第十二章《简单机械》单元测试卷-2024-2025学年人教版八年级物理下册

第十二章简单机械单元测试卷

一、选择题（每小题4分，共32分）

1.（2024黑龙江牡丹江中考）下列工具属于费力杠杆的是（）

A.镶子B.天平

C.瓶起子D.核桃夹

2.（2023湖南常德中考）如图所示小明组装了甲、乙两种滑轮，用来提升同一物体，G粉=200N（不计绳重、轮

重和摩擦），要使物体竖直匀速提升2m。下列说法中正确的是（）

匕

4fh

VjJ□

1_1

甲乙

AF/200N,并向上移动4m

B.F/100N,并向上移动2m

C.F7200N,并向上移动1m

D.F_,=400N,并向上移动1m

乙

3.新课标•模型建构

如图所示为运动员在激流回旋比赛时的情景，她一手紧握船桨的末端另一手用力划桨，此时的船桨可看成一

个杠杆，下列各图能正确表示其原理的是（）

F广~'^2r2r2

ABCD

4.（2024四川仁寿期末）如图所示，在忽略杠杆自重、滑轮自重以及摩.擦的情况下，当提升同一

重物时，下列简单机械最省力的是（）

5.新课标•科学论证（2024河北承德期末）在“测量滑轮组的机械效率”实验中力\丽用同一滑轮组提升不同的物体,

如图甲、乙、丙所示，每个钩码的重力相同，三次实验中弹簧测力计所用的拉力分别为Fi、F2、F3,甲、乙、丙

三次实验中滑轮组的机械效率分别为山、W。下列说法错误的是（）

A.实验中需要竖直向上匀速拉动弹簧测力计

B.实验需要的测量工具有弹簧测力计和刻度尺

C.Fi<F2<F3

D">%>小

6.（2023辽宁大连西岗模拟）如图所示，作用在铁棒的一端且始终与铁棒垂直的力F，将铁棒绕着。点，逆时针

缓慢转动30。至水平位置。在此过程中，F的大小与铁棒重力G的力臂1的关系图像可能是

7.新课标科学推理（2024山东淄博期末）如图所示的光滑斜面，AB>AC,沿斜面AB和AC分别将同一重物从斜

面的底部拉到顶部，所需拉力分别为Fi和F2.所做的功分别为Wi和W2，则（）

A.&<F2,Wr=W2B.&<F2><W2

C.Fr>F2,W1>W2D.F1>F2IW1=W2

8.（2023北京中考）用如图所示的装置提升重为800N的物体A,动滑轮重为200N。在卷扬机对绳子的拉力F作

用下，物体A在10s内竖直匀速上升了2m。在此过程中，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是

）

机

A.物体A上升的速度为0.4m/s

B.滑轮组的有用功为2000J

C.拉力F的功率为100W

D.滑轮组的机械效率为80%

二、填空题（每空3分，共27分）

9.（2024安徽中考）如图甲所示，用核桃钳夹核桃时，用力握紧手柄即可夹碎核桃。将上部的手柄ABC简化为如

图乙所示的杠杆，若&=20N，4=10cm12=4cm,忽略杠杆自身的重力，则F2的大小为N。

10.（2023辽宁沈阳于洪期末节选）如图所示，物体A、B的质量分别为1kg和0.4kg,在物体A、B下面分别挂上

完全相同的钩码C和D,此时整个装置处于静止状态,不计摩擦、绳重和滑轮重，则钩码D的质量为kg。

11.跨数学•柱状图（2024山东邹城期末）如图甲所示，A、B是两个完全相同的物体，琴琴同学分别将A、B两物

体由斜面底部拉到斜面顶端，对两物体做功的情况如图乙所示，则琴琴对物体A所做的有用功是_J,机械效率

较高的是拉物体—（选填"A”或"B"）所用的斜面。

12.（2024云南楚雄一模）用如图甲所示的滑轮组提升重为500N的物体，已知拉力F为200N不计绳重和摩擦，

物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，反映绳子自由端运动的图线是—（选填"A”或"B”）,动滑轮重为N。

13.（2024河北正定期末）如图所示，用滑轮组拉动汽车时，滑轮A的作用是；汽车被匀速拉动时,

作用在绳子上的拉力F为1000N,滑轮组的机械效率为80%,则汽车受到的摩擦力为N。写出一条可以提

高滑轮组机械效率的措施：.

三、作图题（每小题4分，共8分）

14.（2024湖南长沙中考）为撬起大石头，小明以O为支点架好撬棒，如图所示。他在A点用最小的力撬起大石

头，请画出这个力的示意图。

15.（2023广东茂名期中）用滑轮组提升重物，请在图中画出拉力F=1G的绳子的绕法。（不计动滑轮重、绳重和

摩擦）

四、实验探究题（16题8分,17题10分，共18分）

16.（2024河南唐河期末）在探究杠杆平衡条件的实验中：

（1）将装置放在水平桌面上，静止时如图甲所示。为了使杠杆在水平位置平衡，应将螺母向—（选填“左”或“右”）

（2）实验中，在杠杆两侧挂上不同数量的钩码，第1、2次杠杆平衡时的数据已填入表中，图乙是第3次杠杆平

衡时的情景，此次实验中杠杆右侧的阻力和阻力臂的数据①为―,②为.

