2022年沪科版八年级物理第十章 机械与人专题测试试卷（含答案详解）

沪科版八年级物理第十章 机械与人专题测试
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、一块砖分别平放、侧放、竖放在水平地面上，有关它的重力势能的说法中，正确的是（　　）
A．平放时最大 B．侧放时最大
C．竖放时最大 D．三种放法都相同
2、如图所示，a、b为竖直向上抛出的小石块在上升过程中动能和重力势能随高度变化的两条图线（不计空气阻力），下列说法中正确的是（　　）
A．a图线是重力势能——高度关系图线
B．b图线是动能——高度关系图线
C．小石块在各点时的机械能均为2J
D．小石块达到的高度可大于4m
3、如图所示是探究动能大小与哪些因素有关的实验装置，小车从粗糙斜面上某一高度由静止开始释放，撞击静止于水平木板上的木块（不计空气阻力），将木块推出一段距离。下列说法正确的是（　　）
A．小车动能的大小是通过小车推动木块移动的距离来反映的
B．小车释放的高度与小车推动木块移动的距离无关
C．小车在斜面上向下运动的过程中，动能增加势能减小，机械能守恒
D．若木板的表面光滑且足够长，该实验装置仍能探究出小车的动能与哪些因素有关
4、跳绳是体育中考项目之一，小明的质量为50千克，每次跳起高度约为6厘米（人视作整体上升，如图所示），一分钟跳80次，下列说法正确的是（　　）
A．向上起跳过程中小明的动能持续增大
B．小明在这一分钟内跳绳的功率约为40W
C．小明跳一次克服重力做功约2J
D．下落过程中小明的重力势能不变
5、如图所示，用斜向放置的传送带将货物匀速地自低处运送到高处。在这过程中，货物的重力势能不断增加。这是因为（　　）
A．静摩擦力做功 B．重力做功
C．支持力做功 D．动能转化为势能
6、小明用一竖直向上的力把物体A匀速提到了一定的高度，所做的功为100J。小红利用某种机械把相同的物体A也匀速提到了相同的高度，所做的功为120J，则下列说法正确的是（　　）
A．小红利用的机械一定是省力的
B．小红所做的有用功为120J
C．小红所做的有用功为100J
D．小红利用的机械其机械效率达到了100%
7、一名游客蹦极时下落过程的v-t图像（忽略空气阻力）如图所示。已知t1时刻，弹性绳处于自然伸直状态；t3时刻，游客达到最低点。则下列说法正确的是（　　）
A．在0~t3时间段内，人的动能一直在增大
B．在 t1~t3时间段内，弹性绳弹性势能逐渐增大
C．在t2~t3时间段内，重力不做功
D．在t2时，弹性绳弹性势能最大
8、在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，某同学用同一滑轮组提升钩码，实验数据记录如下表，下列说法正确的是（　　）
序号 钩码重/N 钩码上升的距离/cm 弹簧测力计的示数/N 弹簧测力计上升距离/cm 机械效率
① 2 5 1 15 66.7%
② 4 5 1.7 15 78.4%
③ 4 10 1.7 30 78.4%
④ 6 5 2.4 15 83.3%
A．数据④中，滑轮组所做的有用功为30J
B．由数据①可知，实验所用滑轮组承重绳段数n=2
C．研究滑轮组机械效率与钩码重的关系，可选用数据①②④
D．对比数据③④可知，滑轮组机械效率与钩码上升距离有关
9、如图所示，是自卸车的示意图，车厢部分可视为杠杆，则下列分析正确的是（　　）
A．C点是支点，液压杆施的力是动力，货物重力是阻力
B．B点是支点，物体A放在车厢前部可省力
C．C点是支点，物体A放在车厢后部可省力
D．B点是支点，物体A放在车厢前部要费力
10、杂技演员在表演“水流星”节目，演员将一根细绳系着盛水的杯子，让杯子在竖直平面内做圆周运动，水不从杯里洒出， 甚至当杯子运动到最高点时，已经杯口朝下，水也不会从杯子里洒出来。则在演员停止用力转绳时，下列关于其中的一只杯子的说法正确的是（　　）
A．受平衡力作用 B．重力势能保持不变 C．机械能不变 D．运动状态不断改变
