2019-2020届 教科版 八年级下册 第十一章 《机械和功》全章 巩固练习【含答案解析】

【巩固练习】
一、选择题
1.当你用手掌托住一只铁球并绕腕关节向上转动时，手就是一个杠杆、球压在掌心上的力是阻力，腕关节是支点，通过前臂中的伸、屈肌的伸、缩产生动力，使托住球的手向上转动（如图）。那么，人体上的这个杠杆应该是（　　）
A.省力杠杆 B.省距离杠杆 C.既省力又省距离的杠杆 D.既不省力也不省距离的杠杆


2.如图是一个石头挡住了司机前行的路，现在司机准备用撬棍将石头撬开．如果在撬棍a端分别沿如图所示三个方向用力，其中最省力的是（　　）
A．沿F1方向 B．沿F2方向 C．沿F3方向 D．三个方向所用力一样大

3. 如图，杠杆在水平位置平衡，若在杠杆两端各取掉相同质量的物体，则：（　　）
A.杠杆左端下降；把支点向左移动，可使杠杆平衡 B.杠杆左端下降；把支点向右移动，可使杠杆平衡
C.杠杆右端下降；把支点向左移动，可使杠杆平衡 D.杠杆右端下降；把支点向右移动，可使杠杆平衡

4.用下图所示的简单机械，使重量同为G的物体都处于静止状态，其中用力最大的是(均不计摩擦)(　 )



5.如图所示，甲、乙两滑轮组，它们吊起的重物都是G，滑轮重量及摩擦不计，当重物匀速上升时，两滑轮组绳端拉力分别为F甲、F乙，那么F甲:F乙是（　）

A. 1:1 　　　B. 2:3 　　　C. 3:2　　　 D. 1:3

6.图的剪刀剪纸机械效率为80%，这表示（　　）
A.若作用在剪刀的动力是1N，则阻力是0.8N
B.若作用在剪刀的阻力是1N，则动力是0.8N
C.若作用在剪刀的动力做功1J，则有0.2J?的功用于剪纸
D.若作用在剪刀的动力做功1J，则有0.8J?的功用于剪纸

7.下列说法中，正确的是（　 ）
A.机械的功率越大，做的功越多　　 B.抽水机的功率越大，抽的水越多
C.机械的功率越小，效率越低 　　 D.机械的功率越小，做功越慢

8. 一个滑轮组经改进后提高了机械效率,用它把同一物体匀速提升同样的高度，改进后与改进前相比(　 )
A.有用功减少，总功减少　　 B．有用功增加，总功增加
C.有用功不变，总功不变　　 D．有用功不变，总功减少

9.如图所示，小明分别用甲、乙两个滑轮把同一袋沙子从地面提到二楼，用甲滑轮所做的总功为W1，机械效率为η1；用乙滑轮所做的总功为W2，机械效率为η2?。若不计绳重与摩擦，则（　　）
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A．W1=W2，η1=η2　　　　 B．W1=W2，η1＜η2
C．W1＜W2，η1＞η2　　　 D．W1＞W2，η1＜η2

10.利用如图所示装置将重为100N的物体匀速从斜面的底端拉到顶端．已知斜面的长是5m，高是2m，拉力为F=50N，则该装置的机械效率为（　　）
A．40% B．50% C．80% D．100%

二、填空题
11.杠杆工作时都会绕一个固定点转动，这个固定点叫做杠杆的________，使杠杆转动的力叫做________，阻碍杠杆转动的力叫做________。从支点到力的作用线的________叫力臂。

12.下列杠杆中属于省力杠杆的有________，属于费力杠杆的有________。
a．镊子　 b．瓶起子　 c．天平　 d．理发剪子 　　e．拧螺丝的扳手　 f．铡刀　 g．切纸刀

13.如图所示，某人将重为150N的物体匀速提起，在2s内绳的自由端移动了6m，则重物上升的速度为
m/s，若拉绳的力为60N，则动滑轮重为 N。（不计绳重和摩擦）

14.小明通过仔细观察，发现简单机械在生活中有很多实际应用，如：指甲钳、剪刀、钥匙等。将如图所示的钥匙插入锁孔转动开锁时，钥匙就相当于一个 （选填“杠杆”、“滑轮”或“轮轴”），属于 （选填“省力”或“费力”）机械。


