难点详解教科版八年级物理下册第十一章机械与功章节测试试卷（含解析）

教科版八年级物理下册第十一章机械与功章节测试
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、用如图所示的滑轮组提升重物，在电动机拉力的作下，重为40N的物体在10s内匀速竖直上升了2m，已知动滑轮重为8N，忽略绳重与摩擦。下列说法中正确的是（　　）
A．电动机对绳的拉力为12N B．绳子自由端的移动速度为0.2m/
C．滑轮组的机械效率为80% D．有用功的功率为8W
2、如图所示，用滑轮组提升重750N的物体，使它在10s内匀速上升1m。已知用的拉力F为400N。则在提升重物的过程中（不计绳重和摩擦），下列说法正确的是（g＝10N/kg）（　　）
A．动滑轮的质量为5kg
B．拉力在这10s内做的有用功为800J
C．拉力做功的功率为75W
D．滑轮组的机械效率是62.5%
3、小明同学两次施加水平拉力拉动同一物体在同一水平面上做匀速直线运动，两次物体运动的图像如图所示，下列判断正确的是（　　）
A．两次物体所受到的摩擦力f1>f2
B．拉动到距离S1时，两次克服摩擦所做的功W1>W2
C．拉动到距离S1时，两次拉力对物体所做的功W1>W2
D．拉动到距离S1时，两次拉力对物体做功的功率P1>P2
4、用下列简单机械，使重量同为G的物体都处于静止状态，如图所示，其中用力最大的是（均不计摩擦和机械自重）（　　）
A． B．
C． D．
5、一遥控小电动车在平直的路面上做直线运动，其速度v随时间t变化的图象如图所示。已知在4s~8s内小车受到的牵引力恒为10N，则下列说法错误的是（　　）
A．4s~8s内牵引力做的功为160J
B．0~4s内小车受到的摩擦力小于10N
C．4s~8s内小车受到的合力为0
D．8s~10s内小车受到的摩擦力等于10N
6、关于功率，下列认识正确的是（　　）
A．由P= ，可知功率越大的机器做的功越多
B．由P=Fv可知汽车发动机功率越大，汽车的速度越大
C．由P= 可知单位时间内做功越多则功率越小
D．由P=Fv可知机车要想获得大的牵引力，可以放慢速度
7、如图所示，小明利用两个倾角不同的斜面进行实验，将同一木块分别从两斜面底端匀速拉至斜面顶端，下列说法正确的是（　　）
A．若斜面粗糙程度相同，拉力所做的额外功W甲额＝W乙额
B．若斜面粗糙程度相同，拉力所做的额外功W甲额＞W乙额
C．若甲、乙斜面光滑，则拉力F甲＞F乙
D．若甲、乙斜面光滑，则拉力所做的总功W甲总＜W乙总
8、汽车在平直公路上以速度v0匀速行驶，发动机功率为P0，牵引力为F0，t1时刻开始，司机减小了油门，使汽车保持恒定功率P行驶，到t2时刻，汽车又开始做匀速直线运动，速度为v，已知运动过程中汽车所受阻力f恒定不变，汽车牵引力F随时间变化的图象如图所示，则（　　）
A．t1至t2时间内，汽车做加速运动
B．F0＝2f
C．t2时刻之后，汽车将保持功率P0行驶
D．
9、关于如图所示的各种情景，下列说法正确的是（　　）
A．甲图中：水坝筑成下宽、上窄的形状，是由于越深处水对坝体侧面浮力越大
B．乙图中：人用力推木箱，但没有推动，则人推木箱的力没有对木箱做功
C．丙图中：当阀门打开，蓄水槽中的水流动时，A，B，C三支竖管中水柱高度相同
D．丁图中：金鱼吐出的气泡正在水中上升时，受到水的压强逐渐变小、浮力不变
10、用水平拉力先后两次拉着重为20 N的同一物体，沿同一水平面做直线运动。第一次拉力为15 N，物体恰好做匀速直线运动，拉力对物体做了30 J的功；第二次将拉力增大为30 N，拉力对物体做了60 J的功，分析两次做功过程，以下判断正确的是（　　）
A．第一次物体受到的摩擦力是15 N，物体运动了1 m
B．第一次物体受到的摩擦力是30 N，物体运动了2 m
C．第二次物体受到的摩擦力是15N，物体运动了2m
D．第二次物体受到的摩擦力是30N，物体运动了4 m
第Ⅱ卷（非选择题 70分）
二、填空题（5小题，每小题4分，共计20分）
1、一辆汽车，以20m/s的速度在水平路面上，沿直线匀速行驶 5min，汽车的质量为1500kg，行驶时所受的阻力为车重的 0.2倍，则牵引力为 　 　N。这段时间内汽车牵引力所做的功为　 　J，重力做的功为　 　J。（g取10N/kg）
