2024沪科版物理八年级下学期--第十章单元测试卷（有答案）

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2024沪科版物理八年级下学期
第十章　机械与人
一、填空题(每空2分,共28分)
1.现要使用撬棒将石块1撬起,如图所示.若在撬棒的D点沿DM方向用力撬起石块1,撬棒的支点是　　　　点;若在撬棒的D点沿DN方向用力撬起石块1,撬棒的支点是　　　　点.
2.一辆小汽车陷进了泥潭,司机按如图甲、乙两种方式安装滑轮,均可将小汽车从泥潭中拉出.甲方式中滑轮的作用是　　　　　　　.用两种方式将汽车拉出的最小力的大小分别是F1、F2,则F1　　　　F2(选填“>”“<”或“=”).(滑轮的重力忽略不计)
　　甲　　　　　　　　　乙
3.高空抛物很危险!一个60 g的鸡蛋从不同楼层落下对人造成的伤害情况如图所示.物体的位置越高,具有的　　　　能越大,落下时转化为的　　　　能就越大,对受害者做的功就越多,造成的伤害就越大.
4.小茜和胖胖的重力分别为400 N和700 N,教学楼每层的高度为3 m,小茜和胖胖一起从一楼上到五楼,则两人相比,小茜克服重力做功较　　　　(选填“多”或“少”).若小茜用时20 s,则她上楼的功率为　　　　W.
5.如图甲所示是我国春秋战国时期的桔槔.小明在实验室里制作了一个桔槔模型,如图乙所示,杠杆AB可以在竖直平面内绕固定点O转动,已知AO∶OB=2∶3.悬挂在A端的桶装满水后,桶与水所受的总重力为60 N,当杠杆AB在水平位置平衡时,悬挂在B端的配重所受的重力为　　　　N.若要提起更重的物体并且在水平位置平衡,该模型可进行的改进是　　　　　.
　甲　　　　　　　　　乙
6.如图所示,在拉力F的作用下,重10 N的物体A匀速上升了1 m,不考虑摩擦和绳重,若滑轮的重力为2 N,则拉力F的大小为　　　N;提升物体A做的有用功为　　　J.
7.某起重机将重为6×103 N的货物匀速提升10 m,做功1.25×105 J,机械效率为　　　　%.对于实际机械,机械效率总小于100%的原因是　　　　　　　　　　　.
二、选择题(每小题3分,共27分.多选题每小题至少有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.劳动教育是素质教育的重要组成部分.中学生劳动实践中用到许多简单机械.如图所示,下列工具在正常使用中,属于费力杠杆的是 (　　)
A.园艺剪刀 B.瓶盖起子 C.食品夹 D.天平　
9.如图所示,力对物体做功的是 (　　)
A.用力搬石头,搬而未动 B.货物在叉车的作用下水平匀速移动
C.推着小车前进 D.手扶轮胎静止不动
10.东京奥运会上,我国男子举重队选手吕小军抓举170 kg,挺举204 kg,总成绩374 kg,勇夺金牌并创造新的奥运纪录.如图所示,他在挺举过程中对杠铃做的功最接近 (　　)
A.400 J B.1 000 J
C.7 000 J D.3 600 J
11.一块密度均匀的长方体水泥板放在水平地面上,如图所示,用一竖直向上的力,欲将其一端抬离地面,则 (　　)
　　　　　甲　　　　　　　　　乙
A.F甲>F乙,因为甲方法中的动力臂长
B.F甲C.F甲>F乙,因为乙方法中的阻力臂短
D.F甲=F乙,因为两方法中的动力臂都是阻力臂的2倍
12.关于机械效率,下列说法正确的是 (　　)
A.功率大的机械,机械效率一定高
B.机械效率越低,表示有用功在总功中所占的比例越小
C.省力的机械,机械效率一定高
D.做功多的机械,机械效率一定高
13.“反向蹦极”是一项比蹦极更刺激的运动.如图所示,弹性轻绳的上端固定在O点,拉长后将下端固定在体验者的身上,并与固定在地面上的扣环相连.打开扣环,人从A点由静止释放,像火箭一样被“竖直发射”,经B点上升到最高位置C点.已知在B点时速度最大,对此过程,下列描述正确的是(　　)
A.人从A点到C点的过程中,重力势能增加,动能一直减少
B.人从A点到B点的过程中,动能增加,重力势能减少
C.人在B点时动能最大
D.人在B点时弹性轻绳的弹性势能最大
14.如图所示,在竖直向上、大小为10 N的力F的作用下,重物A沿竖直方向匀速上升.已知重物A上升的速度为0.2 m/s,不计滑轮重、绳重及摩擦,则重物A的重力大小和滑轮上升的速度分别为 (　　)
A.20 N　0.1 m/s B.20 N　0.4 m/s
C.5 N　0.1 m/s D.5 N　0.4 m/s
15.小明两次水平拉动同一物体在同一水平面上做匀速直线运动,他作出两次物体运动的路程随时间变化的关系图像如图所示.下列说法正确的是 (　　)
A.两次物体运动的速度大小v1B.两次物体所受的拉力大小F1>F2
C.在0~8 s内两次拉力对物体做功的功率大小P1D.在0~8 s内两次拉力对物体所做的功的大小W1=2W2
16.(多选)利用如图所示的甲、乙两个滑轮组,在5 s内将重为100 N的物体匀速提升2 m,所用拉力分别为F甲、F乙.若每个滑轮的重力均为10 N,不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦,此过程中 (　　)
A.F甲>F乙
B.F甲做的功大于F乙做的功
C.F甲做功的功率等于F乙做功的功率
D.甲滑轮组的机械效率小于乙滑轮组的机械效率
三、作图题(共6分)
17.(4分)如图是利用羊角锤拔钉的示意图.请在图中画出动力F1的力臂l1及阻力F2的示意图.
