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【情境化·新趋势】初中物理沪科2024版八全册单元期中期末素养提升卷
第十一章 简单机械单元素养提升卷
（满分100分，答题时间90分钟）
一、单项选择题（本大题有8小题，每小题3分，共24分.每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意的）
1. 如图所示的用具中，正常使用时属于费力杠杆的是（　　）
A. 瓶盖起子 B. 核桃夹 C. 托盘天平 D. 食品夹子
【答案】D
【解析】A．瓶盖起子在使用时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A错误；
B．核桃夹在使用时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B错误；
C．托盘天平在使用时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C错误；
D．食品夹子在使用时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故D正确。
故选D。
2. 人的前臂就是物理学中的杠杆。如图所示，对于利用前臂提起重物的过程中，以下分析合理的
是（　　）
A. 前臂是省力杠杆 B. 重物给前臂的力是动力
C. 肱二头肌给桡骨的力是阻力 D. 前臂杠杆的支点O在肘关节处
【答案】D
【解析】ABC．前臂肱二头肌给桡骨的力使前臂转动，该力是动力，而重物给前臂的力阻碍前臂转动，是阻力；动力臂比阻力臂小，所以前臂是费力杠杆，故ABC不符合题意；
D．前臂绕着肘关节转动，即支点O在肘关节处，，故D符合题意。
故选D。
3. 如图所示，是《天工开物》中记载的我国传统提水工具“桔槔”，用绳子系住一根直的硬棒的O点作为支点，A端挂有重为40N的石块，B端挂有重为20N的空桶，OA长为1.2m，OB长为0.6m。使用时，人向下拉绳放下空桶，装满重为100N的水后向上拉绳缓慢将桶提起。硬棒质量忽略不计，下列说法中正确的是（　　）
A. 向下拉绳放下空桶时桔槔为省力杠杆
B. 向下拉绳放下空桶时拉力为
C. 向上拉绳提起装满水的桶时桔槔为费力杠杆
D. 向上拉绳提起装满水的桶时拉力为
【答案】D
【解析】A．向下拉绳放下空桶时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故A错误；
B．向下拉绳放下空桶时，根据杠杆的平衡条件可知
G石·OA=（G桶+F）·OB
即
40N×1.2m=（20N+F）×0.6m
解之可得：F=60N，故B错误；
C．向上拉绳提起装满水的桶时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C错误；
D．向上拉绳提起装满水的桶时，根据杠杆的平衡条件可知：
G石·OA=（G桶+G水-Fˊ）·OB
即
40N×1.2m=（20N+100N-Fˊ）×0.6m
解得Fˊ=40N，故D正确。
故选D。
4.如图是小强利用器械进行锻炼的示意图，其中横杆AB可绕固定点O在竖直平面内转动，OA∶OB=3∶2，在杆A端用细绳悬挂重为300N的配重，他在B端施加竖直方向的力F1，杆AB在水平位置平衡，此时他对水平地面的压力为F2。为了锻炼不同位置的肌肉力量，他将固定点移动到A端，杆AB可绕端点A在竖直平面内转动，配重悬挂在O点，在B端施加竖直方向的力使杆AB在水平位置再次平衡，此时，他对水平地面的压力为F3，压强为p。已知小强重为650N，两只脚与地面接触的总面积为400cm ，不计杆重与绳重，下列判断正确的是（　　）
A. F1为200N B. F2为1100N
C. F3为830N D. p为11750Pa
【答案】C
【解析】A．已知OA∶OB=3∶2，根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2得
F1 ×OB =G×OA
即
故A错误；
B．他对水平地面的压力为
F2=G人- F1=650N -450N =200N
故B错误；
C．将固定点移动到A端，杆AB可绕端点A在竖直平面内转动，配重悬挂在O点，在B端施加竖直方向的力，使杆AB在水平位置再次平衡，小强对B端施加力的方向应竖直向上，该力大小
根据力的作用是相互的，则此时B端对小强施加力的方向竖直向下，该力大小
F4 = F4=180N
他对水平地面的压力
