北师大版（郭玉英）八年级物理下册 第九章 《机械和功》单元测试 提升卷

北师大版（郭玉英）物理八年级下册第九章《机械和功》单元测试提升卷一、选择题（每题3分，共30分）1．小雨同学在课堂上勤思好学，在生活中善于观察，她发现应用杠杆能给我们的生活带来便利。如图所示的应用中，能省距离的是（）A．核桃夹 B．钳子C．筷子 D．托盘天平2．戥子是一种微型杠杆，中药房里都是用戥子称量中药。如图所示，不考虑秤杆重力，已知秤砣的质量是m，零刻度线在提纽右侧、离提纽的距离为l0，秤盘离提纽悬挂点的距离为l1。当盘中放入一定质量的中药后，移动秤砣至杠杆水平平衡时，秤砣悬挂点到提纽的距离是lA．整个秤盘的质量是mB．中药的质量是m(C．提纽向左移动一段距离，戥子的量程会变小D．增加秤砣的质量，戥子的量程会变小3．如图所示，分别用力F1、F2、F3匀速提起重物，不考虑摩擦，三个力的大小关系是（）A．F1<F2<F3 B．F1>F2>F3 C．F2>F1=F3 D．F1=F2=F34．如图所示，用四个滑轮组分别匀速提升重力相同的物体，若不计滑轮重、绳重及摩擦，其中最小的拉力是（）A．F1 B．F2 C．F3 D．F45．用水平力F1拉动如图所示装置，使木板A在粗糙水平面上向右匀速运动，物块B在木板A上表面相对地面静止，连接B与竖直墙壁之间的水平绳的拉力大小为F2.不计滑轮重和绳重，滑轮轴光滑.则F1与F2的大小关系是().A．F1=F2 B．F2<6．周末，小明在家进行大扫除，如图所示为小明竖直向上施力抬起沙发时的情景。已知沙发的质量为50kg，沙发的重心在其中心位置，重心上升的高度为20cm，g取10N/kg。下列说法正确的是A．沙发扶手的高度约为50dmB．小明抬沙发时，沙发相当于一个费力杠杆C．在图示位置静止时，小明对沙发的力为250ND．小明对沙发做的功为200J7．如图，在一次推铅球运动中，手臂长约0.6m的某同学将质量为5kg的铅球用600N的力推出后，成绩为8m，则这个同学的推力对铅球做的功约为().A．30J B．360J C．400J D．4800J8．某同学听到上课铃响了，他一口气从一楼跑到三楼，所用时间为15s。那么他上楼过程中，克服自己重力做功的功率最接近下面哪个值（）A．2W B．20W C．200W D．2000W9．如图所示，一个人先后两次用同样的时间、同样大小的力，将不同质量的物体在不同的表面上分别移动相同的距离，该力在此过程中所做功的大小分别为w1，.W2，功率的大小分别为P1、P2，关于它们之间的大小关系说法正确的是A．W1<WC．W1=W10．如图是小龙“测量斜面机械效率”的实验装置，斜面粗糙程度相同。他用平行于斜面向上的恒定拉力F，将重6N的物体以1m/A．拉力做功为3JB．物体受到摩擦力为1.5NC．在匀速拉动过程中，物体的机械能不变D．若以2m/二、多选题（每题3分，共9分）11．下图为建房时常用的吊机，其顶部装有一个滑轮。装砂子的斗车自身质量为20kg，静止时与地面的总接触面积为20cm2。当钢丝绳的拉力为3500N时，吊机刚好能匀速吊起装有0.2m3的砂子的斗车．下列分析正确的是（）（ρ砂A．为防止吊机翻倒，配重应尽量靠近C处放置B．此装置可以省力C．装有0.2m3D．此装置运送砂子的机械效率约为85.7%12．如图所示，用卷扬机通过一个动滑轮匀速竖直提升重为800N的物体A，卷扬机对绳子的拉力F=500N，经过10s物体A竖直匀速上升了2m，此过程中不计绳重和绳子与滑轮之间的摩擦力，g=10N/㎏g。下列说法正确的是A．动滑轮的质量为30kgB．滑轮对物体A做的有用功为1600JC．拉力做功的功率为100WD．动滑轮的机械效率为80%13．在践行青岛中小学生“十个一”行动中，小明用独轮车帮助爸爸运送货物。车和货物的总重力G为960N，小明的质量为50kg，双脚与地面的接触面积为0.A．独轮车是一个费力杠杆 B．小明对车竖直向上的力F为400NC．小明对地面的压力为900N D．小明对地面的压强为1×1三、填空题（每空2分，共10分）14．甲、乙机械把同样重的物体匀速向上提升。两机械做功情况的部分数据如图所示，则甲机械的总功为J，乙机械的有用功为J，甲机械的效率乙机械的效率（选填“大于”“等于”或“小于”）。15．