上海上南中学东校初中物理八年级下册第十二章《简单机械》测试题(含答案解析)

一、选择题
1．如图所示，轻质杠杆OE可绕口点转动其中杆上相邻各点之间距离相等，在C点处挂一重为20牛的物体G，要使杠杆在水平位置平衡，则所用的动力（）
A．一定在E点大小为12N B．可以在B点，大小为24N
C．可以在E点，大小为24N D．可以在E点，大小为8N
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
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﹤F4 4．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
5．如图用同样的滑轮组分别提起质量相等的一个物体和两个物体，比较甲、乙两图，正确表示机械效率关系的是（）
A．η甲=η乙B．η甲<η乙C．η甲>η乙D．无法比较
6．如图所示，甲、乙两个物体的体积相等，甲的质量是乙质量的 2 倍，现杠杆处于水平平衡状态。

若将甲、乙二物体同时浸没在水中，则杠杆将
A．左端下沉B．右端下沉
C．仍然保持水平状态D．无法确定
7．如图所示，杠杆处于平衡状态，下列操作中能让杠杆继续保持平衡的是（）
A．将左边的钩码去掉二个并保持位置不变，同时将右边钩码向左移二格
B．在左右两边钩码的下方各加一个钩码，位置保持不变
C．将左右两边的钩码各去掉一个，位置保持不变
D．将左右两边的钩码均向外移动一格
8．如图，小华用滑轮组匀速提升一个重为900N的物体，人拉绳的力F为350N，不计绳重和摩擦，若用这个滑轮组匀速提升2100N的物体，绳未断裂，人的拉力为（）
A．650N B．700N C．750N D．800N
9．如图，是生活中经常使用的工具，其中属于省力杠杆的是（）
A．钓鱼竿钓鱼
B．食品夹夹面包
C．起子开瓶盖
D．筷子夹菜
10．用如图所示的滑轮组（甲）和（乙）提升重物，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（）
A．若钩码重力和提升高度相同，则滑轮组的机械效率相同
B．若滑轮重力和绳端拉力相同，则滑轮组的机械效率相同
C．若钩码重力和绳端拉力相同，则滑轮组（甲）的机械效率高
D．若滑轮重力和绳端拉力相同，则滑轮组（甲）的机械效率高
11．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
12．如图所示，一均匀木板AB，B端固定在墙壁的转轴上，木板可在竖直面内转动，木板下垫有长方形木块C，恰好使木板水平放置．现有水平拉力F拉木块C，在粗糙水平地面上由B向A缓慢运动过程中，拉力F将
A．变小B．不变
C．逐渐增大D．先减小后增大
二、填空题
13．如图所示，搬运工人往卡车上装货，车厢高1.5m，工人在车上搭一块长为3m的木板做成斜面，工人沿斜面方向用500N的推力就能将重为800N的货物匀速推到在上，斜面对物体摩擦力为_______N。

14．自行车是许多中学生常用交通工具。

如图所示小明的自行车传动部分结构图。

使用链条把固定有脚踏的牙盘与带动后轮一起向前转动的飞轮相连，链条的传动是啮合传动，确保骑车时牙盘转过的齿数等于飞轮转过的齿数。

若自行车牙盘为45 齿、飞轮为 15 齿，则踩一圈脚踏后轮就能转动3圈。

飞轮和后轮一起转动不打滑。

(1)为了保证安全，在骑车下桥时需要捏着刹车保持自行车以较小的速度匀速下坡，则下坡过程中小明和车的重力势能转化为______能。

(2)小明观察飞轮的结构后发现，为了尽量提高自行车的爬坡能力，应该______（填“增大”、“减小”或“不变”）飞轮的半径。

(3)若小明和车的总质量为90kg，自行车在水平路面上行驶时阻力为重力的 0.05 倍。

脚踏板与牙盘转轴间的踏板连杆长度为15cm，自行车轮子的半径为30cm，链条传动时效率为90%。

则为了在水平路面上保持匀速行驶，小明踩脚踏板的力至少要______N （g取
10N/Kg）
15．小明用图示实验装置测量杠杆的机械效率。

实验时，小明竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在较长杠杆下面的重5.0 N的物体缓缓上升。

