第九章 机械和功 期末复习练习 2024-2025学年北师大版物理八年级下册

第九章 机械和功 期末复习练习 2024-2025学年北师大版物理八年级下册 一、单选题 1．如图所示，下列工具的使用中，属于省力杠杆的是（　　） A．镊子 B．独轮车 C．钓鱼竿 D．船桨 2．如图所示，弹簧测力计A、B和滑轮组组成的装置中，若拉绳的力为F，不计绳重、滑轮重及摩擦，则两弹簧测力计的示数为（　　）    A． B． C． D． 3．下图为“观察滑轮的使用”实验，每个钩码所受的重力为2N，动滑轮所受的重力为2N，钩码匀速竖直向上运动时弹簧测力计的示数最符合实际的是（    ） A．1.5N B．2N C．3.2N D．6.4N 4．如图甲所示，重8N的铁块吸附在竖直放置且足够长的磁性平板上，在竖直向上拉力F的作用下铁块沿直线竖直向上运动。铁块运动过程中速度v的大小随时间t变化的图像如图乙所示。若铁块受到的摩擦力为2N，下列说法错误的是（    ） A．在0-2s内铁块做匀速运动 B．在2-6s内铁块经过的路程为12m C．在2-6s内拉力F做的功为120J D．在2-6s内拉力F的功率是30W 5．如图所示是用动滑轮提升货物的示意图。在竖直向上的拉力的作用下，使重的货物在的时间里，匀速竖直上升了。在这个过程中，拉力做的功为。下列说法正确的是（　　） A．物体上升的速度为 B．动滑轮所受重力为 C．拉力的功率为 D．动滑轮的机械效率为90% 6．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： 7．某建筑工地用如图所示的升降机提升砖块，升降机包含滑轮和货箱。货箱重500N，每个滑轮重90N，不计钢丝绳的重力和轮轴间摩擦，每块砖重20N，该升降机一次最多能竖直匀速提升200块砖。若钢丝绳自由端在10s内移动12m，关于该过程，下列说法正确的是（　　） A．升降机的额外功为2000J B．钢丝绳自由端最大功率为1836W C．该升降机的最大机械效率为98% D．钢丝绳自由端施加的最大拉力为1500N 8．小明自制了一把杆秤，如图所示，秤钩上不挂物体时提住秤纽，将秤砣移动至定盘星处时，秤杆恰能水平平衡，当秤钩挂上物体，移动秤砣使秤杆再次水平平衡时，即可通过秤砣所对应刻度读出物体质量，下列说法正确的是（　　） A．定盘星是秤杆的支点 B．若秤杆粗细不均匀，则上面的刻度也不均匀 C．若更换质量更大的秤砣，定盘星将靠近秤纽 D．使用已磨损的秤砣测量时，测量值比真实值偏小 二、填空题 9．如图所示，小刚用动滑轮把重400N的一袋粮食匀速提高10m，他所用拉力为250N，不计绳重和摩擦，动滑轮的机械效率是 ，拉动过程中，以滑轮为参照物，粮食是 的。 10．如图，某人用力将一重为20N的小木块沿着长为5m、高为2m的斜面从底端匀速拉到顶端。若木块与斜面间的摩擦力为10N，则人施加的力所做的功为 J。 11．用如图所示的滑轮组（不计绳重及摩擦）把重300N的货物竖直匀速提高10m，用时40s，所用拉力为200N，此时滑轮组的机械效率为 ，拉力的功率为 W。 12．小语在景区看到一个简易道闸装置，如图所示。已知：道闸杆AC质量为20kg，重心在O点，杆可绕B点自由转动；C点悬挂质量为15kg的重物M；OB∶BC=3∶2，工人质量为75kg，双脚与地面的接触面积为400cm2。工人将道闸杆从水平状态刚好绕B点转动的瞬间，需在C点施加至少 N的力，此时工人对地面的压强为 Pa。 13．如图甲所示，放在水平地面上的物体，受到方向不变的水平拉力F的作用，其和图像分别如乙、丙所示，由图像可知，当时，物体受到的摩擦力是 N；当时，物体受到的摩擦力是 N；至这段时间内，拉力F做功 J，其功率为 W。 三、作图题 14．