2020-2021学年第十章 机械与人综合与测试单元测试巩固练习

沪科版初中物理八年级全一册第十章《机械与人》单元测试卷

考试范围：第十章；考试时间：80分钟；总分80分

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

注意事项:
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在试卷上无效。
3.考试结束后，本试卷和答题卡一并交回。

第I卷（选择题）

一、单选题（本大题共12小题，共24.0分）

1. 密度均匀的直尺放在水平桌面上，尺子伸出桌面的部分是全尺长的三分之一，当端挂的重物时，直尺的端刚刚开始翘起，如图所示，则此直尺受到的重力是。(    )

A.  B.  C.  D. 无法确定

2. 如图所示，将重的甲物体用细绳挂在轻质杠杆的端，杠杆的端悬挂乙物体，杠杆在水平位置平衡，已知：乙物体所受重力为，，甲物体的底面积为，取。下列说法正确的是  (    )

A. 甲物体对杠杆的拉力为
B. 杠杆对甲物体竖直向上的拉力为
C. 甲物体对水平地面的压强为
D. 水平地面对甲物体的支持力为

3. 如图所示，物重为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、、的大小关系是(    )

A.  B.  C.  D.

4. 分别用图甲、乙、丙所示的滑轮组匀速提起同一重物时，所用的拉力分别为、和，若不计滑轮重及摩擦，这三个力从大到小排列的顺序为(    )

A.  B.  C.  D.

5. 水上救援有时需要打捞沉没的货物，我们将该情景简化为如图所示的物理过程，假设物体浸没在水深的容器底部非密合，现利用弹簧测力计将物体从水中匀速提岀，当物体有一半体积露出水面时，弹簧测力计示数为，当物体全部离开水面后，弹簧测力计示数为。已知水的密度，取，则(    )

A. 物体在水面下的上升过程中所受浮力逐渐减小
B. 物体在容器底部时，受到的浮力为
C. 把物体从容器底部提岀水面，拉力对物体需做功
D. 物体的密度为

6. 下列几个实例中人对物体做了功的是(    )

A. 小明同学推着一辆小车在水平路面上前进
B. 小昆同学提着一块滑板在平地上行走
C. 小丽同学用力也搬不动地面上的石头
D. 运动员叔叔举起杠铃稳稳地站在地面上

7. 在汽车爬坡的时候要减速慢行，其原因是(    )

A. 为了使汽车的功率变大 B. 为了增大牵引力
C. 为了爬坡时更省力 D. 为了使汽车更加省油

8. 如图所示，是一个老人和小孩攀爬同一楼梯时的情景。若需要比较攀爬楼梯过程中老人和小孩消耗的功率大小，测量的物理量有(    )

A. 只需测量各自爬楼梯的高度
B. 只需测量老人的质量、小孩的质量
C. 需要测量老人的质量、小孩的质量，各自爬楼梯所需的时间
D. 需要测量老人的质量、小孩的质量，各自爬楼梯的高度和所需的时间
 

9. 某人将一箱书用两种方式搬上楼，第一种方式是先搬一部分书上楼，再搬剩下的部分；第二种方式是把所有的书一起搬上楼。假设他上楼的速度相同，用这两种方式搬书的功率分别为、，机械效率分别为、，则(    )

A.             B.        
C.              D.        

10. 下列有关起重机提升货物时机械效率的说法，正确的是(    )

A. 有用功越多，机械效率越高
B. 同一起重机提起的货物越重，机械效率越高
C. 额外功越少，机械效率越高
D. 同一起重机提起同一货物，用时越短，机械效率越高

11. 踢毽子是一项有益的休育活动。如图，毽子某次被踢出后，竖直上升经过某一位置时，毽子的动能和重力势能分别为和，下落经过同一位置时，毽子的动能和重力势能分别为和，则(    )

A.  B.  C.  D.

12. 如图所示为年北京冬奥会的一些运动项目，关于这些项目中的情景，下列说法中正确的是(    )

A. 图中短道速滑运动员武大靖沿弯道匀速滑行时，受到非平衡力的作用
B. 图中谷爱凌腾空转体到达最高点时处于平衡状态
C. 图中的冰壶脱手之后继续滑行的过程中，机械能不变
D. 图中花滑运动员脚上的冰刀做的很薄是为了增大与冰面的摩擦

第II卷（非选择题）

二、填空题（本大题共4小题，共8.0分）

13. 小可在端用如图所示的动滑轮匀速提起的水桶，若不计绳重、滑轮重及摩擦，则人拉绳子端的动力为______；实际测量端的拉力为，不计绳重及摩擦，则滑轮重为______。

