2024北师版物理八年级下学期--第九章测试卷（有答案）

中小学教育资源及组卷应用平台
2024北师版物理八年级下学期
第九章　机械和功
时间:60分钟　 满分:100分
　　　 　　　　　　　　　　
一、填空题(每空2分,共26分)
1.如图是三种类型剪刀的示意图,请你为铁匠师傅选择一把剪铁皮的剪刀,你会选择　　　　(选填“A”“B” 或“C”)剪刀,这样选择的目的是为了省　　　　　.
2.在生产生活中,人们常用的简单机械除了杠杆、滑轮,还有轮轴和斜面.如图所示,螺丝刀就是一个轮轴的实例,手柄　　　　(选填“粗”或“细”)一些的螺丝刀用起来更省力;螺丝钉是一种类似斜面的机械,螺丝钉上螺纹的展开长度相当于斜面的长度,螺纹　　　　(选填“密”或“稀”)一些的螺丝钉拧起来更省力.
3.冬奥会冰壶比赛中,若运动员用10 N的水平推力推着冰壶运动了6 m,松开手后冰壶沿冰道向前滑行了30 m后停下来,整个过程中运动员对冰壶做的功是　　　　J.
4.如图为两台功率一定的机器做的功与时间的关系图像,由图可知机器　　　　(选填“甲”或“乙”)的功率更大;若两机器做相同的功,乙机器做功的时间更　　　　(选填“长”或“短”).
5.如图所示,滑轮质量忽略不计,物体A重100 N,B重20 N,当B匀速下降40 cm时,A移动的距离是　　　　cm,A受到桌面的摩擦力是　　　　N.
6.工人利用如图所示的滑轮组匀速提升重600 N的货物,绳子自由端被竖直上拉6 m,额外功为300 J,则滑轮组的机械效率为　　　　,绳子自由端的拉力为　　　　N.
7.汽车出厂后在A、B两段长度相等的路段上进行性能测试,0~5 s 内在A路段行驶,5~12 s内在B路段行驶,A、B两路段路面的粗糙程度不变,汽车的v-t图像和F-t图像分别如图甲、乙所示.在 0~5 s 内汽车牵引力F的功率是　　　　W,汽车全程克服摩擦力做的功是　　　　J.
二、选择题(每小题3分,共27分.双选题每小题有2个选项符合题意,全部选择正确得3分,选择正确但不全得1分,有错选的不得分)
8.如图所示,环卫工人正在使用扫帚打扫街道,扫帚在扫地时 (　　)
A.可以省力
B.可以省距离
C.可以省功
D.既可以省力,也可以省距离
9.如图为“探究动滑轮工作时的特点”实验,每个钩码重2 N,动滑轮重1 N,竖直向上拉弹簧测力计,使钩码匀速上升.则弹簧测力计的示数最符合实际的是 (　　)
A.2.0 N 　　B.2.5 N
C.2.6 N 　　D.4.0 N
10. 在东京奥运会上,我国男子举重队的“军神”吕小军抓举170 kg,挺举204 kg,总成绩374 kg,勇夺金牌.如图,他在挺举过程中对杠铃做的功最接近 (　　)
A.370 J B.10 000 J
C.3 700 J D.7 500 J
11.如图所示,物重为G的物体在不同的简单机械中均处于平衡状态(不计机械自重和摩擦),拉力F1、F2、F3的大小关系是 (　　)
　 　　甲　　　　 　　乙　　 　　丙　
A.F3C.F112.太极剑是太极拳运动的一个重要内容.如图是太极剑运动的某一场景,人和剑均处于静止状态(身体略微右倾,O点为重心).若此时人右脚所受支持力为F1,左脚所受支持力为F2,人和剑所受总重力为G.下列选项中正确的是 (　　)
A.F1>F2 B.F1C.F1=F2=G D.F1=F2=
13.一个滑轮组经改进后提高了机械效率,用它把同一物体匀速提升同样的高度,改进后与改进前相比 (　　)
A.有用功减少,总功增多
