精品试卷沪科版八年级物理第十章 机械与人专项攻克试题（含详解）

沪科版八年级物理第十章 机械与人专项攻克
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、如图所示的滑轮组，当物体A在动滑轮作用下由静止水平向右移动1m时，动滑轮克服物体A的摩擦力做的功为30J，则拉力F的大小（ ）
A．一定是10N B．一定是15N
C．一定大于10N D．一定大于15N
2、如图所示是探究动能大小与哪些因素有关的实验装置，小车从粗糙斜面上某一高度由静止开始释放，撞击静止于水平木板上的木块（不计空气阻力），将木块推出一段距离。下列说法正确的是（　　）
A．小车动能的大小是通过小车推动木块移动的距离来反映的
B．小车释放的高度与小车推动木块移动的距离无关
C．小车在斜面上向下运动的过程中，动能增加势能减小，机械能守恒
D．若木板的表面光滑且足够长，该实验装置仍能探究出小车的动能与哪些因素有关
3、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
4、小宇用200N的力把重10N的足球踢出6m远，足球运动轨迹如图所示，A点为足球刚离开脚，B点为足球在空中运动的最高点，则下列说法正确的是（　　）
A．小宇对足球没有做功
B．足球在空中运动过程中，机械能一直保持不变
C．足球在B点时动能不为零
D．足球从A点运动到B点，动能全部转化为重力势能
5、在某高处将两块质量相等的石块A、B分别以两种方式落向地面：石块A自由落下到地面；石块B被用水平作用力水平抛出后，呈抛物线下落到地面。在石块落地的过程中，石块重力分别做的功率为PA和PB，则比较两者大小关系正确的是（　　）
A．PA＞PB B．PA＝PB
C．PA＜PB D．不好判断
6、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
7、一个物体在一恒力的作用下沿水平方向匀速运动，图中能反映恒力所做的功与时间的对应关系的是（　　）
A． B．
C． D．
8、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
9、一块砖分别平放、侧放、竖放在水平地面上，有关它的重力势能的说法中，正确的是（　　）
A．平放时最大 B．侧放时最大
C．竖放时最大 D．三种放法都相同
10、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
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、从桌面掉到地上的乒乓球会自动弹起，球在上升过程中_____能转化为_____能，由于球与空气有摩擦，上升过程中球的机械能_____。
3、阅读短文并回答问题：
如图所示，人造卫星沿椭圆轨道绕地球运行。离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点，卫星在大气层外运行，不受空气阻力，只有动能和势能的转化。请回答：
（1）卫星运行过程中______守恒；
（2）当卫星运动到远地点时，______最大，______最小（选填“势能”或“动能”）；
（3）当卫星从近地点向远地点运动时，它的势能______、动能______，速度______（选填“增大”或“减小”）。
4、如图所示，用平行于斜面、大小为2.5N的拉力F，将重为3.6N的物体从斜面底端匀速拉至顶端，则有用功是______J，机械效率是______，摩擦力为______N。
5、一个50g的鸡蛋从2m高处自由下落，不计空气阻力，下落过程中鸡蛋的重力势能转化为_______能，重力对鸡蛋所做的功为_______J。（g=10N/kg）
三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）
1、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。
2、用如图甲所示的装置来探究滑轮组的机械效率η与物重G物的关系，改变G物，竖直向下匀速拉动弹簧测力计，计算并绘出η与G物关系如图乙所示，不计绳重和摩擦。求：
（1）若6s内将某重物匀速提升10cm，作用在细绳上的拉力为9N。此时拉力做的功和功率；
（2）此滑轮组中动滑轮的重力；
（3）当G物＝9N时滑轮组的机械效率。
3、体重为800N的人，双脚与地面的接触面积为400cm2，用图甲所示的滑轮组提升物体M。已知被提升的物体M重为900N，人加在绳子自由端的拉力F将物体M以0.4m/s的速度匀速提升到8m的高度，拉力做的功W随时间t的变化图象如图乙所示。不计钢丝绳的重力、摩擦力，则：
（1）滑轮组提升重物所做的有用功是多少？
（2）滑轮组提升重物的机械效率是多少？
（3）动滑轮的重力是多少？
4、如图，塔式起重机上的滑轮组将质量为600kg的重物匀速吊起5m时，滑轮组的机械效率为80%，g取10N/kg。求：
（1）提升重物做的有用功；
（2）绳端的拉力；
（3）若动滑轮的质量为40kg，求克服摩擦和钢丝绳重所做的功。
5、 “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？
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、C
【详解】
由可得物体A受到的摩擦力大小为
由图可知，与动滑轮连接的绳子股数有3股，因为要克服绳子与滑轮之间的摩擦，所以
故选C。
2、A
【详解】
A．在研究动能大小与什么因素有关时，我们是通过观察小车推动木块移动的距离来反映小球动能大小的，采用的是转换法的思想，故A正确；
B．由于动能的大小与物体的质量和速度有关，小车释放的高度越高，小车到达斜面底端速度越大，具有动能越大，小车推动木块移动的距离越长，故B错误；
C．小车在斜面上向下运动的过程中，动能增加，势能减小，但是斜面粗糙，需要克服阻力做功，机械能减小，故C错误；
D．若水平面绝对光滑，根据牛顿第一定律，小车和木块将永远一直运动下去，没有运动距离的远近之分，就不能达到通过比较距离来比较动能的目的了，故D错误。
故选A。
