难点详解北师大版八年级物理下册第九章机械和功专项攻克试题

北师大版八年级物理下册第九章机械和功专项攻克考试时间：90分钟；命题人：物理教研组考生注意：1、本卷分第I卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，满分100分，考试时间90分钟2、答卷前，考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级填写在试卷规定位置上3、答案必须写在试卷各个题目指定区域内相应的位置，如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用涂改液、胶带纸、修正带，不按以上要求作答的答案无效。第I卷（选择题30分）一、单选题（10小题，每小题3分，共计30分）1、关于功、功率及机械效率，下列说法正确的是（）A．机械效率越大，机械做功越快 B．做功越多，功率越大C．机械效率越大，做功时间越短 D．做功越快，功率越大2、关于功、功率机械效率，下列说法中正确的是()A．机械效率高的机器做功一定多 B．机械效率高的机器做功一定快C．功率大的机器做功一定快 D．功率大的机器做功一定多3、用如图所示的滑轮组拉动水平地面上重1000N的物体A，使物体A在4s内匀速前进了4m，物体A受到地面的摩擦力f＝300N，所用拉力F＝120N，忽略绳重、滑轮重及绳与滑轮间的摩擦。下列说法中正确的是（）A．绳子自由端在4s内移动了8m B．物体A重力做功的功率为1000WC．物体A克服摩擦力做的功为480J D．滑轮组的机械效率约为83.3%4、如图所示，用三种方法拉动同一物体在相同的水平地面上做匀速直线运动，使物体以相等速度移动相同的距离。所用拉力分别是F1、F2、F3，这三个力的作用点移动距离分别是S1、S2、S3，移动速度分别为v1、v2、v3，不计滑轮摩擦，则（）甲：乙：丙：A．F1：F2：F3＝2：1：4S1：S2：S3＝2：1：4B．F1：F2：F3＝2：4：1S1：S2：S3＝2：4：1C．F1：F2：F3＝2：4：1v1：v2：v3＝2：1：4D．F1：F2：F3＝2：1：4v1：v2：v3＝2：4：15、举重运动员举着800牛重的杠铃，在2米高的位置停留了2秒钟，那么他在这2秒钟内做的功为（）A．800焦 B．0 C．400焦 D．1600焦6、在图中，手持弹簧测力计竖直向上拉，使杠杆处于平衡状态，测力计的示数是15牛，若OB＝30厘米，AB＝20厘米，则物体重为（）A．15牛 B．45牛 C．30牛 D．22.5牛7、工人用如图4所示的动滑轮，将重1000N的物体在5s内匀速竖直提升了1m，人对绳自由端的拉力F为600N，不计绳重和摩擦。以下结论正确的是（）A．动滑轮的有用功为600J B．动滑轮的重力为400NC．滑轮的机械效率为83.3% D．拉力F的功率为120W8、如图所示装置中，均匀木棒AB的A端固定在铰链上，悬线一端绕过一固定定滑轮，另一端用线套套在木棒上使棒保持水平。现使线套从图示位置逐渐向右移动，但始终使木棒保持水平，则悬线上的拉力T随移动距离而变化的关系正确的是(棒和悬线足够长)()A．逐渐变小 B．逐渐变大C．先逐渐变小，后又逐渐变大 D．先逐渐变大，后又逐渐变小9、小明做完课间操从一楼走到二楼教室，此过程小明克服重力做的功最接近于（）A．15J B．150J C．1500J D．15000J10、甲、乙两台机器的功率相等，在相同的时间内通过的路程之比为3：1，则甲、乙两台机器的（）A．做功之比为1：1，受到的牵引力之比为3：1B．做功之比为1：1，受到的牵引力之比为1：1C．做功之比为1：1，受到的牵引力之比为1：3D．做功之比为1：3，受到的牵引力之比为3：1第Ⅱ卷（非选择题70分）二、填空题（5小题，每小题4分，共计20分）1、如图，在用杠杠撬石头的过程中，支点在图中的点，该杠杆属于杠杆，在用力方向不变的情况下该人想用更小的力撬起石头，那么他的手应该向支点的方向移动（选填“远离”或“靠近”）。