2021-2022学年最新北师大版物理八年级下册第九章 机械和功专题测评试题（有解析）

北师大版物理八年级下册第九章 机械和功专题测评
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、如图所示的用具中，属于费力杠杆的是（　　）
A． 起子 B． 镊子
C． 羊角锤 D． 托盘天平
2、如图所示，动滑轮重为1N，拉力F为5N，则重物G和弹簧秤读数为（　　）
A．G为4N，弹簧秤读数为5N B．G为9N，弹簧秤读数为10N
C．G为10N，弹簧秤读数为5N D．G为9N，弹簧秤读数为5N
　
3、下列各情境中，小阳对书包做功的是（　　）
A．小阳背书包匀速走在水平路面上
B．小阳背着书包站在车站等车
C．小阳把放在地面的书包向上拎起
D．小阳不慎将书包从手中脱落
4、如图所示，杠杆左端悬挂物体，右端施加动力F，处于平衡状态（忽略杠杆自身重力的影响）。下列说法正确的是 （　　）
A．动力臂是线段OA
B．此时杠杆是费力杠杆
C．杠杆的阻力是物体受到的重力 G
D．保持杠杆位置不变，将动力F 转至F1位置时，动力变大
5、举重运动员举着800牛重的杠铃，在2米高的位置停留了2秒钟，那么他在这2秒钟内做的功为（　　）
A．800焦 B．0 C．400 焦 D．1600焦
6、在图中，手持弹簧测力计竖直向上拉，使杠杆处于平衡状态，测力计的示数是15牛，若OB＝30厘米，AB＝20厘米，则物体重为（　　）
A．15牛 B．45牛 C．30牛 D．22.5牛
7、工人利用滑轮组吊起重为2400N的路灯杆（质量分布均匀）。如图所示，这是路灯杆一端刚被匀速拉起的示意图。路灯杆离地后2s被匀速提升1m，绳端拉力F=1000 N。下列说法正确的是（　　）
A．路灯杆一端刚被匀速拉起比路灯杆离地后匀速提升时滑动组的机械效率更大
B．路灯杆离地后，绳端拉力F做的功为1000 J
C．路灯杆离地后，绳端拉力F做功的功率为500W
D．路灯杆离地后，滑轮组的机械效率为80%
8、如图所示，是某建筑工地使用的一种起重机的滑轮组。一次提升货物A的质量为2.7×103kg，30s内货物A被匀速提升了3m，动滑轮的重力3×103N(不计起重机钢绳重和一切摩擦)。下列分析中正确的是（　　）
A．钢绳自由端的移动速度为0.1m/s
B．拉力F的功率为1.5×103W
C．滑轮组的机械效率为90%
D．钢绳的拉力F的大小为1.0×104N
9、关于物理课上的一些情景，下列说法正确的是(　　)
A．老师用粉笔写板书时，粉笔断了，说明力可以改变物体的运动状态
B．学生用签字笔记笔记时，签字笔是省力杠杆
C．风吹动书翻页，是因为流体流速大的地方压强大
D．用橡皮蹭掉画错的图时，橡皮与纸之间的摩擦是滑动摩擦
10、如图中甲图所示，小明用弹簧测力计拉木块，使它先后两次沿水平木板匀速滑动相同的距离，乙图是他两次拉动同一木块得到的距离随时间变化的图像．下列说法正确的是（　　）
A．两次木块运动的速度相同
B．木块第一次受到的摩擦力较大
C．两次拉力对木块做的功一样多
D．两次拉力对木块做功的功率一样大
第Ⅱ卷（非选择题 70分）
二、填空题（5小题，每小题5分，共计25分）
1、青少年在安静思考问题时，心脏推动血液流动的功率约为1.5W，则你在考试的90min内，心脏做功约为　 　J；体育课上，甲、乙两同学进行爬竿比赛，他们两人的质量之比为4：5，甲匀速爬到竿顶用时9s，乙从同一位置匀速爬到竿顶用时10s，则他们爬竿的功率之比为　 　．
2、如图，在用杠杠撬石头的过程中，支点在图中的　 　点，该杠杆属于　 　杠杆，在用力方向不变的情况下该人想用更小的力撬起石头，那么他的手应该向　 　支点的方向移动（选填“远离”或“靠近”）。