(1)实验中，小明将杠杆拉至图中虚线位置，此时测力计的示数为_____N ，物体上升的高度为0.3m ，则拉力做的有用功为_____（保留三位有效数字）；
(2)请写出使用该杠杆做额外功的一个原因_____。

16．一根粗细不均匀的木棍长8米，若在离粗端3米处将它支住，该木棍恰好在水平位置平衡，设支点到粗端部分木棍重力为G 1，到细端部分木棍重力为G 2,则G 1______G 2 （选填“>”，“<"或“="）。

若在离粗端5米处将它支住，则必须在另一头细端加挂200牛的重物才能平衡，求这根木棍的重力为多少_____牛。

17．如图 (a)、(b)所示，分别用力F 1、F 2匀速提升质量为4千克的物体，不计摩擦和滑轮重力。

图___中的滑轮可以看作等臂杠杆(选填a 或b ），则F 1的大小为_____牛；图 (b)中，若在2秒内将物体均匀速提升0.5米，则拉力F 2所做的功为_____焦，功率_____瓦。

18．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。

19．用起重机把质量为0.5t 的重物匀速提升3m ，电动机所做的功是3.4×104J 。

则起重机做的有用功大小为___________J ，起重机的机械效率是___________。

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．小丽家阳台上有一种升降晾衣架，如图，它是由4个定滑轮和2个动滑轮及横梁组成，拉动绳子的末端可以使晾衣架升降，假设在升降过程中衣架横梁始终保持水平。

晾晒
衣物时，若将重70N的衣物匀速提起0.8m，小丽需要用20N的拉力拉动绳子。

求：
(1)小丽做了多少功？
(2)晾衣架的机械效率是多少？
22．如图所示，是某建筑工地上常用的塔式起重机示意图。

在15s的时间内，起重机将质量为0.5t的水泥板竖直地从1楼匀速提升到了5楼，如果每层楼的高度是3m,g=10N/kg，那么：
(1)起重机提升水泥板做的功是多少？
(2)起重机对水泥板做功的功率是多少？
(3)如果起重机的机械效率是60%，起重机的电动机做了多少功？
23．如图所示为工地上利用滑轮组拉动物件的示意图，重4.8⨯103N的物件A在2⨯103N 的拉力F的作用下，以0.1m/s的速度匀速直线运动了10s，则在此过程中，求：
(1)对物件A做的有用功；
(2)拉力F做的功和功率；
(3)滑轮组机械效率。

24．如图所示，用滑轮组将重100N的沙子匀速提升6m，已知桶重20N，动滑轮重10N，若不计绳重和摩擦，求此过程中：
(1)有用功是多少？
(2)额外功是多少？
(3)滑轮组的机械效率为多少？
(4)为提高该装置的机械效率，请你提出一种有效的方法。

25．如图所示，用图甲的滑轮组提升物体M，已知物体M重为720 N，电动机施加在绳子自由端的拉力F将物体M以0.5 m/s的速度匀速提升到10 m的高度，拉力做的功W随时间t的变化图像如图乙所示，不计钢丝绳的重力、摩擦力，求：
(1)滑轮组提升重物所做的有用功是多少？
(2)滑轮组提升重物的机械效率是多少？
(3)动滑轮的重力是多少？
26．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。

【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除
一、选择题
1．C
解析：C
ACD ．若在E 点施加一个竖直向上的力，由杠杆平衡条件可得
F E ×5L=
G ×3L=20N×3L
解得F E =12N ，当动力与杠杆垂直时，动力臂最长，由杠杆平衡条件可知，动力最小，所以在E 点施加的最小动力为12N ，由于在E 点处动力的方向未知，所以该处动力的大小可以等于或大于12N ，故AD 不符合题意，C 符合题意；
B ．若在B 点施加一个竖直向上的力，由杠杆平衡条件可得
F B ×2L =
G ×3L =20N×3L
解得F B =30N ，故B 不符合题意。