14. 如图所示，大明用水平推力推停在平直公路上的汽车，累的满头大汗也没能推动，该推力对车______选填“做了”或“没有做”功。小明用相同的力拉着同一木箱分别沿光滑路面和粗糙路面水平移动了相同的距离，则该拉力做功在______多选填“光滑路面”、“粗糙路面”或“两种路面一样”。
15. 机器人用图中的甲、乙两装置提升重物，在相同的时间内分别把、两物体匀速提升相同的高度。已知、两物体的重力之比，机器人拉动绳子的拉力之比，则机器人做功的功率之比      该过程甲、乙两装置的机械效率之比      。

16. 如图所示是玩弹弓的情景。经验表明，橡皮筋拉得越长，同样的“子弹”射得越远，这说明橡皮筋的弹性势能与________有关；若橡皮筋被拉的长度相同，而所用“子弹”的质量不同，则质量大的“子弹”射出的距离较小，原因是质量大的“子弹”射出时的________小。

三、作图题（本大题共2小题，共4.0分）

17. 如下图所示一根均匀直杆可绕点转动，其中点处挂一重物，若在点施加一最小力使杠杆在图中位置平衡，请画出力的示意图并标出其力臂。

18. 请在图中画出提升滑轮组最省力的绕法。

四、实验探究题（本大题共2小题，共12.0分）

19. 测量如图所示滑轮组的机械效率，部分实验数据如下表所示。

实验过程中，应缓慢拉动弹簧测力计，使钩码竖直向上做________运动。第次实验时，弹簧测力计示数如图所示，为________。
 

第次实验时所做的有用功为________，滑轮组的机械效率是________。

分析、、次实验的数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物重力越________选填“大”或“小”，滑轮组的机械效率越高；分析、次实验的数据可知，滑轮组的机械效率与钩码上升的高度________选填“有关”或“无关”。

结合生产生活实际，用滑轮组提升重物时，下列选项中也可提高机械效率的是________。

A.增大绳重    减轻动滑轮重    加快物体提升的速度

20. 小明想探究斜面的机械效率与什么因素有关，他用一块木板和木块组成斜面来探究。

刚开始时小明按如图所示的方式匀速拉动物体。小明的错误之处是______；

改正错误后，小明用正确的方法进行了一系列的实验，记录的实验数据如下表：

由记录的数据可知，小明探究的是斜面的机械效率与______的关系；

第次实验中测得的机械效率是______；斜面对物体的摩擦力是______。物体被从斜面底拉到斜面顶的过程中物体的动能______。选填“变大”、“不变”或“变小”

实验结论是______。

五、计算题（本大题共4小题，共32.0分）

21. 田园生活给越来越多的人带来快乐。如图所示为一款以汽油机为动力的小型多功能田园翻地机，非常适宜庭院作业。其输出功率为，在水平地面上匀速翻地时每小时可前进，其自重为，静止在水平地面上时，与地接触面积为，取求：

翻地机匀速翻地时的速度；

匀速翻地时翻地机受到的阻力；

翻地机静止在水平地面上时，对地面的压强。

22. 如图甲所示的地面清洁机器人质量为，要求对水平地面压强不超过，机器人在水平地面运动时，所受推力与速度关系如图乙所示．取

该机器人与水平地面的接触面积至少为多少？

该机器人所提供的水平推力为时，匀速直线运动能通过多远路程？此时水平推力做了多少功？

该机器人在水平地面上以的速度匀速直线运动时，水平推力的功率是多大？

23. 在一次车辆故障处理过程中，拖车所用装置简化为如图所示的滑轮组。为了尽快疏通道路，交警指挥拖车只用了时间，就将水平路面上质量是的故障车匀速拖离了现场。若故障车被拖离的速度是，绳子自由端的拉力是，地面对故障车的摩擦力为车重力的。取求：

拉力在内所做的功；

整个装置的机械效率。

24. 如图甲所示，这是我国古代记录传统手工技术的著作天工开物里记载了一种捣谷用的春，“横木穿插碓头，硬嘴为铁，足路其末面卷之”。其简化图如图乙所示，若碓头重力为，不计横木的重力和摩擦。若杆长，支点距离脚路板；每次头上升的高度为，分钟撞击白中的谷粒次。求：

