第十二章 简单机械（单元自测能力提升）-2025-2026学年人教版物理新教材八年级下册章节复习自测卷

第十二章 简单机械 单元自测•能力提升 建议用时：100分钟，满分：100分 第Ⅰ卷 选择题 1、 单项选择题（本大题共12小题，每小题2分，共24分。在给出的四个备选项中，只有一个选项符合题目要求。） 1．工人利用如图所示的滑轮组提升物体。已知绳子自由端拉力为500N，物体在竖直方向上被匀速提升了3m，该滑轮组的机械效率为80%。则该过程中的有用功为（　　） A．1200J B．1500J C．2400J D．3000J 2．如图所示，用滑轮组将重为600N的物体匀速提升2m，拉力F为250N，不计绳重和摩擦，则（　　） A．绳子自由端移动的距离为4m B．动滑轮的重力为200N C．滑轮组的机械效率为80% D．拉力做的有用功为1500J 3．用如图所示滑轮组，将重为500N的物体，在10 s内匀速向上提升2 m，已知拉力为300 N。在此过程中，下列说法正确的是（　　） A．绳子自由端移动的距离为6 m B．人所做的有用功为1200 J C．拉力F的功率为100 W D．该滑轮组的机械效率约为83.3% 4．如图所示，用同一滑轮组分别将物体A和物体B匀速提升相同的高度。与提升A相比，提升B的过程滑轮组的机械效率较大。不计绳重与摩擦，则提升B的过程（　　） A．额外功较小 B．额外功较大 C．总功较小 D．总功较大 5．小明家中有一把旧杆秤，该杆秤遗失了秤砣，而且刻度大多数模糊不清，只有5kg和6kg的刻度清晰可辨。他用刻度尺测量出该杆秤的相关长度，测量结果如图所示。小明接着对杆秤的重心（不包括秤砣）和秤砣质量进行判断，其中正确的是（    ） A．杆秤重心在杆秤提纽的右侧，秤砣的质量为3.0kg B．杆秤重心在杆秤提纽的右侧，秤砣的质量为1.5kg C．杆秤重心在杆秤提纽的左侧，秤砣的质量为1.5kg D．杆秤重心在杆秤提纽的左侧，秤砣的质量为3.0kg 6．如图所示，园艺工人在修剪枝条时，常把枝条尽量往剪刀的轴处靠近。园艺工人这样做是为了（    ） A．增大动力臂，能更省力 B．增大阻力臂，能省距离 C．减小动力臂，能省距离 D．减小阻力臂，能更省力 7．为解决高层空调外机吊装难题、空调安装师傅用如图所示的装置拉动绳索，将重的空调外机从地面匀速提升至10楼（每层楼高约），绳索的拉力的大小为。若不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．提升空调外机的有用功为 B．绳索拉力做功为 C．吊装过程中机械效率为70% D．若用该装置拉动更重的空调外机，机械效率会降低 8．某同学在家利用一模一样的两个衣架组装成简易滑轮组。如图所示，他将重为3N的矿泉水瓶匀速提升0.5m，绳端拉力大小只有0.8N（不考虑绳子的自重和摩擦g取10N/kg），下列说法正确的是（　　） A．甲衣架与天花板之间那段绳子的拉力为4.8N B．乙衣架的质量为1N C．自由端绳子通过的距离为3m D．拉力F所做的有用功为1.5J 9．如图甲所示，用拉力F竖直向上匀速提升重360N的货物，货物移动的距离与时间的关系如图乙所示。动滑轮重40N，不计绳重和摩擦，则（　　） A．绳子自由端移动的速度为0.5m/s B．拉力F为400N C．该装置可以省功 D．动滑轮的机械效率为90% 10．如图所示，工人站在水平地面上，用滑轮组提升重物A，工人对绳子自由端施加竖直向下的拉力F，工人拉力功率为200W，物体A被竖直匀速提升1m，用时5s，滑轮组的额外功为100J。下列说法中正确的是（　　） A．工人的体重不能小于500N B．动滑轮所受的重力为100N C．物体A的重力可以大于1000N D．该滑轮组的机械效率为80% 11．下列说法中正确的是（　　） A．机械效率越高，功率越大 B．机械效率越低，做的额外功越多 C．机械效率越高，做的总功越少 D．机械效率越低，额外功占总功的比例越大 12．如图所示，杠杆是平衡的，如果在支点左侧的钩码下再增加一只与原有钩码等重的钩码，要使杠杆重新平衡，可行的做法是（　　） A．将左侧钩码往右移一格 B．将右侧钩码往左移一格 C．在右侧钩码下再挂一只等重的钩码 D．将右侧钩码往右移两格 第Ⅱ卷 非选择题 2、 填空题（本大题共12个小题，每空1分，共30分） 13．用一根质量不计的长为40cm木条自制杆秤，提纽O为支点。秤盘到O点的距离为5cm，秤砣质量为100g。