中国人民大学附属中学人教版初中物理八年级下册第十二章综合测试

一、选择题
1．某人用150N的力将500N的重物提高了30cm，那么他可能使用了（）
A．一个定滑轮B．一个杠杆
C．一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组D．一个动滑轮B
解析：B
某人用150N的力提起了500N的重物，如果使用滑轮，需要至少4股绳子承担物重，即至
少是两个动滑轮和一个定滑轮。

使用杠杆时，只需要动力臂是阻力臂的10
3
倍，即100厘米
的动力臂。

因此ACD均不符合题意，B符合题意。

故选B。

2．悬挂重物G的轻质杠杆，在力的作用下倾斜静止在如图所示的位置，若力施加在A 点，取小的力为F A，若力施加在B点或C点，最小的力分别为F B、F C，且AB=BO=OC。

下列选项中正确的是（忽略O点的位置变化）（）
A．F C<G B．F B=G C．F A>G D．F B>F C A
解析：A
在阻力和阻力臂不变的情况下，动力臂越大，动力最小，根据力臂的定义可知，重力的方向竖直向下，重力的力臂要小于OB，由图可知，OA＞OB=OC，根据杠杆的平衡条件可知，F A、F B、F C都要小于G，由于OB=OC，则F B=F C，故BCD错误，A正确。

故选A。

3．小明用如图所示的装置探究杠杆的平衡，杠杆重力忽略不计，AB＝BC＝CO。

图中所用钩码相同，弹簧测力计均保持竖直方向拉杠杆，使杠杆平衡在图示位置，弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3、F4，以下判断正确的是（）
A．F1﹤F2﹤F3﹤F4B．F1=F4﹤F3﹤F2C．F1=F4﹤F2﹤F3D．F1﹤F3﹤F2﹤F4B 解析：B
设钩码重力为G，因AB＝BC＝CO，弹簧测力计均保持竖直方向拉杠杆，使杠杆平衡在图示位置，根据杠杆的平衡条件可得
13
G F =
223
F G =
32
G F =
43
F G =
故可得
F 1=F 4﹤F 3﹤F 2
故选B 。

4．如图所示，粗细均匀的铁棒AB 静止在水平地面上，小明用力F 将铁棒从水平地面拉至竖直立起．此过程中，力F 作用在B 端且始终与铁棒垂直，则力F 将（ ）
A ．逐渐变大
B ．逐渐变小
C ．保持不变
D ．先变小后变大B 解析：B 【解析】
如下图所示： 在抬起的过程中，阻力F 2 不变，F 与铁棒始终垂直，所以动力臂l 1 不变，由于铁棒的位置的变化，导致了阻力F 2 的阻力臂l 2 在变小，根据杠杆的平衡条件可得：Fl 1=F 2 l 2 可知，l 1 、F 2 都不变，l 2 变小，所以F 也在变小。

故选B 。

5．如图，O 为拉杆式旅行箱的轮轴，OA 为拉杆．现在拉杆端点A 处施加力F ，使箱体从图示位置绕O 点缓慢逆时针转至竖直位置．若力F 的大小保持不变，则力F 的方向应（ ）
A ．垂直于OA 向上
B ．竖直向上
C ．沿OA 向上
D ．水平向左B 解析：B
使箱体从图示位置绕O 点缓慢逆时针转至竖直位置过程中，根据杠杆的平衡条件可得
G F Gl Fl =，可知箱体重力G 大小不变，力F 的大小也保持不变，在转动的过程中G l 是不
断变小的，那么F l 也应该变小；若力F 的方向垂直于OA 向上，F l OA =，大小不变，这种情况不符合要求；若力F 的方向竖直向上，在转动的过程中，F l 不断变小，这种情况符合要求；若力F 的方向沿OA 向上，F 0l =，这种情况不符合要求；若力F 的方向水平向左，在转动的过程中，F l 不断变大，这种情况不符合要求；故选B ．
6．如图所示，物体在沿斜面向上的拉力作用下，从斜面底端匀速拉到斜面顶端，已知斜面高为h ，斜面长为s ，且s=2h ，物体所受重力为G ，斜面的机械效率为75%，若物体受到的拉力和摩擦力分别用F 和f 表示，则( )
A ．F =16G ， f =23G
B ． F =23G ，f =1
6G C ． F =
23G ， f =38
G D ． F =
12G ，f =23
G B 解析：B
有用功：W 有用=Gh ，拉力做的功为总功：W 总=FL ； 由倾角为30°的斜面可得:
L =2h ，
斜面的机械效率：
η=
W W 有用总
=
Gh Fs =2h Gh F ⨯=2G
F
， 代入数据，
75%=
2G F
， 解得:
F =
2
3
G ， 额外功就是克服摩擦所做的功：
W 额=W 总-W 有用=FL-Gh=fL =FL-G ×2
L =fL ，
由FL-G ×2
L =fL ，约去L ， 所以可得；
f=F -2G =23G -2G =1
6
G ． 故选B ．
7．如图中杠杆l AB =2l OA ,每个钩码重力为2牛.在B 点用力F 1,则下列说法中正确的是
A ．F 1大小一定为2牛
B ．F 1大小可能为1牛
C ．F 1大小一定为3牛
D ．F 1 大小可能为20牛D
解析：D
B ．每个钩码重力为2牛；则阻力：
F 2=3⨯2N=6N ；
当在B 处施加垂直于杠杆向上的动力时，动力臂为l OB ，阻力臂l OA ，
∵l AB =2l OA ，∴l OB =3l OA ，此时动力臂最大，所用的力最小，由杠杆平衡条件得：F 1 l OB=F 2 l OA ，则：
F 1=F 2OA OB l l ⨯
=6N 1
3
⨯=2N ； 故B 错误；
AC ．由以上分析可知，F 1 最小为2N ，由于F 1的方向不确定，所以F 1的大小不能确定，故AC 错误；
D ．当动力臂小于阻力臂时，F 1的大小可能为20牛，故D 正确。

