八年级物理下册 第8章 简单机械 功和能 单元综合检测（解析版）

第第页第8章简单机械功和能单元综合检测一、单选题1．在国际单位制中，功率的单位是（

）A．W B．J C．N D．Pa【答案】A【详解】A．在国际单位制中，W是功率的单位，故A符合题意；B．在国际单位制中，J是功或能量的单位，故B不符合题意；C．在国际单位制中，N是力的单位，故C不符合题意；D．在国际单位制中，Pa是压强的单位，故D不符合题意。故选A。2．小张同学假期中经常在家里做些力所能及的家务。在家中，他发现如筷子、剪刀、食品钳、开瓶器、钢丝钳、镊子等工具都可以看作他在物理课中所学的“杠杆”。如图所示工具，使用时属于费力杠杆的是（

）A．羊角锤 B．扳手C．筷子 D．核桃夹【答案】C【详解】A．羊角锤在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A不符合题意；B．扳手在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B不符合题意；C．筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故C符合题意；D．核桃夹在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D不符合题意。故选C。3．一本物理课本从桌面掉到地上，其重力做功约为（）A．0.2焦 B．2焦 C．20焦 D．200焦【答案】B【详解】一本物理课本大约为260g，合0.26kg，则该物理书所受的重力而书桌的高度约为0.75m，那么重力对课本所做的功为故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。4．如图所示是滑轮的两种使用方法，以下说法中正确的是（）A．甲是动滑轮，使用时不能省力 B．乙是动滑轮，使用时可以省力C．甲是定滑轮，使用时可以省力 D．乙是定滑轮，使用时不能省力【答案】D【详解】AC．由图可知，甲是动滑轮，能省力，但不能改变力的方向，故AC错误；BD．由图可知，乙是定滑轮，改变力的方向，但不能省力，故B错误，D正确；故选D。5．关于功率，下列说法正确的是（）A．力对物体做功越多，功率就越大B．做功时间越短，功率越大C．完成相同的功所用时间越长，功率越大D．功率越大，在单位时间内做的功越多【答案】D【详解】A．功率指的是物体做功的快慢，与做功的多少没有直接关系，故A错误；B．由功率的公式可知，当做功多少相等时，做功时间越短，功率越大。本题中未保证做功多少相等，故B错误；C．由功率的公式可知完成相同的功时，时间越长，功率越小，故C错误；D．功率表示物体做功的快慢，故功率越大，单位时间内做的功越多，故D正确，符合题意。故选D。6．一位跳伞运动员在空中匀速下降的过程中，关于他的动能和重力势能，下列说法正确的是（）A．动能变大，重力势能变小 B．动能变小，重力势能变大C．动能不变，重力势能变小 D．动能变小，重力势能不变【答案】C【详解】跳伞运动员在空中匀速下降的过程中，质量不变，速度不变，故动能不变；由于高度下降，所以重力势能变小，故ABD错误，C正确。故选C。7．如图所示为等刻度的轻质杠杆，在A处挂一个重为4牛的物体，若要使杠杆在水平位置平衡，则在B处施加的力（）A．可能是1N B．一定是2N C．一定是4N D．可能是4N【答案】D【详解】设杠杆一格长为L，当力作用在B点使杠杆平衡时，在B处施加竖直向下的力，由杠杆平衡条件得到G×2L=F×4L此时B处施加的力的大小为阻力和阻力臂不变，当作用在B点的力没有竖直向下时，力臂变短，力变大，由杠杆平衡条件得，作用在B点的力大于2N，则力作用在B点使杠杆平衡，FB≥2N，故D符合题意，ABC不符合题意。故选D。8．物体自由下落过程中，运动的速度会越来越大。如图所示，某物体由A点自由下落，经过B、C两点，若AB=BC，AB段、BC段重力做的功分别为W1、W2，功率分别为P1、P2，则（）A．W1=W2P1=P2 B．W1=W2P1<P2C．W1>W2P1>P2 D．