力臂 4.B【解析】A、在刻线下方小孔中悬挂钩码数,根据杠杆的平衡条件,3N×2×0.05m=n×1N×3×0.05m,解得: n=2,故A正确;B、将弹簧测力计的挂钩挂在B点刻线上方小孔中竖直向上拉,拉力产生的力的效果是逆时针转动与A点刻线下方小孔中悬挂3个钩码的力的效果相同,杠杆不会平衡,向逆时针转动,故B错误;C、将弹簧测力计的挂钩挂在C点刻线上方小孔中竖直向上拉,拉力产生的力的效果是顺时针转动与A点刻线下方小孔中悬挂3个钩码的力的效果相反,杠杆会平衡,故C正确;D、实验中,杠杆水平位置平衡时,可以从杠杆上直接读出力臂,故D正确。 故选B。 5.利用定滑轮将同一重物匀速提升时,若所用拉力的方向如图所示,则F1、F2和F3的大小关系是() A.F1=F2=F3 B.F1 C.F1>F2>F3 D.F1>F2=F3 6.如图所示,通过滑轮组匀速拉动水平地面上的物体(不计滑轮重及摩擦),若物体重为100N,物体运动时与地面的摩擦力为40N,则拉力F的大小为() A.20NB.50N C.60ND.70N 6.A【解析】不计滑轮重及绳与轮之间的摩擦,人的水平拉力F= f= ×40N=20N,故选A。 *7.如图所示装置中,均匀木棒AB的A端固定在铰链上,悬线一端绕过一固定定滑轮,另一端用线套套在木棒上使棒保持水平。 现使线套逐渐向右移动,但始终使木棒保持水平,则悬线上的拉力T(棒和悬线足够长)() A.先逐渐变小,后又逐渐变大 B.逐渐变大 C.先逐渐变大,后又逐渐变小 D.逐渐变小 7.A【解析】如图所示,G表示杆AB的自重,LOA表示杆的重心到A端的距离,T表示悬线拉力的大小,L表示作用于杆AB上的悬线拉力对A点的力臂。 把AB视为一根可绕A端转动的杠杆,则由杠杆的平衡条件应有: G×LOA=T×L,由此得: 当线套在杆上逐渐向右移动时,拉力T的动力臂L(L1、L2、L3、L4)经历了先逐渐变大后又逐渐变小的过程,故悬线的拉力T则是逐渐变小后逐渐变大。 故选A。 8.用一个动滑轮将重为4N物体匀速提升1m,拉力大小如图所示,则() A.拉力是2.2N B.有用功是2.2J C.总功是4.8J D.机械效率是120% 8.C【解析】该弹簧测力计的分度值为0.2N,拉力是2.4N;对物体做的有用功为W有用=Gh=4N×1m=4J;做的总功为W总=Fs=2.4N×2m=4.8J;滑轮组的机械效率η= ×100%= ×100%=83.3%。 故选C。 9.如图所示,将一个重为10N的木块沿倾角为30°斜面匀速向上拉至顶端,拉力为8N,斜面高5m,下列说法中正确的是() A.拉力做功为40J B.摩擦力大小为3N C.摩擦力大小为8N D.机械效率为80% 9.B【解析】A、因为斜面的倾角为30°,斜面高为h=5m,所以,斜面的长度为: s=2h=2×5m=10m,已知拉力F=8N,则拉力做的总功为: W总=Fs=8N×10m=80J,故A错误;BC、因为G=10N,h=5m,所以,做的有用功为: W=Gh=10N×5m=50J,则额外功为: W额外=W总–W有用=80J–50J=30J,由W额外=fs可得摩擦力的大小为: f= =3N,故B正确,C错误;D、该斜面的机械效率: η= ×100%= ×100%=62.5%,故D错误。 故选B。 10.如图(绳子和滑轮重不计)重为60N的物体A,在10N的拉力作用下,物体在水平路面上以1m/s的速度做匀速直线运动6s,则() A.物体A与水平路面间的摩擦力为120N B.物体A与水平路面间的摩擦力为20N C.在6s内绳子自由端移动了12m D.在6s内绳子自由端移动了18m 10.C【解析】因绳与滑轮之间有摩擦,所以F拉≠(1/n)f,所以摩擦力不等于20N。 物体移动的距离: s=vt=1m/s×6s=6m;绳子自由端通过的距离: s′=2s=2×6m=12m,故C符合题意;故选C。 11.在测“滑轮组机械效率”的实验中,苒苒同学用如图所示的装置,第一次匀速提升一个钩码,拉力为F1,机械效率为η1;第二次匀速提升两个钩码,拉力为F2,机械效率为η2,第三次匀速提升三个钩码,拉力为F3,机械效率为η3,各钩码完全相同,每次提升的高度相同,绳重及摩擦忽略不计,则() A.F1+F2=F3 B.F1+F2>F3 C.