人教版八年级物理下册第十二章-简单机械综合训练试题(含解析)

人教版八年级物理下册第十二章-简单机械综合训练
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Ⅱ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、A中的杠杆和物体处于静止状态，B、C、D中的物体被匀速吊起，所有物体重力均为G，不计动滑轮重力、绳重和一切摩擦，则所用拉力F最小的是（）
A．B．
C．D．
2、如图所示，是工人师傅往高处运送货物的两种方法。

物重均为500N，滑轮重均为10N，不计摩擦和绳重，下列说法正确的是（）
A．甲图中的拉力等于乙图中的拉力B．甲图中的拉力小于乙田中的拉力
C．甲图中的拉力大于乙图中的拉力D．甲图中的拉力为乙图中拉力的两倍
3、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
4、一把杆秤，当称砣缺损了一些时，用它称出物体的质量与实际质量比较是（）A．小了B．相等C．大了D．不能确定
5、下列关于功率、机械效率说法中，正确的是（）
A．机械效率越高，机械做功一定越快B．做功越多的机械，机械效率越高
C．做功越快的机械，功率越大D．功率越大的机械，做功一定越多
6、如图所示的简单机械中，省距离的是（）
A．旗杆上的定滑轮 B．夹东西的筷子
C．开门的把手D．蜿蜒的盘山公路
7、“节约用水，人人有责”，我们应养成随手关闭水龙头的好习惯。

水龙头手柄可视为如图所示杠杆，O为支点，F为阻力，分别沿图示的三个方向用力关闭水龙头，下列说法正确的是（）
A．沿F1方向最省力B．沿F2方向最省力
C．沿F3方向最省力D．三个方向同样省力
8、如图所示，物重为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的大小关系是（）
A．F2＜F1＜F3B．F2＜F1＜F3
C．F1＜F2＜F3D．F2＜F3＜F1
9、“给我一个支点，我就能撬动整个地球”，下列生产和生活中的杠杆与阿基米德设想的杠杆属于同一类型的是（）
A．食品夹B．托盘天平
C．钓鱼竿D．修树剪
10、如图所示简单机械，在使用时费力的是（）
A．旗杆顶的定滑轮B．剪铁丝的钳子
C．镊子D．拔钉锤
第Ⅱ卷（非选择题 70分）
二、填空题（5小题，每小题4分，共计20分）
1、发生火灾时，要使用液态二氧化碳灭火器（如图）。

这种灭火器是在常温下用______的办法使二氧化碳气体液化装入钢瓶里的。

使用时，不能直接用手抓住喇叭筒外壁，否则会因液态二氧化碳______而使手冻伤。

灭火器的压把是一个杠杆，请在压把的结构图上画出杠杆OA受到的阻力示意图。

______
2、如图所示，在50N的水平拉力F作用下，重800N的物体A沿水平地面做匀速直线运动，则物体A 与地面间滑动摩擦力为______N；若增大拉力F使物体A沿水平地面做加速直线运动，则物体A与地面间滑动摩擦力将_______（不计滑轮自重及滑轮与绳间摩擦）。

3、在一次社会实践活动中，小李用一根轻质木棒扛着包裹前进，第一、二次扛了同一个包裹，但包裹悬挂的位置离肩膀的距离不同，如图（a）、（b）所示，小明感觉第二次手用的力较大。

第三次他换了一个较轻的包裹，用第二次的方式扛着，如图（c）所示，他感觉这次手用的力比第二次小。

请分析这个活动中用力大小受哪些因素影响。

（每次木棒静止在肩膀上的位置、小明手握木棒的位置相同）
（1）分析比较图（a）与（b）及相关条件，可得出初步结论：_______________。

（2）分析比较图（b）与（c）及相关条件，可得出初步结论：_______________。

4、如图所示，小明分别使用甲、乙图中两种不同的机械将同一物体M匀速提升同样高度。

测得两次拉力F甲、F乙和物体M所受的重力G如下表所示。

当使用乙机械时，测得绳子自由端移动的距离是物体M 上升高度的2倍。

（1）从表中数据可知：甲机械________（选填“省力”“费力”或“不省力也不费力”），甲机械所做的有用功_______（选填“大于”“等于”或“小于”）乙机械所做的有用功：
（2）乙提升物体M时的机械效率是________
5、如图所示，升国旗用的旗杆顶上安装的是______滑轮，此滑轮的好处是______。

三、计算题（5小题，每小题10分，共计50分）
1、国产飞机“运20”在高空中飞行时，在恒定的水平推力作用下，沿水平方向匀速航行10min，需要燃烧航空燃油80kg，已知飞机发动机输出的有用功为1.92×109J，航空燃油的热值为
q=4.0×107J/kg。