3、如图所示，物体A重30牛，用大小为4牛的水平拉力F拉滑轮，使物体匀速移动4米，则地面对物体的摩擦力大小为　 　牛，F做的功为　 　焦。
4、如图是一浮式起重机。滑轮和挂钩共重200N，现吊着重为5000N的物体静止在空中时，钢丝绳的拉力是　 　；若以2m/s的速度匀速上升时，钢丝绳的拉力是　 　。若加速上升时，钢丝绳的拉力将　 　（填“变大”、“不变”或“变小”）
5、在水平地面上，用60N的力沿水平方向拉着重为200N的小车前进8m，拉力做功等于　 　 J，重力做功等于　 　 J。
三、计算题（3小题，每小题7分，共计21分）
1、如图所示，重为800N的物体放在水平地面上，物体的底面积为0.04m2，搬运工人用重为240N滑轮组将物体匀速提升，工人所用的拉力F为400N，物体在10s上升了4m。 求：
（1）未提物体时，物体对水平地面的压强。
（2）滑轮组的机械效率为多少？
（3）拉力F所做的功的功率为多少W？
2、如图所示，当水平拉力F=50 N时，恰好可以使物体A沿水平地面向右做匀速直线运动。已知物体重为 200 N，所受地面的摩擦力约为 80 N，假如在5s时间内，物体水平移动了0.6 m，不计绳和滑轮的自重，则在此过程中
（1）物体A克服摩擦做功为多少？
（2）拉力F做功的功率为多少？
（3）该装置的机械效率约为多少？
3、如图，塔式起重机上的滑轮组将重为1.2 104N的重物匀速吊起2m时，滑轮组的机械效率为80%，g取10N/kg。
（1）求提升重物做的有用功；
（2）求绳端的拉力；
（3）若动滑轮的质量为40kg，求克服摩擦和钢丝绳重所做的功。
四、实验探究（2小题，每小题12分，共计24分）
1、如图所示为测量滑轮组机械效率的实验装置，钩码总重6N。
（1）实验时要竖直向上 　 　拉动弹簧测力计，由图中可知拉力大小为　 　N，将弹簧测力计向上移动15cm，则钩码上升的高度为 　 　cm，有用功为　 　J，总功为　 　J，该滑轮组的机械效率为　 　。
（2）取下2个钩码，再做实验，此时滑轮组的机械效率将　 　。（选填“增大”、“减小”、或“不变”)
2、小明小组在“研究杠杆平衡条件”实验中：
（1）实验时应先调节杠杆在　 　位置平衡，若出现图甲所示情况，应将杠杆的螺母向　 　调（填“左“或“右“）。
（2）下表是该组某同学在实验中记录杠杆平衡的部分数据：分析表中的1、2两次实验数据可以得出的结论是　 　.
实验次数 F1/N L1/cm F2/N L2/cm
1 2 5 1 10
2 3 10 2 15
3 1 20 4 *
（3）第3次实验数据不全，请根据已有信息分析，此处的数据应该是　 　;
（4）杠杆平衡后，小明在图乙所示的A位置挂上3个钩码，为了使杠杆在图示位置保持平衡.这时应在B位置挂上　 　个钩码.
-参考答案-
一、单选题
1、【答案】B
【解析】【解答】A．C．起子和羊角锤在使用时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆。A、C不符合题意。
B．镊子在使用时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆。B符合题意。
D．托盘天平在使用时，动力臂等于阻力臂，属于等臂杠杆。D不符合题意。
故答案为：B
【分析】三种杠杆：(1)省力杠杆：L1>L2,平衡时F1(2)费力杠杆：L1F2.特点是费力，但省距离.（如钓鱼杠，理发剪刀等）
(3)等臂杠杆：L1=L2,平衡时F1=F2.特点是既不省力，也不费力.（如：天平）
2、【答案】D
【解析】【解答】解：此时弹簧秤与拉力F共同承担重物和滑轮的重力，
因拉力F为5N，所以弹簧秤读数也为5N；
1N+G=10N，所以G=9N，D符合题意，
故答案为：D。
【分析】动滑轮的特点是可以省力，如不考虑动滑轮重力和摩擦，恰好可以省一半力.
