北京丰台区第二中学初中物理八年级下册第十二章《简单机械》检测(有答案解析)

一、选择题
1．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
2．关于图中的简单机械，说法正确的是（）
A．图甲中的剪铁片剪刀的动力臂小于阻力臂，所以是省力杠杆；
B．图乙中旗杆顶端装有动滑轮，利用它来升国旗，可以改变力的方向；
C．利用图丙中的滑轮组提升重物，省功但费距离；
D．利用图丁中的滑轮组提升重物，省力又能改变力方向。

3．用图示装置探究杠杆平衡条件，保持左侧的钩码个数和位置不变，使右侧弹簧测力计的作用点A 固定，改变测力计与水平方向的夹角θ，动力臂l 也随之改变，所作出的“F-θ”图象和“F-l” 图象中，正确的是
A．B．
C．D．
4．如图所示，在水平拉力F的作用下，物体A匀速向左滑动，弹簧测力计的示数为12牛，不计滑轮重及滑轮与绳之间摩擦，拉力F和物体A受到的摩擦力f的大小分别为
A．F=24牛，f=12牛B．F=12牛，f=24牛
C．F=24牛，f=6牛D．F=12牛，f=6牛
5．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．
6．电梯是高层住宅必备的交通工具。

如图所示是某种升降电梯工作原理图，它由轿厢、对重、电动机、钢丝绳、滑轮等部件连接组成。

电动机和对重通过钢丝绳分别给轿厢施加拉力，连接轿厢的两根钢丝绳非常靠近，轿厢与对重的运动方向始终相反（不计钢丝绳重力和一切摩擦）。

对重的质量为400kg，空轿厢的质量是500kg，小李一人乘坐电梯，匀速下降时右侧钢丝绳受到的拉力为1650N，则小李的质量为。

若还是小李一人乘该电梯匀速上升，右侧钢丝绳拉力。

（）
A．75kg 大于1650N
B．75kg 等于1650N
C．65kg 大于1650N
D．65kg 等于1650N
7．郯城的公共自行车（如图）已遍及城区的各个地方，解决了群众出行“最后一公里”问题．下列有关公共自行车的说法，正确的是（）
A．车座宽大柔软是为了增大对人体的压强
B．轮胎的花纹是为了减小车轮与地面的摩擦
C．骑车时，自行车的脚踏板在水平位置时最省力
D．自行车对地面的压力和地面对自行车的支持力是一对平衡力
8．如图所示，分别用不同的方式在水平地面上匀速拉动同一物体，物体所受地面的摩擦力均相等，不计滑轮和绳重，不计绳与滑轮间的摩擦，各图中最省力的是（）
A．B．
C．D．
9．如图甲所示的装置来探究滑轮组的机械效率η与物重G物的关系，改变G物竖直向上匀速拉动弹簧测力计，计算并绘出η与G物关系如图乙所示，若不计绳重和摩擦，则下列说法正确的是（）
A．当G物=6N时，机械效率η=40%
B．此滑轮组动滑轮的重力为2N
C．当G物=15N时，弹簧测力计的示数为6N
D．同一滑轮组机械效率η随G物的增大面增大，最终将超过100％
10．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
11．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
12．如图所示，杠杆的两侧挂有钩码，处于水平位置平衡状态。

接下来的一些操作，仍能使杠杆保持水平位置平衡的是（）
A．两侧钩码同时向外移一格
B．两侧钩码同时向内移一格
C．左侧的钩码向外移一格，右侧减去一个钩码
D．左侧减去一个钩码，右侧的钩码向内移一格
二、填空题
13．用如图所示的实验装置研究“杠杆的机械效率”。

实验时，将总重为G的钩码挂在杠杆A处，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，钩码上升的高度为h，弹簧测力计的示数为F，其移动的距离为s，则杠杆的机械效率ηA=_____（用题中字母表示）.若将钩码移动到B点，仍将它匀速提升h的高度，此时弹簧测力计的示数为F B，则F A_____F B。

