第十二章 简单机械 基础卷【王牌物理】2026年八下阶段性调研试题十六 (河南专用)
2026-06-17
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理人教版八年级下册 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 第十二章 简单机械 |
| 类型 | 作业-单元卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-单元练习 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 河南省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 4.58 MB |
| 发布时间 | 2026-06-17 |
| 更新时间 | 2026-06-19 |
| 作者 | 王牌物理-河南中考风向标 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-06-17 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58381019.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
【王牌物理】2026八下第十二章简单机械基础卷,以生活实践与科学情境为载体,覆盖杠杆、滑轮组等核心知识点,难度适中(0.68),适配单元复习巩固与能力提升。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|填空题|6题14分|杠杆分类、轮轴应用、摩擦影响|结合独轮车、扳手等工具,考查物理观念|
|选择题|14题16分|杠杆平衡、机械效率、运动状态|融入赛艇比赛、吊桥等情境,体现科学思维|
|作图题|2题4分|滑轮组绕线、最小力示意图|注重模型建构,培养科学探究能力|
|实验探究题|3题17分|杠杆平衡条件、滑轮组/斜面机械效率|设计多组对比实验,强化证据分析与解释|
|计算题|2题19分|滑轮组功率、盘山公路效率计算|联系工程实际,考查综合应用与推理|
内容正文:
【王牌物理】2026八下阶段性调研试题十六
第十二章简单机械基础卷难度系数0.68
命题人 王兆敏
满分 70 分,时间 60 分钟
1、 填空题(共6题;每空1分,共14分)
1.(本题3分)如图所示是工人在用独轮车搬运砖头,独轮车属于______杠杆(选填“省力”或“费力”);为了进一步减小动力的大小,可以移动手的作用点,使其离支点______一些;工人常常给手涂上镁粉,目的是为了______摩擦(选填“增大”或“减小”)。
T1 T2
2.(本题3分)用如下图所示的扳手拧螺丝时,该扳手相当于一个______(选填“轮轴”或“滑轮”),使用时可以省______(选填“力”或“距离”)。一只手稳住扳手的十字交叉部位,另一只手用同样大小和方向的力在______(选填“A”“B”或“C”)点处更容易拧动螺丝。
3.(本题2分)小明和小杰握住两根较光滑的木棍,小华将绳子的一端系在其中一根木棍上,然后按如图所示的方式依次将绳子绕过两根木棍,小华在A处拉绳子的另一端,用很小的力便能使两根木棍靠拢。两根木棍和绳子组成的机械相当于_______(填一种简单机械名称);该过程说明了使用该装置可以_______(选填“省力”或“省距离”)。
T3T4 T5
4.(本题2分)如图所示,在100 N的水平拉力F作用下物体沿水平地面向左匀速直线运动了3 m,物体与地面间的滑动摩擦力为210 N,则滑动摩擦力做功大小为__________J;滑轮组的机械效率为__________。
5.(本题2分)如图所示,用弹簧测力计沿粗糙斜面匀速向上拉动木块.由图中数据可知,弹簧测力计示数为_______N,斜面的机械效率为_______。
