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初中物理人教版八年级下册第十二章 简单机械综合与测试综合训练题
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这是一份初中物理人教版八年级下册第十二章 简单机械综合与测试综合训练题，共13页。试卷主要包含了选择题，填空题，作图题，计算题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题（每题3分，共30分）
1.下列图中的简单机械，不能省力但能省距离的是（ ）。
【答案】C。
【解析】A：自行车的脚踏装置，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，省力但费距离。
B：盘山公路实质是利用的斜面，省力但费距离。
C：用船桨划水时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，费力但省距离。
D：动滑轮实质是动力臂等于2倍阻力臂的杠杆，能省力但费距离。故选C。
2.下列简单机械中属于省力机械的是（ ）。
A．斜面；B．赛艇的船桨；C．定滑轮；D．镊子
【答案】A。
【解析】知道杠杆的动力臂大于阻力臂时，杠杆为省力杠杆，杠杆的动力臂小于阻力臂时，杠杆为费力杠杆，结合各个选项逐一分析。
A：使用斜面可以省力，属于省力机械，故A正确。
B：赛艇的船桨在使用过程中，动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，故B错误。
C：定滑轮是等臂杠杆，所以使用定滑轮不省力，故C错误。
D：镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，故D错误。故选A。
3.下图所示的简单机械一定省力的是（ ）。
【答案】A。
【解析】结合图片和生活经验，先判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是否省力。
A：用木棒撬石头时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。
B：用船桨划水时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆。
C：用图示剪刀理发时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆。
D：定滑轮实质是一等臂杠杆，不能省力，但可以改变力的方向。故选A。
4.如图所示，使用时属于费力杠杆的是（ ）。
【答案】A。
【解析】结合图片和生活经验，先判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆。
A：用镊子夹石块，在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故A正确。
B：用瓶起子开瓶盖，在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B错误。
C：用羊角锤拔钉子，在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C错误。
D：天平在使用过程中，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆，故D错误。故选A。
5.踮脚是一项很好的有氧运动（如图），它简单易学，不受场地的限制，深受广大群众的喜爱，踮脚运动的基本模型是杠杆，下列分析正确的是（ ）。
A．脚后跟是支点，是省力杠杆；
B．脚后跟是支点，是费力杠杆；
C．脚掌与地面接触的地方是支点，是省力杠杆；
D．脚掌与地面接触的地方是支点，是费力杠杆
【答案】C。
【解析】结合图片和生活经验，先判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆。
如图所示，踮脚时，脚掌与地面接触的地方是支点，小腿肌肉对脚的拉力向上，从图中可知动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。故选C。
6.下列关于简单机械在实际应用中的说法正确的是（ ）。
A．指甲剪是省力省功的机械； B．定滑轮不省力，但能改变力的方向；
C．滑轮组既省力，又省距离，还省功；D．斜面的机械效率可以达到100%
【答案】B。
