初中物理沪教版八年级下册《4.2 机械功》同步练习
一 、单选题（本大题共12小题，共36分）
1.（3分）使用任何机械都不能实现的是
A. 省力 B. 省功 C. 省距离 D. 改变施力的方向
2.（3分）关于功率，下列说法正确的是
A. 完成有用功越多，功率越大 B. 做功时间越少，功率越大
C. 单位时间内完成的功越多，功率越大 D. 机械效率越高，功率越大
3.（3分）一位质量为的同学在跳绳测试中，每次腾空的高度平均为，则他在跳绳过程中，每次克服重力做功大约是
A. B. C. D.
4.（3分）一同学用牛的力将重为牛的足球踢出，球飞出米才停止，则他对足球所做的功为
A. 焦 B. 焦
C. 焦 D. 条件不足，无法判断
5.（3分）某科技小组制作的潜水艇模型，如图所示。他们用试管作为潜水艇模型，细玻璃管作为进、排水管。下列说法正确的是
A. 该模型是通过改变其自身重力实现沉浮的
B. 该模型匀速上浮时受到的浮力大于自身重力
C. 该模型匀速下沉时受到的浮力小于自身重力
D. 向内推活塞将水排出试管中可实现该模型下沉
6.（3分）一个大物块甲，先后两次分别在小物块乙和小物块丙的作用下，其上表面恰好与水面相平，甲、乙之间用绳连接，如图所示．则下列说法错误的是
A. 两种情况下，甲物块所受浮力相等 B. 绳的拉力与丙物块的重力大小相等
C. 乙物块的密度比水小 D. 乙物块的质量比丙物块大
7.（3分）关于浮力下列说法正确的是
A. 物体的密度越小，受到的浮力越大
B. 物体排开液体的质量越大，物体受到的浮力就越大
C. 物体排开液体的体积越大，物体受到的浮力就越大
D. 液体的密度越大，浸在其中的物体受到的浮力就越大
8.（3分）踢毽子是一种传统的健身活动，当踢出的毽子上升时，毽子的
A. 动能增大，重力势能增大 B. 动能减小，重力势能减小
C. 动能减小，重力势能增大 D. 动能增大，重力势能减小
9.（3分）如图所示情况中，力没有做功的是
A. 手托鸡蛋上升 B. 人拉车前进
C. 搬而未起 D. 人将油桶推到仓库中
10.（3分）科技带来的优势非常明显，在农业领域，用无人机代替人工喷洒农药，可以大大的提高喷洒的效率。如图是技术人员正在操控无人机可以在同一高度匀速飞行的同时喷洒农药。下列关于无人机的说法正确的是
