第十一章简单机械-2024--2025学年初中物理沪科版（2024）八年级全一册

第十一章 简单机械2024--2025学年 初中物理沪科版（2024）八年级全一册 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．如图是一辆汽车式起重机，它由起重臂臂体、支腿、旋转机构、变幅机构、配重等组成。起重臂可以升降、伸缩和旋转，能够实现多种工作状态。关于汽车式起重机下列说法正确的是（　　） A．起重臂相当于省力杠杆，可以省功 B．安装动滑轮是为了改变力的方向 C．起重机提起的货物质量越大，滑轮组的机械效率越高 D．汽车式起重机安装宽大的轮胎，可以减小对地面的压力 2．某建筑工地用如图所示的升降机来提升砖块。升降机货箱的重力是400N，每个滑轮重 70N，不计钢丝绳的重力和摩擦。每块砖的质量为2kg，该升降机一次最多能匀速提升200块砖，取10N/kg。下列说法错误的是（    ） A．升降机组装的动滑轮是为了省力 B．钢丝绳上允许施加的最大拉力是1490N C．该装置的最高机械效率是92% D．减轻动滑轮的质量，升降机的机械效率会提高 3．关于物理学发展历史，下列说法中错误的是（　　） A．牛顿通过实验直接证明出了牛顿第一定律 B．马德堡半球实验证明了大气压强存在 C．托里拆利通过实验第一次测出了大气压强值 D．阿基米德总结出了杠杆平衡条件 4．如图所示，同型号不等长的两支蜡烛在轻质杠杆上处于平衡，现同时点燃左右两支蜡烛一段时间后，杠杆将（　　） A．仍然平衡 B．右端下沉 C．左端下沉 D．无法判断 5．如图所示，在拉力F作用下，一个重600N的物体以0.1m/s的速度沿水平地面向右匀速直线运动了10s。已知滑轮组的机械效率为80%，在此过程中拉力F做了150J的功。则下列关于拉力F、物体所受滑动摩擦力f的说法中，正确的是（　　） A．F＝150N B．F＝60N C．f＝120N D．f＝480N 6．如图所示是一种切甘蔗用的铡刀示意图。下列有关说法正确的是（　　） A．铡刀属于费力杠杆 B．使用铡刀可以省距离 C．甘蔗放在a点比b点更易被切断 D．甘蔗放在b点比a点更易被切断 7．如图用独轮车搬运砖头到240米远工地，若独轮车所受的阻力为50N，若车厢和砖头所受的总重力G为1000N（车架所受重力忽略不计）．独轮车的有关尺寸如图．工人把车匀速推到工地用了2分钟则下列说法中正确的是（　　） A．独轮车使用时，人手向上的压力为294N B．工人在这段时间内做功的功率为100W C．工人将手靠近车斗会更省力一些 D．轮胎磨损后，在相同条件下，车轮受到地面的摩擦力会更大 8．如图是小明和爸爸坐在跷跷板上处于平衡状态．如果小明和爸爸都向中间靠近相同的距离，则跷跷板（     ） A．仍然平衡 B．不平衡，左端下降 C．不平衡，右端下降 D．看父子俩移动距离长度，才能确定是否平衡 9．如图所示工具中，属于费力杠杆的是（    ） A．核桃夹 B．食品夹 C．钢丝钳 D．羊角锤 10．如图所示，甲乙两套装置所用的滑轮质量相等，用它们分别将相同质量的钩码匀速竖直提升，在相等时间内绳端、移动的距离相同（忽略绳重和摩擦），下列选项正确的是（    ） A．两钩码上升的速度相等 B．两滑轮组所做有用功相等 C．两滑轮组所做总功相等 D．两滑轮组的机械效率相等 11．如图所示，质量不相等的两铜块分别挂在杠杆支点的两侧，此时杠杆静止。如果将两铜块同时浸没于水中，杠杆将会（　　） A．左端下沉 B．右端下沉 C．仍然静止 D．无法判断 12．《物原》记载：“史佚始作辘轳。”如图所示，人们借助辘轳从井中汲水时，转动摇把，使绳子在轴筒上不断叠绕，从而将水桶从井中提出。