【解析】A：指甲剪由三条杠杆组成，其中既有省力杠杆也有费力杠杆，但其最终可以达到省力的目的，所以为省力机械，但使用任何机械都不省功，故A错误。
B：定滑轮的实质是等臂杠杆，不省力也不费力，但可以改变力的方向，故B正确。
C：滑轮组可以省力，但费距离，且不可能省功，故C错误。
D：使用任何机械都要做额外功，所以机械效率不可能达到100%，故D错误。故选B。
7.分别使用定滑轮、动滑轮、两个定滑轮和两个动滑轮组成的滑轮组，匀速提升同一物体到同一高度处，其机械效率分别为η定、η动、η组（不计绳重和摩擦，设每个滑轮质量相等），则下列选项中正确的是（ ）。
A．η组＜η动＜η定；B．η动＜η定＜η组；C．η定＜η动＜η组；D．η定＜η组＜η动
【答案】A。
【解析】克服物体的重力所做的功是有用功，由题知匀速提升同一物体到同一高度处，可知做的有用功相同；不计绳子质量和摩擦，额外功W额=G轮h，知道使用定滑轮、动滑轮、滑轮组的动滑轮的个数为0、1、2，可以得出做的额外功的大小关系，由于W总=W有用+W额，可以得出所做的总功的大小关系，再利用效率公式比较三种情况下机械效率的高低。
匀速提升同一物体到同一高度处，由W有用=Gh可知，三种情况下做的有用功相同，大小都为W有用；不计绳子质量和摩擦，所做的额外功：W额=G动h，使用定滑轮、动滑轮、滑轮组时，动滑轮的个数分别为0、1、2，使用定滑轮、动滑轮、滑轮组时，做的额外功：W额定＜W额动＜W额组，由W总=W有用+W额可知三种情况下做的总功：W定＜W动＜W组，由可知，使用定滑轮、动滑轮，滑轮组的机械效率：η组＜η动＜η定。故选A。
8.如图所示，某工地用滑轮组将重为5000N的货物匀速提升6m，所用时间为20s，在绳的末端所用拉力为2200N，下列说法错误的是（ ）。
A．M处滑轮的作用是改变力的方向；
B．提升货物过程中的有用功是3×104J；
C．拉力的功率为660W；
D．若只增加货物所受的重力，滑轮组的机械效率将增大
【答案】C。
【解析】M处滑轮轴的位置不变，是定滑轮，其作用是改变力的方向，故A正确。
提升货物过程中的有用功，故B正确。
由图可知，n=3，则拉力端移动距离为：S=3h=3×6m=18m，拉力做的总功为：
，故拉力做功功率：
，故C错。
只增加货物所受的重力，有用功增加，额外功不变，有用功占总功的比值变大，滑轮的机械效率也会增大，故D正确。此题答案是C。
9.如图，用300N的力将重为500N的物体在10s内匀速提升2m，不计绳重和摩擦，在此过程中（ ）。
A．绳子自由端移动的距离为6m；B．动滑轮重100N；
C．拉力做功的功率为100W； D．滑轮组的机械效率为60%
【答案】B。
【解析】A．绳子自由端移动的距离为6m ，错误，绳子段数为2，移动距离为4m。
B．动滑轮重100N，正确，2F=G物+G动，代入，解之得。
C．拉力做功的功率为100W，错误，正确答案为120W。
D．滑轮组的机械效率为60%，错误，正确答案为83%。故选B。
10.建筑工人用如图所示的滑轮组，在4s内将重为1500N的物体沿水平方向匀速移动2m的过程中，所用的拉力大小为375N，物体受到水平地面的摩擦力为物重的0.4倍。在此过程中下列说法正确的是（ ）。
A．绳子自由端沿水平方向移动了6m；B．物体受到的拉力为750N；
C．拉力F的功率为750W； D．滑轮组的机械效率为80%
【答案】D。
【解析】A．由图可知，n=2，则绳子自由端沿水平方向移动的距离s=nSA=2×2m=4m，故A错误。
B．物体沿水平方向匀速移动时处于平衡状态，物体受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，
则物体受到的拉力FA=f=0.4G=0.4×1500N=600N，故B错误。
C．拉力F做的功W总=Fs=375N×4m=1500J，则拉力F的功率，故C错误。
D．有用功W有=FASA=600N×2m=1200J，则滑轮组的机械效率，故D正确。故选D。
二、填空题（每空2分，共28分）
11.如题图所示，由不同物质制成的甲和乙两种实心球的体积相等，此时杠杆平衡（杠杆自重、挂盘和细线的质量忽略不计）。则杠杆左右两边的力臂之比为 ，1个甲球和1个乙球的质量之比为 ，甲球和乙球的密度之比为 。
【答案】答案是：2：1、1：3、1：3。
【解析】图中，杠杆平衡，左侧杠杆力臂是右侧杠杆力臂的2倍，力臂之比是：2：1；如果甲物体质量用m甲、乙物体质量用m乙表示，那么可以得到：
即：，质量之比为1：3；由于甲乙两球体积相同，故其密度比也是1：3。
故答案是：2：1、1：3、1：3。
12．小可在A端用如图所示的动滑轮匀速提起200N的水桶，若不计绳重、滑轮重及摩擦，则人拉绳子A端的动力为 N；实际测量A端的拉力为110N，不计绳重及摩擦，则滑轮重为 N。