（选填“>”、“=”或“<”），重物挂于B点时，杠杆的机械效率为ηB，则ηA_____ηB。

（选填“>.”、“=”或“<”）。

14．如图在粗糙斜面上将一个重为16N 的物体匀速拉到高h 处，沿斜面向上的拉力为10N ，斜面长2m s =、高1m h =．其中所做的有用功为__J ，物体受到的摩擦力大小为__N ，斜面的机械效率为__．
15．如图所示，小明同学在做俯卧撑，他的体重为500牛，A 点为重心．当他缓慢撑起身体时，地面对双手的作用力为____________牛，经过2秒钟，小明肩膀向上移动的距离为0.5米，则地面对小明做功为____________焦，功率为____________瓦．
16．如图所示，一根粗细均匀的硬棒AB 被悬挂起来，已知8AB AO =，当在A 处悬挂240牛的重物G 时，杠杆恰好平衡，则杠杆受到的重力为______牛。

17．如图，重100 N 的物体，以0.1 m/s 的速度在水平面上作匀速直线运动，作用在绳自由端的拉力是20 N ，则作用在物体上的水平拉力是_________N ，物体A 受到的滑动摩擦力是_________N ，10 s 内绳子自由端通过的距离是_________m ．（不计滑轮及绳重，不计绳与滑轮间的摩擦）
18．如图所示是来工地使用的一种起重机的滑轮组。

一次提升货物A 的质量为
2.7×103kg ，30s 内货物A 被匀速提升了3m ，动滑轮的重力3×103N （不计起重机钢绳重和一切摩擦）。

则：钢绳自由端的移动速度为______m/s 。

拉力F 的功率为______W ，滑轮组
的机械效率为______。

（g=10N/kg）
19．如图所示，一轻质杠杆悬于O点，力F作用在B端，重为25N的物体悬挂在A点，此时杠杆在水平位置平衡，且物体对地面的压力为10N，若BO=3AO，则拉力F的大小为
______N（摩擦忽略不计）。

20．如图(a)所示，在对汽车的发动机做检修时需要将引擎盖抬起，抬起过程应用了杠杆原理，引擎盖可绕О点自由转动，A点为引擎盖重心位置。

若在引擎盖的前端，用竖直向上的力抬起引擎盖过程中，重力G的力臂逐渐_______（选填“变短”或“变长”），所用外力的大小_______（选填“增大”、“减小”或“不变”）。

图(b)为引擎盖支起时受力分析示意图。

由图示分析可知，该杠杆属于_______（选填“省力”、“等臂”或“费力”）杠杆。

三、解答题
21．如图所示，利用滑轮组用时10s将200N的重物匀速向上提升到20m高的平台上，求：
(1)画出滑轮组的绕线方式；
(2)绳子自由端向下移动的速度；
(3)若实际拉力为110N，不计绳重及摩擦，则动滑轮重是多少N。

22．如图所示，工人师傅用大小为 250N 的拉力将一个重为 400N 的货物提升到高处，5s 内，绳自由端移动了 1m。

求：
(1)拉力F 的功率大小为多少？
(2)该滑轮组的机械效率为多少？
23．如图所示，用固定在竖直墙上的直角三角形支架ABC放置空调室外机。

已知AB长
40cm，BC长50cm，AC长30cm，三角形支架的质量忽略不计。

室外机的质量为30kg，与支架的接触面积为30cm2，室外机静止在图中位置时，它的重力作用线正好通过AB中点。

求：
(1)这台空调室外机的重力是多少？
(2)室外机静止时，对三角形支架的压强是多少？
(3)A处螺钉受到的水平拉力为多少？
24．用一动滑轮在5s内将一重为200N的物体向上提起3m，拉力为150N。

求：
(1)拉力F所做的功；
(2)拉力F所做功的功率；
(3)这个动滑轮的机械效率。

25．小刚用如图所示的装置在10s内将重为450N的货物匀速提升2m，此过程中拉力F的
功率为120W，求：
(1)提升装置所做的有用功；
(2)拉力F做的功；
(3)该滑轮组的机械效率。

26．用平行于斜面的拉力F，将重300N的物体从斜面底部匀速拉到顶端，斜面长2m，高1m。

由于物体与斜面间的摩擦，斜面的机械效率为60%。

求：
(1)力F做的功；
(2)斜面对物体的摩擦力。

【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除
一、选择题
1．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。