下列有关说法正确的是（　　） A．轴筒与摇把的组合相当于简单机械中的轮轴 B．增大水桶的质量可以提高辘轳的机械效率 C．增大转动摇把的速度可以提高辘轳的机械效率 D．随着科技的发展，辘轳的机械效率可提高至100% 13．质量是6kg的物体A放在水平桌面上，利用图所示的装置使物体以0.2m/s的速度做匀速直线运动，弹簧测力计始终保持水平，其示数为2N，不计滑轮和绳子的重和滑轮组内部的摩擦，则（g取10N/kg）（　　） A．作用在绳端的拉力F为6N B．在1s内拉力F做功1.2J C．在1s内拉力F的功率是0.4W D．水平桌面对物体A的摩擦力是2N 14．小明在家里做了如图所示的四个实验，下列说法正确的是（　　） A．图甲：沿纸条上方吹气，纸条飞起是因为在气体流速大的地方压强大 B．图乙：此实验说明苹果在水中受到的浮力一定比土豆大 C．图丙：自制气压计从山脚拿到山顶，玻璃管中液柱上升，说明瓶外大气压在减小 D．图丁：使A从同一斜面底端匀速运动到顶端，初步说明斜面越陡，机械效率越小 15．用一个动滑轮将重160N的物体匀速提起（动滑轮重、摩擦忽略不计），所用拉力为（　　） A．160N B．80N C．320N D．40N 二、填空题 16．如图甲，A、B是两个完全相同的物体，琴琴同学分别将A、B两物体拉到斜面顶端，对物体做功情况如图乙所示，请问对物体A做的有用功是 J，拉物体B时的机械效率是 。 17．如图，用滑轮组来提升质量为60kg的物体，当拉力F为400N时物体刚好能以0.2m/s的速度匀速上升，则此时滑轮组的机械效率为 %，拉力F的功率为 W。 三、实验题 18．在“探究杠杆平衡条件的实验”中： （1）在开始实验前，杠杆静止，如图甲所示，此时杠杆 （选填“是”或“不是”）平衡状态，杠杆右端下沉，应将平衡螺母向 调节，直到杠杆在水平位置平衡；实验过程中也要使杠杆在水平位置平衡，此时力的方向恰好与杠杆 ，方便直接从杠杆上读出力臂； （2）设左侧钩码对杠杆的拉力为动力F1，右侧钩码对杠杆的拉力为阻力F2，小明测得的实验数据记录在下表中。 动力F1/N 动力臂L1/cm 阻力F2/N 阻力臂L2/cm 3 10 3 10 分析数据后认为杠杆平衡的条件是：动力+动力臂=阻力+阻力臂，这一结论是 （选填“正确”“错误”）的，理由是： ； （3）如图乙所示，杠杆上的刻度均匀，在A点挂3个钩码，应在B点挂 个相同的钩码，才能使杠杆水平位置平衡； （4）再次实验时，小明由竖直方向拉动弹簧测力计变为斜着方向拉动，如图丙所示，此时杠杆处于水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将 （选填“变小”、“不变”或“变大”）； （5）小明学习完杠杆和浮力的知识后，在实验室利用杠杆测量一金属块的密度，如下图所示。（杠杆重力忽略不计，水的密度为ρ水） 第一步：杠杆水平平衡后，将金属块B挂在杠杆左端C处，另外找一个重物A挂在杠杆右端，并调节位置，使杠杆在水平位置平衡，此时重物A的位置记为E点，用刻度尺测出 OE 的长度L0。 第二步：向容器内加入“适量”的水，能使金属块B完全浸没，将重物A移动到D处时，杠杆再次在水平位置平衡，用刻度尺测量出OD的长度L1。 根据以上测量：金属块密度的表达式是： （用所给字母L0、L1、ρ水来表示）。 19．某小组在探究“杠杆的平衡条件”实验，按图甲器材将实验组装完成，并进行实验； 实验前，调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡。