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第11章简单机械必考题检测卷-2025-2026学年物理八年级下学期沪科版(2024)
一、单选题
1.“给我一个支点,我就能撬起整个地球!”说出这样的豪言壮语,并在浮力和杠杆等相关方面有突出贡献的科学家是( )
A.牛顿 B.帕斯卡 C.阿基米德 D.伽利略
2.图(a)所示的水平杠杆是平衡的。若如图(b)所示,在支点两侧的物体下方分别加挂一个等重的物体,杠杆将( )
A.左端下沉 B.右端下沉 C.仍保持平衡 D.无法判断
3.常见的四种剪刀如图所示,要剪开较硬的物体,从杠杆的原理考虑,选用的剪刀最合适的是( )
A.(a) B.(b) C.(c) D.(d)
4.卢沟桥不仅是北京现存最古老的石造联拱桥,也是中华民族命运转折的见证之桥。如图为卢沟桥内的一幅壁雕,展示了古人修桥的智慧与匠心。可以看到,两名工匠正在使用滑轮将一块巨石抬起,下列对该滑轮说法正确的是( )
A.该滑轮是一个动滑轮 B.使用此滑轮可以省力
C.使用此滑轮可以改变力的方向 D.使用此滑轮可以省功
5.如图所示,使用中属于费力杠杆的工具是( )
A.独轮车 B.扫帚扫地
C.钢丝钳 D.起子
6.如图所示,重100N的物体在滑轮组的作用下,以0.1m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了5s,水平拉力F=20N,滑轮组的机械效率是90%,下列说法中( )
①绳子自由端移动的距离为1.5m
②有用功是50J
③拉力F的功率为4W
④物体受地面摩擦力为36N
A.只有①③正确 B.只有②④正确 C.只有①②正确 D.只有③④正确
7.如图,小夏分别用甲、乙两相同滑轮把同一桶沙从一楼地面提到二楼地面。用甲滑轮所施加的拉力为,做的总功为,机械效率为;用乙滑轮所施加的拉力为,做的总功为,机械效率为,若不计摩擦和绳重,且滑轮的重力远小于沙和桶的总重力,则( )
A.,, B.,,
C.,, D.,,
8.小梦用如图所示的动滑轮,在10s内将重200N的水桶匀速提升0.2m,动滑轮重10N,忽略绳重和摩擦,则( )
A.绳子自由端10s内移动的距离为 B.拉力的大小为
C.动滑轮的机械效率为 D.拉力的功率为
9.如图所示,工人师傅在5s时间内,利用斜面将一个重600N的物体匀速拉到高处,沿斜面向上的拉力F=300N,拉动的距离s=5m,物体提升的高度h=2m。下面说法错误的是( )
A.拉力做的功大小为1500J B.斜面的机械效率是80%
C.物体受到的摩擦力为60N D.拉力的功率为240W
10.如图所示甲、乙两套装置所用滑轮质量均相等,用它们分别将所挂重物在相等时间内竖直向上匀速提升相同高度。若,所用竖直向上的拉力分别为和,拉力做功的功率分别为和,两装置的机械效率分别为和(忽略绳重和摩擦)。则下列选项正确的是( )
A. B.
C. D.
二、填空题
11.如图所示,工人在斜面上将一个重为的物体匀速从斜面底端拉到顶端,沿斜面向上的拉力,斜面长、高,斜面的机械效率为______,物体受到的摩擦力为______。
12.小红用如图所示的滑轮提升物体,利用该装置提升物体时可以________(选填“省距离”、“省力”或“改变力的方向”)。已知物体和滑轮的总重力为50N,不计绳重与摩擦,当用竖直向上的拉力F匀速提起物体时,F的大小为________N。
13.某学校在操场上举办运动会的开幕式。入场时,八(6)班的班长竖直举着“班牌”走在班级的最前面,如图所示。若匀速前进时,“班牌”受到风的阻力大小为10N,方向水平向后,作用点在A点。若将“班牌”视为杠杆,AC间的距离是BC间距离的3倍。若她将图中B点作为支点,则手对C点施加力的大小为______N。若她将图中C点作为支点,手对B点施加力的大小为______N,方向是水平______(选填“向前”或“向后”)。
14.图甲是小明提升重物的装置图,图乙是提升过程中功和物重的关系图,在提升100N的重物时所做的额外功是______J,提升150N的重物时的机械效率更______(选填“高”或“低”)。