人在杆右端施加的竖直向下的力至少为多少

人克服碓头重力做功的功率为多少

答案和解析

1.【答案】 

【解析】解：设直尺长为
杠杆的支点为，动力大小等于物重，动力臂为；
阻力为直尺的重力，阻力的力臂为；
由杠杆平衡的条件得：


所以直尺的重力大小为．
故选C．
密度均匀的直尺，其重心在直尺的中点处，则重力力臂为支点到直尺中心的长度；又已知端的物重和端到支点的距离，根据杠杆平衡的条件：动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂即可求出直尺的重力．
本题考查杠杆平衡条件的应用，注意正确找出重心和力臂．
 

2.【答案】 

【解析】

【分析】
根据杠杆平衡条件计算甲物体对杠杆的拉力，根据力的作用的相互性得出杠杆对甲物体的拉力，又知其重力，根据力的平衡可求地面对它的支持力，根据力的作用的相互性得出它对地面的压力，又知受力面积，利用计算压强大小。
此题考查压强的大小计算，涉及到力的作用的相互性、杠杆平衡条件、物体受力分析和力的平衡等知识点，是一道综合性较强的题目，关键是对物体进行正确的受力分析。
【解答】
根据杠杆平衡条件可得：，，则，所以细绳对杠杆的拉力；根据力的作用的相互性可得，杠杆对甲物体竖直向上的拉力为，甲物体对杠杆的拉力也为，故A、B错误。
对甲物体进行受力分析可知，甲物体受竖直向下的重力、竖直向上的支持力和竖直向上的拉力三个力的作用，且重力等于拉力与支持力之和，则甲物体对地面的压力

，甲物体对地面的压强，故C错误，D正确。故选D。

3.【答案】 

【解析】第一图中，为等臂杠杆，根据杠杆平衡条件知

第二图中，段绳子与动滑轮接触，有

第三图中，为动滑轮，但动力作用在轴上，所以拉力是物重的倍，即

有故ABD错误，不符合题意；C正确，符合题意。

故选C。

4.【答案】 

【解析】甲图中，1
乙图中，

丙图中，3
 

5.【答案】 

【解析】

【分析】

略

【解答】

 解析：物体有一半体积露出水面时，，物体在容器底部时，；在空中匀速将物体提升时，拉力做功，但物体在水中被提起时，由于受到浮力的作用，拉力小于，故把物体从容器底部提出水面，拉力对物体做功小于；，，。

6.【答案】 

【解析】解：
A、人推小车前进，人给车一个向前的力，小车在力的方向上移动了距离，所以人对小车做了功，故A正确；
B、提着一块滑板在平地上行走，提的力竖直向上，但滑板在水平方向移动了距离，即距离与力的方向垂直，所以人没有对滑板做功，故B错误；
C、人用力向上搬石头，对石头有向上的力，但石头仍然处于静止状态，没有向上移动距离，所以人没有对石头做功，故C错误；
D、运动员举着杠铃不动，人给杠铃一个向上的力，杠铃向上没有移动距离，所以运动员没有对杠铃做功，故D错误。
故选：。
力对物体做功的两个必要因素：有力作用在物体上，物体在力的方向上移动距离，二者缺一不可。
此题考查力是否做功的判断，明确三种情况不做功：一是有力无距离例如：推而未动，二是有距离无力靠惯性运动，三是力的方向与运动方向垂直。
 

7.【答案】 

【解析】答：因为功率，可知在功率一定时，速度越小，牵引力越大，汽车上坡时，需要的牵引力大，所以汽车爬坡的时候要减速慢行，其原因是为了增大的牵引力。
故选：。
利用功率的变形公式进行分析，即当功率一定时，动力与速度成反比，要获得较大的动力，速度就要变慢。
本题考查了功率公式的运用，知道当功率一定时，动力与速度成反比。
 

8.【答案】 

【解析】解：爬楼时，克服重力做功，需要测量老人的质量、小孩的质量，由可比较做功的多少
爬完相同的楼梯，则高度相同，
根据比较功率的大小，因此只需要测量老人的质量、小孩的质量，各自爬楼梯所需的时间即可比较老人和小孩消耗的功率大小。
故选：。
爬楼时，克服重力做功，根据比较做功的多少；根据比较功率的大小。
此题考查功率大小的比较，关键利用好公式确定高度、重力和时间这三个量的关系。
 

9.【答案】 

【解析】由题意得两种方式做的有用功相同，第一种方式克服人的体重做两次额外功；第二种方式只克服人的体重做一次额外功。第一种方式做的总功小于第二种方式的两倍。由于上楼的速度相同，第一方式上楼用的总时间是第二种方式的两倍，根据得