6.(本题2分)如图所示,是根据历史资料制作的抛石机模型。O为支点,A为重物,在B端放上“石弹”,松开绳索,“石弹”被抛出,重物A的________能是“石弹”被抛出的能量来源;若想增大“石弹”的射程,可以尝试 (写出一种改进方法)。
2、 选择题(共16分。其中第7—12小题为单选题,每小题2分。第13—14小题为双选题,每小题2分,多选、错选不得分,漏选得1分)
7.(本题2分)生活处处有物理,物理为人们生活带来了很多便利,杠杆在生产生活中普遍使用,如图所示,下列工具使用过程中,属于省力杠杆的是( )
A.食品夹 B.筷子
C.修树剪刀 D.赛艇的桨
8.(本题2分)吊桥是古代重要的防御设施,当敌人来犯时,守军可以迅速拉起吊桥、有效阻止敌人过河。图乙为吊桥的结构简图,在将吊桥由水平位置匀速拉到图中虚线位置的过程中,人对绳索所需施加的拉力将( )
A.逐渐减小
B.先增大后减小
C.逐渐增大
D.先减小后增大
9.(本题2分)2026年3月10日,全国赛艇冠军赛(第一站)在湖北国际水上运动训练竞赛基地举行。如图是进行赛艇比赛的场景,下列说法正确的是( )
A.划桨使赛艇前进时,船桨属于费力杠杆
B.划桨使赛艇前进,说明力能改变物体的形状
C.赛艇前进时,运动员相对于河岸是静止的
D.赛艇加速前进的过程中受到平衡力作用
T9 T10
10.(本题2分)如图所示,杠杆在、或的作用下都能处于静止状态,其中是支点,那么三个力中( )
A.最小 B.最小 C.最小 D.一样大
11.(本题2分)用如图所示的动滑轮,先后将两个质量不同的重物在相同时间内匀速提升相同高度,两次做功的情况如图所示,第一次的额外功为900J,不计绳重和摩擦。下列说法正确的是( )
A.第一次提升重物时机械效率较低
B.第二次提升重物时的额外功较大
C.两次提升重物的重力之比为15∶14
D.两次提升重物的总功率之比为6∶5
T11T12
12.(本题2分)如图,工人师傅在用独轮车运送货物。已知车和货物的总重力G为960N,工人的重力为500N,双脚与地面的接触面积为0.05m2。工人抬起独轮车在水平地面静止时,下列说法正确的是( )
A.独轮车是一个费力杠杆
B.工人对地面的压力为900N
C.工人对车竖直向上的力F为40N
D.工人对地面的压强为1×104Pa
13.(本题2分)一辆小汽车不小心陷进了泥潭,司机按如图所示的方式安装滑轮组,可将小汽车从泥潭中拉出,下列说法正确的是( )
A.滑轮A是动滑轮,可以省力,但不改变力的方向
B.滑轮A是动滑轮,相当于等臂杠杆
C.滑轮B是定滑轮,相当于省力杠杆
D.滑轮B是定滑轮,不省力,但可以改变力的方向
T13T14
14.(本题2分)如图所示,斜面长1m,高0.2m,将10N重的物体A从斜面底端匀速拉到斜面顶端,需要用平行于斜面的力2.5N,下列说法正确的是( )
A.机械效率为80%
B.有用功为2.5J
C.重物上升过程中克服摩擦做了0.5J的额外功
D.为了提高该斜面的机械效率,应以较快的速度将重物匀速拉到斜面顶端竖直向下拉绳端
三、作图题(每题2分,共4分)
15.(本题2分)如图工人用滑轮组提升材料按要求完成作图;
16.(本题2分)ABC是一硬棒,在硬棒B点挂一个重物G,要求施加一个最小的力F,使硬棒在如图所示位置平衡。请在图中画出该力F的示意图(保留作图痕迹)。
四、实验探究题(共3小题,每空1分,共17分)
17.(本题6分)根据小明“探究杠杆的平衡条件”的实验要求,完成下列各题:
(1)实验开始时,杠杆静止时如图甲所示,杠杆处于______(选填“平衡”或“不平衡”)状态,小明通过调节杠杆右端的螺母向______移动(选填“左”或“右”),使杠杆在水平位置平衡,其目的是:______,然后进行下面的实验探究;
(2)当弹簧测力计由图乙的竖直地拉着变成倾斜地拉着,使杠杆在水平位置静止时,弹簧测力计的示数将______(选填“变大”、“不变”或“变小”);
(3)有人用轻质杠杆组装成如图,轻质杠杆可绕转动,在点始终受一垂直作用于杠杆的力,力将______。
