沪科版八年级物理第十章 机械与人月考练习题（有解析）

沪科版八年级物理第十章 机械与人月考
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，物重为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的大小关系是（　　）
A．F2＜F1＜F3 B．F2＜F1＜F3
C．F1＜F2＜F3 D．F2＜F3＜F1
2、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
3、如图所示，甲、乙两个装置使用的滑轮和绳子完全相同，把相同重物匀速提升相同高度。（忽略摩擦，物重大于滑轮重）则（　　）
A．甲滑轮组较省力，且机械效率较高
B．乙滑轮较省力，且机械效率较高
C．它们省力程度不同，但机械效率相同
D．它们做的有用功相同，但额外功不同
4、如图所示的工具中，在使用时属于费力杠杆的是（　　）
A．核桃夹 B．瓶盖起子
C．撬棍 D．镊子
5、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
6、图所示为某同学在生命科学实验中使用镊子夹取玻璃盖片的场景，使用此镊子（　　）
A．省力且省距离 B．省力但费距离 C．费力且费距离 D．费力但省距离
7、物体做匀速直线运动时，它（　　）
A．受到的合力一定为零 B．具有的动能一定不变
C．具有的机械能一定不变 D．具有的势能一定不变
8、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
9、若物体受到平衡力的作用，那么（　　）
A．物体一定保持静止 B．物体的重力势能一定保持不变
C．物体的动能一定增大 D．物体的机械能可能发生变化
10、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
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、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_______。
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、功率是描述做功______的物理量。小明、小勇和小利三人在进行物理课外活动﹣﹣测量每人上楼的功率。测量前他们通过讨论设计了下面的表格，但这份表格不够完整，还应该补充______和______两列。
姓 名 登楼高度h/m 登楼时间t/s
小 明
小 勇
小 利
4、为了纪念其在能量转化中发现守恒思想的重大贡献，用他的名字来命名功和能单位的物理学家是 ______。
5、由五块相同砖块构成的桥，如图所示，若每块砖长度为L，则此桥的最大跨度为________。
三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）
1、建筑工地上，起重机吊臂上的滑轮组如图所示。在匀速起吊重为5000N的重物使其匀速上升，对绳子自由端的拉力是2000N，重物在10s内上升了1m。则：
（1）克服物体重力做的功是多少J？
（2）拉力做功的功率是多少W？
（3）该滑轮组的机械效率是多少？
2、如图所示是某型号的电动巡逻车，其主要技术参数如下表所示。两名总质量为120kg的巡警共同乘坐该车，在平直公路上以额定最高时速匀速行驶了10min。请通过计算回答下列问题：
整车装备质量 780kg
电机额定功率 2.5kW
最高时速 30km/h
轮胎与地面接触总面积 0.12m2
（1）巡逻车空载静止在水平地面时，车对地面的压强是多少？
（2）若巡逻车在匀速行驶过程中受到的平均阻力为整车重力的0.02倍，行驶10min牵引力做了多少功？
（3）该电动巡逻车在工作过程中电动机的效率是多少？
3、汽车在平直的公路上匀速行驶，10min内前进了1200m，已知汽车发动车的功率是22kW，求：
（1）前进中汽车受到的阻力；
（2）汽车的功率保持不变，若要上坡，需采取什么样的措施？
4、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。
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、如图所示是探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验。
（1）实验中小车动能的大小是通过_______来反映，小车到达水平面时的动能是由_______能转化而来的；
（2）（a）和（b）两次实验是探究物体动能大小与_______的关系，高速公路对货车的限制可用该结论解释的是_______；
（3）上述实验时，如只将图（b）中的木块换成质量较大的，使S2与S1的差距大些，现象更明显，这样做是否合理？_______，理由是_______。
2、如图甲所示，在杠杆左边A处挂四个相同钩码，要使杠杆在水平位置平衡，应在杠杆右边B处挂同样钩码______个。若每个钩码的重力为0.5N，如图乙所示，用弹簧测力计在C处竖直向上拉，使杠杆仍然在水平位置平衡，弹簧测力计的示数为______N；当弹簧测力计逐渐向右倾斜时，则弹簧测力计的示数将______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
-参考答案-
一、单选题
1、B
【详解】
不计机械自重和摩擦时：
第一个图是等臂杠杆，力臂
由杠杆平衡条件可得
第二个图是滑轮组，承担总重绳子的段数
拉力
第三个图是动滑轮，动力作用在轴上
故
故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
2、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。
3、D
【详解】
由题可知，摩擦力忽略不计，则我们只需要考虑拉力与物重、动滑轮重的关系。由图甲可知，用滑轮组提升物体（提升高度为h）时，所做有用功为
W有用＝Gh
额外功为
W额＝G动h
动滑轮由两段绳子承担，所以作用在绳子自由端的力
物重大于滑轮重，所以
F甲＜G
绳子自由端移动的距离为
s＝2h
则甲装置的机械效率为
由图乙可知，用定滑轮提升物体（提升高度为h）时，作用在绳子自由端的力
F乙＝G
所以
F甲＜F乙
此时做的有用功为
W有用＝Gh
额外功为0，则乙装置的机械效率为100%，所以
它们做的有用功相同，但额外功不同，故D符合题意，ABC不符合题意。
故选D。
4、D
【详解】
A．核桃夹在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故A不符合题意；
