第十章 机械与人——2022-2023学年沪科版物理八年级全一册单元基础测试（含答案）

第十章 机械与人
1.如图所示的几种情况中，人对物体做了功的是( )
A. B.
C. D.
2.绵阳一号桥是斜拉桥，斜拉桥比梁式桥的跨越能力大，我国已成为拥有斜拉桥最多的国家。如图是单塔双索斜拉大桥，索塔两侧对称的拉索承受了桥梁的重力，一辆载重汽车从桥梁左端按设计时速匀速驶向索塔的过程中，左侧拉索拉力大小( )
A.一直增大 B.一直减小 C.先减小后增大 D.先增大后减小
3.如图所示，在水平拉力F的作用下重100 N的物体A，沿水平桌面做匀速直线运动，弹簧测力计B的示数为10 N，则拉力F以及物体A与水平桌面的摩擦力大小分别为( )
A.10 N 10 N B.20 N 20 N C.20 N 10 N D.10 N 20 N
4.如图所示，工人用动滑轮把重物匀速提升到一定高度，重物的重力为，动滑轮的重力为，此装置的机械效率为η，不计绳重和摩擦。则工人所用的拉力大小错误的是( )
A. B. C. D.
5.关于功、功率、机械效率，下列说法正确的是( )
A.机械效率越高，越省力 B.机械效率越高，做功越快
C.机械的功率越大，做功越多 D.机械效率越高，额外功占总功的比例越小
6.如图所示的是运动员在铅球比赛中的场景，铅球离手后，在空中飞行过程中动能随时间t变化的曲线最接近的是( )
A. B. C. D.
7.如图所示为探究杠杆平衡条件的实验装置，若每个钩码的质量为50 g，为了让杠杆在水平位置平衡，下列判断正确的是（g取10 N/kg）)( )
A.在A点挂4个钩码能使杠杆平衡
B.在B点用弹簧测力计竖直向下拉，当示数为0.5 N时，能使杠杆平衡
C.用弹簧测力计在B点拉，无论如何改变用力方向都要省力
D.用弹簧测力计在A点拉，无论如何改变用力方向都要费力
8.如图是一款名叫“蜗小白”的无人驾驶扫地车，正在平直路面上匀速前进，并将地面上的垃圾吸入车内。此过程中，扫地车整体的( )
A.动能不变，机械能不变 B.动能变大，机械能变大
C.动能不变，机械能变大 D.动能变大，机械能不变
9.下列有关机械能及其转化的说法正确的是( )
A.弯弓射箭，箭的动能转化为弓的弹性势能
B.拦河大坝使上游的水位升高，提高了水的重力势能
C.蹦床运动员从高处落下，其动能转化为重力势能
D.人造卫星从近地点飞向远地点时势能减小，动能增大
10.如图，利用轻质滑轮组以的速度匀速拉动水平地面上重为的物体，拉力F的大小为。若物体和地面之间的摩擦力大小为，则拉力F的功率和滑轮组的机械效率分别为( )
A.、 B.、 C.、 D.、
11.在电视剧《三国演义》中，有这样一个情景：一群士兵用力拉动一个杠杆，会将石块抛向敌方阵营，它是一个________（选填“省力”或“费力”）杠杆。要把石块抛出去，图中作用在A点的力沿________（选填“a”“b”或“c”）方向最小。
12.重100N的物体在20N的水平方向拉力的作用下，沿水平地面前进了10m后撤去拉力，物体又向前滑动了5m，则拉力所做的功为______J，重力做的功为______J。
13.如图所示，小华用动滑轮匀速提起200N的物体使其上升5m，若不计绳重、滑轮重及摩擦，则人对绳子的拉力为___________N，绳端移动的距离为___________m;实际测量出拉力为110N，不计绳重及摩擦，则滑轮重为___________N，若绳子最多能承受300N拉力，则小华最多能提升___________N的物体。
14.如图，滑轮重小于物重（绳重、摩擦不计），使用甲图滑轮最大的好处是_____；若匀速提升相同的重物，则_____、机械效率_____（“<”、“=”、“>”）。
15.在“探究杠杆平衡条件”时：
