2022年精品解析沪科版八年级物理第十章 机械与人难点解析试题

沪科版八年级物理第十章 机械与人难点解析
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、用完全相同的滑轮组成的滑轮组匀速竖直向上提物体M，如图所示。如果自由端的拉力F＝30N，物体M的速度v＝0.1m/s，每个滑轮重10N，忽略绳重和轴摩擦。下列说法中正确的是（　　）
A．物体M受到的合力不为零 B．物体M的重力为80N
C．自由端移动的速度为0.2m/s D．天花板受到的拉力为90N
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，2021年6月17日搭载聂海胜、刘伯明和汤洪波三名航天员的神舟十二号飞船加速升空时的情景，下列说法正确的是（　　）
A．火箭的重力势能变大，动能变大，机械能不变
B．火箭的重力势能变大，动能减小，机械能不变
C．火箭的重力势能变大，动能变大，机械能变大
D．火箭的重力势能变大，动能减小，机械能减小
4、如图，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F1、F2、F3的的大小关系是（　　）
A．F3＜F1＜F2 B．F2＝F3＜F1
C．F2＜F3＝F1 D．F2＜F1＜F3
5、如图所示，在一个罐子的盖和底各开两个小洞，将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中，橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定，做好后将它从不太陡的斜面滚下，观察到罐子在斜面和水平面上来回滚动，直至停下来,下列说法正确的是（　　）
A．罐子在斜面和水平面上来回滚动的过程中，机械能总量不变
B．罐子在水平面上滚动时，动能全部转化为橡皮筋的弹性势能
C．罐子滚动过程中第一次速度为零时，橡皮筋的弹性势能最大
D．罐子向前滚出一段距离又滚回，这是由于罐子具有惯性
6、将皮球从离地某一高度水平抛出，球落地后又弹起，它的频闪照片如图甲所示，说法正确的是（　　）
A．皮球落地后第一次达到最高点P时，动能为0
B．如图乙所示，能反映皮球在空中的动能E随时间变化t的关系
C．若将皮球表面涂黑，则会在地面上A、B两点留下两个大小相等的黑色圆斑
D．皮球经过同一高度C、D两点时，动能相等
7、小明用如图所示的实验装置研究杠杆的机械效率，实验时，将重为G的钩码挂在铁质杠杆A点上，弹簧测力计作用于C点，现竖直向上匀速拉动弹簧测力计，此时拉力为，杠杆的机械效率为，不计摩擦，则（　　）
A．仅将测力计移到B点，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，机械效率为η2，则
B．仅将钩码移到B点，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，机械效率为η2，则
C．仅将测力计移到B点，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，此时拉力为F2，则
D．仅将钩码移到B点，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，此时拉力为，则
8、 “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
9、一辆汽车匀速驶上斜坡的过程中，汽车的（　　）
A．重力势能增大，动能减小 B．重力势能减小，动能不变
C．重力势能减小，动能增大 D．重力势能增大，动能不变
10、如图所示的简单机械中，省距离的是（　　）
A． 旗杆上的定滑轮 B． 夹东西的筷子
C． 开门的把手 D． 蜿蜒的盘山公路
