(常考题)北师大版初中物理八年级下第九章《机械和功》测试卷(包含答案解析)

一、选择题

1．利用如图所示的甲、乙两滑轮组，在相同的时间内用大小相同的力F1和F2分别把质量相等的重物提升到相同的高度，则（ ）

A．力F2做功的功率大 C．乙滑轮组的机械效率高

B．甲滑轮组做的有用功较大 D．乙滑轮组做的总功较大

2．如图所示，利用滑轮组装置匀速拉动水平面上的物体。已知物体在水平面上受到的滑动摩擦力为重力的0.1倍，物体被匀速拉动的距离为1m，物体质量为2kg，绳子自由端拉力F大小是1.25N。（不计绳重和绳与滑轮间的摩擦；g=10N/kg）下列判断正确的是（ ）

①地面上固定的滑轮是定滑轮，起到了省力的作用；

②物体被匀速拉动的距离为1m时，绳子自由端移动的距离是2m； ③该滑轮组的机械效率为80%；

④若增加物体的重力，滑轮组的机械效率不变。

A．只有①③ B．只有①④ C．只有②③ D．只有②④

3．如图所示，重力不计的杠杆OA，O为支点，用力F提起重为30N的物体，恰在水平位置平衡。已知OA=80cm，AB=50cm，杠杆与转轴间摩擦忽略不计，下列说法中正确的是（ ）

①利用该机械提起重物时不能省功； ②拉力F的力臂为80cm； ③拉力F的大小为22.5N； ④拉力F为作用在A点的最小动力。

A．只有①③ 擦，则（ ）

B．只有①④ C．只有②③ D．只有②④

4．如图所示，分别用F1、F2、F3、F4匀速提升同一重物，若不计滑轮本身的重力及摩

A．F1F2F3F4 B．F1F2F3F4 C．F1F2F3F4 D．F1F2F3F4

5．小明同学利用圆珠笔杆、钢丝、细绳制成了如图所示的滑轮组用其匀速提升重物下列说法正确的是（ ）

A．拉细绳的力F等于钩码重力G的B．拉细绳的力F等于钩码重力G的

1 31 6C．细绳的粗细对该滑轮组的机械效率无影响 D．用该滑轮组提起不同的钩码，机械效率不同

6．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．

7．下列关于功、功率、机械效率的说法正确的是（ ） A．做功多的机器机械效率一定高 B．功率小的机器做功慢

C．增大功率可以提高机器的机械效率 D．功率大的机器做功时间一定短

8．如图所示的斜面表面光滑，其中AB>AC，沿斜面AB和AC分别将同一重物用相同的时间从斜面的底部匀速拉到顶部，所需拉力分别为F1和F2，所做的功分别为W1和 W2，两次拉力的功率分别为P1、P2，则（ ）

A．F1F2 W1=W2 P1=P2 C．F1P2 D．F1>F2 W1>W2 P1>P2

9．小西在体育测试中成绩为合格，请你估算他跳绳时的功率可能是（ ） A．6W

B．60W

C．600W

D．6000W

10．一个大人和一个小孩分别将5块完全相同的砖运到二楼，如图所示，这个过程中，下列说法正确的是（ ）

A．大人对砖做的功比小孩对砖做的功多 B．大人对砖做的功比小孩对砖做的功少

C．大人对砖做功的功率一定比小孩对砖做功的功率大 D．大人对砖做功的功率一定比小孩对砖做功的功率小

11．小华用图装置测量动滑轮的机械效率，下列说法正确的是（ ）

A．实验中为测量方便，让弹簧测力计在静止时读数 B．弹簧测力计对绳子的拉力与物体的重力是一对平衡力 C．增大物体被提升的高度，可以提高动滑轮的机械效率

D．增大物体重力与动滑轮重力的比值，可以提高动滑轮的机械效率（不计绳重和摩擦） 12．如图所示，健身教练通过改变播放音乐的节奏，控制健身者运动时的（ ）

A．时间 B．动力 C．功率 D．距离

二、填空题

13．如图所示为一种搬运建筑材料的机械装置，其右端滑轮组的组装方式有两种，分别如图一甲、乙所示，不计绳重与摩擦、甲、乙两种方式，向上运送材料时其中比较省力的是方式______；若采用乙方式某次提升3000N的材料时，材料上升的高度与时间的关系如图二所示，材料在上升过程中电动卷扬机拉钢丝绳的力F＝1200N，材料在上升过程中电动卷扬机拉钢丝绳的力的功率为______W，该装置的机械效率是______。（结果保留至0.1％）