【答案】100、20。
【解析】（1）不计动滑轮重、绳重和摩擦，根据F=G求出拉力；（2）根据F=（G+G动）求出动滑轮重。
（1）因为动滑轮有两段绳子吊着物体，不计动滑轮重、绳重和摩擦，拉力F=G=×200N=100N；（2）若不计绳重及摩擦，实际测量A端的拉力为110N时，根据F=（G+G动）得G动=2F﹣G=2×110N﹣200N=20N。
故答案为：100、20。
13.某建筑工地用如图所示的滑轮组提升重物，工人对绳的拉力F为400N，并能用10s的时间将96kg的重物匀速提升2m，则拉力F的功率为 W，此时滑轮组的机械效率为 %。（不计绳重和摩擦，取g=10N/kg）
【答案】240、80。
【解析】（1）由图知，n=3，则绳端移动的距离：s=3h=3×2m=6m，拉力F做的功：W总=FS=400N×6m=2400J；
拉力F做功的功率：；
（2）重物的重力：G=mg=96kg×10N/kg=960N，
有用功：W有用=Gh=960N×2m=1920J；
滑轮组的机械效率：。
故答案为：240、80。
14.用不计绳重和摩擦的滑轮组把重为720N的货物匀速提高10m，所做的总功为12000J，此时滑轮组的机械效率为________，用该滑轮组提升更重的物体，机械效率会__________。（选填“变小”、“不变”或“变大”）
【答案】60%、变大。
【解析】所做有用功W有=Gh=720N ×10m=7200J ；
机械效率。提高机械效率的措施，有用功一定时，减小额外功；额外功一定时，增大有用功，对于同一滑轮组可增大提升物体重力提高机械效率。
故答案为：60%、变大。
15．用如图所示的滑轮组将重85N的物体匀速提升2m，拉力F为50N．此过程中有用功为 J，总功为 J，滑轮组机械效率为 ，根据已知条件，以下四个物理量：①动滑轮上升的高度、②动滑轮的重力、③额外功、④拉力的功率，还能求出的有 和 （选填序号）。
【答案】170；200；85%；①；③。
【解析】（1）拉力做的有用功：W有=Gh=85N×2m=170J；
（2）由图可知，n=2，拉力端移动的距离：s=2h=2×2m=4m，
拉力做的总功：W总=Fs=50N×4m=200J；
（3）滑轮组的机械效率：η==×100%=75%；
（4）①因为动滑轮和物体一起运动，动滑轮上升的高度等于物体上升的高度，大小为2m；
②不计摩擦和绳重，拉力F=（G+G轮），据此可求动滑轮重力，但题目没有提高“不计摩擦和绳重”这个条件，无法计算动滑轮的重力；
③额外功等于总功减去有用功，W额=W总﹣W有用=200J﹣170J=30J；
④因为不知道做功时间，所以无法计算拉力的功率。
可见，还能求出的有①、③。
故答案为：170；200；85%；①；③。
三、作图题（4分）
16.如图所示，质地均匀的圆柱形细木棒放在地面上，另一端与支点O连接，在图中画出木棒所受重力的示意图、重力的力臂。
【解析】重力G的作用点在重心（粗细均匀的木棒，中心在几何中心上），方向是竖直向下，重力的力臂是从支点O到重力作用线的垂直距离。
均匀木棒的中心为木棒的重心，从重心沿竖直向下的方向画一条带箭头的线段，并标上符号G，即为重力的示意图；从支点O作重力作用线的垂线，垂线段的长即为重力的力臂L，如图所示。
三、实验探究题（18分）
17．（12分）小红和小明利用如图所示装置探究杠杆的平衡条件。
（1）若实验前杠杆如图甲所示，可将杠杆两端的平衡螺母向 （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表格中。
小明根据以上数据得出杠杆平衡条件是 。
（4）杠杆调节平衡后，小红在杠杆上的A点处挂4个钩码，如图乙所示，为使在重新平衡，应在B点挂 个钩码。当杠杆平衡后，将A点和B点下方所挂的钩码同时向支点0靠近一格，杠杆会 （填“左侧下降”、“右侧下降”或“仍水平平衡”）。
（5）如图丙所示，用弹簧测力计在C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左倾斜时，使杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将 （填“变大”，“变小”或“不变”）。
【答案】（1）右；（2）便于测量力臂；（3）F1L1=F2L2；（4）6；左侧下降；（5）变大。
【解析】（1）若实验前杠杆如图甲所示，左端下沉，右端上翘，可将杠杆两端的平衡螺母向右调节，使杠杆在水平位置平衡。
（2）实验时让横杆AB在水平位置平衡，力臂在杠杆上便于测量力臂大小，杠杆的重心通过支点，可以消除杠杆重对杠杆平衡的影响；
