精品试卷沪科版八年级物理第十章 机械与人达标测试试题（含答案解析）

沪科版八年级物理第十章 机械与人达标测试
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、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
2、甲、乙两车同时同地沿同一直线做匀速直线运动，它们的图像如图所示，则（　　）
A．甲车的动能大于乙车的动能 B．甲、乙两车的重力势能相等
C．经过8秒，甲、乙两车相距10米 D．运动10米，甲车比乙车少用4秒
3、林雨同学将一袋10kg的大米从地面扛到肩上所做的功最接近于（　　）
A．1500J B．150J C．15J D．1.5J
4、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
5、甲、乙两人进行爬杆比赛，爬到杆顶（杆长相同）时，甲用10s，乙用9s，若甲、乙两人的体重之比为5∶6，则甲、乙两人爬杆的平均功率之比为（　　）
A．4∶3 B．3∶4 C．27∶25 D．25∶27
6、一个滑轮组经改进后，机械效率比原来大大提高，用该滑轮组将同一物体匀速提升同样的高度，与改进前相比（　　）
A．总功不变，但额外功减少了
B．总功不变，有用功增加了
C．有用功不变，总功减少了
D．做的有用功减少了
7、两个滑轮组，提升一个重为17N的物体A，（每个滑轮重相同）使物体A在2s内拉升了20cm，拉力如图所示，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．甲滑轮组的机械效率大于乙滑轮组的机械效率
B．甲滑轮组拉力的功率小于乙滑轮组拉力的功率
C．甲、乙两滑轮组的有用功相同
D．甲、乙动滑轮的重力为2N
8、用甲、乙、丙三个木块将相同弹簧压缩到图示位置后由静止释放，沿光滑水平轨道滑行，可冲到光滑斜面上。若三个木块能到达斜面的最大高度分别是h甲、h乙、h丙，且h乙＞h丙，弹簧的压缩量分别为l1、l2、l3，且l1＜l2＝l3，甲、乙的质量m甲＝m乙。以下判断正确的是（　　）
A．甲、乙能到达斜面的最大高度h甲＞h乙
B．乙离开弹簧时的动能比丙大
C．甲、乙离开弹簧时的速度v甲＞v乙
D．乙、丙的质量m乙＜m丙
9、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
10、水平地面上有一重5N的球，小孩用20N的力踢球，球离脚后在地面上滚动了15m，那么小孩踢球过程中对球做的功是（　　）
A．75J B．0J C．300J D．无法确定
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、2017年5月18日，由中国自主研制的“直﹣19E”出口型武装直升飞机首飞成功。当直升机在竖直方向加速升空时，飞机具有的动能将______，机械能将______（选填“变大”、“变小”或“不变”）飞行员受力______。（选填“平衡”或“不平衡”）
2、一个重200N的物体在水平拉力作用下匀速前进了20m，拉力撤消后，物体由于惯性又前进了5m。若拉力做的功为500J，则拉力的大小为 ___________N。
3、某中学男子篮球队队员们顽强拼搏的运动精神，在学习与生活上不断激励着同学们拼搏奋进。
（1）篮球内胆是用弹性较好的橡胶制作的，橡胶属于______（填“金属材料”、“无机非金属材料”、“有机合成材料”）；
（2）篮球队员们经常通过引体向上来锻炼自己的臂力，队员小叶的质量为m，他在引体向上的过程中悬垂时重心离开地面高度为H，过杆后重心离开地面的高度为H′，小叶完成16次标准动作所用时间为t，请问整个过程小叶克服重力做功的功率为______；
（3）小李接过队员的传球、投篮得分的过程中，小李对篮球没有做功的是______；
A．将篮球举起
B．手用力将篮球抛出
C．篮球在空中飞行
D．篮球进入篮筐
（4）从篮球出手到入篮得分的过程中，下列选项中能正确反映篮球动能（E动）与时间（t）的关系的是______。
A． B．
C． D．
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 ___________。
