第九章 机械和功（单元自测·达标卷）物理新教材北师大版八年级下册

2024-2025学年八年级物理下册单元测试卷（北师大版） 第九章 机械和功 （A卷•考点达标卷） （考试时间：90分钟 试卷满分：100分） 注意事项： 1．测试范围：北师大版八年级下册第9章。 第Ⅰ卷 选择题 一、选择题（本题共18小题，每小题2分，共36分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的） 1．使用杠杆能给我们的生活带来便利，如图，下列杠杆属于费力杠杆的是（   ） A．食品夹 B．核桃夹 C．园艺剪 D．羊角锤 【答案】A 【详解】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符合题意； B．核桃夹在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B不符合题意； C．园艺剪在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C不符合题意； D．羊角锤在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D不符合题意。 故选A。 2．下列关于功率的说法正确的是（   ） A．物体做的功越多，功率就越大 B．机械的效率越高，功率就越大 C．物体做功越快，功率就越大 D．物体做功所用的时间越短，功率就越大 【答案】C 【详解】AD．根据可知，功率的大小与功和做功时间均有关系，因此物体做的功越多或物体做功所用的时间越短，功率不一定越大，故AD错误； B．根据机械效率公式可知，机械效率的大小与功有关系，与功率无直接关系，故B错误； C．功率是表示物体做功快慢的物理量，因此物体做功越快，功率就越大，故C正确。 故选C。 3．我国是多山之国，修建了很多盘山公路，尤其在西南和中部地区。如图所示，盘山公路修得弯弯曲曲，主要目的是为了（　　） A．省距离 B．省力 C．省功 D．省力和省功 【答案】B 【详解】盘山公路属于斜面，盘山公路修得弯弯曲曲，主要目的是为了省力，即减小汽车上坡时需要的牵引力；汽车上山时，需要克服重力和摩擦力做功，克服摩擦力做的功为额外功，汽车上山时不能省功，反而多做功，使用任何机械都不能省功，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 4．下列对物理量的估计符合实际情况的是（　　） A．小明将掉在地上的物理书检回桌面的过程中做功约为0.2J B．一个中学生从一楼走到三楼克服重力做功约为300J C．中学生骑自行车的功率约为70W D．机械经改进后效率可达 【答案】C 【详解】A．物理书的重力约2.5N，课桌的高度大约0.8m，把书捡起来，做的功约为 故A不符合题意； B．中学生的质量约为50kg，从一楼走到三楼的高度约为6m，则克服重力做功为 故B不符合题意； C．人在匀速骑行自行车时，车速约为5m/s，人对自行车提供的动力等于自行车轮胎与地面的摩擦力，大小约为15N，所以人骑自行车的功率约为 故C符合题意； D．机械在做功的过程中，不可避免的要做额外功，所以机械的效率不能达到，故D不符合题意。 故选C。 5．“澄城樱桃”畅销全国，获国家地理标志证明商标。每年5月中旬是樱桃的收获时间，小明和爷爷比赛搬运樱桃，他们分别抱着相同的一箱樱桃从一楼上到二楼仓库，爷爷用时更短，则下列有关说法正确的是（   ） A．小明克服樱桃重力做功的功率较大 B．爷爷克服樱桃重力做功的功率较大 C．小明克服樱桃重力做功较少 D．爷爷克服樱桃重力做功较多 【答案】B 【详解】抱着相同的一箱樱桃从一楼上到二楼仓库，克服樱桃重力做功W=Gh，重力和高度度相同，所以克服樱桃重力做功相同，故CD错误；爷爷用时更短，根据，做功相同，所用时间越短，功率越大，故A错误，B正确。 故选B。 6．某人骑着一辆共享单车（自行车），在平直公路上以某一速度匀速行驶，若人和车所受的阻力为20N，则通常情况下，骑车人消耗的功率最接近（　　） A．600W B．60W C．6W D．0.6W 【答案】B 【详解】在平直公路上匀速行驶时，人和车受到的阻力和骑车者的动力是一对平衡力，即两个力的大小相等，所以骑车者的牵引力 F=f=20N 一般情况下骑车速度是3m/s，则骑车者消耗的功率 骑车人消耗的功率最接近60W，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 7．我国民俗活动丰富多彩，在立夏时节，有的地方会给孩子称体重，如图1所示，冀求孩子健康成长，俗称“立夏秤人”。如图2，小孩和篮子的总质量为10kg，调整秤砣的位置，使杆秤处于水平平衡状态（忽略绳重和杆重），此时，。下列说法正确的是（   ） A．该杆秤的“0”刻度线在悬挂点O处 B．该秤砣的质量为3kg C．要使该杆秤的量程变大，可以将称的悬挂点O右移 D．若换更重的篮子，可以增大该杆秤的量程 【答案】B 【详解】A．该杆秤的悬挂点O是称量时的支点，确定杆秤的零刻度线，秤钩不挂物体时，提起秤纽（O点），调节秤砣的位置，使得杠杆在水平位置平衡，则标记秤砣悬挂点为零刻度线，故A错误； B．