鲁科版（五四制）八年级物理下册第九章简单机械 功定向测评
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、水平路面上有一个重500N的小车，小明用100N的水平推力推着小车匀速向前移动了5m，所用时间为10s，关于这个过程，下列说法正确的是（ ）
A．推力对车做功100J B．推力对车做功的功率是50W
C．重力对车做功500J D．重力对车做功的功率是250W
2、如图所示，杠杆OAB可绕支点O自由转动，动力F作用在杠杆B端且始终与杠杆垂直，将杠杆缓慢地由倾斜位置①拉至水平位置②的过程中（ ）
A．F不变，杠杆是省力杠杆 B．F变大，杠杆是省力杠杆
C．F不变，杠杆是费力杠杆 D．F变大，杠杆是费力杠杆
3、如图所示，匀质杠杆可绕着O点转动，作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直的力F，将杠杆匀速缓慢地由与水平方向夹角为30°的位置拉至水平位置（忽略摩擦阻力），在这个过程中，力F的大小将（ ）
A．增大 B．减小 C．不变 D．无法确定
4、如图，甲、乙实验可以得出“定滑轮不能省力”这一结论。小敏想通过一次实验既得出结论，又能直接显示出钩码的重力大小，于是在左侧加上一个相同的弹簧测力计（弹簧测力计重力不能忽略、绳和滑轮之间摩擦不计）。下列四套装置中能实现的是（ ）
A． B． C． D．
5、质量为50kg的某同学在跳绳时重心高度随时间变化的关系如图所示。根据图像可估算出该同学在1分钟内克服重力做功的平均功率为（ ）
A．75 W B．150 W C．225 W D．270 W
6、如图所示，用动滑轮提起一重为 的物体，在 内将物体匀速提高 ，已知动滑轮重 （不计绳重和摩擦），则（ ）
A．手对绳子的拉力为 B．拉力做功的功率为
C．手拉绳子移动的速度为 D．该装置的机械效率为
7、如图所示，分别用力 、 和 匀速提起同样的重物，不计滑轮的重力和摩擦且不计绳重，则 、 和 的大小关系是（ ）
A． B． C． D．
8、下面是对八年级学生小乐的描述，其中表述科学且估测合理的是（ ）
A．质量约为500N
B．正常步行速度约1.1m/s
C．双脚站立时对水平地面压强约 100Pa
D．从一楼登上三楼克服重力做功约 45000J
9、如图所示，正常使用时属于费力杠杆的是（ ）
A． 筷子
B． 开瓶扳手
C． 压蒜器
D． 托盘天平
10、小球从某高度处由静止下落，若不计空气阻力，在下面的四个选项中，描述重力对该球做功大小与时间关系正确的图像是（ ）
A． B．
C． D．
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、如图所示，在不计绳重和摩擦的情况下，用弹簧测力计沿竖直方向匀速拉起重为6N的物体，物体上升0.4m所用时间为4s。此过程中拉力的功率为 W，滑轮组的机械效率为 。
2、如图所示，将一根长为1m的轻质杠杆AB，于其中点O支起。现将质量分别为1kg和0.2kg的物体M、N用细绳系于杠杆的B点和C点，物体M的边长为0.1m的正方体。已知OC:OB＝1:2，此时物体N受到细绳的拉力为 N，物体M的密度为 kg/m3；若沿竖直方向将物体M左右两边各切厚度为 h的部分，然后将物体N用细线系于离C点的距离为h处时，M对地面的压强变化了100Pa，则h的值为 m。（g取10N/kg，结果保留2位有效数字）
3、如图，用大小为F（图中未画出）的力将一个重为G的木箱（不计木箱的长度），沿长为L的斜面推上高为h的平台上，比直接举上去更容易些，说明利用斜面来搬运物体是 （选填“省力”或“费力”）的；此过程中斜面对木箱的摩擦力大小是 （用字母表示）。