（3）分析表格中的数据可得出杠杆平衡的条件是：F1L1=F2L2；
（4）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：FALA=FBLB，即4G×3L=FB×2L，解得FB=6G，需挂6个钩码；
根据杠杆的平衡条件：FALA=FBLB，若A、B两点的钩码同时向靠近支点的方向移动一个格，则左侧4G×2L=8GL，右侧6G×L=6GL，因为8GL＞6GL，所以杠杆左端会下降；
（5）如果作用在杠杆上的力方向不与杠杆垂直则该力的力臂短了，就会使得拉力变大；
故答案为：（1）右；（2）便于测量力臂；（3）F1L1=F2L2；（4）6；左侧下降；（5）变大。
18．(6分)某小组同学测量滑轮组的机械效率。实验步骤有：
（i）按照如图所示安装滑轮组，测钩码重力G并记钩码和绳端的位置
（ii）用弹簧测力计缓慢拉动绳端，使钩码上升，读出拉力F的值，并测出钩码上升的高度h和绳端移动的距离s；
（iii）记录实验数据填入表格中（表格略）；
（iv）多次改变钩码的数量，重复上述实验；
（v）用动滑轮质量不同的两个滑轮组吊相同的钩码，分别测机械效率；
（vi）分析测量结果，讨论影响机械效率的因素
回答以下问题：
（1）除了如图所示器材和弹簧测力计外，还需要的器材是 。
（2）滑轮组机械效率的计算公式是η= （用直接测得的物理量符号表示）。
（3）关于影响滑轮组机械效率的因素，该小组同学讨论后得到以下认识，你认为正确的有 （填序号，可能不止一项正确）。
A．在相同情况下，摩擦越大，机械效率越小
B．在相同情况下，摩擦越大，机械效率越大
C．忽略摩擦，定滑轮质量相同，则机械效率相同
D．忽略摩擦，动滑轮质量相同，则机械效率相同
E．忽略摩擦，动滑轮质量相同，所吊重物质量越大，则机械效率越大
F．忽略摩擦，动滑轮质量相同，所吊重物质量越大，则机械效率越小
【答案】（1）绳子；（2）；（3）ADE。
【解析】（1）由图可知，除了滑轮，弹簧测力计外，还需要组装滑轮的绳子；
（2）由滑轮组的图上可知，n=3
滑轮组做的有用功为W有=Gh，总功为W总=Fs=Fnh=3Fh，
机械效率的表达式为η===；
（3）AB、在相同情况下，摩擦越大，所做的额外公功越多，机械效率越小，故A正确，B错误；
CD、忽略摩擦，滑轮组的机械效率，与定滑轮的质量无关，动滑轮质量相同，重力相同，额外功相同，则机械效率相同，故C错误、D正确；
EF、忽略摩擦，动滑轮质量相同，所吊重物质量越大，所做的有用功越多，则机械效率越大。故E正确、F错误。故选ADE。
故答案为：（1）绳子；（2）；（3）ADE。
五、计算题（16分）
19.（9分）如图是工人利用滑轮组提升重为810N物体的示意图，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，物体上升10s拉力F克服滑轮组的摩擦做的功是60J，不计绳重。求：
（1）工人拉绳子的速度；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）滑轮组中的动滑轮的重力。
【答案】（1）工人拉绳子的速度是0.3m/s；（2）滑轮组的机械效率是90%；（3）滑轮组中的动滑轮的重力是30N。
【解析】（1）由图可知，n=3，绳端移动的速度：v绳=nv物=3×0.1m/s=0.3m/s；
（2）根据可得，工人的拉力：，
滑轮组的机械效率：；
（3）重物上升的高度：h=vt=0.1m/s×10s=1m，拉力做的有用功：W有用=Gh=810N×1m=810J，
拉力做的总功：W总=FS=Fnh=300N×3×1m=900J，
提升动滑轮做的额外功：W轮=W总﹣W有用﹣Wf=900J﹣810J﹣60J=30J，
由W轮=G轮h可得，动滑轮的重：G轮===30N。
答：（1）工人拉绳子的速度是0.3m/s；（2）滑轮组的机械效率是90%；（3）滑轮组中的动滑轮的重力是30N。
20．（7分）工人师傅用如图所示的滑轮组匀速提升重1200N的建筑料，建筑材料在30s内上升了3m。
（1）求工人师傅做的有用功；
（2）提升该建筑材料时滑轮组的机械效率为80%，求工人师傅对绳端拉力的功率。
【解析】（1）工人师傅做的有用功：W有用=Gh=1200N×3m=3600J；
（2）由η=得：拉力做的总功：W总===4500J，
工人师傅对绳端拉力的功率：P===150W。
答：（1）工人师傅做的有用功3600J；（2）工人师傅对绳端拉力的功率150W。A．自行车的脚踏装置
B．盘山公路
C．划船用的船桨
D．动滑轮
A．撬石头用的木棒
B．华赛艇用的船桨
C．理发用的剪刀
D．升旗用的定滑轮