将如图所示的滑轮组成滑轮组，用 20 N 的力拉动地面上的物体，使之向左运动。运动时所受阻力为 58 N，请在图上画出滑轮组绳子的绕线并用箭头表示力的方向。 15．如图所示，用杠杆将物体A吊起，O点是支点，请画出拉力F1的力臂L1和物体A所受的重力G及其力臂L2的示意图。 四、实验题 16．探究“杠杆的平衡条件”实验中所用的实验器材有：杠杆、支架、细线、若干相同的钩码等。 (1)实验前，如图甲所示，将杠杆的O点作为支点，固定在铁架台上，若杠杆的重心在M点，则杠杆静止时 （选填“左”或“右”）端将会偏高，此时杠杆 （选填“平衡”或“不平衡”）。适当调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡； (2)在杠杆两端的不同位置，挂上不同数量的钩码，使杠杆再次水平平衡，这样做的目的是为了 ，实验数据记录如下表； 实验次序 动力臂F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm 1 1.0 5.0 1.0 5.0 2 1.5 10.0 0.5 30.0 3 2.0 15.0 1.5 20.0 (3)分析表格数据，可得出的实验结论是 ； (4)某次实验现象如图乙所示，杠杆在水平位置平衡，如果在杠杆两侧钩码的下端各增加一个相同的钩码，则杠杆 （选填“左”或“右”）端将下沉； (5)如图丙所示，用弹簧测力计在C点竖直向上拉，使杠杆在水平位置平衡，当弹簧测力计在原位置逐渐向虚线方向倾斜时，杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。 五、计算题 17．如图所示，质量为3.2×103kg的卡车，经过一段水平路面，再沿与水平地面成30°角的斜坡匀速向上爬行50m，已知卡车爬坡所用时间是5s，卡车的牵引力大小恒为2×104N，求： (1)卡车的重力； (2)卡车爬坡过程中牵引力所做的功； (3)卡车爬坡过程中牵引力做功的功率； (4)卡车爬坡过程中牵引力做功的效率。 18．如图，质量为60kg的小强同学用滑轮组匀速提升质量为20kg的物体，此时他对绳的拉力为120N，不计绳重和摩擦，g取10N/kg，求： (1)动滑轮的重力； (2)该滑轮组的效率； (3)若绳能承受的最大拉力为650N，求小强用该滑轮组提升物体的最大质量。 19．消防机器人在消防救援中大显身手。如图甲所示，该消防机器人的质量为600kg，静止在水平地面上时履带与地面接触的总面积为5000cm2。一次消防救援时，消防机器人在水平地面上沿直线前进的过程中路程s与时间t的关系如图乙，到达救援现场，用时1.5min，行驶过程中所受阻力为消防机器人重力的。（g取10N/kg）求解下列问题： (1)消防机器人前进270m的速度； (2)消防机器人静止在水平地面上时，对地面的压强； (3)消防机器人在水平地面上的过程中，牵引力做功的功率。 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 B C C A D C B C 1．B 【详解】镊子、钓鱼竿和船桨在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，独轮车在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 2．C 【详解】由图可知，左边动滑轮上有2股绳子，拉绳的力为F，所以弹簧测力计的示数 右边动滑轮上有3股绳子，拉绳的力为F，所以弹簧测力计的示数 故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 3．