两种方式做的有用功相同，第一中方式中做的额外功多，第二中方式做的额外功少，所以第一种方式做功的效率低，即

故ABC不符合题意；故D符合题意。

故选D。

10.【答案】 

【解析】解：、机械效率是有用功与总功的比值，由于总功的多少不确定，所以无法判断有用功与总功比值的大小，即机械做的有用功越多，其机械效率不一定高，故A错误；
B、起重机提起的货物越重，所做的额外功基本不变，有用功在总功中所占的比重越大，所以它的机械效率越大，故B正确；
C、机械效率越高，说明所做有用功占总功的比值大，额外功所占总功的比值小，不是做的额外功越少，故C错误；
D、使用同一起重机提起同一货物，用时越短，说明功率越大，但机械效率与功率没有直接关系，故D错误。
故选：。
机械效率是有用功与总功的比值。
增加物重，其他条件不变，有用功增多，有用功在总功中所占的比例增大，机械效率升高；
机械效率高的机械，说明所做有用功占总功的比值大，额外功所占总功的比值小，不是做的额外功越少；
机械做功的快慢指功率，机械效率大小与功率大小没有关系。
此题考查学生对机械效率的理解，特别要注意功率与机械效率是两个不同的物理量，它们之间没有任何关系，功率由功和时间共同决定，机械效率由有用功和总功共同决定。
 

11.【答案】 

【解析】【试题解析】

解：毽子某次被踢出后，竖直上升经过某一位置时，毽子的动能和重力势能分别为和；下落经过同一位置时，毽子的动能和重力势能分别为和，由于此时的高度是相同的，质量也相同，故重力势能是相同的，即；
毽子在上升、下落的过程中，由于存在摩擦，机械能转化为内能，机械能减小，由于重力势能是相同的，则；故B正确，ACD错误。
故选：。
动能的大小与质量、速度有关；重力势能的大小与高度、质量有关；毽子在上升、下落的过程中，由于存在摩擦，机械能是不守恒的，据此分析。
本题考查了影响动能、势能大小的因素，属于基础知识。

12.【答案】 

【解析】解：中短道速滑运动员武大靖沿弯道匀速滑行时，运动员的方向改变了，物体受到非平衡力作用，故A正确；
B.乙图中谷爱玲腾空转体时，忽略空气的影响，只受到重力作用，处于非平衡状态，故B错误；
C.冰壶滑行时，要克服阻力做功，一部分机械能转化为其它形式的能，机械能减少，故C错误；
D.丁图中花样滑冰运动员的滑冰鞋底锋利的刀刃，是在压力一定时，通过减小受力面积，增大对冰的压强，故D错误。
故选：。
物体受非平衡力作用时，运动状态发生改变，物体运动状态的改变包括速度大小和方向的改变；
图中谷爱凌腾空转体到达最高点时，受重力作用；
在只有动能和势能相互转化时，机械能守恒；
在压力一定时，可以通过减小受力面积的方法可增大压强。
此题考查学生对平衡力的辨别、机械能的转化、物体运动状态的改变、增大压强的方法等知识的理解和应用，难度不大。
 

13.【答案】   

【解析】解：
因为动滑轮有两段绳子吊着物体，不计动滑轮重、绳重和摩擦，拉力；
若不计绳重及摩擦，实际测量端的拉力为时，根据得。
故答案为：；。
不计动滑轮重、绳重和摩擦，根据求出拉力；
根据求出动滑轮重。
此题主要考查的是学生对滑轮组省力情况的掌握，基础性题目。
 

14.【答案】没有做  两种路面一样 

【解析】解：大明用水平推力推停在平直公路上的汽车，没能推动，汽车没有在推力的方向上移动距离，所以该推力对车没有做功。
小明两次用的拉力相同，木箱沿光滑路面和粗糙路面水平移动的距离相同，根据可知，该拉力做功在两种路面一样多。
故答案为：没有做；两种路面一样。
做功的两个必要因素：作用在物体上的力，物体在力的方向上通过的距离即力和距离的方向要一致，二者缺一不可。
根据比较做功多少。
本题考查力是否做功的判断、功的大小比较，掌握力做功的两个必要因素和功的计算公式即可顺利作答，属力学基础题，难度不大。
 

15.【答案】  

【解析】 图中甲、乙都是动滑轮，则，甲、乙提升两物体的高度相同，所以绳子自由端移动的距离也相同。由得，拉力做的总功之比。做功的时间相同，由得，机器人做功的功率之比。拉力做的有用功之比。该过程甲、乙两装置的机械效率之比。
 