W1<W2P1=P2【答案】B【详解】因为AB=BC，根据W=Gh可知，物体在AB段和BC段做的功相等，即W1=W2；由于小球在自由下落时做加速运动，由可知，小球在BC段运动的时间短，根据公式可知，物体在AB段重力做功功率小于BC段重力做功功率，即P1<P2。故选B。9．如图所示是撑竿跳高时的情景，运动员从助跑到越过横杆的过程中，用到了很多物理知识。从起跳到越过横杆过程中以下有关能量转换正确说法的是（）A．起跳时动能全部转换成重力势能B．撑杆跳高比普通跳高跳的高的原因主要是撑杆跳高在空中还消耗了人自身的能量最终转化成了人体的机械能C．人体在最高点时动能为0D．若忽略空气的阻力，人在撑杆跳高的过程中人体的机械能是守恒的【答案】B【详解】A．起跳时动能不仅转化为重力势能，还会使撑杆弯曲变形，一部分还会转化为撑杆的弹性势能，同时空气有阻力，通过摩擦生热消耗一部分动能，故A不符合题意；B．撑杆跳高能跳得更高，主要是因为运动员通过撑杆的弯曲将自身能量储存为弹性势能，随后撑杆反弹时将这部分能量转化为人体上升的机械能，故B符合题意；C．在最高点时，虽然竖直方向速度为零，但为完成过杆动作，人体仍需保持水平方向的速度，水平速度不为0，因此动能不为零，故C不符合题意；D．撑杆跳高过程中，人体的机械能会与撑杆的弹性势能相互转化（起跳时人体机械能转化为撑杆弹性势能，撑杆反弹时弹性势能又转化为人体机械能），因此单纯考虑人体的机械能是不守恒的，故D不符合题意。故选B。10．小明用如图所示的动滑轮提水，已知空桶重40N，水重100N，小明拉绳子的拉力80N，使水桶在4s内匀速上升4m。（不计绳重和摩擦）则下列说法正确的是（

）A．小明做的有用功功率是70W B．小明做的功是320JC．动滑轮的机械效率为87.5% D．动滑轮的机械效率为62.5%【答案】D【详解】A．根据可得，小明做的有用功功率是故A错误；B．由题图可知，n=2，水桶在4s内匀速上升4m，则自由端的绳移动的距离为根据可知，小明做的功是故B错误；CD．根据可得，动滑轮的机械效率为故C错误，D正确。故选D。二、填空题11．在物理学中，功率是表示物体的物理量。“福建舰”它的动力主要来源于4台TV-12型卷汽轮机，每台机器10秒做功3.7×108焦，即每台机器的功率瓦，其表示的物理意义是。【答案】做功快慢3.7×107每台机器每秒做功【详解】[1]物理学中，把做的功与做功所用时间之比做叫功率，也就是单位时间内做的功叫做功率，功率是表示物体做功快慢的物理量，做功越快，功率越大。[2][3]每台机器的功率其表示的物理意义是每台机器每秒做功。12．在水平地面上，用水平方向大小为40牛的拉力，在2秒内使重为100牛的物体沿水平方向移动了2米，则重力对物体做功为焦，拉力对物体做功为焦，拉力的功率为瓦。【答案】08040【详解】[1]物体在水平方向上运动，在重力方向上没有移动距离，重力做功为0。[2]物体做匀速直线运动，处于平衡状态，物体受到的摩擦力f=F=40N拉力做功[3]拉力做功功率13．如图是军军玩弹弓的情景。经验表明，在一定范围内，橡皮筋拉得越长，同样的“子弹”射得越远，橡皮筋对“子弹”做的功越，橡皮筋具有的弹性势能越，说明橡皮筋的弹性势能与有关。【答案】多大弹性形变的程度【详解】[1][2][3]在一定范围内，橡皮筋拉得越长，橡皮筋的弹性形变量越大，具有的弹性势能越大，将同样的“子弹”射得越远，橡皮筋对“子弹”做的功越多。14．如图所示，轻质杠杆OB可绕O点转动，OA的长3米，OB的长4米，B点处挂一个重力为30牛的物体G，A点处加一个竖直向上的力F，杠杆在水平位置平衡，则物体G的力臂大小为米，力F大小为牛。这是杠杆（选填“省力”或“费力”）。【答案】440费力【详解】[1]由图可知物体G的力臂为OB的长，即物体G的力臂大小为4m。[2]根据杠杆平衡条件得代入数据解得。[3]由图可知动力臂小于阻力臂，所以该杠杆为费力杠杆。15．如图所示，用甲、乙两个轻质滑轮分别匀速提起重力为10牛的物体，能省力的是滑轮（选填“甲”或“乙”）；甲滑轮的动力臂与阻力臂之比为。若不计摩擦，F1的大小为牛。若物体都上升了0.5米，则两个力所做的功之比为。【答案】乙1∶1101∶1【详解】[1]甲滑轮的轴固定不动，为定滑轮，不能省力，乙滑轮随物体一起运动，为动滑轮，其实质是动力臂等于二倍阻力臂的杠杆，可以省力。