精品试卷沪科版八年级物理第十章 机械与人定向训练试卷（有解析）

沪科版八年级物理第十章 机械与人定向训练
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、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
2、重为100N的物体A在水平拉力F的作用下，沿水平面以0.5m/s的速度作匀速直线运动，弹簧测力计的示数为4N。不计滑轮、绳子、弹簧测力计的重力，忽略绳子与滑轮间的摩擦。则（　　）
A．物体A受到水平面的摩擦力为5N
B．拉力F的功率为4W
C．若物体A匀速运动2s，拉力F做功为4J
D．物体A受到的支持力和物体A对水平面的压力是一对平衡力
3、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
4、图中甲、乙两套装置滑轮质量均相等。用它们分别将质量相同的重物匀速竖直提升，在相等时间内绳端A、B移动相同的距离，若不计绳重和摩擦，下列判断正确的是（　　）
A．两重物上升的速度相等
B．两滑轮组绳端的拉力相等
C．甲滑轮组的总功比乙少
D．两滑轮组的机械效率相等
5、 “十次车祸九次快，还有喝酒和超载”。这句话形象的说明了发生车祸的原因，汽车在水平公路上行驶的过程中，超速、超载容易引发交通事故，对于引发交通事故的原因，以下分析不正确的是（　　）
A．“快”——物体运动速度越大，动能越大
B．“快”——物体运动速度越大，惯性越大
C．“超载”——物体质量越大，动能越大
D．“超载”——物体质量越大，惯性越大
6、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
7、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
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、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
10、如图所示，将同一物体分别沿光滑的斜面AB、AC以相同的速度从底部匀速拉到顶点A，已知AB>AC，施加的力分别为F1、F2，拉力做的功为W1、W2，拉力做功的功率分别为P1、P2，则它们的关系正确的是（　　）
A．，，
B．，，
C．，，
D．，，
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、柳州本地生产的宝骏E300电动汽车节能环保，方便市民出行，若电动汽车功率为30kW，在20min匀速行驶了20km， 则此电动汽车牵引力做的功为___________J， 电动车的牵引力为___________N。
2、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
3、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）
4、如图所示，人在踮起脚时，人脚可以看成一个杠杆，其支点是______ （填“脚后跟”或“脚掌与地面接触的地方”），这是一______杠杆。
5、学校举行了一次登山比赛，小莉和小娟体重之比为5∶6，爬到山顶，小莉用时50min，小娟用时45min，则小莉和小娟做功之比是______，爬山功率之比是______。
三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）
1、当人头向下低时可看做一个杠杆，有同学想探究颈部拉力大小与低头角度的关系。如图，头重60N，点O是支点，人在不低头时颈部不受力，若低头后颈部拉力始终垂直于OB，角度为θ，求FB大小。（本题记录的条件不全，建议将本题作为参考）
2、如图所示，，用细绳把金属块悬挂于A点，用弹簧秤在B点施加一个竖直向上的力，当杠杆水平静止时，弹簧秤读数为，当向容器中加水金属块浸没于水中后，弹簧秤读数为1.2N，（）
求（1）金属块的重力为多少？
（2）金属块浸没于水中后所受到的浮力为多大？
（3）金属块的密度是多少？
3、骑行是青少年最喜爱的运动项目之一，如图所示是小明的山地车及相关数据，某次骑行，小明沿着平直的公路匀速行驶3km，耗时10min，（g取10N/kg）求：
（1）停放时，山地车对水平地面的压强；
（2）若在该路段骑行时受到的平均阻力为20N，小明骑行时的功率。
车架材料 碳纤维
车架材料体积V/cm3 2500
整车质量m/kg 10
车与地面接触总面积S/cm2 8
4、一根均匀木杆放在一水平桌面上，它的一端伸出桌面外边的那部分长度是木杆全长的，如图所示。
（1）在木杆伸出端的B点加一个作用力F，当F=300N时，木杆的另一端A开始向上翘起，那么木杆的重力是多少？
（2）木杆在桌面上若不施加其他任何力时，允许伸出桌面以外的最大长度是多少？