8．关于机械效率，下面说法中正确的是（ ） A ．功率越大的机械，机械效率越高 B ．机械效率越高的机械越省力 C ．机械效率越低的机械，做的功就越少 D ．由于有用功总小于总功，机械效率总小于1D 解析：D
A ．功率是单位时间内做的功，表示的是做功的快慢，机械效率是指有用功与总功的比值，两者没有必然的联系，故A 不符合题意；
B ．机械效率高说明有用功与总功的比值大，与机械省不省力无关，故B 不符合题意；
C ．机械效率是指有用功与总功的比值，机械效率越低，有用功与总功的比值越小，不能说明做的功越少，故C 不符合题意；
D ．使用任何机械，除了做有用功外，都不可避免地要做额外功，所以有用功总小于总功，机械效率是指有用功与总功的比值，所以机械效率总小于1，故D 符合题意。

故选D 。

9．如图，用滑轮组将600N 的重物在10s 内匀速提升了2m ，动滑轮重为100N （不计绳重
和摩擦），下列说法正确的是（ ）
A ．绳子自由端的拉力是200N
B ．绳子自由端拉力的功率是70W
C ．滑轮组的机械效率是85.7%
D ．提升重物的过程中所做的额外功是400J C 解析：C
A ．绳自由端拉力为
11600N 100N 350N 22
F G G =+=+=动（）（）
故A 错误； B ．过程中总功为
350N 4m=1400J W Fs ==⨯
所以拉力做功功率为
W 1400J
1=1400s
W P t =
= 故B 错误； C ．有用功为
600N 2m=1200J W Gh ==⨯有
机械效率为
1200J
100%=
100%85.7%1400J
W W
η⨯⨯≈=
有 故C 正确； D ．额外功为
1400J-1200J=200J W W W =-=额总有
故D 错误。

故选C 。

10．如图，下列工具属于省距离杠杆的是（ ）
A．镊子
B．开瓶起子
C．钢丝钳
D．独轮车A
解析：A
A．镊子属于费力杠杆，省距离，故A符合题意；
B．起子属于省力杠杆，费距离，故B不符合题意；
C．钢丝钳属于省力杠杆，费距离，故C不符合题意；
D．独轮车属于省力杠杆，费距离，故D不符合题意；
故选A。

11．高速铁路的输电线、无论冬、夏都需要绷直，以保障列车电极与输电线的良好接触。

图乙为输电线的牵引装置工作原理图。

钢绳通过滑轮组悬挂30个相同的坠砣，每个坠砣配重为150N，若某段时间内坠砣串下降了20cm，不计滑轮和钢绳自重及摩擦，下列说法正确的是（）
A．滑轮A为动滑轮，滑轮B为定滑轮
B．钢绳上的拉力为150N
C．输电线P端受到的拉力大小为9×103N
D．输电线P端向左移动了40cm C
解析：C
A．图中A为定滑轮，滑轮B为动滑轮，故A错误；
B．30个坠砣的总重力
G＝30×150N＝4500N
钢绳上的拉力F＝G＝4500N，故B错误；
C．由图知，使用的滑轮组承担A端拉力的绳子股数n＝2，图中坠砣挂在钢绳的自由端，不计滑轮和钢绳自重及摩擦，可得
G＝1
2
F P
则输电线P端受到的拉力大小
F P＝2G＝2×4500N＝9×103N 故C正确；
D．图中坠砣挂在钢绳的自由端，且n＝2，则坠砣串下降高度
h＝2s P
则输电线P端向左移动的距离
s P＝1
2
h＝
1
2
×20cm＝10cm
故D错误。