2、如图所示，在绳子自由端拉力F作用下重为20N的物体沿水平面以0.01m/s的速度匀速行驶20s，受到的摩擦力为30N。拉力F=　 　N，绳子自由端拉动的速度是　 　m/s。（忽略绳子和滑轮的重力及滑轮间的摩擦）
3、跳伞是一项极具挑战的运动，现在越来越受到人们的喜爱。在某次跳伞训练过程中， 一体重为 500N的运动员从空中悬停的直升机上由静止开始竖直跳下，其速度与时间的关系如图所示，经 20s 下落 220m后，开始做匀速直线运动直至落地，整个过程用时 40s，则运动员在整个下降过程中：
①平均速度是　 　m/s；
②重力做的功为　 　J；
③功率为　 　W。
4、如图甲所示，水平地面上的一个物体，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系及物体的速度v与时间t的关系如图乙所示，则0~3s推力F大小为　 　N，3~6s物体所受摩擦力大小为　 　N，6~9s内推力F对物体所做的功为　 　J。
5、5月5日，为我国载人空间站工程研制的长征五号B运载火箭在海南文昌首飞成功。488秒是长征五号B运载火箭从点火升空到载荷与火箭成功分离进入预定轨道所用的时间。火箭对载荷产生约140t的推力，从运载能力上看，长征五号火箭地球同步转移轨道（GTO）运载能约为14t，长征五号B火箭近地轨道（LEO）运载能力约为22t，若此次载荷的近地轨道距离地面400km，那么火箭对载荷至少做功　 　J。火箭顶端整流罩既可以保护里面的飞船，同时还可以减少空气对火箭的　 　。在整流罩抛掉之前，载荷相对于整流罩是　 　的。
三、计算题（4小题，每小题10分，共计40分）
1、如图所示，物体A所受重力为10牛，不计摩擦，在拉力F的作用下，A在10秒内匀速上升2米，求：
（1）拉力F的大小．
（2）此过程中拉力F做的功W和功率P．
2、小杰家装修房子时需要往楼上运送材料，她设计了如图所示的滑轮组提升重物。一次运送材料时用500N的拉力，在20s内将重为800N的物体匀速提高了10m，那么在此过程中请你解答以下问题：
（1）利用此滑轮组做的有用功是多少？
（2）拉力做功的功率是多少？
（3）滑轮组提升重物的机械效率是多少？
3、周末，小红在操场上遥控一架小型无人机匀速竖直上升，无人机重力为14N，若无人机在10s内上升高度为30m，求
（1）无人机上升的速度；
（2）无人机的功率。
4、如图所示，用一个滑轮组在10s内将一重为300N的物体匀速向上提升2m，已知动滑轮重为60N（不计绳重和摩擦）。请计算：
（1）绳子自由端的拉力是多大？
（2）该滑轮组的机械效率η是多少？
（3）拉力F的功率P是多少W？
四、实验探究（1小题，每小题10分，共计10分）
1、
（1）在探究杠杆平衡条件的实验中，某同学发现在调节过程中杠杆左端高右端低，要使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆左端的平衡螺母向　 　（选填“左”或“右”）调节；调节平衡后，在杠杆的右边A处挂4个质量均为50g 的砝码，如图所示，要使杠杆在水平位置平衡，应在杠杆左边的B处竖直向下用　 　N的力来拉。（g＝10N/kg）
（2）利用如图所示的电路可以验证电功与　 　的关系，实验中两灯泡的电阻必须　 　（选填“相同”或“不同”），通过观察　 　来比较一定时间内电流做功的多少。
-参考答案-
一、单选题
1、【答案】D
【解析】【解答】A．电动机对绳的拉力为
A不符合题意；
B．绳子自由端的移动速度为0.2m
B不符合题意；
C．滑轮组的机械效率为
C不符合题意；
D．有用功的功率
D符合题意。
故答案为：D。
【分析】对于该滑轮组，与动滑轮接触的有三段绳子，所以自由端移动的距离是物体移动的3倍，结合自由端移动的距离求解物体运动的距离；拉力为物重和滑轮重之和的三分之一，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，利用公式W=Fs求解做功，两者相除即为机械效率。
2、【答案】A
【解析】【解答】A．绳子的有效段数为n＝2，不计绳重和摩擦， 动滑轮的重力G动＝2F﹣G＝2×400N﹣750N＝50N
动滑轮的质量m＝ ＝5kg
A符合题意；
B．用滑轮组提升重750N的物体，使它在10s内匀速上升1m，拉力在这10s内做的有用功W有＝Gh＝750N×1m＝750J
B不符合题意；
