2023学年八年级物理全册第十章机械与人单元综合测试含解析新版沪科版.docx

第十章《机械与人》单元测试卷 （考试时间：60分钟试卷满分：100分） 一．填空题（每空2分，共28分） 1．小明做单臂俯卧撑运动，如图所示。他的重心在M点，所受重力为600N，他将身体撑起处于平衡状态时，手掌处的支撑力（即动力）为　　N，此过程中，小明的身体是一个　　（省力/费力/等臂）杠杆。 【解析】如图所示，O为杠杆的支点，手掌处的支撑力F为杠杆的动力，则动力臂为L1＝1m+0.5m＝1.5m， 小明自身的重力G是阻力，阻力臂L2＝1m，则动力臂大于阻力臂，所以小明身体是一个省力杠杆； 根据杠杆的平衡条件可得，F×L1＝G×L2， 即F×1.5m＝600N×1m， 所以手掌处的支撑力F＝400N； 故答案为：400；省力。 2．嫦蛾四号探测器降落时，先悬停，选定安全地点后再着陆。如图，悬停时，反推发动机提供的推力对探测器　　；水平移动过程中，该推力对探测器　　（均选填“做功“或“不做功“）。 【解析】由文中信息可知，悬停时，在反推发动机提供的推力的方向没移动了距离，所以对探测器不做功；沿水平方向移动“避障”的过程中，探测器移动的方向与上述推力的方向垂直，所以对探测器不做功。 故答案为：不做功；不做功。 3．质量为3kg的清洁机器人在水平地面上匀速运动时，所受水平推力与速度的关系如图乙所示，g取10N/kg．在150N的水平推力作用下，该机器人在水平地面上匀速运动10s的过程中，所受阻力大小为　　N，推力所做功为　　J；当该机器人在水平地面上以0.6m/s的速度匀速运动时水平推力的功率是　　W。 【解析】（1）因为机器人在水平地面上匀速运动， 所以，机器人所受的阻力：f＝F＝150N； 由图象可知，在150N的水平推力作用下机器人的速度v＝0.5m/s， 根据v＝可得，匀速直线运动通过的路程： s＝vt＝0.5m/s×10s＝5m， 推力做的功： W＝Fs＝150N×5m＝750J； （2）由图象可知，该机器人在水平地面上以0.6m/s速度匀速直线运动时的推力F′＝300N， 则水平推力的功率： P′＝F′v′＝300N×0.6m/s＝180W。 故答案为：150；750；180。 4．如图，用两种装置将物体匀速提升相同高度，物体重均为20N，滑轮重均为2N，不计绳重及摩擦，所用的拉力分别是F1和F2，机械效率分别是η1和η2，则F2＝　　N，η1　　η2（选填“＞”、“＜”或“＝”）。若图乙中再加挂一物体，它的机械效率将 　　（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 【解析】（1）不计绳重及摩擦，甲定滑轮绳子的拉力F1＝G＝20N， 乙动滑轮绳子的拉力F2＝（G+G动）＝×（20N+2N）＝11N； （2）不计绳重与摩擦，所以使用定滑轮时没有额外功，其机械效率η1＝100%；而使用动滑轮时，要对动滑轮本身做额外功，由η＝＝可知η1＜1，所以η1＞η2； （3）不计绳重及摩擦，图乙中再加挂一物体，提升物重变大，动滑轮的机械效率变大。 故答案为：11；＞；变大。 5．如图所示，汽车通过滑轮组将矿井内重为9500N的物体M匀速提升了6m，动滑轮重500N．在此过程中，汽车移动距离为　　m，滑轮组机械效率为　　。（不计绳重和摩擦） 【解析】（1）由图知，n＝2，汽车移动距离（即绳子自由端移动的距离）：s＝2h＝2×6m＝12m； （2）不计绳重和摩擦，拉力F＝（G+G动）＝（9500N+500N）＝5000N， 拉力做的总功： W总＝Fs＝5000N×12m＝6×104J， 所做的有用功： W有用＝Gh＝9500N×6m＝5.7×104J； 滑轮组的机械效率： η＝＝×100%＝95%。 故答案为：12；95%。 6．如图所示，斜面长5m，高1m，工人用沿斜面方向400N的力把重1600N集装箱匀速推到车上，斜面的机械效率是　　，集装箱受到的摩擦力为　　N。 