在不计绳重和摩擦的情况下用如图所示的滑轮组匀速提起一个重为180N的物体，物体在10s内竖直上升了1m，人拉绳的力为80N，人拉绳子做功的功率为W，滑轮组的机械效率为。四、实验探究题（每空2分，共22分）16．李博同学用如图所示的装置测定滑轮组的机械效率，记录的实验数据如下表：实验序号钩码重力G（N）拉力F（N）机械效率（%）16.02.58026.02.560312.04.0（1）实验中，用力拉弹簧测力计时应使钩码；（2）通过表中数据可分析出实验序号1是用装置做的实验，实验序号2是用装置做的实验（填“甲”或“乙”）（3）李博用装置乙做了实验序号3的实验，请帮他填好表中的空格。17．如图所示，是探究杠杆平衡条件的实验。（1）挂钩码前，杠杆在如图甲所示的位置静止，此时杠杆(选填“是”或“不是”)平衡状态；为使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆右端的平衡螺母向调节。（2）如图乙所示，A点挂有2个质量为50g的钩码，当在B点挂个质量为50g的钩码，能使杠杆在水平位置平衡。（3）实验中需要改变实验条件，测量多组杠杆平衡时的动力、动力臂、阻力和阻力臂的数据，目的是：。（4）如图丙所示，在C点悬挂3个质量为50g的钩码，在D点用弹簧测力计竖直向下拉，使杠杆在水平位置再次平衡，则拉力大小为N。若保持杠杆平衡状态不变，将弹簧测力计由a方向缓慢转动到b方向的过程中，其示数将(选填“变大”、“小”或“不变”)。如果测力计的量程为0~5N，保持支点O、悬挂点D位置不变，利用图丙中的杠杆能较为准确地测出的最大物体质量为g(g取10N/kg)。五、计算题（共11分）18．一辆汽车沿着长为8km的平直公路匀速行驶，开完全程共耗时5min，汽车发动机牵引力为3000N，共消耗汽油1L。汽油的密度ρ=0.7×10（1）汽车行驶的速度是多少km/h？（2）汽车发动机牵引力的功率是多大？（3）汽车发动机的效率是多大？19．如图所示，一名体重为650N的工人用滑轮将重900N的物体匀速提升了1m，人对绳自由端竖直向下的拉力F为500N，不计绳重和摩擦。求：（1）绳自由端移动的距离?（2）动滑轮的重力大小?（3）工人利用该滑轮组最大能提起重物的重力为多少?六、科普阅读题（每空2分，共12分）20．阅读下列短文，回答问题，变速自行车自行车已有一百多年历史，是世界各国居民喜爱的交通、健身工具，它由许多简单机械组成。是人类发明的最成功的人力机械之一、如图是自行车的部分结构示意图，骑行时人在脚踏处施力，通过曲柄带动前齿轮且顺时针转动，再通过链条带动后齿轮B与后轮一起转动。曲柄与齿轮A、后轮与齿轮B，两处都是同轴转动（物体绕同一个中心轴转动，在相同时间转过的圈数相同）的轮轴结构，也可视为不等臂杠杆。4、B齿轮通过链条配合工作，在相同时间转过的齿数相同，链条与4、B齿轮间的作用力大小相等。变速自行车与普通自行车的区别是它的前、后齿轮由多个齿数不同的齿轮组成。变逸系统可以调节链条和不同齿数的前、后齿轮配合，即调节齿比数（齿比=前齿数/后齿数），从而改变车速。下表是小明的变速自行车的部分参数，齿轮的周长等于齿数与链条节距的乘积。结构参数前齿轮（3速)齿数：22、32、45曲柄长度：l=18cm后齿轮（7速）齿数：12、15、17、19、21、24、28轮貽直径：D=60cm链条节距：d=1.5cm（1）如图所示，曲柄和前齿轮是按照（选填“省力”或“费力”）杠杆来设计的：骑行时，前齿轮A和后齿轮B（选填“是”或“不是”）同轴转动：（2）小明调节自行车齿比为45/15。当他通过蹬脚踏使前齿轮转动一圈，后轮转动圈：（3）当小明骑自行车爬坡时，为了最省力，应该调整齿比为(用分数表示)：（4）小明调节自行车为最大齿比，以9m/s的速度在某段水平路面匀速骑行时，地面对后轮的摩擦力为20N．则他1分钟要使脚踏转动圈，作用在脚踏上的力至少为N.(π=3)七、综合题（每空2分，共6分）21．将货物沿竖直方向匀速提升4m，货物所受竖直向上的力对货物做功1.8×104J.提升货物的三个方案如下表.方案一二三所用机械燃油叉车滑轮组电动升降台示意图用时t/s53015其他数据耗油2×1F=2.5×103N电动机做功45kJ（1）方案一燃油完全燃烧放出热量为J(燃油热值(4.5×107J/kg)；（2）求方案二拉力F的功率和滑轮组的机械效率；（3）请选择一个你会选用的方案，并写出一条理由.