F3=G人+ F4 =650N+180N =830N
故C正确；
D．此时他对水平地面的压强
故D错误。故选C。
5. 现有史籍中最早讨论滑轮的是《墨经》。书中将向上提举重物的力称为“挈”，将自由往下降落称为“收”，将整个滑轮称为“绳制”，如图所示。现分别用甲、乙两个力替代“收”，使重物在相同的时间内匀速上升相同的高度。不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　）
A. 使用这个滑轮能省力 B. 使用这个滑轮不能改变力的方向
C. 甲拉力大小小于乙拉力大小 D. 甲拉力做的功等于乙拉力做的功
【答案】D
【解析】AB．由图可知，图中的滑轮是定滑轮，使用定滑轮只能改变力的方向，不能省力，故AB错误；
C．定滑轮是等臂杠杆，由于阻力和阻力臂不变，动力臂都等于滑轮的半径，即甲、乙拉力的力臂相等，根据杠杆的平衡条件，可知，甲拉力大小等于乙拉力的大小，故C错误；
D．由题意可知，重物上升的距离相同；在使用定滑轮中，绳子移到的距离等于重物上升的距离；由于甲、乙拉力大小相等，根据可知甲、乙拉力做功的大小相等，故D正确。
故选D。
6. 分别利用如图所示的甲、乙两个滑轮组（每个滑轮受到的重力G轮相等），在相同时间内把同一重物G（G>2G轮）匀速提升相同的高度。不计绳重及摩擦，下列判断正确的是（　　）
A. 乙滑轮组更省力
B. 甲滑轮组做的总功更多
C. 力F1做功功率更大
D. 乙滑轮组的机械效率更高
【答案】A
【解析】A．由题图可知，甲滑轮组绳子承重股数为n甲=3，乙滑轮组绳子承重股数为n乙=4，则甲中绳子自由端的拉力为
乙中绳子自由端的拉力为
因为
所以，因此乙滑轮组更省力，故A正确；
B．甲滑轮组中拉力做的总功为
乙滑轮组中拉力做的总功为
可知，，故B错误；
C．力F1做功的功率为
力F2做功的功率为
所用时间相同，重物上升的高度相同，可知，即力F2做功的功率更大，故C错误；
D．甲滑轮组的机械效率为
乙滑轮组的机械效率为
可知，，即甲滑轮组的机械效率更高，故D错误。
故选A。
7.用如图所示的装置提升重为800N的物体A，动滑轮重为200N。在卷扬机对绳子的拉力F作用下，物体A在10s内竖直匀速上升了2m。在此过程中，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　）
A. 物体A上升的速度为0.4m/s B. 滑轮组的有用功为2000J
C. 拉力F的功率为100W D. 滑轮组的机械效率为80%
【答案】D
【解析】A．物体A在10s内竖直匀速上升了2m，上升的速度为
故A错误；
B．装置提升重为800N的物体A，竖直匀速上升了2m，滑轮组的有用功为
故B错误；
C．由图知，n=2，不计绳重和轮与轴间的摩擦，拉力为
拉力端移动距离
拉力做的总功
拉力做功的功率
故C错误；
D．滑轮组的机械效率为
故D正确。故选D。
8. 一位同学用如图所示的滑轮组拉着重500N的物体，使物体以0.1m/s的速度沿水平地面向右匀速直线运动10s，已知物体与地面间的滑动摩擦力为150N，滑轮组的机械效率为60%，在此过程中下列选项正确的是（ ）
A. 绳子自由端移动的距离为3m B. 拉力做的有用功为500J
C. 拉力做的额外功为150J D. 拉力做功的功率为25W
【答案】D
【解析】A．物体以0.1m/s的速度沿水平地面向右匀速直线运动10s，物体移动的距离是
s=vt=0.1m/s×10s=1m
有两根绳子与动滑轮相连，绳子自由端移动的距离为
s绳=ns=2×1m=2m
故A错误；
B．物体与地面间的滑动摩擦力为150N，拉力克服摩擦力做的有用功为
W有=fs=150N×1m=150J
故B错误；
C．滑轮组的机械效率是60%，则总功为
拉力做的额外功为
W额=W总-W有=250J-150J=100J
故C错误；
D．拉力做功的功率为
故D正确。故选D。
二、多项选择题（本大题有3小题，每小题3分，共9分.每小题给出的四个选项中，至少有两个选项是符合题意的，选对但不全得2分，有选错的得0分，全选对的得3分）
9. （2023黑龙江龙东）工人用如图所示的滑轮组将重为800N的物体在5秒内匀速提升2m，其中动滑轮重100N（不计绳重和摩擦），下列判断正确的是（　　）
A. 绳端移动的距离为8m
B. 此滑轮组的机械效率为80%
C. 拉力做功的功率为360W
D. 若工人对绳子最大拉力为500N，则他最多可提起重为1400N的物体
【答案】CD
【解析】A．由图通过动滑轮绳子的段数n=3，绳子自由端的距离
s=nh=3×2m=6m
故A错误；
