第九章 机械和功 单元练习-2025-2026学年北师大版物理八年级下册

**基本信息** 本试卷为初中物理“机械和功”单元复习卷，以基础巩固为核心，融合科学探究与实际应用，覆盖杠杆、滑轮、功、功率等核心知识点，适配单元学情检测。 **题型特征** |题型|题量|知识覆盖|命题特色| |----|----|----------|----------| |单选题|8|功的计算（第1题）、杠杆分类（第3题）、机械效率影响因素（第7题）|通过生活实例（足球滚动、汽车爬坡）考查物理观念，辨析易混概念（功率与效率）| |填空题|6|功率定义（第9题）、热机冲程（第10题）、滑轮组受力分析（第12题）|结合图像面积意义（第11题）培养科学思维，联系健身场景（第13题）体现应用价值| |实验题|2|滑轮组机械效率测量（第15题）、动滑轮效率影响因素探究（第16题）|设计控制变量实验，强化科学探究要素（数据处理、结论分析）| |综合题|2|杠杆平衡计算（第17题）、5G机器人功率与压强计算（第18题）|融入科技前沿情境，综合考查力学计算与科学态度，契合真题命题趋势|

第九章 机械和功 一、单选题 1．用100N水平方向的力将一个重为5N的足球沿水平方向踢了出去，足球在地上滚动了30m才停下来。在足球滚动的过程中，脚对足球做的功是（　　） A．5 J B．1500 J C．150 J D．0 J 2．汽车在我国早已进入寻常百姓家，关于汽车所涉及的物理知识，下列说法不正确的是（　　） A．汽车爬坡时，司机减速行驶是为了增大牵引力 B．功率越大的汽车它的效率越高 C．汽车的水箱中用水做工作物质，是因为水的比热容大 D．在汽车的压缩冲程中将机械能转化为内能 3．杠杆的应用在生活中随处可见，下列应用中属于省力杠杆的是（　　） A．天平 B．筷子 C．开瓶器 D．面包夹 4．如图所示，下列工具的使用，属于费力杠杆的是（　　） A．自行车手闸 B．瓶盖起子 C．镊子 D．钳子 5．实验课上，同学们对滑轮的省力情况非常感兴趣。某小组用质量相同的多个滑轮，组装出四种不同的使用方式，随后他们用重力为6N的物体A进行了测试。测试过程如图所示，在竖直方向上的力、、、的作用下物体A均能匀速上升。不计绳重及摩擦，四个力中最大的是（　　） A． B． C． D． 6．关于教材上的实验，下列说法正确的是（　　） A．探究“重力与质量的关系”实验表明：物体的质量跟所受的重力成正比 B．探究“二力平衡的条件”时，应该选用质量较大的木块代替小车做实验 C．“测量滑轮组的机械效率”时，增大动滑轮的重力就可以提高机械效率 D．探究“液体内部的压强”实验中，气密性良好的微小压强计不是连通器 7．用如图所示的装置研究滑轮组的机械效率，下列说法错误的是（　　） A．测量机械效率的原理是 B．提高该滑轮组机械效率可以通过减小钩码的重力来实现 C．可以通过选用更轻的绳子以及摩擦更小的滑轮来提高机械效率 D．机械效率的高低不仅与装置本身有关，还与所提升重物所受的重力有关 8．图中所示的用具中，正常使用时属于费力杠杆的是（　　） A．羊角锤 B．筷子 C．园艺剪 D．核桃夹 二、填空题 9．生活中，人们通常用两种方法来比较做功的快慢：方法①：相同的时间比较做功的多少；方法②：______。物理学用功率描述做功______（选填“多少”或“快慢”）的物理量，它的计算公式为，这种定义方法与上述方法______是相同的（选填“①”或“②”）。 10．如图为某单缸四冲程汽油机的______冲程；该汽油机飞轮转速为2400r/min，工作时汽缸内燃气对活塞平均推力为2000N，活塞向下运动的距离是50cm，则汽油机的功率是______kW。 11．物理图像是研究物理问题的有效方法之一，若如图中横坐标表示时间，纵坐标表示功率，则阴影部分的面积表示的物理量是______；若图中横坐标表示距离，纵坐标表示力，则阴影部分的面积表示的物理量是______。（均填写物理量的名称） 12．如图所示，用10N的水平拉力F拉着重为30N的物体在水平桌面上做匀速直线运动，则物体与水平桌面的摩擦力大小为__________N，若物体在4s内移动0.2m，绳子自由端运动的速度是__________m/s。