2、如图所示，工人师傅用一轻质动滑轮将重400N的木箱从地面吊到8m高的阳台上，不计摩擦和绳重，若滑轮重为100N，工人至少要用N的拉力才能拉起木箱，吊到阳台时共用了10s，绳子的末端移动了m，拉力的功率为W，滑轮的机械效率%。3、如图所示，工人用定滑轮匀速提升质量为20kg的物体，所用的拉力为220N，物体升高的高度为2m．则此过程中的有用功，总功，定滑轮的机械效率．(g取10N/kg)．4、某轻质杠杆的动力臂是阻力臂的3倍，则当杠杆平衡时，动力是阻力的倍，此杠杆为（选填“省力杠杆”、“费力杠杆”或“等臂杠杆”，下同）。生活中，吃饭时所用的筷子也可看作杠杆，这是。5、利用如图所示的滑轮组，小珠用1.5N的拉力拉着重为10N的物体A沿水平方向左做匀速直线运动，轻质弹簧测力计的读数如图所示为N。请画出滑轮组的绕线情况N；此过程中，滑轮组的机械效率是。三、计算题（5小题，每小题6分，共计30分）1、质量为2.5t的小型载重汽车，额定功率为100kW，车上装有5t的砂石，已知汽车在平直公路上匀速行驶时所受阻力是汽车总重的0.02倍，汽车先以15m/s的速度在平直公路上匀速行驶到山坡底，消耗汽油2kg，然后又以额定功率行驶100s的时间，将砂石从坡底运送到50m高的坡顶施工现场（g=10N/kg），求：（1）若空车停在平直公路上轮胎与路面接触的总面积为0.25m2，此时汽车对路面的压强为多少？（2）装砂石的汽车在平直公路上匀速行驶的功率为多少？（3）汽车从坡底向坡顶运送砂石的机械效率是多少？2、质量为1.8t的小汽车陷人泥泞中，在大家都一筹莫展的时候，聪明的小红很快想到了办法，利用所学滑轮组知识，带领大家将小汽车顺利拉出。如图，若小汽车所受阻力为车重的0.2倍，滑轮组的机械效率为80%（g=10N/kg）。求∶（1）小汽车所受阻力f；（2）绳子自由端拉力F1；（3）树承受的拉力F2；（4）小汽车以0.1m/s的速度匀速运动时，拉力F的功率。3、身高1.7m．重力为500N的小乐同学在作行课上做俯卧撑运动，此时将他规为一个杠杆如图所示。他的重心在A点。则：（g取10N/kg）（1）若他将身体撑起，地面对手的作用力至少要多大？（2）将身体撑起，每次肩膀上升的距离为0.3m，做一个俯卧撑做功多少J？（3）他在1min内做了15个俯卧撑，他的功率是多少W？4、如图所示，拉力F=80N，物体重G=120N，若绳子自由端匀速拉动的距离s=4m，物体被提高的距离h=2m，，求：（1）拉力所做的有用功；（2）拉力所做的总功W总；（3）该滑轮组的机械效率η。5、用如图所示滑轮组提升重物，人用F＝240N的拉力作用在绳的自由端，使重G＝400N的物体在t＝12s内匀速上升了h＝2m，不计绳重和摩擦，求：（1）有用功W有；（2）拉力F的功率P；（3）滑轮组匀速提升重物的机械效率η。四、实验探究（2小题，每小题10分，共计20分）1、如图所示是探究“杠杆平衡的条件”的实验，实验所用的杠杆刻度和质量分布均匀，每个钩码相同。（1）实验时，先把杠杆放在水平桌面上（如图甲所示），此时应将杠杆左、右两端的平衡螺母向（选填“左”或“右”）移，直至杠杆在水平位置平衡；（2）杠杆调节平衡后，在杠杆A处挂两个钩码（如图乙所示），要使杠杆重新平衡，此时应在B处挂个钩码；（3）若用弹簧测力计在C处沿竖直方向向上拉杠杆（如图丙所示），使杠杆在水平位置重新平衡，此时弹簧测力计的示数为N；若将弹簧测力计逐渐向左斜拉（如图丁所示），使杠杆在水平位置仍然平衡，则拉力的力臂将（选填“变大”、“不变”或“变小”）。杠杆平衡后，在整个实验过程中，（选填“可以”或“不可以”）再调节杠杆两端的平衡螺母；（4）在实验中，多次改变力和力臂的大小主要是为了______。A．减小摩擦B．使实验数据更准确C．多次测量求平均值可以减小误差D．获取多组实验数据归纳出物理规律2、小明小组在“研究杠杆平衡条件”实验中：（1）实验时应先调节杠杆在位置平衡，若出现图甲所示情况，应将杠杆的螺母向调（填“左“或“右“）。