【暑假冲A卷】专题复习10：简单机械实验探究-2024-2025学年物理八年级全一册沪科版（2024）

【暑假冲A卷】专题复习10：简单机械实验探究-2024-2025学年物理八年级全一册沪科版（2024） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、实验题 1．学校准备进行班级拔河比赛，某班学生为了取得好成绩，从物理角度进行了影响滑动摩擦力大小因素的实验，改进实验和相关场景分析。 (1)如图1，根据 条件，当弹簧测力计沿水平方向拉着木块做匀速直线运动时，木块所受滑动摩擦力的大小等于拉力的大小； (2)改进实验如图2所示，木板B放在光滑水平面上，木块A放在B的上面，A的右端通过不可伸长的轻绳固定在竖直墙上。用大小10N的水平恒力F向左拉动B，使B以0.2m/s的速度向左做匀速运动，此时T＝6N。若用大小20N的水平力向左拉动B，使B加速运动，则T 6N（选填：“＞”、“＜”或“＝”）； (3)拔河比赛前，物理老师向同学们展示了某团队拔河比赛时的情景，如图3所示，并强调了比赛中的几个技巧和蕴含的物理知识，如表所示。 拔河比赛技巧 蕴含的物理知识 ①挑选体重大的同学参赛 ②穿较新的有花纹的橡胶底运动鞋 压力一定时，接触面越粗糙，摩擦力越大 ③发力时，绳子一定要拉直，听到口号一起用力往后拉 同时用力，且所有力沿同一直线、 时，效果最好 (4)若甲、乙两队同学拔河，经过缓慢的拉锯战后甲队胜，地面对甲队队员摩擦力为f甲，地面对乙队队员的摩擦力为f乙，则f甲 f乙（选填：“＞”、“＜”或“＝”）； (5)如图4也可以从杠杆的平衡条件来解释拔河时人身体后仰可以增大 ，所以容易取胜。 2．杠杆是我们离不开的简单机械，如瓶起子、筷子等。同学们通过实验探究“杠杆的平衡条件”，组装了如图甲所示的装置。 (1)杠杆的两端有平衡螺母，杠杆上未挂钩码时，调节杠杆在水平位置平衡，这样方便测量 ，螺母上的横条纹起到了 的作用。 (2)他们通过实验，获取到如下表证据： 实验次数 动力F1/N 动力臂L1/cm 阻力F2/N 阻力臂L2/cm 杠杆平衡情况 1 2 5.00 1 10.00 平衡 2 1.5 4.00 2 3.00 平衡 3 1 12.00 2 6.00 平衡 4 3 4.00 2 5.00 不平衡 ①可得到的结论是 。 ②实验时前3次杠杆平衡，之后又做了一次杠杆不平衡的实验，这样做的目的是 。 (3)学以致用：之后研究自行车上的杠杆，当用手握住车把的转轴位置时，很难转动车把，但是用手握住车把套位置很轻松的就可以转动车把，如图乙所示。请利用得到的结论说明原因。 3．利用如图所示的实验装置“探究杠杆平衡条件”，器材有杠杆（带有均匀刻度的直杆）、铁架台、细线、若干个质量相等的钩码、厚薄均匀且密度均匀的圆盘等。请你解答下列问题： (1)挂钩码前，杠杆静止在如图甲所示的位置，为了利用该杠杆方便探究杠杆的平衡条件，首先应进行详细的实验操作是： ； (2)杠杆调节平衡后，将两个钩码挂在杠杆左侧且保持悬挂点位置不变，在和两个力的作用下均可使杠杆在水平位置平衡如图乙所示。分析可知： （选填“>”“<”或“=”）； (3)如图丙所示，将一个厚薄均匀且密度均匀的圆盘放置在支架上，圆盘可绕O点自由转动（转轴阻力忽略不计）。在C点挂4个钩码，E点挂6个钩码，圆盘可在图示位置保持静止（即圆盘CG处于水平位置）；取下E点的6个钩码，将其改挂在图丙中 （选填“D”“F”“H”或“G”）点，松手后圆盘仍可在图丙所示位置保持平衡。 4．小春同学在探究影响浮力大小的因素时，做了如图所示的实验。请你根据小春的实验探究回答下列问题。 (1)由A、D、E可得的实验结论是 ； (2)物体从C下降到D的过程中，受到水对它各个表面压力的合力 （选填“变大”“变小”或“不变”），根据实验数据计算出物体A的密度是 kg/m3； (3)小春利用浮力和杠杆的知识，发明了一个密度秤如图甲，轻质杠杆AB可绕O点转动，在A、B两端分别挂有两个正方体C、D，已知C的重力为20N，OA=10cm，OB=8cm。此时杠杆处于水平平衡状态，则正方体D的重力为 N； (4)如图乙，接着将物体C浸没在水中（C的边长为10cm），移动物体D到E点时杠杆恰好水平静止；那么OE的长度为 cm，则可以在E点标上水的密度（）。 5．小明同学为了验证“使用机械不省功”这一观点是否正确，他在实验室中设计了如图所示的实验。将同一物体分别在力的方向上匀速拉动40cm。他将实验有关的数据填在下列表格中。（忽略弹簧测力计的重力） (1)将表格填充完整； 类别 弹簧测力计的示数F/N 物体移动的距离s/cm 拉力做的功W/J 图（a） 4 40 图（b） 2.1 40 (2)最后小明分析表格中的数据得出了“使用机械费功”的结论，你对此结论的正确理解： 。 6．小明利用如图所示的装置探究杠杆平衡条件。 (1)实验前把杠杆中心支在支架上，杠杆静止在图甲位置，此时杠杆 （选填“平衡”或“不平衡”）。为了使杠杆在水平位置达到平衡，应将杠杆右端的螺母向 调节； (2)实验时，小明在杠杆左侧A位置（左边位置第四格）先挂了3个钩码，如图乙所示。则在右侧B位置（右边位置第三格）应挂 个相同规格的钩码，杠杆可以重新在水平位置平衡。实验中多次改变钩码的位置和个数，重复实验，得到三组数据进行分析，这样做的目的是 ； (3)如图丙所示，小明在A位置挂一个弹簧测力计，在B位置挂了2个钩码。现将弹簧测力计从C位置移到D位置，在此过程中杠杆始终在水平位置保持平衡，则弹簧测力计示数 （选填“变大”、“变小”或“不变”）； (4)某同学在综合实践活动中自制了测量液体密度的杠杆密度计，可以从杠杆上的刻度直接读出液体密度的数值，受到了老师的肯定和表扬，结构如图丁所示。所用器材：轻质杠杆（自身重力忽略不计）、两种规格的空桶（100mL和200mL）、质量为m的物体A、细线。设计过程如下： ①将杠杆在O点悬挂起来，空桶悬挂在B点，质量为m的物体A悬挂在C点时，杠杆水平平衡。测出B点到O点的距离为L，C点到O点的距离为L0； ②在B点的空桶内注满待测液体，空桶容积为V。移动物体A至C1点使杠杆在水平位置平衡。C1点到O点的距离为L1，C1点表示的液体密度值为 （用题中所给字母表示）； ③自制的杠杆密度计的刻度 （选填“均匀”或“不均匀”）。 ④要使制作的杠杆密度计测量精度更高一些，应选择 规格的空桶（选填“100mL”或“200mL”）。 7．在综合实践活动中，小明利用杠杆、刻度尺、金属块、烧杯、细线和适量的水制成一个液体密度秤。请你将小明设计的实验步骤补充完整。 （1）如图将烧杯用细绳悬挂在杠杆D端，移动绳套到O点时，杠杆恰好在水平位置平衡； （2）在杯中装入一定量的水，将质量为m的金属块挂在C处，杠杆恰好水平平衡，测得CO的距离为5cm，OD 的距离为4cm，则烧杯中水的质量为 （用m 表示）； （3）将水倒出，在杯中装入相同 （质量/体积）的待测液体，金属块移至 B 处杠杆再次平衡，测出 BO间的距离为6cm，该液体密度ρ液= kg/m3 ； （4）用该方案制成的密度秤，其秤的刻度 （均匀/不均匀），该方案中要增加密度秤的量程，其方法是 （写一条即可）。 8．在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，小雨用如图所示的滑轮组进行了三次实验，实验数据如下表所示。 