2021-2022学年度沪科版八年级物理第十章 机械与人专项测试试题(无超纲)

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、如图所示，使用时属于费力杠杆的是（ ）

A．镊子 B．瓶盖启子

C．钳子 D．托盘天平

2、一块砖分别平放、侧放、竖放在水平地面上，有关它的重力势能的说法中，正确的是（ ） A．平放时最大 C．竖放时最大

B．侧放时最大 D．三种放法都相同

3、如图所示，水平台面由同种材料制成，粗糙程度均匀，在它上面放着质量为500g的木块，将木块用轻绳跨过定滑轮与质量为100g的钩码相连。木块在平行于台面的轻绳的拉力作用下做匀速直线运动，运动一段时间，钩码触地后立即静止，木块继续滑动一段距离停在台面上。绳重、轮与轴的摩擦均忽略不计，下列说法中正确的是（g取10N/kg）（ ）

A．木块匀速运动的过程中，木块与钩码的机械能总量不变 B．木块匀速运动的过程中，受到的滑动摩擦力是5N C．钩码触地后木块继续滑动的过程中，木块的动能越来越小 D．钩码触地后木块继续滑动，拉力对物体做功

4、 “给我一个支点，我就能撬动整个地球”，下列生产和生活中的杠杆与阿基米德设想的杠杆属于同一类型的是（ ）

A． 食品夹 B． 托盘天平

C． 钓鱼竿 D． 修树剪

5、如图所示，物重为G的物体在不同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（ ）

A．F2＜F1＜F3 C．F1＜F2＜F3

B．F2＜F1＜F3 D．F2＜F3＜F1

6、小明用四个完全相同的滑轮进行实验，组成如图所示的甲、乙两个滑轮组。他用相同的时间把质量相等的重物G提升了相同的高度，所用的拉力分别为F1、F2，拉力做的功分别为W1、W2，拉力的功率分别为P1、P2，滑轮组的机械效率分别为η1、η2（忽略绳重与摩擦）。下列关系式正确的是（ ）

A．F1F2 12 B．W1W2 P1P2

C．F1F2 12 D．W1W2 P1P2

7、小宇用200N的力把重10N的足球踢出6m远，足球运动轨迹如图所示，A点为足球刚离开脚，B点为足球在空中运动的最高点，则下列说法正确的是（ ）

A．小宇对足球没有做功

B．足球在空中运动过程中，机械能一直保持不变 C．足球在B点时动能不为零

D．足球从A点运动到B点，动能全部转化为重力势能 8、下列数据中最接近实际的是（ ）

A．今天你所在教室的大气压约为2×105 Pa B．将一个鸡蛋举高2m做功约为1J

C．一个初中生漂浮在水面上时，受到的浮力大约为5000N D．正常人的脉搏1min大约跳动15次

9、甲、乙两人进行爬杆比赛，爬到杆顶（杆长相同）时，甲用10s，乙用9s，若甲、乙两人的体重之比为5∶6，则甲、乙两人爬杆的平均功率之比为（ ） A．4∶3

B．3∶4

C．27∶25

D．25∶27

10、一名游客蹦极时下落过程的v-t图像（忽略空气阻力）如图所示。已知t1时刻，弹性绳处于自然伸直状态；t3时刻，游客达到最低点。则下列说法正确的是（ ）

A．在0~t3时间段内，人的动能一直在增大 B．在 t1~t3时间段内，弹性绳弹性势能逐渐增大 C．在t2~t3时间段内，重力不做功 D．在t2时，弹性绳弹性势能最大

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、如图所示，质量忽略不计的AC硬棒能绕O点自由转动，且AB=BO=OC，在B点挂一重物甲，用手给AC硬棒某点施加一个动力F恰好使硬棒在图示位置处于静止状态。

（1）请画出给AC硬棒上施加一个最小的力F1的示意图及F1的力臂l1______； （2）请画出重物甲对硬棒AC施加的阻力F2的示意图及F2的力臂l2______；

（3）此杠杆是______杠杆（选填：“省力”、“费力”或“等臂”），依据是______。

2、如果把铁锹看作费力杠杆，在图所示的A、B、C三点中，支点是______点，动力作用点是______点，阻力作用点是______点。

3、学校举行了一次登山比赛，小莉和小娟体重之比为5∶6，爬到山顶，小莉用时50min，小娟用时45min，则小莉和小娟做功之比是______，爬山功率之比是______。 4、阅读短文并回答问题：

