初中物理八年级下第九章《机械和功》测试(含答案解析)

一、选择题

1．如图所示，重力不计的杠杆OA，O为支点，用力F提起重为30N的物体，恰在水平位置平衡。已知OA=80cm，AB=50cm，杠杆与转轴间摩擦忽略不计，下列说法中正确的是（ ）

①利用该机械提起重物时不能省功； ②拉力F的力臂为80cm； ③拉力F的大小为22.5N； ④拉力F为作用在A点的最小动力。

A．只有①③ B．只有①④ C．只有②③ D．只有②④

2．如图所示的两个滑轮组，分别用拉力F甲和F乙将重为400N的物体G提升，若不计绳重及摩擦，每个滑轮的重均相同，在F甲和F乙作用下，绳子末端匀速移动相同距离，则此过程中( )

A．F甲和F乙做的有用功相等 B．F甲和F乙的大小相等 C．F甲和F乙做的总功相等 D．甲、乙滑轮组的机械效率相等

3．如图所示，一水平传送带向左匀速传送，某时刻小物块P从传送带左端冲上传送带。传送带足够长，物块P在传送带上运动的过程中，传送带对物块P（ ）

A．一定始终做正功 C．先做正功，后做负功

B．可能始终做负功 D．先做负功，后做正功

4．如图所示，使用质量可忽略的轻质细绳，采用三个方法将同一水平位置的物体A提升至高为h的同一平台：甲图用F1的力直接用手将物体匀速提升至平台；乙图用F2的力借助斜面把物体匀速提升至平台；丙图用F3的力借助滑轮把物体匀速提升至平台，下列描述不正确的是（ ）

A．图乙的机械效率是B．图丙的机械效率是

F1 2F2F1 2F3C．图乙和图丙的有用功都是F1h D．图乙和图丙一定都是省力装置 5．下列说法正确的是（ ） A．做功越多，功率越大 C．功率越大的机械越省力

B．做功越快，功率越大 D．功率越大的机械效率越高

6．如图所示，斜面高为1m，长为4m，用沿斜面向上大小为75N的拉力F，将重为200N的木箱由斜面底端匀速缓慢拉到顶端，下列判断正确的是（ ）

A．克服木箱重力做的功为800J B．拉力F对木箱所做的功为500J C．木箱受到斜面的摩擦力为25N D．斜面对木箱的支持力做的功为200J

7．如图所示装置中，A物体重力为100N，B物体重力为30N，此时A物体恰好向右做匀速直线运动，A物体受到的滑动摩擦力为其重力的0.2倍，下列说法正确的是（不计绳和滑轮摩擦）（ ）

A．A受到绳子的拉力为30N

B．动滑轮的重力为10N

C．若将B的重力增加一倍，则A受到的摩擦力也增大一倍 D．若将B的重力减小一半，则A受到的摩擦力也减小一半

8．利用如图所示的动滑轮（重0.4N）提升钩码时，不能证明使用动滑轮能省力的操作是（ ）

A．竖直匀速提升0.4N的钩码 B．竖直匀速提升0.8N的钩码 C．竖直匀速提升1.2N的钩码 D．竖直匀速提升1.6N的钩码

9．如图所示，作用在A点的各个力中，不可能使杠杆平衡的是（ ）

A．F1和F2 A．6W

B．F1和F4 B．60W

C．F2和F3 C．600W

D．F3和F4 D．6000W

10．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（ ）

11．如图所示，水平拉力F1(6N)将物体G=9N沿直线匀速拉动s1的距离，做功W1；借助滑轮组，F2使物体在同一水平地面上匀速直线运动同样的距离s1，F2所拉绳端的上升距离为s2，做功W2则（ ）

A．W2一定小于W1 B．s2一定等于s1 C．F2一定大于

G 3D．此滑轮组的机械效率是F1s1 F2s212．为了粉刷教室，需要将涂料运到五楼，工人师傅可以采用的方法有：①人直接搬运上去；②用定滑轮提上去；③用动滑轮提上去，所使用的滑轮的质量比涂料小。在这几种方法中（ ） A．最省力的是② C．做有用功最多的是①