实验序号 物重G/N 物体上升高度h/m 拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效率 1 1 0.2 0.7 0.4 71.4% 2 2 0.2 1.3 0.4 76.9% 3 3 0.2 1.8 0.4 83.3% (1)小雨是用图中的 （选填“甲”或“乙”）滑轮组完成实验的； (2)实验中用到的测量工具有弹簧测力计和 ； (3)分析数据可得结论：使用同一滑轮组，不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率与物重的关系可能是__________（选填字母）； A． B． C． D． (4)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，你认为他的想法是 （选填“正确”或“错误”）的，如果这样做，测得的机械效率将 （选填“偏大”、“偏小”或“更准确”）。 9．在日常生活和工农业生产中，提高机械效率有着重要的意义。提高机械效率，要从研究影响机械效率的因素出发，寻求办法。 (1)为了探究影响机械效率的因素，小明选取了大小相同的滑轮，利用图甲和图乙装置进行实验，并把数据整理记录在表格中。 实验次数 滑轮材质 钩码重G/N 钩码提升的高度h/m 有用功W有/J 拉力F/N 绳端移动的距离s/m 总功W总/J 机械效率η 1 铝 1 0.1 0.1 0.6 0.3 0.18 56% 2 铝 2 0.1 0.2 1.0 0.3 0.3 67% 3 铝 2 0.2 0.4 1.0 0.6 0.6 67% 4 塑料 2 0.2 0.4 0.8 0.6 0.48 83% 5 塑料 2 0.2 0.4 2.1 0.2 0.42 95% ①比较1和2两次实验发现∶在所用滑轮组一定时，提升的钩码 ，机械效率越高； ②比较 两次实验发现∶在所用滑轮组一定时，机械效率与提升钩码的高度无关； ③第5次实验是利用了图 的装置完成的，判断依据是 ； ④利用图甲的装置，把重6N的物体用2.5N的拉力匀速拉起，滑轮组的机械效率为 ； (2)小明利用图丙装置进行实验发现∶斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和摩擦有关，与物重无关。保持斜面倾斜程度不变，可以采用 的方法减小摩擦，从而提高斜面的机械效率； (3)实验表明∶额外功越小，总功越接近有用功。进一步推理得出∶假设没有额外功，总功等于有用功。可见使用任何机械都 （选填“省功”或“不省功”）。 10．某物理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，装置如图所示。 实验次数 1 2 3 钩码重力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)小组同学用第1次实验中使用的装置做第3次实验，表中第3次实验中空缺的数据应为 m、 %； (2)若采用图丙装置，改变动滑轮重，提升同一物体进行多次实验，获得数据并绘制出图丁所示的图像，分析可知，被提升物体所受的重力相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率 （选填“越高”“不变”或“越低”）；分析图像中的A点可知，被提升物体所受的重力为 N（忽略绳重和摩擦）； (3)若每个滑轮的质量为100g，则第2次实验中克服摩擦做的额外功为 J；（不计绳重，g取10N/kg） (4)如图丙所示，将滑轮组换一种绕绳方法，提升相同的物体时，滑轮组的机械效率变小，试着分析原因： ； (5)某同学在实验中损坏了弹簧测力计，无法测量钩码重力为8N时的机械效率，他认为可以利用现有的实验数据计算出动滑轮的重力，再利用η=就可以计算出钩码重力为8N时的机械效率，他的想法是 （选填“正确”或“错误”）的。 