由题知，小孩和篮子的总重力 G=mg=10kg×10N/kg=100N 根据杠杆平衡的条件可得 G×OA=m砣​g×OB 即 100N×3×10−2m=m砣​×10N/kg×10×10−2m 解得m砣​=3kg，故B正确； C．由杠杆平衡的条件​可知，在阻力与阻力臂一定的情况下，动力臂越小，动力越大，即称的质量越大，所以要使该杆秤的量程变大，可以将称的悬挂点O左移，减小动力臂，故C错误； D．若换更重的篮子，阻力和阻力臂都变大，在动力臂不变的情况下，动力变大，即该杆秤的量程变小，故D错误。 故选B。 8．如图所示，在轻质杠杆上吊一重物G，在一端施加一个始终与杠杆垂直的动力F，使杠杆缓慢地从OA转至水平位置OB，则在转动过程中，拉力F的大小将（　　） A．逐渐变大 B．F先变大后变小 C．保持不变 D．F先变小后变大 【答案】A 【详解】由图可知，杠杆缓慢地从OA转至水平位置OB的过程中，动力臂不变，阻力不变，阻力臂变大，由杠杆平衡条件可知，动力逐渐变大。故在转动过程中，拉力F逐渐变大。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 9．用下列几种装置来提升相同的物体，其中最省力的装置是（忽略绳重、滑轮重和摩擦）（     ） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】A．如图，用定滑轮提升重物时，忽略绳重、滑轮重和摩擦，绳端的拉力等于物体的重力，即； B．如图，用动滑轮提升重物时，忽略绳重、滑轮重和摩擦，动滑轮可以省一半的力，绳端拉力等于物体重力的一半，即； C．如图，用滑轮组提升重物时，忽略绳重、滑轮重和摩擦，滑轮组由两根绳承担物重，可以省一半的力，绳端拉力等于物体重力的一半，即； D．如图，用杠杆提升重物时，忽略杠杆自身重力，由杠杆平衡条件可得 由以上分析可知，其中最省力的装置是D，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 10．如图所示，将同一物体分别沿光滑斜面AB、AC（）以相同的速度匀速拉到顶点A，施加的力分别为和，拉力做功分别为和，拉力做功的功率分别为和，则（　　） A．，， B．，， C．，， D．，， 【答案】B 【详解】斜面AB的倾斜角度小于AC，所以物体沿AB运动时拉力较小，即 F1<F2 斜面光滑说明摩擦力为0，没有做额外功，则两次做的功都等于克服物体重力做的功；两次分别把同一物体提升到相同的高度，克服物体重力做的功相同，所以拉力做功也相同，即 W1=W2 速度相同，根据 可知，所以拉力F2做功的功率较大，即 P1<P2 故选B。 11．如图所示，小朋友借助滑轮轻轻一拉就能把“骨头”提高来引诱可爱的小狗，图中顶端的定滑轮的作用是（　　） A．既省力，也改变施力的方向 B．省力，但不改变施力的方向 C．不省力，但改变施力的方向 D．既不省力，也不改变施力的方向 【答案】C 【详解】定滑轮是等臂杠杆，不能省力，但改变施力的方向，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 12．水平面上的物体受到水平拉力F的作用，拉力F的大小与时间t的关系如图甲所示，t=6s时，将拉力F撤掉，物体运动的速度v与时间t的关系如图乙所示，已知物体运动的v-t图像与时间轴围成的面积大小等于物体运动的路程，下列说法正确的是（　　） A．0~2s内物体受到的摩擦力为0 B．2~4s内物体受到的摩擦力为6N C．2~6s内拉力F做的功为28J D．2~7s内物体运动的路程为5m 【答案】C 【详解】A．由图乙可知，0~2s内物体静止，处于平衡状态，水平方向上受到的拉力与摩擦力是一对平衡力，大小相等，由图甲可知，0~2s内拉力为2N，则摩擦力为2N，故A错误； B．由图乙可知，2~4s内物体做加速运动，受力不平衡，4~6s内物体做匀速直线运动，受力平衡，由图甲可知，4~6s内拉力为4N，则滑动摩擦力为4N，运动过程中接触面的粗糙程度和物体对水平面的压力大小都不变，所以2~4s内物体受到的滑动摩擦力也为4N，故B错误； C．根据题意，2~4s内物体通过的路程为 4~6s内物体通过的路程为 则内拉力做的功为 故C正确； D．根据题意，内物体运动的路程 故D错误。 故选C。 13．在一次活动中，小明和小华先后在同一水平地面上，水平拉着物体A做匀速直线运动，如图所示是物体A两次运动的路程随时间变化的图像。下列判断正确的是（　　） A．物体两次运动的速度： B．物体两次所受的拉力： C．两人拉力对物体所做的功： D．两人拉力对物体做功的功率： 【答案】D 【详解】A．两次物体均做匀速直线运动，由图可知相同时间内，由可知，，故A错误； B．小明和小华先后在同一水平地面上，水平拉着物体做匀速直线运动，两次的拉力均等于摩擦力，又两次的压力和接触面粗糙程度均一样，故两次的摩擦力相等，拉力也相等，故B错误； CD．，由图可知相同时间内，拉力相等，由可知，两人拉力对物体所做的功，由可知，，故C错误，D正确。 故选 D。 14．