第九章 机械和功 同步习题- 2024-2025学年北师大版（2024）物理八年级下册

第九章 机械和功 同步习题 2024-2025学年北师大版（2024）物理八年级下册 一、单选题 1．如图所示的工具中，属于费力杠杆的是（　　） A．瓶起子 B．天平 C．镊子 D．汽车方向盘 2．做同样的有用功，甲、乙柴油机用时和消耗柴油对比如下，下列说法正确的是（　　） 柴油机 完成工作量 时间 消耗柴油 甲 相同 3h 5kg 乙 2h 6kg A．甲的功率较大，热机效率较低 B．甲的功率较大，热机效率较高 C．乙的功率较大，热机效率较高 D．乙的功率较大，热机效率较低 3．甲、乙两台机器都正常工作时，甲的功率大于乙的功率。以下判断正确的是（　　） A．甲做的功一定比乙多 B．乙做功所花的时间一定比甲多 C．甲做功一定比乙快 D．相同时间内，乙做功比甲多 4．如图所示，一根重木棒在保持水平方向的动力F的作用下以O点为轴，由竖直位置逆时针匀速转到水平位置的过程中，若动力臂为L，动力与动力臂的乘积为M，则（　　） A．F增大，L增大，M增大 B．F增大，L减小，M减小 C．F增大，L减小，M增大 D．F减小，L增大，M增大 5．在探究“阻力对物体运动的影响”实验中，实验装置如图所示，下列说法中错误的是（　　） A．小车运动距离远，表明阻力对物体运动影响小 B．实验中要控制小车每次到达斜面底端时速度相同 C．小车在毛巾、棉布、木板表面运动时阻力做的功不同 D．小车在毛巾表面运动时阻力做功的功率最大 6．如图所示是一根“工”字型杠杆，已知上下、左右相邻的悬挂点位间的距离相等，每个钩码重0.5N，此时在已调节水平平衡的杠杆左侧挂上4个钩码，右侧用弹簧测力计竖直向下拉，使杠杆刚好处于水平平衡状态，以下说法正确的是（不计弹簧测力计自重）（　　） A．此时弹簧测力计的示数为2N B．将左侧钩码减少1个并向左移一格，弹簧测力计的示数不变 C．只将右侧弹簧测力计的悬挂点下移一格，弹簧测力计的示数不变 D．只将弹簧测力计按如图所示方向转动30度，弹簧测力计的示数变小 7．如图所示的是小华在劳动教育实践活动中体验中国传统农耕“舂稻谷”的示意图。若要使小华更省力，下列方法可行的是（　　） A．小华原地不动 B．小华将脚向前移动 C．将支点向右移动 D．将支点向左移动 8．小明正在做“引体向上”。他先用两手握住单杠，两脚离地，两臂及身体自然下垂，然后缓缓曲肘，将身体向上拉起，直到他的下巴超过单杠（如图所示）。在这个过程中，小明做功的大小最接近（　　） A．100J B．250J C．400J D．550J 二、填空题 9．将钉子敲入木板时，敲击钉子的力有时会偏离钉子的轴线方向，可能会导致它被敲弯。若偏离的方向是图中的箭头方向，那么在敲击过程中，L较 时钉子更容易弯曲，因为此时对应的力臂较 ，使钉子弯曲的作用较大。 10．如图所示，用手提起重物，从生物学的角度来看，可认为桡骨在肱二头肌的牵引下绕着肘关节转动。从物理学的角度来看，这可以简化为一种简单机械模型。图中 部位是支点，此模型属于 （选填“省力”或“费力”）杠杆。 11．用图示的滑轮组将重物竖直向上匀速提升0.3m，拉力F的大小为3N，若该过程中滑轮组的机械效率为80%，则重物的重力为 N。    12．某老旧小区改造工地，工人用起重机将重的施工材料匀速吊上6m高的工作台，用时10s。起重机对施工材料做功 J，做功的功率是 W。 13．《墨经》是中国战国后期墨家著作，其中记载了对力的认识——“力，形之所以奋也”，最早记述了秤的杠杆原理，论述了小孔成像，还记载了一种斜面引重车等，请回答下面相关问题。 (1)“力，形之所以奋也”的意思是：力是有形之物开始和加快运动的原因所在，这表明力有改变物体 的效果。