沪科版八年级物理下册第十章 机械与人 达标检测卷（含答案）

第十章达标检测卷
一、选择题(每题3分，共36分)
1．下列如图所示的工具，正常使用时省力的是(　　)
2．《墨经》最早记述了杆秤的杠杆原理，“标”“本”表示力臂，“权”“重”表示力，如图所示，杆秤在水平位置平衡，以下说法正确的是(　　)
A．“重”增大时，N端上扬
B．“权”增大时，M端上扬
C．“权”向右移时，N端下沉
D．提纽向右移时，M端上扬
3．下面四幅图中所描述的力，对物体做了功的是(　　)
4．某汽车公司对自主研发的无人驾驶汽车性能进行测试，甲、乙两辆完全相同的汽车在同一水平路面上做匀速直线运动，且v甲＜v乙，若不计空气阻力，则汽车受到的牵引力F甲和F乙以及牵引力在相同时间内所做的功W甲和W乙之间的关系正确的是(　　)
A．F甲＜F乙，W甲＜W乙
B．F甲＞F乙，W甲＞W乙
C．F甲＝F乙，W甲＜W乙
D．F甲＝F乙，W甲＝W乙
5．如图所示，物重为G的物体在不同简单机械中均处于平衡状态(不计机械自重和摩擦)，拉力大小错误的是(　　)
A．F1＝G 　　B．F2＝G 　C．F3＝G 　 D．F4＝G
6．“节约用水，人人有责”，应养成随手关闭水龙头的好习惯。水龙头手柄可视为如图所示的杠杆，O为支点，F为阻力，分别用力沿a、b、c、d方向关闭水龙头，其中用力最小的是(　　)
A．a B．b C．c D．d
7．用如图所示的滑轮组，将5块相同的大理石，分两次从地面匀速提升相同的高度；若每块大理石重为G，第一次运2块，第二次运3块，两次拉力分别为F1、F2，效率为η1、η2(绳重及摩擦均忽略不计)，下列选项正确的是(　　)
A．F1＝G
B．F2＜1.5G
C．η1＝η2
D．η1＜η2
8．如图所示，在相同时间内，用大小相同的拉力F把等质量的甲、乙两物体沿斜面AB、AC从底端拉到斜面顶端。F对物体做功的功率分别为P甲、P乙，机械效率分别为η甲、η乙。下列分析正确的是(　　)
A．P甲＞P乙，η甲＜η乙
B．P甲＜P乙，η甲＜η乙
C．P甲＜P乙，η甲＞η乙
D．P甲＞P乙，η甲＞η乙
9．如图所示，在拉力F的作用下，一个重600 N的物体以0.1 m/s的速度沿水平地面向右沿直线匀速运动了10 s，已知滑轮组的机械效率为80%，在此过程中拉力F做了150 J的功，则下列说法中正确的是(　　)
A．拉力F的大小为150 N
B．拉力F的大小为50 N
C．物体与地面间的滑动摩擦力为150 N
D．物体与地面间的滑动摩擦力为480 N
10．如图，弹簧下端悬挂一个实心小球，用手托住小球，小球静止在A点，此时弹簧处于自然长度。释放小球，小球向下运动到最低点B(不超过弹簧弹性限度)，小球从A点运动到B点的过程中，下列说法正确的是(　　)
A．小球的重力势能一直在减少，动能一直在增加
B．小球减少的重力势能全部转化为动能
C．弹簧的弹性势能不断增大
D．小球运动到B点时，重力势能最小，动能最大
11．如图甲所示，水平路面由三段长度相等的粗糙区域组成。在2 N水平拉力F的作用下，物块(体积忽略不计)从区域①的最左端由静止开始运动，在刚进入区域③时撤去拉力，物块最终停在区域③的最右端。图乙为物块在区域①和②上运动的v t图像，则(　　)
A．区域①路面的粗糙程度比②的大
B．拉力在区域①中做功的功率比②的小
C．物块在区域①上所受的摩擦力等于2 N
D．物块在区域③上运动的时间可能为1 s
12．如图所示的滑轮组，500 N的拉力F在10 s内将重800 N的箱子匀速提升了2 m，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是(　　)
