初中物理人教版八年级下册12.3 机械效率同步达标检测题

（基础篇）2021-2022学年下学期初中物理人教新版八年级同步分层作业12.3 机械效率

一．选择题（共6小题）

1．小明值日时用水桶提水从一楼上到三楼，下列关于小明做功的说法中正确的是（  ）

A．对水所做的功是有用功 B．对水所做的功是额外功

C．对桶所做的功是有用功 D．对水所做的功是总功

2．当两台机器正常工作时，机械效率高的机器一定比机械效率低的机器（  ）

A．做功快

B．做功时间短

C．做的有用功多

D．做的有用功在总功里占的比例大

3．施工工地上一个滑轮组经过改进后提高了机械效率，用它把同一物体提升到相同的高度，改进后和改进前相比较（  ）

A．总功不变，有用功增加了

B．总功不变，额外功增加了

C．有用功减少了

D．有用功不变，总功减少了

4．用如图甲、乙两种方式匀速提升重为100N的物体，已知滑轮重20N、绳重和摩擦力不计。则下面判断正确的是（  ）

A．F甲＜F乙 B．η甲＜η乙 C．η甲＞η乙 D．F甲＝F乙

5．使用动滑轮提升重物，能提高机械效率的做法是：（  ）

A．增加提升高度 B．增加滑轮的重量

C．提起更重的物体 D．三种说法都对

6．如图所示，用力F将重力为10N的物体匀速向上提升2m，动滑轮重2N（不计绳重摩擦），下列说法正确的是（  ）

A．绳子末端移动的距离为1m

B．拉力大小为5N

C．滑轮组的机械效率为90%

D．物体克服重力所做的功为20J

二．填空题（共5小题）

7．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     。

8．某机械的效率为50%，表示该机械做功时，     功在总功中的比例为50%，使用任何机械时。机械效率总是小于     。

9．起重机将900kg的货物匀速提升10m的过程中所做的额外功是6×104J，该过程中起重机对货物做的有用功是

     J，起重机机械效率是      。

10．如图，在斜面上将一个重8N的物体匀速拉到顶端，沿斜面向上的拉力为4N，斜面长4m，高1m，则拉力做的有用功为      J。斜面的机械效率为      。

11．如图所示，在测定杠杆机械效率的实验中，始终保持竖直向上缓慢拉动弹簧测力计，使挂在杠杆OB下面的物块缓慢上升至虚线位置：

（1）请在图中画出杠杆在虚线位置时，杠杆所受测力计拉力（为杠杆的动力）的力臂L1，此杠杆是      杠杆（选填“省力”、“费力”、“等臂”）。

（2）图中测力计的示数F始终为2.5N，测力计上升的高度s为0.2m。物块重G为1.5N，物块上升高度h为0.3m，则拉力做的总功为      ，机械效率为      。

三．实验探究题（共1小题）

12．某实验小组利用如图装置测算滑轮组的机械效率，所测实验数据如下表。

试根据表中实验数据完成下列问题：

（1）表中第4次实验所测的机械效率是      。

（2）分析表中第1、2次实验的数据，可以得到的初步结论是：用同一滑轮组提升不同的重物时，物体越重，滑轮组的机械效率      （填“越小”、“越大”或“相同”）。