【解析】（1）推力对集装箱做的功： W总＝Fs＝400N×5m＝2000J； （2）推力做的有用功： W有用＝Gh＝1600N×1m＝1600J； 斜面的机械效率： η＝×100%＝×100%＝80%； （3）克服摩擦做的额外功： W额＝W总﹣W有用＝2000J﹣1600J＝400J， ∵W额＝fs ∴集装箱受到的摩擦力： f＝＝＝80N。 故答案为：80%；80。 二．选择题（每题3分，共27分） 7．下图中使用的工具，属于费力杠杆的是（　　） A．镊子 B．独轮车 C．羊角锤 D．钢丝钳 【解析】A、镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，符合题意； B、独轮车在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，不符合题意； C、羊角锤在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，不符合题意； D、钢丝钳在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，不符合题意。 故选：A。 8．如图所示的四个杠杆，悬挂的重物G和杆长都相同。若各杠杆均处于平衡状态，则所用的最大的力是（　　） A． B． C． D． 【解析】A、由图可知：AB＜BC；由杠杆平衡条件可得：G×AB＝F1×BC，解得：F1＝＜G； B、由图可知：AB＞BC；由杠杆平衡条件可得：G×AB＝F2×BC，解得：F2＝＞G； C、由图可知：AC＞BC；由杠杆平衡条件可得：G×AB＝F3×AC，解得：F3＝＜G； D、由图可知：AB＜AC；由杠杆平衡条件可得：G×AC＝F4×AB，解得：F4＝＞G； 由于杆长都相同，则比较B和D选项中的图可知： B图中BC的长度与D图中AB的长度相等；B图中AB线段长度小于D图的AC线段长度，所以，F4＞F2。 故选：D。 9．如图所示的四种情境中，人对物体做功的是（　　） A．冰壶脱手后继续在冰面上滑行 B．踢出去的足球在球场上滚动了一段距离 C．举重运动员举着杠铃不动 D．运动员用力将篮球向上托起 【解析】A、冰壶脱手后继续在冰面上滑行，是靠惯性，冰壶不受人的作用力，人对冰壶不做功，故A错； B、踢出去的足球在球场上滚动了一段距离，是靠惯性，足球不受人的作用力，人对足球不做功，故B错； C、运动员举着杠铃不动，杠铃向上没有移动距离，人对杠铃没有做功，故C错； D、运动员用力将篮球向上托起，篮球在托力作用下向上移动了一段距离，人对篮球做功，故D正确。 故选：D。 10．如图甲所示，木块放在水平面上，用弹簧测力计沿水平方向拉木块使其做匀速直线运动，两次拉动木块得到的s﹣t关系图象如图乙所示。两次对应的弹簧测力计示数分别为F1、F2，两次拉力的功率分别为P1、P2，下列判断正确的是（　　） A．F1＞F2 P1＞P2 B．F1＝F2 P1＞P2 C．F1＞F2 P1＝P2 D．F1＜F2 P1＜P2 【解析】同一木块两次在同一地面上运动，压力不变，接触面的粗糙程度不变，滑动摩擦力不变； 由图中可知，木块两次都做匀速直线运动，拉力等于滑动摩擦力，滑动摩擦力相等，拉力F相等，即F1＝F2； 从图象中可以判断出，第①次的运动速度v较大，根据公式P＝Fv，当拉力相等时，速度越大，拉力的功率越大，即P1＞P2。 故选：B。 11．物体在力F的作用下沿力的方向移动了距离s，试比较在如图所示的三种情况中，力对物体做功的多少（　　） A．W1＜W2＜W3 B．W1＞W2＞W3 C．W1＜W3＜W2 D．W1＝W2＝W3 【解析】由图知，对三个物体的拉力相等都为F，三个物体在力F的方向上移动的距离相等都为s， 根据功的计算公式W＝Fs可知，力F对三个物体所做的功一样多，即：W1＝W2＝W3。 故选：D。 12．如图所示的滑轮组，每个滑轮重50N，用这个滑轮组把质量为40kg的重物在2s内匀速提升2m，不计绳重和摩擦，下列说法中不正确的是（g＝10N/kg）（　　） A．