2022年沪科版八年级物理第十章 机械与人专项测评试题(含答案解析)

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沪科版八年级物理第十章机械与人专项测评
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、甲、乙两车同时同地沿同一直线做匀速直线运动,它们的s t 图像如图所示,则()
A.甲车的动能大于乙车的动能B.甲、乙两车的重力势能相等
C.经过8秒,甲、乙两车相距10米D.运动10米,甲车比乙车少用4秒
2、下列工具中,在使用时属于费力杠杆的是()
A.天平B.理发剪刀
C.钢丝钳D.瓶盖起子
3、如图所示,小车从斜面某一高度由静止释放,自由下滑,然后在水平面上运动(忽略空气
阻力)下列说法错误的是()
A.小车从斜面上由静止释放后,小车的动能先变大后变小
B.小车在水平面上运动时,小车对水平面的压力和水平面对小车的支持力是一对平衡力
C.小车从斜面下滑到水平面后还能继续运动,是因为小车具有惯性
D.若水平面光滑且足够长,则小车在水平面上运动时的机械能将保持不变
4、下列四个实例中,机械能正在减小的是()
A.空中加速上升的飞艇B.空中水平匀速飞行的飞机
C.地面上蓄势待发的火箭D.高空中匀速下降的热气球
5、杂技演员在表演“水流星”节目,演员将一根细绳系着盛水的杯子,让杯子在竖直平面内做圆周运动,水不从杯里洒出,甚至当杯子运动到最高点时,已经杯口朝下,水也不会从杯子里洒出来。

则在演员停止用力转绳时,下列关于其中的一只杯子的说法正确的是()
A.受平衡力作用B.重力势能保持不变C.机械能不变D.运动状态不断改变
6、一个滑轮组经改进后,机械效率比原来大大提高,用该滑轮组将同一物体匀速提升同样的高度,与改进前相比()
A.总功不变,但额外功减少了
B.总功不变,有用功增加了
C.有用功不变,总功减少了
D.做的有用功减少了
7、如图所示,水平木板上有甲、乙两个木块,甲的质量大于乙的质量。

两木块下表面的粗糙程度相同。

甲、乙分别在相同的水平拉力F1和F2的作用下,运动了相同的距离,下列说法中正确的是
()
A.F1做功和F2一样多B.F1做功比F2多
C.F2做功比F1多D.条件不足,F1、F2做功无法比较
8、如图所示,用相同滑轮装成的甲、乙两个滑轮组分别将同一个物体在相同时间内匀速提高相同高度,不计绳重及摩擦,下列说法正确的是()
A.F1=F2B.甲、乙绳子自由端移动的速度相同
C.甲、乙两个拉力的功率相同D.乙滑轮组的额外功多
9、下列关于功、功率、机械效率的说法正确的是()
A.物体做功越多,功率一定越大
B.机器的功率越小,机械效率一定越低
C.功率不同的机器,做的功一定不相等
D.额外功与总功之比越小,机械效率一定越大
10、一个孩子从滑梯上匀速滑下,其臀部有灼热的感觉,这一过程中,小孩子的()
A.动能增大,势能减少,机械能不变
B.动能不变,势能不变,机械能不变
C.动能增大,势能减少,机械能不变,内能增大
D.动能不变,势能减小,机械能减小,内能增大
第Ⅱ卷(非选择题 70分)
二、填空题(5小题,每小题2分,共计10分)
1、喷洒农药的汽车在平直的公路上缓慢匀速行驶,并不断将农药洒向公路两旁的树木,在此过程中它的动能______(选填“变大”“变小”或“不变”)。

2、如图所示,滑轮重和摩擦均不计,用10牛的水平拉力F拉着物体A在水平桌面上做匀速直线运动,则物体A与水平桌面间的摩擦力大小为______牛,若物体A在4秒内移动0.2米,绳子运动的速度是______米每秒。

3、在水平地面上铺一张纸,将皮球表面涂黑,使皮球分别从不同高度处自由下落,在纸上留下黑色圆斑A、B,留下圆斑说明皮球下落到纸面上时发生了______,此时,能量的转化过程是______,分析图中两个圆斑大小,还能知道,球从较高处下落形成的圆斑是图中______(选填“A”或“B”),由此可间接知道:重力势能大小与______有关。

4、在如图所示的斜面上,一工人用200N的拉力,将一重为250N的物体,从底端匀速拉到顶端,用时6s,拉力做功的功率为______W,克服斜面对物体的摩擦力做的功为______J。

5、学习了功率的知识后,小明和几位同学准备做“估测上楼时的功率”的活动。

用磅秤测得小明的质量是50kg,用 _____测得他从一楼登上三楼(每层楼高3m)用了20s的时间,则根据原理公式
_____可以算得小明登楼的功率是 _____W。