2．D
解析：D
A．剪铁片剪刀使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A错误；
B．图乙中旗杆顶端装有定滑轮，利用它来升国旗，可以改变力的方向，故B错误；C．使用任何机械都不省功，故C错误；
D ．利用图丁中的滑轮组提升重物既省力又能改变力的方向，使用方便，故D 正确。

3．C
解析：C
A ．动力F 和θ的关系，当F 从沿杆方向（水平向左）→垂直于杆方向（与水平方向成90°）→沿杆方向（水平向右），由图可知，F 对应的动力臂l =OA ×sinθ，动力臂l 先变大后变小，则动力F 先变小后变大，所以A 错误；
B ．当θ等于90°时，动力臂最大，动力最小但不为零，所以B 错误；
CD ．根据杠杆平衡条件Fl =F 2l 2可得：F =
22F l l
，由于F 2、l 2不变，则F 和l 成反比，故C 正确，D 错误。

4．B
解析：B
【分析】
根据“如图所示，在水平拉力F 的作用下，物体A 匀速向左滑动”可知，本题考查了动滑轮的特点和二力平衡的条件的应用，根据动滑轮的特点进行求解。

这是一个动滑轮，绳子两端的力相等，弹簧测力计的读数为12N ，因为绳子两端的力相等，所以绳子自由端的拉力F 大小为12N ，轴上的力等于绳子两端的力的和为24N ； 物体匀速运动，则绳子对物体的拉力和地面对物体的摩擦力是一对平衡力，大小相等，所以摩擦力的大小为24N ，故选B 。

5．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 。

6．D
解析：D
左侧钢丝绳的拉力为
F左=G对重=m对重g=400kg×10N/kg=4000N 轿厢的重力为
G轿厢=m轿厢g=500kg×10N/kg=5000N 由题意知
F左+F右=G轿厢+G小李
所以
G小李=F左+F右-G轿厢
代入数值得
G小李=4000N+1650N-5000N=650N
所以小李的质量为
m小李=
650N
10N/kg
G
g
=
小李=65kg
当小李乘此电梯上升过程中，电梯仍然是平衡状态，所以右侧钢丝绳的拉力还是1650N。

故选D。

7．C
解析：C
A．车座宽大柔软，是在压力一定时，通过增大受力面积来减小压强，故A不符合题意；B．轮胎表面的花纹，是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力，故B
不符合题意；
C．在水平位置时，力和力臂垂直，此时动力臂最长，蹬下时越省力，所以在水平位置时，自行车的脚踏板最省力，故C符合题意；
D．静止在水平地面上的自行车对地面的压力和地面对自行车的支持力是作用在不同物体上的两个力，即不是一对平衡力，故D不符合题意．
8．B
解析：B
由题知，物体所受地面的摩擦力均相等，设摩擦力大小均为f；
A．用力匀速拉动物体时，物体受到的拉力和摩擦力为一对平衡力，大小相等，拉力
F1=f；
B．图中使用的是动滑轮，不计滑轮和绳重，不计绳与滑轮间的摩擦，拉力
31 2
F f
=；C．图中使用的是定滑轮，不计滑轮和绳重，不计绳与滑轮间的摩擦，拉力F2=f；D．图中使用的是动滑轮，但动力作用在轴上，不计滑轮和绳重，不计绳与滑轮间的摩擦，则拉力F4=2f，故B最省力。

故选B。

9．C
解析：C
滑轮组机械效率可表示为
()W G h G W G G G G h η===++有
物物总物动
物动 由算式可知同一滑轮组机械效率η随G 物的增大面增大，但都不会超过100％，将乙图中数据带入可求动滑轮重力为
12N =
-12N=3N 80%
G G G η-=物动物 当G 物=6N 时，机械效率为 6N 100%=100%66.7%6N+3N
G G G η=⨯⨯≈+物物动 动滑轮上有三段绳子，则当G 物=15N 时，弹簧测力计的示数为
15N+3N =6N 33G G F '+==物动 故ABD 不正确，C 正确。

