人教版物理八年级下册《12.3 机械效率》同步练习卷（含解析）

人教版物理八年级下册《12.3 机械效率》同步练习卷
一、单选题：本大题共4小题，共8分。
1.如图所示，把重为的物体甲从点竖直向上匀速拉至点过程绳的拉力对甲做的功为；用平行于斜面的拉力把重也为的物体乙沿面从点匀速拉至等高的点，在此过程中的拉力对乙做的功为，斜面的机械效率为( )
A. B. C. D.
2.如图所示的剪刀剪纸时的机械效率为，这表示( )
A. 若作用在剪刀的动力是，则阻力是
B. 若作用在剪刀的阻力是，则动力是
C. 若作用在剪刀的动力做功，则有的功用于剪纸
D. 若作用在剪刀的动力做功，则有的功用于剪纸
3.人直接用的力匀速提升重物，所做的功是，若人使用某机械匀速提升该重物到同一高度，则人的拉力为，所做的功是( )
A. 一定大于 B. 一定小于
C. 一定大于 D. 只有大于，才大于
4.如图中，使用滑轮组，力水平拉动重为的物体在水平路面匀速移动了，所用的时间为。此过程中( )
A. 有用功为 B. 总功为
C. 力的功率 D. 额外功
二、填空题：本大题共6小题，共12分。
5.图是某公司的一幅广告宣传画：一个巨大的滑轮提起一个小皮箱，宣传文字写着“事无大小，必尽全力”。你认为：其机械效率______选填“高”或“低”，原因是______。
6.提高滑轮组机械效率的方法： ______； ______； ______。
7.斜面高度一样，拉动的物重一样，使用的斜面越长就______、越短就______选填“省力”或“费力”。
8.某同学在“测滑轮组机械效率”的实验中，用如图所示的装置匀速提起重物，并做了如下实验记录：
钩码重 钩码上升高度 测力计拉力 测力计移动
距离
如果你对该同学的实验记录进行有关分析，就会发现他的实验结果是违背物理规律的，其表现在于：______，因为利用机械提升货物时，总存在______功。
9.十堰人民的人均收入越来越高，很多家庭都用上了家用手摇晾衣架，、两滑轮中属于动滑轮的是______；若衣服和晾衣架的总重为，不计动滑轮重，绳重及摩擦，静止时绳的拉力______。请你提出使用的提高手摇晾衣架机械效率的方法：______。
10.工人用如图所示的滑轮组将一重的物体匀速提起，若滑轮组的机械效率为，忽略一切摩擦及绳重，则拉力的大小是______，动滑轮重______。若使用该滑轮组提升的重物，其机械效率将______选填“变大”、“变小”或“不变”。
三、实验探究题：本大题共3小题，共18分。
11.某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如下表所示，实验装置如图
实验次数
钩码重
钩码上升高度
绳子拉力
绳端移动距离
机械效率
通过表中数据可分析出实验是用______选填“甲”或“乙”图做的实验。
表格中空白处应补全的数据依次为______，______。百分号前保留整数
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，动滑轮的个数越多，滑轮组的机械效率______。
比较实验______和实验______填序号可得正确结论：使用同一滑轮组，______，可以提高滑轮组的机械效率。
12.用如图所示的装置探究斜面的机械效率：
测量有用功： ______。要测量的物理量______、______。
测量总功： ______，要测量的物理量______、______。
机械效率公式： ______ ______。
13.学习了机械效率知识后，同学们对“斜面的机械效率跟什么因素有关”这一课题提出了一些值得探究的猜想：