A.变大
B.变小
C.不变
D.先变大,后变小
E.先变小,后变大
(4)小明将原来装置改装成丁图,质量分布均匀的杠杆自重是,和点分别是杠杆总长度的处和处,小明两次将重为的钩码分别挂在和点并提升相同高度,已知,两次机械效率分别是和,则______(不计摩擦)。
18.(本题6分)在“测量滑轮组的机械效率”实验中,小明用同一滑轮组进行了三次实验(如图所示),
实验数据记录如表:
次数
钩码重/N
钩码上升距离/cm
①
弹簧测力计上升距离/cm
机械效率/%
1
2
10
0.8
30
83.3
2
4
10
1.5
30
②
3
6
10
2.2
30
90.9
(1)表格中①处应填写的内容为________,②处数据应为________(结果保留一位小数);
(2)分析以上实验数据可以得出结论:同一滑轮组的机械效率与________有关;
(3)同组的小华发现边拉动弹簧测力计边读数时,弹簧测力计示数不稳定,她认为应在弹簧测力计静止时读数,小明认为她的想法________(选填“合理”或“不合理”),理由是________;
(4)另一实验小组的同学改变动滑轮重,提升同一物体进行多次实验,获得数据并绘制出如图丁的图像。分析图像中的A点可知,此时被提升物体所受的重力________。
A.大于8N B.等于8N C.小于8N
19.(本题5分)实验小组用图示装置探究“斜面机械效率”,实验记录如下表:
实验次数
物体种类
物重G/N
斜面高h/cm
沿斜面的拉力F/N
斜面长s/cm
机械效率η/%
1
木块
4
15
1
90
66.7
2
小车
4
15
90
(1)沿斜面拉动物体时,为使测力计的示数稳定,应使物体做________运动,此时绳子对物体的拉力和斜面对物体的摩擦力________(选填“是”或“不是”)平衡力;
(2)根据图中测力计的示数可算得,第2次实验的机械效率为________%(保留小数点后一位);由实验可得初步结论:其他条件不变时,________越小,斜面的机械效率越大;
(3)第1次实验中,木块所受摩擦力为________N(保留小数点后一位)。
五、计算题(共19分。要求写出必要的文字说明、公式、主要的运算过程、数值和单位)
20.(本题9分)小明家修建房屋时,工人师傅使用如图所示的滑轮组提升建筑材料。他用竖直向下的拉力在15s内将重为480N的建材匀速提升了3m,每个滑轮重为20N,不计绳重及摩擦,g取10N/kg。问:
(1)工人拉绳子的速度为多大?
(2)工人对绳子拉力做功的功率是多少?
(3)在此过程中装置的机械效率为多少?
21.(本题10分)如图所示的某段盘山公路全长10km,竖直高度1000m,有一辆新能源电动观光车,以80kW恒定不变的功率用时40min沿盘山公路从山底匀速行驶至山顶(行驶过程中观光车所受阻力恒定不变,g取10N/kg)。
求:
(1)该车匀速行驶的速度(单位km/h);
(2)该车上山过程中牵引力做的功;
(3)若该车上山过程中做的有用功为,该车的机械效率。
王牌物理 河南中考风向标
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1
学科网(北京)股份有限公司
【王牌物理】2026八下阶段性调研试题十六
第十二章简单机械基础卷难度系数0.68
参考答案
1. 省力 远 增大
2. 轮轴 力 C
3. 滑轮组 省力
4. 630 70%
5. 6 80%
6. 重力势 减小“石弹”自身的重力
7.C 8.A 9.A 10.B 11.D 12.B 13.AD 14.AC
15.
16.
17.(1) 平衡 右 便于测量力臂,消除杠杆自身重力对实验的影响
(2)变大
(3)D
(4)
18.(1) 拉力/N(或弹簧测力计示数F/N) 88.9
(2)被提升物体的重力(物重)
(3) 不合理 没有考虑到摩擦力的影响
(4)A
19.(1) 匀速直线 不是
(2) 95.2 摩擦力
(3)0.3
20.