求：
（1）发动机的有用功率是多少瓦？
（2）80g航空燃油完全燃烧放热是多少？
（3）在这段时间内该发动机的热机效率是多大？
2、如图所示，叉车在10s内将质量为2t的某块大理石沿竖直方向匀速提升了1m，发动机所做的总功是
4
510J
⨯，取10N/kg
g=。

求：
（1）叉车支持力对大理石做的功是多少？
（2）叉车支持力对大理石做的功的功率是多少？
（3）叉车提升大理石的机械效率是多少？
3、如图甲所示，电动卷扬机通过滑轮组提升重物，卷扬机有两个档位可以调节对绳子自由端施加的拉力F的大小；在某一次提升重物过程中其拉力F随时间变化的关系如图乙所示，重物上升高度随时间变化的关系如图丙所示，不计钢丝绳重和摩擦力大小。

求：
（1）0～2s拉力F所做的功是多少？
（2）2～4s，提升重物过程中，滑轮组机械效率为80%，则动滑轮的重力是多少？
4、一根均匀木杆放在一水平桌面上，它的一端伸出桌面外边的那部分长度是木杆全长的1
3
，如图所
示。

（1）在木杆伸出端的B点加一个作用力F，当F=300N时，木杆的另一端A开始向上翘起，那么木杆的重力是多少？
（2）木杆在桌面上若不施加其他任何力时，允许伸出桌面以外的最大长度是多少？
5、如图是用滑轮组从水中提升重物A，A的体积为1.2×103cm3，质量为2100g，整个打捞过程A被匀速提升，A完全浸没在水中时，滑轮组的机械效率为60%，忽略绳重及滑轮摩擦，不考虑水的阻力，求：（ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）
（1）A受到的重力；
（2）A完全浸没在水中时受到的拉力；
（3）A完全离开水面后，绳子自由端的拉力F；
（4）A完全离开水面后，滑轮组的机械效率。

（保留1位小数）
---------参考答案-----------
一、单选题
1、D
【解析】
【详解】
A图中，动力臂是阻力臂的二分之一，所以动力为阻力的2倍，即
F A =2G
B 图中，定滑轮不能省力，只能改变力的方向，所以
F B =G
C 图中有2段绳子承担物体的重，在不计动滑轮重力、绳重和一切摩擦时，有
C 12
F G = D 图中有3段绳子承担物体的重，在不计动滑轮重力、绳重和一切摩擦时，有
D 13
F G = 综上，D 图中所用拉力F 最小。

故ABC 不符合题意，D 符合题意。

故选D 。

2、C
【解析】
【详解】
如图甲是定滑轮，只改变力的方向，不改变力的大小，乙图为动滑轮，省一半的力，费二倍的距离，故甲的拉力为500N ，而乙要拉动物体和动滑轮，故乙的拉力为
1500N 10N 255N 2
F =+=乙（） 所以甲图中的拉力大于乙图中的拉力。

故选C 。

3、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W＝Pt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。

4、C
【解析】
【详解】
如图所示
当称砣缺损了一些时，m变小，其重力mg变小；再测同一个物体的质量，力臂OA不变，根据杠杆的平衡条件
Mg OA mg OC
⨯=⨯
⨯一定时，若m变小，那么OC必然变大，即读数比实际值要大，故ABD不符合题意，C符合题当Mg OA
意。

故选C。

5、C
【解析】
【详解】
A．机械效率是指有用功与总功的比值，功率表示物体做功的快慢，机械效率与机械功率大小没有直接关系，机械效率越高，机械做功不一定越快，故A错误；
B．有用功与总功的比值叫机械效率，与做功的多少没有直接关系，故B错误；
C．做功快的机械，说明单位时间内完成的功多，所以功率一定大，故C正确；
D．根据W＝Pt可知，做功的多少与时间和功率有关，若只是功率大，但时间短做功也不一定多，故D 错误。

故选C。

6、B
【解析】
【详解】
A．旗杆上的定滑轮，相当于等臂杠杆，不省力，也不省距离，故A不符合题意；
B．夹东西的筷子，是费力杠杆，费力，省距离，故B符合题意；
C．开门的把手使用时，实质是轮轴，动力作用在轮上，阻力作用在轴上，是省力机械，省力，费距离，故C不符合题意；
D．蜿蜒的盘山公路是斜面，省力，费距离，故D不符合题意。

