【新课标】物理【沪科版】八年级全册（2024）【重点知识点解析、提升测试解析】第十一章　机械与人

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八年级 全册 沪科版初中物理初中物理初中物理第十一章　素养综合检测(满分100分, 限时45分钟)初中物理初中物理一、选择题(每小题4分,共36分)1.(新情境·劳动教育)(2023山东日照中考)“劳则思,思则善心生”,劳动的过程就是一种学习。某学校劳动教育课堂上,以下劳动场景中,利用了费力杠杆的是 (    　)B初中物理初中物理解析　利用撬棒撬大石块、用钢丝钳剪铁丝、用羊角锤拔钉子时,动力臂大于阻力臂,为省力杠杆;用手拿石块时,若把前臂看成杠杆,支点在肘关节的位置,肱二头肌收缩抬起前臂的力是动力,石块作用在手上的力是阻力,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆。初中物理初中物理2.(2024湖南湘西一模)如图所示,每个钩码的质量是50 g,g取10 N/kg,小萍在做“探究杠杆平衡条件”的实验,杠杆平衡时弹簧测力计的示数  (    　)A.大于1.5 NB.等于1.5 NC.小于1.5 ND.无法确定大于、等于还是小于1.5 NA初中物理初中物理解析　设杠杆一格长为L,一个钩码的重力G=mg=0.05 kg×10 N/kg=0.5 N,如果弹簧测力计竖直向下拉,根据杠杆的平衡条件得到2G×3L=F×2L,F=1.5 N,右侧弹簧测力计倾斜,力臂变小,阻力和阻力臂不变,由杠杆平衡条件可知动力变大,因此弹簧测力计的示数将大于1.5 N。初中物理初中物理3.(新情境·劳动教育)(2024陕西西安模拟预测)如图所示,这是小明在劳动实践基地体验的场景。他用160 N的拉力F将重240 N的物体匀速提升2 m。不计绳重和滑轮组内的摩擦,下列说法正确的是 (    　)A.定滑轮的作用是省力B.绳子自由端移动的距离为6 mC.滑轮组的机械效率为75%D.提升物体的速度越快,滑轮组的机械效率越高C初中物理初中物理解析　定滑轮的作用是改变力的方向,不能省力,A错误;由图知有两段绳子吊着动滑轮,绳子自由端移动的距离为 s=nh=2×2m=4 m,B错误;拉力做的有用功为W有=Gh=240 N×2 m=480 J,拉力做的总功为W总=Fs=160 N×4 m=640 J,滑轮组的机械效率为η= ×100%= ×100%=75%,C正确;提升物体的速度越快,做功的功率越大,和滑轮组的机械效率无关,D错误。初中物理初中物理4.(2021江苏南通中考改编)物理学中把机械对重物施加的力与人对机械施加的力的比值叫作机械效益MA,用于比较不同机械的省力程度。现用图示滑轮组匀速提升重物,不计绳重和摩擦。则下列描述滑轮组的机械效率η与机械效益MA的关系图线中,初中物理初中物理可能正确的是 (    　)  A　　　     B C　　　   DC初中物理初中物理解析    η= ,则  = =n,即MA与η是成正比的,C正确,A、B、D错误。初中物理初中物理5.(2023河南中考)如图所示,在200 N的拉力F作用下,用滑轮组将重为300 N的货物匀速提升,在20 s内货物竖直上升了2 m。不计绳重及滑轮上的摩擦。下列说法正确的是(    　)A.滑轮组做的有用功为400 JB.拉力F做功的功率为30 WC.滑轮组的机械效率为75%D.此滑轮组提升的货物越轻,机械效率越大C初中物理初中物理解析　由图可知,n=2。