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 《【暑假冲A卷】专题复习10：简单机械实验探究-2024-2025学年物理八年级全一册沪科版（2024）》参考答案 1．(1)二力平衡 (2)＝ (3) 接触面粗糙程度一定时，增大压力可以增大摩擦力 合力等于各人拉力之和 (4)＞ (5)人体杠杆的阻力臂 【详解】（1）如图1，根据二力平衡条件，当弹簧测力计沿水平方向拉着木块做匀速直线运动时，木块在水平方向上受到向右的拉力、向左的摩擦力，二力平衡，所受滑动摩擦力的大小等于拉力的大小。 （2）改进实验如图2所示，无论木板B是否做匀速直线运动，A相对地面处于静止状态，受到绳子的拉力与木板B对A的滑动摩擦力，二者为一对平衡力，大小相等，方向相反，若T=6N，则B对A的方向水平向左的摩擦力大小也为6N。 （3）[1]挑选体重大的同学参赛是由于体重大的对地面的压力大，当接触面的粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大。 [2]发力时，绳子一定要拉直，听到口号一起用力往后拉，因为同一条直线上的力，方向相同，合力为各个力之和，因此同时用力，且所有力沿同一直线、合力等于各人拉力之和时，效果最好。 （4）拔河比赛中，取胜的关键不是靠之间相互的拉力，因此相互的拉力是相互作用力，大小相等，取胜的关键是靠地面施加的摩擦力，因此甲队胜，说明甲队受到地面的摩擦力大于乙对受到的摩擦力。 （5）把人着作一个杠杆，人后仰时，绳子作用在人身 上的力让人以脚底为支点旋转，阻碍人发生转动的力是人的重力，身体后倾角度越大，重力的力臂L2 越大，所以容易取胜。 2．(1) 力臂 增大摩擦 (2) 杠杆平衡条件是： 多做一次不平衡的实验，可以避免偶然性，使实验结论更可靠。 (3)见解析 【详解】（1）[1]杠杆在水平位置平衡，可以消除杠杆自身重力的影响，便于测量力臂。 [2]螺母上的条纹起到增加粗糙程度来增大摩擦的作用。 （2）[1]由表格中数据可知，的数值与数值相等时，杠杆在水平位置平衡，不相等时不平衡，故得出结论：杠杆平衡条件是： [2]多做一次不平衡的实验，可以避免偶然性，使实验结论更可靠。 （3）自行车车把相当于一个轮轴，用手握住车把的转轴位置时，力臂较小，由上述结论可知，在阻力和阻力臂不变的情况下，动力臂越小，则动力越大，越费力。 用手握住车把套位置很轻松的就可以转动车把，力臂较大，由上述结论可知，在阻力和阻力臂不变的情况下，动力臂越大，则动力越小，越省力。 3．(1)应将杠杆两端的平衡螺母向左缓慢调节，直至杠杆水平位置平衡 (2)< (3)D、F 【详解】（1）由图知道，杠杆的左端上翘，应将平衡螺母向左端移动，使杠杆在水平位置平衡，这样做的目的是既可以避免杠杆自重对实验的影响，又便于测量力臂。 （2）将两个钩码挂在杠杆左侧且保持悬挂点位置不变，在F1和F2两个力的作用下均可使杠杆在水平位置平衡，弹簧测力计逐渐向右倾斜拉杠杆，拉力的力臂变小，根据杠杆平衡条件可知，拉力变大，弹簧测力计示数变大， （3）将一个密度均匀的圆盘放置在支架上，圆盘可绕O点自由转动且不计摩擦。在C点挂4个钩码，E点挂6个钩码，圆盘可在图示位置平衡；D、F点与E点的力臂大小相等，故取下E点的6个钩码挂在图中D、F点，松手后圆盘仍可在图示位置平衡。 