甲、乙两辆汽车功率相等，在水平公路上做匀速直线运动，它们的牵引力之比为3∶2，若运动的时间也相等，那么下列说法正确的是（　　） A．它们做的功之比为2∶3 B．它们通过的路程之比为2∶3 C．它们通过的路程之比为1∶1 D．它们运动的速度之比为3∶2 【答案】B 【详解】A．根据W＝Pt可知它们相同时间做的功之比为 故A错误； BC．根据W＝Fs可知它们通过的路程之比为 故B正确，C错误； D．它们运动的速度之比为 故D错误。 故选B。 15．北京冬奥会的场馆建设中，采用如图所示的装置提升重物，工人师傅站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，用200N的拉力刚好可以拉动一重为300N的物体A匀速上升，使物体A在5s内上升了2m，不计绳重与摩擦，则下列正确的是（　　） A．绳子自由端的移动速度是0.8m/s B．滑轮组的机械效率是66.7% C．动滑轮重为50N D．增加物体A的质量则滑轮组的机械效率不变 【答案】A 【详解】A．如图，由2段绳子吊着动滑轮，绳子自由端移动的距离为 绳子自由端的移动速度是 故A正确； B．拉力做的有用功为 拉力做的总功为 滑轮组的机械效率是 故B错误； C．不计绳重与摩擦，则动滑轮重为 故C错误； D．滑轮组的机械效率为 增加物体A的质量则滑轮组的机械效率变大，故D错误。 故选A。 16．如图所示，A物体受到的重力是100N，在拉力F的作用下，能以0.2m/s的速度在水平地面上向左匀速直线运动。已知拉力F=5N，滑轮组的机械效率为80%，则下列说法正确的是（　　） A．5s内拉力F所做功的大小是5J B．2s 内绳子自由端移动的距离是0.8m C．拉力F的功率是1W D．物体A受到水平地面的摩擦力大小是 12N 【答案】D 【详解】A．由图可知，由3段绳子吊着动滑轮，5s内物体移动的距离为 s物=vt=0.2m/s×5s=1m 绳子自由端移动的距离为 s=ns物=3×1m=3m 拉力F所做功的大小是 W总=Fs=5N×3m=15J 故A错误； B．2s 内物体移动的距离为 s′物=vt′=0.2m/s×2s=0.4m 绳子自由端移动的距离是 s′=ns′物=3×0.4m=1.2m 故B错误； C．拉力F的功率是 故C错误； D．拉力做的有用功为 物体A受到水平地面的摩擦力大小是 故D正确。 故选D。 17．如图甲所示的装置，A是重10N的空吊篮，绳子B和C能承受的最大拉力分别为100N和60N。小明将A提升到高处，施加的拉力F随时间变化关系如图乙所示，A上升的速度v随时间变化关系如图丙所示。不计绳重及摩擦（）。下列说法正确的是（　　） A．动滑轮的重力为14N B．1~2s内拉力F做的功为2J C．1~2s内拉力F的功率为2W D．此装置的最大机械效率约为81.8% 【答案】D 【详解】A．由图丙可知，在1~2s内A被匀速提升，由图乙可知此时的拉力F=10 N，由图可知滑轮组的动滑轮绕绳子的段数n=2，忽略绳重及摩擦，动滑轮重力 故A错误； B．由图丙可知，1~2s内A上升的速度，A上升的高度 拉力移动的距离 拉力F做的功 故B错误； C．1~2s内拉力F的功率 D．忽略绳重及摩擦，当绳子C最大拉力为60N时，绳子B拉力为 大于绳子B能承受的最大拉力100N；当绳子B最大拉力为100N时，绳子C拉力为 小于绳子C能承受的最大拉力60N；所以要以B最大拉力为准，此时C的拉力，B的拉力 此装置最多能匀速运载货物的重力 装置提升重物的机械效率随提升物重的增大而增大，此装置提升重物的最大机械效率 故D正确。 故选 D。 18．小李同学利用如图所示的滑轮组匀速提升重物，第一次提升的重物A的重力为GA，加在绳子自由端的拉力为F1，重物上升的速度为v1，运动时间为t1；第二次提升的重物B的重力为GB，加在绳子自由端的拉力为F2，重物上升的速度为v2，运动时间为t2。已知F1︰GA=5︰8，GB︰GA=3︰2，v1︰v2=2︰1，t1︰t2=2︰3，动滑轮的重力不能忽略，不计绳重与摩擦的影响，下列对两个过程的分析中，正确的是（    ） A．拉力之比为F1︰F2=7︰8 B．拉力的功率之比为P1︰P2=8︰7 C．机械效率之比为η1︰η2=15︰14 D．额外功之比为W1︰W2=4︰3 【答案】D 【详解】已知F1︰GA=5︰8，GB︰GA=3︰2，假设GA=8N，则GB=12N，F1=5N。 A．不计绳重与摩擦的影响，拉力 则动滑轮重 G动=2F1-GA =2×5N-8N=2N 则 所以 F1︰F2=5︰7 故A错误； B．拉力端移动的速度之比等于物体升高速度之比，故拉力的功率之比 P1︰P2=F1v1︰F2v2=(5×2)︰(7×1)=10︰7 故B错误； C．不计绳重与摩擦的影响，滑轮组的机械效率 则 故C错误； D．不计绳重与摩擦的影响，额外功W额=G动h，动滑轮上升的高度 h1︰h2=v1t1︰v2t2=(2×2)︰(1×3)=4︰3 额外功之比 W1︰W2=G动h1︰G动h2=h1︰h2=4︰3 故D正确。 故选D。 第Ⅱ卷 非选择题 二、填空题（本题共7小题，每空1分，共22分） 19．如图所示是常用的核桃夹，当用力握住C点夹核桃时，可把 点看作支点，此时核桃夹相当于一个 杠杆。