难点详解沪科版八年级物理第十章 机械与人定向攻克试题（含答案及详细解析）

沪科版八年级物理第十章 机械与人定向攻克
考试时间：90分钟；命题人：物理教研组
考生注意：
1、本卷分第I卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，满分100分，考试时间90分钟
2、答卷前，考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级填写在试卷规定位置上
3、答案必须写在试卷各个题目指定区域内相应的位置，如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用涂改液、胶带纸、修正带，不按以上要求作答的答案无效。
第I卷（选择题 30分）
一、单选题（10小题，每小题3分，共计30分）
1、下列关于热机说法正确的是（ ）
A．热机是利用热量做功的机械 B．吊车上使用的滑轮组是一种热机
C．热机是将内能转化为机械能的机械 D．随着技术的进步，热机的效率能达到100%
2、下列关于动能的说法，正确的是（　　）
A．运动的物体具有的能，叫动能
B．物体由于运动具有的能，叫动能
C．速度大的物体甲具有的动能一定大于速度小的物体乙具有的动能
D．运动物体质量越大，所具有的动能一定越多
3、如图所示用三个力沿不同的方向拉绳子，则（　　）
A．F1最大 B．F2最大 C．F3最大 D．一样大
4、如图所示，使用时属于费力杠杆的是（　　）
A．镊子 B．瓶盖启子
C．钳子 D．托盘天平
5、羽毛球比赛中，空中飞行的羽毛球先后经过A、B两点时的重力势能相等，相比A点，羽毛球在B点时（　　）
A．机械能相等，动能较大 B．机械能较小，动能较小
C．机械能较小，动能较大 D．机械能较大，动能较小
6、小健学习使用下列简单机械后做出以下总结，你认为他的总结中叙述错误的是（　　）
A． 垂直于道钉撬的把手向下压时，人的用力最省力
B． 用斜面向上搬物体时，既可以省力，又可以节省做功
C． 使用镊子时，杠杆的支点在动力作用点与阻力作用点的外侧，属于费力杠杆
D． 图中的小人若沿F2方向用力，所用的力与沿F1方向用力的大小基本相同
7、 “给我一个支点，我就能撬动整个地球”，下列生产和生活中的杠杆与阿基米德设想的杠杆属于同一类型的是（　　）
A． 食品夹 B． 托盘天平
C． 钓鱼竿 D． 修树剪
8、如图所示，小车从斜面某一高度由静止释放，自由下滑，然后在水平面上运动（忽略空气阻力）下列说法错误的是（　　）
A．小车从斜面上由静止释放后，小车的动能先变大后变小
B．小车在水平面上运动时，小车对水平面的压力和水平面对小车的支持力是一对平衡力
C．小车从斜面下滑到水平面后还能继续运动，是因为小车具有惯性
D．若水平面光滑且足够长，则小车在水平面上运动时的机械能将保持不变
9、下列各个过程中，物体的重力势能转化为动能的有 （　　）
A．乒乓球触地后向上弹起过程中
B．车沿斜面向上匀速行驶过程中
C．斜向上抛出的小石子在上升过程中
D．水坝上流下来的水冲击水轮机转动
10、在图中，物体A的重力为G，在拉力F的作用下，物体沿水平桌面做匀速直线运动，已知物体受到的摩擦力为f，则人对绳的拉力F的大小等于（　　）
A．0.5G B．2G C．0.5f D．2f
第Ⅱ卷（非选择题 70分）
二、填空题（5小题，每小题2分，共计10分）
1、如图所示，杠杆在竖直向下拉力F的作用下将一物体缓慢匀速提升，表是提升物体时采集到的信息：
物重G/N OA /m OB /m A端上升的高度h/m B端下降的竖直距离s/m
40 0.8 0.4 0.2 0.1
若不计杠杆自重和摩擦，拉力应为______N；若实际拉力F为90N，则杠杆的机械效率为______。
2、在斜面上将一个重8N的物体匀速拉到顶端，沿斜面向上的拉力为4N，斜面长4m，高1m，则拉力做的有用功为_______J，斜面的机械效率为_______。
3、如图所示，小明用200N的水平力推着重为300N的木箱在水平地板上10s前进了4m，松手后，木箱又向前自由滑行了1m后静止。整个过程中，木箱的重力做功______J，小明对木箱做功______J，功率是______W。
4、如图所示，放在水平桌面上的匀质长直木板长度L为40cm，质量为2kg，它的右端与桌面相齐，与桌面间的摩擦力大小为物重的0.2倍。若在木板左端用一水平推力F将其匀速推下桌子，水平推力至少要做功 ___________J。
