综合解析人教版八年级《简单机械》单元测试试卷（附答案详解）

人教版八年级《简单机械》单元测试考试时间：90分钟；命题人：教研组考生注意：1、本卷分第I卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，满分100分，考试时间90分钟2、答卷前，考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级填写在试卷规定位置上3、答案必须写在试卷各个题目指定区域内相应的位置，如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用涂改液、胶带纸、修正带，不按以上要求作答的答案无效。第I卷（选择题30分）一、单选题（10小题，每小题3分，共计30分）1、如图是一种新型开瓶器，借助它可单手轻易开启啤酒瓶盖，该开瓶器可看作一个杠杆。下列各示意图中能正确表示该开瓶器工作时的支点O、动力F1和阻力F2的是（）A． B．C． D．2、一个滑轮组经改进后，机械效率比原来大大提高，用该滑轮组将同一物体匀速提升同样的高度，与改进前相比（）A．总功不变，但额外功减少了B．总功不变，有用功增加了C．有用功不变，总功减少了D．做的有用功减少了3、如图所示，轻质杠杆可绕O转动，在A点始终受一垂直作用于杠杆的力，在从A转动位置时，力F将（）A．变大 B．变小C．先变大，后变小 D．先变小，后变大4、如图所示，用相同的滑轮组成两个滑轮组，用不同的力同时匀速提升一个重为17N的相同物体，使物体在2s内都拉升了20cm，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（）A．图甲中，绳端移动的距离为40cmB．图乙中，拉力的功率为1.8WC．图甲中滑轮组的效率大于乙中滑轮组的效率D．图乙中，动滑轮的重力为2N5、如图所示，物体的受到的重力为300N，在20N的水平拉力F的作用下物体以0.3m/s的速度匀速运动了20s，滑轮组的机械效率为85%。不计绳重和滑轮重。在此过程中，下列说法错误的是（）A．拉力的功率为18WB．物体受到的摩擦力为60NC．绳子自由端移动的距离是18mD．额外功为54J6、下列工具中，在使用时属于费力杠杆的是（）A．开瓶器 B．钢丝钳C．食品夹 D．核桃夹7、如图所示，物理兴趣小组分别用甲、乙两个滑轮组匀速提起重物，不计绳重及摩擦。若每个滑轮质量相同，对比两个滑轮组，下列说法正确的是（）A．如G甲=G乙则甲更省力，甲机械效率大 B．如G甲=G乙则乙更省力，甲机械效率大C．如F甲=F乙则甲更省力，甲机械效率大 D．如F甲=F乙则乙更省力，乙机械效率大8、如图所示用三个力沿不同的方向拉绳子，则（）A．F1最大 B．F2最大 C．F3最大 D．一样大9、小明用四个完全相同的滑轮进行实验，组成如图所示的甲、乙两个滑轮组。他用相同的时间把质量相等的重物G提升了相同的高度，所用的拉力分别为F1、F2，拉力做的功分别为W1、W2，拉力的功率分别为P1、P2，滑轮组的机械效率分别为η1、η2（忽略绳重与摩擦）。下列关系式正确的是（）A． B．C． D．10、关于力臂，下列说法中正确的是（）A．力臂是支点到力的作用点的距离B．杠杆的长度一定等于动力臂和阻力臂之和C．力臂一定在杠杆上D．有力作用在杠杆上，但此力的力臂可能为零第Ⅱ卷（非选择题70分）二、填空题（10小题，每小题4分，共计40分）1、如图所示，有一根均匀铁棒，长为L，OA＝，重力G＝900N，为了不使这根铁棒的B端下沉，所需外力F至少应为______N，若F的方向不变，微微抬起这根铁棒的B端，所需外力F′应为______N。2、为了探究小球静止在斜面上时，沿斜面向上的拉力F的大小与哪些因素有关，小红用两个所受重力G不同的光滑小球甲、乙和弹簧测力计等器材按图（a）、（b）进行实验，然后改变斜面与水平面的倾角继续实验，如图（c）、（d）所示。（G甲＜G乙，θ1＜θ2＜θ3，F1＜F2＜F3＜F4）①由图（a）、（b）及相关条件可得出的初步结论是：光滑小球静止在斜面上时，______，F越大。