　　　　
18.(2分)小明站在地面上通过图示滑轮组提升重物,请用笔画线代替绳子组装滑轮组.
四、实验探究题(共23分)
19.(8分)某实验小组利用如图所示的实验装置探究“杠杆平衡条件”.
(1)实验前,将杠杆装在支架上,让支点在杠杆的中央,并调节杠杆在水平位置平衡,这是为了　　　　　　　;若发现杠杆的右端向下倾斜,应将平衡螺母向　　　　(选填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置平衡.
(2)在杠杆的A处挂2个相同的钩码(每个钩码重为1 N),在B处用弹簧测力计竖直向下拉杠杆,当杠杆在水平位置平衡时,弹簧测力计的示数为1 N.由此可初步得出:杠杆的平衡条件为　　　　　　 　　　.
(3)为了得到具有普遍性的结论,接下来应进行的操作是　　　　 　　　　　　　　.
(4)下列因素中,不会带来实验误差的是　　　　(填序号).
A.单个钩码的重力不完全相等
B.铁架台自身的重力足够大
C.杠杆与转轴之间的摩擦偏大
D.没有沿弹簧的轴线方向拉弹簧测力计
(5)另一实验小组在B处用弹簧测力计竖直向下拉杠杆,当杠杆在水平位置平衡时,弹簧测力计的示数为F1;再将弹簧测力计斜向右拉或斜向左拉,杠杆在水平位置平衡时,其示数F2　　　　(选填“>”“=”或“<”)F1.
20.(8分)某实验小组的同学们研究“使用动滑轮匀速提起物体时,所用的竖直向上的拉力F的大小与哪些因素有关”.他们按如图所示方式用两个质量不同的滑轮进行实验,并将相应的数据记录在表1、2中.
表1:G滑=1 N
实验序号 G物/N F/N
1 4 2.5
2 5 3
3 6 3.5
4 7 4
5 8 4.5
表2:G滑=2 N
实验序号 G物/N F/N
6 4 3
7 5 3.5
8 6 4
9 7 4.5
10 8 5
(1)分析比较表1或表2中G物与F的数据及相关条件,可得出的初步结论是:使用动滑轮匀速提起物体,　　　　　　　　　　　　　　　　　　.
(2)分析比较实验序号　　　　　　的数据及相关条件,可得出的初步结论是:使用动滑轮匀速提起物体,当G物相等时,G滑越大,F越大.
(3)小轩同学分析F和G物的关系时发现F始终小于G物,所以得出使用动滑轮匀速提起物体　　　　　(选填“能”或“不能”)省力,但她发现并没有省一半力,这其中的原因是　　　　　　　.若要使得出的结论尽可能接近“使用动滑轮能省一半力”,该对实验器材进行怎样的调整 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　.
21.(7分)如图所示,某兴趣小组设计了一组装置来探究“物体的动能大小与哪些因素有关”,小球从图示位置由静止释放,当小球摆动到竖直位置时,恰好与静止在水平面上的木块C发生碰撞,木块C在水平面上滑行一定距离后停止.如图所示的三次实验中,摆线的长L保持不变,小球A、B的质量mA　　　　甲　　　　　　乙　　　　　　　丙
(1)图甲中将小球从图示位置由静止释放,小球向下摆动的过程中,动能逐渐　　　　,重力势能逐渐　　　　.(均选填“增大”或“减小”)
(2)本实验中通过　　　　 　　　　　　　反映小球撞击木块C前的动能大小.
