成都武侯外国语学校初中物理八年级下册第十二章《简单机械》测试卷(包含答案解析)

一、选择题
1．简单机械与人类的生产活动息息相关，以下关于简单机械的说法中不正确的是（）A．定滑轮一定不省力也不费力
B．指甲剪是由两个费力杠杆和一个省力杠杆组成的
C．自行车把可以看作一个轮轴，可以省力，但是费距离
D．生活中的斜面机械效率达不到100%
2．为使杠杆平衡在图示位置，需在A点施加一个力，在如图所示的四个方向中，不可能使杠杆平衡的力是（）
A．F1和F2B．F1和F4C．F2和F3D．F3和F4
3．如图所示，斜面高h=1m，长s=5m，小车重50N，用沿斜面方向的拉力F，将小车从斜面底端匀速拉到顶端，不计斜面和小车之间的摩擦，下列说法错误的是（）
A．拉力F做的功大小等于50J
B．斜面对小车支持力做的功大小等于50J
C．斜面是一种省力的简单机械
D．斜面一定不能省功
4．将一个重为4.5N的物体沿斜面从底端匀速拉到顶端，已知斜面长1.2m，高为0.4m，斜面对物体的摩擦力为1N（物体的大小、空气阻力等可忽略不计）．则在上述过程中A．有用功为5.4J B．额外功为1.8J
C．机械效率为60%D．沿斜面向上的拉力大小为2N
5．如图所示的滑轮装置，重为5牛的物体挂在绳端，力F作同在滑轮的轴上，滑轮在力F 的作用下以2米/秒的速度匀速向上运动．若不计滑轮重及摩擦，则拉力F的大小和物体向上运动的速度为
A．10牛，4米/秒B．2.5牛，4米/秒
C．10牛，2米/秒D．2.5牛，2米/秒
6．骑单车是一种既健身又低碳的出行方式，“共享单车”的投放，极大地便利了民众的出行。

下列有关“共享单车”的说法中，正确的是（）
A．停在路边的“共享单车”对地面的压力和所受的重力是一对平衡力
B．当“共享单车”匀速转弯时，其运动状态没有发生变化
C．单车刹车的车闸装置相当于一个费力杠杆
D．单车轮胎上的花纹是为了增大摩擦
7．建筑工人用如图所示的滑轮组，在4s内将重为1500N的物体沿水平方向匀速移动2m 的过程中，所用的拉力大小为375N，物体受到水平地面的摩擦力为物重的0.4倍，在此过程中下列说法正确的是（）
A．做的有用功为1000J
B．拉力F的功率为750W
C．重力做的功为3000J
D．该装置的机械效率为80%
8．如图是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式（不计机械重和摩擦），其中所需动力最大的是（）
A．B．C．
D．
9．如图所示，用40N的力F沿水平方向拉滑轮，可使重20N的物体A以0.3m/s的速度在水平面上匀速运动：物体B重10N，弹簧测力计的示数恒为10N（不计滑轮、测力计、绳子的重量，滑轮的转轴光滑）。

下列说法不正确的是（）
A．物体A受到地而的摩擦力是10N
B．滑轮移动的速度是0.15m/s
C．水平拉力F的功率是6W
D．在2s内绳子对物体A做的功为6J
10．如图所示，两个钩码的总重是8N,两个动滑轮的总重是2N,若不计摩擦和绳重,用弹簧测力计通过滑轮组匀速拉动钩码，则弹簧测力计的读数为( )
A．2.5N
B．5N
C．2N
D．4N
11．如图所示，保持杠杆在水平位置平衡，在其他条件不变的情况下，下列操作能使弹簧测力计示数变小的是（）
A．增加钩码的个数
B．将钩码悬挂点的位置向左移
C．保持拉力方向不变，将弹簧测力计向右移
D．保持弹簧测力计悬挂点的位置不变，使其向左倾斜
12．关于功、功率、机械效率，下列说法中正确的是（）
A．物体做功越多，功率越大
B．作用在物体上的力越大，对物体所做的功越多
C．机械功率越大，则机械做功越快
D．机械做的有用功越多，机械效率就越高
二、填空题
13．如图所示，用40N的力F拉着重200N的物体沿水平地面做匀速直线运动1min，物体前进了12m，物体与地面间的滑动摩擦力为90N，则有用功为__________J，滑轮组的机械效率为__________。