A. 无人机的功率越大，它的机械效率越高
B. 喷洒农药的过程中无人机的重力势能保持不变
C. 若无人机快速上升时，螺旋桨产生向上的升力大于它的重力
D. 喷洒结束后无人机匀速降落，这时它的重力势能转化为动能
11.（3分）如图所示，运动员射箭时用力将弓拉开，在放开箭的瞬间，拉开的弓具有①，射出的箭具有②，箭在空中向上飞行的过程中，箭的③增大．以下说法正确的是
A. ①弹性势能 ②动能和重力势能 ③重力势能
B. ①重力势能 ②动能 ③弹性势能
C. ①弹性势能 ②动能 ③动能
D. ①动能 ②弹性势能 ③重力势能
12.（3分）如图，手用的力直接将物体匀速提升，做功为，功率为；若在相同时间内借助斜面把用力匀速提升相同高度，做功为，功率为，斜面的机械效率是，则
A. B.
C. D.
二 、填空题（本大题共5小题，共12分）
13.（1分）功等于____与物体沿力的方向移动距离的乘积．
14.（1分）如图所示，小明用沿斜面向上的力，把一个重的木箱沿斜面推到高处，斜面长，此过程中木箱受到的摩擦力为 ______。
15.（2分）如图所示，、两物块以不同方式组合，分别静止在甲、乙两种液体中，由此可判断______；若物块在两种液体中受到的浮力分别为、，则______均选填““、“”或“”
16.（3分）一金属块在空气中称重27N，把它全部浸没在水中称弹簧秤读数为17N，则该金属块受到水对它的浮力是____N，浮力的方向是____，物体的体积为____m3．
17.（5分）如图所示，弹簧测力计下吊着重为的长方体金属块，当金属块浸没在水中时，弹簧测力计的示数为，则金属块受到的浮力为________；若金属块上表面受到水的压力为，则金属块下表面受到水的压力为________。
三 、实验题（本大题共1小题，共10分）
18.（10分）在“探究影响动能大小的因素”实验中，如图、、所示，让质量为、的两个小球分别从斜面上由静止滚下，小球撞击放在水平木板上的木块，使木块滑动，虚线位置为木块滑动一段距离后停止的位置。
小球动能是由______________转化来的；
实验中通过______________反映小球动能的大小；
比较_______两图进行的实验，可以探究小球的动能与速度的关系；
比较、两图进行的实验，可以得到小球的动能随质量增大而_______。
四 、计算题（本大题共2小题，共20分）
19.（10分）如图所示，一个实心正方体，体积为，重，用细绳吊着浸入盛水的容器中，有的体积露出水面，此时容器中水面高度为，求：
物体受到的浮力；
水对容器底部的压强；
绳子的拉力；
剪断绳子后，物体最终是沉在水底、悬浮在水中、还是漂浮在水面？
20.（10分）如图甲所示，用滑轮组把重，密度为的矿石，从水底匀速竖直打捞起来，取，水的密度为。求：
矿石浸没在水中受到的浮力；
若矿石露出水面前，矿石上升过程中的图像如图乙所示，若此时滑轮组的机械效率为，求拉力的功率；
如果不计绳重及绳子与滑轮间的摩擦，矿石露出水面后与露出水面前相比，滑轮组机械效率会如何改变？为什么？
答案和解析
1.【答案】B;
【解析】试题分析：使用机械的主要目的是省力、省距离或改变力的方向，但任何机械都不能省功．
A、省力杠杆可以省力．可以实现．
B、任何机械都不能省功．不能实现．
C、费力杠杆可以省距离．可以实现．
D、定滑轮可以改变施力的方向．可以实现．
故选B．
2.【答案】C;
【解析】解：、由公式可得，，所以做功的多少不仅与功率有关还与时间有关，故A错误；
B、由公式可得，，所以做功时用的时间不仅与功率有关还与功有关，故B错误；
C、物体单位时间内所做的功叫功率，所以单位时间内完成的功越多，则功率越大，故C正确；
D、功率大小与机械效率无关，故D错误；
故选C．
物体单位时间内所做的功叫功率；
功率的计算公式是，由公式可知，功率的大小与做功多少和做功所需时间的长短有关，与其它因素无关．
功率表示物体做功快慢的物理量；机械效率是与的比值，是个百分数，二者间没有必然联系．
正确理解功率的影响因素是解决此类功率问题的关键．
3.【答案】D;
【解析】解：
