第九章机械和功----2024-2025学年北师大版物理八年级下册

第九章机械和功课时练习----2024-2025学年北师大版物理八年级下学期 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．下列有关功的说法正确的是（　　） A．推车时无论是否推动，只要人对车用了力，人就对车做了功 B．足球在水平地面上滚动时重力对足球没有做功 C．冰壶被掷出后能在冰面上滑动很长的距离，这个过程中运动员对冰壶做了功 D．学生背着书包在水平路面匀速前进时对书包做了功 2．小明正在探究斜面的机械效率与哪些因素有关。他用沿斜面向上的力F匀速拉动小车。实验时记录的部分数据如下表所示，斜面的材料相同。下列说法不正确的是（　　） 次序 斜面的 倾斜程度 小车重力G/N 斜面高度h/m 沿斜面拉力F/N 斜面长s/m 斜面的 机械效率 1 较缓 1.0 0.2 0.30 1 2 较陡 1.0 0.2 0.36 0.8 69.4% 3 最陡 1.0 0.2 0.48 0.5 83.3% A．第1次实验中斜面的机械效率为66.7% B．第3次实验的额外功为0.04J C．从表格中的数据可以看出，小明正在探究斜面机械效率与斜面倾斜程度的关系 D．盘山公路、汽车方向盘、自行车脚踏板的物理模型都属于斜面 3．下列选项与实际值最接近的是（） A．一名中学生的重力约为50N B．一名中学生双脚站在地面上对地面的压强约为10000Pa C．一名同学把八下物理课本从地面拿到课桌上，所做的功约为200J D．一名中学生的体积大约是1m3 4．滑轮是提升重物时经常用到的一种机械，工人师傅用500N的拉力F，利用图所示的滑轮将重800N的重物在30s内匀速提高了6m。下列判断正确的是（　　） A．绳端移动的速度为0.2m/s B．工人师傅拉绳子做的功为6000J C．该滑轮的机械效率为62.5% D．提升重物所做的有用功为3000J 5．如图所示为《墨经·经下》里记载的一种斜面引重车，可将重物拉举到所需高度。系在后轮轴上的绳索，绕过斜面顶端的滑轮与斜面上的重物连接。若用该引重车将重为2000N的木箱从斜面底端匀速拉到顶端，已知斜面长2m，高0.8m，后轮轴施加在绳子上的力为1000N，不计绳重、滑轮与绳间的摩擦。下列说法错误的是（　　） A．该装置是一种省力机械 B．斜面的机械效率为80% C．木箱与斜面之间的摩擦力为1000N D．若木箱从斜面顶端下滑，将会驱动引重车向左运动 6．如图所示的滑轮组提升160N的重物，两个滑轮的重力均为20N，小婷拉动绳子5s将重物提升1m，不计绳重和摩擦。下列说法中正确的是（　　） A．自由端拉力F为80N B．该滑轮组的机械效率约86.7% C．绳子自由端移动的速度为0.2m/s D．拉力的功率是36W 7．如图所示，作用在A点上的4个力中，力臂最长的是（　　） A． B． C． D． 8．两位同学用二只同样的滑轮和同一根绳子，分别组成图所示的甲、乙两个滑轮组来匀速提升同一重物，不计绳重和摩擦，则（   ） A．两个滑轮组省力程度相同，机械效率不同 B．两个滑轮组省力程度不同，机械效率相同 C．甲较省力且机械效率较高 D．乙较省力且机械效率较高 9．用如图所示的均匀杠杆提升重物，已知OA=OB，设作用在A端的力F始终竖直向下，在将重物慢慢匀速提升到一定高度的过程中，判断正确的是（　　） A．F先变小，后变大 B．F先变大，后变小 C．该杠杆在转动过程中始终是等臂杠杆 D．若将拉力F换成重物G，不可能在如图所示位置平衡 10．如图所示为探究杠杆平衡条件的实验装置，实验前已调节杠杆在水平位置平衡，实验使用的钩码质量相等。在图示位置挂两个钩码，为使杠杆仍平衡在水平位置，下列做法可行的是（　　） A．在A点施加向下大小适当的拉力 B．在B点施加向上大小适当的拉力 C．在C点挂4个钩码 D．在D点挂1个钩码 二、填空题 11．制作傣味食物调料的柠檬夹如图甲所示，其工作原理如图乙。