A．定滑轮的作用是省力 B．滑轮组机械效率为80%
C．动滑轮的重力为100 N D．拉力F的功率为100 W
二、填空题(每空1分，共12分)
13．“弓开如满月，箭去似流星”形容射箭运动员拉弓放箭的情形，那么在这个过程中弓的________能转化为箭的________能。
14．蹦极是一种运动游戏。图中A点是弹性绳自然下垂时绳下端的位置，B点是游戏者所能到达的最低点。当游戏者离开跳台向A点运动的过程中(忽略空气阻力)，其重力势能逐渐转化为________能；游戏者从A点到B点的过程中，绳子具有的________能逐渐增加；到达B点时游戏者受到的弹力大于重力，所以游戏者在B点时________(填“是”或“不是”)处于平衡状态。
15．一辆重型卡车正在平直公路上以20 m/s的速度匀速行驶，卡车的牵引力为1.0×104 N，卡车行驶1 min后发动机做的功是__________ J，发动机做功的功率为__________ W。
16．一段均匀铁管长为2 m、重500 N，当平放在水平地面上时，人抬起一端最少需要________N的力，而要把它立起来，人至少需做功________J；如果保持用力的方向与铁管垂直，则在扶起铁管的过程中，所需的力逐渐________(填“增大”或“减小”)。
17．如图所示，用细绳将一重为6 N的物体沿光滑斜面匀速拉到高处，斜面长s＝1 m，高h＝0.25 m，在此过程中，细绳的拉力F为________ N；若斜面粗糙，匀速拉动同一物体时，斜面的机械效率为75%，则细绳的拉力F′为________ N。
三、作图题(每题4分，共8分)
18．如图所示是人走路的情形，可将人的脚视为一根杠杆。请在图中画出动力F的力臂L。
19．如图所示，某人使用滑轮组提升重物，请你画出他使用滑轮组最省力的绕绳方法。
四、实验探究题(20题12分，21题14分，共26分)
20．如图所示是小李和小王利用刻度均匀的轻质杠杆“探究杠杆平衡条件”的实验装置。
(1)实验前没挂钩码时，杠杆静止的位置如图甲所示，此时应将平衡螺母向________调节，使杠杆在水平位置平衡。
(2)杠杆平衡后，小李在左右两侧分别挂上钩码，如图乙所示，杠杆的________端会下沉，要使杠杆重新在水平位置平衡，在不改变钩码悬挂点的位置和不添加钩码的前提下，只需将_________________________________即可。
(3)小李和小王又分别设计了两种实验方案，小李的方案如图丙所示，小王的方案如图丁所示。你认为________的实验方案更好，请说明你的理由：________________________________________________________________。
(4)实验中小王发现：如果在杠杆的O点用弹簧测力计施加一个向上的力，这个力在探究实验时是否影响杠杆的平衡？________，请说明理由：________________________________________________________________。
21．在“探究影响滑轮组机械效率的因素”的实验中，小明用同一滑轮组进行了三次实验，实验数据如下表：
实验序号 动滑轮重G动/N 物重G/N 物体上升的高度h/m 绳端受到的拉力F/N 绳端移动的距离s/m 滑轮组的机械效率η/%
1 0.5 1 0.1 0.6 0.3 55.6
2 0.5 2 0.1 1.0 0.3 66.7
3 0.5 4 0.1 0.3
(1)根据表格中的数据，在图甲中画出滑轮组的绕绳方法。
(2)实验中，沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，使物体缓缓上升。在测量绳端所受的拉力时，弹簧测力计应____________(填“保持静止”或“匀速上升”)。
