难点详解沪科版八年级物理第十章 机械与人专题训练试卷

沪科版八年级物理第十章 机械与人专题训练
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、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、用甲、乙、丙三个木块将相同弹簧压缩到图示位置后由静止释放，沿光滑水平轨道滑行，可冲到光滑斜面上。若三个木块能到达斜面的最大高度分别是h甲、h乙、h丙，且h乙＞h丙，弹簧的压缩量分别为l1、l2、l3，且l1＜l2＝l3，甲、乙的质量m甲＝m乙。以下判断正确的是（　　）
A．甲、乙能到达斜面的最大高度h甲＞h乙
B．乙离开弹簧时的动能比丙大
C．甲、乙离开弹簧时的速度v甲＞v乙
D．乙、丙的质量m乙＜m丙
3、如图所示，是工人师傅往高处运送货物的两种方法。物重均为500N，滑轮重均为10N，不计摩擦和绳重，下列说法正确的是（　　）
A．甲图中的拉力等于乙图中的拉力 B．甲图中的拉力小于乙田中的拉力
C．甲图中的拉力大于乙图中的拉力 D．甲图中的拉力为乙图中拉力的两倍
4、如图所示，各工具中属于费力杠杆的是（　　）
A．筷子 B．钳子
C．起子 D．剪子
5、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
6、如图所示，使用时属于费力杠杆的是（　　）
A．镊子 B．瓶盖启子
C．钳子 D．托盘天平
7、关于足球下列说法正确的是（　　）
A．踢出去的足球受到惯性的作用会继续运动，且速度越快惯性越大
B．给正在飞行的足球再踢一脚，足球一定会运动得更快
C．足球在空中飞行时，没有力对它做功
D．运动员踢出的“香蕉球”旋转着前进时能转弯绕过人墙，是因为流体的压强与流速有关
8、如图所示，在竖直平面内用轻质细线悬挂一个小球，将小球拉至A点使细线处于拉直状态，由静止开始释放小球，不计空气阻力，小球可在A、F、B三点间来回摆动，A和B是最高点，F是最低点。下列说法正确的是（　　）
A．小球到达最低点F时撤去一切外力，由于惯性，它将保持原来的圆周运动
B．当小球运动到最低点F处，细线对它的拉力与它受到的重力平衡
C．当小球到达最高点A时撤去一切外力，它将做匀速直线运动
D．当小球摆动到B点时，细线恰好断开，则小球将沿BE方向运动
9、下列物体既有动能又有重力势能的是（　　）
A．停止在站台上的火车 B．悬挂在天花板上的吊灯
C．在空中飞行的飞机 D．被拉开的弹弓
10、一把杆秤，当称砣缺损了一些时，用它称出物体的质量与实际质量比较是（　　）
A．小了 B．相等 C．大了 D．不能确定
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，小金用轻质杠杆（自身重力忽略不计）、空桶、质量为m0的物体A和细线，自制了测量液体密度的杠杆密度计。该杠杆密度计可以从杠杆上的刻度直接读出液体密度的数值。
（1）将杠杆在O点悬挂起来，空桶悬挂在B点，质量为m0的物体A悬挂在C点时，杠杆水平平衡。测出B点到O点的距离为l，C点到O点的距离为l0，此时C点的密度刻度线应标注为_______；
（2）在B点的空桶内注满液体，空桶容积为V，移动物体A至D位置，使杠杆在水平位置平衡。若D点到O点的距离为l1，通过推导分析，此时D点的应标注的密度值_______。（结果用题中所给的字母表示）。
2、如图所示，放在水平桌面上的匀质长直木板长度L为40cm，质量为2kg，它的右端与桌面相齐，与桌面间的摩擦力大小为物重的0.2倍。若在木板左端用一水平推力F将其匀速推下桌子，水平推力至少要做功 ___________J。
3、如图是使用手机和自拍杆进行自拍时的示意图，将自拍杆看作一个杠杆，O为支点。
（1）请画出动力F1的力臂L______；
（2）若忽略自拍杆的重力，有同学说“在自拍时，手机的重力就是自拍杆这个杠杆受到的阻力。”你同意这种说法吗？______。简述你的理由：______。
4、古代护城河上有座吊桥，它的结构原理如图所示。把桥面看成是长为10m，所受重力为3000N的均匀杆OA，可以绕转轴O点在竖直平面内转动，在O点正上方10m处固定一个定滑轮，绳子通过定滑轮与杆的另一端A相连，用力拉动绳子就可以将杆从水平位置缓慢向上拉起。杆即将离开水平位置时，绳子的拉力为F1，当士兵们把吊桥拉起到与水平面的夹角为30°时，绳子的拉力为F2，所用的时间是0.5min（忽略绳子重力、滑轮半径和摩擦）。则：
（1）F1:F2=_____；
（2）士兵们对吊桥所做功的平均功率是 _____W。
5、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“＝”）。