(3)对比甲、乙两图所示实验,可得出初步结论:　　　　 　　　　　　　　.
(4)对比乙、丙两图所示实验,可得出初步结论:　　　　 　　　　　　　　　　　.
五、综合应用题(共16分)
22.(5分)如图所示是2022年北京冬奥会餐厅的智能服务机器人,它具有净化室内空气、送餐服务、温馨提示等功能.若重600 N的机器人在50 N的牵引力作用下以0.5 m/s的速度在水平地面匀速直线行驶60 s.求:
(1)此过程中牵引力所做的功;
(2)此过程中机器人的功率.
23.(11分)如图是一台吊臂可伸缩的吊车的示意图,被吊物体的升降靠滑轮组结合卷扬机完成.某次作业时,2 t的货物A在20 s内被竖直提升了5 m,卷扬机对钢丝绳的拉力为8×103 N.(不计绳重和摩擦,g取10 N/kg)
(1)吊车的吊臂伸得越长,吊车的最大起重质量越　　　　(选填“大”或“小”).
(2)求在该次作业中,滑轮组吊起货物A的机械效率及卷扬机的拉力做功的功率.
(3)设吊臂长度一定,卷扬机的最大输出功率为8×103 W,若使物体以0.2 m/s的速度竖直上升,则最大可以提起多重的物体
第十章 机械与人
8 9 10 11 12 13 14 15 16
C C D D B C C D AC
1.A C
2.改变力的方向 >
【解析】甲方式中使用的是定滑轮,不能省力,但能改变力的方向;乙中使用的是动滑轮,可以省力,故F1>F2.
3.重力势 动
首先要明白重力势能的影响因素:质量和高度.
分析情景:8楼、18楼与25楼的高度不同,鸡蛋的质量相同,从而可比较重力势能.
分析下落过程的能量转化:思考哪个量减小了,哪个量增大了,从而得出能量是如何转化的.
4.少 240
【解析】克服重力所做的功W=Gh,小茜和胖胖一起从一楼上到五楼,在重力的方向上移动的距离相等,而小茜的重力小于胖胖的重力,故小茜克服重力做功较少.小茜克服重力做的功W=Gh=4×3 m=4 800 J,则功率P===240 W.
5.40 增加配重的重力(或将支点O左移)
【解析】根据杠杆的平衡条件可知,G水×AO=G配重×OB,代入数据可求得G配重==G水=40 N.
6.6 10
【解析】由题意知,n=2,因不计绳重和摩擦,则F===6 N,提升物体A做的有用功W有=G物h=10 N×1 m=10 J.
7.48 使用机械时总要做额外功
【解析】起重机提升货物所做的有用功W有=Gh=6×103 N×10 m=6×104 J,起重机的机械效率η===0.48=48%;在实际生活中,使用机械都要做额外功,有用功总小于总功,所以机械效率总小于100%.
8.C 观察题图可知,园艺剪刀、瓶盖起子在正常使用时,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;天平是等臂杠杆;食品夹在正常使用时,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆.
判断杠杆种类的方法
9.C
选项 作图分析 情况 是否做功
A 有力无距离 否
B 力与运动 方向垂直 否
C 有距离有力 是
D 有力无距离 否
10.D 挺举时杠铃的重力G=mg=204 kg×10 N/kg=2 040 N,挺举高度约为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D选项中数据最接近.故选D.
11.D
本题先把水泥板视为杠杆,再利用杠杆的平衡条件进行分析解答.
12.B 功率是表示做功快慢的物理量,功率大只表示机械做功快,故A错误;因为机械效率是有用功和总功的比值,所以机械效率越低,表示有用功在总功中所占的比例越小,与做功多少无关,故B正确,D错误;机械效率的高低与机械是否省力无关,故C错误.
13.C 人从A点到C点的过程中,质量不变、高度增大,重力势能增加;由在B点时速度最大可知,人从A点到B点速度逐渐变大,动能逐渐变大,从B点到C点速度逐渐变小,动能逐渐变小,故A、B错误.人的质量一定,在B点时速度最大,动能最大,故C正确.人在A点时弹性轻绳的弹性形变量最大,弹性轻绳的弹性势能最大,故D错误.故选C.