(g取10N/kg)
三、计算题(5小题,每小题8分,共计40分)
1、不计绳重及绳与滑轮、滑轮与轴之间的摩擦,用如图所示的滑轮组去拉动物体A,已知物体A重为100N,动滑轮重为80N。

在拉力F的作用下,经过20s,物体A沿水平方向匀速前进了4m,拉力F 做功为3200J。

(g取10N/kg)求:
(1)绳子自由端移动的速度;
(2)因克服动滑轮重而做的额外功;
(3)此滑轮组的机械效率;
(4)物体A所受的摩擦力。

2、小宇想把一个重1000N的物体搬到高1.6m的车厢里,为了省力,他找了一块长5m的硬木板,搭在车厢上(衔接处的长度忽略不计),硬木板与车厢搭成一个简易斜面,如图甲所示。

小宇用力F把物体推至车厢里,物体沿木板移动距离s与力F推物体所用时间的图像如图乙所示,已知物体沿木板运动过程中与木板间的摩擦力为160N,且保持不变。

求:
(1)小宇所用推力F在30s内对物体做功的功率;
(2)斜面的机械效率(计算结果保留一位小数)。

3、用如图所示的滑轮组提升物体A,在匀速竖直提升A的过程中,卷扬机加在绳子自由端竖直向下的拉力F为500N,物体A上升的速度v A为0.1m/s,滑轮组的机械效率为90%,不计绳重和滑轮与轴的摩擦。

求:
(1)拉力F做功的功率P;
(2)物体A所受的重力G A;
(3)动滑轮所受的重力G动。

4、如图是一种塔式起重机上的滑轮组,现用它匀速起吊质量为600kg的物体时,滑轮组的机械效率是80%,物体上升4m所用的时间为10s,g取10N/kg。

求:
(1)所做的有用功是多少?
(2)绳端的拉力F是多大?
(3)拉力F的功率是多少?
5、如图所示,重为100牛的物体在水平方向上以0.2米/秒的速度做匀速直线运动,若绳子自由端所受拉力F 为10牛,(不计绳与滑轮的摩擦),求:
(1)物体所受的摩擦力f 的大小;
(2)绳子自由端在10秒内移动的距离。

四、实验探究(2小题,每小题10分,共计20分)
1、如图所示,是“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验,将小钢球从高度为h 的同一斜面上由静止开始滚下,推动同一小木块向前移动一段距离s 后停下.完成甲、乙、丙所示的三次实验,其中132h h h =>,A B C m m m =<。

(1)小钢球动能大小是通过______(选填高度h 或距离s )大小来反映的;
(2)小钢球不能立即停下,是因为小钢球具有______;
(3)分析比较甲和乙两组实验可得,物体质量相同时,______,动能越大;
(4)分析比较______两组实验可得出物体的动能与质量的关系;
(5)综上可知,如图中所示的交通标志牌是交通管理部门对不同车型设定的最高______。

2、小明在社会实践中观察到修理汽车的叔叔使用扳手时,还在扳手手柄上加了一个套筒,如图甲所示。

于是小明设计了如图乙所示的装置,探究轻质杠杆的动力大小与动力臂的关系。

(1)测量时,总保持杠杆在水平位置平衡,目的是便于______;
(2)改变动力臂,多次测量,根据记录的数据画出如图丙所示的动力随动力臂变化的图像,则杠杆左端所挂重物的重力大小是______N (杠杆上每一小格长度为1cm ),小明发现图像中每次描出的点与两坐标轴围成的方形面积(如图丙中阴影部分)总相等,原因是______;
(3)实验结束后,小明明白了使用扳手时在手柄上加一个套筒的原因是:通过______的办法从而更省力。

-参考答案-
一、单选题
1、D
【详解】
由图可知,甲乙经过8s ,甲的路程是20m ,乙的路程是10m ,甲的速度
20m ==2.5m/s 8s s v t
甲甲甲
10m ==1.25m/s 8s
s v t 乙乙乙 A .动能与质量和速度有关,甲车的速度大于乙车的速度,由于甲乙两车的质量未知,甲车的动能不一定大于乙车的动能,故A 不符合题意;
B .重力势能与质量和高度有关,由于甲乙两车的质量和高度未知,甲、乙两车的重力势能不一定相等,故B 不符合题意;
C .甲乙经过8s ,甲的路程是20m ,乙的路程是10m ,若甲、乙两车的运动方向相反,则此时甲车与乙车相距
20m+10m=30m
故C 不符合题意;
D .运动10米,甲车的时间是4s ,乙车的时间是8s ,甲车比乙车少用4s ,故D 符合题意。