英国物理学家 总结前人经验得出：一切物体在没有受到外力作用的时候，总保持静止或匀速直线运动状态； (2)《墨经》中记载的秤的杠杆原理如图甲所示，“标”“本”对应物理学中杠杆的 ；当“权”需向A点移动才能平衡时，说明“重”的质量 （选填“增大”或“减小”）了；若把提纽的位置改到更靠近B点，秤的量程将 （选填“增大”或“减小”），若“权”发生磨损，则测得的物重偏 （选填“大”或“小”）； (3)早在两千多年前，我国古代思想家 就在《墨经》中论述了小孔成像等光学现象，小明将易拉罐的上部剪去并蒙上一张半透明纸，在罐的底部开一个小孔，用它做小孔成像实验，如图乙所示，半透明纸上得到的是烛焰倒立的 （选填“虚像”或“实像”）； (4)斜面引重车如图丙所示，系紧在后轮轴上的绳索，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的木箱从斜面底端匀速拉到顶端，已知斜面长，高，后轮轴施加在绳子上的力为（不计绳重、滑轮与绳间的摩擦），则该斜面的机械效率为 ，此木箱与斜面之间的摩擦力是 N；经实际测量，发现人施加在车上的推力比绳子上的拉力小很多，说明车子后轮是一种 （选填“省力”“费力”）机械。 14．若满载时“福建舰”排水量为8万吨，匀速直线航行受到的阻力是自身总重力的0.01倍，则当它以72km/h的速度沿水平方向匀速航行1h，受到的阻力为 N，牵引力所做的功为 J，牵引力的功率为 W。（g取10N/kg） 三、实验题 15．如图，某实验小组的同学们在探究“斜面的机械效率”实验时，用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块，收集了下表的实验数据。 （1）第1次实验中，木块所受摩擦力为 N；（计算结果保留1位小数） （2）分析表中的数据可得出：在其他条件一定时，斜面越缓，越 （选填“省”或“费”）力；斜面越陡，机械效率越 （选填“高”或“低”）； 实验次数 斜面的倾斜程度 物块重力G/N 斜面高度h/m 拉力F/N 斜面长度s/m 机械效率η 1 较缓 5 0.2 2.4 1 41.7% 2 较陡 5 0.5 3.2 1 78.1% 3 最陡 5 0.7 4.3 1 81.4% （3）该小组又进行了第4次实验，他们在斜面上铺上棉布，使斜面变粗糙，保持斜面高和长分别是0.5m和0.1m，用弹簧测力计拉动同一物块沿斜面向上做匀速直线运动，读出此时弹簧测力计的示数为4N，他们测得这种情况下，斜面的机械效率为 ；把第4次与第 次测量结果相比较，还能得出：在其他条件一定时，斜面越粗糙，斜面的机械效率越低。 16．小明同学在调节杠杆水平位置平衡时，发现杠杆的右端翘起，如图所示。此时，他可以调节右端的螺母， 使它向 （选填“左”或“右”）移动，使杠杆在 位置平衡。操作时，把钩码分别挂在杠杆的两侧，改变钩码的 或钩码在杠杆上的 ，使杠杆在水平位置平衡，目的是 。 17．小明发现公共场所为残障人士设计的无障碍通道是斜面，且不同的斜面通道的倾斜程度有所不同，这引发了小明对斜面的兴趣。他想了解斜面的机械效率是否与倾斜程度有关，便与实验小组的小伙伴们用上图所示的装置进行实验探究。 (1)测量斜面的机械效率，需要的测量工具是 、 。 (2)请将设计的实验数据记录表格画在下方虚线框中。 (3)准备动手实验时，有小伙伴提出，斜面的机械效率还可能跟斜面的粗糙程度有关。则他们要探究斜面的机械效率是否与倾斜程度有关时，应当保持 不变，这里采用的科学研究方法是 。 (4)某次实验测得物重，斜面长、高，若机械效率，则物体在斜面上受到的摩擦力为 N。 四、科普阅读题 18．请阅读《太空快递员》并回答下列各题。 太空快递员 2017年4月20日，天舟一号货运飞船成功进入预定轨道，太阳能帆板展开正常，发射获得圆满成功。因为天舟一号“只运货，不送人”，被人们形象地称为“太空快递员”。