山东省实验中学人教版初中物理八年级下册第十二章综合经典测试题(含解析)

一、选择题
1．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F 1、F 2、F 3、F 4，以下判断正确的是（ ）
A ．F 1﹤F 2﹤F 3﹤F 4
B ．F 1=F 4﹤F 3﹤F 2
C ．F 1=F 4﹤F 2﹤F 3
D ．F 1﹤F 3﹤F 2﹤F 4B
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 。

2．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。

3．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。

4．如图是探究利用斜面提升物体是否省力、是否省功的实验.下列操作中正确的是
A．不需要使用刻度尺
B．必须保持斜面的倾斜角度不变
C．不可以将小车车轮朝上放在斜面上进行探究
D．先用弹簧测力计沿竖直方向匀速提升小车至高度h处，再沿着斜面匀速拉动小车至高度h处，记下两次弹簧测力计的示数D
解析：D
A．根据W有用=Gh，W总=Fs，需用刻度尺测量斜面的长s和高h，故A错误；
B．为了多次测量找普遍规律，需要多次改变斜面的倾斜角度，故B错误；
C．为了改变斜面的粗糙程度，可以将小车车轮朝上放在斜面上进行探究，故C错误；D．为了比较是否受力和省功，先用弹簧测力计沿竖直方向匀速提升小车至高度h处，再沿着斜面匀速拉动小车至高度h处，记下两次弹簧测力计，故D正确。

5．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 =23
G B ． F =23G ，f =1
6
G C ． F =
23G ， f =3
8G D ． F =
12G ，f =2
3
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 ．
6．如图所示是一根轻质粗细均匀的杠杆，支点为O 并标有A 、B 、C 、D 四个点。

若要用它提起某一重物且最省力。

最合适的动力、阻力作用点应在（ ）
A ．A 和C
B ．D 和C
C ．A 和D
D ．B 和D B
解析：B
由杠杆平衡条件F 1l 1=F 2l 2可知，在阻力一定时，动力臂越长、阻力臂越短，动力越小；已知图中支点在O 点，OD 最长应为动力臂，OC 最短应为阻力臂，所以D 点是最合适的动力作用点，C 点是阻力作用点。

故B 符合题意。

7．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。

8．如图所示，甲、乙杠杆的质量和长度均相同，机械摩擦不计，分别使用甲、乙杠杆将物体A提升相同的高度，则在工作过程中，甲、乙杠杆的机械效率相比（）
A．甲的大B．乙的大C．一样大D．无法确定B
解析：B
由图甲可知，动力臂是阻力臂的二倍，所以省力，而乙杠杆是等臂杠杆，不省力；当甲杠杆提升物体时，会提升杠杆，即对杠杆做额外功，机械效率低；乙杠杆支点在中间，杠杆两侧等重，即不需要对杠杆做额外功，不计摩擦时，机械效率100%，所以乙杠杆的机械效率更大，故B符合题意，ACD不符合题意。

故选B。

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．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 。

11．如图所示，斜面长5m ，高1m ，木块重100N ，小明用F =32N 的力将物体从底端沿斜面匀速拉到顶端，则下列说法正确的是（ ）
A ．小明做的有用功为32J
B ．木块受到的摩擦力为32N
C ．斜面的机械效率为20%
D ．小明做的总功为160J D 解析：D
A ．小明做的有用功
100N 1m 100J W Gh ==⨯=有
小明做的有用功是100J ，A 错误； BD ．小明做的总功（即拉力对物体做的功）
32N 5m 160J W Fs ==⨯=总
小明做的总功是160J ； 根据
W W W =+总有额
可知额外功
-160J -100J 60J W W W ===额总有
由W 额=f s 得摩擦力
60J
12N 5m
W f s
=
=
=额 木块受到的摩擦力是12N ；B 错误、D 正确； C ．斜面的机械效率
100J
100%100%62.5%160J
W W η=
⨯=
⨯=有总
斜面的机械效率是62.5%，C 错误。

故选D 。

12．如图所示，小明分别使用甲、乙、丙三种机械匀速提升物体（绳长不变），测得拉力和物体M 、N 所受的重力如表所示，则（ ） G M G N F 甲 F 乙 5N
10N
12N
5.5N
A ．F 丙一定小于F 乙
B ．甲的机械效率比乙的大
C ．若乙提升物体的高度变大，则机械效率变大
D ．实验测得数据无法计算出甲、乙的机械效率B 解析：B
A ．若不计绳重和摩擦，乙图中绳子的有效段数为2，丙图中绳子的有效段数为3，根据
()1
F G G n
=
+动可知，F 丙一定小于F 乙；若计绳重和摩擦，则丙图中的绳重和摩擦力均大于乙图中的，所以F 丙与F 乙的大小无法比较，故A 不符合题意； BD ．甲的机械效率
N N 10N 100%83.3%12N G h G F h F η===⨯≈甲甲甲
乙的机械效率
M M M 5N
100%45.5%2 5.5N
G h G h G F s F nh nF ηη=
===⨯≈⋅⨯乙甲乙乙乙＜ 故B 符合题意、D 不符合题意； C ．根据M M M h h F s F nh nF G G G
η===⋅乙乙乙乙
可知，乙的机械效率与提升物体的高度无关，故C 不符合题意。