BC．不计绳重和摩擦，绳子自由端的拉力
由得，拉力做作的功为
又根据可得，拉力做功的功率为
由可得，滑轮组的机械效率为
故B错误，C正确；
D．由题意知，工人对绳子最大拉力为500N，由
可得，他最多可提起重为
故D正确。故选CD。
10. 如图，在劳动实践中，小孙在水平地面与车厢间用木板搭一斜面，并用平行于斜面推力将重的货物匀速地从斜面底端推到顶端的车厢，如图所示。已知斜面长，斜面高，斜面的机械效率，下列叙述中正确的是（　　）
A. 小孙推动货物所用推力大小为
B. 若增大推行速度，则货物受到的摩擦力将变大
C. 货物受到斜面的摩擦力大小为
D. 若不变、减小，则斜面的机械效率将升高
【答案】ACD
【解析】A．克服货物重力做的有用功
由可得，推力做的总功
由可得，推力的大小
故A正确；
B．滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关，若增大推行速度，货物对斜面的压力大小和接触面的粗糙程度均不变，则货物受到的摩擦力将不变，故B错误；
C．克服货物与斜面的摩擦力做的额外功
货物受到斜面的摩擦力
故C正确；
D．若不变、物体重力不变，由知，有用功不变，减小，斜面的倾斜程度变大，物体对斜面的压力变小，摩擦力变小，根据知，额外功变小，则总功变小，由知，斜面的机械效率升高，故D正确。
故选ACD。
11. 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1m/s B. 拉力F为800N
C. 拉力F的功率为360W D. 动滑轮的机械效率为90%
【答案】AD
【解析】A．由题意可知，根据得，货物的提升速度为
因动滑轮上有两股绳子承重，故绳子自由端的移动速度为
故A符合题意；
B．不计绳重和轮与轴间的摩擦，卷扬机拉力为
故B不符合题意；
C．由得，拉力F的功率为
故C不符合题意；
D．由题意可得，该动滑轮的机械效率为
故D符合题意。故选AD。
三、填空题（本大题有8小题，每空1分，共15 分）
12. 《天工开物》里记载了一种捣谷用的舂（chōng），如图，O为支点，F2为阻力（由锤头重力产生），阻力方向是___________的，此时舂属于___________杠杆。
【答案】 竖直向下 费力
【解析】由图可知，阻力是F2，阻力的方向竖直向下；从支点O向动力和阻力作用线分别做垂线段l1和l2，得到动力臂和阻力臂，如图所示
图中动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆。
13. 在对汽车的发动机做检修时需要将引擎盖抬起，图乙为引擎盖的简化图，引擎盖可绕O点自由转动，A点为引擎盖重心位置，由图乙可知，引擎盖属于______杠杆，在引擎盖抬起过程中，重力G的力臂逐渐______（选填“变大”“不变”或“变小”）。
【答案】 省力 变小
【解析】根据图乙可知，动力臂大于阻力臂，所以引擎盖属于省力杠杆。
逐渐抬高引擎盖的过程中，重心向左上方运动，重力的方向不变，由力臂的定义可知，重力的力臂会变短。
14. 如图甲所示，用核桃钳夹核桃时，用力握紧手柄即可夹碎核桃。将上部的手柄ABC简化为如图乙所示的杠杆，若F1=20N，l1=10cm，l2=4cm，忽略杠杆自身的重力，则F2的大小为______N。
【答案】50
【解析】根据杠杆平衡的条件F1l1=F2l2，则F2的大小为
15. 杆秤在我国有几千年的历史，如今中药房仍在使用。如图所示，已测得刺五加药材质量是120g，其中OB=3OA，若不计杆秤自重，则秤砣的质量约为__________g。接下来要测30g的人参片需要将秤砣向B点的__________（选填“左”或“右”）侧移动。
【答案】 40 右
【解析】由杠杆平衡条件得到
G物×OA=G砣×OB
m物g×OA=m砣g×OB
m物×OA=m砣×OB
接下来要测30g的人参片，物体的质量m物减小，由
m物×OA=m砣×OB
可知，OA不变，m砣不变，OB减小，需要将秤砣向B点的右侧移动。
16. 如图所示滑轮组中定滑轮的作用是______，小铭用该滑轮组将重80N的物体匀速提高，动滑轮重为20N，不计绳重和摩擦，该滑轮组机械效率为______。
【答案】 改变力的方向 80%
【解析】定滑轮在使用时，只改变力的方向不改变力的大小。
由图可知，承担物重绳子股数为2，则拉力
则该滑轮组机械效率为
17. 明朝罗颀《物原》中记载：“史佚（周朝人名）始作辘轳”。如图甲所示是周朝时期的一种取水工具“辘轳”。图乙所示是“辘轳”的简化图，它属于简单机械中的______；若想使人在提水时能更省力，可以适当增加摇柄中______（填“A”或“B”）的长度。