4．(1)物体排开液体体积一定时，液体密度越大，物体受到的浮力越大 (2) 不变 4×103 (3)25 (4)4 【详解】（1）比较A、D、E实验知道，排开液体体积相同，液体密度不同，浮力不同，说明物体所受浮力与液体密度有关。 （2）[1]水对它各个表面压力的合力，即为浮力，物体从C下降到D的过程中，浮力不变。 [2] 由图A与C知道，物体在水中受到的浮力 由知道，物体A的体积 物体密度 （3）由图知道，B端所受得力等于重物D对杠杆的拉力，大小等于物体D的重力，根据杠杆的平衡条件知道，物体D的重力为 （4）C的边长为a=10cm=0.1m 当物体C浸没在水中时，受到的浮力为 物体C受到的力：A点对C的拉力FA、浮力、重力，故物体C受到的拉力为 此时物体D移动到E点时杠杆恰好水平静止，由知道 ，OE的长度 5．(1) 1.6 1.68 (2)见详解 【详解】（1）[1]由表格中的数据可知，弹簧测力计的拉力为4N，物体移动的距离为40cm，则拉力做的功 [2]由表格中的数据可知，弹簧测力计的拉力为2.1N，物体移动的距离为40cm，由图（b）可知，动滑轮上有2股绳，则绳端移动的距离s1=2s=2×40cm=80cm=0.8m 则拉力做的功 （2）机械在使用的过程中，存在着摩擦力和机械的重力，不得不做额外功，所以使用机械做的总功大于有用功，故使用机械费功。 6．(1) 平衡 右 (2) 4 避免偶然性，寻找普遍规律 (3)变小 (4) 均匀 200mL 【详解】（1）[1]杠杆静止或匀速转动时处于平衡状态，甲图中，杠杆静止，所以杠杆处于平衡状态。 [2]由甲图可知，杠杆右端偏高，说明左端沉，故应将杠杆右端的螺母向右端移动，使杠杆在水平位置平衡。 （2）[1]设一个钩码的重力为G，杠杆上一个小格的长度为L，由杠杆的平衡条件可得 3G×4L=nG×3L 解得n=4，即在B位置挂上4个钩码，使杠杆在水平位置平衡。 [2]经过一次实验得出的实验结论具有偶然性，要进行多次实验，寻找规律，使实验结论具有普遍性。 （3）图丙中，当弹簧测力计绕A点从C位置转动到D位置的过程中，拉力的力臂变大，要保持杠杆仍在水平位置平衡，则拉力F将变小。 （4）[1]由步骤①可知，当杠杆水平平衡时，有G桶L=mgL0……① 由步骤②可知，当杠杆水平平衡时，有（ρ液Vg+G桶）L=mgL1……② 由①②式得 [2]根据可知，m、L0、V、L都是定值，故密度与L1是一次函数，故杠杆密度计的刻度是均匀的。 [3]由变形可得，，可见，可以通过增大桶的容积或减小物体A的质量的方法来增大刻度之间的距离，即可以减小分度值，所以为了使杠杆密度计测量精度更高一些，应选择规格为200mL的空桶。 7． 1.25m 体积 1.2×103 均匀 减少烧杯内液体的体积 【详解】（2）[1]在杯中加水后，将金属块挂在C处，杠杆恰好水平平衡，由杠杆平衡条件知道 解得 （3）[2][3]本实验是制作液体密度秤，液体的体积可以用第二步得到的水的体积来替代，液体体积 液体的质量通过杠杆的再平衡来计算，故在烧杯中装入体积相同的待测液体。当杠杆再次平衡时，有 待测液体质量 液体密度 （4）[4][5]（a）小明制作密度秤的原理是； （b）烧杯中没有放水时，即所装液体的密度为零，移动绳套到O点时，杠杆恰好在水平位置平衡，故此时O点所标密度值零； 设液体密度为ρ液，体积V液与烧杯中原来装的水的体积相同，金属块m移动到某点时杠杆平衡，此时金属块到O点的距离为L，根据杠杆平衡条件知道 所以， 其中V液、m、OD为定值，故得到被测液体的密度ρ液与长度L之间的函数关系，为一次函数关系，由函数关系知道，液体密度与O点到金属块的距离是一次函数关系，因此密度秤的刻度是均匀的；由液体密度表达式可知要增加密度秤的量程可以减小V液，故可以减少烧杯内液体的体积。 