抓分练6 科学探究：杠杆的平衡条件滑轮及其应用-【追梦之旅·期末真题篇】2023-2024学年八年级物理下册（沪科版 河南专用）

追梦之旅·初中期末真题篇·课本回头练 基础知识抓分练 6　 科学探究:杠杆的平衡条件　 滑轮及其应用 一、填空题 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　1. 【生活化物理】利用图甲所示的定滑轮给人 们提升物体带来便利,这是利用定滑轮可 以　 　 　 　 　 　 　 　 的特点。 图乙中,要 使剪物体时更省力,应把被剪物体尽量靠 近剪刀的转动轴,以　 　 　 　 (选填“增大” 或“减小”)阻力臂。 甲 　 乙 第 1 题图 　 　 第 2 题图 2. 【学科融合】如图,小华用小刀将洋葱切片, 划“井”字,再用镊子夹取洋葱内膜,制作和 观察洋葱鳞片叶表皮细胞临时装片。 实验 时使用的镊子属于 　 　 　 　 杠杆,这种杠 杆的优点是可以省　 　 　 　 。 3. 如图所示,在拉力 F 的作用下,滑轮和物体 A 一起向右做匀速直线运动。 实验中,弹簧 测力计的示数是 5 N,则物体 A 所受的摩擦 力是　 　 　 　 N。 若不计滑轮和弹簧测力 计的重力以及滑轮与绳之间的摩擦,则拉 力 F 是　 　 　 　 N。 若滑轮移动了 2 m,则 物体 A 移动了　 　 　 　 m。 第 3 题图 　 　 　 第 4 题图 4. (上海)如图所示,有一根质量分布均匀的 金属棒 CB,现将 AC 部分搭在水平桌面上, 已知金属棒长为 L、重为 300 N,CA ∶ AB = 1 ∶3,为使金属棒保持图示位置静止,则在 　 　 　 　 (选填“A” “B”或“C”)点施加的 力 F 最小,该最小力 F1 = 　 　 　 　 N,若保 持与 F1 的作用点和方向均相同,则使金属 棒在图示位置静止时所需的最大外力 F2 应 为　 　 　 　 N。 5. 图中的每个滑轮重 0. 5 N,物体 A 重 6 N,托板重 1 N。 在 2 s 的 时间内,拉力 F 的作用点沿竖 直方向匀速升高了 1. 2 m,这个 过程中,不计滑轮轴摩擦和绳重,则拉力 F 的大小为　 　 　 　 N,物体 A 上升的速度为 　 　 　 　 m / s,天花板对定滑轮拉力大小为 　 　 　 　 N。 二、选择题 6. 用如图所示的四种机械提起同一重物,不 计机械自重和摩擦,最省力的是(　 　 ) A. B. C. D. 7. 如图所示,是一种铡刀切甘蔗时的示意图, 下列说法正确的是(　 　 ) A. 刀刃很薄可以增大压力 B. 铡刀实质上是一种费力杠杆 C. 把甘蔗放在 b 点比放在 a 点更容易切断 D. 手沿 F2 方向用力比沿 F1 方向时更省力 第 7 题图 　 　 　 第 8 题图 8. 某同学使用图中滑轮组探究问题,已知物 重 30 N,下列说法中错误的是(　 　 ) A. 该滑轮组既可以省力,又可以改变拉力 的方向 B. 若不考虑绳重、滑轮重及滑轮摩擦,要提 起重物,拉力至少为 10 N C. 若将重物提升 3 cm,则绳子自由端需要 移动 9 cm D. 实验中,该同学匀速提升物体,所用拉力 大于 10 N 11 专版真题·ZDK·八年级物理下 9. 如图所示是汽车起重机,其中 A、B 组成滑 轮组(结构如示意图),C 杆伸缩可改变吊 臂的长短,D 杆伸缩可改变吊臂与水平面的 角度,O 为吊臂的转动轴,装在 E 里的电动 机牵引钢丝绳,利用滑轮组提升重物,H 为 在车身外侧增加的支柱,F 为吊臂顶端受到 竖直向下的力。 下列有关汽车起重机的叙 述中错误的是(　 　 ) A. 滑轮组中 A 滑轮可以省力 B. 当 C 杆伸长时吊臂对 D 杆的压力将变小 C. 