专题训练：机械与功 2024-2025学年教科版（2024）物理八年级下册

专题训练：机械与功 一、单选题 1．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，则图乙的虚线框内悬挂a物体的个数是（不计摩擦和滑轮的自重）（　　） A．1个 B．2个 C．4个 D．8个 2．如图甲所示，虚线框内是由两个相同的滑轮安装成的滑轮组。利用该滑轮组提升质量为27kg的物体，滑轮组机械效率为90%，物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示。不计绳重和摩擦，则以下判断错误的是（　　） A．绳子自由端移动的速度为1.5m/s B．滑轮组中动滑轮重10N C．所用的拉力为100N D．克服物体重力做功的功率为135W 3．王小虎同学听到上课铃响了，他一口气从一楼跑到三楼．那么他上楼过程中，克服自己重力做的功最接近下面哪个值（  ） A．30 J B．300 J C．3000 J D．30000 J 4．如图所示，两个等高的托盘秤甲、乙放在同一水平地面上，质量分布不均匀的木条AB重24 N，A、B是木条两端，O、C是木条上的两个点，AO=BO，AC=OC。 A端放在托盘秤甲上，B端放在托盘秤乙上，托盘秤甲的示数是6N。现移动托盘秤甲，让C点放在托盘秤甲上。此时托盘秤甲的示数是（　　） A．8N B．12N C．16 N D．18 N 5．如图所示，生活中我们常常使用钢丝钳剪断铁丝，此时钢丝钳属于（　　） A．省力杠杆 B．费力杠杆 C．等臂杠杆 D．省功机械 6．北京路沂河大桥改造工程是我市今年重大工程之一，截至2月27日，质量为2.5万吨的南幅老桥桥面由560个液压千斤顶顶升到位（如图）。桥面被以5mm/min的速度共顶升3.1m，g取10N/kg，下列判断正确的是（　　） A．南幅老桥桥面重2.5×105N B．1h内桥面可被连续顶升3m C．千斤顶共对桥面做功7.75×108J D．千斤顶应用了流体压强的特点 7．如图所示，用甲乙两个滑轮将同样的钩码缓慢提升相同的高度，则下列说法正确的是 A．F1与F2大小相等 B．甲中绳的自由端移动的距离比乙大 C．F1做的总功比F2多 D．甲的机械效率比乙高 8．如图所示，利用滑轮组匀速提升水中物体A的示意图，滑轮组固定在钢架上。物体A底面积为20cm2，密度为6×103kg/m3。底面积为40cm2的圆柱形玻璃筒中装有一定量的水，当物体A完全浸没在水中时液面上升了15cm；在绳端拉力F为20N的作用下，物体A有的体积露出水面；此时，物体A所受的浮力为F浮，水在物体A底面处产生的压强为p，物体浸没在水中时滑轮组的机械效率为η。g取10N/kg，则下列选项正确的是（　　） A．p的大小为200Pa B．F浮的大小为2N C．滑轮组的机械效率η为75% D．物体A的重力为40N 二、填空题 9．一辆汽车以恒定的功率在平直的公路上做直线运动，其v﹣t图像如下，在第10s时速度达到20m/s，通过的路程为120m，汽车在行驶过程中所受阻力f=4000N，且保持不变，求： （1）在0~10s内，汽车的平均速度为 m/s； （2）由v﹣t图像可知，汽车在第20s时，牵引力为 N； （3）在0~10s内，汽车发动机产生的牵引力所做的功为多少焦耳？ 10．探究杠杆平衡条件的实验中，实验前调节杠杆在水平位置平衡的目的是 ，实验中调节杠杆在水平位置平衡的目的是 。 11．在排球比赛时，运动员将一个排球竖直向上抛出，如图所示。排球离开手后，经过A、B、C三点，到达最高点O，然后下落回到A点，其中AB段和BC段的距离相等，到达O点的瞬间，排球处于 状态（填“平衡”或“不平衡”），下落时，重力在BA段做功的功率比CB段 （填“大”或“小”）。    12．使用如图所示的螺丝刀扭紧螺丝时，螺丝刀就相当于一个 （填一种简单机械），属于 机械（选填“省力”或“费力”）。 13．用如图所示的滑轮组提升物体，已知物重为200N，拉力为120N，物体被提升了2m，所用时间为2s，那么此滑轮组的机械效率是 %，拉力的功率是 W． 