三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）
1、如图小明同学体重为50kg，背着重为60N的书包，求：（g取9.8N/kg）
（1）小明背着书包爬到三楼，在这过程中他做的功；
（2）此过程小明用了20s．他做功的功率是多少？
2、我国自行设计的新型履带式水陆两栖坦克，如图所示，它既可像普通坦克一样在陆地上高速行驶，又能像船一样在水中航行。在水中某次性能测试中，该坦克的质量为20t，匀速航行时，最大速度为18km/h，受到的阻力是坦克的总重的0.4倍。
求：（1）坦克受到的牵引力；
（2）航行10min牵引力所做的功；
（3）该坦克配备的发动机功率。
3、如图所示，重为100牛的物体在水平方向上以0.2米/秒的速度做匀速直线运动，若绳子自由端所受拉力F为10牛，（不计绳与滑轮的摩擦），求：
（1）物体所受的摩擦力f的大小；
（2）绳子自由端在10秒内移动的距离。
4、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。
5、如图所示，有一斜面长L为10m，高h为6m，现用F为400N的力沿斜面把重物G为500N的物体从底端匀速拉到顶端。物体受到斜面的摩擦力用f表示，求：
（1）斜面机械效率η；
（2）推导物体受到斜面摩擦力f的表达式。（用L，h，F，G表示）
四、实验探究（2小题，每小题10分，共计20分）
1、如图所示，是“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验，将小钢球从高度为h的同一斜面上由静止开始滚下，推动同一小木块向前移动一段距离s后停下．完成甲、乙、丙所示的三次实验，其中，。
（1）小钢球动能大小是通过______（选填高度h或距离s）大小来反映的；
（2）小钢球不能立即停下，是因为小钢球具有______；
（3）分析比较甲和乙两组实验可得，物体质量相同时，______，动能越大；
（4）分析比较______两组实验可得出物体的动能与质量的关系；
（5）综上可知，如图中所示的交通标志牌是交通管理部门对不同车型设定的最高______。
2、小华为了探究物体动能的大小与质量、速度的关系，设计了如图甲、乙所示的实验。
实验甲：质量相同的两个小球，沿同一光滑弧形轨道分别从A处和B处开始向下运动，然后与放在水平面上的木块相碰，木块在水平面上移动一段距离后静止，如图甲所示。
实验乙：质量不同的两个小球，沿同一光滑弧形轨道分别从A处开始向下运动，然后与放在水平面上的木块相碰，木块在水平面上移动一段距离后静止，如图乙所示。
（1）要探究物体动能的大小与速度的关系应选用______图；（填“甲”、“乙”）
（2）乙组实验中让小球从相同高度滚下的原因是：______；
（3）这个实验中，利用木块被碰撞后移动的______来比较物体的动能大小。此处所采用的实验方法有______；（控制变量法/模型法/转换法/类比法/等效替代法）
（4）甲图实验的结论是______。
-参考答案-
一、单选题
1、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。
2、D
【详解】
由图可知，甲乙经过8s，甲的路程是20m，乙的路程是10m，甲的速度
A．动能与质量和速度有关，甲车的速度大于乙车的速度，由于甲乙两车的质量未知，甲车的动能不一定大于乙车的动能，故A不符合题意；
B．重力势能与质量和高度有关，由于甲乙两车的质量和高度未知，甲、乙两车的重力势能不一定相等，故B不符合题意；
C．甲乙经过8s，甲的路程是20m，乙的路程是10m，若甲、乙两车的运动方向相反，则此时甲车与乙车相距
20m+10m=30m
故C不符合题意；
D．运动10米，甲车的时间是4s，乙车的时间是8s，甲车比乙车少用4s，故D符合题意。
故选D。
3、B
【详解】
由 知道，大米的重力
G＝mg＝10kg×10N/kg＝100N
一般人身高约是1.7m，当把大米从地面扛到肩上时，将大米举高的高度约1.5m，此过程做的功约是
W＝Gh＝100N×1.5m＝150J
故B符合题意。
故选B。
4、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。
