2021-2022学年基础强化北师大版物理八年级下册第九章 机械和功专项测评试题（Word版含答案）

北师大版物理八年级下册第九章 机械和功专项测评
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，分别用 匀速提升同一重物，若不计滑轮自身的重力及摩擦，则（　　）
A． B．
C． D．
2、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%
3、如图所示，物体A重120N，在重力为GB的物体B的作用下在水平桌面上做匀速直线运动，A与桌面之间的摩擦力为f．如果在A上加一个水平向左大小为180N的拉力F（注：图中未画出），当物体B匀速上升时（不计摩擦、绳重及滑轮重），则下列选项正确的是（　　）
A．GB＝30N B．GB＝90N C．f＝90N D．f＝180N
4、将规格完全相同的滑轮，用绳子绕成图中的甲、乙滑轮组。使用甲、乙滑轮组分别匀速提升重力为G1、G2的两物体，升高相同的高度。绳自由端施加的拉力大小分别为F1和F2，物重G1>G2，不计绳重和摩擦。则下列判断正确的是（　　）
A．拉力F1一定小于F2
B．甲、乙滑轮组的有用功相同
C．乙滑轮组的机械效率较高
D．甲的额外功与有用功的比值较小
5、如图所示，匀质杠杆可绕着O点转动，作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直的力F，将杠杆匀速缓慢地由与水平方向夹角为30°的位置拉至水平位置（忽略摩擦阻力），在这个过程中，力F的大小将（　　）
A．增大 B．减小 C．不变 D．无法确定
6、如图所示的四种用具中，正常使用时属于费力杠杆的是（　　）
A． 钢丝钳 B． 瓶起子
C． 核桃夹 D． 镊子
7、人体上的杠杆有很多，如手握拳向上运动时前臂骨骼就是一个杠杆（如图），下列生活用具正常使用时也是杠杆，其中与前臂骨骼同类的是（　　）
A． 核桃夹
B． 水龙头
C． 碗夹
D． 手动压蒜器
8、把重为15牛的冰块抛出后，冰块在水平冰面上滑行40米而停止，则冰块滑行中（　　）
A．人对冰块做功600焦 B．重力对冰块做功600焦
C．人和重力对冰块都没有做功 D．冰块克服摩擦阻力做功600焦
9、如图所示的情境中，人对物体做功的是(　　)
A．人用力搬石头，没有搬动
B．人将重物从地面提到高处
C．人推一块大石头没推动
D．人提箱子沿水平方向做匀速直线运动
10、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
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、重为100N的物体在大小为20N的水平拉力F作用下，水平向右匀速运动了5m，所用的时间为10s，则拉力做的功是　 　J，重力做的功是　 　J。
3、如图所示，工人师傅用一轻质动滑轮将重400N的木箱从地面吊到8m高的阳台上，不计摩擦和绳重，若滑轮重为100N，工人至少要用　 　N的拉力才能拉起木箱，吊到阳台时共用了10s，绳子的末端移动了　 　m，拉力的功率为　 　W，滑轮的机械效率　 　%。
4、如图甲所示，放在水平地面上的物体，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系如图乙所示，物体运动速度v与时间t的关系如图丙所示，由图象可知t=0～2s物体处于　 　(选填“运动“或“静止”)状态，水平推力F做的功为　 　J；t=4～6s,物体经过的距离为　 　m，水平推力F做的功为　 　J。
5、某同学探究杠杆平衡条件时，使用的每个钩码的质量均相等，杠杆上相邻刻线间的距离相等。如图甲所示，为使杠杆在水平位置平衡，应将右端的平衡螺母向　 　（选填“左”或“右”）端调节，其目的是为了便于直接读出　 　；杠杆水平平衡后，在杠杆上的A点悬挂了2个钩码，如图乙所示，为使杠杆保持水平平衡，应在B点悬挂　 　个钩码，如果用弹簧测力计在B点竖直向上拉，则　 　（选填“能”或“不能”）使杠杆保持水平平衡。
三、计算题（3小题，每小题7分，共计21分）
1、用如图所示滑轮组提升重物，人用F＝240N的拉力作用在绳的自由端，使重G＝400N的物体在t＝12s内匀速上升了h＝2m，不计绳重和摩擦，求：
（1）有用功W有；
（2）拉力F的功率P；
（3）滑轮组匀速提升重物的机械效率η。
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、在长吉城际铁路上，有一列车以198km/h的速度匀速行驶了5min，若该车受到的牵引力为 ，求在这段时间内：