（不计绳重、滑轮重和绳与轮间的摩擦） 13．俯卧撑是一项常见的健身项目，如图甲所示是小明在水平地面上做俯卧撑保持静止时的情形，人体构成了一个______（选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆：小明身体与地面平行，可抽象成图乙所示的杠杆模型，地面对脚的力作用在O点，对手的力作用在B点，人的重心在A点，已知小明体重为600N，OA长为1m，OB长为1.5m，地面对手的力大小为______N；若60s内做俯卧撑30次，每次人重心上升高度为0.2m，做功功率为______W。 14．如图所示，小松分别利用A、B两滑轮匀速提起重力均为100N的物体，滑轮重、绳重和摩擦均不计，则F1______ F2（选填“大于”“等于”或“小于”）。若货物以0.1m/s的速度匀速上升时，拉力F2的功率为______W。 三、实验题 15．小明猜想滑轮组的机械效率与被提升物体所受的重力有关，他按如图所示滑轮组提升不同数量的钩码进行了三次实验，数据如下表所示。 实验次数 钩码重力G/N 提升高度h/m 拉力 F/N 绳端移动距离s/m 机械效率 η 1 2.0 0.1 1.0 0.3 66.7% 2 4.0 0.1 1.8 0.3 74.1% 3 6.0 0.1 2.5 0.3 （1）实验中弹簧测力计应（图中未画出）竖直缓慢______拉动并读数； （2）除了弹簧测力计，本实验还需的测量工具是________； （3）表中第3次实验时滑轮组的机械效率为_______； （4）分析表中数据可知：用同一滑轮组提升物体，物体越重，滑轮组的机械效率越________。 16．小明用图中的动滑轮匀速拉动水平地面上的物体A，他猜想动滑轮拉动的物体越轻，机械效率越高，请设计实验检验其猜想，并填写实验报告。 (1)实验目的：___________； (2)实验器材：小明准备了钩码，除了图所示的器材，你还简要的测量工具有___________； (3)实验步骤：___________。 四、综合题 17．如图所示，OAB为一可绕O点自由转动的轻质杠杆，OA垂直于AB，且OA长度为40cm，AB长度为30cm，在OA中点C处挂一质量为1kg的物块，要求在端点B处施加一个最小的力F，使杠杆在图示位置平衡，则力F的力臂应是___________cm，最小的力F是___________N。并用力的示意图做出这个力。___________ 18．多地高铁站都拥有一位“特殊”的“警力”5G巡逻机器人，如图所示。该机器人采用了低速无人驾驶技术、全息感知技术、AI技术和5G通信技术，这款机器人能实现24小时360度无死角实时监控，画面可实时传至监控中心。若该巡逻机器人总质量为80kg，每个轮胎与地面的接触面积为10cm2，最大行驶速度为10km/h，电动机输出功率恒为1kW不变。请你回答下面的问题：（g取10N/kg，汽油热值取4.0×107J/kg） （1）5G通信技术是通过______传递信息的；电动机的工作原理是______； （2）该巡逻机器人静止时对地面的压强是多少？( ) （3）该巡逻机器人在水平路面匀速直线行驶时，受到的阻力为500N，则该巡逻机器人的速度是多少？( ) （4）该巡逻机器人以（3）中速度在平直路面行驶4km，若换用效率为40%的汽油机提供动力，需要消耗汽油的质量是多少？( ) 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 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 D B C C B D B B 1．D 【详解】球离脚后，在水平地面上向前滚动的过程中，靠惯性运动，球脱离了脚，脚没有给球施加力，对球不做功，故D符合题意，ABC都不符合题意。 故选D。 2．B 【详解】A．汽车功率一定时，根据公式P=Fv可知，汽车在爬坡的过程中应减速行驶，才能增大其牵引力，故A正确，A不符合题意； B．功率与热机效率没有任何关系，故B错误，B符合题意； C．因为水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，升高相同的温度，水吸收的热量多，所以汽车的水箱中用水做工作物质，故C正确，C不符合题意； D．