14．如图所示，有一根均匀铁棒，长为l， OAACl ，重力G＝900N，为了不使这4根铁棒的B端下沉，所需外力至少应为_____N。若F的方向不变，稍微抬起这根铁棒的B端，所需外力应为_____N。

15．如图所示，利用定滑轮匀速提升重为50N的物体G，若不计摩擦和绳重，F3大小为______N，F1和F3的大小关系是F1_____F3（选填“>”、“<”或“=”）。使用定滑轮可以______（选填“省力”、“省距离”或“改变力的方向”）。

16．小华参加跳绳考试时，她在1min内连续跳了150次，获得跳绳项目的满分。已知小华的质量为45kg，跳起时重心升高的平均高度为4cm，g取10N/kg。则小华跳一次所做的功为______J，小华跳绳时的平均功率为______W。

17．甲乙两同学进行跳绳比赛，甲1min跳了150个，乙1min跳了120个，若甲乙体重之比为3:4，每次跳起的高度相同，则1min内甲乙做的功之比为_____，功率之比为_____。 18．某大桥设计车速为60km/h，图甲为该大桥的实景图，其主通航孔桥采用双塔双索面斜拉桥，可逐步抽象成图乙、图丙、图丁所示的模型。可以看出它用到了 ________ （选填“杠杆”或“斜面”）的物理知识。为了减小钢索承受的拉力，在需要与可能的前提下，可以适当 ________ （选填“增加”或“减小”）桥塔的高度。

19．如图所示，利用斜面向上移动物体可以_______（选填“省力”、“省距离”、“省功”）。小明把质量为50kg的木箱沿斜面拉了10m，使木箱上升了4m，如图所示，沿斜面向上用的拉力F＝250N，木箱以0.2m/s的速度匀速上升的过程中，斜面的机械效率为________，木箱在斜面上匀速运动时受到摩擦力为_______N。（g取10N/kg）

20．小泰用100N的力拉动放在水平地上重为60N的纸箱，向前拉了5m，共用了10s。请问人对箱子做的功为_____J，克服箱子重力做的功为_____J，人做功的功率为_______W。

三、解答题

21．如图所示，杠杆在竖直向下拉力F的作用下将一物体缓慢匀速提升。下表是提升物体

时采集到的信息：

(1)若不计杠杆自重和摩擦，根据杠杆的平衡条件，拉力F是______N；

(2)若实际拉力F为90N，求拉力F所做的有用功、总功和杠杆的机械效率。（________）（________）（________）（写出计算公式和求解过程） 物重G（N） 40 OA（m） 0.8 OB（m） 0.4 A端上升的高度h/m 0.2 B端下降的竖直距离s/m 0.1

22．如图所示，在水平路面上行驶的汽车通过滑轮组拉着重G=9×104N的货物A沿斜面向上匀速运动．货物A的速度为v=2m/s，经过t=10s，货物A竖直升高h=10m．已知汽车对绳的拉力F的功率P=120kW，不计绳、滑轮的质量和摩擦，求：

（1）t时间内汽车对绳的拉力所做的功； （2）汽车对绳的拉力大小； （3）斜面的机械效率．

23．电动汽车因其节能、环保而受到人们的青睐。某品牌电动汽车，驾驶员与车的总质量为1.6t，车静止时轮胎与地面接触的总面积为0.08m2汽车在平直公路上以10m/s的速度匀速行驶10min，汽车所受阻力为驾驶员与车总重力的0.1倍，g取10N/kg。求电动汽车∶ (1)静止在水平地面上对地面的压强； (2)匀速行驶的路程；

(3)匀速行驶过程中牵引力所做的功。

24．跳伞是一项极具挑战的运动，现在越来越受到人们的喜爱。在某次跳伞训练过程中，一体重为500N的运动员从空中悬停的直升机上由静止开始竖直跳下，其速度与时间的关系如图所示，经15s下落210m后，继续匀速下落直至落地，整个过程用时30s，求在这个过程中：

（1）整个过程中重力做的功。 （2）匀速下降时重力做功的功率。

103N的卡车以54km/h的速度在水平公路匀速行驶，受到的阻力是25．一辆重3×

1200N．卡车沿水平路面匀速行驶300m后驶上一个倾角为30ｏ斜坡（斜面的长是其高的2倍）．设行驶过程中卡车的功率始终保持不变．求：

（1）在水平路面行驶时卡车牵引力所做的功W ；

（2）要使卡车上坡时的牵引力增大为水平路面时的1.5倍，其行驶速度应为多少？ （3）卡车在（2）问中所示上坡时，斜坡的机械效率为多大？

26．太阳能汽车利用太阳能来驱动，真正实现了零排放，有效地减少了对环境的污染．太阳汽车顶部所安装的太阳能电池板的有效面积为6m2，太阳光照射到地面时的辐射功率为1.2×103W/m2，如太阳能汽车将光能转化为最终推动汽车前进的机械能的效率为12%，当汽车在水平地面上匀速行驶，受到的牵引力为80N时，求汽车的行驶速度．