若想更省力一点，手应握在 （选填“靠近”或“远离”）A点处。 【答案】 A 省力 远离 【详解】[1] 当用力摁住C点夹核桃时，围绕A点转动，故A是支点。 [2] C为动力作用点，B为阻力作用点，故动力臂小于阻力臂，故是省力杠杆。 [3] 若想更省力一点，应是动力臂更长，故手应远离支点。 20．如图所示，盘山公路就相当于一个 （填机械名称），它能 （选填“省力”或“省距离”）。图甲汽车上陡坡时，司机常常换用 （选填“高”或“低”）速挡，这样做是因为在发动机的输出功率一定时，可以增大动力。图乙和丙是生活中常见的两种开瓶器，其中与盘山公路的力学原理相同的是图 （选填“乙”或“丙”）。 【答案】 斜面 省力 低 丙 【详解】[1][2]盘山公路相当于斜面模型，利用该模型费距离，可以省力。 [3]汽车上陡坡时，功率相同，根据可知，换用低速档，减小速度来增加牵引力。 [4]图丙的螺丝钉上的一圈圈螺纹的相当于斜面，所以与盘山公路的力学原理相同的是图丙。 21．在水平地面上有一长方体木箱，小林用水平推力F把木箱向前推动，如图甲所示，此过程中，推力F随时间t的变化情况如图乙所示，木箱前进的速度v的大小随时间t的变化情况如图丙所示，则0.5s时木箱受到的摩擦力为 N；第2秒木箱受到的摩擦力为 N；第4秒木箱受到的摩擦力为 N，第3至5s内推力F做的功为 J。 【答案】 100 200 200 400 【详解】[1]由丙图可知，木箱在0~1s内速度为零，木箱静止，此时木箱受到的摩擦力为静摩擦力，静摩擦力大小等于此时的推力大小，由图乙可知，0~1s内推力大小为100N，所以，0.5s时木箱受到的摩擦力为100N。 [2][3]由丙图可知，木箱在3~5s内速度保持不变，做匀速直线运动；由乙图可知，在3~5s内木箱受到的推力F=200N，摩擦力和推力是一对平衡力，摩擦力大小等于推力大小，摩擦力是200N。所以，第4秒木箱受到的摩擦力为200N；由丙图可知，第2秒时，木箱做加速运动，但木箱对地面的压力不变，接触面的粗糙程度不变，所以木箱受到的摩擦力不变，仍为200N。 [4]第3至5s内，箱子做匀速直线运动，速度大小为1.0m/s，则箱子运动的距离为 则第3至5s内推力F做的功为 22．小明同学用20N的水平推力，将重为100N的购物车在20s内沿水平地面匀速向前推动了10m，在此过程中，推力做功 J，购物车的重力做功 J。 【答案】 200 0 【详解】[1]推力做的功为 W＝Fs＝20N×10m＝200J [2]重力与购物车移动的方向垂直，所以购物车的重力不做功，即做功为0。 23．物体只在重力作用下从静止开始下落的运动叫自由落体运动。如图是物体自由落体运动的频闪照片，频闪时间间隔为0.03s。如果AB段物体重力做功为W1，做功功率为5W，在BC段物体重力做功为W2，做功功率为P2，则W1 W2；P2 5W。（两空均选填“>”“=”或“<”） 【答案】 < > 【详解】[1]自由下落物体的运动是加速下落，故物体下落的距离hAB＜hBC，物体的重力G不变，所以，根据W=Gh知，W1＜W2。 [2]由图知自由落体运动的频闪照片，频闪时间间隔为0.03s。物体通过AB和BC段的时间相等，P1=5W，又W1＜W2，所以根据可知，P2＞5W。 24．如图，用滑轮组帮助汽车脱困时，滑轮B的作用是 ；汽车被匀速拉动时，作用在绳子上的拉力F为，已知滑轮组的机械效率为80%，在此过程中拉力做功 J，克服汽车重力做功 J，汽车受到的摩擦力为 N。 【答案】 改变力的方向 4000 0 1600 【详解】[1]图示中，B滑轮的轴不随汽车一起运动，是定滑轮，定滑轮不能省力，但能改变力的方向。 [2]由图可知，动滑轮上绳子段数n=2，汽车被匀速拉动时，绳子移动的距离为 在此过程中拉力做功 [3]在重力的方向上没有移动距离，所以克服汽车重力做功0J。 [4]克服汽车受到的摩擦力做的功为有用功，绳子拉力做的功为总功，由 可知，汽车受到的摩擦力为 25．质量为m的工人用如图甲所示的滑轮组将建筑材料运送到楼顶，滑轮组的机械效率随建筑材料重力变化的图像（如图乙），机械中摩擦及绳重忽略不计，影响滑轮组机械效率的原因有 （写出一点即可），动滑轮的重力为 ，该工人竖直向下拉绳子自由端运送建筑材料时，此滑轮组机械效率的最大值为 。（后两空均用已知量符号表示） 【答案】 物重（或动滑轮重） Gn ×100% 【详解】[1]已知机械中摩擦力及绳重忽略不计，由 可知，影响滑轮组机械效率的因素有物重、动滑轮重。 [2]由图乙可知，物重，滑轮组的机械效率，因机械中摩擦力及绳重忽略不计，所以滑轮组的机械效率 解得 [3]已知工人的质量为m，则该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，绳子的最大拉力 由 可得提升的最大物重 则滑轮组的最大机械效率 三．作图题（共4分） 26．按要求作图。 (1)小红想用图中的滑轮组装一个滑轮组提升重物，请你在下图中画出使用这个滑轮组提升重物最省力的绕线方法。 (2)如图，O是轻质杠杆的支点，杠杆在图中所示位置静止，请画出所要施加的最小动力F1及其力臂l1的示意图。