2022年最新沪科版八年级物理第十章 机械与人课时练习试题（含答案解析）

沪科版八年级物理第十章 机械与人课时练习
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、如图所示，小明先后用F1、F2、F3的力匀速拉起重物，若摩擦不计，则（　　）
A．F1大于F2 B．F1大于F3 C．F1等于F2 D．F2小于F3
2、A、B两种实心物体的质量与体积的关系如图甲所示，把体积相等的A、B物体挂在滑轮组下，若要使它们处于静止状态，则在图乙的虚线框内悬挂B物体的个数是（不计摩擦和滑轮的自重）（　　）
A．2 个 B．3 个 C．4 个 D．5 个
3、如图所示的滑轮组，当物体A在动滑轮作用下由静止水平向右移动1m时，动滑轮克服物体A的摩擦力做的功为30J，则拉力F的大小（ ）
A．一定是10N B．一定是15N
C．一定大于10N D．一定大于15N
4、下列工具中，在使用时属于费力杠杆的是（　　）
A．天平 B．理发剪刀
C．钢丝钳 D．瓶盖起子
5、如图所示的四种剪刀，正确使用时，属于费力杠杆的是（　　）
A．医用剪刀 B．剪铁皮的剪刀
C．挑线头的剪刀 D．修树枝的剪刀
6、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
7、如图装卸工人用沿斜面的力F=200N，匀速将G=800N的货柜从斜面底端推上1m高的货车，下列分析正确的是（　　）
A．此过程中，斜面对货柜支持力做功0J
B．此过程中，推力做功800J
C．货柜受到的重力和斜面对货柜的支持力二力平衡
D．货柜受到的重力和货柜对斜面的压力二力平衡
8、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
9、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%
10、如图所示，用相同滑轮装成的甲、乙两个滑轮组分别将同一个物体在相同时间内匀速提高相同高度，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（　　）
A．F1＝F2 B．甲、乙绳子自由端移动的速度相同
C．甲、乙两个拉力的功率相同 D．乙滑轮组的额外功多
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，小丽用三个均重20N的滑轮组成的滑轮组以1m/s的速度匀速吊起重420N的物体，物体上升5m，不计绳的重力及一切摩擦。滑轮组的机械效率为 ___________。
2、使用简单机械可以给人们的生活带来便利，（1）旗杆的顶端安装着一个______（选填“定”或“动”滑轮）。（2）使用剪刀时，把被剪物体尽量靠近剪刀的转动轴，目的是______（选填“增大”或“减小”）阻力臂，这样剪断物体更省力。
3、2017国际滑联短道速滑世界杯上海站比赛受到市民的热情关注。运动员用力蹬地后便能加速向前，这是因为力的作用是______，此过程中，运动员的动能______（选填“增大”、“不变”或“减小”）。
4、在水平地面上，10s内用50N的力沿水平方向拉着重为100N的小车前进5m，重力做功等于______J，拉力做功的等于______J，拉力的功率为______W。
5、如图，用一个动滑轮把重500 N的物体匀速提起2m时，不计摩擦和动滑轮重，人对绳子的拉力为_____N，绳子自由端移动 ______m，动滑轮的挂钩受到的拉力为 _______N。
三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）
1、建筑工地上，工人用如图所示的装置将重为450N的建材从地面匀速送到6m高处，所用拉力为200N，时间为10s。求：
（1）工人做的有用功；
（2）工人做的总功；
（3）此过程中该装置的机械效率；
（4）工人做功的功率。
2、一辆轿车发动机的牵引力的功率P为90kW，现以v＝108km/h的速度在一段平直的高速公路上匀速行驶。运动过程中轿车受到的阻力不变。
（1）请推导：P＝Fv（其中F表示轿车发动机的牵引力，v表示轿车行驶的速度，P表示轿车牵引力的功率）；
