【金榜学案】2021版八年级物理下册 第九章 机械和功单元综合检测 （新版）北师大版.doc

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1、第九章 机械和功(45分钟100分)一、选择题(本大题共8小题,每小题5分,共40分)1.(2013宁夏中考)下列使用杠杆的事例中,省力的是( )2.(2013安徽中考)如图,轻质杠杆AB可以绕O点转动,在A点用细线悬挂一重物,在B点施加一个竖直向下的动力,使该杠杆在水平位置保持平衡。若将动力的方向改为沿虚线方向,仍使杠杆在水平位置平衡,则( )A.动力臂增大,动力增大B.动力臂增大,动力减小C.动力臂减小,动力减小D.动力臂减小,动力增大3.下列简单机械中,不能够用20N的力提起50N的物体的是( )A.杠杆B.动滑轮C.斜面D.轮轴4.关于如图所示的两类滑轮甲和乙,下列说法正确的是( )A

2、.甲能改变拉力的方向B.甲是等臂杠杆C.甲比乙省力D.甲比乙效率高5.(2013盐城中考)下列情形中,对物体没有做功的是( )A.举着杠铃不动B.将弹簧拉力器拉长C.将实心球抛向空中D.把掉在地上的羽毛球捡起来6.为增加看点,有关方面正在策划在风景区开发多种形式的极限运动项目,攀岩比赛就是其中的一项。在一次攀岩比赛中,甲、乙两个运动员的质量之比是98,甲用45min完成比赛,乙用40min完成比赛,则甲乙两人攀岩时克服重力做功的功率之比是:( )A.8164B.6481C.11D.987.(2013武汉中考)如图所示,利用轻质滑轮组匀速拉动水平地面上重为300N的物体,拉力F的大小为30N。若

3、物体和地面之间的摩擦力大小为45N,则A处的拉力大小和滑轮组的机械效率分别为( )A.45N、50%B.45N、75%C.60N、50%D.60N、75%8.如图所示,拉力F=80N,物体重力G=120N,不计摩擦和绳重。若将物体匀速提高1m,以下说法不正确的是()A.拉力做的有用功为80JB.动滑轮的重力为40NC.拉力做的总功为160JD.该滑轮组的机械效率为75%二、填空题(本大题共6小题,每空2分,共24分)9.人的二头肌收缩使人曲臂时的情况如图所示,人的前臂是一个力杠杆,这种结构给人带来的好处是 。10.(2013丽水中考)如图是农村曾用的舂米工具的结构示意图。杆AB可绕O点转动,杆

4、右端均匀柱形物体的长度与杆右侧的OB相等,杆AB的重力不计,柱形物体较重。(1)制作舂米工具时,为了使作用在A点的力F更小,在其他条件相同时,只改变支点O的位置,应将O点更靠近端。(2)若作用在A点的动力F方向始终与杆垂直,则杆从水平位置缓慢转动45角的过程中,动力F大小的变化是。11.用如图所示的滑轮组匀速向左拉重为100N的物体A,所用拉力F为10N(不计滑轮重和绳重及滑轮和绳之间的摩擦),则A受到地面对它的摩擦力大小为N,方向为向(选填“左”或“右”)。12.如图所示是小明同学用勺子取食物的情景。小明在用勺子取食物的过程中,对(选填“食物”或“勺子”)做的功为额外功。13.(2012株洲

5、中考)工人用力F水平推重为200N的物体,在4s内水平推力F与物体沿力的方向移动的距离s之间的关系如图所示。在这过程中,水平推力做的功为J,推力做功的功率为W。14.(2013泸州中考)小欣用如图所示的动滑轮提升重量G=9N的物体,用竖直向上的拉力F=5N拉绳的自由端匀速上升0.8m,用时4s。小欣所做的总功是J。机械效率是,拉力的功率是W。三、作图题(本大题共2小题,共6分)15.(3分)(2013泰州中考)如图所示是一个简易压水机,其中AOB是杠杆,作出动力F1的力臂。16.(3分)如图所示,请用笔画线代替绳子,利用滑轮组将物体提起。四、实验探究题(本大题共2小题,共22分)17.(10分

6、)(2013佛山中考)如图所示,晓月利用铁架台、带有刻度的杠杆、细线、若干钩码等实验装置探究杠杆的平衡条件。请你回答下列问题:(1)在挂钩码前,晓月发现杠杆左端低,右端高,她将杠杆两端的平衡螺母向调节,使杠杆在水平位置平衡。(2)接着晓月在杠杆的两端挂上不同数量的钩码,移动钩码的位置,保持杠杆在水平位置平衡。其目的是;。(3)改变钩码数量与位置,获取三组测量数据(如表),可以减少实验的,根据表中的数据你得出杠杆的平衡条件是,并完成下表中的空格。实验测量数据记录表:实验次序动力F1/N动力臂L1/cm阻力F2/N阻力臂L2/cm12.05.001.010.0022.010.002.010.003