天舟一号外观如图所示，部分参数见下表： “天舟一号”部分参数 全长 10.6m 最大直径 3.35m 太阳电池翼展开后最大宽度 14.9m 起飞质量 13.5t 最大上行货物运载量 6.5t 最大推进剂补加量 2t 在近地轨道运行的航天器会由于空气阻力而“掉高度”，为了维持高度，就需要火箭发动机适时启动以保持轨道高度，但是其携带的燃料是有限的，这就对被称为“太空加油”的在轨推进剂补加技术提出了需求。此次天舟一号的一个重要使命就是验证该项技术。此次天舟一号的目标飞行器是天宫二号，为了给天宫二号补给物资，天舟一号必须首先和天宫二号交会对接。早在2011年11月3日，天宫一号目标飞行器就已与神舟八号飞船顺利完成我国的首次交会对接。天舟一号将首次使用我国航天人研发的快速自主交会对接技术。交会对接完毕后，天舟一号就可以向天宫二号补给物资以及为天宫二号“太空加油”。别小看这次的“太空加油”，它是天舟一号和天宫二号在高速飞行中对接锁紧、确保补加装置和管路气密性好的前提下进行，其过程要比汽车加油复杂得多，分为29个步骤，每步都需要精细控制。首先，天宫二号的压气机将手风琴状的膜盒贮箱中的气体压回气瓶，使天宫二号的燃料贮箱的气压低于天舟一号的燃料贮箱的气压；随后，接通天舟一号和天宫二号贮箱，使推进剂自动从天舟一号贮箱“流入”天宫二号贮箱，当两侧贮箱的气压相等时，加注工作完成．目前，我国成为继俄罗斯和美国之后第三个掌握在轨推进剂补加技术的国家。天舟一号任务的圆满成功，标志着我国载人航天工程第二步胜利完成，也正式宣告中国航天迈进“空间站时代”。 请根据上述材料，回答下列问题： （1）“太空加油”时，天舟一号相对于天宫二号是 的；（选填“静止”或“运动”） （2）“太空加油”时，推进剂自动从天舟一号贮箱“流入”天宫二号贮箱的条件是：天宫二号燃料贮箱的气压 天舟一号燃料贮箱的气压；（选填“高于”或“低于”） （3）欧洲太空局ATV货运飞船最大上行货运能力约7.7t物资，它的起飞质量约为21t。借鉴所学机械效率概念，请你通过计算比较天舟一号与欧洲太空局ATV货运飞船哪个运载效率高 。 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 《2025年3月15日初中物理作业》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 C D C C C C D B 1．C 【详解】A．瓶盖起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A不符合题意； B．天平在使用过程中，动力臂等于阻力臂，既不是省力杠杆也不是费力杠杆，故B不符合题意； C．镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故C符合题意； D．汽车方向盘属于轮轴，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C。 2．D 【详解】由可得，甲、乙两台柴油机完成工作量相同，甲所用的时间大于乙所用的时间，所以P甲＜P乙。 甲、乙两台热机消耗的总能量分别为 由于m甲＜m乙，所以W甲＜W乙；利用能量的利用效率的计算公式可知，在有用功相同的情况下，消耗的总能量越少，效率就越高，所以乙柴油机的效率低。故D正确。 故选D。 3．C 【详解】功率是表示做功快慢的物理量，功率大说明做功快，或者是相同的时间内做功多，而不能说明做功或时间的多和少，故C正确，ABD错误。 故选C。 4．C 【详解】由图知道，l为动力臂，L为阻力臂由杠杆的平衡条件知道 Fl=GL 以O点为轴，由竖直位置逆时针匀速转到水平位置的过程中l不断变小，L逐渐增大，G不变；由于杠杆匀速转动，处于动态平衡；在公式 Fl=GL 中，G不变，L增大，则GL、Fl都增大；又知：l不断变小，而Fl不断增大，所以F逐渐增大；由以上分析知道，动力F增大，动力臂l减小，动力臂和动力的乘积M=Fl增大，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 5．