(常考题)北师大版初中物理八年级下第九章《机械和功》测试题(含答案解析)

一、选择题

1．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擦，则（ ）

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

2．下列关于功、功率、机械效率的说法中正确的是（ ） 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

3．某人将一箱书搬上楼，可以有两种方法：一是把所有的书一次搬上楼；二是先搬一部分书上楼，再搬剩下的部分。假设他每次上楼的速度相同，用这两种方法搬书的功率分别为P1、P2，机械效率分别η1、η2。则下列判断中正确的是（ ） A．P1＜P2，η1＜η2 C．P1＜P2，η1＞η2

B．P1＞P2，η1＞η2 D．P1＝P2，η1＝η2

4．如图所示，用甲、乙两个滑轮组分别将不同的物体A和B匀速提升相同的高度，滑轮完全相同且不计绳重和摩擦，若滑轮组甲的机械效率较大，则下列判断正确的是（ ）

①A物体比B物体轻 ②提升A的拉力较大 ③提升A所做的额外功较少 ④提升B做的总功较少 A．只有①③ （ ）

A．通过改进机械的性能可以使机械效率达到100% B．做功多的机械，功率一定大 C．功率大的机械，做功一定快 D．做功快的机械，机械效率一定高 6．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

7．如图是自行车示意图，根据你对自行车的认识，你认为自行车在设计上，下列说法错误的是（ ）

B．只有②④

C．只有②③

D．只有①④

5．对物理概念的理解是学好物理的关键。关于功、功率和机械效率，下列说法正确的是

A．自行车轮胎上的花纹是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力 B．自行车的车龙头相当于是一个轮轴，起到省力的作用

C．自行车前轮在行驶过程中受到的是滚动摩擦力

D．自行车后轮在行驶过程中受到的是摩擦力方向与运动方向相反

8．用下列简单机械，使重量同为G的物体都处于静止状态，如图所示，其中用力最大的是（均不计摩擦和机械自重）（ ）

A． B． C． D．

9．如图所示，用瓶起子开启瓶盖时可以抽象为一个杠杆，如果不计自重，在选项中，能正确表示瓶起子工作示意图的是（ ）

A． B． C． D．

10．撬棒是人们在劳动中应用杠杆原理的工具。如图所示是工人利用撬棒撬动大石头的情景，撬棒上O点为杠杆的支点。下列分析正确的是（ ）

A．此时撬棒为等臂杠杆 B．应用此撬棒的主要目的是省力 C．力F的作用点靠近O点会更省力 D．应用此撬棒的主要目的是省距离

11．“十一”假期，小华在河下古镇漫步，在古镇巷子的木门外发现如图甲所示的水龙头，外人很难徒手拧开水龙头，用水时需用如图乙所示的钥匙，安装并旋转钥匙就能正常出水（如图丙所示）。下列有关这把钥匙的分析中正确的是（ ）

A．在使用过程中可以减小阻力臂 B．在使用过程中可以减小阻力 C．在使用过程中可以减小动力 D．在使用过程中可以减小动力臂

12．如图，用滑轮组提升重物时，将重60N的物体在10s内匀速提升了3m，已知动滑轮重为10N(不计绳重和摩擦)，则提升重物的过程中正确的是( )

A．滑轮组的机板效率为60% B．绳子自由端拉力F的大小为30N C．提升物体的过程中所做额外功为60J D．绳子自由端拉力F的功率为21W

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．如图所示，工人师傅用木板往车上装货物，这是利用斜面可以省______（选填“力”或“功”）；要把1000N的货物提高2m，若木板长5m、推力为500N，则斜面的机械效率为______。

15．小明用如图所示的实验装置研究“杠杆的机械效率”。实验时，将总重为G=10N的钩码挂在杠杆上的A点，用竖直向上5N的力拉弹簧测力计，使钩码上升0.2m，弹簧测力计

移动的距离为0.5m，则杠杆的机械效率η=______；若增加钩码的重量，重复实验，则杠杆的机械效率将______（变大/变小/不变）；若钩码的重量不变，将弹簧测力计移动到B点竖直向上拉，仍将钩码匀速提升相同的高度，设此时弹簧测力计的示数为F'，杠杆的机械效率为η'，若不计转轴O处的摩擦，则：F'______F，η'______η（＞/＝/＜）。

