11.5 改变世界的热机 同步练习-2025-2026学年教科版物理八年级下册

11.5改变世界的热机 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．在不考虑摩擦的前提下，使用下列简单机械一定能省力的是（　　） A．滑轮 B．杠杆 C．轮轴 D．斜面 2．下列说法正确的是 （　　） A．利用精密的仪器进行测量，不会产生误差 B．在日常生活中，摩擦力都是有害的 C．使用简单机械，不一定省力 D．给正在运动的物体施加一个力，物体一定会运动得越快 3．如图所示的简单机械中，省距离的是（　　） A． 旗杆上的定滑轮 B． 夹东西的筷子 C． 开门的把手 D． 蜿蜒的盘山公路 4．小亮同学想把一个重为2400N的重物搬到2m高的车上。为了省力采用5m的长木板搭了一个斜面（如图所示）。用1200N的力用了0.5min将重物匀速推到车上。关于此简易斜面装置，下列说法中正确的是（　　） A．他做的总功为2400J B．他做总功的功率为20W C．他对重物做的有用功为480J D．此次简易斜面装置的机械效率为80% 5．如图所示，每个滑轮的重力均为100N，绳子的重力及滑轮与轴之间的摩擦忽略不计，绳子B能承受的最大拉力为700N。重为600N的小明站在地面上用该滑轮组将重为500N的物体以0.2m/s的速度匀速提起，下列说法错误的是（　　） A．挂钩A处所受拉力为1000N B．人拉绳子的功率为120W C．滑轮组机械效率约为83.3% D．此人用该装置能达到的最大机械效率约为91.7% 6．如图，建筑工人用绳子将重500N的物体沿斜面从底端匀速拉到顶端，用时6s，拉力为150N，已知斜面长3m，高0.6m则下列说法正确的是（忽略绳子的重力）（　　） A．拉力的功率是50W B．斜面的机械效率是80% C．斜面上的摩擦力是50N D．若把斜面的高度升高，则斜面的机械效率降低 7．如图所示，两个斜面粗糙程度相同，现将甲、乙两个相同的物体分别从斜面的底端以相同速度匀速拉到顶端，拉力分别为和，下列说法正确的是（　　） A．拉力大于 B．两斜面的机械效率相同 C．拉力的总功率小于的总功率 D．上升过程中物体的动能转化为重力势能 8．工人要把一个质量为120kg的重物搬到1m高的车上。为了省力采用3m长的木板搭了一个斜面，如图所示，他在5s内用500N的力将重物匀速推到车上（取）。下列说法正确的是（　　） A．重物受到的摩擦力为300N B．他做功的功率为240W C．他做的有用功为1500J D．该斜面装置的机械效率为 9．拧螺丝时，你觉得用到了哪种简单机械（　　） A．斜面 B．轮轴 C．杠杆 D．滑轮 10．小明利用所学的物理知识对下列生活中的现象进行了解释，其中解释正确的是（　　） A．钓鱼竿是省力杠杆 B．漂在水面上的物体比沉入水底的物体受到的浮力大 C．修盘山公路，利用了高度一定时，斜面越长越省力的道理 D．竖直向上抛出的小球，到达最高点时，速度为零，处于平衡状态 二、填空题 11．一木箱重 480N，用沿斜面向上的拉力 F将木箱匀速拉到高处，如图甲所示。已知拉力 F做的功 W与木箱沿斜面运动距离s 的关系如图乙所示。整个过程的额外功是 240J。则拉力 F=___________N，斜面的机械效率 η=___________，该过程中斜面支持力做功为___________。 12．建筑工人要向楼上运送货物，为了省力，他在一个斜面上安装了一个滑轮组，做成如图所示的机械装置，斜面的倾角为30°且固定在水平面上。工人用375N的力拉绳子，重为600N的货物沿斜面匀速向上运动20m所用时间为40s，在此过程中有用功为_______J，该装置的机械效率为_______。 13．如图，已知斜面长1m，小明用5N的力把木块拉到斜面顶端，如果斜面的机械效率是80%，木块和斜面之间的摩擦力是______N。 