难点解析沪科版八年级物理第十章 机械与人定向练习试卷（精选）

沪科版八年级物理第十章 机械与人定向练习
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、小明用四个完全相同的滑轮进行实验，组成如图所示的甲、乙两个滑轮组。他用相同的时间把质量相等的重物G提升了相同的高度，所用的拉力分别为F1、F2，拉力做的功分别为W1、W2，拉力的功率分别为P1、P2，滑轮组的机械效率分别为η1、η2（忽略绳重与摩擦）。下列关系式正确的是（　　）
A． B．
C． D．
2、 “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
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、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
5、如图所示的工具中，在使用时属于费力杠杆的是（　　）
A．天平 B．瓶盖起子
C．食品夹 D．钳子
6、下列数据中最接近实际的是（　　）
A．今天綦江区的大气压约为
B．一个普通初中生的重约为500N
C．水的密度大约为
D．只要我们不断的改进，滑轮组的机械效率可以达到
7、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
8、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
9、如图所示，轻质杠杆可绕O转动，在A点始终受一垂直作用于杠杆的力，在从A转动位置时，力F将（　　）
A．变大 B．变小
C．先变大，后变小 D．先变小，后变大
10、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
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、如图所示，—轻质杠杆可绕O点转动，A点处挂上一重物，B点处用弹簧秤竖直向上拉着，杠杆恰在水平位置平衡，若弹簧秤示数为9牛，则物体重力为______牛。
2、如果把铁锹看作费力杠杆，在图所示的A、B、C三点中，支点是______点，动力作用点是______点，阻力作用点是______点。
3、在水平地面上，10s内用50N的力沿水平方向拉着重为100N的小车前进5m，重力做功等于______J，拉力做功的等于______J，拉力的功率为______W。
4、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_______。
5、如图所示，甲图中的装置相当于一个_______（填一种简单机械的名称）；乙图中的发光二极管具有单向导电性，它是利用_______材料制成的（选填“导体”、“半导体”、“超导体”）
三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）
1、质量为60kg的李师傅在装修施工时，利用如图所示的滑轮组来提升装修材料。他用300N的拉力在20s内将500N的材料提升了10m，绳子能承受的最大拉力为1000N，不计绳重及摩擦。g=10N/kg。求：
（1）动滑轮的重力；
（2）李师傅拉力的功率
（3）李师傅利用此滑轮组工作时的最大机械效率（保留一位小数）
2、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）
3、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）
4、工人用如图所示的滑轮组在5s内将120N的物体匀速提升了2m，已知工人的拉力F＝80N，不计绳重与摩擦阻力，求：
（1）工人做功的功率是多少？
（2）滑轮组的机械效率是多少？
（3）增加提升物体的重力，拉力随着增加，机械效率随之增大，当滑轮组机械效率是80%时，此时拉力为多大？
5、中考期间，××中学的学生乘坐如图所示的新型安全校车到考点参加考试。若校车和学生总质量为8000kg，车轮与地面的接触总面积为0.16m2，求：
（1）校车对水平路面的压强；
（2）若校车以10m/s的速度在一段平直路面上匀速行驶2000m，校车受到的牵引力是4000N，求校车发动机牵引力的功率。
四、实验探究（2小题，每小题10分，共计20分）
1、为了模拟研究汽车超载和超速带来的安全隐患，某物理实验小组同学利用如图所示装置进行探究实验：将A、B、C三个小球先后从同一装置高分别为hA、hB、hC的位置滚下（mA=mB＜mC，hA=hC＞hB），推动小木块运动一段距离后停止，请你根据生活经验和所学的物理探究方法，回答：
（1）在图甲和图丙实验中，A球、C球刚滚到水平面时的速度______（选填“相等”或“不相等”）；
（2）用来研究超载安全隐患时，我们应选择______两个图所示实验进行比较；
（3）用来研究超速安全隐患时，我们应选择______两个图所示实验进行比较；
（4）小华同学通过比较图中B、C两球，得出“质量大的物体动能大”，小丽认为小华的这一比较过程存在错误，你知道错误是什么吗？______；
（5）实验中，小球碰撞木块后，小球和木块继续在水平木板上滑动一段距离后停下，设碰撞前一瞬间小球的动能为E，小球推动木块所做的功为W，则E______W（选填“＜”、“＞”或“=”）；
