北京第十八中学初中物理八年级下第九章《机械和功》测试(有答案解析)

一、选择题
1．以下四个图用不同的机械将重量相同的物体提升到相同的高度处，力1F 最大的是（机械自重及摩擦均不计）（ ）
A ．
B ．
C ．
D ．
2．小明同学在课堂上起立回答问题，他完成这个动作需要克服自身重力做功约（ ） A ．1.5J
B ．15J
C ．150J
D ．1500J 3．如图所示，分别用F 1、F 2、F 3、F 4匀速提升同一重物，若不计滑轮本身的重力及摩
擦，则（ ）
A ．1234F F F F <<<
B ．1234F F F F >>>
C ．1234F F F F ==<
D ．1234F F F F ==>
4．如图，小华用300N 的力将重为500N 的物体在10s 内匀速提升2m ，不计绳重和摩擦，在此过程中（ ）
A．绳子自由端移动的距离为4m
B．动滑轮重100N
C．拉力做功的功率为180W
D．滑轮组的机械效率为83.3%
5．如图所示，一水平传送带向左匀速传送，某时刻小物块P从传送带左端冲上传送带。

传送带足够长，物块P在传送带上运动的过程中，传送带对物块P（）
A．一定始终做正功B．可能始终做负功
C．先做正功，后做负功D．先做负功，后做正功
6．小明利用如图所示装置探究“杠杆平衡条件”，在杠杆两侧挂上数量不等的钩码，移动钩码使杠杆在水平位置平衡。

以下操作中，能让杠杆在水平位置再次平衡的是（）
A．在左右两端的钩码下方，各增加一个钩码
B．左右两端的钩码，各减少一个钩码
C．去掉右侧钩码，换用弹簧测力计在A点斜向上拉
D．去掉左侧钩码，换用弹簧测力计在A点竖直向上拉
7．用同样的轻绳和滑轮安装成如图所示两种装置，利用两装置分别将同一物体匀速提升相同高度。

F1做的功为W1，甲滑轮机械效率为1η，F2做的功为W2，乙滑轮机械效率为2η。

则（）
A ．12W W > 12ηη<
B ．12W W < 12ηη>
C ．12W W = 12ηη<
D ．12W W = 12ηη> 8．下列关于功、功率、机械效率的说法中正确的是（ ）
A ．机械效率越高，机械做功一定越快
B ．越省力的机械，其机械效率一定越高
C ．做功越慢的机械，功率一定越小
D ．功率不同的机器，做的功一定不相等 9．一个物体由A 点自由下落，相继经过B 、C 两点，如图所示，已知AB =BC ，物体在AB 段重力做功W 1，功率为P 1；在BC 段重力做功W 2，功率为P 2，下列关系正确的是（（ ）
A ．W 1=W 2、P 1＞P 2
B ．W 1=W 2、P 1＜P 2
C ．W 1≠W 2、P 1=P 2
D ．W 1≠W 2、P 1≠P 2
10．下列估算结果与事实相符的是（ ） A ．把铅球从地上拿起缓缓举过头顶，人对铅球做功约为1J
B ．中学生从一楼走到三楼大约做功300J
C ．小明同学跑步上五楼，用时40s ，他上楼的功率约为150W
D ．家用汽车发动机的功率大约为8W
11．如图所示的三种场景中，拉力F 1、F 2、F 3大小相等，在拉力的作用下物体移动的距离也相等．若拉力所做的功分别记为W 1、W 2、W 3，下列关于它们大小关系的判断中正确的是
A ．W 1=W 2=W 3
B ．W 1=W 2＜W 3
C ．W 2＜W 1=W 3
D ．W 1＜W 2＜W 3
12．用如图甲所示的滑轮组缓慢提升不同物体，每次物体被提升的高度均为0.5m ，滑轮组
的机械效率与物体受到重力的关系如图乙所示｡不计摩擦，下列分析正确的是（）
A．动滑轮的重力为5N
B．该滑轮组的机械效率可以达到100%
C．滑轮组的机械效率越高，拉力做功越少
D．每次提升重物时，滑轮组做的额外功为5J
二、填空题
13．如图所示，工人师傅用木板往车上装货物，这是利用斜面可以省______（选填“力”或“功”）；要把1000N的货物提高2m，若木板长5m、推力为500N，则斜面的机械效率为______。

