2023-2024學年八年級物理下冊單元速記·巧練（教科版）第11章 機械與功【單元測試·真題提升卷】（解析版）

第十一章機械與功真題提升卷（滿分：100分）提示：“他山之石，可以攻玉”。為了引導學生提前感受中考氛圍，探究中考命題特點與趨勢，明確備考方向，本卷試題全部選自中考真題及各地中考模擬卷（為了更貼合本章知識點，對部分題型在原有基礎(chǔ)上加以改編）。一.選擇題（共10小題，每題2分，共20分）1.（2023重慶B卷改編）北京時間2024年4月25日20時58分57秒，神舟十八號載人飛船搭載長征二號F遙十八運載火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射！如圖是飛船與火箭組合體加速上升的情境，以下分析恰當?shù)氖牵ǎ〢.飛船的機械能在減小B.飛船相對于火箭是運動的C.火箭在對飛船做功D.火箭采用液氧/液氫作為推進劑不環(huán)保不高效【答案】C【解析】A.飛船在加速升空的過程中，質(zhì)量不變，速度增大，動能增大；高度增大，重力勢能增大；飛船沒有發(fā)生彈性形變，不考慮彈性勢能，由“機械能=動能+重力勢能”可知，飛船的機械能增大，故A錯誤；B.火箭和飛船分離前，火箭和飛船的相對位置沒有發(fā)生變化，故以火箭為參照物，飛船是靜止的，故B錯誤；C.升空時火箭對飛船施加向上的力，且在力的方向移動了距離，故對飛船做功，故C正確；D.火箭采用液氧、液氫作為推進劑不僅環(huán)保而且高效，故D錯誤。2.（2023海南）用下列簡單機械提升同一重物，忽略機械自重和摩擦，最省力的是（）A.B.C.D.【答案】A【解析】分別用如圖四種機械提起同一重物，忽略機械自重和摩擦：則A.根據(jù)杠桿平衡條件可得：G×L=F×3L，則F=G；B.由圖可知，該滑輪組由1股繩子承擔物重，拉力等于物重；C.由圖可知，該滑輪組由2股繩子承擔物重，拉力為物重的二分之一；D.由圖可知，該滑輪組由2股繩子承擔物重，拉力為物重的二分之一。綜上分析可知，最省力的是A。3.（2023云南）如圖甲所示，用拉力F豎直向上勻速提升重720N的貨物，貨物移動的距離與時間的關(guān)系如圖乙所示。動滑輪重80N，不計繩重和摩擦，則（）A.繩子自由端移動的速度為0.5m/sB.拉力F為800NC.拉力F的功率為360WD.動滑輪的機械效率為90%【答案】D【解析】A.由圖乙可知，貨物上升的速度：，滑輪為動滑輪，繩子自由端移動的速度：v=2v物=2×0.5m/s=1m/s，故A錯誤；B.不計繩重和摩擦，拉力，故B錯誤；C.拉力F的功率：，故C錯誤；D.動滑輪的機械效率：，故D正確。4.（2023山東臨沂）2023年2月10日，航天員費俊龍、張陸在機械臂的輔助下完成了中國空間站全面建成后航天員的首次出艙活動，機械臂類似人的手臂，具有抓住、拉回、鎖死等功能。如圖所示工具，正常使用時與機械臂屬于同一類杠桿的是（）A.瓶起子B.鋼絲鉗C.核桃夾D.食品夾【答案】D【解析】機械臂在使用過程中，動力臂小于阻力臂，是費力杠桿。A.瓶起子在使用過程中，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿，費距離，故A不符合題意；B.鋼絲鉗在使用過程中，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿，費距離，故B不符合題意；C.核桃夾在使用過程中，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿，費距離，故C不符合題意；D.食品夾在使用過程中，動力臂小于阻力臂，是費力杠桿，省距離，故D符合題意。5.（2023山東臨沂）2023年5月28日12時31分，自上海虹橋國際機場起飛的國產(chǎn)大飛機C919安全抵達北京首都國際機場（如圖），圓滿完成了首個商業(yè)航班飛行，C919大飛機（）A.機身是由密度大、硬度大的材料制成的B.