精品试卷沪科版八年级物理第十章 机械与人同步训练试题（含详细解析）

沪科版八年级物理第十章 机械与人同步训练
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、如图所示，水平木板上有甲、乙两个木块，甲的质量大于乙的质量。两木块下表面的粗糙程度相同。甲、乙分别在相同的水平拉力F1和F2的作用下，运动了相同的距离，下列说法中正确的是（　　）
A．F1做功和F2一样多 B．F1做功比F2多
C．F2做功比F1多 D．条件不足，F1、F2做功无法比较
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、网球落到水平地面后又会跳起来。如图是用频闪照相机拍摄的记录一只网球落地后运动过程的照片，照片中位置1、位置2高度相等，位置3高于位置1和2。则（　　）
①该网球在位置1、2和3的动能越来越小
②该网球在位置1、2和3的重力势能越来越小
③该网球在位置1、2和3的机械能越来越小
④该网球在位置1、2的机械能相等，在位置3的机械能最大
A．①③ B．①④ C．②③ D．①④
4、小明用一竖直向上的力把物体A匀速提到了一定的高度，所做的功为100J。小红利用某种机械把相同的物体A也匀速提到了相同的高度，所做的功为120J，则下列说法正确的是（　　）
A．小红利用的机械一定是省力的
B．小红所做的有用功为120J
C．小红所做的有用功为100J
D．小红利用的机械其机械效率达到了100%
5、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
6、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
7、我国成功利用长征系列运载火箭执行过多次太空发射任务，下列有关说法正确的是（　　）
A．火箭加速上升过程中，重力势能转化为动能
B．火箭点火升空过程中，火箭的惯性消失
C．火箭点火升空过程中，内能转化为机械能
D．火箭加速上升过程中，只受到重力和空气阻力
8、如图所示，是自卸车的示意图，车厢部分可视为杠杆，则下列分析正确的是（　　）
A．C点是支点，液压杆施的力是动力，货物重力是阻力
B．B点是支点，物体A放在车厢前部可省力
C．C点是支点，物体A放在车厢后部可省力
D．B点是支点，物体A放在车厢前部要费力
9、杂技演员在表演“水流星”节目，演员将一根细绳系着盛水的杯子，让杯子在竖直平面内做圆周运动，水不从杯里洒出， 甚至当杯子运动到最高点时，已经杯口朝下，水也不会从杯子里洒出来。则在演员停止用力转绳时，下列关于其中的一只杯子的说法正确的是（　　）
A．受平衡力作用 B．重力势能保持不变 C．机械能不变 D．运动状态不断改变
10、跳伞运动员在空中匀速直线下降的过程中，关于运动员（不包含降落伞和绳）下列说法正确的是（　　）
A．动能不变，重力势能不变，机械能不变
B．动能变大，重力势能变小，机械能不变
C．动能不变，重力势能变小，机械能变小
D．动能变小，重力势能变小，机械能变小
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”）。
2、图甲所示为一种搬运建筑材料的机械装置AB是个杠杆，O为支点，杠杆平衡时，B端受到的向下的拉力______A端受到的向下拉力（选填“大于”、“小于或“等于”）；若搬运2000N的货物，电动卷扬机拉钢丝绳的力F甲＝1600N，该滑轮组的效率η甲＝______；若用同样的滑轮按乙图组装，匀速提升相同的货物，电动卷扬机拉钢丝绳的力为F乙，乙滑轮组的效率为η乙，考虑实际情况，则F甲______F乙，η甲______η乙（选填“＞”、“＜”或“＝”）。
3、足球运动员用力踢足球，足球离开人足在草地上滚动到停下来的过程中，足球运动员对足球施加的力对足球_______功，这是由于_______。
4、如图所示为掉在地上的弹性小球在地面上弹跳的频闪照片。弹性小球从A点下落至B点的过程中，它的________转化为动能；弹性小球从B点上升至C点又开始下落，小球在B点的机械能________（选填“大于”“小于”或“等于”）它在C点的机械能，C点小球的动能________（选填“为零”或“不为零”）。