故选B 。

13．如图所示，在建筑工地上经常看见塔吊，塔吊的横梁可以看成一根杠杆，塔吊在 C 处安装了较重的配重物，其主要目的是为了（ ）
A ．美观
B ．增大塔吊的阻力，确保塔吊不会翻倒
C ．减小塔吊所吊物体的重力
D ．增大塔吊的阻力臂B 解析：B
A ．美观不是安装配重物的主要目的，故A 不符合题意；
B ．塔吊在工作时经常吊运很重的物体，在塔吊的
C 处安装较重的配重物，就是为了增大塔吊的阻力，使塔吊在吊运重物时不会翻倒，故B 符合题意； C ．安装配重物后增大了塔吊所吊物体的重力，故C 不符合题意；
D ．塔吊的阻力臂是固定的，没法改变，故D 不符合题意。

故选B 。

14．用如图所示的滑轮组拉动水平地面上重200N 的物体，使物体在4s 内匀速前进了4m ，已知物体受到地面的摩擦力为60N ，所用拉力大小为25N ，忽略绳重、滑轮重。

下列说法正确的是（ ） ①拉力做功的功率为75W ②绳子自由端在4s 内移动了8m ③该滑轮组的机械效率为80% ④物体克服摩擦力做的功为300J
A ．只有①③正确
B ．只有②④正确
C ．只有①④正确
D ．只有②③正确A
解析：A
由图可知，动滑轮上有3段绳子，则绳子自由端移动的距离
s ＝3s 物＝3×4m ＝12m
物体克服摩擦力做的功（有用功）为
W 有用＝fs 物＝60N ×4m ＝240J
拉力做的总功为
W 总＝Fs ＝25N ×12m ＝300J
拉力做功的功率为
300J
75W 4s
W P t =
==总 滑轮组的机械效率为
240J
100%80%300J
W W η=
⨯=
=有用总
综上可知①③正确、②④错误。

故选A 。

二、填空题
15．如图所示，用40N 的力F 拉着重200N 的物体沿水平地面做匀速直线运动1min ，物体前进了12m ，物体与地面间的滑动摩擦力为90N ，则有用功为__________J ，滑轮组的机械效率为__________。

75
解析：75%
[1]由图可知，n =3，则绳端移动的距离
312m=36m s ns ==⨯绳物
用滑轮组水平拉动物体时，克服物体的摩擦力做的功是有用功，则有用功
90N 12m=1080J W fs ==⨯有物
[2]拉力做的总功
40N 36m=1440J W Fs ==⨯绳总
滑轮组的机械效率
1080J
100%75%1440J
=
100%W W η=⨯=⨯有总 16．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_____。

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）。

17．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 。

18．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
= 19．如图，轻杆OA 可绕O 点自由转动，用细线将15N 的重物挂在A 处，小林在B 处用竖直向上的拉力提住轻杆，OB 和BA 长度之比为3︰5，则拉力大小为______N ；若拉力方向变为图中虚线所示方向，则拉力将______（填“变大”，“变小”或“不变”。

）
变大
解析：变大
[1]由题意可知O 点为支点，由杠杆平衡条件可知
B A F OB F OA G OA ⨯=⨯=⨯
则拉力大小为
3515N 15N 40N 3
B OA OB AB F G OB OB ++=⨯=⨯=⨯= [2]若拉力方向变为图中虚线所示方向，阻力与阻力臂不变，动力臂减小，则为保持平衡，由杠杆平衡条件可知，拉力将变大。

20．如图所示，滑轮组在竖直向上的拉力F =50N 作用下，将重为120N 的物体匀速提起在10s 时间内绳子自由端移动的距离为s =3m 过程中物体上升速度为______m/s ；滑轮组的机械效率是______；若过程中克服绳重和摩擦做的额外功为10J ，则动滑轮重______N 。

18020
解析：1 80% 20
[1]由图可知，该滑轮组n =3，物体上升高度
3m =1m 3
s h n =
= 物体上升速度 1m =0.1m/s 10s
h v t =
= 物体上升速度为0.1m/s 。

[2]机械效率 120N 1m =
===80%50N 3m
W Gh W Fs η⨯⨯有总 滑轮组的机械效率是80%。

[3]额外功 ==150J 120J=30J W W W --额外总有
提升动滑轮所用的功
=30J-10J=20J W W W =-'动额外
动滑轮重
20J ==20N 1m
W G h =
动动 动滑轮重20N 。