其中，当时， N，它属于 杠杆（不计柠檬夹自重）。 12．在探究杠杆的平衡条件的实验中。 （1）在挂钩码前，小慧发现杠杆左端低右端高（如图甲），为了完成实验，应将杠杆右端的平衡螺母向 端调节，使杠杆在水平位置平衡； （2）接着小慧在杠杆的两侧挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，使杠杆重新在水平位置平衡（如图乙）。若在A、B下方再各加一个相同的钩码，则杠杆 端将下沉（选填“左”或“右”）； （3）图丙为小慧制作的简易“杠杆力臂演示仪”，杠杆AOB可绕O点（螺母）转动，不计摩擦和杠杆自身重力； ①当杠杆处于丙图所示水平位置平衡时； ②松开螺母保持OA水平不动，使OB向下折30°角度后，再拧紧螺母形成一根可绕O点转动的杠杆AOB'（B'对应B点）。保持物块M的位置不变，要使杠杆在图丁所示位置保持平衡，则应将物块N移动到 。 A．O点处            B．①点处            C．②点处            D．③点处 13．如图所示，螺丝刀转动时相当于 （选填一种简单机械）， （选填“粗”或“细”）一些的螺丝刀用起来更省力；螺丝钉的螺纹相当于 （选填一种简单机械），螺纹 （选填“密”或“稀”）一些的螺丝钉拧起来更省力。 14．如图所示，某人用20N的力水平地拉着重为200N的行李车在水平路面上匀速运动了30m，在此过程中人对行李车的拉力做的功为 。 15．如图是某同学在家锻炼身体的情景．锻炼时，手支撑在竖直墙壁上，手臂弯曲、伸直交替进行，此时人体相当于一个 （选填“省力”“等臂”或“费力”）杠杆．已知此人重500N，其手掌到地面的距离是1.6m，CE=1m，DE=0.6m，此时此人对墙的推力是 N，如果要增加锻炼强度，脚应 （选填“靠近”或“远离”）墙。 三、实验题 16．如图是小明同学测量滑轮组机械效率的示意图。他用已校零的弹簧测力计竖直向上匀速拉动绳子自由端，将重为6N的钩码向上提升一段距离，在这个过程中，弹簧测力计对绳端的拉力F大小如图乙所示。 （1）该实验的原理是 （写表达式）； （2）上述过程中，该滑轮组机械效率为 （保留一位小数）； （3）若只改变重物被提升的高度，则该滑轮组的机械效率将 （选填“变大”“变小”或“不变”）。    17．在“测量滑轮组的机械效率“的实验中，小明同学用滑轮安装了如图甲、乙所示的滑轮组，实验测得的数据如表所示： 次数 物体的重力G/N 物体被提升高度 h/m 拉力 F/N 绳端移动的距离 s/m 机械效率η 1 2 0.1 1.0 0.3 66.7% 2 3 0.1 1.4 0.3 71.4% 3 4 0.1 1.8 0.3 74.1% 4 2 0.1 1.5 0.2 (1)实验中要竖直 拉动弹簧测力计，使物体升高。小明同学发现实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，应该静止读数，你认为他的想法 （选填“正确”或“错误”），因为他没有考虑到 对滑轮组机械效率的影响； (2)分析比较第1、2、3次的实验数据可以判定，其它条件一定时，增大提升物体的重力，滑轮组的机械效率 （选填“变大”“不变”或“变小”）； (3)表格内的第4次实验数据是用图 （选填“甲”或“乙”） 所示的滑轮组测得的，应补充的数据是 （结果精确到0.1%）。 四、计算题 18．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。 19．一辆轿车在平直的高速公路上匀速行驶18km，轿车上的速度表如图所示，在此过程中 (1)轿车速度为多少km/h？合多少m/s？ (2)若轿车发动机的功率为40kW，则该车行驶中所受阻力多大？ (3)若轿车消耗汽油2.5kg，其发动机的效率多大？