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）滑轮组提升重物时要最省力，就要使承担物重的绳子股数最多，所以要从动滑轮开始绕线，最后向上拉绳子，如下图所示： （2）由图可知，杠杆的支点为点O，动力F的最大力臂为OA，连接OA，动力F应与OA垂直斜向上，OA为最小动力F1的力臂l1，如下图所示： 四．实验题（本题共2小题，每空1分，共14分） 27．某小组在“测滑轮组机械效率的实验”中得到的数据如表所示，实验装置如图所示。 实验次数 钩码重量G/N 钩码上升高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效率 1 4 0.1 2.7 0.2 74% 2 4 0.1 1.8 0.3 74% 3 8 0.1 3.1 0.3 86% 4 8 0.1 2.5 (1)实验中应沿竖直方向 拉动弹簧测力计。但小组有同学发现实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，应该静止读数，其他人认为他的想法不正确，因为他没有考虑到 对滑轮组机械效率的影响，静止时测出的机械效率将 （填“变大”或“变小”或“不变”）； (2)通过比较 两次实验数据得出结论：使用同一滑轮组提升同一重物时，滑轮组的机械效率与绳子段数无关（填实验次数的序号）； (3)第4次实验的机械效率； ；通过比较3、4两次实验数据可得出结论： ； (4)若每个滑轮的质量为100g，则第二次实验中克服摩擦做的额外功为 J。（不计绳重） 【答案】(1) 匀速 摩擦 变大 (2)1、2 (3) 80% 不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低 (4)0.04 【详解】（1）[1]实验应沿竖直方向匀速缓慢拉动弹簧测力计，此时系统处于平衡状态，测力计示数等于拉力大小。 [2]在拉动过程中，因为滑轮和轴之间存在摩擦力，会影响滑轮组的机械效率，因此不能静止读数。 [3]若静止时读数，测力计没有测量出机械之间的摩擦，测量的拉力偏小，导致在有用功一定时，总功偏小，根据机械效率公式知机械效率变大。 （2）探究滑轮组的机械效率与绳子段数之间的关系，需要控制钩码的重力、钩码上升的高度、滑轮的个数相同，因此选择1、2两次实验。 （3）第4次实验中，连接动滑轮绳子的股数是4股，则机械效率为 [2]比较第3、4次的实验数据，不同滑轮组提升相同重物，动滑轮重不同，机械效率不同，可得出结论：不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低。 （4）由表中数据可知，第二次实验中，有用功 总功为 动滑轮的重力 则克服动滑轮重力做的功 不计绳重，由 和 可得，克服摩擦做的额外功为 28．小明与同组同学在课堂上完成了“探究杠杆平衡条件”的实验。 (1)实验前，他们观察到杠杆静止在如图甲所示的位置，由于缺失了右侧的平衡螺母，小明用一个小重物充当平衡螺母，调节左侧平衡螺母使杠杆在水平位置平衡，右侧悬挂的重物 （选填“会”或“不会”）影响实验结果； (2)实验前将杠杆调至水平平衡的目的是 ； (3)三次实验后，得到了如下表所示的实验数据： 实验序号 动力 动力臂 阻力 阻力臂 1 0.5 0.4 1 0.2 2 1 0.08 2 0.04 3 2 0.06 0.04 如图乙所示的是第3次实验时的情景，B点下方应挂 个钩码，分析表格中的数据可得出杠杆的平衡条件是 （填表达式）； (4)在实验中，改变力和力臂的大小进行多次实验，目的是 ； (5)同组的小明同学建议改用弹簧测力计代替钩码在B点向下拉杠杆（如图丙所示），使杠杆仍在水平位置平衡，当测力计从a位置转动到b位置时，因为作用点没有发生改变，所以小明预测弹簧测力计的示数也不会发生改变，请你说出小明做出此预测的原因是 ；实验时小明发现示数变大，经过思考和小组讨论后小明了解到力臂是 。 【答案】(1)不会 (2)便于读取或测量力臂 (3) 6 (4)避免实验的偶然性，得到普遍规律 (5) 误认为支点到作用点的距离大小即为力臂大小 支点到力的作用线的距离 【详解】（1）使用小重物调节杠杆平衡，且整个实验过程中始终使杠杆在水平位置平衡，小重物一直存在，因此右侧悬挂的重物不会影响实验结果。 （2）实验前将杠杆调至水平平衡，是为了便于测量力臂。 （3）[1]根据1、2两次实验可知，左侧力与力臂的乘积等于右侧力与力臂的乘积，乙图中，杠杆左侧力与力臂的乘积为 则B点下需要施加的力为 据乙图可知，4个钩码的重力是2N，则3N的力需要挂6个钩码。 [2]分析表格数据 可得结论为：动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂，即 （4）实验中为了得到普遍规律，应改变力和力臂的大小进行多次实验。 （5）[1][2]小明根据作用点没有发生改变，推测弹簧测力计的示数也不会发生改变，是因为把力的作用点与支点之间的杆长当做力臂，而真正的力臂是支点到力的作用线的距离，因此实验时小明发现示数变大。 五．计算题（本题共3小题，每题8分共24分） 29．如图所示，通过滑轮组用200N的拉力将重为480N的物体在20s内匀速提高2m。