实验

阻力臂12

动力Fi/N动力臂li/m

阻力F2/N

次数/m

12.50.220.25

220.151.50.2

31.50.1①②

（3）分析实验数据，可归纳出杠杆的平衡条件：o

（4）某小组对实验过程交流、讨论后，按图丙所示又进行了实验。老师肯定了他们的做法，并指出，用弹簧测力

计斜拉可使结论更具普遍性，因为这样做改变了o在测量拉力F的力臂时，小组内有不同的意见，你

认为拉力F的力臂应为（选填“OA”“OB”或“AB”）。

17.新中考•分析论证（2023湖南怀化中考）提高机械效率能够充分发挥机械设备的作用，一组同学在“测量滑轮

组的机械效率”实验中，实验测得的数据如表所示。

机械

次

数物体的重力G/N提升的高度h/m拉力F/N绳端移动的距离s/m

效率n

120.110.366.7%

230.11.40.371.4%

340.11.80.3

440.21.80.674.1%

（1）实验中应尽量竖直向上______（选填“匀速”或“加速”）拉动弹簧测力计。

⑵计算出第3组实验的有用功J,机械效率是_______（结果精确到0.1%）。

⑶分析比较第1、2、3次实验数据可以判定，使用同一个滑轮组提升物体时，被提升的物体越重，滑轮组的机

械效率（选填“越高”“越低”或“不变”）；分析比较第丛一4次实验数据可得，机械效率与物体上升的高度

_（选填"有关'或“无关”）。

五、计算题（18题6分,19题9分，共15分）

18.（2023北京通州期末）如图所示，将质量为6kg、体积为10-3病的合金块,用细线挂在轻质杠杆A点处，在

B点施加与杠杆垂直的力Fi时，杠杆在水平位置平衡，其中OB=3OA,g取ION/kg。求：

⑶拉力Fi的大小。

19.（2023河北石家庄桥西期末）如图甲所示的装置，空吊篮A的重力为30N,绳子B（与A相连）和C能承受的

最大拉力分别为300N和200N。质量为50kg的小明将A提升到高处,A上升的速度v随时间t变化的关系如图

乙所示，施加的拉力F随时间t变化的关系如图丙所示。忽略绳重及摩擦,g=10N/kg,求：

012°12

乙丙

⑴动滑轮的重力；

（2）l~2s内拉力F的功率;

