唐山市人教版初中物理八年级下册第十二章综合经典习题(答案解析)

一、选择题
1．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。

2．如图所示，某工人在10s时间内将重为800N的物体提升2m，已知动滑轮的重为
100N，不计绳重和摩擦，则下列计算结果正确的是（）
A．人施加的拉力大小是300N B．绳端移动的距离是6m
C．滑轮组的机械效率是88.9%D．拉力的功率为160W C
解析：C
由图可知通过动滑轮绳子的段数是2段。

A．不计绳重和摩擦，绳子自由端的拉力
F=1
2
(G+G动)=
1
2
×(800N+100N)=450N
故A错误；
B．绳子自由端移动的距离
s=2h=2×2m=4m
故B错误；
C．有用功
W有=Gh=800N×2m=1600J 总功
W总=Fs=450N×4m=1800J 滑轮组的机械效率
η=
1600J
=
1800J
W
W
有
总
≈88.9%
故C正确；D．拉力的功率
P=
1800J
10s
W
t
总=180W
故D错误。

故选C。

3．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。

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。

4．用如图所示的滑轮组（甲）和（乙）将重物匀速提升相同高度．滑轮组的机械效率分别为η甲、η乙，重物的重力大小分别为G甲、G乙；不计绳重和摩擦，下列说法正确的是
A．若滑轮重力和绳端拉力相同，则η甲=η乙
B．若钩码重力和滑轮重力相同，则η甲=η乙
C．若钩码重力和绳端拉力相同，则η甲<η乙
D ．若G 甲>G 乙，η甲<η乙，甲乙的动滑轮重力无法比较B 解析：B
A ．不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率
η=1
===++1+W W Gh G
G W W W Gh G h G G G
=+有有动总有额动动
， 甲由2段绳子承担物重，乙由3段绳子承担物重，不计绳重和摩擦，若滑轮重力和绳端拉力相同，甲图中物体的重力
G 甲=2F -G 动，
乙图中物体的重力
G 乙=3F -G 动，
显然乙图中物体的重力要大一些，滑轮重力相同，由
η
1=
1+G G 动 可知乙的机械效率高，故A 错误； B ．若钩码重力和滑轮重力相同，由
η=+G G G 动
可知甲乙机械效率相同，故B 正确；
C ．若钩码重力和绳端拉力相同，提升相同高度，由W 有=Gh 可知有用功一样，因甲装置绳子股数为2股，
s 甲=2h ，
乙装置绳子股数为3股，
s 乙=3h ，
由W 总=Fs 可知乙装置总功较大，由η=W W 有总
可知甲的机械效率大于乙的机械效率，故C 错
误；
D ．不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率
η=1
===++1+W W Gh G
G W W W Gh G h G G G
=+有有动
总有额动动
， 若
G 甲>G 乙，
η甲=
11+G G 动甲甲
，
η乙=
1
1+
G
G
动乙
乙
，
η甲<η乙，
所以甲动滑轮重力比乙滑轮重力大，故D错误．
5．如图所示，均匀杠杆上的每一个小格长度都相等，每一个钩码的质量都为m。

杠杆处于平衡状态。

下面说法正确的是
A．左、右各摘去一个钩码，杠杆仍然平衡
B．左、右钩码都向支点移动一小格，杠杆仍然平衡
C．左侧钩码向右移动四小格，右侧钩码向左移动两小格，杠杆仍然平衡
D．只摘掉左侧所有钩码，在a点用力拉杠杆，当拉力F≥2mg时，杠杆有可能平衡D
解析：D
A．左、右各摘去一个钩码，右侧力与力臂的关系为2mg×4L；左侧为1mg×6L，即
2mg×4L≠1mg×6L；故A说法错误；
B．左、右钩码都向支点移动一小格，右侧力与力臂的关系为3mg×3L；左侧为2mg×5L，即3mg×3L≠2mg×5L；故B说法错误；
C．左侧钩码向右移动四小格，右侧钩码向左移动两小格，右侧力与力臂的关系为
3mg×2L；左侧为2mg×2L，即3mg×2L≠2mg×2L；故C说法错误；
D．摘掉左侧的钩码，在a点用力拉杠杆，当拉力F≥2mg时，拉力和力臂的乘积
≥2mg×4L，右侧钩码重力与力臂的乘积为3mg×4L；则拉力和力臂的乘积有可能等于钩码的重力和力臂的乘积，杠杆平衡；故D说法正确。