不计绳重和摩擦，求： (1)这个过程中滑轮组做的有用功； (2)拉力做功的功率； (3)该滑轮组的机械效率； (4)动滑轮的重力。 【答案】(1)960J (2)60W (3)80% (4)120N 【详解】（1）拉力做的有用功 W有=Gh=480N×2m=960J （2）总功为 W总=Fs=200N×3×2m=1200J拉力做的总功W总=1200J，所用时间t=20s，所以拉力做功的功率为 （3）由图可知n=3，滑轮组的机械效率 （4）因为不计绳重和摩擦时 所以动滑轮的重力 G动=nF-G=3×200N-480N=120N 30．如图所示，一个重力为6N、密度为的合金块，悬挂在轻质杠杆左端的A点，O为支点，OA长10cm，此时合金块浸没在某种液体中。杠杆右端B点吊着重力为0.7N的物体，OB长70cm，杠杆在水平位置平衡。不计绳重及转轴处摩擦，求： (1)合金块的体积； (2)杠杆左端A点受到绳子的拉力； (3)该液体的密度。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）由可得，合金块的质量 由 可得，合金块的体积 （2）设A点受到绳子的拉力为，B点受到绳子的拉力为，由受力分析可知，因杠杆处于水平平衡状态，故由杠杆的平衡条件可得 代入数据有 解得，即杠杆左端A点受到绳子拉力的大小为。 （3）对合金块受力分析可知，合金块受到向下的重力，向上的绳子拉力，大小等于A点受到的绳子拉力，向上的浮力，因合金块处于平衡状态，由力的平衡可得合金块所受浮力 因为合金块浸没在液体中，所以合金块排开液体的体积 由可得，该液体的密度 31．如图是某科技小组设计的在岸边打捞水中金属块的装置示意图，每个滑轮重为100N，均匀实心金属块的密度为8×103kg/m3，金属块的质量为120kg。绳重和摩擦、滑轮与轴及杠杆支点处的摩擦、水对金属块的阻力均忽略不计，金属块一直匀速上升。（ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）求： (1)在金属块还未露出水面时，金属块的体积和金属块所受到的浮力； (2)在金属块未露出水面时，动滑轮下端挂钩处绳对物体的拉力和人的拉力； (3)金属块在水中匀速上升2m，且金属块未露出水面时，人的拉力所做的功。 【答案】(1) 0.015m3和150N；(2) 1050N和575N；(3) 2300J 【详解】(1)由密度公式 可得金属块的体积 当金属块还为露出水面时 金属块受到的浮力 (2)设绳对物体的拉力为 ，当金属块未露出水面时，一直在水中匀速上升，金属块受力平衡，则 对滑轮组分析，人的拉力为 (3)根据题意有 人的拉力做的功 答：(1)金属块还未露出水面时，金属块的体积为，此时受到的浮力为； (2)金属块为露出水面时，绳子对物体的拉力为，人对绳子的拉力为； (3)当物体在水中匀速上升2m，且金属块未露出水面时，人的拉力所做的功为。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024-2025学年八年级物理下册单元测试卷（北师大版） 第九章 机械和功 （A卷•考点达标卷） （考试时间：90分钟 试卷满分：100分） 注意事项： 1．测试范围：北师大版八年级下册第9章。 第Ⅰ卷 选择题 一、选择题（本题共18小题，每小题2分，共36分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的） 1．使用杠杆能给我们的生活带来便利，如图，下列杠杆属于费力杠杆的是（   ） A．食品夹 B．核桃夹 C．园艺剪 D．羊角锤 2．下列关于功率的说法正确的是（   ） A．物体做的功越多，功率就越大 B．机械的效率越高，功率就越大 C．物体做功越快，功率就越大 D．物体做功所用的时间越短，功率就越大 3．我国是多山之国，修建了很多盘山公路，尤其在西南和中部地区。如图所示，盘山公路修得弯弯曲曲，主要目的是为了（　　） A．省距离 B．省力 C．省功 D．省力和省功 4．下列对物理量的估计符合实际情况的是（　　） A．小明将掉在地上的物理书检回桌面的过程中做功约为0.2J B．一个中学生从一楼走到三楼克服重力做功约为300J C．中学生骑自行车的功率约为70W D．机械经改进后效率可达 5．“澄城樱桃”畅销全国，获国家地理标志证明商标。5月中旬是樱桃的收获时间，小明和爷爷比赛搬运樱桃，他们分别抱着相同的一箱樱桃从一楼上到二楼仓库，爷爷用时更短，下列有关说法正确的是（   ） A．小明克服樱桃重力做功的功率较大 B．爷爷克服樱桃重力做功的功率较大 C．小明克服樱桃重力做功较少 D．爷爷克服樱桃重力做功较多 6．某人骑着一辆共享单车（自行车），在平直公路上以某一速度匀速行驶，若人和车所受的阻力为20N，则通常情况下，骑车人消耗的功率最接近（　　） A．600W B．60W C．6W D．0.6W 7．我国民俗活动丰富多彩，在立夏时节，有的地方会给孩子称体重，如图1所示，冀求孩子健康成长，俗称“立夏秤人”。如图2，小孩和篮子的总质量为10kg，调整秤砣的位置，使杆秤处于水平平衡状态（忽略绳重和杆重），此时，。