A.斜面的机械效率跟斜面的倾斜程度有关；
B.跟斜面的粗糙程度有关；
C.跟斜面的长度有关；
D.跟物体的重力有关。
小刚同学为了验证猜想是否正确，设计方案并进行了探究，下表反映了他的探究过程。
实验次数 斜面倾角 斜面粗糙程度 物重
斜面高度
沿斜面拉力
斜面长
有用功
总功
机械效率
粗糙 ______
稍光滑
粗糙 ______
请你替小刚在上表中的空格处填上适当的数据小数位参照表中相关数据。
通过对比实验数据，可验证猜想______填写字母。
通过对比实验数据，可以得出的探究结论是：当其它条件一定时，斜面倾斜程度越大，斜面的机械效率越______。
若要验证猜想，应控制斜面的长、斜面的倾斜程度和______不改变。
四、计算题：本大题共1小题，共8分。
14.某人用如图所示的滑轮组，匀速提升重的重物，所用的拉力为，内绳子自由端移动的距离为，在此过程中，求：不计绳重和摩擦
有用功。
拉力的功率。
滑轮组的机械效率。
提升重为的重物时，滑轮组的机械效率是多少。
答案和解析
1.【答案】
【解析】解：
把重为的物体甲从点竖直向上匀速拉至点，物体上升的高度为，
则不用机械时，克服物体重力所做功为有用功：；
用平行于斜面的拉力把重也为的物体乙沿斜面从点匀速拉至等高的点，拉力做功为总功，即，
则斜面的机械效率：。
故选：。
本题考查了使用斜面时有用功克服物体重力做功、额外功、总功、机械效率的计算，知道克服摩擦力做的功是额外功是本题的关键。
2.【答案】
【解析】解：
、剪刀可以看做是一个杠杆，根据杠杆的平衡条件知，要比较动力或阻力大小，必须知道动力臂和阻力臂。、选项都错误；
、利用剪刀的目的是剪纸，所以剪纸做的功是有用功。由机械效率为知，如果动力做功，有是用于剪纸。选项错误，选项正确。
故选：。
在使用机械时，为完成某项任务必须做的功叫有用功；对完成任务没有用但又不得不做的功叫额外功；有用功与额外功之和叫总功；有用功与总功的比值是机械效率。
3.【答案】
【解析】解：直接用的力匀速提升重物，，
使用某机械匀速提升该重物，由于机械可能是省力，有可能费力，也可能既不省力也不费力，所以与的大小关系不能判断，则无法比较与的大小；故AB错误；
直接用的力匀速提升重物，所做的功是；
若人使用某机械匀速提升该重物到同一高度，；但由于要克服机械重力和摩擦力做额外功，
所以，则；故C正确，D错误。
故选：。
直接用的力匀速提升重物，，使用某机械匀速提升该重物，由于机械可能是省力，有可能费力，所以与的大小关系不能判断，所以无法比较与的大小；
功等于力与物体在力的方向上移动的距离；计算的一个功为物体重力乘以物体升高的高度，
使用因为有摩擦、滑轮重等原因，某机械另一个功为有用功与额外功的和；的数值一般大于的数值。
本题考查机械的使用情况的判断，知道机械可能是省力，有可能费力，也可能既不省力也不费力；
同时知道使用任何机械都不省功是指使用任何机械时对机械所做的功不会少于机械对物体所做的功，若忽略机械自重和摩擦，则有，否则一定大于。
4.【答案】
【解析】解：
A、图中，水平使用滑轮组拉动物体，克服摩擦力做的功为有用功，，不是，故A错；
B、由图知，，拉力端移动距离，拉力做的总功：，故B错误；
C、拉力做功功率，故C正确；
D、拉力做的额外功为：，故D错。
故选：。
图中，水平使用滑轮组拉动物体，克服摩擦力做的功为有用功，而不是提升重物做的功；
由图知，，拉力端移动距离等于物体移动距离的倍，利用求拉力做的总功；
知道做功时间，利用求拉力做功功率；
拉力做的额外功等于总功减去有用功。
本题考查了水平使用滑轮组时有用功、总功、额外功、功率的计算，知道水平使用滑轮组时克服摩擦力做的功为有用功是关键。