②由图8（b）、（c）、（d）及相关条件可得出的初步结论是：______。3、如图所示，半径为0.5m的油桶外绕了几圈绳子，在绳的引出端用一水平拉力10N，使油桶在6s内沿水平地面滚动一周，则拉力移动距离s与油桶滚动距离L的比值为______；在这一过程中，拉力F的功率是______W。（π取3）4、如图，小明用滑轮组把一个重12N的物体在2s内匀速提升0.4m，已知动滑轮重3N（不考虑绳子的重力和摩擦），则绳子自由端移动的速度为______m/s，滑轮组的机械效率为______。5、如图所示，小明用动滑轮把90N的重物匀速提升2m，所用的拉力是60N，则小明做的有用功是______J，动滑轮的机械效率是______。6、工人用如图所示的滑轮组将质量为20kg的货物竖直匀速提高了2m，他所做的有用功是______J，已知该滑轮组的机械效率为80%，总功为______J，工人的拉力是______N（）。7、一根长为1.8m的扁担，左、右两端分别挂了24kg和30kg的货物，要使挑的时候扁担水平平衡，肩膀应放在距离扁担左端______m的位置上，若将两端货物同时向内移动0.2m，则需要将______（选填“左”或“右”）端货物增加______kg才能保持扁担水平平衡。（不考虑扁担的重）8、如图所示的四个滑轮组中，图________可省一半力，图____最费力，图____和图___用力大小一样。9、如图所示，用沿斜面向上，大小为500N的推力，将重为800N的货物从A点匀速推至B点，已知AB长3m，斜面高1.5m，则物体与斜面之间的摩擦力是______N10、如图所示，在50N的水平拉力F作用下，重800N的物体A沿水平地面做匀速直线运动，则物体A与地面间滑动摩擦力为______N；若增大拉力F使物体A沿水平地面做加速直线运动，则物体A与地面间滑动摩擦力将_______（不计滑轮自重及滑轮与绳间摩擦）。三、计算题（5小题，每小题6分，共计30分）1、用如图所示的滑轮组在5s内将一个重300N的物体匀速提升2m，所用的拉力F为125N，不计绳重及摩擦：（1）滑轮组对物体做的功；（2）拉力做功的功率；（3）滑轮组的机械效率；（4）动滑轮的重力。2、工人师傅利用汽车作为动力，从水中打捞一个圆柱形物件，绳子通过定滑轮，一端系着物件，另一端拴在汽车上，如图甲所示，汽车拉着物件匀速上升，已知汽车对绳子的拉力F与物件底面距离水底的高度h的变化关系如图乙所示．绳子的体积、绳重及摩擦均忽略不计，问：（）（1）该物件的质量是多少？（2）物件浸没在水中时，受到的浮力为多大？（3）物件上表面恰好到达水面时，下表面受到水的压强为多少？3、如图是质量为60kg的工人利用滑轮组提升重为810N物体的示意图，某段提升过程中物体匀速上升的速度为0.1m/s，绳端的拉力F为300N，不计绳重及绳与滑轮间的摩擦。求：（1）工人拉绳子的速度；（2）滑轮组的机械效率；（3）这名工人用该装置能提升物体的最大重力。

4、如图所示杠杆处于水平平衡状态，已知AB=1m，GA=12N，GB=8N，试求OA的长度；若将B端加4N的重物，欲使杠杆重新平衡，则支点O应怎样移动位置？

5、如图所示，张伟同学通过斜面用平行于斜面F＝200N的推力，将质量为30kg的物体在5s时间内匀速推到1m高的平台上，斜面长s＝2m。（g取10N/kg）求：（1）推力做功的功率。（2）斜面的机械效率。（3）斜面对物体的摩擦力。