分别调节动力、动力臂、阻力、阻力臂的大小，使杠杆在水平位置平衡，并将多次实验数据填入下表中； 实验次数 动力F1/N 动力臂L1/m 阻力F2/N 阻力臂L2/m 1 1 0.15 1.5 0.10 2 1.5 0.20 2 0.15 3 2 0.25 2.5 0.20 (1)根据上述实验数据得出杠杆平衡的条件是 ； (2)如图乙所示，一根轻质杠杆两端分别挂着质量不等的两实心铁块，此时杠杆水平平衡。若将两铁块同时浸没于水中（不处底），杠杆 （选填“左端下沉”、“右端下沉”或“仍然水平平衡”）。 四、计算题 20．一工人师傅用如图所示的滑轮组拉动货箱，已知货箱的质量为90kg，在F=100N的拉力作用下，货箱以0.1m/s的速度匀速直线运动1min到达目的地，整个过程中滑轮组的机械效率为60%。g取10N/kg，求： (1)货箱受到的重力是多少？ (2)拉力F做的功和功率分别是多少？ (3)地面对货箱的滑动摩擦力f是多少？ 21．如图甲所示的装置由杠杆PQ、圆柱形物体a、b以及水箱、滑轮等组成。杠杆PQ只能绕O点在竖直平面内转动，，P端通过竖直绳连接a，a通过竖直轻杆固定在地面上；b浸没在水中，通过细绳、滑轮与杠杆Q端相连。开始时PQ水平，打开出水口阀门，轻杆对a的作用力F的大小随水面下降高度x变化的规律如图乙所示。已知a、b质量分别为、，滑轮、杠杆和绳的重力均忽略不计，忽略所有摩擦，g取10N/kg，水的密度。求： (1)打开阀门前P端绳对a的拉力； (2)打开阀门前b受到的浮力； (3)b的密度； (4)当b受到的拉力大小为8.4N时，b下表面处的液体压强。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C C A B C C B C B D 题号 11 12 13 14 15 答案 C A B C B 1．C 【详解】A．起重臂在使用时，动力臂小于阻力臂，它是一个费力杠杆，费力杠杆虽然费力，但可以省距离。根据功的原理，使用任何机械都不省功。故A错误； B．动滑轮的主要作用是省力，而不是改变力的方向，改变力的方向通常是定滑轮的作用。故B错误； C．滑轮组的机械效率是有用功占总功的比例，在起重机提起货物的过程中，有用功是提升货物所做的功，总功包括提升货物和克服滑轮组自身重力等额外阻力所做的功之和，当提起的货物质量越大时，有用功在总功中所占的比例就越大，因此滑轮组的机械效率就越高。故C正确； D．汽车式起重机安装宽大的轮胎，主要是为了在压力一定时，通过增大受力面积来减小对地面的压强，不能减小对地面的压力。故D错误。 故选C。 2．C 【详解】A．动滑轮能省力，不能改变力的方向，升降机组装的动滑轮是为了省力，故A正确，A不符合题意； B．不计钢丝绳的重力和摩擦，钢丝绳上允许施加的最大拉力是 故B正确，B不符合题意； C．该装置的最高机械效率是 故C错误，C符合题意； D．减轻动滑轮的质量，在提升相同重物时，做的额外功减少，有用功不变，有用功在总功中所占的比例增大，则升降机的机械效率会提高，故D正确，D不符合题意。 故选C。 3．A 【详解】A．牛顿第一定律是在实验的基础上通过科学推理得出的，不能通过实验直接证明，故A错误，符合题意； B．马德堡半球实验证明了大气压强存在，且说明了大气压很大，故B正确，不符合题意； C．托里拆利通过实验第一次测出了大气压强值，约为，故C正确，不符合题意； D．阿基米德总结出了杠杆平衡条件，即为，故D正确，不符合题意。 故选A。 4．B 【详解】同型号不等长的两支蜡烛在轻质杠杆上处于平衡，根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2可得 G左l左=G右l右 m左gl左=m右gl右……① 同型号同时点燃左右两支蜡烛一段时间，燃烧减少的质量Δm相同，左边 (m左-Δm)gl左= m左gl左-Δmgl左……② 右边 (m右-Δm)gl右= m右gl右-Δmgl右……③ 由图可知，l左>l右，联立①②③可得， m左gl左-Δmgl左< m右gl右-Δmgl右 因此右侧剩余蜡烛的重力与力臂的乘积大于左侧剩余蜡烛的重力与力臂的乘积，故右端下沉，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 5．