2023-2024学年八年级物理下册单元速记·巧练（教科版）第11章 机械与功【单元测试·真题提升卷】（解析版）

第十一章机械与功真题提升卷（满分：100分）提示：“他山之石，可以攻玉”。为了引导学生提前感受中考氛围，探究中考命题特点与趋势，明确备考方向，本卷试题全部选自中考真题及各地中考模拟卷（为了更贴合本章知识点，对部分题型在原有基础上加以改编）。一.选择题（共10小题，每题2分，共20分）1.（2023重庆B卷改编）北京时间2024年4月25日20时58分57秒，神舟十八号载人飞船搭载长征二号F遥十八运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射！如图是飞船与火箭组合体加速上升的情境，以下分析恰当的是（）A.飞船的机械能在减小B.飞船相对于火箭是运动的C.火箭在对飞船做功D.火箭采用液氧/液氢作为推进剂不环保不高效【答案】C【解析】A.飞船在加速升空的过程中，质量不变，速度增大，动能增大；高度增大，重力势能增大；飞船没有发生弹性形变，不考虑弹性势能，由“机械能=动能+重力势能”可知，飞船的机械能增大，故A错误；B.火箭和飞船分离前，火箭和飞船的相对位置没有发生变化，故以火箭为参照物，飞船是静止的，故B错误；C.升空时火箭对飞船施加向上的力，且在力的方向移动了距离，故对飞船做功，故C正确；D.火箭采用液氧、液氢作为推进剂不仅环保而且高效，故D错误。2.（2023海南）用下列简单机械提升同一重物，忽略机械自重和摩擦，最省力的是（）A.B.C.D.【答案】A【解析】分别用如图四种机械提起同一重物，忽略机械自重和摩擦：则A.根据杠杆平衡条件可得：G×L=F×3L，则F=G；B.由图可知，该滑轮组由1股绳子承担物重，拉力等于物重；C.由图可知，该滑轮组由2股绳子承担物重，拉力为物重的二分之一；D.由图可知，该滑轮组由2股绳子承担物重，拉力为物重的二分之一。综上分析可知，最省力的是A。3.（2023云南）如图甲所示，用拉力F竖直向上匀速提升重720N的货物，货物移动的距离与时间的关系如图乙所示。动滑轮重80N，不计绳重和摩擦，则（）A.绳子自由端移动的速度为0.5m/sB.拉力F为800NC.拉力F的功率为360WD.动滑轮的机械效率为90%【答案】D【解析】A.由图乙可知，货物上升的速度：，滑轮为动滑轮，绳子自由端移动的速度：v=2v物=2×0.5m/s=1m/s，故A错误；B.不计绳重和摩擦，拉力，故B错误；C.拉力F的功率：，故C错误；D.动滑轮的机械效率：，故D正确。4.（2023山东临沂）2023年2月10日，航天员费俊龙、张陆在机械臂的辅助下完成了中国空间站全面建成后航天员的首次出舱活动，机械臂类似人的手臂，具有抓住、拉回、锁死等功能。如图所示工具，正常使用时与机械臂属于同一类杠杆的是（）A.瓶起子B.钢丝钳C.核桃夹D.食品夹【答案】D【解析】机械臂在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆。A.瓶起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，费距离，故A不符合题意；B.钢丝钳在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，费距离，故B不符合题意；C.核桃夹在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，费距离，故C不符合题意；D.食品夹在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，省距离，故D符合题意。5.