汽油机在压缩冲程中，活塞向上运动，压缩燃料混合物对其做功，使汽缸内燃料混合物的内能增加，温度升高，所以该冲程中将机械能转化为内能，故D正确，D不符合题意。 故选B。 3．C 【详解】A．天平在使用过程中，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆，即不省力，也不费力，故A不符合题意； B．筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故B不符合题意； C．开瓶器在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C符合题意； D．面包夹在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故D不符合题意。 故选C。 4．C 【详解】A．自行车手闸在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A不符合题意； B．瓶盖起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B不符合题意； C．镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故C符合题意； D．钳子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D不符合题意。 故选C。 5．B 【详解】设每个滑轮的重力为，物体A重力为。第一个图中是动滑轮，有效绳子段数为2，不计绳重及摩擦，则；第二个图是动滑轮的逆向使用，则；第三个图是定滑轮，则；第四个图是滑轮组，有效绳子段数为3，则。所以四个力中最大的是。故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 6．D 【详解】A．探究“重力与质量的关系”实验表明：物体所受重力与其质量成正比，故A错误； B．质量较大的木块对桌面的压力大，木块受到的摩擦力大，对实验影响较大。探究“二力平衡的条件”时，应该选用小车代替质量较大的木块做实验故B错误； C．“测量滑轮组的机械效率”时，增大动滑轮的重力，提升相同的高度，就可以增大额外功，有用功不变，增大总功，根据机械效率公式可知，可以使滑轮组的机械效率减小，故C错误； D．因微小压强计U形管一端封闭，一端开口，故从结构来看，气密性良好的微小压强计不是连通器，故D正确。 故选D。 7．B 【详解】A．有用功和总功之比叫机械效率，通常用百分率表示，故测量机械效率的原理是，故A正确，不符合题意； B．减小钩码的重力，在额外功和提升高度相同的情况下，有用功减小，有用功占总功的百分比减小，滑轮组的机械效率减小，故B错误，符合题意； C．通常可以选用更轻的绳子，增加物重，以及摩擦更小的滑轮来提高机械效率，故C正确，不符合题意； D．图中动滑轮的重，绳子的重，提升的物重，滑轮的轮与轴之间的摩擦，都会影响滑轮组的机械效率，故D正确，不符合题意。 故选B。 8．B 【详解】A．羊角锤使用时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故A不符合题意； B．筷子使用时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故B符合题意； C．园艺剪使用时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故C不符合题意； D．核桃夹使用时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故D不符合题意。 故选B。 9． 相同的功比较时间 快慢 ① 【详解】[1]判断做功快慢有两种方法：①在相同的时间内，比较做功的多少；②做相同的功，比较做功时间的长短，即相同的功比较时间。 [2][3]功率是描述做功快慢的物理量，公式为，表示单位时间内做功的多少，用到的方法是相同时间比较做功的多少，即方法①。 