5、B
【详解】
因为甲、乙两同学从同一位置爬杆到顶端，所以爬杆上升的高度h相同，根据W＝Gh，甲、乙两同学的体重
G甲∶G乙＝5∶6
所以甲、乙两同学爬杆做功
W甲∶W乙＝G甲h∶G乙h＝G甲∶G乙＝5∶6
因为甲、乙两同学爬杆所用时间：
t甲∶t乙＝10s∶9s＝10∶9
所以甲、乙两同学爬杆做功功率
故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
6、C
【详解】
由于把同一物体匀速提升同样的高度，所以，利用滑轮组做的有用功相同，由于改装后的机械效率高，所以，由知道，改装后利用滑轮组做的总功减少，又因为
W总＝W有+W额
所以，改装后利用滑轮组做的额外功减少，综上所述，故ABD错误，C正确。
故选C。
7、C
【详解】
AC．因为不计绳重及摩擦，动滑轮重相同，提升的物体重和高度相同，由
W额=G动h、W有用=G物h
可知，利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同，则由W总=W有用+W额可知拉力做的总功相同，由得到两滑轮组的机械效率相同，故A错误，C正确；
B．由图甲可知，n1=3，则绳端移动的距离
s1=n1h=3×20cm=60cm=0.6m
由图乙可知，n2=2，则绳端移动的距离
s2=n2h=2×20cm=40cm=0.4m
甲滑轮组拉力的功
W1总=F1s1=6N×0.6m=3.6J
甲滑轮组拉力的功率
乙滑轮组拉力的功
W2总=F2s2=9N×0.4m=3.6J
乙滑轮组拉力的功率
甲滑轮组拉力的功率等于乙滑轮组拉力的功率，故B错误；
D．动滑轮的重力
G动=2F1-G=3×6N-17N=1N
故D错误。
故选C。
8、D
【详解】
A．木块沿光滑水平轨道滑行时，机械能守恒，弹簧弹性势能转化为木块的动能，木块的动能又转化为木块的重力势能。因为l1＜l2，因此第一个图中弹簧的弹性势能小于第二个图中弹簧的弹性势能；m甲＝m乙，所以离开弹簧时木块甲的动能小于木块乙的动能，冲上斜面，甲动能转化的重力势能比乙转化的重力势能少，最终甲、乙能到达斜面的最大高度h甲＜h乙，故A错误；
B．因为l2＝l3，因此第二、三图中的弹簧弹性势能相同，因此乙离开弹簧时的动能等于丙的动能，故B错误；
C．当质量相同时，物体速度越大，动能越大。因为木块甲的动能小于木块乙的动能，所以甲、乙离开弹簧时的速度v甲＜v乙，故C错误；
D．当速度相同时，物体高度越大，重力势能越大。因为乙、丙的动能相同，所以二者重力势能也相同。由于h乙＞h丙，所以m乙＜m丙，故D正确。
故选D。
9、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。
10、D
【详解】
由W=Fs可知，脚对球的力为20N，但不知道在该力的方向上球通过距离，球滚动15m的过程中有一段是沿力的方向的距离，同时还有一段是由于惯性而运动的距离，所以题中虽然知道力，但由于不知道沿力的方向的具体距离而无法计算功，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
二、填空题
1、变大 变大 不平衡
【详解】
[1][2]当直升机在竖直方向加速升空时，质量不变，速度增大，所以动能增大；质量不变，高度变大，重力势能变大；机械能为动能和势能的和，所以机械能变大。
[3]当直升机在竖直方向加速升空时，飞行员同时加速上升，处于非平衡状态，所以受力不平衡。
2、25
【详解】
撤去拉力后，拉力对物体没有做功；由物体在拉力作用下移动了20m和拉力做功500J，拉力的大小
3、有机合成材料 CD D
【详解】
（1）[1]橡胶的主要成分是有机物，故属于有机合成材料。
（2）[2]由题意可知，完成一个引体向上，小叶克服重力做的功为
故完成16次标准动作所做的功为
所用时间为t，故整个过程小叶克服重力做功的功率为
（3）[3]A．将篮球举起，有力且在力的方向上移动距离，对篮球做了功，故A不符合题意；
B．用力将篮球抛出，有力，且篮球在力的方向上通过了距离，对篮球做了功，故B不符合题意；
CD．篮球在空中飞行、篮球进入篮筐是篮球具有惯性，人与篮球间没有力的作用，对篮球不做功，故CD符合题意。
故选CD。
