人教版八年级下册《12.3 机械效率》2023年同步练习卷
一 、单选题（本大题共14小题，共42分）
1.（3分）如图所示，小明用桶把一些沙子运上三楼。在此过程中
A. 小明克服自身重力所做的功是总功 B. 小明克服沙子重力所做的功是有用功
C. 小明克服沙子重力所做的功是额外功 D. 小明克服桶的重力所做的功是有用功
2.（3分）如图所示，小明利用两个倾角不同的斜面进行实验，将同一木块分别从两斜面底端匀速拉至斜面顶端，下列说法正确的是（ ）
A. 若斜面粗糙程度相同，拉力所做的额外功W甲额=W乙额
B. 若斜面粗糙程度相同，拉力所做的额外功W甲额＜W乙额
C. 若甲、乙斜面光滑，则拉力F甲＜F乙
D. 若甲、乙斜面光滑，则拉力所做的总功W甲总＜W乙总
3.（3分）关于功、功率和机械效率，下列说法中正确的是
A. 机械越省力，机械效率越高 B. 机械做功的功率越大，机械做功越快
C. 有用功做的越多，机械效率越高 D. 额外功做的越少，机械效率越高
4.（3分）如图所示，工人利用滑轮组将质量为的建筑材料匀速提升，绳子自由端移动的速度为，动滑轮的质量为，忽略绳重和摩擦，则
A. 经过建筑材料被提升
B. 工人对绳子的拉力为
C. 经过工人做的有用功为
D. 此过程中该滑轮组的机械效率为
5.（3分）下列关于机械效率的说法中，正确的是
A. 做功多的机械，机械效率高
B. 做功快的机械，机械效率高
C. 做的有用功越多的机械，机械效率高
D. 使用任何机械，它的机械效率都要小于
6.（3分）如图所示，用滑轮组提升重物时，重的物体在内匀速上升，已知绳子拉力为，则提升重物的过程中
A. 动滑轮上升 B. 拉力的功率为
C. 额外功为 D. 滑轮组的机械效率为
7.（3分）有一斜面长，高，机械效率为将一重为的物体沿斜面底端匀速拉到顶端，则物体与斜面之间的摩擦力为
A. B. C. D.
8.（3分）一滑轮组经改进后提高了机械效率。利用该滑轮组将同一物体匀速提升相同的高度，则与改进前相比较
A. 总功减少了 B. 有用功减少了
C. 额外功增多了 D. 每股绳子的拉力增大了
9.（3分）利用如图所示的杠杆将重为的物体缓慢匀速提高，手的拉力为，手移动的距离为则杠杆的机械效率为
A. B. C. D.
10.（3分）如图所示，用完全相同的滑轮组装成甲、乙两种滑轮组，分别提升重的物体。在甲滑轮组中，用竖直向上的拉力将物体匀速提升了；在乙滑轮组中，用大小为向下的拉力将物体匀速提升了。不计绳重和摩擦，则
A. 动滑轮的重力为
B. 甲滑轮组中，额外功为
C. 乙滑轮组中，拉力做的功是
D. 由于甲滑轮组比乙滑轮组更省力，所以机械效率
11.（3分）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. 提起更重的物体
C. 增加动滑轮的重量 D. 三种说法都对
12.（3分）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
13.（3分）如图所示，小凯用拉力提着重为的物体匀速缓慢上升，下列关于杠杆的有关说法正确的是
A. 拉力所做的总功为
B. 杠杆的机械效率是
C. 若把悬挂点从点移至点，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. 若把悬挂点从点移至点，把同一物体匀速缓提升相同的高度，杠杆的机械效率提高
14.（3分）如图所示，用的拉力沿水平方向拉绳子的一端，使重的物体以的速度沿水平地面向左匀速运动了，已知滑轮组的机械效率为，则此过程中
A. 绳子自由端移动的距离为 B. 滑轮组对物体的水平拉力为
C. 拉力的功率为 D. 拉力所做的有用功为
二 、填空题（本大题共2小题，共8分）
15.（4分）如图，一辆智能小车用平行于斜面的拉力，将的货物从斜面底端以的速度匀速拉到顶端，斜面长、高，拉力大小为，则小车对货物做的总功是_______，额外功是_____，拉力做功的功率为_______。
16.（4分）如图所示，在测定杠杆机械效率的实验中，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在杠杆上的物块缓慢上升至虚线位置，测力计的示数为 ______ 测力计竖直移动的距离为，物块重为，物块上升的高度为，则杠杆的机械效率为 ______ 使用杠杆提升物块的过程中，做额外功的原因之一是 ______ .