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、两台机器的功率之比为3∶2，则在相同时间里，他们所做的功之比为_______；他们做相同的功，所用时间之比为_______。
2、如图所示，建筑工人用滑轮提升重为200牛的重物，不计滑轮的重和摩擦，若工人在5秒内将绳子匀速向下拉6米，手拉绳子的力为_____牛，物体上升的高度为____米。
3、一自身质量忽略不计的定滑轮匀速吊起500 N的重物，站在地面上的人向下的拉力是_______N，拴滑轮的天花板受到的力是_______N。
4、钓鱼是人们喜爱的一种休闲活动，如图是钓鱼示意图
（1）钓鱼时，若其他条件不变，鱼竿长度越长，手提鱼竿的力越______；
（2）钓鱼者将一条重为5牛的鱼从水面提高2米，再沿水平方向移动1米，在这一过程中，他克服鱼的重力做功为______焦。
5、喷洒农药的汽车在平直的公路上缓慢匀速行驶，并不断将农药洒向公路两旁的树木，在此过程中它的动能______（选填“变大”“变小”或“不变”）。
三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）
1、上海自主研发了一种氢燃料汽车，它使用氢气代替汽油。在一次测试中，汽车在水平路面行驶，它的发动机输出3000N的牵引力，汽车在5min内行驶了9000m。求这段时间内：
（1）汽车牵引力所做的功。
（2）汽车牵引力做功的功率。
2、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。
3、如图所示，用滑轮组匀速提起一个重为350N的物体，物体在5s内竖直上升了2m，人拉绳的力为250N（不计绳重及摩擦）。求：
（1）对重物做的有用功；
（2）滑轮组的机械效率。
4、在小型建筑工地，常用简易的起重设备竖直吊运建筑材料，其工作原理相当于如图所示的滑轮组。某次将总重力G＝4000N的砖块匀速吊运到高为5m的楼上，用时20s，拉力F＝2500N。不计绳重及摩擦，求在此过程中：
（1）拉力F的功率；
（2）额外功和动滑轮的重力G动；
（3）滑轮组的机械效率。
5、体重为800N的人，双脚与地面的接触面积为400cm2，用图甲所示的滑轮组提升物体M。已知被提升的物体M重为900N，人加在绳子自由端的拉力F将物体M以0.4m/s的速度匀速提升到8m的高度，拉力做的功W随时间t的变化图象如图乙所示。不计钢丝绳的重力、摩擦力，则：
（1）滑轮组提升重物所做的有用功是多少？
（2）滑轮组提升重物的机械效率是多少？
（3）动滑轮的重力是多少？
四、实验探究（2小题，每小题10分，共计20分）
1、某同学选用相同的实验器材，用实验研究某个物理问题。实验过程以及可以得到的实验数据如图所示（他每次都是匀速提起钩码）。根据图中得到的信息，你认为该同学在研究________这一物理问题。
比较图中（a）、（b）两图可得出的初步结论是：_______。
比较图中（b）、（c）图可得出的初步结论是：_______。
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】
A．因为物体做匀速运动，根据牛顿第一定律可知，物体M受到的合力为零，故A错误；
B．忽略绳重和轴摩擦，根据
即
解得
故B错误；
C．由图可知
自由端移动的速度为
故C正确；
D．天花板受到的拉力为
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】
ABCD．物体的动能与物体的运动速度和质量有关：速度越大、质量越大，动能就越大。火箭加速上升时，质量不变，速度变大，所以动能变大；物体的重力势能与物体的高度和质量有关：高度越高、质量越大，重力势能越大。火箭升空，质量不变，高度变大，重力势能变大。物体的机械能等于动能与势能之和，动能和势能都变大，所以机械能变大。故ABD错误，C正确。
故选C。
4、B
【详解】
由题知，不计机械自重和摩擦。第一幅图中
L1＝L2
为等臂杠杆，由杠杆平衡条件可得
F1＝G