（3）提升不同重物，此装置的最大机械效率%

①A在使用银子时，动力臂比阻力臂短，因此银子属于费力杠杆；在使用瓶起子、核桃夹时，动力臂比阻力臂

长，因此瓶起子、核桃夹属于省力杠杆；在使用天平时，动力臂等于阻力臂，因此天平属于等臂杠杆。故选A。

②D图甲是动滑轮，不能改变力的方向，但是可以省一半的力，所以F尹=网=|X200N=100N,拉力端

移动的距离为s=2h=2x2m=4m,故A、B错误:图乙是动滑轮，G初==200N,所以产才=400N,拉力端移动的距

离为=|h=|x2m=1m,故C错误，D正确。

③A由题图可知，运动员在比赛时，船桨绕桨柄末端转动，因此桨柄的末端为支点0，位于下面的手给桨的力

与水对桨的力方向相反，船前进时，运动员给船桨的力的方向与前进方向相反，故A符合题意。

④A图A中，使用杠杆提升重物时，动力臂是阻力臂的5倍,由杠杆的平衡条件可知，拉力尻=：G;图B中，

使用动滑轮提升重物时，可以省一半力，故拉力尸2=^G；图C中，使用斜面提升重物时，假设斜面的高度为h,斜

面的长为s,则g=sin300=/由F3s=Gh可知，F3=1=";图D中，使用滑轮组提升重物时，滑轮组绳子的

有效股数n=3,所以拉力F4=（G,综上所述，A符合题意。

⑤D由二力平衡的条件可知，只有竖直匀速拉动弹簧测力计时，弹簧测力计的示数才和绳子的拉力相等，故A

W

正确；根据4=费=詈可知，需要测量钩码的重力、绳子自由端的拉力、钩码升高的高度、绳子自由端移动的

W忘Fs

距离，因此需要的测量工具有弹簧测力计和刻度尺，故B正确；滑轮组绳子的有效股数以及动滑轮的重力相同时,

钩码越重，拉力越大，因为G]<G2VG3,所以&<&<,故C正确；使用同一滑轮组提升钩码时，钩码的重

力越大，滑轮组的机械效率越高，因为G]<G2<G3,所以上<小<小，，故D错误。

@D根据杠杆平衡条件可得尸x。=Gx1,将铁棒逆时针缓慢转动30。至水平位置的过程中，动力臂11不变，

但是阻力臂1在不断地增大，尸=，,F与1成正比关系。

⑦A使用光滑斜面提升物体时满足Gh=Fs,因此将同一物体提升至同一高度时，斜面越长越省力，由AB>AC

可知，&<B；；由W=Gh可知,克服物体重力所做的功相等，又因为Fs=Gh所以拉力所做的功相等，即电=

故A符合题意。

8D物体A上升的速度为=黑=0.2m/s,故A错误；拉力做的有用功W有用=Gh=800Nx2m=160

0J故B错误面图知,n=2,不计绳重和摩擦拉力F=+G）=：X（800N+200N）=500M拉力端移动的距离s

2\动）2

W

=2h=2x2m=4m拉力做的总功W总=Fs=500Nx4m=2000J;拉力做功的功率P=三=今署=200W,故C错误；

滑轮组提升物体A的机械效率〃=萨=黑=80%,故D正确。

总

9答案50

解析由杠杆平衡的条件】尸可知，=竽==50N。

Fk=2%（22°丁4C7°77.巾

⑩答案0.2

解析由图可知左边的滑轮是动滑轮，右边的滑轮是定滑轮，贝IIGB+GD=2+GJ,BPmBg+mDg=

m

l（jnAg+小。）代入数据，解得D=0.2kg。

11答案2B

解析由图乙可知，琴琴对物体A所做的有用功WA=W-1J=2]o由图甲可知，使用两个斜面

将A、B两个完全相同的物体提升的高度一样，故所做的有用功相等，即%=必=2力由图乙可知，提升物体A

w

时所做的总功大，根据71=谭可知，机械效率较高的是拉物体B所用的斜面。

总

承案A100

解析由图甲可知，滑轮组绳子的有效股数n=3,则绳子自由端移动的距离s与物体上升的高度h满足s=3h,

因此反映绳子自由端运动的图线是A；不计绳重和摩擦时，由F=工卜+G_j可得，动滑轮的重力G动=3F-G=3x

n\动）

200N-500N=100N。

承案改变力的方向2400减小滑轮与绳子间的摩擦（答案合理即可）

解析使用滑轮组拉动汽车时滑轮A的位置不发生改变，所以滑轮A是定滑轮，可以改变力的方向。汽车被

匀速拉动时处于平衡状态，所受的牵引力与摩擦力是一对平衡力，两个力大小相等。滑轮组绳子的有效股数n=3,

w有Fs

则滑轮组的机械效率“=亚=—=­，汽车受到的摩擦力为f=nFn=3x1000Nx80%=2400N；减小滑轮与绳子间的

摩擦可以提高机械效率（答案合理即可）。

承案如图所示

解析根据杠杆的平衡条件可知，在阻力、阻力臂一定时，动力臂越大，动力越小。当OA为动力臂时动力臂

最大，动力最小，则过A点作垂直于撬棒向下的力Fo

整案如图所示

解析根据题意，此滑轮组由三段绳子承担物重，所以绳子要从动滑轮绕起。

隋案⑴右(2)10.15(3)动力x动力臂=阻力x阻力臂(或F1Z1=F2/2)(4)力臂的长度OB解析⑴杠杆的

右端上翘，应将平衡螺母向右端调节；⑵由第3次实验的数据结合图乙知道，每个钩码的重力为0.5N,所以，第3

次的阻力应是1N；杠杆上每格长度为0.05m,第3次的阻力臂应是0.15m；(3)由表格中实验数据知道，三次实验

数据都满足动力与动力臂的乘积等于阻力与阻力臂的乘积，即杠杆的平衡条件是动力x动力臂=阻力x阻力臂；(4)由

图丙知道，用弹簧测力计斜拉改变了拉力的方向，同时改变了力臂的长度，由此得出的结论更具普遍性；因为力臂

是从支点到力的作用线的距离，由图丙知道，拉力的力臂应为OBo

旗案(1)匀速(2)0.474.1%(3)越高无关解析⑴实验中应沿竖直方向向上匀速拉动弹簧测力计，使弹簧测力

计示数等于绳端拉力大小。

(2)由表格中数据可知，第3组实验的有用功勿=Gh=4NxO.Im=0.4J,总功为W=Fs=1.8Nx0.3m=

有用忘a

w

0.54J,机械效率4=六=篙a74.1%。

(3)分析比较第1、2、3次实验数据可知，使用同一个滑轮组提升物体，被提升的物体越重，有用功在总功中所

占的比例越大，滑轮组的机械效率就越高；分析比较第3、4次实验数据可知，同一滑轮组，在物重相同时，物体

上升的高度不同，机械效率相同，说明机械效率与物体上升的高度无关。