3、【答案】C
【解析】【解答】A．小阳背着书包匀速走在水平路面上，力的方向是竖直向上的，运动的方向为水平方向，不是在力的方向上通过距离，对书包不做功，A不符合题意；
B．小阳背着书包站在车站等车，有力，但没有通过距离，不做功，B不符合题意；
C．小阳把放在地面的书包向上拎起，书包在小阳的力的方向上通过了距离，做功，C符合题意；
D．小阳不慎将书包从手中脱落，书包在重力的方向上通过了距离，重力做功，但小阳没有施加力，不做功，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】功的两个必要因素：一是作用在物体上的力；二 是物体在力的方向上通过的距离。
4、【答案】D
【解析】【解答】AB．如图
动力臂为l1（不是OA）大于阻力臂l2，所以是省力杠杆；AB不符合题意；
C．物体对杠杆的拉力为阻力，不是物体受到的重力G，C不符合题意；
D．保持杠杆位置不变，将动力F转至F1位置，动力臂变小，而阻力、阻力臂不变，由杠杆平衡条件可知，动力变大，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】利用杠杆的平衡条件分析，在阻力、阻力臂不变时，动力臂越小、动力越大。
5、【答案】B
【解析】【解答】运动员对杠铃有力，但没有移动距离，所以是有力无距离，力没有做功，B符合题意。
故答案为：B.
【分析】功是物体受力并且在力的方向上移动距离，则力对物体做了功。
6、【答案】B
【解析】【解答】根据杠杆的平衡条件：F OB＝G OA，代入数据得：15N×30cm＝G×（30cm﹣20cm），解得：G＝45N，
故答案为：B。
【分析】利用杠杆的平衡条件计算即可.
7、【答案】D
【解析】【解答】A．路灯杆一端刚被匀速拉起时滑动组对路灯杆的拉力小于路灯杆离地后滑动组路灯杆的拉力，即路灯杆一端刚被匀速拉起时滑动组对路灯杆做的有用功小于路灯杆离地后滑动组对路灯杆做的有用功，而额外功不变，由
得路灯杆一端刚被匀速拉起比路灯杆离地后匀速提升时滑动组的机械效率小，A不符合题意；
B．由图可知承担物重的绳子段数n=3，路灯杆离地后被匀速提升1m，则绳子自由端移动距离为s=3h=3×1m=3m
绳端拉力F做的功为W总=Fs=1000N×3m=3000J
B不符合题意；
C．路灯杆离地后，绳端拉力F做功的功率为
C不符合题意；
D．路灯杆离地后，所做有用功为W有=Gh=2400N×1m=2400J
滑轮组的机械效率为
D符合题意。
故答案为：D。
【分析】根据力和距离的乘积计算功的大小，功和时间的比值计算功率；有用功和总功的比值计算机械效率。
8、【答案】C
【解析】【解答】A．由图可知，承担物重的绳子段数 ，绳子移动距离
绳子自由端移动速度
A不符合题意；
BD．货物A的重力为
钢绳的拉力F的大小是
拉力F做功
拉力F的功率为 ，BD不符合题意；
C．滑轮组做的有用功是
滑轮组的机械效率为 ，C符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据路程和时间的比值计算速度，结合绳子股数计算拉力的速度；根据物体的重力和高度的乘积计算有用功，拉力和移动的距离的乘积计算总功，功和手机端比值计算功率；有用功和总的比值计算机械效率；
9、【答案】D
【解析】【解答】A.老师用粉笔写板书时，粉笔断了，说明力可以改变物体的形状，故A错误；
B.学生用签字笔记笔记时，大拇指接触的位置相当于支点，阻力作用在笔尖上，而动力作用在食指上，此时动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，故B错误；