5、一个质量为70kg的工人，用图所示的装置提升石板，已知托板重200N，容量足够大，每块石板重100N，绳能承受的最大拉力为800N，滑轮的摩擦和绳重均可忽略不计。当工人在4s内将10块石板匀速提升2m时，此装置的机械效率为80%。那么，该工人站在地面上用此装置提升石板的过程中，此装置动滑轮重______N；该工人提升10块石板升高2m做的额外功是______J；该工人此装置提升石板的机械效率最高可达到______%。（保留一位小数）
三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）
1、如图所示，斜面长度为8m，高为3m。建筑工人将重为100N的物体，用绳子从地面匀速拉到顶端时用时10s，沿斜面向上的拉力为50N，求：
（1）有用功W有；
（2）拉力做功的功率P；
（3）物体受到的摩擦力f；
（4）该斜面的机械效率η。
2、 “十一”期间，李强一家自驾到南京游玩，汽车（包括车上的人和物品）质量为 ，该车匀速行驶时受到的阻力为车重的30%。汽车发动机的效率约为8% ，汽油的热值约为 ，。
（1）从家到南京全程100km，这段路程中汽车牵引力所做的功为多少？
（2）该车油箱最多能装40kg汽油，油箱加满后最多能行驶多长距离？
3、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。
4、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）
5、如图所示的滑轮组，其中的动滑轮重30N，现用它将重为60N物块提升1m。求：
（1）滑轮组此时做的有用功为多少？
（2）滑轮组在提升的过程中，共花了2s，若不计绳重和摩擦，绳端拉力F的功率；
（3）若摩擦和绳重所产生的额外功始终占有用功的12.5%，当滑轮组的机械效率为80%时，所吊物体的重。
四、实验探究（2小题，每小题10分，共计20分）
1、 “探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验如图甲、乙、丙所示，让质量不同的两个钢球分别从斜面上不同高度h和H（H＞h）处由静止滚下，撞击放在水平木板上的木块，使木块滑动，虚线位置为木块滑动一端距离s后停止的位置。
（1）实验中通过______反映小球动能的大小；
（2）由甲、乙两图可以得到的结论是：______；
（3）将A、B两钢球先后从同一斜面的不同高度由静止释放，已知hA＜hB，sA＞sB，则A、B两球的质量关系是______。
A．mA＞mB
B．mA＜mB
C．mA＝mB
D．无法判断
2、截至 2020 年底，我国高速公路通车里程达 16.1 万公里，居世界第一。小羽观察到在高速公路正线外侧设置了一段上坡路，查阅资料后得知这段专用车道叫做紧急避险车道，如图所示，供刹车失灵车辆冲上斜坡安全减速。小羽想探究汽车冲上斜坡的最大距离与哪些因素有关，于是找来了木块、斜面等实验器材进行探究。实验之前小羽作出了如下猜想：
猜想一：与木块的质量大小有关；
猜想二：与木块冲上斜面的初始速度大小有关。 下表是小羽的实验数据。
序号 1 2 3 4 5
质量 m/g 100 100 100 200 300
初始速度 v/(m/s) 2 3 4 3 3
最大距离 s/m 0.20 0.45 0.80 0.45 0.45
（1）分析表中 2、4、5 三组数据发现，木块冲上斜面的最大距离与______无关；
（2）分析表中______（填序号）三组数据，得出的结论：在质量等条件一定时， 初始速度越大，木块冲上斜面的最大距离越大。
-参考答案-
一、单选题
1、A
【详解】
甲、乙分别在相同的水平拉力F1和F2的作用下，运动了相同的距离，拉力相同，物体在拉力方向上移动的距离相等，根据，故拉力做功相同，故A正确；BCD错误。
故选A。
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、A