加速起飛的過程中所受空氣浮力大于重力C.勻速飛行時機翼上方的空氣流速比下方的大D.大功率航空發(fā)動機的效率能達到100%【答案】C【解析】A.飛機材料除需要較高的牢固度外，質(zhì)量要較小，因此要選擇密度較小的材料，故A錯誤；B.飛機是利用流體壓強與流速的關(guān)系來獲得升力的，不是利用浮力大于重力而加速上升的，故B錯誤；C.飛機勻速飛行時，等質(zhì)量的空氣在相同的時間內(nèi)同時通過機翼的上表面和下表面，由于上表面彎曲，下表面平直，所以機翼上方的流速就大于機翼前方的流速，故C正確；D.航空發(fā)動機即使功率再大，在工作時總會有能量的散失，所以發(fā)動機的效率不可能達到100%，故D錯誤。6.（2023山東威海）如圖所示，將若干重物放在4個自制天平的秤盤上，放入重物前天平在水平位置平衡，放入重物后天平都向右傾斜，秤盤最終落在桌面上。若不改變秤盤的懸掛位置。僅將重物左右互換，互換后可能重新在水平位置平衡的天平是（）A.B.C.D.【答案】C【解析】AD.圖中的杠桿為等臂杠桿，由杠桿平衡條件可知，兩邊所掛重物重力不相同，將天平上的重物各自左右互換，兩邊力和力臂的乘積還是不相等，杠桿仍不平衡，故AD錯誤；B.圖中的杠桿，左邊力臂大于右邊力臂，由杠桿平衡條件可知，左邊重力小于右邊重力，將天平上的重物各自左右互換，左邊力和力臂的乘積大于右邊力和力臂的乘積，杠桿不平衡，杠桿向左端傾斜，故B錯誤；C.圖中的杠桿，左邊力臂小于右邊力臂，由杠桿平衡條件可知，左邊重力可能小于右邊重力，將天平上的重物各自左右互換，左邊力和力臂的乘積可能會等于右邊力和力臂的乘積，杠桿可能會平衡，故C正確。故選：C。7.（2023山東濟南）2023年5月23日12時30分許，我國13名科考隊員成功登頂珠穆朗瑪峰，巍巍珠峰再次見證歷史！如圖所示在他們從山腳下到峰頂?shù)倪^程中，體重（含裝備）越大的隊員一定（）A.做功越多B.功率越大C.做功越快D.功率越小【答案】A【解析】從山腳到峰頂?shù)倪^程中，各科考隊員上升的高度是相同的，根據(jù)公式W=Fs=Gh可知，體重越大(含裝備)越大的隊員，做功越多；因為從山腳到山頂各科考隊員所用的時間未知，根據(jù)公式可知，功率的大小無法比較。故選：A。8.（2023湖南永州）如圖所示，將一個重9.0N的物體從斜面底端勻速直線拉到斜面頂端，沿斜面向上的拉力為3.6N，在斜面上移動的距離s=1.2m，物體升高的高度h=0.3m，則（）A.物體所受的摩擦力3.6NB.物體克服重力做功4.32JC.拉力做功2.7JD.斜面的機械效率62.5%【答案】D【解析】B.克服物體重力做功即有用功為：W=Gh=9.0N×0.3m=2.7J，故B錯誤；C.拉力做功為：W總=Fs=3.6N×1.2m=4.32J，故C錯誤；D.機械效率為：，故D正確；A.額外功為：W額=W總-W有=4.32J-2.7J=1.62J；由W額=fs得，摩擦力為，故A錯誤。故選：D。9.（2023湖南岳陽）小明學習了滑輪知識后，利用滑輪設(shè)計了一個升降裝置，如圖所示。在爸爸的幫助下，通過它把一個重為100N的物體從地面提升到9m高的陽臺上，所用拉力F為60N，用時10s，關(guān)于提升過程描述正確的是（）A.做的有用功為900JB.拉力F做功的功率為54WC.機械效率為60%D.用升降裝置可以省功【答案】A【解析】A.做的有用功W=Gh=100N×9m=900J，故A正確；B.由圖可知，滑輪組繩子的有效股數(shù)n=2，則繩子自由端移動的距離s=nh=2×9m=18m，拉力所做的總功W=Fs=60N×18m=1080J，拉力F做功的功率，故B錯誤；C.滑輪組的機械效率，故C錯誤；D.根據(jù)功的原理(使用任何機械都不省功)可知，用升降裝置不能省功，故D錯誤。10.（2023湖南長沙）學雷鋒活動月，小明到敬老院獻愛心，同時也收獲了一些物理知識，下列事例與物理知識對應正確的是（）A.