(3)第三次实验时，弹簧测力计示数如图乙所示，此时绳端受到的拉力为________N，滑轮组的机械效率为________%。
(4)根据表格中的数据分析可知：
①随着物重的增大，额外功________(填“变小”“不变”或“变大”)，原因是____________________。
②要提高同一滑轮组的机械效率，可以采取__________________的措施。
五、综合运用题(每题9分，共18分)
22．疫情期间，大壮同学自制了如图所示的健身器材，坚持锻炼身体。用细绳系在轻杆的O点将轻杆悬挂起来，在杆的A端悬挂质量m1＝10 kg的重物，在B端竖直向下缓慢拉动轻杆至水平位置。已知AO长1.5 m，OB长0.5 m，大壮质量m2＝56 kg，g取10 N/kg，求此时：
(1)大壮对杆的拉力大小。
(2)地面对大壮的支持力大小。
23．使用如图所示的机械装置，某人从井里提升78 kg的重物，在10 s内沿水平地面向右匀速行走了8 m，该人拉绳子的力是400 N(绳重与摩擦忽略不计)。求：(g取10 N/kg)
(1)物体上升的速度是多少？
(2)拉力的功率是多少？
(3)该装置的机械效率是多少？
(4)动滑轮的重力是多少？
答案
一、1．B　2．C　3．A　4．C
5．C　点拨：不计机械自重和摩擦时：第一个图中L1＝L2，由杠杆平衡条件可得F1＝G，故A正确；第二个图是滑轮组，承担总重绳子的段数n＝3，F2＝G，故B正确；第三个图是动滑轮，动力作用在轴上，F3＝2G，故C错误；第四个图是斜面，使用的斜面h＝L，由于FL＝Gh，则F4＝G，故D正确。
6．B
7．D　点拨：由图可知，作用在动滑轮上绳子的股数为2；绳重及摩擦均忽略不计，且每块大理石重为G，由F＝(G物＋G动)可得这2次的拉力分别为F1＝(2G＋G动)＝G＋G动，F2＝(3G＋G动)＝1.5G＋G动，故A、B错误；绳重及摩擦均忽略不计，动滑轮的重一定，将大理石提升相同的高度，由
W额＝G动h可知两次所做的额外功相同；第2次提升大理石的总重力大，由W有＝G物h可知第2次所做的有用功多，则第2次有用功在总功中所占的比例更大，第2次的机械效率较高，即η1＜η2，故C错误，D正确。
8．A　点拨：由图可知AB＞AC，拉力相同，由W＝Fs可知，W甲＞W乙；根据P＝，W甲＞W乙，时间相同，则P甲＞P乙。由W＝Gh可知，将等质量的物体分别沿斜面AB、AC从底端拉到顶端所做的有用功相同，W有1＝W有2；因为W甲＞W乙，由η＝可得，η甲＜η乙。
9．B　点拨：由图知n＝3，绳子自由端移动的距离s＝3s物＝3v物t＝3×0.1 m/s×
10 s＝3 m，拉力F＝＝＝50 N，故A错误，B正确。由η＝＝＝＝得，物体与地面间的滑动摩擦力f＝3ηF＝3×80%×50 N＝120 N，故C、D错。
10．C　点拨：小球在下落的过程中，重力不变，弹力不断增大，当重力和弹力的合力向下时，小球加速向下运动，当重力和弹力的合力向上时，小球减速向下运动，小球速度先增大后减小，小球质量不变，小球动能先增大后减小；小球的高度不断降低，小球的重力势能不断减小，故A错误。小球下落过程中，当重力和弹力的合力向下时，小球加速向下运动，弹簧不断变长，小球的重力势能转化为小球的动能和弹簧的弹性势能；当重力和弹力的合力向上时，小球的速度不断减小，弹簧不断变长，小球的重力势能和动能转化为弹簧的弹性势能，故B错误。小球下落时，弹簧不断变长，弹簧的弹性势能不断增加，故C正确。小球运动到B点时，小球的高度最小，速度最小，小球的质量不变，小球的重力势能和动能都最小，故D错误。