（1）小英同学在图甲所示的A位置挂上两个钩码，可在B位置挂上________个钩码，使杠杆在水平位置平衡。取下B位置的钩码，改用弹簧测力计拉杠杆的C点，当弹簧测力计由位置1转至位置2的过程中，杠杆在水平位置始终保持平衡（如图乙），测力计示数________。
（2）在探究过程中，我们需要测量和记录动力、动力臂、阻力、阻力臂四个物理量，在进行多次实验的过程中，我们________（选填“可以”或“不可以”）同时改变多个量，进行探究测量。
（3）探究完杠杆平衡条件后，小英同学发现日常生活中有很多的杠杆。
a.在农村老家她发现一种舂米工具，它的实质是一种杠杆，其示意图如图丙所示。使用这个装置时，人在A端用力把它踩下后立即松脚，B端就会立即下落，打在石臼内的谷物上，从而把谷物打碎。用力将它踩下去的过程中，动力是________（选填“它的重力”或“脚踩的力”），脚松开到打在石臼内的谷物时，它的重力是________（选填“动力”或“阻力”）。
b.回到家里，发现家里的两种墙壁开关也是杠杆，如图丁，其按钮可绕面板内的轴转动。根据你的生活经验，你认为________（填“1”或“2”）较易损坏。
16.用图甲所示的滑轮提升重为200 N的物体，10 s内将其竖直向上匀速提升1 m，在此过程中（不计绳重和滑轮的轮与轴之间摩擦），求：
(1)画出图甲中滑轮所受各力的示意图；
(2)图甲中绳端移动的速度大小；
(3)拉力F的功率；
(4)若用图乙所示方式匀速提升该重物，求拉力的大小。
2
答案以及解析
1.答案：A
解析：人给小车一个向前的拉力作用，小车在拉力作用下向前移动了距离，人对小车做功。搬石头时，人给石头一个力的作用，石头在力的作用下没有移动距离，人对石头没有做功。人给水桶一个向上的力，水桶向上没有移动距离，人对水桶没有做功。运动员将杠铃举着不动，运动员给杠铃一个向上的力，杠铃向上没有移动距离，人对杠铃没有做功。
2.答案：B
解析：以索塔与桥面的交点为支点，左侧拉索的拉力为动力，汽车对桥的压力为阻力，当载重汽车从桥梁左端匀速驶向索塔的过程中，阻力臂逐渐减小，在阻力和动力臂不变时，根据杠杆的平衡条件知左侧拉索拉力大小一直减小，故B正确。
3.答案：C
解析：由图可知，同一根绳子上的拉力相同，所以弹簧测力计B的示数为10 N时，A物体受的拉力为10 N，沿水平桌面做匀速直线运动，由力的平衡可知物体A与水平桌面的摩擦力大小为10 N，拉力F作用在动滑轮的轴上，因此，在不计摩擦与轮重时，。
4.答案：C
解析：不计摩擦和绳重，由图知道，由两股绳子承担物体和动滑轮的总重，所以，故A正确，不符合题意；设物体升高的高度为h，则绳子自由端通过的距离，提升重物做的功为有用功，，又因为，所以拉力的大小，故B正确，不符合题意；使用动滑轮做的额外功，故机械效率是，所以拉力的大小，故D正确，不符合题意；根据C选项中结果反推导知道，不符合机械效率的定义，故C错误，符合题意。
5.答案：D
解析：机械效率是指有用功与总功的比值，机械效率高说明有用功与总功的比值大，与机械省不省力无关，故A错误；机械效率高，只能说明有用功在总功中占的比例大，而不能说明做功的多少、做功的快慢，故B错误；功率是描述做功快慢的物理量，不是描述做功多少的物理量，所以功率越大，说明做功越快，故C错误；由可知D正确。
6.答案：A
解析：铅球在整个飞行过程中，质量不变，铅球一直在运动，动能不为零；从出手到最高点过程中速度减小，此过程动能减小；在下落的过程中，速度不断增大，到达地面时最大，此过程动能增大；整个过程动能先减小再增大。A项符合题意。
7.答案：D
解析：每个钩码重力为，设每个小格长度为L，则杠杆左侧力与力臂的乘积为，在A点挂4个钩码时，杠杆右侧力与力臂的乘积为，杠杆不能平衡，A错误；在B点用弹簧测力计竖直向下拉，当示数为0.5 N时，杠杆右侧力与力臂的乘积为，杠杆不能平衡，B错误；用弹簧测力计在B点拉，当力臂小于时费力，C错误；用弹簧测力计在A点拉，力臂最大为，由杠杆平衡条件知，，最小拉力为1.5 N，D正确。故选D。