把面團壓成面皮——力可以改變物體的形狀B.給木凳裝上軟墊坐起來更舒服——受力面積越大壓強越大C.抖床單拍灰塵——灰塵沒有慣性D.用筷子夾餃子——筷子是省力杠桿【答案】A【解析】A.把面團壓成面皮，說明了力可以改變物體的形狀，故A正確；B.給木凳裝上軟墊坐起來更舒服，是因為受力面積越大壓強越小，故B錯誤；C.抖床單拍灰塵時，利用了灰塵的慣性，故C錯誤；D.用筷子夾餃子時，動力臂小于阻力臂，此時的筷子是費力杠桿，故D錯誤。二．填空及簡單題（共6小題，每空2分，共28分）11.（2023安徽）如圖1，爸爸和小紅坐在蹺蹺板的兩側(cè)，在水平位置保持平衡。將其簡化成圖2所示的杠桿，不計杠桿自重的影響，若小紅的質(zhì)量為15kg，則爸爸的質(zhì)量為kg?！敬鸢浮?0【解析】根據(jù)杠桿的平衡條件：F1L1=F2L2，可得m小紅gL1=m爸爸gL2，代入數(shù)據(jù)可得：15kg×g×1.2m=m爸爸9×0.3m，解得：m爸爸=60kg。12.（2023重慶B卷）如圖所示，是小智同學在勞動實踐基地體驗的場景。他用160N的拉力將重240N的重物勻速提升2m，用時10s，此過程中重物上升的速度為m/s，滑輪組的機械效率為?！敬鸢浮?.2；75%【解析】物體上升的速度：，由圖可知，滑輪組由2段繩子承擔重物，n=2，則繩子自由端移動的距離：s=2h=2×2m=4m；拉力做的功為：W總=Fs=160N×4m=640J；有用功為：W有用=Gh=240N×2m=480J；滑輪組的機械效率為：。13.（2023四川內(nèi)江）如圖所示，將重力為10N的物體沿斜面向上從底端勻速拉到頂端。若斜面長L為1m，斜面高h為0.3m，拉力F為4N，拉力的功率為2W，則此過程中，斜面的機械效率是%，物體從斜面底端運動到斜面頂端所用的時間是s?！敬鸢浮?5；2【解析】拉動物體所做的有用功為W有=Gh=10N×0.3m=3J，總功為W總=Fs=4N×1m=4J，斜面的機械效率是；根據(jù)可得，物體從斜面底端運動到斜面頂端所用的時間是。14.（2023四川攀枝花）如圖所示，質(zhì)量為70kg的工人通過滑輪組用100N的豎直拉力在4s內(nèi)將重為150N的重物勻速提升2m。已知工人雙腳與地面的接觸面積為400cm2，g取10N/kg，則工人所做的功為J，做功的功率為W，對地面的壓強為Pa，該滑輪組的機械效率為?！敬鸢浮?00；100；1.5×104；75%【解析】由圖可知，滑輪組繩子的有效股數(shù)n=2，則繩子自由端移動的距離s繩=nh=2×2m=4m，則工人所做的總功W總=F拉s繩=100N×4m=400J，拉力F做功的功率；工人對地面的壓強；克服物體重力所做的有用功W有用=Gh=150N×2m=300J，該滑輪組的機械效率是。15.（2023四川攀枝花）圖甲是腳踏式翻蓋垃圾桶的實物圖，翻蓋的原理是由兩個杠桿組合而成，圖乙為兩水平杠桿AO1B、DCO2組合的示意圖。已知桶蓋重5N，重心位于DC中點的正上方，AO1=30cm，O1B=20cm，桶蓋和連接桿的尺寸如圖乙所示，腳踏桿AO1B和豎直連接桿BC的質(zhì)量不計。（1）杠桿AO1B是（選填“省力”或“費力”）杠桿；（2）若要把桶蓋翻開，腳對踏板A處的壓力至少為N?！敬鸢浮浚?）省力；（2）20【解析】(1)圖乙中，杠桿AO1B，設(shè)腳對A點的作用力為F，頂桿對B點的作用力為F1，根據(jù)杠桿平衡條件可得：F×AO1=F1×O1B...............................................................................①已知AO1=30cm，O1B=20cm，則：AO1＞O1B，所以，F(xiàn)＜F1，即杠桿AO1B是省力杠桿；(2)設(shè)頂桿對桶蓋上C點的作用力為F2，EO2=EC+CO2=×50cm+5cm=30cm，根據(jù)杠桿平衡條件可得：G×EO2=F2×CO2....................................................................................................