三 、实验题（本大题共2小题，共12分）
17.（6分）如图甲，质量为的货物在拉力作用下，沿粗糙斜面向上运动不考虑空气的阻力，斜面长、高物块上升高度与时间关系图像如图乙，至时间内的拉力为，至时间内拉力为已知，，不计速度变化时的时间，斜面粗糙程度不变。
至时间内拉力做的有用功是 ______
至时间内的拉力做功的功率为，至时间内的拉力做功的功率为，则______时斜面的机械效率为，时斜面的机械效率为，则______注：两空均填“”、“”或“”。
18.（6分）某中学实验小组在测滑轮组机械效率实验中得到的数据如表所示，实验装置如图所示。
实验次数
钩码重
钩码上升高度
绳端拉力
绳端移动距离
机械效率
在使用甲弹簧测力计时需要竖直向上 ______拉动，若斜向上匀速拉动则弹簧测力计的示数会 ______选填“变大”、“变小”和“不变”；
从表中数据可分析出实验是用图 ______选填甲或乙做的实验，机械效率为 ______结果精确到；
通过实验和实验的数据分析可得出结论：使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮的重量越重，滑轮组的机械效率越 ______选填“高”或“低”；
比较实验和实验可得结论：同一滑轮组，提升的物体越重，机械效率越 ______选填“高”或“低”；
在测拉力时，某同学觉得很难使测力计做匀速直线运动，不便于读数，就让弹簧测力计处于静止状态时才读数，发现此时滑轮组间的摩擦力变小了，则测力计的读数变 ______，测得机械效率 ______选填“变大”、“变小”和“不变”；
通过实验的数据分析可得出天花板对定滑轮的拉力为 ______忽略绳重和摩擦，同一个滑轮组中每个滑轮重力相等。
答案和解析
1.【答案】B;
【解析】解：
小明用桶把一些沙子运上三楼，对克服沙子重力做的功为有用功；为了提升沙子不得不克服自身重力、克服桶的重力所做的功为额外功；
克服沙子重力做的功、克服自身重力、克服桶的重力所做的功之和为总功。
可见，B正确、错。
故选：。
该题考查了学生对有用功和额外功的分析和认识，确认做功的目的，并根据“目的”区分有用功和额外功是本题的关键。
2.【答案】C;
【解析】解：
AB、因为两斜面的粗糙程度相同，甲斜面的倾斜程度较小，所以甲斜面的摩擦力较大，同时甲斜面长度较大，由公式W额=fs知：拉力做的额外功W甲大于W乙；所以AB错误；
CD、同一木块在高度相同的光滑斜面上运动，所以拉力做的功等于克服重力做的功，即Fs=Gh，所以D错误．由于甲斜面长度较大，所以拉力较小，即F甲＜F乙；
故选C．
3.【答案】B;
【解析】解：、机械效率是有用功与总功的比值，与机械的省力情况没有直接关系，故错误；
、功率是表示机械做功快慢的物理量，机械做功的功率越大，表示其做功越快，故正确；
、机械效率是有用功与总功的比值，只有在总功一定时，有用功做的越多，机械效率才会越高，故错误；
、机械效率是有用功与总功的比值，只有在总功一定时，额外功做的越少，机械效率才会越高，故错误。
故选：。
根据功、功率、机械效率的概念及它们之间的关系分析。功率是单位时间内做的功的多少，机械效率是有用功与总功的比值。
此题主要考查了功、功率、机械效率的概念以及它们之间的关系。功率由功和时间共同决定，机械效率由有用功、额外功和总功的关系共同决定。
4.【答案】B;
【解析】解：、由可知，绳子自由端移动的距离：，
由图可知，物体上升的高度：，故错误；
、建筑材料的重力：，
动滑轮的重力：，
因为不计绳重和摩擦，所以绳子自由端的拉力：
，正确；
、经过工人做的有用功：，故错误；
、拉力做的总功：，
滑轮组的机械效率：，故错误。
故选：。
利用求绳子自由端移动的距离，由图可知，物体上升的高度；
根据求出建筑材料的重力和动滑轮的重力，利用不计绳重和摩擦时求工人对绳子的拉力；
