第十二章 简单机械-人教版八年级《物理》下册单元自测提高卷

2025-2026学年八年级下物理单元自测

第十二章简单机械•素养提升

建议用时：75分钟，满分：10（）分

第I卷选择题

一.选择题（本题共10小题，共46分，在每小题给出的四个选项中，1〜7题只有一项符合题目要求，每

小题4分，8~10题有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答得0分。）

【答案】D

【详解】根据对杠杆省力的认识，当动力臂大于阻力臂时杠杆省力，且差异程度越大越省力。修建树木需

要较大的力度，所以应该使用更省力的工具。

故选D.

2.如图所示，使用食品夹夹取食物时，有人的手在靠近食物的A点处垂直夹子用力，有人的手在靠近支

点的8处垂直夹子用力，当阻力相同时，这样做的目的是（）

A.在A处用力比在3处用力小

B.在A处用力比在B处用力时省距离

C.无论在A处还是在6处都会比单独用手直接夹取食物省力

D.无论在A处还是在B处都会比单独用手直接夹取食物省距离

【答案】A

【详解】A.食品夹在使用时，可看作一个杠杆，其支点在夹子末端连接处。阻力是食物对夹子的力，动

力是手对夹子的力，作用在4点或B点，由于动力作用在人处时的力臂大于作用在B处时的力臂，由

用二电灯知，在A处用力比在8处用力小，故A正确:

B.杠杆省力的同时费距离，在人点用力比在8点用力更省力，因此在人点用力比在8点用力更费距离,

即手移动的距离更大，故B错误；

C.食品夹是动力臂小于阻力臂的杠杆，为费力杠杆，无论在4点还是〃点用力，动力都大于阻力，所以

使用食品夹比用于直接夹取食物更费力，故c错误；

D.食品夹费力但省距离，即手移动的距离小于夹子前端移动的距离。但这不是比较在A、8两点用力的

目的，故D错误。

故选A。

3.如图，用10N的力产沿水平方向拉滑轮，可使物体A以0.2m/s的速度在水平面上匀速运动。弹簧测力

计的示数恒为2N（不计滑轮、测力计、绳子的重力，滑轮的转轴光滑）。下列说法正确的是）

ZZZZZZ,Z:/二ZZ力//…ZZZ,Z,Z,3ZZ一ZZ》

A.拉力厂做功功率为1W

B.滑轮移动的速度是0.4m/s

C.物体A受到B的摩擦力是3N

D.物体A受到地面的摩擦力是2N

【答案】A

【详解】AB.由图，绳子股数〃=2,图中动滑轮的拉力作用在轴上，已知物体A速度。=0.2m/s

因此滑轮移动速度曝=£=&竽=O.lm/s

拉力尸的做功功率为P==10Nx0.1m/s=lW

故A正确，B错误；

C.物体B静止，水平方向受力平衡，弹簧测力计对B的拉力为2N,因此A对B的摩擦力大小为2N：

根据力的作用是相互的，物体A受到B的摩擦力大小为2N.故C错误；

D.对动滑轮受力分析，拉力”=10N

FION

因此绳子对A的拉力T=k=一1=5N

22

物体A匀速运动，受力平衡：向左的拉力7=5N

向右的力为B对A的摩擦力2N和地面对A的摩擦力f,因此/•=7-2N=5N-2N=3N

故D错误。

故选Ao

4.如图所示，每个滑轮都是相同的，物体重为2000N,人重600N,人站在地.上用最大的力拉住绳子的一

端，使物体匀速上升，若不计绳重和摩擦，则滑轮重为（）

A.150NB.200NC.300ND.400N

【答案】B

【详解】人重600N,人站在地上用最大•的力折住绳子的一端，使物体匀速上升，则人的柠力b=600N.

若不计绳重和摩擦，根据定滑轮的特点，物体右侧绳子的拉力a=F=600N

对下方滑轮受力分析，则下方滑轮受到绳子向上的拉力为4=%轮+2/=G滑轮+2x600N=G滑轮+1200N

则物体左侧绳子的拉力F左=%=G州仑+1200N

物体匀速上升，受力平衡，则有F左+0=G,即G沿轮+1200N+600N=2000N

解得滑轮重力G而轮=200N,故B符合题意，ACD不符合题意。

故选B。

5.神舟二十号舷窗出现裂纹，神舟二十二号仅用20天完成太空救援，重新定义了人类应对太空危机的效

率标杆。回收返回舱时，用如图所示的柴油起重机将重约2.81的返回舱在10s内匀速提升2m,起重机的

A.起重机做的有用功为7X104J

B.钢缆A点处移动的距离为2m

C.起重机的效率为80%

D.返回舱在10s内上升的速度为0.8m/s

【答案】C

【详解】A.克服返回舱的重力所做的功为有用功，大小为W=G/?=2.8xl()3kgxl0N/kgx2m=5.6x10”