（2）下表是该组某同学在实验中记录杠杆平衡的部分数据：分析表中的1、2两次实验数据可以得出的结论是.实验次数F1/NL1/cmF2/NL2/cm125110231021531204*（3）第3次实验数据不全，请根据已有信息分析，此处的数据应该是;（4）杠杆平衡后，小明在图乙所示的A位置挂上3个钩码，为了使杠杆在图示位置保持平衡.这时应在B位置挂上个钩码.-参考答案-一、单选题1、【答案】D【解析】【解答】AC．机械效率是有用功与总功的比值，与做功快慢无关，AC不符合题意；B．功率是表示做功快慢的物理量，等于单位时间所做的功，时间未知，不能确定功率大小，B不符合题意；D．功率就是描述物体做功快慢的物理量。做功快，功率一定大，D符合题意。故答案为：D。【分析】功率是描述物体做功快慢的物理量，物体功率越大，做功越快，但不见得做功多。2、【答案】C【解析】【解答】A、有用功与总功的比值叫机械效率，则机械效率与做功的多少无关，故A错误；B、机械效率与机械功率大小没有直接关系，故B错误；C、功率反映做功的快慢，功率大则做功快，故C正确；D、功率是描述物体做功快慢的物理量，功率大的机器做功一定快，但做功不一定多，故D错误；故答案为：C【分析】功率是表示物体做功快慢的物理量，它等于单位时间内做功的多少；机械效率是指有用功和总功的比值，与功率无关。3、【答案】D【解析】【解答】解：A、由图可知，有三段绳子拉着动滑轮，F的距离为物体移动距离的3倍，即12m，A不符合题意；B、物体在水平方向上移动，没有在重力的方向上通过距离，故重力做功的功率为0，B不符合题意；C、摩擦力做的功为：W＝fs＝300N×4m＝1200J，C不符合题意；D、克服摩擦力做的功为有用功1200J，拉力做的总功为W总＝Fs'＝120N×12m＝1440J，机械效率为η＝＝＝83.3%，D符合题意。故答案为：D。【分析】用滑轮组提升物体，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，两者相除即为机械效率。4、【答案】D【解析】【解答】由图可见，本题中三个滑轮都是克服摩擦力做功，假设物体与水平面的摩擦力f，物体移动的速度为v0，运动的时间为t，则对这三个图分析可得：（1）甲图：滑轮为定滑轮，因为定滑轮相当于一个等臂杠杆，不能省力，所以根据二力平衡，此时拉力F1＝f；拉力的作用点移动的速度v1＝v0，作用点移动的距离。（2）乙图：滑轮为动滑轮，因为动滑轮相当于一个动力臂是阻力臂2倍的杠杆，省一半的力，所以根据二力平衡，此时拉力F2＝f；但是费2倍的距离，拉力的作用点移动的速度v2＝2v0，作用点移动的距离s2＝2v0t。（3）丙图：滑轮为动滑轮，拉力的作用点在动滑轮的轴上，因此是个费力杠杆，费2倍的力，省2倍的距离，因此F3＝2f，拉力的作用点移动的速度V3＝v0，作用点移动的距离S3＝v0t。综上分析可知：①F1：F2：F3＝f：f：2f＝2：1：4；②v1：v2：v3＝v0：2v0：V0＝2：4：1；③s1：s2：s3＝v0t：2v0t：v0t＝2：4：1。故答案为：D。【分析】分析该滑轮组中与动滑轮接触的绳子的段数，分析拉力与阻力的大小关系和自由端移动距离与物体移动距离的关系，利用速度公式求解速度。5、【答案】B【解析】【解答】运动员对杠铃有力，但没有移动距离，所以是有力无距离，力没有做功，B符合题意。故答案为：B.【分析】功是物体受力并且在力的方向上移动距离，则力对物体做了功。6、【答案】B【解析】【解答】根据杠杆的平衡条件：F•OB＝G•OA，代入数据得：15N×30cm＝G×（30cm﹣20cm），解得：G＝45N，故答案为：B。【分析】利用杠杆的平衡条件计算即可.7、【答案】C【解析】【解答】解：A、动滑轮的有用功：W＝Gh＝1000N×1m＝1000J，A不符合题意；B、不计绳重和摩擦，动滑轮的重力为：G动＝nF﹣G物＝2×600N﹣1000N＝200N，B不符合题意；C、绳端移动的距离：s＝nh＝2×1m＝2m，总功：W＝Fs＝600N×2m＝1200J，η＝＝×100%≈83.3%，C符合题意；D、拉力F的功率为：P＝＝＝240W，D不符合题意。