（3）分析表中第3和第      （填“1”、“2”或“4”）这两次实验的数据，可以得到的初步结论是：滑轮组的机械效率与动滑轮的重有关。

四．计算题（共1小题）

13．小明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。

求在此过程中（1）有用功为多少J？（2）该滑轮组机械效率为多少？

（基础篇）2021-2022学年下学期初中物理人教新版八年级同步分层作业12.3 机械效率

参考答案与试题解析

一．选择题（共6小题）

1．小明值日时用水桶提水从一楼上到三楼，下列关于小明做功的说法中正确的是（  ）

A．对水所做的功是有用功 B．对水所做的功是额外功

C．对桶所做的功是有用功 D．对水所做的功是总功

【分析】小明将一桶水从一楼提到二楼，目的是提水，对水做的功为有用功；把桶和自身提升做的功为额外功，有用功加上额外功等于总功。

【解答】解：AC、小明目的是提水，对水做的功为有用功，故A正确、C错误；

B、对桶做的功为额外功，故B错误；

D、小明把水、桶、自身提升做的功为总功，故D错误。

故选：A。

【点评】本题考查了学生对有用功、总功、额外功的了解与掌握，区分时要从我们的目的出发分析判断。

2．当两台机器正常工作时，机械效率高的机器一定比机械效率低的机器（  ）

A．做功快

B．做功时间短

C．做的有用功多

D．做的有用功在总功里占的比例大

【分析】机械效率反映了机械的性能优劣，是有用功与总功的比值；机械效率与做功快慢没有直接关系。

【解答】解：机械效率反映了机械的性能优劣，是有用功与总功的比值，机械效率高的机器是指有用功在总功中占的比值大，即有用功在总功里占的比例一定大，故D正确。

故选：D。

【点评】正确理解功率和机械效率的概念是解决此题的关键。

3．施工工地上一个滑轮组经过改进后提高了机械效率，用它把同一物体提升到相同的高度，改进后和改进前相比较（  ）

A．总功不变，有用功增加了

B．总功不变，额外功增加了

C．有用功减少了

D．有用功不变，总功减少了

【分析】用滑轮组把同一物体匀速提升相同的高度，有用功相同；由题知改装后的机械效率高，根据机械效率的公式知道总功减小，而总功等于有用功加上额外功，据此进行解答。

【解答】解：因为把同一物体匀速提升相同的高度，所以由W有＝Gh

可知利用滑轮组做的有用功相同，因为

η＝×100%

所以改装后的机械效率提高了，利用滑轮组做的总功减少了，又因为

W总＝W有+W额改装后利用滑轮组做的额外功减少了，故ABC不符合题意，D符合题意。

故选：D。

【点评】本题考查了有用功、额外功、总功、机械效率及其之间的关系，由“把同一物体匀速提升同样的高度”知道做的有用功相同是解本题的突破口，用好效率公式是关键。

4．用如图甲、乙两种方式匀速提升重为100N的物体，已知滑轮重20N、绳重和摩擦力不计。则下面判断正确的是（  ）

A．F甲＜F乙 B．η甲＜η乙 C．η甲＞η乙 D．F甲＝F乙

【分析】（1）动滑轮和定滑轮的使用特点：使用定滑轮不能省力，但能改变动力的方向；使用动滑轮不能改变动力的方向，但能省力。

（2）利用滑轮来提起重物时，所做的有用功就是克服物体自身重力所做的功；不计绳重和摩擦，克服动滑轮的重做的功就是额外功，使用定滑轮的机械效率就是100%。

【解答】解：AD、由定滑轮的使用特点可知：绳重和摩擦力不计，F甲＝G＝100N，并且可以改变力的方向；

F乙＝（G动+G）＝（100N+20N）＝60N，因此F甲＞F乙，故AD错误；

BC、如图所示，用定滑轮和动滑轮分别将质量相同的甲、乙两物体匀速提升相同的高度，不计绳重与摩擦，则所做的有用功一样大，

由于要克服动滑轮重力的作用，所以使用动滑轮做的总功多，

由η＝可知，定滑轮的机械效率高，所以η甲＞η乙．故C正确，B错误。

故选：C。

【点评】本题的解题关键是知道使用动滑轮要克服动滑轮重力做功，在有用功相同的情况下，使用动滑轮所做的做功多。

5．使用动滑轮提升重物，能提高机械效率的做法是：（  ）

A．增加提升高度 B．增加滑轮的重量

C．提起更重的物体 D．三种说法都对

【分析】要解答本题需掌握：增大和减小滑轮组机械效率的方法有哪些。

【解答】解：对同一滑轮来说，提高机械效率的方法是：增加提升的物重或者减轻动滑轮的重力。而物体提升的高度不能影响到滑轮组的重力。故ABD错误。

故选：C。

【点评】本题主要考查学生对：改变滑轮组机械效率的方法的了解和掌握。

6．如图所示，用力F将重力为10N的物体匀速向上提升2m，动滑轮重2N（不计绳重摩擦），下列说法正确的是（  ）

A．绳子末端移动的距离为1m

B．拉力大小为5N

C．滑轮组的机械效率为90%

D．物体克服重力所做的功为20J

【分析】（1）由图可知，n＝2，绳子末端移动的距离s＝2h；

（2）不计绳重、摩擦，拉力F＝（G+G动）；

（3）利用W＝Fs求拉力做的总功，利用W＝Gh求所做的有用功，即物体克服重力所做的功；该滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比。

