2022年最新人教版八年级物理下册第十二章-简单机械难点解析试题(含详细解析).docx

人教版八年级物理下册第十二章-简单机械难点解析 考试时间：90分钟；命题人：物理教研组考生注意：1、本卷分第I卷（选择题）和第卷（非选择题）两部分，满分100分，考试时间90分钟2、答卷前，考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级填写在试卷规定位置上3、答案必须写在试卷各个题目指定区域内相应的位置，如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用涂改液、胶带纸、修正带，不按以上要求作答的答案无效。第I卷（选择题 30分）一、单选题（10小题，每小题3分，共计30分）1、下列关于功、功率、机械效率的说法正确的是（）A物体做功越多，功率一定越大B机器的功率越小，机械效率一定越低C功率不同的机器，做的功一定不相等D额外功与总功之比越小，机械效率一定越大2、在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，某同学用同一滑轮组提升钩码，实验数据记录如下表，下列说法正确的是（）序号钩码重/N钩码上升的距离/cm弹簧测力计的示数/N弹簧测力计上升距离/cm机械效率2511566.7%451.71578.4%4101.73078.4%652.41583.3%A数据中，滑轮组所做的有用功为30JB由数据可知，实验所用滑轮组承重绳段数n=2C研究滑轮组机械效率与钩码重的关系，可选用数据D对比数据可知，滑轮组机械效率与钩码上升距离有关3、如图所示，重力不计的杠杆可绕O点无摩擦转动，在A端用轻质细绳悬挂一质量为200g的物体M，同时在B点施加一个始终垂直于杠杆的拉力FB，杠杆绕O点匀速转动到虚线位置，OA3m，AB1m。下列说法正确的是（）A杠杆拉至与墙面夹角为30°时，FB3NB拉力F逐渐变大C杠杆绕O点缓慢转动到水平位置时拉力FB做的功为3JD此过程中，FB最大值为3N4、A、B两种实心物体的质量与体积的关系如图甲所示，把体积相等的A、B物体挂在滑轮组下，若要使它们处于静止状态，则在图乙的虚线框内悬挂B物体的个数是（不计摩擦和滑轮的自重）（）A2 个B3 个C4 个D5 个5、质量为m的同一物体，先用滑轮组（如图甲）匀速提升，后沿斜面（如图乙）匀速拉升，两次物体提升高度均为h，两次拉力大小均为0.8mg，斜面长AB2h，则两次提升物体的机械效率（）A甲乙B甲乙C甲乙D条件不足无法判断6、如图所示的工具中，使用时属于省距离的杠杆的是（）A道钉撬B火钳C钢丝钳D天平7、如图所示，不计摩擦和绳重，把一个重为20N的物体沿竖直方向在4s内匀速提升了2m，所用拉力F为12N。下列说法中正确的是（）A动滑轮重8NB4s内拉力F的功率为6WC滑轮组的机械效率为60%D用此滑轮组提升40N的物体，机械效率变大8、如图，重为G的物体在不同简单机械中均处于平衡状态（不计机械自重和摩擦），拉力F1、F2、F3的的大小关系是（）AF3F1F2BF2F3F1CF2F3F1DF2F1F39、如图所示用三个力沿不同的方向拉绳子，则（）AF1最大BF2最大CF3最大D一样大10、如图所示小明分别用甲乙两个滑轮把同一袋沙子从地面匀速提到二楼，用甲滑轮所做的总功为W1，机械效率为1；用乙滑轮所做的总功为W2，机械效率为2，若不计绳重及摩擦，则（）AW1<W21>2BW1=W2 1<2CW1=W21>2DW1>W21<2第卷（非选择题 70分）二、填空题（5小题，每小题4分，共计20分）1、人体中有许多杠杆，甚至踮一下人体脚尖都是人体杠杆在起作用，如图所示，人以_为支点，通过小腿肌肉用力（F）踮起脚尖。按杠杆分类，这是一个_杠杆。若人的体重为600N，当踮起脚尖时，假使体重落在杠杆中点，则人双脚站立踮起时，两腿肌肉各用力_N。2、一个质量为70kg的工人，用图所示的装置提升石板，已知托板重200N，容量足够大，每块石板重100N，绳能承受的最大拉力为800N，滑轮的摩擦和绳重均可忽略不计。当工人在4s内将10块石板匀速提升2m时，此装置的机械效率为80%。那么，该工人站在地面上用此装置提升石板的过程中，此装置动滑轮重_N；该工人提升10块石板升高2m做的额外功是_J；该工人此装置提升石板的机械效率最高可达到_%。