下列说法正确的是（   ） A．该杆秤的“0”刻度线在悬挂点O处 B．该秤砣的质量为3kg C．要使该杆秤的量程变大，可以将称的悬挂点O右移 D．若换更重的篮子，可以增大该杆秤的量程 8．如图所示，在轻质杠杆上吊一重物G，在一端施加一个始终与杠杆垂直的动力F，使杠杆缓慢地从OA转至水平位置OB，则在转动过程中，拉力F的大小将（　　） A．逐渐变大 B．F先变大后变小 C．保持不变 D．F先变小后变大 9．用下列几种装置来提升相同的物体，其中最省力的装置是（忽略绳重、滑轮重和摩擦）（     ） A． B． C． D． 10．如图所示，将同一物体分别沿光滑斜面AB、AC（）以相同的速度匀速拉到顶点A，施加的力分别为和，拉力做功分别为和，拉力做功的功率分别为和，则（　　） A．，， B．，， C．，， D．，， 11．如图所示，小朋友借助滑轮轻轻一拉就能把“骨头”提高来引诱可爱的小狗，图中顶端的定滑轮的作用是（　　） A．既省力，也改变施力的方向 B．省力，但不改变施力的方向 C．不省力，但改变施力的方向 D．既不省力，也不改变施力的方向 12．水平面上的物体受到水平拉力F的作用，拉力F的大小与时间t的关系如图甲所示，t=6s时，将拉力F撤掉，物体运动的速度v与时间t的关系如图乙所示，已知物体运动的v-t图像与时间轴围成的面积大小等于物体运动的路程，下列说法正确的是（　　） A．0~2s内物体受到的摩擦力为0 B．2~4s内物体受到的摩擦力为6N C．2~6s内拉力F做的功为28J D．2~7s内物体运动的路程为5m 13．在一次活动中，小明和小华先后在同一水平地面上，水平拉着物体A做匀速直线运动，如图所示是物体A两次运动的路程随时间变化的图像。下列判断正确的是（　　） A．物体两次运动的速度： B．物体两次所受的拉力： C．两人拉力对物体所做的功： D．两人拉力对物体做功的功率： 14．甲、乙两辆汽车功率相等，在水平公路上做匀速直线运动，它们的牵引力之比为3∶2，若运动的时间也相等，那么下列说法正确的是（　　） A．它们做的功之比为2∶3 B．它们通过的路程之比为2∶3 C．它们通过的路程之比为1∶1 D．它们运动的速度之比为3∶2 15．北京冬奥会的场馆建设中，采用如图所示的装置提升重物，工人师傅站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，用200N的拉力刚好可以拉动一重为300N的物体A匀速上升，使物体A在5s内上升了2m，不计绳重与摩擦，则下列正确的是（　　） A．绳子自由端的移动速度是0.8m/s B．滑轮组的机械效率是66.7% C．动滑轮重为50N D．增加物体A的质量则滑轮组的机械效率不变 16．如图所示，A物体受到的重力是100N，在拉力F的作用下，能以0.2m/s的速度在水平地面上向左匀速直线运动。已知拉力F=5N，滑轮组的机械效率为80%，则下列说法正确的是（　　） A．5s内拉力F所做功的大小是5J B．2s 内绳子自由端移动的距离是0.8m C．拉力F的功率是1W D．物体A受到水平地面的摩擦力大小是 12N 17．如图甲所示的装置，A是重10N的空吊篮，绳子B和C能承受的最大拉力分别为100N和60N。小明将A提升到高处，施加的拉力F随时间变化关系如图乙所示，A上升的速度v随时间变化关系如图丙所示。不计绳重及摩擦（）。下列说法正确的是（　　） A．动滑轮的重力为14N B．1~2s内拉力F做的功为2J C．1~2s内拉力F的功率为2W D．此装置的最大机械效率约为81.8% 18．小李同学利用如图所示的滑轮组匀速提升重物，第一次提升的重物A的重力为GA，加在绳子自由端的拉力为F1，重物上升的速度为v1，运动时间为t1；第二次提升的重物B的重力为GB，加在绳子自由端的拉力为F2，重物上升的速度为v2，运动时间为t2。已知F1︰GA=5︰8，GB︰GA=3︰2，v1︰v2=2︰1，t1︰t2=2︰3，动滑轮的重力不能忽略，不计绳重与摩擦的影响，下列对两个过程的分析中，正确的是（    ） A．拉力之比为F1︰F2=7︰8 B．拉力的功率之比为P1︰P2=8︰7 C．机械效率之比为η1︰η2=15︰14 D．额外功之比为W1︰W2=4︰3 第Ⅱ卷 非选择题 二、填空题（本题共7小题，每空1分，共22分） 19．如图所示是常用的核桃夹，当用力握住C点夹核桃时，可把 点看作支点，此时核桃夹相当于一个 杠杆。若想更省力一点，手应握在 （选填“靠近”或“远离”）A点处。 20．如图所示，盘山公路就相当于一个 （填机械名称），它能 （选填“省力”或“省距离”）。图甲汽车上陡坡时，司机常常换用 （选填“高”或“低”）速挡，这样做是因为在发动机的输出功率一定时，可以增大动力。图乙和丙是生活中常见的两种开瓶器，其中与盘山公路的力学原理相同的是图 （选填“乙”或“丙”）。 21．在水平地面上有一长方体木箱，小林用水平推力F把木箱向前推动，如图甲所示，此过程中，推力F随时间t的变化情况如图乙所示，木箱前进的速度v的大小随时间t的变化情况如图丙所示，则0.5s时木箱受到的摩擦力为 N；第2秒木箱受到的摩擦力为 N；第4秒木箱受到的摩擦力为 N，第3至5s内推力F做的功为 J。 