B．效率最高的是② D．效率最高的是③

二、填空题

13．如图，用力F沿斜面将一个重为600N的物体由斜面底端匀速拉到斜面的顶端，此时拉力与斜面对物体的摩擦力______（是、不是）平衡力；将物体由斜面底端拉到斜面顶端（斜面高为3m），至少要做______J的功。

14．“暴走”是一种现今流行的运动方式。小明经过观察分析人的走路情形，发现可以将人的脚视为一个___________（选填“省力”或“费力”）杠杆，如图所示。行走时人的脚掌前端是支点，人体受到的重力是阻力，作用线过杠杆中点，小腿肌肉施加的力是动力。若小明的质量为60kg，则小明小腿肌肉产生的拉力约为___________N。

15．如图所示，工人使用动滑轮将重为240N的物体匀速提升6m，用时20s，所做的总功为1800J，克服动滑轮重所做的额外功占总功的15%，则该工人所用拉力是_____N，此动滑轮重是_____N，拉力的功率是_____W，动滑轮的机械效率是_____%。

16．甲乙两同学进行跳绳比赛，甲1min跳了150个，乙1min跳了120个，若甲乙体重之比为3:4，每次跳起的高度相同，则1min内甲乙做的功之比为_____，功率之比为_____。 17．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。

18．如图所示，用滑轮组提重力为140N的物体，当拉力为50N时，物体对地面的压力刚好为0N。若重物与地面的接触面积S=2×10-2m2，不计绳重和摩擦，每个滑轮质量相同，绳对滑轮的拉力方向均可看成在竖直方向。若拉力F为40N，则定滑轮对天花板的拉力为_______N，重物对地面的压强为_______ Pa。

19．如图所示，一个斜面长5m，高2m，把重为1000N的物体匀速地推向斜面顶端，若斜面是光滑的，则推力为_______ N；如果斜面不光滑，实际所用推力为500N，则斜面的机械效率为_______。

20．如图所示，斜面长3 m，高1 m，工人用沿斜面向上的推力将一个重为840 N的箱子沿斜面匀速推到车上，斜面的机械效率为70%，则工人把箱子推上车时做的有用功是_______J，沿斜面对箱子所施加的推力是___N，箱子与斜面间的摩擦力是____ N。

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．如图所示，在轻质杠杆的B处挂着一个30牛的重物作为阻力，O为支点。当杠杆平衡时，阻力臂为0.2米，动力臂为0.3米，求动力F1的大小。

23．已知斜面长为L=5m，斜面高为h=3m。小明同学用绳子沿斜面将重为G=500N的木箱由斜面底端匀速拉到顶端，拉力大小为F=400N，绳重不计。求： (1)小明对木箱做的有用功； (2)斜面的机械效率； (3)物体所受的摩擦力。

24．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。

103N的卡车以54km/h的速度在水平公路匀速行驶，受到的阻力是25．一辆重3×

1200N．卡车沿水平路面匀速行驶300m后驶上一个倾角为30ｏ斜坡（斜面的长是其高的2倍）．设行驶过程中卡车的功率始终保持不变．求：

（1）在水平路面行驶时卡车牵引力所做的功W ；

（2）要使卡车上坡时的牵引力增大为水平路面时的1.5倍，其行驶速度应为多少？ （3）卡车在（2）问中所示上坡时，斜坡的机械效率为多大？

26．如图所示，体重为600N的小林在跑步机上锻炼身体．设他在跑步机上以5m/s的速度匀速跑动30min，跑步的总动力为40N．求： （1）他在这段时间内相当于跑了多少路程？ （2）他在这段时间内做了多少功？ （3）他在这段时间内做功的功率是多少？