5.【答案】低 宣传画中滑轮提升重物，物重很小，所以机械效率低
【解析】解：用同一滑轮组提升物体，物重越大，机械效率越高。宣传画中滑轮提升物体，物重很小，机械效率很低。
故答案为：宣传画中滑轮提升重物，物重很小，所以机械效率低。
滑轮的机械效率跟物重、滑轮重、绳重、摩擦有关，当提起物重一定时，滑轮越重、绳越重、摩擦越大，机械效率越低；同一滑轮，提起的物体越重，滑轮组机械效率越高。
滑轮组的机械效率跟物重、动滑轮重、绳重、摩擦有关，跟物体上升的高度，物体移动的速度、绳子的绕法都没有关系。
6.【答案】减轻动滑轮的质量 加润滑油减小摩擦 增加提升物体的重力
【解析】解：提高滑轮组机械效率的方法有两种情况：
一是减轻动滑轮的质量、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力，在额外功不变的情况下，增大有用功，从而提高机械效率。
故答案为：减轻动滑轮的质量；加润滑油减小摩擦；增加提升物体的重力。
通过减小额外功，增加有用功可以提高滑轮组的机械效率；改变机械做功的时间或重物提升的高度，机械效率不会改变。
本题考查了提高机械效率的方法，要注意从减小额外功、增大有用功两方面考虑。
7.【答案】省力 费力
【解析】解：斜面是一种常见的简单机械，它在省力的同时也多运动了距离，所以在斜面高度一样、拉动的物重一样，斜面的粗糙程度也一样，斜面越长拉力就越小，斜面越短拉力就越大，即斜面越长越省力，斜面越短越费力。
故答案为：省力；费力。
斜面是一种常见的简单机械，它在省力的同时也多运动了距离，据此解答。
本题考查常见的简单机械斜面，它在省力的同时也多运动了距离。
8.【答案】总功小于有用功 额外
【解析】解：由表中数据可得：
，
，
显然，这严重的违背了物理规律；因为利用机械提升货物时，总存在额外功，总功总是大于有用功。
故答案为：总功小于有用功；额外功。
根据表中数据，利用和分别求出有用功和总功，然后比较大小，并得出错误之处。
任何机械的效率在任何情况下都不会大于，即使用机械做功时，总功总是大于有用功，这是因为额外功是不可避免的。
9.【答案】 增大提升的物重或减小晾衣架重
【解析】解：滑轮的轴是固定不动的，是定滑轮，滑轮的轴与物体一起运动，是动滑轮；
由图可知，连接动滑轮绳子的股数，不计动滑轮重、绳重及摩擦，
静止时绳的拉力：；
提高手摇晾衣架机械效率的方法有：增大提升的物重或减小晾衣架重等。
故答案为：；；增大提升的物重或减小晾衣架重。
定滑轮和动滑轮的主要区别是：动滑轮会随物体一起运动，定滑轮不随物体运动；
由图可以看出连接动滑轮绳子的股数，不计动滑轮重、绳重及摩擦，根据求出静止时绳的拉力；
在额外功一定时，增加物重可提高机械效率。减轻动滑轮的重也可以提高机械效率。
本题主要考查了滑轮组的拉力的计算、增大或减小机械效率的方法等，涉及到的知识点多，综合性非常强。
10.【答案】 变大
【解析】解：
从图中可知，
根据可知，
施加的拉力为；
根据可知动滑轮的重力为；
若使用该滑轮组提升的重物，
机械效率为。
与第一次比较得：机械效率变大。
故答案为：；；变大。
由图知：承担物重的绳子有段，
已知物重和机械效率，不计摩擦及绳的伸长，利用机械效率变形公式得到拉力大小；
已知物重和拉力，根据滑轮组的特点得到动滑轮的重力；
已知物重和动滑轮重，可以得到第二次的机械效率，两次机械效率相比较得出结论。
此题考查的是滑轮组的特点和机械效率的计算和影响因素，解决此类问题要注意两点：正确判断承担物重的绳子段数；在动滑轮重一定时，机械效率随物重的增加而增大。
11.【答案】乙 越低 增加物重
【解析】解：在第次实验中，钩码上升高度，绳端移动距离，
