2024教科版物理八年级下学期--第十一章 素养综合检测（有解析）

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2024教科版物理八年级下学期
第十一章　素养综合检测
(满分100分,限时45分钟)
一、选择题(每小题5分,共30分)
1.【学科素养·物理观念】(2023河南扶沟月考)使用简单机械,下列目的达不到的是 (　　)
A.省功　　　　　　　　　　 B.省力
C.省距离　　　　　　　　　　 D.改变力的方向
2.【物理跨体育与健康】(2023四川成都天府新区期末)在篮球训练中,人对篮球做功的过程是(　　)
A.人托着篮球保持静止
B.人将篮球从地上拿起
C.人托着篮球水平运动
D.篮球离手后继续运动
3.【教材P75图片变式】(2023河北唐山路南月考)如图,是用撬棒撬石头的情景,其中F2=100 N,阻力臂L2=0.2 m,动力臂L1=0.8 m,图中绕支点O将石头撬起所用的力F1为 (　　)
A.20 N　　B.25 N　　C.500 N　　D.400 N
4.【学科素养·物理观念】(2023湖南临湘期末)用不可伸长的轻绳,按如图甲、乙所示的两种方式,将重为10 N的物体匀速提升10 cm,下列说法正确的是 (　　)
A.F甲一定为10 N
B.F乙一定小于10 N
C.甲绳子自由端移动10 cm
D.甲绳子自由端移动的距离比乙绳子的大
5.【学科素养·物理观念】(2021湖北宜昌中考)下列有关机械做功、功率、机械效率的说法,正确的是 (　　)
A.效率越高的机械,功率越大
B.做功越多的机械,功率越大
C.做有用功越多的机械,效率越高
D.功率越大的机械,做功越快
6.【学科素养·科学思维】(2022四川成都中考)(多选)小武用如图所示滑轮组匀速提升500 N的重物,10 s内物体上升了1 m。大滑轮重20 N,每个小滑轮重10 N,滑轮组的绕绳能承受的最大拉力为200 N。不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦,下列结论正确的是(　　)
A.动滑轮对重物做的功为520 J
B.小武施加的拉力的功率为52 W
C.使用此滑轮组能匀速提起重为570 N的物体
D.若机械效率为80%,则提升的物重为160 N
二、填空题(每空2分,共24分)
7.【跨学科·物理学与日常生活】(2022河北景县期末)花匠使用如图所示的修枝剪刀可以轻松地剪断树枝。这时修枝剪刀属于　　　　
(选填“省力”或“费力”)杠杆,它的支点在　　　　(选填“A”“B”或“C”)点。使用时,若在轴上加润滑油,则可以　　　　
(选填“增大”或“减小”)杠杆的机械效率。
8.【国防教育】【新独家原创】中央电视台曝光了运 20B型运输机进行重装空投的画面,标志着“飞得更远载得更多”的运 20B型运输机入列后已经融入作战体系。空投的2 t物资下落100 m,重力做功　　　　J,加速下落的过程中,重力做功的功率　　　　(选填“变大”“变小”或“不变”)。(g=10 N/kg)
9.【跨学科·物理学与日常生活】(2023江苏兴化三模)在生产生活中,人们常用的简单机械除了杠杆和滑轮,还有轮轴和斜面。如图所示,螺丝刀属于简单机械中的　　　　,手柄　　　　(选填“粗”或“细”)一些的螺丝刀用起来更省力;螺纹　　　　(选填“密”或“稀”)一些的螺丝钉拧起来更省力。
10.【学科素养·科学思维】(2023河南浚县三模)如图所示,这是一种利用滚轴和绳子组装的特殊提升装置,该提升装置相当于　　　
