初中北师大版第九章 机械和功综合与测试单元测试习题

这是一份初中北师大版第九章 机械和功综合与测试单元测试习题，共23页。试卷主要包含了单选题，填空题，作图题，实验探究题，计算题等内容，欢迎下载使用。
北师大版初中物理八年级下册第九章《机械和功》单元测试卷
考试范围：第九章；考试时间：75分钟；总分：80分
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
第I卷（选择题）

一、单选题（本大题共12小题，共24.0分）
1. 如图是一种切甘蔗用的铡刀示意图。下列有关说法正确的是(    )

A. 刀刃很薄可以增大压力 B. 铡刀实质上是一种费力杠杆
C. 甘蔗放在a点比b点更易被切断 D. 手沿F1方向用力比沿F2方向更省力
2. 小明在水平地面上推如图所示的一只圆柱形油桶，油桶高40cm，底部直径为30cm，装满油后总重2000N.下列说法中正确的是(    )
A. 要使底部C稍稍离开地面，他至少应对油桶施加600N的力
B. 他用水平力虽没推动油桶，但他用了力，所以他对油桶做了功
C. 他用水平力没推动油桶，是因为推力小于摩擦力
D. 油桶匀速运动时，地面对油桶的支持力和油桶对地面的压力是平衡力
3. 如图所示，吊篮重400N，动滑轮总重50N，定滑轮总重40N，人的重力为600N，人在吊篮里拉着绳子不动时，人需用力(    )
A. 218N
B. 220 N
C. 210 N
D. 236 N


4. 如图所示装置中，滑轮、绳重及轮与轴间的摩擦均不计，当物体q重为20 N时，物体p做匀速直线运动，若在q物体上再加挂10 N重物时，物体p在水平方向所受的合力大小是。(    )
A. 5 N B. 10 N C. 15 N D. 20 N
5. 如图所示，水平桌面上的物体A重100N，物体B重40N，物体B恰好能匀速下降。用一水平向左的力F拉动物体A，在2s内匀速向左移动1m的过程中，(不计动滑轮、绳自重，不计滑轮转轴的摩擦)，下列说法正确的是(    )
A. A的重力做功100J B. A受到的动摩擦力为40N
C. 拉力F做功40J D. B物体上升2m
6. 下列说法中，正确的是(    )
A. 踢出去的足球在地而上越滚越慢，说明物体的运动需要力来维持
B. 短跑运动员到达终点后不会马上停下米，是由于运动员具有惯性
C. 推出后的铅球在空中飞行过程中，运动员对铅球做了功
D. 站在水平领奖台上的运动员，对平台的压力和受到的支持力是一对平衡力
7. 如图1所示，水平路面由三段长度相等的粗糙区域组成。在2N水平拉力F的作用下，物块(体积忽略不计)从区域①的最左端由静止开始运动，在刚进入区域③时撤去拉力，物块最终停在区域③的最右端。图2为物块在区域①和②上运动的v−t图象，则(    )

A. 区域①路面的粗糙程度比②的大
B. 拉力在区域①中做功的功率比②的小
C. 物块在区域①上所受的摩擦力等于2N
D. 物块在区域③上运动的时间可能为1s
8. 学校运动会上举行“双摇跳绳”比赛，“双摇跳绳”是指每次在双脚跳起后，绳连续绕身体两周的跳绳方法．比赛中，初三某同学Imin内摇轻绳240圈，则他在整个跳绳过程中的功率约为
A. 120W
B. 400W
C. 600W
D. 1000W
9. 速度是表示物体运动快慢的物理量，它是用路程时间的比值来定义的，初中物理是常用到这种定义物理量的方法．下列物理量所采用的定义方法与速度不同的是 (    )
A. 比热容 B. 功 C. 机械效率 D. 功率
10. 如图所示，用F=50N的水平拉力拉着重为200N的物体A沿水平地面匀速运动，且物体A运动的速度为0.2m/s，地面对物体A的摩擦力是物体A重的0.1倍。不计滑轮重力，则下列说法正确的是