4、如图所示，杠杆水平平衡。杠杆可在竖直平面内绕固定点O自由转动，杠杆上相邻刻线间的距离相等。使用的每个钩码质量均为50g，若在杠杆上的B点悬挂2个钩码，为使杠杆保持水平平衡状态，应该在A点悬挂 个钩码。
5、用如图装置，在20s内将80N的水桶提升3m，拉力为50N，则拉力的功率为 W，该装置的机械效率是 %．若不计绳重和摩擦则动滑轮的重力为 N。
三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）
1、工人用如图所示的滑轮组提升建材，工人的重力是700N。他将540N的建材匀速提升了3m，滑轮组的机械效率是90%。试求：
（1）提升建材所做的有用功；
（2）不计一切摩擦与绳的质量，求动滑轮质量。
2、小夏去机场乘飞机时，在安检口将质量为20kg的行李放在一辆小推车上，用15N的水平推力推着小车沿水平方向行驶了500m，用时500s。求：
（1）行李的重力；
（2）推力做的功；
（3）推力的功率。
3、已知大山同学的质量为60kg，每只鞋底与地面的接触面积为0.015m2。大山在10s内用20N的水平拉力拉重为100N的物体沿拉力方向在水平地面上匀速前进了13m。（g取10N/kg）求：
（1）物体受到摩擦力的大小；
（2）大山前进的速度；
（3）拉力做功的功率；
（4）大山在水平地面上立正时对地面的压强。
4、如图轻质弹簧的一端连接木块，将木块放在表面水平的传感器上，最初整个装置处于静止状态。现用竖直向上的力F拉弹簧的上端A，传感器受到的压力FN随弹簧上端A上升的距离x的变化如表，A端上升80cm所用的时间为10s。求：
x/cm 0 10 20 30 40 50 60 70 80
FN/N 120 95 70 45 20 0 0 0 0
（1）木块的质量；
（2）当x＝15cm时，拉力F的大小；
（3）10s内克服木块重力做功的功率。
5、如图所示，重为18N的物体在拉力F的作用下，2s内匀速运动了0.4m，已知每个滑轮重2N，物体在水平桌面上运动时受到的摩擦力为物重的三分之一，不计绳重、轮与轴间的摩擦，求：
（1）拉力大小；
（2）拉力的功率；
（3）滑轮组的机械效率。
四、实验探究（1小题，每小题10分，共计10分）
1、在探究“杠杆平衡条件”实验中(每个钩码质量相等，杠杆上每小格等距)。
（1）将杠杆的中点O挂在支架上后，小明发现杠杆左端低右端高，要使它在水平位置平衡，应将杠杆右端的平衡螺母向 调节。调节杠杆在水平位置平衡，目的是 ；
（2）杠杆平衡后，小明同学在图甲所示的A位置挂上两个钩码，可在B位置挂上 个钩码，使杠杆在水平位置平衡；
（3）取下B位置的钩码，改用弹簧测力计拉杠杆的C点使杠杆在水平位置保持平衡。当弹簧测力计由位置1转至位置2的过程中，杠杆在水平位置始终保持平衡(如图乙)，测力计示数将 (选填“一直变大”、“一直变小”、“先变大后变小”、“先变小后变大”)；
（4）接着小明把支点选到B点，如图丙，在A点挂一个钩码，在C点挂3个钩码，杠杆也恰好水平静止，她觉得此时不满足杠杆平衡条件，造成这个问题的原因是 ；
（5）完成以上实验后，小明利用杠杆来测量测量杠杆的机械效率。如图丁，实验时，竖直向上拉动弹簧测力计，使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升。实验中，将杠杆拉至图中虚线位置测力计的示数F= N，钩码总重G为1.0N，钩码上升高度h为0.1m，测力计移动距离s为0.3m，则杠杆的机械效率为 %(结果精确到0.1%)。如果把钩码由A移至B，两次实验A点竖直移动相同距离，拉力所做的有用功将 ，此杠杆的机械效率将 （两空均选填“变大”、“变小”或“不变”）。