15.如图甲所示为前臂平伸用手掌托住铅球时的情形,我们可将图甲简化成如图乙所示的杠杆,不计杠杆自重。若铅球质量m=4kg,OA=0.04m,OB=0.36m,阻力F2为___________N,此时肱二头肌对前臂产生的拉力F1为___________N。
16.如图甲所示,赛龙舟是中国端午节习俗之一、图乙是运动员划船桨示意图,OA=0.6m,AB=0.4m,运动员一只手在船桨上端O点,另一只手对船桨A处的拉力F1=500N,水对该船桨的推力F2 =________N。为获得更大的推力,A点应________(选填“靠近”或“远离”)O点一些。
17.如图所示,已知斜面长5m,高 2m,拉力为50N。利用这个装置将重为100N的物体在5s内匀速从斜面的底端拉到顶端。则拉力做功的功率为________W,该装置的机械效率为 ___________。
三、实验题
18.天平和杆秤在古籍中常被称为“权衡器”,《墨经》最早对权衡器的杠杆原理做了理论上的探讨。如图所示是小涵同学探究“杠杆平衡条件”的实验装置(杠杆刻度均匀,每个钩码重0.5N);
(1)当杠杆静止在如图甲所示的位置,此时杠杆______(选填“是”或“不是”)处于平衡状态,为了使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向______(选填“左”或“右”)调节;
(2)接下来,小涵在A、B两处挂上如图乙所示的钩码后,杠杆重新在水平位置平衡,若将A处的钩码拿掉一个,要使杠杆在水平位置再次平衡,则应将B处所挂钩码向______(选填“左”或“右”)移动_______个格;
(3)小涵用弹簧测力计替代钩码,在B点竖直向下拉,然后将弹簧测力计绕B点逆时针旋转一定角度至如图丙所示位置,在旋转过程中,要使杠杆始终在水平位置平衡,则弹簧测力计的示数将逐渐__________(选填“变大”或“变小”),原因是__________________。
19.早在战国时期就有了关于杠杆的记载,《墨子·卷十》经下第四十一中提到,“衡而必正,说在得。衡,加重于其一旁,必垂。权重相若也相衡,则本短标长。两加焉,重相若,则标必下,标得权也。”杠杆原理为杆秤出现奠定了基础。某同学在跨学科实践学习中想根据杠杆平衡原理制作一把杆秤,请根据所学知识帮他把相关内容补充完整。
(1)实验原理:杠杆平衡条件__________。(用相应字母写出动力、动力臂、阻力、阻力臂之间的关系式)
(2)实验器材:一根筷子,一个小盘子,细绳若干,一个的钩码,一个的砝码,刻度尺,记号笔,小刀。
(3)实验步骤:
第一步:杆秤组装。在筷子的一端刻一个槽,在距离槽稍近处再刻一个槽,把小盘子挂在处作为秤盘,在槽处系一根细线作为提纽。
第二步:定盘星确定。__________________________。(请写出操作步骤)
第三步:刻度确定。如图所示,在秤盘中放砝码,手提提纽,并调节秤砣位置使秤杆在水平方向平衡,标记此时的位置,在间均匀画上条刻度线,每一格就表示__________g。
第四步:校准与应用。
20.在“测量滑轮组机械效率”的实验中,进行了三次实验,实验数据如下表。
实验次数 物重G/N 物体上升的高度h/cm 测力计示数 F/N 测力计移动的距离s/cm 机械效率η/%
1 6 3 2.5 9 80.0
2 8 3 3.2 9
3 10 3 3.9 9 85.5
(1)由表中数据可知,该实验是用___________图(选填“甲”或“乙”)所示的滑轮组进行操作的;
(2)第2次实验中,滑轮组的机械效率是___________(结果保留到0.1%);
(3)通过分析上述3组数据,使用同一滑轮组提升重物时,___________,滑轮组的机械效率越高;
(4)实验过程中,如果弹簧测力计在静止状态下读数,测得的机械效率将___________。
四、计算题
21.如下图所示,通过滑轮组用200N的拉力将重力为480N的物体匀速提高2m。(不计绳重和摩擦)
(1)绳子自由端移动的距离为多大?
(2)若物体重力再增加150N,要使物体匀速上升,作用在绳子自由端的拉力为多大?