【详解】
网球在位置1、2，高度相等，势能也相等，在弹跳的过程中需要克服摩擦力做功，有一部分机械能转化为其他形式的能，机械能减小，所以动能减小，所以1位置的机械能是最大的；3的位置高于1和2的位置，所以3处的重力势能要大于1和2处的重力势能，由于机械能是逐渐变小的，则3处的动能要小于1和2处的动能，故①③正确。故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
4、C
【详解】
A．利用机械可能省力也可能费力，小红利用某种机械不能确定一定省力，故A错误；
B．小红利用某种机械把相同的物体A也匀速提到了相同的高度，所做的功是为120J，即120J是总功，故B错误；
C．对物体做的功是有用功，所以，小红利用机械做的有用功等于小明做的功，即100J，故C正确；
D．由于利用机械就一定做额外功，所以，机械效率总小于1，机械效率不可能达到了100%，故D错误。
故选C。
5、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。
6、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。
7、C
【详解】
A．火箭加速上升的过程，质量不变，速度增加，则动能增加，同时高度增加，重力势能增大，所以不是重力势能转化为动能，故A错误；
B．惯性是物体的一种属性，不会凭空消失，故B错误；
C．火箭点火发射时，产生燃气的内能转化为火箭升空的机械能，故C正确；
D．火箭加速上升，受到重力，摩擦力还有推力作用，受力不平衡，火箭受的向上的推力大于向下的重力，合力向上，火箭加速上升，故D错误。
故选C。
8、C
【详解】
A．由图可知车厢绕着点C转动，所以C点为支点，液压杆施的力是动力，货物对杠杆的压力是阻力，不能说重力是阻力，故A错误；
BCD．C为支点，当物体A放在车厢的后部时，动力臂大于阻力臂，省力；物体A放在车厢前部时，动力臂小于阻力臂，费力。故BD错误，C正确。
故选C。
9、D
【详解】
A．杯子在重力和拉力的作用下做圆周运动，其运动的方向时刻发生变化，所以受到的不是平衡力，故A错误；
BC．演员用力转绳时，杯子做圆周运动，杯子在运动的过程中，高度变化，则重力势能变化；由于演员对杯子做功，所以机械能变化，故BC错误；
D．由于杯子的速度方向在不停地改变，所以，运动状态在改变，故D正确。
故选D。
10、C
【详解】
在空中匀速直线下降的过程中，速度不变，所以动能不变；高度降低，所以重力势能减小；机械能等于动能和重力势能之和，所以机械能在变小。故C正确，ABD错误。
故选C。
二、填空题
1、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。
2、小于 62.5% ＞ ＞
【详解】
[1]AB是个杠杆，O为支点，因为OA＜OB，由
FA×OA＝FB×OB
可知，FA＞FB。
[2]由图知，甲滑轮组中n＝2，由
η＝＝＝＝
得，甲滑轮组的效率
η甲＝×100%＝×100%＝62.5%
[3]由图示可知，甲图中n＝2，乙图中n＝3，由F＝（G+G动）可知，F甲＞F乙。
[4]根据题意可知，两种方法提升货物，并且匀速提升高度相同，则有用功相同，而乙增加了定滑轮需要克服绳重及摩擦力做的额外功增加，由
η＝＝
可知，η甲＞η乙。
3、不做 在此过程中，运动员没有对足球施加作用力
【详解】
[1][2]足球运动员用力踢足球，足球由于惯性，离开人足后，会在草地上继续滚动，由于受地面给球的摩擦力，会慢慢停下来，在足球离开人足后的运动过程中，运动员对球没有力的作用，故运动员对足球不做功。
4、重力势能 大于 不为零
【详解】
[1]弹性小球从A点运动到B点的过程中，质量不变，高度变小，其重力势能变小，同时速度变大，则动能变大，所以该过程中重力势能转化为动能。
[2]由图知，小球弹跳的高度越来越低，说明小球撞击地面时小球的机械能转化为地面和小球的内能，则小球机械能逐渐减小，且B点在C点之前，所以弹性小球在B点的机械能大于它在C点的机械能。