7、2.015.002.018.(12分)小明在测量滑轮组机械效率的实验中,所用装置如图所示,实验中每个钩码重2N,测得的数据如表: 物理量实验次数钩码总重G/N钩码上升的高度h/m测力计示数F/N测力计移动距离s/m机械效率/%140.11.80.3260.12.40.383340.11.40.557440.21.41.057(1)在实验中,测绳端拉力F时,应尽量竖直向上拉动弹簧测力计且在拉动过程中读数。(2)第1次实验测得的机械效率为。(结果保留两位有效数字)(3)分析表中数据可知:第2次实验是用图做的;第4次实验是用图做的。(选填“甲”“乙”或“丙”)。(4)分析第1、2次实验数据可知:使用

8、同一滑轮组,可以提高滑轮组的机械效率;分析第1、3次实验数据可知:使用不同的滑轮组,提升相同的重物,动滑轮个数越多(即动滑轮总重越重),滑轮组的机械效率。(5)分析第3、4次实验数据可知,滑轮组的机械效率与物体被提升的高度。五、计算题(8分)19.(2013宜昌中考)小勇同学利用星期天积极参加社会实践活动,到养老院当义工,在活动中要帮助老人将3壶相同的油从一楼搬到三楼。小勇第一趟将一壶油从一楼提到三楼,用时20s;第二趟将两壶油从一楼提到三楼,用时30s。已知每壶油的质量为5kg,小勇的质量为45kg,每层楼的楼高是3m。(g取10N/kg)(1)第一趟小勇做了多少有用功?小勇做功的总功率是多

9、少?(2)比较小勇两趟做功效率的高低,并说明理由。答案解析1.【解析】选B。本题考查的是对一些常见杠杆的分类。判断杠杆是费力杠杆还是省力杠杆,主要看力臂的关系,若动力臂大于阻力臂则为省力杠杆。A、C、D中动力臂都小于阻力臂,所以为费力杠杆,B为省力杠杆。2.【解析】选D。本题考查杠杆的平衡条件。将动力的方向改为沿虚线方向,仍使杠杆在水平位置平衡,由F1L1=F2L2知,F2L2不变,动力臂减小,则动力增大。3.【解析】选B。本题考查简单机械的应用。根据题意,必须选择一个可以省力的杠杆才行。杠杆的动力臂大于阻力臂时,可以实现省力的目的,A对;动滑轮的动力臂相当于它的直径,阻力臂相当于它的半径。虽

10、然动力臂大于阻力臂,可以实现省力的目的,但只能省一半力,无法实现用20N的力提起50N的物体,B错;斜面相当于一个省力杠杆,C对;轮轴的动力作用线相当于圆的切线,动力臂相当于圆的半径,阻力臂远小于动力臂,D对。4.【解析】选C。本题考查定滑轮和动滑轮的特点。乙滑轮的轮轴是固定的,所以是定滑轮,定滑轮是等臂杠杆,使用乙滑轮不能够省力,但可以改变力的方向,故A、B项错误;甲滑轮的轮轴随物体一起运动,是动滑轮,使用甲滑轮可以省力但费距离,故C项正确;定滑轮的机械效率比动滑轮的机械效率高,故D项错误。故选C。5.【解析】选A。本题考查做功的两个必要因素。有力作用在物体上,使物体在力的方向上通过一段距离

11、,这个力才对物体做了功。举着杠铃不动,有力没距离,不做功,A符合题意;将弹簧拉力器拉长,有力作用在弹簧上,弹簧也移动了距离,拉力对弹簧做了功,B不符合题意;将实心球抛向空中,虽然在球离手后,手不再对实心球做功,但在这之前,即实心球从手上被推出到离开手之前,手对球做了功,C不符合题意;把掉在地上的羽毛球捡起来,这个过程要克服羽毛球的重力做功,D不符合题意。6.【解析】选C。本题主要考查功率的计算。由题意可假设甲运动员的质量为9m,乙运动员的质量为8m,设他们攀岩的高度为h,则甲运动员克服重力所做的功W甲=9mgh,乙运动员克服重力所做的功W乙=8mgh,由功率的公式P=可求出,P甲=,P乙=,所

12、以P甲P乙=11;故选C。7.【解析】选B。本题考查滑轮组的应用。使用滑轮组拉动物体,A处绳子对物体的拉力等于物体的摩擦力为45N;A处拉力克服摩擦力做的功是有用功,W有用=Fs=45Ns;拉力F拉动物体时,有两段绳子拉动动滑轮,则s=2s,则拉力做的功是总功,W总=Fs=F2s=302s,则滑轮组的机械效率=0.75=75%。8.【解析】选A。本题考查利用滑轮组做功和机械效率的有关计算。由题可知F=80N,G=120N,h=1m,s=2m。则W有=Gh=120N1m=120J,动滑轮的重力G动=2F-G=280N-120N=40N,利用滑轮组所做的总功为W总=Fs=80N2m=160J,该滑