6．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 。

7．如图所示，斜面长3m ，高0.6m ，小明用绳子在6s 内将重50N 的物体从其底端沿斜面向上匀速拉到顶端，拉力F 是15N 。

下列说法中正确的是（ ）
A ．斜面上的摩擦力是5N
B ．拉力所做的功是30J
C ．拉力做功的功率是5W
D ．斜面的机械效率是80%A
解析：A B ．拉力所做的功
15N 3m=45J W Fs ==⨯总
故B 错误； C ．拉力做功的功率
45J
=7.5W 6s
W P t =
=总 故C 错误； D ．有用功
50N 0.6m=30J W Gh ==⨯有用
斜面的机械效率
30J
100%=
100%66.7%45J
W W η=
⨯⨯=有用总
故D 错误； A ．额外功
45J 30J 15J W W W =-=-=额外总有用
斜面上的摩擦力
15J
=5N 3m
W f s
=
=
额外 故A 正确。

故选A 。

8．下列属于省距离杠杆的是（ ）
A ．动滑轮
B ．订书机
C ．羊角锤
D ．镊子D
解析：D
根据杠杆平衡原理可知，费力杠杆省距离，只有镊子是费力杠杆，故D 选项正确。

故选D 。

9．如图所示，在一水平地面上，木箱重600N ，受到的摩擦力为300N ，用力F 拉动木箱使它在2秒钟的时间匀速直线运动了2m （不计滑轮重量及绳与滑轮间的摩擦），下列说法正确的是（ ）
A ．拉力F 的大小为100N
B ．拉力F 做功的大小为1200J
C ．绳自由端移动了4m
D ．拉力F 的功率200W C 解析：C
A ．由图知，n ＝2，不计滑轮重及绳与滑轮间的摩擦，则拉力
11
=300N 150N 22
F ＝
f ⨯= 故A 错误； B ．拉力F 做功
2150N 22m 600J W Fs F s =⨯⨯⨯物＝＝＝
故B 错误；
C ．绳自由端移动的距离
222m 4m s s ⨯物＝＝＝
故C 正确； D ．拉力F 的功率
600J =300W 2s
W P t =＝
故D 错误。

故选C 。

10．如图所示甲、乙两种方式匀速提升重为100N 的物体，已知滑轮重20N ，绳重和摩擦力不计。

则（ ）
A ．机械效率：η甲＞η乙
B ．机械效率：η甲＜η乙
C ．手的拉力：F 甲
＜F 乙 D ．手的拉力：F 甲＝F 乙A
解析：A
AB ．如图所示，甲图使用定滑轮，不计绳重和摩擦机械效率100%，乙图使用动滑轮，提升动滑轮要做额外功，所以η甲＞η乙，故A 符合题意，B 不符合题意； CD ．甲图使用定滑轮，手的拉力
F 甲=
G =100N
乙图使用动滑轮，手的拉力
100N 20N
60N 22
G G F ++=
==动乙 故CD 都不符合题意。

故选A 。

11．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％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 33
G G F '+==物动
故ABD 不正确，C 正确。

故选C 。

12．小明在探究影响滑轮组机械效率的因素时，猜想滑轮组机械效率与下列因素有关：①被提升的物体的重力；②物体被提升的高度；③动滑轮的重力；④承重绳子的段数。

他用相同的滑轮设计了如图所示的两个滑轮组，将重物提升相同高度做对比实验来验证猜想，该实验验证的猜想是（ ）
A ．①
B ．①②
C ．①②③
D ．①②③④A
解析：A
如图所示，两动滑轮的重力相同，承重绳子段数相同，重物上升的高度相同，所提升的物体重力不同，由控制变量法可知，该实验验证的猜想是滑轮组的机械效率与被提升的重物重力的关系，故A 符合题意，BCD 不符合题意。