（6）后来小勇将实验改装成用形状相同的塑料球和铁球（铁球质量大）将弹簧压缩到相同程度后再放手，如图丁所示，两球离开弹簧时的速度______（选填“相同”或“不相同”），纸盒被推开的距离______（选填“相同”或“不相同”）。
2、在学习势能的知识时，小明同学猜想物体重力势能的大小可能与以下两个因素有关：A．物体的高度；B．物体的质量。为了证明自己的猜想，他把橡皮泥平铺在水平面上，让同一小球从不同高度自由下落，记录结果如表。
实验次数 球离橡皮泥的高度/m 球在橡皮泥中的凹陷程度
1 1.0 较浅
2 2.0 较深
3 3.0 很深
（1）由记录结果可以得到的实验结论是：______；
（2）若想对另一个因素进行验证，你认为小明应该怎么做？______。
-参考答案-
一、单选题
1、D
【详解】
由图示知，甲、乙两滑轮组承重绳子分别为3和2根，在忽略绳重与摩擦时，拉力分别为
所以
F1将相同重物提升相同高度时，绳子端移动的距离分别为s1=3h，s2=2h，拉力所做的功分别为
W1=F1s1=(G+G动) 3h=(G+G动)h
W2=F2s2=(G+G动) 2h=(G+G动)h
所以W1=W2，提升重物所做的有用功
W1有=W2有=Gh
据知：η1=η2，提升重物时所用时间相同，据知，P1=P2
故ABC错误，D正确。
故选D。
2、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。
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、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。
5、C
【详解】
A．天平在使用时属于等臂杠杆，故A不符合题意；
B．瓶盖起子使用时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故B不符合题意；
C．食品夹在使用时，动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，故C符合题意；
D．钳子在使用时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故D不符合题意。
故选C。
6、B
【详解】
A．綦江区的大气压和一个标准大气压相近，为，故A不符合题意；
B．由题可知，，由可知
一个普通初中生的质量约为50kg，符合实际，故B符合题意；
C．水的密度大约为，故C不符合题意；
D．有用功和额外功之和为总功，有用功是总功的一部分，滑轮组的机械效率不可能达到，我们可以减少额外功来提高机械效率，但不会达到，故D不符合题意。
故选B。
7、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。
8、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。
9、C
【详解】
当杠杆在水平位置以下上升到水平位置时，不变，增大，由得增大；当杠杆从水平位置继续上升过程中，不变，减小，所以减小。故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
10、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。
二、填空题
1、6
【详解】
由图可知动力力臂，阻力力臂
由可得阻力为
由阻力为6N可知物体的重力为6N。
2、C B A
【详解】
[1][2][3]铁锹的工作原理可看成费力杠杆，如图人握住C点不动，往上提拉B点带动A处重物上升。故支点是C点，动力作用点是B点，阻力作用点是A点。
3、0 250 25
【详解】
[1]如果一个力作用在物体上，物体在这个力的方向上移动了一段距离，就说这个力对物体做了功。重力的方向是竖直向下的，而小车在水平方向上前进，小车没有在重力方向上移动距离，所以重力不做功，即重力做功为0。
[2]由题意可知，拉力，小车沿力的方向移动的距离，故拉力做的功
[3]由题意可知，小车在拉力的作用下，10s内前进了5m，即，故拉力做功的功率
4、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
5、滑轮组 半导体
【详解】
[1]由图得，绳子和木棍组合在一起，用较小的力就可以使较大的两根木棍靠拢，相当于滑轮组。
[2]发光二极管的主要材料是半导体。
三、计算题
1、（1）100N；（2）300W；（3）91.7％
【详解】
解：（1）由图知道，连接动滑轮绳子的股数n=2，若不计绳重及摩擦，由知道，动滑轮的重力
G动=2F-G物=2×300N-500N=100N
（2）绳子自由端移动的距离
s=2h=2×10m=20m
李师傅施加拉力做的功
W总=Fs=300N×20m=6000J
拉力的功率
（3）李师傅的重力
G人=mg=60kg×10N/kg=600N
人能提供的最大拉力等于自身重力，即
F′=G人=600N
当人施加最大拉力时，提升的物重最大，滑轮组的机械效率最高，由知道此时的最大物重
G′=2F′-G轮=2×600N-100N=1100N
由于
所以此时滑轮组的最大机械效率
答：（1）动滑轮的重力为100N；
（2）李师傅拉力的功率为300W；
（3）李师傅利用此滑轮组工作时的最大机械效率91.7%.