　(填简单机械名称)模型;若某同学所用的拉力为520 N,不计摩擦和装置的自重,则物体的质量为　　　　kg。(g取10 N/kg)
11.【学科素养·科学态度与责任】(2022福建中考)如图,用滑轮组帮助汽车脱困时,滑轮B的作用是　　　　　　;汽车被匀速拉动时,作用在绳子上的拉力F为1 000 N,滑轮组的机械效率为80%,则汽车受到的摩擦力为　　　N。
三、作图题(共6分)
12.按要求作图(请保留作图痕迹)。
(1)(2023四川泸县期末)如图,用杠杆将物体A吊起,画出拉力F的力臂L。
(2)(2023湖南零陵一模)如图所示,要想用最小的力拖动汽车,请用笔划线给滑轮组绕绳。
四、实验探究题(共2小题,共26分)
13.【实验探究·分析论证】(12分)(2023湖南平江月考)在探究“杠杆的平衡条件”实验时:
　　
(1)实验前,将杠杆置于支架上,当杠杆静止时,发现左端下沉,如图甲所示,此时,应把杠杆的平衡螺母向　　　　(选填“左”或“右”)调节,直至杠杆在　　　　(选填“任意”或“水平”)位置平衡,让杠杆在此处平衡的原因是　　　　　　;
(2)调节平衡后,在杠杆上A点处挂两个钩码,如图乙所示,则在B点处应挂　　　个钩码,才能使杠杆在原位置平衡。在A、B两点各增加1个钩码,则杠杆　　　　(选填“能”或“不能”)保持平衡;
(3)实验中改变钩码数量及悬挂位置,并进行多次实验,这样做的目的是　　　　。
A.避免偶然性,寻找普遍规律
B.取平均值,减小误差
14.【实验探究·分析论证】(14分)(2022江苏南通中考改编)用图甲滑轮组做“探究动滑轮的重对滑轮组机械效率的影响”实验。实验中把不同的磁铁吸附在动滑轮边框上以改变滑轮的重,每次实验都匀速拉动绳端使物体上升10 cm。不计绳重,实验数据如表。
次数 G物/N G动/N F/N η
1 6.0 0.3 2.2 90.9%
2 6.0 1.0
3 6.0 1.9 2.9 69.0%
4 6.0 3.2 3.4 58.8%
(1)每次实验绳端移动距离为　　　　cm。
(2)第2次实验中拉力F的示数如图乙,读数为　　　N,第2次实验,有用功为　　　J,滑轮组的机械效率为　　　　%。分析数据可知,在物重不变的情况下,动滑轮越重滑轮组的机械效率越　　　　。
(3)实验中若仅增大绳端移动的距离,则滑轮组的机械效率将　　　　。
(4)本实验中,在物重不变的情况下,动滑轮变重时,由摩擦引起的额外功占总额外功的比例　　　　(选填“变大”“变小”或“不变”)。
四、计算题(共2小题,共14分)
15.【跨学科·物理学与日常生活】(6分)(2023江西中考)如图所示,利用斜面将箱子推进车厢,通常要比把箱子直接从地面搬进车厢省力多了。某同学用100 N的力沿斜面向上匀速推动箱子,已知箱子质量为20 kg,斜面长3 m,斜面高1.2 m,g=10 N/kg。求:
(1)箱子受到的重力;
(2)箱子受到的摩擦力;
(3)斜面的机械效率;
(4)使用斜面推箱子时有哪些更省力的方法。
16.(8分)(2023河北石家庄桥西期末)如图甲所示的装置,空吊篮A的重力为30 N,绳子B(与A相连)和C能承受的最大拉力分别为300 N和200 N。质量为50 kg的小明将A提升到高处,A上升的速度v随时间t变化的关系如图乙所示,施加的拉力F随时间t变化的关系如图丙所示。忽略绳重及摩擦,g=10 N/kg,求:
　　
(1)动滑轮的重力;
(2)1～2 s内拉力F的功率;
(3)提升不同重物,此装置的最大机械效率η。
答案全解全析
1.A　根据功的原理可知,使用简单机械可以省力、可以改变力的方向、可以省距离等,但不能省功。