B.有用功不变,总功减少
C.功率变大,机械做功更多
D.机械效率提高,机械做功加快
14.如图所示,水平地面上O点两侧的粗糙程度不同,物体一直受到沿水平方向3 N的力F.物体经过M点开始计时,每经过相同时间,记录下物体的位置.物体在MO段做匀速直线运动,力F在MN、OP段所做的功分别为WMN、WOP,功率分别为PMN、POP,则 (　　)
A.PMNWOP
C.PMN>POP D.WMN15.(双选)如图所示,为了提升重物,我们选用了粗细均匀重为G的杠杆,不计杠杆支点处的摩擦,先后把同一个重物挂在A、B两点处,每次用力让杠杆上升同样的高度.下列说法正确的是 (　　)
A.重物挂在A点做的有用功多,机械效率高
B.重物挂在A和B两点做的额外功相等
C.重物挂在B点做的有用功多,杠杆的机械效率高
D.重物挂在B点做的额外功多,杠杆的机械效率高
16.(双选)小明同学利用圆珠笔杆、钢丝、细绳制成了如图所示的滑轮组,用其匀速提重1.2 N的重物,拉力F=0.25 N,5 s内重物被提起0.5 m.下列说法错误的是 (　　)
A.绳子自由端移动了3 m
B.提升重物过程中的有用功是0.6 J
C.拉力的功率为0.3 W
D.若只增加物重,滑轮组的机械效率将减小
三、作图题(共7分)
17.(4分)如图甲所示是一款水管扳手钳,用它夹水管时,AOB部分可视为一个杠杆,其简化示意图如图乙所示.请在图乙中画出:阻力F2的力臂L2;杠杆平衡时,作用在B点的最小动力F1及其力臂L1.
甲　　　　　　　　　　　　乙　
18.(3分)建筑工地上,工人师傅将如图所示的滑轮装配成最省力的滑轮组,利用它通过机车提升重物,请画出滑轮组的绕线方式.
四、实验探究题(共24分)
19.(12分)在“探究杠杆的平衡条件”实验中:
(1)在实验过程中,在杠杆两端挂钩码使杠杆在水平位置平衡的目的是　　　　　　　　　　　.
(2)杠杆水平平衡后,小英同学在图甲所示的A位置上挂了两个钩码,此时可在B位置上挂　　　　个相同的钩码,使杠杆在水平位置平衡.
(3)取下B位置的钩码,改用弹簧测力计拉杠杆的C点,在弹簧测力计由位置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),则测力计示数的变化情况为　　　　　　　　　　　　.
(4)在探究过程中,我们需要测量和记录动力、动力臂、阻力和阻力臂四个物理量,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.
(5)探究完杠杆的平衡条件后,小英同学发现日常生活中有很多的杠杆:
①在农村老家她发现一种叫“舂米对”的简单机械,它的实质是一个杠杆,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”);从脚松开到B端打在石臼内的谷物上,该过程中“舂米对”的重力是　　　　(选填“动力”或“阻力”).
②回到家里,小英发现家里有两种如图丁所示的墙壁开关也是杠杆,这两种开关的按钮可绕面板内的轴转动.根据你的生活经验,你认为　　　　(选填“1”或“2”)开关较易损坏,这是因为按动这种开关的　　　　较小,按动时需要的力较大.
20.(12分)在日常生活和工农业生产中,提高机械效率有着重要的意义.提高机械效率,要从研究影响机械效率的因素出发,寻求办法.
为了探究影响机械效率的因素,小明选取了大小相同的滑轮,利用图甲和图乙装置进行实验,并把数据整理记录在下表中.