当 D 杆伸长时力 F 的力臂将变小 D. H 的作用是工作时以防翻车和避免轮胎 受到的压力过大 三、作图题 10. (长沙)如图甲是一种新式的下开式窗户 和窗扇,图乙为该窗户和窗扇的示意图,O 为转动轴。 若要在窗扇上施加一个最小 的力将窗扇打开,请在图乙中画出最小力 F 的示意图。 甲 　 　 　 　 乙 四、实验探究题 11. 如图是小明利用刻度均匀的杠杆探究“杠 杆平衡条件”的实验装置。 甲 　 　 乙 丙 　 　 丁 (1)实验前没挂钩码,杠杆静止的位置如 图甲,为使杠杆在水平位置平衡,应将平 衡螺母向　 　 　 　 (选填“左”或“右”)端 调节; (2)在杠杆调整到水平位置平衡后,利用 钩码和刻度尺测量出杠杆平衡时各个力 及其力臂的大小,测得的数据如表: 次数 动力 F1 / N 动力臂 l1 / cm 阻力 F2 / N 阻力臂 l2 / cm 1 1. 0 10 2 5 2 1. 5 5 0. 5 15 3 2. 0 15 1. 5 20 由表中实验数据,可得出杠杆的平衡条件 是　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 ; (3)进行 3 次实验的目的是　 　 　 　 ; A. 取平均值减小误差 B. 归纳出物理规律 C. 使每组数据更准确 (4)如图乙,由杠杆的平衡条件可知杠杆 失去平衡;要使杠杆重新在水平位置平 衡,在不改变两侧钩码各自数量的前提 下,仅需把左侧钩码 　 ; (5)如图丙,用同一弹簧测力计两次挂在 杠杆的同一位置用力拉(不超过弹簧测力 计的量程),均使杠杆在水平位置平衡,弹 簧测力计第二次的示数比第一次的示数 　 　 　 　 (选填“大”或“小”); (6)如图丁,有一左粗右细的直木棒,悬挂 使其水平平衡,仍利用钩码和刻度尺,使 用该直木棒 　 　 　 　 (选填“能” 或“不 能”)探究“杠杆平衡条件”。 21 德原理　 【解析】潜水艇能够上浮和下沉是通过改变自身重 力来实现的;补给舰受到的最大浮力 F浮 = G排 = m排 g = 4× 104 ×103 kg×10N / kg = 4×108 N。 4. 0. 5　 50　 【考点】浮力大小的计算　 【解析】由题得,实心圆柱 形物体的重力 G=F示1 = 2N,实心圆柱形物体浸没在水中时,物 体受到的浮力:F浮 =G-F示2 =2N-1. 5N = 0. 5N;因物体完全浸没 在水中,由 F浮 = ρ水 V排 g 可得,物体的体积:V = V排 = F浮 ρ水 g = 0. 5N 1. 0×103kg / m3 ×10N/ kg =5×10-5m3 =50cm3。 5. 20　 变大　 【考点】物体的浮沉条件　 阿基米德原理　 【解 析】因为橡皮泥船漂浮,所以橡皮泥船受到的浮力:F浮 =G = G排 =m排 g=mg,则此时橡皮泥排开水的质量 m排 =m= 20 g; 若向橡皮泥做成的船中装入重物,橡皮泥做成的船仍然漂 浮在水中,此时的浮力大小与重力大小相等,而加入重物 后,重力增大,所以船所受的浮力也变大。 6. 丙　 甲　 【考点】物体的浮沉条件 　 【解析】由于圆柱体在 甲容器中悬浮,ρ甲 = ρ物;圆柱体在乙容器中漂浮,ρ乙 >ρ物;圆 柱体在丙容器中漂浮,ρ丙 >ρ物;由物体的浮沉条件知,圆柱 体在乙、丙中所受浮力相等,且由图知 VB排 >VC排,由 F浮 = ρ液 V排 g 可知:ρ乙 <ρ丙;三种液体密度关系:ρ甲 <ρ乙 <ρ丙;可见液 体密度最大的是丙;静止时三个容器的液面恰好相平,即深 度 h 相等,由于 ρ甲 <ρ乙 <ρ丙,根据 p= ρgh 可知,p甲 <p乙 <p丙。 二、选择题 7. D　 【考点】浮力与浮力产生的原因　 【解析】A. 浸在液体或 气体中的物体,一般都受到浮力作用,上浮时受浮力,下沉 时也受浮力,A 错误;BD. 