14．如图所示，一物体在水平向右的拉力F1作用下以5m/s的速度在水平地面上匀速运动了50m，拉力F1所做的功为W1，功率为P1，若该物体在水平向右的拉力F2作用下以
10m/s的速度在同一水地面上匀速运动了50m，拉力F2所做的功为W2，功率为P2，则
W1______W2，P1______P2。

（均选填“>”、“<”或“=”）
15．如图所示一轻质硬棒，AB=BC=CD，在A点悬挂重物G，C点在F1作用下处于水平平衡，则硬棒的支点可能在杠杆上_____（选填“A”、“B”、“C”或“D”）点。

当
G=150N时，F1的大小为_____N。

若将重物拿走，在A点施加一个与F1平行且大小等于150N的力F2（图中虚线所示），使杠杆处于水平平衡，则F1大小为_____N。

16．如图所示，斜面长s=1.5m，高h=0.3m。

建筑工人将重G=500N 的货物箱，用如图所示的拉力 F 将货物由斜面低端匀速拉到斜面顶端，已知F=150N。

忽略绳子重力。

则该过程拉力F做功为__J，该装置的机械效率_________；（结果保留一位小数）货物箱在斜面上受的摩擦力大小__N。

17．如图所示，小明用100N的水平力推着重为300N的木箱在水平地板上5秒钟前进了
2m，松手后，木箱又向前自由滑行了0.5m后静止。

整个过程中，木箱的重力做功
__________J，小明对木箱做功__________J，功率是__________W。

18．小华同学用50N的水平推力，推放在水平地面上重80N的物体，使其作匀速直线运动。

该物体在10s内移动5m。

小华做的功是_____J，小华做功的功率是______W，重力对物体做的功是_____J。

19．青少年在安静思考问题时，心脏推动血液流动的功率约为1.5W，则你在考试的80min 内，心脏做功约为_____J，一个质量为50kg物体重力是_____N，用这些功可以将该物体匀速升高_____m。

（g取10N/kg）
20．如图，OA为长2m的轻杆，与固定在竖直墙面的光滑转轴相连接。

将一重为30N的物体用轻绳拴在OA的中点B处。

请在A处做出最小力拉住轻杆，使杠杆静止平衡。

（______）
则F=_______N。

三、解答题
21．如图所示，质量为50kg的工人用滑轮组提升重物，每个滑轮的重力均为50N。

用滑轮让重力为150N的物体匀速上升2m的过程中：
（1）人做的有用功为多少？
（2）若不计绳重和摩擦，此时滑轮组的机械效率是多少？
（3）若绳子能够承受的最大拉力为800N，当滑轮组机械效率达到最大值85%时，人克服
绳重和摩擦做的额外功占总功的百分比。

22．如图甲所示装置，A是重15N的空吊篮，绳子B和C能承受的最大拉力分别为100N 和50N。

质量为50kg的小明同学将A提升到高处，施加的拉力F随时间变化关系如图乙所示，A上升的速度v随时间变化关系如图丙所示。

忽略绳重及摩擦，g取10N/kg。

问：（1）动滑轮的重力为多少？
（2）第2s内拉力F的功率为多少？
（3）此装置最多能匀速运载多重的货物？
（4）此装置提升重物的最大机械效率为多少？
23．如图所示，小华用滑轮组竖直匀速提升一个重为600N的物体，拉力为250N，物体在10s内上升2m。

（不计绳重和摩擦）。

(1)求拉力的功率。

(2)若用这个滑轮组竖直匀速提升1500N的物体时，物体以0.1m/s的速度上升5s，则此时机械效率为多少？（保留一位小数）
24．工人利用如图所示的滑轮组，在拉力F的作用下，10s内将重800N的物体竖直向上匀速提升20cm，忽略绳子重与滑轮间的摩擦，拉力的功率为20W，求：
(1)工人做的有用功；
(2)滑轮组的机械效率；
(3)如果工人的体重为600N，则该滑轮组的机械效率最大为多少？
25．如图是一种塔式起重机上的滑轮组，利用它吊起600Kg的重物，g取10N/Kg，机械效率为80%，求：
(1)在重物升高5m的过程中，所做的总功是多少？
(2)若做功所用时间为5s，拉力做功的功率是多少？
26．如图所示的装置。