C．绳子移动的距离为s＝2h＝2×1m＝2m
拉力在这10s内做的总功W总＝Fs＝400N×2m＝800J
拉力F的功率P＝ ＝80W
C不符合题意；
D．滑轮组的机械效率为η＝ ×100%＝93.75%
D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】对于该滑轮组，与动滑轮接触的有两段绳子，所以自由端移动的距离是物体移动的2倍，结合自由端移动的距离求解物体运动的距离；拉力为物重和滑轮重之和的一半，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，利用公式W=Fs求解做功，两者相除即为机械效率。
3、【答案】D
【解析】【解答】A．同一物体在同一水平面上匀速运动，压力与接触面粗糙度不变，则两次物体所受到的摩擦力相同，A不符合题意；
BC．根据力的平衡，拉力大小等于摩擦力大小，拉动到相同距离S1时，根据 可知，两次拉力对物体所做的功相同，BC不符合题意；
D．拉动到相同距离S1时，第2次用时较长，由 可知第2次速度较小，根据 可知，第2次拉力做功的功率较小，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】s-t图像中，横坐标为时间，纵坐标为位移，图像的斜率是速度，结合公式W=Fs和P=Fv求解做功和功率。
4、【答案】B
【解析】【解答】由题知，不计摩擦和机械自重，
A．由于杠杆平衡，动力臂大于阻力臂，所以 ；
B．由于杠杆平衡，动力臂小于阻力臂，所以 ；
C．使用定滑轮， ；
D．使用动滑轮， ；
由以上分析可知，B选项中用力最大，B符合题意，ACD不符合题意。
故答案为：B。
【分析】A．根据杠杆平衡条件，动力臂大于阻力臂，所以动力小于重力。
B．根据杠杆平衡条件，动力臂小于阻力臂，所以动力大于重力。
C．定滑轮不省力，动力等于重力。
D．动滑轮省一半的力，动力等于重力。
5、【答案】B
【解析】【解答】AC．由图象可知，在4s～8s内小车做匀速直线运动，处于平衡状态，因此小车受到的合力为0N；在4s～8s内小车的速度为4m/s，其运动的路程为s=vt=4m/s×4s=16m
牵引力做的功为W=Fs=10N×16m=160J
AC正确，不符合题意；
B．由于小车在4s～8s内做匀速直线运动，所以根据二力平衡条件可知，它受到的牵引力与摩擦力大小相等，则摩擦力f=F=10N
在0～4s内小车做加速运动，但压力大小和接触面的粗糙程度均不变，所以摩擦力大小也不变，仍然为10N，B错误，符合题意；
D．在8～10s内小车做减速运动，但压力大小和接触面的粗糙程度均不变，所以摩擦力大小也不变，仍然为10N，D正确，不符合题意。
故答案为：B。
【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，结合物体受到的外力求解大小即可。
6、【答案】D
【解析】【解答】A．时间不确定，功率越大的机器做的功不一定多，A不符合题意；
B．牵引力不确定，汽车发动机功率越大，汽车的速度不一定大，B不符合题意；
C．单位时间内做功越多则功率越大，C不符合题意；
D．机车的功率不变，由P=Fv可知机车要想获得大的牵引力，可以放慢速度，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】功率表示做功的快慢，是单位时间做功的多少；根据力和速度的乘积可以计算做功的多少。
7、【答案】B
【解析】【解答】AB．因为两斜面的粗糙程度相同，甲斜面的倾斜程度较小，所以甲斜面的摩擦力较大，同时甲斜面长度较大，由公式W额=fs
可知拉力做的额外功W甲额＞W乙额
A不符合题意，B符合题意；
CD．同一木块在高度相同的光滑斜面上运动，所以拉力做的功等于克服重力做的功，即Fs=Gh
木块的重力和斜面的高度相同，所以拉力所做的总功相同，即W甲总=W乙总
由于甲斜面长度较大，所以甲斜面上的拉力较小，即F甲＜F乙
CD不符合题意。
故答案为：B。
【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。
8、【答案】D