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一、选择题 1．A 解析：A

①根据功的原理可知：使用任何机械都不省功；所以，利用该机械提起重物时不能省功，故①正确；

②如图，在△ACO中，知道∠CAO＝30°，则拉力F的力臂为

L＝OC＝0.5OA＝0.5×80cm＝40cm

故②错误； ③重力的力臂为

OB＝OA﹣AB＝80cm﹣50cm＝30cm

G＝30N

根据杠杆平衡条件得

FOC＝GOB

则

F故③正确；

GOB30N0.3m22.5N OC0.4m④根据杠杆平衡条件可知：在阻力×阻力臂一定的情况下，动力臂越大，动力将越小；由图示可知：

当OA为动力臂时，作用在A点的动力最小，即力垂直于杠杆向上，故现在的拉力F不是

最小作用力，故④错误；由上分析可知①③正确。 故选A。

2．D

解析：D

A．由图示可知，两个滑轮组承担物重的绳子的段数不同，当绳子末端移动相同距离时，物体升高的高度不同，所以有用功大小不相等，故A错；

B．两个滑轮组提升的总重是相等的，承担物重的绳子的段数不同，所以两个拉力的大小不相等，故B错；

C．拉力大小不等，移动的距离相等，所以做的总功是不相等的，故C错； D．η甲=

甲

GG，η乙=，由于两个滑轮组提升的总重是相等的，所以2F甲=3F乙，所以η2F甲3F乙=η乙，故D正确。

故选D。

3．B

解析：B

物块以某一速度冲上传送带，向右运动，受到向左的摩擦力，则运动情况有这几种：①如果小物块速度比较大，则会一直向右减速，此过程中传送带一直对物块做负功；②小物块先向右运动并减速，然后向左一直加速，则皮带对物块先做负功，然后做正功；③小物块先向右运动并减速，然后向左加速，当速度与皮带相同时一起匀速，所以皮带对物块先做负功，然后做正功，最后不做功。 故选B。