故选C 。

2．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．B
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．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。

5．B
解析：B
【分析】
在额外功相同时，有用功越大，机械效率越大。

利用相同的滑轮组提升不同的物体时，物体越重，有用功越大，相同的滑轮组额外功相同，所以提升两个物体的乙机械效率大，故B正确。

故选B。

6．A
解析：A
因为G＝mg，m甲＝2m乙，所以G甲＝2G乙，
由杠杆平衡条件可知：G甲L甲＝G乙L乙，所以L甲1
2
L乙，
甲、乙两个物体体积相同，排开水的体积也相同，所以两物体受到水的浮力相同，
由于甲减小的浮力与力臂的乘积小，所以杠杆不再平衡，甲所在一侧将下沉，即左端下沉。

故选A。

7．A
解析：A
设杠杆的一个小格是1cm，一个钩码的重是1N；
A．将左边的钩码去掉二个并保持位置不变，同时将右边钩码向左移二格，（4-2）N×3cm =3N×（4-2）cm，杠杆仍然平衡，故A符合题意；
B．在左右两边钩码的下方各加一个钩码，位置保持不变，由（4+1）N×3cm＜（3+1）
N×4cm得，杠杆的右端下沉，故B不符合题意；
C．将左右两边的钩码各去掉一个，位置保持不变，由（4-1）N×3cm＞（3-1）N×4cm 得，杠杆的左端下沉，故C不符合题意；
D．将左右两边的钩码均向外移动一格，由4N×（3+1）cm＞3N×（4+1）cm得，杠杆的左端下沉，故D不符合题意。

8．C
解析：C
由图可知，通过动滑轮绳子的段数：
n=3，
不计绳重和摩擦，绳子自由端拉力：
F 1=
13
（G +G 动）， 由此可得动滑轮重： G 动=3F 1-G =3×350N-900N=150N ，
当提起2100N 物体时，人的拉力：
F 2=
13（G 1+G 动）=13
×（2100N+150N ）=750N ． 故选C ． 9．C
解析：C
根据钢杠杠平衡原理1122F L F L =可知，当12L L ＞时，则12F F ＜，为省力杠杆，而此题中只有C 的动力臂比阻力臂长，故是省力杠杆。

故选C 。

10．D
解析：D
A ．若钩码重力和提升高度相同，则有用功W 有用=Gh ，有用功相同，总功不一定相同，机械效率不一定相同，故A 错误；
BD ．设滑轮重力为'G ，绳端拉力12F F F ==，则甲的重力
3'G F G =-甲
乙的重力为
2'G F G =-乙
则
G G >甲乙 由公式'
G G G η=
+可知，滑轮重力一定时，物体越重机械效率越高，所以在滑轮重力和绳端拉力相同时，甲的机械效率高，故B 错误，D 正确； C ．若钩码重力和绳端拉力相同，根据公式G nF
η=
可得，甲的绳子段数为3，乙的绳子段数为2，则甲的机械效率低，故C 错误。

故选D 。

11．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 。

12．A
解析：A
以杆为研究对象，杆受重力G 和C 对它的支持力F 支，根据杠杆平衡条件可得：F 支•l 支=G •l G ，水平力F 由B 向A 缓慢匀速推动木块，F 支的力臂在增大，重力G 及其力臂l G 均不变，所以根据杠杆平衡条件可知，在整个过程中支持力在逐渐减小；由于支持力逐渐减小，且力的作用是相互的，所以可知杆对物体C 的压力也逐渐减小，根据影响摩擦力大小的因素可知，C 和木板间、C 和地面间的摩擦力逐渐减小，拉力和摩擦力是平衡力，由力的平衡条件可知，水平拉力F 也逐渐减小．
二、填空题
13．100
解析：100
推力做的有用功
800N 1.5m=1200J W Gh ==⨯有
推力做的总功
500N 3m=1500J W Fs ==⨯总
克服斜面对物体摩擦力做的额外功
1500J-1200J=300J W W W =-=额总有
由W fs =额可得，斜面对物体摩擦力
300J =100N 3m
W f s ==额
14．内增大100
解析：内 增大 100
(1)[1]下坡时，小明和车的质量不变，高度减小，重力势能减小，由于速度不变，动能不变，在捏刹车时，车轮会受很大的摩擦力的作用，轮克服摩擦力阻力做功，内能增大，故则下坡过程中，小明和车的重力势能转化为内能。