【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除

一、选择题 1．C 解析：C

A．由图知，甲滑轮组由3段绳子承担物重（即n1=3），乙滑轮组由2段绳子承担物重（即n2=2），在相同的时间内两物体提升的高度相同，则两物体上升速度相同，由v绳=nv

物

可知，甲绳端移动速度大于乙绳端移动速度。拉力F相同，甲绳端移动速度大，根据

P可知，F1做功的功率大，故A错误；

WFsFv ttB．已知滑轮组把质量相等的重物提升到相同的高度，由公式

W有用=Gh=mgh

知，两个滑轮组做的有用功相同；故B错误；

C．甲滑轮组由3段绳子承担物重，所以绳端移动的距离s1=3h，则甲滑轮组的机械效率为

1GhGhG F1s1F3h3FGhGhG F2s2F2h2F乙滑轮组由2段绳子承担物重，所以绳端移动的距离s2=2h，则乙滑轮组的机械效率为

2由于两拉力相同、物重相同，所以比较可知乙滑轮组的机械效率高，故C正确； D．由于两拉力相同，且绳端移动的距离

s1＞s2

所以，由W总=Fs可知甲滑轮组做的总功较大，故D错误。 故选C。

2．C

解析：C

①地面上固定的滑轮是定滑轮，定滑轮不能省力，但可以改变力的方向，故①错误； ②由图知n＝2，则绳子自由端移动的距离s绳＝2s，所以物体被匀速拉动的距离为1m时，绳子自由端移动的距离是2m，故②正确；

③不计绳重和绳与滑轮间的摩擦力，滑轮组的机械效率为

故③正确；

W有用W总100%fs0.1G0.12kg10N/kg80% Fs绳2F21.25N④若增加物体的重力，有用功增大，而提起动滑轮的那部分额外功不变，则有用功在总功中所占的比例增大，滑轮组的机械效率增大，故④错误；综上可知只有②③正确，故C正确、ABD错误。 故选C。

3．A

解析：A

①根据功的原理可知：使用任何机械都不省功；所以，利用该机械提起重物时不能省功，故①正确；

②如图，在△ACO中，知道∠CAO＝30°，则拉力F的力臂为

L＝OC＝0.5OA＝0.5×80cm＝40cm

故②错误； ③重力的力臂为

OB＝OA﹣AB＝80cm﹣50cm＝30cm

G＝30N

根据杠杆平衡条件得

FOC＝GOB

则

FGOB30N0.3m22.5N OC0.4m故③正确；

④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，动力将越小；由图示可知：

当OA为动力臂时，作用在A点的动力最小，即力垂直于杠杆向上，故现在的拉力F不是最小作用力，故④错误；由上分析可知①③正确。 故选A。

4．D

解析：D

不计滑轮本身的重力及摩擦的情况下；a、b、c图是定滑轮，只能改变力的方向，不省力也不费力；故

F1=F2= F3=G

d图用的是动滑轮，能够省一半的力，故

F4所以

1G 2F1F2F3F4

故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。

5．D

解析：D

AB．由图可知，上端圆珠笔干相当于定滑轮，下端圆珠笔干相当于动滑轮，动滑轮上的绳子根数n=6。若忽略笔杆重力和摩擦，根据滑轮组特点可知，拉细绳的力F等于钩码重力G的六分之一。但笔杆重力和摩擦是存在的，故拉细绳的力F应大于钩码重力G的六分之一。故AB错误；

C．细绳越粗，则细绳重力越大，在提起钩码时，也要把细绳也提起，对细绳做的功属于额外功。所以，在提升钩码重力不变时，细绳越粗，该滑轮组机械效率越低。故C错误； D．用该滑轮组提起不同的钩码，额外功不变，有用功改变，机械效率不同。故D正确。 故选D。

6．D

解析：D

A. 由图可知AB＜BC，由杠杆平衡条件可得

GABF1BC

解得

F1ABG＜G BCB. 由图可知AB＞BC，由杠杆平衡条件可得

GABF2BC

解得

F2ABG＞G BCC. 由图可知AC＞BC，由杠杆平衡条件可得

GABF3AC

解得

F3ABG＜G BCD. 由图可知AB＜AC，由杠杆平衡条件可得

GACF4AB

解得

F4ABG＞G BC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。

7．B

解析：B

A．有用功与总功的比值叫机械效率，故机械效率与做功的多少无关，此项错误。 B．功率反映做功的快慢，功率大则做功快，功率小则做功慢，此项正确。 C．机械效率与机械功率大小没有直接关系，此项错误。