A. 10s内物体A克服与地面之间的摩擦力做的功是80J
B. 10s内拉力F做的功是100J
C. 拉力F的功率是20W
D. 该装置的机械效率是80%
11. 如图所示的甲、乙两套装置，每个滑轮的质量均相等且绳重和摩擦不计。用它们分别将重力为200N和100N的重物匀速提升相同高度，若拉力均竖直向上，两装置中，相同的是(    )
A. 拉力大小
B. 有用功
C. 额外功
D. 机械效率
12. 如图所示，用完全相同的四个滑轮组成甲、乙两个滑轮组，在各自的自由端分别施加F1和F2的拉力，在相同的时间内将相同的物块提升相同的高度(不计绳重、滑轮与轴之间的摩擦).下列说法正确的是


A. 拉力F1小于F2
B. 甲图中绳子自由端移动的速度大于乙图中绳子自由端移动的速度
C. 甲、乙滑轮组的机械效率相等
D. 甲、乙两滑轮组绳子自由端移动的距离相等
第II卷（非选择题）

二、填空题（本大题共4小题，共8.0分）
13. 用一个动滑轮把重80N的沙袋从地面提到6m高的脚手架上，所用的力是50N，这一过程所做的有用功是 ______ J，这个动滑轮的机械效率是 ______ ．
14. 小明用20N的水平推力，使重60N的木箱在水平面上匀速移动了5m，用了10s的时间，则此过程中木箱重力做的功为_______J，推力做功的功率为_______W．
15. 一辆小汽车陷进了泥潭，司机按图所示的甲、乙两种方式安装滑轮，均可能将小汽车从泥潭中拉出。你认为甲方式中滑轮的作用是______；设两种方式将汽车拉出的最小力的大小分别是F1、F2；则F1______  F2(填“>”“F2，故A错误；
B.由图知，n甲=2，n乙=3，甲滑轮组绳子自由端移动的速度v甲=2v物，乙滑轮组绳子自由端移动的速度v乙=3v物，所以甲绳子自由端移动速度小于乙绳的自由端移动的速度，故B错误；
C.不计绳重、滑轮与轴之间的摩擦，滑轮组的机械效率η=W有W总=G物hFs=G物hFnh=G物Fn=G物G物+G动，物体和动滑轮重力相等，所以甲、乙滑轮组的机械效率相等，故C正确；
D.因为绳子自由端移动的距离s=nh，n1=2，n2=3，提升物体的高度h相同，所以s1=2h，s2=3h，则s1≠s2，故D错误；  
13.【答案】480；80% 
【解析】解：
所做的有用功：W有=Gh=80N×6m=480J，
因为重物由2段绳子承担，所以绳端移动的距离：s=2h=2×6m=12m，
则拉力所做的总功为：W总=Fs=50N×12m=600J，
动滑轮的机械效率为：η=W有用W总×100%=480J600J×100%=80%．
故答案为：480；80%．
(1)重物由n段绳子承担，s=nh．
(2)知道物重和物体升高的距离，根据W有=Gh求出有用功；知道拉力和拉力移动的距离，根据W总=Fs求出总功；知道有用功和总功，根据η=W有用W总求出效率
本题考查了有用功、总功、机械效率的计算，是一道基础计算题．

14.【答案】0   10 
【解析】
【分析】
做功的两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是在力的方向上通过的距离，据此确定重力做功大小；
已知推力和前进的距离，根据公式W=Fs可求推力做的功；知道做功时间，根据公式P=Wt可求功率。
【解答】
W=Fs=20N×5m=100J；
因为物体在重力的方向上没有移动距离，
所以，重力对物体做功为0J；
拉力做功功率：
P=Wt=100J10s=10W。
故答案为：0  10。
  
15.【答案】改变力的方向   > 
【解析】解：甲中使用的是定滑轮，不省力，但能改变用力的方向；
乙中使用的是动滑轮，可以省力，但费一倍的距离；
所以，F1>F2。
故答案为：改变力的方向；>。
(1)定滑轮使用时，滑轮的位置固定不变；定滑轮实质是等臂杠杆，不省力也不费力，但可以改变作用力方向。
(2)动滑轮使用时，滑轮随重物一起移动；动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，省一半的力多费1倍距离。
本题考查了两种滑轮的特点。使用动滑轮可以省力，但不能改变用力的方向而费距离，使用定滑轮不省力，但可改变用力的方向。