-参考答案-
一、单选题
1、【答案】B
【解析】【解答】A．推力对车做的功W=Fs=100N×5m=500J
A不符合题意；
B．推力对车做功的功率P= = =50W
B符合题意；
C．小车没有在重力方向上移动距离，由W=Fs可知，距离为0，故不做功，即重力对车做功为0，C不符合题意；
D．因为重力对车没有做功，做功为0，故重力对车做功的功率为0，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】做功的两个必要因素为：作用在物体上的力和物体在力的方向上移动的距离，据此分析重力做的功，进而得出重力做功的功率。根据W=Fs得出推力对车做的功，根据P= 得出推力对车做功的功率。
2、【答案】B
【解析】【解答】由图可知，动力臂大于阻力臂，所以，为省力杠杆；将杠杆缓慢地由最初位置拉到水平位置时，动力臂不变，阻力不变，阻力臂变大，根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知，动力逐渐变大。B符合题意；ACD不符合题意。
故答案为：B。
【分析】杠杆平衡时，当阻力臂变大时，若动力臂不变，动力变大；若动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。
3、【答案】A
【解析】【解答】在杠杆缓慢地由与水平方向夹角为30°的位置拉至水平位置的过程中，动力臂的长度没有变化，阻力G的大小没有变化，而阻力臂却逐渐增大；由杠杆的平衡条件可知Fl1=Gl2，当l1、G不变时，l2越大，那么F越大，因此拉力F在这个过程中逐渐增大。
故答案为：A。
【分析】杠杆平衡时，如果阻力和阻力臂固定，根据杠杆的平衡条件可得，如果动力臂越大，那么动力就越小，如果动力臂越小，动力就越大。
4、【答案】D
【解析】【解答】AC．在AC两图中，钩码挂在拉环上（即左边测力计倒置使用），因为弹簧测力计本身有重力，所以此时测力计显示的示数等于测力计自身的重力与钩码重力之和，则不能直接显示出钩码的重力大小，AC项不符合题意；
B．在B图中，钩码挂在挂钩上（即左边测力计正常使用），所以能直接显示出钩码的重力大小，右边的测力计倒置使用，此时右边测力计的示数等于左边测力计的重力与钩码重力之和，而左边测力计的示数等于钩码的重力，所以两边测力计的示数不相等，不能得出正确结论，B项不符合题意；
D．在D图中，钩码挂在挂钩上（即左边测力计正常使用），所以能直接显示出钩码的重力大小，设两测力计的重力均为G，由于定滑轮上的左边都是钩码和一个测力计在拉绳子，则绳子的拉力为 左边测力计的示数为
手拉右边测力计的挂钩，由力的平衡条件可得，右边测力计的示数（即测力计受到向下的拉力）为
所以
能得出正确结论，D项符合题意。
故答案为：D。
【分析】定滑轮可以改变力的方向，不能改变力的大小；使用测力计时，要避免测力计自身重力对测量的影响。
5、【答案】A
【解析】【解答】某同学的质量为50kg，该同学的重力为G＝mg＝50kg×10N/kg＝500N
从图可知，跳一次所用时间为
则1min内所跳的次数
起跳的最大高度h＝0.05m
1分钟内克服重力做的功为W＝n×G×h＝180×500N×0.05m＝4500J
故1min内克服重力做功的平均功率
A符合题意，BCD不符合题意。
故答案为：A。
【分析】利用G＝mg求得该同学的重力，再利用W＝nGh求得1分钟内克服重力做的功，利用求得平均功率。
6、【答案】B
【解析】【解答】A．手对绳子的拉力为
A不符合题意；
B．拉力做的总功为
拉力做功的功率为
B符合题意；
C．由 可知，手拉绳子移动的速度为
C不符合题意；
D．有用功为
