第九章机械和功章末检测----2024-2025学年北师大版物理八年级下学期

第九章机械和功章末检测 一、单选题 1．关于杠杆，下列说法正确的是（　　） A．杠杆一定是一根直的硬棒 B．杠杆一端转动的点，叫做支点 C．力臂可能在杠杆上也可能不在杠杆上 D．杠杆上的动力一定与杠杆的阻力方向相反 2．使用杠杆、定滑轮、动滑轮等简单机械，将同一物体匀速提升相同的高度。若机械的摩擦和自重可以忽略不计，则下列说法正确的是（    ） A．因为使用定滑轮不省力，所以使用定滑轮比使用杠杆做功多 B．因为使用动滑轮要费距离，所以使用动滑轮比使用定滑轮做功多 C．因为使用动滑轮要费距离，所以使用动滑轮比使用杠杆做功多 D．使用每一种机械所做的功一样多 3．如图所示，小朋友借助滑轮轻轻一拉就能把“骨头”提高来引诱可爱的小狗，图中顶端的定滑轮的作用是（　　） A．既省力，也改变施力的方向 B．省力，但不改变施力的方向 C．不省力，但改变施力的方向 D．既不省力，也不改变施力的方向 4．李阿姨推一辆手推车遇到一台阶，小君看到后过来帮着推车的轮子。要想越过该台阶，小君从A、B、C三处施力推车轮子，方向如图所示，则（　　） A．在A点用力最小 B．在B点用力最小 C．在C点用力最小 D．在A、C点用力相同 5．用不可伸长的轻绳按图甲、乙两种方式将重力为10N的物体匀速提升10cm。下列说法正确的是（   ） A．一定为10N B．一定小于10N C．图甲中绳子自由端移动10cm D．图乙中绳子自由端移动5cm 6．为提高学生体质，很多城市把跳绳（如图所示）列入了初中体育学业水平测试项目。某初三学生重500N，每次跳起的高度为5cm，1min完成了180次跳绳，则该学生在1min做的功及功率分别为（　　） A．4500J；75W B．4500J；25W C．5000J；25W D．5000J；75W 7．有两台机器，甲的机械效率为90%，乙的机械效率为80%。下列说法正确的是（　　） A．甲做的有用功一定比乙做的有用功多 B．两台机器做的总功相等时，甲做的有用功一定比乙做的有用功多 C．甲一定比乙更省力 D．甲做的功一定比乙做的功多 8．如图所示，用撬棒撬一块大石块，两次作用在A点的力分别为F1、F2，已知OA>OB，下列说法中错误的是（　　） A．O是支点 B．作用在A点的力F1<F2 C．使用该杠杆可能省力 D．作用在A点的力F1>F2 9．一个小球从A点由静止开始下落，速度越来越大，相继经过B、C两点，如图所示。若A、B两点间的距离等于B、C两点间的距离，则下列说法中正确的是（　　） A．小球在下落过程中受力平衡 B．小球在下落过程中重力做功 C．小球所受的重力在AB段做的功小于在BC段做的功 D．小球所受的重力在AB段做功的功率大于在BC段做功的功率 10．如图所示，用甲、乙两个相同的滑轮组（绕线方式不同），在相同时间内分别将同一物体匀速提升相同高度，不计绳重及摩擦，则下列说法正确的是（　　） A．绳端的拉力： B．绳子自由端移动距离： C．拉力做的功： D．绳子拉力的功率： 二、填空题 11．有两个形状、大小相同的铁桶和塑料桶，用它们分别从井里提起满满一桶水到井口。则人用铁桶提水时所做的有用功 用塑料桶提水时所做的有用功，人用铁桶提水时所做的额外功 用塑料桶提水时所做的额外功。（均选填“大于”“小于”或“等于”） 12．如图甲是同学们常用的燕尾夹，AB=BC，当用力摁住C点打开该夹子时，此时夹子可近似看作 （省力/费力/等臂）杠杆。如图乙所示，手柄 （粗/细）一些的螺    丝刀用起来更省力；螺纹 （密/稀）一些的螺丝钉拧起来更省力。 13．如图所示，质量为60kg的人，站在质量为30kg的吊篮内，其中每个滑轮重100N，不计绳重和摩擦。他至少用 N的拉力拉住绳子，才能使自己和吊篮在空中保持静止状态，此时吊篮底面对他的支持力为 N。 14．如图所示，是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图，已知井深10m，汽车重G车=3×104N，汽车匀速拉绳子时的拉力F=2×103N，汽车受到的阻力为车重的0.05倍。若汽车运动的速度为1.2m/s，则将物体由井底拉至井口，需要的时间为 s，汽车的牵引力是 N，将物体由井底拉至井口，汽车的牵引力做的功是 J。 