如图所示，人造卫星沿椭圆轨道绕地球运行。离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点，卫星在大气层外运行，不受空气阻力，只有动能和势能的转化。请回答：

（1）卫星运行过程中______守恒；

（2）当卫星运动到远地点时，______最大，______最小（选填“势能”或“动能”）；

（3）当卫星从近地点向远地点运动时，它的势能______、动能______，速度______（选填“增大”或“减小”）。

5、用竖直向上的力F1直接将物体A匀速提升h，做功200J，若借助长1m的斜面用力F2把A匀速提升相同高度，斜面的机械效率是40%，则借助斜面做的有用功为________J，拉力F2所做的功是________J，物体A受到斜面的摩擦力是________N。

三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）

1、如图所示，张伟同学通过斜面用平行于斜面F＝200N的推力，将质量为30kg的物体在5s时间内匀速推到1m高的平台上，斜面长s＝2m。（g取10N/kg）求： （1）推力做功的功率。 （2）斜面的机械效率。 （3）斜面对物体的摩擦力。

2、使用一个定滑轮将一重物提升2m，则绳子自由端拉过的距离是多少？如果改用一个动滑轮来提升重物，且提升同样高度，则绳子自由端拉过的距离为多少？

3、如图所示，OA:OB1:3，用细绳把金属块悬挂于A点，用弹簧秤在B点施加一个竖直向上的力，当OB杠杆水平静止时，弹簧秤读数为1.8N，当向容器中加水金属块浸没于水中后，弹簧秤读数为1.2N，（g10N/kg） 求（1）金属块的重力为多少？

（2）金属块浸没于水中后所受到的浮力为多大？

（3）金属块的密度是多少？

4、工人师傅利用汽车作为动力，从水中打捞一个圆柱形物件，绳子通过定滑轮，一端系着物件，另一端拴在汽车上，如图甲所示，汽车拉着物件匀速上升，已知汽车对绳子的拉力F与物件底面距离水1.0103kg/m3） 底的高度h的变化关系如图乙所示．绳子的体积、绳重及摩擦均忽略不计，问：（水＝（1）该物件的质量是多少？

（2）物件浸没在水中时，受到的浮力为多大？

（3）物件上表面恰好到达水面时，下表面受到水的压强为多少？

5、如图所示，塔式起重机上的滑轮组将600N的重物匀速吊起5m高度的过程中，作用在绳端的拉力为250N。求：

（1）作用在绳端的拉力做的功； （2）滑轮组的机械效率；

（3）若克服摩擦和钢丝绳重所做的功为有用功的0.1倍，求动滑轮的重。

四、实验探究（2小题，每小题10分，共计20分）

1、用钢球、木块和带有斜槽的长木板来探究物体的动能跟哪些因素有关。

（1）如图甲，让钢球从斜槽上的某一高度由______开始运动，撞击水平面上的木块。钢球撞击木块时具有的动能大小可通过______来反映；

（2）如图乙，将钢球置于斜槽上更高的位置重复上述实验。实验表明，钢球质量一定时，从斜槽越高的位置开始运动，撞击木块的速度越大，钢球的动能就越______；

（3）探究动能与质量的关系时，应选择让质量______的钢球从斜槽高度______的位置开始运动；（均选填“相同”或“不同”）

（4）如果本实验装置的水平面绝对光滑，还能得出结论吗？______，原因是______。

2、在“探究滑轮组的机械效率”时，小金利用一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组实验，实验中测得数据真实可靠，见下表：

动力作用点动力F/N 移动距离实验次数 物重G/N 钩码上升高度h/m 滑轮组的机械效率η/% s/m 0.7 0.3 1 1 0.1 47.6 2 1 0.2 0.7 0.6 47.6 3 2 0.1 1.1 0.3 60.6 4 4 0.1 2 0.3 ① （1）请根据表中数据，在图中画出实验中滑轮组的绕绳方法________。 （2）表格中编号①处数据应填_______。

（3）由表中第1、2组数据可知，同一滑轮组的机械效率与_______无关。

（4）分析表中第1、3、4组数据，你得出的本实验结论是：同一滑轮组匀速提升重物时，机械效率随_______的增加而增大。

-参考答案-

一、单选题 1、A 【详解】

A．镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，动力大于阻力，故是费力杠杆，故A正确； B．瓶盖起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，动力小于阻力，故是省力杠杆，故B错误； C．钳子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，动力小于阻力，故是省力杠杆，故C错误； D．托盘天平在使用过程中，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆，不省力也不费力，故D错误。 故选A。