拉力做的有用功W有=Gh=300 N×2 m=600 J,A错误;绳子自由端移动的距离s=nh=2×2 m=4 m,拉力做的总功W总=Fs=200 N×4 m=800 J,拉力做功的功率P= = =40 W,B错误;滑轮组的机械效率η= ×100%= ×100%=75%,C正确;不计绳重和摩擦时η= = = = = ,动滑轮的重力一定,提升的货物越轻,即G越小,机械效率越小,D错误。初中物理初中物理6.(2023辽宁丹东中考)如图所示,小潘用动滑轮将重为8 N的物体匀速提升,绳子自由端移动的速度为0.2 m/s,动滑轮的重力为2 N,忽略绳重和摩擦。下列说法正确的是 (    　)A.经过5 s,物体被提升1 mB.经过5 s,小潘做的有用功为5 JC.小潘对绳子的拉力F大小为4 ND.此过程中该动滑轮的机械效率为80%D初中物理初中物理解析　由图可知,n=2。绳子自由端移动的速度为0.2 m/s,则物体升高的速度为v=  v绳=  ×0.2 m/s=0.1 m/s,经过5 s,物体被提升的高度为h=vt=0.1 m/s×5 s=0.5 m,A错误;经过5 s,小潘做的有用功为W有用=Gh=8 N×0.5 m=4 J,B错误;不计绳重和摩擦,小潘对绳子的拉力为F=  =  =5 N,C错误;绳子移动的距离为s=2h=2×0.5 m=1 m,拉力做的总功为W总=Fs=5 N×1 m=5 J,此过程中该动滑轮的机械效率η=  ×100%=  ×100%=80%,D正确。初中物理初中物理7.(2023内蒙古通辽中考)如图所示,用滑轮组帮助汽车脱困,汽车被水平匀速拉动1.2 m时,作用在绳子自由端的拉力F为1000 N,绳子自由端移动的速度为0.6 m/s,滑轮组的机械效率为80%,则下列说法正确的是 (    　)A.汽车移动的速度为0.4 m/sB.拉力F做的功为1 200 JC.汽车受到的摩擦力大小为2 000 ND.拉力F所做的有用功的功率为480 WD初中物理初中物理解析　由图可知,n=2。绳子自由端移动的速度为v=0.6 m/s,汽车移动的速度v0=  v=  ×0.6 m/s=0.3 m/s,A错误;汽车移动的距离为s0=1.2 m,故绳子自由端移动的距离为s=ns0=2×1.2 m=2.4 m,拉力F做的功为W总=Fs=1 000 N×2.4 m=2 400 J,B错误;因滑轮组的机械效率为80%,故可得滑轮组所做的有用功为W有=W总×η=2 400 J×80%=1 920 J,汽车受到绳子的拉力为F0=  =  =1 600 N,由二力平衡可得,汽车受到的摩擦力为f=F0=1 600 N,C错误;由P=Fv可得,拉力F所做的有用功的功率为P有=F0v0=1 600 N×0.3 m/s=480 W,D正确。初中物理初中物理8.(2024重庆九龙坡模拟)小明同学利用如图所示滑轮组竖直匀速提升重物,已知重物质量是30 kg,拉力大小为125 N,物体5 s内上升了1 m,不计摩擦和绳重,g取10 N/kg,下列有关说法中正确的是 (    　)A.物体移动的速度为0.6 m/sB.小明同学拉绳子的功率为75 WC.滑轮组所做有用功为600 JD.该滑轮组的机械效率约为83.3%B初中物理初中物理解析　物体移动的速度为v= = =0.2 m/s,A错误;由图知n=3,小明同学拉绳子的功率为P=Fv'=Fnv=125 N×3×0.2 m/s=75 W,B正确;拉力做的有用功为W有=Gh=mgh=30 kg×10 N/kg×1 m=300 J,C错误;拉力做的总功为W总=Fs=Fnh=125 N×3×1 m=375 J,则该滑轮组的机械效率为η= ×100%= ×100%=80%,D错误。初中物理初中物理9.