该同学的重力：
，
每次腾空的最大高度：
，
则跳一次克服重力做功为：
。
故选：。
根据求出该同学的重力，又知每次腾空的高度，则可利用公式计算每跳一次克服重力做的功。
此题主要考查了功的计算，属于对基础知识的考查，难度不大。
4.【答案】D;
【解析】解：人在踢球过程中，虽然脚对球施加了力，但是足球在这个力的作用下移动的距离未知，所以踢球过程中做的功无法计算；
足球离开脚后，在向前飞出米的过程中，脚没有对球施加力，所以该过程脚对球没有做功；
因此，整个过程中条件不足，无法判断做功的多少．
故选D．
分析：做功的两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是在力的方向上移动的距离，二者缺一不可；据此分析判断．
该题考查了做功的两个必要因素，抓住“踢球过程中，足球在踢力作用下移动的距离未知”是本题的关键．
5.【答案】A;
【解析】解：、根据图中潜水艇模型处于的状态，向内推注射器活塞，水会被压出试管，试管和试管内水的总重力变小，而试管排开水的体积不变，所以受到的浮力大小不变，根据浮沉条件知，当浮力大于重力时，该模型上浮；
向外拉注射器活塞，水进入试管，试管和试管内水的总重力变大，而试管排开水的体积不变，所以受到的浮力大小不变，根据浮沉条件知，当浮力小于重力时，该模型下沉；
所以该模型是通过改变其自身重力来实现沉浮的，故正确、错误；
、潜水艇模型在水下匀速上浮或匀速下沉时，潜水艇模型受力平衡，潜水艇模型受到的浮力和自身重力是一对平衡力，大小相等，故错误。
故选：。
潜水艇是通过改变自身的重力来实现下潜和上浮的；根据图中潜水艇模型处于的状态，向内推注射器活塞，水会被压出试管，试管的重力变小而浮力的大小不变，根据浮沉条件知，可实现该模型上浮；向外拉注射器活塞，水进入试管，试管的重力增大而浮力不变，可实现该模型下沉；
物体做匀速直线运动时，受力平衡，根据潜水艇的运动状态和力的平衡条件进行分析。
此题主要考查了潜水艇的原理，物体的浮沉条件以及二力平衡条件的应用，题目难度不大。
6.【答案】C;
【解析】解：
A、，两种情况下甲物体排开水的体积相同，甲物体受到的浮力相同，故A正确不符合题意；
B、左边甲物体受到水的浮力：，右边甲物体受到水的浮力：，
甲物体受到的浮力相同，，故B正确不符合题意；
C、乙物体的密度大于水的密度，乙物体才能下沉，才能给甲物体向下的拉力，故C错误符合题意；
D、把甲乙、甲丙分别当做一个物体进行受力分析：
甲乙漂浮，甲乙物体受到的浮力：，
甲丙漂浮，甲丙物体受到的浮力：，
，，
，
，
，
，故D正确不符合题意．
故选C．
A、两种情况下甲物体排开水的体积相同，由阿基米德原理得出受到的浮力相同；
B、左边甲物体受到水的浮力等于甲物体重加上绳的拉力，右边甲物体受到水的浮力等于甲物体重加上丙物体重；由此可知绳的拉力与丙物块的重力大小相等；
C、乙物体要给甲物体向下的拉力，乙物体受到的重力要大于浮力，因此乙物体的密度要大于水的密度；
D、把甲乙、甲丙分别当做一个物体进行受力分析，因为都是漂浮体，浮力都等于自重，而甲乙物体受到的浮力比甲丙物体受到的浮力大，所以乙物块的重比丙物块大，据此分析乙丙两物块的质量关系．
将阿基米德原理和漂浮条件联合使用，是解决此类题目的关键．
7.【答案】B;
【解析】
根据阿基米德原理公式可知：影响浮力变化的因素是和，据此两个因素分析判断即可。
此题主要考查阿基米德原理公式：，要知道决定浮力大小的因素是和
、由阿基米德原理公式可知，物体受到的浮力与液体的密度和排开液体的体积有关，与物体的密度无关，故错误；
、由阿基米德原理公式可知，物体排开液体的质量越大，物体受到的浮力越大，故正确；
、由阿基米德原理公式可知，物体受到的浮力与液体的密度和排开液体的体积有关，由于液体的密度未知，则物体排开液体的体积越大时受到的浮力不一定大，故错误；
、由阿基米德原理公式可知，物体受到的浮力与液体的密度和排开液体的体积有关，由于物体排开液体的体积未知，则液体的密度越大时物体受到的浮力不一定大，故错误．
故选。
8.【答案】C;