4．D

解析：D

由图甲可知物重G=F1；

A．图乙中斜面与地面夹角为30°，物体上升高度为斜面长度的一半，斜面的机械效率为

故A正确，不符合题意；

W有用GhF1 W总Fs2F2B．图丙使用一个动滑轮提升重物，机械效率是

W有用GhF1

W总Fs2F3故B正确，不符合题意；

C．图乙和图丙的有用功都是Gh即F1h，故C正确，不符合题意；

D．图乙中摩擦力较大时可能是费力装置，图丙中物重小于动滑轮重时也是费力装置，故D错误，符合题意。 故选D。

5．B

解析：B

A．时间相同时，做功越多，功率才越大，故A错误；

B．功率是反映机械做功快慢的物理量，做功越快，功率越大，故B正确； C．机械是否省力与功率无关，故C错误；

D．机械效率是有用功与总功的比值，与功率无关，故D错误。 故选B。

6．C

解析：C

A．克服木箱重力做的功为

W有用Gh200N1m200J

故A错误；

B．拉力F对木箱所做的功为

W总Fs75N4m300J

故B错误； C．额外功为

W额外W总W有用300J200J100J

由W=Fs可知

f故C正确；

W额外s100J25N 4mD．物体沿斜面对木箱的支持力方向上无移动距离，则做的功为0J，故D错误。 故选C。

7．B

解析：B

A．物体A受到的摩擦力

f=0.2GA=0.2×100N=20N

由于A物体向右做匀速直线运动，A物体受到的绳子的拉力F与摩擦力是一对平衡力，大小相等，则

F=f=20N

故A错误；

B．不计绳重和摩擦，F1(GBG动)，则动滑轮的重力为 2G动═2F-GB=2×20N-30N=10N

故B正确；

CD．若把B的重增加一倍或减小一半，A与地面的粗糙程度不变，压力不变，因此A受到的摩擦力也不会改变，故CD错误。 故选B。

8．A

解析：A

使用如图所示动滑轮提升钩码时，若不计绳重及摩擦，绳端拉力为

G钩G动 F2当G钩G动时

FG钩

即当动滑轮重力大于或等于物体的重力时，不能证明动滑轮能省力。 故选A。

9．D

解析：D

杠杆的大约中间位置挂一重物，由于重物的重力作用使杠杆向下转动，则为使杠杆平衡，应施加阻碍杠杆向下转动的力，所以F1、F2可能使杠杆平衡，而F3的力臂为0，对杠杆的转动没有影响；F4使杠杆向下转动，没有阻碍向下转动，所以F3、F4都不能使杠杆平衡。故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。

10．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 t0.5s11．D

解析：D

水平拉力F1将物体沿直线匀速拉动，受到的摩擦力等于拉力，拉力做功

W1F1s1

借助滑轮组，使物体在同一水平地面上匀速直线运动同样的距离，物体在水平面受到的摩擦力不变，此时受到的拉力依然为F1，则此时拉力做的功为滑轮组有用功

W有W1Fs11

拉绳端的上升距离为s2，做功

W2F2s2

A．做功W2W1W动，故A错误； B．有3股绳子承担重物，则

s23s1

故B错误；

C．拉力F2与动滑轮重力，物体受到拉力的关系为

F21GF1 3动不知道动滑轮重力大小，无法判断，故C错误； D．拉力F2做的总功

W总W2F2s2

则滑轮组的机械效率

D正确。 故选D。

W有F1s1 W总F2s212．B

解析：B

A．用人直接搬运上去和用定滑轮提上去都不省力，用动滑轮提上去可以省一半的力，故A不符合题意；

BD．所做额外功最少的是用定滑轮，所做额外功最多的是用人直接搬运上去，所做的有用功相同，所以机械效率最高的是②，故B符合题意、D不符合题意； C．都是把重物提升相同的高度，所以有用功相同，故C不符合题意。 故选B。

二、填空题

13．不是1800

解析：不是 1800

[1]此时物体受到四个力，重力、支持力、拉力、摩擦力，虽然物体处于平衡状态，但是因为重力与支持力不是平衡力，所以拉力和摩擦力一定也不是平衡力。 [2]将物体由斜面底端拉到斜面顶端（斜面高为3m），对物体做的有用功为

W有Gh=600N3m=1800J

因为还需要克服摩擦力做额外功，本题没有其它可利用的条件，所以将物体由斜面底端拉到斜面顶端（斜面高为3m），至少要做1800J的功。

14．省力300

解析：省力 300

[1]由图知道，支点为O点，动力为F，人体受到的重力为阻力，由于动力臂大于阻力臂，所以可以将人的脚视为一个省力杠杆。 [2]小明的重力

G=mg=60kg×10N/kg=600N

由图知，由于重力作用线过杠杆中点，则拉力F的力臂L1=2L2；由杠杆的平衡条件知道，

FL1=GL2

则小腿肌肉对脚的拉力

FG1L2600NL2300N L12L215．459080

解析：45 90 80 [1]绳子自由端移动的距离

s=2h=2×6m=12m

该工人所用拉力

F[2]克服动滑轮重所做的额外功

W总1800J=150N s12mW动额=15%W总=15%×1800J=270J

动滑轮的重力

G动[3]拉力的功率

W动额h=270J=45N 6mP[4]有用功

W总1800J=90W t20sW有=Gh=240N×6m=1440J

动滑轮的机械效率

=W有1440J==80% W总1800J16．15:1615:16

解析：15:16 15:16

[1]已知两人每次跳起的高度相同，设每次跳起的高度都为h，则1min内甲乙做的功之比为

W甲n甲G甲h甲n甲G甲150315 W乙n乙G乙h乙n乙G乙120416[2]1min内甲乙做功的功率之比

W甲PW15甲t甲 W乙W乙16P乙t17．=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 t10s18．15×103