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、用如图所示滑轮组匀速提升重为200N的物体，绳重和摩擦忽略不计，人对绳的拉力为125N，若人在5s内将绳子匀速向下拉6m，则人拉绳的功率为______W，所做的额外功为______J，滑轮组的机械效率为______。如果人的体重为600N，绳子能承受的最大拉力为800N，拉动过程中绳始终未断裂，假设人能施加足够大的拉力，他用此滑轮组能提升的最大物重为______N。
2、某校举行了春季趣味运动会，如图所示是物理老师某次跳绳时重心移动的高度h随时间t变化的图像，已知物理老师的质量为60kg，则在1min内克服重力所做的功为__________J，他跳绳的功率为__________W。（g取10N/kg）
3、我们铜仁市的环卫工人开着洒水车在马路上洒水洗路，洒水车匀速通过路面，在洒水的过程中重力势能______，动能______。（均选填“增大”、“减小”或“不变”）。
4、用竖直向上的力F1直接将物体A匀速提升h，做功200J，若借助长1m的斜面用力F2把A匀速提升相同高度，斜面的机械效率是40%，则借助斜面做的有用功为________J，拉力F2所做的功是________J，物体A受到斜面的摩擦力是________N。
5、一辆卡车的车箱底板距地面高度为1.5m，小军把3m长的钢板AB搭在车厢底板上，构成一个如图所示的斜面，他沿着斜面方向用500N的力，把一个木箱从B处推到A处，已知木箱重为800N，推木箱的时间是50s，在这一过程中斜面的机械效率是______。
三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）
1、如图所示，杠杆AB在竖直向下的拉力F作用下将一物体缓慢匀速提升，下表是提升物体时采集的信息：求：
OA/m OB/m 物重G/N A端上升的高度h/m B端下降的距离s/m 做的额外功W额外 /J
0.4 0.8 40 0.2 0.4 2
（1）有用功；
（2）拉力F的大小；
（3）杠杆的机械效率。
2、如图所示，甲工人用水平推力F甲推动重为750N的货物，在水平路面上匀速移动2m至仓库门口A处，用时10s，此过程中甲工人做功的功率P甲＝60W；乙工人接着使用滑轮组拉动该货物在同样的路面上匀速移动4m到达指定位置B，拉力F乙为125N；求：
（1）甲工人做的功；
（2）乙工人所做的有用功；
（3）该滑轮组的机械效率。
3、如图所示，斜面长L＝12.5m，斜面高h＝4m物体A重力为200N，物体B的重力为500N，B在A的拉力作用下从斜面底端匀速上升到斜面顶端不计绳与滑轮间的摩擦，求：
（1）此过程中，拉力对B所做的功；
（2）斜面的机械效率；
（3）B与斜面间的摩擦力大小。
4、如图所示为集合最新IT技术的人工智能医护机器人。若该机器人工作时的功率为80W，在水平地面上匀速直线行驶10m用时10s，求：
（1）机器人行驶的速度；
（2）机器人牵引力做的功；
（3）机器人行驶时受的牵引力。
5、如图所示，台秤上放置一个装有适量水的烧杯，已知烧杯和水的总质量为600g，杯的底面积为100cm2.将一个质量为900 g、高为6cm、底面积为50 cm2的长方体实心物体A用细线吊着，然后其一半浸入烧杯的水中（烧杯的厚度忽略不计，杯中水够深且水没有到达烧杯的非圆柱部分），求
（1）此时水对A底部的压强是多少？
（2）此时烧杯对台秤的压强是多少？
（3）从A下底面刚开始接触水面到刚好有一半浸入水这一过程中，A所受重力对A做的功是多少？
四、实验探究（2小题，每小题10分，共计20分）
1、某班同学在探究篮球反弹性能的强弱与哪些因素有关？
（猜想与假设）
猜想一：可能与篮球的材质有关；
猜想二：可能与篮球的______、______有关；
（制定计划与设计实验）
在探究猜想一时，我们只选择材质不同、其他因素都相同的篮球，设计了以下实验方案；
方案一：其他条件都相同，用力向下拍不同的篮球，观察比较它们反弹后的高度；
方案二：其他条件都相同，将不同的篮球从同一高度自由下落，观察比较它们反弹后的高度；
方案三：其他条件都相同，使不同的篮球反弹到相同的高度，观察比较它们所需自由下落高度；