（保留一位小数）3、如图所示，斜面长10m，高6m，用大小为90N沿斜面向上的拉力F，将重120N的铁块从底端匀速拉到顶端，斜面的机械效率为_，物体受到的摩擦力为_。4、如图所示，用平行于斜面、大小为2.5N的拉力F，将重为3.6N的物体从斜面底端匀速拉至顶端，则有用功是_J，机械效率是_，摩擦力为_N。5、利用斜面将一个重600N的物体匀速拉到高处，沿斜面向上的拉力F=300N，拉动的距离s=5m，物体提升的高度h=2m。此过程中拉力做的功是_，该斜面的机械效率是_，物体受到的摩擦力为_N。三、计算题（5小题，每小题10分，共计50分）1、用如图所示的滑轮组在5s内将一个重300N的物体匀速提升2m，所用的拉力F为125N，不计绳重及摩擦：（1）滑轮组对物体做的功；（2）拉力做功的功率；（3）滑轮组的机械效率；（4）动滑轮的重力。2、如图所示，小明双脚站在高台上通过滑轮组匀速提升物体，已知小明的质量为60kg，每只脚与地面的接触面积是250cm²，绳子最大承受拉力500N。在提升过程中，小明对绳子的拉力与对高台的压力始终在同一竖直线上，物体的质量是100kg，所用的拉力F为360N。物体的速度为0.1m/s（若不计绳重和摩擦，g取10N/kg）。求：（1）小明拉绳的功率和动滑轮的重力；（2）滑轮组的最大机械效率；（结果保留到0.1%）（3）小明在匀速提升物体时，小明对高台的最大压强。3、如图是上肢力量健身器示意图，杠杆AB可绕O点在竖直平面内转动，AB3BO，配重的底面积为0.02m2，配重的重力为120N，重力为500N的健身者通过细绳在B点施加竖直向下的拉力为F1时，杠杆在水平位置平衡，配重对地面的压力为85N，在B点施加竖直向下的拉力为F2时，杠杆仍在水平位置平衡，配重对地面的压力为60N。已知F1F223，杠杆AB和细绳的质量及所有摩擦均忽略不计（1）求配重对地面的最大压强是多少？（2）滑轮的重力是多少？（3）配重刚好离开地面时，杠杆A端受到绳子的拉力是多少？（4）当配重对地面的压强为1750Pa时，人对绳子的拉力是多少？4、为了开展全民健身活动，凌源市政府为每个居民小区都配备了健身器材，如图所示是小亮最喜爱的用于锻炼臂力的健身拉力器结构示意图。小亮每次向下拉动拉杆时，拉力F=260N，在0.5s内使质量为22kg的配重块匀速升高50cm。（不计拉杆和绳的重力，g取10N/kg）求：（1）小亮拉动拉力器的功率；（2）小亮拉动拉力器过程中克服摩擦所做的功；（3）小亮拉动拉力器的机械效率。5、小宇想把一个重1000N的物体搬到高1.6m的车厢里，为了省力，他找了一块长5m的硬木板，搭在车厢上（衔接处的长度忽略不计），硬木板与车厢搭成一个简易斜面，如图甲所示。小宇用力F把物体推至车厢里，物体沿木板移动距离s与力F推物体所用时间的图像如图乙所示，已知物体沿木板运动过程中与木板间的摩擦力为160N，且保持不变。求：（1）小宇所用推力F在30s内对物体做功的功率；（2）斜面的机械效率（计算结果保留一位小数）。-参考答案-一、单选题1、D【解析】【详解】A功率是功与时间的比值，做功多，若时间不确定，则功率大小不能确定，故A错误；B机械效率是有用功与总功之比；机械功率是物体在单位时间内做的功，机械效率与机械功率大小没有直接关系，故B错误；C由WPt知道，做功多少还受时间的影响，功率不同的机器，做的功可能相等，故C错误；D总功包括有用功和额外功，额外功在总功中占比例越小，则有用功在总功中占比例越大，机械效率越高，故D正确。故选D。2、C【解析】【详解】A由数据中可知，钩码的重力为G=6N，钩码上升的高度为h=5cm=0.05m故可知滑轮组所做的有用功为W=Gh=6N×0.05m=0.3J故A错误；B由数据可知，钩码上升的距离为5cm，弹簧测力计上升的距离为15cm，即弹簧测力计上升的高度为钩码上升高度的3倍，故可知实验所用滑轮组承重绳段数为n=3，故B错误；C要研究滑轮组机械效率与钩码重的关系，应控制其它条件不同，改变钩码的重力，故可选用数据，故C正确；D数据中，没有控制钩码的重力相同，故无法得出滑轮组的机械效率与钩码上升距离的关系，故D错误。故选C。3、D【解析】【详解】AD当杠杆转到水平位置时拉力最大，由杠杆平衡条件可得又所以有解得故A错误，D正确；BC由于阻力臂先增大后减小，拉力也是先增大后减小，当杠杆转到水平位置时，拉力做的功等于克服物体重力做功为故BC错误。