三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）
1、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。
2、如图所示，小明家在装修，为了帮爸爸把重力为1000N的木箱搬到1.5m高的卡车车厢里，他将一块5m长的木板搁在地面与车厢之间构成一个斜面，将木箱拉至斜面顶端，若斜面的机械效率为75%，求：
（1）小明所做的有用功；
（2）沿斜面方向的拉力；
（3）木箱受到的摩擦力。
3、如图所示，绳重及摩擦不计，工人将重为800N的物体匀速提至高处，滑轮组的机械效率80%。求：
（1）人对绳子的拉力F为多少；
（2）如果用这个滑轮组将重600N重物提升5m，则此时机械效率为多少。
4、建筑工地上，起重机吊臂上的滑轮组如图所示。在匀速起吊重为5000N的重物使其匀速上升，对绳子自由端的拉力是2000N，重物在10s内上升了1m。则：
（1）克服物体重力做的功是多少J？
（2）拉力做功的功率是多少W？
（3）该滑轮组的机械效率是多少？
5、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？
四、实验探究（2小题，每小题10分，共计20分）
1、在研究杠杆平衡条件的实验中：
（1）所用的器材有铁架台、带刻度的杠杆、细线、________和______；
（2）实验前，先调节杠杆两端的__________；使杠杆在________位置平衡；
（3）以挂在左边的钩码重力为动力，挂钩码的位置到支点的距离为动力臂。以挂在右边的钩码重力为阻力，挂钩码的位置到支点的距离为阻力臂。当杠杆在水平位置平衡时，得到的表格中第1、2两组数据，由此我们可以得到的结论：________；
实验次数 动力（牛） 动力臂（厘米） 阻力（牛） 阻力臂（厘米）
1 4 10 2 20
2 2 15 3 10
3 3 10 2 20
（4）再以弹簧测力计的拉力为阻力，弹簧测力计在杠杆上的作用点的位置到支点的距离为阻力臂。当杠杆在水平位置静止时，得到表格中第3组数据，由此我们判断造成这个结果的原因可能是________。
2、在“测量滑轮组机械效率”的实验中，小兵与同学们用同一滑轮组进行了三次实验（如图所示），实验数据记录如表：
次数 钩码重/N 钩码上升距离/cm 弹簧测力计示数/N 弹簧测力计上升距离/cm 机械效率
1 2 10 0.8 30 83.3%
2 4 10 1.5 30 ①
3 6 10 ② 30 90.9%
（1）实验时应沿竖直方向___________拉动弹簧测力计，并用刻度尺测出物体上升的高度；
（2）表格中编号①处的数据为______（结果保留一位小数）；编号②处的数据为_______（观察丙图）；
（3）分析数据可得结论：使用同一滑轮组提升不同重物至同一高度时，提升的物重增加时，所做的额外功___________（选填“变大”、“变小”或“不变”）；
（4）分析数据可得结论：使用同一滑轮组，滑轮组的机械效率与物重的关系可能比较符合的图是___________。
A． B．
C． D．
-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、D
【详解】
A．木块沿光滑水平轨道滑行时，机械能守恒，弹簧弹性势能转化为木块的动能，木块的动能又转化为木块的重力势能。因为l1＜l2，因此第一个图中弹簧的弹性势能小于第二个图中弹簧的弹性势能；m甲＝m乙，所以离开弹簧时木块甲的动能小于木块乙的动能，冲上斜面，甲动能转化的重力势能比乙转化的重力势能少，最终甲、乙能到达斜面的最大高度h甲＜h乙，故A错误；
B．因为l2＝l3，因此第二、三图中的弹簧弹性势能相同，因此乙离开弹簧时的动能等于丙的动能，故B错误；
C．当质量相同时，物体速度越大，动能越大。因为木块甲的动能小于木块乙的动能，所以甲、乙离开弹簧时的速度v甲＜v乙，故C错误；
D．当速度相同时，物体高度越大，重力势能越大。因为乙、丙的动能相同，所以二者重力势能也相同。由于h乙＞h丙，所以m乙＜m丙，故D正确。
故选D。
3、C
【详解】
如图甲是定滑轮，只改变力的方向，不改变力的大小，乙图为动滑轮，省一半的力，费二倍的距离，故甲的拉力为500N，而乙要拉动物体和动滑轮，故乙的拉力为
所以甲图中的拉力大于乙图中的拉力。
故选C。
4、A
【详解】
A．筷子在使用时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆；故A正确，符合题意；
B．钳子在使用时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆；故B错误，不符合题意；