η1=η2=η3 D.η1>η2>η3 11.B【解析】由图可知使用滑轮组承担物重的绳子股数n=2,设一个钩码重为G,每次提升钩码的高度为h,动滑轮重力为G轮。 不计绳重和摩擦,第一次提升一个钩码,拉力: F1= (G+G轮),第二次提升两个钩码,拉力: F2= (2G+G轮),第三次提升三个钩码,拉力: F3= (3G+G轮)= G+ G轮,则F1+F2= (G+G轮)+ (2G+G轮)= G+G轮,所以F1+F2>F3,故A错、B正确;不计绳重和摩擦,有用功W有用=Gh,总功W总=(G+G轮)h,滑轮组的机械效率: ,所以,当提升的钩码重力G增大时, 减小,滑轮组的机械效率η增大,即: η1<η2<η3,故C、D错误。 故选B。 12.如图所示,小明用滑轮组提升重为140N的水桶,动滑轮重为10N,不计滑轮与轴之间的摩擦及绳重,若小明在5s内将水桶匀速向上拉2m,则() A.绳端上升的速度是0.2m/s B.人对绳端的拉力为70N C.人拉绳的功率为60W D.缩短拉绳的时间可以提高机械效率 二、填空题(每空1分,共14分) 13.如图所示,小红要用竹筷夹着食物放进嘴里,筷子能夹住食物而不掉下来,主要是靠筷子和食物之间的_________力,正常使用的筷子属于_________杠杆。 13.摩擦费力 【解析】用筷子夹起食物,食物有向下滑动的趋势,则筷子对它有摩擦力的作用,说明筷子和食物间有摩擦力;筷子在正常使用时,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆。 14.如图所示的杠杆(自重和摩擦不计),O为支点,OB=BA,A处挂一重为100N的物体,为保证杠杆在水平方向平衡,在中点B处沿________(填F或F1或F2)方向施加一个最小的力为____________N。 14.F2200 【解析】由杠杆的平衡条件可知,当动力臂最大时,所用的动力是最小的,由三角形的知识可知,最大的力臂就是支点与力的作用点的连线线段,所以最小的力应是F2,由于动力臂为阻力臂的一半,所以由杠杆的平衡条件可知,动力应等于阻力的二倍为200N。 15.如图所示,车和砖头的总重力G=1000N,推车时,独轮车属于__________(填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆。 图中轮轴到独轮车重力作用线的距离是0.3m,转轴到手竖直向上的力F的作用线的距离是1m。 要能推动独轮车,手竖直向上的力至少应为__________N。 15.省力300 【解析】独轮车在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆。 由杠杆的平衡条件可知: F×L动=G×L阻,即F×1m=1000N×0.3m,解得: F=300N。 16.如图所示,能改变用力方向的滑轮是__________滑轮(选填“A”或“B”),使用时它相当于__________杠杆;若用大小为30牛的力F分别将甲、乙物体匀速提起2米,不计摩擦和滑轮重力,则提起乙物体的拉力做功为__________焦。 16.A等臂120 【解析】提升物体甲时,A滑轮的轴固定不动,是定滑轮;定滑轮相当于等臂杠杆;B是动滑轮,绳的自由端升高的距离s=2h=2×2m=4m,提起乙物体的拉力做功为W=Fs=30N×4m=120J。 17.如图,在水平拉力F的作用下重100N的物体A沿水平桌面做匀速直线运动,弹簧测力计B的示数为10N,物体A移动的速度为0.2m/s,则拉力F的大小为________N,拉力F移动的速度为________m/s,物体A与水平桌面的摩擦力大小为________N。 17.200.110 18.如图所示,在一水平地面上,木箱重500N,用F=150N的力拉动木箱做匀速直线运动(不计滑轮重量及绳与滑轮间的摩擦),木箱受到的摩擦力为_________N,方向向__________。 