（2023山东临沂）2023年5月28日12时31分，自上海虹桥国际机场起飞的国产大飞机C919安全抵达北京首都国际机场（如图），圆满完成了首个商业航班飞行，C919大飞机（）A.机身是由密度大、硬度大的材料制成的B.加速起飞的过程中所受空气浮力大于重力C.匀速飞行时机翼上方的空气流速比下方的大D.大功率航空发动机的效率能达到100%【答案】C【解析】A.飞机材料除需要较高的牢固度外，质量要较小，因此要选择密度较小的材料，故A错误；B.飞机是利用流体压强与流速的关系来获得升力的，不是利用浮力大于重力而加速上升的，故B错误；C.飞机匀速飞行时，等质量的空气在相同的时间内同时通过机翼的上表面和下表面，由于上表面弯曲，下表面平直，所以机翼上方的流速就大于机翼前方的流速，故C正确；D.航空发动机即使功率再大，在工作时总会有能量的散失，所以发动机的效率不可能达到100%，故D错误。6.（2023山东威海）如图所示，将若干重物放在4个自制天平的秤盘上，放入重物前天平在水平位置平衡，放入重物后天平都向右倾斜，秤盘最终落在桌面上。若不改变秤盘的悬挂位置。仅将重物左右互换，互换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.图中的杠杆为等臂杠杆，由杠杆平衡条件可知，两边所挂重物重力不相同，将天平上的重物各自左右互换，两边力和力臂的乘积还是不相等，杠杆仍不平衡，故AD错误；B.图中的杠杆，左边力臂大于右边力臂，由杠杆平衡条件可知，左边重力小于右边重力，将天平上的重物各自左右互换，左边力和力臂的乘积大于右边力和力臂的乘积，杠杆不平衡，杠杆向左端倾斜，故B错误；C.图中的杠杆，左边力臂小于右边力臂，由杠杆平衡条件可知，左边重力可能小于右边重力，将天平上的重物各自左右互换，左边力和力臂的乘积可能会等于右边力和力臂的乘积，杠杆可能会平衡，故C正确。故选：C。7.（2023山东济南）2023年5月23日12时30分许，我国13名科考队员成功登顶珠穆朗玛峰，巍巍珠峰再次见证历史！如图所示在他们从山脚下到峰顶的过程中，体重（含装备）越大的队员一定（）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】从山脚到峰顶的过程中，各科考队员上升的高度是相同的，根据公式W=Fs=Gh可知，体重越大(含装备)越大的队员，做功越多；因为从山脚到山顶各科考队员所用的时间未知，根据公式可知，功率的大小无法比较。故选：A。8.（2023湖南永州）如图所示，将一个重9.0N的物体从斜面底端匀速直线拉到斜面顶端，沿斜面向上的拉力为3.6N，在斜面上移动的距离s=1.2m，物体升高的高度h=0.3m，则（）A.物体所受的摩擦力3.6NB.物体克服重力做功4.32JC.拉力做功2.7JD.斜面的机械效率62.5%【答案】D【解析】B.克服物体重力做功即有用功为：W=Gh=9.0N×0.3m=2.7J，故B错误；C.拉力做功为：W总=Fs=3.6N×1.2m=4.32J，故C错误；D.机械效率为：，故D正确；A.额外功为：W额=W总-W有=4.32J-2.7J=1.62J；由W额=fs得，摩擦力为，故A错误。故选：D。9.（2023湖南岳阳）小明学习了滑轮知识后，利用滑轮设计了一个升降装置，如图所示。在爸爸的帮助下，通过它把一个重为100N的物体从地面提升到9m高的阳台上，所用拉力F为60N，用时10s，关于提升过程描述正确的是（）A.做的有用功为900JB.拉力F做功的功率为54WC.机械效率为60%D.用升降装置可以省功【答案】A【解析】A.做的有用功W=Gh=100N×9m=900J，故A正确；B.由图可知，滑轮组绳子的有效股数n=2，则绳子自由端移动的距离s=nh=2×9m=18m，拉力所做的总功W=Fs=60N×18m=1080J，拉力F做功的功率，故B错误；C.