（评估与交流）
（1）按照方案一探究，其不足之处是______；|
（2）按照方案二探究，篮球反弹后的高度越高，反弹性能就越______；像这种用反弹的高度来表示篮球反弹性能强弱的方法，在物理学上，我们把这种研究方法称之为______；
（3）按照方案三探究，篮球所需自由下落的高度越高，反弹性能就越______；
（拓展应用）类比于机械效率，我们可以用篮球反弹后的机械能与反弹前的机械能的______来描述篮球反弹性能的强弱，其值越大，则反弹性能就越______。
2、在探究“滑轮组机械效率”时，小强利用两组滑轮组进行了4次测量：用一个动滑轮和一个定滑轮测得前3组数据，用两个动滑轮和两个定滑轮测得第4组数据，如表：
实验次数 物重G物/N 动滑轮重G动/N 钩码上升的高度h/m 动力F/N 动力作用点移动的距离s/m 滑轮组的机械效率%
1 1 0.5 0.1 0.7 0.3 47.6
2 2 0.5 0.1 1.1 0.3 60.6
3 4 0.5 0.1 2 0.3
4 4 1 0.1 0.5 50.0
（1）在实验中，测量绳端拉力F时，应尽量______向上拉动弹簧测力计；
（2）如果弹簧测力计在静止时读数，测得的滑轮组机械效率会______（选填“变大”、“变小”或“不变”）；
（3）请计算出第3组实验中克服摩擦力所做的额外功______J。
-参考答案-
一、单选题
1、C
【详解】
重力势能由质量和高度决定，平放时重心最低，竖放时重心最高，所以重力势能最大。
故选C。
2、C
【详解】
AB．由题知，a图线表示能量随高度的增加逐渐变小，b图线表示能量随高度的增加逐渐变大；石块在上升过程中，质量不变，速度减小，其动能减小，所以上升过程中动能随高度的增加逐渐变小，则a图线是动能随高度变化的图线；上升过程中，质量不变，高度增大，其重力势能增大，所以上升过程中重力势能随高度的增加逐渐变大，所以b图线是重力势能随高度变化的图线，故AB错误；
C．由于不计空气阻力，则小石块的机械能保持不变，机械能等于动能和势能之和，结合图像可知整个过程中各点的机械能均为2J，故C正确；
D．由图可知当高度为4m时，动能为0，重力势能最大，所以小石块达到的高度等于4m，故D错误。
故选C。
3、A
【详解】
A．在研究动能大小与什么因素有关时，我们是通过观察小车推动木块移动的距离来反映小球动能大小的，采用的是转换法的思想，故A正确；
B．由于动能的大小与物体的质量和速度有关，小车释放的高度越高，小车到达斜面底端速度越大，具有动能越大，小车推动木块移动的距离越长，故B错误；
C．小车在斜面上向下运动的过程中，动能增加，势能减小，但是斜面粗糙，需要克服阻力做功，机械能减小，故C错误；
D．若水平面绝对光滑，根据牛顿第一定律，小车和木块将永远一直运动下去，没有运动距离的远近之分，就不能达到通过比较距离来比较动能的目的了，故D错误。
故选A。
4、B
【详解】
A．向上起跳过程中，质量不变，速度减小，小明的动能减小，故A错误；
BC．小明的重力为
G＝mg＝50kg×10N/kg＝500N
小明跳一次克服重力做功
W＝Gh＝500N×0.06m＝30J
小明在这一分钟做的总功
W总＝80×W＝80×30J＝2400J
小明在这一分钟内跳绳的功率
故故B正确，C错误；
D．下落过程中小明的质量不变，高度降低，所以重力势能变小，故D错误。
故选B。
5、A
【详解】
货物随传送带一起匀速斜向上运动，受到重力、支持力和摩擦力的作用，重力方向竖直向下，支持力与传送带垂直向上。货物相对于传送带有向下运动的趋势，所以货物还要受到传送带对它的静摩擦力。该摩擦力的方向与它相对于传送带的运动趋势相反，即沿传送带斜向上。因为物体向右上方匀速运动，所以重力做负功，支持力不做功。物体运动方向与摩擦力方向一致，所以摩擦力对物体做功，物体的重力势能不断增加。因为物体匀速运动所以物体的动能不变，并非动能转化为物体的重力势能，因此货物的重力势能不断增加，是因为静摩擦力做功，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