利用求有用功；
利用求拉力做的总功，利用求滑轮组的机械效率。
此题主要考查了重力的计算、使用滑轮组时绳子的拉力、有用功、总功和机械效率的计算，利用好不计绳重和摩擦时是关键。
5.【答案】D;
【解析】解：
A、做功多，有用功与总功的比值不一定大，机械效率不一定高，故A错误；
B、做功快的机械，功率大，但有用功与总功的比值不一定大，机械效率不一定高，故B错误；
C、做的有用功越多的机械，有用功与总功的比值不一定大，机械效率不一定高，故C错误；
D、使用任何机械，不得不做额外功，所以它的机械效率都小于，故D正确。
故选：。
利用下列知识分析判断：
机械效率是指有用功和总功的比值，比值越大，机械效率越高；
使用任何机械，不可避免地做额外功，有用功小于总功，机械效率都小于；
功率是表示做功快慢的物理量，机械做功多，不一定做功快、功率不一定大。
功率和机械效率放在一道题中，往往会增加学生的解题难度。虽然功率与机械效率都是两个物理量的比值，但它们之间并没有任何的必然联系：一个有单位，反映物体做功的快慢；一个没有单位，反映机械性能的好坏。所以，在解答此类题时，理解功率和机械效率的概念、意义是解答问题的关键所在。
6.【答案】C;
【解析】解：、由于动滑轮随物体一起上升，所以动滑轮上升的高度等于物体上升的高度，均为，故A错误；
B、由图可知，连接动滑轮绳子的股数，
则绳子自由端移动的距离，
拉力做的总功：，
拉力做功的功率：，故B错误；
C、拉力做的有用功：，
则额外功：，故C正确；
D、滑轮组的机械效率：
，故D错误．
故选：．
根据动滑轮上升的高度与物体上升的高度相等可得出动滑轮移动的距离；
由图可知，连接动滑轮绳子的股数，根据求出绳子自由端移动的距离，
然后利用求出拉力做的总功，最后根据求出拉力做功的功率；
根据求出拉力做的有用功，用总功减去有用功即可得出额外功；
根据求出滑轮组的机械效率．
该题考查了学生对功率的公式、机械效率公式、滑轮组、有用功、总功的理解和运用，因条件已给出，难度不大．
7.【答案】D;
【解析】
先根据求出有用功，然后根据求出总功，再根据求出额外功，最后根据求出摩擦力的大小。
此题主要考查的是对有用功、总功、额外功、机械效率的理解和摩擦力计算公式的理解和掌握，知道克服摩擦力做的功为额外功是解决此题的关键。
有用功：；
由可得总功：
；
由可得额外功：
；
由可得摩擦力：
。
故选D。
8.【答案】A;
【解析】解：
因为把同一物体匀速提升同样的高度，所以利用滑轮组做的有用功相同；
由可得，改装后的机械效率高，即改装后利用有用功所占总功的比例增加，即总功减小或额外功减少；
总功减小，由可知拉力减小。
故BCD错、A正确。
故选：。
用滑轮组把同一物体匀速提升同样的高度，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，据此分析判断。
该题考查了有用功、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。
9.【答案】C;
【解析】解：有用功为
拉力所做的功为；
杠杆的机械效率为。
故选：。
已知拉力的大小和拉力移动的距离，根据公式可求拉力所做的功；还知道物体的重力和物体升高的高度，根据公式可求有用功；有用功和总功的比值就是机械效率。
此题主要考查了使用杠杆时有用功、总功和机械效率的计算，关键知道有用功、总功和机械效率的计算公式的应用。
10.【答案】B;
【解析】解：、不计绳重和摩擦，在乙滑轮组中，，根据可得动滑轮的重力，故错误；
、甲滑轮组中，不计绳重和摩擦，，故正确；
、乙滑轮组中，绳子自由端移动的距离，拉力做的功，故错误；
、根据可知机械效率，故错误。
故选：。
、不计绳重和摩擦，在乙滑轮组中，，根据可得动滑轮的重力；