故选C。

12．使用下列工具的情景中，属于费力机械的是（）
A．滑轮组提升重物
B．自拍杆自拍
C．使用扳手固定物体
D．手拉行李箱B
解析：B
A．滑轮组省力的情况由承担物重的绳子段数决定，属省力滑轮，故A不符合题意；B．自拍杆自拍时，动力臂要小于阻力臂，为费力杠杆，故B符合题意；
C．扳手在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故C不符合题意；
D．手拉行李箱时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故D不符合题意。

故选B。

13．如图所示，质量为24 kg的物体在滑轮组的作用下，以0.2m/s的速度水平移动了1m。

已知物体在水平面上受到的滑动摩擦力为重力的0.2倍，滑轮组的机械效率为80%，不计绳重和滑轮间的摩擦。

下列物理量计算正确的是（）
A ．拉力F 的大小为10N
B ．动滑轮重为6N
C ．拉力F 做功的功率为12W
D ．该滑轮组对动滑轮所做的功为36J C
解析：C 摩擦力为
f =0.2G =0.2m
g =0.2×24kg×10N/kg=48N
滑轮组的n =3，机械效率为
48N
100%100%80%3f nF F
η=
⨯=⨯= 解得F =20N ，动滑轮自重为
G 1=nF -f =3×20N-48N=12N
拉力做功功率为
P =nFv =3×20N×0.2m/s=12W
该滑轮组对动滑轮所做的功为
W =G 1h =12N×1m=12J
故ABD 错误，C 正确。

故选C 。

14．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
15．立交桥在现代交通系统中已经越来越普遍，设计者通过盘旋而上的设计巧妙地增加了立交桥的长度，这种设计可以达到_____的目的，立交桥属于简单机械中的_____；如图所示的甲、乙两棵树，它们的树冠和根系均相同，但乙树比甲树高，当我们研究哪棵树容易被大风吹倒或折断时，可以把树看作是一个_____模型，由此可以判断出_____树容易被吹
倒或折断。

省力斜面杠杆乙
解析：省力 斜面 杠杆 乙
[1][2]在高度一定的情况下，盘旋而上的设计巧妙地增加了立交桥长度，实际上是简单机械中的斜面，使用斜面可以省力；
[3][4]我们可以把树看作一个杠杆模型，支点为树根处，当都受到同样大小的风力作用时，树越高，其力臂越大，越容易被风吹倒。

16．如图所示，质地均匀的直尺AC 放在水平桌面上，尺子总长度为18厘米，伸出桌面的部分CB 是全尺长的三分之一。

当C 端挂5牛的重物G 时，直尺的A 端刚刚开始翘起，则此时将____点看作支点（选填“A ”、“B ”或“C ”），通过计算得出直尺重力为______牛。

B10
解析：B 10
[1]尺子长L 为18cm ，从图示可以看出：杠杆的支点为B 点； [2]根据题意，动力大小F 1=G c =5N ，动力臂L 1=CB =1
3
L =6cm ；阻力为直尺的重力G ，重心为O 点，则阻力的力臂L 2=OB =
12L -13L =1
6
L =3cm 。

由杠杆平衡条件得：F 1L 1=GL 2，得： G =12
L L ×F 1=2×5N=10N 。

17．一个杠杆的动力臂是阻力臂的4倍，当杠杆平衡时，动力是阻力的__________ 倍，这是一个________力的杠杆 （选填“省力”或“费力”）.省力 解析：
1
4
省力 [1]根据杠杆的平衡条件 F 1l 1=F 2l 2
可知：
1 4
l F l F ==动阻阻动 即当杠杆平衡时,动力是阻力的
1
4
倍。