14．如图所示，某工人将重150牛的铁桶在10秒内竖直向上匀速拉起4米，A装置是 滑轮（选填“定”或“动”）．该工人拉绳子的拉力为 牛，此拉力的功率为 瓦（滑轮、绳的重力不计） 15．某同学用如图所示滑轮组将重为600N的物体以0.2m/s的速度匀速向上拉动，拉力为250N（不计绳重及摩擦），则动滑轮重 N，5s内人拉绳子做的功 J，该滑轮组的机械效率是 ． 16．功率相等的甲、乙两汽车，在相等时间内甲、乙通过的路程之比是2：1，则牵引力之比为 。 三、实验题 17．小明在探究杠杆平衡条件的实验中，所用杠杆质量分布均匀，每个钩码质量均为50g。      （1）实验前没有挂钩码时，发现杠杆右端高，要使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆左端的平衡螺母向 （选填“左”或“右”）调节。实验中使杠杆处于水平平衡状态的目的是 ； （2）调节水平平衡后，如图甲所示，在杠杆的左边A处挂4个钩码，要使杠杆在水平位置平衡，应在杠杆右端B处挂 个钩码； （3）完成实验后小明突发奇想，想利用该杠杆（重心始终位于O点）制作一个可以直接测量质量的“杆秤”； ①如图乙所示，以杠杆上的A点为支点，当在C位置挂3个钩码，杠杆在水平位置刚好平衡，则该杠杆的质量为 g； ②然后小明将C位置的3个钩码取下，挂到右侧作为“秤砣”，如图丙所示，为了将A点作为“杆秤”的零刻度线，小明应在图丙C位置处装配一质量为 g的吊盘； ③接着小明在图丙的D位置标记上质量最大测量值 g，并将其它质量数均匀标记在AD之间的刻度线上； ④小明用上述“杆秤”测一物体的质量，不留意只将两个钩码作为“秤砣”来使用，则小明的测量结果会 （选填“偏大”“偏小”或“依然准确”）。 四、简答题 18．小明和小杰握住两根较光滑的木棍，小华将绳子的一端系在其中一根木棍上，然后如图所示依次将绳子绕过两根木根，小明和小杰相距一定的距离握紧木棍站稳后，小华在图A处拉绳子的另一端，用较小的力便拉动，为什么？ 19．出门旅行时，我们都习惯把重物放在行李箱的底部，这样拉动箱子时会感觉轻便一些。如图，稳定拉动行李箱时，可以把行李箱看做是一个平衡的杠杆，请用所学杠杆知识解释其中的道理。 20．下面是国王与阿基米德的一段精彩对话。国王说：“我想不费摧毁之力，就可以随便移动任何重量的东西。”阿基米德说：“我不仅可以移动任何重量的东西，我还可以撬动地球。”请你出阿基米德应用的原理和实现撬动地球的条件。 五、计算题 21．一装卸工人用如图所示的滑轮组匀速提升重为800N的货物，所用的拉力为500N，绳子自由端在40s内被匀速拉下6m，求：（） （1）提升货物时绳子自由端移动的速度； （2）拉力F的功率； （3）此滑轮组的机械效率； （4）若不计绳重和摩擦力，求动滑轮重大小。 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 答案 A B C A A C D C 1．A 【详解】由图甲可知，当m=20g时，ab的体积 Va=10cm3，Vb=40cm3 ab的密度 所以ab的密度之比 ρa∶ρb=2g/cm3∶0.5g/cm3=4∶1 因为a、b的体积相同，所以由 G=mg=ρVg 可得，a、b的重力之比 Ga∶Gb=ρaVg∶ρbVg=ρa∶ρb=2g/cm3∶0.5g/cm3=4∶1 由图乙可知，使用的滑轮组中动滑轮绕绳子的段数n=2，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a物体，则有 NGa=2×2Gb 故选A。 2．B 【详解】A．滑轮组中，绳子运动速度快于物体的运动速度，故根据乙图可知，绳子自由端移动的距离s1=6m时，运动时间为t1=4s，故绳子自由端移动速度为 故A正确，不符合题意； B．物体的重力为 G1=mg=27kg×10N/kg=270N 设动滑轮重力为G2，物体升高距离为h，则动滑轮升高的距离也为h，故滑轮组效率可表示为 解得动滑轮重力为G2=30N，故B错误，符合题意； C．