【答案】 轮轴 B
【解析】对于辘轳来说，其实是一个变形的杠杆，支点在轴心处，动力作用在轮上，阻力作用在轴上，所以其动力臂远大于阻力臂，故辘轳是省力机械；若增加B的长度，就增加了动力臂，因此提物体时会更省力。
18. 如图所示，有一斜面长L＝4m，高h＝2.5m。刘利同学用平行于斜面向上F＝150N的拉力，将200N重的物体从底端匀速拉到斜面顶端。那么刘利同学对物体做的总功为 　　J；物体沿斜面匀速向上运动时所受的摩擦阻力为 　　N。
【答案】600；25。
【解析】已知F＝150N，s＝L＝4m，物体从斜面底端拉动顶端时，所做的总功：
W总＝Fs＝150N×4m＝600J；
G＝200N，h＝2.5m，物体从斜面底端拉动顶端时，所做的有用功：
W有用＝Gh＝200N×2.5m＝500J；
由W总＝W有用+W额外可得，W额外＝W总﹣W有用＝600J﹣500J＝100J，
摩擦力：f＝＝＝＝25N。
19. 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1000N，滑轮组的机械效率为80%，则汽车受到的摩擦力为______N。
【答案】 改变力的方向 1600
【解析】滑轮B工作时位置不发生改变，因此该滑轮为定滑轮，定滑轮不能省力，只能改变力的方向。
汽车被匀速拉动时处于平衡状态，所受的牵引力和摩擦力是一对平衡力，大小相等。动滑轮上有两端绳子，则n=2，由滑轮组的机械效率可得
汽车受到的摩擦力
四、作图题（本大题有2小题，每小题4分,共8分）
20. 图甲是飞鸟经过无背索斜拉桥的情景。图乙是其简化的模型，用S表示飞鸟，用F表示桥塔上端收到钢索的拉力。请帮助思考乐亮亮同学在图乙画出：
（1）飞鸟S经水面反射形成的虚像S'
（2）拉力F对应的力臂l（O是支点）
【答案】如图所示
【解析】（1）平静的水面相当于平面镜，根据平面镜成的像与物关于镜面对称，作出飞鸟S经水面反射形成的虚像S'，如下所示：
（2）O是支点，从支点向力的作用线作垂线段即为拉力F对应的力臂l，如下所示：
21. 暑假期间，李华帮父母设计了一个将粮食提升至房顶的滑轮组，如图所示。当他拉着绳子自由端移动1.2m时，粮食上升了0.3m，请画出他是如何对该滑轮组绕绳的。
【答案】如图所示
【解析】由题可知，滑轮组承担物体重力的绳子段数是
所以绳子的固定端应从定滑轮上开始缠绕，如图：
五、实验探究题（本大题有3小题，共20分）
22. （6分）小新利用如图所示实验装置进行“探究杠杆的平衡条件”实验。
（1）如图甲所示已静止的杠杆，要使其在水平位置平衡，应将螺母向______调节，使其在水平位置平衡目的是______；
（2）多次改变钩码的个数和位置，并使杠杆在水平位置平衡（如图乙所示），得到如下实验数据，分析数据可总结出杠杆的平衡条件是______；（字母表示）
次数 动力/N 动力臂/cm 阻力/N 阻力臂/cm
1 1.0 10 0.5 20
2 1.5 10 1.0 15
3 2.0 15 1.5 20
（3）实验中多次改变力和力臂的大小，目的是______；
（4）如图丙所示的剪刀属于______杠杆，工人师傅用该剪刀修剪树枝时，应把树枝放在剪刀的______位置，树枝最容易被剪断（选填“A”“B”或“C”）。
【答案】（1）左 便于测量力臂（2） （3） 得到普遍性规律，避免偶然性 （4） 省力 C
【解析】（1）杠杆如图甲所示，右端向下倾斜，则重心应向左移动，故应向左调节平衡螺母，使杠杆处于水平位置平衡。
挂上钩码，使杠杆在水平位置平衡，此时力的方向与杠杆垂直，其目的是便于测量力臂。
（2）根据表格中的实验数据，第1组数据
第2组数据
第3组数据
由以上分析可得，杠杆的平衡条件为：动力×动力臂=阻力×阻力臂，即
（3）实验中多次改变力和力臂的大小，目的是避免实验数据太少得到的结论具有偶然性，寻找普遍规律。
（4）如图丙所示的剪刀，在使用过程中，动力臂大于阻力臂，根据杠杆平衡条件可知，动力小于阻力，所以属于省力杠杆。
为了使树枝更容易被剪断，应尽量减小阻力臂，所以应把树枝放在距离支点较近的C位置。
23. （8分）如图，小明利用粗细均匀的轻质直尺、纸盘、质量为50g的钩码、细线做成一个测量质量的仪器——杆秤。
（1）用细线拴在直尺的中点O处，并把直尺挂在铁架台上，直尺刚好在水平位置平衡，让直尺水平平衡的目的是______；
（2）把纸盘挂在A点，钩码挂在B点，如图甲所示，直尺在水平位置平衡，把B点标注为0g，已知，则纸盘的质量______g；