机械效率为
D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】动滑轮绳子的拉力等于总重力的一半；根据力和距离的乘积计算做功多少；根据功率和拉力的比值，可以计算移动的速度；根据有用功和总功的比值计算机械效率。
7、【答案】B
【解析】【解答】不计滑轮的重力和摩擦且不计绳重的情况下，左边的滑轮是定滑轮，只能改变力的方向，不省力也不费力，故F1=G；中间的滑轮是动滑轮，能够省一半的力，故F2= G；右边的滑轮是动滑轮， F3作用在动滑轮的轴上，费一倍的力，则F3=2G，所以，F2
【分析】中心转轴固定不动的滑轮为定滑轮，定滑轮可以改变力的方向，但不省力，拉力等于物体的重力；中心转轴移动的为动滑轮，动滑轮可以省力但不能改变力的方向，其中拉力等于物体重力的一半，但是拉力移动的距离为重物移动距离的两倍。
8、【答案】B
【解析】【解答】A．中学生的质量约为50kg，A不符合题意；
B．中学生正常步行速度约1.1m/s，B符合题意；
C．中学生双脚与地面的接触面积约为400cm2，中学生的质量约为50kg，则双脚站立时对水平地面压强约为
C不符合题意；
D．每层楼的高度约为3米，从一楼到三楼上升的高度为h=3m×2=6m
从一楼登上三楼克服重力做功约为W=Fs=Gh=mgh=50kg×10N/kg×6m=3000J
D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】该题目考查的是重力、速度、压强、功的估计，平时注意积累记忆即可。
9、【答案】A
【解析】【解答】A．筷子在使用时动力臂小于阻力臂，可以省距离，所以是费力杠杆，A符合题意；
B．开瓶的扳手，其动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，B不符合题意；
C．压蒜器的动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，C不符合题意；
D．托盘天平的动力等于阻力臂，是等臂杠杆，D不符合题意。
故答案为：A。
【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。
10、【答案】C
【解析】【解答】小球从某高度处由静止下落，若不计空气阻力，小球做加速运动，在相同时间内物体下落的高度越来越大，物体的重力不变，由W＝Gh可知，相同时间内重力对该球做功越来越多，结合选项可知C符合题意，ABD不符合题意。
故答案为：C。
【分析】自由下落的物体加速运动；物体加速运动时，在相同时间内做功增大。
二、填空题
1、【答案】0.72；83.3%
【解析】【解答】由图可知，滑轮组的动滑轮绕3段绳，弹簧测力计的分度值是0.2N，弹簧测力计的示数是2.4N，拉力做的总功W总=Fs=F×3h=2.4N×3×0.4m=2.88J
拉力的功率P= =0.72W有用功W有=Gh=6N×0.4m=2.4J
滑轮组的机械效率
【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。
2、【答案】2；1.0×103；0.06
【解析】【解答】此时物体N受到细绳的拉力等于物体N的重力为FN=GN=mNg=0.2kg×10N/kg=2N
已知M的质量为1kg，物体M的边长为0.1m的正方体，密度为
若沿竖直方向将物体M左右两边各切厚度为 h的部分后，剩余M的底面积为
剩余部分的体积为
剩余M的密度不变，则剩余部分的重力与原来重力的比值为
所以剩余M的重力为
M对地面的压力为
M对地面的压强为
剩余部分M对地面的压强为
剩余M的底面积为
地面对剩余部分M的支持力为