[2]甲滑轮是定滑轮，其实质是等臂杠杆，甲滑轮的动力臂与阻力臂之比为1∶1。[3]若不计摩擦，甲滑轮是定滑轮，不能省力，则[4]若物体都上升了0.5米，使用定滑轮，拉力移动的距离拉力做的功若不计摩擦，乙滑轮是动滑轮，轻质滑轮，不计滑轮的重力，拉力使用动滑轮，拉力移动的距离则两个力所做的功之比为16．如图所示，水平面上重为20N的物体A在水平力F的作用下，向左做匀速直线运动。力F的大小为3N，若不计摩擦，则弹簧测力计的示数为N。物体A在5s内移动了10m，则重力对物体A所做的功为J，拉力F的功率为W。【答案】606【详解】[1]滑轮上有两根绳子，弹簧测力计的示数为[2]由于重力方向为竖直向下，物体移动方向为水平，重力方向并未移动方向，故重力对物体A所做的功为0J。[3]物体A在5s内移动了10m，则拉力对物体A所做的功为拉力F的功率为17．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点等高的点A时刚好速度为零。由O到A点过程中，能转化为重力势能，点的动能最大，从C点到B点的过程中，机械能的总量（选填“变大”、“变小”或“不变”）。【答案】动O变小【详解】[1]钢球由O点到A点的过程中，高度增大，重力势能增大，而动能减小，到A点刚好为0，所以是动能转化为重力势能的过程。[2]钢球由C点静止释放，向下运动的过程中，高度减小，重力势能减小，转化为动能，O点时的重力势能最小，则动能最大。[3]轨道是粗糙的，则钢球由C点到B点的过程中，需要克服摩擦做功，将部分机械能转化为内能，所以机械能的总量变小。18．图（a）所示的握力器，用力下压B端如图6（b）所示，弹簧S会被拉伸。若调节弹簧S在AO上的位置，如图6（c）所示，所需握力的大小会发生改变。弹簧受到拉力F不同，弹簧的形变量不同（形变量指弹簧现有长度与原长的差值），二者的关系如下表：弹簧S所受拉力F（牛）204060弹簧形变量（厘米）0.10.20.3（1）分析表中弹簧S形变量与弹簧所受拉力之间的关系可知：对同一弹簧，；（2）图（b）所示的手柄AOB可简化为绕O点转动的杠杆模型，如图（d）所示，则杠杆AOB所受阻力的力臂为图（d）中的（选填“”“”或“”）；（3）结合所学知识及上述信息，判断图（选填“b”或“c”）中施加的握力更大，理由是。【答案】弹簧形变量与弹簧所受拉力成正比b见解析【详解】（1）[1]分析表中数据可知，弹簧形变量增大，弹簧S所受拉力F也增大，并且它们增大的比例相等，说明对同一弹簧，弹簧形变量与弹簧所受拉力成正比。（2）[2]如图d所示，阻力的力臂是过O点作阻力作用线的垂线段，则杠杆AOB所受阻力的力臂为图（d）中的。（3）[3][4]如图b、c所示，两种挂丝方式，所受到的阻力大小和动力臂大小都不变，图b中的阻力臂比图c中的阻力臂大，根据杠杆平衡条件可知，阻力与阻力臂的乘积等于动力与动力臂的乘积，所以可得图b中的动力比图c中的动力大，即图b中施加的握力更大。三、作图题19．如图所示，杠杆OA在力F1、F2的作用下处于静止状态，L1为力F1的力臂。在图中画出力F1和F2的力臂L2。【答案】【详解】过力臂L1的下端，作垂直于L1的直线，与杠杆OA的交点为力F1的作用点，方向斜向左下方，即为F1；过支点O作F2的垂线，垂线段即为F2的力臂L2，如图所示：20．定滑轮可以看成是变形的杠杆，在如图所示滑轮上画出它所对应的杠杆示意图，并标出支点O，画出动力F1和阻力F2的力臂。【答案】【详解】定滑轮的支点在其转轴上，过支点分别向动力F1作用线和阻力F2作用线画垂线段，即为动力F1和阻力F2的力臂，如下图21．如图所示，用一根硬棒搬动一个石块，棒的上端A是动力的作用点，若要用最小的力搬动石块，请标出杠杆的支点O，并画出最小动力F的示意图。【答案】见解析【详解】由图示可知，当杠杆与地面的接触点为支点时，作用在A点的动力力臂最大，此时动力最小，力垂直于杠杆向上，支点O与最小作用力F如图所示。四、计算题22．杠杆平衡时，动力F1的大小为100牛，阻力臂l2为0.2米，动力臂l1为0.6米，求阻力F2的大小。【答案】300N【详解】根据杠杆平衡条件，代入已知数据可得，解得因此，阻力的大小为300N。23．体育课上，一名中学生做俯卧撑，如图所示，若他的质量为60kg，A点为该同学的重心。