故选B。

7、B
【解析】
【详解】
由杠杆平衡条件F1l1＝F2l2可知，在阻力和阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小；在杠杆的最上端点施加动力，当动力的方向与支点和力的作用点的连线垂直时，动力臂最大，此时最省力，即沿F2方向最省力。

故选B。

8、B
【解析】
【详解】
不计机械自重和摩擦时：
第一个图是等臂杠杆，力臂
12L L ＝
由杠杆平衡条件可得
1F G ＝
第二个图是滑轮组，承担总重绳子的段数
3n ＝
拉力
213
F G ＝ 第三个图是动滑轮，动力作用在轴上
32F G ＝
故
213F F F ＜＜
故B 符合题意，ACD 不符合题意。

故选B 。

9、D
【解析】
【详解】
阿基米德设想的杠杆属于省力杠杆。

A ．食品夹在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故A 不符合题意；
B ．天平在使用时，动力臂等于阻力臂，即不省力也不费力，是等臂杠杆，故B 不符合题意；
C ．钓鱼竿在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故C 不符合题意；
D．修树剪在使用时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D符合题意。

故选D。

10、C
【解析】
【详解】
A．旗杆顶的定滑轮在使用过程中，动力臂等于阻力臂，不省力，也不费力，故A不符合题意；
B．钳子剪铁丝时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，省力，故B不符合题意；
C．镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，费力，故C符合题意；
D．拔钉锤在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，省力，故D不符合题意。

故选C。

二、填空题
1、压缩体积汽化
【解析】
【详解】
[1]气体液化有两种方法：降温和压缩体积，常温下气态的二氧化碳液化是采用压缩体积的方法。

[2]液态的二氧化碳汽化时吸收热量，温度降低，为了在温度降低时不危害手，所以手要握在不善于传热的木柄上，不要直接用手抓住喇叭筒外壁。

[3]向下压A点时，弹簧对OA一个向上的阻力，此时的O为支点，阻力的示意图为
2、 150 不变
【解析】
【详解】
[1]物体A沿水平地面做匀速直线运动，物体A和动滑轮处于平衡状态，将动滑轮与物体当成一个整体，该整体受到了向左的3段绳子的拉力，总拉力为150N，还受到了向右的地面给其的摩擦力，摩擦力与总拉力是平衡力，故摩擦力的大小为150N。

[2]由于A与地面的摩擦力属于滑动摩擦力，只与接触面的粗糙程度有关和压力的大小有关，与速度无关，故摩擦力的大小不变。

3、手握木棒的位置和木棒放在肩膀上的位置大致相同，相同的包裹离肩膀较远时，手用的力较大手握木棒的位置和木棒放在肩膀上的位置大致相同，包裹离肩膀距离相同时，包裹较轻，手用的力较小
【解析】
【详解】
[1]图（a）与（b）对比，手握木棒的位置和木棒放在肩膀上的位置大致相同，即动力臂相同，相同的包裹则阻力相同，离肩膀较远，则阻力臂较大，由杠杆平衡条件，在动力臂和阻力相同，阻力臂越大，需要的动力越大。

[2]比较图（b）与（c），手握木棒的位置和木棒放在肩膀上的位置大致相同，即动力臂相同，包裹离肩膀距离相同时，则阻力臂相同，包裹较轻，则阻力较小，由杠杆平衡条件，在动力臂和阻力臂相同时，阻力越小，需要的动力越小。

4、费力等于 80%
【解析】
【详解】
（1）[1]根据表格数据可知
F 甲＞
G M ，F 乙＜G M
所以使用甲提升物体M 时费力。

[2]将同一物体M 匀速提升同样高度，由
W 有=Gh
可知，甲乙机械做的有用功相等。

（2）[3]由图乙可知，滑轮组的动滑轮绕2段绳子，乙提升物体M 时的机械效率
M M M 8N 100%80%222? 5N W G h G h G W F s F h F η==
===⨯=⨯有
乙乙乙乙总 5、 定 改变力的方向
【解析】
【详解】
[1][2]旗杆顶端的滑轮为定滑轮，不能省力，但可用来改变用力方向。

三、计算题
1、（1）3.2×106瓦；（2）3.2×109
J ；（3）60%
【详解】
解：（1）已知飞机水平匀速航行的时间为 t =10min=600s
发动机输出的有用功为W =1.92×109
J ，则发动机的有用功率为
P 有=W t =91.9210J 600s ⨯=3.2610⨯W （2）航空燃油完全燃烧放出的热量为
Q 放=mq =80kg ×4.0×107J/kg=3.2×109J
（3）发动机的热机效率为
η=W Q ⨯放100%=991.9210J 3.210J
⨯⨯⨯100%=60% 答：（1）发动机的有用功率是3.2×106
瓦。