16．如图1，细杆重30N且在水平位置平衡。现利用细杆提升货物（如图2），货物P重为120N，悬挂在A点，在竖直向下拉力F的作用下，细杆从图中水平位置缓慢匀速转至虚线位置，此过程中重物P上升的高度为0.9m，拉力F下降的高度为1.2m。则此过程中拉力F大小为____N，拉力F做的功为______J。将P悬挂在图中A 点时提升货物的效率为ηA，悬挂在图中B点时提升相同货物的效率为ηB，则ηA______ηB（选填“＞”、“=” 或“<”）。（不计支点O处的摩擦阻力）

17．如图所示，斜面长 s=1.5m，高 h=0.3m。建筑工人将重 G=500N 的货物箱，用如图所示的拉力 F 将货物由斜面低端匀速拉到斜面顶端，已知F=150N。忽略绳子重力。则该过程拉力 F 做功为 __J，该装置的机械效率_________；（结果保留一位小数）货物箱在斜面上受的摩擦力大小 __N。

18．如图甲所示用弹簧测力计两次水平拉同一木块使它在同一水平木板上做匀速直线运

动，图乙是它运动的路程随时间变化的图像：

(1)若物体的重力为5N，第一次实验中物体运动10s，重力做功为_____J；

(2)若两次实验中物体运动的距离相同，第一次拉力做的功为W1，第二次做功为W2，则W1_____W2（选填“>”、“=”或“≤”）； (3)第一次实验中拉力做功的功率是_____W。

19．如图甲所示，静止在水平面上的物体，受水平拉力F的作用，F随时间t的变化关系如图乙所示，已知第6s时，物体才开始运动；第6s~12s，物体通过的路程为10m；第12s后，物体匀速运动。则物体在0~4s内受到的摩擦力为________N，在6s~12s内拉力F做的功为________ J。

20．用动滑轮水平匀速拉动物体沿水平面运动，物体运动的s-t图像如图所示．已知物体重50N，在0-6s内，弹簧测力计示数为8.4N，作用在绳子末端的拉力F为5 N，此时动滑轮的效率是_____________，与之前相比，6-12s 内该动滑轮的机械效率______________（选填“增大”、 “减小”或“不变”）．

三、解答题

21．电动汽车是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，由于对环境影响相对传统汽车较小，其前景被广泛看好。如图所示，某电动汽车有关数据如表所示，在一次测试过程中，该车以额定功率在水平地面上360秒内匀速直线行驶了8000米。求： （1）该车的速度是多少千米/小时？

（2）该车在这次测试过程中牵引力所做的功W；

（3）该车受到的水平阻力f。 车辆类型 电池类型 续航里程 整车质量 额定功率 电动车 磷酸铁锂电池 XX千米 1720千克 100000瓦

22．跳伞是一项极具挑战的运动，现在越来越受到人们的喜爱。在某次跳伞训练过程中，一位体重为600N的运动员从空中悬停的直升机上由静止开始竖直跳下，其速度与时间的关系如图所示，经15s下落210m后，再匀速直线下落15s，求：

(1)若此运动员站立在水平地面上时，对水平地面的压强为1.5×104Pa，则他双脚与地面的接触面积是多少？

(2)运动员这30s内重力做了多少功？ (3)匀速下降时重力做功的功率多大？

23．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。

24．如图所示，用滑轮组匀速提起一个重为350N的物体，物体在5s内竖直上升了2m，人拉绳的力为250N（不计绳重及摩擦）。求： (1)对重物做的有用功是多少？ (2)滑轮组的机械效率是多少？ (3)人拉绳子做功的功率是多少？

25．工人师傅常利用斜面将重物搬上汽车，如图所示。已知汽车车厢高1.2m，木板长2.5m，箱子重1000N，工人沿斜面方向向上的推力是600N。求： (1)工人将箱子从斜面底端推到顶端做的有用功； (2)斜面的机械效率；