第二幅图是滑轮组，承担总重的绳子段数n＝3，则
第三幅图是轮轴，此时的
即动力作用在轮上，此时的动力为
由此可知
F2＝F3＜F1
故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
5、C
【详解】
AB．铁罐在不太陡的斜面上滚下，是从最高处滚下时，铁罐先由慢到快，这一段滚动主要是重力势能减小，铁罐的动能和橡皮筋的弹性势能增加；在水平面上铁罐做减速运动时，即由快到慢，这一段滚动主要是铁罐的动能减小，橡皮筋的弹性势能增加，即将动能转化为弹性势能；同时在水平面上反向滚动时，其弹性势能转化为动能，故水平面上滚动时，主要是动能和弹性势能的转化，由于罐子要克服摩擦做功而使机械能转化为内能，所以罐子的机械能总量减小，故AB错误；
CD．若斜面和水平面是光滑的，铁罐滚到水平面上后继续向前运动，动能会转化为弹性势能，其动能减小、速度减小；当速度减小为0时，橡皮筋的弹性势能最大，此时铁罐会在水平面上反向滚动，并滚回到斜面上，故C正确，D错误。
故选C。
6、B
【详解】
A．皮球落地后第一次达到最高点P时，小球达到最高点，此时小球在水平方向上速度不为0，所以在P时动能不为0，故A错误；
B．皮球向下运动的过程中，速度变大，动能越大，弹起的过程中，速度先变大后变小，动能先变大后变小，由于皮球在运动的过程中的机械能变小，则皮球在最低点时的动能会变小，所以该图能反映皮球动能E随时间t变化的关系，故B正确；
C．每次皮球反弹后到的最高点都比上一次的最高点要低，说明皮球受到空气阻力，机械能逐渐变小，落地时，转化成皮球的弹性势能也越来越小，皮球弹性形变程度也越来越小，所以看到黑色墨迹逐渐变小，即B点比A点留下的黑色圆斑小，故C错误；
D．每次小球反弹后到的最高点都比上一次的最高点要低，说明小球受到空气阻力，机械能逐渐变小，在C点的机械能大于在D点的机械能；机械能是物体动能与势能的总和，在CD两点高度相同则重力势能相同，所以在C点的动能大于在D点的动能，故D错误。
故选B。
7、A
【详解】
A．将弹簧测力计移动到B点时，仍将钩码竖直向上匀速提升的高度，由知道，有用功不变；因杠杆的偏转角度不变，杠杆重心上升的高度不变，则由知道，克服杠杆重力做的额外功不变，由于有用功和额外功都不变，所以总功也不变，由知道，机械效率不变，即
故A正确；
B．将钩码移动到B点时，仍将钩码竖直向上匀速提升的高度，由知道，有用功不变；因杠杆的偏转角度变小，杠杆重心上升的高度变小，则由知道，克服杠杆重力做的额外功变小，由于有用功不变，额外功变小，所以总功变小，由知道，机械效率变大，即
故B错误；
C．将弹簧测力计移动到B点时，根据图像可知，阻力、阻力臂均不变，动力臂变小，由知道，动力变大，即
故C错误；
D．将钩码移动到B点时，根据图像可知，阻力不变，阻力臂变大，动力臂不变，由知道，动力变大，即
故D错误。
故选A。
8、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。
9、D
【详解】
汽车匀速上坡说明速度不变，且质量不变，所以动能不变，上坡时汽车所处的高度在升高，且质量不变，所以重力势能增大，综上所述，故D符合题意。
故选D。
10、B
【详解】
A．旗杆上的定滑轮，相当于等臂杠杆，不省力，也不省距离，故A不符合题意；
B．夹东西的筷子，是费力杠杆，费力，省距离，故B符合题意；
C．开门的把手使用时，实质是轮轴，动力作用在轮上，阻力作用在轴上，是省力机械，省力，费距离，故C不符合题意；
D．蜿蜒的盘山公路是斜面，省力，费距离，故D不符合题意。
故选B。
二、填空题
1、3∶2 2∶3
【详解】
[1]在相同时间里，他们所做的功之比为
W1∶W2=P1t∶P2t= P1∶P2=3∶2
[2]他们做相同的功，所用时间之比为
2、200 6
【详解】
[1]图中所示的滑轮是定滑轮，定滑轮的实质是等臂杠杆，物体的重力是200N，则手拉绳子的力也为200N。