D．功率等于功和做功时间的比值，时间短，功多少不确定，功率大小不确定，此项错误。 故选B

8．A

解析：A

由于斜面表面光滑，则拉力做功全部转化为克服物体重力做功，则

W1W2W有用Gh

由于用时相同，由功率计算公式可知

P1W1WP22 tt由于AB>AC，由WFs可知

F1W1WF22 s1s2故选A。

9．B

解析：B

初中生体重大约为500N，跳绳高度大约

h＝5cm＝0.05m

跳一次做的功

W ＝Gh＝500N0.05m＝25J

在体育测试中成绩合格时1min需要跳120次，则跳一次的时间为0.5s，则他跳绳时的功率

P综上所述，故选B。

W25J=50W t0.5s10．C

解析：C

大人和小孩搬5块完全相同的砖上到二楼，所以对砖施加的力是相同的，砖上升的高度也相同，根据W=Fs可知，大人和小孩对砖做的功一样多，所以A、B错误；由图可知，大人做功的时间较少，根据P=W/t可知，做相同的功，时间短的做功快，即功率大，所以C正确，D错误； 选择C．

11．D

解析：D

A．测量动滑轮的机械效率，需要匀速拉动弹簧测力计，不能在弹簧测力计静止时读数，故A错误；

B．弹簧测力计对绳子的拉力，作用在绳子上；物体的重力，作用在提升的物体上，即二力作用在两个物体上，不是一对平衡力，故B错误； C．使用动滑轮，承担物重的绳子股数n=2，滑轮的机械效率

W有GhGhG=η= W总FsF2h2F增大物体被提升的高度，不能提高动滑轮的机械效率，故C错误； D．不计绳重和摩擦，动滑轮的机械效率

W有GhG=W总GhG动hGG动11G11动1G GG动增大物体重力与动滑轮重力的比值，可以提高动滑轮的机械效率，故D正确。 故选D。

12．C

解析：C

健身教练通过改变音乐的节奏来控制健身操的运动情况，改变节奏时，会改变做动作的时间，但是健身者所用的力和通过的距离不变，因此做一个动作所做的功不变，由于做功不变，而时间发生率变化，所以整个运动过程的功率会发生变化。 故选C。