(1) (2) (3)96%
【详解】(1)由图可得,承担物重的绳子段数。已知建材提升高度,因此绳子自由端移动的距离为
由可知,工人拉绳子的速度
(2)不计绳重及摩擦,拉力大小为
拉力做功的功率
(3)提升建材过程中,拉力做的有用功为
拉力做的总功为
装置的机械效率
21. (1) 15km/h (2) 1.92×108J (3) 35%
【详解】(1)由题意得,行驶时间
则
(2)功率
则
(3)机械效率为
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【王牌物理】2026八下阶段性调研试题十六
第十二章简单机械基础卷难度系数0.68
命题人 王兆敏
满分 70 分,时间 60 分钟
1、 填空题(共6题;每空1分,共14分)
1.(本题3分)如图所示是工人在用独轮车搬运砖头,独轮车属于______杠杆(选填“省力”或“费力”);为了进一步减小动力的大小,可以移动手的作用点,使其离支点______一些;工人常常给手涂上镁粉,目的是为了______摩擦(选填“增大”或“减小”)。
【答案】 省力 远 增大
【详解】由图可知独轮车在使用时动力臂大于阻力臂,因此独轮车属于省力杠杆;根据杠杆平衡条件,阻力和阻力臂不变时,动力臂越大,动力越小,因此将手的作用点向离支点远的方向移动,增大动力臂,可以减小动力;手上涂镁粉,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦,防止打滑。
2.(本题3分)用如下图所示的扳手拧螺丝时,该扳手相当于一个______(选填“轮轴”或“滑轮”),使用时可以省______(选填“力”或“距离”)。一只手稳住扳手的十字交叉部位,另一只手用同样大小和方向的力在______(选填“A”“B”或“C”)点处更容易拧动螺丝。
【答案】 轮轴 力 C
【详解】扳手拧螺丝时,以螺丝的中心为轴转动,符合轮轴的特征,所以该工具使用时是一个轮轴。扳手的轮半径大于轴半径,可以省力。
用扳手拧螺丝时,阻力和阻力臂一定,在A点施力时,动力臂最小,动力最大,在C点施力时,动力臂最大,动力最小,所以在C点施力更容易拧动螺丝。
3.(本题2分)小明和小杰握住两根较光滑的木棍,小华将绳子的一端系在其中一根木棍上,然后按如图所示的方式依次将绳子绕过两根木棍,小华在A处拉绳子的另一端,用很小的力便能使两根木棍靠拢。两根木棍和绳子组成的机械相当于_______(填一种简单机械名称);该过程说明了使用该装置可以_______(选填“省力”或“省距离”)。
【答案】 滑轮组 省力
【详解】两根木棍和绳子组成的装置,相当于由定滑轮和动滑轮组合而成的滑轮组;题目中“用很小的力便能使两根木棍靠拢”,说明该装置的特点是可以省力(费距离)。
4.(本题2分)如图所示,在100 N的水平拉力F作用下物体沿水平地面向左匀速直线运动了3 m,物体与地面间的滑动摩擦力为210 N,则滑动摩擦力做功大小为__________J;滑轮组的机械效率为__________。
【答案】 630 70%
【详解】[1]滑动摩擦力做功大小为
[2]由图中可知,动滑轮上有三股承重绳,绳子自由端移动的距离为
的总功为
滑轮组所做的有用功为
故滑轮组的机械效率为
5.(本题2分)如图所示,用弹簧测力计沿粗糙斜面匀速向上拉动木块.由图中数据可知,弹簧测力计示数为_______N,斜面的机械效率为_______。
【答案】 6 80%
【详解】[1]由图示可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,测力计的示数为6N。
[2]由题意知:斜面的高度h=20cm=0.2m,斜面的长度s=50cm=0.5m,有用功W有=Gh=12N×0.2m=2.4J
总功W总=Fs=6N×0.5m=3J
斜面的机械效率是