14.C 由题图可知,该滑轮是动滑轮,力F作用在轴上,当重物上升的速度为 0.2 m/s时,滑轮上升的速度应是重物速度的一半,即v动=v物=0.1 m/s;不计滑轮重、绳重及摩擦,拉力应是物重的2倍,则物重G=F=×10 N=5 N.
15.D 由题图可知,t相同时,s1>s2,则v1 >v2,故A错误.由题意可知,两次物体都做匀速直线运动,即物体受到的拉力和滑动摩擦力是一对平衡力则两次物体所受的拉力F1 =F2,故B错误.由题图可知,在0~8 s内物体第一次通过的路程为0.8 m,第二次为0.4 m,由W=Fs可知,两次拉力对物体所做的功的大小W1 =2W2,由P=可知,在0~8 s内两次拉力对物体做功的功率P1 >P2,故C错误,D正确.
16.AC 由题图可知,n甲=2,n乙=3,不计绳重及滑轮与轴间的摩擦,则拉力F甲=(G+G轮)=×(100 N+10 N)=55 N,F乙=(G+G轮)=×(100 N+10 N)= N,F甲>F乙,故A正确;F甲做的功W甲=F甲s甲=F甲n甲h物=55 N×2×2 m=220 J,F乙做的功W乙=F乙s乙=F乙n乙h乙= N×3×2 m=220 J,W甲=W乙,F甲做功的功率P甲=,F乙做功的功率P乙=,则P甲=P乙,故B错误、C正确;甲滑轮组的机械效率η甲===≈91%,乙滑轮组的机械效率η乙===≈91%,η甲=η乙,故D错误.
不计绳重及滑轮与轴间的摩擦,两滑轮组中动滑轮的重力相同,且提起的物体的重力和高度均相同,则有用功W有=Gh和额外功W额=G轮h都相同,所以总功即拉力做的功相同,机械效率也相同,B、D错误.
17.如图所示.
18.如图所示.
19.(除标注外,每空1分)(1)减小杠杆自重对实验的影响 左 (2)动力×动力臂=阻力×阻力臂(或F动l动=F阻l阻) (3)改变动力和动力臂的大小,相应调节阻力和阻力臂,再做几次实验(合理即可)(2分) (4)B(2分) (5)>
【解析】(4)因钩码对杠杆的拉力等于其总重力,钩码总重力=单个钩码的重力×钩码的个数,若单个钩码的重力不完全相等,会对实验结果有影响;铁架台自身的重力足够大,不会影响杠杆的平衡,对实验无影响;杠杆与转轴之间的摩擦偏大,会影响杠杆转动,影响实验结果;用弹簧测力计拉杠杆时,拉力的方向应沿弹簧的轴线方向,以免弹簧与外壳之间产生过大的摩擦,影响实验结果.(5)用弹簧测力计竖直向下拉杠杆时,F1l动=F阻l阻;弹簧测力计斜向左拉或斜向右拉时,阻力和阻力臂不变,拉力的力臂变小,杠杆在水平位置平衡时,弹簧测力计示数变大,故F2>F1.
20.(除标注外,每空1分)(1)当G滑相同时,G物越大,F越大(2分) (2)1、6(或2、7或3、8或4、9或5、10) (3)能 动滑轮有重力和存在摩擦力(2分) 换用轻质的滑轮或更重的物体(2分)
21.(除标注外,每空1分)(1)增大 减小 (2)木块在水平面上运动的距离远近 (3)速度相同时,物体质量越大,动能越大(2分) (4)质量相同时,物体的速度越大,动能越大(2分)
【解析】(2)木块被小球撞击后在水平面上运动距离的远近可以反映小球撞击木块前动能的大小,这采用了转换法的思想;(3)mA22.(1)机器人行驶60 s运动的距离s=vt=0.5 m/s×60 s=30 m
牵引力所做的功W=Fs=50 N×30 m=1 500 J (3分)
(2)机器人的功率P===25 W (2分)
23.(1)小 (2分)
(2)W有=Gh=mgh=2 000 kg×10 N/kg×5 m=1×105 J (1分)
W总=Fs=Fnh=8×103 N×3×5 m=1.2×105 J (1分)
η=×100%=×100%≈83.3% (1分)
P===6 000 W (1分)
(3)根据(2)中计算结果可求得动滑轮的重力G动===4 000 N (2分)
使物体以速度v=0.2 m/s竖直上升时,卷扬机拉钢丝绳的速度为3v,卷扬机以最大输出功率工作时提供的拉力最大,可提升的物体最重,则卷扬机提供的最大拉力Fm= (1分)
则可提升的最大物重Gm=3Fm-G动=-4 000 N=-4 000 N=3.6×104 N (2分)
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