-参考答案-一、单选题1、D【解析】【详解】图中的起瓶器在打开瓶盖时，启瓶器会绕着瓶盖的左侧转动，故O点在瓶盖的左侧；阻力为瓶口与盖的向下的摩擦力，故阻力F2在瓶盖的右侧，方向向下；动力F1会绕着O点转动，故动力的方向斜向右，故D符合题意。故选D。2、C【解析】【详解】由于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，由于改装后的机械效率高，所以，由知道，改装后利用滑轮组做的总功减少，又因为W总＝W有+W额所以，改装后利用滑轮组做的额外功减少，综上所述，故ABD错误，C正确。故选C。3、C【解析】【详解】当杠杆在水平位置以下上升到水平位置时，不变，增大，由得增大；当杠杆从水平位置继续上升过程中，不变，减小，所以减小。故C符合题意，ABD不符合题意。故选C。4、B【解析】【详解】A．由图甲知道，n1＝3，则绳端移动的距离s1＝n1h＝3×20cm＝60cm故A错误；B．由图乙知道，n2＝2，则绳自由端移动的距离s2＝n2h＝2×20cm＝40cm＝0.4m拉力的总功W2＝F2s2＝9N×0.4m＝3.6J拉力的功率为故B正确；C．因为不计绳重及摩擦，动滑轮重相同，提升的物体重和高度相同，由W额＝G动h、W有用＝G物h知道，利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同，则由W总＝W有用+W额知道,拉力做的总功相同，因为，所以两滑轮组的机械效率相同，故C错误；D．在图乙中，由知道，动滑轮的重力G动＝2F2﹣G＝2×9N﹣17N＝1N故D错误。故选B。5、B【解析】【详解】A．由图可知n＝3，绳子自由端移动的速度v＝nv物＝3×0.3m/s＝0.9m/s则拉力F的功率P＝＝＝Fv物＝20N×0.9m/s＝18W故A正确，不符合题意；B．由可得，拉力做的总功W总＝Pt＝18W×20s＝360J因为η＝×100%，所以有用功W有＝ηW总＝85%×360J＝306J因为v＝，所以物体移动的距离s物＝v物t＝0.3m/s×20s＝6m又W有＝fs物，所以物体受到的摩擦力f＝＝＝51N故B错误，符合题意；C．绳子自由端移动的距离s＝ns物＝3×6m＝18m故C正确，不符合题意；D．额外功W额＝W总﹣W有＝360J﹣306J＝54J故D正确，不符合题意。故选B。6、C【解析】【详解】A．开瓶器在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A不符合题意；B．钢丝钳在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B不符合题意；C．食品夹在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故C符合题意；D．核桃夹在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D不符合题意。故选C。7、D【解析】【详解】由图知n甲=2，n乙=3AB．不计绳重及摩擦，绳子受的拉力分别为因为G甲=G乙所以F′甲＞F′乙乙更省力；滑轮组的机械效率物体的重力和动滑轮的重力相同，所以两滑轮组的机械效率相同，故AB错误；CD．不计绳重及摩擦，物体的重力分别为G′甲=2F甲-G动G′乙=3F乙-G动因为F甲=F乙所以G′乙＞G′甲乙更省力，滑轮组的机械效率动滑轮的重力相同，乙的重力较大，乙的机械效率较大，故D正确，C错误。故选D。8、C【解析】【详解】过支点做F1、F2、F3作用线的垂线段，即为力臂，然后比较力臂的大小，从而确定出力的大小；如图所示：从图中可得l1＞l2＞l3根据杠杆平衡条件可知，用动滑轮拉同一重物G，阻力和阻力臂乘积为定值，沿三个不同方向，用的拉力大小关系是F1＜F2＜F3故选C。9、D【解析】【详解】由图示知，甲、乙两滑轮组承重绳子分别为3和2根，在忽略绳重与摩擦时，拉力分别为所以F1<F2将相同重物提升相同高度时，绳子端移动的距离分别为s1=3h，s2=2h，拉力所做的功分别为W1=F1s1=(G+G动)⋅3h=(G+G动)hW2=F2s2=(G+G动)⋅2h=(G+G动)h所以W1=W2，提升重物所做的有用功W1有=W2有=Gh据知：η1=η2，提升重物时所用时间相同，据知，P1=P2故ABC错误，D正确。故选D。10、D【解析】【详解】A．力臂是支点到力的作用线的垂直距离，故A错误；B．若不断改变某一杠杆的阻力的作用方向，则阻力臂和动力臂之和会随之发生变化，而杠杆的长度一直是固定不变的，所以杠杆的长度不一定等于动力臂和阻力臂之和，故B错误；C．