绳子自由端移动的距离s1=6m时，物体升高的距离为s2=2m，故绳子股数为 故绳子的拉力为 故C正确，不符合题意； D．根据乙图可知，物体上升速度为 克服物体重力做功的功率为 故D正确，不符合题意。 故选B。 3．C 【详解】王小虎的质量约为50kg，一层楼高约为3m，人从一楼到三楼上升了两层楼高，h＝3m×2＝6m.人在上楼的过程中做的功为：W＝Gh＝mgh＝50kg×10N/kg×6m＝3000J，故选C. 点睛：上楼时要克服自身的重力做功，做功的大小等于重力和楼高的乘积，我们可以估测出人的质量，求出人的重力，再估测出楼高，利用公的计算公式W＝Gh求出做的功． 4．A 【详解】假设木条的重心处在D点，以B点为支点，由杠杆平衡公式可得 FA×LBA=G×LBD 将盘秤甲的示数6N和木条的重力24N，代入上式，解得 LBA=4LBD 当盘秤甲放在C处时，以B点为支点，由杠杆平衡公式可得 FB×LBC=G×LBD 因为 AO=BO，AC=OC，BA=4BD 所以 LBC=3LBD 所以 故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 5．A 【详解】钢丝钳在剪铁丝时，动力臂大于阻力臂，因此动力小于阻力，属于省力杠杆；使用任何机械都不省功，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 6．C 【详解】A．南幅老桥桥面重为 故A错误； B．由得，1h内桥面可被连续顶升 故B错误； C．千斤顶共对桥面做功 故C正确；     D．千斤顶应用了帕斯卡原理，即密闭液体能大小不变地传递压强的原理，故D错误。 故选C。 7．D 【详解】由图知，甲是定滑轮，乙是动滑轮； A．若不计摩擦，F1=G，，拉力F1和F2大小不相等，若考虑摩擦等因素，则两力也不一定相等，A错误； B．甲是定滑轮，绳子自由端移动距离和物体提高高度相等；乙是动滑轮，绳子自由端移动距离是物体提高高度的2倍，故乙中绳的自由端移动的距离比甲大，B错误； C．F1要克服摩擦、绳重和钩码重力做功，F2要克服摩擦、绳重、动滑轮重力和钩码重力做功，所以F2做的功较多，C错误； D．把相同的重物匀速提升相同的高度，做的有用功相同；而总功等于有用功加上额外功，可知利用动滑轮做的总功多，机械效率η=，故甲的机械效率比乙大，D正确． 8．C 【详解】D．物体的体积 VA＝S容h＝40cm2×15cm＝600cm3＝600×10﹣6m3 由得物体的质量 mA＝ρAV＝6×103kg/m3×600×10﹣6m5＝3.6kg 物体A的重 G＝mg＝4.6kg×10N/kg＝36N 故D错误； A．当物体A有的体积露出水面时 浸入深度 水在物体A底面处产生的压强 p＝ρ水gh＝1×103kg/m3×10N/kg×0.2m＝2000Pa 故A错误； B．此时物体受到的浮力 F浮＝ρ水V排′g＝1×103kg/m3×400×10﹣6m3×10N/kg＝4N 故B错； C．在绳端拉力F为20N的作用下，物体A从水中匀速上升，物体浸没在水中受到的浮力 F浮＝ρ水V排g＝ρ水Vg＝1×103kg/m3×600×10﹣6m3×10N/kg＝6N 滑轮组的机械效率 故C正确。 故选C。 9． 12 4000 8×105J 【详解】（1）[1]在0~10s内，汽车的平均速度 （2）[2]由图可知，10s后汽车做匀速直线运动，速度为20m/s，根据二力平衡条件可得，汽车在第20s时，牵引力等于阻力 （3）[3]10s后汽车牵引力做功的功率 汽车以恒定的功率在平直的公路上做直线运动，由可得，0~10s内发动机产生的牵引力所做的功 10． 消除杠杆自重对杠杆平衡的影响，便于测量力臂 便于测量力臂 【详解】[1]实验前，杠杆在水平位置平衡，使杠杆的重心通过支点，杠杆重力的力臂为零，其目的是消除杠杆自重对杠杆平衡的影响，便于测量力臂。 [2]实验中使杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂大小。 