则绳子的有效段数：，故实验是用乙图做的实验同理，第、次实验绳子的有效段数为，是用甲图做的实验
第次实验的机械效率：
；
同理，第次实验的机械效率：
；
通过实验和实验的数据分析可知，分别用甲、乙不同的滑轮组做实验，提升重力相同的物体，动滑轮的个数越多实验中动滑轮个数多，滑轮组的机械效率越低实验的机械效率低；
由可知，实验、是用同一滑轮组做的实验，但提升物体的重力不同，由实验数据可知机械效率不同第次实验机械效率大，故可得出：使用同一滑轮组，增加物重，可以提高滑轮组的机械效率。
故答案为：乙；；；越低；、；增加物重。
由实验中钩码上升高度与绳端移动距离的关系判断三次实验绳子的有效段数，确定次实验对应的装置；
由表中数据，根据求实验的机械效率；
比较实验和实验的相同的量和不同的量，由数据分析得出结论；
在的基础上，找出使用同一滑轮组的实验，找出不同的量，分析得出机械效率与不同量的关系。
本题测滑轮组机械效率，考查效率的计算、分析数据得出结论的能力和控制变量法的运用。
12.【答案】 物体的重力 物体升高的高度 拉力 斜面的长
【解析】解：根据计算有用功，所以需要测量的物理量为物体的重力、物体升高的高度；
根据计算总功，所以需要测量的物理量为拉力、斜面的长；
根据算出机械效率。
故答案为：；物体的重力；物体升高的高度；
；拉力；斜面的长；
。
根据计算有用功，据此判断出要测量的物理量；
根据计算总功，据此判断出要测量的物理量；
根据算示出机械效率。
此题是探究“斜面的机械效率”实验，考查了有用功、总功、机械效率的计算。
13.【答案】 高 斜面的粗糙程度
【解析】解：中的机械效率为：
；
中的有用功为：；
对比数据得：斜面越光滑，机械效率越大，即摩擦力越小，机械效率越大，故机械效率与斜面的粗糙程度有关；
由中的倾斜角和中的倾斜角可知，斜面倾斜角不同，所用拉力不同，其机械效率也不同，说明当其它条件一定时，斜面倾斜程度越大，斜面的机械效率越高；
通过对比数据得机械效率与斜面的粗糙程度有关；通过对比实验数据可得斜面倾斜程度越大，斜面的机械效率越高；
因此若要验证猜想，应控制斜面的长、斜面的倾斜程度和斜面的粗糙程度不改变。
故答案为：
；；
；
高；
斜面的粗糙程度。
根据求中的机械效率；根据求中的有用功；
比较两次实验可知斜面的粗糙程度不同，两次的机械效率大小不同，从而可知斜面的机械效率大小与斜面的摩擦程度有关；
根据和中的倾斜角可知，斜面倾斜角不同，两次实验的斜面的机械效率也不同，由此即可得出结论；
利用控制变量法，若要验证斜面的机械效率跟物体的重力有关，就必须控制斜面的长、斜面的倾斜程度和斜面的粗糙程度这些量不改变。
本题研究“斜面的机械效率跟什么因素有关，考查功的计算、机械效率的计算及数据分析和控制变量法的运用。
14.【答案】解：由图可知，绳子自由端移动的距离，
所以物体上升的高度：
，
有用功：
；
拉力做的总功：
，
拉力做功的功率：
；
滑轮组的机械效率：
；
因为不计绳重和摩擦时，所以动滑轮的重力
，
因为不计绳重和摩擦时，所以滑轮组的机械效率：
。
答：有用功为；
拉力的功率为；
滑轮组的机械效率为；
提升重为的重物时，滑轮组的机械效率是。
【解析】由图可知，绳子自由端移动的距离，利用求有用功；
利用求拉力做的总功，利用求拉力做的的功率；
利用求滑轮组的机械效率；
利用不计绳重和摩擦时求动滑轮的重力，利用不计绳重和摩擦时求滑轮组的机械效率。
本题考查了使用滑轮组时绳子拉力、有用功、总功、功率和机械效率的计算，利用好不计绳重和摩擦时是解题的关键。
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