第九章 机械和功 单元检测卷 2025-2026学年北师大版物理八年级下册

**基本信息** 本单元卷聚焦初中物理“机械和功”主题，涵盖动能势能、功与功率、杠杆、滑轮组机械效率等核心知识点，通过嫦娥五号、全国劳模、杆秤等真实情境，融合物理观念与科学思维，适配单元复习检测。 **题型特征** |题型|题量|知识覆盖|命题特色| |----|----|----------|----------| |单选题|8|动能势能（第1题）、功的判断（第2题）、杠杆平衡（第7题）|结合科技前沿（嫦娥五号）与传统文化（杆秤），考查科学推理| |填空题|4|机械能转化（第10题）、压强与功计算（第12题）|通过弧形轨道运动分析，强化能量观念与模型建构| |作图题|1|动能变化图像（第14题）|基于U形赛道情境，培养科学论证能力| |实验题|1|跳绳功率测量（第15题）|联系体育测试，渗透科学探究与数据处理| |计算题|1|吸盘起重机力学计算（第16题）|结合工程应用，体现科学态度与社会责任|

第九章 机械和功 单元检测卷 一、单选题 1．我国的“嫦娥五号”探测器携带月球“特产”安全返回地球，探测器受空气阻力匀速下降过程中，它的（　　） A．动能减少，势能不变 B．动能增加，势能减少 C．动能不变，势能减少 D．动能不变，势能增加 2．快递小哥宋学文作为一名普通劳动者当选全国劳模，在以下工作中宋学文对货物做了功的是（　　） A．搬货物但未搬起 B．抱着货物在原地等待签收 C．用力搬货物从地上到车厢 D．提着货物在水平路上匀速前进 3．如图甲所示，水平桌面上放有一内壁光滑的竖直圆筒，筒底固定一根弹簧，原长在O点。将一小球放置在弹簧上，静止时位于A点（如图乙）。现将小球下压至B点，并用此处的装置锁定（如图丙）。解锁后，小球向上弹出筒口。忽略空气阻力。下列说法中正确的是（　　） A．图乙中圆筒对桌面的压力小于图丙中的压力 B．因为筒壁光滑，小球从B点向上运动的过程中，小球的机械能总量不变 C．图丙中小球脱离弹簧后还能继续上升是因为受到惯性作用 D．对比图甲和图乙，说明力可以使物体发生形变 4．某同学组装了如图所示的滚摆，将滚摆从最高处由静止释放，观察到滚摆上下往复运动几次后，最终静止下来。下列说法正确的是（　　） A．滚摆下降时，它的动能先变大后变小 B．滚摆上升时，它的动能全部转化为重力势能 C．滚摆每次到达最低点，其动能都比上一次小 D．滚摆上下往复运动的过程中，它的机械能守恒 5．如图所示，某初三男生在做标准的引体向上动作。已知该生完成一次引体向上平均耗时2s。则他做引体向上的功率约为（　　） A．1.5W B．150W C．15W D．500W 6．物体在水平拉力的作用下，沿粗糙程度相同的水平面做直线运动，其运动图像如图所示。图像中OA段拉力对物体做的功和功率分别为和，AB段拉力对物体做的功和功率分别为和。根据图像分析可知（   ） A．， B．， C．， D．， 7．杆秤是从我国古代沿用至今的称量工具。如图是小明制作的杆秤示意图，使用时，将物体挂在秤钩上。此秤最大称量值是10kg，秤砣最远可移至E点。某次称量时，提起C处秤纽称一袋质量为2kg的荔枝，移动秤砣至位置D，使秤杆达到水平平衡（秤杆和秤钩的质量忽略不计，AB、BC、BE的长度如图所示）。下列说法正确的有（    ） ①秤砣质量为0.5kg       ②C与D之间的距离为0.25m     ③提起C处的秤纽，此时的最大称量值＜10kg     ④如果秤砣磨损，测量结果会比真实质量偏小 A．①② B．②③ C．③④ D．①④ 8．小明在测定“滑轮组的机械效率”的实验中，用一根最大能承受3N拉力的细绳，绕制了一个最简单的滑轮组。实验中，用质量均为100g的钩码作为被提升的物体，不计绳重和摩擦。小明多次改变钩码的个数，根据测得的数据，作出了如图所示的图像，g=10N/kg，则下列说法中正确的是（　　） A．由图像可得：动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低 B．当绳端测力计的示数为1.5N时，钩码的重可能为2.5N C．实验中，所用动滑轮的重为0.4N D．实验时，滑轮组的最大机械效率约为94.1% 二、填空题 9．有测试显示，跳绳不但可以让全身肌肉匀称有力，同时会让你的呼吸系统、心脏、心血管系统得到充分的锻炼．若跳绳者的质量为60kg，跳绳者的重心高度随时间变化的情况如图所示．