[2]因为动力臂是阻力臂的4倍，所以是省力杠杆。

18．物理学是一门和我们的日常生活紧密相关的学科，就拿如图所示的钢丝钳来说，它侧面的钳口接触面积很小是为了_____；剪断铁丝时，它是_____（选填“省力”、“费力”或“等臂”）杠杆；橡胶皮套上有粗糙突起是因为可以_____．
增大压强省力增大摩擦
解析：增大压强 省力 增大摩擦
钳口接触面积很小，是在压力一定时，通过减小受力面积来增大压强，容易剪断物体；根据杠杆平衡条件可知，使用钢丝钳时，动力臂大于阻力臂，动力小于阻力，是省力杠杆；钳柄橡胶皮套上有粗糙突起是在压力一定时，增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力，不易滑落．
19．如图所示，利用滑轮组提升一个重为300N 的物块，需要拉力250N ．不计绳重和摩擦，其机械效率为_____，要使此滑轮组的机械效率达到75％，则需要提升重力为______N 的物体，此时需要拉力_______N
60％600400
解析：60％ 600 400
300N 60%•222250N
W Gh Gh G W Fs F h F η======⨯有总；
不计绳重和摩擦时，则1
2
F G G =+动（），22250N-300N=200N G F G =-=⨯动； 由题可知，''
=75%2G G F G G η''
'=
=+动
， G ’=0.75(G ’+G 动)，则物体的重力G ’=600N ； 拉力'
'
11
(600N+200N)=400N 2
2
F G G =+动（）=
， 20．如图所示，斜面长3m ，高0.6m ，建筑工人用绳子在6s 内将重500N 的物体从其底端沿斜面向上匀速拉到顶端，拉力是150N （忽略绳子的重力），拉力所做的功是______J ， 斜面上的摩擦力是______N ，斜面的机械效率是______。

50667％
解析：50 66.7％ [1]拉力所做的功是
W Fs =总=150N 3m 450J ⨯=
[2]有用功为
W Gh =有用=500N 0.6m 300J ⨯=
额外功
W W W =-额总有用=450J-300J=150J
斜面上的摩擦力
f =150J 3m W s =额=50N [3]斜面的机械效率是 W W η=
有用总=
300J 66.7%450J = 三、解答题 21．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。

解析：(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。

22．在修建柳州市城市轻轨的施工过程中，起重机在4s 内将重为5 ×
104N 的钢材沿竖直方向匀速提升了2m ，而它的电动机做的功是2 ×
105J 。

求： (1)起重机对钢材所做的有用功；
(2)起重机所做的额外功；
(3)起重机的机械效率。

解析：(1) 1 × 105J ；(2) 1 × 105J ；(3) 50%
(1)起重机对钢材所做的有用功
455 ? 10N ? 2m = 1 ? 10J W Gh ==有用
(2)起重机所做的额外功
555— 2 ? 10J?1 ? 10J=1 ? 10J W W W ==额外总有用
(3)由题知，电动机做的总功
52 ? 10J W =总
则起重机的机械效率
55110J 100%100%50%210J
W W η⨯=⨯==⨯有总 答：(1)起重机对钢材所做的有用功为1 ×
105J ； (2)起重机对钢材所做的额外功为1 ×
105J ； (3)起重机的机械效率为50%。

23．工人师傅借助如图所示的装置，在20s 时间内将700N 重的货物匀速提升了4m ，已知他对绳子的拉力为500N ，该过程中，动滑轮上升的速度为______m/s ，工人所做的有用功为______J ，装置的机械效率为______；工人对绳子拉力的功率为______W 。

解析：2 2800 70% 200
[1]在20s 时间内将700N 重的货物匀速提升了4m ，则货物上升的速度为
4m ==0.2m /s 20s
s v t =物物 动滑轮和物体一起上升，所以速度也是0.2m/s 。

[2]工人所做的有用功为
=700N 4m=2800J W Gh =⨯有
[3]工人所做的总功为
2=500N 24m=4000J W Fs F h ==⨯⨯⨯总
装置的机械效率 2800J =70%4000J W W η=
=有总 [4]工人对绳子拉力的功率为 4000J ==200W 20s
W P t =总 24．如图所示，工人体重为700N ，用滑轮组提升重800N 的物体。

他用500N 的拉力在5s 内将手中绳子匀速拉下2m 。

不计绳重和摩擦。

(1)求拉力做功的功率；
(2)求动滑轮重；
(3)工人提升不同物体时，该滑轮组的机械效率最大值是多少？
解析：(1)200W ；(2)200N ；(3)86%
(1)根据题意知道，拉力F 做的功率
500N 2m 200W 5s
W Fs P t t ⨯==== (2)由图知道，物体及动滑轮总重由两段绳子承担，则() 12F G G =
+动物，故动滑轮重 22500N 800N 200N G F G =-=⨯-=动物
(3)根据题意知道，工人对绳的最大拉力为
max 700N F G ==人
且() max 12
G G F =+动物max 式中 G 物max 为被提升的最大物重，故滑轮的最大机械效率 max max
22G h G F h F η=
=⋅物max 物max 解得86%η=。

答：(1)拉力做功的功率是200W ；
(2)动滑轮重200N ； (3)工人提升不同物体时，该滑轮组的机械效率最大值是86%。