C 【详解】A．阻力较小时，小车可以运动的更远，阻力较大时小车运动的距离小，故小车运动距离远时阻力对物体运动的影响小，故A正确，不符合题意； B．根据控制变量法，实验中要使小车在水平面运动时只有阻力大小不同，故每次都要控制小车到达斜面低端时速度相同，故B正确，不符合题意； C．小车从斜面知水平面时因小车的质量和速度相同，则三次实验中小车的机械能相同，最终停止时是阻力做功等于到水平面时的机械能，故C错误，符合题意； D．小车在毛巾表面运动的时间最短，且阻力做功一样，由可知时间小功率大，故D正确，不符合题意。 故选C。 6．C 【详解】A．根据杠杆平衡可得 则弹簧测力计的示数为 故A不符合题意； B．将左侧钩码减少1个并向左移一格，此时根据杠杆平衡条件可知 若使杠杆仍保持水平方向平衡，弹簧测力计的示数一定变化，故B不符合题意； C．只将右侧弹簧测力计的悬挂点下移一格，此时阻力、阻力臂及动力臂均不变，根据杠杆平衡条件可知弹簧测力计的示数不变，故C符合题意； D．只将弹簧测力计按如图所示方向转动30度，此时阻力、阻力臂不变，动力臂变小，则弹簧测力计的示数变大，故D不符合题意。 故选C。 7．D 【详解】A．小华原地不动，阻力、阻力臂、动力臂不变，根据杠杆的平衡条件 可知，动力不变，故A不符合题意； B．小华将脚向前移动，动力臂减小，阻力、阻力臂不变，根据杠杆的平衡条件 可知，动力变大，故B不符合题意； C．将支点向右移动，脚在杆上的位置不动，此时阻力不变，阻力臂变大，动力臂变小，根据杠杆的平衡条件 可知，动力变大，故C不符合题意； D．将支点向左移动远离小华，阻力不变，阻力臂减小，动力臂增大，由杠杆平衡条件 可知，动力变小，更省力，故D符合题意。 故选D。 8．B 【详解】中学生的体重大约为500N，由图知引体向上上升的高度大约是胳膊的长度0.5m，所以在这个过程中，小明做功约为 故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 9． 大 大 【详解】[1][2]由图像，钉子向左弯曲，L为钉子长度，L较大时，用相同的不沿轴线方向的力敲击时，这个敲击力的力臂会较大，产生的力矩较大即使钉子弯曲的作用较大。 10． 肘关节 费力 【详解】[1]用手提起重物时，前臂围绕肘关节转动，因此支点在肘关节处。 [2]用手提起物体时，人的前臂相当于一个杠杆，肱二头肌给桡骨的力是动力，物体给前臂的力是阻力，用手向上提物体时，动力臂小于阻力臂，因此前臂是一根费力杠杆。 11．7.2 【详解】由图可知，有效绳子的段数n=3，因为 所以 12． 【详解】[1]起重机对施工材料做的功 起重机做功的功率 13．(1) 运动状态 牛顿 (2) 力臂 增大 增大 大 (3) 墨子 实像 (4) 80 200 省力 【详解】（1）[1]力是有形之物开始和加快运动的原因所在，这表明力有改变物体运动状态的效果。 [2]英国物理学家牛顿总结前人经验得出：一切物体在没有受到外力作用的时候，总保持静止或匀速直线运动状态，即牛顿第一定律。 （2）[1]支点到力的作用线的垂线段即为力臂，“标”和“本”对应物理学中杠杆的力臂。 [2]根据杠杆平衡条件则有 权×标=重×本 所以当“权”需向A点移动才能平衡时，标变大，则说明“重”的质量增大。 [3]若把提纽的位置改到更靠近B点，本变小，标最大时，对应的重变大，则秤的量程将增大。 [4]若“权”发生磨损，对应的标变大，则测得的物重偏大。 （3）[1][2]早在两千多年前，我国古代思想家墨子就在《墨经》中论述了小孔成像等光学现象，小孔成像是由于光沿直线传播形成的，成倒立的实像。 （4）[1]拉力做的有用功为 W有用＝Gh＝2000N×0.8m＝1600J 拉力做的总功为 W总＝Fs＝1000N×2m＝2000J 斜面的机械效率为 [2]克服木箱在斜板上受到摩擦力做的额外功为 W额＝W总﹣W有用＝2000J﹣1600J＝400J 由W额＝fs可得，木箱与斜板之间的摩擦力为 [3]车子后轮在该装置中是一个轮轴，人施加在车上的推力作用在轮上，绳子上的拉力作用在轴上，并且施加在车上的推力小于绳子上的拉力，可见车子后轮是一种省力机械。 