（3）将某待测物体放入纸盘，如图乙所示，保持纸盘的位置不动，将钩码向右移动到C点，直尺再次在水平位置平衡，，则待测物体的质量______g，并将该质量标注在C点；
（4）小明陪妈妈在中药店买药时，发现药店的杆秤与他制作的杆秤有不同之处，药店杆秤的秤盘在秤杆的最左侧，提纽（支点）在靠近秤盘的位置（如图丙），小明模仿药店杆秤的构造，利用原来器材将自制杆秤进行改造（如图丁），与原来相比，改造后自制杆秤的量程将______（选填“增大”“不变”或“减小”）。
【答案】 （1）便于直接测量力臂大小 （2） 50 （3） 25 （4） 增大
【解析】（1）实验时使杠杆在水平位置平衡，便于直接测量力臂的大小。
（2）如图甲所示，杠杆平衡，根据杠杆平衡条件得
则纸盘的质量为
（3）如图乙所示，根据杠杆平衡条件得
解得。
（4）如图丁，与原来相比，物体的力臂减小了，而钩码的力臂增大了，根据杠杆平衡条件，物体的重力可以增大了，即改造后自制杆秤的量程将变大。
24. （6分）图是小松同学测定滑轮组机械效率的实验装置。
小松同学实验中测量的有关数据如下表所示：
次数 钩码重G/N 钩码上升的高度h/m 拉力F/N 细线自由端移动的距离s/m 机械效率η/%
1 2.0 0.03 1.6 0.06 ______
2 3.0 0.05 ______ 0.1 75
（1）请你根据表中数据在图中画出实验时滑轮组的绕线情况（ ），并填好表中的空格。
（2）若提升的钩码重增加到6 N，则该滑轮组的机械效率将______（填“变大”、“变小”或“不变”）。
（3）小松在实验过程中，应当______向下拉动绳子，才能通过弹簧测力计准确读出拉力的大小。
【答案】 62.5% 2
（1） （2） 变大 （3） 匀速
【解析】（1）根据第一次实验数据，当钩码移动距离为0.03m时，绳子移动的距离为0.06m，所以拉着动滑轮的绳子的段数为2，因此滑轮组的绕线如图所示：
第一次实验中滑轮组的机械效率为
第二次实验中绳子自由端的拉力为
（2）滑轮组的机械效率和动滑轮重力即所提升物体重力有关，当所提升物体重力变大时，机械效率变大。
（3）实验中为了利用二力平衡的原理利用弹簧测力计得出拉力大小，必须让整个装置处于平衡状态，即匀速直线拉动弹簧测力计。
六、计算及综合能力题（本大题有3小题，共24分）
25. （8分）如图所示，轻质杠杆的。放在水平地面上的物体甲的重力为125N，底面积为。当杠杆水平平衡时，物体甲对水平地面的压强为，求：
（1）杠杆A端受到绳子的拉力；
（2）物体乙的重力。
【答案】（1）25N；（2）100N
【解析】（1）当杠杆水平平衡时，物体甲对水平地面的压力为
根据相互作用力，甲受到的支持力为
所以杠杆A端受到绳子的拉力为
（2）根据杠杆平衡条件则有
则物体乙的重力为
答：（1）杠杆A端受到绳子的拉力为25N；
（2）物体乙的重力为100N。
26. （12分）图甲是某起重船的示意图，A处为卷扬机，吊臂前端滑轮组如图乙所示。在一次吊装施工中．当起重船从运输船上吊起重物时，起重船浸入海水中的体积增加了18m3，重物在空中匀速竖直上升了6m，所用时间为40s。已知动滑轮总重为2 ×104N， 不计钢丝绳重及摩擦。（ρ海水=1.0×103kg/m3， g=10N/kg）
(1)求该重物的重力是多少；
(2)求钢丝绳拉力F；
(3)求钢丝绳拉力F做功的功率是多少；
(4)求该重物在空中匀速上升过程中滑轮组的机械效率。
【答案】(1) 1.8×105N；(2) 5×104N；(3) 3×104W；(4) 90%
【解析】(1)吊起重物时，起重船增大的浮力
因为起重船始终漂浮，所以该重物的重力
(2)由图知，滑轮组绳子段数n=4 ，不计钢丝绳重及摩擦，钢丝绳的拉力
(3)拉力端移动距离
拉力做的总功
拉力做功的功率
(4)拉力做的有用功
滑轮组的机械效率
答：(1)该重物的重力是1.8×105N；
(2)钢丝绳拉力F为5×104N；
(3)钢丝绳拉力F做功的功率是3×104W；
(4)滑轮组的机械效率为90%。
27. （4分）阅读《中国古代农具一桔槔》，回答问题。
中国古代农具一桔槔
桔槔俗称“吊杆”“称杆”，是一种原始的汲水工具。桔槔的结构，相当于一个普通的杠杆，如图甲所示。桔槔上端的横长杆相当于硬棒，横长杆的中间由竖木支撑或悬吊起来，相当于支点，横杆的一端用绳子与汲器（提水的容器）相连，另一端绑上或悬挂一块很重的石头（配重）。当不提水时，横长杆的绑重石的一端位置较低，横长杆的汲器一端位置较高；当要提水时，人用力向下拉绳子使汲器下降到水面以下并让水流入汲器，与此同时另一端石头的位置则上升，当汲器装满水后，人缓缓放开绳子，通过另一端石头下降，就可将汲器提升。人这样汲水过程的主要用力方向是向下，因而给人以轻松的感觉，大大减少了人们提水的疲劳程度。