浮力产生的原因是上下表面的压 力差,即物体受到液体或气体向上托起的力,不是液体或气 体对物体向上的压力,B 错误,D 正确;C. 沉入水底的物体 若和底部之间有缝隙,则其受浮力,C 错误。 故选 D。 8. C　 【考点】阿基米德原理的应用　 【解析】当“蛙人”从水深 15m 处浮出水面前,排开水的体积不变,根据公式 F浮 = ρ水 gV排 可知浮力不变,当“蛙人”浮出水面过程中,排开水的体 积不断减小,根据 F浮 = ρ水 gV排 可知浮力将变小,整个过程, “蛙人”受到的浮力先保持不变,后逐渐变小,C 正确。 故选 C。 9. D　 【考点】物体的浮沉条件及其应用　 压力　 液体压强的 比较　 【解析】A. 同一个密度计放在甲、乙液体中都漂浮, 则密度计在甲、乙两种液体中受到的浮力都等于密度计受 到的重力 G,所以 F甲 = F乙 = G,A 错误;B. 由图知密度计排 开液体的体积 V排甲 >V排乙,由于浮力相等,根据 F浮 = ρ液 V排 g 可知:ρ甲 <ρ乙,乙液体是浓盐水,B 错误;C. 由题知,两烧杯 盛放了相同体积的水和浓盐水,则 G水 <G盐水,两杯子的底面 积相同,则分别放入相同密度计后,烧杯底受到的压力 F = G液 +G计,则 F甲 <F乙,由 p = F S 得,p甲 <p乙,C 错误;D. 因密度 计、烧杯的重力相同,G水 <G盐水,故甲的总重力小于乙的总重 力,故甲对桌面的压力小于乙对桌面的压力,D 正确。 故选 D。 10. A　 【考点】物体的浮沉条件 　 固体压强大小比较 　 【解 析】A. 由图可知,A、B、C 三个正方体排开水的体积关系为 VA排 <VB排 <VC排,根据 F浮 = ρ水 gV排 可知,浮力的大小关系 为:FA<FB<FC,A 正确;B. 由图可知,A 和 B 处于漂浮,C 处 于悬浮,则由浮沉条件可知:GA = FA,GB = FB,GC = FC,由于 FA<FB<FC,所以 GA<GB<GC;由于正方体 A、B、C 的体积相 同,所以根据 ρ= m V = G gV 可知,物体密度的大小关系:ρA <ρB <ρC,B 错误;C. 由阿基米德原理可知,物体受到的浮力等 于排开液体的重力,即说明容器中正方体的重力等于正方 体排开水的重力,即可以理解为,容器中正方体的重力等 于与浸入部分等体积水的重力,因容器底面积相同、水面 高度相同,则可知三个容器内水和正方体的总重力相等; 由于容器重也相同,所以三个容器对桌面的压力关系为 F甲 =F乙 = F丙,C 错误;D. 正方体静止时,三个容器内水面 高度相同,即 h 相同,根据 p= ρgh 可知,容器底受到水的压 强关系为 p甲 = p乙 = p丙,D 错误。 故选 A。 11. C　 【考点】浮力大小的计算　 密度的计算与公式的应用 　 阿基米德原理的应用　 【解析】A. 忽略水面的变化,由 图乙可知,圆柱体从 h1 = 2cm 开始露出水面到 h2 = 5cm 完 全离开水面,则圆柱体的高 h = h2 -h1 = 5cm- 2cm = 3cm,A 错误;B. 由图乙可知,当 h>5cm 时,弹簧测力计的示数为 10N 不变,此时圆柱体位于空中,由二力平衡条件可知,圆 柱体的重力 G=F= 10N,B 错误;C. 由图乙可知,当 h<2cm 时,圆柱体完全浸没在水中,弹簧测力计的示数为 F′ = 6N 不变,此时圆柱体受到的浮力最大且不变,则圆柱体受到 的最大浮力 F浮 = G-F′ = 10N- 6N = 4N,C 正确;D. 因物体 浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,所以,由 F浮 = ρ液 gV排 可 得, 圆 柱 体 的 体 积 V = V排 = F浮 ρ水 g = 4N 1. 