22．小明同学用20N的水平推力，将重为100N的购物车在20s内沿水平地面匀速向前推动了10m，在此过程中，推力做功 J，购物车的重力做功 J。 23．物体只在重力作用下从静止开始下落的运动叫自由落体运动。如图是物体自由落体运动的频闪照片，频闪时间间隔为0.03s。如果AB段物体重力做功为W1，做功功率为5W，在BC段物体重力做功为W2，做功功率为P2，则W1 W2；P2 5W。（两空均选填“>”“=”或“<”） 24．如图，用滑轮组帮助汽车脱困时，滑轮B的作用是 ；汽车被匀速拉动时，作用在绳子上的拉力F为，已知滑轮组的机械效率为80%，在此过程中拉力做功 J，克服汽车重力做功 J，汽车受到的摩擦力为 N。 25．质量为m的工人用如图甲所示的滑轮组将建筑材料运送到楼顶，滑轮组的机械效率随建筑材料重力变化的图像（如图乙），机械中摩擦及绳重忽略不计，影响滑轮组机械效率的原因有 （写出一点即可），动滑轮的重力为 ，该工人竖直向下拉绳子自由端运送建筑材料时，此滑轮组机械效率的最大值为 。（后两空均用已知量符号表示） 三．作图题（共4分） 26．按要求作图。 (1)小红想用图中的滑轮组装一个滑轮组提升重物，请你在下图中画出使用这个滑轮组提升重物最省力的绕线方法。 (2)如图，O是轻质杠杆的支点，杠杆在图中所示位置静止，请画出所要施加的最小动力F1及其力臂l1的示意图。 四．实验题（本题共2小题，每空1分，共14分） 27．某小组在“测滑轮组机械效率的实验”中得到的数据如表所示，实验装置如图所示。 实验次数 钩码重量G/N 钩码上升高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效率 1 4 0.1 2.7 0.2 74% 2 4 0.1 1.8 0.3 74% 3 8 0.1 3.1 0.3 86% 4 8 0.1 2.5 (1)实验中应沿竖直方向 拉动弹簧测力计。但小组有同学发现实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，应该静止读数，其他人认为他的想法不正确，因为他没有考虑到 对滑轮组机械效率的影响，静止时测出的机械效率将 （填“变大”或“变小”或“不变”）； (2)通过比较 两次实验数据得出结论：使用同一滑轮组提升同一重物时，滑轮组的机械效率与绳子段数无关（填实验次数的序号）； (3)第4次实验的机械效率； ；通过比较3、4两次实验数据可得出结论： ； (4)若每个滑轮的质量为100g，则第二次实验中克服摩擦做的额外功为 J。（不计绳重） 28．小明与同组同学在课堂上完成了“探究杠杆平衡条件”的实验。 (1)实验前，他们观察到杠杆静止在如图甲所示的位置，由于缺失了右侧的平衡螺母，小明用一个小重物充当平衡螺母，调节左侧平衡螺母使杠杆在水平位置平衡，右侧悬挂的重物 （选填“会”或“不会”）影响实验结果； (2)实验前将杠杆调至水平平衡的目的是 ； (3)三次实验后，得到了如下表所示的实验数据： 实验序号 动力 动力臂 阻力 阻力臂 1 0.5 0.4 1 0.2 2 1 0.08 2 0.04 3 2 0.06 0.04 如图乙所示的是第3次实验时的情景，B点下方应挂 个钩码，分析表格中的数据可得出杠杆的平衡条件是 （填表达式）； (4)在实验中，改变力和力臂的大小进行多次实验，目的是 ； (5)同组的小明同学建议改用弹簧测力计代替钩码在B点向下拉杠杆（如图丙所示），使杠杆仍在水平位置平衡，当测力计从a位置转动到b位置时，因为作用点没有发生改变，所以小明预测弹簧测力计的示数也不会发生改变，请你说出小明做出此预测的原因是 ；实验时小明发现示数变大，经过思考和小组讨论后小明了解到力臂是 。 五．计算题（本题共3小题，每题8分共24分） 29．如图所示，通过滑轮组用200N的拉力将重为480N的物体在20s内匀速提高2m。不计绳重和摩擦，求： (1)这个过程中滑轮组做的有用功； (2)拉力做功的功率； (3)该滑轮组的机械效率； (4)动滑轮的重力。 30．如图所示，一个重力为6N、密度为的合金块，悬挂在轻质杠杆左端的A点，O为支点，OA长10cm，此时合金块浸没在某种液体中。杠杆右端B点吊着重力为0.7N的物体，OB长70cm，杠杆在水平位置平衡。不计绳重及转轴处摩擦，求： (1)合金块的体积； (2)杠杆左端A点受到绳子的拉力； (3)该液体的密度。 31．如图是某科技小组设计的在岸边打捞水中金属块的装置示意图，每个滑轮重为100N，均匀实心金属块的密度为8×103kg/m3，金属块的质量为120kg。绳重和摩擦、滑轮与轴及杠杆支点处的摩擦、水对金属块的阻力均忽略不计，金属块一直匀速上升。（ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）求： (1)在金属块还未露出水面时，金属块的体积和金属块所受到的浮力； (2)在金属块未露出水面时，动滑轮下端挂钩处绳对物体的拉力和人的拉力； (3)金属块在水中匀速上升2m，且金属块未露出水面时，人的拉力所做的功。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$