这种提水工具，是中国古代社会的一种重要灌溉机械。在我国南方一些地区，至今仍然保留了用桔槔汲水的做法。
根据上述材料，回答下列问题。
（1）当汲器上升时，它的重力势能______（选填“增大”“减小”或“不变”）；
（2）图乙是一种桔槔简化模型，图中O是支点，BO=1m，AO=2m，假定空水桶重20N，石头重200N，水桶最大装水量为75N，不计横杆和细绳的重力。人用这个桔槔沿竖直方向提起一满桶水，使杠杆保持水平平衡时：
①杠杆A端受到绳子向下的拉力是______N；
②人施加力的大小是______N，方向是______。
【答案】 （1）增大 （2） 95 10 竖直向上
【解析】（1）当汲器上升时，质量不变，高度增大，重力势能增大。
（2）一满桶水总的重力
杠杆A端受到绳子向下的拉力就等于总的重力95N。
杠杆保持水平平衡时，杠杆的力臂分别为BO、AO，A端绳子向下的拉力为F2，B端绳子向下的拉力为F1，根据杠杆平衡原理，代入数据可得
石头重200N，故人应该竖直向上给力，大小为
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【情境化·新趋势】初中物理沪科2024版八全册单元期中期末素养提升卷
第十一章 简单机械单元素养提升卷
（满分100分，答题时间90分钟）
一、单项选择题（本大题有8小题，每小题3分，共24分.每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意的）
1. 如图所示的用具中，正常使用时属于费力杠杆的是（　　）
A. 瓶盖起子 B. 核桃夹 C. 托盘天平 D. 食品夹子
2. 人的前臂就是物理学中的杠杆。如图所示，对于利用前臂提起重物的过程中，以下分析合理的
是（　　）
A. 前臂是省力杠杆 B. 重物给前臂的力是动力
C. 肱二头肌给桡骨的力是阻力 D. 前臂杠杆的支点O在肘关节处
3. 如图所示，是《天工开物》中记载的我国传统提水工具“桔槔”，用绳子系住一根直的硬棒的O点作为支点，A端挂有重为40N的石块，B端挂有重为20N的空桶，OA长为1.2m，OB长为0.6m。使用时，人向下拉绳放下空桶，装满重为100N的水后向上拉绳缓慢将桶提起。硬棒质量忽略不计，下列说法中正确的是（　　）
A. 向下拉绳放下空桶时桔槔为省力杠杆
B. 向下拉绳放下空桶时拉力为
C. 向上拉绳提起装满水的桶时桔槔为费力杠杆
D. 向上拉绳提起装满水的桶时拉力为
4.如图是小强利用器械进行锻炼的示意图，其中横杆AB可绕固定点O在竖直平面内转动，OA∶OB=3∶2，在杆A端用细绳悬挂重为300N的配重，他在B端施加竖直方向的力F1，杆AB在水平位置平衡，此时他对水平地面的压力为F2。为了锻炼不同位置的肌肉力量，他将固定点移动到A端，杆AB可绕端点A在竖直平面内转动，配重悬挂在O点，在B端施加竖直方向的力使杆AB在水平位置再次平衡，此时，他对水平地面的压力为F3，压强为p。已知小强重为650N，两只脚与地面接触的总面积为400cm ，不计杆重与绳重，下列判断正确的是（　　）
A. F1为200N B. F2为1100N
C. F3为830N D. p为11750Pa
5. 现有史籍中最早讨论滑轮的是《墨经》。书中将向上提举重物的力称为“挈”，将自由往下降落称为“收”，将整个滑轮称为“绳制”，如图所示。现分别用甲、乙两个力替代“收”，使重物在相同的时间内匀速上升相同的高度。不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　）
A. 使用这个滑轮能省力 B. 使用这个滑轮不能改变力的方向
C. 甲拉力大小小于乙拉力大小 D. 甲拉力做的功等于乙拉力做的功
6. 分别利用如图所示的甲、乙两个滑轮组（每个滑轮受到的重力G轮相等），在相同时间内把同一重物G（G>2G轮）匀速提升相同的高度。不计绳重及摩擦，下列判断正确的是（　　）
A. 乙滑轮组更省力
B. 甲滑轮组做的总功更多
C. 力F1做功功率更大
D. 乙滑轮组的机械效率更高
7.用如图所示的装置提升重为800N的物体A，动滑轮重为200N。在卷扬机对绳子的拉力F作用下，物体A在10s内竖直匀速上升了2m。在此过程中，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　）
A. 物体A上升的速度为0.4m/s B. 滑轮组的有用功为2000J