A．镊子夹石块
B．起子开瓶盖
C．羊角锤拔铁钉
D．天平称物体质量
次数
F1/N
L1/cm
F2/N
L2/cm
1
1
10
2
5
2
2
10
1
20
3
2
15
3
10
一、选择题（每题3分，共30分）
1.下列图中的简单机械，不能省力但能省距离的是（ ）。
【答案】C。
【解析】A：自行车的脚踏装置，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，省力但费距离。
B：盘山公路实质是利用的斜面，省力但费距离。
C：用船桨划水时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，费力但省距离。
D：动滑轮实质是动力臂等于2倍阻力臂的杠杆，能省力但费距离。故选C。
2.下列简单机械中属于省力机械的是（ ）。
A．斜面；B．赛艇的船桨；C．定滑轮；D．镊子
【答案】A。
【解析】知道杠杆的动力臂大于阻力臂时，杠杆为省力杠杆，杠杆的动力臂小于阻力臂时，杠杆为费力杠杆，结合各个选项逐一分析。
A：使用斜面可以省力，属于省力机械，故A正确。
B：赛艇的船桨在使用过程中，动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，故B错误。
C：定滑轮是等臂杠杆，所以使用定滑轮不省力，故C错误。
D：镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，故D错误。故选A。
3.下图所示的简单机械一定省力的是（ ）。
【答案】A。
【解析】结合图片和生活经验，先判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是否省力。
A：用木棒撬石头时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。
B：用船桨划水时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆。
C：用图示剪刀理发时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆。
D：定滑轮实质是一等臂杠杆，不能省力，但可以改变力的方向。故选A。
4.如图所示，使用时属于费力杠杆的是（ ）。
【答案】A。
【解析】结合图片和生活经验，先判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆。
A：用镊子夹石块，在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故A正确。
B：用瓶起子开瓶盖，在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B错误。
C：用羊角锤拔钉子，在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C错误。
D：天平在使用过程中，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆，故D错误。故选A。
5.踮脚是一项很好的有氧运动（如图），它简单易学，不受场地的限制，深受广大群众的喜爱，踮脚运动的基本模型是杠杆，下列分析正确的是（ ）。
A．脚后跟是支点，是省力杠杆；
B．脚后跟是支点，是费力杠杆；
C．脚掌与地面接触的地方是支点，是省力杠杆；
D．脚掌与地面接触的地方是支点，是费力杠杆
【答案】C。
【解析】结合图片和生活经验，先判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆。
如图所示，踮脚时，脚掌与地面接触的地方是支点，小腿肌肉对脚的拉力向上，从图中可知动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。故选C。
6.下列关于简单机械在实际应用中的说法正确的是（ ）。
A．指甲剪是省力省功的机械； B．定滑轮不省力，但能改变力的方向；
C．滑轮组既省力，又省距离，还省功；D．斜面的机械效率可以达到100%
【答案】B。
【解析】A：指甲剪由三条杠杆组成，其中既有省力杠杆也有费力杠杆，但其最终可以达到省力的目的，所以为省力机械，但使用任何机械都不省功，故A错误。
B：定滑轮的实质是等臂杠杆，不省力也不费力，但可以改变力的方向，故B正确。
C：滑轮组可以省力，但费距离，且不可能省功，故C错误。
D：使用任何机械都要做额外功，所以机械效率不可能达到100%，故D错误。故选B。