(中华优秀传统文化)(2024江苏苏州月考)“一个和尚挑水喝,两个和尚抬水喝……”,这是我们非常熟悉的一则谚语故事。如图,小和尚甲、乙将总质量为30 kg的水桶(含水)用轻绳悬于轻质木杆的O点,分别在A、B两点(肩膀与木杆相接触的点)以竖直向上的力共同抬起木杆,已知AO∶BO=3∶2,忽略手对木杆的作用力,若抬起水桶后木杆保持水平,g取10 N/kg,初中物理初中物理在以下说法中正确的是 (    　)①以甲和尚肩膀为支点此杆是一个省力杠杆②以乙和尚肩膀为支点此杆是一个费力杠杆③若甲、乙和尚质量相等,则两和尚对地面的压力F甲∶F乙=2∶3④将水桶从地面缓缓抬起50 cm,至少需克服水桶(含水)的重力做功150 JA.①②　　　    B.①③ C.①④　　　    D.②④C初中物理初中物理解析　以A点为支点,水桶对O点的拉力为阻力,乙和尚对杆的支持力为动力,由图可知动力臂大于阻力臂,故为省力杠杆;同理,以B点为支点时也是省力杠杠,①正确,②错误;以A点为支点时,设甲和尚对杆的支持力为F1,乙和尚对杆的支持力为F2,已知AO∶BO=3∶2,则AO∶AB=3∶5,根据杠杠平衡条件可得F2·AB=G桶·AO,解得F2= ×G桶= ×30 kg×10 N/kg=180 N,同理计算可得甲和尚对杆的支持力F1= ×G桶= ×30 初中物理初中物理kg×10 N/kg=120 N,和尚对杆的支持力大小等于杆对和尚的压力大小,故甲、乙和尚受到的杆的压力之比为 = = ,但是甲、乙和尚对地面的压力要加上各自的重力,则甲、乙和尚对地面的压力之比为 = = ,一定不等于 ,③错误;使用机械不省功,至少需要克服水桶(含水)的重力做功为W=Gh=mgh=30 kg×10 N/kg×0.5 m=150 J,④正确。初中物理初中物理二、填空题(每空2分,共28分)10.(中华优秀传统文化)(2022江西中考)明代学者宋应星(江西人)著有《天工开物》。如图所示,是书中描绘古代劳动人民用桔槔汲水的场景。桔槔属于　　　　    (选填“杠杆”“滑轮”或“轮轴”),使用时,机械效率η　 　1(选填“>”“<”或“=”)。杠杆<初中物理初中物理解析　桔槔是古代的一种汲水工具,利用的是杠杆原理;使用任何机械都不可避免地要做额外功,有用功总是小于总功,所以机械效率小于1。初中物理初中物理11.(2024云南红河二模)如图所示,物体A、B所受重力分别为200 N、50 N,放置好A、B两物体后,图甲中物体A恰好向右做匀速直线运动,则物体A此时所受摩擦力为　　　N。给物体A施加一个水平向左的力F,并使物体A水平向左匀速运动了5 m,此过程中拉力F所做的功为　 　　J。      50500初中物理初中物理解析　图甲中物体A恰好向右做匀速直线运动,处于平衡状态,水平方向上受到的水平向左的摩擦力等于水平向右的拉力,由绳上的力相等及力的相互性推导可知,物体A此时所受摩擦力的大小为f=F拉=GB=50 N;物体A水平向左匀速运动时,物体A受力平衡,水平方向上受到向左的力F,向右的拉力和摩擦力,因为压力大小和接触面的粗糙程度不变,所以摩擦力大小不变为50 N,所以水平向左的力F为F=f+F拉=50 N+50 N=100 N,向左匀速运动了5 m,此过程中拉力F所做的功W=Fs=100 N×5 m=500 J。初中物理初中物理12.(2023广东清远二模)如图为塔式起重机的起重结构简化示意图,a属于　　    (选填“定”或“动”)滑轮,b能起到　　   (选填“改变力的方向”或“省力”)的作用。请你提出一个使起重机机械效率提高的方法:　　　　　　　。