15.如图所示，用平行于斜面的拉力F，将重为2N的物体沿斜面从底端匀速拉至顶端。若不考虑物体与斜面间的摩擦，则拉力F为 N；若斜面的机械效率为80%，则此时拉力F为 N。


16.如图所示，小刚站在高台上通过滑轮组先后竖直向上匀速提升物体A和物体B。假设在拉绳子的过程中，小刚对绳子的拉力与对高台的压力始终在同一直线上，不计绳重和摩擦。已知小刚的质量为50Kg，物体A的质量为54Kg，物体B的质量为84Kg，动滑轮的质量为6Kg。当提升物体A时，滑轮组的机械效率为 ，此时小刚对高台的压力是 N；当提升物体B时，小刚拉力做功的功率为180W，则物体B上升的速度为 m/s。（g取10N/Kg）


三、实验探究题
17.物理实验小组的同学，利用如图所示的装置，在杠杆支点的两边分别挂上钩码来探究杠杆的平衡条件。
（1）如图甲所示，为使杠杆在水平位置平衡，应将右端的平衡螺母向 （选填“左”或“右”）移动，将杠杆调在水平位置的目的是为了方便测量 。
（2）实验中测得的数据如表所示，表格中漏填的数据为 N。
?测量序号 ?动力F1/N ?动力臂l1/cm 阻力F2/N? ?阻力臂l2/cm
?① ?1 ?20 ?2 ?10
?② ?2 ?15 ?1.5 ?20
?③ ?3 ?5 ? ?15

（3）有的同学按现有方案得出如下结论：“动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离”．这个结论与杠杆平衡条件不符，原因是实验过程中 （填字母）。
A．没有改变力的大小?????? B．没有改变力的方向
C．没有改变力的作用点???? D．实验次数较少，结论具有偶然性






18.在探究“影响滑轮组机械效率的因素”实验中，某同学用同一滑轮组分别做了三次实验，如图所示。实验数据记录如下：
钩码重力G/N 钩码上升的距离h/cm 弹簧测力计的读数F/N 弹簧测力计上升的距离s/cm 机械效率
5 5 2.4 20 52.1%
10 5 ① 20 68.5%
15 5 5.1 20 ②
（1）编号①处数据应为 ，编号②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如下结论：同一滑轮组的机械效率主要与 有关。

四、计算题
19.水平地面上有一个重为5000N的箱子，现用起重机把箱子吊到3m高的位置，所用时间为10s，起重臂下的钢丝绳是绕在一个动滑轮上的，如图所示，钢丝绳上的拉力为3000N。求：
（1）起重机起吊该箱子的机械效率是多少？
（2）钢丝绳上拉力的功率是多少？



20.如图所示，现将一重G1=8100N的实心铝块在水中匀速上提h=2m（未露出水面），已知每个滑轮重G2=900N，不计绳重和各种摩擦，不计水的阻力。已知铝的密度ρ铝=2.7×103kg/m3，水的密度ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg．求：
（1）滑轮组的机械效率多大？
（2）若绳端拉力的功率为P=540W，则铝块上升的速度为多大？







【答案与解析】
一、选择题
1.【答案】B
【解析】手是一个杠杆时，如图所示：支点O在腕关节处；球压在掌心上的力是阻力F2，方向竖直向下；过支点作阻力F2 的垂线得到的线段即为阻力臂L2；前臂中的屈肌收缩产生的动力F1，方向水平向右；过支点作动力F1的垂线得到的线段即为动力臂L1；由图可知：阻力臂很明显大于动力臂。所以是费力杠杆，费力杠杆的特点是：省距离。