答案解析部分1．【答案】C【解析】【解答】A.在使用核桃夹时，动力臂通常大于阻力臂。因此，核桃夹是一个省力杠杆，但费距离，故A不合题意；

B.钳子在使用时，动力臂通常大于阻力臂，因为需要较大的力来夹紧或剪断物体。因此，钳子是一个省力杠杆，但会费距离，故B不合题意；

C.使用筷子时，动力臂通常小于阻力臂，因为需要用较小的力来夹取食物。因此，筷子是一个费力杠杆，但能省距离，故C符合题意；

D.托盘天平是一个等臂杠杆，动力臂等于阻力臂，既不省力也不费力，也不省距离，故D不合题意；

故选C。

【分析】（1）根据杠杆的原理，当动力臂大于阻力臂时，杠杆为省力杠杆，但会费距离；

（2）当动力臂小于阻力臂时，杠杆为费力杠杆，但能省距离。

（3）题目要求找出能省距离的应用，即寻找动力臂小于阻力臂的情况。2．【答案】B【解析】【解答】解：A、当秤盘为空时，杠杆平衡，此时秤砣在零刻度线处。根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2，有：m盘gL1=mgL0，解得秤盘质量m盘=mL0L1，因此A错误。

B、当放入中药后，设中药质量为m药​，杠杆再次平衡。根据杠杆平衡条件：(m盘​+m药​)gL1=mgL2​将m盘=mL0L1代入上式：(mL0L1+m药)L1=mL2，化简得：mL0+m药​L1​=mL2，解得：m药=mL2−L0L3．【答案】D【解析】【解答】使用定滑轮不省力也不省距离，只改变力的方向；如图所示，不考虑摩擦，使用定滑轮匀速提起重物时，三个拉力的大小都等于物体的重力，所以三个力的大小相等，故ABC错误，D正确。故选D。

【分析】使用定滑轮不省力也不省距离，只改变力的方向。4．【答案】B【解析】【解答】解：不计滑轮重、绳重及摩擦：第一个滑轮组和第四个滑轮组，由2段绳子承担动滑轮和物体的重，所以拉力F1=F4=12第二个滑轮组，由3段绳子承担动滑轮和物体的重，所以拉力F2=13第三个滑轮组，使用的是2个定滑轮，所以拉力F3=G．由此可知，拉力F最小的是F2．故选B．【分析】不计滑轮重、绳重及摩擦，直接提升物体时F=G，使用滑轮组时，有几段绳子承担动滑轮和物体的重，拉力就是物重的几分之一，因此承担动滑轮和物体的重的绳子段数越多越省力．5．【答案】D【解析】【解答】图中，木板A在粗糙水平面上向右匀速运动，物块B在木板A上表面，相对地面静止，B受到平衡力，向左的拉力F2和A对B向右的摩擦力f是平衡力，力的大小相等，A向右运动时，受到向右的拉力FA，B对A向左的摩擦力f、地面对A向左的摩擦力f地，则FA=f+f地，不计绳重、轮重时，动滑轮的拉力F1=2FA=2(f+f地)，则F1>2F2，D符合题意。

故选D。

【分析】静止和匀速直线运动的物体，受到平衡力，根据物体受到的力，结合平衡力的关系，判断力的大小关系。6．【答案】C【解析】【解答】A、沙发扶手的高度约为人高度的一般，大致为50-60cm，故A错误；