【解析】解：在毽子上升过程中，毽子的质量不变，速度减小，毽子的动能减少，其高度增加，重力势能增大，
故选：。
动能大小的影响因素：质量、速度。质量越大，速度越大，动能越大。
重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度。质量越大，高度越高，重力势能越大。
知道并理解动能和重力势能大小的影响因素是解决该题的关键。
9.【答案】C;
【解析】
本题要抓住做功的两个必要因素：①作用在物体上的力，②物体在力的方向上通过的距离；二者缺一不可。
明确三种情况不做功：一是有力无距离例如：推而未动，二是有距离无力靠惯性运动，三是力的方向与运动方向垂直。
、手托鸡蛋上升，有力作用在物体上，物体在力的方向上通过了距离，所以做了功，故不合题意；
、人拉车前进的过程中，人给车一个向前的力，车向前移动了距离，拉力对车做功。故不合题意。
、用力搬石头，人给石头一个向上的力，石头向上没有移动距离，力对石头没有做功。故符合题意。
、人将油桶推到仓库中，有力作用在物体上，物体在力的方向上通过了距离，所以做了功，故不合题意。
故选：。
10.【答案】C;
【解析】解：、机械效率与功率之间没有必然的联系，故错误；
、无人机喷洒农药的过程中，高度不变，质量减小，所以重力势能减小，故错误；
C.无人机快速上升时，运动状态发生变化，说明螺旋桨产生向上的升力大于它的重力，故正确；
D.无人机匀速降落，高度减小，重力势能减小；速度不变，动能不变，所以这时它的重力势能不是转化为动能，故错误。
故选：。
功率是描述物体做功快慢的物理量，有用功与总功的比值叫机械效率，机械效率与功率没有关系；
动能大小的影响因素：质量、速度。质量越大，速度越大，动能越大；重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度，质量越大，高度越高，重力势能越大；
加速上升时，升力大于重力。
此题主要考查了机械效率与功率的意义、机械能的转化及力和运动的关系的应用，包含的知识点较多，是一道综合题。
11.【答案】A;
【解析】
此题主要考查了动能、重力势能和弹性势能的概念及大小的判断，只要知道影响动能、重力势能及弹性势能大小的因素即可解答。
由于物体运动而具有的能量叫动能，影响动能大小的因素：质量、速度。质量越大，速度越大，动能越大；
由于物体被举高而具有的能量叫重力势能，影响重力势能大小的因素：质量、被举的高度。质量越大，高度越大，重力势能就越大；
由于物体发生弹性形变而具有的能量叫弹性势能，影响弹性势能大小的因素：弹性形变程度。弹性形变程度越大，弹性势能就越大；
拉开的弓具有弹性势能，在放开箭的瞬间，弓的弹性势能转化为箭的动能，将箭射出，箭获得了动能和重力势能，箭在空中向上飞行的过程中，高度变大，所以重力势能变大。
故选。
12.【答案】D;
【解析】
此题主要考查了做功公式和功率公式的应用，明确有用功和总功是关键。
用直接将物体提起做的功是有用功，用利用斜面将物体提起做的功是总功，根据可求所做的总功，然后比较两次力所做功的大小关系，又知道两次力做功的时间相等，根据比较两次力做功的功率关系。
手用的力直接将物体匀速提升，做的功：，
借助斜面把用力匀速提升相同高度时，做的有用功：，
由可得，所做的功总功：，
所以，，故错误；
又因和做功的时间相等，
所以，由可知，二力做功的功率关系为，故错误，正确。
故选。
13.【答案】力;
【解析】解：在物理学中，把力与在力的方向上移动的距离的乘积叫做功；
故答案为：力．
14.【答案】160;
【解析】解：推力做的总功：，
推力做的有用功为：，
克服摩擦力做的额外功：，
由得，物体所受斜面的摩擦力：。
故答案为：。
根据功的计算公式可求出推力做的功，即总功，根据求出有用功，根据总功与有用功的差得出额外功，再根据可求摩擦力。
此题主要考查功的计算公式的应用，熟练运用计算功、功率公式，明确额外功是用来克服斜面上的摩擦是解答该题的关键。
15.【答案】＞; ＞;
【解析】解：由于两物体两次静止时处于漂浮或悬浮状态，所以受到的浮力都等于物体受到的重力，即；