故答案为：C。【分析】结合题意，根据s=nh求出绳子自由端移动距离，根据W总=Fs求出总功，根据W有用=Gh求出有用功，根据W总=W有用+W额求出克服动滑轮重做的额外功，由于不计绳重及摩擦，再根据W额=G动h求出动滑轮重；根据η＝求出机械效率，利用P=求得拉力做功的功率.8、【答案】C【解析】【解答】根据图像，定滑轮上的绳子作用在杠杆上的力对于的力臂是支点到线套的距离，当线套向右移动时，力臂变大，拉力T变小，继续向右运动时，先套的力臂减小，拉力变大，C符合题意。故答案为：C.【分析】作用在杠杆上的拉力，力臂增大，拉力减小，力臂减小时拉力变大。9、【答案】C【解析】【解答】一个中学生的重力约为500N，从一楼走到二楼的竖直高度约为3m，因此克服重力做功约为：W=Gh=500N×3m=1500J。故答案为：C【分析】估测人的体重，利用W=Gh求得克服重力做的功.10、【答案】C【解析】【解答】解：（1）∵P＝，P1＝P2，t1＝t2，∴＝＝＝；（2）∵W＝Fs，＝，∴＝＝×＝＝。故答案为：C【分析】根据功率和时间的比例，计算做功比例，利用做功的关系结合路程判断牵引力的大小。二、填空题1、【答案】B；省力；远离【解析】【解答】由图知，撬棒在使用过程中，绕B点转动，则B点为支点，并且动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。由杠杆的平衡条件可知，在阻力和阻力臂不变的情况下，动力臂越长越省力；所以，在用力方向不变的情况下该人想用更小的力撬起石头，那么他的手应该向远离支点O方向移动，这样动力臂变长了，就越省力。故答案为：B；省力；远离。【分析】支点：杠杆绕着转动的点；再结合杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂分析解答.2、【答案】250；16；400；80%【解析】【解答】不计摩擦和绳重，要拉起木箱，需要的拉力动滑轮可以省一半的力，但费距离，绳子的末端移动的距离s=2h=2×8m=16m拉力做的功W总=Fs=250N×16m=4000J拉力的功率有用功W有=Gh=400N×8m=3200J机械效率【分析】动滑轮是指轴随物体一起运动的滑轮，其实质是动力臂是阻力臂2倍的杠杆，省一半力不能改变用力的方向，费距离；不计动滑轮重和摩擦，提起物体的力是物重的一半，再利用机械效率计算公式求得滑轮的机械效率。3、【答案】400J；440J；90.9%【解析】【解答】根据物体的质量可以计算有用功为W有用=mgh=20kg×10N/kg×2m=400J，总功为W总=Fs=220N×2m=440J，机械效率为η=W故答案为：400J；440J；90.9%。【分析】利用物体的重力和高度的乘积计算有用功，拉力和移动的距离计算总功，有用功和总功的比值计算机械效率。4、【答案】；省力杠杆；费力杠杆【解析】【解答】根据可知，动力与阻力之比为故动力是阻力的。动力小于阻力，故此杠杆为省力杠杆。筷子的动力臂小于阻力臂，则动力大于阻力，故为费力杠杆。【分析】动力臂大于阻力臂的杠杆为省力杠杆，省力杠杆可以省力，但是费距离，动力臂等于阻力臂的杠杆为等臂杠杆，动力臂小于阻力臂的杠杆为费力杠杆，费力杠杆可以省距离，但是费力。5、【答案】3.6；；80%【解析】【解答】该弹簧测力计的分度值为0.2N，故该弹簧测力计的读数为3.6N。对于滑轮组来说，设绳子段数为n，则绳子拉力和弹簧测力计示数之间的关系为图中滑轮组绳子的段数可能为2或者3，结合绳子拉力和弹簧测力计示数的大小可得故滑轮组的绕线方法如图所示：。滑轮组的机械效率为【分析】根据测力计指针位置测量力的大小，动滑轮上的绳子股数越多，越省力，根据物体受到的阻力和滑轮组上绳子的拉力，可以计算机械效率。三、计算题1、【答案】（1）解：空车对路面的压强为p=====1.0×105Pa即此时汽车对路面的压强为1.0×105Pa。