定省力增加物重初中物理初中物理解析　图中滑轮a的轴固定不动,为定滑轮;轴随物体一起运动的滑轮是动滑轮,故b为动滑轮,动滑轮可以省力,但不能改变力的方向。不计绳重和摩擦,根据η= = 可知,在装置允许的情况下,适当增加物重可以提高机械效率。初中物理初中物理13.(2023四川攀枝花中考)图甲是脚踏式翻盖垃圾桶的实物图,翻盖的原理是由两个杠杆组合而成,图乙为两水平杠杆AO1B、DCO2组合的示意图。已知桶盖重5 N,重心位于DC中点的正上方,AO1=30 cm,O1B=20 cm,桶盖和连接杆的尺寸如图乙所示,脚踏杆AO1B和竖直连接杆BC的质量不计。(1)杠杆AO1B是　     (选填“省力”或“费力”)杠杆;(2)若要把桶盖翻开,脚对踏板A处的压力至少为　　 N。省力20初中物理初中物理解析　(1)杠杆AO1B的支点为O1,动力在A点处,阻力在B点处,作用力在竖直方向上,此时动力臂大于阻力臂,故为省力杠杆;(2)在杠杆DCO2中,阻力臂为l1= DC+CO2= ×50 cm+5 cm=30 cm,动力臂为l2=CO2=5 cm,根据杠杆平衡条件可得C点处作用力为FC= = =30 N,由力的作用是相互的可知,FB=FC,若要把桶盖翻开,根据杠杆平衡条件,在杠杆AO1B中,脚对踏板A处的压力至少为FA= = =20 N。初中物理初中物理14.(2024湖南娄底一模)小聪利用一长木板在地面和高台处搭建一个斜面,如图所示,高台高为3 m,长木板长9 m。小聪用大小为500 N的拉力F将重为1 200 N的物体从地面拉上高台,用时45 s。则小聪所做的有用功为　　　    J,拉力F做功的功率为　　　    W。3 600100初中物理初中物理解析　小聪做的有用功W有=Gh=1 200 N×3 m=3 600 J,拉力F做的总功为W总=Fs=500 N×9 m=4 500 J,拉力F做功的功率P= = =100 W。初中物理初中物理15.(新考向·逆向思维)(2023辽宁锦州中考)如图所示,重100 N的物体A在水平拉力F的作用下以0.1 m/s的速度匀速运动10 s,弹簧测力计的示数为20 N,滑轮组的机械效率为80%。则拉力F所做的功是　 　    J,拉力F的功率是　　     W,物体A受到的摩擦力是　　　    N。(不计绳重和滑轮重)40432初中物理初中物理解析　不计绳重和滑轮重,由图可知n=2,绳子自由端移动的距离s绳=2s物=2v物t=2×0.1 m/s×10 s=2 m,弹簧测力计的示数为20 N,拉力就是20 N,拉力做功为W总=Fs绳=20 N×2 m=40 J;拉力做功的功率P= = =4 W;由η= = = 可知,物体与地面间的摩擦力f=η×2F=80%×2×20 N=32 N。初中物理初中物理三、作图题(共8分)16.(2023江苏苏州中考节选)(4分)图中,用直棒提升重物,画出图示位置所用最小力F1和阻力F2的力臂L2。 答案　如图所示初中物理初中物理解析　据杠杆的平衡条件得,力最小,则力臂最大,OB为最大力臂,过B点作垂直于OB向上的力F1即最小力;将F2的作用线反向延长,过O点作力F2的作用线的垂线,垂线段的长即力臂L2。初中物理初中物理17.(2023河南荥阳期末)(4分)工人站在地面用力拉绳,把一辆陷入泥泞中的小车用滑轮组拉出来。请在如图所示的滑轮组上画出最省力的绕绳方法。答案　如图所示初中物理初中物理解析　图中动滑轮和定滑轮各一个,要求最省力,则与动滑轮相连的绳子的段数最多即可,绕绳方法如答案图所示。初中物理初中物理四、实验探究题(16分)18.