故选D。4、A【解析】【详解】由图甲可知，当m20g时VA10cm3VB40cm3则A2g/cm3B0.5g/cm3所以A：B2g/cm3:0.5g/cm34:1因为A、B的体积相同，所以由GmgVg可得，A、B的重力之比GA：GBAVg：BVgA：B4：1由图乙可知，使用的滑轮组中n2，不计摩擦和滑轮的自重，要使它们处于静止状态，设方框中挂N个B物体，则有NGB·GA则N××2故A符合题意；BCD不符合题意。故选A。5、C【解析】【详解】两次提升物体时，提升物体的高度相同，根据可知，有用功相同；由图可知，提升物体绳子的条数为则自由端移动的距离物体在斜面通过的距离为根据可知，拉力做的总功相同，由可知，两次提升物体的机械效率相等，即故选C。6、B【解析】【详解】AC道钉撬、钢丝钳在使用时，动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，但要多移动距离，故AC不符合题意； B火钳在使用时，动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，但可少移动距离，即为省距离的杠杆，故B符合题意； D天平为等臂杠杆，不省力也不费力，不省距离也不多移动距离，故D不符合题意。故选B。7、D【解析】【详解】A由图可知n2，不计绳重和摩擦时，绳端的拉力所以动滑轮的重力故A错误；B绳子自由端移动的距离拉力做的总功拉力做功的功率故B错误；C滑轮组的机械效率故C 错误；D不计绳重和摩擦时，滑轮组的机械效率所以用此滑轮组提升40N的物体时（被提升物体的重力G变大），滑轮组的机械效率变大，故D正确。故选D。8、B【解析】【详解】由题知，不计机械自重和摩擦。第一幅图中L1L2为等臂杠杆，由杠杆平衡条件可得F1G第二幅图是滑轮组，承担总重的绳子段数n3，则第三幅图是轮轴，此时的即动力作用在轮上，此时的动力为由此可知F2F3F1故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。9、C【解析】【详解】过支点做F1、F2、F3作用线的垂线段，即为力臂，然后比较力臂的大小，从而确定出力的大小；如图所示：从图中可得l1l 2l 3根据杠杆平衡条件可知，用动滑轮拉同一重物G，阻力和阻力臂乘积为定值，沿三个不同方向，用的拉力大小关系是F1F2F3故选C。10、A【解析】【详解】分别用甲乙两个滑轮把同一袋沙子从地面匀速提到二楼，沙袋所受的重力相同，高度相同，故两机械做的有用功相同，由于乙是动滑轮，克服动滑轮和绳子摩擦力做功，而甲是定滑轮，只需要克服摩擦力做功，故乙做的额外功多，故乙拉力做的总功大，乙的机械效率低，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。二、填空题1、 脚尖（或O） 省力 150N【解析】【详解】12由图知道，支点在脚尖处，人本身的重力是阻力，肌肉用力F是动力，所以动力臂是阻力臂的两倍，根据杠杆平衡条件，动力是阻力的一半，这是一个省力杠杆。3如果双脚着地，每只脚上承担一半的重力，即300N，即肌肉用力为300N的一半为150N。2、 50 500 81.5【解析】【详解】12由图知，n2，若砖被提升h，则拉力端移动的距离s2h。当工人匀速提升10块砖时，拉力做的有用功：W有用G砖×h100N×10×h1000N×2m2000J，由得拉力做的总功由W总W有用+W额得拉力做的额外功W额W总W有用2500J2000J500J不计滑轮的摩擦和绳重，使用滑轮组做的额外功W额（G动+G板）h（G动+200N）×2m500J解得动滑轮重力：G动50N。