答：若空车停在平直公路上轮胎与路面接触的总面积为0.25m2，此时汽车对路面的压强为1.0×105Pa；（2）解：汽车的总重G总=m总g＝（2.5+5）×103kg×10N/kg=7.5×104N受到的阻力为f=0.02G总=0.02×7.5×104N=1.5×103N由于汽车匀速运动，则汽车牵引力为F＝f＝1.5×103N汽车在平直公路上匀速行驶的功率P=Fv=1.5×103N×15m/s=2.25×104W即汽车在平直公路上匀速行驶的功率为2.25×104W。答：装砂石的汽车在平直公路上匀速行驶的功率为2.25×104W；（3）解：汽车在斜坡上做的有用功为W有用=G砂石h=m砂石gh=5×103kg×10N/kg×50m=2.5×106J由P=可得总功W总=P额t=100×1000W×100s=1.0×107J则机械效率为η=×100%=/×100%=25%即汽车从坡底向坡顶运送砂石的机械效率是25%。答：汽车从坡底向坡顶运送砂石的机械效率是25%。【解析】【分析】（1）根据p=求出此时汽车对路面的压强。（2）结合题意，先求得汽车所受的阻力，因汽车在平直公路上匀速行驶，搜平衡力，据此得出汽车的牵引力，根据P=Fv可知装砂石的汽车在平直公路上匀速行驶的功率。（3）由W有用=G砂石h求出有用功；由P=可得总功；再利用斜面的机械效率公式η=×100%求出机械效率。2、【答案】（1）解：小汽车所受阻力为车重的0.2倍，所以小汽车所受阻力为答：小汽车所受阻力为（2）解：由滑轮组机械效率可知则绳子自由端拉力答：绳子自由端拉力为1500N；（3）解：树承受的拉力等于定滑轮上2股绳的拉力的合力，所以树承受的拉力为答：树承受的拉力为3000N；（4）解：小汽车以0.1m/s的速度匀速运动时，绳子自由端的运动速度为0.3m/s，拉力F的功率为答：小汽车以0.1m/s的速度匀速运动时，拉力F的功率为450W。【解析】【分析】（1）根据物体的质量计算重力，结合摩擦力和重力关系计算摩擦力大小；（2）根据机械效率和水平面上的摩擦力，结合绳子股数可以计算拉力大小；（3）利用绳子上的拉力，结合绳子股数，可以计算总拉力；（4）利用力和速度的乘积计算功率的大小。3、【答案】（1）由图可知，动力臂l1=0.9m+0.6m=1.5m阻力臂l2=0.9m，阻力等于重力为G=500N，由杠杆平衡条件可得F1l1=Gl2，即F1×1.5m=500N×0.9m解得F=300N即地面对手的作用力为300N。答:若他将身体撑起，地面对手的作用力至少要300N；（2）做一个俯卧撑需做功W=Fs=300N×0.3m=90J即做一个俯卧撑需做功90J。答:将身体撑起，每次肩膀上升的距离为0.3m，做一个俯卧撑需做功90J；（3）1min做的总功W总=15×90J=1350J功率P===22.5W即他的功率是22.5W。答:若他在1min内做了15个俯卧撑，他的功率是22.5W。【解析】【分析】（1）利用杠杆平衡的条件可以求出地面对手的作用力。（2）根据W=Fs即可求出做一个俯卧撑需做功多少。（3）根据：P=即可求出做功的功率。4、【答案】（1）解：W有=Gh=120N×2m=240J（2）解：W总=FＳ=80N×4m=320J（3）解：×100%=×100%=75%【解析】【分析】（1）根据物体的重力和高度的乘积计算有用功；（2）根据拉力和绳子拉长的长度计算总功；（3）利用有用功和总功的比值计算机械效率。5、【答案】（1）解：有用功为：（2）解：由图可知n=2，则绳端移动的距离，拉力F做的总功：；拉力的功率：（3）解：滑轮组的机械效率：【解析】【分析】（1）知道物重、提升的高度，利用W=Gh求拉力做的有用功；（2）由图可知，n=2，绳端移动的距离s=2h，利用W=Fs求拉力F做的总功，再利用求拉力的功率；（3）滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比。四、实验探究1、【答案