7.分别使用定滑轮、动滑轮、两个定滑轮和两个动滑轮组成的滑轮组，匀速提升同一物体到同一高度处，其机械效率分别为η定、η动、η组（不计绳重和摩擦，设每个滑轮质量相等），则下列选项中正确的是（ ）。
A．η组＜η动＜η定；B．η动＜η定＜η组；C．η定＜η动＜η组；D．η定＜η组＜η动
【答案】A。
【解析】克服物体的重力所做的功是有用功，由题知匀速提升同一物体到同一高度处，可知做的有用功相同；不计绳子质量和摩擦，额外功W额=G轮h，知道使用定滑轮、动滑轮、滑轮组的动滑轮的个数为0、1、2，可以得出做的额外功的大小关系，由于W总=W有用+W额，可以得出所做的总功的大小关系，再利用效率公式比较三种情况下机械效率的高低。
匀速提升同一物体到同一高度处，由W有用=Gh可知，三种情况下做的有用功相同，大小都为W有用；不计绳子质量和摩擦，所做的额外功：W额=G动h，使用定滑轮、动滑轮、滑轮组时，动滑轮的个数分别为0、1、2，使用定滑轮、动滑轮、滑轮组时，做的额外功：W额定＜W额动＜W额组，由W总=W有用+W额可知三种情况下做的总功：W定＜W动＜W组，由可知，使用定滑轮、动滑轮，滑轮组的机械效率：η组＜η动＜η定。故选A。
8.如图所示，某工地用滑轮组将重为5000N的货物匀速提升6m，所用时间为20s，在绳的末端所用拉力为2200N，下列说法错误的是（ ）。
A．M处滑轮的作用是改变力的方向；
B．提升货物过程中的有用功是3×104J；
C．拉力的功率为660W；
D．若只增加货物所受的重力，滑轮组的机械效率将增大
【答案】C。
【解析】M处滑轮轴的位置不变，是定滑轮，其作用是改变力的方向，故A正确。
提升货物过程中的有用功，故B正确。
由图可知，n=3，则拉力端移动距离为：S=3h=3×6m=18m，拉力做的总功为：
，故拉力做功功率：
，故C错。
只增加货物所受的重力，有用功增加，额外功不变，有用功占总功的比值变大，滑轮的机械效率也会增大，故D正确。此题答案是C。
9.如图，用300N的力将重为500N的物体在10s内匀速提升2m，不计绳重和摩擦，在此过程中（ ）。
A．绳子自由端移动的距离为6m；B．动滑轮重100N；
C．拉力做功的功率为100W； D．滑轮组的机械效率为60%
【答案】B。
【解析】A．绳子自由端移动的距离为6m ，错误，绳子段数为2，移动距离为4m。
B．动滑轮重100N，正确，2F=G物+G动，代入，解之得。
C．拉力做功的功率为100W，错误，正确答案为120W。
D．滑轮组的机械效率为60%，错误，正确答案为83%。故选B。
10.建筑工人用如图所示的滑轮组，在4s内将重为1500N的物体沿水平方向匀速移动2m的过程中，所用的拉力大小为375N，物体受到水平地面的摩擦力为物重的0.4倍。在此过程中下列说法正确的是（ ）。
A．绳子自由端沿水平方向移动了6m；B．物体受到的拉力为750N；
C．拉力F的功率为750W； D．滑轮组的机械效率为80%
【答案】D。
【解析】A．由图可知，n=2，则绳子自由端沿水平方向移动的距离s=nSA=2×2m=4m，故A错误。
B．物体沿水平方向匀速移动时处于平衡状态，物体受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，
则物体受到的拉力FA=f=0.4G=0.4×1500N=600N，故B错误。
C．拉力F做的功W总=Fs=375N×4m=1500J，则拉力F的功率，故C错误。
D．有用功W有=FASA=600N×2m=1200J，则滑轮组的机械效率，故D正确。故选D。
二、填空题（每空2分，共28分）
11.如题图所示，由不同物质制成的甲和乙两种实心球的体积相等，此时杠杆平衡（杠杆自重、挂盘和细线的质量忽略不计）。则杠杆左右两边的力臂之比为 ，1个甲球和1个乙球的质量之比为 ，甲球和乙球的密度之比为 。
【答案】答案是：2：1、1：3、1：3。
【解析】图中，杠杆平衡，左侧杠杆力臂是右侧杠杆力臂的2倍，力臂之比是：2：1；如果甲物体质量用m甲、乙物体质量用m乙表示，那么可以得到：
即：，质量之比为1：3；由于甲乙两球体积相同，故其密度比也是1：3。
故答案是：2：1、1：3、1：3。
12．小可在A端用如图所示的动滑轮匀速提起200N的水桶，若不计绳重、滑轮重及摩擦，则人拉绳子A端的动力为 N；实际测量A端的拉力为110N，不计绳重及摩擦，则滑轮重为 N。
【答案】100、20。
【解析】（1）不计动滑轮重、绳重和摩擦，根据F=G求出拉力；（2）根据F=（G+G动）求出动滑轮重。
（1）因为动滑轮有两段绳子吊着物体，不计动滑轮重、绳重和摩擦，拉力F=G=×200N=100N；（2）若不计绳重及摩擦，实际测量A端的拉力为110N时，根据F=（G+G动）得G动=2F﹣G=2×110N﹣200N=20N。