求：(1)该同学所受的重力G；(2)如图状态时地面对手的作用力F。【答案】(1)600N(2)400N【详解】（1）已知该同学的质量为60kg，则所受的重力G=mg=60kg×10N/kg=600N（2）如图可认为是一个以脚尖为支点的杠杆，根据杠杆平衡的条件可得G×L1=F×L2则600N×0.9m=F×(0.9m+0.45m)解得F=400N24．如图所示，用力F沿水平方向拉动物体，物体做匀速直线运动。已知物体受到的重力为40N，与水平面间的滑动摩擦力为20N，绳子的拉力F为12N。求：(1)若绳子自由端在拉力F的作用下10s内通过距离为6m。计算10s内拉力F做的功W和功率P；(2)求该过程的机械效率η。【答案】(1)72J；7.2W(2)83.3%【详解】（1）拉力F做的功功率（2）由图可知，该滑轮为动滑轮，物体移动的距离克服水平面摩擦做的有用功为该过程的机械效率25．如图所示，轻质杠杆AD放在钢制水平凹槽BC中，杠杆AD能以B点或C点为支点在水平面内转动。AB=2BC=2CD=0.4m，

D端挂有一重物，现在A点施加一个竖直向下力F，使得杠杆保持水平平衡。求：①重物为10牛，能保持杠杆水平平衡的最大力F。②若重物为6牛，能保持杠杆水平平衡的最小值F。③若施加在杠杆上的力F在某一范围内变化，能使得杠杆保持水平平衡，且这个范围内的力最大变化量，求重物的重力G。【答案】①10N；②2N；③18N【详解】①当AD杆水平平衡时，则以B为支点时，动力臂为AB，阻力臂为则根据杠杆平衡条件可知所以若以C为支点时，动力臂为阻力臂CD=0.2m；则根据杠杆平衡条件得所以所以，以B为支点时杠杆A端的拉力的最大为10N。②由①可知，以C为支点时，拉力F最小，根据杠杆平衡条件得所以能保持杠杆水平平衡的最小值是2N。③由①可得，以B为支点时，拉力F等于G，以C为支点时，拉力F最小，等于，拉力最大变化量，即解之得G=18N。答：①重物为10牛，能保持杠杆水平平衡的最大力F是10N。②若重物为6牛，能保持杠杆水平平衡的最小值F是2N。③重物的重力G是18N。五、实验题26．某兴趣小组的同学做“研究杠杆平衡的条件”实验，未挂钩码前，发现如右图的现象，要使杠杆在水平位置平衡，应将左边的平衡螺母向调节，右边的平衡螺母向调节。这样做的好处是便于。该小组同学在实验中记录一组数据（见下表），他分析数据后得出结论：。请判断该同学分析数据得出结论的过程是的（选填“合理”或“不合理”），理由是：实验次数动力F1（牛）动力臂L1（厘米）阻力F2（牛）阻力臂L2（厘米）125110【答案】右右测量力臂的值动力与动力臂的乘积等于阻力与阻力臂的乘积不合理实验次数过少，无法得到普遍结论【详解】[1][2][3]图中杠杆左端向下倾斜，说明左端质量偏大，此时，她需要将杠杆左右两端的平衡螺母都向右调节，使杠杆在水平位置平衡；使杠杆在水平位置平衡的好处是可以忽略杠杆自身重力对实验的影响，便于测量力臂的大小。[4]根据表格数据可得，即动力与动力臂的乘积等于阻力与阻力臂的乘积。[5][6]由于只进行了一次实验就得出实验结论，会使结论存在偶然性，不具有普遍性，因此推出结论的过程不合理。27．在学习了功率的知识后，小华和小明准备做“估测登楼时的功率”的实验。①他们分别测量身体质量m、登楼高度h和登楼时间t。②利用所测物理量计算功率的表达式是P=。（物理量用相关字母表示）③下表为小华和小明测量后记录的数据表格（均为匀速登楼）：姓名质量m（千克）登楼高度h（米）登楼时间t（秒）小华501530小明601224分析表中数据可知：登楼做功较多的是同学，登楼功率较大的是同学。（均选填“小华”或“小明”）【答案】小华小明【详解】[1]爬楼时要克服重力做功，上楼的功率上楼的功率为。[2]小华所做的功为W1=G1h2=m1gh1=50kg×10N/kg×15m=750J小明所做的功为W2=G2h2=m2gh2=60kg×10N/kg×12m=720J故登楼做功较多的是小华同学。[3]小华做功的功率小明做功的功率登楼功率较大的是小明。28．小李和小红同学研究“使用动滑轮缓慢提起重物时所需竖直向上的拉力F与哪些因素有关”,他们用图所示装置，将不同物体缓慢提起,分别测出物体所受重力G物和所需拉力F的大