故选D 。

2、B
【详解】
A .天平在使用过程中,动力臂等于阻力臂,是等臂杠杆,故A 不符合题意;
B .理发剪刀在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故B 符合题意;
C .钢丝钳在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故C 不符合题意;
D .瓶盖起子在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故D 不符合题意。

故选B 。

3、B
【详解】
A .小车从斜面上下滑的过程中,速度越来越大,动能变大,当小车下滑到水平面上时,由于受到摩擦力的作用,小车的速度越来越小,动能将变小,所以小车的动能先变大后变小,故A 正确,A 不符合题意;
B .小车运动到水平面上时,小车对水平面的压力和水平面对小车的支持力作用在两个物体上,大小
相等、方向相反、作用在同一直线上,是一对相互作用力,故B错误,B符合题意;
C.当小车下滑到水平面上时,由于小车具有惯性,将会继续运动一段距离,故C正确,C不符合题意;
D.若水平面的表面光滑且足够长,木块在水平方向上不受摩擦力,会做匀速直线运动,其动能不变,高度不变,则重力势能不变,因此小车的机械能将保持不变,故D正确,D不符合题意。

故选B。

4、D
【详解】
A.空中加速上升的飞艇,质量不变,速度变大,动能变大,高度增高,重力势能变大,即飞艇的机械能增大,故A不符合题意;
B.空中水平匀速飞行的飞机,质量、速度和高度均不变,即动能不变,重力势能不变,故飞机的机械能也不变,故B不符合题意;
C.地面上蓄势待发的火箭,即火箭是静止的,动能和势能都不变,故火箭此时的机械能也不变,故C不符合题意;
D.高空中匀速下降的热气球,质量不变,速度不变,动能不变,高度降低,所以重力势能减小,故热气球的机械能减小;故D符合题意。

故选D。

5、D
【详解】
A.杯子在重力和拉力的作用下做圆周运动,其运动的方向时刻发生变化,所以受到的不是平衡力,故A错误;
BC.演员用力转绳时,杯子做圆周运动,杯子在运动的过程中,高度变化,则重力势能变化;由于演员对杯子做功,所以机械能变化,故BC错误;
D.由于杯子的速度方向在不停地改变,所以,运动状态在改变,故D正确。

故选D。

6、C 【详解】
由于把同一物体匀速提升同样的高度,所以,利用滑轮组做的有用功相同,由于改装后的机械效率高,所以,由有总
=
W W η知道,改装后利用滑轮组做的总功减少,又因为
W 总=W 有+W 额
所以,改装后利用滑轮组做的额外功减少,综上所述,故ABD 错误,C 正确。

故选C 。

7、A 【详解】
甲、乙分别在相同的水平拉力F 1和F 2的作用下,运动了相同的距离,拉力相同,物体在拉力方向上移动的距离相等,根据W Fs =,故拉力做功相同,故A 正确;BCD 错误。

故选A 。

8、C 【详解】
A .甲乙两幅图中的滑轮组承担物重的绳子有效股数n 甲=2,n 乙=3,不计绳重及摩擦,拉力
1
=3F G G +甲动()
1
=2
F G G +乙动()
又因为动滑轮重力G 动相同,所以F 甲<F 乙,故A 错误;
B .用甲、乙两个滑轮组在相同时间内匀速提高到相同高度h ,由s =nh 可得,拉力端移动的距离s 甲=3h ,s 乙=2h ,则s 甲<s 乙,由s v t
=可得,拉力端移动的速度不相同,v 甲>v 乙,故B 错误; CD .在提升重物的过程中,若不计绳重及摩擦,克服动滑轮重做的功为额外功,因为动滑轮重相同,提升高度相同,根据公式W 额=G 动h 可知,拉力F 1和F 2所做的额外功相等;
将同一物体在相同时间内匀速提升相同高度时,因不计绳重和摩擦,拉力做的功等于克服物体重力和动滑轮重力所做的功,克服物体重力做的功为有用功,所做的有用功相等、额外功相等,拉力做的总功相等,由W
P
可知,甲、乙两个拉力的功率相同,故C正确,D错误。

t
故选C。

9、D
【详解】
A.功率是功与时间的比值,做功多,若时间不确定,则功率大小不能确定,故A错误;
B.机械效率是有用功与总功之比;机械功率是物体在单位时间内做的功,机械效率与机械功率大小没有直接关系,故B错误;
C.由W=Pt知道,做功多少还受时间的影响,功率不同的机器,做的功可能相等,故C错误;D.总功包括有用功和额外功,额外功在总功中占比例越小,则有用功在总功中占比例越大,机械效率越高,故D正确。