14．杠杆平衡状态时指杠杆处于____或者____。

若杠杆平衡时动力臂是阻力臂的2倍，则动力是阻力的____倍，使用此类杠杆缺点是_____（选填“费力”或“费距离”）；若此杠杆受到的阻力是60牛，则当动力应为____牛，杠杆才能处于平衡状态。

15．如图所示，用竖直向上大小为100 N的拉力F，将重180 N物体提高1 m时，绳子自由端应提高____m，滑轮重________N．（不计摩擦）
16．如图所示，高为R、重G、均匀的圆柱形木柱M，底面半径为R，将它竖直放在水平地面上, 若要使木柱的a点离开地面，至少需要_________的力．(用G，R等表示)
17．如图所示，用600N的拉力向下拉绳，使重为900N的物体在10s内匀速上升了3m，不计绳重和摩擦，动滑轮重力为______N，拉力F的功率为______W。

此过程中滑轮组的
机械效率为______。

18．如图所示，滑轮组在竖直向上的拉力F=50N作用下，将重为120N的物体匀速提起在10s时间内绳子自由端移动的距离为s=3m过程中物体上升速度为______m/s；滑轮组的机械效率是______；若过程中克服绳重和摩擦做的额外功为10J，则动滑轮重______N。

19．如图所示，用大小为500N的拉力F通过滑轮组，将重为800N的物体在5秒内匀速提升高度10cm。

(1)有用功是___________J，拉力做功的功率是___________W，滑轮组的机械效率是
___________%。

(2)若要求出动滑轮的重力，需增加的条件是___________。

(3)在以下方法中，能提高该滑轮组的机械效率的是___________。

（填序号）
①增大物体提升高度②增加物体的重力
③增大匀速拉绳的速度④改变绕绳方式
20．如图所示，斜面长s=10m，高h=4m．用沿斜面方向的推力F，将一个重为 150N 的物体由斜面底端A匀速推到顶端B，运动过程中物体克服摩擦力做了 200J 的功，运动过程中克服物体的重力做的功W=_______J；斜面的机械效率η=_______%；推力F 的大小
F=_______N。

三、解答题
21．如图所示，重 100N 的物体 A 沿水平面以 0.4m/s 的速度做匀速直线运动，水平拉力F
为5N，此过程中滑轮组机械效率为 80%，求拉力做功的功率及物体 A 受到的摩擦力分别是多大?
22．如图所示，某中学生的体重为480N，站在水平地面上用200N的力在20s内把重为280N的箱子匀速提升4m，不计绳重及摩擦，求：
(1)提升箱子过程中拉力的功率；
(2)滑轮组的机械效率。

23．某工程队在一次水下施工作业中，用如图所示的滑轮组将浸没在河底的实心物体从深水中吊起。

物体的密度为2.6×103kg/m3，体积为1.5 m3，所用的拉力F=2.0×104 N.物体在10s内匀速上升了1m(未露出水面)，不计水的阻力，g取10 N/kg，水的密度为
1.0×103kg/m3。

求
(1)物体受到的浮力；
(2)拉力F做功的功率；
(3)滑轮组的机械效率。

24．用图甲所示的滑轮提升重为200N的物体，10s内将其竖直向上匀速提升1m，在此过程中（不计绳重和滑轮的轮与轴之间摩擦），求：
(1)画出图甲中滑轮所受各力的示意图；
(2)图甲中绳端移动的速度大小；
(3)拉力F的功率；
(4)若用图乙所示方式匀速提升该重物，求拉力1F的大小。

25．如图，物体重180 N，动滑轮重20 N，绳重和摩擦不计。

人在绳子末端拉力F的作用下，使物体10s时间上升了3m高度。

求:
(1)拉力F；
(2)拉力做功的功率；
(3)动滑轮的机械效率。

26．如图所示，用一个滑轮组在10s内将一重为300N的物体匀速向上提升2m，已知动滑轮重为60N（不计绳重和摩擦）。

请计算：
(1)绳子自由端的拉力是多大？
(2)该滑轮组的机械效率η是多少？
(3)拉力F的功率P是多少W？
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一、选择题
1．A
解析：A
A．定滑轮的实质是等臂杠杆，在实际生活中要考虑摩擦，将会费力，故A错误，A符合题意；
B．指甲剪既有省力杠杆也有费力杠杆，但其最终达到省力的目的，故B正确，B不符合题意；
C ．自行车的车把实质是省力杠杆，省力但是费距离，故C 正确，C 不符合题意；
D ．使用任何机械都要做额外功，所以生活中的斜面机械效率达不到100%，故D 正确，D 不符合题意。