实验 次数 滑轮 材质 钩码重 G/N 提升的 高度 h/m 有用功 W有用/J 拉力 F/N 绳端移 动的距 离s/m 总功 W总/J 机械效 率η
1 铝 1 0.1 0.1 0.6 0.3 0.18 56%
2 铝 2 0.1 0.2 1.0 0.3 0.3 67%
3 铝 2 0.2 0.4 1.0 0.6 0.6 67%
4 塑料 2 0.2 0.4 0.8 0.6 0.48 83%
5 塑料 2 0.2 0.4 2.1 0.2 0.42 95%
(1)比较1和2两次实验发现:在所用滑轮组一定时,提升的钩码　　　　,机械效率越高.
(2)比较3和4两次实验发现:滑轮组的机械效率还与　　　　有关.
(3)比较　　　　两次实验发现:在所用滑轮组一定时,机械效率与提升钩码的高度无关.
(4)第5次实验是利用了图　　　　的装置完成的,判断依据是　　　　　　　　.
(5)利用图甲的装置,把重6 N的物体用 2.5 N 的拉力匀速拉起,滑轮组的机械效率为　　　　.
五、综合应用题(共16分)
21.(6分)汽车是我们熟悉的交通运输工具,某种型号的汽车的质量为 15 t,最大载重为20 t.假设沙场到建筑工地的距离为180 km,该车满载并以140 kW的功率在水平公路上沿直线匀速行驶,汽车受到的阻力是车重的 0.02.(g取10 N/kg)
(1)该汽车满载从沙场到达建筑工地的过程中,汽车牵引力所做的功为多大
(2)请通过计算判断该汽车满载时能否在2 h内从沙场到达建筑工地.
22.(10分)工人用如图甲所示的滑轮组匀速运送建材上楼,该滑轮组的机械效率与建材重力的关系图像如图乙所示,工人每次均在10 s内将建材匀速提高6 m,不计绳重与摩擦.求:
(1)当工人对钢绳的拉力为150 N时,拉力所做的功;
(2)当滑轮组的机械效率为75%时,工人拉力做功的功率;
(3)当所运送建材的重力为400 N时,滑轮组的机械效率.
第九章　机械和功
8 9 10 11 12 13 14 15 16
B C C B A B A BC CD
1.C　力
2.粗　密
3.60
4.甲　长
【解析】做功时间相同时,由图像可知甲做的功多,所以甲的功率大;做相同的功时,由图像可知,乙机器做功的时间更长.
5.80　10
B匀速下降,整个装置受平衡力作用,A受力平衡.
6.80%　250
【解析】由题图知,承担重物绳子的段数n=3,h===2 m,有用功W有=Gh=600 N×2 m=1 200 J,总功W总=W有+W额=1 200 J+300 J=1 500 J,滑轮组的机械效率η===80%;绳子自由端的拉力F===250 N.
7.3 000　3.75×104
【解析】由题图可知,在0~5 s内汽车做匀速直线运动,速度为15 m/s,牵引力为200 N,根据P=Fv可知,在0~5 s内汽车牵引力F的功率P=Fv1=200 N×15 m/s=3 000 W.在0~5 s内汽车做匀速直线运动,处于平衡状态,则在A路段汽车行驶的路程s1=v1t1=15 m/s×5 s=75 m,行驶时汽车所受摩擦力f1=F=200 N,克服摩擦力做的功W1=f1s1=200 N×75 m=1.5×104 J.7~12 s内汽车匀速直线运动,处于平衡状态,则B路段行驶时汽车所受摩擦力f2=F'=300 N,则5~12 s汽车克服摩擦力做的功W2=f2s'=f2s1=300 N×75 m=2.25×104 J,汽车全程克服摩擦力做的功W=1.5×104 J+2.25×104 J=3.75×104 J.
8.B
9.C　根据动滑轮的特点,绳子自由端弹簧测力计的示数F=(G钩+G动)=×(2×2 N+1 N)=2.5 N,若考虑摩擦等因素,弹簧测力计的示数应该会超过2.5 N,比2.5 N略大,故选C.