故A错误；

B.由图可知，与动滑轮相连的绳子股数〃=4,返回舱提升2m,绳端移动的距离s=〃〃=4x2m=8m

故B错误；

C.起重机所做的做功为％=历=7x1O'Wx1()s=7xl()4J

起重机的效率为〃=步xl00%=竽瞿xl00%=80%

W(■,,/X1uJ

故C正确；

c7m

D.返回舱在10s内匀速提升2m,所以返回舱的速度为u=-=k=0.2m/s

故D错误。

故选C。

6.如图所示，将重为G的均匀木棒竖直地悬挂于。点，在其下端施加一个始终垂直于木棒的动力凡让

木棒缓慢地转动到图中虚线所示的位置，则阻力臂、阻力、动力臂和动力的变化情况是()

A.不变不变变大变小B.变大变大不变变大

C.变大不变不变变大D.不变变大变大变小

【答案】C

【详解】阻力臂是支点到重力作用线的垂直距离，随着木棒转动，该距离从0开始逐渐增大，因此阻力臂

变大；阻力是木棒的重力G,其大小由木棒质量决定，在转动过程中保持不变，因此阻力不变；动力尸始

终垂直于木棒，因此动力臂等于木棒的长度，木棒长度不变，因此动力臂不变：根据杠杆平衡条件得

尸4=G4由于阻力G和动力臂不变，而阻力臂4变大，所以动力/•.必须变大以维持平衡，故ABD不

符合题意，C符合题意。

故选c。

7.轮轴是一种简单机械。轮轴由具有共同转动轴0的大轮和小轮组成。通常把大轮叫轮，小轮叫轴。如

图甲所示是一些轮轴的实例。轮轴实际上是一个可以连续转动的变形的杠杆。轮半径R和轴半径「分别就

是作用在轮和轴上的两个力K和乃的力臂，如图乙所示。根据杠杆的平衡条件，可得£出=6"，使用

轮轴时，如果动力作用在轮上能省力，且轮半径是轴半径的几倍，作用在轮上的动力就是阻力的几分之一,

如果动力作用在轴上就费力，但可以省距离。以下说法错误的是（）

A.轮轴的实质是变形的杠杆，如果动力作用在轮卜.就可以省力

B.若螺丝刀的轮半径是1.5cm,轴半径是0.3cm,动力是阻力的5倍

C.如图丙所示自行车，脚蹬和曲柄带动齿盘转动是一个省力轮轴

D.如图丁所示螺丝的螺纹是一个省力轮轴

【答案】B

【详解】A.轮轴的实质是变形的杠杆，当动力作用在轮上时，轮半径/?是动力臂，轴半径，•是阻力臂，因

为R>r,根据杠杆平衡条件耳R=可得，kF”所以可以省力，故A正确，不符合题意；

B.已知螺丝刀轮半径R=1.5cm,轴半径r=0.3cm,由耳/?=入/可得，F[=^-F2=\F2,所以作用在螺丝

A5

刀上的动力是阻力的g,故B错混，符合题意；

C.在自行车中，脚蹬和曲柄带动齿盘转动，此时动力作用在轮上，阻力作用在轴上，轮半径大于轴半径，

根据轮轴的省力原理，这是一个省力轮轴，故C正确，不符合题意；

D.螺丝的螺纹可以看作是个轮轴，使用时动力作用在轮（螺丝刀等工具转动的部分相当于轮）上，阻力

作用在轴（螺丝的螺纹部分相当于轴）上，轮半径大于轴半径，是省力轮轴，故D正确，不符合题意。

故选B.

8.工人利用如图甲所示的滑轮组提升质量为10kg、边长为10cm的正方体物体，两个定滑轮分别固定在

天花板的A、B点。他用拉力/拉绳，尸随时间变化的图像如图乙所示，物体的速度,随时间f变化的关系

图像如图丙所示，绕在滑轮组的每段绳子能承受的最大拉力为200N,若每个定滑轮的质量都是动滑轮质

量的一半，且不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦，g取10N/kg。以下说法正确的是（）

A.在。〜Is内物体对地面的压强为3000Pa

B.使用此滑轮组能匀速拉动重为590N的物体

C.在2~3s内定滑轮对天花板A点的拉力为90N

D.若匀速提升另•物体时机械效率为80%,则提升的物体重力为100N

【答案】AC

【详解】A.物体的重力为G=〃ig=l0kgxl0N/kg=100N

由图甲可知，承担重物绳子段数拉=3,不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦，在2~3s内，物体做匀速运动,