滑轮组的机械效率，故C错误；D.根据功的原理(使用任何机械都不省功)可知，用升降装置不能省功，故D错误。10.（2023湖南长沙）学雷锋活动月，小明到敬老院献爱心，同时也收获了一些物理知识，下列事例与物理知识对应正确的是（）A.把面团压成面皮——力可以改变物体的形状B.给木凳装上软垫坐起来更舒服——受力面积越大压强越大C.抖床单拍灰尘——灰尘没有惯性D.用筷子夹饺子——筷子是省力杠杆【答案】A【解析】A.把面团压成面皮，说明了力可以改变物体的形状，故A正确；B.给木凳装上软垫坐起来更舒服，是因为受力面积越大压强越小，故B错误；C.抖床单拍灰尘时，利用了灰尘的惯性，故C错误；D.用筷子夹饺子时，动力臂小于阻力臂，此时的筷子是费力杠杆，故D错误。二．填空及简单题（共6小题，每空2分，共28分）11.（2023安徽）如图1，爸爸和小红坐在跷跷板的两侧，在水平位置保持平衡。将其简化成图2所示的杠杆，不计杠杆自重的影响，若小红的质量为15kg，则爸爸的质量为kg。【答案】60【解析】根据杠杆的平衡条件：F1L1=F2L2，可得m小红gL1=m爸爸gL2，代入数据可得：15kg×g×1.2m=m爸爸9×0.3m，解得：m爸爸=60kg。12.（2023重庆B卷）如图所示，是小智同学在劳动实践基地体验的场景。他用160N的拉力将重240N的重物匀速提升2m，用时10s，此过程中重物上升的速度为m/s，滑轮组的机械效率为。【答案】0.2；75%【解析】物体上升的速度：，由图可知，滑轮组由2段绳子承担重物，n=2，则绳子自由端移动的距离：s=2h=2×2m=4m；拉力做的功为：W总=Fs=160N×4m=640J；有用功为：W有用=Gh=240N×2m=480J；滑轮组的机械效率为：。13.（2023四川内江）如图所示，将重力为10N的物体沿斜面向上从底端匀速拉到顶端。若斜面长L为1m，斜面高h为0.3m，拉力F为4N，拉力的功率为2W，则此过程中，斜面的机械效率是%，物体从斜面底端运动到斜面顶端所用的时间是s。【答案】75；2【解析】拉动物体所做的有用功为W有=Gh=10N×0.3m=3J，总功为W总=Fs=4N×1m=4J，斜面的机械效率是；根据可得，物体从斜面底端运动到斜面顶端所用的时间是。14.（2023四川攀枝花）如图所示，质量为70kg的工人通过滑轮组用100N的竖直拉力在4s内将重为150N的重物匀速提升2m。已知工人双脚与地面的接触面积为400cm2，g取10N/kg，则工人所做的功为J，做功的功率为W，对地面的压强为Pa，该滑轮组的机械效率为。【答案】400；100；1.5×104；75%【解析】由图可知，滑轮组绳子的有效股数n=2，则绳子自由端移动的距离s绳=nh=2×2m=4m，则工人所做的总功W总=F拉s绳=100N×4m=400J，拉力F做功的功率；工人对地面的压强；克服物体重力所做的有用功W有用=Gh=150N×2m=300J，该滑轮组的机械效率是。15.（2023四川攀枝花）图甲是脚踏式翻盖垃圾桶的实物图，翻盖的原理是由两个杠杆组合而成，图乙为两水平杠杆AO1B、DCO2组合的示意图。已知桶盖重5N，重心位于DC中点的正上方，AO1=30cm，O1B=20cm，桶盖和连接杆的尺寸如图乙所示，脚踏杆AO1B和竖直连接杆BC的质量不计。（1）杠杆AO1B是（选填“省力”或“费力”）杠杆；（2）若要把桶盖翻开，脚对踏板A处的压力至少为N。【答案】（1）省力；（2）20【解析】(1)图乙中，杠杆AO1B，设脚对A点的作用力为F，顶杆对B点的作用力为F1，根据杠杆平衡条件可得：F×AO1=F1×O1B...............................................................................