初中物理人教版八年级下册12.3 机械效率优秀达标测试

人教版 八年级物理下册 第12章《简单机械》

第3节 机械效率

（同步基础练习）

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一、选择题（共25小题）：

1．甲吊车比乙吊车的机械效率高，当它们分别把相同质量的物体匀速提升相同高度时，则（　　）

A．甲吊车的电动机做的有用功较多       B．甲吊车的电动机做的总功较多

C．乙吊车的电动机做的额外功较多       D．甲、乙两吊车的电动机做的总功相同

2．用如图所示的滑轮组匀速提升200N的重物G，竖直向上的拉力F为100N，重物被提升1m，不计绳重和滑轮的摩擦，下列说法正确的是（　　）

A．拉力做的额外功是100J 

B．动滑轮的重力为50N 

C．拉力做的总功是200J 

D．绳子末端移动的距离是2m

3．关于功率、机械效率的说法正确的是（　　）

A．功率大的机器做功一定多          B．额外功占总功比值小的机器机械效率高

C．做功多的机器机械效率一定高      D．功率大的机器做功时间一定短

4．如图所示的滑轮组，每个滑轮重100N。用力F在10s内将物体匀速提升2m，其滑轮组的机械效率η为80%，若不计绳重和摩擦。下列说法中正确的是（　　）

A．拉力做的有用功为1200J 

B．拉力大小为300N 

C．拉力的功率为200W 

D．在匀速提升的过程中，物体的机械能不变

5．如图所示，甲、乙杠杆的质量和长度均相同，机械摩擦不计，分别使用甲、乙杠杆将物体A提升相同的高度，则在工作过程中，甲、乙杠杆的机械效率相比（　　）

A．甲的大

B．乙的大

C．一样大

D．无法确定

6．如图所示，分别使用甲、乙、丙三种方式把同一物体M匀速提升至相同高度（绳长不变），测得各拉力大小如图所示，则（　　）

A．利用机械丙提升M时省力 

B．F乙和F丙两个力所做的功相同 

C．机械丙的机械效率比机械乙的低 

D．所测的的数据不能计算机械乙和丙的机械效率

7．如图所示，小明分别使用甲、乙、丙三种机械匀速提升物体M（绳长不变），测得物体M所受重力和各拉力如表所示，则（　　）

A．乙、丙的机械效率相等 B．使用图丙斜面可以省力

C．甲、乙的机械效率相等 D．甲、丙的机械效率相等

8．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．F1＞F2，η1＜η2，P1＜P2

B．F1＜F2，η1＞η2，P1＞P2

C．F1＞F2，η1＝η2，P1＝P2

D．F1＞F2，η1＝η2，P1＞P2

9．如图所示，牵引车通过滑轮组将水平面上的物体匀速吊起，物体重900N、底面积为200cm2，物体20s内匀速竖直上升1m，牵引车的拉力为400N。不计绳重和摩擦，则下列结果正确的是（　　）

A．动滑轮的重力为200N 

B．20s内牵引车的拉力做功为3600J 

C．该滑轮组提升重物的机械效率为75% 

D．当物体受到100N的拉力时，物体对地面的压强为4.5×104Pa

10．某建筑工地上用如图所示的滑轮组提升建材，如果工人师傅用500N的拉力F，30s内将重1200N的建材竖直匀速提高了6m。则下列判断正确的是（　　）

A．绳子自由端移动的速度为0.2m/s 

B．工人师傅拉绳子的功率为300W 

C．该滑轮的机械效率约为83.3% 

D．提升建材所做的总功为7200J

11．渔民利用如图所示的滑轮组把水中的小渔船拖上岸进行维护，当渔民作用在绳子自由端的拉力为150N时，小渔船在河水中以0.2m/s的速度匀速向右运动，每个滑轮重为60N，不计绳重和绳与滑轮间的摩擦，下列说法正确的是（　　）

A．拉力的功率为30W 

B．小渔船在水中受到的阻力为180N 

C．滑轮组的效率为80% 

D．小渔船从水中被拖上岸后滑轮组的效率变低

12．用如图甲所示的滑轮组缓慢提升不同的物体，每次物体被提升的高度均为0.5m，滑轮组的机械效率与物体受到重力的关系如图乙所示，不计绳重和摩擦，下列分析正确的是（　　）