(3)工人将箱子从斜面底端推到顶端用时6s，推力做功的功率； (4)箱子受到斜面的摩擦力。

26．工人用图示装置在10s内将质量为45kg的货物匀速提升4m，此过程中拉力的大小为200N，机械中摩擦力及绳重忽略不计。(g取10N/kg)求：

(1)工人做功的功率； (2)滑轮组的机械效率；

(3)若工人用此装置匀速提升其他货物，测得拉力大小为300N，则工人提升货物的重力。

【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除

一、选择题

1．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。

2．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。

3．B

解析：B

这箱书的重力一定，楼的高度前后不变，由W=Gh 可知两次所做的有用功相等；方法一所做的额外功为克服自身重力所做的功，而方法二所做的额外功是两次克服自身重力所做的功，因此方法二的额外功大于第一次的额外功，故方法二的总功大于第一次的总功，由

W有可知，η1>η2；因上楼的速度相同，方法二需要上楼二次，所以方法二所用时间W总W可知：P1>P2，故ACD错误，B正确。 t长，由P故选B。

4．B

解析：B

①用同一滑轮组分别将两个不同的物体A和B匀速提升相同的高度，不计绳重和摩擦的影响，提升A的过程滑轮组的机械效率较大，由

η=

W有用GhG= W总GhG动hGG动可知，A物体比B物体重，故①错误；

②由图知n=2，因不计绳重和摩擦，A物体比B物体重，G动相同，则根据F=知，提升A的拉力较大，故②正确；

1(G+G动)可n③由题知，提起两物体所用的滑轮组相同，将物体提升相同的高度，不计绳重和摩擦，克服动滑轮重力所做的功是额外功，由W额=G动h知，提升A和B所做额外功相同，故③错误；

④由题知，提起两物体所用的滑轮组相同，将物体提升相同的高度，A物体比B物体重，由W有用=Gh知，提升A做的有用功较多，提升B做的有用功较少，提升A和B所做额外功相同，提升B做的总功较少，故④正确； 由此可知，只有②④正确。 故选B。

5．C

解析：C

A．任何机械效率不可能达到100%，故A选项错误；

B．功率是做功快慢，很有可能花的时间比较多，故B选项错误； C．功率是做功快慢，功率大则做功越快，故C选项正确；

D．做功快是指功率，而机械效率是有用功占全部的机械能的占比，两者侧重点不同，故D选项错误。 故选C。

6．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。

7．D

解析：D 【分析】

减小摩擦的方法：从压力大小和接触面的粗糙程度考虑，减小压力，减小接触面的粗糙程度，使接触面脱离，用滚动代替滑动摩擦。增大摩擦的方法：从压力大小和接触面的粗糙程度考虑，增大压力，增大接触面的粗糙程度，用滑动代替滚动摩擦。

A．自行车轮胎上的花纹，是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力，故A正确，A不符合题意；

B．支点在轴心，阻力作用在轴上，动力作用在轮上，轮半径大于轴半径，即车龙头是一种轮轴，可以起到省力的作用，故B正确，B不符合题意；

C．车前轮在行驶过程中不停滚动，受到的是滚动摩擦力，故C正确，C不符合题意； D．后轮在行驶过程中要向后转动，给地面一个向后的摩擦力，地面同时给车轮一个向前的反作用力，方向与运动方向相同，故D错误，D符合题意。

故选D。

8．B

解析：B

由题知，不计摩擦和机械自重，

A．由于杠杆平衡，动力臂大于阻力臂，所以F＜G； B．由于杠杆平衡，动力臂小于阻力臂，所以F＞G； C．使用定滑轮，FG； D．使用动滑轮，F1G； 2由以上分析可知，B选项中用力最大，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。

9．B

解析：B

用瓶起子开瓶盖时，瓶起子在使用过程中，支点在一端，且动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，根据杠杆平衡条件，故B符合题意。 故选B。

10．B

解析：B

ABD．由图知，在使用撬棒时，动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，使用该杠杆省力但费距离，故B正确，AD错误；