C．起子在使用时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆；故C错误，不符合题意；
D．图中的剪子在使用时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆；故D错误，不符合题意。
故选A。
5、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。
6、A
【详解】
A．镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，动力大于阻力，故是费力杠杆，故A正确；
B．瓶盖起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，动力小于阻力，故是省力杠杆，故B错误；
C．钳子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，动力小于阻力，故是省力杠杆，故C错误；
D．托盘天平在使用过程中，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆，不省力也不费力，故D错误。
故选A。
7、D
【详解】
A．踢出去的足球由于具有惯性会继续运动，但惯性不是力，不能说受到惯性的作用，且惯性的大小只与物体质量有关，与物体运动的速度无关，故A错误；
B．给正在运动的物体再施加一个力，若使合力方向与运动方向相反，则物体会比原来运动得更慢，故B错误；
C．足球离开脚继续飞行是因为足球具有惯性，不再受到脚力的作用；此时足球还受到重力及空气阻力的作用，这两个力都对足球做功，故C错误；
D．足球在运动过程中，逐渐向一侧偏移，说明这一侧的压强小，另一侧的压强大，根据流体压强与流速的关系可知，是因为这一侧空气流速快，另一侧空气流速慢，故D正确。
故选D。
8、D
【详解】
A．当小球到达最低点F处时，重力势能最小，动能最大，速度达到最大，撤去一切外力，根据牛顿第一定律可知，它将保持匀速直线运动状态，故A错误；
B．不计空气阻力，小球在运动过程中受到重力和细线拉力的作用，小球从A运动到B的过程中，运动的路线为曲线，其运动状态在不断的发生改变，则小球受到细线的拉力和重力不是平衡力，因此小球运动到最低处F时，小球受力不平衡，故B错误；
C．当小球到达最高点A时，重力势能最大，动能为零，则小球的速度为0，此时撤去一切外力，根据牛顿第一定律可知，它将保持静止状态，故C错误；
D．当小球摆动到B点时，位置最高，重力势能最大，动能为零，则小球在B点的速度为0；如果细线恰好断开，在重力的作用下，小球将沿竖直向下的BE方向运动，故D正确。
故选D。
9、C
【详解】
A．停止在站台上的火车，并没有运动，因此没有动能。故A不符合题意；
B．挂在天花板上的吊灯虽然有高度但没有速度，因此具有重力势能却没有动能。故B不符合题意；
C．在空中飞行的飞机有高度也有速度，因此具有重力势能和动能。故C符合题意；
D．被拉开的弹弓发生了形变，具有的是弹性势能。故D不符合题意。
故选C。
10、C
【详解】
如图所示
当称砣缺损了一些时，m变小，其重力mg变小；再测同一个物体的质量，力臂OA不变，根据杠杆的平衡条件
当一定时，若m变小，那么OC必然变大，即读数比实际值要大，故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
二、填空题
1、0
【详解】
（1）由题意可知，空桶内没有盛被测液体杠杆平衡时，相当于装了密度是0的密度，质量为m0的物体A悬挂处C点应标零刻度，即0。
（2）设空桶的质量为m1，某液体的质量为m2，当空桶没有盛液体时杠杆平衡，由杠杆平衡条件得
m1g×l＝m0g×l0……①
当盛满某液体时杠杆再次平衡，由杠杆平衡条件得
(m1+m2)g×l＝m0g×l1……②
联立①②为方程组，并解得
由得，液体的密度
2、0.8
【详解】
由知道，物体的重力
G=mg=2kg×10N/kg=20N
木板与桌面间的摩擦力
f=0.2G=20N×0.2=4N
由于物体匀速运动，水平推力的大小与木板与桌面间的摩擦力大小相等，即推力
F=f=4N
当物体的重心刚过桌面的边沿时，木板会被推下桌子，所以当木板推下桌子时，推力移动的距离是木板总长的，推力做的功
3、 不同意 见解析
【详解】
（1）[1]力F1的力臂是从支点O到F1的作用线的距离L，如图所示：
（2）[2][3]手机重力的作用点在手机的重心，受力物体是手机；自拍杆这个杠杆受到的阻力，受力物体是自拍杆，作用点在手机与自拍杆的接触点，所以手机的重力不是自拍杆这个杠杆受到的阻力。可以这样说：手机对自拍杆的作用力为阻力。
4、:1 250
【详解】
（1）[1]杆即将离开水平位置，如下图知
