人教版八年级物理下册第十二章-简单机械难点解析试题(含答案解析)

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、如图所示的简单机械中一定省力的是（）
A．筷子B．核桃夹
C．钓鱼竿D．船桨
2、一个滑轮组经改进后，机械效率比原来大大提高，用该滑轮组将同一物体匀速提升同样的高度，与改进前相比（）
A．总功不变，但额外功减少了
B．总功不变，有用功增加了
C．有用功不变，总功减少了
D．做的有用功减少了
3、关于杠杆，下列说法正确的是（）
A．力臂一定是杠杆上的一部分
B．力臂就是从支点到力的作用线的距离
C．只有在费力情况时才能省功
D．杠杆平衡时，动力+动力臂与阻力+阻力臂总是相等的
4、如图所示，有一斜面长为L，高为h，现用沿斜面向上的拉力F把重为G的物体从斜面底端匀速拉到顶端。

已知在这个过程中，物体受到斜面的摩擦力大小为f，则斜面的机械效率为（）
A．Gh
FL
×100%B．
Gh fL
FL
+
×100%C．()
Gh
F f L
+
×100% D．
fL
FL
×100%
5、“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
6、如图所示器具中，属于省力杠杆的是（）
A．笤帚B．筷子
C．核桃夹D．钓鱼竿
7、如图所示，甲、乙两个装置使用的滑轮和绳子完全相同，把相同重物匀速提升相同高度。

（忽略摩擦，物重大于滑轮重）则（）
A．甲滑轮组较省力，且机械效率较高
B．乙滑轮较省力，且机械效率较高
C．它们省力程度不同，但机械效率相同
D．它们做的有用功相同，但额外功不同
8、下列工具中，在使用时属于费力杠杆的是（）
A．天平B．理发剪刀
C．钢丝钳D．瓶盖起子
9、如图所示，小明先后用F1、F2、F3的力匀速拉起重物，若摩擦不计，则（）
A．F1大于F2B．F1大于F3C．F1等于F2D．F2小于F3
10、如图所示的工具中，在使用时属于费力杠杆的是（）
A．核桃夹B．瓶盖起子
C．撬棍D．镊子
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、旗杆顶上的滑轮是 __（选填“定”或“动” )滑轮；其实质是一个 __杠杆，其特点是不能省力，但可以 __。

2、升国旗的旗杆顶端装置是______（选填“定”或“动”）滑轮，如图所示，汽车通过滑轮组将矿井内重为950N的物体M匀速提升了4m，动滑轮重50N。

在此过程中，汽车移动距离为______m，汽车提升重物所做的有用功为______J，滑轮组机械效率为______。

（不计绳重和摩擦）
3、如图所示，有一根均匀铁棒，长为L，OA＝2
5
L
，重力G＝900N，为了不使这根铁棒的B端下沉，所
需外力F至少应为______N，若F的方向不变，微微抬起这根铁棒的B端，所需外力F′应为______N。

4、如图所示两个滑轮中，能改变施力方向的是_______（甲/乙），若滑轮重相同（G动＜G物），摩擦和绳重不计，当分别用F1、F2匀速提起同一物体时，则F1_______F2，η1________η2.（选填“>”、“＜”或“=”）
5、由五块相同砖块构成的桥，如图所示，若每块砖长度为L，则此桥的最大跨度为________。

三、计算题（5小题，每小题10分，共计50分）
1、一正方体物体放在水平地面上，某人想通过如图所示的滑轮来竖直提起这个物体。

（g＝10N/kg）
（1）当人用250N的力向下拉绳子时，物体恰好能匀速上升，物体上升3m后恰好到达目标位置，求此过程中人所做的功？
（2）根据（1）的条件，该定滑轮的机械效率是80%，则正方体物体的质量是多少kg？
2、图甲是起重车吊臂上的滑轮组，在某次作业中将质量为1400kg的货物匀速提升，滑轮组上钢丝绳的拉力F为5000N，货物上升过程中的s～t图像如图乙所示（不计绳重及绳与滑轮、滑轮与轴之间的摩擦，g取10N/kg）。