C 【详解】图示中，使用动滑轮提升的钩码总重力G=2N+2N=4N 不计绳重及摩擦时，绳端拉力，即弹簧测力计示数 绳重及摩擦不能忽略时，测力计的示数比3N略大，最接近3.2N，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 4．A 【详解】A．由图乙可知，在0~2s中，速度越来越大，做加速运动，故A错误，符合题意； B．在2~6s内铁块的速度是3m/s，运动的时间为 在2~6s内铁块经过的路程为 故B正确，不符合题意； C．由于铁块在2~6s内做匀速直线运动，铁块在竖直方向上受到了向下的重力、向下摩擦力和向上的拉力F，故拉力F的大小为，拉力F做的功为 故C正确，不符合题意； D．在2~6s内拉力F的功率是 故D正确，不符合题意。 故选A。 5．D 【详解】A．货物A在50 s的时间里，匀速竖直上升了10m，物体A上升的速度为，故A错误； B．该装置中，额外功的来源是克服绳重和摩擦以及动滑轮重所做的功，因此无法由受力分析计算动滑轮的重力，故B错误； C．拉力F做的功为5000J，所用的时间50s，拉力F的功率为，故C错误； D．动滑轮做的有用功，动滑轮的机械效率是，故D正确。 故选D。 6．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。 7．B 【详解】A．由图可知，此滑轮组承担物重的绳子股数n=3。不计钢丝绳的重力和轮轴间摩擦，额外功是克服货箱和动滑轮重力做的功。由s=nh可知，物体上升高度。 额外功，故A错误； BD．不计钢丝绳的重力和轮轴间摩擦，钢丝绳自由端的最大拉力 钢丝绳自由端移动速度 则钢丝绳自由端最大功率，故B正确，故D错误； C．该升降机的最大机械效率为，故C错误。 故选B。 8．C 【详解】A．秤纽与秤杆的连接点是秤杆绕着转动的点，是支点，故A错误； B．根据杠杆的平衡条件，可以知道与杠杆自重无关，与杆的粗细无关，故B错误； C．若更换质量更大的秤砣，根据杠杆平衡条件，阻力与阻力臂不变，动力变大，则动力臂变小，因此定盘星将靠近秤纽，故C正确； D．使用已磨损的秤砣测量时，即变小，、不变，根据杠杆平衡条件，所以变大，则测量值比真实值偏大，故D错误。 故选C。 9． 80% 静止 【详解】[1]小刚做的有用功W有用=Gh=400N×10m=4000J 由图可知，动滑轮上的绳子段数n=2，则拉力端移动的距离s=nh=2×10m=20m 拉力做的总功W总=Fs=250N×20m=5000J 动滑轮的机械效率 [2]拉动过程中，粮食和滑轮之间的距离没有发生变化，所以以滑轮为参照物，粮食是静止的。 10．90 【详解】人做的有用功为 克服摩擦力做的功为额外功，额外功为W额=fs=10N×5m=50J 人施加的力所做的功为总功，即W总=W有+W额=40J+50J=90J 11． 75% 100 【详解】[1][2]由图可知，滑轮组绳子的有效股数n=2，则绳子自由端移动的距离s=nh=2×10m=20m 拉力所做的总功W总=Fs=200N×20m=4000J 拉力的功率 拉力所做的有用功W有=Gh=300N×10m=3000J 滑轮组的机械效率 12． 150 【详解】[1][2]OB∶BC=3∶2，则，设人对C点施加的压力为，根据杠杆平衡条件则有 即 解得，即工人将道闸杆从水平状态刚好绕B点转动的瞬间，需在C点施加至少150N的力；根据力的作用的相互性，道闸杆C点对人具有向上150N的支持力，人的重力为 则地面对人的支持力为 则工人对地面的压力为 则工人对地面的压强为 13． 3 5 20 10 【详解】[1]物体在水平方向受水平的拉力F与摩擦力f作用。由图丙知，物体在t=1s时静止，处于平衡状态。由图乙知，在t=1s时物体受的拉力F=3N，根据二力平衡，摩擦力f=F=3N。 [2]由图丙知，在4~6s内，物体做匀速直线运动，处于平衡状态，由乙图知此时拉力F′=5N，由平衡条件得，滑动摩擦力f′=F′=5N。