不称物体时，秤砣挂在提纽左侧4cm处，杆秤水平平衡，此为零刻度线。该杆秤能够称量的最大质量为_______ g；若保持秤砣和秤盘质量不变，要使杆秤量程变大，提纽O应_______秤盘悬点。 14．体能在积累，状态重在保持。寒假期间，小爱同学坚持锻炼，为4月中旬的体育考试做好准备。如图，小爱正在做俯卧撑，把他的身体可以看作一个______杠杆，O为支点，A为重心，他的体重为500N。地面对手的支持力F的大小为______N。若40s内做俯卧撑30次，每次人的重心上升的高度为0.2m，小爱每次做功为______J，小爱做这些俯卧撑时的平均功率是______W。 15．图甲是《墨经》中记载的古代提升重物的工具——“车梯”，图乙是其等效图。假如此“车梯”匀速提升90kg的重物时，绳子拉力是250N，物体10s内上升2m，则此过程中绳端移动的距离为_______m，此过程中“车梯”的机械效率为_______。（g取10N/kg） 16．如图所示，小伟用平行于斜面、大小为200N的推力F将质量为30的物体推到1m高的台面处，已知斜面长2m，此过程中，推力F做的功是________J；斜面的机械效率是________。（g取10） 17．高架桥是城市化的标志之一，独柱式高架桥有如图（a）所示的单支座式和如图（b）所示的双支座式。从桥梁的稳定性角度考虑，建造桥梁时应选择的支撑方式为______（选填“单”或“双”）支座式。当载重卡车在双支座式高架桥最右侧行驶时桥面侧翻，杠杆的支点是______（选填“左”或“右”）侧支座。如果在两个支座中间再增加一个支座，如图（c）所示，则杠杆的支点位置将______（选填“改变”或“不改变”）。 18．如图所示，小明用质量为0.3kg的小车将1.2kg的沙子沿斜面提升一定高度。小明拉车的力为10N，小车沿斜面匀速运动了0.8m，上升的高度为0.4m。此斜面的机械效率为________。 19．用如图所示滑轮组内将重为的物体匀速提升，人对绳的拉力为125N，动滑轮重为30N，则有用功为________J，拉力的功率为_______，滑轮组的机械效率为______，额外功为_____J。 20．如图所示，轻质杠杆可绕点转动，，物块重，。在B点作用一个竖直向上的拉力使杠杆在水平位置平衡，则的大小为_____；保持杠杆在水平位置平衡，若仅将拉力沿顺时针方向转动，则在转至虚线①所示位置的过程中，拉力大小将变_____，再转至虚线②所示位置静止时，拉力大小为_____N。 21．在一次车辆故障处置过程中，拖车所用装置简化图如图所示。交警指挥拖车在水平路面上将质量为1.5×103kg的故障车以2m/s的速度匀速拖动了12m。绳子自由端的拉力F为125N，故障车受到的阻力是车重的2%。该装置的机械效率是___________。（g取10N/kg） 22．青少年在思考问题时，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。很多公共场所设计了如图所示的专用通道，若将重400N的小车沿8m长的斜面推至3m高的入口处，沿斜面所用的推力为200N，则在此过程中做的有用功为______J。使用斜面______（选填“能”或“不能”）省功。 23．如图所示，固定的斜面的高h＝0.3m，沿斜面向上用的拉力把一个重为的物体从斜面底端匀速拉到顶端，斜面的效率为60%，物体与斜面间的摩擦力为________N。 24．工人师傅借助如图所示的装置，在内，将重的货物匀速提升了。已知工人对绳子的拉力为，则工人所做的有用功为______J，装置的机械效率为______。请你提出一条提高该装置机械效率的方法：________。 三、解答题（本题共8小题，共46分。） 25．（本题4分）小明在无动力乐园体验了一次如图所示的小车滑行装置，可以由自己拉住绳子的一端将小车和自己一起拉动滑行，请你画出该滑行装置最省力的绕绳方式。 26．（本题4分）如图所示，画出杠杆所受阻力以及动力的力臂。 27．（本题4分）如图所示，已知杠杆的阻力和动力臂，画出动力和阻力臂。 28．（本题5分）为了探究斜面的机械效率与斜面倾斜程度之间的关系，探究小组的同学利用木板、刻度尺、弹簧测力计、木块等器材设计了如图所示的实验装置。实验测得的数据如表所示。 实验次数 斜面倾斜程度 木块重力 斜面高度 沿斜面拉力 斜面长度 机械效率 1 较缓 3 0.2 1.6 1 37.5% 2 较陡 3 0.3 1.8 1 3 最陡 3 0.4 2.0 1 60% 请你根据表中的数据解答下列问题。 (1)实验中要求用沿斜面向上的力拉着木块在斜面上做__________运动，便于读取弹簧测力计的示数。 (2)第2次实验中，斜面的机械效率为______，斜面对木块的摩擦力为_______N。 (3)斜面的机械效率与斜面的倾斜程度之间的关系是______________。 (4)试列举出生活中利用斜面的一个实例：___________________。 29．（本题5分）小红和小明利用如图所示装置探究杠杆的平衡条件，每个钩码的质量相等。 (1)若实验前杠杆平衡状态如图甲所示，可将杠杆两端的平衡螺母向__________（选填“左”或“右”）调节，使杠杆在水平位置平衡。 (2)在实验过程中，调节杠杆在水平位置平衡的目的是：__________。 (3)在杠杆两端加挂钩码，并移动钩码，使杠杆在水平位置平衡，测出力臂，多次实验并把数据记录在如表格中。多次实验的目的是__________。 次数 1 1 10 2 5 2 2 10 1 20 3 2 15 3 10 (4)小明根据以上数据得出杠杆的平衡条件是__________。 (5)杠杆调节平衡后，小红在杠杆上的点处挂3个钩码，如图乙所示，为使杠杆重新平衡，应在点挂__________个钩码。 (6)如图丙所示，用弹簧测力计在处竖直向上拉，使杠杆在水平位置平衡，当弹簧测力计在原位置逐渐向右倾斜时，使杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将__________（选填“变大”“变小”或“不变”）。 30．（本题8分）如图所示，一个质量为60kg的工人，站在水平地面上，用滑轮组将一个质量为80kg的物体匀速提升2m，所用的拉力为500N。 （g取10N/ kg） (1)求物体的重力。 (2)求拉力做的有用功。 (3)求滑轮组的机械效率。 (4)求工人对地面的压力。 31．（本题8分）如图所示，工人用250N的拉力，把一质量为40kg的货物用滑轮组提升了3m（忽略摩擦及绳重，g取10N/ kg）。求： (1)工人做的有用功； (2)滑轮组的机械效率； (3)动滑轮所受重力大小。 32．（本题8分）下图所示的是某同学做俯卧撑时的示意图，他的质量为56kg，身体可视为杠杆，O点为支点，A点为重心。（g取10N/kg） (1)该同学所受重力是多少？ (2)请在图中画出该同学所受重力的示意图，并画出重力的力臂L。 (3)他双手伸直撑在地面保持静止时，若，，则地面对双手的支持力为多大？ 学科网（北京）股份有限公司1 / 16 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第十二章 简单机械 单元自测•能力提升 建议用时：100分钟，满分：100分 第Ⅰ卷 选择题 1、 单项选择题（本大题共12小题，每小题2分，共24分。在给出的四个备选项中，只有一个选项符合题目要求。） 1．工人利用如图所示的滑轮组提升物体。已知绳子自由端拉力为500N，物体在竖直方向上被匀速提升了3m，该滑轮组的机械效率为80%。则该过程中的有用功为（　　） A．1200J B．1500J C．2400J D．3000J 【答案】C 【详解】由图可知连在动滑轮上绳子段数，绳子自由端移动的距离为 拉力做的总功 则滑轮组做的有用功，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 2．如图所示，用滑轮组将重为600N的物体匀速提升2m，拉力F为250N，不计绳重和摩擦，则（　　） A．绳子自由端移动的距离为4m B．动滑轮的重力为200N C．滑轮组的机械效率为80% D．拉力做的有用功为1500J 【答案】C 【详解】A．由图可知，滑轮组中由3段绳子承担物体和动滑轮的总重，即n=3；则绳子自由端移动的距离为，故A不符合题意； B．不计绳重和摩擦，根据，动滑轮的重力为，故B不符合题意； CD．此过程中，所做有用功为 所做总功为 滑轮组的机械效率为，故C符合题意，D不符合题意；。 故选C。 3．用如图所示滑轮组，将重为500N的物体，在10 s内匀速向上提升2 m，已知拉力为300 N。在此过程中，下列说法正确的是（　　） A．绳子自由端移动的距离为6 m B．人所做的有用功为1200 J C．拉力F的功率为100 W D．该滑轮组的机械效率约为83.3% 【答案】D 【详解】A．由图可知绳子的股数为2，绳子自由端移动的距离为，故A错误； B．