16.【答案】2；3000 
【解析】
【分析】
本题考查了压强定义式、力的相互性、定滑轮的特点以及力的平衡知识的应用。
(1)对乙物体进行受力分析，算出拉力；
(2)由于力的作用是相互的，使用定滑轮不省力，不计绳重，计算出绳子对甲物体的拉力；甲物体受到重力、地面支持力、拉力的作用，此时甲物体静止，受到的重力等于支持力加上拉力，据此求甲受到的支持力；由于力的作用是相互的，可求甲物体对地面的压力，知道受力面积，再利用p= FS求甲物体对地面的压强。
【解答】
乙物体处于静止状态，受到重力、拉力是一对平衡力，大小相等，如图：

所以F拉=G乙=2N；
由于力的作用是相互的，使用定滑轮不省力，不计绳重，绳子对甲物体的拉力：F拉′=F拉=2N；
甲物体受到重力、地面支持力、拉力的作用，如图，
因为G甲=F支+F拉′，
所以地面对甲物体的支持力：
F支=G甲−F拉′=5N−2N=3N，
由于力的作用是相互的，甲物体对地面的压力：
F压=F支=3N，
甲物体对地面的压强：
p= F压S甲= 3N10×10−4m2=3×103Pa。
故答案为：2；3000。  
17.【答案】解：在阻力与阻力臂的乘积一定的情况下，最省力，即动力臂最长，由图知OB比OA长，所以OB做动力臂最长，过B点与OB垂直向上作垂线就得到动力F的方向，如下图所示：
画出阻力作用线，则支点O到阻力作用线的垂直距离为阻力臂L2。
 
【解析】使用杠杆时，当阻力和阻力臂一定时，动力臂越长，越省力；因此只需找出使动力臂最长的动力作用点，然后作动力臂的垂线即可。
支点到阻力作用线的垂直距离是阻力臂。
根据杠杆的平衡条件，要使杠杆上的力最小，必须使该力的力臂最大，而力臂最大时力的作用点一般离杠杆的支点最远，所以在杠杆上找到离杠杆支点最远的点即力的作用点，这两点的连线就是最长的力臂，过力的作用点作垂线就是最小的力。

18.【答案】解：找到支点O及F2的作用线，从支点开始向力的作用线作垂线，并标出力臂，如图所示：
 
【解析】力臂即点到线的距离。找到支点、力的作用线，再作支点到力的作用线的垂线段。
画力臂的方法是：一找点(支点)，二作线(力的作用线)，点向线作垂线。

19.【答案】重力  匀速直线  刻度尺  倾斜程度  52.5  控制变量  52.5  在斜面倾斜程度相同时，斜面越粗糙，机械效率越低 
【解析】解：
(1)实验步骤：
①用弹簧测力计测出木块的重力G；
②用弹簧测力计匀速拉动木块沿斜面向上运动，读出弹簧测力计示数；
③用刻度尺分别测出木块沿斜面移动的距离s及上升的高度h；
⑤斜面的机械效率与斜面的粗糙程度和斜面的倾角有关，在改变斜面的粗糙程度变化时，应保持斜面的倾角不变；
(2)该实验中采用了控制变量的研究方法探究斜面机械效率与斜面粗糙程度的关系；
(3)斜面表面为棉布是的机械效率：
η=W有W总=0.84J1.6J×100%=52.5%；
(4)分析表格中的第一列和最后一列可知，斜面的倾角一定时，斜面越粗糙，斜面的机械效率越低。
故答案为：(1)①重力；②匀速直线；④刻度尺；⑤倾斜程度；(2)52.5%；(3)控制变量；(4)在斜面倾斜程度相同时，斜面越粗糙，机械效率越低。
(1)①弹簧测力计在测探究斜面的机械效率中的作用有：测物体的重力和测斜面拉力的大小；
②实验过程应用弹簧测力计匀速直线拉动木块沿斜面向上运动；
③实验中需要用刻度尺测量木块沿斜面移动的距离s及上升的高度h；
⑤利用控制变量法分析对斜面坡度的要求；
(2)斜面的机械效率与斜面的粗糙程度和斜面的倾斜程度有关，探究斜面机械效率与斜面的粗糙程度有关时应控制斜面的倾角不变；
(3)由表格可知有用功和总功，利用η=W有W总求出斜面表面为棉布时的机械效率；
(4)根据控制变量法分析表中的第一列和最后一列即可得出答案。
本题考查斜面的机械效率的实验，涉及到弹簧测力计的使用和斜面效率效率的计算，关键是会根据控制变量法设计实验和分析实验数据总结规律。