3由题知，人使用的最大拉力F最大G人mg70kg×10N/kg700N不计滑轮的摩擦和绳重，最大拉力F最大（G动+G板+G砖）（50N+200N+G砖）700N解得能提升的最大砖重：G砖1150N，因为每块砖重100N，所以最多能提升砖的数量为1150N/100N=11实际能提升的最大砖重：G砖1100N，此时拉力F最大（G动+G板+G砖）（50N+200N+1100N）675N因为滑轮组的机械效率所以最高机械效率3、 80% 18N【解析】【详解】1拉力做的总功W总Fs90N×10m900J拉力做的有用功W有用Gh120N×6m720J斜面的机械效率2因为W总W有用+W额，所以额外功W额W总W有用900J720J180J由W额fs知道，物体受到的摩擦力4、 0.72 72% 0.7【解析】【详解】1由图示知，斜面的高度h=20cm=0.2m拉力做的有用功W有=Gh=3.6N×0.2m=0.72J2斜面长s=40cm=0.4m拉力做总功W总=Fs=2.5N×0.4m=1J斜面的机械效率3拉力做的额外功W额=W总-W有=1J-0.72J=0.28J由W额=fs得物体在斜面上受到的摩擦力5、 1500J 80% 60【解析】【详解】1拉力所做的总功W总=Fs=300N×5m=1500J2所做的有用功W有用=Gh=600N×2m=1200J此斜面的机械效率3克服摩擦力做的额外功W额=W总-W有=1500J-1200J=300J由W额=fs得，物体所受斜面的摩擦力三、计算题1、（1）600J；（2）150W；（3）80%；（4）75N【详解】解：（1）滑轮组对物体做的功（有用功）W有用=Gh=300N×2m=600J（2）由图可知n=3则绳子自由端移动距离s=3h=3×2m=6m拉力做的总功W总=Fs=125N×6m=750J拉力做功的功率（3）滑轮组的机械效率（4）不计绳重及摩擦，根据可得，动滑轮的重力G动=3F-G=3×125N-300N=75N答：（1）滑轮组对物体做的功为600J；（2）拉力做功的功率为150W；（3）滑轮组的机械效率为80%；（4）动滑轮的重力为75N。2、（1）108W，80N；（2）94.7%；（3）【详解】解：（1）由图可知，绳子承担重物的段数n为3，小明通过滑轮组匀速提升物体时，绳子自由端的速度物体的质量是100kg，所用的拉力F为360N。由可得小明拉绳的功率根据可得动滑轮的重力（2）绳子最大承受拉力500N，则由可得能提升的物体最大重力则滑轮组的最大机械效率（3）匀速提升物体时，小明对高台的最大压力受力面积则此时小明对高台的最大压强答：（1）小明拉绳的功率和动滑轮的重力分别是108W、80N；（2）滑轮组的最大机械效率是94.7%；（3）小明在匀速提升物体时，小明对高台的最大压强。3、（1）；（2）；（3）；（4）【详解】解：（1）地面受配重对其的压力，在配重从地面拉起的过程中，当配重不受绳子对其的拉力时，地面受到配重的压强最大，即当时，配重对地面的压强最大，为（2）当配重在地面上保持静止状态时，它受到的绳子的拉力F为其中为地面对配重的支持力，因为动滑轮上有2段绳子承担物重，因此杠杆A点受到的拉力为根据杠杆的平衡条件得到即因为所以故有即杠杆B端受到绳子的拉力是当压力为85N时，物体受到的支持力也为85N，则在B点施加竖直向下的拉力为当压力为60N时，物体受到的支持力也为60N，则在B点施加竖直向下的拉力为因为所以解得（3）对动滑轮受力分析可知，受到向上的拉力和向下的自身重力以及两股绳子对其的拉力，即其中，滑轮下端两股绳子受到的拉力即为配重的重力，也就是所以，杠杆A端受到绳子的拉力是（4）当配重对地面的压强为1750Pa时，根据可得，配重对地面的压力为对配重受力分析可知，受到向上的拉力和支持力以及向下的自身重力，则绳子的拉力为则杠杆A端受到绳子的拉力是根据杠杆的平衡条件得到又所以答：（1）求配重对地面的最大压强是； （2）滑轮的重力是；（3）配重刚好离开地面时，杠杆A端受到绳子的拉力是；（4）当配重对地面的压强为1750Pa时，人对绳子的拉力是。4、（1）260W；（2）20J；（3）84.6%【详解】解：（1）拉力所做的功为小亮拉动拉力器的功率（2）克服重力所做的有用功为小亮拉动拉力器过程中克服摩擦所做的功（3）小亮拉动拉力器的机械效率答：（1）小亮拉动拉力器的功率为；（2）小亮拉动拉力器过程中克服摩擦所做的功20J；（3）小亮拉动拉力器的机械效率。5、（1）80W；（2）66.7%【详解】解：（1）小宇对物体做的有用功W有用=Gh=1000N×1.6m=1600J小宇对物体做的额外功W额外=fs=160N×5m=800J小宇对物体做的总功W总=W有用+W额外=1600J+800J=2400J拉力功率P=（2）斜面的机械效率（1）小宇所用推力F在30s内对物体做功的功率80W；（2）斜面的机械效率是66.7%。