14．如图甲，使用该斜面可以________（选填“省力”或“省功”）。图乙和图丙是生活中常见的两种钉子，其中与斜面原理相同的是图________。 15．如图，把质量为 12kg 的物体匀速拉到最高处，沿斜面向上的拉力 F=100N，斜面长 2m，高 1m。其有用功是______J，机械效率是______ %，物体所受的摩擦力是______N。 三、综合题 16．学习了摩擦力后，小明提出问题：物体在斜面上滑动时，摩擦力如何测量？ 小明想到了如下的二种实验方案： 方案一：根据二力平衡原理。用弹簧测力计将重为5牛的木块匀速拉上斜面，读出弹簧测力计的示数为4.6牛，即测得木块在斜面上受到的摩擦力为4.6牛； 方案二：根据能量转化与守恒定律。测出斜面的有关数据如图所示：H为15cm，s1为32cm，s2为30cm。通过计算求出摩擦力的大小。 （1）若按照方案二，当将木块拉上斜面时，需克服重力做功 ___________J，小车在斜面上受到的摩擦力为 ___________N； （2）请你对上述二种方案作出评价 ___________。 17．自行车是我们常用的交通工具，自行车利用了很多物理方面的知识。在跨学科实践活动中，同学们对自行车进行了学习研究。 【任务一】自行车上的摩擦力研究： （1）自行车轮胎、车把、脚蹬以及刹车块处均刻有一些花纹，并且使用摩擦大的材料，是为了增大摩擦力； （2）车轴处经常上一些润滑油，通过分离接触面，以减小______，来减小摩擦力； （3）所有车轴处均有滚珠，是利用______，来减小摩擦； （4）刹车时，用力捏紧车闸，以增大刹车块与车圈之间的______，从而增大摩擦力； （5）紧蹬自行车前进时，后轮受到的摩擦力方向向______，是自行车前进的动力，前轮受到的摩擦力方向向后，是自行车前进的阻力；自行车靠惯性前进时，前后轮受到的摩擦力方向均向后，这两个力均是自行车前进的阻力。 【任务二】自行车上简单机械研究 在下面列举的自行车结构或设计：属于杠杆的是______，属于轮轴的有______。（选填前面的序号） ①控制前轮转向的车把，②车把上的刹车把手，③车把与前叉轴，④中轴上的脚蹬和齿盘，⑤后轴上的飞轮和后轮。 【任务三】自行车上压强研究 自行车的车座较宽大，车轴螺母处加一个垫圈，自行车的脚踏板做得扁而平，以上设计都是通过增大______，______（选填“增大”或“减小”）压强。 18．皖南川藏线又称“江南天路、皖南318”，在如图所示的某段爬山山路设计上，采用了沿着山体多次弯曲蜿蜒而上的设计方式，从而帮助汽车顺利上到山顶。自山脚地面而上山体高度1000m，设计的盘山公路长度约5000m，质量为1.8t的汽车以额定功率50kW匀速自山脚行驶至山顶，用时10min。 (1)皖南川藏线设计成沿着山体多次弯曲蜿蜒而上是应用了物理学中的______模型，这样设计的优点是为了______； (2)汽车自山脚地面到山顶过程中爬坡的机械效率约为多少? (3)汽车自山脚地面到山顶过程中所受的阻力平均约为多少? 学科网（北京）股份有限公司 《11.5改变世界的热机》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D C B D A C C D B C 1．D 【详解】A．滑轮包括动滑轮和定滑轮，使用定滑轮提升物体时不省力，故A不符合题意； B．杠杆包括省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆，故B不符合题意； C．轮轴由半径不同的两个同心圆组成，当动力沿着内圆的切线方向作用时，相当于费力杠杆，故C不符合题意； D．使用斜面时，沿斜面匀速向上拉动物体，拉力大小等于斜面对物体的摩擦力，拉力小于物体的重力，省力，故D符合题意。 故选D。 2．C 【详解】A．