根据所给条件可算出此跳绳者每跳一次克服重力所做的功是______J，在1min内克服重力做功的平均功率为_________W．(g取10N/kg) 10．如图所示，粗糙的弧形轨道竖直固定在水平面上，钢球从C点由静止释放，经过B点到达最低点O，然后到达另一侧与B点等高的A点时刚好速度为零。由C点到B点过程中，一部分______能转化为动能，整个过程中______点的动能最大，从最低点O到A点的过程中，机械能的总量______（选填“变大”“变小”或“不变”），理由是______。 11．如图所示，某同学在做单臂俯卧撑运动，如果把人的躯干看作一个杠杆，他的支点在B点，重力为，他将身体撑起处于平衡状态时，地面对手的支持力为_____N。这是一个_____（选填“省力”或“费力”）杠杆。 12．将一实心正方体放在水平桌面上，并施加竖直向上的拉力F。正方体对桌面的压强p与拉力F的关系如图所示，则当拉力时，正方体对桌面的压强为______Pa；将该正方体置于足量水中，从正方体下表面刚接触水面到正方体最终静止的过程中，正方体重力做的功为______J（忽略水面高度的变化，g取10N/kg，）。 13．如图甲所示，水平地面上的一物体，受到方向不变的水平拉力F的作用，F 的大小与时间t的关系和物体的速度ν与时间t的关系如图乙所示。    （1）3~6秒，物体受到的摩擦力是___________N，6~9秒，拉力F对物体做的功是___________J； （2）6~9秒，拉力F的功率是___________W，3~9秒，拉力F的平均功率是___________W。 三、作图题 14．图甲为邓雅文参加2024年巴黎奥运会自由式小轮车决赛夺冠的情景，图乙为她即将经过U形赛道的示意图。若邓雅文在经过U形赛道时不刹车也不蹬车，请在图丙中画出她从U形赛道一边的最高点A 到另一边的最高点 B 的过程中，动能随时间变化关系的大致图像。 四、实验题 15．跳绳是我市初中毕业生体育测试的项目之一，小华想利用所学的物理知识估测自己跳绳时克服重力的平均功率（不计绳重）。 (1)用磅秤测量出______（填物理量名称及对应字母）； (2)估测自己平均每次跳起的______（人的重心上升的高度）； (3)用计时器记录跳n次所用的______（填物理量名称及对应字母）； (4)小华跳绳时克服重力做功的平均功率为P=______（用以上的字母表示）； (5)若两位同学想比较跳绳的平均功率（设两人跳起的平均高度相同）， 则______； A．跳的时间短的功率大                    B．相同时间完成相同次数，体重大的功率大 C．体重相同，跳的时间长的功率大        D．条件不足，无法比较 (6)跳绳能让人体各个器官得到充分的锻炼，若跳绳者的质量为50kg，跳绳者的重心高度随时间变化的情况如图所示，根据所给条件可算出此跳绳者在 1min内运动员总共跳绳______次（g=10N/kg）。 五、计算题 16．如图甲，用带有“真空”吸盘的起重机搬运玻璃。起重机先在内把质量为的玻璃板在竖直方向缓慢提升24m，再用2min使玻璃板在水平方向缓慢平移10m。已知不计吸盘的质量，吸盘覆盖玻璃板总面积为0.1m2，大气压为，搬运过程中吸盘和玻璃板始终都处于水平面上。求： (1)玻璃板受到的重力G； (2)已知F0为玻璃板受到大气压竖直向上的“托力”，如图乙，分析画出玻璃板竖直方向上的受力情况，并计算“真空”吸盘对玻璃板的压力F压； (3)10min内起重机对玻璃板做功的功率P。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《第九章 机械和功 单元检测卷》参考答案 1．C 【详解】探测器受空气阻力匀速下降过程中，质量不变，速度不变，则动能不变；高度降低，则重力势能减少，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 2．C 【详解】A．宋学文搬货物但未搬起，对货物有力的作用，货物没有在力的方向上通过一定的距离，没有对货物做功，故A不符合题意； B．抱着货物在原地等待签收，对货物有力的作用，在力的方向上没有距离，所以宋学文对货物不做功，故B不符合题意； C．用力搬货物从地上到车厢，对货物有力的作用，货物在该力的方向上通过了距离，所以宋学文对货物做了功，故C符合题意； D．提着货物在水平路上匀速前进，货物受到了力，在力的方向上没有移动距离，所以宋学文对货物不做功，故D不符合题意。 故选C。 3．D 【详解】A．