故选C 。

10．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 。

11．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 。

12．D
解析：D
设一个钩码的重力为G ，一个小格的长度为L
A ．将杠杆两侧的钩码同时各向外移动一小格，则
左端248G L GL =⨯=
右端339G L GL =⨯=
则
89GL GL <
故杠杆向右端下倾，故A 不符合题意；
B ．将杠杆两侧的钩码同时各向内移动一小格，则
左端224G L GL =⨯=
右端33G L GL =⨯=
则
43GL GL >
故杠杆向左端下倾，故B 不符合题意；
C ．左侧的钩码向外移一格，右侧减去一个钩码，则
左端248G L GL =⨯=
右端224G L GL =⨯=
则
84GL GL >
故杠杆向左端下倾，故C 不符合题意；
D ．左侧减去一个钩码，右侧的钩码向内移一格
左端33G L GL =⨯=
右端33G L GL =⨯=
则
33GL GL =
故杠杆向左端下倾，故D 符合题意；
故选D 。

二、填空题
13．×100％<< 解析：Gh Fs
×100％ < < [1]杠杆的机械效率：
η=W W 有用总=Gh Fs
×100％； [2]根据图示可知，若钩码移动到B 点时，阻力和动力臂都不变，阻力臂增大，由F 1l 1=F 2l 2可知，动力将增大，即：
F A <F B ；
[3]将钩码移动到B 点，仍将钩码匀速提升h 的高度，则有用功不变，弹簧测力计竖直移动的距离不同，B 点时杠杆上升的高度小，做的额外功小，所以机械效率会变大，即：
ηA <ηB 。

14．280
解析：2 80%
[1]所做的有用功为：
W 有用16N 1m=16J Gh ==⨯；
[2]拉力做的总功为：
W 总10N 2m=20J Fs ==⨯，
所做的额外功为：
W 额=W 总-W 有用=20J-16J=4J ；
摩擦力：
4J =2N 2m
W f s =
=额． [3]斜面的机械效率为： 16J 100%=100%=80%20J
W W η=⨯⨯有用总． 15．15075
解析：150 75
[1]根据杠杆平衡条件F 1l 1=F 2l 2可知：
F 1×(0.6m+0.9m)=500N×0.9m
解之得
F 1=300N
[2]小明肩膀向上移动的距离为0.5米，则地面对小明做功为：
W =F 1s =300N×0.5m=150J
[3]小明做功的功率为：
P =W t =150J 2s
=75W 16．80
解析：80
因为杠杆为粗细均匀的硬棒，所以杠杆AB 的重心在杠杆的中心，力臂为杠杆AB 的38
；由杠杆平衡的条件可得：
38
G AB G OA ⨯=⨯杠杆 已知AB =8AO ，则
3188
G AB G AB ⨯=⨯杠杆 可得
11×240N =80N 33
G G ==杠杆。

17．402
解析：40 2
由图知道，物体做匀速直线运动，有两条绳子作用在动滑轮上（n ＝2）承担作用力，不计滑轮及绳重，不计绳与滑轮间的摩擦，由力的平衡条件知道，作用在物体上的水平拉力F ′＝2F ＝2×20N ＝40N ；由于物体匀速运动，所以，摩擦力等于作用在A 上的水平拉力，即f ＝F ′＝40N ；又因为物体运动的速度是v ＝0.1m/s ，所以，绳子自由端移动的速度是：v ′＝2v ＝2×0.1m/s ＝0.2m/s ，由s v t
=
知道，10s 内绳子自由端移动的距离是：s ＝v′t ＝0.2m/s×10s ＝2m ． 18．2m/s3000W
解析：2m/s 3000W 90%
[1]货物上升的速度
3m 0.1m /s 30s
v t h === 图中有两股钢绳承担物重，所以钢绳自由端的移动速度是物体移动速度的2倍，即0.2m/s 。

[2] 拉力F F A A 22G G m g G ++==动滑轮动滑轮3342.710kg 10N /kg 310N 1.510N 2
⨯⨯+⨯==⨯ 拉力F 的功率
P =Fv =41.510N 0.2m/s ⨯⨯=3000W
[3]滑轮组的机械效率
342.710kg 10N /kg 3m 90%2 1.510N 23m
W Gh mgh W Fs F h η⨯⨯⨯=====⨯⨯⨯有总 19．5
解析：5
由题意可知物体对A 端的拉力为
25N-10N=15N F G F =-=压拉
由杠杆的平衡条件得
F BO F AO ⨯=⨯拉
带入数据得
15N 1=5N 3
F AO F BO ⨯⨯==拉 20．变短不变省力
解析：变短 不变 省力
[1][2][3]用竖直向上的力抬高引擎盖的过程中，重心A 向斜上方运动，重力的方向不变，由力臂的定义可知，重力的力臂会变短，因为动力臂和阻力臂的比值不变，重力大小不变，所以动力的大小不变。