选取精密的测量工具可在一定程度上减小误差，却不能消除误差，因此无论是用多么精密的仪器进行测量，误差总是难以避免的，故A错误； B．摩擦力有利有弊，比如鞋底的花纹就是为了增大摩擦力而设计的，故B错误； C．使用简单机械，不一定省力，可以费力，故C正确； D．正在运动的物体再施加一个力，因该力的方向未知，则物体可能比原来运动得更快，也可能比原来运动的慢，故D错误。 故选C。 3．B 【详解】A．旗杆上的定滑轮，相当于等臂杠杆，不省力，也不省距离，故A不符合题意；     B．夹东西的筷子，是费力杠杆，费力，省距离，故B符合题意；     C．开门的把手使用时，实质是轮轴，动力作用在轮上，阻力作用在轴上，是省力机械，省力，费距离，故C不符合题意；     D．蜿蜒的盘山公路是斜面，省力，费距离，故D不符合题意。 故选B。 4．D 【详解】A．所做总功为 W总=Fs=1200N×5m=6000J 故A错误； B．他做总功的功率为 =200W 故B错误； C．此过程所做有用功为 W有=Gh =2400N×2m=4800J 故C错误； D．简易斜面装置的机械效率为 故D正确。 故选D。 5．A 【详解】A．绳子自由端的拉力为 整个装置由两个定滑轮悬挂在上面，A处所受拉力为整个装置的重力与绳子自由端拉力总和的一半，即 故A错误，符合题意； B．人拉绳子的功率为 P=Fv=300N×2×0.2m/s=120W 故B正确，不符合题意； C．滑轮组机械效率约为 故C正确，不符合题意； D．对于同一组滑轮组，当重物重量越大时，滑轮组机械效率越高，绳子B能承受的最大拉力为700N，而重为600N的小明站在地面上拉，所以 故 G总max=2G人=2×600N=1200N 吊起的最大物重为 G物max=G总max-G动=1200N-100N=1100N 该装置能达到的最大机械效率为 η= 故D正确，不符合题意。 故选A。 6．C 【详解】A．根据题意有用功为 总功为 拉力的功率为 故A错误； B．斜面的机械效率为 故B错误； C．额外功为 由得，摩擦力为 故C正确； D．斜面的机械效率等于有用功与总功的比值，当把斜面的高度升高时，倾斜角度变大，物体对斜面的压力减小，摩擦力将变小，斜面长度不变，重力不变，所以有用功为 将变大，额外功为 将变小。机械效率为 由上式分析可得当有用功增大，额外功减小，有用功与总功的比值将增大，故可得斜面的机械效率变大。故D错误。 故选C。 7．C 【详解】A．沿粗糙的斜面将物体由底端拉到顶端的过程中，拉力与斜面的长度有关，斜面越长越省力，所以拉力小于，故A错误； B．在斜面中，斜面粗糙程度相同，斜面的倾斜程度越大，机械效率越高，两斜面的倾斜程度不同，故机械效率不同，故B错误； C．由功率 P===Fv 可知，速度相同时，拉力越大，功率越大，因甲、乙两个相同的物体分别从斜面的底端以相同速度匀速拉到顶端，拉力小于，故拉力的总功率小于的总功率，故C正确； D．上升过程中，物体匀速上升，速度不发生变化，故动能不变；高度上升，则重力势能增大，但不是动能转化为重力势能，故D错误。 故选C。 8．D 【详解】ACD．工人做的有用功 工人做的总功 所以斜面的机械效率为 斜面的额外功就是克服摩擦做的功，克服摩擦力所做的额外功为 由可得物体与斜面间的摩擦力为 故AC错误，D正确； B．工人做功功率为 故B错误。 故选D。 9．B 【详解】轮子和轴固定在一起转动的机械，叫做轮轴。螺丝刀是轮轴类工具，它的刀柄是轮，刀杆是轴；在轴相同的情况下，轮轴上的轮越大越省力，拧螺丝时用到了轮轴。故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 10．C 【详解】A.钓鱼竿在使用时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故A错误； B.