作用在绳自由端的拉力F为150N B．重物的速度是1m/s C．绳子自由端移动的距离为6m D．绳子自由端的速度是2m/s 【解析】A．重物的重G＝mg＝40kg×10N/kg＝400N， 由图可知，n＝3，不计绳重和摩擦，作用在绳自由端的拉力： F＝（G+G动）＝（400N+50N）＝150N，故A正确； B．重物的速度：v＝＝＝1m/s，故B正确； C．绳子自由端移动的距离：s＝nh＝3×2m＝6m，故C正确； D．绳子自由端的速度：v′＝＝＝3m/s，故D错误。 故选：D。 13．如图所示，在一水平地面上，木箱重400N，受到的摩擦力为200N，用力F拉动术箱使它在5s内匀速直线运动了3m（不计滑轮重力及绳与滑轮间的摩擦），下列说法正确的是（　　） A．拉力F的大小为200N B．绳子自由端移动的速度为0.6m/s C．绳自由端移动了6m D．拉力F的功率为60W 【解析】A、由图知，n＝2，不计滑轮重及绳与滑轮间的摩擦，拉力F＝f＝×200N＝100N，故A错； BC、绳自由端移动的距离：s＝2s物＝2×3m＝6m， 绳子自由端移动的速度v＝＝＝1.2m/s，故B错、C正确； D、拉力F做功功率P＝＝＝Fv＝100N×1.2m/s＝120W，故D错。 故选：C。 14．2023年年5月17日时48分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号丙运载火，成功发射第45颗北斗导航卫星，如图1所示是北斗卫星在随火箭加速上升的情景。人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行时，离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点，如图2所示。下列说法正确的是（　　） A．如图1北斗卫星上升过程中，重力势能变大，动能变小 B．如图2人造地球卫星运行中，重力势能变大，动能变大 C．如图2人造地球卫星运行中，从近地点向远地点运动时，速度减小 D．如图1、2中卫星的机械能都不变 【解析】A、北斗卫星在随火箭加速上升的过程中，北斗卫星质量不变，速度变大、高度增加，故动能和重力势能都变大。故A错误； B、由图可知，卫星从远地点向近地点运行，重力势能转化为动能，所以重力势能减小，动能增大。故B错误； C、卫星从近地点向远地点运动时，相动能转化为重力势能，所以重力势能变大，动能变小，速度减小。故C正确； D、由A知，如图1北斗卫星在随火箭加速上升的过程中，动能和重力势能都变大，所以机械能变大；如图2，由于人造地球卫星在大气层外运行，不受空气阻力，机械能是守恒的。故D错误。 故选：C。 15．如图所示，我国自主研发的彩虹﹣4无人机正在进行航空物探试验飞行，下列说法正确的是（　　） A．无人机在空中飞行时，始终受到平衡力的作用 B．无人机匀速下降时，重力势能转化为动能 C．地面操作人员通过超声波向无人机传递信息 D．试验飞行中的无人机相对于地面是运动的 【解析】A、无人机在空中飞行时，不一定做匀速直线运动，其受到的力不一定是平衡力，故A错误。 B、无人机匀速下降时，质量不变，速度不变，则动能不变；高度减小，重力势能减小，所以在该过程中，重力势能没有转化为动能，故B错误。 C、地面操作人员通过电磁波向无人机传递信息，故C错误； D、试验飞行中的无人机与地面有位置的变化，所以无人机相对于地面是运动的，故D正确； 故选：D。 三．作图题（每题2分，共4分） 16．如图所示，O为杠杆支点，请在图中B点画出使杠杆在图示位置平衡的最小动力F，及其力臂l。 【解析】根据杠杆平衡的条件可知，动力臂越长越省力；动力作用在B点，则以OB为力臂是最长的动力臂L，所以过B点作OB的垂线，方向向下，即为其最小动力F的示意图，如图所示： 17．用如图所示的滑轮组向下拉绳子提升重物，请画出该滑轮组的绕线方法。 【解析】由于向下拉绳子提升重物，所以从人的手开始，先绕过定滑轮，然后再依次绕过动滑轮和定