【解答】解：

A、由图可知，n＝2，绳子末端移动的距离：s＝2h＝2×2m＝4m，故A错误；

B、不计绳重、摩擦，拉力F＝（G+G动）＝×（10N+2N）＝6N，故B错误；

CD、拉力做的总功：W总＝Fs＝6N×4m＝24J，

所做的有用功，即物体克服重力所做的功：

W有用＝Gh＝10N×2m＝20J，

该滑轮组的机械效率：

η＝×100%＝×100%≈83.3%，故C错误、D正确。

故选：D。

【点评】本题考查了滑轮组的有用功、总功、机械效率的计算，要知道：物体克服重力所做的功为拉力做的有用功。

二．填空题（共5小题）

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

【分析】使用机械时，①人们为完成某项任务必须做的功叫有用功；②对完成任务没有用，但不得不做的功叫额外功；③有用功与额外功之和叫总功。

【解答】解：

利用机械做功时，对人们有用的功叫有用功。不需要但又不得不做的功叫额外功，两者之和叫总功。

故答案为：有用功；额外功；总功。

【点评】此题考查的是我们对有用功、额外功和总功概念的掌握，明确区分它们，是解决机械效率问题的第一步。

8．某机械的效率为50%，表示该机械做功时， 有用 功在总功中的比例为50%，使用任何机械时。机械效率总是小于 100% 。

【分析】（1）机械效率的定义：有用功与总功的比值。

（2）由于使用简单机械时，总会做一些额外功，所以机械效率总小于100%。

【解答】解：某机械的效率为50%，表示该机械做功时，有用功在总功中的比例为50%。使用任何机械时，机械效率总是小于100%。

故答案为：有用；100%。

【点评】理解机械效率的概念，知道使用任何机械都不省功，是解答此题的关键。

9．起重机将900kg的货物匀速提升10m的过程中所做的额外功是6×104J，该过程中起重机对货物做的有用功是

 9×104 J，起重机机械效率是  60% 。

【分析】（1）已知货物的质量，利用重力公式求出货物的重力，又知道提升的高度，根据公式W＝Gh可求出起重机对货物做的有用功；

（2）知道起重机做的额外功，总功等于有用功加上额外功，利用η＝可以计算出起重机的机械效率。

【解答】解：

货物重：

G＝mg＝900kg×10N/kg＝9000N，

起重机对货物做的有用功：

W有用＝Gh＝9000N×10m＝9×104J；

起重机做的总功：

W总＝W额+W有用＝6×104J+9×104J＝1.5×105J，

起重机的机械效率：

η＝＝×100%＝60%。

故答案为：9×104；60%。

【点评】本题考查了功、机械效率的计算，知道三功的关系（W总＝W额+W有用）是本题的关键。

10．如图，在斜面上将一个重8N的物体匀速拉到顶端，沿斜面向上的拉力为4N，斜面长4m，高1m，则拉力做的有用功为  8 J。斜面的机械效率为  50% 。

【分析】使用斜面提升物体时，克服物体重力做的功为有用功，根据W＝Gh求出有用功；拉力做的功为总功，利用公式W＝Fs可求出总功；然后根据机械效率的计算公式可求出斜面的机械效率η。

【解答】解：此过程所做的有用功为：W有＝Gh＝8N×1m＝8J；

所做的总功为：W总＝Fs＝4N×4m＝16J；

则斜面的机械效率为：η＝＝＝50%。

故答案为：8；50%。

【点评】熟练运用功、机械效率的计算公式，明确有用功和总功的含义，是解答此题的关键。

11．如图所示，在测定杠杆机械效率的实验中，始终保持竖直向上缓慢拉动弹簧测力计，使挂在杠杆OB下面的物块缓慢上升至虚线位置：

（1）请在图中画出杠杆在虚线位置时，杠杆所受测力计拉力（为杠杆的动力）的力臂L1，此杠杆是  费力 杠杆（选填“省力”、“费力”、“等臂”）。

（2）图中测力计的示数F始终为2.5N，测力计上升的高度s为0.2m。物块重G为1.5N，物块上升高度h为0.3m，则拉力做的总功为  0.5J ，机械效率为  90% 。