AE=OE，OA=OD，
由勾股定理得
(OE)2+(AE)2=(OA)2，2OE2=OA2=(10m)2
可解得
OE=m
由杠杆的平衡条件有
F1×OE=G×OB
即
把吊桥拉起到与水平面的夹角为30°时，如下图知
AE′=5m，OA=10m，
由
(OE′)2+(AE′)2=(OA)2
即
(OE)2+(5m)2=(10m)2
所以解得
OE′=m
因为
(OC′)2+(BC)2=(OB)2
即
(OC′)2+(2.5m)2=(5m)2
所以
OC′=m，
根据杠杆平衡条件有
F2×OE′=G×OC′
那么
所以
F1:F2=N:1500N=:1
（2）[2]士兵们把吊桥拉起到与水平面的夹角为30°的过程中，桥的重心升高的距离为
克服重力做的功为
W=Gh=3000N×2.5m=7500J
由于不计绳重和摩擦，士兵做的功即为克服桥重做的功，即
W总=W=7500J
那么其平均功率为
5、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。
三、计算题
1、（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。
2、（1）1500J；（2）400N；（3）100N
【详解】
解：（1）木箱的重力G=1000N，小明做的有用功
W有用=Gh=1000N×1.5m=1500J
（2）由可得小明做的总功
由W总=Fs可得拉力大小
（3）克服摩擦力所做的额外功
W额=W总-W有=2000J-1500J=500J
由W额=fs可得，物体和斜面之间的摩擦力
答：（1）小明所做的有用功为1500J；
（2）沿斜面方向的拉力为400N；
（3）木箱受到的摩擦力为100N。
3、（1）500N；（2）75%
【详解】
解：（1）由图可知，承担物重的绳子段数为
绳子自由端移动距离
因为滑轮组的机械效率
所以拉力
（2）绳重及摩擦不计，由拉力可得动滑轮重力为
绳重及摩擦不计，滑轮组的机械效率为
用这个滑轮组将重600N重物时的机械效率为
答：（1）人对绳子的拉力F为500N；
（2）如果用这个滑轮组将重600N重物提升5m，则此时机械效率为75%。
4、（1）5000J；（2）600W；（3）83.3%
【详解】
解：（1）克服物体重力做的功
W有用=Gh=5000N×1m=5000J
（2）从图中可知
n=3
绳子自由端移动的距离
s=nh=3×1m=3m
拉力做的功
W总=Fs=2000N×3m=6000J
拉力做功的功率
（3）该滑轮组的机械效率
答：（1）克服物体重力做的功是5000J；
（2）拉力做功的功率是600W；
（3）该滑轮组的机械效率是83.3%。
5、（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。
四、实验探究
1、弹簧测力计 钩码 平衡螺母 水平 动力×动力臂=阻力×阻力臂 弹簧测力计拉力方向没有与杠杆垂直
【详解】
（1）[1][2]在探究杠杆平衡条件的实验中需要研究力和力臂的关系，所以需要知道力的大小，可以用钩码和弹簧测力计提供力。
（2）[3][4]为了便于测量力臂，需要通过调节平衡螺母让带有刻度的杠杆在水平位置保持平衡，此时可以直接在杠杆上读出力臂大小。
（3）[5]从表中的数据可以知道，相应的动力与动力臂的乘积与对应的阻力和阻力臂的乘积相等。
（4）[6]第三组数据动力与动力臂的乘积与阻力和阻力臂的乘积不相同，可能是弹簧测力计拉力方向没有与杠杆垂直，导致力臂没有沿着杠杆的方向，但读取阻力臂的时候读的是支点到阻力作用点的距离。
2、匀速 88.9% 2.2 变大 B
【详解】
（1）[1]实验时沿竖直方向匀速缓慢拉动弹簧测力计。
（2）[2]第2次实验的机械效率为
[3]图中测力计分度值为0.2N，示数为2.2N，故编号②处数据为2.2。
（3）[4]根据表中第1组数据，可得其所做的额外功为
W额外1=F1s1-G1h=0.8N×0.3m-2N×0.1m=0.04J
同理可得第2组的额外功和第3组的额外功，分别为
W额外2=0.05J
W额外3=0.06J
由此可知用同一滑轮组提升不同重物至同一高度，提升的物重增加时，所做的额外功将变大。
（4）[5]动滑轮的重力不可忽略，则克服动滑轮的重和绳与滑轮间的摩擦所做的功为额外功，从摩擦角度考虑，随着物体重力的增加，滑轮与绳子间摩擦会一定程度增大；同时，物重增大，有用功逐渐增大，有用功占总功的比值在增大，所以机械效率逐渐增大，但由于摩擦也在增大，故机械效率η与物体重力G的关系并不成正比，因此滑轮组的机械效率与物重的关系可能比较符合的图是B，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。