（1）牵引力做了多少功
（2）牵引力做功的功率是多少
四、实验探究（2小题，每小题12分，共计24分）
1、小明利用粗细均匀的直尺（每个小格长5cm）、物体M、50g的钩码、细线做成一个测量液体密度的仪器——液体密度秤。
（1）用细线拴在直尺的中点O处，并把直尺挂在铁架台上，直尺刚好在水平位置平衡，目的是：　 　（每次实验物体都处于浸没状态。）；
（2）把物体M挂在A点，把钩码挂在B点，如图所示，直尺在水平位置平衡，把B点标注为0g/cm3，物体M的重力GM=　 　N；
（3）把物体M浸没在水中，钩码向左移动2小格到C点，直尺再次在水平位置平衡，把C点标注为1.0g/cm3，物体M受到水的浮力为　 　N；
（4）把物体M浸没在酒精中，钩码应由C点向　 　（选填“左”或“右”）移动，直尺才能在水平位置平衡；
（5）D点应标注为　 　g/cm3。
2、小华在测量滑轮组机械效率的实验中，所用装置如图所示。
实验中每个钩码重2 N，测得的数据如下表：
物理量 实验次数 钩码总重G/N 钩码上升的高度h/m 测力计示数F/N 测力计移动距离s/m 机械效率η
1 4 0.1 1.8 0.3 　
2 6 0.1 2.4 0.3 83%
3 4 0.1 1.4 0.5 57%
（1）在实验中，测绳端拉力F时，应尽量竖直向上　 　拉动弹簧测力计且在拉动过程中读数。
（2）第1次实验测得的机械效率为　 　。（结果保留两位有效数字）
（3）分析表中数据可知：第2次实验是用　 　图做的；第3次实验是用　 　图做的。（均选填“a”、“b”或“c”）
（4）分析第1、2次实验数据可知：使用同一滑轮组，　 　可以提高滑轮组的机械效率；分析第1、3次实验数据可知：使用不同的滑轮组，提升相同的重物，动滑轮个数越多（即动滑轮总重越重），滑轮组的机械效率　 　。
-参考答案-
一、单选题
1、【答案】D
【解析】【解答】不计滑轮本身的重力及摩擦的情况下；a、b图是定滑轮，只能改变力的方向，不省力也不费力；故F1=F2=G；
c图用的是动滑轮，能够省一半的力，故 ；d图用的是动滑轮，拉力与竖直方向有夹角，由于夹角越大，拉力越大，所以 ；所以F1=F2＞F4＞F3
D符合题意．
故答案为：D
【分析】中心转轴固定不动的滑轮为定滑轮，定滑轮可以改变力的方向，但不省力，拉力等于物体的重力；中心转轴移动的为动滑轮，动滑轮可以省力但不能改变力的方向，其中拉力等于物体重力的一半，但是拉力移动的距离为重物移动距离的两倍。
2、【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。
3、【答案】C
【解析】【解答】分析滑轮组的特点可以得出，左侧滑轮为动滑轮，右侧滑轮为定滑轮，绳子的段数为2段。物体A在B的作用下匀速运动，则物体A受的摩擦力 ，如果在A上再加一个向左的180N的力，物体A影响摩擦力的两个要素都没改变，所以摩擦力还是 ，只是方向从向左变成了向右，于是可以得出180N＝ ，因为 ，所以180N＝ ，所以 ＝45N，f＝90N。
故答案为：C
【分析】分析该滑轮组中与动滑轮接触的绳子的段数，分析拉力与阻力的大小关系和自由端移动距离与物体移动距离的关系。
4、【答案】D
【解析】【解答】A．由题意可知，拉力F1 F2分别为，
物重G1>G2，拉力F1不一定小于F2，A项错误；
B．物重G1>G2，升高相同的高度，则，
则甲滑轮组的有用功大于乙滑轮组有用功，即
B项错误；
C．不计绳重和摩擦，甲、乙滑轮组中动滑轮重力相同，升高相同的高度，则，
则额外功相同，即
甲、乙滑轮组所做额外功相同，而甲滑轮组的有用功大于乙滑轮组有用功，所以甲滑轮组的机械效率大于乙滑轮组机械效率，即甲滑轮组的机械效率较高，C项错误；
D．甲、乙滑轮组所做额外功相同，而甲滑轮组的有用功大于乙滑轮组有用功，所以甲的额外功与有用功的比值较小，D项正确。
故答案为：D。
【分析】滑轮组绳子的拉力和物体重力、动滑轮重力和绳子股数有关；根据物体的重力和高度的乘积，计算有用功；有用功越大，额外功相同时，机械效率越大。
5、【答案】A
【解析】【解答】在杠杆缓慢地由与水平方向夹角为30°的位置拉至水平位置的过程中，动力臂的长度没有变化，阻力G的大小没有变化，而阻力臂却逐渐增大；由杠杆的平衡条件可知Fl1=Gl2，当l1、G不变时，l2越大，那么F越大，因此拉力F在这个过程中逐渐增大。
故答案为：A。
【分析】杠杆平衡时，如果阻力和阻力臂固定，根据杠杆的平衡条件可得，如果动力臂越大，那么动力就越小，如果动力臂越小，动力就越大。
6、【答案】D
【解析】【解答】A．钢丝钳在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，不符合题意；
B．瓶起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，不符合题意；
C．核桃夹在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，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，符合题意。
故答案为：D。
【分析】杠杆使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆。
7、【答案】C
【解析】【解答】ABD．易知，原题的图中，动力臂小于阻力臂，为费力杠杆。核桃夹、水龙头、手动压蒜器使用时，动力臂都大于阻力臂时，为省力杠杆，ABD不符合题意；
C．碗夹在使用时，动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，C符合题意。
故答案为：C。
【分析】动力臂大于阻力臂的杠杆为省力杠杆，省力杠杆可以省力，但是费距离，动力臂等于阻力臂的杠杆为等臂杠杆，动力臂小于阻力臂的杠杆为费力杠杆，费力杠杆可以省距离，但是费力。
8、【答案】C
【解析】【解答】冰块在手的作用下开始运动，出手后靠惯性在水平方向移动了距离，由W＝Fs知，虽然冰块滑动了较大的距离，但人对冰块没有作用力，所以人对冰块不做功，A不符合题意；冰块受重力作用，但在重力方向上没有移动距离，根据公式W＝Gh可知重力没有对冰块做功，B不符合题意；综上所知C符合题意；冰块在滑行过程中受到摩擦力的作用，但是不知道摩擦力的大小，根据公式W＝fs可知，不能求出冰块克服摩擦阻力做的功，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.
9、【答案】B
【解析】【解答】A、用力搬石头但没有搬动，人给石头一个向上的力，石头向上没有移动距离，人对石头没有做功，故A不符合题意；
B、人将重物从地面提到高处，人给重物一个向上的力，且在力的方向上移动了一定的距离，人对重物做了功，故B符合题意；
C、人推石头没推动，人给石头一个向右的力，石头向右没有移动距离，人对石头没有做功．故C不符合题意．
D、提着箱子在水平地面上匀速前进，人给箱子一个向上的力，箱子向上没有移动距离，人对箱子没有做功，故D不符合题意．
故答案为：B。
【分析】判断是否做功的两个条件：①有力作用在物体上；②在这个力的方向上移动距离；二者缺一不可。
10、【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.
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】100；0
【解析】【解答】（1）拉力做的功：W＝Fs＝20N×5m＝100J；（2）物体在水平方向上运动，而重力方向是竖直向下的，物体没有在重力方向上移动距离，所以重力没有对物体做功，即重力做的功为0J。
故答案为：100；0。
【分析】利用W＝Fs求得拉力做的功；由于物体没有在重力方向上移动距离，所以重力没有对物体做功.
3、【答案】250；16；400；80%
【解析】【解答】不计摩擦和绳重，要拉起木箱，需要的拉力
动滑轮可以省一半的力，但费距离，绳子的末端移动的距离s=2h=2×8m=16m
拉力做的功W总=Fs=250N×16m=4000J
拉力的功率
有用功W有=Gh=400N×8m=3200J
机械效率
【分析】动滑轮是指轴随物体一起运动的滑轮，其实质是动力臂是阻力臂2倍的杠杆，省一半力不能改变用力的方向，费距离；不计动滑轮重和摩擦，提起物体的力是物重的一半，再利用机械效率计算公式求得滑轮的机械效率。
4、【答案】静止；0；8；16
【解析】【解答】（1）根据图乙中的右图可知，0~2s内物体通过的距离为零，即它处于静止状态；根据W=Fs
可知，水平推力做的功为0J；
（2）据乙图中的右图可知，4~6s内物体的速度为4m/s，那么物体经过的距离s=vt=4m/s×2s=8m。根据乙图中的左图可知，这段时间内物体受到的推力为2N，那么做的功为W=Fs=2N×8m=16J。
【分析】（1）根据图乙中的右图分析0~2s内物体的运动状态和推力做的功；
（2）根据乙图中的右图确定4~6s内物体的速度，然后根据s=vt计算经过的距离，根据左图确定此时受到的推力，根据W=Fs计算推力做的功。