11．B　点拨：由图乙知，物块在0～2 s内做加速运动，在2～3 s内做匀速运动，且物块在0～2 s内图像与2～3 s内图像与坐标轴围成的面积相同，说明物块运动的路程相同，即物块在0～2 s内在区域①中做加速运动，在2～3 s内在区域②中做匀速直线运动，在区域①路面上受到的摩擦力小于拉力F，在区域②路面上受到的摩擦力等于拉力F。因为滑动摩擦力大小只与压力大小和接触面的粗糙程度有关，所以区域①路面的粗糙程度比区域②路面的粗糙程度小，故A错误；物块在两个区域中运动的距离相等，做功大小相等，运动时间不同，在区域①中运动时间长，功率小，故B正确；物块在区域①中受到的摩擦力小于2 N，故C错误；物块进入区域③时的速度为2 m/s，做减速运动，在区域③的平均速度一定小于2 m/s，所以运动时间一定大于1 s，故D错误。
12．B　点拨：定滑轮的作用是改变力的方向，故A错误；根据图示可知，n＝2；有用功W有＝Gh＝800 N×2 m＝1 600 J；拉力做的总功W总＝Fs＝500 N×2×
2 m＝2 000 J；滑轮组的机械效率η＝×100%＝×100%＝80%，故B正确；根据F＝(G＋G轮)可得动滑轮重G轮＝nF－G＝2×500 N－800 N＝
200 N，故C错误；拉力的功率P＝＝＝200 W，故D错误。
二、13．弹性势；动
14．动；弹性势；不是
15．1.2×107；2×105
16．250；500；减小
17．1.5；2　点拨：将物体沿光滑斜面匀速拉到高处，额外功为0 J，拉力做的功W＝Fs＝Gh，此时拉力F＝＝＝1.5 N；若斜面粗糙，匀速拉动同一物体时，拉力做的有用功W有＝Gh＝6 N×0.25 m＝1.5 J，由η＝可得，拉力做的总功W总＝＝＝2 J，由 W＝Fs可得，细绳的拉力F′＝＝＝2 N。
三、18．解：如图所示。
19．解：如图所示。　点拨：由图可以看出，人站在地面拉动绳子，故拉力方向应向下。
四、20．(1)右　(2)左；左侧的钩码去掉一个
(3)小李；弹簧测力计作用在杠杆上的力与杠杆垂直，力臂在杠杆上便于测量
(4)不影响；这个作用在杠杆O点的力的力臂等于零
21．解：(1)如图所示。　(2)匀速上升
(3)1.8；74.1
(4)①变大；克服摩擦做功更多；②增加提起的物重
五、22．解：(1)杠杆在水平位置平衡，O是杠杆支点，AO是阻力臂，阻力FA大小等于重物重力大小，FA＝G1＝m1g＝10 kg×10 N/kg＝100 N，OB是动力臂，大壮对杠杆的拉力FB为动力，根据杠杆平衡条件可得：FA×OA＝FB×OB，100 N×1.5 m＝FB×0.5 m，解得：FB＝300 N，即大壮对杆的拉力为300 N。
(2)大壮的重力G2＝m2g＝56 kg×10 N/kg＝560 N，大壮受三个力，竖直向下的重力G2、杆对大壮竖直向上的拉力F、地面对大壮竖直向上的支持力F支，这三个力平衡，杆对大壮的拉力与大壮对杆的拉力为相互作用力，大小相等，则地面对大壮的支持力F支＝G2－F＝560 N－300 N＝260 N。
23．解：(1)由图可知，有两段绳子拉着动滑轮，某人沿水平地面向右匀速行走了8 m，则物体上升的高度h＝s＝×8 m＝4 m，物体上升的速度v＝＝＝0.4 m/s。
(2)拉力所做的总功W总＝Fs＝400 N×8 m＝3 200 J，
拉力的功率P＝＝＝320 W。
(3)提升重物过程中的有用功W有＝Gh＝mgh＝78 kg×10 N/kg×4 m＝3 120 J，
该装置的机械效率η＝×100%＝×100%＝97.5%。
(4)所做的额外功W额＝W总－W有＝3 200 J－3 120 J＝80 J，
由W额＝G动h得，动滑轮的重力G动＝＝＝20 N。