3、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。
4、C
【详解】
A．球还为离开脚时，脚对足球有力的作用，足球在力的作用下有距离的移动，此时脚对球做功；脚离开球后，脚不再给球力的作用，虽然足球有距离的移动，但此时足球不做功，故A错误；
B．足球在运动的过程中，机械能减小，因为足球在空中时受到空气阻力，一部分机械能转化为内能，故B错误；
C．B点为足球在空中运动的最高点，但足球的速度不为零，此时足球在竖直方向上，速度为零，但在水平方向，足球有向右的速度，不为零，所以此时动能也不为零，故C正确；
D．足球从A点到B点，高度增加，速度减小，动能转化为重力势能和内能，故D错误。
故选C。
5、B
【详解】
由题知
故根据 知
在下落过程中
因为
所以，重力做功
又因为石块A自由落下到地面；石块B被用水平作用力水平抛出后，呈抛物线下落到地面，所以，A和B所用时间相同，
故根据知
故ACD错误，B正确。
故选B。
6、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。
7、B
【详解】
一个物体在一恒力的作用下沿水平方向匀速运动，说明物体受到的拉力和物体的运动速度不变，根据W＝Fs、s＝vt可得W＝Fvt，所以可知恒力所做的功与时间成正比，则W﹣t是一条过原点的倾斜直线，其对应的图像为B。
故选B。
8、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。
9、C
【详解】
重力势能由质量和高度决定，平放时重心最低，竖放时重心最高，所以重力势能最大。
故选C。
10、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。
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、动 重力势 减小
【详解】
[1][2]乒乓球在上升的过程中，质量不变，速度减小，动能减小；高度增高，重力势能增大，是动能转化为重力势能。
[3]如果不能忽略空气阻力，乒乓球上升的过程中克服空气阻力做功，机械能转化为内能，机械能减小。
3、机械能 势能 动能 增大 减小 减小
【详解】
（1）[1]卫星在大气层外运动，不受空气阻力作用，只有动能和势能的相互转化，因此卫星运行过程中机械能守恒。
（2）[2][3]卫星运动到远地点时，部分动能转化势能，距离最远，动能变为最小，速度最小，所以势能最大，动能最小。
（3）[4][5][6]当卫星从近地点向远地点运动过程中，部分动能转化势能，卫星的高度增大，重力势能增大，速度减小，动能减小，速度减小。
4、0.72 72% 0.7
【详解】
[1]由图示知，斜面的高度
h=20cm=0.2m
拉力做的有用功
W有=Gh=3.6N×0.2m=0.72J
[2]斜面长
s=40cm=0.4m
拉力做总功
W总=Fs=2.5N×0.4m=1J
斜面的机械效率
[3]拉力做的额外功
W额=W总-W有=1J-0.72J=0.28J
由W额=fs得物体在斜面上受到的摩擦力
5、动 1
【详解】
[1]鸡蛋下落过程，质量不变，高度降低，速度变大，重力势能变小，动能变大，下落过程中鸡蛋的重力势能转化为动能。
[2]重力对鸡蛋所做的功为
三、计算题
1、（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%。
2、（1）1.8J， 0.3W；（2）3N；（3）75%
【详解】
解：（1）由图知，n＝2，拉力端移动距离
s＝nh＝2×10cm＝20cm＝0.2m
拉力做的总功
W总＝Fs＝9N×0.2m＝1.8J
拉力做功功率
=
（2）不计绳重和摩擦，提升动滑轮做的功为额外功，W额＝G动h，滑轮组的机械效率
η=
由图乙可知，当提升物体
G＝12N
时，滑轮组的机械效率
即
解得动滑轮重力
G动＝3N
（3）当提升物体
G'物＝9N
时，滑轮组的机械效率
答：（1）拉力做的功为1.8J，功率为0.3W；
（2）此滑轮组中动滑轮的重力为3N；
（3）当G物＝9N时滑轮组的机械效率为75%。
3、（1）7200J；（2）90%；（3）100N
【详解】
解：（1）根据做功的计算公式可得，滑轮组提升重物所做的有用功为
W有=Gh=900N×8m=7200J
（2）由
可得，物体上升时间为
由图乙可知，此时拉力做的总功是8000J，根据机械功率的计算公式可得，滑轮组的机械效率为
（3）由图甲可知
n=2
则绳子自由端移动的距离为
s=nh=2×8m=16m
由
W=Fs
可得，滑轮组绳端的拉力为
不计钢丝绳的重、摩擦力大小，由
得，动滑轮的重力为
G动=nF-G=2×500N-900N=100N
答：（1）滑轮组提升重物所做的有用功是7200J；
（2）滑轮组提升重物的机械效率是90%；
（3）动滑轮的重力是100N。
4、（1）3×104J；（2）2.5×103N；（3）5.5×103J
【详解】
解：（1）重物的质量为600kg，根据可知，重物的重力为
重物的重力为6000N，滑轮组将重物匀速吊起5m时，根据可知，提升重物做的有用功为
提升重物做的有用功为3×104J。
（2）由（1）解析可知，提升重物做的有用功为3×104J，滑轮组的机械效率为80%，再由可得拉力做的总功为
由图可知，承担物重绳子股数n=3，绳子自由端移动的距离为
再由可得拉力为
绳端的拉力为2.5×103N。
（3）提升重物做的有用功为3×104J，拉力做的总功为3.75×104J，则对动滑轮、克服摩擦和钢丝绳重所做的额外功为
动滑轮的质量为40kg，则动滑轮的重力为
动滑轮也上升了5m，则提升动滑轮做的额外功为
克服摩擦和钢丝绳重所做的额外功为
克服摩擦和钢丝绳重所做的额外功为5.5×103J。
答：（1）提升重物做的有用功为3×104J；
（2）绳端的拉力为2.5×103N；
（3）若动滑轮的质量为40kg，克服摩擦和钢丝绳重所做的功为5.5×103J。
5、（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。
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。