0×103 kg / m3 ×10N / kg = 4 × 10-4 m3,由 G = mg 可得,圆柱 体的质量 m = G g = 10N 10N / kg = 1kg,则圆柱体密度 ρ = m V = 1kg 4×10-4 m3 = 2. 5×103 kg / m3 = 2. 5 g / cm3,D 错误。 故选 C。 三、实验探究题 12. 【证据】(1)4. 8 　 (2)3. 2 　 【解释】(1)1. 6 　 (2)无关 【交流】(1)不变　 物体在液体中的深度 　 (2)能 13. (1)CADB　 (2)等于 　 不一定 (3)①　 (4)= 　 >　 (5)10 四、综合应用题 14. 解:(1)物体 A 未放入水中时,水对容器底的压强:p = ρ水 gh= 1. 0×103 kg / m3 ×10N / kg×0. 08m = 800Pa; (2)物体 A 的重力:GA =mAg= 0. 09kg×10N / kg = 0. 9N,物体 A 在水中静止时,容器对桌面的压力:F = G容 +G水 +GA = 0. 9N+ 6N + 0. 9N = 7. 8N, 容器对桌面的压强: p′ = F S = 7. 8N 8×10-3 m2 = 975Pa; (3)物体 A 的密度:ρA = mA VA = 0. 09kg 1. 5×10-4 m3 = 0. 6×103 kg / m3 , 由 ρA<ρ水 可知,物体 A 在水中静止时处于漂浮状态,则它 受到的浮力:F浮 =GA = 0. 9N。 基础知识抓分练 6　 科学探究:杠杆的平衡条件　 滑轮及其应用 一、填空题 1. 改变力的方向　 减小　 【考点】定滑轮及其工作特点　 杠杆 的应用 2. 费力　 距离　 【考点】杠杆的分类 3. 5　 10　 4　 【考点】动滑轮及其工作特点 　 【解析】测力计 的示数为 5N,所以下面一段绳子对物体的拉力也是 5N,物 体做匀速直线运动,所受拉力与摩擦力平衡,所以物体受到 的摩擦力等于 5N。 因为拉力作用在动滑轮轴上,所以对动 滑轮拉力 F= 2f= 2×5N = 10N。 若拉力 F 端移动了 2m,则物 体 A 移动 4m。 4. B　 100　 150　 【考点】杠杆的平衡条件 　 【解析】由图可 知,CA ∶AB= 1 ∶3,由于金属棒质量分布均匀,重心在 O 点, 当以 A 为支点、在 B 点施加力时,则 AB 为动力臂,动力臂与 阻力臂的比值为 3 ∶ 1,此时动力臂与阻力臂的比值是最大 的,根据杠杆的平衡条件可知,此时的动力是最小的,则 F1 = GLOA LAB = 300N× 1 3 = 100N;若保持与 F1 的作用点和方向均 相同,则 C 为支点,BC 为动力臂,动力臂与阻力臂的比值为 2 ∶1,此时动力臂与阻力臂的比值是最小的,根据杠杆的平 衡条件可知,此时的 F2 最大,则 F2 = GLOC LBC = 300N × 1 2 = 150N。 5. 2　 0. 15　 4. 5　 【考点】图中与托板相连的两个滑轮为动滑 轮,共有 4 股绳子跨过动滑轮,提升总重力 G = GA +G滑轮 + G托板 = 6N+0. 5N+0. 5N+ 1N = 8N,不计滑轮轴摩擦和绳重, 作用在绳端的力 F = G总 n = 8N 4 = 2N;绳端移动的距离 s 和物 追梦之旅·初中期末真题篇·专版真题 ZDK·八年级物理下　 第 20 页 体上升的距离 h 的关系是 s = nh,物体上升的高度 h = s n = 1. 2m 4 = 0. 3m,由 v= s t 得物体 A 上升的速度 v= s t = 0. 3m 2s = 0. 