人所做的有用功为，故B错误； C．拉力F的功率为，故C错误； D．该滑轮组的机械效率约为，故D正确。 故选D。 4．如图所示，用同一滑轮组分别将物体A和物体B匀速提升相同的高度。与提升A相比，提升B的过程滑轮组的机械效率较大。不计绳重与摩擦，则提升B的过程（　　） A．额外功较小 B．额外功较大 C．总功较小 D．总功较大 【答案】D 【详解】AB．由题意可知，提起两物体的滑轮组相同，将物体提升的高度相同，不计绳重和摩擦，克服动滑轮的重力所做的功是额外功，由可知，提升A、B所做的额外功相同，故AB不符合题意； CD．不计绳重和摩擦，滑轮组的效率，额外功相等，提升B的过程滑轮组的机械效率较大，所以提升B物体所做的有用功大，其总功大，故C不符合题意，D符合题意。 故选D。 5．小明家中有一把旧杆秤，该杆秤遗失了秤砣，而且刻度大多数模糊不清，只有5kg和6kg的刻度清晰可辨。他用刻度尺测量出该杆秤的相关长度，测量结果如图所示。小明接着对杆秤的重心（不包括秤砣）和秤砣质量进行判断，其中正确的是（    ） A．杆秤重心在杆秤提纽的右侧，秤砣的质量为3.0kg B．杆秤重心在杆秤提纽的右侧，秤砣的质量为1.5kg C．杆秤重心在杆秤提纽的左侧，秤砣的质量为1.5kg D．杆秤重心在杆秤提纽的左侧，秤砣的质量为3.0kg 【答案】B 【详解】从图可知，5kg到6kg质量增加了1kg，而杠杆的长增加了2cm，杆秤上的刻度是均匀的，所以，从0刻度线到5kg的位置，杠杆的长应该为10cm，即零刻度线在提纽的左侧；因为0刻度线处要挂秤砣才能使杠杆在水平位置平衡，所以该杆秤的重心应该在提纽的右侧。 我们用杆秤称物体时，物体在提纽的左侧，秤砣在提纽的右侧，该杆秤的重心在提纽的右侧，设杆秤的重心到提纽的距离为L，秤砣的质量为m，杆秤的质量为m杆，由杠杆的平衡条件 可知……① ……② 联立①②解得 故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 6．如图所示，园艺工人在修剪枝条时，常把枝条尽量往剪刀的轴处靠近。园艺工人这样做是为了（    ） A．增大动力臂，能更省力 B．增大阻力臂，能省距离 C．减小动力臂，能省距离 D．减小阻力臂，能更省力 【答案】D 【详解】A．园艺工人修剪枝条时，手握剪刀的位置通常不变，所以动力臂的大小基本不变。该做法是通过移动枝条的位置来省力，而不是通过增大动力臂。故A不符合题意； B．把枝条尽量往剪刀的轴处靠近，是减小了枝条到轴的距离，即减小了阻力臂，而不是增大阻力臂。故不符合题意； C．手握剪刀的位置不变，动力臂的大小基本不变，没有减小动力臂。故C不符合题意； D．园艺剪刀是一个杠杆，根据杠杆平衡条件：动力×动力臂 = 阻力×阻力臂。在使用时，动力臂（手到轴的距离）和阻力（剪断枝条所需的力）的大小可视为基本不变。把枝条尽量往剪刀的轴处靠近，就是减小阻力臂。由公式可知，在动力臂和阻力一定时，减小阻力臂，可以减小所需的动力，从而达到更省力的目的。故D符合题意。 故选D。 7．为解决高层空调外机吊装难题、空调安装师傅用如图所示的装置拉动绳索，将重的空调外机从地面匀速提升至10楼（每层楼高约），绳索的拉力的大小为。若不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．提升空调外机的有用功为 B．绳索拉力做功为 C．吊装过程中机械效率为70% D．若用该装置拉动更重的空调外机，机械效率会降低 【答案】A 【详解】A．此过程中，空调外机从地面匀速提升至10楼（每层楼高约），故空调外机被提升的高度，故提升空调外机的有用功，故A正确； B．由图可知，图中与动滑轮相连接的绳子段数，故绳索拉力做功，故B错误； C．吊装过程中的机械效率，故C错误； D．由可知，若用该装置拉动更重的空调外机，不计绳重和摩擦，总功不变，物重增加则有用功增加，即机械效率会增加，故D错误。 故选A。 8．某同学在家利用一模一样的两个衣架组装成简易滑轮组。如图所示，他将重为3N的矿泉水瓶匀速提升0.5m，绳端拉力大小只有0.8N（不考虑绳子的自重和摩擦g取10N/kg），下列说法正确的是（　　） A．甲衣架与天花板之间那段绳子的拉力为4.8N B．乙衣架的质量为1N C．自由端绳子通过的距离为3m D．拉力F所做的有用功为1.5J 【答案】D 【详解】由图可知，甲衣架相当于定滑轮，乙衣架相当于动滑轮，承担物重的绳子段数。 B．不考虑绳子的自重和摩擦，根据可知，动滑轮（乙衣架）的重力为 则乙衣架的质量为，故B错误； A．