由可知，浮力的大小与物体排开液体的体积和液体的密度有关。若浮在水面的物体排开水的体积比沉底的物体排开水的体积小，那么浮在水面的物体比沉在水底的物体受到的浮力小，故B错误。 C．修盘山公路，利用了高度一定时斜面越长越省力的道理，故C正确； D．竖直向上抛出的小球，上升到最高点时虽然速度为零，但受到向下的重力作用，为非平衡力，处于非平衡状态，故D错误； 故选C。 11． 150 60% 0 【详解】[1]由图示知，W与s成正比，由图乙知，当功为400J时，运动的距离为4m，据W=Fs知，拉力 [2]整个过程所做的有用功 W有=W-W额=600J-240J=360J 则机械效率 [3]这个过程中，斜面对木箱的支持力垂直于斜面向上，而木箱移动的距离是沿斜面向上的，那么力的方向与移动的距离垂直，则此力所做的功为0。 12． 6000 40% 【详解】[1]物体在斜面上运动20m，斜面的倾角为30°，根据直角三角形知识可知，物体上升的高度 工人所做有用功 W有=Gh=600N×10m=6000J [2]由图可知，动滑轮上有2段绳子，即n=2，已知物体沿斜面移动距离s=20m，则绳子自由端移动的距离 s′=ns=2×20m=40m 工人所做总功 W总=Fs′=375N×40m=15000J 该装置的机械效率 13．1 【详解】[1]拉力做的总功为 W总=Fs=5N×1m=5J 额外功为 W额外=(1-80%)×W总=20%×5J=1J 克服摩擦力所做的功为额外功，所以木块和斜面之间的摩擦力 14． 省力 乙 【详解】[1]斜面是一种简单机械，使用斜面可以省力，而使用任何机械都不能省功。 [2]图乙中的螺丝钉，螺纹相当于斜面，使用螺丝钉时，通过旋转的方式将螺丝钉拧入物体，可以省力，与斜面原理相同；图丙中的钉子，钉尖很尖，是在压力一定时，通过减小受力面积来增大压强，便于钉子钉入物体，与斜面原理不同。故选填乙。 15． 120 60 40 【详解】[1]有用功 12kg120J [2]拉力做的总功 斜面的机械效率 = [3]额外功为 由可得，物体所受的摩擦力 f===40N 16． 0.75 2.1 见解析 【详解】（1）[1]克服重力做功为 [2]做的总功为 克服摩擦力做的功为额外功，额外功为 由可知，摩擦力为 （2）[3]方案一错误，斜面上匀速拉木块时，摩擦力与拉力不是平衡力，所以摩擦力不等于拉力，拉力等于摩擦力加上重力沿斜面向下的分力，故方案二正确。 17． 接触面粗糙程度 用滚动代替滑动 压力 前 ② ①③④⑤ 受力面积 减小 【详解】（2）[1]滑动摩擦力大小与压力、接触面的粗糙程度有关。车轴处经常上一些润滑油，填充了接触面的微小凹凸，使表面更光滑，减小接触面的粗糙程度，减小了摩擦力。 （3）[2]相同情况下，滚动摩擦小于滑动摩擦。车轴处的滚珠，是利用滚动代替滑动，来减小摩擦。 （4）[3]刹车时，用力捏紧车闸，增大了刹车块与车圈之间的压力，是在接触面的粗糙程度不变时，增大接触面受到的压力，从而增大摩擦力。 （5）[4]紧蹬自行车前进时，后轮相对地面有向后滑动的趋势，后轮受到的摩擦力方向向前，是自行车前进的动力。 [5][6]杠杆是能绕某一固定点转动的硬棒；轮轴是由“轮”和“轴”组成的系统，该系统能绕共同轴线旋转。则属于杠杆的是②，属于轮轴的有①③④⑤。 [7][8]压强大小与压力、受力面积有关，自行车的车座较宽大，车轴螺母处加一个垫圈，自行车的脚踏板做得扁而平，这些设计都是通过增大受力面积，达到减小压强的目的。 18．(1) 斜面 省力 (2)60% (3)2.4×103N 【详解】（1）[1][2]皖南川藏线设计成沿着山体多次弯曲蜿蜒而上，利用了斜面模型，斜面模型费距离，但是可以省力。 （2）汽车自山脚地面到山顶过程中爬坡做的有用功为 做的总功为 汽车爬坡的机械效率为 （3）克服摩擦力做的额外功为 汽车爬坡所受的阻力平均约为 学科网（北京）股份有限公司 $