(2023广西中考)某小组在测量液体密度的实验中(1)调节天平横梁平衡时,先把　　　移到标尺左端零刻度线处,若指针静止时指在分度盘中央刻度线的左侧,则应向　    (选填“左”或“右”)调节平衡螺母,使横梁平衡。游码右初中物理初中物理(2)用天平测出空烧杯的质量,如图甲所示,质量为　 　 g。用天平称量时,天平是　　   (选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆。(3)将花生油倒入空烧杯,测出其总质量,再将烧杯中的花生油倒入量筒中测出其体积,但花生油太多,无法全部倒入量筒中。经小组讨论,只需增加一个步骤:用天平测出　　　 　    　　     的质量,即可求出花生油的密度。(4)受《天工开物》中桔槔汲水(图乙)启发,小组自制了“杠37.4等臂 烧杯中剩余花生油和烧杯初中物理初中物理杆密度计”如图丙,将一轻质细硬杆用细线固定在O点并悬挂起来,物块固定悬挂在A点,把不计质量的矿泉水瓶装满水,用细线悬挂在杆上,将悬挂点移至B点,使杆在水平位置平衡。换用相同的矿泉水瓶装满不同液体,重复以上操作,在杆上可标出悬挂点B1、B2、B3……对应密度的刻度值。①若B1点在B点的左侧,则B1点对应的密度ρ1与水的密度ρ水的关系是ρ1　   ρ水(选填“<”“=”或“>”)。②若测得B、B2到O点的距离分别为l、l2,则B2点标注的密度值为      (用ρ水及题给字母表示)。> ρ水 初中物理初中物理解析　(1)使用天平的时候,要将天平放在水平台面上,把游码移到横梁标尺的零刻度线处,若指针静止时左偏则应将平衡螺母向右调节,使天平横梁在水平位置平衡。(2)空烧杯的质量m=20 g+10 g+5 g+2.4 g=37.4 g;天平左盘和右盘到支点的距离相同,则天平平衡时可看成等臂杠杆。(3)要求出花生油的密度,只需要知道量筒中花生油的质量与体积,则需要增加的步骤:用天平测出烧杯中剩余花生油和烧杯的质量。(4)①当矿泉水瓶装满水时,由杠杆平衡条件可知GlOA=G水lOB。初中物理初中物理当换用相同的矿泉水瓶装满不同液体时,使杆在水平位置平衡,对应悬挂点在B1,则G液= = ,若B1点在B点的左侧,则lOB1G水,两液体体积相同,则ρ1>ρ水。②由杠杆平衡条件F1l1=F2l2可得GlOA=G2l2=G水l,则G2= ,ρ2gV= ρ水gV,B2点标注的密度值ρ2= ρ水。初中物理初中物理五、计算题(12分)19.(2023四川广元中考)如图所示,某工人利用滑轮组将一个工件沿水平地面匀速拉动到加工点。拉动过程中,工人对绳的拉力始终沿竖直方向,工人双脚始终与水平地面接触且接触面积为300 cm2。工人对地面的压强为2.0×104 Pa;此工人的质量为70 kg,两个动滑轮的质量共为10 kg,绳重、绳与滑轮之间的摩擦均忽略不计,g取10 N/kg。求:(1)工人的手对绳的拉力大小;初中物理初中物理(2)工件移动过程中,地面对工件摩擦力的大小;(3)滑轮组在此次工作中的机械效率。初中物理初中物理解析　(1)工人的重力G=mg=70 kg×10 N/kg=700 N,工人对地面的压力F压=pS=2.0×104 Pa×300×10-4 m2=600 N,F支=F压=600 N,由力的平衡条件和相互性知,工人的手对绳的拉力等于绳对工人的手的拉力,F=G-F支=700 N-600 N=100 N。(2)两个动滑轮的重力G动=m动g=10 kg×10 N/kg=100 N,由图知n=4,不计绳重和绳与滑轮之间的摩擦时,F= (f+G动),地面对工件的摩擦力f=nF-G动=4×100 N-100 N=300 N。(3)滑轮组的机械效率η= = = = ×100%=75%。