6.(本题2分)如图所示,是根据历史资料制作的抛石机模型。O为支点,A为重物,在B端放上“石弹”,松开绳索,“石弹”被抛出,重物A的________能是“石弹”被抛出的能量来源;若想增大“石弹”的射程,可以尝试________(写出一种改进方法)。
【答案】 重力势 减小“石弹”自身的重力
【详解】松开绳索后,重物A下降,重力势能转化为石弹的动能;“石弹”射程不够远,除了调整动力臂长度之外,还可以增大重物的重力,使杠杆对“石弹”做功增大,从而增大射程,或者在杠杆对“石弹”做功不变时,减小“石弹”自身重力,增大射程。
2、 选择题(共16分。其中第7—12小题为单选题,每小题2分。第13—14小题为双选题,每小题2分,多选、错选不得分,漏选得1分)
7.(本题2分)生活处处有物理,物理为人们生活带来了很多便利,杠杆在生产生活中普遍使用,如图所示,下列工具使用过程中,属于省力杠杆的是( )
A.食品夹 B.筷子
C.修树剪刀 D.赛艇的桨
【答案】C
【详解】ABD.食品夹、筷子、赛艇的浆在使用时动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故ABD不符合题意;
C.修树剪刀在使用时动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故C符合题意。
故选C。
8.(本题2分)吊桥是古代重要的防御设施,当敌人来犯时,守军可以迅速拉起吊桥、有效阻止敌人过河。图乙为吊桥的结构简图,在将吊桥由水平位置匀速拉到图中虚线位置的过程中,人对绳索所需施加的拉力将( )
A.逐渐减小
B.先增大后减小
C.逐渐增大
D.先减小后增大
【答案】A
【详解】吊桥可看作杠杆,支点为转轴O,阻力是吊桥的重力G,重力大小和方向始终不变。在吊桥从水平位置被匀速拉到虚线位置的过程中,阻力臂逐渐减小,动力臂逐渐增大。根据杠杆平衡条件可得
可知,人对绳索的拉力F会逐渐减小。
故选A。
9.(本题2分)2026年3月10日,全国赛艇冠军赛(第一站)在湖北国际水上运动训练竞赛基地举行。如图是进行赛艇比赛的场景,下列说法正确的是( )
A.划桨使赛艇前进时,船桨属于费力杠杆
B.划桨使赛艇前进,说明力能改变物体的形状
C.赛艇前进时,运动员相对于河岸是静止的
D.赛艇加速前进的过程中受到平衡力作用
【答案】A
【详解】A.船桨的支点在桨与船的连接点,动力是人手对桨的作用力,阻力是水对桨的作用力,动力臂小于阻力臂,因此船桨属于费力杠杆,故A正确;
B.划桨使赛艇前进,赛艇的运动速度发生改变,说明力能改变物体的运动状态,故B错误;
C.赛艇前进时,运动员相对于河岸的位置不断发生变化,因此运动员相对于河岸是运动的,故C错误;
D.物体受平衡力作用时,会保持静止或匀速直线运动状态,赛艇加速前进时运动状态不断改变,因此受到的不是平衡力,故D错误。
故选A。
10.(本题2分)如图所示,杠杆在、或的作用下都能处于静止状态,其中是支点,那么三个力中( )
A.最小 B.最小 C.最小 D.一样大
【答案】B
【详解】由图知道,O为支点,物体的重力为阻力,在方向不同的、或三个力作用时,阻力和阻力臂不变,即阻力和阻力臂的乘积是相同的,由杠杆的平衡条件可知,力臂越大,力越小,由图可知,当力与杠杆垂直时,力臂最长,即F2的力臂最长,所以最小,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
11.(本题2分)用如图所示的动滑轮,先后将两个质量不同的重物在相同时间内匀速提升相同高度,两次做功的情况如图所示,第一次的额外功为900J,不计绳重和摩擦。下列说法正确的是( )
A.第一次提升重物时机械效率较低
B.第二次提升重物时的额外功较大
C.两次提升重物的重力之比为15∶14
D.两次提升重物的总功率之比为6∶5
【答案】D