18.300右 【解析】由图示可知,滑轮组有2段绳子拉着动滑轮,因为用滑轮组拉动物体向左做匀速直线运动,所以F= f摩,则f摩=2F=2×150N=300N;摩擦力的方向与物体运动方向相反所以方向是向右。 三、作图题(每图3分,共6分) 19.如图,轻质杠杆OA可绕O点在竖直面内旋转,请在图中画出物体所受重力和使杠杆保持平衡的最小力F的示意图。 19. 【解析】重力的方向是竖直向下的,过物体重心画一条带箭头的竖直向下的有向线段,用G表示;由杠杆平衡条件F1L1=F2L2可以知道,在阻力跟阻力臂的乘积一定时,动力臂越长,动力越小;图中支点在O点,因此OA作为动力臂最长,由图知动力的方向应该向上,如图所示。 20.如图,人站在地面上将重物拉起,请画出滑轮组最省力的绕线方法。 20. 【解析】对由两个动滑轮和两个定滑轮组成的滑轮组,可绕线方法有4段和5段两种,两种方法都达到了省力的目的,但拉力的方向不同,有5段绕线的方法拉力方向向上;有4段绕线的方法拉力方向向下,根据题意工人站在地面上可知拉力方向向下,因此从定滑轮上固定。 如图所示。 四、计算题(共10分) 21.质量为65kg的小明利用如图所示的滑轮组来提升不同物体。 当他匀速提起水平地面上重400N的某一物体时,滑轮组的机械效率是80%。 已知绕滑轮的绳子能承受的最大拉力为500N,小明与地面的接触面积为0.04m2,不计绳重及摩擦。 求: (g=10N/kg) (1)未拉绳子时小明对地面的压强; (2)动滑轮受到的重力; (3)小明利用此滑轮组工作时的最大机械效率。 21. (1)16250Pa (2)100N(3)90% 【解析】 (1)小明对地面的压力F压=G人=mg=65kg×10N/kg=650N, 则小文对地面的压强: =16250Pa; (2) ,即80%= ,解得G动=100N; (3)小明利用此滑轮组提升重物最大时机械效率最高,G最大=2F最大–G动=2×500N–100N=900N, =90%。 五、实验探究题(第22题4分,第23题最后一空2分,其余每空1分,共14分) 22.物理实验要遵循实事求是的原则。 小雯同学在“研究定滑轮和动滑轮特点”的实验中,完成了如图所示的实验并记录了数据。 通过分析数据,她觉得与书中的结论有较大偏差。 你一定也做过这样的实验,回想你的实验经历,回答下列问题: (1)该实验中出现这样结果的主要原因是什么? (2)请你对小雯的实验方法提出合理的改进意见。 22. (1)由表中数据可看出,使用定滑轮时F1≠G,这是由于没有考虑弹簧测力计自身的重力;使用动滑轮时F2≠ ,这是由于没有考虑动滑轮受到的重力。 (2)使用定滑轮时,将弹簧测力计倒过来使用(或水平拉动弹簧测力计或实验前先测出弹簧测力计自身的重力);使用动滑轮时,要先测出钩码和动滑轮的总重,然后比较拉力与总重的关系(或采用轻质滑轮或增加钩码重)。 (2)解决的方案: 对于乙图,将弹簧测力计倒过来使用,或再通过一个定滑轮水平拉动弹簧测力计,实验前先测出弹簧测力计自身的重力,即将测力的重考虑在内。 对于丙图,为了使实验效果明显,可以先测出钩码和动滑轮的总重,然后比较拉力与总重的关系,也可以采用轻质滑轮或增加钩码重,使实验结果接近理论值。 23.在“探究杠杆平衡条件”的实验中: (1)杠杆安装在支架上平衡后如图甲所示,则应将杠杆的螺母向___________调节,使杠杆在水平位置平衡; (2)杠杆在水平位置平衡后,在如图乙所示的A点挂上3个钩码,可在B点挂上________个钩码使杠杆仍在水平位置平衡; (3)取下B点的钩码,改用弹簧测力计拉杠杆的C点,当弹簧测力计由位置1转至位置2的过程中,杠杆在水平位置始终保持平衡(如图丙),测力计的示数________(选填“变大”、“不变”或“变小”); (4)完成实验后,接着利用如图所示器材测量物体甲的密度: ①在水平位置平衡的杠杆A点挂上物体甲,将重为G0的物体乙挂在杠杆的另一端,调节物体乙悬挂的位置至B点,使杠杆在水平位置平衡,如图(a)所示,用刻度尺测出OA、OB的长度分别为L1、L2; ②保持悬挂点A、O的位
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