5、为了探究动滑轮的使用特点，某小组同学用如图所示的装置进行实验，每次用测力计匀速提升钩码。（滑轮摩擦力不计）钩码重力为G，拉力为F，钩码移动的距离为L，绳子自由端移动的距离为s。实验数据记录在表格中。为了进一步研究，他们计算了每次实验中物体所受重力的变化量G与对应拉力的变化量F，记录在表格的最后两列中。
实验序号 G（牛） F（牛） L（米） S（米） G（牛） F（牛）
1 1 0.7 0.05 0.1 0 0
2 2 1.2 0.1 0.2 1 0.5
3 3 1.7 0.05 0.1 2 1.0
4 4 2.2 0.2 0.4 3 1.5
（1）分析比较表中第二列与第三列中的数据及图中相关条件可得出动滑轮的使用特点：使用动滑轮匀速提升物体时，___________；
（2）分析比较表中第四列与第五列中的数据及相关条件，可得出初步结论：使用动滑轮匀速提升物体时，___________；
（3）由表中数据可计算出滑轮自身重力为___________牛；
（4）进一步分析比较表中最后两列的数据可得出初步结论：___________；
（5）为了得到普遍的物理规律，小组同学还将选用___________继续进行实验。
A 提起更多不同重力的重物。
B 提起重物通过不同的距离，
C 选用不同重力的滑轮。
三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）
1、使用一个定滑轮将一重物提升2m，则绳子自由端拉过的距离是多少？如果改用一个动滑轮来提升重物，且提升同样高度，则绳子自由端拉过的距离为多少？
2、有一重力为600N的物体静置在水平地面上，工人用如图所示的装置将物体匀速提升2m，所用拉力F的大小为400N，在此过程中不计绳重和摩擦。求：
（1）工人的拉力所做的总功；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）如果工人的重力为600N，则工人通过该滑轮组装置能匀速拉起的物体的最大重力是多少？
3、用如图所示的滑轮组提升物体A，在匀速竖直提升A的过程中，卷扬机加在绳子自由端竖直向下的拉力F为500N，物体A上升的速度vA为0.1m/s，滑轮组的机械效率为90%，不计绳重和滑轮与轴的摩擦。求：
（1）拉力F做功的功率P；
（2）物体A所受的重力GA；
（3）动滑轮所受的重力G动。
4、如图所示，塔式起重机上的滑轮组将600N的重物匀速吊起5m高度的过程中，作用在绳端的拉力为250N。求：
（1）作用在绳端的拉力做的功；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）若克服摩擦和钢丝绳重所做的功为有用功的0.1倍，求动滑轮的重。
5、某型号家用轿车铭牌上的部分参数如下列表格所示，计算中取ρ汽油=0.7×103kg/m3，g=10N/kg。
求：（1）该车一次最多加油的质量；
（2）空车加满油停放在水平路面上时对路面的压强；
（3）该车在额定功率下行驶的s﹣t关系图象如图所示，计算车此时受到的阻力。
出产质量（空油箱） 1165kg
油箱容积 50L
准载人数 5人
发动机额定功率 30kW
燃油型号 93
每个轮胎与地面的接触面积 0.03m2
四、实验探究（2小题，每小题10分，共计20分）
1、某同学做“研究影响摆动周期的因素”的实验，已经有如下的实验器材较长的细线、质量为的100g和50g小球、铁架台、夹子，实验记录如下：
实验序号 摆线长度（米） 摆球质量（克） 摆动幅度 连续摆动20次的时间（秒） 摆动周期（秒）
1 0.25 50 半拳宽 20 1
2 0.25 100 半拳宽 20 1
3 0.25 50 一拳宽 20 1
4 0.2 50 半拳宽 16 0.8
5 0.2 100 一拳宽 16
（1）完成表格中“摆动周期”的填写_______；
（2）分析比较实验序号_______可以得出：当摆动幅度和摆线长度不变时，摆动周期与摆球质量无关；
（3）分析比较实验序号1和3可以得出：当摆线长度和摆球质量不变时，摆动周期与_______无关；
（4）分析比较实验序号2和4可以得出：当_______时，_______。
2、利用如图所示的装置来探究“杠杆的平衡条件”。
（1）实验前，杠杆静止如图甲所示，此时杠杆处于平衡状态吗？________（选填“是”或“不是”）；