C. 拉力F的功率为100W D. 滑轮组的机械效率为80%
8. 一位同学用如图所示的滑轮组拉着重500N的物体，使物体以0.1m/s的速度沿水平地面向右匀速直线运动10s，已知物体与地面间的滑动摩擦力为150N，滑轮组的机械效率为60%，在此过程中下列选项正确的是（ ）
A. 绳子自由端移动的距离为3m B. 拉力做的有用功为500J
C. 拉力做的额外功为150J D. 拉力做功的功率为25W
二、多项选择题（本大题有3小题，每小题3分，共9分.每小题给出的四个选项中，至少有两个选项是符合题意的，选对但不全得2分，有选错的得0分，全选对的得3分）
9. （2023黑龙江龙东）工人用如图所示的滑轮组将重为800N的物体在5秒内匀速提升2m，其中动滑轮重100N（不计绳重和摩擦），下列判断正确的是（　　）
A. 绳端移动的距离为8m
B. 此滑轮组的机械效率为80%
C. 拉力做功的功率为360W
D. 若工人对绳子最大拉力为500N，则他最多可提起重为1400N的物体
10. 如图，在劳动实践中，小孙在水平地面与车厢间用木板搭一斜面，并用平行于斜面推力将重的货物匀速地从斜面底端推到顶端的车厢，如图所示。已知斜面长，斜面高，斜面的机械效率，下列叙述中正确的是（　　）
A. 小孙推动货物所用推力大小为
B. 若增大推行速度，则货物受到的摩擦力将变大
C. 货物受到斜面的摩擦力大小为
D. 若不变、减小，则斜面的机械效率将升高
11. 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1m/s B. 拉力F为800N
C. 拉力F的功率为360W D. 动滑轮的机械效率为90%
三、填空题（本大题有8小题，每空1分，共15 分）
12. 《天工开物》里记载了一种捣谷用的舂（chōng），如图，O为支点，F2为阻力（由锤头重力产生），阻力方向是___________的，此时舂属于___________杠杆。
13. 在对汽车的发动机做检修时需要将引擎盖抬起，图乙为引擎盖的简化图，引擎盖可绕O点自由转动，A点为引擎盖重心位置，由图乙可知，引擎盖属于______杠杆，在引擎盖抬起过程中，重力G的力臂逐渐______（选填“变大”“不变”或“变小”）。
14. 如图甲所示，用核桃钳夹核桃时，用力握紧手柄即可夹碎核桃。将上部的手柄ABC简化为如图乙所示的杠杆，若F1=20N，l1=10cm，l2=4cm，忽略杠杆自身的重力，则F2的大小为______N。
15. 杆秤在我国有几千年的历史，如今中药房仍在使用。如图所示，已测得刺五加药材质量是120g，其中OB=3OA，若不计杆秤自重，则秤砣的质量约为__________g。接下来要测30g的人参片需要将秤砣向B点的__________（选填“左”或“右”）侧移动。
16. 如图所示滑轮组中定滑轮的作用是______，小铭用该滑轮组将重80N的物体匀速提高，动滑轮重为20N，不计绳重和摩擦，该滑轮组机械效率为______。
17. 明朝罗颀《物原》中记载：“史佚（周朝人名）始作辘轳”。如图甲所示是周朝时期的一种取水工具“辘轳”。图乙所示是“辘轳”的简化图，它属于简单机械中的______；若想使人在提水时能更省力，可以适当增加摇柄中______（填“A”或“B”）的长度。
18. 如图所示，有一斜面长L＝4m，高h＝2.5m。刘利同学用平行于斜面向上F＝150N的拉力，将200N重的物体从底端匀速拉到斜面顶端。那么刘利同学对物体做的总功为 　　J；物体沿斜面匀速向上运动时所受的摩擦阻力为 　　N。
19. 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1000N，滑轮组的机械效率为80%，则汽车受到的摩擦力为______N。
四、作图题（本大题有2小题，每小题4分,共8分）
20. 图甲是飞鸟经过无背索斜拉桥的情景。图乙是其简化的模型，用S表示飞鸟，用F表示桥塔上端收到钢索的拉力。请帮助思考乐亮亮同学在图乙画出：
（1）飞鸟S经水面反射形成的虚像S'
（2）拉力F对应的力臂l（O是支点）
21. 暑假期间，李华帮父母设计了一个将粮食提升至房顶的滑轮组，如图所示。当他拉着绳子自由端移动1.2m时，粮食上升了0.3m，请画出他是如何对该滑轮组绕绳的。
五、实验探究题（本大题有3小题，共20分）
22. （6分）小新利用如图所示实验装置进行“探究杠杆的平衡条件”实验。
（1）如图甲所示已静止的杠杆，要使其在水平位置平衡，应将螺母向______调节，使其在水平位置平衡目的是______；