①已知AO1=30cm，O1B=20cm，则：AO1＞O1B，所以，F＜F1，即杠杆AO1B是省力杠杆；(2)设顶杆对桶盖上C点的作用力为F2，EO2=EC+CO2=×50cm+5cm=30cm，根据杠杆平衡条件可得：G×EO2=F2×CO2....................................................................................................②根据力的作用是相互的可知：F1=F2，得：，所以，。16.（2023江苏淮安）如图所示，小明用大小为100N、竖直向上的拉力F在2s内将重力为160N的木箱匀速提升1m。提升过程中，以小明为参照物，木箱是的。不计绳重和摩擦，拉力F的功率为W，动滑轮的机械效率为，动滑轮的重力为N。【答案】运动；100；80%；40【解析】提升过程中，以小明为参照物，木箱的位置发生变化，是运动的。不计绳重和摩擦，从图中可知n=2，绳子自由端移动的距离s=nh=2×1m=2m，拉力F做的功W总=Fs=100N×2m=200J，功率；有用功W有用=Gh=160N×1m=160J，动滑轮的机械效率，，根据F=(G+G动)可知动滑轮的重力G动=nF-G=2×100N-160N=40N。三．作图题（共3小题，每题2分，共6分）17.（2023陕西）如图（a），用铁锹铲土时，铁锹可视为杠杆，图（b）是其简化图，O为支点，请在图（b）中画出作用力F的力臂L。【答案】【解析】支点0到力的作用线的距离即为力臂。过0点做力F的作用线的垂线段，即为力臂L。18.（2023湖南岳阳）如图是锅炉上的安全阀门示意图。请画出物体A的重力示意图及F的力臂L。【答案】【解析】(1)过物体的重心沿竖直向下的方向画一条带箭头的线段，并用符号G表示；(2)过O点向F的作用线作垂线，垂线段的长就是该力的力臂。（2023江苏常州）用滑轮组提升物体如图，请画出最省力的绳子绕法。【答案】【解析】n为奇数时，承担物重的有3段绳子，此时最省力，根据奇动偶定，绳子的固定端在动滑轮上。四．实验探究题（共2小题，每空2分，共16分）20.（2023湖南永州）小明利用铁架台、杠杆、钩码和弹簧测力计等器材探究杠杆的平衡条件，实验使用的钩码质量均相等，杠杆上每格长度均相等。（1）当杠杆静止时如图甲所示，为了方便测量力臂，需要调节杠杆在水平位置平衡，应当将杠杆的平衡螺母向（选填”右”或”左”）调节；（2）在杠杆两侧挂上钩码，设右侧钩码对杠杆施的力为动力F1，左侧钩码对杠杆施的力为阻力F2；测出杠杆平衡时的动力臂l1和阻力臂l2；多次换用不同数量的钩码，并改变钩码在杠杆上的位置，使杠杆在水平位置平衡，得到实验数据如表；次数动力F1/N动力臂l1/cm阻力F2/N阻力臂l2/cm10.520.01.010.021.015.01.510.031.510.00.530.0分析表中的数据，得到杠杆的平衡条件是：；（3）本次探究经过多次实验的目的是；A.减小实验误差B.寻找普遍规律（4）如图乙所示，将A、B位置的钩码个数都减少一个，杠杆将会（选填”仍然平衡”、”左端下沉”或”右端下沉”）。（5）如图丙所示，用弹簧测力计先后在a、b位置拉杠杆上同一点C，杠杆都在水平位置平衡，弹簧测力计在a位置竖直向上的拉力为Fa，在b位置斜向上的拉力为Fb，则FaFb（选填"大于"、"等于"，"小于"）。【答案】（1）右；（2）F1L1=F2L2；（3）B；（4）右端下沉；（5）小于【解析】(1)图甲中杠杆右端高，为使杠杆水平平衡，平衡螺母应向右调节；(2)从表格数据得到F1L1=F2L2(或动力×动力臂=阻力×阻力臂)；(3)本次探究经过多次实验的目的是寻找普遍规律，故选B；(4)设杠杆1格的长度为L，由图乙中A、B位置钩码个数都减少一个，则F左L1=3mgL，F右L2=4mgL，F左L1＜F右L2，故右端下沉；(5)弹簧测力计由a到b，阻力和阻力臂均不变，动力臂变小，由杠杆平衡条件可知Fa＜Fb。