可将杠杆两端的平衡螺母向右调节，使杠杆在水平位置平衡，这样做的目的是：________；
（2）保持B点钩码数量和力臂不变，杠杆在水平位置平衡时，测出多组动力臂l1和动力F1的数据，绘制了l1﹣F1的关系图像，如图丙所示。请根据图像推算，当l1为0.6m时，F1为 ________N；
（3）如表是小明同学本次实验得到的数据。据此分析可以发现这次实验的不妥之处是 ___________，
实验次数 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm
1 1.5 10 3.0 5
2 1.0 20 2.0 10
3 0.5 30 1.0 15
（4）如图丁所示，用弹簧测力计在B位置向下拉杠杆，保持杠杆在水平位置平衡，弹簧测力计由图中a位置移至b位置时，其示数 ___________（选填“变大”“不变”取“变小”）；
（5）小明同学用图戊装置进行探究。发现总是无法得到课本上所给出的平衡条件，原因是 ___________。
-参考答案-
一、单选题
1、C
【详解】
AC．热机是将内能转化为机械能的机械，故A错误，C正确；
B．滑轮组是一种为了省力而使用的简单机械，并不需要使用内能，所以滑轮组不是热机，故B错误；
D．使用任何机械都不可避免的产生额外功，所以使用任何机械的效率都不能达到100%，故D错误。
故选C。
2、B
【详解】
AB．物体由于运动而具有的能量叫动能；运动的物体不仅具有动能，还可能具有势能、内能等，故A错误，B正确；
C．动能的大小与质量和速度有关；速度大的物体动能不一定大，还要看物体的质量大小，故C错误；
D．动能的大小与质量和速度有关；质量大的物体动能不一定大，还要看物体的速度大小，故D错误。
故选B。
3、C
【详解】
过支点做F1、F2、F3作用线的垂线段，即为力臂，然后比较力臂的大小，从而确定出力的大小；如图所示：从图中可得
l1＞l 2＞l 3
根据杠杆平衡条件可知，用动滑轮拉同一重物G，阻力和阻力臂乘积为定值，沿三个不同方向，用的拉力大小关系是
F1＜F2＜F3
故选C。
4、A
【详解】
A．镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，动力大于阻力，故是费力杠杆，故A正确；
B．瓶盖起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，动力小于阻力，故是省力杠杆，故B错误；
C．钳子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，动力小于阻力，故是省力杠杆，故C错误；
D．托盘天平在使用过程中，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆，不省力也不费力，故D错误。
故选A。
5、B
【详解】
羽毛球在经过A点到达B点时，由于克服空气阻力做功，消耗了部分机械能，所以羽毛球的机械能变小，在B点的机械能小于在A点的机械能。机械能是动能和势能的总和，由于羽毛球在A与B点的重力势能相等，所以B点的动能小于A点的动能，故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
6、B
【详解】
A．垂直于道钉撬的把手向下压时，由杠杆平衡条件可知，此时动力臂最大，人的用力最省力，故A正确，不符合题意；
B．用斜面向上搬物体时，可以省力，但需额外克服斜面摩擦力做功，不能省功，故B错误，符合题意；
C．使用镊子时，杠杆的支点在动力作用点与阻力作用点的外侧，此时杠杆的动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故C正确，不符合题意；
D．根据滑轮的特点可知，动滑轮上有两段绳子，n=2，图中的若沿F2方向用力，所用的力与沿F1方向用力的大小基本相同，都等于物体和动滑轮总重的，故D正确，不符合题意。
故选B。
7、D
【详解】
阿基米德设想的杠杆属于省力杠杆。
A．食品夹在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故A不符合题意；
B．天平在使用时，动力臂等于阻力臂，即不省力也不费力，是等臂杠杆，故B不符合题意；