（2）求该轿车在加速启动过程中受到的阻力为多少？
3、如图所示，用起重机上的滑轮组将重为9×104N的重物匀速吊起10m，绳端拉力F为5×104N。求：
（1）提升重物做的有用功；
（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0.25倍，动滑轮重多少N。
4、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
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、小明在“测滑轮组机械效率”的实验中，用如图甲所示的滑轮组进行实验，实验数据如表。
实验 次数 物重 G/N 物体上升的高度h/cm 测力计的示数F/N 测力计移动的距离s/cm 机械效率η
1 2 5 0.9 15 74.1%
2 2 10 0.9 30 74.1%
3 4 10 1.7 30 78.4%
4 6 10 2.5 30
（1）分析表中数据，可知滑轮组的机械效率与物体上升的高度______，与所提物体的重力大小______；（均选填“有关”或“无关”）
（2）算出第4次实验的机械效率为______；
（3）如果换用图乙所示装置进行实验，把同一重物提升相同高度，需要做的额外功更______，所以机械效率更______；（均选填“大”或“小”）
（4）关于用同一滑轮组提升重物时的机械效率，以下说法正确的是______；
A．提升越重的物体，机械效率越大
B．有用功越大，机械效率一定越大
C．额外功越大，机械效率一定越小
D．同一机械的机械效率是恒定不变的
（5）在正确操作该实验时，应该沿着竖直方向匀速拉动弹簧测力计，若某同学在实验时加速拉动弹簧测力计，则所测得的滑轮组机械效率与正确操作实验相比将______（选填“偏大”、“不变”或“偏小”）
2、图甲是研究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验装置，实验中让同一钢球从斜面上不同的高度由静止滚下，打到同一个木块上。图乙是研究“牛顿第一定律”的实验装置，实验中让同一钢球从斜面上相同的高度由静止滚下，在粗糙程度不同的平面上运动，请回答以下问题：
（1）设计甲实验的目的是研究钢球动能的大小与______的关系：设计乙实验的目的是研究运动的钢球速度减小的快慢与所受______的关系；
（2）甲实验是通过木块被推动______的大小，说明钢球对木块做功的多少，从而判断钢球动能的大小，这种方法叫做转换法：乙试验是通过比较钢球在粗糙程度不同的平面上滑行的距离，从而推理得出：在理想情况下，运动的物体如果______，将永远做匀速直线运动，这种叫做理想化研究方法；
（3）下列研究方法中属于转换法的是______。
A．将电流与水流进行对比
B．探究蒸发快慢与哪些因素有关
C．在探究发声的音叉是否在振动时，将一个乒乓球靠近它，观察到乒乓球被弹开
D．将闹钟放在钟罩内，通过抽气来探究声音能否在空气中传播。
-参考答案-
一、单选题
1、C
【详解】
使用定滑轮时，若摩擦不计，绳子自由端的拉力等于物重。即
F1=F2=F3=G
定滑轮只起到了改变拉力方向的作用，而对力的大小并未造成影响。
故选C。
2、A
【详解】
由图甲可知，当m＝20g时
VA＝10cm3
VB＝40cm3
则
ρA＝＝＝2g/cm3
ρB＝＝＝0.5g/cm3
所以
ρA：ρB＝2g/cm3:0.5g/cm3＝4:1
因为A、B的体积相同，所以由G＝mg＝ρVg可得，A、B的重力之比
GA：GB＝ρAVg：ρBVg＝ρA：ρB＝4：1
由图乙可知，使用的滑轮组中n＝2，不计摩擦和滑轮的自重，要使它们处于静止状态，设方框中挂N个B物体，则有
N GB＝·GA
则
N＝×＝×＝2
故A符合题意；BCD不符合题意。
故选A。
3、C
【详解】
由可得物体A受到的摩擦力大小为
由图可知，与动滑轮连接的绳子股数有3股，因为要克服绳子与滑轮之间的摩擦，所以
故选C。
4、B
【详解】
A．天平在使用过程中，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆，故A不符合题意；