【分析】（1）支点到动力作用线的垂线段为动力臂；根据动力臂和阻力臂的关系判断杠杆的种类；

（2）在实验中，弹簧测力计向上拉力做的功是总功，克服钩码重力做的功是有用功，克服摩擦以及杠杆自重做的功是额外功；杠杆的机械效率可以根据公式η＝来计算。

【解答】解：（1）过支点作动力作用线的垂线段，即动力臂L1，如下图所示：

动力臂小于阻力臂，因此是费力杠杆。

（2）提升物体做的有用功为：W有＝Gh＝1.5N×0.3m＝0.45J；

拉力做的总功为：W总＝FS＝2.5N×0.2m＝0.5J；

杠杆的机械效率为：η＝×100%＝×100%＝90%。

故答案是：（1）见上图；费力；（2）0.5J；90%。

【点评】机械效率计算的关键是明确有用功和总功，一般来说，使用机械所用外力做的功是总功，而克服提升重物重力做的功是有用功。

三．实验探究题（共1小题）

12．某实验小组利用如图装置测算滑轮组的机械效率，所测实验数据如下表。

试根据表中实验数据完成下列问题：

（1）表中第4次实验所测的机械效率是  80% 。

（2）分析表中第1、2次实验的数据，可以得到的初步结论是：用同一滑轮组提升不同的重物时，物体越重，滑轮组的机械效率  越大 （填“越小”、“越大”或“相同”）。

（3）分析表中第3和第  2 （填“1”、“2”或“4”）这两次实验的数据，可以得到的初步结论是：滑轮组的机械效率与动滑轮的重有关。

【分析】（1）根据η＝求出第4次的机械效率；

（2）分析第1次实验和第2次实验的数据，找同相同量和不同量，分析得出滑轮组的机械效率与变化量的关系；

（3）探究滑轮组的机械效率与动滑轮的重是否有关时，要控制滑轮组的连接方式相同，提升的物体相同，动滑轮的重力不同。

【解答】解：（1）第4次的机械效率：η＝＝＝＝80%；

（2）分析表中第1、2次实验的数据可知，使用相同的滑轮组提升不同的物体，物体的重力不同，滑轮组的机械效率不同，物体越重，滑轮组的机械效率越大；

（3）根据表格中绳子移动的距离与物体上升的高度的关系可知，第1和第2次实验中有三段绳子拉着动滑轮，即采用的是甲图；第3和第4次实验中有五段绳子拉着动滑轮，即采用的是乙图；

探究滑轮组的机械效率与动滑轮的重是否有关时，实验中采用的是控制变量法，实验中需要控制滑轮组的连接方式相同，提升的物体相同，动滑轮的重力不同，故需要对比第3和第2的实验数据。

故答案为：（1）80%；（2）越大；（3）2。

【点评】本题测滑轮组机械效率，考查了机械效率的计算、影响机械效率大小的因素，难度不大。

四．计算题（共1小题）

13．小明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。

求在此过程中（1）有用功为多少J？（2）该滑轮组机械效率为多少？

【分析】（1）利用W＝Gh求拉力做的有用功；

（2）由图知，n＝2，拉力端移动距离s＝2h，利用W＝Fs求拉力做的总功，滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比。

【解答】解：

（1）拉力做的有用功：

W有用＝Gh＝85N×2m＝170J；

（2）由图知。n＝2，拉力端移动距离s＝2h＝2×2m＝4m，

拉力做的总功W总＝Fs＝50N×4m＝200J，

滑轮组的机械效率：

η＝＝×100%＝85%。

答：（1）有用功为170J；（2）该滑轮组机械效率为85%。

【点评】本题考查了使用滑轮组有用功、总功、机械效率的计算，确定使用滑轮组承担物重的绳子股数是突破口，明确有用功、总功的含义是关键。