甲衣架的重力为，绕过甲衣架的绳子有6段，不考虑绳子的自重和摩擦，则甲衣架与天花板之间那段绳子的拉力为，故A错误； C．自由端绳子通过的距离为，故C错误； D．拉力F所做的有用功为，故D正确。 故选D。 9．如图甲所示，用拉力F竖直向上匀速提升重360N的货物，货物移动的距离与时间的关系如图乙所示。动滑轮重40N，不计绳重和摩擦，则（　　） A．绳子自由端移动的速度为0.5m/s B．拉力F为400N C．该装置可以省功 D．动滑轮的机械效率为90% 【答案】D 【详解】A．由图甲可知，承担物重的绳子段数为2，由图乙可知，0~4s内，货物移动的距离为2.0m，则绳子自由端移动的距离 所以，绳子自由端移动的速度，故A不符合题意； B．不计绳重和摩擦，拉力，故B不符合题意； C．使用该装置可以省力，根据功的原理可知，使用任何机械都不能省功，故C不符合题意； D．由题意可得，该动滑轮的机械效率 故D符合题意。 故选D。 10．如图所示，工人站在水平地面上，用滑轮组提升重物A，工人对绳子自由端施加竖直向下的拉力F，工人拉力功率为200W，物体A被竖直匀速提升1m，用时5s，滑轮组的额外功为100J。下列说法中正确的是（　　） A．工人的体重不能小于500N B．动滑轮所受的重力为100N C．物体A的重力可以大于1000N D．该滑轮组的机械效率为80% 【答案】A 【详解】A．由图可知，与动滑轮相连的绳子根数为2，由题意知，物体A被竖直匀速提升1m，用时5s，则绳子自由端移动的速度为 根据，则绳子自由端的拉力为 绳子的拉力不能大于工人的重力，否则会把工人从地面拉起，故工人的体重不能小于500N，故A正确； B．不计绳重和摩擦，额外功来自于克服动滑轮的重力做功，动滑轮的重力为 题目没有不计绳重和摩擦的条件，所以动滑轮所受重力小于100N，故B错误； C．由于工人的体重最小可能为500N，则不计绳重和摩擦，可以提升物体的最大重力为 因此物体A的重力不可以大于1000N，故C错误； D．该滑轮组的机械效率为 故D错误。 故选A。 11．下列说法中正确的是（　　） A．机械效率越高，功率越大 B．机械效率越低，做的额外功越多 C．机械效率越高，做的总功越少 D．机械效率越低，额外功占总功的比例越大 【答案】D 【详解】A．机械效率与功率是两个无关的物理量，机械效率高不代表功率大，故A错误； B．额外功的多少取决于总功和机械效率，即，机械效率低但总功很小时，额外功可能很少，故B错误； C．机械效率高仅说明有用功占比大，总功的多少与有用功、额外功的实际大小有关，与效率无关，故C错误； D．机械效率，额外功，机械效率越低，说明额外功占总功的比例越大，故D正确。 故选 D。 12．如图所示，杠杆是平衡的，如果在支点左侧的钩码下再增加一只与原有钩码等重的钩码，要使杠杆重新平衡，可行的做法是（　　） A．将左侧钩码往右移一格 B．将右侧钩码往左移一格 C．在右侧钩码下再挂一只等重的钩码 D．将右侧钩码往右移两格 【答案】A 【详解】假设每个钩码重力为G，杠杆上每个刻度距离为L．如果在支点左侧的钩码下再增加一只与原有钩码等重的钩码，要使杠杆重新平衡。 A．若将左侧钩码往右移一格，则，杠杆可以平衡，故A符合题意； B．将右侧钩码往左移一格，则，杠杆不可平衡，故B不符合题意； C．在右侧钩码下再挂一只等重的钩码，则，杠杆不可平衡，故C不符合题意； D．将右侧钩码往右移两格，则，杠杆不可平衡，故D不符合题意。 故选A。 第Ⅱ卷 非选择题 2、 填空题（本大题共12个小题，每空1分，共30分） 13．用一根质量不计的长为40cm木条自制杆秤，提纽O为支点。秤盘到O点的距离为5cm，秤砣质量为100g。不称物体时，秤砣挂在提纽左侧4cm处，杆秤水平平衡，此为零刻度线。该杆秤能够称量的最大质量为_______ g；若保持秤砣和秤盘质量不变，要使杆秤量程变大，提纽O应_______秤盘悬点。 【答案】 620 靠近 【详解】[1]由题意可知，最大力臂 只有秤盘时，根据杠杆平衡条件，，即 解得。秤砣在最远端时，根据杠杆平衡条件，，即 解得。 [2]根据杠杆平衡条件， 整理得， 要使量程变大，需要减小提纽到秤盘悬点的距离，因此提纽O应靠近秤盘悬点。 14．体能在积累，状态重在保持。寒假期间，小爱同学坚持锻炼，为4月中旬的体育考试做好准备。如图，小爱正在做俯卧撑，把他的身体可以看作一个______杠杆，O为支点，A为重心，他的体重为500N。