11． 不平衡 大 【详解】[1]排球到达O点的瞬间，只受到重力的作用，受力不平衡，处于不平衡状态。 [2]下落时，球的速度越来越大，在BA段速度比CB段快，受到的重力不变，根据 可知，重力在BA段的功率比CB段大。 12． 轮轴 省力 【详解】[1][2]螺丝刀在使用时绕中心轴转动，所以属于轮轴，轮轴是杠杆的一种变形；其轮半径和轴半径分别为动力臂和阻力臂，因为动力臂大于阻力臂，所以轮轴是一种省力杠杆。 13． 83.3 240 【详解】（1）由题图可知，滑轮组承担重物和动滑轮重的绳子的股数n=2，物体被提升2m，则绳子自由端移动的距离s=2h=2×2m=4m， 滑轮组的机械效率是． （2）由P=Fv可得，拉力的功率． 点睛：运用公式P=Fv时，一定注意物理量的对应关系，拉力的功率等于拉力的大小和绳子自由端移动速度的乘积，不是物体上升的速度． 14． 动 75 60 【详解】[1]由于滑轮随物体一起升降，所以是动滑轮； [2]由于滑轮、绳的重力不计，所以，该工人拉绳子的拉力是： [3]此过程拉力做的功是： W=Fs=Gh=150N×4m=600J， 此拉力的功率是： ． 15． 150 750 80 【详解】动滑轮上有三股绳子，n=3，不计绳重及摩擦，所以F=(G物+G动)，所以G动=3F-G物=250N×3-600N=150N；物体上升的高度h=vt=0.2m/s×5s=1m，绳子自由端移动的距离s=3h=3m拉力F做的总功W总=Fs=250N×3m=750J；滑轮组的有用功为W有=Gh=600N×1m=600J，===80%． 16．1:2 【详解】甲、乙两汽车功率相等，由可知，相等时间内做的功相同，即，在相等时间内甲、乙通过的路程之比是2：1，则牵引力之比为 17． 右 便于测量力臂 3 100 150 600 偏大 【详解】（1）[1]杠杆右高，应将杠杆向右端调节，使杠杆在水平位置平衡。 [2]探究杠杆平衡条件时，使杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂。 （2）[3]设杠杆的分度值为L，一个钩码的重为G，根据杠杆平衡条件得 所以 （3）[4]①以杠杆上的A点为支点，当在C位置挂3个钩码，杠杆在水平位置刚好平衡，设杠杆的质量为m，则 解得 [5]②为了将该“杆秤”的零刻度线标在A位置处，由①可知，小明应在图丙C位置处装配的吊盘的质量应等于三个钩码的质量，即150g。 [6]③小明在图丁的D位置挂上3个钩码后，设物体的最大质量为，由杠杆的平衡条件可知 解得 [7]④小明用制作好的“杆秤”测一物体的质量，不留意只将两个钩码作为“秤砣”来使用，则秤砣的质量减小，阻力减小，由杠杆的平衡条件可知阻力臂变大，读数变大。 18．见解析 【详解】从使用的情况看，两根木棍和绳子组成的简单机械是滑轮组。由图可见，两根木棍之间有5根绳子承担拉力，则每根绳子所用力约为总的，所以用较小的力便可拉动。 19．见解析 【详解】由杠杆平衡原理知，F1L1＝F2L2，动力臂和阻力不变，把重物放在行李箱的底部，阻力臂减小，动力越小，越省力，所以这样拉动箱子时会感觉轻便一些。 20．见详解 【详解】根据杠杆平衡条件是：动力×动力臂=阻力×阻力臂，在阻力与阻力臂一定时，动力臂越大，动力越小，所以阿基米德应用的原理杠杆的平衡条件；若能找到支点和足够长的杠杆，在动力臂远远大于阻力臂时，理论上是可以撬动地球的，实现撬动地球的条件是找到支点和足够长的杠杆。 21．（1）0.15m/s；（2）75W；（3）80%；（4）200N 【详解】解：（1）绳子自由端移动的速度为 （2）拉力F的功率为 （3）此滑轮组的机械效率为 （4）不计绳重和摩擦力，动滑轮的重为 答：（1）提升货物时绳子自由端移动的速度为0.15m/s； （2）拉力F的功率为75W； （3）此滑轮组的机械效率为80%； （4）不计绳重和摩擦力，动滑轮重为200N。 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 $$