B、抬起沙发时，沙发的重心和支点的距离即为阻力臂，小于动力臂，所以阻力大于动力，属于省力杠杆，故B错误；

C、根据杠杆平衡可知，F×L1=G×L2，L1=2L2，所以F=0.5G=250N，故C正确；

D、根据相似三角形可知，手运动的距离为重心距离的二倍，根据W=Fh计算可知，沙发做功W=250N×0.4m=1000J。故D错误。

综上选C。

【分析】1、杠杆原理的应用：杠杆的平衡条件为：动力*动力臂=阻力*阻力臂；；

2、做功：公式为W=Fs，其中s是沿着力的方向移动的距离。7．【答案】B【解析】【解答】手臂长约0.6m，用600N的力推出铅球，则这个同学的推力对铅球做的功为：

W=Fs=600N×0.6m=360J。

故选：B。

【分析】由题知，铅球在推力的作用下移动了0.6m，利用W=Fs计算他在推铅球时做的功。8．【答案】C【解析】【解答】中学生的质量大约50kg，则重力约为G=mg=50kg×10N/kg=500N

，从一楼跑到三楼上升的高度约为6m，

克服重力做的功约为W=Gh=500N×6m=3000J；克服自己重力做功的功率约为P=W故选C。

【分析】根据G=mg估测中学生的体重，根据W=Gh计算克服重力做功，根据P=W9．【答案】C【解析】【解答】已知条件：两次用力大小相同：F1=F2=F

两次移动距离相同：s1=s2=s

两次所用时间相同：t1=t2=t

物体质量不同，表面粗糙度不同

根据功的计算公式：W1=Fs，W2=Fs；可得：W1=W2

根据功率的计算公式：P1=W1t=W2t=P2

10．【答案】D【解析】【解答】A：有用功为克服重力做的功W有=Gh=6N×0.5m=3J，由η=W有W总可得，拉力做的总功W总=W有η=3J75%=4J，故A错误；

11．【答案】C,D【解析】【解答】A、根据杠杆平衡条件可知，在阻力、阻力臂一定的情况下，动力臂越大，动力越小、越安全，因此为防止吊机翻倒，配重应尽量远离C处放置，故A错误；

B、如图为建房时常用的吊机，其顶部装有一个滑轮，此滑轮固定不动，为定滑轮，定滑轮不省力，但可以改变力的方向，故B错误；

C、0.2m3砂子的质量为：m=ρ砂V=1.5×103kg/m3×0.2m3=300kg；斗车静止在水平地面上时，对地面的压力等于斗车和砂子的重力之和，即F压=G斗+G砂=（m斗+m砂）g=（20kg+300kg）×10N/kg=3200N，则对地面的压强为：p=FS=G总S=3200N2×10−3m2=1.6×106Pa，故C正确；

D、定滑轮绳子股数为1，此装置的机械效率为：12．【答案】B,D【解析】【解答】A、由图可知n=2，因为不计绳重和摩擦时F=1n(G+G动），所以动滑轮的重力：G动=nF-G=2×500N-800N=200N，由G=mg可知，动滑轮的质量：m动=G动g=200N10N/kg=20kg，故A错误；

B、滑轮对物体A做的有用功：W有=Gh=800N×2m=1600J，故B正确；

C、绳子自由端移动的距离：s=nh=2×2m=4m，拉力做的总功：W总=Fs=500N×4m=2000J，拉力做功的功率：P=W总t=2000J10s=200W，故C错误；

13．【答案】B,C【解析】【解答】A、在提起车把手的过程中，可以将其抽象为一个硬棒；车身是绕着车轮的转轴处转动的，所以我们可以认为转轴处为该杠杆的支点，此时的动力臂大于阻力臂，故是省力杠杆，故A错误；

B、工人缓缓提起车把手的过程中，我们可以认为车处于杠杆平衡状态，则可得：G总×0.5m＝F×1.2m，已知G总＝960N，则F＝400N，故B正确；C、小明对车竖直向上的力为400N，由于力的作用是相互的，车对小明有向下的压力，大小为400N，所以小明对地面的压力大小为F压=400N+50kg×10N/kg=900N，故C正确；D、小明对地面的压强为p=FS=900N014．【答案】2000；900；小于【解析】【解答】解：由图可知，甲机械的有用功为500J，占总功的25%，即甲的机械效率为25%；