B．理发剪刀在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故B符合题意；
C．钢丝钳在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C不符合题意；
D．瓶盖起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D不符合题意。
故选B。
5、C
【详解】
A．医用剪刀在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A不符合题意；
B．剪铁皮的剪刀在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B不符合题意；
C．挑线头的剪刀在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故C符合题意；
D．修树枝的剪刀在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D不符合题意。
故选C。
6、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。
7、A
【详解】
A．斜面对货柜支持力与斜面相垂直，但货柜在此支持力的方向没有通过一定的距离，由公式知，支持力没有做功，故A正确；
B．已知推力F=200N，斜面长度为，所以推力做的
故B错误；
C．货柜受到的重力竖直向下，斜面对货柜的支持力与斜面相垂直斜向上，两个力不在同一直线上，所以不是平衡力，故C错误；
D．货柜受到的重力竖直向下，货柜是受力物体；货柜对斜面的压力与斜面垂直斜向下，两个力方向不相反，所以这两个力不是平衡力，故D错误。
故选A。
8、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。
9、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。
10、C
【详解】
A．甲乙两幅图中的滑轮组承担物重的绳子有效股数n甲＝2，n乙＝3，不计绳重及摩擦，拉力
又因为动滑轮重力G动相同，所以F甲＜F乙，故A错误；
B．用甲、乙两个滑轮组在相同时间内匀速提高到相同高度h，由s＝nh可得，拉力端移动的距离s甲＝3h，s乙＝2h，则s甲＜s乙，由可得，拉力端移动的速度不相同，v甲＞v乙，故B错误；
CD．在提升重物的过程中，若不计绳重及摩擦，克服动滑轮重做的功为额外功，因为动滑轮重相同，提升高度相同，根据公式W额＝G动h可知，拉力F1和F2所做的额外功相等；
将同一物体在相同时间内匀速提升相同高度时，因不计绳重和摩擦，拉力做的功等于克服物体重力和动滑轮重力所做的功，克服物体重力做的功为有用功，所做的有用功相等、额外功相等，拉力做的总功相等，由可知，甲、乙两个拉力的功率相同，故C正确，D错误。
故选C。
二、填空题
1、87.5%
【详解】
受力分析如下：
根据图1和二力平衡条件可得
2F′=G+G动 ①
因为定滑轮不省力，所以根据图2和二力平衡条件可得
2F=F′+G动 ②
联立①②可得
F=0.5×240N=120N
根据图1可知，因为动滑轮省一半力，所以当物体上升5m时，右端F′处移动
2×5m=10m
根据图2可知，因为动滑轮省一半力，所以F处移动的距离
s=2×10m=20m
滑轮组的机械效率
2、定 减小
【详解】
（1）[1]在升旗时，旗杆顶端滑轮的位置不会发生改变，是一个定滑轮。
（2）[2]动力×动力臂=阻力×阻力臂，在阻力与动力臂不变的情况下，阻力臂越短，所需的动力就越小。剪刀的支点在转动轴处，为了更省力，把被剪物体尽量靠近剪刀的转动轴，就是减小了阻力臂。
3、相互的 增大
【详解】
[1]运动员用力蹬地时，脚给地面一个向后的力，由于物体间力的作用是相互的，运动员受到地面向前的推力，运动员便能加速向前运动。
[2]在此过程中，运动员的质量不变，速度变大，动能变大。
4、0 250 25
【详解】
[1]如果一个力作用在物体上，物体在这个力的方向上移动了一段距离，就说这个力对物体做了功。重力的方向是竖直向下的，而小车在水平方向上前进，小车没有在重力方向上移动距离，所以重力不做功，即重力做功为0。