2.B　人托着篮球保持静止,篮球受到力但没有在力的方向上移动距离,人对篮球不做功;人将篮球从地上拿起,篮球在力的方向上移动了距离,人对篮球做功;人托着篮球水平运动,篮球没有在力的方向上移动距离,人对篮球不做功;篮球离手后继续运动,人对篮球没有力的作用,人对篮球不做功。
3.B　根据杠杆平衡条件,F1L1=F2L2,F1×0.8 m=100 N×0.2 m,解得F1=25 N。
4.C　由于装置存在摩擦,F甲会大于10 N,A错误;动滑轮受到重力且装置存在摩擦,F乙可能会大于10 N,B错误;利用定滑轮提升物体,绳子自由端移动的距离与物体上升的高度相等,则甲绳子自由端移动10 cm,C正确;利用动滑轮提升物体,乙绳子自由端移动的距离是物体上升高度的2倍,甲绳子自由端移动的距离比乙绳子的小,D错误。
5.D　功率指做功的快慢,取决于做功的多少和做这些功所用的时间,机械效率是有用功与总功的比值,机械效率与功率没有必然的联系,故A错误;做功多的机械,功率不一定大,故B错误;机械效率的高低取决于有用功占总功的比例,做有用功多的机械,机械效率不一定高,故C错误;功率表示机械做功的快慢,功率越大,表示机械做功越快,故D正确。
6.BC　动滑轮对重物做功W有用=G物h=500 N×1 m=500 J,A错误;不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦,由题图可知,滑轮组绳子有效股数n=3,拉力F=(G物+G动)=×(500 N+20 N)= N,绳自由端移动的距离s=3h=3×1 m=3 m,拉力做功W总=Fs= N×3 m=520 J,拉力的功率P===52 W,B正确;由F=(G物+G动)得,滑轮组能提起的最大物重G物大=3F大-G动=3×200 N-20 N=580 N>570 N,C正确;η==
=,当机械效率为80%时,80%=,解得G物'=80 N,D错误。
7.省力　B　增大
解析　修枝剪刀属于杠杆,支点是B点,动力作用在A点,阻力作用在C点,使用时动力臂大于阻力臂,因此是省力杠杆;使用时,若在轴上加润滑油,可以减小轴的摩擦,从而减小所做额外功,可以增大杠杆的机械效率。
8.2×106　变大
解析　重力做功W=Gh=mgh=2×103 kg×10 N/kg×100 m=2×106 J。根据P===Fv=Gv可知,加速下落的过程中,重力做功的功率变大。
9.轮轴　粗　密
解析　螺丝刀相当于轮轴,根据F1R=F2r可知,手柄粗一些的螺丝刀用起来更省力;螺丝钉上的一圈圈螺纹相当于弯曲环绕的斜面,螺丝钉螺纹密、螺纹长度长,相当于斜面较长,拧起来更省力。
10.滑轮组　260
解析　提升物体时,上方滚轴的轴固定不动,相当于定滑轮;下方滚轴和物体一起移动,相当于动滑轮,所以该装置可看成是由定滑轮和动滑轮组成的滑轮组;不计摩擦和装置的自重,由题图可知,承担物重的绳子股数n=5,物体受到的重力G=5F=5×520 N=2 600 N,物体的质量m===260 kg。
11.改变力的方向　1 600
解析　滑轮B为定滑轮,作用为改变力的方向;由题图可知,滑轮组绳子的有效股数n=2,根据η===,汽车受到的摩擦力f=2Fη=2×1 000 N×80%=1 600 N。
12.(1)如图所示
(2)如图所示
解析　(1)过支点O向力F的作用线作垂线,垂线段的长即力F的力臂L。(2)若想用最小的力拖动汽车,应使滑轮组的绳子的有效股数最大,绳子先系在动滑轮的固定挂钩上,然后绕过定滑轮,再绕过动滑轮,即最省力的绕绳方法。
13.(1)右　水平　便于测量力臂　(2)4　不能　(3)A