求：（1）动滑轮的重；
（2）拉力F的功率；
（3）提升货物过程中滑轮组的机械效率。

3、用如图所示的滑轮组提升将重840N的货物在5s内提升3米，已知动滑轮重60N，（不计绳重和摩擦）求：
（1）滑轮组自由端的拉力F是多少？
（2）提升过程中的有用功是多少？
（3）提升过程中的总功是多少？
（4）提升过程中滑轮组的机械效率η是多少？
（5）货物上升过程中，拉力F的功率是多少？
4、如图所示，是建筑工人利用滑轮组从竖直深井中提取泥土的情形。

某次操作中，工人用400N的拉力F将总重为900N的泥土以0.2m/s的速度匀速提升5m。

在这段时间内，求：
（1）拉力F做功的功率；
（2）滑轮组的机械效率。

5、用如图所示滑轮组提升重为360N物体，已知物体在10s内匀速上升2m，拉力F的功率是90W，求：
（1）提升物体做的有用功；
（2）滑轮组的机械效率η；
（3）拉力F的大小。

---------参考答案-----------
一、单选题
1、B
【解析】
【详解】
ACD ．筷子、钓鱼竿、船桨在使用过程中，动力臂小于阻力臂，都属于费力杠杆，故ACD 不符合题意；
B ．核桃夹在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故B 符合题意。

故选B 。

2、C
【解析】
【详解】
由于把同一物体匀速提升同样的高度，所以，利用滑轮组做的有用功相同，由于改装后的机械效率高，所以，由有
总=W W 知道，改装后利用滑轮组做的总功减少，又因为
W 总＝W 有+W 额
所以，改装后利用滑轮组做的额外功减少，综上所述，故ABD 错误，C 正确。

故选C 。

3、B
【解析】
【详解】
A ．力臂不一定是杠杆的长度，力臂可能在杠杆上也可能不在杠杆上，故A 错误；
B ．力臂是从支点到力的作用线的距离，简单地说，就是“点到线”的距离，故B 正确；
C ．使用任何机械都不能省功，故C 错误；
D ．根据杠杆的平衡条件，杠杆平衡时，动力×动力臂与阻力×阻力臂总是相等的，故D 错误。

故选B 。

4、A
【解析】
【详解】
根据题意知道，此过程中，拉力做的有用功
W 有用＝Gh
拉力做的总功为
W 总＝FL
拉力做的额外功
W 额＝fL
A ．斜面的机械效率
100%W Gh W FL η==
⨯有
总 故A 符合题意；
B ．由于
100%100%W W Gh fL FL W η++⨯=⨯≠额有总
故B 不符合题意；
C ．由于
()100%100%W Gh F f L
W W η⨯=⨯≠++有总额 故C 不符合题意；
D ．由于
100%100%W fL Gh W η⨯=⨯≠额有
故D 不符合题意。

故选A 。

5、B
【解析】
【详解】
由杠杆平衡条件F 1l 1＝F 2l 2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F 2方向最省力。

故选B 。

6、C
【解析】
【详解】
A ．笤帚在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故A 不符合题意；
B ．筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故B 不符合题意；
C ．核桃夹在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C 符合题意；
D ．钓鱼竿在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故D 不符合题意。

故选C 。

7、D
【解析】
【详解】
由题可知，摩擦力忽略不计，则我们只需要考虑拉力与物重、动滑轮重的关系。

由图甲可知，用滑轮组提升物体（提升高度为h ）时，所做有用功为
W 有用＝Gh
额外功为
W 额＝G 动h
动滑轮由两段绳子承担，所以作用在绳子自由端的力
1()2
F G G =+甲动 物重大于滑轮重，所以
F 甲＜G
绳子自由端移动的距离为
s ＝2h
则甲装置的机械效率为
100%1()22
Gh G G F s G G G G h W W η====<++⨯有用甲总动
动甲 由图乙可知，用定滑轮提升物体（提升高度为h ）时，作用在绳子自由端的力
F乙＝G
所以
F甲＜F乙
此时做的有用功为
W有用＝Gh
额外功为0，则乙装置的机械效率为100%，所以
ηη
＜
甲乙
它们做的有用功相同，但额外功不同，故D符合题意，ABC不符合题意。