若沿竖直方向将物体M左右两边各切厚度为 h的部分，然后将物体N用细线系于离C点的距离为h处时，设此时B端受到细绳的拉力为FB1，由杠杆平衡条件可得
则有
即细绳对剩余M的拉力为
对剩余M进行受力分析，由力的平衡条件可得
由以上各式联立可得
解得： 。
【分析】杠杆处于平衡状态，结合动力、动力臂、阻力、阻力臂，利用杠杆的平衡条件分析求解即可；结合物体的质量和体积求解密度；处在水平面上的物体，物体对桌面的压力等于重力与拉力之差，结合压强的定义式p=F/S求解物体产生的压强，其中F是压力，S是受力面积。
3、【答案】省力；
【解析】【解答】用大小为F的力将一个重为G的木箱，沿长为L的斜面推上高为h的平台上，比直接举上去更容易些，是因为斜面本质上是一个省力杠杆，所以要省力一些。
斜面的有用功为
总功为
克服摩擦力做的额外功为
则摩擦力为
【分析】使用斜面时费距离省力；根据斜面上总功和有用功的差计算额外功，结合斜面长计算斜面上的摩擦力。
4、【答案】3
【解析】【解答】力臂的单位采用“格”，力的单位采用“个”，根据杠杆平衡条件 有 ，
【分析】根据杠杆平衡条件，结合杠杆上力臂大小，可以计算钩码个数。
5、【答案】15；80；20
【解析】【解答】绳子自由端移动的距离s＝2h＝2×3m＝6m，拉力做的总功：W总＝Fs＝50N×6m＝300J，则拉力的功率：P＝ ＝15W。拉力做的有用功：W有＝Gh＝80N×3m＝240J，则该装置的机械效率：η＝ ×100%＝ ×100%＝80%。不计绳重及摩擦，由F＝ （G+G动）可得动滑轮的重力：G动＝2F﹣G＝2×50N﹣80N＝20N。
【分析】（1）先根据s＝2h求出绳子自由端移动的距离，然后根据W总＝Fs拉力做的总功，最后根据P＝ 求出拉力的功率；（2）先根据W有＝Gh求出拉力做的有用功，然后利用η＝ ×100%求出该装置的机械效率；（3）不计绳重及摩擦，根据F＝ （G+G动）求出动滑轮的重力。
三、计算题
1、【答案】（1）解：提升建材所做的有用功
答;提升建材所做的有用功为1620J
（2）解：由
得，滑轮所做的总功
滑轮所做的额外功
滑轮的重力
滑轮的质量
答;动滑轮质量为6kg。
【解析】【分析】（1）根据W=Gh求出所做的有用功。
（2）根据 求出拉力做的总功，不计一切摩擦与绳的质量，克服动滑轮重力做的额外功等于总功减去有用功，利用W额=G动h求出动滑轮的重力，再根据G=mg求出动滑轮质量。
2、【答案】（1）解：行李的重力
答：行李的重力为200N
（2）解：推力所做的功
答：推力所做的功为7500J；
（3）解：推力的功率
答：推力的功率为15W。
【解析】【分析】（1）根据G=mg求出行李的重力。
（2）利用W=Fs计算推力做的功。
（3）利用P=可以得到推力的功率。
3、【答案】（1）解：水平拉力拉重为100N的物体沿拉力方向在水平地面上匀速前进，物体处于平衡态，在水平路面上受到了拉力和摩擦力，故摩擦力和拉力是平衡力，故摩擦力的大小为20N。
答：摩擦力的大小为20N；
（2）解：大山前进的速度
答：大山前进的速度大山 ；
（3）解：拉力做功的功率
答：拉力做功的功率 ；
（4）解：大山在水平地面上立正时对地面的压强
答：大山在水平地面上立正时对地面的压强 。
【解析】【分析】（1）当物体处于静止状态或匀速直线运动状态时，即物体处于平衡状态，此时物体受到的力为平衡力，结合物体受到的外力求解大小即可；
（2）已知物体的路程和运动的时间，利用速度公式求解速度；
（3）求解外力做功，利用外力大小乘以位移在力的方向上移动的距离即可，即W=Fs；利用外力做的功除以做功需要的时间即为功率；
