12.4 机械效率 闯关练 -2025-2026学年人教版物理八年级下学期

### 基本信息 以机械效率为核心，通过基础概念辨析、综合机械应用到实验探究与计算的分层设计，实现从单一知识点到综合能力的巩固路径，培养物理观念与科学思维。 ### 分层设计 |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础认知层|机械效率概念及公式|单选1-3辨析功的原理与效率影响因素，填空10-13基础计算有用功、总功| |综合应用层|不同机械（滑轮组/杠杆/斜面）效率分析|单选4-9结合图像分析杠杆平衡与滑轮组效率，填空14关联杠杆与机械效率| |拓展探究层|实验测量与复杂情境计算|实验15探究物重对效率的影响，计算16-17结合桔槔/起重机场景综合应用|

12.4机械效率 闯关练 2025-2026学年下学期 初中物理人教版（2024）八年级下册 一、单选题 1．使用简单机械做功，下列说法中错误的是（　　） A．可以省力，不能省功 B．若省力，必费距离 C．能省功，也能省距离 D．可以改变力的方向 2．下列说法错误的是（　　） A．功率大的机器做功一定快 B．额外功与总功之比越小，机械效率一定越大 C．斜面越平缓越省力，所以机械效率越高 D．物体只在一对平衡力的作用下，其机械能不一定守恒 3．通过测量滑轮组机械效率的实验，可得出下列各措施中能提高机械效率的是（　　） A．增加动滑轮，减小拉力 B．减少提升重物的重力，减小拉力 C．减少提升高度，减少做功 D．增加提升重物的重力，增大有用功 4．如图所示，为提升重物，现选用粗细均匀、重为G的杠杆，不计杠杆支点处的摩擦，先后把同一重物挂在A、B两处，每次用力让重物匀速上升相同高度，下列说法正确的是（   ） A．重物在A处人做的有用功多 B．重物在B处杠杆的机械效率更高 C．重物在A处人做的额外功少 D．提升重物过程中杠杆是费力、省距离的 5．小梦用如图所示的动滑轮，在10s内将重200N的水桶匀速提升0.2m，动滑轮重10N，忽略绳重和摩擦，则（    ） A．绳子自由端10s内移动的距离为 B．拉力的大小为 C．动滑轮的机械效率为 D．拉力的功率为 6．如图所示，某同学用滑轮组将重为200N的货物匀速提升了2m，滑轮机械效率为80%，不计绳重及摩擦。下列选项正确的是（　　） A．绳子自由端移动的距离为6m B．该同学拉绳时所做的有用功为600J C．拉力F做的功为400J D．拉力F大小为125N 7．如图所示，工人用沿斜板向上、大小为500N的推力，将重800N的货物从斜板底端匀速推上顶端共用时4s。已知斜板长2m，高1m，下列说法正确的是（　　） A．使用该装置可以省功 B．克服货物重力做的有用功为600J C．推力做功的功率为200W D．该装置的机械效率为80% 8．如图所示的滑轮组，用40N的拉力F将重为60N的物体竖直匀速提起，绳子自由端在10s内移动了5m（不计绳重和摩擦）。下列说法正确的是（　　） A．动滑轮的重力为60N B．提升物体所做的有用功为400J C．绳端拉力的功率为40W D．滑轮组提升物体的机械效率为75% 9．如图所示甲、乙两套装置所用滑轮质量均相等，用它们分别将所挂重物在相等时间内竖直向上匀速提升相同高度。若G1= G2，所用竖直向上的拉力分别为F1和F2，拉力做功的功率分别为P1和P2，两装置的机械效率分别为η₁和η₂（忽略绳重和摩擦）。则下列选项正确的是（　　） A． B． C． D． 二、填空题 10．如图所示，人向下拉绳提升重物。已知物体重，不计绳重及摩擦，将重物匀速提升，人需用的拉力为，则人所做的有用功为_____，总功为_____，人利用该滑轮组提升重物的效率为_____。 11．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：________。 12．如图所示，小王站在水平地面上，将一个重为450N的货物A，在10s内沿竖直方向匀速提升了2m。小王所用的拉力是300N。不计绳重和摩擦，小王做功的是___________J，滑轮组的机械效率为___________，如果小王所受的重力为500N，则小王利用该滑轮组可匀速提升物体的最大重力为___________N。 13．如图所示，用竖直向上的力匀速拉动杠杆，使重力为18N的物体缓慢升高0.1m，拉力F为8N，拉力F作用点移动的距离为0.25m。拉力F所做的功为_________J，杠杆的机械效率为__________%。 14．如图所示，是某建筑工地用起重机起吊建筑材料的情形。建筑材料的质量为2t，当吊臂的长度不变，撑杆CA旋转至竖直方向时，吊臂静止，此时撑杆CA施加的动力为F，若吊臂OB的自重忽略不计，AB=3OA，F应为________N。