[2]由题意可知，拉力，小车沿力的方向移动的距离，故拉力做的功
[3]由题意可知，小车在拉力的作用下，10s内前进了5m，即，故拉力做功的功率
5、250 4 500
【详解】
[1]动滑轮可以省一半的力，所以人对绳子的拉力为物体重力的一半，故人对绳子的拉力为
[2]动滑轮可以剩一半的力但是费一倍的距离，所以物体提起2m，绳子自由端移动为4m。
[3]不计滑轮重和绳子的重力，将挂钩和重物当成一个整体，其处于平衡状态，其受到了向上的拉力和向下的重力，故拉力等于物体的重力等于500N。
三、计算题
1、（1）2700J；（2）3600J；（3）75%；（4）360W
【详解】
解：（1）由题意可知，建材的重力，升高的高度，则工人做的有用功
（2）由图可知，承担物重的绳子的段数，则绳端移动的距离
工人做的总功
（3）此过程中该装置的机械效率
（4）工人做功的功率
答：（1）工人做的有用功为2700J；
（2）工人做的总功为3600J；
（3）此过程中该装置的机械效率为75%；
（4）工人做功的功率为360W。
2、（1）见解析；（2）3000N
【详解】
解：（1）根据功率的定义式可得
（2）轿车匀速运动时，所受的阻力与牵引力为一对平衡力
由题可知，运动过程中轿车受到的阻力不变，即加速启动过程中所受到的阻力仍为3000N。
答：（1）见推导过程；
（2）该轿车在加速启动过程中受到的阻力为3000N。
3、（1）9×105J；（2）60%；（3）3.75×104N
【详解】
解：（1）提升重物做的有用功
（2）由图可知，n＝3，则绳端移动的距离
总功
滑轮组的机械效率
（3）由可得，额外功
克服摩擦和钢丝绳重所做的功
克服动滑轮重力所做的额外功
则动滑轮的重力
答：（1）提升重物做的有用功为9×105J；
（2）滑轮组的机械效率为60%；
（3）动滑轮的重为3.75×104N。
4、（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。
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、无关 有关 80% 大 小 A 偏小
【详解】
（1）[1]由1和2可知，同一滑轮组，提升物体的重力不变，滑轮组的机械效率与物体被提升的高度无关。
[2]由2和3、4可知，滑轮组的机械效率与物体的重力有关。
（2）[3]由表中第4次实验数据可知，滑轮组效率
η＝＝＝×100%＝80%
（3）[4][5]乙图动滑轮的个数增多，所以所做额外功更大，有用功不变，因此机械效率降低
（4）[6]BC.没有注意控制变量，以为机械效率是有用功与总功的比值，所以BC说法错误；
AD.同一滑轮组的机械效率与被提升的物种有关，所以D错误，A正确。故选A。
（5）[7]若该同学加速拉起测力计，所以所测拉力偏大，总功偏大，所以机械效率偏小。
2、速度 阻力大小 距离 不受力的作用 C
【详解】
（1）[1]甲图，实验中让同一钢球从同一个斜面上不同的高度由静止开始运动，“同一钢球”控制了钢球的质量不变，钢球的高度不同，运动到斜面底端时的速度也就不同，因此该实验探究的是钢球动能与速度的关系。
[2]乙实验中的水平面的粗糙程度不同，小球运动时受到的阻力大小不同，所以是研究运动的钢球速度减小的快慢与所受阻力大小的关系。
（2）[3]甲实验钢球从斜面滚下，碰到木块后推动木块做功，推动的距离越大，对木块做的功越多，说明钢球动能越大；反之，说明动能越小。
[4]乙实验中同一钢球从相同斜面的同一高度滑下，到平面上时受到的阻力越小，滑行的距离越远，进一步推理：在理想情况下，运动的物体如果不受力的作用，将永远做匀速直线运动。
（3）[5]A．将电流与水流进行类比，采用的是类比法，故A不符合题意；
B．探究蒸发快慢与哪些因素有关时，采用的是控制变量法，故B不符合题意；
C．在探究发声的音叉是否在振动时，将一个乒乓球靠近它，观察到乒乓球被弹开，通过乒乓球的弹开表明音叉是振动的，属于转换法，故C符合题意；
D．将闹钟放在钟罩内，通过抽气来探究声音能否在空气中传播，采用的是实验推理法，故D不符合题意。
故选C。