（2）80g 航空燃油完全燃烧放热是3.2×109J 。

（3）在这段时间内该发动机的热机效率是60%。

2、（1）2×104J ；（2）2×103W ；（3）40%
【详解】
解：（1）大理石的质量 m ＝2 t ＝2×103 kg
大理石的重力
G ＝mg ＝2×103 kg×10 N/kg＝2×104 N
因为叉车对大理石的支持力与大理石的重力是一对平衡力，所以叉车支持力
F ＝
G ＝2×104 N
则叉车提升大理石做的功
W ＝Fs ＝2×104 N×1 m＝2×104 J
（2）叉车提升大理石的功率
43210J W 10s
210W P t ⨯⨯=== （3）叉车提升大理石的机械效率
44210J 100%=100%40%510J
W W η⨯=⨯⨯=⨯有总 答：（1）叉车支持力对大理石做的功是2×104
J ；
（2）叉车支持力对大理石做的功的功率是2×103W；
（3）叉车提升大理石的机械效率是40%。

3、（1）2400J；（2）100N
【详解】
解：（1）由图乙知，0～2s的拉力F1为300N；由图丙知，0～2s物体升高的高度h1＝4m；由图甲知，n ＝2，拉力端移动距离
s1＝2h1＝2×4m＝8m
0～2s拉力F做的功
W总1＝Fs1＝300N×8m＝2400J
（2）由图乙知，2～4s的拉力F′＝250N；由图丙知，2～4s物体升高的高度
h2＝12m﹣4m＝8m
拉力端移动距离
s2＝2h2＝2×8m＝16m
2～4s卷扬机所做的功为
W总2＝F′s2＝250N×16m＝4000J
拉力做的有用功
W有用2＝η×W总2＝80%×4000J＝3200J
拉力做的额外功
W额＝W总2﹣W有用2＝4000J﹣3200J＝800J
不计钢丝绳重和摩擦力大小，拉力做的额外功等于提升动滑轮的功，由W额＝G动h得动滑轮的重力
G动＝
2800J 8m
W h
额＝100N 答：（1）0～2s拉力F所做的功是2400J；
（2）动滑轮的重力是100N 。

4、（1）600N ；（2）木杆的1
2
【详解】
解：（1）因为杠杆为均匀杠杆，因此杠杆的重心在杠杆的中点位置，设杠杆全长为L ，则杠杆重力的力臂为
236L L L -= 由1122F L F L =得
30063
N L G L ⨯=⨯ 即G =600N 。

（2）因为是均匀的木杆，因此木杆的支点在杠杆的中心位置，由杠杆的平衡条件可得，在不施加其他任何力时，允许伸出桌面以外的最大长度是木杆的一半。

答：（1）木杆的重力是600N 。

（2）允许伸出桌面以外的最大长度是木杆的二分之一。

5、（1）21N ；（2）9N ；（3）9N ；（4）77.8%
【详解】
解：（1）物体A 的质量
2100g 2.1kg m ＝＝
物体A 所受重力
A 2.1kg?10N/kg 21N G mg ＝＝＝
（2）A 完全浸没在水中时，排开水的体积为
A 331.2?10cm V V ==排
受到的浮力
33331.0?10kg/m ?10N/kg?1.2?10m 12N F gV ρ﹣浮水排＝＝＝
A 完全浸没在水中时受到的拉力
A A 21N 12N 9N F G F 浮＝﹣＝﹣＝
（3）A 完全浸没在水中时
60%η＝
则
A W G F h 浮有＝（﹣）
A W G F h G h +浮总动＝（﹣） 由00100W W η=
⨯有得 ()()60%A A G F h
G F h G h
-=-+浮浮动
即 ()()21N-12N 60%21N-12N h h G h
=+动 解得
6N G 动＝
由图知，滑轮组由3段绳子承担物重，A 完全出水后，钢绳拉力
21N+6N =9N 3
G G F n +==A 动 （4）由
W Gh Gh G W Fs Fnh nF
η====有 得，A 完全离开水面后，滑轮组的机械效率
A 21N 100%100%77.8%3?9N
G nF η=⨯=⨯≈ 答：（1）A 受到的重力为21N ；
（2）A 完全浸没在水中时受到的拉力是9N ；
（3）A 完全离开水面后，绳子自由端的拉力为9N ；
（4）A 完全离开水面后，滑轮组的机械效率为77.8%。