【详解】A.机械效率是有用功占总功的百分比,由图可知,第一次提升重物时机械效率75%,第二次提升重物时机械效率70%,故A错误;
B.不计绳重和摩擦,动滑轮的额外功为克服动滑轮重力做的功;由于第一、二次都是在相同时间内用同一个动滑轮将物体匀速提升相同高度,因此两次额外功大小相等,故B错误;
C.第一次额外功占总功的25%,第一次总功
第一次有用功
由得
第二次额外功占总功的30%,第二次总功
第二次有用功
由得
两次提升重物的重力之比,故C错误 ;
D.两次提升重物的总功率之比,故D正确。
故选 D。
12.(本题2分)如图,工人师傅在用独轮车运送货物。已知车和货物的总重力G为960N,工人的重力为500N,双脚与地面的接触面积为0.05m2。工人抬起独轮车在水平地面静止时,下列说法正确的是( )
A.独轮车是一个费力杠杆
B.工人对地面的压力为900N
C.工人对车竖直向上的力F为40N
D.工人对地面的压强为1×104Pa
【答案】B
【详解】A.独轮车的支点在车轮处,动力臂1.2m > 阻力臂0.5m,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故A错误;
BC.根据杠杆平衡条件得:
工人抬起独轮车,手向上的力,则车对工人手向下的压力为。工人对地面的压力
故B正确,C错误;
D.工人对地面的压强,故D错误。
故选B。
13.(本题2分)一辆小汽车不小心陷进了泥潭,司机按如图所示的方式安装滑轮组,可将小汽车从泥潭中拉出,下列说法正确的是( )
A.滑轮A是动滑轮,可以省力,但不改变力的方向
B.滑轮A是动滑轮,相当于等臂杠杆
C.滑轮B是定滑轮,相当于省力杠杆
D.滑轮B是定滑轮,不省力,但可以改变力的方向
【答案】AD
【详解】轴位置固定不动的是定滑轮,轴随物体一起运动的是动滑轮。本题中,滑轮A随汽车一起运动,是动滑轮;滑轮B固定在墙壁上,轴位置不变,是定滑轮。
AB.动滑轮的本质是动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆,特点是省力,但不改变力的方向,故A正确,B错误;
CD.定滑轮的本质是等臂杠杆,特点是不省力,但可以改变力的方向,故C错误,D正确。
故选AD。
14.(本题2分)如图所示,斜面长1m,高0.2m,将10N重的物体A从斜面底端匀速拉到斜面顶端,需要用平行于斜面的力2.5N,下列说法正确的是( )
A.机械效率为80%
B.有用功为2.5J
C.重物上升过程中克服摩擦做了0.5J的额外功
D.为了提高该斜面的机械效率,应以较快的速度将重物匀速拉到斜面顶端竖直向下拉绳端
【答案】AC
【详解】AB.将物体A从斜面底端匀速拉到斜面顶端所做总功
所做有用功
机械效率,故A正确,B错误;
C.重物上升过程中克服摩擦做的额外功,故C正确;
D.斜面的机械效率仅与斜面的倾斜程度和接触面粗糙程度有关,与拉动物体的速度无关,故D错误。
故选AC。
三、作图题(每题2分,共4分)
15.(本题2分)如图工人用滑轮组提升材料按要求完成作图;
【答案】
【详解】人站在高台上向下拉绳子,可以借助自身的体重(身体微微下蹲或后仰)来帮助施力,感觉更轻松、更稳定。因此将绳子起点固定在定滑轮挂钩,依次绕过动滑轮、定滑轮,即可得到符合要求的绕线。
16.(本题2分)ABC是一硬棒,在硬棒B点挂一个重物G,要求施加一个最小的力F,使硬棒在如图所示位置平衡。请在图中画出该力F的示意图(保留作图痕迹)。
【答案】
【详解】根据杠杆平衡条件可知,当阻力(重物的拉力)和阻力臂固定时,动力臂越长,动力越小,因此要找最长动力臂得到最小力。 本题中硬棒绕固定点A转动,A为支点,杠杆上离A最远的点是C点,因此最长动力臂就是A到C的连线AC;重物G使杠杆绕A顺时针转动,动力需要阻碍杠杆转动,因此在C点作垂直于AC、斜向上方的力,就是所求的最小力F。
四、实验探究题(共3小题,每空1分,共17分)