、甲滑轮组中，不计绳重和摩擦，根据得出额外功；
、乙滑轮组中，得出绳子自由端移动的距离，根据得出拉力做的功；
、根据可知甲、乙的机械效率的大小关系。
此题主要考查功、效率的有关知识，并考查滑轮组的有关知识，有一定难度。
11.【答案】B;
【解析】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ACD错误、B正确。
故选：。
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。
这道题主要考查学生对：改变滑轮组机械效率的方法的了解和掌握。
12.【答案】C;
【解析】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：。
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。
这道题主要考查学生对：改变滑轮组机械效率的方法的了解和掌握。
13.【答案】D;
【解析】解：、拉力所做的总功为，其中为拉力移动的距离，故A错误；
B、杠杆的机械效率，故B错误；
C、根据杠杆的平衡条件，动力动力臂阻力阻力臂可知，若把悬挂点从点移至点，阻力的大小为不变，阻力臂变大，动力臂不变，则拉力变大，故C错误；
D、若把悬挂点从点移至点，把同一物体匀速缓提升相同的高度，此时拉力变大，杠杆提升高度减小，额外功减小，根据可知，杠杆的机械效率提高，故D正确。
故选：。
拉力所做的总功；
杠杆的机械效率；
若把悬挂点从点移至点，把同一物体匀速缓慢提升相同的高度，阻力的大小为不变，阻力臂变大，动力臂不变，根据杠杆平衡条件分析；
若把悬挂点从点移至点，把同一物体匀速缓慢提升相同的高度，此时拉力变大，杠杆提升高度减小，额外功减小，根据分析。
该题考查了机械效率的计算，关键是正确利用杠杆平衡条件和机械效率公式。
14.【答案】D;
【解析】解：
A、由图可知，连接动滑轮绳子的股数，绳子自由端移动的速度，
则绳子自由端移动的距离，故A错误；
B、由可得，物体受到的摩擦力，由于物体匀速运动，所以滑轮组对物体的水平拉力等于物体受到的摩擦力，大小为，故B错误；
C、因为，所以拉力做功的功率：，故C错误；
D、拉力所做的有用功，即克服物体与水平面之间的摩擦力做的功，故D正确。
故选：。
该题考查有用功的计算。水平使用滑轮组时注意：有用功等于摩擦力与物体移动的距离的乘积，这是本题的关键。
15.【答案】
；；;
【解析】
此题主要考查有用功、总功、额外功、功率的计算，关键是公式的应用，属于一道基础题。
已知拉力和斜面长，根据公式可计算出总功；
根据公式计算小车对货物做的有用功，额外功等于总功减去有用功；
已知拉力做的功，根据公式计算拉力做功的时间，根据公式计算拉力做功的功率。
小车对货物做的总功：；
小车对货物做的有用功是：；
额外功为：；
拉力做功的时间为：，
拉力做功的功率为：。
故答案为：；；。
16.【答案】；；杠杆本身有重力;
【解析】由图示弹簧测力计确定其分度值，读出其示数．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；由功的计算公式求出有用功、总功与额外功，由效率公式求出杠杆的效率．杠杆本身有重力．
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．
解：由图示弹簧测力计可知，其分度值是，读数是：；
所做的有用功为：；总功为：；
机械效率；
使用杠杆提升物块的过程中，由于杠杆本身有重力，需要克服杠杆的重力做功．
故答案为：；；杠杆本身有重力．
17.【答案】4mg ＞ =;
【解析】解：由图乙可知，在至时间内物体上升的高度，
则至时间内拉力做的有用功：