(2)[2]飞轮相当于一个轮轮轴，由F r F r =轮轮轴轴知，轮半径是轴半径的几倍，作用在轮上的动力就是作用在轴上阻力的（几分之几），故为了尽量提高自行车的爬坡能力，应该增大飞轮的半径。

(3)[3]自行车在水平路面上行驶时阻力为
0.050.050.0590kg 10N kg 45N f G m g ===⨯⨯=总总
要使自行车匀速行驶，则作用在轮上的动力为
45N F f ==
由杠杆平衡条件和题意知
FR F r η'=
则作用在脚踏上的力为
45N 30cm 100N 90%15cm
FR F r η⨯'===⨯ 15．5150J 克服杠杆的自重做额外功（或克服摩擦做额外功）
解析：5 1.50J 克服杠杆的自重做额外功（或克服摩擦做额外功）
(1)[1]实验中，将杠杆拉至图中虚线位置，测力计的分度值为0.1N ，示数F 为2.5N ；
[2]物体的重力为5.0N ，上升的高度为0.3m ，则拉力做的有用功为
= 5.0N 0.3m 1.50J W Gh =⨯=有；
(2)[3] 产生额外功的原因：克服杠杆的自重做额外功（或克服摩擦做额外功）。

16．大于300
解析：大于 300
[1] 如图1所示
设O 点到粗端的距离为L ，在O 点左侧对称的割取长也为L 的一段（图2），再次利用对称割法，在O 点右侧割取与O 点左侧所割等大的一部分（图2虚线部分），将两次所割取的部分（各自重力显然是相等的）取走，则原木棒只剩下图3所示部分。

设左端剩下的重力为G 左，力臂为l 左，右端剩下的重力为G 右，力臂为l 右，则由杠杆平衡条件有：G 左l 左=G 右l 右，很明显l 左>l 右，故有G 左<G 右，再加上被取走的部分，仍有左端的重力小于右端重力，即G 1>G 2。

[2]木棍在O 点支起平衡，整个木棍的重心在O 点，重力方向竖直向下，若在离粗端5m 处(A 点)将他支住，如图所示：
由题知OC =3m ，AC =5m ，则重力木棍力臂:
OA =AC −OC =5m−3m=2m ，
木棍右端受力力臂:
AB =BC −AC =8m−2m=3m ，
根据杠杆平衡条件可得：
G ×OA =G ×AB ，
G ×2m=200N×3m ，
解得：
G =300N 。

17．a39219698
解析：a 39.2 19.6 9.8
[1][2]图(a)中为定滑轮，实质为等臂杠杆，不省力，但可以改变方向，故不计摩擦和滑轮重力时，拉力等于物体重力，故F 1的大小为：
F 1=
G =mg =4kg ⨯9.8N/kg=39.2N ；
[3]图(b)中为动滑轮，实质为动力臂是阻力臂2倍的省力杠杆，可以省一半的力，当物体在2秒内将物体提升0.5米，拉力F 2的大小为：
F 2=12
G =12mg=12
⨯4kg ⨯9.8N/kg=19.6N s =2h =2⨯0.5m=1m
拉力F 2做功：
W =F 2s =19.6N ⨯1m=19.6J [4]拉力F 2做功的功率为：
P =19.6J 2s
W t ==9.8W 18．80
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。