2、C 【详解】

重力势能由质量和高度决定，平放时重心最低，竖放时重心最高，所以重力势能最大。 故选C。 3、C 【详解】

A．木块在水平台上匀速运动的过程中，钩码匀速下降，此时木块的动能不变，重力势能不变；钩码的动能不变，重力势能变小，机械能等于动能和势能之和，则木块与钩码的机械能总量变小，故A错误；

B．在钩码的拉力作用下，木块沿桌面做匀速运动，此时木块受平衡力，水平方向的拉力与摩擦力是一对平衡力，大小相等，则

fm2g=0.1kg10N/kg=1N

故B错误；

C．钩码触地后木块继续滑动的过程中，木块的速度越来越小，所以木块的动能越来越小，故C正确；

D．钩码触地后木块继续滑动的过程中，钩码不再拉动木块，对木块没有拉力的作用，拉力不再做功，故D错误。 故选C。 4、D 【详解】

阿基米德设想的杠杆属于省力杠杆。

A．食品夹在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故A不符合题意；

B．天平在使用时，动力臂等于阻力臂，即不省力也不费力，是等臂杠杆，故B不符合题意； C．钓鱼竿在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故C不符合题意；

D．修树剪在使用时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D符合题意。 故选D。 5、B 【详解】

不计机械自重和摩擦时： 第一个图是等臂杠杆，力臂

由杠杆平衡条件可得

第二个图是滑轮组，承担总重绳子的段数拉力

第三个图是动滑轮，动力作用在轴上

故

故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 6、D 【详解】

L1＝L2

F1＝G

n＝3

F＝123G

F3＝2G

F2＜F1＜F3

由图示知，甲、乙两滑轮组承重绳子分别为3和2根，在忽略绳重与摩擦时，拉力分别为

1F1(GG动)

31F2(GG动)

2所以

F1将相同重物提升相同高度时，绳子端移动的距离分别为s1=3h，s2=2h，拉力所做的功分别为

W1=F1s1=(G+G动)⋅3h=(G+G动)h 113W2=F2s2=2(G+G动)⋅2h=(G+G动)h 所以W1=W2，提升重物所做的有用功

W1有=W2有=Gh W有知：η1=η2，提升重物时所用时间相同，据PW总W知，P1=P2 t据故ABC错误，D正确。 故选D。 7、C 【详解】

A．球还为离开脚时，脚对足球有力的作用，足球在力的作用下有距离的移动，此时脚对球做功；脚离开球后，脚不再给球力的作用，虽然足球有距离的移动，但此时足球不做功，故A错误； B．足球在运动的过程中，机械能减小，因为足球在空中时受到空气阻力，一部分机械能转化为内能，故B错误；

C．B点为足球在空中运动的最高点，但足球的速度不为零，此时足球在竖直方向上，速度为零，但在水平方向，足球有向右的速度，不为零，所以此时动能也不为零，故C正确；

D．足球从A点到B点，高度增加，速度减小，动能转化为重力势能和内能，故D错误。 故选C。 8、B 【详解】

A．所在教室的大气压约为1标准大气压，即1×105 Pa左右，故A不符合题意； B．一个鸡蛋的质量约为50g，即0.05kg；将一个鸡蛋举高2m做功约为

W=Gh=mgh=0.05kg×10N/kg×2m=1J

故B符合题意；

C．初中生的重力约为500N，一个初中生漂浮在水面上时，受到的浮力等于他的重力，浮力约为500N，故C不符合题意；

D．正常人的脉搏1min大约跳动70次左右，故D不符合题意。 故选B。 9、B 【详解】

因为甲、乙两同学从同一位置爬杆到顶端，所以爬杆上升的高度h相同，根据W＝Gh，甲、乙两同学的体重

G甲∶G乙＝5∶6

所以甲、乙两同学爬杆做功

W甲∶W乙＝G甲h∶G乙h＝G甲∶G乙＝5∶6

因为甲、乙两同学爬杆所用时间：

t甲∶t乙＝10s∶9s＝10∶9

所以甲、乙两同学爬杆做功功率

W甲PtWt593甲=甲=甲?乙=?= W乙W乙t甲6104P乙t乙故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 10、B 【详解】