当用力F匀速提起物体A时，弹簧测力计的示数为10牛。

（不计滑轮的重力以及滑轮和绳的摩擦）求：
（1）拉力F的大小；
（2）物体A的重力；
（3）物体10秒钟上升8米，拉力F所做的功及其功率的大小。

【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 ．因为摩擦不计，利用功原理可得
F 1×4m=
G ×2m 解得112
F G =； B ．滑轮组有三段绳子承担物重，（机械自重及摩擦均不计），故113F G =
； C ．动滑轮逆用，朝上一股绳，朝下两股绳，可得F 1=2G ；
D ．由杠杆平衡条件可得
F 1×3L =
G ×L 解得113
F G =，故ABD 不符合题意，C 符合题意。

故选C 。

2．C
解析：C
中学生的体重约为500N ，起立过程中移动的距离约为0.3m ，则他完成这个动作需要克服自身重力做功约为
W ＝Gh ＝500N×0.3m ＝150J
故选C 。

3．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
F 1=F 2= F 3=G
d 图用的是动滑轮，能够省一半的力，故
412
F G =
所以 1234F F F F ==>
故ABC 不符合题意，D 符合题意。

故选D 。

4．C
解析：C
A ．由图知，承担物重的绳子段数为3n =，绳子自由端移动的距离为
32m 6m s nh ==⨯=
故A 不符合题意；
B ．物体和动滑轮的总重
3300N=900N G nF ==⨯总
动滑轮重
900N-500N=400N G G G =-=动总
故B 不符合题意；
C ．拉力做的总功
300N 6m=1800J W Fs ==⨯总
拉力做功的功率
1800J =180W 10s
W P t =
=总 故C 符合题意；
D ．滑轮组对物体做的有用功 500N 2m=1000J W Gh ==⨯有用
滑轮组的机械效率
1000J 100%100%55.6%1800J
W W η=
⨯=⨯=有用总 故D 不符合题意。

故选C 。

5．B
解析：B
物块以某一速度冲上传送带，向右运动，受到向左的摩擦力，则运动情况有这几种：①如果小物块速度比较大，则会一直向右减速，此过程中传送带一直对物块做负功；②小物块先向右运动并减速，然后向左一直加速，则皮带对物块先做负功，然后做正功；③小物块先向右运动并减速，然后向左加速，当速度与皮带相同时一起匀速，所以皮带对物块先做负功，然后做正功，最后不做功。

故选B 。

6．C
解析：C
A ．假设每个钩码质量为G ，杠杆每个格的长度为L ，在左右两端的钩码下方，各增加一个钩码，则杠杆左侧力与力臂乘积为8GL ，杠杆右侧力与力臂乘积为9GL ，所以杠杆不能平衡，故A 不符合题意；
B ．左右两端的钩码，各减少一个钩码，则杠杆左侧力与力臂乘积为4GL ，杠杆右侧力与力臂乘积为3GL ，所以杠杆不能平衡，故B 不符合题意；
C ．去掉右侧钩码，换用弹簧测力计在A 点斜向上拉，左侧钩码对杠杆的拉力向下，当动
力与动力臂的乘积等于阻力与阻力臂乘积时，杠杆可以平衡，故C 符合题意； D ．去掉左侧钩码，换用弹簧测力计在A 点竖直向上拉，右侧钩码对杠杆有个向下的拉力，杠杆在这两个力的作用下会绕着支点转动，不能在水平位置平衡，故D 不符合题意。

故选C 。

7．A
解析：A
图甲中使用的是动滑轮，图乙中使用的是定滑轮。

使用两种装置将同一物体匀速提升相同高度，所做的有用功相同；使用图乙装置提升重物时，只需克服绳重和摩擦做额外功，使用图甲装置提升重物时，还要对动滑轮做额外功，故F 1做的功较多。