地面对手的支持力F的大小为______N。若40s内做俯卧撑30次，每次人的重心上升的高度为0.2m，小爱每次做功为______J，小爱做这些俯卧撑时的平均功率是______W。 【答案】 省力 300 100 75 【详解】[1]由图可知，O为支点，地面对手的支持力的力臂 人的重力的力臂为，地面对手的支持力的力臂大于重力的力臂，所以是省力杠杆。 [2]由杠杆平衡条件可得：，即 [3]做俯卧撑时，支持力对人做的功与克服重力所做的功相等，每做一次俯卧撑重心上升高度为0.2m，小爱每次做功为 [4]40s内做俯卧撑30次，则40s内做的总功为 小爱做这些俯卧撑时的平均功率是 15．图甲是《墨经》中记载的古代提升重物的工具——“车梯”，图乙是其等效图。假如此“车梯”匀速提升90kg的重物时，绳子拉力是250N，物体10s内上升2m，则此过程中绳端移动的距离为_______m，此过程中“车梯”的机械效率为_______。（g取10N/kg） 【答案】 8 90% 【详解】[1][2]滑轮组绳子的有效段数n=4，绳端移动的距离，总功，物重，所做的有用功，“车梯”的机械效率。 16．如图所示，小伟用平行于斜面、大小为200N的推力F将质量为30的物体推到1m高的台面处，已知斜面长2m，此过程中，推力F做的功是________J；斜面的机械效率是________。（g取10） 【答案】 400 75％ 【详解】[1]推力F做的功 [2]物体的重力 推力做的有用功 则斜面的机械效率 17．高架桥是城市化的标志之一，独柱式高架桥有如图（a）所示的单支座式和如图（b）所示的双支座式。从桥梁的稳定性角度考虑，建造桥梁时应选择的支撑方式为______（选填“单”或“双”）支座式。当载重卡车在双支座式高架桥最右侧行驶时桥面侧翻，杠杆的支点是______（选填“左”或“右”）侧支座。如果在两个支座中间再增加一个支座，如图（c）所示，则杠杆的支点位置将______（选填“改变”或“不改变”）。 【答案】 双 右 不改变 【详解】[1]从桥梁的稳定性角度考虑，双支座式能更好地分散力，使桥梁更稳定，所以应选择双支座式。 [2]当载重卡车在双支座式高架桥右侧行驶时，桥面有向右侧翻的趋势，桥面将以右侧支座为转动支点发生侧翻。 [3]在题干所述的“载重卡车在最右侧行驶导致桥面侧翻”的情境下，杠杆的支点是右侧支座。即使在中间增加一个支座，当最右侧的负载足够大时，桥面依然会以最右侧的支座为支点发生侧翻，左侧和中间的支座都会被翘起。因此，在此特定情境下，杠杆的支点位置不改变。 18．如图所示，小明用质量为0.3kg的小车将1.2kg的沙子沿斜面提升一定高度。小明拉车的力为10N，小车沿斜面匀速运动了0.8m，上升的高度为0.4m。此斜面的机械效率为________。 【答案】60% 【详解】有用功是对沙子做的功，此斜面的机械效率 19．用如图所示滑轮组内将重为的物体匀速提升，人对绳的拉力为125N，动滑轮重为30N，则有用功为________J，拉力的功率为_______，滑轮组的机械效率为______，额外功为_____J。 【答案】 400 100 80% 100 【详解】[1]由题可知，有用功为 [2]由图可知，该滑轮组有2段绳子承担物重，即n=2，绳子自由端移动的距离为 拉力所做的总功为 拉力的功率为 [3]滑轮组的机械效率为 [4]滑轮组的额外功为 20．如图所示，轻质杠杆可绕点转动，，物块重，。在B点作用一个竖直向上的拉力使杠杆在水平位置平衡，则的大小为_____；保持杠杆在水平位置平衡，若仅将拉力沿顺时针方向转动，则在转至虚线①所示位置的过程中，拉力大小将变_____，再转至虚线②所示位置静止时，拉力大小为_____N。 【答案】 15 大 30 【详解】[1]在B点作用一个竖直向上的拉力使杠杆在水平位置平衡，根据杠杆平衡知识可知， 则的大小为 [2]根据杠杆平衡知识可知，在阻力和阻力臂不变的情况下，拉力与拉力的力臂成反比，将拉力沿顺时针方向转动，在转至虚线①所示位置的过程中，拉力的力臂不断减小，则拉力在不断变大。 [3]转至虚线②所示位置静止时，拉力与拉力的力臂如下图所示： 根据数学知识可知，当时，拉力的力臂为 根据杠杆平衡知识可知， 拉力大小为 21．在一次车辆故障处置过程中，拖车所用装置简化图如图所示。交警指挥拖车在水平路面上将质量为1.5×103kg的故障车以2m/s的速度匀速拖动了12m。绳子自由端的拉力F为125N，故障车受到的阻力是车重的2%。该装置的机械效率是___________。