14． 【详解】[1]满载时“福建舰”排水量为8万吨，处于漂浮状态，受到的浮力等于重力，由阿基米德原理可知，“福建舰”受到的浮力等于排开水的重力，则 “福建舰”受到的阻力为 [2]“福建舰”匀速直线航行时，处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，两个力大小相等，则牵引力所做的功为 [3]牵引力的功率为 15． 1.4 省 高 62.5% 2 【详解】（1）[1]由第1次实验的数据可知，沿斜面拉木块做的有用功 拉力做的总功 则额外功 由得，木块所受摩擦力 （2）[2]由记录的数据可以看出，斜面的倾斜程度越缓时，沿斜面的拉力F越小，则斜面越省力。 [3]由记录的数据可以看出，斜面倾斜程度越陡时，斜面的机械效率越高。 （3）[4]物体重 提升高度 克服物块重力做的有用功为 拉力 拉力移动的距离 拉力做的总功为 则斜面的机械效率为 [5]要探究机械效率与斜面粗糙程度关系，必须保证斜面倾斜程度和长度相同的情况下（即高度相同，斜面长度相同），第4次和第2次斜面的长度和高度相同，从数值上可以看出，在其他条件一定时，斜面越粗糙，机械效率越小。 16． 右 水平 数量 位置 便于测量力臂 【详解】[1][2]杠杆左低右高，需要把杠杆两侧的平衡螺母向右调节，直到杠杆在水平位置保持平衡。 [3][4]为避免偶然因素的影响，使结论具有普遍性，应改变动力和阻力大小及力臂的大小，进行多次实验，改变力的大小是通过改变钩码的数量实现的，改变力臂长度是通过改变钩码在杠杆上悬挂的位置实现的。 [5]使杠杆在水平位置平衡，力臂的大小就可以通过杠杆上的刻度测量出来，即便于测量力臂。 17．(1) 弹簧测力计 刻度尺 (2) 实验次序 斜面的倾斜程度 物体重力 拉力 斜面高度 斜面长度 有用功 总功 机械效率 1 2 3 (3) 斜面的粗糙程度 控制变量法 (4)0.2 【详解】（1）[1][2]本实验根据测量斜面的机械效率，需要用弹簧测力计测量F和G，用刻度尺测量h和s，因此需要的测量工具是弹簧测力计和刻度尺。 （2）本实验探究斜面的机械效率是否与倾斜程度有关，因此要改变斜面的倾斜程度，所以记录的数据有斜面的倾斜程度，物体的重力，斜面的高度，斜面的长度，拉力，算出有用功和总功，算出机械效率，实验表格如下： 实验次序 斜面的倾斜程度 物体重力 拉力 斜面高度 斜面长度 有用功 总功 机械效率 1 2 3 （3）[1][2]猜想斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和斜面的粗糙程度有关，探究时应采用控制变量法，探究斜面的机械效率是否与倾斜程度有关时，应当保持斜面的粗糙程度不变。 （4）有用功为 总功为 额外功为 物体在斜面上受到的摩擦力为 18． 静止 低于 天舟一号的运载效率高 【详解】（1）[1]根据短文知道，当“太空加油”时，天舟一号与天宫二号的位置关系没有发生变化，所以天舟一号相对于天宫二号是静止的。 （2）[2]由题知道，“太空加油”时的步骤是：首先，天宫二号的压气机将手风琴状的膜盒贮箱中的气体压回气瓶，使天宫二号的燃料贮箱的气压低于天舟一号的燃料贮箱的气压；随后，接通天舟一号和天宫二号贮箱，使推进剂自动从天舟一号贮箱“流入”天宫二号贮箱，当两侧贮箱的气压相等时，加注工作完成。 （3）[3]根据机械效率是指有用功与总功的比值知道，货运飞船的运载效率可以是 所以天舟一号的运载效率是 ATV的运载效率 因为η1＞η2，所以天舟一号的运载效率高。 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 $$