结合
=100%100%+W W W W W η⨯=⨯有用有用总有用额外
可知，图甲装置的机械效率较低。

故A 符合题意，BCD 不符合题意。

故选A 。

8．C
解析：C
A ．机械效率越高，说明转化成的有用功占比大，不能说明机械做功一定越快，故A 错误；
B ．机械效率是指有用功占总功的百分比，与是否省力没有必然的联系，故B 错误；
C ．功率是指做功的快慢，则做功越慢的机械其功率一定越小，故C 正确；
D ．做功与功率及时间有关，则功率不同的机器做的功可能相等，故D 错误。

故选C 。

9．B
解析：B
AB =BC ，物体在AB 、BC 段重力做功相等，即W 1=W 2；物体由A 点自由下落，相继经过B 、C 两点，BC 段速度大于AB 段，BC 段功率较大，即P 1＜P 2，故选B 。

10．C
解析：C
A ．铅球的质量约7kg ，受到的重力为
7kg 10N/kg=70N G mg ==⨯
从地上把铅球缓缓举过头顶，通过的距离大约2m ，所以对铅球做的功大约为
=70N 2m=140J W G h =⨯物
故A 不符合题意；
B ．中学生质量约为50kg ，重力约为500N ，从一楼上到三楼上升高度约为6m ，则克服重力做功
500N 6m=3000J W Gh ==⨯
故B 不符合题意；
C ．小明的重力
50kg 10N/kg=500N G mg ==⨯
从一楼到五楼上升的高度约12m ，则小华上楼做的功为
500N 12m=6000J W Gh ==⨯
则上楼的功率为
6000J =150W 40s
W P t =
= 故C 符合题意； D ．家用汽车发动机的功率大约为25kW ，故D 不符合题意。

故选C 。

11．B
解析：B
由图可见，第一幅图中滑轮为定滑轮，它的特点是不省力，不省距离，所以拉力移动的距离等于物体移动距离为s ，拉力做的功为：W 1＝F 1s ；
第二幅图中，拉力移动的距离也等于物体移动距离为s ，拉力做的功为：W 2＝F 2s ；
第三幅图中滑轮为动滑轮，可以省一半力，但是费距离，拉力移动距离为2s ，拉力做的功为：W 3＝F 32s ．
又因为拉力F 1、F 2、F 3大小相等，
所以综上分析可得：W 1＝W 2＝Fs ＜W 3＝2Fs ．故B 正确，ACD 错误．
12．D
解析：D
A ．由图象可知，当物重为10N 时，滑轮组的机械效率为50%，不计摩擦，滑轮组的机械效率
η=
==W W Gh G W W W Gh G h G G =+++有有总有额动动 动滑轮重力为
G 动=
1150%10N=10N 50%G ηη--⨯=⨯ 故A 错误；
B ．使用滑轮组时，不计摩擦，由ηG G G =
+动
可知机械效率不可能达到100%，故B 错误；
C ．由图可知，物体的重力越大，滑轮组的机械效率越高，与拉力做功的多少无关，故C 错误；
D ．每次提升重物时，不计摩擦，克服动滑轮重力做的功为额外功，滑轮组做的额外功为
W 额=G 动h =10N×0.5m=5J
故D 正确。

故选D 。

二、填空题
13．力80
解析：力 80%
[1]如图所示，工人师傅在用木板往车上装货物，这是利用了斜面可以省力的特点，由功的原理可知，使用利用斜面不可以省功。

[2]推力做的总功
W 总＝Fs ＝500N×5m ＝2500J
推力所做的有用功
W 有＝Gh ＝1000N×2m ＝2000J
斜面的机械效率
2000J 100%100%80%2500J
W W η=⨯⨯有用
总＝＝ 14．=<
解析：= <
[1]对物体在水平方向进行受力分析，物体受到拉力和滑动摩擦力，两次拉动物体时物体都做匀速直线运动，说明物体水平方向处于二力平衡状态，所以物体所受的拉力等于滑动摩擦力，因为滑动摩擦力和接触面所受压力及接触面的粗糙程度有关，两次都在同一水平面上拉动，所以两次物体所受滑动摩擦力大小相同，即两次拉力相同，又因为两次都沿着水平方向移动了50m ，根据公式W Fs =可得，两次拉力做的功相等。