2、
【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。
3、（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%。
4、（1）64W；（2）75%；（3）100N
【详解】
解：（1）从图中可知，吊起动滑轮的绳子段数为
绳子自由端移动的距离
工人做的功
工人做功的功率
（2）克服物体重力做的有用功
滑轮组的机械效率是
（3）不计绳重与摩擦阻力，则克服动滑轮的重力所做的额外功
动滑轮的重力
滑轮组的机械效率
当滑轮组机械效率是80%时，物体的重力
此时拉力
答：（1）工人做功的功率是64W；
（2）滑轮组的机械效率是75%；
（3）此时拉力为100N。
5、（1）5×105 Pa；（2）4×104w
【详解】
解：（1）由受力分析可知，校车对水平路面的压力等于校车与学生的重力之和，即
F=mg=8000kg×10N/kg=8×104N
故由可得，校车对水平路面的压强为
（2）由题意可知，校车的速度为v=10m/s，校车受到的牵引力为F牵=4000N，故由P=Fv可得，校车发动机牵引力的功率为
P=F牵v=4000N×10m/s=4×104w
答：（1）校车对水平路面的压强为5×105Pa；
（2）校车发动机牵引力的功率为4×104W。
四、实验探究
1、相等 甲、丙 甲、乙 没有控制小球到达水平面时的速度相同 ＞ 不相同 相同
【详解】
（1）[1]小球从同一高度释放，运动到水平面时，它们的速度相等。
（2）[2]超载是指汽车的速度一定时，质量越大动能越大。选择到达水平面的速度相等，质量不同的甲、丙小球进行实验，即采用甲、丙两图实验。
（3）[3]超速是指汽车的质量一定，速度越大，动能越大。选择质量相等到达水平面速度不同的甲、乙小球，即采用甲、乙两图实验。
（4）[4]要探究小球动能与质量的关系，需要控制小球到达水平面时的速度相同，即不同质量的小球从同一高度自由滚下，而BC两图没有让小球从同一高度滚下，没有控制小球到达水平面时的速度相同，所以小华的这一比较过程存在错误。
（5）[5]球与木块碰撞的过程中，球对木块做功，做功的大小小于球最初的动能；木块在运动过程中，克服摩擦做功，机械能转化为内能，即木块克服摩擦做的功等于木块的动能大小，也就是小于碰撞前小球的动能。
（6）[6][7]用形状相同的塑料球和铁球将弹簧压缩到相同程度，弹簧的弹性势能相同，转化成的动能相同，两小球的质量不同，所以速度不同，但由于动能相同，对纸盒做的功应相同，对纸盒做得功是克服水平面给纸盒的摩擦力做功，摩擦力是相同的，根据W=Fs可知，纸盒运动的距离也应该是相同的。
2、质量一定时，物体高度越高，重力势能越大 让几个质量不同的小球从同一高度自由下落，观察球在橡皮泥中凹陷程度
【详解】
[1]让同一小球从不同高度自由下落，控制小球的质量相同而高度不同，是探究重力势能与物体高度的关系，由记录结果可以看出：小球高度越高，球在橡皮泥中凹陷越深，说明重力势能越大，即质量一定时，物体高度越高，重力势能越大。
[2]要探究重力势能大小与质量的关系，应控制高度相同，改变物体质量，可以让几个质量不同的小球从同一高度下落，观察球在橡皮泥中凹陷程度，越深说明重力势能越大。