6、C
【详解】
A．利用机械可能省力也可能费力，小红利用某种机械不能确定一定省力，故A错误；
B．小红利用某种机械把相同的物体A也匀速提到了相同的高度，所做的功是为120J，即120J是总功，故B错误；
C．对物体做的功是有用功，所以，小红利用机械做的有用功等于小明做的功，即100J，故C正确；
D．由于利用机械就一定做额外功，所以，机械效率总小于1，机械效率不可能达到了100%，故D错误。
故选C。
7、B
【详解】
A．由题意可知，在t2时游客的速度达到最大值，t2~t3时间段内，游客向下运动速度变小，所以动能变小，故A错误；
B．在 t1~t3时间段内，弹性绳的伸长量变大，则弹性绳的弹性势能变大，故B正确；
C．在 t2~t3时间段内，游客是向下运动的，在重力的方向上通过了距离，所以重力做了功，故C错误；
D．在t3时，游客的速度为0，此时游客到达最低点，此时弹性绳的伸长量是最大的，弹性势能最大，故D错误。
故选B。
8、C
【详解】
A．由数据④中可知，钩码的重力为G=6N，钩码上升的高度为
h=5cm=0.05m
故可知滑轮组所做的有用功为
W=Gh=6N×0.05m=0.3J
故A错误；
B．由数据①可知，钩码上升的距离为5cm，弹簧测力计上升的距离为15cm，即弹簧测力计上升的高度为钩码上升高度的3倍，故可知实验所用滑轮组承重绳段数为n=3，故B错误；
C．要研究滑轮组机械效率与钩码重的关系，应控制其它条件不同，改变钩码的重力，故可选用数据①②④，故C正确；
D．数据③④中，没有控制钩码的重力相同，故无法得出滑轮组的机械效率与钩码上升距离的关系，故D错误。
故选C。
9、C
【详解】
A．由图可知车厢绕着点C转动，所以C点为支点，液压杆施的力是动力，货物对杠杆的压力是阻力，不能说重力是阻力，故A错误；
BCD．C为支点，当物体A放在车厢的后部时，动力臂大于阻力臂，省力；物体A放在车厢前部时，动力臂小于阻力臂，费力。故BD错误，C正确。
故选C。
10、D
【详解】
A．杯子在重力和拉力的作用下做圆周运动，其运动的方向时刻发生变化，所以受到的不是平衡力，故A错误；
BC．演员用力转绳时，杯子做圆周运动，杯子在运动的过程中，高度变化，则重力势能变化；由于演员对杯子做功，所以机械能变化，故BC错误；
D．由于杯子的速度方向在不停地改变，所以，运动状态在改变，故D正确。
故选D。
二、填空题
1、150 150 80% 1150
【详解】
[1]人做的总功是
W总=Fs=125N×6m=750J
人拉绳的功率为
[2]物体上升的高度是
做的有用功是
W有=Gh=200N×3m=600J
所做的额外功为
W额=W总-W有=750J-600J=150J
[3]滑轮组的机械效率为
[4]绳重和摩擦忽略不计，所以滑轮重为
绳子能承受的最大拉力为800N，但是人的体重只有600N，那么人所能施加的最大拉力为600N，那么滑轮组能提升的最大物重为
2、5400 90
【详解】
[1][2]如图可计算1min跳绳个数为
由图可知每次跳起高度为6cm，合0.06m，则1min克服重力做功为
W=nGh=150×60kg×10N/kg×0.06m=5400J
由可求功率为
3、减小 减小
【详解】
[1]洒水车洒水过程中质量在减小、速度不变，所以动能减小。
[2]洒水车洒水过程中高度不变、质量减小，所以重力势能减小。
4、200 500 300
【详解】
[1][2][3]借助斜面做的有用功即为克服物体重力所做的功，则W有用＝200J；由可得，拉力所做的总功
额外功
因为额外功为克服摩擦力所做的功，所以，由得物体A受到斜面的摩擦力
5、80%
【详解】
小军做的总功
W总＝Fs＝500N×3m＝1500J
小军推箱子做的有用功
W有用＝Gh＝800N×1.5m＝1200J
斜面的机械效率
三、计算题
1、（1）8J；（2）25N；（3）80%
【详解】
解：（1）有用功为
W有用=G物h=40N×0.2m=8J
（2）总功为
W总=W有用+W额外= 8J+2J=10J
由W总=Fs，得拉力F的大小
（3）杠杆的机械效率