15m / s;定滑轮对天花板的拉力等于两股绳对定滑轮的拉 力加上定滑轮的重力,即 F′= 2N+2N+0. 5N = 4. 5N,则天花 板对定滑轮拉力大小等于 4. 5N。 二、选择题 6. D　 【考点】滑轮组中的相关计算 　 杠杆的平衡条件 　 【解 析】图中使用的简单机械,不计机械自重和摩擦的条件下, A. 用该图的杠杆提升重物时,动力臂小于阻力臂,是费力杠 杆,F>G;B. 用该图的杠杆提升重物时,动力臂等于阻力臂, 是等臂杠杆,F=G;C. 滑轮组绳子的有效股数 n = 2,则拉力 F= 1 2 G;D. 滑轮组绳子的有效股数 n = 3,则拉力 F = 1 3 G。 比较各机械使用时绳子的拉力可知,D 图中的机械最省力。 故选 D。 7. D　 【考点】杠杆的分类和应用　 增大和减小压强的方法　 【解析】A. 刀刃很薄,是在压力一定时,通过减小受力面积 来增大压强,A 错误;B. 铡刀在使用时动力臂大于阻力臂, 所以是一种省力杠杆,B 错误;C. 由图知,甘蔗放在 b 点比 a 点时的阻力臂更大,而甘蔗对铡刀的阻力一定,动力臂一 定,根据杠杆的平衡条件可知,动力会更大,会更费力,C 错 误;D. 由图知,手沿 F2 方向用力比沿 F1 方向用力时的动力 臂要大,而阻力、阻力臂一定,根据杠杆平衡条件可知,手沿 F2 时,动力更小(即更省力),D 正确。 故选 D。 8. A　 【考点】滑轮组中的相关计算　 滑轮组及其工作特点　 【解析】使用此滑轮组可以省力,因最后一段绳子绕过的是 动滑轮,起承担物重的作用,不可以改变力的方向,A 错误; 若不考虑绳重、滑轮重及滑轮摩擦,拉力至少为:F = 1 3 G = 1 3 ×30N = 10N,B 正确;由图知,n= 3,若将重物提升 3cm,则 绳子自由端需要移动距离 s = nh = 3× 3cm = 9cm,C 正确;若 考虑绳重、滑轮重及摩擦,要提起重物,拉力 F = 1 3 (G+G动) = 1 3 (30N+G动),则所用拉力大于 10N,D 正确。 故选 A。 9. B　 【考点】动滑轮及其特点　 增大和减小压强的方法　 杠 杆的应用　 【解析】A. A 滑轮为动滑轮,可以省力,A 正确; B. 当 C 杆伸长时吊臂阻力臂变长,在阻力和动力臂一定时, 阻力臂越长,动力越大,根据物体间力的作用是相互的可 知,对 D 杆的压力将变大,B 错误;C. 当 D 杆伸长时,物体 变高,阻力 F 的力臂将变小,C 正确;D. 操纵汽车起重机时, 在车身外侧增加支柱即 H,是为了以防翻车,并避免轮胎受 到过大的压力,D 正确。 故选 B。 三、作图题 10. 四、实验探究题 11. (1)右　 (2)动力×动力臂=阻力×阻力臂(或 F1 l1 =F2 l2 ) (3)B 　 (4)向靠近支点 O 移动一格 　 (5)大 　 (6)能 基础知识抓分练 7　 做功了吗　 做功的快慢　 机械效率 一、填空题 1. 4 ∶3　 3 ∶2　 【考点】功和功率的计算　 【解析】甲、乙两人爬 到杆顶做功是克服自己重力做功,由 W =Gh 可得,甲、乙两 人爬到杆顶做功之比: W甲 W乙 = G甲 h G乙 h = G甲 G乙 = 4 3 ;甲、乙两人平均 功率之比: P甲 P乙 = W甲 t甲 W乙 t乙 = W甲 W乙 × t乙 t甲 = 4 3 × 9s 8s = 3 2 。 2. 6. 75×104 　 37. 5　 可能小于 　 【考点】功和功率的计算 　 【解析】小明克服自身重力做的功:W = Gh = 450N× 150m = 6. 75×104 J;做功的功率:P = W t = 6. 75 ×104 J 30×60s = 37. 5 W;由于 不知道小华的重力,由 P= W t = Gh t 可知,小华的功率可能小 于小明的功率。 3. 