三、解答题
21．如图所示的滑轮组中，动滑轮重1N ，小强用6N 的拉力F 通过该滑轮组将重10N 物体以0.2m/s 的速度沿竖直方向匀速提升0.4m 。

此过程中，求
(1)额外功；
(2)拉力的功率；
(3)该滑轮组机械效率。

解析：(1)0.8J ；(2)2.4W ；(3)83.3%
解：(1)总功为
6N 20.4m=4.8J W Fnh ==⨯⨯总
有用功为
10N 0.4m 4J W Gh ==⨯=有
额外功为
- 4.8J-4J=0.8J W W W =额总有=
(2)拉力的功率
0.2m/s=2.4W 6N 2P Fnv ==⨯⨯
(3)该滑轮组机械效率
4J 100%100%83.3%4.8J
W W η=
⨯=⨯≈有总 答：(1)额外功0.8J ；
(2)拉力的功率2.4W ； (3)该滑轮组机械效率83.3%。

22．如图所示，水平地面上有一重900N 的物体，现用细绳将其挂在轻质杠杆的A 端，在杠杆的B 端竖直向下用力拉杠杆，杠杆在水平位置平衡，已知拉力F 1=200N ，
AO ∶OB =1∶3，物体的底面积为0.2m 2。

求：
(1)细绳对杠杆的拉力F 2；
(2)剪断细绳后，物体对地面的压力和压强。

解析：(1)600N ；(2)900N ；4.5×103Pa
解：(1)由杠杆平衡的公式F 1l 1=F 2l 2，细绳对杠杆的拉力F 2为 112123
=200N =600N 1
F l OB F F l OA ==⨯ (2)由题意知，剪断细绳后，物体对地面的压力等于重力，物体对地面的压力为
F=G =900N 由公式F p S
=可得，物体对地面的压强为 32900N 4.510Pa 0.2m
F p S =
==⨯ 答：(1)细绳对杠杆的拉力为600N ； (2)剪断细绳后，物体对地面的压力为900N 、压强为4.5×103Pa 。

23．如图所示，O 为轻质杠杆AB 的支点，杠杆上表面宽度为10cm ，OA =OB =2cm ，边长为20cm 、质量为1.6k g 的正方体Q 放在支点的正上方，这时杠杆水平，g 取10N/kg ，求： （1）正方体Q 对杠杆的压力；
（2）正方体Q 对杠杆表面的压强；
（3）重为20N 物块M 用一不可伸长的细线系于OB 的中点C ，正方体Q 从支点开始往左运动多远时，物块M 刚好离开地面且使杠杆AB 静止于水平位置？
解析：（1）16N ；（2）2810Pa ⨯；（3）1.25cm
【分析】
（1）正方体Q 对杠杆的压力等于其重力。

（2）已知正方体Q 的边长为，结合杠杆上表面宽度得出两物体的实际接触面积，即受力面积，根据F p S
=求出，正方体Q 对杠杆表面的压强。

（3）设正方体Q 从支点开始往左运动L 处时，物块M 刚好离开地面且使杠杆AB 静止于水平位置，此时绳子作用在C 的力即为M 的重力，根据杠杆的平衡条件求出L 。

解：(1)正方体Q 对杠杆的压力
1.6kg 10N/kg=16N F G mg ===⨯
(2)边长为20cm 的正方体Q ，因杠杆上表面宽度为10cm ，故受力面积为
2-2210cm 20cm=200cm =210m S =⨯⨯
正方体Q 对杠杆表面的压强
2-2216N =810Pa 210m
F p S ==⨯⨯ (3)设正方体Q 从支点开始往左运动L 处时，物块M 刚好离开地面且使杠杆AB 静止于水平位置，此时绳子作用在杠杆C 的力为
'120N F G ==
根据杠杆的平衡条件可得
12
OB F L F ⨯=⨯
则 120N 2cm =1.25cm 2216N
F OB L F ⨯⨯==⨯ 答：(1)正方体Q 对杠杆的压力为16N ；
(2)正方体Q 对杠杆表面的压强为2810Pa ⨯；
(3)重为20N 物块M 用一不可伸长的细线系于OB 的中点C ，正方体Q 从支点开始往左运动1.25cm ，物块M 刚好离开地面且使杠杆AB 静止于水平位置。

24．用滑轮组匀速提起重为2000牛的物体，作用在绳子自由端的拉力为625牛，滑轮组的机械效率为80%，不计摩擦和绳重，动滑轮的重为多少？如果使用这个滑轮组匀速提起重3500牛的物体，那么每段绳子的承担的力是多少？
解析：500N ；1000N
滑轮组损失效率为
1180%20%ηη=-=-=损机
又由于滑轮组损失效率为
100%G h G h
η=
⨯滑损总 可得 100%=20%+G G G ⨯滑滑物
解得G 滑=500N ；可求绳子段数为
2000N+500N =4625N
G n F ==总拉
则提起3500N 物体时，每段绳子承受的力为
3500N+500N =1000N 4
G F n ''==总拉 答：动滑轮重力为500N ，提起3500N 物体时，每段绳子承受的力为1000N 。