《第11章简单机械必考题检测卷-2025-2026学年物理八年级下学期沪科版(2024)》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C B B C B D A D D D
1.C
【详解】A.牛顿主要贡献是力学三大定律和万有引力定律,与题干中的杠杆和浮力无关,故A不符合题意;
B.帕斯卡提出一个有关压强的定律,后人成为帕斯卡定律,故B不符合题意;
C.“给我一根杠杆和支点,我就能撬动地球”是古希腊物理学家阿基米德的一句豪言壮语,我们学过的杠杆原理,阿基米德原理属于阿基米德的贡献,故C符合题意;
D.伽利略主要研究自由落体运动和天文学,故D不符合题意。
故选C。
2.B
【详解】设杠杆上一个小格的长度为L,左侧动力为F1,右侧阻力为F2,加挂物体重力为G,图(a)所示的水平杠杆是平衡的,根据杠杆平衡条件可知
若如图(b)所示,在支点两侧的物体下方分别加挂一个等重的物体,则有
即
则杠杆将右端下沉,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
3.B
【详解】使用剪刀,可用较小的力将较硬的物体剪开,所以使用的剪刀是省力杠杆,即使用的剪刀,刀刃比刀柄要短,则动力臂比阻力臂大,图(b)剪刀的刀柄比刀刃长,最合适,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
4.C
【详解】由图可知,该滑轮固定在上端,两名工匠使用滑轮将一块巨石抬起时,该滑轮的轴位置固定不动,所以该滑轮为定滑轮,定滑轮不省力,但是可以改变力的方向。由功的原理可知,使用任何机械都不能省功,故C正确,ABD错误。
故选C。
5.B
【详解】A.图示中,车与轮的接触点为支点,车的重力为阻力,手对车的力为动力,则动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故A不符合题意;
B.图示中,扫帚扫地时,右手与扫帚的接触点为支点,左手对扫帚的作用力为动力,地面对扫帚的力为阻力,则动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故B符合题意;
C.钢丝钳在使用时,钢丝对钳的力为阻力,手的力为动力,钳转动的轴为支点,则动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故C不符合题意;
D.起子在使用时,起子与瓶盖顶的接触点为支点,起子对瓶盖边缘的力为阻力,手对起子的力为动力,则动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故D不符合题意。
故选B。
6.D
【详解】①物体以0.1m/s的速度运动了5s,物体移动的距离
由图可知,与动滑轮连接的绳子段数为2。绳子自由端移动的距离
故①错误;
②水平拉力F=20N,绳子自由端移动的距离,拉力做的总功
滑轮组的机械效率是90%,有用功是
故②错误;
③拉力做的总功,做功时间为5s,拉力F的功率为
故③正确;
④对于水平使用的滑轮组,有用功是克服物体与地面之间的摩擦力做的功,即,则
故④正确。
故ABC错误,D正确。
故选D。
7.A
【详解】甲是定滑轮,不省力,F1=G(G为沙和桶的总重力);乙是动滑轮,不计摩擦和绳重,能省一半力,即
因为滑轮重力远小于沙和桶总重力,所以F2F2。
有用功W有=Gh(h为提升高度),两者有用功相同。甲的额外功为0(不计摩擦和绳重),总功W1=W有;乙的额外功为克服动滑轮重力做的功,总功W2=W有+W额动,所以W1机械效率,W有相同,W1η2。
故选A。
8.D
【详解】A.由题图可知,动滑轮绳子股数为n=2,绳子自由端10s内移动的距离为,故A不符合题意;
B.忽略绳重和摩擦,根据可得,拉力F的大小为,故B不符合题意;
C.忽略绳重和摩擦,利用动滑轮提升重物时需要克服动滑轮重做功,因此动滑轮机械效率小于100%,故C不符合题意;
D.拉力的功率为,故D符合题意。
故选D。
9.D
【详解】A.根据题意和W=Fs可得,拉力做的功大小为,故A正确,不符合题意;
B.利用斜面所做的有用功
斜面的机械效率,故B正确,不符合题意;
C.额外功
因为,所以物体受到的摩擦力,故C正确,不符合题意;
D.拉力的功率,故D错误,符合题意。
故选D。
10.D
【详解】由图可知有效承担物重的绳子段数分别为,,已知每个滑轮的质量相同,且两滑轮组均只有一个动滑轮,则动滑轮重相同;不计绳重及摩擦,则绳子受到的拉力分别为
因,故;因为动滑轮重相同,提升的物体重和高度都相同,且,,所以利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同,则总功相同;由可知,两滑轮组的机械效率相同,即;又因为所用时间相同、总功相同,所以由可知,拉力做功的功率,故D正确,ABC错误。
故选 D。
11.