故选A 。

2．D
解析：D
F 1和F 2使杠杆转动的方向与重物与杠杆转动的方向相反，可以使杠杆平衡；F 3的力臂为零，不能使杠杆平衡；F 4使杠杆转动的方向与重物与杠杆转动的方向相同，不能使杠杆平衡。

故ABC 不符合题意，D 符合题意。

故选D 。

3．B
解析：B
A ．不计斜面和小车之间的摩擦，拉力做功等于小车重力做功为
W=Fs=Gh =50N×1m=50J
故A 正确，A 不符合题意。

B ．支持力垂直于斜面，与小车运动的方向垂直，做功为0，故B 错误，B 符合题意；
C ．斜面是一种费距离省力的简单机械，故C 正确，C 不符合题意；
D ．根据机械功原理使用任何机械都不能省功，斜面也一定不能省功，故D 正确，D 不符合题意。

故选B 。

4．C
解析：C
A ．把物体沿斜面从底端匀速拉到顶端做的有用功：
W 有=Gh =4.5N ×0.4m=1.8J
故A 错误；
B ．把物体沿斜面从底端匀速拉到顶端做的额外功为：
W 额=fs =1N ×1.2m=1.2J
故B 错误；
C ．拉力做的总功：
W 总=W 额+W 有=1.8J+1.2J=3J ；
斜面的机械效率为：
1.8100%60%3有用总J J
W W η=
=⨯= 故C 正确；
D ．由W 总=Fs 可得拉力： 3 2.51.2总J N m
W F s =
== 故D 错误．
解析：A
由图可知，该滑轮是动滑轮，当滑轮在力F的作用下以2米/秒的速度匀速向上运动，重物的速度为:
2×2m/s=4m/s
此时拉力应该是物重的2倍，因此拉力为:
F=2G=2×5N=10N
故选A．
6．D
解析：D
A．停在路边的“共享单车”对地面的压力和所受的重力没有作用在同一物体上，方向也不相反，不是一对平衡力，故A错误；
B．当“共享单车”匀速转弯时它的方向在改变，所以其运动状态发生了变化，故B错误；
C．单车刹车的车闸装置动力臂较长，相当于一个省力杠杆，故C错误；
D．单车轮胎上的花纹是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦的，故D正确。

故选D。

7．D
解析：D
A．物体做匀速直线运动，物体受到的拉力等于摩擦力，所以物体A受到的摩擦力为
f＝0.4G＝0.4×1500N＝600N
所做的有用功
W有用＝fs A＝600N×2m＝1200J
故A错误；
B．由图知，n＝2，则绳子自由端移动的距离
s＝2s A＝2×2m＝4m
拉力F做的总功
W总＝Fs＝375N×4m＝1500J
拉力F的功率
P＝W
t
＝
1500J
4s
＝375W
故B错误；
C．物体沿水平方向运动，在重力的方向上没有移动距离，所以重力不做功，即重力做功为0J，故C错误；
D．该装置的机械效率
η＝W
W
有用
总
＝
1200J
1500J
×100%＝80%
故D正确。

故选D。

本题考查了功的公式、功率公式、机械效率公式的应用，明确有用功和滑轮组绳子的有效股数是关键。

8．C
解析：C
A ．不计机械重和摩擦，由图可知
1×4m=?2m F G
所以
12G F = B.滑轮组由三段绳子承担，所以23
G F =； C ．由图3知，使用的是定滑轮，所以F 3＝G ；
D ．根据杠杆的平衡条件
()43F L L G L ⨯+=⨯
所以
44
G F =
由以上分析得F 3＞F 1＞F 2＞F 4。