C．钓鱼竿在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故C不符合题意；
D．修树剪在使用时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D符合题意。
故选D。
8、B
【详解】
A．小车从斜面上下滑的过程中，速度越来越大，动能变大，当小车下滑到水平面上时，由于受到摩擦力的作用，小车的速度越来越小，动能将变小，所以小车的动能先变大后变小，故A正确，A不符合题意；
B．小车运动到水平面上时，小车对水平面的压力和水平面对小车的支持力作用在两个物体上，大小相等、方向相反、作用在同一直线上，是一对相互作用力，故B错误，B符合题意；
C．当小车下滑到水平面上时，由于小车具有惯性，将会继续运动一段距离，故C正确，C不符合题意；
D．若水平面的表面光滑且足够长，木块在水平方向上不受摩擦力，会做匀速直线运动，其动能不变，高度不变，则重力势能不变，因此小车的机械能将保持不变，故D正确，D不符合题意。
故选B。
9、D
【详解】
A．乒乓球向上弹起，则重力势能变大，速度变小，则动能变小，动能转化为重力势能，故A不符合题意；
B．车沿斜面向上匀速行驶，则重力势能变大，速度不变，则动能不变，故B不符合题意；
C．斜向上抛出的小石子在上升的过程中，则则重力势能变大，速度变小，则动能变小，动能转化为重力势能，故C不符合题意；
D．水向下运动时，高度变低，所以重力势能减小，速度变大，则动能变大，就是重力势能转化为动能，故D符合题意。
故选D。
10、C
【详解】
当在水平方向使用动滑轮时，拉力所要克服的是摩擦力。绳子对A的拉力就等于A所受到的摩擦力，作用在动滑轮上的绳子有2段，则
得
故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
二、填空题
1、80 88.9%
【详解】
[1]不计杠杆自重和摩擦，可由杠杆平衡条件
F×OB＝G×OA
即
F×0.4m＝40N×0.8m
解得F＝80N。
[2]若F＝90N，由表中数据机械效率为
2、8 50%
【详解】
[1]此过程所做的有用功为
[2]所做的总功为
则斜面的机械效率为
3、0 800 80
【详解】
[1]由题知，箱子在水平地面上运动，在重力的方向上没有移动距离，所以重力做功为0J。
[2]根据得，对木箱做功为
木箱又向前自由滑行了1m，因为木箱具有惯性而滑动，没有力的作用，故不做功。
[3]根据得，小明的功率为
4、0.8
【详解】
由知道，物体的重力
G=mg=2kg×10N/kg=20N
木板与桌面间的摩擦力
f=0.2G=20N×0.2=4N
由于物体匀速运动，水平推力的大小与木板与桌面间的摩擦力大小相等，即推力
F=f=4N
当物体的重心刚过桌面的边沿时，木板会被推下桌子，所以当木板推下桌子时，推力移动的距离是木板总长的，推力做的功
5、可以省力 费距离 0.4N F与G物成正比 C
【详解】
（1）[1]分析表中第二列与第三列中的数据可知，动滑轮的重力相同，被提升的物重G物越大，拉力F越大，且拉力F小于物重G物，使用动滑轮可以省力。
（2）[2]分析比较表中第四列与第五列中的数据及相关条件，可知使用动滑轮时，绳自由端移动的距离大于物体上升的距离，即使用动滑轮费距离。
（3）[3]由第一组数据可知，动滑轮的重力为
G轮=2F-G=20.7N-1N=0.4N
即动滑轮的重力为0.4N。
（4）[4]分析比较表中F与G物的数据及相关条件，可发现
由此可得出的初步结论是：使用动功滑轮匀速提起物体，拉力的变化量F与物体所受重力的变化量成正比。
（5）[5]为了得到普遍的物理规律，小组同学还将选用不同重力的滑轮继续进行实验。
三、计算题
1、2m，4m
【详解】
解：使用定滑轮，不省力也不省距离，使用一个定滑轮将一重物提升2m，则绳子的自由端拉过的距离为2m；使用动滑轮省一半的力，但要费一倍的距离，如果改用一个动滑轮来提升重物，且提升同样的高度，则绳子自由端拉过的距离为
s=2h=2m×2=4m
答：使用一个定滑轮将一重物提升2m，则绳子自由端拉过的距离是2m，如果改用一个动滑轮来提升重物，且提升同样高度，则绳子自由端拉过的距离为4m。
2、（l） 1600J；（2）75%；（3）1000N
【详解】
解：（l）如图，滑轮组由两股绳承担物重，物体匀速提升2m，绳子自由端移动的距离
工人的拉力所做的总功
（2）滑轮组做的有用功