A．滑轮组的机械效率越高，功率越大 

B．该滑轮组的机械效率能达到100% 

C．滑轮组的机械效率越高，拉力做的功越多 

D．每次提升重物时，滑轮组做的额外功均为5J

13．建筑工地上用如图所示的卷扬机和滑轮组从竖直深井中提升物体，其中两个定滑轮的总质量为动滑轮质量的2倍。将物体以0.2m/s的速度匀速竖直提升时，卷扬机对绳的拉力F为100N，此时滑轮组的机械效率为80%，不计滑轮组的绳重和摩擦，则下列说法中正确的是（　　）

A．动滑轮所受的重力为120N 

B．拉力F做功的功率为20W 

C．物体所受的重力为240N 

D．支架受到的拉力为420N

14．如图甲所示的装置，A是重10N的空吊篮，绳子B和C能承受的最大拉力分别为100N和60N。质量为50kg的小张同学将A提升到高处，施加的拉力F随时间变化关系如图乙所示，A上升的速度v随时间变化关系如图丙所示。忽略绳重及摩擦，（g＝10N/kg）。下列结论正确的是（　　）

①动滑轮的重力为9N；

②0～1s内拉力F做的功为2.4J；

③1～2s内拉力F的功率为4W；

④此装置提升重物的最大机械效率约为81.8%。

A．①④ B．①③ C．②③④ D．③

15．如图所示，用滑轮组提升重物，此时测力计示数为680N。已知人的质量为50kg，每个滑轮的重力为20N，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（g＝10N/kg）（　　）

A．人的拉力大小为340N 

B．物体的重力为400N 

C．滑轮组的机械效率为61.8% 

D．人能够拉起的最大物重为980N

16．如图甲所示，用一个动滑轮和两个定滑轮组成的滑轮组提升重物A。拉力F随时间t的变化关系如图乙所示，重物上升的速度v随时间t变化的关系如图丙所示。不计一切摩擦和绳重，已知在1s～2s内，滑轮组的机械效率为80%。下列说法错误的是（　　）

A．0～1s内，重物A受到了非平衡力的作用 

B．若以动滑轮为参照物，重物A是静止的 

C．动滑轮的重力为300N 

D．若将重物A的重力减小为900N，则提升重物匀速上升时，滑轮组的机械效率将变为70%

17．救援车工作原理如图所示，当车载电机对钢绳施加的拉力F大小为2.5×103N时，小车恰能匀速缓慢地沿斜面上升。已知小车的质量为1t，斜面高为2m，斜面长为5m（不计小车长、钢绳重、动滑轮重、钢绳与滑轮间的摩擦和滑轮与轴间的摩擦，g＝10N/kg ）。在小车由斜面底端被拖上救援车的过程中，下列说法中正确的是（　　）

A．滑轮A为定滑轮，滑轮B为动滑轮 

B．拉力F移动的距离为20m 

C．该装置的机械效率为75% 

D．该斜面的摩擦力为1000N

18．如图所示，一个重为600N的物体在25N拉力作用下匀速直线运动了2m，用时5s。已知物体受到的滑动摩擦力为60N，这一过程中，结果错误的是（　　）

A．绳子自由端移动的速度为1.2m/s

B．拉力做功的功率为30W

C．滑轮组拉力做的有用功为120J

D．该滑轮组的机械效率为75%

19．用如图所示的滑轮组匀速拉动水平地面上重为G的物体A，在时间t内物体A移动的距离为s，已知绳子自由端拉力的大小为F，物体A和地面之间的摩擦力大小为f。下列表达式正确的是（　　）

A．绳子自由端移动的距离s′＝2s

B．滑轮组对物体A做的功W＝Gs

C．滑轮组的机械效率η 

D．拉力F做功的功率P

20．如图所示，拉力F＝20N，在拉力F的作用下，重为100N的物体M沿水平地面以2m/s的速度匀速运动10m，已知每个滑轮重10N，忽略绳重和滑轮与轴间的摩擦，该过程中（　　）

A．拉力F做的功为200J 

B．拉力F的功率为120W 

C．滑轮组对物体做的有用功为400J 

D．滑轮组的机械效率为75%

21．如图所示，小凯用拉力F提着重为G的物体匀速缓慢上升h，下列关于杠杆的有关说法正确的是（　　）

A．拉力F所做的总功为Fh 

B．杠杆的机械效率是100% 

C．若把悬挂点从A点移至B点，把同一物体匀速缓慢

提升相同的高度，拉力的大小与原来相同 

D．若把悬挂点从A点移至B点，把同一物体匀速缓提升相同的高度，杠杆的机械效率提高

22．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的钩码挂在铁质杠杆上A点，弹簧测力计作用于C点，现竖直向上匀速拉动弹簧测力计，杠杆的机械效率η1；若仅将弹簧测力计移动到B点，仍将钩码竖直向上匀速提升h的高度，杠杆的机械效率为η2，则（　　）