故选C 。

9．D
解析：D
A ．不计滑轮的摩擦和重力，以动滑轮为研究对象，则两段绳子向右的拉力与向左的拉力平衡，所以2F 拉=F ，则A 物体对滑轮的拉力
140N 20N 2
1=2F F =⨯=拉
力的作用是相互的，所以滑轮对A 的拉力也为20N ；弹簧测力计的示数恒为10N ，因拉滑轮时，物体B 始终处于静止状态，则测力计对B 向右的拉力与A 对B 向左的摩擦力平衡，所以
10N A B f F ==对示
力的作用是相互的，所以，物体B 对A 的摩擦力为10N ，方向向右；物体A 向左匀速运动，同时地面对物体A 还有向右的摩擦力，由力的平衡条件可得
B A F f f =+对拉地
所以地面对A 的摩擦力为
20N 10N=10N B A f F f ==对地拉﹣﹣
故A 正确，不符合题意；
B ．A 移动的速度即绳端移动的速度为0.3m/s ，所以滑轮的移动速度为
1=0.3m/s=0.15m/s 2
v ⨯绳 故B 正确，不符合题意；
C ．水平拉力F 的功率为
40N 0.15m/s==6W W Fs P Fv t t
⨯=
== 故C 正确，不符合题意； D ．绳子对物体A 的拉力是20N ，2s 物体A 移动的距离为
0.3m/s 2s=0.6m A A s v t ==⨯
所以在2s 内绳子对物体A 做的功
20N 0.6m=12J A W F s ==⨯拉
故D 错误，符合题意。

故选D 。

10．C
解析：C
钩码静止时，处于平衡状态，受到的力为平衡力，把动滑轮和钩码看成整体进行受力分析可知，
52N 8N 10N F G G =+=+=钩码动，
解得：F =2N ；
A ．不符合题意；
B ．不符合题意；
C ．符合题意；
D ．不符合题意．
11．C
解析：C
A ．增加钩码的个数时，阻力变大，阻力臂、动力臂都不变，由F 1L 1=F 2L 2可知，弹簧测力计的示数变大，故A 不符合题意；
B ．将钩码悬挂点的位置向左移时，阻力不变，阻力臂变大，动力臂不变，由F 1L 1=F 2L 2可知，弹簧测力计的示数变大，故B 不符合题意；
C ．保持拉力方向不变，将弹簧测力计向右移时，阻力、阻力臂都不变，动力臂变大，由F 1L 1=F 2L 2可知，弹簧测力计的示数变小，故C 符合题意；
D ．保持弹簧测力计悬挂点的位置不变，使其向左倾斜时，阻力、阻力臂都不变，动力臂减小，由F 1L 1=F 2L 2可知，弹簧测力计的示数变大，故D 不符合题意。

故选C 。

12．C
解析：C
A ．机械做功越多，功率不一定越大，因为所用的时间不明确，故A 错误；
B ．作用在物体上的力越大，对物体所做的功不一定越多，因为在力方向上的距离不明确，故B 错误；
C ．功率表示物体做功快慢的物理量，机械功率越大，则机械做功越快，故C 正确；
D ．机械做的有用功越多，机械效率不一定越高，因为有用功在总功中占的比例不明确，故D 错误。

故选C 。

二、填空题
13．75
解析：75%
[1]由图可知，n =3，则绳端移动的距离
312m=36m s ns ==⨯绳物
用滑轮组水平拉动物体时，克服物体的摩擦力做的功是有用功，则有用功
90N 12m=1080J W fs ==⨯有物
[2]拉力做的总功
40N 36m=1440J W Fs ==⨯绳总
滑轮组的机械效率
1080J 100%75%1440J
=100%W W η=⨯=⨯有总 14．静止绕支点匀速转动费距离30
解析：静止 绕支点匀速转动 12
费距离 30 [1][2]杠杆的平衡状态是指杠杆处于静止状态或绕支点匀速转动的状态，由于杠杆是否匀速转动不容易判断，所以在研究杠杆的平衡条件时，我们一般要求使杠杆保持水平平衡的状态；
[3]4[]已知杠杆的动力臂为阻力臂2倍，所以由杠杆的平衡条件公式F 1L 1=F 2L 2可知，动力是阻力的12
倍，因此该杠杆的特点是省力费距离； [5]若该杠杆受到的阻力为F 2=60N ，则动力： F 1=
12F 2=12
×60N=30N 。