[3]小球在C点，没有竖直方向的速度，但有水平方向的速度，因此在C点动能不为零。
5、50 500 81.5
【详解】
[1][2]由图知，n＝2，若砖被提升h，则拉力端移动的距离s＝2h。当工人匀速提升10块砖时，拉力做的有用功：
W有用＝G砖×h＝100N×10×h＝1000N×2m＝2000J，
由得拉力做的总功
由W总＝W有用+W额得拉力做的额外功
W额＝W总﹣W有用＝2500J﹣2000J＝500J
不计滑轮的摩擦和绳重，使用滑轮组做的额外功
W额＝（G动+G板）h＝（G动+200N）×2m＝500J
解得动滑轮重力：G动＝50N。
[3]由题知，人使用的最大拉力
F最大＝G人＝mg＝70kg×10N/kg＝700N
不计滑轮的摩擦和绳重，最大拉力
F最大＝（G动+G板+G砖）＝（50N+200N+G砖）＝700N
解得能提升的最大砖重：G砖＝1150N，因为每块砖重100N，所以最多能提升砖的数量为
1150N/100N=11
实际能提升的最大砖重：G砖′＝1100N，此时拉力
F最大′＝（G动+G板+G砖′）＝（50N+200N+1100N）＝675N
因为滑轮组的机械效率
所以最高机械效率
三、计算题
1、（1）300J；（2）40W；（3）12.5N；（4）75%
【详解】
解：（1）根据题意，有用功为
（2）拉力做的功为
拉力做功的功率为
（3）克服物体所受摩擦力做的额外功为
由可得，物体受到的摩擦力为
（4）该斜面的机械效率为
答：（1）有用功为300J；
（2）拉力做功的功率为40W；
（3）物体受到的摩擦力为12.5N；
（4）该斜面的机械效率为75%。
2、（1）1.28×108J；（2）64000m
【详解】
解：（1）汽车的重力
G=mg=1500kg=15000N
汽车匀速行驶时牵引力和阻力是一对平衡力
F=f=G30%=15000N30%=4500N
牵引力所做的功为
W=Fs=4500N×100000m=450000000J
（2）40kg汽油完全燃烧放出的热量
Q放=qm=40kg=1600000000J
此时汽车所做的有用功
W有==8%1600000J=128000000
汽车行驶的路程
s===64000m
答：（1）从家到南京全程100km，这段路程中汽车牵引力所做的功为450000000J。
（2）油箱加满后最多能行驶64000m。
3、（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。
4、
【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。
5、（1）60J；（2）45W；（3）240N
【详解】
解：（1）滑轮组此时做的有用功
（2）若不计绳重和摩擦，绳端拉力的功率等于克服物块和动滑轮总重力做功的功率
（3）若摩擦和绳重所产生的额外功始终占有用功的12.5%，设所吊物体的重为G，滑轮的重力为G滑。物体上升的高度为h，滑轮组的机械效率为80% ，则
解得：G＝240N；
答：（1）滑轮组此时做的有用功为60J。
（2）绳端拉力F的功率是45W。
（3）当滑轮组的机械效率为80%时，所吊物体的重是240N。
四、实验探究
1、木块被推动的距离 见解析 A
【详解】
（1）[1]实验中通过木块被推动的距离反映小球动能的大小，木块被推动的距离越大，说明小球的动能越大。
（2）[2]比较甲、乙两图进行的实验可知，让同一钢球从斜面不同高度上静止滚下，高度越高，到达水平面的速度越大，木块被推动的距离较大，说明钢球的动能较大，故得出结论：质量一定时，速度越大，动能越大。
（3）[3]将A、B两钢球先后从同一斜面的不同高度由静止释放
hA＜hB
则两球达到斜面底端B球速度大，但是木块被推动的距离
sA＞sB
则A、B两球的质量关系是
mA＞mB
故选A。
2、质量 1、2、3
【详解】
（1）[1]在2、4、5组数据中，木块的初始速度相同，质量不同，则木块冲上斜面的最大距离相同，这说明：木块冲上斜面的最大距离与木块的质量无关。
（2）[2]在1、2、3组数据中，木块的质量相同，初始速度不同，且初始速度越大，木块冲上斜面的最大距离越大。