A．η2＝η1

B．η2＜η1

C．η2＞η1

D．无法确定

23．用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率，钩码总重G为1.0N，钩码上升高度h为0.1m，测力计移动距离s为0.3m，实验时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在较长杠杆A点下面的钩码缓缓上升，实验中，将杠杆拉至图中虚线位置，测力计的示数F为0.5N．若杠杆的本身的重力不计，则下列说法正确的是（　　）

A．拉力对杠杆做的额外功为0.1J 

B．匀速竖直拉动过程中弹簧测力计示数先变小后变大 

C．若将钩码从A点移到B点，用同样的方式将钩码提升0.1m，则机械效率降低 

D．若将钩码从A点移到B点，用同样的方式将钩码提升0.1m，则机械效率升高

24．如图斜面长为2m、高为0.4m，现将重为20N的物体沿斜面向上从底端匀速拉到顶端，若拉力F为5N，则（　　）

A．拉力所做的功为2J

B．斜面的机械效率为80%

C．物体受到的摩擦力为5N

D．有用功为40J

25．我国南方地区经常因多轮强降雨造成多地发生较重的洪涝灾害。抗洪抢险小分队成员在一次行动中需要帮老百姓把一个质量为240kg的重物搬到2m高的车上，他们用5m的长木板搭了一个斜面（如图所示），用1200N的力花了5min将重物匀速推到车上，关于此简易斜面装置，下列说法中正确的是（　　）

A．他们对重物做了6000J的功 

B．他们做功的功率为16W 

C．此次简易斜面装置的机械效率为50% 

D．斜面是一种省功机械

二、填空题（共15小题）：

26．利用机械做功时，对人们有用的功叫　   　。不需要但又不得不做的功叫　  　，两者之和叫　    　。

27．由于存在着摩擦和机械本身受到重力作用等原因，机械效率永远小于　  　。

28．一台起重机在10s内将重为3000N的货物匀速提高了4m，起重机做的有用功是　  　J。若起重机做的额外功是8000J，则机械效率是　  　，起重机的功率是　  　W。

29．用200N的拉力把450N的木箱匀速提升2米，此时拉力所做的功为　  　J，该滑轮组的机械效率为　   　。

30．如图所示，工人用240N的拉力，在15s的时间内，将重600N的建筑材料提升到6m高的楼顶上，拉力做的功是　  　J，拉力的功率是　  　W，机械效率　   　。

31．为了将重为600N的物体运送到6m高的楼顶上，甲工人利用如图所示的滑轮组（不计摩擦和绳重）用250N拉力在30s内完成任务，此过程中绳子自由端移动的距离为　    　m；拉力的功率为　  　W；该滑轮组的机械效率为　   　%；动滑轮的重为　   　N，如果绳子能承受的最大拉力为400N，则该滑轮组最大可吊起　   　N的物体，此时滑轮组的机械效率为　    　%。

32．甲、乙是两套完全相同的滑轮组成的滑轮组，加图所示，用这两套装置提升重为200N的相同重物时，甲装置中所用的拉力为F1，机械效率为η1，乙装置中所用的拉力为F2，机械效率为η2，不计绳重与摩擦，如果F1＝120N，则F2＝　 　N；并且η1　 　η2（选填“＞”“＜”或“＝”）。

33．如图所示，分别用甲、乙两个滑轮将同一个物体G匀速提升相同的高度，已知两次拉力之比F甲：F乙＝4：3，则这两个过程中，有用功之比W甲：W乙＝　 　，两个滑轮的机械效率之比η甲：η乙＝　  　。

34．利用四个相同的滑轮，组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，把质量相等的重物G匀速提升，在相同的时间内绳子移动的距离相等，所用的拉力分别为F甲、F乙，拉力做的有用功分别为W甲、W乙，拉力的功率分别为P甲、P乙，机械效率分别是η甲、η乙（忽略绳重与摩擦），则F甲　 　F乙、W甲　 　W乙、P甲　 　P乙、η甲　 　η乙。（均选填“＞”“＝”或“＜”）

35．如右图所示，在4N的拉力F作用下，质量为2kg的物体A，以0.2m/s的速度匀速移动了0.4m，地面对物体A的摩擦力为物体A重力的0.3倍，不计滑轮重及滑轮与绳之间的摩擦，则拉力所做的功是　 　J，功率是　 　W。动滑轮的机械效率为　  　。