5、工人师傅利用汽车作为动力，从水中打捞一个圆柱形物件，绳子通过定滑轮，一端系着物件，另一端拴在汽车上，如图甲所示，汽车拉着物件匀速上升，已知汽车对绳子的拉力F与物件底面距离水底的高度h的变化关系如图乙所示．绳子的体积、绳重及摩擦均忽略不计，问：（）
（1）该物件的质量是多少？
（2）物件浸没在水中时，受到的浮力为多大？
（3）物件上表面恰好到达水面时，下表面受到水的压强为多少？
四、实验探究（2小题，每小题10分，共计20分）
1、课间，同学在窗外敲玻璃时，小明感觉双层玻璃与单层玻璃的振动情况不一样。于是他想探究“受敲击时，双层玻璃和单层玻璃的振动强弱情况”。如图所示，小明进行了以下实验：
①将单层玻璃板固定在斜面底端，把玻璃球靠在玻璃板的右侧，把橡胶球悬挂在支架上靠在玻璃板的左侧；
②将橡胶球拉开一定高度，放手后让其撞击玻璃板，玻璃球被弹开，记下玻璃球被弹出的距离。共做10次；
③换成双层玻璃板重复上述实验。
（1）实验时，需要进行多次实验，每次实验时橡胶球被拉开的高度 _____（选填“相同”、“不同”或“一次比一次高”）；
（2）进行实验时，小明发现玻璃球被弹开的距离太小，为了便于测量，你的改进方法是_____小明改进实验后，获得了如下数据：
实验次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 平均值
玻璃球被弹开的距离 （cm） 单层 79 78 82 80 81 79 80 81 78 82 80
双层 22 23 25 21 23 24 21 25 22 24 23
（3）受到橡胶球的敲击时，玻璃板振动的强弱是通过_____来反映的；
（4）根据上表中的实验数据分析，为了控制噪声污染，我们卧室的玻璃应选用_____玻璃。
2、文文同学在“斜面的机械效率跟什么因素有关”这一课题中提出了一些值得探究的猜想，斜面的机械效率跟：
A、斜面的倾斜程度有关；
B、斜面的粗糙程度有关；
C、斜面的长度有关；
D、物体受的重力有关。
文文设计方案并进行了探究，下表反映了她的探究过程。（表中①③两次实验所用斜面粗糙程度是相同的，设物体在斜面上做匀速直线运动）
实验次数 斜面倾角 斜面粗糙程度 物重G/N 斜面高度h/m 沿斜面拉力F/N 斜面长s/m 有用功 W有/J 总功 W总/J 机械效率η（%）
① 37° 粗糙 2 0.6 1.7 1 1.2 1.7
② 37° 较光滑 2 0.6 1.4 1 1.2 86
③ 45° 粗糙 2 0.6 1.8 0.85 1.53 78
（1）请你替文文在上表中的空格处填上适当的数据______；
（2）对比实验①②数据，可以验证猜想______（填字母）；
（3）①③两次实验所用斜面粗糙程度是相同的，物体与斜面之间的摩擦力______（选填“相等”、“不相等”）；
（4）找来一张三角形的纸，可以模拟钻头的形状。展开这张纸看看，原来是个斜面。根据表格，推测______钻头更加省力，推理依据是对比实验______、______（选填序号）数据。
　　
-参考答案-
一、单选题
1、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。
2、B
【详解】
A．对A进行受力分析，其受到了向左的拉力和向右的摩擦力，向左总拉力为8N，那么向右的摩擦力为8N，故A不符合题意；
B．拉力F的功率
故B符合题意；
C．若物体A匀速运动2s，拉力F做功为
故C不符合题意；
D．物体A受到的支持力和物体A对水平面的压力是两个物体间的作用力与反作用力，故是相互作用力，故D不符合题意。
故选B。
3、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。
4、D
【详解】
A．由图示知，甲滑轮的承重绳子为2根，乙滑轮组承重绳子为3根，在相等时间内两装置绳端移动的距离相等，则绳端移动的速度相等，据v绳端=nv重物知，甲重物移动的速度快，故A错误；
B．两个重物的质量相等，装置中滑轮的质量相等，不计绳重和摩擦，据知，乙滑轮组绳端的拉力小，故AB错误；
CD．由题意知
s甲=s乙，F甲>F乙，G甲=G乙
据W总=Fs知
W甲总>W乙总
在不计绳重及摩擦时，据
所以
η甲=η乙
故C错误，D正确。
故选D。
5、B
【详解】
A．动能由质量和速度决定，汽车质量不变，速度越大，动能越大，故A正确，不符合题意；
B．惯性的大小与速度无关，故B错误，符合题意；
C．动能由质量和速度决定，汽车速度不变，质量越大，动能越大，故C正确，不符合题意；
D．惯性的大小只与物体的质量有关，质量越大，惯性越大，故D正确，不符合题意。
故选B。
6、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。
7、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。