若此时将吊臂的B端继续伸长，则动力F将________（选填“变大”“变小”或“不变”）。考虑到吊臂的实际质量比较大，不能忽略，若增大提起物体的质量，则起吊过程中的机械效率将会________（g取10N/kg）。 三、实验题 15．在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，用同一滑轮组进行三次实验（如图所示），实验数据记录如下表： 实验序号 钩码重\N 钩码上升高度\cm 弹簧测力计示数\N 弹簧测力计移动 距离\cm 机械效率 ① 2 0.8 30 83.3% ② 4 10 1.5 30 ③ 6 10 2.2 30 90.9% (1)在实验过程中，应沿竖直方向__________拉动弹簧测力计。 (2)第2次实验中滑轮组的机械效率为__________（结果保留一位小数）。 (3)分析数据可得结论：用同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越__________（选填“高”或“低”）。 (4)根据实验结论推测，使用该滑轮组再次将重8N的物体匀速提升10cm，此时滑轮组的机械效率可能为__________（只填序号）。 A．71.6% B．82.4% C．92.1% (5)若第1次实验中，钩码上升高度变为20cm，则滑轮组的机械效率__________（选填“大于”、“小于”或“等于”）83.3%。 四、计算题 16．如图甲是《天工开物》中记载的在井上汲水的桔槔，其示意图如图乙，轻质杠杆的支点O距左端，距右端。在杠杆左端悬挂重力为的物体A，右端挂一物体B，杠杆在水平位置平衡时，物体B对地面的压力为。若用该桔槔将物体B匀速提升的过程中，其机械效率为87.5%。 (1)物体B的重力是多大？ (2)提升物体B所做的额外功是多少？ 17．如下图所示，用滑轮组提升矿井内重力为6400N的物体M，汽车10s内匀速前进了20m。此过程中，滑轮组的机械效率为80％。（不考虑绳重和摩擦） (1)汽车对绳子的拉力F大小为多少？ (2)汽车对绳子拉力做功的功率大小为多少？ (3)如果把重物换成8000N的另一个重物，则该滑轮组的机械效率为多大？（结果精确到0.1％） 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 答案 C C D B D D D D B 1．C A．根据功的原理，使用任何简单机械都不能省功，有些机械如动滑轮可以省力，故A正确，不符合题意； B．根据功的计算公式 ，功 不变时，若要力 减小，距离 必须增大，即若省力，必费距离，故B正确，不符合题意； C．根据功的原理，使用任何简单机械都不能省功，若省距离，则必费力，故C错误，符合题意； D．使用有些简单机械如定滑轮、轮轴等可以改变力的方向，故D正确，不符合题意。 故选C。 2．C A．功率表示做功快慢，功率越大，做功一定越快，故A正确，不符合题意； B．机械效率，额外功与总功之比越小，说明有用功占比越大，机械效率一定越大，故B正确，不符合题意； C．机械效率，斜面越平缓越省力，但斜面越平缓，物体在斜面上运动时，克服摩擦力做的额外功越多，机械效率越低（机械效率与省力程度无关，与额外功占比有关），故C错误，符合题意； D．若物体在一对平衡力作用下运动，比如匀速提升物体（拉力和重力平衡），速度不变，高度增加，则重力势能增大，即机械能增加；若物体在水平方向匀速直线运动（拉力和摩擦力平衡），动能和势能都不变，机械能守恒。故D正确，不符合题意。 故选C。 3．D A．提升一定重力的物体，动滑轮越重，需要做的额外功越多，由 可知，机械效率越低，故A不符合题意； B．减小提升重物的重力，做的有用功减少，由 可知，滑轮组的机械效率降低，故B不符合题意； C．减少提升物体的高度，由 可知，滑轮组的机械效率不变，故C不符合题意； D．增加提升重物的重力，可以提高有用功，这样有用功在总功中所占的比值增大，即增加提升重物的重力可以提高滑轮组的机械效率，故D符合题意。 故选D。 4．B A．利用杠杆提升重物，有用功，在A、B两处提升的是同一个重物，上升同样的高度， 在A、B两处人做的有用功相同，故A错误； BC．由图可知，在A、B两处提升重物，重物上升同样的高度时，杠杆的重心上升的高度hA>hB，额外功W额外=Gh，所以W额外A>W额外B。 在A、B两处人做的有用功相同，则做的总功W总=W有用+W额外 所以W总A>W总B，由于 ，所以ηA<ηB，故B正确，C错误； D．根据力臂的定义，由图可知，动力臂大于阻力臂，则该杠杆为省力杠杆，提升重物过程中，杠杆是省力、费距离的，故D错误。 故选B。 5．D A．由题图可知，动滑轮绳子股数为n=2，绳子自由端10s内移动的距离为，故A不符合题意； B．