19．441
解析：44.1%
[1][2]起重机提升重物所做的有用功
W 有=Gh =mgh =0.5×103kg×10N/kg×3m=1.5×104J
起重机的机械效率
441.510J 100%100%44.1%3.410J W W η⨯=⨯=⨯≈⨯有
总 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．(1)64J ；(2)87.5%
(1)由图知，承担物重的绳子段数为
4n =
绳子自由端移动的距离为
s nh =
则小丽做的功为
20N 40.8m 64J W Fs Fnh ===⨯⨯=总
(2)小丽做的有用功为
70N 0.8m 56J W Gh ==⨯=有
晾衣架的机械效率为
56J 100%100%87.5%64J
W W η=
⨯=⨯=有总 答：(1)小丽做了64J 的功； (2)晾衣架的机械效率87.5%。

22．（l ）6×104J ；(2) 4000W ；(3) 1×105J
解：(1)水泥板上升的高度
h =4×3m=12m
起重机提升水泥板做的功
W =Gh =mgh =0.5×103kg×l0N/kg×12m=6×104J
(2)起重机对水泥板做功的功率
P =4610J 15s
W t ⨯==4000W (3)起重机的电动机
W 总=4610J =60%W η⨯有
=1×105J 答：(1)起重机提升水泥板做的功是6×104J ；
(2)起重机对水泥板做功的功率是4000W ；
(3)如果起重机的机械效率是60%，起重机的电动机做了1×105J 功。

23．(1) 4.8⨯103J ；(2) 6⨯103J ；600W ；(3)80%
解：(1)由图知，动滑轮上绳子的段数3n =。

由s v t
=可得，物体上升的高度 0.1m/s 10s=1m h vt ==⨯
有用功
334.810N 1m=4.810J W Gh ==⨯⨯⨯有
(2)绳子自由端移动的距离
331m=3m s h ==⨯
拉力做的功
33210N 3m=610J W Fs ==⨯⨯⨯总
拉力的功率
3610J =600W 10s
W P t ⨯==总 (3)滑轮组的机械效率
334.810J 100%100%80%610J
W W η⨯=⨯=⨯=⨯有总 答：(1)对物件A 做的有用功为34.810⨯J ；
(2)拉力F 做的功和功率为3610J ⨯和600W ；
(3)滑轮组机械效率为80%。

24．(1)600J ；(2)180J ；(3)76.9%；(4)增大沙子的重力或减小动滑轮的重力或减小桶的重力
(1)对沙子做的是有用功，大小为
=100N 6m 600J W G h =⨯=沙有
(2)对桶和动滑轮做的是额外功，所以额外功大小为
()()=+20N+10N 6m 180J W G G h =⨯=额桶动
(3)总功大小为
=+=600J+180J=780J W W W 总额有
滑轮组的效率为
600=100%=100%76.9%780J
W J W η⨯⨯=有
总 (4)要提高效率，可以增大沙子的重力、减小动滑轮的重力、减小桶的重力等等。

答：(1)有用功是600J ；
(2)额外功是180J ；
(3)滑轮组的机械效率为76.9%；
(4)为提高该装置的机械效率，可以增大沙子的重力、减小动滑轮的重力、减小桶的重力等等。

25．(1)7200J ；(2) 90% ；(3)80N
(1)滑轮组提升重物所做的有用功为
720N 10m 7200J W Gh ==⨯=有
(2)由图乙可知，20s 时，拉力做的功，即总功为8000J ，所以滑轮组提升重物的机械效率
7200J 100%100%90%8000J W ηW =
⨯=⨯=有用总 (3)由100%G ηG G =⨯+动
可知，动滑轮的重力 720N 720N 80N 90%
G G G η=-=-=动 答：(1)滑轮组提升重物所做的有用功为7200J ；
(2)滑轮组提升重物的机械效率为90%；
(3)动滑轮的重力为80N 。

26．(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%。