由题可知，动力臂大于阻力臂，所以为省力杠杆。

三、解答题
21．(1) ；(2)4m/s ；(3)20N
解：(1)由图可以看出，人站在地面拉动绳子，因此绳子的拉动方向应向下，因此确定自由端的绳子，然后依次向内绕，如图所示：
(2)由图可知，与动滑轮相连的绳子段数n ＝2，则绳子自由端移动的距离
2=2?20m=40m s h =
绳子自由端向下移动的速度为
40m ==4m/s 10s
s v t = (3)不计绳重及摩擦，则有
1()F G G n
=
+动 化简得 22?110N 200N 20N G F G =-=-=动
答：(1)画出滑轮组的绕线方式见上图；(2)绳子自由端向下移动的速度为4m/s ；(3)若实际拉力为110N ，不计绳重及摩擦，则动滑轮重是20N 。

22．(1) 50W ；(2) 80%
(1)绳端移动的距离s = 1m ，拉力做的总功
W 总=Fs =250N ×1m=250J
拉力F 的功率
P =
W t 总=250J 5s =50W 拉力F 的功率为50W 。

(2)与动滑轮直接相连的绳子段数n =2， 货物上升的高度
h =
12s =12
⨯1m=0.5m 拉力做的有用功
W 有=Gh =400N ×0.5m=200J
滑轮组的机械效率
η=W W 有总×100%=200J 250J
×100%=80% 滑轮组的机械效率为80%。

答：(1) 拉力F 的功率50W ；
(2) 该滑轮组的机械效率为80%。

23．(1)300N ；(2)1×105Pa ；(3)200N
(1)这台空调室外机的重力
G ＝mg ＝30kg×10N/kg ＝300N
(2)室外机静止时，对三角形支架的压力
F ＝
G ＝300N
则对三角形支架的压强
542300110Pa 3010m
F N p S -===⨯⨯ (3)室外机静止时，可将三角形支架看成一根杠杆，支点在C 点，动力臂为CA ，由题意可知阻力臂为AB ，则根据杠杆的平衡条件可得
F A ×AC ＝
G ×AB
则水平拉力
300N 0.4m 200N 220.3m
A G A
B F A
C ⨯⨯===⨯⨯ 答：(1)这台空调室外机的重力是300N ；(2)室外机静止时，对三角形支架的压强是1×105Pa ；(3)A 处螺钉受到的水平拉力为200N 。

24．(1)900J ；(2)180W ；(3)66.7%
(1)绳子自由端移动的距离
23m 6m s nh ==⨯=
拉力F 所做的功
150N 6m 900J W Fs ==⨯=总
(2)拉力F 所做功的功率
900J 180W 5s
W P t ===总 (3) 拉力F 所做的有用功
200N 3m 600J W Gh ==⨯=有用
这个动滑轮的机械效率
600J 66.7%900J
W W η=
==有用总 答：(1)拉力F 所做的功为900J ；
(2)拉力F 做功的功率为180W ；
(3)这个动滑轮的机械效率为66.7%。

25．(1)900J ；(2)1200J ；(3)75%
(1)提升装置所做的有用功为
450N 2m 900J W Gh ==⨯=有
(2)拉力F 做的功为
120W 10s 1200J W Pt =⨯==总
(3)该滑轮组的机械效率为
900J 100%100%75%1200J
W W η=⨯=⨯=有
总 答：(1)提升装置所做的有用功为900J ；
(2)拉力F 做的功为1200J ；
(3)该滑轮组的机械效率为75%。

26．(1)500J ；(2)100N
(1)由
100%W W 有总
η=
⨯ 可得 300N 1m 500J 60%W Gh W ηη⨯=
==
=有总 (2)由 W W W =+总有额
得
W W W =-额总有
即
fs W Gh =-总
则
500N 300N 1m 100N 2m
f W Gh s --⨯===总 答：(1)力F 做的功为500J ；
(2)斜面对物体的摩擦力为100N 。