21.（2023广东广州）图1中工人用工具搬运石头，该工具可简化成图2中杠杆AB，移动支架，可使支点O在AB间移动。杆水平静止，忽略杆重。（1）人对杆的压力为F1，绳对杆的拉力为F2，F1、F2竖直向下。①在图2中画出F1的力臂l1；②F2的力臂l2=（用F1、F2、l1表示）。同一石头仍悬挂在杆B端，人对杆A端的压力方向不变，只通过移动支点O使该压力变小，杆仍保持水平静止，支点O应向（选填"A"、"B"）端移动。【答案】（1）①；②；（2）B【解析】(1)图中支点是O，过支点作力F1作用线的垂线，标上垂足，用双箭头（或大括号）表示出这段距离，记为l1；如图所示。(2)根据杠杆的平衡条件：F1L1=F2L2，F1的力臂l2=；(3)同一石头仍悬挂在杆B端，人对杆A端的压力方向不变，只通过移动支点O使该压力变小，杆仍保持水平静止，支点O应向B点移动，使得阻力臂减小，同时动力臂变大。五．科普阅读题（共1题，每空2分，共12分）22.（2023宁夏）10月16日为"世界脊柱日"。如图，人的颈椎起着支撑头部的作用，颈部肌肉群连接颈部和头部，并控制着头部的运动，长时间低头会对颈椎和颈部肌肉群造成损伤。人在低头时，头部和颈椎可看作一个杠杆，分析以下问题：（1）请在图中画出人体头部所受重力的示意图。（2）人在低头过程中，头部重力的力臂（选填”增大”或”减小”）；颈部肌肉群对后颅向下的拉力（选填"增大"或"减小"），若将拉力看作动力，这是一个杠杆；头部向下弯曲角度增大，颈椎所受的增大。（3）结合以上分析，给出一条保护颈椎健康的合理建议。【答案】（1）；（2）增大；增大；费力；压力；（3）为了保护颈椎健康，不要长时间低头看手机(或适当抬高手机屏幕，减小低头角度或低头看书久了应适当抬头，以缓解颈椎承受的压力)（合理即可）【解析】(1)重力的方向竖直向下，作用点画在重心上，如图所示。(2)头部模型相当于简单机械中的杠杆；根据杠杆平衡条件GL1=FL2，重力的方向竖直向下，当低头角度变大时，重力的力臂L1变大，L2不变，故拉力F变大；若将拉力看作动力，动力臂小于阻力臂，这是一个费力杠杆；头部向下弯曲角度增大，拉力变大，相当于支点的颈椎所受的压力增大。(3)为了保护颈椎健康，不要长时间低头看手机(或适当抬高手机屏幕，减小低头角度或低头看书久了应适当抬头，以缓解颈椎承受的压力)。六.计算题（共3小题，23题4分，24题7分，25题7分，共18分）23.（2023安徽）如图，一固定斜面顶端装有定滑轮，为测量该装置提升物体时的机械效率，用弹簧测力计连接细绳，跨过定滑轮将重为6N的物体沿斜面向上匀速拉动0.6m，物体上升的高度为0.3m，弹簧测力计的示数为4N。求此过程中：（1）做的有用功；（2）该装置的机械效率。【答案】（1）1.8J；（2）75%【解析】(1)克服物体重力做的有用功：W有=Gh=6N×0.3m=1.8J；(2)弹簧测力计的示数大小即为拉力大小，故拉力做的总功：W总=Fs=4N×0.6m=2.4J，该装置的机械效率：。答：(1)做的有用功是1.8J；(2)该装置的机械效率为75%。24.（2023重庆B卷）图甲是《天工开物》里记载的一种捣谷的舂，"横木穿插碓头，硬嘴为铁，足踏其末面舂之"。若碓头质量为20kg，不计横木的重力和转动摩擦，捣谷人双手与扶手之间的作用力为0。（1）求碓头的重力；（2）碓头竖直下落0.5m，用时0.4s，求重力做功的功率；（3）质量为72kg的捣谷人，左脚与地面的接触面积为200cm²，当他右脚在B点用最小力踩横木使其刚好转动时，示意图如图乙，已知OA：OB=3：2，求人左脚对地面的压强。【