16.【答案】橡皮筋伸长的长度；速度 

【解析】

【分析】
本题考查弹性势能的影响因素、弹性势能和动能的相互转化，解题时要熟记相关的知识点，加深对弹性势能的理解，会应用相关知识分析解决问题。要分析橡皮筋的弹性势能与什么有关，从影响弹性势能的因素入手来回答即可；要分析质量大的“子弹”射出时哪个物理量减小，应从能量转化的角度分析，思考“子弹”的能量是如何转化的，从而得出正确的结论。
【解答】
橡皮筋弹性势能的影响因素是橡皮筋发生形变的程度，橡皮筋形变的程度越大，橡皮筋的弹性势能就越大；“子弹”射得越远，说明橡皮筋的弹性势能越大转化成的动能就越多，因此橡皮筋拉得越长，“子弹”射得越远，这说明橡皮筋的弹性势能与橡皮筋的长度有关；
当“子弹”射出时，“子弹”具有的动能是橡皮筋的弹性势能转化来的，橡皮筋被拉的长度相同，说明橡皮筋的弹性势能相同，在理想的情况下，转化成的动能也相同，根据动能的影响因素是质量和高度，在动能相同时，“子弹”的速度与质量成反比，因此“子弹”的质量越大，“子弹”的运动速度就越小。
故答案为：橡皮筋伸长的长度；速度。  

17.【答案】 

【解析】由杠杆平衡条件  可知，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小；图中支点在点，因此作为动力臂最长，由图知动力的方向应向上，过点垂直于向上作出最小动力的示意图如下图所示：

18.【答案】解：从动滑轮的挂钩开始依次绕绳子，最后有三段绳子承担物重，这就是最省力的绕法。如图所示：
 

【解析】滑轮组的省力情况取决于承担物重的绳子的段数，也就是看有几段绳子通过动滑轮，段数越多越省力。
在滑轮组中，绕过动滑轮的绳子股数越多会越省力，即。
 

19.【答案】匀速        大  无关   

【解析】实验时应缓慢拉动测力计，使钩码竖直向上做匀速运动；第次实验时，测力计示数
为；第次实验时，，；分析、、次实验数据知，使用同一滑轮组提升重物时，重物重力越大，滑轮组的机械效率越高；分析、次实验数据知，滑轮组的机械效率与钩码上升的高度无关；减轻动滑轮重可减小额外功，有用功与总功的比值变大，可提高滑轮组的机械效率。
 

20.【答案】弹簧测力计没有平行于斜面做匀速直线运动     斜面倾斜程度               不变     在物体重力、斜面长度一定时，斜面的倾斜程度越大，机械效率越高 

【解析】沿斜面拉动物体时，为使弹簧测力计的示数稳定，便于读数，所以应使弹簧测力计平行于斜面做匀速直线运动。

实验过程中，物体重力和斜面长度保持不变，改变斜面的高度，改变了斜面的倾角，探究斜面机械效率与斜面倾斜程度的关系。

第次实验时斜面的机械效率

第次实验沿斜面拉木块做的有用功

拉力做的总功为

则额外功为：

由得木块所受摩擦力为

物体被从斜面底拉到斜面顶的过程中物体的速度不变，质量不变，动能不变。

由表格数据知在物体重力、斜面长度一定时，斜面的倾斜程度越大，机械效率越高。

21.【答案】翻地机匀速翻地时的速度。
由得，匀速翻地时翻地机受到的牵引力，翻地机匀速翻地，牵引力和阻力是一对平衡力，大小相等，匀速翻地时翻地机受到的阻力。

翻地机静止在水平地面上，翻地机对地面的压力，受力面积，则翻地机对地面的压强。

【解析】略
 

22.【答案】解：机器人对水平地面的压力

，

接触面积至少为．

由图乙可知，当推力时，速度，路程，

推力做的功．

由图乙可知，当时，推力，则水平推力的功率
．

【解析】略
 

23.【答案】解：由可得故障车在内通过的路程，由图知，，拉力端移动距离，拉力在内所做的功 ；

地面对故障车的摩擦力，滑轮组克服故障车所受摩擦力做的有用功 ，整个装置的机械效率。

【解析】略
 

24.【答案】解：由杠杆平衡条件得

人克服碓头重力做功为

人克服头重力做功的功率为

答：人在杆右端施加的竖直向下的力至少为；

人克服碓头重力做功的功率为。

【解析】略