15．如图所示，重100N的物体A在水平拉力F的作用下10s内匀速运动了1m，弹簧测力计的示数为20N，滑轮组的机械效率为80%。则拉力F做功的功率是 W，物体A受到的摩擦力是 N。（不计绳重和滑轮重） 三、作图题 16．如图所示为钓鱼竿钓鱼的示意图，O为支点，F1表示手对钓鱼竿的作用力，作出动力臂和阻力臂。 四、实验题 17．小明在“研究杠杆平衡条件”的实验中所用的实验器材有刻度均匀的杠杆、铁架台、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的0.5N重的钩码若干个； (1)如图A所示，实验前，杠杆左端下沉，则应将左端的平衡螺母向 （选填“左”或“右”）调节，直到杠杆在 位置平衡，目的是便于测量 ，支点选在杠杆的中点是为了消除杠杆 对平衡的影响； (2)小明同学所在实验小组完成某次操作后，实验现象如图B所示，他们记录的数据为动力F1=1.5N，动力臂l1=0.1m，阻力F2=1N，则阻力臂l2= m； (3)甲同学测出了一组数据后就得出了“动力×动力臂=阻力×阻力臂”的结论，乙同学认为他的做法不合理，理由是 。 18．某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如下表所示，实验装置如图所示。 实验次数物理量 l 2 3 钩码重G/N 4 4 6 钩码上升高度h/m 0.1 0.1 0.1 绳端拉力F/N 1.8 1.6 2.4 绳端移动距离s/m 0.3 0.4 机械效率η 74.1% 62.5% (1)实验中应沿竖直方向 拉动弹簧测力计，使钩码上升； (2)分析表中数据，可得第1次实验的s1= h1，这是用 （选填“甲”或“乙”）图所示装置做的实验； (3)比较第1次实验和第2次实验的数据可得：两次实验提升的重物G1 G2（选填“＞”，“＜”或“=”），机械效率η1 η2（选填“＞”，“＜”或“=”）； (4)小组同学再用第1次实验使用的装置做第3次实验，表中第3次实验中空缺的数据应为：绳端移动距离s3= m，机械效率η3= 。 五、计算题 19．因为杠杆在使用时的摩擦非常小，所以杠杆是一种机械效率非常高的简单机械。如图所示，大石块重720N。 (1)若手对杠杆向下的力为200N，则杠杆的动力臂与阻力臂的比值为多少? (2)若用一根机械效率为90%的杠杆将该石块提升5cm，则有用功为多少?需要做多少总功? 20．如图，用滑轮组将重为100N的重物匀速提升2m时，绳端的拉力为40N，动滑轮的质量为1kg，g取10N/kg。计算： （1）提升重物做的有用功； （2）滑轮组的机械效率； （3）克服摩擦和绳重所做的功。 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 《第九章机械和功章末检测----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 C D C C C A B B B C 1．C 【详解】A．杠杆是能够绕着固定点转动的硬棒，杠杆不一定是直的，也可能是弯曲的，故A错误； B．杠杆绕着固定点转动的固定点，称为杠杆的支点，故B错误； C．力臂是过支点做力作用线的垂线段，因此可能不在杠杆上，故C正确； D．若动力与阻力不在支点的同一侧，为使杠杆平衡，动力和阻力方向相同，故D错误。 故选C。 2．D 【详解】将同一物体匀速提升相同的高度，不用机械时做的功为W=Gh，若机械的摩擦和自重可以忽略不计，则使用机械时做的功都等于不用机械时做的功，即使用每一种机械所做的功一样多。故ABC错误，D正确。 故选D。 3．C 【详解】定滑轮是等臂杠杆，不能省力，但改变施力的方向，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 4．C 【详解】轮子和障碍物的交点为支点，动力最小即动力臂最大，C点距离支点最远，所以C点用力最小。 故选C。 5．C 【详解】A．由图可知，甲滑轮是定滑轮，若不计绳重和摩擦，拉力等于物体的重力，即 而实际上绳重和摩擦是存在的，所以拉力可以大于10N，故A错误； B．乙滑轮是动滑轮，假设乙滑轮重10N，若不计绳重和摩擦，拉力等于物体和动滑轮总重力的一半，即 而实际上绳重和摩擦是存在的，所以拉力大于10N，故B错误； C．