②根據(jù)力的作用是相互的可知：F1=F2，得：，所以，。16.（2023江蘇淮安）如圖所示，小明用大小為100N、豎直向上的拉力F在2s內(nèi)將重力為160N的木箱勻速提升1m。提升過程中，以小明為參照物，木箱是的。不計繩重和摩擦，拉力F的功率為W，動滑輪的機械效率為，動滑輪的重力為N?！敬鸢浮窟\動；100；80%；40【解析】提升過程中，以小明為參照物，木箱的位置發(fā)生變化，是運動的。不計繩重和摩擦，從圖中可知n=2，繩子自由端移動的距離s=nh=2×1m=2m，拉力F做的功W總=Fs=100N×2m=200J，功率；有用功W有用=Gh=160N×1m=160J，動滑輪的機械效率，，根據(jù)F=(G+G動)可知動滑輪的重力G動=nF-G=2×100N-160N=40N。三．作圖題（共3小題，每題2分，共6分）17.（2023陜西）如圖（a），用鐵鍬鏟土時，鐵鍬可視為杠桿，圖（b）是其簡化圖，O為支點，請在圖（b）中畫出作用力F的力臂L?！敬鸢浮俊窘馕觥恐c0到力的作用線的距離即為力臂。過0點做力F的作用線的垂線段，即為力臂L。18.（2023湖南岳陽）如圖是鍋爐上的安全閥門示意圖。請畫出物體A的重力示意圖及F的力臂L?！敬鸢浮俊窘馕觥?1)過物體的重心沿豎直向下的方向畫一條帶箭頭的線段，并用符號G表示；(2)過O點向F的作用線作垂線，垂線段的長就是該力的力臂。（2023江蘇常州）用滑輪組提升物體如圖，請畫出最省力的繩子繞法?！敬鸢浮俊窘馕觥縩為奇數(shù)時，承擔物重的有3段繩子，此時最省力，根據(jù)奇動偶定，繩子的固定端在動滑輪上。四．實驗探究題（共2小題，每空2分，共16分）20.（2023湖南永州）小明利用鐵架臺、杠桿、鉤碼和彈簧測力計等器材探究杠桿的平衡條件，實驗使用的鉤碼質(zhì)量均相等，杠桿上每格長度均相等。（1）當杠桿靜止時如圖甲所示，為了方便測量力臂，需要調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡，應當將杠桿的平衡螺母向（選填”右”或”左”）調(diào)節(jié)；（2）在杠桿兩側(cè)掛上鉤碼，設(shè)右側(cè)鉤碼對杠桿施的力為動力F1，左側(cè)鉤碼對杠桿施的力為阻力F2；測出杠桿平衡時的動力臂l1和阻力臂l2；多次換用不同數(shù)量的鉤碼，并改變鉤碼在杠桿上的位置，使杠桿在水平位置平衡，得到實驗數(shù)據(jù)如表；次數(shù)動力F1/N動力臂l1/cm阻力F2/N阻力臂l2/cm10.520.01.010.021.015.01.510.031.510.00.530.0分析表中的數(shù)據(jù)，得到杠桿的平衡條件是：；（3）本次探究經(jīng)過多次實驗的目的是；A.減小實驗誤差B.尋找普遍規(guī)律（4）如圖乙所示，將A、B位置的鉤碼個數(shù)都減少一個，杠桿將會（選填”仍然平衡”、”左端下沉”或”右端下沉”）。（5）如圖丙所示，用彈簧測力計先后在a、b位置拉杠桿上同一點C，杠桿都在水平位置平衡，彈簧測力計在a位置豎直向上的拉力為Fa，在b位置斜向上的拉力為Fb，則FaFb（選填"大于"、"等于"，"小于"）?！敬鸢浮浚?）右；（2）F1L1=F2L2；（3）B；（4）右端下沉；（5）小于【解析】(1)圖甲中杠桿右端高，為使杠桿水平平衡，平衡螺母應向右調(diào)節(jié)；(2)從表格數(shù)據(jù)得到F1L1=F2L2(或動力×動力臂=阻力×阻力臂)；(3)本次探究經(jīng)過多次實驗的目的是尋找普遍規(guī)律，故選B；(4)設(shè)杠桿1格的長度為L，由圖乙中A、B位置鉤碼個數(shù)都減少一個，則F左L1=3mgL，F(xiàn)右L2=4mgL，F(xiàn)左L1＜F右L2，故右端下沉；(5)彈簧測力計由a到b，阻力和阻力臂均不變，動力臂變小，由杠桿平衡條件可知Fa＜Fb。