13、轮组的机械效率=75%,选项A说法错误。9.【解析】人的前臂动力臂小于阻力臂,是一个费力杠杆,可以省距离,给工作带来方便。答案：费可以省距离10.【解析】本题考查的是杠杆的平衡条件的应用。(1)在阻力不变的情况下,要想省力就要增大动力臂或减小阻力臂,所以要把O点更靠近右端或B端。(2)首先找到柱形物体的重心,此时的力臂是OB,当柱形物体逐渐往上移时,柱形物体的力臂先变大后变小。阻力和动力臂都不变,所以动力先变大后变小。答案：(1)B(或右)(2)先变大后变小11.【解析】本题考查滑轮组的特点的应用。由题图中的滑轮组可看出,物体受到的摩擦力由3段绳子承担;在不计滑轮与绳重及滑轮和绳之间的摩擦的条

14、件下,摩擦力f与拉力F的关系是:f=3F=310N=30N;物体A匀速向左运动,所受阻力摩擦力的方向为向右。答案：30右12.【解析】用勺子取食物,其目的是取食物,即对食物做的功是有用功,但做有用功的同时,又必须对盛食物的勺子做功,所以对勺子做的功是额外功。答案：勺子13.【解析】由图像可知推力大小为60N,持续了2m,所以推力所做的功W=Fs=60N2m=120J,推力的功率P=30W。答案：1203014.【解析】本题考查对有用功、总功和机械效率以及功率概念的理解。此动滑轮的有用功是克服重力所做的功W有用=Gh=9N(0.82)m=3.6J;而拉力所做的功为总功W总=Fs=5N0.8m=4

15、J;此动滑轮机械效率=90%;拉力的功率P=1W。答案：490%115.【解析】本题考查杠杆的力臂作图。画力臂分四步:一找点二画线三作垂线段四标签。找点就是找杠杆的支点,图中为O点;画线是画力的作用线,通过力的作用点沿力的方向画一条直线;作垂线段就是从支点向力的作用线作垂线段;标签就是标注力臂的大小及符号。答案：如图所示16.【解析】本题考查滑轮组的设计和组装。利用滑轮组将物体提起,省力多少和绳子的绕法,决定滑轮组的使用效果,自由端在人手中,要向下拉使物体向上移动,则应从定滑轮开始绕,绳子固定在定滑轮上,物重由两根绳子承担。答案：如图所示17.【解析】(1)左低右高说明左边沉,应向右旋动平衡螺

16、母,使杠杆在水平位置平衡;(2)让杠杆在水平方向上平衡,使挂在杠杆上的钩码给杠杆的拉力与杠杆垂直,可以直接在杠杆上读出力臂的大小,且可避免杠杆自身重力对实验的影响。(3)多次测量可使实验避免偶然性,由1、2两次实验可得出杠杆的平衡条件:动力动力臂=阻力阻力臂,则第3次实验中L2=15.00cm。答案：(1)右(2)从杠杆上直接读出力臂的大小避免杠杆自身重力对实验的影响(使杠杆的重心落在支点上)(3)偶然性或者偶然误差动力动力臂=阻力阻力臂15.0018.【解析】本题考查滑轮组的机械效率。(1)在测绳端拉力时,需竖直向上匀速拉动弹簧测力计。(2)=74%(3)由数据知第2次实验中,s为h的3倍,

17、所以滑轮组由3段绳子承担物重,而被提升的物重为6N,其他3组为4N。所以第2次实验是用乙图做的;第4次实验s为h的5倍,所以滑轮组由5段绳子承担物重,所以第4次实验是由丙图做的。(4)分析第1、2次实验,两次所用滑轮组相同,但第2次物重大于第1次物重,机械效率也大于第1次的机械效率,所以可得使用同一滑轮组,增加物重可以提高滑轮组的机械效率。分析第1、3次实验,两次提升物体的重力相同,第3次实验的动滑轮较重,而机械效率较低,所以可得使用不同的滑轮组,提升相同的重物,动滑轮个数越多(即动滑轮总重越重),滑轮组的机械效率越低。(5)第3、4次实验只是改变了物体被提升的高度,机械效率没变,所以可得滑轮

18、组的机械效率与物体被提升的高度无关。答案：(1)匀速(2)74%(3)乙丙(4)增加物重越低(5)无关19.【解析】本题主要考查了功率的知识。该题结合志愿者到养老院当义工为背景,对学生渗透了思想教育。帮助老人将几壶油提上楼,比较采用不同方式的效率和功率,非常贴近学生的生活实际。在该题中,人对油做的功是有用功,但是为了把油提上去,还要克服自己的重力做功,这个功是额外功。总功等于有用功与额外功之和。(1)W有用=G油h=m油gh=5kg10N/kg6m=300JW总=G总h=(m油+m人)gh=(5kg+45kg)10N/kg6m=3000JP=150 W(2)第二趟做功效率高。理由:小勇两次克服自己重力做的额外功不变,第二趟提两壶油增大了有用功,从而增大有用功在总功中的比值,所以做功效率高。答案：(1)300J150W(2)第二趟效率高,理由见解析9