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、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。
10、D
【详解】
拉力F1、F2分别将同一物体分别沿光滑的斜面AB、AC以相同的速度从底部匀速拉到顶点A，拉力F1、F2做的功均等于物体重力做的功，即
依题意得
AB>AC
由得
由于
由得，拉力F1、F2作用在物体上的时间大小关系为
由得
故ABC错误，D正确。
故选D。
二、填空题
1、
【详解】
[1]汽车的功率为
P=30kW=3×104W
根据，可得电动汽车牵引力做的功为
[2]根据W=Fs可得，电动车的牵引力为
2、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。
3、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
4、脚掌与地面接触的地方 省力
【详解】
[1][2]人在踮起脚时，脚掌和地面接触的位置为支点，此时克服的阻力是重力，在脚心的位置，动力在腿上的位置，动力臂大于阻力臂，动力小于阻力，是省力杠杆。
5、5∶6 3∶4
【详解】
[1]小莉和小娟体重之比为G1∶G2＝5∶6，登山h相同，根据W＝Gh可得，小莉和小娟两人爬到山顶做功比为
[2]小莉和小娟所用时间之比为
所以小明、小刚两人爬山的功率比为
三、计算题
1、
【详解】
解：如图，将头颅看做杠杆模型，做出其动力FB，则动力臂为OB，重力的力臂为OC，则
由杠杆平衡条件可知
所以
答：FB大小为。
2、（1）5.4N；（2）1.8N；（3）
【详解】
解：（1）杠杆在弹簧秤的拉力及重物对A的拉力作用下而处于平衡状态则由力矩平衡可得
则
因金属块受重力和拉力而处于平衡状态故此金属块的重力
（2）浸没水中后由力矩平衡可知
则
金属块此时受重力G，浮力及拉力而处于平衡状态，故有
则浮力
（3）由得
金属块质量
则金属块的密度
答：（1）金属块的重力为；
（2）金属块所受浮力为；
（3）金属块的密度为。
3、（1）1.25×105Pa；（2）100W
【详解】
解：（1）停放时，地面所受的压力
山地车对地面的压强为
（2）骑自行车克服阻力所做的功
功率为
答：（1）停放时，山地车对水平地面的压强为1.25×105Pa；
（2）小明骑行时的功率为100W。
4、（1）600N；（2）木杆的
【详解】
解：（1）因为杠杆为均匀杠杆，因此杠杆的重心在杠杆的中点位置，设杠杆全长为L，则杠杆重力的力臂为
由得
即G=600N。
（2）因为是均匀的木杆，因此木杆的支点在杠杆的中心位置，由杠杆的平衡条件可得，在不施加其他任何力时，允许伸出桌面以外的最大长度是木杆的一半。
答：（1）木杆的重力是600N。
（2）允许伸出桌面以外的最大长度是木杆的二分之一。
5、（1）400kg；（2）500N；（3）
【详解】
解：（1）该物件离开水面后的拉力
由于图甲中，滑轮为定滑轮，则物体的重力为
则物体质量为
（2）由图乙知中，物体在水中时拉力
根据称重法可知物件浸没在水中时受到的浮力为
（3）由图乙知中，物件上表面恰好到达水面时，下表面所处的深度为
则下表面受到水的压强为
答：（1）该物件的质量是400kg；
（2）物件浸没在水中时，受到的浮力为500N；
（3）物件上表面恰好到达水面时，下表面受到水的压强为。
四、实验探究
1、相同 增加橡胶球起始的高度 玻璃球被弹开的距离 双层
【详解】
（1）[1]橡胶球从高处下落，势能转化为动能，要使撞击的力度相同，势能要相同，所以可从同一高度处静止释放，据此可知他的操作是：将橡胶球拉开到同一高度处，然后静止释放。
（2）[2]进行实验时，小明发现玻璃球被弹开的距离太小，为了便于测量，可以增加橡胶球起始的高度，使橡胶球从更高处下落，由更多的重力势能转化为动能，使玻璃球被弹开的距离变大。
（3）[3]由实验的原理可知，受到橡胶球的敲击时，玻璃板振动的强弱是通过玻璃球被弹开的距离来反映的，这用到了转换法。
（4）[4]表格数据反映出，双层玻璃理玻璃球被弹开的距离小，说明同样力度撞击时双层玻璃振动幅度小，声音响度就小。由此小明想为了更好的控制噪声污染，我们卧室的玻璃应选用双层玻璃。
2、①中的机械效率η（%）：71，②中的总功W总/J ：1.4，③中的有用功W有/J ：1.2 B 不相等 乙 ① ③
【详解】
（1）[1]由题意，①中的机械效率为
②中的总功为
③中的有用功为
（2）[2]对比①②数据，粗糙程度不同，机械效率不同，根据控制变量法的思想，由数据可得：斜面倾斜程度相同时，斜面越粗糙，机械效率越低。所以是研究与粗糙程度的关系，故是猜想B。
（3）[3]根据题意，第①③次实验的摩擦力做的额外功分别为
由可得摩擦力为两次的摩擦力分别为
所以，故斜面粗糙程度是相同的，斜面倾角不同，物体与斜面之间的摩擦力不相等。
（4）[4][5][6]由①③可得，在斜面粗糙程度相同时，斜面倾角越小，越省力，而两钻头乙的倾角小一些，故乙更省力。