精品试题沪科版八年级物理第十章 机械与人专题测试试题（含答案）

沪科版八年级物理第十章 机械与人专题测试
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、跳绳是体育中考项目之一，小明的质量为50千克，每次跳起高度约为6厘米（人视作整体上升，如图所示），一分钟跳80次，下列说法正确的是（　　）
A．向上起跳过程中小明的动能持续增大
B．小明在这一分钟内跳绳的功率约为40W
C．小明跳一次克服重力做功约2J
D．下落过程中小明的重力势能不变
2、一个孩子从滑梯上匀速滑下，其臀部有灼热的感觉，这一过程中，小孩子的（　　）
A．动能增大，势能减少，机械能不变
B．动能不变，势能不变，机械能不变
C．动能增大，势能减少，机械能不变，内能增大
D．动能不变，势能减小，机械能减小，内能增大
3、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
4、如图将一小球置于一弹簧上方，放手后，小球向下运动，到达A位置小球刚好与弹簧接触，到达B位置小球的速度变为零，则对于此过程分析下列说法错误的是（　　）
A．从A到B位置过程中，小球的机械能全部转化为弹簧的弹性势能
B．从A到B位置过程中，小球受到弹力一直变大
C．从A到B位置过程中，小球的速度由大变小，到B位置为零
D．从A到B位置过程中，小球开始时受到的弹力小于重力，后来受到的弹力大于重力
5、 “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
6、如图所示，用斜向放置的传送带将货物匀速地自低处运送到高处。在这过程中，货物的重力势能不断增加。这是因为（　　）
A．静摩擦力做功 B．重力做功
C．支持力做功 D．动能转化为势能
7、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
8、如图所示，轻质直杆OA可绕O点转动，直杆下端挂一重物G。现用一个始终跟直杆垂直的力F将直杆由竖直位置缓慢转动到图示虚线位置，在转动过程中这个直杆（　　）
A．始终是省力杠杆
B．始终是费力杠杆
C．先是省力杠杆，后是费力杠杆
D．先是费力杠杆，后是省力杠杆
9、下列四个实例中，机械能正在减小的是（　　）
A．空中加速上升的飞艇 B．空中水平匀速飞行的飞机
C．地面上蓄势待发的火箭 D．高空中匀速下降的热气球
10、将皮球从离地某一高度水平抛出，球落地后又弹起，它的频闪照片如图甲所示，说法正确的是（　　）
A．皮球落地后第一次达到最高点P时，动能为0
B．如图乙所示，能反映皮球在空中的动能E随时间变化t的关系
C．若将皮球表面涂黑，则会在地面上A、B两点留下两个大小相等的黑色圆斑
D．皮球经过同一高度C、D两点时，动能相等
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、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。
2、一铁球竖直向上运动，到最高点后又竖直向下运动，并落回到地面，这过程中先后经过A、B位置，球在这两个位置的动能和重力势能如图所示，则球在A位置的速度______B位置的速度，球在A位置的高度______B位置的高度，球在A位置的机械能______B位置的机械能。（三空均选填“大于”、“等于”或“小于”）
3、掷实心球是中考体育考试的一个项目，抛出去的实心球从最高点下落的过程中，重力势能______，动能______。（均选填“变大”或“变小”）
4、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。
5、在使用滑轮时，______的滑轮叫动滑轮。动滑轮实质上是动力臂是阻力臂______的杠杆，所以使用它可以省______力，但不能改变______。
三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）
1、如图甲所示，电动卷扬机通过滑轮组提升重物，卷扬机有两个挡位可以调节对绳子自由端施加的拉力F的大小；在某一次提升重物过程中其拉力F随时间变化的关系如图乙所示，重物上升高度随时间变化的关系如图丙所示，不计钢丝绳重和摩擦力大小；求：