20.【答案】右  竖直向下  错误  不同的物理量不能相加减  等臂  2 
【解析】解：(1)如图甲所示，杠杆处于向左倾斜，故平衡螺母要向右调节；
由于重力方向总是竖直向下，和水平线相互垂直，所以可以根据杠杆与重垂线是否垂直来判断杠杆是否处于水平位置平衡；
(2)小叶得出了“动力+动力臂=阻力+阻力臂”的结论，这个结论是错误的，因为不同的物理量不能相加减；
(3)杠杆的支点在O点，阻力为石块重力，阻力臂为OA，由第(2)可知每格是0.5cm，故OA=1cm；动力为F，动力臂为OB×12=1cm；动力臂和阻力臂相等，所以为等臂杠杆；
杠杆的平衡原理可知：F×1cm=G×1cm，G=F=4N；
石头的体积V=Ggρ石=4N10N/kg×2.0×103kg/m3=2×10−4m3，
当石块完全浸没水中，排开水的体积V排=V=2×10−4m3，
石块受到浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10−4m3=2N；
对石头进行受力分析：重力，绳子拉力和浮力。
绳子拉力F拉=G−F浮=4N−2N=2N；
由杠杆的平衡条件可知：F拉×1cm=F′×2cm，解得F′=1N；
故答案为：(1)右；竖直向下；(2)错误；不同的物理量不能相加减；(3)等臂；1。
(1)杠杆向左倾斜，平衡螺母要向右调节；
由于重力方向总是竖直向下，和水平线相互垂直；
(2)小叶得出了“动力+动力臂=阻力+阻力臂”的结论，这个结论是错误的，因为不同的物理量不能相加减；
(3)分析杠杆的五要素，判断动力臂和阻力臂的大小关系即可知道杠杆是否省力；根据杠杆的平衡原理和阿基米德原理可知B处拉力。
本题考查了探究杠杆的平衡条件的实验和阿基米德原理，综合性比较强。

21.【答案】解：(1)由图可知，连接动滑轮绳子的段数为3，绳自由端移动速度为物体上升速度的三倍，绳自由端移动距离是物体上升高度的三倍。由公式P=Fv可得，绳自由端拉力
F绳=P绳v绳=P绳3v1=1680W3×0.8m/s=700N
由于该金属块重1800N，故该物体的质量为m=Gg=1800N10N/kg=180kg
该金属块密度为8×103kg/m3，则该金属块的体积为
V金=mρ=180kg8×103kg/m3=2.25×10−2m3
则该金属块未露出水面受到的浮力为
F浮=ρ水gV排=ρ水gV金=1000kg/m3×10N/kg×2.25×10−2m3=225N
则金属块未露出水面以前的机械效率为
η=W有W总=G−F浮hF绳s绳=G−F浮hF绳⋅3h=1800N−225N700N×3=75％
(2)已知金属块未露出水面时，绳自由端拉力、金属块重力、金属块受到的浮力、连接动滑轮绳子段数，则可求得动滑轮重为
G动=nF绳−G+F浮=3×700N−1800N+225N=525N
金属块离开水面后绳自由端拉力为F绳 =1nG+G动=131800N+525N=775N
由公式P=Fv可得，金属块离开水面后绳自由端的移动速度为
v绳 =PF绳 =1680W775N≈2.17m/s
则物体被提出水面后的上升速度为v2=1nv绳 =13×2.17m/s≈0.72m/s
答：(1)金属块未露出水面以前的机械效率为75%；
(2)金属块被提出水面后匀速上升的速度为0.72m/s。
 