10.C　杠铃的重力G=mg=204 kg×10 N/kg=2 040 N,杠铃被提升的高度约为1.8 m,在挺举过程中对杠铃做的功W=Gh=2 040 N×1.8 m=3 672 J,与C选项中的数据接近.故选C.
11.B　题图甲是等臂杠杆,L1=L2,由杠杆平衡条件可得F1=G;题图乙是滑轮组,承担物重的绳子段数n=3,F2=G;题图丙是动滑轮,动力作用在轴上,F3=2G.F212.A　
将人和剑视为一个整体,为一杠杆,如图所示,以A点为支点,根据杠杆的平衡条件有G×AC=F2×AB,F2=①;以B点为支点,根据杠杆的平衡条件有G×BC=F1×AB,F1=②;因ACF2,A正确.
13.B　把同一物体匀速提升同样的高度,由W有用=Gh可知,前后两次做的有用功不变;一个滑轮组经改进后提高了机械效率,是因为额外功减少,总功减少,A错误,B正确.功率变大是指机械做功加快,跟机械做功多少没有直接的关系,C错误.机械效率提高是指有用功在总功中的占比增大,与机械的功率没有直接关系,D错误.
14.A
15.BC　提升同一个重物,每次杠杆上升同样的高度,而重物上升的高度hB>hA,重物在A点时做的有用功少,故A错误;杠杆的重心上升的高度hA'=hB',W额外=Gh,W额外A=W额外B,故D错误;重物在A、B两点时做的有用功W有用A16.CD　由题图可知,滑轮组承重绳子的股数n=6;绳端下降的距离是重物上升高度的6倍,s=6h=6×0.5 m=3 m,故A中说法正确;提升重物过程中的有用功W有用=Gh=1.2 N×0.5 m=0.6 J,故B中说法正确;总功W总=Fs=0.25 N×3 m=0.75 J,拉力的功率P===0.15 W,故C中说法错误,符合题意;如果利用此装置,当增大下面所提重物的重力时,有用功变大,额外功基本不变,有用功占总功的比例变大,故该滑轮组的机械效率将变大,故D中说法错误,符合题意.故选CD.
17.如图所示.
　
18.如图所示.
19.(除标注外,每空1分)(1)便于测量力臂(2分)　(2)3
(3)先变小后变大(2分)　(4)可以　(5)①脚踩的力(2分)　动力　②1(2分)　动力臂
20.(每空2分)(1)重力越大　(2)动滑轮的重力
(3)2和3　(4)乙　s=h(或绳端移动的距离等于钩码上升的高度)　(5)80%
【解析】(5)滑轮组的机械效率η======80%.
21.(1)牵引力F=f=0.02G=0.02×(m+m车)g=0.02×(2×104 kg+1.5×104 kg)×10 N/kg=7×103 N (2分)
牵引力做的功W=Fs=7×103 N×180×103 m=1.26×109 J (2分)
(2)t===9×103 s=2.5 h>2 h
所以该汽车满载时不能在2 h内从沙场到达建筑工地. (2分)
22.(1)从图中可知n=2,工人每次均在10 s内将建材匀速提高6 m,则绳子的自由端移动的距离s=2h=2×6 m=12 m
当工人对钢绳的拉力为150 N时,拉力所做的功W=Fs=150 N×12 m=1 800 J (2分)
(2)当滑轮组的机械效率为75%时,从图中可知建材的重力G=300 N
有用功W有用=Gh=300 N×6 m=1 800 J (1分)
总功W总===2 400 J (1分)
工人拉力做功的功率P===240 W (2分)
(3)根据(2)中数据可知额外功W额外=W总-W有用=2 400 J-1 800 J=600 J (1分)
工人每次均在10 s内将建材匀速提高6 m,故每次的额外功相等
当所运送建材的重为400 N时,有用功W有用'=G'h=400 N×6 m=2 400 J
总功W总'=W有用'+W额外=2 400 J+600 J=3 000 J (1分)
滑轮组的机械效率η'===80% (2分)
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
21世纪教育网(www.21cnjy.com)