5、【答案】右；力臂；3；不能
【解析】【解答】根据图像，杠杆的左侧下沉，为使杠杆平衡，将平衡螺母向右调节，这样实验时便于读取力臂，当A点挂2各钩码时，力臂有3格，B点的力臂有2格，若使杠杆平衡，应挂3个钩码，若在B点竖直向上用力，杠杆不能平衡。
故答案为：右；力臂；3；不能。
【分析】调节杠杆平衡时，钩码向上翘的一侧调节，杠杆水平平衡便于测量力臂，根据杠杆的平衡条件可以计算杠杆上力的大小。
三、计算题
1、【答案】（1）解：有用功为：
（2）解：由图可知n=2，则绳端移动的距离 ，
拉力F做的总功： ；
拉力的功率：
（3）解：滑轮组的机械效率：
【解析】【分析】（1）知道物重、提升的高度，利用W=Gh求拉力做的有用功；（2）由图可知，n=2，绳端移动的距离s=2h，利用W=Fs求拉力F做的总功，再利用 求拉力的功率；（3）滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比。
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：列车的速度v=198km/h=55m/s
牵引力做的功W=Fs=Fvt= ×55m/s×300s=1.65×109J
答：牵引力做功1.65×109J；
（2）牵引力做功的功率
答：牵引力做功的功率是5.5×106W。
【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；利用外力做的功除以做功需要的时间即为功率。
四、实验探究
1、【答案】（1）便于从直尺上直接读出力臂
（2）0.6
（3）0.2
（4）右
（5）1.5
【解析】【解答】(1)实验操作中，把直尺挂在铁架台上，此时的直尺相当于杠杆，让其水平位置平衡，则杠杆受力时的力臂与直尺重合，那么力臂的长直接可以从直尺上读取。(2)由图示知，O为杠杆的支点，A点与O点的距离为25cm，B与O的距离为30cm，而钩码所受的重力G=mg=0.05g×10N/kg=0.5N
据杠杆的平衡条件得GM 25cm=0.5N 30cm
那么物体M的重力GM=0.6N(3)C点离O点的距离为20cm，据杠杆平衡条件有F 25cm=0.5N 20cm
则杠杆在A点受到的拉力F=0.4N
而此时物体M浸没在水中，受到三个力：竖直向下的重力和竖直向上的拉力及浮力的作用，那么，物体此时受到的浮力F浮=GM-F=0.6N-0.4N=0.2N(4)将物体浸没在酒精中，据阿基米德原理知，此时物体M所受的浮力变小，重力不变，则对杠杆的拉力变大，而拉力的力臂不变，钩码的重力不变，据杠杆的平衡条件知，钩码对杠杆的作用力的力臂应变大，所以钩码应由C点向右移动，直尺才能在水平位置平衡。(5)当物体M浸没在水中时，钩码挂在C点，且将标注为1.0g/cm3，即为水的密度。而钩码移到D点时，DO=15cm，据杠杆平衡条件知，物体对杠杆的拉力F＇=0.3N
则此时物体M浸没在液体中受到的浮力F浮＇=GM-F＇=0.6N-0.3N=0.3N
据F浮=ρgV排得
即D点应标注为1.5g/cm3。
【分析】（1）杠杆水平平衡时，便于读取力臂的大小；（2）根据杠杆平衡条件计算物体的重力大小；（3）根据物体重力和力臂大小，计算杠杆上另一个力的大小；根据重力计算浮力；（4）根据液体密度的不同计算浮力；利用杠杆上力的大小判断力臂的变化；（5）根据浮力和液体密度，可以计算未知液体的密度。
2、【答案】（1）匀速
（2）74%
（3）b；c
（4）增加物重；越低
【解析】【解答】（1）在测绳端拉力时，需竖直向上匀速拉动测力计；（2）由表中实验数据可知，第一次实验，有用功W有用=Gh=4N×0.1m=0.4J，
总功W总=Fs=1.8N×0.3m=0.54J，
滑轮组效率： = 100 = 100 =74 ；（3）由数据知第2次实验中，s为h的3倍，所以滑轮组由3段绳子承担物重，且钩码重最大，由图示可知，第2次实验所用的装置是b；由数据知第3次实验中，s为h的5倍，所以滑轮组由5段绳子承担物重，由图示可知，第3次实验所用的装置是c；（4）分析第1、2次实验数据可知，使用的同一滑轮组，提升的钩码重力越大，机械效率越高，可得使用同一滑轮组，增加物重可以提高滑轮组的机械效率；
分析第1、3次实验数据，提升的物重相同，动滑轮重力越大，机械效率越低；
【分析】（1）实验时，应将弹簧测力计竖直匀速向上拉动.
（2）利用 = 100 =100 求得滑轮组的机械效率.
（3）利用s=nh求得绳子段数，据此进行判断.
（4）结合表格数据，得出结论即可.