C 【详解】AB．由题图知，n＝3，绳子自由端移动的距离 s＝3s物＝3v物t＝3×0.1m/s×10s＝3m 由W总＝Fs可得拉力 F＝＝＝50N 故AB错误； CD．由 ==== 得物体与地面间的滑动摩擦力 f＝3ηF＝3×80%×50N＝120N 故C正确，D错误。 故选C。 6．C 【详解】AB．铡刀在使用时动力臂大于阻力臂，实质上是种省力杠杆，省力但费距离，故A B错误； CD．由图知，甘蔗放在a点比b点时的阻力臂更小，而甘蔗对侧刀的阻力一定，根据杠杆的平衡条件可知，动力会变小，更易被切断，故C正确，D错误。 故选C。 7．B 【详解】A．由杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可得 故A错误； B．因为独轮车做匀速直线运动，则工人对独轮车的推力 F推＝f＝50N 工人做功 W＝F推s＝50N×240m＝12000J 工人做功的功率 故B正确； C．图中阻力和阻力臂一定，杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2可知，工人将手靠近车斗一些，动力臂减小，则动力变大，即更费力．故C错误； D．轮胎磨损后，接触面的粗糙程度变小，则压力不变，接触面的粗糙程度变小，车轮受到地面的摩擦力会减小．故D错误。 故选B。 8．C 【详解】原来杠杆平衡，爸爸的重力与其力臂的乘积等于小明的重力与其力臂的乘积；由图可知，爸爸的力臂要小于小明的力臂，根据杠杆的平衡条件可知，爸爸的重力要大于小明的重力；如果小明和爸爸都向中间移动相同的距离，两人减小的力臂相同，由于爸爸的重力大，所以爸爸减小的力与力臂的乘积较大，所以杠杆的右端会下沉，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 9．B 【详解】A．核桃夹在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A不符合题意； B．食品夹在使用过程中，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．羊角锤在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D不符合题意。 故选B。 10．D 【详解】A．由图知，通过甲乙两图中通过动滑轮绳子段数n1=2，n2=3，在相等时间内绳端A、B移动相同的距离，由可知绳端移动的速度相同，两个钩码上升的速度 两钩码上升的速度不相等，故A错误； B．在相等时间内绳端A、B移动相同的距离，所以钩码上升的距离为 两滑轮组所做有用功为 钩码质量相同，所以两滑轮组所做有用功不相等，故B错误； C．忽略绳重和摩擦，绳子受到的拉力分别为 F甲＞F乙，两个滑轮做的总功 W甲总=F甲s W乙总=F乙s 因为F甲＞F乙，所以W甲总＞W乙总，故C错误； D．滑轮组的机械效率为 钩码质量相同，受到的重力相等，甲乙两套装置所用的滑轮质量相等，所以两滑轮组的机械效率相等，故D正确。 故选D。 11．C 【详解】设左端铜块的质量为m1，右端铜块的质量为m2，由杠杆平衡条件可知 将两铜块同时浸没于水中，则左侧绳子对杠杆的拉力 右侧绳子对杠杆的拉力 左侧力与力臂的乘积为 右侧力与力臂的乘积为 由于，则 即杠杆仍然静止，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 12．