故答案为：100、20。
13.某建筑工地用如图所示的滑轮组提升重物，工人对绳的拉力F为400N，并能用10s的时间将96kg的重物匀速提升2m，则拉力F的功率为 W，此时滑轮组的机械效率为 %。（不计绳重和摩擦，取g=10N/kg）
【答案】240、80。
【解析】（1）由图知，n=3，则绳端移动的距离：s=3h=3×2m=6m，拉力F做的功：W总=FS=400N×6m=2400J；
拉力F做功的功率：；
（2）重物的重力：G=mg=96kg×10N/kg=960N，
有用功：W有用=Gh=960N×2m=1920J；
滑轮组的机械效率：。
故答案为：240、80。
14.用不计绳重和摩擦的滑轮组把重为720N的货物匀速提高10m，所做的总功为12000J，此时滑轮组的机械效率为________，用该滑轮组提升更重的物体，机械效率会__________。（选填“变小”、“不变”或“变大”）
【答案】60%、变大。
【解析】所做有用功W有=Gh=720N ×10m=7200J ；
机械效率。提高机械效率的措施，有用功一定时，减小额外功；额外功一定时，增大有用功，对于同一滑轮组可增大提升物体重力提高机械效率。
故答案为：60%、变大。
15．用如图所示的滑轮组将重85N的物体匀速提升2m，拉力F为50N．此过程中有用功为 J，总功为 J，滑轮组机械效率为 ，根据已知条件，以下四个物理量：①动滑轮上升的高度、②动滑轮的重力、③额外功、④拉力的功率，还能求出的有 和 （选填序号）。
【答案】170；200；85%；①；③。
【解析】（1）拉力做的有用功：W有=Gh=85N×2m=170J；
（2）由图可知，n=2，拉力端移动的距离：s=2h=2×2m=4m，
拉力做的总功：W总=Fs=50N×4m=200J；
（3）滑轮组的机械效率：η==×100%=75%；
（4）①因为动滑轮和物体一起运动，动滑轮上升的高度等于物体上升的高度，大小为2m；
②不计摩擦和绳重，拉力F=（G+G轮），据此可求动滑轮重力，但题目没有提高“不计摩擦和绳重”这个条件，无法计算动滑轮的重力；
③额外功等于总功减去有用功，W额=W总﹣W有用=200J﹣170J=30J；
④因为不知道做功时间，所以无法计算拉力的功率。
可见，还能求出的有①、③。
故答案为：170；200；85%；①；③。
三、作图题（4分）
16.如图所示，质地均匀的圆柱形细木棒放在地面上，另一端与支点O连接，在图中画出木棒所受重力的示意图、重力的力臂。
【解析】重力G的作用点在重心（粗细均匀的木棒，中心在几何中心上），方向是竖直向下，重力的力臂是从支点O到重力作用线的垂直距离。
均匀木棒的中心为木棒的重心，从重心沿竖直向下的方向画一条带箭头的线段，并标上符号G，即为重力的示意图；从支点O作重力作用线的垂线，垂线段的长即为重力的力臂L，如图所示。
三、实验探究题（18分）
17．（12分）小红和小明利用如图所示装置探究杠杆的平衡条件。
（1）若实验前杠杆如图甲所示，可将杠杆两端的平衡螺母向 （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表格中。
小明根据以上数据得出杠杆平衡条件是 。
（4）杠杆调节平衡后，小红在杠杆上的A点处挂4个钩码，如图乙所示，为使在重新平衡，应在B点挂 个钩码。当杠杆平衡后，将A点和B点下方所挂的钩码同时向支点0靠近一格，杠杆会 （填“左侧下降”、“右侧下降”或“仍水平平衡”）。
（5）如图丙所示，用弹簧测力计在C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左倾斜时，使杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将 （填“变大”，“变小”或“不变”）。
【答案】（1）右；（2）便于测量力臂；（3）F1L1=F2L2；（4）6；左侧下降；（5）变大。
【解析】（1）若实验前杠杆如图甲所示，左端下沉，右端上翘，可将杠杆两端的平衡螺母向右调节，使杠杆在水平位置平衡。
（2）实验时让横杆AB在水平位置平衡，力臂在杠杆上便于测量力臂大小，杠杆的重心通过支点，可以消除杠杆重对杠杆平衡的影响；
（3）分析表格中的数据可得出杠杆平衡的条件是：F1L1=F2L2；
（4）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：FALA=FBLB，即4G×3L=FB×2L，解得FB=6G，需挂6个钩码；