A．由题意可知，在t2时游客的速度达到最大值，t2~t3时间段内，游客向下运动速度变小，所以动能变小，故A错误；

B．在 t1~t3时间段内，弹性绳的伸长量变大，则弹性绳的弹性势能变大，故B正确；

C．在 t2~t3时间段内，游客是向下运动的，在重力的方向上通过了距离，所以重力做了功，故C错误；

D．在t3时，游客的速度为0，此时游客到达最低点，此时弹性绳的伸长量是最大的，弹性势能最大，故D错误。 故选B。 二、填空题

1、 省力 动力

臂大于阻力臂 【详解】

（1）[1]由题意可知，阻力与阻力臂不变，硬棒静止时，由杠杆平衡条件可知，要使动力F1最小，则对应的动力臂应最大，由图中可知，当动力臂l1为OA时，达到最大，此时动力F1应垂直于AC向上，故动力F1及对应的动力臂l1如下图所示

（2）[2]由受力分析可知，重物甲对硬棒AC的阻力即绳子对硬棒AC的拉力F2，作用在B点，方向竖直向下；由力臂的定义可知，过支点O作拉力F2所在直线的垂线段，即为力F2对应的力臂l2，如下图所示

（3）[3][4]由（1）（2）中可知，动力臂大于阻力臂，故该杠杆是省力杠杆。 2、C B A 【详解】

[1][2][3]铁锹的工作原理可看成费力杠杆，如图人握住C点不动，往上提拉B点带动A处重物上升。故支点是C点，动力作用点是B点，阻力作用点是A点。 3、5∶6 3∶4 【详解】

[1]小莉和小娟体重之比为G1∶G2＝5∶6，登山h相同，根据W＝Gh可得，小莉和小娟两人爬到山顶做功比为

W1G1hG15 W2G2hG26[2]小莉和小娟所用时间之比为

t1t250min10＝ 45min9＝所以小明、小刚两人爬山的功率比为

W1PtWt5931112== P2W2W2t16104t24、机械能 势能 动能 增大 减小 减小 【详解】

（1）[1]卫星在大气层外运动，不受空气阻力作用，只有动能和势能的相互转化，因此卫星运行过程中机械能守恒。

（2）[2][3]卫星运动到远地点时，部分动能转化势能，距离最远，动能变为最小，速度最小，所以势能最大，动能最小。

（3）[4][5][6]当卫星从近地点向远地点运动过程中，部分动能转化势能，卫星的高度增大，重力势能增大，速度减小，动能减小，速度减小。 5、200 500 300 【详解】

W有用W总[1][2][3]借助斜面做的有用功即为克服物体重力所做的功，则W有用＝200J；由＝所做的总功

W总＝W有用＝200J=500J 40%可得，拉力

额外功

W额＝W总﹣W有用＝500J﹣200J＝300J

因为额外功为克服摩擦力所做的功，所以，由W额＝fs得物体A受到斜面的摩擦力

W额s300J＝300N 1mf＝=三、计算题

1、（1）80W；（2）75%；（3）50N 【详解】

解：（1）推力做的总功

W总＝Fs＝200N?2m＝400J

推力的功率

W400JP＝总＝＝80W

t5s（2）推力做的有用功

W有＝Gh＝mgh＝30kg?10N/kg?1m＝300J

斜面的机械效率

W有300J100%＝100%＝75% W总400J＝（3）由

W总＝W有W额

可得，额外功

W额＝W总﹣W有＝400J﹣300J＝100J

由W额＝fs 可得摩擦力

W额100J＝＝50N s2mf＝答：（1）推力做功的功率为80W； （2）斜面的机械效率为75%； （3）斜面对物体的摩擦力为50N。

2、2m，4m 【详解】

解：使用定滑轮，不省力也不省距离，使用一个定滑轮将一重物提升2m，则绳子的自由端拉过的距离为2m；使用动滑轮省一半的力，但要费一倍的距离，如果改用一个动滑轮来提升重物，且提升同样的高度，则绳子自由端拉过的距离为

s=2h=2m×2=4m

答：使用一个定滑轮将一重物提升2m，则绳子自由端拉过的距离是2m，如果改用一个动滑轮来提升重物，且提升同样高度，则绳子自由端拉过的距离为4m。 3、（1）5.4N；（2）1.8N；（3）3103kg/m3 【详解】