忽略绳重和摩擦，根据可得，拉力F的大小为，故B不符合题意； C．忽略绳重和摩擦，利用动滑轮提升重物时需要克服动滑轮重做功，因此动滑轮机械效率小于100%，故C不符合题意； D．拉力的功率为，故D符合题意。 故选D。 6．D A．由图可知，承担物重的绳子段数 n=2，根据 s=nh ，已知 h=2m ， n=2 ，则绳子自由端移动的距离 s=2h=2×2m=4m 故A错误； B．该同学拉绳时所做的有用功为 故B错误； C．拉力F做的功为 故C错误； D．拉力F大小为 故D正确。 故选 D。 7．D A．根据功的原理，使用任何机械都不能省功，使用该装置（斜面），需要克服摩擦多做额外功，不能省功，故A错误； B．克服货物重力做的有用功W有用＝Gh＝800N×1m＝800J，故B错误； C．推力做的总功W总＝Fs＝500N×2m＝1000J 推力做功的功率，故C错误； D．该装置的机械效率，故D正确。 故选D。 8．D A．由图可知，承担物重的绳子段数。不计绳重和摩擦，根据，可得动滑轮重力，故A错误； B．物体上升的高度 提升物体所做的有用功，故B错误； C．绳端拉力做的总功 绳端拉力的功率，故C错误； D．滑轮组的机械效率，故D正确。 故选D。 9．B 甲是动滑轮，绳子段数n是2，乙滑轮组n是3，滑轮质量均相等，滑轮重力相等，且G1= G2，因为忽略绳重和摩擦，根据公式可得，乙更省力，即F1> F2。由于所挂重物在相等时间内竖直向上匀速提升相同高度,两个滑轮组做的有用功相同，额外功相同，所以总功相同，根据公式，它们的机械效率也相同，即η1= η2。在相同时间内做的总功相同，根据公式，它们的功率也相同，即P1= P2。故B正确，ACD错误。 故选B。 10． 200 250 80% [1]人所做的有用功为克服物体重力所做的功为 [2]由图可知，该滑轮组有2段绳子承担动滑轮和物体的总重，即 绳子自由端移动的距离为 人所做的总功为拉力所做的功为 [3]滑轮组的机械效率为 11． 1800 75% 增加提升的物重 [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。 12． 1200 75% 850 [1]由图可知，滑轮组承担重物绳子的段数 小王做的功为 [2]滑轮组的机械效率 [3]不计绳重和摩擦，由可得，动滑轮的重力为 小王在绳端的拉力最大等于其重力，即 由可知小王能提起物体的最大重力 13． 2 90 [1][2]有用功，拉力所做的功，杠杆的机械效率。 14． 变大 变大 [1]将吊臂简化为支点为O点的杠杆，则力臂之比为 杠杆平衡时，有 有 则动力为 [2]根据可知，B端延长，相当于增加了，因此要保持杠杆平衡，动力要变大。 [3]增大起吊物体的质量，增大了有用功，在额外功不变的情况下，根据机械效率概念可知，机械效率在变大。 15．(1)匀速缓慢 (2)88.9% (3)高 (4)C (5)等于 （1）实验过程中，应沿竖直方向匀速向上拉动弹簧测力计，此时系统处于平衡状态，受到平衡力的作用，拉力大小不变，测力计示数稳定。 （2）由表中数据可得，第2次实验中滑轮组的机械效率为 （3）纵向分析数据可得结论：用同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高。 （4）根据“用同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高”，所以，使用该滑轮组再次将重8N的物体匀速提升10cm，此时物重比第3次实验的物重大，则机械效率大于90.9%，所以此时滑轮组的机械效率可能为92.1%。，故选C。 （5）该滑轮组的机械效率，可知滑轮组机械效率与物体提升的高度无关，所以，若第1次实验中，钩码上升高度变为20cm，则滑轮组的机械效率等于83.3%。 16．(1) (2) （1）根据杠杆平衡条件 可得，杠杆在水平位置平衡，即，杠杆右端绳子对B的拉力 物体B静止在地面上，受到竖直向下的重力、竖直向上的拉力和竖直向上的支持力的作用，处于平衡状态。地面对B的支持力与B对地面的压力是一对相互作用力，大小相等，即 物体B所受的重力 （2）所做的有用功 根据公式可得，所做的总功 提升物体B所做的额外功 17．(1)4000N (2)8000W (3)83.3％ （1）由图可知，该滑轮组承担物重的绳子段数。 滑轮组的机械效率公式为：，则汽车对绳子的拉力F为：。 （2）汽车内匀速前进了，即绳子自由端移动的距离。 汽车对绳子拉力做的总功为：； 汽车对绳子拉力做功的功率为：。 （3）不考虑绳重和摩擦，拉力，其中为动滑轮的重力。 动滑轮的重力为：； 当提升的物重变为时，滑轮组的机械效率为： 。 学科网（北京）股份有限公司 $