50　 80　 【考点】斜面的机械效率　 功率的计算　 【解析】 有用功 W有 =Gh= 100N×2m = 200J,额外功 W额 = fs= 10N×5m = 50J,则拉力做的功 W总 =W有 +W额 = 200J+50J = 250J,所以 拉力做功的功率 P= W总 t = 250J 5s = 50W;该斜面的机械效率为 η= W有 W总 ×100% = 200J 250J ×100% = 80%。 4. 100　 75　 75%　 50　 【考点】杠杆的机械效率 　 功的计算 　 【解析】人用 100N 的力竖直向上将物体提高 0. 5m 时,手 移动的距离为 s= 1m,人用的拉力所做的功:W总 =Fs = 100N ×1m = 100J;用杠杆提升物体所做的有用功:W有 =Gh = 150N ×0. 5m = 75J;则杠杆的机械效率:η = W有 W总 × 100% = 75J 100J × 100% = 75%,额外功:W额 = W总 -W有 = 100J- 75J = 25J;因为 不计转轴 O 处的摩擦,所以克服杠杆的自重所做的功就是 额外功,所以杠杆自重 G= W额 h = 25J 0. 5m = 50N。 二、选择题 5. B　 【考点】力是否做功的判断 6. D　 【考点】机械效率　 功率　 【解析】A. 机械效率是有用功 占总功的比值,因为不知道总功,有用功多,机械效率不一 定高,A 错误;B. 做功快慢是指功率,机械效率是有用功占 总功的比值,两者没有关系,B 错误;C. 功率是做功与所用 时间的比,表示做功的快慢。 不知道总功,无法根据做功时 间判断机器的功率,C 错误。 故选 D。 7. A　 【考点】增大或减小机械效率的方法　 【解析】机械效率 η= W有 W总 = W有 W有 +W额 = 1 1+ W额 W有 。 A. 增大桶内的水量,有用功会变 大,桶的重力不变,额外功不变,可知,机械效率会变大,A 正确;B. 增大水桶的重力,在水的重力不变的情况下,有用 功不变,额外功变大,机械效率会变小,B 错误;CD. 增大转 动的速度、使用更粗的绳子都不会改变机械效率的大小, CD 错误。 故选 A。 8. B　 【考点】杠杆的机械效率　 杠杆的动态平衡分析　 功率 的计算　 【解析】轻质杠杆的阻力 F2 =G= 150N,因为加在 A 点拉力的方向始终竖直向上,阻力方向与物体重力方向相 同始终竖直向下,所以动力臂与阻力臂之比: l1 l2 = OA OB = 2 1 , 根据杠杆平衡条件:F1 l1 = F2 l2,可得拉力:F = F1 = l2 l1 ×F2 = 1 2 ×150N = 75N,由于杠杆转动到虚线位置的过程中,F2 和 l1 l2 不变,所以拉力 F 保持不变,AD 正确;拉力 F 上升速度 v1 = 2v2 = 2×0. 01m / s = 0. 02m / s,则其功率 P = W t = Fs t = Fv1 t t =Fv1 = 75N×0. 02m / s = 1. 5 W,B 错误;不计绳重或摩擦,该 杠杆的机械效率为:η= W有 W总 ×100% = Gl2 Fl1 ×100%( 150N 75N × 1 2 )× 100% = 100%,C 正确。 故选 B。 9. BD　 【考点】滑轮(组)的机械效率　 滑轮组中的相关计算 　 功率的计算　 【解析】A. 由题知,与地面固定的细绳 a 的 拉力 F2 = 100N,每个滑轮的重力均为 5N,由图知,承担下面 动滑轮绳子的股数 n= 2,不计绳重和机械之间的摩擦,拉力 F2 = 1 2 (GA +G动1),所以物体 A 的重力为:GA = 2F2 -G动 = 2× 追梦之旅·初中期末真题篇·专版真题 ZDK·八年级物理下　 第 21 页