21.（2023廣東廣州）圖1中工人用工具搬運石頭，該工具可簡化成圖2中杠桿AB，移動支架，可使支點O在AB間移動。桿水平靜止，忽略桿重。（1）人對桿的壓力為F1，繩對桿的拉力為F2，F(xiàn)1、F2豎直向下。①在圖2中畫出F1的力臂l1；②F2的力臂l2=（用F1、F2、l1表示）。同一石頭仍懸掛在桿B端，人對桿A端的壓力方向不變，只通過移動支點O使該壓力變小，桿仍保持水平靜止，支點O應向（選填"A"、"B"）端移動。【答案】（1）①；②；（2）B【解析】(1)圖中支點是O，過支點作力F1作用線的垂線，標上垂足，用雙箭頭（或大括號）表示出這段距離，記為l1；如圖所示。(2)根據(jù)杠桿的平衡條件：F1L1=F2L2，F(xiàn)1的力臂l2=；(3)同一石頭仍懸掛在桿B端，人對桿A端的壓力方向不變，只通過移動支點O使該壓力變小，桿仍保持水平靜止，支點O應向B點移動，使得阻力臂減小，同時動力臂變大。五．科普閱讀題（共1題，每空2分，共12分）22.（2023寧夏）10月16日為"世界脊柱日"。如圖，人的頸椎起著支撐頭部的作用，頸部肌肉群連接頸部和頭部，并控制著頭部的運動，長時間低頭會對頸椎和頸部肌肉群造成損傷。人在低頭時，頭部和頸椎可看作一個杠桿，分析以下問題：（1）請在圖中畫出人體頭部所受重力的示意圖。（2）人在低頭過程中，頭部重力的力臂（選填”增大”或”減小”）；頸部肌肉群對后顱向下的拉力（選填"增大"或"減小"），若將拉力看作動力，這是一個杠桿；頭部向下彎曲角度增大，頸椎所受的增大。（3）結(jié)合以上分析，給出一條保護頸椎健康的合理建議?！敬鸢浮浚?）；（2）增大；增大；費力；壓力；（3）為了保護頸椎健康，不要長時間低頭看手機(或適當抬高手機屏幕，減小低頭角度或低頭看書久了應適當抬頭，以緩解頸椎承受的壓力)（合理即可）【解析】(1)重力的方向豎直向下，作用點畫在重心上，如圖所示。(2)頭部模型相當于簡單機械中的杠桿；根據(jù)杠桿平衡條件GL1=FL2，重力的方向豎直向下，當?shù)皖^角度變大時，重力的力臂L1變大，L2不變，故拉力F變大；若將拉力看作動力，動力臂小于阻力臂，這是一個費力杠桿；頭部向下彎曲角度增大，拉力變大，相當于支點的頸椎所受的壓力增大。(3)為了保護頸椎健康，不要長時間低頭看手機(或適當抬高手機屏幕，減小低頭角度或低頭看書久了應適當抬頭，以緩解頸椎承受的壓力)。六.計算題（共3小題，23題4分，24題7分，25題7分，共18分）23.（2023安徽）如圖，一固定斜面頂端裝有定滑輪，為測量該裝置提升物體時的機械效率，用彈簧測力計連接細繩，跨過定滑輪將重為6N的物體沿斜面向上勻速拉動0.6m，物體上升的高度為0.3m，彈簧測力計的示數(shù)為4N。求此過程中：（1）做的有用功；（2）該裝置的機械效率?！敬鸢浮浚?）1.8J；（2）75%【解析】(1)克服物體重力做的有用功：W有=Gh=6N×0.3m=1.8J；(2)彈簧測力計的示數(shù)大小即為拉力大小，故拉力做的總功：W總=Fs=4N×0.6m=2.4J，該裝置的機械效率：。答：(1)做的有用功是1.8J；(2)該裝置的機械效率為75%。24.（2023重慶B卷）圖甲是《天工開物》里記載的一種搗谷的舂，"橫木穿插碓頭，硬嘴為鐵，足踏其末面舂之"。若碓頭質(zhì)量為20kg，不計橫木的重力和轉(zhuǎn)動摩擦，搗谷人雙手與扶手之間的作用力為0。（1）求碓頭的重力；（2）碓頭豎直下落0.5m，用時0.4s，求重力做功的功率；（3）質(zhì)量為72kg的搗谷人，左腳與地面的接觸面積為200cm2，當他右腳在B點用最小力踩橫木使其剛好轉(zhuǎn)動時，示意圖如圖乙，已知OA：OB=3：2，求人左腳對地面的壓強?！?/p>