2.【答案】B
【解析】如图，分别作出三个力的力臂，发现F2的力臂l2最长，所以F2就是最小的力。故选B。


3.【答案】D
【解析】原来水平平衡：
去掉相同质量的物体后，杠杆左边：；杠杆右边；
因为所以 ，
则：?，所以杠杆右端下降；把支点向右移动，可使杠杆平衡。
4.【答案】B
　【解析】选项A和B中各是一个杠杆，其中A图中的杠杆的动方臂大于阻力臂，是一个省力杠杆，故F1＜G；而B图中的杠杆是一个费力杠杆，故F2＞G；选项C中是一个定滑轮，定滑轮不省力，故F3＝G；选项D中是一个动滑轮，可以省一半的力，故F4＜G。综上所述，F2最大。
5.【答案】B　
【解析】根据滑轮组省力知识，依题:。
6.【答案】D
【解析】A、B 剪刀可以看做是一个杠杆，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2知，要比较动力或阻力大小，必须知道动力臂和阻力臂．A、B选项都错误；C、D 利用剪刀的目的是剪纸，所以剪纸做的功是有用功．由机械效率为80%知，如果动力做功1J，有0.8J是用于剪纸。C选项错误，D选项正确。
7.【答案】D
【解析】功率表示做功的快慢，即单位时间内完成的功；功率大做功不一定多，所以AB错误，D项正确；机械效率表示机械做功的效率，即所做的总功中有多大比例的有用功，故功率和机械效率是两个不同也没有直接联系的物理量，C错。
8.【答案】D
9.【答案】C
【解析】因为小明分别用甲、乙两个滑轮把同一袋沙子从地面提到二楼，所以两种情况的有用功相同；当有用功一定时，利用机械时做的额外功越少，则总功越少，机械效率越高。又因乙滑轮是动滑轮，所以利用乙滑轮做的额外功多，则总功越多，机械效率越低，即W1＜W2，η1＞η2，所以C选项正确。
10.【答案】A
【解析】有用功；
总功：；
机械效率： 。
二、填空题
11.【答案】支点；动力；阻力；距离
12.【答案】b e f g；a d
13.【答案】1；30
【解析】（1）由图知，n=3，则，重物升高：，
重物上升的速度：。
（2）因为：，所以动滑轮重：。
14.【答案】轮轴；省力
【解析】钥匙在使用时绕中心轴转动，所以属于轮轴，轮轴是杠杆的一种变形；其轮半径和轴半径分别为动力臂和阻力臂，因为动力臂大于阻力臂，所以轮轴是一种省力杠杆。
15.【答案】（1）1（2）1.25
【解析】（1）如果直接把物体提升0.2m，需要做功：，
使用斜面做的功：；
不考虑摩擦有用功等于总功，即：，则拉力：。
（2）直接把物体提升0.2m所做的功为有用功：，
机械效率：，得总功；
则拉力：。
16.【答案】90%；700；0.2
【解析】（1）已知：，，g=10N/Kg，
物体A的重力为：，
动滑轮的重力为：，
从图可知，该滑轮组有3段绳子吊着物体，所以提升物体A时小刚对绳子的拉力为：，
则提升物体A时，滑轮组的机械效率为：。
（2）此时小刚受竖直向上的支持力和竖直向下的重力和拉力，则小刚对高台的压力等于他的体重加上绳子对他的拉力，而，则小刚的重力为：，
所以小刚对高台的压力为：。
（3））物体B的重力为：，
则提升物体B时小刚对绳子的拉力为：，
而拉力做功的功率为，
拉力上升的速度为：，
则物体B上升的速度为：。
三、实验探究题
17.【答案】（1）右；力臂；（2）1；（3）B
【解析】（1）杠杆重心左移应将平衡螺母向右调节，直至重心移到支点处；由于力臂是支点到力的作用线的垂直距离，调节杠杆在水平位置平衡时，可以方便的读出力臂；
（2）第三组的阻力为；
（3）“动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离”，是在杠杆在水平位置平衡
且动力和阻力的方向都是竖直向下的条件下得出的，也就是实验过程中没有改变动力或阻力的方向。故选项A、C、D错误，选项B正确。
18.【答案】（1）3.6、73.5%；（2）提升重物的重力
【解析】（1）①第二次实验中，机械效率计算公式：，
所以弹簧测力计拉力：；
②第三次实验中，有用功：，，
机械效率：。
（2）实验选用的是同一滑轮组，绳子的段数和动滑轮的重力等因素相同，不同的是所提升物体的重力，因此研究的是机械效率和提升物体重力的关系。
四、计算题
19.【答案与解析】（1）有用功：，
总功：，
起重机起吊该箱子的机械效率：
（2）钢丝绳上拉力的功率：
答：（1）起重机起吊该箱子的机械效率约为83.3%；（2）钢丝绳上拉力的功率是1800W。
20.【答案与解析】（1）铝块重的质量：，
铝块的体积：；
在水中铝块受到的浮力：；
滑轮组对铝块的拉力：；
使用滑轮组做的有用功：，
不计绳重和各种摩擦，使用滑轮组做的额外功：；
；
滑轮组的机械效率：；
（2）根据公式：，可得做功时间：；
铝块上升的速度：。
答：（1）滑轮组的机械效率85%；（2）铝块上升的速度为0.09m/s。