当时，接触面的粗糙程度不变，物体对地面的压力大小不变，所以滑动摩擦力大小不变，此时物体受到的摩擦力也是5N。 [3]至这段时间内，拉力F1为5N，速度v1为2m/s，拉力F做功W=F1s=F1v1t1=5N×2m/s×(6s-4s)=20J [4]至这段时间内拉力的功率P=F1v1=5N×2m/s=10W 14． 【详解】已知拉力，阻力，由（为承担阻力的绳子段数），可得 因为绳子段数需取整数，且要能拉动物体，所以，即需要3段绳子承担阻力。从右侧动滑轮的挂钩开始绕线，依次绕过定滑轮、动滑轮，最后从右侧动滑轮上面绕出，使绳子段数为3，拉力方向水平向左（因为要拉动物体向左运动且确保绳端拉力最小），绕线后用箭头标出力的方向，如图所示： 15． 【详解】重力的方向是竖直向下的，作用在重心，从作用点起沿竖直向下的方向，画一条带箭头的线段表示重力，A对杠杆施加的拉力对杠杆来说是阻力，过支点O向阻力作用线作垂线，即为阻力的力臂L2；O点是杠杆的支点，从支点向拉力F1作用线作垂线，即是力臂L1；如下图所示： 16．(1) 右 平衡 (2)便于得到普遍规律 (3)F1l1=F2l2 (4)右 (5)变大 【详解】（1）[1][2]由图甲可知，若杠杆的重心在M点，重心在O点左侧，则杠杆静止时左端中，右端会偏高，为使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆的平衡螺母适当往右调；实验时，杠杆静止此时杠杆处于平衡状态。 （2）实验的目的是探究杠杆平衡的规律，由一次实验得出的结论具有偶然性，所以多次实验的目的是从大量数据中总结出找出杠杆的平衡条件，使结论具有普遍性。 （3）析表格第1次数据可得1.0N×5.0cm=1.0N×5.0cm 第2次数据1.5N×10.0cm=0.5N×30.0cm 第3次数据2.0N×15.0cm=1.5N×20.0cm 由此可得出结论为 （4）如图乙所示，杠杆在水平位置平衡，如果在杠杆两侧的钩码下各增加一个相同的钩码，则杠杆左端为5G×3L=15GL 杠杆右端为4G×4L=16GL 则杠杆右端下沉。 （5）当弹簧测力计在原位置逐渐向右倾斜时，动力臂短了，阻力和阻力臂大小不变，由杠杆的平衡条件，动力变大，即弹簧测力计的示数将变大。 17．(1)3.2×104N (2)1×106J (3)2×105W (4)80% 【详解】（1）卡车的重力为 （2）由题意可知，卡车在牵引力的作用下通过斜坡的路程为50m，则卡车爬坡过程中牵引力所做的功为 （3）卡车爬坡过程中牵引力做功的功率为 （4）因为斜坡与水平地面成角，所以50m的斜坡上升的总高度为 则爬坡过程中完成的有用功为 由题意分析可得， 所以，卡车爬坡过程中牵引力做功的效率为 18．(1)40N (2)83.3% (3)116kg 【详解】（1）结合重力公式计算物体重力为 根据动滑轮拉力公式 据图分析可知，动滑轮缠绕绳子数为2，即n=2，计算动滑轮重力为 （2）根据效率公式计算该滑轮组的效率 （3）若增大重物的质量，重物的重力增大，滑轮组的机械效率增大，同时工人的拉力增大，工人的最大拉力 根据动滑轮拉力公式 据图分析可知，动滑轮缠绕绳子数为2，即n=2，计算提升物体的最大重力 根据重力公式计算物体的质量 19．(1)3m/s (2)1.2×104Pa (3)900W 【详解】（1）消防机器人前进270m的速度 （2）机器人对地面的压力 机器人对地面的压强 （3）由于机器人做匀速直线运动，所以机器人受到的牵引力与阻力为一对平衡力，则机器人受到的牵引力 消防机器人牵引力做功为 牵引力做功的功率 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 $$