故选D。

10、D
【详解】
AC.一个孩子从滑梯上匀速滑下,小孩的质量不变,速度不变,动能不变,故AC不符合题意;BD.小孩在下滑的过程中,高度减小,重力势能减小,机械能是动能和重力势能之和,下滑时,机械能转化为内能,机械能减小,内能增大,故B不符合题意,D符合题意。

故选D。

二、填空题
1、变小
【详解】
喷洒农药的汽车在平直的马路上匀速行驶,速度没有发生改变的,但是在洒农药的过程中,车的总质量逐渐的减少;在速度不变时,质量减少,故动能在变小。

2、20 0.1 【详解】
[1]如图所示,用动滑轮拉动物体,由于滑轮重和摩擦均不计,根据动滑轮拉动物体时,省一半的力,但是多移动2倍的距离,则有1
2
F f =
,所以物体A 受到的摩擦力 2210N 20N f F ==⨯=
[2]物体移动了0.2m ,所以拉力F 要移动0.4m ,绳子运动的速度是
0.4m 0.1m/s 4s
s v t =
== 3、弹性形变 动能转化为弹性势能 B 高度 【详解】
[1][2]使皮球分别从不同高度处自由下落,在纸上留下黑色圆斑A 、B ,留下圆斑,说明皮球下落到纸面上时形状发生了变化,即发生弹性形变;此过程中,皮球的动能转化为弹性势能。

[3][4]分析图中两个圆斑大小可看出,圆环大的球形变程度较大,所具有的弹性势能大,落地时的动能较大,初始状态重力势能大,即其所处的高度大,故选填B ;由此可间接知道:重力势能大小与高度有关。

4、100 100 【详解】
[1]由图可知,在拉力作用下物体移动了3m ,拉力所做的功为
W 总=Fs =200N×3m=600J
拉力做功的功率为
600J 100W 6s
W P t =
==总 [2]由图可知,一重为250N 的物体被提升了2m ,所做的有用功为
W 有=Gh =250N×2m=500J
克服摩擦力做的额外功为
W 额=W 总-W 有=600J-500J=100J
5、秒表 W
P t
=
150 【详解】
[1][2]用秒表测出从一楼登上三楼用了20s 的时间,上楼的高度
h =2×3m=6m
[3]小明上楼的功率
50kg 10N/kg 6m 150W 20s
W Gh mgh P t t t ⨯⨯=
==== 三、计算题
1、(1)0.4m/s ;(2)320J ;(3)90%;(4)720N 【详解】
解:(1)动滑轮上绳子的段数:n =2,则绳子自由端移动的距离
s =ns A =2×4m=8m
绳子自由端移动的速度
v =s
t =
8m
20s
=0.4m/s (2)动滑轮上升的高度
h =s A =4m
克服动滑轮重力做的额外功
W 额=G 动h =80N ×4m=320J
(3)滑轮组做的有用功
W 有=W 总﹣W 额=3200J ﹣320J=2880J
滑轮组的机械效率
η=
W W 有总
×100%=
2880J
3200J
×100%=90% (4)由物体A 克服摩擦力做的有用功W 有=F A s A 可得,对物体A 的拉力
F A =A W s 有=2880J 4m
=720N
因物体A 匀速前进,则物体A 所受拉力和摩擦力是一对平衡力,则物体A 所受摩擦力
f =F A =720N
答:(1)绳子自由端移动的速度为0.4m/s ; (2)因克服动滑轮重而做的额外功为320J ; (3)此滑轮组的机械效率为90%; (4)物体A 所受的摩擦力为720N 。

2、(1)80W ;(2)66.7% 【详解】
解:(1)小宇对物体做的有用功
W 有用=Gh =1000N×1.6m=1600J
小宇对物体做的额外功
W 额外=fs =160N×5m=800J
小宇对物体做的总功
W 总=W 有用+W 额外=1600J+800J=2400J
拉力功率
P =
2400J =80W 30s
W t 总 (2)斜面的机械效率
1600J
100%?100%66.7%2400J
W W η=
=
≈有用总
(1)小宇所用推力F 在30s 内对物体做功的功率80W ; (2)斜面的机械效率是66.7%。

3、(1)100W ;(2)900N ;(3)100N 【详解】
解:(1)由题意可知,物体A 上升的速度v A =0.1m/s ,由图可知n =2,则绳子自由端移动的速度
A 220.1m/s 0.2m/s v v ==⨯=
绳子自由端移动的速度是0.2m/s ;卷扬机加在绳子自由端竖直向下的拉力F 为500N ,根据P Fv =可知,拉力F 做功的功率
500N 0.2m/s 100W P Fv ==⨯=
拉力F 做功的功率是100W 。