10． 排气 20 【详解】[1]由图可知，汽油机排气门打开，活塞向上运动，属于排气冲程。 [2]该汽油机飞轮转速为2400r/min=40r/s，则每秒钟对外做功20次。燃气对活塞一次做的功为 1s做的功为 则汽油机的功率是 11． 功 功 【详解】[1]若两个物理量的乘积等于另一个物理量，则这两个物理量分别为横坐标和纵坐标时，阴影部分的面积就可以表示另一个物理量。所以，如果横坐标表示时间t，纵坐标表示功率P，功等于功率和时间的乘积，即W=Pt，则阴影部分的面积表示功。 [2]如果横坐标表示距离s，纵坐标表示力F，功等于力和距离的乘积，即W=Fs，则阴影部分的面积表示功。 12． 20 0.1 【详解】[1]由图可知连在动滑轮上绳子有2段，不计绳重、滑轮重和绳与轮间的摩擦时，地面对物体的摩擦力的大小为 [2]在4s的时间内绳子自由端移动的距离 绳子自由端运动的速度是 13． 省力 400 60 【详解】[1]人体可看作一个杠杆，则支点在O点，阻力是人的重力，作用点在A点，动力为地面对手的作用力，作用点在B点，动力臂大于阻力臂，为省力杠杆。 [2]根据杠杆平衡条件可得 解得，地面对手的力大小为 [3]做功功率为 14． 大于 10 【详解】[1] 由图可知，滑轮A是定滑轮，根据定滑轮的特点，不省力也不费力，且滑轮重、绳重和摩擦均不计，所以F1​=G=100N 滑轮B是动滑轮，根据动滑轮的特点，能省一半力，且滑轮重、绳重和摩擦均不计，所以 因此，F1​大于 F2​。 [2]货物以0.1m/s的速度匀速上升，动滑轮省力但费距离，动滑轮中绳子自由端移动的速度v=2v物=2×0.1m/s=0.2m/s 根据公式，则拉力F2​的功率P=F2v=50N×0.2m/s=10W 15． 匀速 刻度尺 80% 高 【详解】（1）[1]竖直缓慢匀速拉动可以使弹簧测力计示数稳定，易读数。 （2）[2]实验需要用弹簧测力计测量拉力，测量物体上升高度和绳端移动距离需要用到刻度尺。 （3）[3]第3次实验中，有用功 通过滑轮组所做的总功 滑轮组的机械效率 （4）[4]分析表中数据可以发现，当滑轮组不变时，钩码重力增加，机械效率也增加，所以可得出结论：用同一滑轮组提升物体，物体越重，滑轮组的机械效率越高。 16．(1)探究动滑轮在水平地面上拉动物体时，机械效率与物体轻重的关系 (2)弹簧测力计 (3)见解析 【详解】（1）猜想动滑轮拉动的物体越轻，机械效率越高。因此实验目的是探究动滑轮在水平地面上拉动物体时，机械效率与物体轻重的关系。 （2）要测出动滑轮的机械效率，根据可知，需要测出的物理量为：滑动摩擦力f，拉力F，则需要的测量工具是弹簧测力计。 （3）实验步骤如下： ①用测力计水平匀速拉动物体A在水平路面上运动一段距离s，测得滑动摩擦力f等于拉力为F1； ②改用动滑轮拉动物体A在同一路面匀速移动距离s，拉力为F2； ③在物体A上方增加重物，重复①②两次（以上）； ④比较物体的重力及动滑轮机械效率，检验猜想是否正确。 17． 【详解】[1]在B点施加一个力最小的力，则力臂应最大，根据杠杆的平衡条件可知，在阻力和阻力臂一定时，当OB作为力臂时，动力臂是最大的，动力最小，OA长度为40cm，AB长度为30cm，根据勾股定理可知，动力臂OB长度为 [2]OC的长度为OA的一半，即20cm，物体的重力为 根据杠杆的平衡条件可知 代入数据得 解得F=4N。 [3]连接OB作为动力臂，垂直于OB作动力的作用线，由于动力和阻力在支点的同一侧，阻力方向为竖直向下，所以动力的方向应向上，如图所示： 18． 电磁波 见解析 【详解】（1）[1][2]电磁波可以传递信息，电磁波可以在真空中传播，5G通信技术是通过电磁波传播的；电动机是利用通电导线在磁场中受力运动的原理工作的。 （2）[3]巡逻机器人的重力 G=mg=80kg×10N/kg=800N 巡逻机器人静止时对地面的压强 （3）[4]由于匀速直线运动，牵引力和阻力是平衡力，牵引力 F=f=500N 根据牵引力的功率 可知，巡逻机器人的速度 （4）[5]牵引力做的功 汽油燃烧放出的热量 消耗汽油的质量 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 $