【解析】【解答】由题知，在t1时刻以前，汽车以速度v0匀速行驶，发动机功率为P0，牵引力为F0，则：P0＝F0v0①；在t1时刻，司机减小了油门，汽车的功率突然减小为P，在该瞬间汽车的速度不变（仍为v0），由图象知牵引力由F0突然减小为 ，所以： ②，由①②可知 ，即汽车的功率突然减小为原来的一半。
A．由图可知，t1至t2时间内，汽车受到的牵引力增大，功率不变，由P＝Fv可得，汽车行驶的速度减小，所以汽车做减速运动；
B．汽车做匀速直线运动时，牵引力与阻力平衡，所以F0＝f；
C．由题意知，t1时刻后汽车的功率保持恒定，由分析知，汽车的功率将保持 不变；
D．由题知，到t2时刻，汽车又开始做匀速直线运动，速度为v，由图可知，汽车再次做匀速运动时的牵引力与最初做匀速运动的牵引力大小相等，均为F0，根据P＝Fv可得第二次做匀速直线运动时的速度： 。
【分析】结合牵引力大小，利用公式P=Fv求解汽车的速度。
9、【答案】B
【解析】【解答】A．由于液体内部的压强随深度的增加而增大，而不是由于越深处水对坝体侧面浮力越大，A不符合题意；
B．人用力推木箱，但没有推动，说明在力的方向上没有移动距离，即人推木箱的力没有对木箱做功，B符合题意；
C．三支竖管底部的粗细不同，当水流过时，水的流速不同，根据流速越快的位置压强越小，三只竖管中的水面高度是不同的，C不符合题意；
D．气泡的体积逐渐增大，排开的水也在增多，即浮力在增大，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】当物体在力的方向上移动一段距离时，外力才做功，结合物体的受力情况的移动方向判断即可。
10、【答案】C
【解析】【解答】AB．物体在水平面上做匀速直线运动时，在水平方向受拉力和摩擦力作用，并且二力是一对平衡力，故物体受到的拉力F1=f=15N
根据W=Fs可知，第一次物体通过的距离s1= =2m
AB不符合题意；
CD．若增大拉力，而压力大小和接触面的粗糙程度都没有改变，因此，物体受到的摩擦力不变，仍为15N；根据W=Fs可知，第二次物体通过的距离s2= =2m
C符合题意，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】物体在匀速直线运动时，拉力等于摩擦力；根据功和拉力的比值可以计算距离的大小。
二、填空题
1、【答案】3000；；0
【解析】【解答】汽车在水平路面上做匀速直线运动，其受到的牵引力和阻力为一对平衡力，大小相等 汽车5min内行驶的路程
这段时间内汽车牵引力所做的功 重力的方向和汽车运动的方向互相垂直，故重力没有对汽车做功。
【分析】根据质量计算重力，结合摩擦力和重力关系计算摩擦力；根据力和距离的乘积计算功的大小，物体受力且在力的方向上移动距离，力对物体做了功。
2、【答案】15；0.02
【解析】【解答】由图知，n=2，摩擦力为f=30N，则拉力
物体运动的速度v物=0.01m/s ，绳子自由端拉动的速度是vF=2v=2×0.01m/s=0.02m/s
【分析】对于该滑轮组，与动滑轮接触的有两段绳子，所以自由端移动的距离是物体移动的2倍，结合自由端移动的距离求解物体运动的距离；物体A水平方向受到拉力和摩擦力，处于平衡状态，结合二力平衡的知识求解摩擦力。
3、【答案】8；1.6×105；4×103
【解析】【解答】由图像知，运动员在匀速直线运动阶段的速度为5m/s，通过的路程
s=vt=5m/s×(40-20)s=100m
整个过程通过的路程s总=220m+100m=320m
整个过程的平均速度
整个过程，重力做的功W=Gs总=500N×320m=1.6×105J
功率
【分析】由图像可知运动员做匀速直线运动的速度和时间，根据s=vt求出匀速运动的过程中运动的距离，然后得出总路程，利用v=求出整个过程中运动员下落的平均速度；根据W=Gh求出重力做的功；利用P=求得功率。
4、【答案】2；4；24
【解析】【解答】由图乙可知，在0~3s内，物体相对于水平地面没有发生运动，处于静止状态；由F﹣t图像可知，此时物体受到的推力F＝2N。
由v﹣t图像可知，在6s~9s物体做匀速直线运动，处于平衡状态；由F﹣t图像可知，在6s~9s内拉力F'＝4N，由二力平衡条件可得滑动摩擦力f＝F'＝4N
由v﹣t图像可知，第3秒到第6秒物体速度增大，做匀加速直线运动，受到的摩擦力为滑动摩擦力，虽然速度变化，但压力和接触面的粗糙程度不变，摩擦力大小不变，因此物体受到的摩擦力仍是4N。
在6~9s内，物体做匀速直线运动v＝2m/s