[2]两次拉力大小相同，但第一次拉动时速度小于第二次，根据公式P Fv =可得，第一次的功率小于第二次的功率。

15．D900450
解析：D 900 450
[1]动力与阻力使杠杆的转动方向相反，一个顺时针则另一个为逆时针，在A 点悬挂重物G ，会使杠杆逆时针转动，所以C 点在F 1作用下使杠杆顺时针转动，硬棒的支点在杠杆上D 点。

[2]由杠杆的平衡条件可知
G ×AD =F 1×CD ×sin30°
150N×3CD =F 1×CD ×
12
F 1=900N
[3]由杠杆的平衡条件可知
F 2×AD ×sin30°=F 1′×CD ×sin30°
150N×3CD ×sin30°=F 1′×CD ×sin30°
F 1′=450N 16．225J66750N
解析：225J 66.7% 50N
[1]该过程拉力 F 做功为
=150N 1.5m=225J W Fs =⨯总
该过程拉力 F 做功为225J 。

[2]斜面做的有用功为
=500N 0.3m=150J W Gh =⨯有
该装置的机械效率
150J =100%=66.7%225J
W W η=
⨯有总 该装置的机械效率66.7%。

[3]货物箱在斜面上受的摩擦力做功为
=-=225J-150J=75J W W W 额总有
货物箱在斜面上受的摩擦力大小
75J ==50N 1.5m
W f s =额
总 货物箱在斜面上受的摩擦力大小50N 。

17．20040
解析：200 40
[1]木箱始终保持水平方向运动，竖直方向上的高度没有发生变化，故重力不做功。

[2]小明对木箱做功为
100N 2m 200J W Fs ==⨯=
[3]功率为
200J 40W 5s
W P t === 18．250
解析：25 0
[1]小华做的功为
50N?5m=250J W Fs ==
[2]小华做功的功率是
250J =25W 10s
W P t == [3]因为重力方向与物体运动的方向垂直，所以重力在此过程中不做功，因此重力对物体做的功是0。

19．500144【分析】利用功率和时间的乘积计算功的大小利用功和重力的比值计算高度
解析：500 14.4
【分析】
利用功率和时间的乘积计算功的大小，利用功和重力的比值计算高度。

[1]根据功率和时间计算做功为：
W =Pt =1.5W×80×60s=7200J ；
[2]根据质量计算重力为：
G =mg =50kg×10N/kg=500N ；
[3]利用功和重力，由W=Gh ，计算高度为： 7200J ==14.4m 500N
W h G =。

20．5 解析：5
[1]由题图可知，O 点是杠杆的支点，在A 处施加的力垂直于杠杆OA 并且向左上方时，所用的力最小，如图：
；
[2]图中杠杆以O 点为支点，因动力F 垂直于OA ，则动力臂： 12m L OA ==；
重物用轻绳拴在OA 的中点B 处，由几何知识可得阻力臂：
2sin30111222m 0.5m 2
L OA =⨯︒=⨯⨯=； 根据杠杆平衡条件得：
2130N 0.5m 7.5N 2m
GL F L ⨯===。

三、解答题
21．（1）300J ；（2）75%；（3）10%
解：（1）人做的有用功
W 有=Gh =150N×2m=300J
（2）由图知，n =2，不计绳重和摩擦，人的拉力大小
F =
12( G +G 动)= 12
×(150N+50N)=100N 拉力端移动的距离
s =2h =2×2m=4m
人做的总功
W 总=Fs =100N×4m=400J
此时滑轮组的机械效率
300J =400J
W W η=
有总=75% （3）由于人的重力大小 G 人=m 人g =50kg×10N/kg=500N ＜800N
所以人施加的最大拉力等于人的重力，即
F 最大=
G 人=500N
此时滑轮组的机械效率最大，且η最大=85%，则所做额外功在总功中所占的比例为
1-85%=15%
克服动滑轮重力做的额外功在总功中所占的比例
250N 5%22500N
s h W G h G h G W F F F ===⨯==⨯动动最额大大1
动总最最大 所以人克服绳重和摩擦做的额外功在总功中所占的比例 2
15%5%1 0%W W =-=额总
答：（1）人做的有用功为300J ；
（2）若不计绳重和摩擦，此时滑轮组的机械效率是75%；
（3）若绳子能够承受的最大拉力为800N ，当滑轮组机械效率达到最大值85%时，人克服绳重和摩擦做的额外功占总功的百分比是10%。