15．20 解析：20
第一空．图中机械为动滑轮，根据动滑轮特点，绳子自由端移动的距离为：
s =2h =2×1m=2m ．即物体提高1 m 时，绳子自由端应提高2m ．
第二空．根据F =+2
G G 动，滑轮重为： G 动=2F -G =2×100N-180N=20N ． 16．G
解析：55
G 木柱a 点离开地面，要使施加的力最小，应让所施加力的力臂最大，如图所示：
， 此时动力为F ,阻力为G ,阻力臂：L 2=R ，
动力臂：L 1()222R R +5，
由杠杆的平衡条件可得：FL 1=GL 2，
则最小力：F =21GL L 5R 5 17．36075
解析：360 75%
[1]由图可知，该滑轮组绳子的有效段数2n =，由G G F n +=动
物可得，动滑轮的重力为
2600N 900N 300N G nF G =-=⨯-=动物
[2]绳子自由端移动的距离为
23m 6m s nh ==⨯=
所以拉力做的功为
600N 6m 3600J W Fs ==⨯=
拉力F 的功率为
3600J 360W 10s
W P t =
== [3]滑轮组的机械效率为 900N 3m 100%100%100%75%600N 6m W Gh ηW Fs ⨯=⨯=⨯=⨯=⨯有用总 18．18020
解析：1 80% 20
[1]由图可知，该滑轮组n =3，物体上升高度
3m =1m 3
s h n ==
物体上升速度
1m =0.1m/s 10s
h v t =
= 物体上升速度为0.1m/s 。

[2]机械效率 120N 1m =
===80%50N 3m
W Gh W Fs η⨯⨯有总 滑轮组的机械效率是80%。

[3]额外功 ==150J 120J=30J W W W --额外总有
提升动滑轮所用的功
=30J-10J=20J W W W =-'动额外
动滑轮重
20J ==20N 1m
W G h =
动动 动滑轮重20N 。

19．2080不计绳重和摩擦②
解析：20 80 不计绳重和摩擦 ②
(1)[1]有题意可的，有用功是
=800N 0.1m=80J W Gh =⨯有用
[2]拉力的做功
==500N 20.1m=100J W Fs F nh =⨯⨯⨯
[3]轮组的机械效率是
80J 100%=100%=80%100J
W W η=⨯⨯有用总 (2)[4]若要求出动滑轮的重力，则需要忽略克服摩擦力做功，和克服绳子做功。

即不计绳重和摩擦。

可求出动滑轮重。

(3)[5]提高该滑轮组的机械效率的方法有：增加有用功减小额外功。

由公式可得
Gh G Fs nF
η== ①增加重物提升高度的时候，绳端被拉升的距离也变长了,所以不能提高机械效率。

故①不符合题意；
②增加物体的重力，在动滑轮、摩擦不变的情况下，即额外功不变的情况下，有用功增加了，所以机械效率就提高了，故②符合题意；
③增大提升物体的速度，不能提高机械效率，故③不符合题意；
④改变绳子的缠绕方法，对重物被拉升没有影响，即对有用功没影响；对动滑轮的拉升、
动滑轮转动时的摩擦也没有影响，即不影响额外功．所以改变绕绳方式不影响机械效率，故④不符合题意。

故选②。

20．7580
解析：75 80
[1]运动过程中克服物体的重力做的功
W 有=Gh =150N×4m=600J
[2]运动过程中做的总功
W 总=W 有+W 额=600J+200J=800J
斜面的机械效率
600J =800J
W W η=有用总=75% [3]推力的大小
800J 10m
W F s ==总=80N 三、解答题
21．6W ；12N
由图可知滑轮组中的n =3，拉力绳端移动速度为
30.4m/s 1.2m/s v nv ==⨯=绳物
则拉力做功的功率为
1.2m/s 5N 6W P v F =⨯==绳
滑轮组的机械效率为
fs fs f Fs nFs nF
η=
==' 则物体 A 受到的摩擦力为 80%35N 12N f nF η==⨯⨯=
答：拉力做功的功率为6W ，物体 A 受到的摩擦力为12N 。