A 【详解】A．根据图示可知，轴筒与摇把组合可以转动，则其相当于简单机械中的轮轴，故A正确； B．增大水桶的质量，则增大水桶的重力，在水的重力不变的情况下，则有用功不变，额外功变大，根据 可知，机械效率会变小，故B错误； C．根据 可知，增大转动摇把的速度不会改变机械效率的大小，故C错误； D．根据 可知，由于额外功不可能为0，所以辘轳的机械效率不可能提高至100%，故D错误。 故选A。 13．B 【详解】A．绳子上的力是相等的，因为弹簧测力计的示数是2N，所以，作用在绳端的拉力F为2N．故A错误； B．根据图示可知，滑轮组动滑轮上有三股绳子。物体A在1s内通过的距离为 s′=vt=0.2m/s×1s=0.2m 绳子自由端移动的距离为 s=3s′=3×0.2m=0.6m 在1s内拉力F做功为 W=Fs=2N×0.6m=1.2J 故B正确； C．在1s内拉力F的功率为 故C错误； D．由图可知，承担摩擦力的绳子股数是3，物体做匀速直线运动，则 所以 f=6N 故D错误。 故选B。 14．C 【详解】A．在图甲中，当沿纸条上方吹气时，纸条上方的空气流速会增大。根据流体压强与流速的关系，流速大的地方压强小，所以纸条上方的压强会小于下方的压强。故A错误； B．在图乙中，苹果和土豆都浸没在水中，但它们的体积关系并未给出。浮力的大小取决于排开液体的体积和液体的密度，由于不知道苹果和土豆的体积关系，因此无法直接判断它们在水中受到的浮力大小。故B错误； C．在图丙中，自制气压计从山脚拿到山顶时，由于海拔的升高，大气压会逐渐减小。而气压计中的液柱高度与瓶外的大气压是成反比的，即大气压越小，液柱越高。因此，当气压计从山脚拿到山顶时，玻璃管中的液柱会上升。故C正确； D．在图丁中，使A从同一斜面底端匀速运动到顶端时，虽然斜面的陡峭程度会影响有用功和总功的比例（即机械效率），但题目中并未给出具体的实验数据或条件来直接证明“斜面越陡，机械效率越小”。实际上，机械效率的大小还取决于斜面的粗糙程度、物体的重力等多个因素。故D错误。 故选C。 15．B 【详解】动滑轮重、摩擦忽略不计，将重160N的物体匀速提起，由于使用动滑轮可以省一半的力，则拉力为80N，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 16． 2 【详解】[1]由图乙可知，对A做总功3J，额外功1J，则对物体A做的有用功为2J。 [2]由于A、B是两个完全相同的物体，它们的质量m和重力G都相等。且A、B被拉到同一斜面顶端，所以斜面高度h也相等。由W有=Gh可知，对物体A做的有用功等于对物体B做的有用功。 由图乙可知，对物体B做的总功是2.5J，则拉物体B时的机械效率 17． 75 160 【详解】[1]由题意知，物体重力 G=mg=60kg×10N/kg=600N 由图可知，n=2，则此时滑轮组的机械效率 [2]拉力端移动速度 v=2v物=2×0.2m/s=0.4m/s 拉力做功功率 18． 是 左 垂直 错误 见解析 2 变大 【详解】（1）[1][2][3]杠杆的位置如图甲所示，此时杠杆处于静止状态时，是处于平衡状态；杠杆的右端下沉，说明杠杆的重心在支点右侧，故应将平衡螺母向左调节，直到杠杆在水平位置平衡，此时力的方向恰好与杠杆垂直，力臂在杠杆上，目的是便于测量力臂。 （2）[4][5]得到杠杆平衡的条件是：动力+动力臂=阻力+阻力臂，该结论是错误的，因为一组数据具有偶然性，不能得出普遍规律，单位不同的物理量不能相加。 （3）[6]设一个钩码的重力为G，杠杆一格长为L，由杠杆平衡条件得到 3G×2L=nG×3L n=2 在A点挂3个钩码，应在B点挂2个相同的钩码，才能使杠杆水平位置平衡。 （4）[7]由图丙可知，由竖直方向拉动弹簧测力计变为斜着方向拉动，阻力和阻力臂不变，拉力的力臂减小，由杠杆平衡条件可知，拉力要增大，所以弹簧测力计示数会变大。 （5）[8]物体B浸没水之前，杠杆平衡，根据杠杆平衡条件得 mBg×OC=mAg×L0① 物体B浸没水之后，杠杆平衡，根据杠杆平衡条件得 (mBg-F浮)×OC=mAg×L1② 由①和②得到 得到 19．(1)（动力动力臂阻力阻力臂） (2)仍然水平平衡 【详解】（1）根据表格中的实验数据知，第1次实验 第2次实验 第3次实验 综上分析知杠杆的平衡条件 或 （2）根据图乙画出如下简图 在杠杆的两端挂质量不等的两实心铁块，杠杆处于平衡状态，因为都为铁，G1＞G2，则V1＞V2，根据杠杆的平衡知 所以 所以 若将两铁块同时浸没在水中，则 又因为 所以 所以 因此杠杆仍然平衡。 20．(1)900N； (2)1800J，30W； (3)180N 【详解】（1）根据重力公式可得货箱受到的重力为      （2）货物移动的距离为      绳端移动的距离为      拉力F做的功为      拉力F的功率为      （3）由机械效率公式得      地面对货箱的滑动摩擦力为      21．(1) (2) (3) (4) 【详解】（1）由图乙可知，当水面下降高度x小于10cm时，轻杆对a的作用力F不变，则P端绳对a的拉力不变，Q端绳的拉力不变，绳对b的拉力不变，b受到的浮力不变，此时b完全浸没在水中；当水面下降高度x在10cm至50cm之间时，轻杆对a的作用力F方向先向上，大小逐渐减小，直至减小为零，之后F方向变为向下，大小逐渐增大，此时P端绳对a的拉力逐渐增大，Q端绳的拉力也逐渐增大，绳对b的拉力也逐渐增大，b受到的浮力逐渐减小，此过程为b上表面刚露出水面到b下表面刚露出水面的过程；当水面下降高度x大于50cm时，轻杆对a的作用力F不变，则P端绳对a的拉力不变，Q端绳的拉力不变，绳对b的拉力不变，b受到的浮力不变，此时b完全露出水面。打开阀门前轻杆对a的作用力F=4.8N，物体a处于静止状态，竖直方向受力平衡，则打开阀门前P端绳对a的拉力为 （2）由 可知，打开阀门前Q端绳的拉力为 图中承重绳子股数n=2，滑轮、杠杆和绳的重力均忽略不计，此时绳子对b的拉力为 此时，物体b处于静止状态，竖直方向受力平衡，则打开阀门前b受到的浮力为 （3）b的体积为 b的密度为 （4）当b浸没时，受到的拉力为6.8N，b的重力不变，当b受到的拉力大小为8.4N时，浮力需减小，则此时b上表面露出水面，b下表面处的液体压力等于浮力，当b受到的拉力大小为8.4N时，b下表面处的液体压力为 由图乙可知，当水面下降高度x小于10cm时，轻杆对a的作用力F不变，则P端绳对a的拉力不变，Q端绳的拉力不变，绳对b的拉力不变，b受到的浮力不变，此时b完全浸没在水中；当水面下降高度x在10cm至50cm之间时，轻杆对a的作用力F方向先向上，大小逐渐减小，直至减小为零，之后F方向变为向下，大小逐渐增大，此时P端绳对a的拉力逐渐增大，Q端绳的拉力也逐渐增大，绳对b的拉力也逐渐增大，b受到的浮力逐渐减小，此过程为b上表面刚露出水面到b下表面刚露出水面的过程；当水面下降高度x大于50cm时，轻杆对a的作用力F不变，则P端绳对a的拉力不变，Q端绳的拉力不变，绳对b的拉力不变，b受到的浮力不变，此时b完全露出水面。由此可知，b的高度为 b的底面积为 b下表面处的液体压强为 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$