（1）0～2s拉力F所做的功是多少？
（2）2～4s，提升重物过程中，卷扬机对绳子自由端施加的拉力F的功率是多少？
（3）2～4s，提升重物过程中，滑轮组机械效率为80%，则动滑轮的重力是多少？
（4）仍用该机械提升其他重物时，该滑轮组的机械效率的最大值是多少？（小数点后保留一位）
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、在创建文明城市中，使用如图所示的新型清扫车对道路进行清洁工作。若该车质量为
，在某平直道路上匀速行驶100s，通过的路程为200m，清扫车在匀速工作过程中，受到的阻力是车重力的0.2倍，取。求：
（1）匀速行驶100s时牵引力做的功；
（2）匀速行驶时的功率。
4、如图所示是一种塔式起重机上的滑轮组，其中动滑轮的质量为30kg。已知在匀速吊起600kg的建筑材料时，对绳子端的拉力为2500N。在建筑材料上升5m高度的过程中，g取10N/kg。求：
（1）建筑材料所受的重力；
（2）塔式起重机对绳子拉力做的功；
（3）塔式起重机的机械效率。
5、一正方体物体放在水平地面上，某人想通过如图所示的滑轮来竖直提起这个物体。（g＝10N/kg）
（1）当人用250N的力向下拉绳子时，物体恰好能匀速上升，物体上升3m后恰好到达目标位置，求此过程中人所做的功？
（2）根据（1）的条件，该定滑轮的机械效率是80%，则正方体物体的质量是多少kg？
四、实验探究（2小题，每小题10分，共计20分）
1、如图，某实验小组在“探究物体动能跟哪些因素有关”实验中，让小球从同一斜面某处由静止释放，撞击同一水平面上的同一木块，木块移动一段距离后静止。
（1）实验中，探究的动能是指_______（选择项）其动能大小通过______来反映。
A．小球在斜面上的的动能 B．小球在水平面的动能 C．木块的动能
（2）由图中的______两次实验，可以看出高度h越高，钢球运动到水平面时速度越大，木块被撞得越远，这反映出物体的动能与物体的______有关。
（3）小组同学做完甲、乙实验后，在做丙实验时木块被撞滑出木板，需要重做实验，应该______才能完成实验。
（4）若水平面光滑，则______（选填“能”“不能”）完成本实验。
2、某同学研究动滑轮的使用特点，他每次都匀速提起钩码，研究过程如图所示，请仔细观察图中的操作和测量结果，然后归纳得出初步结论。已知动滑轮的重为0.2牛。
（1）比较（a）、（b）两图可知：________；、
（2）比较（b）、（c）、（d）三图可知：_________
-参考答案-
一、单选题
1、B
【详解】
A．向上起跳过程中，质量不变，速度减小，小明的动能减小，故A错误；
BC．小明的重力为
G＝mg＝50kg×10N/kg＝500N
小明跳一次克服重力做功
W＝Gh＝500N×0.06m＝30J
小明在这一分钟做的总功
W总＝80×W＝80×30J＝2400J
小明在这一分钟内跳绳的功率
故故B正确，C错误；
D．下落过程中小明的质量不变，高度降低，所以重力势能变小，故D错误。
故选B。
2、D
【详解】
AC．一个孩子从滑梯上匀速滑下，小孩的质量不变，速度不变，动能不变，故AC不符合题意；
BD．小孩在下滑的过程中，高度减小，重力势能减小，机械能是动能和重力势能之和，下滑时，机械能转化为内能，机械能减小，内能增大，故B不符合题意，D符合题意。
故选D。
3、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。
4、A
【详解】
A．从A到B位置过程中，小球的机械能大部分转化为弹簧的弹性势能，但也有一部分会由于空气阻力、摩擦等转化为内能，故A错误，符合题意；
B．从A到B位置过程中，弹簧的形变程度逐渐加大，所以小球受到弹力一直变大，故B正确，不符合题意；
C．从A到B位置过程中，小球开始时受到的弹力小于重力，继续加速，后来受到的弹力大于重力，小球开始减速，所以小球是先加速，再减速，到B位置速度变为0；故C正确，不符合题意；
D．从A到B位置过程中，开始时弹簧的形变程度小，小球受到的弹力小于重力，后来弹簧的形变程度增大，小球受到的弹力大于重力，弹力与重力的关系是变化的，故D正确，不符合题意。