由于甲是定滑轮，绳长不可伸长的情况下，绳端移动的距离跟物体上升的距离是一样的，都是10cm，故C正确； D．由于乙是动滑轮，绳长不可伸长的情况下，绳数n=2，绳端移动的距离是物体上升的距离的2倍，即为20cm，故D错误。 故选C。 6．A 【详解】学生每次跳起克服重力所做的功 1min做的功 功率 故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 7．B 【详解】A．机械效率是指有用功与总功的比值，它反映了机械在做功时有用功占总功的比例。这个选项没有给出总功的信息，因此无法比较两台机器做的有用功。故A错误； B．当两台机器的总功相等时，由于甲的机械效率高于乙，根据机械效率的定义，甲的有用功在总功中占的比例更高，因此甲做的有用功一定比乙多。故B正确； C．机械效率与机械是否省力无关。机械效率只反映有用功在总功中的比例，而不反映机械操作的难易程度或省力程度。故C错误； D．机械效率的高低不能直接决定做功的多少。故D错误。 故选B。 8．B 【详解】A．图中，在使用撬棒时，绕固定点O转动，O为支点，故A正确，不符合题意； BD．图中，F2的力臂大于F1的力臂，而阻力、阻力臂不变，由杠杆平衡条件可知 故B错误，符合题意，D正确，不符合题意； C．图中，O为支点，大石块的重力为阻力，因动力的方向不确定，当动力与杠杆的夹角较小时，动力臂可能小于阻力臂，由杠杆平衡条件可知，此时动力大于阻力，为费力杠杆；当动力臂大于阻力臂时，由杠杆平衡条件可知，动力小于阻力，为省力杠杆，因此使用该杠杆可能省力，故C正确，不符合题意。 故选B。 9．B 【详解】A．小球在下落过程中，速度越来越大，其运动状态发生改变，受力不平衡，故A错误； B．小球在下落过程中受到重力作用，且在重力方向上有距离，故重力做功，故B正确； C．根据功的计算公式W=Fs，小球所受的重力不变，移动的距离相等，故重力在AB段做的功等于在BC段做的功，故C错误； D．根据公式，小球所受的重力在AB段做功等于在BC段做的功，但在BC段的时间小，故重力在AB段的功率小于在BC段做功的功率，故D错误。 故选B。 10．C 【详解】A．不计绳重及摩擦，根据，由图可知，甲滑轮组绳子的段数，乙滑轮组绳子的段数，则绳端的拉力分别为，，所以绳端的拉力，故A错误； B．由s=nh可得，绳子自由端移动的距离分别为s1=2h，s2=3h，所以绳子自由端移动距离，故B错误； C．因为不计绳重及摩擦，动滑轮重相同，提升的物体重和高度相同，由、可知，利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同，而总功，所以拉力做的总功相同，即，故C正确。 D．因为拉力做的总功相同，所用时间相同，根据可知，绳子拉力的功率，故D错误。 故选C。 11． 等于 大于 【详解】[1]有用功是指为了达到目的而必须做的功。由于铁桶和塑料桶的形状、大小相同，且都装满了水，所以它们提上来的水的质量是相等的。又因为它们都是把一桶水提到井口，上升的高度也相同，根据功的计算公式可知，它们所做的有用功是相等的。 [2]额外功是指并非需要但又不得不做的功。在提水过程中，额外功主要来自于提起桶本身所做的功。由于铁的密度大于塑料的密度，且铁桶和塑料桶的体积相同，所以铁桶的质量大于塑料桶的质量。因此，在提起铁桶时，克服铁桶的重力做的额外功更多。 12． 等臂 粗 密 【详解】[1]由图甲知，用力摁住C点打开夹子时，AC是绕着B点转动的，C点受到的力是动力，A点受到的力是阻力，所以支点是B点。由题意知，AB=BC，即动力臂等于阻力臂，所以是等臂杠杆。 [2]如图乙知，螺丝刀在作用时相当于轮轴，手柄相当于动力臂，作用在手柄上的力是动力，据杠杆的平衡条件知，在阻力和阻力臂不变时，使用手柄粗一些的螺丝刀，相当于增大动力臂，可以减少动力，即更省力。 [3]螺丝钉的螺纹的作用相当于斜面，螺纹密一些的螺丝钉，相当于在斜面的高度不变时，增大斜面的长度，起到省力的作用。 13． 