图乙和丙中，圆筒对桌面的压力等于容器、弹簧和小球的总重力，所以两图中，圆筒对桌面的压力相等，故A错误； B．因为筒壁光滑，小球从B点向上运动的过程中，小球的重力与弹簧的弹力对小球做功，小球的机械能变大，故B错误； C．图丙中小球脱离弹簧后还能继续上升是因为小球具有惯性，保持原来的运动状态，惯性不是力，不能说受到惯性的作用，故C错误； D．对比图甲和图乙可知，弹簧在小球的压力的作用下缩短，说明力可以使物体发生形变，故D正确。 故选D。 4．C 【详解】A．滚摆下降时，其质量不变，但高度降低，因此重力势能减小。同时，由于滚摆开始运动，其速度逐渐增加，所以动能逐渐增大。故A错误； B．滚摆向上运动的过程中，质量不变，速度减小，高度增大，则重力势能增加，动能减小，是动能转化为重力势能，由于需要克服空气阻力做功，存在能量损失，因此不可能将它的动能全部转化为重力势能，故B错误； CD．滚摆上下往复运动的过程中，由于空气阻力的存在，存在能量损失，它的机械能不守恒，在逐渐减小，因此滚摆每次到达最低点，其动能都比上一次小，故C正确，D错误。 故选C。 5．B 【详解】由题意可知，中学生平均质量为50kg，由 每做一次标准的引体向上，其重心上升高度约为h=0.5m。则每次引体向上克服重力所做的功 则他做引体向上的功率约为，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 6．D 【详解】由图像可知，物体做匀速直线运动，拉力等于摩擦力，同一物体对水平面的压力相等，接触面的粗糙程度不变，故物体受到的摩擦力相等，拉力相同，根据W=Fs可知，运动的距离越远，所做的功越大，由图可知，sOA>sAB，则WOA>WAB；由图像可知，OA段运动的时间tOA=6s，AB段运动的时间tAB=12s-6s=6s 则OA段和AB段运动的时间相同，都是6s，根据可知，相同时间，做的功越多，功率就越大，则POA>PAB；综上，WOA>WAB，POA>PAB，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 7．B 【详解】①分析示意图可知，提起B处秤纽，秤砣的力臂可以达到最长，而秤砣的重力、重物的力臂不变，由杠杆平衡条件得，此时可以达到最大称量。 当提起B处秤纽，秤砣移至最远E点时，此秤最大称量值是10kg，则有 代入数值可得，秤砣重为 由知，秤砣质量为 故①错误； ②某次称量时，提起C处秤纽称一袋质量为2kg的荔枝，移动秤砣至位置D，使秤杆达到水平平衡，由杠杆平衡条件可得 代入数值可得，C与D之间的距离为 故②正确； ③提起C处的秤纽，最大称量时，满足，与B处时相比，，，因此，当提起B处秤纽，秤砣移至最远E点时，此秤最大称量值是10kg，故提起C处的秤纽，此时的最大称量值＜10kg ，故③正确； ④如果秤砣磨损，则秤砣的重力变小，货物重力和力臂不变，由可知，秤砣的力臂将变大，所以测量结果会比真实质量偏大，故④错误。 综上可知，ACD错误，B正确。 故选B。 8．D 【详解】A．题目图像仅显示钩码重力增大时，机械效率升高，但未改变动滑轮重力进行对比实验，因此不能从图像直接得出“动滑轮越重，机械效率越低”的结论。虽然理论上确实存在这个关系，但图像数据并未验证这一点，故A错误； BC．机械效率 即 根据图像知，当G=2N时，η=80%，将它们代入可得 解得G动=0.5N 最简单的滑轮组有两种情况，2段绳子或者3段绳子承担物重。滑轮组的绕线方式，并不影响机械效率，所以两种情况都有可能。当连在动滑轮上承重的绳子为两段时， 由于每个钩码的质量为100g，重力为 所以提升的钩码重是整数，不可能是2.5N。 若滑轮组为三段绳子承担物重，提升的物重为 是可能的。故BC错误； D．最简单的滑轮组有两种情况，2段绳子或者3段绳子承担物重。最大机械效率出现在钩码重最大时，绳子最大能承受3N拉力，所以3段绳子承担物重时，能承担更重的钩码，此时钩码和动滑轮的总重为 钩码重 由于每只钩码重力是1N，所以能提升的最大钩码重只能是8N，在不计绳重和摩擦时，最大机械效率为 故D正确。 故选D。 9． 54J 162W 【详解】第一空．跳绳者每跳一次克服重力所做的功：W=Gh=60kg×10N/kg×0.09m=54J； 第二空．由图分析可知，每 s跳一次，则在lmin内跳绳的次数为： （次），则lmin内克服重力做功的平均功率： 10． 重力势 O 变小 见解析 【详解】[1]粗糙的弧形轨道竖直固定在水平面上，钢球从C点由静止释放，由C到B点过程中，高度减小，速度增大，重力势能转化为动能。 [2]钢球在整个运动过程中，由于轨道粗糙，存在摩擦力。钢球从C点到O点的过程中，重力势能转化为动能和内能，到达O点时重力势能全部转化为动能和内能，此时动能最大。从O点到A点，动能又转化为重力势能和内能。所以整个过程中O点的动能最大。 [3][4]从最低点O到A点的过程中，钢球需要克服摩擦力做功，机械能转化为内能，所以机械能的总量变小。 11． 320 省力 【详解】[1][2]做俯卧撑时，胳膊用的力是动力，人的重力是阻力；以B为支点，从B到人的重力作用线的距离BD为阻力臂，从B到胳膊对身体支持力作用线的距离BC是动力臂，由图可知阻力臂小于动力臂，所以是省力杠杆；由图可知，动力臂是 阻力臂是，根据杠杆平衡条件可得 解得 12． 300 0.64 【详解】[1]由图像知道，当拉力F为8N时，正方体对桌面的压强刚好为0，说明此时，拉力大小等于重力，即 当拉力F为0N时，正方体对桌面的压强刚好为800Pa，此时 故正方体与桌面的接触面积是 当拉力时，正方体对桌面的压力 正方体对桌面的压强为 [2]由数学知道知道，正方体的体积 正方体的密度 由浮沉条件知道，从正方体最终静止时是漂浮在水面上的，此时 解得没入水中的深度是 根据题意知道，从正方体下表面刚接触水面到正方体最终静止的过程中，正方体重力做的功为 13． 4 24 8 7 【详解】（1）[1]由乙图速度ν与时间t的关系图像可知，6~9秒，物体做匀速直线运动，根据二力平衡知识可知，物体受到的摩擦力与拉力相等，由乙图F 的大小与时间t的关系图像可知，6~9秒，拉力F的大小为F=4N，故物体受到的摩擦力为 f=F= 4N 由乙图速度ν与时间t的关系图像可知，3~6秒，物体做加速运动，由于物体对水平地面的压力不变，接触面的粗糙程度不变，所以物体从加速运到到匀速运动的过程中受到的滑动摩擦力不变，大小为4N。 [2] 6~9秒，物体运动的速度为2m/s，运动的路程为 s=vt=2m/s×3s=6m 所以6~9秒，拉力F对物体做的功为 W=Fs=4N×6m=24J （2）[3] 6~9秒，拉力F对物体做的功为24J，时间t=3s，所以6~9秒，拉力F的功率为 [4] 乙图F 的大小与时间t的关系图像可知，3~6秒，拉力F′=6N，物体运动路程为 3~6秒，拉力F做的功为 W′=F′s′=6N×3m=18J 3~9秒，拉力F的平均功率为 14． 【详解】邓雅文从U形赛道一边的最高点A到最低点的过程中，质量不变，速度不断变大，动能不断变大；从最低点到另一边的最高点B的过程中，质量不变，速度不断变小，动能不断变小； 从U形赛道一边的最高点A到另一边的最高点B的过程中，由于存在摩擦，一部分机械能转化为内能，所以机械能减小，而A、B两点高度相等，重力势能相等，所以B点的动能小于A点的动能，故作图如下： 15．(1)质量m (2)高度h (3)时间t (4) (5)B (6)180 【详解】（1）跳绳是克服重力做功，所以要用磅秤测量出自己的质量m，便于计算重力。 （2）要估测自己平均每次跳起的高度h，根据求克服重力做的功。 （3）根据，还要用计时器记录跳n次所用的时间t。 （4）计算出一次跳绳克服重力做的功为 W=Gh=mghn次跳绳克服重力做的总功为 W总=nW=nmgh 克服重力做功的平均功率为 （5）两人跳起的平均高度相同，即h相同。 A．根据，跳的时间短的，起跳的次数不一定多，不知道体重，也无法比较功率的大小，故A不符合题意； BD．相同时间完成相同次数，起跳的高度相同，体重大的做功多，时间相同，根据可知，体重大的功率大，故B符合题意，D不符合题意； C．体重相同，跳的时间长的，次数不一定多，功不一定大，无法比较功率大小，故C不符合题意。 故选B。 （6）由图像可得，跳绳一次所用的时间为，所以1min钟跳绳的次数为 16．(1)2000N (2)， (3)80W 【详解】（1）玻璃板受到的重力 （2）大气对玻璃板向上的压力（受力面积仅为吸盘覆盖玻璃板的总面积） 对玻璃板进行受力分析可知，玻璃板受到向下的重力、吸盘对它向下的压力和大气对玻璃板向上的压力，因玻璃板受力平衡，所以可得 真空吸盘对玻璃板的压力 玻璃板的受力示意图如图所示： （3）起重机把玻璃板竖直提升时，对玻璃板做了功，水平移动时不做功，则起重机对玻璃板做的功 10min内起重机对玻璃板做功的功率 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $