初中物理沪教版八年级下册《4.1 简单机械》同步练习
一 、单选题（本大题共12小题，共36分）
1.（3分）下列工具中，使用时属于费力杠杆的是
A. 羊角锤 B. 筷子
C. 瓶盖起子 D. 天平
2.（3分）如图所示，小柯用图中装置提升重为的物体，不计摩擦和滑轮自重，下列说法正确的是
A. 两个滑轮均为定滑轮
B. 人将绳子拉过，物体也上升
C. 物体匀速上升时，人对绳子的拉力为
D. 使用该装置不能省力，但能改变力的方向
3.（3分）如图，小山提着重的物体，在水平路面匀速前进，然后以相同的速度走完长、高的斜坡，则下列说法正确的是
A. 水平面上，人对物体做功 B. 水平面上，人对物体不做功
C. 斜坡上，人对物体做功 D. 斜坡上，人对物体不做功
4.（3分）如图所示的四种情况中，人对物体做了功的是
A. 人推小车在水平方向前进了一段距离
B. 运动员将杠铃举在头顶不动
C. 小孩提着滑板车在水平路面前进
D. 搬而未动的石头
5.（3分）关于功和功率，下列说法正确的是
A. 做功少的机器，功率一定小 B. 功率大的机器做功一定快
C. 功率小的机器做功不一定慢 D. 功率大的机器一定比功率小的机器做功多
6.（3分）如图，裤架上的两个夹子分别夹住一条毛巾。以下方法能使裤架在水平位置平衡的是
A. 右边夹子向左移动 B. 左边夹子向左移动
C. 右边毛巾的下角夹在左边夹子上 D. 左边毛巾的下角夹在右边夹子上
7.（3分）关于功率和机械效率，下列说法正确的是
A. 功率越大的机械做功越快
B. 功率越大的机械做功越多
C. 机械效率越高的机械做功越快
D. 机械效率越高的机械做功越多
8.（3分）图中，在为支点的轻质硬杆上施加一个竖直向下的力，杠杆同时还受另一个力。表中的个力，不能使杠杆平衡的是
另一个力 大小 方向
竖直向下
竖直向下
竖直向上
竖直向上
A. B. C. D.
9.（3分）小李同学先后用同样大小的力使同一木箱分别在如图所示甲、乙、丙三个表面上沿力的方向移动相同的距离，力在这三个过程中所做的功分别为、、，则
A. B.
C. D.
10.（3分）以下哪种方法不能提高滑轮组的机械效率
A. 在滑轮的转动轴中加润滑油，以减小摩擦力 B. 减小滑轮的自重
C. 尽量增大所提升物体的重力 D. 尽量使物体移动的距离增大
11.（3分）使用简单机械做功，下列说法中错误的是（ ）
A. 可以省力，不能省功 B. 若省力，必费距离
C. 能省功，不能省距离 D. 可以改变施力的方向
12.（3分）体重相同的小明和小聪都从一楼走到五楼教室，小明用时，小聪用时。此过程中
A. 小明做功多 B. 小聪做功多
C. 两人做功一样多 D. 无法比较做功多少
二 、填空题（本大题共5小题，共25分）
13.（5分）物理学中，常用新的物理量对不同事物进行比较，比如要比较压力的作用效果，需要引入压强；要比较做功的快慢，需要引入 ______，并用英国物理学家 ______的名字来命名其单位。
14.（5分）如图所示是常用的核桃夹，当用力摁住点夹核桃时，可把 ______ 点看作支点，此时核桃夹可看作 ______ 杠杆选填“省力”、“费力”或“等臂”。
15.（5分）随着人们生活水平不断提高，小龙家最近也买了辆轿车．若轿车以的恒定功率启动做直线运动，运动过程中受到的阻力不变，运动的速度与时间的关系如图乙所示，则经过轿车发动机所做的功是______ ，当牵引力为______ 时轿车能保持匀速直线运动．
16.（5分）学校升旗仪式上，当升旗手缓缓向下拉绳子时，旗子就会徐徐上升，这是由于旗杆顶部有一个______滑轮，它的作用是______，这种滑轮的实质是______杠杆。
17.（5分）小明用二个质量相同的滑轮组成如图所示的滑轮组，将重为的物体匀速提升了，若机械效率为，不计绳重及摩擦，则小明所做的有用功为_________，每个滑轮重为_________如果小明的体重为，拉动过程中绳子始终末断裂，他用此滑轮组能提升的最大物重为_________，机械效率最高可达_________.
三 、实验题（本大题共1小题，共10分）
18.（10分）为制定执行健身计划，李教授和他的女儿需要测量从一楼跑到楼的功率，为此：
如果李教授和他女儿的质量都已经知道，手中有一个厘米刻度尺，他们还需要的测量工具是______。
请帮助他们把所需要测量的物理量和需要计算的物理量填入下面的表格，并注明需要用到的符号和单位。
物理量 ______ ______ ______ ______
李教授
女儿
登楼梯时，某中学生从底楼匀速登上三楼，共用了，该中学生登楼时克服重力做功的功率最接近于______。
A.
四 、作图题（本大题共1小题，共10分）
19.（10分）在图中画出拉力对支点的力臂。
五 、计算题（本大题共2小题，共20分）
20.（10分）在“探究杠杆的平衡条件”实验中：
如图所示，为使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆右端的平衡螺母向______旋选填“左“或“右”。
如图所示，在位置上挂两个相同钩码，应该在位置挂上______个同样的钩码，才能使杠杆在水平位置平衡。
如图所示，弹簧测力计由竖直方向逐渐向左转动，杠杆始终保持水平平衡，则弹簧测力计的示数将______选填“变大”、“变小”或“不变”。
使用杠杆能为我们的生活带来方便。如图所示，下列杠杆能够省距离的是______。
21.（10分）得益于我国对新冠疫情良好的控制，今年五一期间各旅游景点都出现了游客爆满的情况。如图所示为我市某景点的索道，全长，上下高度差、最高运载量可达每小时人。单个轿厢最大承载人，轿厢自身质量。不计摩擦和钢丝绳重，人的平均质量以计，取
向上运行时轿厢满载人的机械效率比承载人时更高。原因是：无论满载与否，索道上行时所做的 ______功是相同的；而满载人上行时所做的 ______功比只承载人时要多。
若轿厢与索道的接触面积为，满载情况下，索道水平运行时挂轿厢处的钢索承受的压强是多大？
单个满载的轿厢从最低处运行到最高处，需克服轿厢和人的总重做多少功？索道上行运送满载轿厢的效率是多少？
由于游客爆满索道达到了最高运载量，此情况下索道上行做功的总功率是多少？
答案和解析
1.【答案】B;
【解析】解：、羊角锤在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；
B、筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；
C、瓶盖起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；
D、天平在使用过程中，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆。
故选：。
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。
该题考查的是杠杆的分类主要包括以下几种：省力杠杆，动力臂大于阻力臂；费力杠杆，动力臂小于阻力臂；等臂杠杆，动力臂等于阻力臂。
2.【答案】C;
【解析】解：
、由图可知，该装置由一个动滑轮和一个定滑轮组成，故错误；
、使用动滑轮时，物体上升，则绳子的自由端会通过，故错误；
、不计摩擦和滑动自重，使用动滑轮能省一半的力，物体的重力为，则拉力为，故正确；
、使用动滑轮能省力，使用定滑轮能改变力的方向，故错误。
故选：。
定滑轮实质是等臂杠杆，不省力也不费力，但可以改变作用力方向；
动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，省力但要费距离。
此题主要考查了定滑轮和动滑轮的省力情况，属于基础知识的考查。
3.【答案】B;
【解析】解：小山对物体的提力是竖直向上的，在水平路面匀速前进时，提力方向跟物体通过的距离方向互相垂直，因此该段路程对物体不做功，故错误，正确；
走上斜坡的过程中，物体在竖直方向上升的距离等于斜坡的高度，则把物体从水平面提上斜坡做的功为：
，故、错误。
故选：。
做功的两个必要条件是：作用在物体上的力；在力的方向上通过的距离；
不做功的三种情况：
物体受力，但物体没有在力的方向上通过距离，此情况叫“劳而无功”；
物体移动了一段距离，但在此运动方向上没有受到力的作用如物体因惯性而运动，此情况叫“不劳无功”；
物体既受到力，又通过一段距离，但两者方向互相垂直如起重机吊起货物在空中沿水平方向移动，此情况叫“垂直无功”。
小山对物体的提力是竖直向上的，在水平路面匀速前进时，提力方向跟物体通过的距离方向互相垂直，因此该段路程对物体不做功；
走上斜坡的过程中，物体在竖直方向上升的距离等于斜坡的高度，根据计算把物体从水平面提上斜坡做的功。
此题主要考查了力是否做功的判断和功的计算，理解不做功的三种情况是解答该题的关键。
4.【答案】A;
【解析】
做功必须有两个必要因素，一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上通过的距离。
本题综合考查了力是否做功的判断，掌握做功的两个必要因素是关键。
A.人推小车在水平方向前进了一段距离，人做了功，故符合题意；
B.运动员举着杠铃不动，有力但是没有在力的方向上移动距离，所以人没有做功，故不符合题意；
C.提着滑板车沿水平方向匀速移动了一段距离，人对重物有向上的拉力，在拉力的方向上没有移动距离，则人没有做功，故不符合题意；
D.人搬而未动的石头，有力但是没有在力的方向上移动距离，所以人没有做功，故不符合题意。
故选。
5.【答案】B;
【解析】解：、做功时间未知，由可知，功率大的机器，做功可能少，故错误；
、功率大的机器做功一定快，功率小的机器做功一定慢，故正确、错误；
、由可知，做功的多少，由做功时间，功率共同决定，机器的功率大做功不一定多，故错误。
故选：。
功率是单位时间内做功的多少，是表示做功快慢的物理量，功率大小与做功多少和所用时间无关，与它们的比值有关。
此题主要考查学生对功率的理解，难度不大。
6.【答案】D;
【解析】解：
A、右边夹子向左移动，右端的力不变，力臂变小，右端力和力臂的乘积更小，裤架会更向左倾斜，故A错误。
B、左边夹子向左移动，左端的力不变，力臂变大，左端力和力臂乘积更大，裤架会更向左倾斜，故B错误。
C、右边毛巾的下角夹在左边夹子上，相当于右端减小了重力，左端增加了重力，导致左端力和力臂乘积更大，右端力和力臂的乘积更小，裤架会更向左倾斜，故C错误。
D、左边毛巾的下角夹在右边夹子上，相当于左端减小了重力，右端增加了重力，导致右端力和力臂乘积变大，左端力和力臂的乘积变小，裤架会在水平位置平衡，故D正确。
故选：。
裤架是一个杠杆，裤架的左端下沉、右端上翘，要使杠杆裤架在水平位置平衡，右端的力和力臂乘积变大，或左端的力和力臂乘积变小。
裤架是一个变形的杠杆，杠杆向力和力臂乘积大的一端下沉。
7.【答案】A;
【解析】
此题主要考查学生对功率概念和机械效率概念的掌握，解答本题关键是要理解机械效率和功率的意义，机械效率和功率并没有必然的联系。机械效率是有用功跟总功的比值，它是反映机械性能优劣的一个重要指标；功率是表示物体做功快慢的物理量。
A.功率是表示物体做功快慢的物理量，功率越大，反映做功越快，故正确；
B.由可知做功多少是由功率大小和时间共同决定，功率大，做功不一定多，故错误；
机械效率是反映机械性能优劣的重要标志之一，机械效率越高，只能说明有用功与总功的比值越大，不能说明机械做功多少、做功快慢、省力情况等，故错误。
故选。
8.【答案】B;
【解析】解：由图可知，设杠杆山给一个小格为，则支点左侧的竖直向下的力，大小为，力臂为，根据可得：
、，由于力的方向是竖直向下，此力的作用点在支点右侧第格上，则能使杠杆平衡；
、，由于力的方向是竖直向下，而在支点右侧只有格，则不能使杠杆平衡；
、，由于力的方向是竖直向上，此力的作用点在支点左侧第格上，则能使杠杆平衡；
、，由于力的方向是竖直向上，此力的作用点在支点左侧第格上，则能使杠杆平衡。
故选：。
由图可知力的大小和力臂一定，根据杠杆的平衡条件得出使杠杆平衡时的另一的力的大小与力臂的乘积一定，据此判断在杠杆上能否实现。
此题主要考查杠杆平衡条件的应用，关键是明确动力与动力臂是不变的。
9.【答案】C;
【解析】解：物理学中，功的大小等于力与在力的方向上通过的距离的乘积，即小李同学先后用同样大小的力使物体沿力的方向移动相同的距离，该力在这三个过程中所做的功分别为、、，由知，故正确；
故选：。
物理中，功的大小等于力与在力的方向上通过的距离的乘积；即。
深入理解功的大小的计算方法，是解答该题的关键。
10.【答案】D;
【解析】解：
A、在滑轮的转动轴中加润滑油，减小滑轮与轮轴间的摩擦，可以减少额外功，在有用功不变的情况下，额外功减小了，所以机械效率就提高了，故A不符题意；
B、减少滑轮的重量，在做相同的有用功，额外功减少，可以增大有用功占总功的比值，提高机械效率，故B不符合题意；
C、尽量增大所提升物体的重力，在提升高度相同时，额外功不变，总功变大，有用功占总功的比值变大，机械效率变大，故C不符合题意；
D、机械效率的大小与物体移动的距离无关，增大距离，不能改变机械效率，故D符合题意。
故选：。
解答此题需要用到以下知识：
机械效率是指有用功占总功的百分比，而有用功和额外功之和称为总功。
滑轮组的有用功是指重物被提升所做的功，即；滑轮组的总功是人的拉力所做的功，即；滑轮组的额外功是指使用滑轮组时，拉升动滑轮、克服摩擦所做的功。
对于改变滑轮组机械效率的方法，有两种情况：一是减轻动滑轮质量、加润滑油减小摩擦，这些方法可以减少额外功，提高机械效率；二是增加提升物体的重，在额外功不变的情况下，增大有用功，从而提高机械效率。据此分析。
机械效率的高低取决于有用功和总功两个因素，不能理解成：“有用功多，机械效率高”或“总功大，机械效率低”。还有机械效率的高低与是否省力及重物提升的高度无关。
11.【答案】C;
【解析】解：使用机械可以省力（例如使用撬棒），但要费距离；可以省距离（例如钓鱼竿）但要费力；可以改变用力方向（例如使用滑轮组）；因为由功的原理知道使用任何机械都不省功，所以使用机械不能既省力、又省距离，故ABD正确、C错．
故选C．
12.【答案】C;
【解析】解：小明和小聪的体重相等，都从一楼走到五楼，蹬楼高度相等，克服自身重力做功，根据可知，两人做功一样多。
故选：。
二人体重相同，都从一楼走到五楼，根据公式即可比较两过程中所做总功的关系。
此题主要考查了做功公式的灵活应用，关键是知道功是指力与力的方向上移动距离的乘积。
13.【答案】功率 瓦特;
【解析】解：要比较做功的快慢，需要引入功率，并用英国物理学家瓦特的名字来命名其单位。
故答案为：功率；瓦特。
功率是表示做功快慢的物理量，功率的单位是瓦特，简称瓦，符号是。
知道功率的物理意义和单位，可解答此题。
14.【答案】A 省力;
【解析】解：当用力摁住点夹核桃时，杠杆围绕点转动，故为支点；由于动力臂大于阻力臂，此时核桃夹可看作为省力杠杆。
故答案为：；省力。
杠杆可以绕其转动的点为支点；根据动力臂与阻力臂大小关系确定杠杆类型。
杠杆可分为：省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆。能结合核桃夹的使用特点进行具体的分析，找出其中的杠杆及其要素是解答的关键。
15.【答案】;
【解析】
此题主要考查功率的计算，解答本题的关键是正确理解图象，并能从图象中获得与时间对应的速度信息。
知道轿车发动机的功率和时间，根据求出轿车发动机所做的功；根据的变形公式求出轿车发动机的牵引力。
轿车发动机的功率，
由得，轿车发动机所做的功：
，
由图乙可知，轿车保持匀速直线运动的速度，
由得，轿车发动机的牵引力：
。
故答案为：； 。
16.【答案】定 改变拉力的方向 等臂;
【解析】解：学校升旗仪式上，当升旗手缓缓向下拉绳子时，旗子就会徐徐上升，这是由于旗杆顶部有一个定滑轮，它的作用是改变作用力的方向，这种滑轮的实质是一个等臂杠杆。
故答案为：定；改变拉力的方向；等臂。
不随物体一起运动、固定不动的滑轮是定滑轮，定滑轮实际上是一个等臂杠杆，它既不省力，也不省距离，但它可以改变作用力的方向。
解决此类问题要结合定滑轮的特点和杠杆的分类方法进行分析解答，属于基础知识的考查。
17.【答案】；；；;
【解析】
此题主要考查总功、有用功、机械效率等的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，难点是动滑轮上绳子段数的判断。
已知拉力和绳子自由端移动的距离，根据公式可求做的总功
已知动滑轮上绳子的段数和绳子自由端移动的距离可求物体升高的高度；根据公式可求有用功； 根据及得到动滑轮的重量，当绳子的拉力和人的体重相等时，滑轮组所提升物体的物重最大；利用求最大物重；根据效率公式得机械效率。
有用功，
机械效率为，小明所做的总功
，由得，动滑轮重：，
因为人站在地面施加的最大拉力不可能大于自身重力，所以最大拉力为，，即：，最大物重：；
机械效率最高可达：
。
故答案为：；；；。
18.【答案】秒表 一个台阶的高度h/m 台阶个数 爬楼所需时间t/s 功率P/W B;
【解析】解：
根据，需要测量的厘米刻度尺外，还用测量时间，故用到测量时间的工具秒表；
李教授和他女儿的质量都已经知道，且厘米刻度尺不能直接测量上楼的高度，所以根据可知，所需要测量的物理量分别是一个台阶的高度、台阶个数、爬楼所需时间和功率；如下所示：
物理量 一个台阶的高度 台阶个数 爬楼所需时间 功率
李教授
女儿
中学生的质量约，其重力约为：
一层楼的高度约，从底楼匀速登上三楼上升的高度约为：，
则该同学登楼时克服重力做功的功率：
，则该中学生登楼时克服重力做功的功率最接近于，故选B。
故答案为：秒表；如上所示；。
根据，分析需要测量的厘米刻度尺外，还用到的测量工具；
根据实验原理设计表格；
依据功率测量的表达式，估算出质量与楼高，可得出该中学生登楼时克服重力做功的功率。
该题考查功率公式的运用及所用测量的工具、表格的设计和估算能力。
19.【答案】;
【解析】
掌握力臂的概念，从支点到力的作用线的距离。做出力的作用线，确定支点，从支点向的作用线引垂线，垂线段的长度即为力臂。
此题主要考查了力臂的画法，掌握其概念，关键是确定支点、力，从支点到力的作用线的距离即为力臂。
沿力做力的作用线，从支点向力的作用线做垂线，垂线段的长度即为力臂。
故答案为：
。
20.【答案】右；1；变大；D;
【解析】解：由图知，杠杆的右端较高，为使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆右端的平衡螺母向右旋。
设杠杆的一个小格为，一个钩码重为，
因为，，
所以，，
所以，，所以在处挂个钩码。
弹簧测力计由竖直方向逐渐向左转动时，阻力和阻力臂不变，动力臂变小，根据杠杆的平衡条件可知，动力变大，所以，弹簧测力计的示数将变大。
、钳子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，但费距离；
B、独轮车在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，但费距离；
C、羊角锤在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，但费距离；
D、筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，但省距离。
故答案为：右；；变大；。
调节杠杆平衡时，平衡螺母向上翘的一端移动。
设杠杆的一个小格为，一个钩码重为，根据杠杆平衡求出钩码的个数。
阻力和阻力臂不变时，动力臂减小，动力变大；
结合图片和生活经验，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，省力的费距离、费力的省距离。
在探究杠杆平衡条件时，使杠杆在水平位置平衡，是为了便于在杠杆上读出动力臂和阻力臂。杠杆平衡条件是杠杆平衡计算的基础内容，一定要掌握。
此题同时考查杠杆的分类，主要包括以下几种：①省力杠杆，动力臂大于阻力臂；②费力杠杆，动力臂小于阻力臂；③等臂杠杆，动力臂等于阻力臂。
21.【答案】额外 有用;
【解析】解：索道上行时克服轿厢重力所做的功为额外功，克服人的重力所做的功为有用功，所以向上运行时轿厢满载人与承载人相比，其所做的额外功相同，而满载人上行时所做的有用功比只承载人时要多；
钢索所承受的压力：，
则钢索所承受的压强：；
从最低处运行到最高处时，上下高度差，
钢索克服轿厢和人的重力做功：
；
钢索克服人的重力做功：
，
索道上行运送满载轿厢的效率：；
最高运载量可达每小时人，此时钢索所挂单个轿厢的个数为：个，
钢索克服轿厢和人的重力做功：，
此情况下索道上行做功的总功率：。
答：额外；有用；
满载情况下，索道水平运行时挂轿厢处的钢索承受的压强；
单个满载的轿厢从最低处运行到最高处，需克服轿厢和人的总重做功；索道上行运送满载轿厢的效率是；
由于游客爆满索道达到了最高运载量，此情况下索道上行做功的总功率是。
索道上行时克服轿厢重力所做的功为额外功，克服人的重力所做的功为有用功，据此分析即可；
满载情况下钢索所承受的压力等于轿厢和人的重力之和，根据重力公式计算轿厢和人的总重力，根据压强公式计算钢索所承受的压强；
已知从最低处运行到最高处时，上下高度差，根据做功公式计算钢索克服轿厢和人的重力所做的功，进一步计算钢索克服人的重力所做的功，根据效率公式计算索道上行运送满载轿厢的效率；
根据最高运载量计算钢索所挂单个轿厢的个数，进一步计算此时钢索克服轿厢和人的重力所做的功，根据功率公式计算此情况下索道上行做功的总功率。
此题主要考查额外功、有用功、重力公式、压强公式、做功公式、效率公式、功率公式的灵活运用。