二、填空题

13．乙450050

解析：乙 4500 50% [1]由公式F省力。

[2]由图二可知，采用乙方式，物体上升12m，绳子自由端移动的距离

G物G动n可知，承重绳子越多，越省力，乙方式的承重绳子更多，所以更

snh=312m=36m

所用的时间

t=20s4s=16s

材料在上升过程中电动卷扬机拉钢丝绳的力的功率为

P[3]该装置的机械效率是

WFs2000N36m=4500W tt16sW有G物h3000N12m=50% W总Fs2000N36m14．450

解析：450

[1]根据杠杆的平衡条件可知

lllF()G

244所以，所需外力至少应为

F[2]微微抬起这根铁棒的B端，则有

G900N=300N 33lFlG

2所以，所需外力应为

FG900N=450N 2215．50N=改变力的方向

解析：50N = 改变力的方向

[1][2][3]使用定滑轮不能省力，可以改变力的方向，故F3大小为50N，F1和F3的大小相等。

16．45

解析：45

[1]小华的质量为45kg，重力为450N，跳起时重心升高的平均高度为4cm，由W=Fs可知小华跳一次所做的功为18J。

[2]她在1min内连续跳了150次，小华跳绳时的平均功率为

PW18J15045W t60s17．15:1615:16

解析：15:16 15:16

[1]已知两人每次跳起的高度相同，设每次跳起的高度都为h，则1min内甲乙做的功之比为

W甲n甲G甲h甲n甲G甲150315 W乙n乙G乙h乙n乙G乙120416[2]1min内甲乙做功的功率之比

W甲PW15甲t甲 W乙W乙16P乙t18．杠杆增加；

解析：杠杆 增加； 略

19．省力8050

解析：省力 80% 50

[1]斜面也是一种简单机械，利用斜面向上移动物体可以省力。 [2]做的有用功

W有用=Gh=mgh=50kg×10N/kg×4m=2000J

拉力做的总功

W总=Fs=250N×10m=2500J

斜面的机械效率

机械效率为80%。 [3]这个过程中，做的额外功

W有用W总2000J×100%=80% 2500JW额外=W总-W有用=2500J-2000J=500J

克服摩擦做的功为额外功的唯一来源，因为W额外=fs，所以摩擦力的大小

fW额s500J=50N 10m摩擦力为50N。

20．500J050W

解析：500J 0 50W

[1][[2]由题知，箱子在水平地面上运动，在重力的方向上没有移动距离，所以重力做功为0；拉力为100N，水平距离移动5m，所以人对箱子做的功为：

W=FS=100N×5m=500J。

[3]人做功的功率为

PW500J50W。 t10s三、解答题

21．8J 9J 88.9%

(1)[1]根据杠杆平衡条件Fl11F2l2可得

F1(2)[2]拉力F所做的有用功为

F2l240N0.8m80N l10.4mW有用Gh40N0.2m8J

[3]拉力F所做的总功为

W总Fs90N0.1m=9J

[4]杠杆的机械效率为

W有用8J88.9% W总9J答：(2)拉力F所做的有用功为8J、总功为9J、杠杆的机械效率为88.9%。 22．（1）1.2×106J；（2）20000N；（3）75%． (1)．由PW可得t时间内汽车对绳的拉力所做的功： tW=Pt=1.2×105W×10s=1.2×106J； (2)．10s内货物移动的距离： s物=vt=2m/s×10s=20m，

20m=60m， 由图知，n=3，拉力端移动距离：s=3s物=3×由W=Fs可得汽车对绳的拉力大小：

W1.2106JF=20000N；

s60m(3)．不计绳、滑轮的质量和摩擦，滑轮组对重物的拉力： F拉=3F=3×20000N=60000N， 斜面的机械效率：

W有用Gh9104N10m100%75%．

W总F拉s物60000N20m106J； 答：(1)．t时间内汽车对绳的拉力所做的功为1.2×(2)．汽车对绳的拉力大小为20000N； (3)．斜面的机械效率为75%．

23．(1)2105Pa；(2) 6000m ；(3)9.6106J (1)电动汽车静止在水平地面上对地面的压力

FGmg1.6103kg10Nkg1.6104N

电动汽车静止在水平地面上对地面的压强

F1.6104Np2105Pa 2S0.08m(2)电动汽车匀速行驶的路程

svt10ms1060s=6000m

(3)汽车所受阻力为驾驶员与车总重力的0.1倍，即汽车所受阻力为

f0.1G0.11.6104N1.6103N

汽车在平直公路上匀速行驶，则受到的牵引力为

Ff1.6103N

牵引力所做的功为

WFs1.6103N6000m=9.6106J

答：(1)静止在水平地面上对地面的压强为2105Pa； (2)匀速行驶的路程为6000m；

(3) 匀速行驶过程中牵引力所做的功9.6106J。 24．(1) 1.5105J (2)3000W (1)运动员开始跳车时的高度为：

hh1h2210m6m/s(30s15s)300m，

整个过程重力做功：

WGh500N300m1.5105J。

(2)匀速下降时重力做功功率：

PFvGv500N6m/s3000W。

答：(1) 整个过程中重力做的功是1.5105J。 (2) 匀速下降时重力做功的功率是3000W。 25．(1)3.6105J；(2)10m/s；(3)83.3% (1)由于卡车在水平路面匀速行驶，那么

F牵f1200N

那么在水平路面行驶时卡车牵引力所做的功为

WF牵s1200N300m3.6105J

(2)卡车在水平公路上行驶时的功率为

PF牵v1200N15m/s1.8104W 牵卡车上坡时的功率也为

'PP=1.8104W 牵牵卡车上坡时的牵引力增大为水平路面时的1.5倍，即

'F牵1.5F牵1.51200N1800N

那么它的行驶速度应为

1.8104Wv'10m/s

F牵1800N''P牵(3)斜坡的机械效率为

W有W总100%Gh100%'F牵s3103N1800N12100%83.3%

答：(1)在水平路面行驶时卡车牵引力所做的功为3.6105J；(2)要使卡车上坡时的牵引力增大为水平路面时的1.5倍，其行驶速度应为10m/s；(3)卡车在(2)问中所示上坡时，斜坡的机械效率为83.3%． 26．8m/s

103W/m2，如太阳能汽车将光能转化为最终推动汽太阳光照射到地面时的辐射功率为1.2×

车前进的机械能的效率为12%，所以有用功率：

P= 1.2×103W/m2×6m2×12%=864W

由公式P=Fv可得汽车的行驶速度：

v答：汽车的行驶速度为10.8m/s。

P864W10.8m/s F80N