C.风吹动书翻页，是因为流体流速大的地方压强小，故C错误；
D.用橡皮蹭掉画错的图时，橡皮与纸之间的摩擦是滑动摩擦，故D正确。
故选D。
【分析】（1）运动状态的改变：静止变运动，运动变静止、运动方向改变和速度大小改变；
（2）比较动力臂和阻力臂的大小，确定杠杆的分类；
（3）根据流体压强和流速的关系判断；
（4）一个物体在另一物体上滑动时产生的摩擦叫滑动摩擦。
10、【答案】C
【解析】【解答】A．两次木块运动相同的距离，第2次所用时间比第1次长，两次木块运动的速度不相同，A选项说法不正确；
B．摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关，两次运动中压力大小和接触面的粗糙程度相同，所以摩擦力相同，B选项说法不正确；
C．木块两次沿水平木板匀速滑动相同的距离，两次滑动中水平方向所受到的滑动摩擦力与拉力是一对平衡力，大小相等，因摩擦力大小相等，两次的拉力相等，由W=Fs可得两次拉力对木块做的功一样多，C选项说法正确；
D．由图可见两次滑动距离相同，所用时间不同，由 得两次拉力对木块做功的功率不一样大，D选项说法不正确；
故答案为：C．
【分析】当物体处于静止状态或匀速直线运动状态时，即物体处于平衡状态，此时物体受到的力为平衡力拉力等于摩擦力；求解外力做功，利用外力大小乘以位移在力的方向上移动的距离即可，即W=Fs。
二、填空题
1、【答案】8100；8：9
【解析】【解答】根据功率和时间的乘积计算做功为W=Pt=1.5W×90×60s=8100J，根据质量和相同的高度，甲乙做功的比为，功率的比为。
故答案为：8100；8：9.
【分析】根据功率和时间的乘积计算功，功和时间的比值计算功率。
2、【答案】B；省力；远离
【解析】【解答】由图知，撬棒在使用过程中，绕B点转动，则B点为支点，并且动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。由杠杆的平衡条件可知，在阻力和阻力臂不变的情况下，动力臂越长越省力；所以，在用力方向不变的情况下该人想用更小的力撬起石头，那么他的手应该向远离支点O方向移动，这样动力臂变长了，就越省力。
故答案为：B；省力；远离。
【分析】支点：杠杆绕着转动的点；再结合杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂分析解答.
3、【答案】2；8
【解析】【解答】当物体做匀速直线运动时，摩擦力与物体受到拉力大小相等，由题图可知，物体受到的摩擦力等于拉力F的一半，即摩擦力等于2N。由题图可知，当物体移动4m时，滑轮移动了2m，所以拉力做的功为
【分析】物体水平方向在拉力和摩擦力的作用下静止和匀速运动，拉力和摩擦力是一对平衡力，大小相等，方向相反；求解外力做功，利用外力大小乘以位移在力的方向上移动的距离即可，即W=Fs。
4、【答案】2600；2600；变大
【解析】【解答】由图可知，起重机动滑轮上有2段钢丝绳承担重物，
物体在空中静止时，受到钢丝绳对物体的拉力和重力是一对平衡力，所以F＝ （G物+G动）＝ （5000N+200N）＝2600N；
当物体以2m/s的速度匀速上升时，受到钢丝绳对物体的拉力和重力是一对平衡力；F′＝2600N；
当加速上升时，受到合力的方向向上，钢丝绳对物体的拉力大于物体的重力，所以钢丝绳的拉力变大。
故答案为：2600；2600；变大。
【分析】物体处于静止或匀速直线运动状态时，受到的力是平衡力；再利用F＝ （G物+G动）求得拉力大小.
物体做变速运动时合力的方向与加速度的方向相同.