（） 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 《第九章机械和功课时练习----2024-2025学年北师大版物理八年级下学期》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B D B B C D B B C B 1．B 【详解】A．用力推车时，只有力没有移动距离，人对车没有做功。物体受力且在力的方向移动距离，才算做功，故A错误； B．足球在水平地面上滚动时，重力的方向竖直向下，足球没有重力的方向上通过一定的距离，重力没有对足球做功，故B正确； C．冰壶被掷出后在滑动过程中，不在受运动员的力，在滑动这个过程中运动员对冰壶没做功，故C错误； D．学生背着书包在水平路面上行走，背书包的力的方向是向上，书包没有在力的方向上移动距离，所以学生对书包没有做功，故D错误。 故选B。 2．D 【详解】A．第1次实验中斜面的机械效率为 故A正确，不符合题意； B．第3次实验的额外功为 故B正确，不符合题意； C．从表格中的数据可以看出，小明控制小车的重力、斜面高度相同，改变斜面的倾斜程度，通过计算斜面的机械效率，得出斜面的机械效率不同，说明小明正在探究斜面机械效率与斜面倾斜程度的关系，故C正确，不符合题意； D．盘山公路属于斜面，汽车方向盘、自行车脚踏板是轮轴，故D错误，符合题意。 故选D。 3．B 【详解】A．一名中学生的重力约为500N，故A不符合题意； B．中学生的体重在G=500N左右，对地面的压力 F=G=500N 双脚与地面的接触面积在 S=500cm2=0.05m2 左右，站立在水平地面上时对地面的压强为 故B符合题意； C．一本物理书重2.5N，课桌高度在0.8m左右，将一本掉在地上的物理书捡起放到课桌上所做的功约为 W=Gh=2.5N×0.8m=2J 故C不符合题意； D．人体的密度约等于水的密度，中学生的质量约为50kg，中学生的体积 故D不符合题意。 故选B。 4．B 【详解】由题意知承重绳子的股数是，自由端的拉力，物重，根据滑轮组承重绳子段数与绳端拉力的关系可得下式 根据上式可得 重物在内匀速提高了 ，故重物上升的速度 滑轮组承重绳子段数与自由端移动距离的关系可知 滑轮组承重绳子段数与自由端移动速度的关系可知 工人师傅拉绳子做的功为 提升重物所做的有用功为 机械效率为 故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 5．C 【详解】A．绳子对物体的拉力，木箱重力，，则该装置是一种省力机械，故A正确，不符合题意； B．有用功为 总功为 则斜面的机械效率为 故B正确，不符合题意； C．额外功为 则木箱与斜面之间的摩擦力为 故C错误，符合题意； D．如图，车子向右运动，木箱被提升，则若木箱从斜面顶端下滑，将会驱动引重车向左运动，故D正确，不符合题意。 故选C。 6．D 【详解】A．由图可知承担物重的绳子的股数n=3，因为不计绳重和摩擦，所以绳子自由端的拉力 故A错误； B．因为不计绳重和摩擦，所以滑轮组的机械效率 故B错误； C．绳子自由端移动的距离 绳子自由端移动的速度 故C错误； D．拉力做功的功率 故D正确。 故选D。 7．B 【详解】在杠杆中，力臂是指从支点到力的作用线的垂直距离。由图可知，F2与杠杆垂直，其力臂等于OA的长，F1、F3与杠杆不垂直，力臂小于OA的长，F4的作用线过支点，力臂为零，故F2的力臂最长。 故选B。 8．B 【详解】不计绳重和摩擦，从图中可以看出，甲图是有两段绳子在拉重物，乙图有三段绳子在拉重物，动滑轮重力和物体的重力相同，由可知F甲>F乙，所以两个滑轮组省力程度不同，根据 可知，两个滑轮组动滑轮重相同，物重相同，所以其机械效率相同。 故选B。 9．C 【详解】ABC．已知OA=OB，作用在A端的力F始终竖直向下，在将重物慢慢匀速提升到一定高度的过程中，由三角形相似可知，动力臂等于阻力臂，始终是等臂杠杆，由于物体的重力G不变，则F不变，故C正确，AB错误； D．