C．力F的作用点靠近O点时，动力臂减小，而阻力、阻力臂不变，由杠杆平衡条件可知动力会变大，会更费力，故C错误。 故选B。

11．C

解析：C

由图可知，安装并旋转钥匙，阻力臂不变，阻力不变，动力臂变大，根据杠杆平衡的条

F1l1=F2l2

可知，动力变小；故ABD错误，C正确。 故选C。

12．D

解析：D

由图可知，n= 3，则绳端移动的距离

snh33m=9m

B．不计绳重和摩擦，绳子自由端拉力

F故B错误； D．拉力做的总功

1170GG(60N+10N)=N 动n33WFs绳子自由端拉力F的功率

70N9m=210J 3P故D正确； C．有用功

W总210J=21W t10sW右Gh60N3m=180J

提升物体的过程中所做额外功

W额W总W有210J-180J=30J

故C错误； A．滑轮组的机械效率

故A错误； 故选D。

W有W总100%180J100%85.7% 210J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．力80

解析：力 80%

[1]如图所示，工人师傅在用木板往车上装货物，这是利用了斜面可以省力的特点，由功的原理可知，使用利用斜面不可以省功。 [2]推力做的总功

W总＝Fs＝500N×5m＝2500J

推力所做的有用功

W有＝Gh＝1000N×2m＝2000J

斜面的机械效率

W有用W总100%＝2000J100%＝80% 2500J15．80变大>=

解析：80% 变大 > =

[1][2]有题意知，G = 10N的钩码挂在A点，现竖直向上匀速拉动弹簧测力计，钩码上升的高度为h = 0.2m，弹簧测力计的示数为F= 5N，其移动的距离为s = 0.5m，杠杆的机械效率

W有Gh10N0.2m100%=80%

W总Fs5N0.5m若增加钩码的重量，重复实验，克服杠杆重力做的功为额外功，则有用功增大，额外功不变，根据

则杠杆的机械效率将变大。

W有100%

W有W额[3][4]根据原图示可知，若钩码的重量不变，将弹簧测力计移动到B点时，阻力和阻力臂都不变，动力臂减小，由F1l1 = F2l2可知，动力将增大，即FF；不计转轴O处的摩擦，克服杠杆重力做的功为额外功，仍将钩码匀速提升h的高度，由于有用功和额外功均不变，则总功也不变，根据

W有100%

W有W额故机械效率不变，即η' = η。

16．108=

解析：108 = [1]由杠杆平衡条件可知

F动l动F阻l阻

根据三角形相似原理，拉力F下降的高度与重物P上升的高度的比值等于拉力力臂与重力力臂的比值，则

FL1GL2

FG[2]拉力做功为

L20.9m120N90N L11.2mWFs90N1.2m108J

[3]设重物上升距离为h，此时拉力下降的距离为l，则有用功为

W有用Gh

拉力为

hFG

l拉力做功为

W总FlGh

则机械效率为

W有用W总100%Gh100% Gh不计支点O处的摩擦阻力时，可知机械效率与悬挂位置无关，即ηA=ηB。

17．225J66750N

解析：225J 66.7% 50N [1]该过程拉力 F 做功为

W总Fs=150N1.5m=225J

该过程拉力 F 做功为225J。 [2]斜面做的有用功为

W有Gh=500N0.3m=150J

该装置的机械效率

该装置的机械效率66.7%。

W有W总=150J100%=66.7% 225J[3]货物箱在斜面上受的摩擦力做功为

W额=W总-W有=225J-150J=75J

货物箱在斜面上受的摩擦力大小

fW额s总=75J=50N 1.5m货物箱在斜面上受的摩擦力大小50N。

18．=015

解析：= 0.15

(1)[1]物体的重力方向竖直向下，弹簧测力计水平拉木块使它在水平木板上做匀速直线运动，在重力方向上没有移动距离，那么重力就没有做功，或说成重力做功0J。

(2)[2]用弹簧测力计两次水平拉同一木块使它在同一水平木板上做匀速直线运动，压力和接触面的粗糙程度相同，摩擦力相等，则拉力相等，若两次实验中物体运动的距离相同，根据W=Fs可得两次做的功相等，即