故选A。
5、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。
6、A
【详解】
货物随传送带一起匀速斜向上运动，受到重力、支持力和摩擦力的作用，重力方向竖直向下，支持力与传送带垂直向上。货物相对于传送带有向下运动的趋势，所以货物还要受到传送带对它的静摩擦力。该摩擦力的方向与它相对于传送带的运动趋势相反，即沿传送带斜向上。因为物体向右上方匀速运动，所以重力做负功，支持力不做功。物体运动方向与摩擦力方向一致，所以摩擦力对物体做功，物体的重力势能不断增加。因为物体匀速运动所以物体的动能不变，并非动能转化为物体的重力势能，因此货物的重力势能不断增加，是因为静摩擦力做功，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
7、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。
8、A
【详解】
由图可知动力F1的力臂始终保持不变，物体的重力G始终大小不变，在杠杆从竖直位置向图示虚线位置转动的过程中，重力的力臂逐渐增大，但始终在l2＜l1时是省力杠杆，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
9、D
【详解】
A．空中加速上升的飞艇，质量不变，速度变大，动能变大，高度增高，重力势能变大，即飞艇的机械能增大，故A不符合题意；
B．空中水平匀速飞行的飞机，质量、速度和高度均不变，即动能不变，重力势能不变，故飞机的机械能也不变，故B不符合题意；
C．地面上蓄势待发的火箭，即火箭是静止的，动能和势能都不变，故火箭此时的机械能也不变，故C不符合题意；
D．高空中匀速下降的热气球，质量不变，速度不变，动能不变，高度降低，所以重力势能减小，故热气球的机械能减小；故D符合题意。
故选D。
10、B
【详解】
A．皮球落地后第一次达到最高点P时，小球达到最高点，此时小球在水平方向上速度不为0，所以在P时动能不为0，故A错误；
B．皮球向下运动的过程中，速度变大，动能越大，弹起的过程中，速度先变大后变小，动能先变大后变小，由于皮球在运动的过程中的机械能变小，则皮球在最低点时的动能会变小，所以该图能反映皮球动能E随时间t变化的关系，故B正确；
C．每次皮球反弹后到的最高点都比上一次的最高点要低，说明皮球受到空气阻力，机械能逐渐变小，落地时，转化成皮球的弹性势能也越来越小，皮球弹性形变程度也越来越小，所以看到黑色墨迹逐渐变小，即B点比A点留下的黑色圆斑小，故C错误；
D．每次小球反弹后到的最高点都比上一次的最高点要低，说明小球受到空气阻力，机械能逐渐变小，在C点的机械能大于在D点的机械能；机械能是物体动能与势能的总和，在CD两点高度相同则重力势能相同，所以在C点的动能大于在D点的动能，故D错误。
故选B。
二、填空题
1、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。
2、小于 大于 大于
【详解】
（1）[1]由图像知，小球在A点的动能小于小球在B点的动能，在质量一定时，速度越大，动能越大，所以小球在A点的速度小于小球在B点的速度。
（2）[2]由图像知，小球在A点的重力势能大于小球在B点的重力势能，在质量一定时，高度越大，重力势能越大，所以小球在A点的高度大于小球在B点的高度。
（3）[3]机械能等于动能和势能之和，小球在整个过程中没有发生弹性形变，不具有弹性势能，所以机械能等于动能和重力势能之和。A位置的机械能等于A位置动能与A位置重力势能之和；B位置的机械能等于B位置动能与B位置重力势能之和。如图可知，A位置动能等于B位置重力势能，A位置重力势能大于B位置动能，所以A位置的机械能大于B位置的机械能。
3、变小 变大
【详解】
[1]不计空气阻力，实心球在下落过程中质量不变高度降低，所以重力势能变小。
[2]实心球在下落过程中，质量不变，速度变大，所以动能变大。
4、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。
5、轴随物体一起移动 2倍 一半 力的方向
【详解】