；
因斜面的倾角一定，则物体沿斜面运动的路程与上升高度成正比；
由图乙知，在至时间内、至时间内物体上升高度与时间成正比，
所以在至时间内、至时间内物体通过路程与运动时间也成正比，
即物体在至时间内、至时间内都做匀速直线运动；
由图乙可知物体在至内、在至内的时间内，所用时间相同，
上升的高度，，所以，则物体在斜面上通过的路程，
由可知，，
斜面倾角一定，所以物体沿斜面运动的路程与上升高度的比值是一定的，即为定值；
根据功的原理可得：，
即：，
可得拉力：------①，
斜面的粗糙程度不变，物体对斜面的压力不变，则物体在运动过程中摩擦力不变，所以由①式可知，拉力的大小不变，即：；
至时间内的拉力做功的功率为，至时间内的拉力做功的功率为，
由可知：；
斜面的机械效率：
，
由于拉力和重力均不变，为定值，故斜面的机械效率相等，即；
故答案为：；；。
由图乙可知，在至时间内物体上升的高度，利用求拉力做的有用功；
因斜面的倾角一定，则物体沿斜面运动的路程与上升高度成正比；由图乙知，在至时间内、至时间内物体上升高度与时间成正比，所以在至时间内、至时间内物体通过路程与运动时间也成正比，即物体在至时间内、至时间内都做匀速直线运动；通过比较两时间段内时间、路程大小得出速度大小关系；
斜面倾角一定，所以物体沿斜面运动的路程与上升高度的比值是一定的，即为定值；根据功的原理可得，则拉力力；斜面的粗糙程度不变，物体对斜面的压力不变，则物体在运动过程中摩擦力不变，可得拉力的大小不变；利用比较功率大小关系；
斜面的机械效率，由于拉力和重力均不变，为定值，可得斜面的机械效率大小关系。
本题为力学综合题，要注意：斜面的粗糙程度不变，物体对斜面的压力不变，物体在运动过程中摩擦力不变，拉力不变，是本题的关键，易错点！
18.【答案】匀速 变大 乙 57.1 低 高 小 变大 5;
【解析】解：在使用弹簧测力计时，要保证匀速直线拉动，才能稳定的读取弹簧测力计的示数；若斜向上匀速拉动弹簧测力计会导致力臂变小，力变大，弹簧测力计的示数变大；
由表中实验数据可知，实验中绳子自由端移动的距离是钩码上升高度的倍，承重绳的股数为，由图示可知，实验用的是乙图所示的滑轮组。
由表中数据可知，滑轮组机械效率为；
由实验和实验的数据分析可知，提升重物相同，距离相同，只是滑轮组不同，尤其是动滑轮的个数不同，实验的机械效率低于实验，因此可得出：使用不同的滑轮组，提升相同的重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低；
实验的机械效率为大于实验的机械效率，说明使用同一滑轮组，提升重物的重力越大，滑轮组的机械效率越高；
要正确测量拉力，所以弹簧测力计需要做匀速直线运动。而当弹簧测力计静止读数时，便不会存在摩擦力对拉力的影响，所以所测的拉力变小，机械效率变大了；
由得，滑轮的重力为，通过实验的数据分析可得出，定滑轮对天花板的拉力为：
因为物体间力的作用是相互的，相互作用的两个力大小相等，所以天花板对定滑轮的拉力为。
故答案为：匀速；变大；乙；；低；高；小；变大；。
只有匀速竖直向上拉动弹簧测力计，拉力大小不变，弹簧测力计的示数稳定；
根据实验中物体上升的高度和绳子自由端移动的距离分析；求出有用功和总功，然后根据机械效率公式求出机械效率；
对比实验数据，找出相同量和不同量，利用控制变量法得出结论；
知道弹簧测力计做匀速运动，物体受力才平衡。在提升物体时，不仅要克服动滑轮的重力，还要克服摩擦力；当静止时读数，则所测拉力偏小，机械效率偏大；
根据求出滑轮的重力的大小，先求出定滑轮对天花板的拉力，再根据相互作用力，求出天花板对定滑轮的拉力。
此题主要考查了滑轮组效率的计算、实验数据分析、提高滑轮组效率的方法等问题，知道实验原理、掌握测力计的读数方法、应用效率公式即可正确解题。