由η=W有W总可知，甲机械的总功为：W总甲=W有η=500J25%=2000J；

乙机械的额外功为2100J，占总功的70%，则乙机械的总功为：W总乙=W额η=2100J70%15．【答案】24；75%【解析】【解答】由题图可知，该滑轮组n=3，绳端移动距离：s=nh=3×1m=3m，拉力做的总功：W总＝Fs＝80N×3m＝240J，代入对应时间，即可算出拉力做功功率P=W利用W有​=Gh计算提升物体所做的有用功W有用＝Gh＝180N×1m＝180J；滑轮组机械效率：η=W【分析】1、动滑轮的工作特点：可以省力，但是费距离，定滑轮的工作特点：可以改变方向但是不省力

2、n为动滑轮缠绕绳子数，绳子移动的距离为物体移动距离的n倍，

3、功的相关计算：W=Fs，距离为拉力的方向。效率的计算η=W16．【答案】（1）匀速上升（2）甲；乙（3）75【解析】【解答】解：（1）为了使拉力大小不变，更准确地测出拉力的大小，必须匀速拉动弹簧测力计；

（2）在实验1中，F=2.5N，G=6.0N，η1=80%，

因为η=W有用W总=GhFs=GhFnh=GnF=6.0Nn×2.5N=80%，

解得n=3，即用甲装置做的实验；

在实验2中，F=2.5N，G=6.0N，η1=60%，

因为η=W有用W总17．【答案】（1）是；右（2）3（3）寻找普遍规律，避免偶然性（4）1.2；变大；2500【解析】【解答】（1）①根据题意可知，挂钩码前，杠杆保持静止状态，则此时杠杆处于平衡状态；

②如图甲所示，杠杆右端上翘，说明杠杆右侧较轻，应将右端平衡螺母向右端移动；

（2）根据乙图可知，设每个钩码的重力为G，杠杆每个格的长度为L，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：2G×3L=nG×2L，

解得：n=3，

即应在B点挂3个质量均为50g的钩码；

（3）探究杠杆平衡的条件时进行多次实验，多次改变挂在支点O两边钩码的质量和悬挂位置，其目的是寻找普遍规律，避免偶然性；

（4）①3个质量为50g的钩码的总重量为：G=mg=3×0.05kg×10N/kg=1.5N，

在D点用弹簧测力计竖直向下拉，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：

1.5N×4L=F×5L，

解得：F=1.2N；

②若在D点斜向右下方拉弹簧测力计此时，动力臂变小，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，此时动力变大，则弹簧测力计的示数将变大；

③弹簧测力计的量程为0～5N时，拉力最大为5N，物体挂在左边第1格，

根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：

G'•L左=F'•L右；

G'×L=5N×5L；

解得：G'=25N

那么能准确测出的最大物体质量为：m=G'g=25N10N/kg=2.5kg=2500g。

【分析】（1）①杠杆静止或匀速转动时，杠杆都处于平衡状态；

②平衡螺母总是向较轻的一侧调节；

（2）利用杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析计算；

（3）在科学测量中多次实验的目的只有两个，有的是为了多次测量求平均值来减小误差；有的是多次测量发现变化规律；有的是为了使实验结论具有普遍性；

（4）①确定动力臂和阻力臂，根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2进行分析计算；

②当弹簧测力计斜着拉时，注意分析动力臂的长度变化，然后根据杠杆平衡条件分析拉力的变化即可；

③弹簧测力计的量程为0～5N时，拉力最大为5N，根据杠杆平衡条件F1L118．【答案】（1）解：汽车的行驶速度v=st=（2）解：汽车发动机牵引力的功率P=Wt=（3）解：汽车发动机的效率η=W有用【解析】【分析】（1）已知总路程和总时间，根据公式V=St可求行驶的速度。

（2）已知牵引力和行驶的距离还有时间，根据公式P=W19．【答案】（1）解：由图可知，动滑轮上有2股绳子，即n=2，所以绳自由端移动的距离.s=2h=2×1m=2m。（2）解：由F=1n(G+（3）解：当工人对绳子的拉力F等于工人自重G人时，拉力最大F大=650N，

此时利用该滑轮组最大能提起重物的重力最大，

由F=1n(G+【解析】【分析】（1）根据图片确定滑轮组承担重力的绳子股数n，然后利用s=nh求出绳自由端移动的距离；

（2）不计绳重和摩擦，根据F=1n(G+G动)计算动滑轮的重力；20．【答案】（1）省力；不是（2）3（3）11