200 400 【详解】[1]如图： 由滑轮的特点可知，F1＝F2，且 F3＝F定+F1+F2 人和吊篮的总质量 m＝60kg+30kg＝90kg 人和吊篮受到的重力 G＝mg＝90kg×10N/kg＝900N 对整体分析 2F3＝G+F动 则 F3＝F动+F1+F2＝F动+2F1 则 F1＝F2＝200N [2]对人进行受力分析可知，此时人共受到重力、拉力和吊篮底面对他的支持力三个力的作用，根据力的平衡可得，吊篮底面对他的支持力 FN＝G﹣F2＝600N﹣200N＝400N 14． 25 3500 1.05×105 【详解】（1）[1]由图可知，滑轮组中由3段绳子承担重物，物体运动的速度 由得，物体由井底拉至井口需要的时间 （2）[2]由题意可得，汽车受到的阻力为 f=0.05G车=0.05×3×104N=1500N 汽车匀速直线运动，受到平衡力作用，汽车受到向右的牵引力、绳向左的拉力F和向左的阻力f作用；由力的平衡条件可得，牵引力 F牵=F+f=2×103N+1500N=3500N （3）[3]汽车运动的距离 s车=s绳=3h=3×10m=30m 牵引力做功为 W牵=F牵s车=3500N×30m=1.05×105J 15． 4 32 【详解】[1]不计绳重和滑轮重，由图可知，滑轮组的动滑轮绕绳子的段数n=2，绳子自由端移动的距离s绳=2s物=2×1m=2m 弹簧测力计的示数为20N，拉力就是20N，拉力做功为W总=Fs绳=20N×2m=40J 拉力做功的功率 [2]由 得到物体与地面间的滑动摩擦力f=η×2F=80%×2×20N=32N 16． 【详解】力臂是支点到力的作用线的距离，过O点做力F1的作用线的垂线段为动力臂l1；过O点做阻力F2的作用线的垂线段为阻力臂l2，如图 17．(1) 右 水平 力臂 自重 (2)0.15 (3)见解析 【详解】（1）[1]如图A所示，实验前，杠杆左端下沉，左端上翘，则应将左端的平衡螺母向上翘的右端调节。 [2][3][4]实验前，需要将杠杆调节到水平位置平衡，作用在杠杆上的动力和阻力是竖直向下的，力臂是支点到力的作用线的距离，这样力臂刚好位于杠杆上，可以直接测量力臂的长度。支点选在杠杆的中心是为了消除杠杆自重对实验的影响。 （2）根据杠杆平衡原理可知，阻力臂为 （3）一组实验数据太少，结论具有偶然性，不具有普遍性。 18．(1)匀速 (2) 3 甲 (3) = > (4) 0.3 83.3% 【详解】（1）[1]实验中应沿竖直方向“匀速”拉动弹簧测力计，使装置处于平衡状态，受到平衡力的作用。 （2）[1][2]代入数据，由表中数据可得，第1次实验的绳端移动距离为 s1=3h1 由 s=nh 可知，动滑轮上有n股绳子承担物重，即 n=3 由图甲可知，图中动滑轮上由三股承担物重，说明实验用的是图甲所示装置做的实验。 （3）[1]由表中数据可知，第1次实验和第2次实验提升的钩码重力相等，即 G1=G2 [2]由图可知，第2次使用了两个动滑轮，第1次使用了一个动滑轮，根据表中数据，第2次的机械效率低于第1次的机械效率，故使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮的个数越多（动滑轮的质量越大），滑轮组的机械效率越低，即 η1>η2 （4）[1]由图甲可知，动滑轮由3段绳子承重，则第3次实验中绳端移动距离 s3=3h=3×0.1m=0.3m [2]第3次实验的机械效率为 19．(1) (2)36J，40J 【详解】（1）由题知，杠杆受到的阻力为N 动力N，由杠杆的平衡条件可得，杠杆的动力臂与阻力臂的比值 （2）使用杠杆做的有用功为 由得，使用杠杆做的总功为 20．（1）200J；（2）83.3%；（3）20J 【详解】解：（1）提升物体所做的有用功 W有=Gh=100N×2m=200J （2）由图可知与动滑轮相连的绳子股数为3，所以绳子自由端移动的距离为物体上升高度的3倍，则总功 W总=Fs=40N×2×3m=240J 所以效率 （3）额外功包括克服摩擦和绳重所做的功以及克服动滑轮的重力所做的功，而额外功 W额=W总-W有=240J-200J=40J 克服动滑轮重力所做的功 W轮=G轮h=m轮gh=1kg×10N/kg×2m=20J 克服摩擦和绳重所做的功 W=W额-W轮=40J-20J=20J 答：（1）提升重物做的有用功为200J； （2）滑轮组的机械效率为83.3%； （3）克服摩擦和绳重所做的功为20J。 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 $$