（g取10N/kg） 【答案】80% 【详解】由图可知，有效绳子段数 绳子末端移动的距离为 故障车受到的阻力是车重的2%，则故障车受到的阻力为 装置的机械效率是 22．青少年在思考问题时，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。很多公共场所设计了如图所示的专用通道，若将重400N的小车沿8m长的斜面推至3m高的入口处，沿斜面所用的推力为200N，则在此过程中做的有用功为______J。使用斜面______（选填“能”或“不能”）省功。 【答案】 7200 1200 不能 【详解】[1]由可知，心脏做功约为 [2][3]使用斜面推动小车时，克服小车重力所做的功为有用功，即 推力做的总功为 由于，故使用斜面不能省功。 23．如图所示，固定的斜面的高h＝0.3m，沿斜面向上用的拉力把一个重为的物体从斜面底端匀速拉到顶端，斜面的效率为60%，物体与斜面间的摩擦力为________N。 【答案】4 【详解】根据题意可知，斜面做的有用功为 斜面做的总功为 斜面长为 斜面做的额外功为 物体与斜面间的摩擦力为 24．工人师傅借助如图所示的装置，在内，将重的货物匀速提升了。已知工人对绳子的拉力为，则工人所做的有用功为______J，装置的机械效率为______。请你提出一条提高该装置机械效率的方法：________。 【答案】 1800 75% 增加提升的物重 【详解】[1]工人所做的有用功为 [2]绳子自由端移动的距离 总功 装置的机械效率 [3]提高机械效率的方法有：增加提升的物重、减小动滑轮重力或减小摩擦等。 三、解答题（本题共8小题，共46分。） 25．（本题4分）小明在无动力乐园体验了一次如图所示的小车滑行装置，可以由自己拉住绳子的一端将小车和自己一起拉动滑行，请你画出该滑行装置最省力的绕绳方式。 【答案】 【详解】观察图中滑轮组，确定有动滑轮和定滑轮，通过分析可以确定绳子的有效段数为3段，这是最省力的绕绳方式。从动滑轮开始绕绳，确保绳子依次绕过动滑轮和定滑轮，最终绳子的自由端由小明拉住，这样可以实现最省力的效果，如图所示： 26．（本题4分）如图所示，画出杠杆所受阻力以及动力的力臂。 【答案】 【详解】力臂是支点到力的作用线的距离，过支点O做动力的作用线的垂线段，标上力臂，即为动力的力臂；物体对杠杆的拉力为阻力，大小等于物体的重力，方向竖直向下，过阻力的作用点做竖直向下的有向线段，标上力的符号F2，即为杠杆所受阻力，如图所示： 27．（本题4分）如图所示，已知杠杆的阻力和动力臂，画出动力和阻力臂。 【答案】 【详解】反向延长力的作用线，过支点O作垂直于作用线的垂线段，即阻力臂；过的末端作垂直于的作用力，根据动力和阻力的定义，动力的方向是向下的，如图所示： 28．（本题5分）为了探究斜面的机械效率与斜面倾斜程度之间的关系，探究小组的同学利用木板、刻度尺、弹簧测力计、木块等器材设计了如图所示的实验装置。实验测得的数据如表所示。 实验次数 斜面倾斜程度 木块重力 斜面高度 沿斜面拉力 斜面长度 机械效率 1 较缓 3 0.2 1.6 1 37.5% 2 较陡 3 0.3 1.8 1 3 最陡 3 0.4 2.0 1 60% 请你根据表中的数据解答下列问题。 (1)实验中要求用沿斜面向上的力拉着木块在斜面上做__________运动，便于读取弹簧测力计的示数。 (2)第2次实验中，斜面的机械效率为______，斜面对木块的摩擦力为_______N。 (3)斜面的机械效率与斜面的倾斜程度之间的关系是______________。 (4)试列举出生活中利用斜面的一个实例：___________________。 【答案】(1)匀速直线 (2) 50% 0.9 (3)相同条件下，斜面越陡，其机械效率越高 (4)盘山公路 【详解】（1）只有木块做匀速直线运动时，拉力与摩擦力、重力沿斜面的分力平衡，弹簧测力计示数稳定，便于准确读取。 （2）[1]，，。 [2]，⟹。 （3）从数据看，较缓→较陡→最陡，效率从37.5%→50%→60%，呈上升趋势。在斜面长度和木块重力不变的情况下，斜面越倾斜（越陡），斜面的机械效率越高。 （4）盘山公路、楼梯、螺丝钉、斜坡（如轮椅坡道）等均可以。 29．（本题5分）小红和小明利用如图所示装置探究杠杆的平衡条件，每个钩码的质量相等。 (1)若实验前杠杆平衡状态如图甲所示，可将杠杆两端的平衡螺母向__________（选填“左”或“右”）调节，使杠杆在水平位置平衡。 (2)在实验过程中，调节杠杆在水平位置平衡的目的是：__________。 (3)在杠杆两端加挂钩码，并移动钩码，使杠杆在水平位置平衡，测出力臂，多次实验并把数据记录在如表格中。多次实验的目的是__________。 次数 1 1 10 2 5 2 2 10 1 20 3 2 15 3 10 (4)小明根据以上数据得出杠杆的平衡条件是__________。 (5)杠杆调节平衡后，小红在杠杆上的点处挂3个钩码，如图乙所示，为使杠杆重新平衡，应在点挂__________个钩码。 (6)如图丙所示，用弹簧测力计在处竖直向上拉，使杠杆在水平位置平衡，当弹簧测力计在原位置逐渐向右倾斜时，使杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将__________（选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】(1)右 (2)便于测量力臂 (3)使结论具有普遍性 (4) (5)6 (6)变大 【详解】（1）图甲中杠杆左端下沉，右端上翘。根据杠杆平衡的调节原则“左沉右调，右沉左调”，应将平衡螺母向右调节，使杠杆在水平位置平衡。 （2）杠杆在水平位置平衡时，力臂可以直接从杠杆上读出，便于测量力臂。 （3）多次实验的目的是多次测量寻找普遍规律，避免偶然性，使实验结果更具普遍性。 （4）根据表中数据可知，杠杆平衡时，动力和动力臂的乘积等于阻力和阻力臂的乘积，则杠杆平衡条件为。 （5）设杠杆每个格的长度为L，每个钩码的重力为G，根据杠杆的平衡条件 即3G×4L=FB×2L 解得FB=6G，需挂6个钩码。 （6）由图丙可知，当弹簧测力计逐渐向右倾斜时，弹簧测力计拉力的力臂变小，阻力和阻力臂保持不变，由杠杆平衡条件可知拉力变大，即弹簧测力计的示数变大。 30．（本题8分）如图所示，一个质量为60kg的工人，站在水平地面上，用滑轮组将一个质量为80kg的物体匀速提升2m，所用的拉力为500N。 （g取10N/ kg） (1)求物体的重力。 (2)求拉力做的有用功。 (3)求滑轮组的机械效率。 (4)求工人对地面的压力。 【答案】(1)800N (2)1600J (3)80% (4)100N 【分析】本题考查的是有关滑轮组的计算，根据绳子段数为动滑轮所连接绳子股数即可解答。 【详解】（1）物体的重力 （2）拉力做的有用功 （3）由图可知，滑轮组的绳子段数，故拉力移动的距离 故拉力做的总功 故滑轮组的机械效率 有/W总 （4）工人受到重力、绳子对其向上的拉力，以及地面对其的支持力。工人的重力为 由于工人处于平衡状态，故地面对工人的支持力为 由于地面对工人的支持力与工人对地面的压力为一对相互作用力，故工人对地面的压力 31．（本题8分）如图所示，工人用250N的拉力，把一质量为40kg的货物用滑轮组提升了3m（忽略摩擦及绳重，g取10N/ kg）。求： (1)工人做的有用功； (2)滑轮组的机械效率； (3)动滑轮所受重力大小。 【答案】(1)1200J (2)80% (3)100N 【详解】（1）工人做的有用功 （2）绳子自由端移动距离 拉力做的总功 机械效率 （3）忽略摩擦及绳重，由，变形得，动滑轮所受重力 32．（本题8分）下图所示的是某同学做俯卧撑时的示意图，他的质量为56kg，身体可视为杠杆，O点为支点，A点为重心。（g取10N/kg） (1)该同学所受重力是多少？ (2)请在图中画出该同学所受重力的示意图，并画出重力的力臂L。 (3)他双手伸直撑在地面保持静止时，若，，则地面对双手的支持力为多大？ 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）已知该同学的质量，。 根据重力公式 ，可得该同学所受的重力：。 （2）重力的作用点在物体的重心（A点），方向竖直向下。从A点沿竖直向下的方向画一条带箭头的线段，并标上G，即为重力的示意图；力臂是从支点（O点）到力的作用线的垂直距离。重力的力臂L是从支点O到重力G作用线的垂直距离，即线段OB的长度，如图所示： （3）根据题意，可将人体看作一个以O点为支点的杠杆，该杠杆处于平衡状态。 设地面对双手的支持力为F。 动力为支持力F，其力臂为 。 阻力为该同学的重力G，其力臂为。 根据杠杆的平衡条件可得：， 解得： 。 学科网（北京）股份有限公司1 / 16 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $