(北师大版)青岛市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．重力均为2N的A、B两滑轮，按如图所示组装，重物G重40N，绳端拉力为F。若不计摩擦，在匀速提起重物时，下面结论中正确的是（ ）

A．A、B均为定滑轮，F＝40N B．A、B均为动滑轮，F＝20N C．A为定滑轮、B为动滑轮，F＝21N D．A为定滑轮、B为动滑轮，F＝19N

2．小勇同学利用星期天积极参加社会实践活动，到养老院当义工，在活动中小勇帮助老人将2壶相同的油从一楼提到三楼，用时30s。已知每壶油的质量为5kg，小勇的质量为45kg，每层楼的楼高是3m。g取10Nkg.在此过程中，以下结果正确的是（ ） A．小勇做的有用功为900J C．小勇所做总功的功率为110W 擦，则（ ）

B．小勇做的总功为2700J D．小勇做功的效率为27.3％

3．如图所示，分别用F1、F2、F3、F4匀速提升同一重物，若不计滑轮本身的重力及摩

A．F1F2F3F4 B．F1F2F3F4 C．F1F2F3F4 D．F1F2F3F4

4．小明爸爸的质量为70kg，小明的质量为50 kg。若父子俩用相同的时间从居住楼的一层爬到三层，下列说法正确的是（ ） A．两个人做功的功率相等 C．爸爸做功的功率比小明大

B．小明做功的功率比爸爸的大 D．无法比较做功的快慢

5．用如图所示，滑轮组提升重为150N的物体时，在12s内绳子自由端被匀速拉下6m。已知拉绳子的力F为80N，不计绳重和摩擦，则在此过程中（ ）

A．物体被提升了2m C．拉力F的功率是40W

6．下列说法中正确的是（ ） A．机械效率越大的机械，做功越多 C．功率越大的机械，做功越多 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

B．所做的有用功是480J

D．该过程滑轮组的机械效率是83.3% B．做功越快的机械，机械效率越高 D．任何机械使用时都不省功

7．下列关于功、功率、机械效率的说法中正确的是（ ）

8．如图所示是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式（不计机械自重和摩擦），其中所需动力最小的是（ ）

A． B． C． D．

9．小西在体育测试中成绩为合格，请你估算他跳绳时的功率可能是（ ） A．6W

B．60W

C．600W

D．6000W

10．下列估测明显不合理的是：（ ） 105Pa A．高山上大气压强为1.5×

B．高速公路上小轿车车速约为30m/s C．某人体积约为0.06m3

D．将一瓶500mL矿泉水托高1m，托力做功约5J

11．如图，小明用一轻质杠杆自制简易密度秤的过程中，在 A 端的空桶内分别注入密度已知的不同液体，改变物体 M 悬挂点 B 的位置，当杠杆在水平位置平衡时，在 M 悬挂点处标出相应液体的密度值.下列关于密度秤制作的说法中，正确的是（ ）

A．每次倒入空桶的液体质量相同 B．密度秤的刻度不均匀

C．增大M的质量，秤的量程会减小 D．悬点O适当左移，秤的量程会增大

12．小华用图装置测量动滑轮的机械效率，下列说法正确的是（ ）

A．实验中为测量方便，让弹簧测力计在静止时读数 B．弹簧测力计对绳子的拉力与物体的重力是一对平衡力 C．增大物体被提升的高度，可以提高动滑轮的机械效率

D．增大物体重力与动滑轮重力的比值，可以提高动滑轮的机械效率（不计绳重和摩擦）

二、填空题

13．如图，重500N的物体与地面间的摩擦力是150N，为使物体匀速移动，必须在绳端加以60N的水平拉力，则滑轮组的机械效率为______，若物体的移动速度为0.2m/s，则拉力F的功率为______W。

14．功率相等的两汽车，在相同的时间内匀速通过的路程之比为2∶1，则两车所做的功之比为___________，两车所受牵引力之比为___________，两车的速度之比为___________。 15．如图所示，轻质杠杆OA中点处挂了一个重G=50N的物体，在A端施加一个竖直向上的力F，杠杆在水平位置平衡，则F=______N；保持F的方向不变，将杠杆从A位置匀速提到B位置过程中，阻力臂长度将______（变大/不变/变小，下空同），动力F将_____。

16．星期一学校举行升旗仪式，在旗杆顶端装有一个滑轮。该滑轮是____（定/动）滑轮，它的作用是可以改变力的____，在国旗匀速上升的过程中（不计绳重和摩擦），拉力大小___（大于/小于/等于）国旗的重力。

17．小华参加跳绳考试时，她在1min内连续跳了150次，获得跳绳项目的满分。已知小华的质量为45kg，跳起时重心升高的平均高度为4cm，g取10N/kg。则小华跳一次所做的功为______J，小华跳绳时的平均功率为______W。

18．身高相等的甲、乙两人抬着一个密度分布均匀的长方体木块，在水平地面上匀速行走了10m 。他们对木块做的功记为W甲、W乙，则W甲_____W乙；接着甲、乙又把木块从一楼抬上三楼（如图所示），甲、乙对木块做的功分别为W甲 、W乙，则W甲 （__________）W乙 （均选填“  ”“ ”或“  ”）。

19．如图所示，皮球由离地面一定高度的O点水平抛出，落地后又弹起的运动轨迹中，皮球经过相同高度的A、B两点机械能 _______ （选填“相等”或“不相等”），运动到D点时皮球的机械能 _____ （选填“大于”、“小于”或“等于”）C点时的机械能，表面涂黑的皮球在MN两点留下的黑色圆斑大小 _______ （选填“相等”或“不相等”）。

20．图为某单缸四冲程发动机的示意图。活塞从上止点移动到下止点所通过的空间容积称为汽缸排量，已知活塞的面积为S燃气对话塞的压强为p，气缸排量为V，则燃气对活塞的压力F＝_____，燃气对活塞所做的功W＝_____。（结果均用S、p、V表示）

三、解答题

21．在如图所示的滑轮组装置中，用弹簧测力计竖直向上拉动细绳。10s内将总重为6N的钩码匀速提升了10cm，拉力的大小如图所示，则提升钩码的过程中，求： (1)绳子自由端拉力做的功；

(2)额外功的大小； (3)滑轮组的机械效率。

22．南昌市海昏侯博物馆已对外开放，其在建设中采用了如图所示的装置，工人师傅用1200N的拉力F向下拉绳，10s内使重2000N的物体匀速上升7m，此过程中克服绳重和摩擦做功560J，求：

(1)拉力F的有用功 (2)拉力F的功率 (3)该滑轮组的机械效率 (4)动滑轮的重力

23．小明利用如图所示的滑轮组来提升质量为40kg物体，所用拉力F为250N，货物在10s内被匀速提升了3m，不计绳重及摩擦。（g取10N/kg）。求 (1)动滑轮的重力； (2)此过程中拉力做功的功率 (3)滑轮组的机械效率。

24．用如图所示的滑轮组在10s内把重为400N的重物竖直匀速提高2m，己知动滑轮重100N，不计绳重及摩擦，求 (1)滑轮组的有用功；

(2)人拉绳子做的总功； (3)滑轮组的机械效率。

25．如图所示，拉力F=100N，物体重G=180N，物体被匀速提升的距离h=4 m，不计绳重和摩擦。求

(1)拉力所做的总功； (2)该滑轮组的机械效率η；

(3)当物体重增加到200 N时，10s内物体被匀速提高，绳子移动距离为10m，拉力做功的功率。

26．太阳能汽车利用太阳能来驱动，真正实现了零排放，有效地减少了对环境的污染．太阳汽车顶部所安装的太阳能电池板的有效面积为6m2，太阳光照射到地面时的辐射功率为1.2×103W/m2，如太阳能汽车将光能转化为最终推动汽车前进的机械能的效率为12%，当汽车在水平地面上匀速行驶，受到的牵引力为80N时，求汽车的行驶速度．

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一、选择题 1．D 解析：D

由图知道，A滑轮的轮轴固定不动，所以该滑轮是定滑轮；B滑轮的轮轴随物体一起运动，该滑轮是动滑轮；因重物G重40N，所以拉动滑轮的拉力为40N，此时动滑轮受到向上的拉力40N，竖直向下的重力2N，所以滑轮两边的拉力之和为38N，即拉力

F＝19N

故选D。

2．C

解析：C

A．小勇做的有用功为将两桶油提到楼上，故有用功的大小为

W有=Gh25kg10N/kg3m2600J

故A选项错误；

B．小勇做的总功是将人和桶一起上楼，故总功为

W总=G总h=G人G油h=（45kg10N/kg+5kg210N/kg）3m2=3300J

故B选项错误； C．小勇所做总功的功率为

P总故C选项正确； D．小勇做功的效率为

W总3300J==110W t30s故D选项错误。 故选C。

W有W总100%=600J100%=18.2% 3300J3．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

F1=F2= F3=G

d图用的是动滑轮，能够省一半的力，故

F4所以

1G 2F1F2F3F4

故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。

4．C

解析：C

上楼时小明和爸爸克服各自重力做功，都从一层到三层，即上楼高度相同，且爸爸的质量大，由W=Gh=mgh可知，爸爸做的功多；又因为父子俩人上楼时间相同，根据P知，爸爸做功的功率大。故ABD错误，C正确。 故选C。

W可t5．C

解析：C

A．滑轮组中的n=2，则物体被提升的距离为

h故A不符合题意； B．所做的有用功是

s6m3m n2W有用Gh150N3m450J

故B不符合题意； C．拉力F的功率是

PFvFs6m80N40W t12s故C符合题意； D．拉力F的总功为

W总Fs80N6m480J

该过程滑轮组的机械效率是

故D不符合题意。 故选C。

W有用W总100%450J93.75% 480J6．D

解析：D

A．功是力与物体在力的方向上移动距离的乘积，机械效率是有用功与总功的比值，机械效率大，只能说明所做的有用功占总功的比值大，不能说明做功的多少，故A错误； B．由于机械效率是有用功与总功的比值，故做功快，不一定机械效率就高，故B错误； C．功率是表示做功快慢的物理量，功率大说明做功快，但做功时间不确定，所以做功多少不能确定，故C错误；

D．由功的原理知，使用任何机械都不能省功，故D正确。 故选D。

7．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。

8．B

解析：B

不计机械自重和摩擦的情况下。

A．A图中，斜面长为高的2倍，则拉力为物重的一半，即

F1G 2B．图中为杠杆，阻力G的力臂为1m，动力F2的力臂为4m，根据杠杆的平衡条件可知

F21G 4C．图中为滑轮组，与动滑轮相连的绳子段数是3，所以，

1F3G

3D．图中为动滑轮，省一本的力，即

F41G 2综上所述：所需动力最小的是B，故ACD符合题意，B符合题意。 故须B。

9．B

解析：B

初中生体重大约为500N，跳绳高度大约

h＝5cm＝0.05m

跳一次做的功

W ＝Gh＝500N0.05m＝25J

在体育测试中成绩合格时1min需要跳120次，则跳一次的时间为0.5s，则他跳绳时的功率

P综上所述，故选B。

W25J=50W t0.5s10．A

解析：A

A．高山上大气压强低于1个标准大气压，不可能为1.5×105Pa，故A符合题意； B．高速公路上小轿车车速约为30m/s，合108km/h，故B不符合题意；

C．人的密度约等于水的密度，质量约为60kg，体积约为0.06m3，故C不符合题意； D．一瓶500mL矿泉水重为5N，托高1m，托力做功约5J，故D不符合题意。 故选A。

11．D

解析：D

A．如果每次倒入的液体质量相等，则杠杆平衡时，M的位置是不变的，无法表示出液体密度的不同。故A选项错误，不符合题意；

B．由杠杆平衡条件Fl11F2l2可知，在阻力臂与动力不变的情况下，动力臂是与阻力成正比的，所以，密度秤的刻度是均匀的。选项B错误，不符合题意；

C．由杠杆平衡条件Fl11F2l2可知，在阻力、阻力臂不变的情况下，动力臂与动力成反比，即M质量增大时，动力臂会减小，即同一刻度值会向左移，所以，量程会增大。选项C错误，不符合题意；

D．O点左移，减小了阻力臂，由杠杆平衡条件Fl11F2l2可知，在阻力与动力不变的情况下，动力臂与阻力臂成正比。即同一刻度值会向左移，所以量程会增大。选项D正确，符合题意。 故选D。

12．D

解析：D

A．测量动滑轮的机械效率，需要匀速拉动弹簧测力计，不能在弹簧测力计静止时读数，故A错误；

B．弹簧测力计对绳子的拉力，作用在绳子上；物体的重力，作用在提升的物体上，即二力作用在两个物体上，不是一对平衡力，故B错误； C．使用动滑轮，承担物重的绳子股数n=2，滑轮的机械效率

W有GhGhG=η= W总FsF2h2F增大物体被提升的高度，不能提高动滑轮的机械效率，故C错误； D．不计绳重和摩擦，动滑轮的机械效率

W有GhG=W总GhG动hGG动11G11动1G GG动增大物体重力与动滑轮重力的比值，可以提高动滑轮的机械效率，故D正确。 故选D。

二、填空题 13．336

解析：3 36

[1]如图，绳子段数为n3，设物体移动的距离为s1，则滑轮组的机械效率

=W有用fsfs1f150N100%1100%100%100%100%83.3%W总FsFns1nF360N

vnv130.2ms0.6ms

[2]绳子自由端移动的速度

拉力的功率

PFv60N0.6ms36W

14．1∶11∶22∶1

解析：1∶1 1∶2 2∶1 [1]两车所做的功之比

W1Pt1111111∶ W2P2t2111[2]两车所受牵引力之比

W1F1sWs1111121∶2 F2W2W2s1122s2[3]两车的速度之比

s1v1t1s1t22122∶1 v2s2s2t1111t215．变小不变

解析：变小 不变 [1]根据杠杆的平衡条件

GLFL 2FG150N=25N 22[2]保持F的方向不变，将杠杆从A位置匀速提到B位置过程中，如图所示：

阻力臂长度将变小。 [3]根据杠杆的平衡条件

GLGFLF

F所以拉力F不变。

LG1GG LF216．定方向等于【分析】随货物一起升降的滑轮为定滑轮不随货物一起升降的滑轮为动滑轮定滑轮不能省力但可以改变力的方向旗杆顶部的滑轮就是个定滑

轮起到改变力的方向的作用

解析：定 方向 等于 【分析】

随货物一起升降的滑轮为定滑轮，不随货物一起升降的滑轮为动滑轮，定滑轮不能省力，但可以改变力的方向，旗杆顶部的滑轮就是个定滑轮，起到改变力的方向的作用。 [1][2]旗杆顶部的滑轮不随红旗一起升降是定滑轮，使用时不省力，可以改变拉力的方向。 [3]在国旗匀速上升的过程中（不计绳重和摩擦），拉力等于国旗的重力。

17．45

解析：45

[1]小华的质量为45kg，重力为450N，跳起时重心升高的平均高度为4cm，由W=Fs可知小华跳一次所做的功为18J。

[2]她在1min内连续跳了150次，小华跳绳时的平均功率为

PW18J15045W t60s18．

解析：  

[1]甲、乙两人抬着一个密度分布均匀的长方体木块，在水平地面上匀速行走了10m，人施加的力是竖直向上的，但在力的方向木块移动距离，所以他们对木块做的功为0，则

W甲W乙

[2]上楼时，需要克服木块的重力阻力做功，以木块重力为阻力，木块的重心在木块的重心上，甲和乙的动力都是竖直向上的，分别以甲、乙的手为支点时，如图所示。

乙的动力臂AB等于甲的动力臂BA，以甲为支点时重力的力臂OA，以乙为支点时重力的力臂为OB，且

OBOA

根据杠杆平衡条件F1L1F2L2可知

F甲BAGOB，F乙ABGOA

所以甲的动力大于乙的动力，即

F甲F乙

又因两人上升的高度相同，由WFs可知，甲对木块做的功多，即

W甲W乙

19．不相等小于不相等

解析：不相等 小于 不相等

[1]每次皮球反弹后到的最高点都比上一次的最高点要低，说明皮球在运动过程中受到空气阻力，机械能减小，所以A、B两点的机械能不相等。

[2] 每次皮球反弹后到的最高点都比上一次的最高点要低，说明皮球在运动过程中受到空气阻力，机械能减小，而C点在D点之前，所以皮球在D点的机械能要小于在C点的机械能。

[3]弹性势能的大小与弹性形变的程度有关，而黑色圆斑的大小可以反映出皮球的弹性形变程度，圆斑越大，形变越大，在M点和N点时，皮球的重力势能和动能都为零，又因为点M在点N之前，所以M点的机械能大于N点的机械能，则M点的弹性势能大于N点弹性势能，故在MN两点留下的黑色圆斑大小不同。

20．pSpV

解析：pS pV

[1][2]由压强公式p＝所做的功为：

F可知，燃气对活塞的压力F＝pS；设活塞运动的长度为l，则活塞SW＝Fl＝pSl，

而V＝Sl， 所以

W＝pV。

三、解答题

21．(1)0.72J；(2)0.12J；(3)83.3%

(1)由图可知，弹簧测力计的分度值为0.2N，示数为2.4N，承担物重的绳子股数n＝3，绳子自由端移动的距离

s＝nh＝3×0.1m＝0.3m

绳子自由端拉力做的功

W总=Fs=2.4N×0.3m=0.72J

(2)滑所做的有轮组用功

W有=Gh=6N×0.1m=0.6J

额外功的大小

W额=W总﹣W有=0.72J﹣0.6J=0.12J

(3)滑轮组的机械效率

W有0.6J100%100%83.3% W总0.72J答：(1)绳子自由端拉力做的功为0.72J。 (2)额外功的大小为0.12J。 (3)滑轮组的机械效率为83.3%。

22．(1) 1.4×104 J；(2) 1960W；(3) 71.4%；(4) 720N (1)由图知道，滑轮组绳子的有效股数n=2，拉力端移动距离

s=nh=2×7m=14m

拉力做的有用功

W有用 =Gh=2000N×7m=1.4×104 J

(2)拉力F做功

W总=Fs=1200N×14m=1.96×104 J

由PW 知道，拉力F的功率 tPW19600J1960W t10sW有(3)由知道，该滑轮组的机械效率

W总W有1.4104J100%=100%71.4% 4W总1.9610J(4)拉力做的额外功

W额 =W总-W有用 =1.96×104 J-1.4×104 J =5.6×103 J

此过程中克服绳重和摩擦做功W额1 =560J，提升动滑轮做的额外功

W额2 =W额总-W额1 =5.6×103 J-560J=5040J

由W=Gh知道，动滑轮重力

G轮=W额2h5040J720N 7m104 J； 答：(1)拉力F的有用功是1.4×(2)拉力F的功率1960W； (3)该滑轮组的机械效率71.4%； (4)动滑轮的重力720N。 23．(1)100N；(2)150W；(3)80% (1)物体的重力

G=mg=40kg×10N/kg=400N

由图可知，n=2，不计绳重及摩擦，动滑轮的重力

G动=2F-G=2×250N-400N=100N

(2)绳子末端移动的距离

s=2h=2×3m=6m

拉力做的功

W总=Fs=250N×6m=1500J

拉力的功率

P(3)滑轮组做的有用功

W总1500J=150W t10sW有=Gh=40N×10N/kg×3m=1200J

滑轮组的机械效率

=答：(1)动滑轮的重力是100N；

W有1200J==80% W总1500J(2)此过程中拉力做功的功率是150W； (3)滑轮组的机械效率是80%。 24．(1)800J；(2)1000J；(3)80% (1)滑轮组的有用功

W有Gh400N2m800J

(2)由图可知，滑轮组绳子的有效段数n=2，所以绳子自由端的拉力

F绳子自由端移动的距离

GG动400N100N250N n2snh22m4m

人拉绳子做的总功

W总Fs250N4m1000J

(3)滑轮组的机械效率

W有800Jη100%100%80%

W总1000J答：(1)滑轮组的有用功为800J； (2)人拉绳子做的总功为1000J； (3)滑轮组的机械效率为80%。 25．(1)800J；(2)90%； (3)110W

由图可知，通过动滑轮绳子的段数是2段。 (1)绳子自由端通过距离

s=2h=2×4m=8m

拉力所做的总功

W总=Fs=100N×8m=800J

(2)有用功

W有=Gh=180N×4m=720J

滑轮组的机械效率

η=

W有720J==90% W总800J1(G+G动) 2(3)不计绳重和摩擦，作用在绳子自由端的拉力

F=

动滑轮重

G动=2F-G=2×100N-180N=20N

当物体重增加到200N时，此时绳子自由端的拉力

F′=

拉力做功的功率

11(G′+G动)=×(200N+20N)=110N 22WFs110N10m=110W tt10s答：(1)拉力所做的总功是800J； (2)该滑轮组的机械效率是90%；

P=

(3)当物体重增加到200 N时，10s内物体被匀速提高，绳子移动距离为10m，拉力做功的功率是110W。 26．8m/s

103W/m2，如太阳能汽车将光能转化为最终推动汽太阳光照射到地面时的辐射功率为1.2×

车前进的机械能的效率为12%，所以有用功率：

P= 1.2×103W/m2×6m2×12%=864W

由公式P=Fv可得汽车的行驶速度：

v答：汽车的行驶速度为10.8m/s。

P864W10.8m/s F80N