8．(1)乙 (2)刻度尺 (3)A (4) 错误 偏大 【详解】（1）由表中数据可知，绳子的有效段数为 所以是利用图中的乙滑轮组完成实验的。 （2）因表中要测量长度和绳子自由端拉力，故实验中用到的测量工具有弹簧测力计和刻度尺。 （3）动滑轮的重力不可忽略，则克服动滑轮的重所做的功为额外功，物重增大，有用功逐渐增大，有用功占总功的比值在增大，所以机械效率逐渐增大，但机械效率不能大于1，故滑轮组的机械效率与物重的关系可能比较符合的图是A，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 （4）[1][2]实验中应匀速缓慢竖直拉动测力计，此时系统处于平衡状态，测力计示数等于作用在绳子自由端的拉力大小。若静止读数，没有测量出机械之间的摩擦力，绳子自由端拉力测量值偏小，求出的总功偏小，测得的机械效率将偏大，因此他的想法是错误的。 9．(1) 重力越大 2和3 乙 80% (2)减小接触面的粗糙程度 (3)不省功 【详解】（1）[1]比较1和2两次实验发现：在所用滑轮组相同，提升钩码的重力越大，机械效率越高，即所用滑轮组一定时，提升的钩码重力越大，机械效率越高。 [2]比较2、3两次实验发现：在所用滑轮组一定时，改变提升钩码的高度，机械效率不变，说明机械效率与提升钩码的高度无关。 [3][4]第5次实验利用了图乙的装置完成的，判断依据是： 即提升钩码的高度和绳端移动的距离相等。 [5]利用图甲的装置，把重6N的物体用2.5N的拉力迅速拉起， 滑轮组的机械效率为 （2）小明利用图丙装置实验发现：斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和摩擦有关，与物重无关；因此可以保持斜面倾斜程度不变，通过减小接触面粗糙程度的方法减小摩擦力。 （3）实验表明：额外功越小，总功越接近有用功；假设没有额外功，总功等于有用功，可见使用任何机械可以省力，但不能省功。 10．(1) 0.3 83.3 (2) 越低 3 (3)0.04 (4)弹簧测力计未重新调零 (5)错误 【详解】（1）[1][2]由表格数据可知，第1次实验中，绳端移动距离是物体上升高度的3倍，则该滑轮组绳子承重段数n=3，用第1次实验中使用的装置做第3次实验，则绳端移动距离s=nh=3×0.1m=0.3m 机械效率机械效率为=83.3% 所以表中第3次实验中空缺的数据应为0.3m、83.3%。 （2）[1]由图丁可知，随着动滑轮重力的增加，机械效率呈下降趋势，说明被提升物体所受的重力相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低。 [2]忽略绳重和摩擦时，滑轮组机械效率为 根据图中A点的数据 解得被提升物体所受的重力为3N。 （3）第2次实验中总的额外功 根据图中数据可以判断，第2组实验使用的时乙滑轮组，有两个动滑轮，则克服动滑轮重力做的额外功为 第二次实验中克服摩擦做的额外功为 第二次实验中克服摩擦做的额外功0.04J。 （4）根据可知，滑轮组的机械效率与绕绳方式无关。根据可知，若弹簧测力计在向下拉动之前未重新调零，会使测得的拉力偏大，滑轮组机械效率偏小。 （5）公式只有在不计绳重和摩擦的条件下才能使用，实验中会有绳重和摩擦的影响，所以他的想法是错误的。 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 $$