答：（1）有用功8J。
（2）拉力F的大小25N。
（3）杠杆的机械效率80%。
2、（1）600J；（2）1200J；（3）80%
【详解】
（1）由 知道，甲工人做的功
W甲＝P甲t＝60W×10s＝600J
（2）由W＝Fs知道，甲工人的水平推力
因为货物在水平路面上被匀速推动，所以，货物受到的推力和摩擦力是一对平衡力，则货物受到的摩擦力
f＝F甲＝300N
乙工人使用滑轮组拉动该货物在同样的路面上匀速移动4m时，滑动摩擦力的大小不变，则乙工人所做的有用功
W有＝fs乙＝300N×4m＝1200J
（3）由图知道，滑轮组绳子的有效股数n＝3，则滑轮组绳子自由端移动的距离
s＝ns乙＝3×4m＝12m
乙工人所做的总功
W总＝F乙s＝125N×12m＝1500J
该滑轮组的机械效率
答：（1）甲工人做的功为600J；
（2）乙工人所做的有用功为1200J；
（3）该滑轮组的机械效率为80%。
3、（1）2500J；（2）80%；（3）40N
【详解】
解：（1）由图可知，物体A用细绳跨过定滑轮与物体B连起来。在A的作用下，B由斜面底端被匀速拉上顶端，因此绳对B的拉力的大小等于物体A的重力，即
拉力对B做的功
（2）克服B的重力做的有用功
则机械效率
（3）拉力做的额外功
由可得，B与斜面间的摩擦力大小为
答：（1）此过程中，拉力对B所做的功为2500J；
（2）斜面的机械效率为80%；
（3）B与斜面间的摩擦力大小为40N。
4、（1）1m/s；（2）800J；（3）80N
【详解】
解：（1）机器人行驶的速度
（2）机器人牵引力做的功
W＝Pt＝80W×10s＝800J
（3）由W＝Fs可得机器人行驶时受的牵引力
答：（1）机器人行驶的速度是1m/s；
（2）机器人牵引力做的功是800J；
（3）机器人行驶时受的牵引力是80N。
5、（1）300Pa；（2）750Pa；（3）0.135J
【详解】
解：（1）长方体实心物体A高为6cm，一半浸入烧杯的水中，此时水对A底部的压强
（2）长方体实心物体A受到的浮力
烧杯和水的总重力
长方体实心物体A对水的力
此时烧杯对台秤的压强是
（3）长方体实心物体A的重力
长方体实心物体A浸入一半时水面上升的高度
长方体实心物体A浸入一半时物体A下降的高度
A所受重力对A做的功
答：（1）此时水对A底部的压强是300Pa；
（2）此时烧杯对台秤的压强是750Pa；
（3）A所受重力对A做的功是0.135J。
四、实验探究
1、充气情况 质量（或大小） 很难控制向下拍的力相同 强 转换法 弱 比值 强
【详解】
[1][2]根据实际，篮球的反弹性能还可能与篮球的充气情况、质量、大小等因素有关。
（1）[3]方案一不足之处是：其他条件都相同，用力向下拍不同的篮球，在用力向下抛球时，很难控制力的大小相同。
（2）[4][5]篮球能够反弹的高度越高，说明其弹性越强，用反弹的高度来表示篮球反弹性能强弱的方法，在物理学上，称为转换法。
（3）[6]弹跳相同的高度，篮球所需自由下落的高度越高，说明篮球的反弹性能越弱。
【拓展应用】[7][8]机械效率是有用功与总功的比值，与其类似，用篮球反弹后的机械能与反弹前的机械能的比值来描述篮球反弹性能的强弱，其值越大，则相同情况弹跳高度越大，说明反弹性能就越强。
2、沿竖直方向匀速 变大 0.15
【详解】
（1）[1]实验中应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，这样才能准确测出拉力的值。
（2）[2]由于弹簧测力计静止时与运动时，所克服的摩擦力大小不同，所以不能让弹簧测力计静止进行读数；静止时读数由于摩擦力较小会导致读数偏小，则减小了一部分由于摩擦造成的额外功，因此得出的机械效率与实际值相比变大。
（3）根据表中第3组数据可知，有用功
W有＝Gh＝4N×0.1m＝0.4J
克服动滑轮重做的额外功
W动＝G动h＝0.5N×0.1m＝0.05J
总功
W总＝Fs＝2N×0.3m＝0.6J
则克服绳重及摩擦做的那部分额外功
W额1＝W总﹣W有﹣W动＝0.6J﹣0.4J﹣0.05J＝0.15J