（2）多次改变钩码的个数和位置，并使杠杆在水平位置平衡（如图乙所示），得到如下实验数据，分析数据可总结出杠杆的平衡条件是______；（字母表示）
次数 动力/N 动力臂/cm 阻力/N 阻力臂/cm
1 1.0 10 0.5 20
2 1.5 10 1.0 15
3 2.0 15 1.5 20
（3）实验中多次改变力和力臂的大小，目的是______；
（4）如图丙所示的剪刀属于______杠杆，工人师傅用该剪刀修剪树枝时，应把树枝放在剪刀的______位置，树枝最容易被剪断（选填“A”“B”或“C”）。
23. （8分）如图，小明利用粗细均匀的轻质直尺、纸盘、质量为50g的钩码、细线做成一个测量质量的仪器——杆秤。
（1）用细线拴在直尺的中点O处，并把直尺挂在铁架台上，直尺刚好在水平位置平衡，让直尺水平平衡的目的是______；
（2）把纸盘挂在A点，钩码挂在B点，如图甲所示，直尺在水平位置平衡，把B点标注为0g，已知，则纸盘的质量______g；
（3）将某待测物体放入纸盘，如图乙所示，保持纸盘的位置不动，将钩码向右移动到C点，直尺再次在水平位置平衡，，则待测物体的质量______g，并将该质量标注在C点；
（4）小明陪妈妈在中药店买药时，发现药店的杆秤与他制作的杆秤有不同之处，药店杆秤的秤盘在秤杆的最左侧，提纽（支点）在靠近秤盘的位置（如图丙），小明模仿药店杆秤的构造，利用原来器材将自制杆秤进行改造（如图丁），与原来相比，改造后自制杆秤的量程将______（选填“增大”“不变”或“减小”）。
24. （6分）图是小松同学测定滑轮组机械效率的实验装置。
小松同学实验中测量的有关数据如下表所示：
次数 钩码重G/N 钩码上升的高度h/m 拉力F/N 细线自由端移动的距离s/m 机械效率η/%
1 2.0 0.03 1.6 0.06 ______
2 3.0 0.05 ______ 0.1 75
（1）请你根据表中数据在图中画出实验时滑轮组的绕线情况（ ），并填好表中的空格。
（2）若提升的钩码重增加到6 N，则该滑轮组的机械效率将______（填“变大”、“变小”或“不变”）。
（3）小松在实验过程中，应当______向下拉动绳子，才能通过弹簧测力计准确读出拉力的大小。
六、计算及综合能力题（本大题有3小题，共24分）
25. （8分）如图所示，轻质杠杆的。放在水平地面上的物体甲的重力为125N，底面积为。当杠杆水平平衡时，物体甲对水平地面的压强为，求：
（1）杠杆A端受到绳子的拉力；
（2）物体乙的重力。
26. （12分）图甲是某起重船的示意图，A处为卷扬机，吊臂前端滑轮组如图乙所示。在一次吊装施工中．当起重船从运输船上吊起重物时，起重船浸入海水中的体积增加了18m3，重物在空中匀速竖直上升了6m，所用时间为40s。已知动滑轮总重为2 ×104N， 不计钢丝绳重及摩擦。（ρ海水=1.0×103kg/m3， g=10N/kg）
(1)求该重物的重力是多少；
(2)求钢丝绳拉力F；
(3)求钢丝绳拉力F做功的功率是多少；
(4)求该重物在空中匀速上升过程中滑轮组的机械效率。
27. （4分）阅读《中国古代农具一桔槔》，回答问题。
中国古代农具一桔槔
桔槔俗称“吊杆”“称杆”，是一种原始的汲水工具。桔槔的结构，相当于一个普通的杠杆，如图甲所示。桔槔上端的横长杆相当于硬棒，横长杆的中间由竖木支撑或悬吊起来，相当于支点，横杆的一端用绳子与汲器（提水的容器）相连，另一端绑上或悬挂一块很重的石头（配重）。当不提水时，横长杆的绑重石的一端位置较低，横长杆的汲器一端位置较高；当要提水时，人用力向下拉绳子使汲器下降到水面以下并让水流入汲器，与此同时另一端石头的位置则上升，当汲器装满水后，人缓缓放开绳子，通过另一端石头下降，就可将汲器提升。人这样汲水过程的主要用力方向是向下，因而给人以轻松的感觉，大大减少了人们提水的疲劳程度。
这种提水工具，是中国古代社会的一种重要灌溉机械。在我国南方一些地区，至今仍然保留了用桔槔汲水的做法。
根据上述材料，回答下列问题。
（1）当汲器上升时，它的重力势能______（选填“增大”“减小”或“不变”）；
（2）图乙是一种桔槔简化模型，图中O是支点，BO=1m，AO=2m，假定空水桶重20N，石头重200N，水桶最大装水量为75N，不计横杆和细绳的重力。人用这个桔槔沿竖直方向提起一满桶水，使杠杆保持水平平衡时：
①杠杆A端受到绳子向下的拉力是______N；
②人施加力的大小是______N，方向是______。
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