解析：1.5×103

[1][2]滑轮组的动滑轮绕3段绳，不计绳重和摩擦，当拉力为50N时，物体对地面的压力刚好为0N，拉力的大小

F1=

动滑轮的重力

G动=3F1-G=3×50N-140N=10N

每个滑轮质量相同，定滑轮的重力等于动滑轮的重力为10N，对定滑轮受力分析，受到重力、下方两段绳子的拉力，天花板的拉力，根据平衡条件得到

F天=G定+2F=10N+2×40N=90N

由力的作用相互性可知，定滑轮对天花板的拉力是90N。 拉力F为40N时，滑轮组的动滑轮对物体的拉力

F2=3F- G动=3×40N-10N=110N

地面对物体的支持力

F支=G-F2=140N-110N=30N

由力的作用相互性可知物体对地面的压力

F压= F支=30N

物体对地面的压强

1(G+G动) 3F压30Np==1.5×103Pa -22S210m19．80

解析：80% [1]物体的有用功为：

W有Gh1000N2m2000J，

若斜面光滑，则没有额外功，即推力的功W总=2000J，推力的大小

F[2]推力为500N，则推力的功为：

W总2000J＝＝400N； L5mW1F1L500N5m2500J，

则效率为：

W有2000J100%＝100%80%。 W12500J20．400120

解析：400 120

[1]人对物体所做的有用功为：

W有Gh840N1m840J；

[2]根据W有可得总功： W总W总W有840J1200J， 70%对箱子所施加的推力是：

F[3]额外功

W总1200J=400N； s3mW额W总W有1200J840J360J；

则根据Wfs可得摩擦力：

fW额s360J=120N。 3m

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。 22．20N

解：根据杠杆平衡原理即F1L1F2L2可以求出动力F1

F1答：动力F1的大小为20N。 23．(1)1500J；(2)75%；(3)100N

F2L230N0.2m20N L10.3m(1)小明对木箱的拉力沿斜面向上，做的有用功为克服物体重力做功，即

W有用Gh500N3m1500J

(2)拉力做的总功为

W总FL400N5m2000J

则斜面的机械效率为

(3)摩擦力做的额外功为

W有用W总100%1500J75% 2000JW额外W总W有用2000J1500J500J

剀物体所受的摩擦力大小为

fW额外L500J100N 5m答：(1)小明对木箱做的有用功为1500J； (2)斜面的机械效率为75%； (3)物体所受的摩擦力为100N。

24．(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。 25．(1)3.6105J；(2)10m/s；(3)83.3% (1)由于卡车在水平路面匀速行驶，那么

F牵f1200N

那么在水平路面行驶时卡车牵引力所做的功为

WF牵s1200N300m3.6105J

(2)卡车在水平公路上行驶时的功率为

4PFv1200N15m/s1.810W 牵牵卡车上坡时的功率也为

'4PP=1.810W 牵牵卡车上坡时的牵引力增大为水平路面时的1.5倍，即

'F牵1.5F牵1.51200N1800N

那么它的行驶速度应为

1.8104Wv'10m/s

F牵1800N''P牵(3)斜坡的机械效率为

W有W总100%Gh100%'F牵s3103N1800N12100%83.3%

答：(1)在水平路面行驶时卡车牵引力所做的功为3.6105J；(2)要使卡车上坡时的牵引力增大为水平路面时的1.5倍，其行驶速度应为10m/s；(3)卡车在(2)问中所示上坡时，斜坡的机械效率为83.3%．

26．(1)9000 m；(2)3.6×105 J；(3)200 W (1)他通过路程：

s=vt=5m/s×30×60s=9000 m；

(2)跑步时小林动力做的功：

W=Fs=40N×9000 m=3.6×105 J；

(3)做功的功率：

W3.6105JP==200W； t3060s答：(1)他在这段时间内相当于跑了9000 m路程； (2)他在这段时间内做了3.6×105 J功； (3)他在这段时间内做功的功率是200 W．