若将拉力F换成重物G，动力和阻力相等，动力臂等于阻力臂，动力和动力臂的乘积等于阻力和阻力臂的乘积，此时杠杆平衡，故D错误。 故选C。 10．B 【详解】AB．当阻力和动力在同侧时，杠杆阻力向下，为使杠杆仍平衡在水平位置，动力方向需要向上，故A不符合题意，B符合题意； CD．当在C点挂4个钩码或在D点挂1个钩码时，根据杠杆平衡的条件可知，两边不相等，不平衡，故CD不符合题意。 故选B。 11． 2 省力 【详解】[1][2]由图可知，使用柠檬夹时，O点是支点，根据杠杆的平衡条件可得 则 由于动力臂大于阻力臂，动力小于阻力，所以它属于省力杠杆。 12． 右 右 C 【详解】（1）[1]杠杆向左倾斜，根据“左偏右调，右偏左调”的方法，可将右端的平衡螺母向右端调节，直到杠杆处于水平位置。 （2）[2]设一个钩码受重力为G，杠杆上一小格长度为l，根据杠杆平衡条件，左右两边各加一钩码，则两边力与力臂的乘积 故杠杆不再平衡，杠杆右端将下沉。 （3）[3]OB向下折30°角度后，左右两边物重不变，右边的力臂减小，为了使杠杆平衡，应增加右边的力臂长，当增加到②点处，此时的力臂恰好和原来OB未下折时的力臂相同，再次满足杠杆平衡条件。 故选C。 13． 轮轴 粗 斜面 密 【详解】[1][2]螺丝刀转动时相当于轮轴，螺丝刀的手柄越粗，相当于轮轴中的轮越大，所以手柄越粗越省力。 [3][4]螺丝钉的螺纹相当于斜面，螺丝钉的螺纹越密，相当于斜面越平缓，斜面越平缓越省力，所以螺纹越密越省力。 14．600J 【详解】此过程中人对行李车的拉力做的功 W=Fs=20N×30m=600J 15． 省力 125 远离 【详解】[1]根据杠杆原理，动力臂大于阻力臂的是省力杠杆。在此情境中，动力臂是AE，阻力臂是DC，因为，所以人体相当于一个省力杠杆。 [2]由图可知，设墙对人的推力F，以脚尖C为支点，人受到的重力，阻力臂 根据杠杆平衡条件可知，，因此 墙对人的推力与人对墙的推力是一对相互作用力，此时人对墙的推力为125N。 [3]根据杠杆平衡条件，要增加锻炼强度，就要增大人对墙的推力F，在重力G不变的情况下，当脚远离墙时，阻力臂变大，动力臂变小，则动力会变大，由此可知，推力F会增大。 16． 不变 【详解】（1）[1]实验中通过测量钩码移动的距离，用弹簧测力计测出拉力的大小，及绳子移动的距离，求出有用功和总功，从而求机械效率。所以该实验的原理是：。 （2）[2]由图示知，测力计的分度值为0.2N，则测力计示数为2.4N。滑轮组承重为3根绳子。该滑轮组的机械效率为 （3）[3]滑轮组的机械效率：，故若改变提升的高度，滑轮组的机械效率将不变。 17．(1) 匀速 错误 机械之间的摩擦力 (2)变大 (3) 乙 66.7% 【详解】（1）[1]为了使弹簧测力计的示数稳定，且便于读数，应缓慢竖直匀速拉动弹簧测力计，使钩码向上做匀速直线运动。 [2][3]若静止读数，没有测量出机械之间的摩擦力，拉力测量值偏小，故他的想法是错误的。 （2）分析1、2、3次实验的数据可知，其他因素相同时，钩码越重，滑轮组的机械效率越大，说明使用同一滑轮组提升重物时，重物重力越大，机械效率越大。 （3）[1]第4次实验中绳子自由端移动的距离s与物体被提升的高度h之间满足关系s=2h，故滑轮组承重绳子段数n=2，所以是图乙滑轮组测出的数据。 [2]第4次实验的机械效率为 18．(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 19．(1)90km/h，25m/s (2)1600N (3)25% 【详解】（1）如图，速度表指示的速度值为90km/h，合 轿车速度为90km/h，合25m/s。 （2）汽车的功率 汽车做匀速运动，汽车受到的阻力和牵引力是一对平衡力，该车行驶中所受阻力 （3）若轿车消耗汽油2.5kg，汽油产生的热量 轿车做的有用功 其发动机的效率 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 $$