力臂是支点到力的作用线的垂直距离，若杠杆是弯曲的或力的方向与杠杆方向不垂直，则力臂就不在杠杆上，故C错误；D．当力的作用线经过杠杆支点时，力臂即为零，故D正确。故选D。二、填空题1、400450【解析】【详解】[1]为了不使这根铁棒的B端下沉，此时杠杆的支点是A，动力臂为阻力臂为根据杠杆的平衡条件可得所以[2]微微抬起这根铁棒的B端，此时支点是C，动力臂为阻力臂为根据杠杆的平衡条件可得所以2、斜面与水平面的倾角相等时，小球所受重力G越大。光滑小球静止在斜面上时，小球所受重力G相等时，斜面与水平面的倾角越大，F越大。【解析】【详解】[1]由图（a）、（b）可知，倾角是相同的，由于G甲＜G乙，F1＜F2，所以可得出结论，当倾角相等时，小球所受重力G越大，F越大。[2]由于（b）、（c）、（d）的小球都是一样的，所以重力G相同，由题中条件可知，随着倾角变大，拉力F也在变大，由此可得：光滑小球静止在斜面上时，小球所受重力G相等时，斜面与水平面的倾角越大，F越大。3、210【解析】【详解】[1]油桶在地面上滚动时形成一个动滑轮，当油桶转动一周时，油桶通过的距离为2πR，作用在油桶上的力，正好移动了两周的距离，即4πR，拉力移动距离s与油桶滚动距离L的比值为[2]力F所做的功W=Fs=F×4πR=10N×4×3×0.5m=60J拉力F的功率=10W4、0.480%【解析】【详解】[1]由图可知，n=2，则绳子自由端移动的距离绳子自由端移动的速度[2]不考虑绳子的重力和摩擦，滑轮组的机械效率为5、18075%【解析】【详解】[1]由图可知，动滑轮有两段绳子承担物体重，绳子自由端移动距离提起物体所做的有用功[2]提起物体所做的总功滑轮组的机械效率6、400500125【解析】【详解】[1]货物的重力为工人对重物做的有用功为[2]由可得，总功为[3]由图可知，，由可得拉力为7、1右2【解析】【详解】[1]设肩膀到扁担左端距离L，则到右端距离左端货物的质量为24kg，则右端货物的质量为30kg；由扁担平衡可得即解得即肩膀应放在距离扁担左端1m的位置上。[2][3]将两端货物同时向内移动了0.2m时，左、右边货物重力的力臂分别为则由可知，要保持挑担水平，应向右端增加货物，设其质量为m，则其重力为mg，由杠杆的平衡条件可得即解得8、（b）（c）（a）（d）【解析】略9、100【解析】【详解】已知AB长3m，在斜面上推力做的功WAB＝FABsAB＝500N×3m＝1500J推力做的有用功W有＝Gh＝800N×1.5m＝1200J克服斜面对物体摩擦力所做的额外功W额＝WAB﹣W有＝1500J﹣1200J＝300J则斜面对物体的摩擦力10、150不变【解析】【详解】[1]物体A沿水平地面做匀速直线运动，物体A和动滑轮处于平衡状态，将动滑轮与物体当成一个整体，该整体受到了向左的3段绳子的拉力，总拉力为150N，还受到了向右的地面给其的摩擦力，摩擦力与总拉力是平衡力，故摩擦力的大小为150N。[2]由于A与地面的摩擦力属于滑动摩擦力，只与接触面的粗糙程度有关和压力的大小有关，与速度无关，故摩擦力的大小不变。三、计算题1、（1）600J；（2）150W；（3）80%；（4）75N【详解】解：（1）滑轮组对物体做的功（有用功）W有用=Gh=300N×2m=600J（2）由图可知n=3则绳子自由端移动距离s=3h=3×2m=6m拉力做的总功W总=Fs=125N×6m=750J拉力做功的功率（3）滑轮组的机械效率（4）不计绳重及摩擦，根据可得，动滑轮的重力G动=3F-G=3×125N-300N=75N答：（1）滑轮组对物体做的功为600J；（2）拉力做功的功率为150W；（3）滑轮组的机械效率为80%；（4）动滑轮的重力为75N。2、（1）400kg；（2）500N；（3）【详解】解：（1）该物件离开水面后的拉力由于图甲中，滑轮为定滑轮，则物体的重力为则物体质量为（2）由图乙知中，物体在水中时拉力根据称重法可知物件浸没在水中时受到的浮力为