B．瓶盖起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故B不符合题意；
C．撬棍在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故C不符合题意；
D．镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故D符合题意。
故选D。
5、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。
6、D
【详解】
使用镊子夹取玻璃盖片时，动力臂小于阻力臂，所以镊子是一个费力杠杆，好处是省距离。
故选D。
7、A
【详解】
物体做匀速直线运动，匀速直线是一种平衡状态，则物体所受合力一定为零；但若物体的质量改变，比如洒水车，则物体的动能就可能改变；物体做匀速直线运动时若高度改变，则势能会改变，所以机械能就可能改变。故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
8、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。
9、D
【详解】
A．物体在平衡力作用下，会保持静止或匀速直线运动，故A不符合题意；
BCD．物体在平衡力作用下，保持静止或匀速直线运动。当物体静止时，动能、重力势能和机械能都不变；当物体做匀速直线运动时，动能不变，但物体可能水平运动，也可能不是水平运动。物体水平方向做匀速直线运动时，动能不变，重力势能不变，机械能不变；物体不是水平方向，而做匀速上升、或匀速下降时，动能不变，重力势能要改变，机械能改变。所以一个物体受到平衡力的作用，动能一定不变，势能可能改变，机械能可能改变，故BC错误，D正确。
故选D。
10、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。
二、填空题
1、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
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、快慢 体重G/N 功率P/W
【详解】
[1]功率是描述做功快慢的物理量。
[2][3]小明、小勇和小利三人在进行物理课外活动﹣﹣测量每人上楼的功率。要测量每人上楼的功率，可据进行实验。而据W=Gh知，需知道每人的重力才能求出上楼所做的功，所以整个探究中需要测量每人的体重、登楼的高度及登楼所用的时间，那么实验表格除了要记录登楼高度及时间外，还要补充体重G/N和功率P/W两列。
4、焦耳
【详解】
焦耳是英国物理学家，为了纪念其在能量转化中发现守恒思想的重大贡献，用他的名字来命名功和能的单位，所以在物理学中，焦耳是功和各种能量的基本单位。
5、
【详解】
最上方的砖受两端的两砖的支持力作用而处于平衡，则砖对左方第二块砖压力
第二块砖在重力及压力的作用下而处于杠杆的平衡状态下，由图可知第二块砖的重心在它的支点左侧，第二块砖才能平衡，设露出部分长为x，则重心的位置离支点，则由杠杆的平衡条件可知:
解得
此图可知，此桥的跨度为:
三、计算题
1、（1）5000J；（2）600W；（3）83.3%
【详解】
解：（1）克服物体重力做的功
W有用=Gh=5000N×1m=5000J
（2）从图中可知
n=3
绳子自由端移动的距离
s=nh=3×1m=3m
拉力做的功
W总=Fs=2000N×3m=6000J
拉力做功的功率
（3）该滑轮组的机械效率
答：（1）克服物体重力做的功是5000J；
（2）拉力做功的功率是600W；
（3）该滑轮组的机械效率是83.3%。
2、（1）6.5×104 Pa；（2）9×105 J；（3）60%
【详解】
解：（1）巡逻车空载静止在水平地面时，车对地面的压力
车对地面的压强
（2）人和车的总质量为
巡逻车在水平路面上匀速行驶，则受到的牵引力
车行驶通过的路程
车行驶牵引力做的功即机械功
（3）电机额定功率为，则内电机消耗的电能
电动机的效率为
答：（1）巡逻车空载静止在水平地面时，车对地面的压强是；
（2）若巡逻车在匀速行驶过程中受到的平均阻力为整车重力的倍，行驶牵引力做了的功；
（3）该电动巡逻车在工作过程中电动机的效率是。
3、（1）1.1×104N；（2）见解析
【详解】
解：（1）由P＝可得，牵引力做的功
W＝Pt＝22×103W×10×60s＝1.32×107J
由W＝Fs可得，汽车的牵引力
F＝＝＝1.1×104N
因汽车在平直的公路上匀速行驶时处于平衡状态，受到的阻力和牵引力是一对平衡力，所以，前进中汽车受到的阻力
f＝F＝1.1×104N
（2）汽车的功率保持不变，根据
P＝＝＝Fv
可知，汽车上坡时应减小车速来增大牵引力。
答：（1）前进中汽车受到的阻力为1.1×104N；
（2）汽车的功率保持不变，若要上坡，需采取的措施是减小车速，以此增大牵引力。
4、（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。
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、木块滑行距离 重力势 速度 货车不能超速行驶 不合理 没有控制变量
【详解】
（1）[1]实验中，小车从斜面上滑下，撞击木块对木块做功，使木块向前滑行，小车的动能越大，木块滑行的距离越远，所以实验中小车动能的大小是通过木块滑行的距离来反映。
[2]小车从斜面上滑下时，小车所处高度越来越小，小车的重力势能变小，动能增加，所以小车到达水平面时的动能是由重力势能转化而来的。
（2）[3]（a）和（b）两次实验中，小车的质量相同，小车从不同的高度滑下，小车到达水平面时的速度不同，所以（a）和（b）两次实验是探究物体动能大小与速度的关系。
[4]实验的结论是，当质量一定时，物体的速度越大则动能越大；高速公路对货车的限制可用该结论解释的是，货车不能超速行驶，因为货车的质量一定时，速度越大，动能越大，发生交通事故时造成的破坏也越严重。
（3）[5][6]如只将图（b）中的木块换成质量较大的，则（a）和（b）两次实验中小车的质量以及小车到达水平面时的速度均不相同，不能通过控制变量法得出实验结论，所以这样做不合理，理由是没有控制变量。
2、6 3 变大
【详解】
[1]设一个钩码重G，一格为L，根据杠杆平衡条件可得
所以
[2]每个钩码0.5N，根据杠杆平衡条件可得
所以弹簧测力计的示数
[3]弹簧测力计竖直向上拉杠杆时，拉力力臂为OC，当弹簧测力计逐渐向右倾斜时，拉力的力臂小于OC，拉力力臂变小，拉力变大，弹簧测力计示数变大。