5、【答案】480；0
【解析】【解答】根据公式W=FS可得拉力做功 ，重力的方向是竖直向下的，而小车只是在水平方向移动了8m，在重力的方向上没有移动，故重力做功为0。
【分析】利用力和力的方向上移动距离的乘积计算做功的多少。
三、计算题
1、【答案】（1）解：未提物体时，物体对水平地面的压力是：F=G=800N，又因为物体的底面积为0.04m2，所以，物体对水平地面的压强是： =20000Pa
（2）解：由图知道，n=3，故s=3h=3×4m=12m，拉力F所做的功是：W总=Fs=400N×12m=4800J，
克服物体重力做的功是：W有用=Gh=800N×4m=3200J，所以，滑轮组的机械效率是：
（3）解：拉力F所做的功的功率是：
【解析】【分析】（1）根据压力和受力面积的比值计算压强；
（2）根据拉力和移动的距离的乘积计算总功，利用物体的重力和上升的高度的乘积计算有用功，有用功和总功的比值计算机械效率；
（3）利用拉力做的功和时间的比值计算功率。
2、【答案】（1）解：物体A克服摩擦做功为W摩＝ fs＝ 80N 0.6m＝ 48J
答：物体A克服摩擦做功为48J；
（2）解：拉力F做的功W拉＝ Fs拉＝50N 1.2m＝ 60J
拉力F做功的功率
答：拉力F做功的功率为12W；
（3）解：该装置的机械效率
答：该装置的机械效率约为80%。
【解析】【分析】（1）利用W摩＝ fs求得物体A克服摩擦做的功。
（2）利用W拉＝ Fs拉计算拉力F做的功，再利用计算拉力F做功的功率。
（3）利用求得该装置的机械效率。
3、【答案】（1）解：提升重物做的有用功W有=Gh=1.2×104N×2m=2.4×104J
提升重物做的有用功为2.4×104J。
答：提升重物做的有用功为2.4×104J
（2）解：由图可知，n=3，则绳端移动的距离s=nh=3×2m=6m
由η= 可得总功W总= = =3×104J
绳端的拉力F= = =5×103N
绳端的拉力为5×103N。
答：绳端的拉力为5×103N
（3）解：由W有+W额=W总可得，额外功W额=W总 W有=3×104J 2.4×104J =6×103J
克服动滑轮重力所做的额外功W动=G动h=m动gh=40kg 10N/kg 2m=800J
克服摩擦和钢丝绳重所做的功W′= W额 W动=6×103J-800J =5.2×103J
克服摩擦和钢丝绳重所做的功为5.2×103J。
答：克服摩擦和钢丝绳重所做的功为5.2×103J。
【解析】【分析】求解外力做功，利用外力大小乘以位移在力的方向上移动的距离即可，即W=Fs；拉力做的功为总功，克服重力做的功为有用功，有用功除以总功即为机械效率；结合拉力做的功和物体移动的距离求解拉力。
四、实验探究
1、【答案】（1）匀速；2.4；5；0.3；0.36；83.3%
（2）减小
【解析】【解答】（1）探究滑轮组机械效率时，要竖直向下匀速拉动测力计，根据图像，测力计示数为2.4N，弹簧测力计移动15cm时，由于有3段绳子，则物体移动5cm，有用功为，总功为，该滑轮组的机械效率为；（2）取下2个钩码，由于物体重力减小，则有用功减小，机械效率减小。
【分析】（1）利用物体的重力和高度地方乘积计算有用功，拉力和绳子拉长的长度的乘积计算总功，
有用功和总功的比值计算机械效率；
（2）当滑轮相同时，物体的重力越小，机械效率越小。
2、【答案】（1）水平；左
（2）F1L1=F2L2
（3）5
（4）4
【解析】【解答】（1）实验时为了便于测量力臂，应调节杠杆使其在水平位置平衡；由图甲知，左端较高，说明重心偏右，此时应将平衡螺母向左端调节；（2）分析1、2两次实验数据，2N×5cm=1N×10cm，3N×10cm=2N×15cm，故得出结论，即杠杆的平衡条件为：F1L1=F2L2；（3）根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2结合第三次实验数据可得：1N×20cm=4N×L2，解得L2=5cm；（4）设一格为L，一个钩码重G，则有3G×4L=nG×3L，解得n=4，故应在B处挂4个钩码；
【分析】（1）探究杠杆平衡条件时，使杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂，同时杠杆的重心通过支点，消除杠杆自重对杠杆平衡的影响；
调节杠杆平衡时，螺母向高的一端移动.
（2）结合表格数据，得出杠杆的平衡条件.
（3）根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2分析解答.