根据杠杆的平衡条件：FALA=FBLB，若A、B两点的钩码同时向靠近支点的方向移动一个格，则左侧4G×2L=8GL，右侧6G×L=6GL，因为8GL＞6GL，所以杠杆左端会下降；
（5）如果作用在杠杆上的力方向不与杠杆垂直则该力的力臂短了，就会使得拉力变大；
故答案为：（1）右；（2）便于测量力臂；（3）F1L1=F2L2；（4）6；左侧下降；（5）变大。
18．(6分)某小组同学测量滑轮组的机械效率。实验步骤有：
（i）按照如图所示安装滑轮组，测钩码重力G并记钩码和绳端的位置
（ii）用弹簧测力计缓慢拉动绳端，使钩码上升，读出拉力F的值，并测出钩码上升的高度h和绳端移动的距离s；
（iii）记录实验数据填入表格中（表格略）；
（iv）多次改变钩码的数量，重复上述实验；
（v）用动滑轮质量不同的两个滑轮组吊相同的钩码，分别测机械效率；
（vi）分析测量结果，讨论影响机械效率的因素
回答以下问题：
（1）除了如图所示器材和弹簧测力计外，还需要的器材是 。
（2）滑轮组机械效率的计算公式是η= （用直接测得的物理量符号表示）。
（3）关于影响滑轮组机械效率的因素，该小组同学讨论后得到以下认识，你认为正确的有 （填序号，可能不止一项正确）。
A．在相同情况下，摩擦越大，机械效率越小
B．在相同情况下，摩擦越大，机械效率越大
C．忽略摩擦，定滑轮质量相同，则机械效率相同
D．忽略摩擦，动滑轮质量相同，则机械效率相同
E．忽略摩擦，动滑轮质量相同，所吊重物质量越大，则机械效率越大
F．忽略摩擦，动滑轮质量相同，所吊重物质量越大，则机械效率越小
【答案】（1）绳子；（2）；（3）ADE。
【解析】（1）由图可知，除了滑轮，弹簧测力计外，还需要组装滑轮的绳子；
（2）由滑轮组的图上可知，n=3
滑轮组做的有用功为W有=Gh，总功为W总=Fs=Fnh=3Fh，
机械效率的表达式为η===；
（3）AB、在相同情况下，摩擦越大，所做的额外公功越多，机械效率越小，故A正确，B错误；
CD、忽略摩擦，滑轮组的机械效率，与定滑轮的质量无关，动滑轮质量相同，重力相同，额外功相同，则机械效率相同，故C错误、D正确；
EF、忽略摩擦，动滑轮质量相同，所吊重物质量越大，所做的有用功越多，则机械效率越大。故E正确、F错误。故选ADE。
故答案为：（1）绳子；（2）；（3）ADE。
五、计算题（16分）
19.（9分）如图是工人利用滑轮组提升重为810N物体的示意图，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，物体上升10s拉力F克服滑轮组的摩擦做的功是60J，不计绳重。求：
（1）工人拉绳子的速度；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）滑轮组中的动滑轮的重力。
【答案】（1）工人拉绳子的速度是0.3m/s；（2）滑轮组的机械效率是90%；（3）滑轮组中的动滑轮的重力是30N。
【解析】（1）由图可知，n=3，绳端移动的速度：v绳=nv物=3×0.1m/s=0.3m/s；
（2）根据可得，工人的拉力：，
滑轮组的机械效率：；
（3）重物上升的高度：h=vt=0.1m/s×10s=1m，拉力做的有用功：W有用=Gh=810N×1m=810J，
拉力做的总功：W总=FS=Fnh=300N×3×1m=900J，
提升动滑轮做的额外功：W轮=W总﹣W有用﹣Wf=900J﹣810J﹣60J=30J，
由W轮=G轮h可得，动滑轮的重：G轮===30N。
答：（1）工人拉绳子的速度是0.3m/s；（2）滑轮组的机械效率是90%；（3）滑轮组中的动滑轮的重力是30N。
20．（7分）工人师傅用如图所示的滑轮组匀速提升重1200N的建筑料，建筑材料在30s内上升了3m。
（1）求工人师傅做的有用功；
（2）提升该建筑材料时滑轮组的机械效率为80%，求工人师傅对绳端拉力的功率。
【解析】（1）工人师傅做的有用功：W有用=Gh=1200N×3m=3600J；
（2）由η=得：拉力做的总功：W总===4500J，
工人师傅对绳端拉力的功率：P===150W。
答：（1）工人师傅做的有用功3600J；（2）工人师傅对绳端拉力的功率150W。A．自行车的脚踏装置
B．盘山公路
C．划船用的船桨
D．动滑轮
A．撬石头用的木棒
B．华赛艇用的船桨
C．理发用的剪刀
D．升旗用的定滑轮
A．镊子夹石块
B．起子开瓶盖
C．羊角锤拔铁钉
D．天平称物体质量
次数
F1/N
L1/cm
F2/N
L2/cm
1
1
10
2
5
2
2
10
1
20
3
2
15
3
10
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