滑轮组的机械效率
（3）动滑轮的重力
人对绳子的最大拉力
工人通过该滑轮组装置能匀速拉起的物体的最大重力
答：（1）工人的拉力所做的总功为1600J；
（2）滑轮组的机械效率为75%；
（3）如果工人的重力为600N，工人通过该滑轮组装置能匀速拉起的物体的最大重力是1000N。
3、（1）100W；（2）900N；（3）100N
【详解】
解：（1）由题意可知，物体A上升的速度vA=0.1m/s，由图可知n=2，则绳子自由端移动的速度
绳子自由端移动的速度是0.2m/s；卷扬机加在绳子自由端竖直向下的拉力F为500N，根据可知，拉力F做功的功率
拉力F做功的功率是100W。
（2）由题意可知，滑轮组所做的有用功，滑轮组所做的总功，由图可知n=2，则物体A上升的距离和绳子自由端移动的距离关系，那么滑轮组的机械效率
题中滑轮组的机械效率为90%，拉力F为500N，那么物体A所受的重力
物体A所受的重力是900N。
（3）不计绳重和滑轮与轴的摩擦，由
解得动滑轮的重力
动滑轮所受的重力是100N。
答：（1）拉力F做功的功率P为100W；
（2）物体A所受的重力GA为900N；
（3）动滑轮所受的重力G动为100N。
4、（1）3750J；（2）80%；（3）90N
【详解】
解：（1）由图知道，n=3，绳端移动的距离
s=nh=3×5m=15m
作用在绳端的拉力做的功
W总=Fs=250N×15m=3750J
（2）提升重物做的有用功
W有=Gh=600N×5m=3000J
滑轮组的机械效率
（3）克服摩擦和钢丝绳重所做的功
W额1=0.1×W有=0.1×3000J=300J
克服动滑轮重力所做的额外功
W额2=W总-W有-W额1=3750J-3000J-300J=450J
由W额2=G动h得动滑轮的重力
答：（1）作用在绳端的拉力做的功为3750J；
（2）滑轮组的机械效率为80%；
（3）动滑轮的重为90N。
5、（1）35kg；（2）1.0×105Pa；（3）1.5×103N
【详解】
解：（1）由得，该车一次最多加油的质量
（2）汽车加满油时的总质量
空车加满油停放在水平路面上时对路面的压力
空车加满油停放在水平路面上时对路面的压强
（3）由图象可知，当汽车在时间为第10s时，汽车行驶了200m，故汽车的速度
已知额定功率
由
可得
由图象可知，汽车匀速运动，则汽车受到的阻力
答：（1）该车一次最多加油的质量为35kg；
（2）空车加满油停放在水平路面上时对路面的压强1.0×105Pa；
（3）此时受到的阻力为1.5×103N。
四、实验探究
1、0.8 1和2 摆动幅度 摆动幅度和摆球质量不变 摆动周期与摆线长度有关，摆线越长，摆动周期越大
【详解】
（1）[1]由表格数据可知，第5次实验时，连续摆动20次的时间为16s，则摆动周期。
（2）[2]由表格数据可知，摆动周期可能与摆线长度、摆球质量、摆动幅度有关，要得出“当摆动幅度和摆线长度不变时，摆动周期与摆球质量无关”的结论，应控制摆动幅度和摆线长度不变，改变摆球质量，表格中实验序号1和2符合。
（3）[3]分析比较实验序号1、3可知，摆线长度相同，摆球的质量相同，摆动幅度不同时摆动周期相等，故可得结论：当摆线长度和摆球质量不变时，摆动周期与摆动幅度无关。
（4）[4][5]分析比较实验序号2和4可知，摆动幅度相同，摆长不同，摆动周期不同，且摆长越长，摆动周期越大，故可得结论：当摆动幅度和摆球质量不变时，摆动周期与摆线长度有关，摆线越长，摆动周期越大。
2、是 避免杠杆自重对实验的影响 0.5 动力臂是阻力臂的两倍，实验数据不具普遍性 变大 杠杆的自重对杠杆平衡有影响
【详解】
（1）[1][2]实验前，杠杆静止如图甲所示，杠杆的平衡状态是指杠杆处于静止或匀速转动状态，所以此时杠杆处于平衡状态；使杠杆在水平位置平衡，此时杠杆的重心过支点，是为了避免杠杆自重对实验的影响。
（2）[3]由于此题中的阻力和阻力臂不变，据可知，利用图像丙中任意一组数据都能得出
故若当l1为0.6m时
（3）[4]由表格中数据知，只做了3次实验，且动力臂始终为阻力臂的2倍，实验数据不具普遍性。
（4）[5]如图丁，用弹簧测力计在B位置向下拉杠杆，保持杠杆在水平位置平衡，弹簧测力计由图中a位置移至b位置时，阻力和阻力臂一定，动力臂变小，动力变大，所以，测力计的示数将变大。
（5）[6]利用图戊装置进行探究，杠杆的重心没有通过支点，杠杆的自重对杠杆平衡有影响。