(2)由题意可知,滑轮组所做的有用功A W G h =有用功,滑轮组所做的总功W Fs =总功,由图可知n =2,则物体A 上升的距离和绳子自由端移动的距离关系s nh =,那么滑轮组的机械效率
A A A
W G h G h G W Fs Fnh nF
η==
==有用功总功
题中滑轮组的机械效率为90%,拉力F 为500N ,那么物体A 所受的重力
A 2500N 90%900N G nF η==⨯⨯=
物体A 所受的重力是900N 。

(3)不计绳重和滑轮与轴的摩擦,由
()A 1
n
F G G =
+动 解得动滑轮的重力
A 2500N 900N 100N G nF G =-=⨯-=动
动滑轮所受的重力是100N 。

答:(1)拉力F 做功的功率P 为100W ; (2)物体A 所受的重力G A 为900N ; (3)动滑轮所受的重力G 动为100N 。

4、(1)24000J ;(2)2500N ;(3)3000W 【详解】
解:(1)物体的重力
600kg 10N/kg=6000N G mg ==⨯
所做的有用功
6000N 4m=24000J W Gh ==⨯有
(2)由W W η=


得,拉力所做总功 24000J
=30000J 80%
W W η
=
=

总 起重机有3股绳子吊着物体,即
3n =
拉力移动距离
34m=12m s nh ==⨯
由W Fs =总得,拉力
30000J
=2500N 12m
W F s =
=总 (3)拉力F 的功率
30000J
=3000W 10s
W P t =
=总 答:(1)所做的有用功是24000J ; (2)拉力F 的是2500N ; (3)拉力F 的功率是3000W 。

5、(1)20N ;(2)4m 【详解】
解:(1)滑轮是动滑轮,不计滑轮自重和滑轮绳子间的摩擦,则拉力1
2
F f =,则物体A 与地面间的滑动摩擦力
f =2F =2×10N=20N
(2)物体移动的速度0.2m/s ,则绳子自由端移动速度为物体移动速度的2倍,为0.4m/s ,所以绳子自由端在10秒内移动的距离为
s =vt =0.4m/s×10s=4m
答:(1)物体所受的摩擦力f 的大小为20N 。

(2)绳子自由端在10秒内移动的距离为4m 。

四、实验探究
1、距离s 惯性 速度越大 甲、丙 速度 【详解】
(1)[1]木块与水平面的摩擦力是相同的,小钢球推动木块移动的距离越远,做的功越多,故小钢球的动能大小是通过小木块移动的距离s 大小来反映的,这是转换法的应用。

(2)[2]一切物体都有保持原来运动状态的性质,称为惯性。

小钢球在水平面上不能立即停下,是因为小钢球具有惯性,小木块最终会停下来是因为受到阻力的作用。

(3)[3]由图甲、乙可知,两球质量相同,高度不同即速度不同,对木块做功不同,根据控制变量法,是为了研究动能与速度的关系,故在物体质量相同时,速度越大,动能越大。

(4)[4]要研究物体的动能与质量的关系,根据控制变量法,要求质量不同,速度相同即高度相同,甲和丙两组实验满足要求。

(5)[5]相同速度,质量越大,动能越大,各种车的质量不同,为了防止动能过大紧急情况下破坏作用过大,质量大的车要限制速度较小,故图乙所示的交通标志牌是交通管理部门对不同车型设定的最高车速。

2、测量力臂 1.5N 阻力与阻力臂的乘积大小不变 减小摩擦阻力 【详解】
(1)[1]测量时,总保持杠杆在水平位置平衡,是为了使力臂落在杠杆上,目的是便于力臂的测量。

(2)[2]由图得,重物挂在杠杆左端离支点4cm 位置,当动力为3N 时,动力臂为2cm ,由杠杆平衡条件得,杠杆左端所挂重物的重力大小是
1123N?2cm
=1.5N 4cm
F L
G L =
= [3]杠杆平衡过程中满足
1122F L F L =
实验中,阻力和阻力臂的大小不变,因此阻力与阻力臂的乘积不变,所以杠杆平衡过程中,动力与动力臂的乘积大小不变。

坐标轴中,横坐标表示动力臂,纵坐标表示动力,故每次描出的点与两坐标轴围成的方形面积(如图丙中阴影部分)总相等。

(3)[4]实验结束后,小明明白了使用扳手时在手柄上加一个套筒的原因是:通过减小接触面粗糙程度,减小摩擦阻力的办法从而更省力。

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