W1=W2

(3)[3]由图甲知拉力为

F=3N

由图乙知第一次实验中运动距离

s=50cm=0.5m

第一次实验中拉力做功

W1=Fs=3N0.5m=1.5J

第一次实验中拉力做功的功率是

P=

W11.5J==0.15W t10s19．60

解析：60

[1]已知第6s时，物块才开始运动，由图乙可知，0～4s内，物体受到的拉力F=2N，此时物体应处于静止状态，物块受到的摩擦力和拉力是平衡力，摩擦力

f=F1=2N

[2]由图乙可知，在6s~12s内拉力F大小为6N，拉力F做的功

W=Fs=6N×10m=60J

20．84不变

解析：84% 不变

[1]物体匀速运动，受到的摩擦力和拉力是平衡力，由二力平衡的条件可知摩擦力的大小和弹簧测力计的示数一样，则

f=F拉=8.4N，

此时动滑轮的效率

W有fsf8.4N=η==84%； W总F2s2F25N[2]由图可知，0-6s内，物体运动3m，6-12s内，物体运动1m，由v=

s可知，6-12s内，速t度较小，压力和接触面的粗糙程度不变，滑动摩擦力不变，弹簧测力计示数也不变，则绳子自由端拉力不变，由η=

f得到机械效率不变． 2F三、解答题

21．（1）80km/h；（2）3.6107J；（3）4500N 解：（1）该车的速度

s8km80km/h 360th3600（2）该车在这次测试过程中牵引力所做的功

vWPt100000W360s3.6107J

（3）因电动汽车匀速直线行驶时处于平衡状态，受到的阻力和牵引力是一对平衡力，所以，该车受到的水平阻力

W3.6107JfF4500N

s8000m答：（1）该车的速度是80km/h；

（2）该车在这次测试过程中牵引力所做的功是3.6107J； （3）该车受到的水平阻力是4500N。

22．(1)400cm2；(2)1.8105J；(3)3.6103W (1)由pF可得，双脚与地面的接触面积 SSF600N220.04m400cm p1.5104Pa(2)运动员匀速下落的距离为

s2vt6ms15s90m

运动员这30s内重力做的功为

WGhGs1s2600N210m90m1.8105J

(3)匀速下降时重力做功的功率

PWFsFvGv600N6ms3.6103W tt答：(1)他双脚与地面的接触面积是为400cm2； (2)运动员这30s内重力做的功为1.8105J； (3)匀速下降时重力做功的功率为3.6103W。 23．(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%。 24．(1)700J；(2)70%；(3)200W 解：(1)对重物做的有用功是

W有Gh350N2m=700J

(2)拉力做的总功是

W总FsFnh250N22m=1000J

滑轮组的机械效率是

(3)人拉绳子做功的功率是

W有700J10000=10000=7000 W总1000JW总1000J=200W t5sP答：(1)对重物做的有用功是700J。 (2)滑轮组的机械效率是70%。 (3)人拉绳子做功的功率是200W。

25．(1)1200J；(2)80%；(3)250W；(4)120N 【分析】

(1)根据W有=Gh求出有用功； (2)根据W总=Fs求出有用功，根据(3)根据PW有100%求出机械效率； W总W求出推力做功的功率； t(4)求出克服摩擦做的额外功，根据W额=fs求出摩擦力的大小。 解：(1)工人师傅做的有用功

W有Gh1000N1.2m1200J

(2)工人师傅做的总功

W总Fs600N2.5m1500J

斜面的机械效率

(3)推力做功的功率

W有1200J100%100%80% W总1500JW总1500J250W t6sP(4)克服摩擦做的额外功

W额W总W有1500J1200J300J

根据W额fs可得，重物移动过程中的摩擦力

fW额s300J120N 2.5m答：(1)工人将箱子从斜面底端推到顶端做的有用功是1200J；(2)斜面的机械效率是80%；(3)推力做功的功率是250W；(4)箱子受到斜面的摩擦力是120N。 26．.(1)240W (2)75% (3)750N

(1)由图像可知，绳子股数n=3，则拉力F移动的距离为：

S=nh=3×4m=12m

工人做功的功率为

P(2)拉力做功为：

WFs200N?12m==240W； tt10sW总Fs200N?12m=2400J

有用功为：

W有Ghmgh45kg?10N/kg?4m=1800J

滑轮组的机械效率为：

η(3)额外功为：

W有1800J×100%=75% W总2400JW额W总W有2400J-1800J=600J

动滑轮重力为：

G动拉力大小为300N时，由

W额h600J=150N 4mF可得

1GG动 3G3FG动3?300N-150N=750N。

答：(1)工人做功的功率为240W； (2)滑轮组的机械效率为75%； (3)工人提升货物的重力为750N。