17.(本题6分)根据小明“探究杠杆的平衡条件”的实验要求,完成下列各题:
(1)实验开始时,杠杆静止时如图甲所示,杠杆处于______(选填“平衡”或“不平衡”)状态,小明通过调节杠杆右端的螺母向______移动(选填“左”或“右”),使杠杆在水平位置平衡,其目的是:______,然后进行下面的实验探究;
(2)当弹簧测力计由图乙的竖直地拉着变成倾斜地拉着,使杠杆在水平位置静止时,弹簧测力计的示数将______(选填“变大”、“不变”或“变小”);
(3)有人用轻质杠杆组装成如图,轻质杠杆可绕转动,在点始终受一垂直作用于杠杆的力,力将______。
A.变大
B.变小
C.不变
D.先变大,后变小
E.先变小,后变大
(4)小明将原来装置改装成丁图,质量分布均匀的杠杆自重是,和点分别是杠杆总长度的处和处,小明两次将重为的钩码分别挂在和点并提升相同高度,已知,两次机械效率分别是和,则______(不计摩擦)。
【答案】(1) 平衡 右 便于测量力臂,消除杠杆自身重力对实验的影响
(2)变大
(3)D
(4)
【详解】(1)[1]杠杆静止就属于平衡状态,因此此时杠杆处于平衡状态。
[2][3]图甲中杠杆左端下沉、右端翘起,表明右端要轻一些,平衡螺母向右移动;使杠杆在水平位置平衡,既可以让杠杆自重的力臂为零,消除杠杆自重对实验的影响,又可以让力臂与杠杆重合,方便直接测量力臂。
(2)弹簧测力计倾斜拉动时,拉力的力臂会变小,阻力和阻力臂不变,根据杠杆平衡条件,拉力会变大,因此弹簧测力计示数变大。
(3)力始终垂直于杠杆,因此的力臂大小始终不变;阻力为重物对杠杆的作用力,大小不变;杠杆从下端向上转动的过程中,阻力臂(支点到重力作用线的距离)先增大,杠杆水平时阻力臂达到最大,继续转动后阻力臂减小,根据杠杆平衡条件,力会先变大后变小,故选D。
(4)不计摩擦,额外功是克服杠杆自重做的功,机械效率: 设支点到A的距离为,则到杠杆中点(重心位置)的距离为,已知:
钩码挂在点,钩码提升高度为:,重心提升高度为,,因此
钩码挂在C点,钩码提升高度为:,重心提升高度为,,因此
因此比值:
18.(本题6分)在“测量滑轮组的机械效率”实验中,小明用同一滑轮组进行了三次实验(如图所示),
实验数据记录如表:
次数
钩码重/N
钩码上升距离/cm
①
弹簧测力计上升距离/cm
机械效率/%
1
2
10
0.8
30
83.3
2
4
10
1.5
30
②
3
6
10
2.2
30
90.9
(1)表格中①处应填写的内容为________,②处数据应为________(结果保留一位小数);
(2)分析以上实验数据可以得出结论:同一滑轮组的机械效率与________有关;
(3)同组的小华发现边拉动弹簧测力计边读数时,弹簧测力计示数不稳定,她认为应在弹簧测力计静止时读数,小明认为她的想法________(选填“合理”或“不合理”),理由是________;
(4)另一实验小组的同学改变动滑轮重,提升同一物体进行多次实验,获得数据并绘制出如图丁的图像。分析图像中的A点可知,此时被提升物体所受的重力________。
A.大于8N B.等于8N C.小于8N
【答案】(1) 拉力/N(或弹簧测力计示数F/N) 88.9
(2)被提升物体的重力(物重)
(3) 不合理 没有考虑到摩擦力的影响
(4)A
【详解】(1)[1]测量滑轮组机械效率时,需要测量的物理量有:钩码重、钩码上升距离、拉力、弹簧测力计上升距离,因此①处应为拉力(弹簧测力计示数),单位为N。
[2]第2次实验,有用功
总功
机械效率
因此②处为88.9。
(2)实验数据显示:同一滑轮组,提升的物体重力越大,机械效率越高,因此同一滑轮组的机械效率与被提升物体的重力(物重)有关。
(3)[1][2]该想法不合理,因为实验时应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计,绳子与滑轮间存在动摩擦力;静止时弹簧测力计不会克服摩擦力做功,测得的拉力偏小(没有机械之间的摩擦力),会影响滑轮组的机械效率,因此不能静止读数。
(4)若不计绳重和摩擦,机械效率
代入A点数据,解得:;
但由于绳重和摩擦力使得额外功变大,根据
在机械效率不变时,额外功增大,有用功也增大,若提升相同的高度,物体的重力会大于8N,故选A。
19.(本题5分)实验小组用图示装置探究“斜面机械效率”,实验记录如下表:
实验次数
物体种类
物重G/N
斜面高h/cm
沿斜面的拉力F/N
斜面长s/cm
机械效率η/%
1
木块
4
15
1
90
66.7
2
小车
4
15
90
(1)沿斜面拉动物体时,为使测力计的示数稳定,应使物体做________运动,此时绳子对物体的拉力和斜面对物体的摩擦力________(选填“是”或“不是”)平衡力;
(2)根据图中测力计的示数可算得,第2次实验的机械效率为________%(保留小数点后一位);由实验可得初步结论:其他条件不变时,________越小,斜面的机械效率越大;
(3)第1次实验中,木块所受摩擦力为________N(保留小数点后一位)。
【答案】(1) 匀速直线 不是
(2) 95.2 摩擦力
(3)0.3
【详解】(1)[1]沿斜面拉动物体时,为使弹簧测力计的示数稳定,便于读数,应使物体做匀速直线运动。
[2]沿斜面向上匀速拉动物体时,在斜面方向上物体受到沿斜面向上的拉力,沿斜面向下的摩擦力,竖直向下的重力,在这三个力作用下物体处于平衡状态,所以物体所受到的拉力和斜面对物体的摩擦力不是一对平衡力。
(2)[1]由图可知,弹簧测力计的分度值为0.1N,测力计示数为0.7N;由表中数据可知,第2次实验中,斜面的机械效率为
[2]沿着斜面拉物体时,克服斜面对物体的摩擦力做的功为额外功,由表中1、2两次的数据可知,斜面高度和长度相同,即斜面的倾角相同,物体重力相同,木块和小车对斜面的压力相同,但接触面粗糙程度不同,所以木块和小车受到的摩擦力不同,故斜面的机械效率不同。第1次木块在斜面上滑动,第2次小车在斜面上滚动,在压力相同时,滚动摩擦力比滑动摩擦小得多,故第2次机械效率跟高。所以得出结论:其他条件不变时,摩擦力越小,斜面的机械效率越大。
(3)第1次实验中,总功为
有用功为
克服摩擦力所做的额外功为
木块所受摩擦力为
五、计算题(共19分。要求写出必要的文字说明、公式、主要的运算过程、数值和单位)
20.(本题9分)小明家修建房屋时,工人师傅使用如图所示的滑轮组提升建筑材料。他用竖直向下的拉力在15s内将重为480N的建材匀速提升了3m,每个滑轮重为20N,不计绳重及摩擦,g取10N/kg。问:
(1)工人拉绳子的速度为多大?
(2)工人对绳子拉力做功的功率是多少?
(3)在此过程中装置的机械效率为多少?
【答案】(1)
(2)
(3)96%
【详解】(1)由图可得,承担物重的绳子段数。已知建材提升高度,因此绳子自由端移动的距离为
由可知,工人拉绳子的速度
(2)不计绳重及摩擦,拉力大小为
拉力做功的功率
(3)提升建材过程中,拉力做的有用功为
拉力做的总功为
装置的机械效率
21.(本题10分)如图所示的某段盘山公路全长10km,竖直高度1000m,有一辆新能源电动观光车,以80kW恒定不变的功率用时40min沿盘山公路从山底匀速行驶至山顶(行驶过程中观光车所受阻力恒定不变,g取10N/kg)。
求:
(1)该车匀速行驶的速度(单位km/h);
(2)该车上山过程中牵引力做的功;
(3)若该车上山过程中做的有用功为,该车的机械效率。
【答案】(1)
15km/h
(2)
1.92×108J
(3)
35%
【详解】(1)由题意得,行驶时间
则
(2)功率
则
(3)机械效率为
王牌物理 河南中考风向标
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