故选A 。

13．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 。

14．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
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，用200牛的力拉着物体A 以3米/秒的速度在水平面上匀速前进，如果物体A 与滑轮相连的绳子的拉力大小是120牛，不计滑轮的重力，绳的重力及绳与滑轮的摩擦，则物体A 与地面摩擦力的大小为______，物体B 与地面摩擦力的大小为_____，物体
B 被托的速度是_______．
80N60N6m/s
解析：80N 60N 6m/s
[1]物体A 在水平方向上受到3个力的作用，且这三个力的合力为零（如图），
又因为物体A 与滑轮相连的绳子的拉力大小是120牛，由下图知道，物体A 与地面摩擦力的大小是：
A A 200N 120N 80N f F -F ==-=
[2]因为物体A 与滑轮相连的绳子的拉力大小是120牛，又因为是同一根绳绕过滑轮，所以B 受拉力是： 11120N 60N 22
A F F '==⨯= 由于A
B 匀做匀速直线运动，所以，B 与地面间的摩擦力等于B 受拉力为60N ；
[3]由图知道使用的是动滑轮，且n =2，所以，物体B 被托的速度是：
B A 223m /s 6m /s v v ==⨯=．
17．如图所示，小明正在做俯卧撑，把他的身体看作一个杠杆，O 为支点，A 为重心，他的体重为550N. 地面对手的支持力F 大小为_______N ；该杠杆是______杠杆.（选填“省力”“费力”“等臂”）．
省力
解析：省力
)由图可知,支点到支持力作用线的垂线段为动力臂,即动力臂L 1=0.9m+0.6m=1.5m ， 支点到重力作用线的垂线段为阻力臂,即阻力臂L 2=0.9m ；
根据杠杆平衡的条件可得：F L 1=GL 2，
即：F ×1.5m=550N×0.9m ，
解得F =330N.
由于动力臂大于阻力臂，所以他的身体相当于一个省力杠杆．
18．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
2F 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 22F G G =+动（）=， 19．如图所示是剪高处树枝的剪刀，将其套在一个竹竿上拉动绳子一端就可以剪下高处的树枝。

这个剪刀上的滑轮属于一个___________（填“定滑轮”或“动滑轮”），它可以起到________的作用；剪刀的刀口做得非常锋利，目的是为了_________。

动滑轮省力增大压强
解析：动滑轮 省力 增大压强
[1][2]剪刀上的滑轮可以随着剪刀一起运动，所以是动滑轮。

动滑轮有省力的特点，但是费距离。

[3]剪刀的刀口做得非常锋利，减小了受力面积，从而增大了压强。

20．如图所示，工人用30N 的拉力将重为150N 的重物匀速向左移动40cm ，物体与地面间摩擦力为45N ，时间为20s 。

则此过程中有用功是______J ，额外功是______J ，拉力的功率是______W ，滑轮的机械效率是______。

61275
解析：6 1.2 75%
[1]此过程中有用功是
W 有用=fs =45N×0.4m=18J
[2]有2股绳拉动滑轮，拉力做的总功为
W 总=Fns =30N×2×0.4m=24J
额外功是
W 额外=W 总-W 有用=24J-18J=6J
[3]拉力的功率是 24J 1.2W 20s W P t =
==总 [4]滑轮的机械效率是 18J 75%24J
W W η=
==有用总 三、解答题 21．某工人利用塔式起重机将质量为500kg 的建筑材料竖直提升了12m ，用时15s 。

求：
(1)所提建筑材料受到的重力是多少N ？
(2)起重机提起建筑材料做的有用功是多少J ？
(3)若提升过程中该起重机的输出功率是8kW ，那么提升过程中起重机的机械效率是多少？ 解析：(1)5000N ；(2)6×104J ；(3)50%
【分析】
(1)利用G =mg 求所提建筑材料受到的重力；
(2)利用W =Gh 求起重机提起建筑材料所做的有用功；
(3)知道起重机的输出功率和工作时间，利用W =Pt 求起重机做的总功，起重机的机械效率等于有用功与总功之比。

解：(1)所提建筑材料受到的重力
G =mg =500kg×10N/kg =5000N
(2)起重机提起建筑材料所做的有用功
W 有=Gh =5000N×12m =6×104J
(3)由W P t
=可得，起重机做的总功 W 总=Pt =8000W×15s =1.2×105J
起重机的机械效率
45610J 100%100%50%1.210J
W W η⨯=⨯=⨯=⨯有总 答：(1)所提建筑材料受到的重力是5000N ；(2)起重机提起建筑材料做的有用功是6×
104J ；(3)提升过程中起重机的机械效率是50%。

22．建筑工地上，工人用如图所示的装置将重为230N 的建材从地面匀速送到6m 高处，所用拉力为125N ，时间为20s ．求：
（1）工人做的有用功；
（2）工人做功的功率；
（3）此过程中该装置的机械效率．
解析：（1）1380J（2）75W（3）92%
（1）工人做的有用功：W有＝Gh＝230N×6m＝1380J；
（2）由图可知，n＝2，拉力端移动距离：s＝2h＝2×6m＝12m，工人做的总功：W总＝Fs＝125N×12m＝1500J；
工人做功的功率：
1500
75
20
W J
P W
t s
总
===；
（3）此过程中该装置的机械效率：
1380
92%
1500
W J
W J
η===
有
总
．
答：（1）工人做的有用功为1380J；
（2）工人做功的功率为75W；
（3）此过程中该装置的机械效率为92%．
23．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。

24．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 ？
解析：(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 。