【解析】略

22.【答案】(1)如图所示．

(2)由题意知，F脚S脚:F手S手=5:2，
地面对手的支持力
F手=2S手5S脚F脚
=2×300cm25×60cm2×250N
=500N．
(3)由杠杆的平衡条件F1l1=F2l2，
以B为支点时，F脚⋅AB=Gl，
以A为支点时F手⋅AB=G(AB−l)，
将F脚=250N，F手=500N，AB=1.5m代入，
得G=750N，l=0.5m．
肩部上升的距离h肩=0.36m时，重心上升的距离
h重=h肩(AB−l)AB=0.36×(1.5m−0.5m)1.5m=0.24m，
1min内克服重力所做的功W=nGh重=30×750N×0.24m=5400J．
 
【解析】略

23.【答案】解：(1)物体M上升后，还未露出水面时，物体排开液体体积等于物体体积，V排=V=a3=1m3；
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1m3=104N；
(2)物体M上表面在水面下0.2m时，它的下表面深度h=1m+0.2m=1.2m；
下表面受到水的压强p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.2m=1.2×104Pa；
下表面受到水的压力F=pS=1.2×104Pa×(1m)2=1.2×104N；
(3)物体重力G=ρgV=2.8×103kg/m3×10N/kg×1m3=2.8×104N；
由图可知动滑轮上3股绳，所以n=3；
滑轮组的机械效率η=W有W总×100%=(G−F浮)hFs=(G−F浮)3F=2.8×104N−104N3×7500N=80%。
答：(1)物体M上升后，还未露出水面时受到的浮力是104N；
(2)物体M上表面在水面下0.2m时，它的下表面受到水的压力是1.2×104N；
(3)物体M上升后，在未露出水面前，此滑轮组的机械效率是=80%。 
【解析】(1)知道正方体的棱长可求其体积，即正方体浸没在水中时排开水的体积，利用阿基米德原理求出受到水的浮力；
(2)物体M上表面在水面下0.2m时，可得下表面深度，根据液体压强公式求出下表面受到水的压强，然后根据F=pS可得下表面受到水的压力；
(3)由图可知动滑轮上3股绳，所以n=3；根据G=mg求出正方体M的重力；
正方体露出水面前，根据η=W有W总×100%=(G−F浮)hFs=(G−F浮)3F求出滑轮组的机械效率；
本题为力学综合题，考查了阿基米德原理、重力公式、密度公式、机械效率公式、液体压强公式的应用，有一定难度。

24.【答案】解：(1)由图丙可知，在1∼2s内物体匀速运动，图乙可知，拉力为10N，由图甲知绳子
股数n=2，则根据F=GA+G动n得：
G动=nF−GA=2×10N−15N=5N；
(2)第2s内绳子自由端的速度
v=2vA=2×2m/s=4 m/s，
第2s内拉力F的功率：P=Fv=10N×4m/s=40W；
(3)当小明用50N的力拉绳子时，可以拉动的物体重为
G物=nFC−G动−GA=2×50N−5N−15N=80N，
由于FB=G物+GA=80N+15N=95N，小于100N，
所以此装置最多能匀速运载80N的货物；
(4)当货物最重时，机械效率最大为η=W有W总×100％=G物hFCnh×100％=8050×2×100％=80%。
答：(1)动滑轮的重力为5N；
(2)第2s内拉力F的功率为40W；
(3)此装置最多能匀速运载80N的货物；
(4)此装置提升重物的最大机械效率为80%。 
【解析】本题主要考查滑轮组的机械效率，涉及滑轮组相关量的计算、功率的计算，通过图像得到有用的信息是解答本题的关键。
(1)由图丙可知，在1∼2s内物体匀速运动，图乙可知，拉力为10N，由图甲知绳子股数n=2，则根据F=GA+G动n的变形求出动滑轮的重力；
(2)通过P=Fv求出第2s内拉力F的功率；
(3)绳子B和C能承受的最大拉力分别为100N和50N，通过G物=nFC−G动−GA求出物体重力，利用FB=G物+GA得到绳B受到的拉力，若小于100N，则可得到此装置最多能匀速运载的货物重；
(4)对于同一滑轮组，提升物体越重，机械效率越大，据此求出此装置提升重物的最大机械效率。