8.答案：B
解析：无人驾驶扫地车，正在平直路面上匀速前进，并将地面上的垃圾吸入车内，其质量变大，速度不变，动能变大；高度不变，但质量变大，所以重力势能变大，故机械能变大，故B正确，ACD错误。
故选B。
9.答案：B
解析：弯弓射箭，弓的弹性势能转化为箭的动能，故A错误；拦河大坝使上游的水位升高，提高了水的重力势能，故B正确；蹦床运动员从高处落下，其重力势能转化为动能，故C错误；人造卫星从近地点飞向远地点时，速度减小，高度增加，则动能减小，势能增大，故D错误。故选B。
10.答案：C
解析：从图可知，由2段绳子与动滑轮相连，因为物体以的速度做匀速直线运动，因此F处的速度为
则F的功率
所以滑轮组的机械效率为
故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
11.答案：费力；c
解析：石块对杠杆的压力为阻力，人拉杠杆的力为动力；由图知，使用该杠杆时，动力臂小于阻力臂，所以该杠杆为费力杠杆，但可以省距离；在阻力和阻力臂一定时，动力臂越长、动力就越小；当在A点施加垂直于杠杆向下的力时，力臂为，此时动力臂最长、动力最小，即沿c方向的力最小。
12.答案：200；0
解析：物体在拉力作用下，沿水平方向前进了10m，故其做功为
由于物体在重力方向上无位移，故重力做功为零。
13.答案：100；10；20；580
解析：由于动滑轮上承担重量的绳子股数，所以人对绳子的拉力为
绳端移动的距离为
若实际测量出拉力为110N，由可知，动滑轮的重力为
由可知，小华最多能提升的物体重力为
14.答案：可以改变动力的方向；>；>
解析：由图可知，甲图中的滑轮轮轴固定不动，所以是定滑轮，使用定滑轮可以改变作用力的方向。
甲图中的滑轮是定滑轮，，而乙图中的滑轮是动滑轮，使用该滑轮可以省一半的力，所以；故。
甲乙两图中的重物相同时，如果升高相同的距离，则有用功相同；在绳重、摩擦不计情况下，甲图中的拉力做的功等于有用功，而乙图中的拉力做的功包括有用功和克服动滑轮重力所做的功，所以乙图中的总功更大些，因此乙图中滑轮的机械效率会比甲图中的小。
15.答案：（1）3；先变小后变大
（2）可以
（3）a.脚踩的力；动力
b.1
解析：（1）设杠杆上的一个小格长为L，每个钩码重为G，根据杠杆平衡条件知道，，解得，即应在B处挂3个钩码。由图乙知道，为最长力臂，当弹簧测力计由位置1转至位置2的过程中，动力臂先变长后变短，而杠杆在水平位置始终保持平衡，由杠杆平衡条件知道，测力计示数将先变小后变大。
（2）在“探究杠杆平衡条件”实验中，不断改变动力、动力臂和阻力、阻力臂，可以同时改变多个量，多次进行实验，多次测量的目的是：避免实验次数过少，导致实验结论具有偶然性，便于从中寻找普遍规律。
（3）a.用力踩下这个装置的时候，脚踩的力使得杠杆转动，而装置自身的重力阻碍了杠杆的转动，因此，在这个过程中，动力是脚踩的力，阻力是杠杆自身的重力。脚松开后，杠杆在自身的重力作用下转动，此时的动力是杠杆自身的重力。b.家庭电路常用的两种墙壁开关，其按钮可绕面板内某轴转动，1较易损坏，2不易损坏，这是因为按动2这种开关的力臂较大，按动需要的力较小。
16.答案：(1)
(2)0.1 m/s
(3)20 W
(4) 200 N
解析：(1)滑轮处于静止状态，受到竖直向下的重力、甲对滑轮向下的拉力、F对滑轮向下的拉力、天花板对轮竖直向上的拉的共同作用，力的示意图如图所示：
答：滑轮所受各力的示意图，如图所示
(2)10 s内将物体竖直向上匀速提升1 m，则绳端移动的速度大小为
答：图甲中绳端移动的速度为0.1 m/s
(3)不计绳重和滑轮的轮与轴之间摩擦，拉力F的功率为
答：拉力F的功率为20 W
(4)使用定滑轮可以改变力的方向，但不能改变力的大小，即拉力仍为200 N。
答：拉力的大小为200 N。