解：（1）杠杆在弹簧秤的拉力及重物对A的拉力作用下而处于平衡状态则由力矩平衡可得

F1OBFGOA

则

FGOBF131.8N5.4N OA因金属块受重力和拉力而处于平衡状态故此金属块的重力

GFG5.4N

（2）浸没水中后由力矩平衡可知

F2OBFOA

则

FOBF231.2N3.6N OA金属块此时受重力G，浮力F浮及拉力F而处于平衡状态，故有

GF浮F

则浮力

F浮 GF5.4N3.6N1.8N

（3）由F浮 gV得

VF浮 1.8N1.8104m3 33g1.010kg/m10N/kg金属块质量

mG5.4N0.54kg g10N/kg则金属块的密度

答：（1）金属块的重力为5.4N； （2）金属块所受浮力为1.8N； （3）金属块的密度为3103kg/m3。

m0.54kg3103kg/m3 43V1.810m4、（1）400kg；（2）500N；（3）5104Pa 【详解】

解：（1）该物件离开水面后的拉力

F2＝4000N

由于图甲中，滑轮为定滑轮，则物体的重力为

G＝F2＝4000N

则物体质量为

mG4000N=400kg g10N/kg（2）由图乙知中，物体在水中时拉力

F1＝3500N

根据称重法可知物件浸没在水中时受到的浮力为

F浮＝G﹣F1＝4000N﹣3500N＝500N

（3）由图乙知中，物件上表面恰好到达水面时，下表面所处的深度为

h＝30m﹣25m＝5m

则下表面受到水的压强为

p＝ρgh＝1103kg/m310N/kg5m＝5104Pa

答：（1）该物件的质量是400kg；

（2）物件浸没在水中时，受到的浮力为500N；

（3）物件上表面恰好到达水面时，下表面受到水的压强为5104Pa。 5、（1）3750J；（2）80%；（3）90N 【详解】

解：（1）由图知道，n=3，绳端移动的距离

s=nh=3×5m=15m

作用在绳端的拉力做的功

W总=Fs=250N×15m=3750J

（2）提升重物做的有用功

W有=Gh=600N×5m=3000J

滑轮组的机械效率

W有3000J100%100%80% W总3750J（3）克服摩擦和钢丝绳重所做的功

W额1=0.1×W有=0.1×3000J=300J

克服动滑轮重力所做的额外功

W额2=W总-W有-W额1=3750J-3000J-300J=450J

由W额2=G动h得动滑轮的重力

G动W额2h450J90N 5m答：（1）作用在绳端的拉力做的功为3750J； （2）滑轮组的机械效率为80%； （3）动滑轮的重为90N。 四、实验探究

1、静止 木块移动的距离 大 不同 相同 不能 木块将做匀速直线运动 【详解】

（1）[1][2]让钢球从斜槽上的某一高度由静止下滑，撞击水平面上的木块，钢球撞击木块时具有的动能大小可通过木块移动的距离来反映，木块移动的距离越远，说明钢球撞击木块时具有的动能越大，这用到了转换法。

（2）[3]将钢球置于斜槽上的位置越高，钢球到达斜面底端的速度越大，木块被推得越远，说明钢球的动能越大。故可以得出：钢球质量一定时，撞击木块的速度越大，钢球的动能越大。

（3）[4][5]根据控制变量法，探究动能跟质量的关系时，应控制钢球的速度相同，改变质量，即让质量不同的钢球从斜槽高度相同的位置开始运动。

（4）[6][7]如果水平面绝对光滑，小球推木块运动时，木块不受摩擦力，由牛顿第一定律可知木块将永远运动下去，则木块通过的距离无法确定，做功的多少也无法确定，所以小球动能的大小就无法比较。

2、 66.7 物体被提升的高度 被提升的物重

【详解】

（1）[1]由实验数据可知

s＝3h

所以滑轮组由3段绳子承担物重，因此绳子应从动滑轮上面的挂钩开始绕起，如图所示

（2）[2]第4次实验的机械效率

W有Gh4N?0.1m100%100%=?100%66.7% W总Fs2N?0.3m（3）[3]由第1、2组数据可知，动滑轮重、钩码重均相同，钩码被提升的高度不同，但机械效率相同，可知同一滑轮组的机械效率与物体被提升的高度无关。

（4）[4]由第1、3、4组数据可知，动滑轮重、钩码被提升的高度相同，被提升的钩码重不同，机械效率不同，物重越大，机械效率越大，故结论为：同一滑轮组匀速提升重物时，机械效率随被提升的物重的增加而增大。