解析　(1)杠杆左端下沉,应把平衡螺母向右调节,直至杠杆在水平位置平衡,此时力臂与杠杆重合,便于测量力臂。(2)设一个钩码重为G,杠杆上一格的长度为L,根据杠杆平衡条件可得,2G×6L=nG×3L,解得n=4,需在B点处挂4个钩码。在A、B两点各增加1个钩码,3G×6L>5G×3L,杠杆不能平衡,左端下沉。(3)改变钩码数量及悬挂位置并进行多次实验是为了避免偶然性,寻找普遍规律。
14.(1)30　(2)2.5　0.6　80　低　(3)不变　(4)变小
解析　(1)由题图甲可知,滑轮组绳子的有效股数n=3,绳端移动的距离s=nh=3×10 cm=30 cm=0.3 m。(2)由题图乙可知,弹簧测力计的分度值为0.1 N,读数为2.5 N,即拉力为2.5 N;W有用=Gh=6.0 N×0.1 m=0.6 J。机械效率η====80%;分析数据可知,在物重不变的情况下,动滑轮越重,滑轮组的机械效率越低。(3)实验中若仅增大绳端移动的距离,根据η===可知,滑轮组的机械效率将不变。(4)四次实验中,物体上升的高度h=10 cm=0.1 m,有用功W有用=Gh=6.0 N×0.1 m=0.6 J,第1次实验中,克服动滑轮重所做的额外功W动1=G动1h=0.3 N×0.1 m=0.03 J,总功W总1=F1s=2.2 N×0.3 m=0.66 J,摩擦引起的额外功W摩1=W总1-W有用-W动1=0.66 J-0.6 J-0.03 J=0.03 J,摩擦引起的额外功占总额外功的比例==50%;同理分别计算出第2次、第3次、第4次实验中摩擦引起的额外功占总额外功的比例约为33.3%、29.6%、23.8%;则本实验中,在物重不变的情况下,动滑轮变重时,由摩擦引起的额外功占总额外功的比例变小。
15.解析　(1)G=mg=20 kg×10 N/kg=200 N;(2)W有用=Gh=200 N×1.2 m=240 J,W总=FL=100 N×3 m=300 J,W额外=W总-W有用=300 J-240 J=60 J,f===20 N;(3)η=×100%=×100%=80%;(4)物体做匀速直线运动,受平衡力作用,所以滑动摩擦力越小,所需推力越小,因此可以通过使用较光滑的斜面、在箱子底加装轮子等方法使推箱子时更省力;斜面高度相同时,斜面越平缓所需推力越小,越省力。
16.解析　(1)以动滑轮与空吊篮为整体进行受力分析,由图乙、丙可知绳子拉力F=25 N时,动滑轮与空吊篮受力平衡,2F=GA+G动;则动滑轮的重力G动=2F-GA=2×25 N-30 N=20 N;(2)由图乙可知,1～2 s内A上升的速度vA=2 m/s,则拉力端移动速度为v=2vA=2×2 m/s=4 m/s;1～2 s内绳子的拉力为F=25 N,由P=Fv得1～2 s内拉力F的功率为P=Fv=25 N×4 m/s=100 W;(3)当匀速运载货物时,2FC=FB+G动;当C绳最大拉力为200 N时,B绳拉力为380 N,当B绳最大拉力为300 N时,C绳拉力为160 N,380 N>300 N且小明的重力G人=m人g=50 kg×10 N/kg=500 N>160 N,所以要以B绳最大拉力为准,则C绳的最大拉力为FC大=160 N;对载货吊篮受力分析得FB=GA+G物,代入已知数据解得G物=FB-GA=300 N-30 N=270 N,即此装置最多能匀速运载货物的重力为270 N,由η===可得,此装置提升重物的最大机械效率为η===84.375%。
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