[1]根据滑轮工作时的特点，动滑轮是指工作时，轴的位置随被拉物体一起运动的滑轮。
[2][3][4]如图所示，当F竖直向上拉时，动滑轮与物体一起向上运动，故不能改变力的方向。动滑轮可以看作以B点为支点的杠杆，阻力的力臂为圆的半径OB，动力臂的力臂为圆的直径BA，根据杠杆平衡条件可得
而，则
故动滑轮实质上是动力臂是阻力臂2倍的杠杆，所以使用它可以省一增力。
三、计算题
1、（1）2400J；（2）2000W；（3）100N；（4）83.3%
【详解】
解：（1）由图乙知0～2s的拉力F1为300N；由图丙知，0～2s物体升高的高度h1＝4m；由图甲知，n＝2，拉力端移动距离
0～2s拉力F做的功
（2）由图乙知，2～4s的拉力F’＝250N；由图丙知，2～4s物体升高的高度
拉力端移动距离
2～4s卷扬机所做的功为
拉力F的功率
（3）由可得拉力做的有用功
拉力做的额外功
不计钢丝绳重和摩擦力大小，拉力做的额外功等于提升动滑轮的功，由得动滑轮的重力
（4）由图乙可知，仍用该机械提升其他重物时，最大拉力F最大＝300N，不计钢丝绳重和摩擦力大小，根据
提升的最大物重
因为滑轮组的机械效率
该滑轮组的机械效率的最大值
答：（1）0～2s拉力F所做的功是2400J；
（2）2～4s，提升重物过程中，卷扬机对绳子自由端施加的拉力F的功率是2000W；
（3）2～4s，提升重物过程中，滑轮组机械效率为80%，则动滑轮的重力是100N；
（4）仍用该机械提升其他重物时，该滑轮组的机械效率的最大值是83.3%。
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）；（2）
【详解】
解：（1）清扫车所受的重力为
因为清扫车做匀速直线运动，所以清扫车受到的牵引力等于阻力，则
匀速行驶时牵引力做的功为
（2）匀速行驶时的功率为
答：（1）匀速行驶100s时牵引力做的功是；
（2）匀速行驶时的功率是。
4、（1）6000N；（2）3.75×104J；（3）80%
【详解】
解：（1）建筑材料所受的重力
G=mg=600kg×10N/kg=6000N
（2）由图知，动滑轮上的绳子段数为3段，即n=3，绳子自由端移动距离
s=nh=3×5m=15m
起重机对绳拉力做的功（总功）
W总=Fs=2500N×15m=3.75×104J
（3）所做的有用功为
W有用=Gh=6000N×5m=3×104J
塔式起重机的机械效率为
答：（1）建筑材料所受的重力为6000N；
（2）起重机对绳拉力做的功为3.75×104J；
（3）塔式起重机的机械效率为80%。
5、（1）750J；（2）20kg
【详解】
解：（1）此过程中人所做的功为
（2）该定滑轮的机械效率是80%，则有用功为
则物体重力为
物体质量为
答：（1）此过程中人所做的功为750J；
（2）该定滑轮的机械效率是80%，则正方体物体的质量是20kg。
四、实验探究
1、B 木块移动的距离 甲、乙 速度 更换长度更长的木板 不能
【详解】
（1）[1]因小球到达水平面时开始撞击木块，故可知实验中探究的动能是指小球在水平面的动能，故选B。
[2]小球撞击木块后，木块开始滑行，小球的动能越大，木块滑行的距离越远，故可知小球动能的大小通过木块移动的距离来反映。
（2）[3][4]由甲、乙两次实验可以看出，小球的质量相同而从斜面释放的高度不同，小球到达水平面时的速度不同，木块移动的距离也不同，故可知物体的动能与物体的速度有关。
（3）[5]若木块被撞击后滑出木板，则此时应调整木板的长度，故可更换长度更长的木板。
（4）[6]若水平面光滑，则木块在水平面上滑行时，在水平方向上不再受到阻力作用，故由牛顿运动定律可知，此时木块将一直做匀速直线运动，将不能完成本实验。
2、使用动滑轮提升重物时，可以省一半的力，但不能改变用力方向 使用动滑轮匀速提升相同重物时，拉力方向与竖直方向的夹角越大，拉力越大
【详解】
（1）[1]分析比较图（a）、（b）可知：物体和动滑轮的总重为2.2N，使用动滑轮时，拉力为1.1N，可见使用动滑轮匀速提起相同钩码，可以省力，但不能改变用力方向。
（2）[2] 分析比较图（b）、（c）、（d）可知：使用动滑轮匀速提起相同钩码，可以省力，但拉力与竖直方向夹角越大，拉力越大。