故选D。

8、B
【解析】
【详解】
A．天平在使用过程中，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆，故A不符合题意；B．理发剪刀在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故B符合题意；C．钢丝钳在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C不符合题意；D．瓶盖起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D不符合题意。

故选B。

9、C
【解析】
【详解】
使用定滑轮时，若摩擦不计，绳子自由端的拉力等于物重。

即
F1=F2=F3=G
定滑轮只起到了改变拉力方向的作用，而对力的大小并未造成影响。

故选C。

10、D
【解析】
【详解】
A．核桃夹在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故A不符合题意；
B．瓶盖起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故B不符合题意；
C．撬棍在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故C不符合题意；
D．镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故D符合题意。

故选D。

二、填空题
1、定等臂改变力的方向
【解析】
【详解】
[1][2][3]定滑轮使用时，滑轮的轴固定不变，所以旗杆顶部的滑轮是定滑轮，定滑轮的实质是一个等臂杠杆，它不能省力，但可以改变力的方向。

2、定 8 3800 95%
【解析】
【详解】
[1]升国旗时顶端的滑轮是固定的，没有跟随国旗一起上升，所以顶端装置是定滑轮。

[2]由图知，动滑轮上的绳子根数为
n
2
故汽车移动距离为
224m=8m s h ==⨯
[3]不计绳重和摩擦，汽车提升重物所做的有用功为
950N 4m=3800J W G h ==⨯物有
[4]动滑轮做的额外功为
50N 4m=200J W G h ==⨯额动
所以总功为
3800J+200J=4000J W W W =+=总额有
所以滑轮组机械效率为
3800J 100%100%95%4000J W W η=⨯=
⨯=有
总 3、 400 450
【解析】
【详解】
[1]为了不使这根铁棒的B 端下沉，此时杠杆的支点是A ，动力臂为
2195210
AB L L L =+= 阻力臂为
25
AO L = 根据杠杆的平衡条件1122Fl F l =可得
92105F L G L ⨯
=⨯
所以
44900N=400N 99
F G ==⨯ [2]微微抬起这根铁棒的B 端，此时支点是C ，动力臂为
CB L ＝
阻力臂为
12
CO L = 根据杠杆的平衡条件1122Fl F l =可得
2L F L G '⨯=⨯
所以
90045022
G N F N '=== 4、 甲 > >
【解析】
【详解】
[1]图甲为定滑轮，定滑轮的轴不随物体一块移动的滑轮，其特点是不省力但可以改变力的方向，实质是等臂杠杆。

[2] 图乙为定滑轮，动滑轮是轴随物体一块移动的滑轮，其特点：省力但不能改变力的方向，实质动力臂是阻力臂的2倍，动滑轮要比定滑轮更省力，故12F F ＞。

[3] 动滑轮在提升物体过程中动滑轮随物体一起上升．要对动滑轮提升做额外功，而使用定滑轮提升时滑轮的位置不上升，所以用一个动滑轮和一个定滑轮把同一个物体提升同样的高度，做的有用功相同，而动滑轮需要做的总功更多，机械效率指有用功与总功的比值．所以图甲定滑轮的机械效率大于图乙动滑轮的机械效率，故1 2.ηη＞。

5、113
L 【解析】
【详解】
最上方的砖受两端的两砖的支持力作用而处于平衡，则砖对左方第二块砖压力
12
G F = 第二块砖在重力及压力的作用下而处于杠杆的平衡状态下，由图可知第二块砖的重心在它的支点左侧，第二块砖才能平衡，设露出部分长为x ，则重心的位置离支点2L x -，则由杠杆的平衡条件可知: 1()2L
G x F x -=⨯
解得
3
L x = 此图可知，此桥的跨度为:
1113233
L L L +⨯= 三、计算题
1、（1）750J ；（2）20kg
【详解】
解：（1）此过程中人所做的功为
250N 3m 750J W Fs ==⨯=
（2）该定滑轮的机械效率是80%，则有用功为
750J 80%600J W W η==⨯=有
则物体重力为
600J 200N 3m
W G h ===有
物体质量为
200N 20kg 10N/kg
G m g === 答：（1）此过程中人所做的功为750J ；
（2）该定滑轮的机械效率是80%，则正方体物体的质量是20kg 。