由 可得，物体移动距离s＝vt＝2m/s×3s＝6m
推力F对物体所做的功W＝F's＝4N×6m＝24J
推力F对物体所做的功为24J。
【分析】物体静止或匀速直线运动时，受到平衡力的作用，二力平衡时，力的大小相等；根据速度和时间的乘积计算路程，利用力和距离的乘积计算做功多少。
5、【答案】；阻力；静止
【解析】【解答】火箭对载荷至少做功 火箭顶端整流罩采用流线型，可有效减小空气阻力。在整流罩抛掉之前，载荷与整流罩之间没有发生位置的变化，是相对静止的。
【分析】根据重力和高度的乘积计算做功多少，流线型可有效减小空气阻力；物体之间没有发生位置的变化，是相对静止的。
三、计算题
1、【答案】（1）解：因为图中滑轮是定滑轮，且不计绳与滑轮间的摩擦，所以F=G=10N；
答：拉力F的大小为10N；
（2）解：物体上升2m，所以F下降2m，此过程中拉力F做的功：W=Fs=10N×2m=20J；
拉力F做功的功率 ．
答：此过程中拉力F做的功W和功率P分别为20J和2W．
【解析】【分析】（1）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；
（2）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。
2、【答案】（1）解：有用功W有=Gh=800N×10m=8000J
答：利用此滑轮组做的有用功是8000J；
（2）解：绳子自由端移动距离s=2h=2×10m=20m
拉力做的功W总=Fs=500N×20m=10000J
拉力做功的功率P===500W
答：拉力做功率的功率是500W；
（3）解：动滑轮的机械效率η==×100%=80%
答：滑轮组提升重物的机械效率是80%。
【解析】【分析】（1）利用W有=Gh求滑轮组做的有用功。
（2）绳子自由端移动的距离s=nh，利用W总=Fs求拉力做的总功，根据P=求拉力做功的功率。
（3）利用η=×100%求滑轮组的机械效率。
3、【答案】（1）解：无人机上升的速度
答：无人机上升的速度是3m/s
（2）解：因为物体做匀速直线运动，无人机的功率
答：无人机的功率是42W。
【解析】【分析】（1）利用路程和时间的比值计算速度；（2）根据力和速度的乘积计算功率大小。
4、【答案】（1）绳子自由端的拉力是
答：绳子自由端的拉力是 ；
（2）有用功为
绳子自由端的拉力做功为
该滑轮组的机械效率η是
答：该滑轮组的机械效率η是83.3%；
（3）拉力F的功率P
答：拉力F的功率P是72W。
【解析】【分析】（1）（2）对于该滑轮组，与动滑轮接触的有三段绳子，所以自由端移动的距离是物体移动的3倍，结合自由端移动的距离求解物体运动的距离；拉力为物重和滑轮重之和的三分之一，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，利用公式W=Fs求解做功，两者相除即为机械效率；
（3）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）左；1.5
（2）电压；不同；灯泡的亮度
【解析】【解答】(1)在实验中，发现杠杆左端高右端低，可将左端的平衡螺母或右端的平衡螺母向左调节。设杠杆每一个小格代表L，右边阻力臂L2=3L
F2=mg=50×4×10-3kg×10N/kg=2N
左边动力臂L1=4L，根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2知道2N×3L=F1×4L
解得F1=1.5N。
(2)由图知道，灯泡的实际功率越大时亮度越大，由W=Pt知道，相同的时间内消耗的电能越多，所以，本实验中通过观察灯泡的亮暗来比较电流做功的多少，即利用如图所示的电路可以验证电功与电压的关系。电流做功与电压、电流和通电时间有关，要研究电功与电压的关系时应控制电流和通电时间相同，改变灯泡两端的电压，由串联电路中各处的电流相等和 知道，两灯泡工作时的电阻要不同。
【分析】（1）调节杠杆平衡，杠杆的哪一端高就把平衡螺母往哪端调，最后是杠杆在水平位置平衡；杠杆处于平衡状态，结合动力、动力臂、阻力、阻力臂，利用杠杆的平衡条件分析求解即可；
（2）求解电流做功，利用公式W=UIt求解即可，U是用电器两端的电压，I是流过用电器的电流，t是用电器工作的时间。