（4）[4]篮球离开手后先向上做减速运动，到达最高点时动能最小，然后篮球向下做加速运动，故在其质量不变的情况下，其动能先变小，后变大；由于篮球在最高点时，具有向前的速度，速度不为0，故最小动能不为0，故可知ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
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、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
三、计算题
1、（1）3300J；（2）165W
【详解】
解：（1）小明背着书包爬了三楼，克服自身和书包重力做功
W=(m人g+G包)×2h=(50kg×9.8N/kg+60N)×2×3m=3300J
（2）由可得到做功功率为
答：（1）小明背着书包爬到三楼，在这过程中他做的功为3300J；
（2）他做功的功率是165W。
2、（1）8×104N；（2）2.4×108J；（3）4×105W
【详解】
解：（1）由于坦克受到的阻力是坦克的总重的0.4倍，坦克受到的阻力
由于坦克匀速航行，所以坦克受到的牵引力与坦克受到的阻力是一对平衡力，所以坦克受到的牵引力
（2）坦克航行的速度
坦克航行10min通过的路程
坦克航行10min牵引力做的功
（3）坦克配备的发动机的功率
答：（1）坦克受到的牵引力是8×104N；
（2）坦克航行10min牵引力做的功是2.4×108J；
（3）坦克配备的发动机的功率是4×105W。
3、（1）20N；（2）4m
【详解】
解：（1）滑轮是动滑轮，不计滑轮自重和滑轮绳子间的摩擦，则拉力，则物体A与地面间的滑动摩擦力
f=2F=2×10N=20N
（2）物体移动的速度0.2m/s，则绳子自由端移动速度为物体移动速度的2倍，为0.4m/s，所以绳子自由端在10秒内移动的距离为
s=vt=0.4m/s×10s=4m
答：（1）物体所受的摩擦力f的大小为20N。
（2）绳子自由端在10秒内移动的距离为4m。
4、（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%。
5、（1）75%；（2）f＝F﹣
【详解】
（1）斜面的有用功为
W有＝Gh＝500N×6m＝3000J
斜面的总功为
W总＝FL＝400N×10m＝4000J
斜面的机械效率为
（2）额外功为W额＝W总﹣W有，根据W＝Fs知道，摩擦力为
答：（1）斜面机械效率为75%；
（2）物体受到斜面摩擦力的表达式为 。
四、实验探究
1、距离s 惯性 速度越大 甲、丙 速度
【详解】
（1）[1]木块与水平面的摩擦力是相同的，小钢球推动木块移动的距离越远，做的功越多，故小钢球的动能大小是通过小木块移动的距离s大小来反映的，这是转换法的应用。
（2）[2]一切物体都有保持原来运动状态的性质，称为惯性。小钢球在水平面上不能立即停下，是因为小钢球具有惯性，小木块最终会停下来是因为受到阻力的作用。
（3）[3]由图甲、乙可知，两球质量相同，高度不同即速度不同，对木块做功不同，根据控制变量法，是为了研究动能与速度的关系，故在物体质量相同时，速度越大，动能越大。
（4）[4]要研究物体的动能与质量的关系，根据控制变量法，要求质量不同，速度相同即高度相同，甲和丙两组实验满足要求。
（5）[5]相同速度，质量越大，动能越大，各种车的质量不同，为了防止动能过大紧急情况下破坏作用过大，质量大的车要限制速度较小，故图乙所示的交通标志牌是交通管理部门对不同车型设定的最高车速。
2、甲 小球到达水平面时获得的初速度相同 距离 转换法 物体的质量相等时，物体的速度越大，动能越大
【详解】
（1）[1]要探究小球动能的大小与速度的关系，应控制小球的质量相同，改变小球达到水平面的速度，即让质量相同的小球从不同的高度由静止滚下，应选用图甲。
（2）[2]质量不同的小球从同一高度由静止释放的目的是小球到达水平面时获得的初速度相同。
（3）[3][4]本实验中，利用小球推动木块移动距离的长短来比较小球的动能大小，这是应用了转换法。
（4）[5]由图甲知，两球的质量相等，最初释放小球的高度越大，到达水平面的速度越大，则将木块推动的越远，说明小球具有的动能越大，可得出的结论：当物体的质量相等时，物体的速度越大，动能越大。