22．(1)5N ；(2)40W ；(3)80N ；(4)80%
(1)由乙丙图可知，在1~2s 内，物体匀速上升，此时拉力为10N ，动滑轮上两段绳子，则由平衡条件可求动滑轮重力为
G 动=2F -G A =2×10N-15N=5N
(2)第2s 内拉力为10N ，A 上升速度为2m/s ，由于绳子段数为2，则人拉绳子速度为4m/s ，故第2s 内拉力F 的功率为
P =Fv 人=10N ×4m/s=40W
(3)由于C 能承受的最大拉力为50N ，动滑轮两段绳子，则滑轮、吊篮和物体总重不能超过100N ，即此装置最多能匀速运载货物重力为
G 货=G max -G 滑-G 篮=100N-5N-15N=80N
(4)同一滑轮组所拉重物越重机械效率越高，则此装置提升重物的最大机械效率为
()80N =100%100%=80%95N+5N
G h
G G h η⨯=⨯+货货动 答：(1)动滑轮重力为5N ；
(2)第2s 内拉力F 的功率为40W ；
(3)装置最多能匀速运载80N 的货物；
(4)此装置提升重物的最大机械效率为80%。

23．(1)150W ；(2)90.9%
解：(1)由图可知，n =3，物体上升高度h =2m ，所以拉力功率为
250N 32m 150W 10s
W Fnh P t t ⨯⨯=
=== (2)由题可知，动滑轮自重为 3250N 600N 150N G nF G =-=⨯-=动
所以机械效率为
111500N 100%100%90.0%1500N 150N
G G G η=⨯=⨯≈++动 答：(1)拉力的功率150W ；
(2)此时机械效率为90.9%。

24．(1)160J ；(2)80%；(3)83.3%
(1)由图可知，n =2，工人做的有用功
W 有=Gh =800N×0.2m=160J
(2)总功
W 总=Pt =20W×10s=200J
滑轮组的机械效率
160J =200J
W W η=有总=80% (3)忽略绳子重与滑轮间的摩擦，额外功
W 额=W 总-W 有=200J-160J=40J
动滑轮的重力
G 动=
40J 0.2m
W h =额=200N 工人对绳子的最大拉力
F 大=
G 人=600N
提升物体的最大重力
G 大=nF 大-G 动=2×600N-200N=1000N
该滑轮组的机械效率最大为 1000N ===222600N
W G h G h G W F s F h F η==⨯⨯有大大大总大大大≈83.3% 答：(1)工人做的有用功是160J ；
(2)滑轮组的机械效率是80%；
(3)如果工人的体重为600N ，则该滑轮组的机械效率最大为83.3%。

25．(1)3.75×104J ；(2) 7.5×103W
(1)重物的重力为
600kg?10N/kg=6000N G mg ==
在重物升高5m 的过程中，所做的有用功为
6000N?5m=30000J W Gh ==有
滑轮组的机械效率100%W W 有总
η=⨯，则在重物升高5m 的过程中，所做的总功是 430000J =37500J=3.75?10J 80%
W W η==有总 (2)拉力做功的功率是
337500J =7500W=7.5?10W 5s
W P t ==总 答：(1)在重物升高5m 的过程中，所做的总功是43.75?10J ；
(2)若做功所用时间为5s ，拉力做功的功率是37.5?10W 。

26．（1）10牛；（2）20牛；（3）16瓦
(1)拉力F 与弹簧测力计的示数相等，弹簧测力计的示数为10牛，则拉力F =10N ；
(2)不计滑轮的重力以及滑轮和绳的摩擦，动滑轮省一半力，拉力F 是物体重力的一半，
G =2F =2×10N=20N ；
(3)由图知n =2，则绳端移动的距离：
s =2h =2×8m=16m ，
拉力F 所做的功：
W=Fs =10N ×16m=160J ，
其功率：
P =
W t =160J 10s =16W 。

答：(1)拉力F 的大小为10N ；
(2)物体A 的重力为20N ；
(3)拉力F 所做的功为160J ；功率为16W 。