（4）结合物体的质量，利用公式G=mg求解物体的重力。处在水平面上的物体，物体对地面的压力等于重力，结合压强的定义式p=求解物体产生的压强，其中F是压力，S是受力面积。
4、【答案】（1）解：根据表格中的数据可知，当弹簧的伸长为0时，压力传感器受到的压力为120N，即物体的重力G＝120N；物体的质量为
答：木块的质量为12kg；
（2）解：根据表格中的数据知道，弹簧的伸长每增加10cm，压力传感器的示数就减小25N，即压力传感器示数的减小量为
当x＝15cm时，压力传感器的示数为FN＝120N﹣15cm×2.5N/cm＝82.5N
物体受到三个力的作用：竖直向上的拉力F、支持力FN和竖直向下的重力G，则F＝G﹣FN＝120N﹣82.5N＝37.5N
答：当x＝15cm时，拉力F的大小为37.5N；
（3）解：根据表格中的数据知道，当压力为0时，弹簧伸长的长度为
木块刚好被拉起，则物体上升的高度为h＝80cm﹣48cm＝32cm＝0.32m
提升物体所做的功为W＝Gh＝120N×0.32m＝38.4J
做功的功率为
答：10s内克服木块重力做功的功率为3.84W。
【解析】【分析】（1）根据压力传感器的示数判定物体重力的大小，然后根据G=mg求出其质量。
（2）分析表格中的数据，得出弹簧的伸长与减小的压力的关系，从而求出压力的大小，根据力的合成求出拉力的大小。
（3）根据表格中的数据判定物体上升的高度，根据W=Gh求出拉力所做的功，然后根据P=求出功率的大小。
5、【答案】（1）解：物体受到的摩擦力为
由图知n=2，拉力为
答：拉力大小4N；
（2）绳自由端移动距离s绳=2s物=2×0.4m=0.8m
拉力做功W总=Fs绳=4N×0.8m=3.2J
拉力的功率为
答：拉力的功率1.6W；
（3）物体克服摩擦力所做的功为W有=fs物=6N×0.4m=2.4J
机械效率为
答：滑轮组的机械效率75%。
【解析】【分析】（1）根据滑动摩擦力和重力关系，计算摩擦力；结合绳子股数计算滑轮组上的拉力；（2）根据力和距离的乘积计算做功多少，利用功和时间的比值计算功率；（3）根据摩擦力和距离的乘积计算有用功，有用功和总功的比值计算机械效率。
四、实验探究
1、【答案】（1）右；便于测量力臂以及消除杠杆自重的影响
（2）3
（3）先变小后变大
（4）没有消除杠杆自重的影响
（5）0.5；66.7；不变；变大
【解析】【解答】(1)为了使杠杆在水平位置平衡，平衡螺母向上翘的一端移动。使杠杆在水平位置平衡，可以直接在杠杆读出力臂，同时让重力作用线过O点，消除杠杆自重的影响。(2)设杠杆的一个小格为L，一个钩码重为G，由杠杆平衡条件可知 解得n=3，所以在B处挂3个钩码，使杠杆在水平位置平衡。(3)由图可知，OC为最长力臂，当弹簧测力计由位置1转至位置2的过程中，动力臂先变长后变短，而杠杆在水平位置始终保持平衡，根据杠杆平衡条件可知，测力计示数将先变小后变大。(4)把支点选到B点，杠杆的重心在O点，在计算时，由于杠杆自身重力的影响，左边应有两个力，故此时好像不满足杠杆平衡条件。(5)由图知，弹簧测力计的分度值是0.1N，拉力F=0.5N。杠杆的机械效率是 将钩码的悬挂点由A移至B，O、C位置不变，仍将钩码提升相同的高度，有用功不变，由于额外功是提升杠杆所做的功，悬挂点由A移至B后，杠杆实际提升的高度变小，所以额外功也变小，则总功变小，所以杠杆的机械效率将变大。
【分析】（1）调节杠杆平衡时，平衡螺母向偏高的一侧调节；（2）根据杠杆平衡条件，计算杠杆上力的大小；（3）杠杆上拉力的力臂变小，拉力变大；（4）当杠杆的支点不在中间时，杠杆的自身重力对拉力有影响；（5）根据测力计指针位置测量力的大小；根据物体和高度的乘积计算有用功，拉力和距离的乘积计算总功，有用功和总功比值计算机械效率；只增大有用功时，机械效率变大。