[2]使用定滑轮不省距离但也不费距离，绳子向下拉6m，则物体上升的高度也是6m。
3、500 1000
【详解】
[1]定滑轮匀速吊起500 N的重物，因为定滑轮相当于一个等臂杠杆，只能改变力的方向，不能改变力的大小。所以站在地面上的人向下的拉力是500N。
[2] 拴滑轮的天花板受到晾干向下的拉力，则受到的力为
F=500N+500N=1000N
4、大 10
【详解】
（1）[1]钓鱼竿在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆。若其他条件不变，鱼竿长度越长，阻力臂增大，而动力臂不变，由杠杆平衡条件知道，动力增大，即手提鱼竿的力越大。
（2）[2]钓鱼者将一条重为5牛的鱼从水面提高2米，他克服鱼的重力做功，再沿水平方向移动1米，在这一过程中不做功，故他克服鱼的重力做功
W＝Gh＝5N×2m＝10J
5、变小
【详解】
喷洒农药的汽车在平直的马路上匀速行驶，速度没有发生改变的，但是在洒农药的过程中，车的总质量逐渐的减少；在速度不变时，质量减少，故动能在变小。
三、计算题
1、（1）2.7×103J；（2）9×104W
【详解】
解：(1) 由W =Fs可求牵引力做功为
W =Fs=3000N×9000m=2.7×107 J
(2)由可求汽车牵引力做功功率为
答：（1）汽车牵引力所做的功为2.7×103J。
（2）汽车牵引力做功的功率为9×104J。
2、（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。
3、（1）700J；（2）70%
【详解】
解：（1）对重物做的有用功
W有用=Gh=350N×2m=700J
（2）由图知，绳子的有效段数
n=2
拉力端移动的距离
s=2h=2×2m=4m
拉力做的总功
W总=Fs=250N×4m=1000J
滑轮组的机械效率
答：（1）对重物做的有用功为700J；
（2）滑轮组的机械效率为70%。
4、（1）1250W；（2）5000J，1000N；（3）80%
【详解】
解：（1）由图示可知，使用滑轮组承担物重的绳子股数n＝2，绳子自由端移动的距离
总功
拉力F的功率
（2）有用功
由可得，额外功
不计绳重及摩擦，由可得，动滑轮的重力
（3）滑轮组的机械效率
答：（1）拉力F的功率为1250W；
（2）额外功为5000J，动滑轮的重力为1000N；
（3）滑轮组的机械效率为80%。
5、（1）7200J；（2）90%；（3）100N
【详解】
解：（1）根据做功的计算公式可得，滑轮组提升重物所做的有用功为
W有=Gh=900N×8m=7200J
（2）由
可得，物体上升时间为
由图乙可知，此时拉力做的总功是8000J，根据机械功率的计算公式可得，滑轮组的机械效率为
（3）由图甲可知
n=2
则绳子自由端移动的距离为
s=nh=2×8m=16m
由
W=Fs
可得，滑轮组绳端的拉力为
不计钢丝绳的重、摩擦力大小，由
得，动滑轮的重力为
G动=nF-G=2×500N-900N=100N
答：（1）滑轮组提升重物所做的有用功是7200J；
（2）滑轮组提升重物的机械效率是90%；
（3）动滑轮的重力是100N。
四、实验探究
1、定滑轮的使用特点 使用定滑轮提起重物时，不能省力，但可以改变用力方向 使用定滑轮匀速提起相同钩码时，向各个方向的力都相等
【详解】
[1]该图中的轮轴是固定的，是定滑轮；第一次单独用弹簧秤提起钩码，第二次是经过定滑轮拉起钩码，第三次是改变拉力的方向拉，所以这是验证定滑轮的使用特点。
[2]当匀速拉动钩码时，拉力与重力大小相等；由图（a）、（b）可知，这几种情况下拉力的大小相同，都等于钩码的重力；所以可以得出的结论是：使用定滑轮时不能省力，但可以改变力的方向。
[3]比较图中（b）、（c）图可知：力的方向不同，故得出的结论是：使用定滑轮时向各个方向的力都相等。
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。