36．如图所示，小聪用滑轮组拉动水平地面上的物体A，使它匀速前进2m，地面对它的摩擦力为300N，小聪施加的拉力F＝250N（忽略绳重和滑轮重），滑轮组的机械效率为　 　。

37．如图所示物体重为90N，滑轮重为20N，若用力竖直向上匀速拉动滑轮，则滑轮的机械效率为　    　（不计绳重和摩擦）。

38．如图所示，弹簧测力计的示数为　     　N，钩码的重力为1.0N，钩码上升的高度h为0.1m，测力计竖直向上移动的距离s为0.3m，此时杠杆的机械效率为　   　。忽略杠杆转动轴的摩擦，仅将钩码的悬挂点从A移到B，若重物提升高度相同，则额外功与有用功的比值将　  　（增大/减小/不变），杠杆的机械效率将　  　。（增大/减小/不变）

39．将一个重为4.5N的物体沿斜面从底端匀速拉到顶端（如图所示）。已知斜面长1.2m，高为0.4m，斜面对物体的摩擦力为0.3N（物体的大小可忽略不计）。则在上述过程中有用功为　  　J，额外功为　  　J，沿斜面向上的拉力大小为　  　N

40．工人用如图所示装置将重600N的货物沿斜面由底部拉到顶端。装置固定在水平面上，斜面长12m，高6m；工人的拉力为400N，此过程工人所做的总功为　 　J，该装置的机械效率为　 　，若不计绳重、绳子与滑轮间的摩擦，物体与斜面间的摩擦力为　 　N。

三、实验探究题（共3小题）：

41．小明和小刚设计了如图甲、乙所示两种滑轮组来提升同一重物，在讨论滑轮组机械效率时，两人产生了分歧，小明认为：“甲滑轮组的动滑轮总重小，机械效率高”；小刚却认为：“乙滑轮组更省力，机械效率高”.两人谁也说服不了谁，于是决定进行实验来验证自己的猜想是否正确，他们在实验中得到的数据如表所示：

（1）实验中，应沿竖直方向　   　拉动弹簧测力计，使物体上升。

（2）甲滑轮组的机械效率是　   　%，由计算结果可以确定　  　（小明小刚）的说法是正确的。

（3）装置乙中绳端移动距离　     m，通过提高装置乙钩码上升的高度h，　 　（能/不能）提高乙滑轮组的机械效率。

（4）根据装置甲所测数据，请计算其动滑轮的重力为　 　N。（绳重和摩擦忽略不计）

（5）小明又设计了一个方案，如图丙所示，和装置甲对比（甲、丙中每个滑轮重相同），在提升同一重物时，由于丙装置绳重和摩擦较大，则装置丙的机械效率　 　（大于/等于小于）装置甲的机械效率.如果不计绳重和摩擦，则装置丙的机械效率　 　（大于/等于小于）装置甲的机械效率。

42．如图甲所示是某一学习小组探究“斜面的机械效率”实验装置。小名猜想斜面的机械效率可能跟斜面的粗糙程度有关，小悦猜想斜面的机械效率可能跟斜面的倾斜程度有关。表格是其中一位同学在其它条件一定时的实验数据。

（1）实验时，沿斜面拉动木块时，为使测力计的示数稳定，应尽量使木块做　  　运动。

（2）通过比较表格中“物块重”和“　  　”两栏对应的数据，可知斜面是一种省力的简单机械。

（3）表格实验数据验证了　  　（小名/小悦）的猜想，结论是：在其它条件一定时，斜面　                          　，机械效率越高。

（4）第一次实验中，物块所受斜面的摩擦力为　  　N。

（5）请你进一步分析了实验数据，并结合所学物理知识，解决下列关于斜面的物理问题。图乙中斜面1的长度小于斜面2的长度，木块从斜面顶端由静止释放后沿着斜面下滑，该过程中斜面对木块的支持力　   　（做功/不做功）。木块到达斜面1、2底端时的速度分别为v1、v2，若斜面光滑，则v1　  　v2（大于/小于/等于）；若斜面粗糙程度相同，则v1　  　v2（大于/小于/等于）。

43．某实验小组利用图示装置研究杠杆的机械效率，实验的主要步骤如下：

①用轻绳悬挂杠杆一端的O点作为支点，在A点用轻绳悬挂总重为G的钩码，在B点用轻绳竖直悬挂一个弹簧测力计，使杠杆保持水平；

②竖直向上拉动弹簧测力计缓慢匀速上升（保持0点位置不变），在此过程中弹簧测力计的读数为F，利用刻度尺分别测出A、B两点上升的高度为h1、h2

回答下列问题：

（1）实验中有用功的表达式为W有＝　  　，总功的表达式为W总＝　  　，杠杆机械效率的表达式为η＝　     　。（用已知或测量的物理量符号表示）

（2）本次实验中，若提升的钩码重一定，则影响杠杆机械效率的主要因素是：　   　；

（3）若只将钩码的悬挂点由A移至C，O、B位置不变，仍将钩码提升相同的高度，则杠杆的机械效率将　   　 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。