【详解】[1]克服物体重力做的有用功为
工人拉力做的总功为
斜面的机械效率为
[2]克服摩擦力做的额外功为
物体受到斜面的摩擦力为
12. 省力 25N
【详解】[1] 该装置是一个动滑轮,动滑轮可以省力。
[2]对于动滑轮,在不计绳重和摩擦时,拉力,已知总重力为50N,则拉力大小
13. 20 30 向前
【详解】[1]AC间的距离是BC间距离的3倍,即,所以,若她将图中B点作为支点,A点受到向后的力为阻力F2,AB为阻力臂LAB,BC为动力臂LBC,C点受到的力为动力,由杠杆的平衡条件得
则手对C点施加力的大小为
[2][3]若以C点作为支点,由于受到的阻力向后,手对B点施加的力使班牌水平向前,因此手对B点施加的力方向是水平向前;此时A点受到向后的力为阻力F2,AC为阻力臂LAC,B点受到的力为动力,BC为动力臂LBC,由杠杆的平衡条件得,则手对B点施加的力为
14. 100 高
【详解】[1]据甲图可知,提升100N的重物时,拉力做的功为总功,克服物体的重力做功为有用功,由乙图可知,总功为200J,有用功为100J,所做的额外功
[2]升100N的重物时的机械效率为
提升150N的重物时的机械效率为
因此提升150N的重物时的机械效率更高。
15. 40 360
【详解】[1]由图知道,支点是O点,肱二头肌对前臂产生的拉力F1为动力,阻力F2的大小等于4kg铅球的重力,则阻力
[2]由图知道,,
根据杠杆的平衡条件,知道
解得F1=360N
16. 300 远离
【详解】[1]船桨可视为杠杆,支点为O,动力为,动力臂;阻力为水的推力,阻力臂
根据杠杆平衡条件,代入数据得:
[2]根据杠杆平衡条件,在和不变时,增大动力臂可使阻力增大。若A点远离O点,动力臂会变长,因此能获得更大的推力。
17. 50 80%
【详解】[1]斜面长5m,拉力为50N,拉力做的功即总功为
时间为5s,拉力做功的功率为
[2]斜面高2m,物体重力为100N ,有用功
该装置的机械效率为
18.(1) 是 右
(2) 左 2
(3) 变大 见解析
【详解】(1)[1]杠杆处于静止状态时就处于平衡状态,图甲中杠杆静止,所以此时杠杆是处于平衡状态。
[2]由图甲可知,杠杆向左偏,由左偏右调可知,此时正确的操作是向右调节杠杆的平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡。
(2)[1][2]由乙图可知,在A处挂2个钩码,将A处的钩码拿掉一个,则A处还剩1个钩码,重力为0.5N,对杠杆的拉力为0.5N,A处距离支点有6小格;B处挂3个钩码,重力为1.5N,对杠杆的拉力为1.5N,由杠杆平衡条件得
解得,则B处钩码移动后距离支点有2小格,由乙图可知,B处原来距离支点有4小格,所以应将B处所挂钩码向左移动2个格。
(3)[1][2]在旋转过程中,A处钩码对杠杆的拉力为阻力,阻力和阻力臂不变,弹簧测力计绕B点逆时针旋转,动力臂逐渐变小。根据杠杆平衡条件,当不变,变小时,则将变大,所以弹簧测力计的示数将逐渐变大。
19. 见详解 1
【详解】[1]杠杆平衡时,动力、动力臂、阻力、阻力臂的关系式为
[2]秤盘为空(不放物体)时,手提提纽,将20g钩码(秤砣)挂在秤杆上,移动钩码位置,使秤杆在水平方向平衡,标记此时钩码位置,该位置就是定盘星(即零刻度)。
[3]秤盘放50g砝码,用20g钩码使秤杆平衡时,间有49条刻度线,共50格。根据杠杆平衡条件,50g对应50格,则每格表示。
20.(1)甲
(2)83.3%
(3)物重越大
(4)偏大
【详解】(1)由表格数据可知,当物体上升的高度为3cm时,测力计移动的距离为9cm,可知滑轮组绳子承重股数为
由题图可知,甲滑轮组的绳子承重股数为3股,乙滑轮组的绳子承重股数为2股,所以该实验是用甲图所示滑轮组进行操作。
(2)第2次实验中,滑轮组的机械效率是
(3)纵向分析实验数据物重由6N到10N,机械效率由80.0%到85.5%,故可知:使用同一滑轮组提升重物时,物重越大,机械效率越高。
(4)在弹簧测力计静止时读出了数据,由于不会克服绳与轮之间的摩擦,所以测得的拉力偏小,因为没有考虑到摩擦力对滑轮组机械效率的影响,测得的机械效率将偏大。
21.(1)6m
(2)250N
【详解】(1)分析滑轮组的结构可知,承担动滑轮和物体的绳子股数。已知物体被提高的高度。绳子自由端移动的距离s与物体提升高度h的关系式为:。
(2)在不计绳重和摩擦的情况下,作用在绳子自由端的拉力F与物重G、动滑轮重之间的关系为。首先,根据题干给出的初始条件计算动滑轮的重力。已知初始拉力,物重,绳子股数。由 变形可得:代入数据计算得:;当物体重力增加后,新的物重为:;动滑轮的重力不变,绳子股数n不变,此时使物体匀速上升所需的新拉力为:代入数据计算得:。
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