22．(1)80W ；(2)70%
解：(1)由图知绳子承担重物的段数为2，拉力端移动的距离
224m 8m s h ==⨯=
拉力做的总功
200N 8m 1600J W Fs ==⨯=总
拉力做功的功率
1600J 80W 20s
W P t =
==总 (2)滑轮组的机械效率
280N 100%70%2200N W Gh G W Fs nF η====⨯=⨯有总 答：(1)提升箱子过程中拉力的功率为80W ；
(2)滑轮组的机械效率为70%。

23．(1) 1.5×104N ；(2) 4×103W ； (3) 60%
解：(1)由阿基米德原理可知，物体所受浮力为
3334=1?10kg/cm ?10N/kg?1.5m =1.5?10N F gV gV ρρ==浮液液物排
(2)由图可知，滑轮组有两段绳子与动滑轮相连，故拉力F 的移动距离为物体上升高度的两倍，物体上升了1m ，拉力移动了2m 。

拉力所做的功为
442?10N?2m=4?10J W Fs ==总
拉力做功的功率为
434?10J =4?10W 10s
W P t ==总 (3)物体的重力为
33342.6?10kg/m ?1.5m ?10N/kg=3.9?10N G mg Vg ρ===
滑轮组的有用功为
()()444==3.9?10N 1.5?10N 1m=2.4?10J W G F h --⨯浮有
该滑轮组机械效率为
442.4?10J =100%=100%=60%4?10J
W W η⨯⨯有
总 答：(1)物体受到的浮力为41.5?10N ；(2)拉力F 的功率为34?10W ；(3)滑轮组的机械效率为60%。

24．(1)
(2)0.1m/s ；(3)20W ；(4) 200N
【分析】
(1)根据滑轮的状态对滑轮受力分析；
(2)根据速度公式求出速度的大小；
(3)根据P Fv Gv ==求出功率的大小；
(4)使用定滑轮不能改变力的大小，可以改变力的方向。

(1)滑轮处于静止状态，受到竖直向下的重力、甲对滑轮向下的拉力、F 对滑轮向下的拉力、天花板对轮竖直向上的拉的共同作用，力的示意图如图所示：
(2)10s 内将物体竖直向上匀速提升1m ，则绳端移动的速度大小为 1m 0.1m/s 10s
s v t === (3)不计绳重和滑轮的轮与轴之间摩擦，拉力F 的功率为
200N 0.1m/s 20W P Fv Gv ===⨯=
(4)使用定滑轮可以改变力的方向，但不能改变力的大小，即拉力1F 仍为200N 。

答：(1)滑轮所受各力的示意图，如图所示
(2)图甲中绳端移动的速度为0.1m/s ；
(3)拉力F 的功率为20W ；
(4)拉力1F 的大小为200N 。

【点睛】
本题考查了定滑轮的特点、速度的计算、功率的计算，难度不大，知道使用定滑轮的好处是解题的关键。

25．（1）100N ；（2）60W ；（3）90%
(1)由图知道，使用的是动滑轮，n =2，不计绳重和摩擦，则拉力
180N+20N 100N 22
G G F +===物动
(2) 拉力移动的距离
s=2h =2×3m=6m ，
拉力做的总功
W 总=Fs=100N ×6m=600J
拉力做功功率
600J 60W 10s
W P t =
== (3)人所做的有用功 W 有用=Gh =180N×3m=540J 由W W η=有总
知道，动滑轮的机械效率 540J 100%=100%90%600J
W W η=
⨯⨯=有总 答：(1)拉力大小是100N ；
(2)拉力做功的功率是60W ；
(3)动滑轮的机械效率90%。

26．(1)120N ；(2)83.3%；(3)72W
(1) 绳子自由端的拉力是
()11=(300N+60N)=120N 33
F G G =
+⨯物动牵 (2) 有用功为 ==300N 2m=600J W Gh ⨯有
绳子自由端的拉力做功为
=120N 2m 3=720J W Fs =⨯⨯
该滑轮组的机械效率η是
600J =100%=83.3%720J
W W η=
⨯有总 (3) 拉力F 的功率P W 720J ==72W 10s
P t =
答：(1) 绳子自由端的拉力是120N ； (2) 该滑轮组的机械效率η是83.3%；
(3) 拉力F 的功率P 是72W 。