2、（1）1000N ；（2）3.75×103
W ；（3）93.3%
【详解】
解：（1）货物的重力
1400kg 10N/kg 14000N G mg ＝＝＝ 从图中可知
3n ＝
不计绳重及绳与滑轮、滑轮与轴之间的摩擦，根据
1()F G G n
动=+ 可知动滑轮的重为
335000N 14000N 1000N G F G 动＝﹣＝﹣＝
（2）由图乙可知，货物在
10s t ＝
内上升的高度
2.5m h s ＝＝
则钢丝绳移动的距离
3 2.5m 7.5m s nh 绳＝＝＝
拉力F 做的功
45000N 7.5m 3.7510J W Fs 总绳＝＝＝
拉力F 的功率
433.7510J =3.7510W 10s
W P t ⨯==⨯ （3）拉力F 在10s 内所做的有用功
414000N 2.5m 3.510J W G h 货物有＝＝＝
提升货物过程中滑轮组的机械效率
443.510J 100%100%93.3%3.7510J W W 有
总η⨯=⨯=⨯≈⨯ 答：（1）动滑轮的重为1000N ；
（2）拉力F 的功率为3.75×103
W ；
（3）提升货物过程中滑轮组的机械效率为93.3%。

3、（1）450N ；（2）2520J ；（3）2700J ；（4）93.33%；（5）540W
【详解】
解：（1）如图所示，该滑轮组中动滑轮上连接的绳子的段数为2，即
2n = 动滑轮省力，费距离，根据G F n
=总可知，滑轮组自由端的拉力 840N+60N ===450N 2
G G G F n n +=物动总 （2）有用功为货物与货物被提升距离的乘积，即
=840N 3m=2520J W G h =⨯有物
（3）在该过程中，绳子的移动距离
=23m=6m s nh =⨯
总功为拉力与绳端移动距离的乘积，即
=450N 6m=2700J W Fs =⨯总
（4）机械效率为有用功和总功的比值，即
2520J =
100%=100%93.33%2700J W W η⨯⨯≈有总 （5）功率表示做功的快慢，拉力做功功率为总功与做功时间的比值，即
2700J ==540W 5s
W P t =总 答：（1）滑轮组自由端的拉力F 是450N ；
（2）提升过程中的有用功是2520J ；
（3）提升过程中的总功是2700J ；
（4）提升过程中滑轮组的机械效率η是93.33%；
（5）货物上升过程中，拉力F 的功率是540W 。

4、（1）240W ；（2）75%
【详解】
解：（1）由图知，承担物重的绳子股数n ＝3，由s v t =可得，提升物体所用的时间
5m 25s 0.2m/s h t v =
==物 绳子自由端移动的距离
s=3h =3×5m=15m
拉力做的总功
W 总=Fs =400N ×15m=6000J
拉力F 做功的功率
6000J 240W 25s
W P t === （2）拉力做的有用功
W 有＝Gh ＝900N×5m＝4500J
滑轮组的机械效率
4500J 100%100%75%6000J W W η=⨯=
⨯=有用
总 答：（1）拉力F 做功的功率为240W ；
（2）滑轮组的机械效率为75%。

5、（1）720J ；（2）80%；（3）150N
【详解】
解：（1）提升物体做的有用功
360N 2m 720J W Gh ==⨯=有
（2）由W
P t =可得，拉力所做的总功
90W 10s 900J W Pt ==⨯=总
滑轮组的机械效率
720J 100%100%80%900J W W η=
⨯=⨯=有总 （3）由图可知，滑轮组绳子的有效段数3n =，则绳端移动的距离
32m 6m s nh ==⨯=
由W Fs =可得，拉力F 的大小为
900J 150N 6m
W F s ===总 答：（1）提升物体做的有用功为720J ；
（2）滑轮组的机械效率为80%；
（3）拉力F 的大小为150N 。