由图知，物体排开液体的体积：，
由可知：，
甲乙中物块在两种液体中都完全浸没，排开液体的体积相同，
根据知，。
故答案为：；。
同一物体在两种液体中处于漂浮或悬浮，所以受到的浮力都等于物体受到的重力；
由图可以得出物体排开液体体积的大小关系，再根据阿基米德原理分析液体的密度大小关系，根据判断出浮力的关系。
此题主要考查了阿基米德原理、物体的漂浮条件，利用好漂浮或悬浮是解此类题目的关键。
16.【答案】10;竖直向上;10-3;
【解析】解：F浮=G-G视=27N-17N=10N．测力计示数减小，所以浮力方向竖直向上．
因为F浮=ρgV排，
所以V=V排=
F浮
ρg
=
10N
1000kg/m3×10N/kg
=10-3m3．
故答案为：10；竖直向上；10-3．
17.【答案】
；;
【解析】
此题主要考查对浮力计算公式的综合应用，知道浮力等于自身重力与弹簧测力计读数之差；还可以等于金属块上下表面所受的水的压力之差。
金属块受到的浮力为：；
下表面所受水的压力为。
故答案为：；。
18.【答案】重力势能
木块滑动的距离
、
增大;
【解析】
小球从高处滑下，重力势能转化为动能；
物体的动能不同，推动木块移动的距离不同；
根据图片中的相同点和不同点，利用控制变量法分析。
解决此类问题要结合影响动能的大小因素和控制变量法、转化法进行分析解答。
实验中，小球从高处滑下，重力势能转化为动能；
实验中通过比较木块滑动的距离来反映小球动能的大小；
探究小球的动能与速度的关系，应控制质量相同，速度不同，应使质量相同的小球从不同的高度滚下，故选、两图；
比较、两图进行的实验，质量不同的小球从相同高度滚下，质量大的小球推动木块运动的距离远，故结论为：小球的动能随质量增大而增大。
故答案为：重力势能；木块滑动的距离；、； 增大。
19.【答案】解：（1）此时正方体排开水的体积：
V排=（1-）V=×1.2×10-3=0.8×10-3，
物体此时所受的浮力：
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/×10N/kg×0.8×10-3=8N；
（2）水对容器底部的压强：
p=ρ水gh=1.0×103kg/×10N/kg×0.3m=3000Pa；
（3）绳子的拉力：
F拉=G-F浮=24N-8N=16N；
（4）当物体全部浸没水中时所受浮力：
F浮′=ρ水gV=1.0×103kg/×10N/kg×1.2×10-3=12N＜24N，
所以物体会下沉，最终沉在水底。
答：（1）物体受的浮力为8N；
（2）水对容器底部的压强为3000Pa；
（3）绳子的拉力为16N；
（4）剪断绳子后，物体最终最终沉在水底。;
【解析】
根据题意可知正方体排开水的体积，利用阿基米德原理可求物体此时所受的浮力；
已知容器中水面高度，根据求出对容器底部的压强；
由受力分析可知，此时正方体受到竖直向下的重力、竖直向上的拉力和浮力，根据力的平衡得出等式即可求出绳子的拉力；
根据阿基米德原理求出当物体全部浸入水中时，所受浮力的大小，由物体的浮沉条件判断物体的状态。
该题考查了阿基米德原理、液体压强公式和物体浮沉条件的灵活运用，虽然涉及的知识点较多、综合性较强，但都是基础内容，也是我们需要掌握的内容。
20.【答案】（1）104N；（2）2500W；（3）增大，见解析;
【解析】
根据题意得，矿石的质量
矿石的体积
因为浸没，所以
矿石浸没在水中受到的浮力
有用功
总功
矿石在水下时，滑轮组的机械效率
所以
由图像可知矿石上升的速度为，所以绳子自由端的速度为，所以拉力的功率为
如果不计绳重及绳子与滑轮间的摩擦，矿石露出水面后与露出水面前相比，滑轮组机械效率会增大。因为矿石露出水面之后和露出水面之前相比，在提升相同高度的情况下，有用功增大，额外功不变，有用功占总功的比例增大，所以滑轮组的机械效率增大。
答：矿石浸没在水中受到的浮力为；
拉力的功率为；
增大，因为矿石露出水面之后和露出水面之前相比，在提升相同高度的情况下，有用功增大，额外功不变，有用功占总功的比例增大，所以滑轮组的机械效率增大。