（4）若弹簧测力计拉力方向一直垂直于OB杆向上拉动，则测力计示数　   　（选填“变大”、“变小”或“不变”）。

四、计算题（共7小题）：

44．小强用如图所示装置在10s内将重为450N的货物匀速提升2m，此过程中拉力F的功率为100W。求：

（1）提升装置所做的有用功；

（2）拉力F做的功；

（3）该滑轮组的机械效率。

45．如图所示，工人利用滑轮组提升重为810N的物体，某段过程中物体匀速上升的速度为0.1m/s，工人拉力F的功率为90W，不计绳重和摩擦。求这段过程中：

（1）工人拉绳子的速度；

（2）作用在绳子自由端的拉力F；

（3）滑轮组的机械效率。

46．如图所示，斜面长L＝5m，高h＝2m，某工人师傅用绳子沿此斜面将重为800N的物体由斜面底端匀速拉到顶端，绳重不计，物体克服摩擦力做了400J的功。试求：

（1）工人做的有用功是多少？

（2）物体受到斜面的摩擦力f是多大？

（3）斜面的机械效率是多少？

（4）工人所用拉力F是多大？

47．在抗击新型冠状病毒肺炎疫情的特殊时期，小马同学设计了如图所示的装置进行“无接触传送”物品。现有质量M＝25kg的木箱，长L＝5m，高h＝3m的固定斜面，他用F＝100N的力拉绳，使木箱以v＝0.2m/s的速度沿斜面匀速地由底端上升到顶端，此过程因绳和滑轮间的摩擦而做的额外功W0＝20J。已知动滑轮质量m＝1kg，连接动滑轮的绳子拉直且与斜面平行，不计绳的质量、木箱大小和木箱到动滑轮间的绳长，g取10N/kg。求：

（1）木箱由斜面底端上升到顶端所用的时间；

（2）小马同学拉力的功率；

（3）整个装置的机械效率；

（4）斜面对木箱的摩擦力大小。

48．如图1，轻质杠杆在水平位置平衡。现利用该杠杆提升货物（如图2），货物P重120N，在竖直向下大小为120N的拉力F作用下，该杠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0.8m，拉力F下降的高度为1m。求：

（1）提升货物做的有用功W有。

（2）拉力F做的额外功W额。

（3）该杠杆的机械效率η。

49．小雨想用滑轮组提升重物，每个滑轮等重，不计绳重、摩擦和水的阻力，g取10N/kg。

（1）如图甲所示，物体A的质量为50kg，小雨对绳子自由端的拉力为150N时，地面对物体A的支持力是100N。则此时天花板上受到拉力大小为多少？

（2）为了提起物体A，他增加了滑轮个数，组装了如图乙所示的滑轮组，并利用它将物体A在空气中匀速提升了2m，求小雨做的功是多少？

（3）小雨用图乙所示的滑轮组，将另一密度为1.5×103kg/m3的物体B从某液体中匀速向上拉至空气中，拉力F随时间t变化的图像如图丙所示。已知F2与F1之差为50N，在空气中提升B时滑轮组的机械效率为75%。求液体密度是多少？

50．如图甲所示，A、B为不同材料制成的底面积相同的实心长方体，浸没在圆柱形容器的水中，容器内部底面积是长方体下表面积的5倍。先后两次以同样的方式沿固定方向通过滑轮组缓慢匀速拉动绳子。第一次拉动时，容器下表面所受到水的压强和拉动时间的关系如图乙所描绘；第二次把物体重新放入水中再次拉动时，人施加的拉力和时间的关系如图丙所示，在第二次拉动过程中，某段绳子突然断裂。已知容器底面积为100cm2，A、B均浸没在水中匀速拉动滑轮组时其机械效率为80%，ρA＝3g/cm3，ρB＝8g/cm3，g取10N/kg。除了断裂的绳子，其他绳子都不会被拉断。滑轮与轴的摩擦、绳的形变等次要因素都忽略不计。求：

（1）物体A出水后液面下降了多少？

（2）人拉绳子的速度。

（3）第二次拉动时，被拉断的绳子承受的最大拉力是多少？