由羽乙可知，此时绳端拉力居=40N,动滑轮重力6劫=/喝-G=3X40N-100N=20N

由国乙知，在0〜Is内，拉力Z=30N,把动滑轮和重物看成整体，则这个整体受到竖直向下的总重力、竖

直向上的支持力以及三根绳向上的拉力作用处于静止状态，所以G+G为=B：+3£

所以，地面对重物的支持力七=G+G,动-3"=100N+20N-3x30N=30N

重物对地面的压力七二七=30N

重物对地面的压强=7rr^=3OOOPa

3(0.1m)

故A正确；

B.使用此滑轮组能匀速提起物体的最大重力为G初大=3/-G功=3x2OON-20N=580N

故B错误；

C.每个定滑轮的质量都是动滑轮质量的一半，定滑轮的重力G定=；G动=gx20N=10N

在2~3s内，重物做匀速运动，拉力大小是40N,定滑轮对天花板A点的拉力

4=2鸟+G定=2x40N+10N=90N

故C正确;

Gh二G

D.不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦，滑轮组的机械效率〃=¥=川”工-

WA%+%Gh+G^hG+G动

当机械效率为80%时提升物体的重力为G物=a=鲁%：著=SON

I-77I—A)

故D错误。

故选ACo

9.如图所示，杠杆可绕O点在竖直平面内转动，OD：OE=1：2,小轩的质量为55kg,他通过细绳在

E点施加竖直向下的拉力。为150N时，杠杆在水平位置平衡，小轩对地面的压力为物体A对地面的

压强为3xlO3pa。当小轩施加竖直向下的拉力为乃时，物体A恰好匀速上升。已知：物体A的质量为

100kg,其底面积为5xl(Pm2,杠杆DE和细绳的质量及滑轮轴的摩擦力均忽略不计，g取ION7kg,下列分

B.动滑轮B受到的重力为40N

C.小轩施加竖直向下拉力为175N时，物体A对地面的压强恰好为零

D.当小轩施加竖直向下的拉力为乃时，滑轮组的机械效率为85%

【答案】AC

【详解】A.小轩对地面的压力和地面对小轩的支持力是一对相互作用力，这两个力大小相等，对人进行

受力分析，人受到竖宜向上的支持力和拉力，竖直向下的重力，故人对地面的压力为

£==G-7；=mg-7；=55kgxlON/kg-150N=400N

故A正确；

B.物体A受到地面的支持力和物体A对地面的压力是相互作月力，大小相等，物体A受到地面的支持力

为

&支=品=pS=3xltfPax5xIO2m2=150N

物体A的重力为

G、=u=100kgxiON/kg=l000N

动滑轮受到物体的拉力和物体受到动滑轮的拉力使相互作用力，大小相等，动滑轮受到的拉力为

■=GA—%=1000N-150N=850N

根据杠杆平衡的条件可得杠杆左端所受的拉力为

OF7

F=-7；=-xl50N=30()N

OD1

通过对动滑轮受力分析可得动滑轮的重力为

G动=3尸-6*=3x3(X)N-850N=50N

故B错误；

C.物体A对地面的压强恰好为零时，压力为零，物体A所受的支持力为()，此时绳子自由端的拉力为

F,=-(G+G)="(KXX)N+50N)=350N

〃AJJ3

根据杠杆平衡的条件可得，人施加的拉力为

="尸＞X35()N=175N

OE2

故C正确;

D.当小轩施加竖直向下的拉力为一时，滑轮组的机械效率为

以二G

叱,GA+G,JJI000N+50N

故D错误。

故选ACo

10.小卫为课题研究小组提供了一把家中的旧杆秤(秤花遗失)，杆秤的刻度大多数模糊不清，只有7kg

和8kg的刻度清晰可辨。小组成员对秤杆进行了测量，测量结果如下图所示。课题研究小组对杆秤的重心

(不包括秤泥)和秤坨质量的判断正确的是()

19cm----＞：3C1R

i0

i

A.杆秤重心在杆秤提纽的左侧杆秤重心在杆秤提纽的右侧

C.秤泥的质量为1.5kgD.秤坨的质量为2kg

【答案】BD

【详解】AB.由图可知,7依到8炽质量增加了1依,而杆秤上的刻度向右增加了女帆,杆秤上的刻度是均

匀的，所以，从。刻度线到7阳的位置，秤杆的长度应该为21c川，即零刻度线在提纽的左侧，所以该杆秤

的重心应该在提纽的右侧（因为0刻度线处要挂秤坨才能使秤杆在水平位置平衡），故A错误，B正确。

CD.设杆秤的重心到提纽的距离为s,秤泥的质量为杆秤的质量为〃厢，由G“L左=GJ，；可知,

班礼=加杆即+〃?月匕，2gL=，八讦gs+mgj,即，吗L="%8+"名，和乙=〃加$+〃?右,代入数据可得

7依x6crn=小杆xs+/〃x19an①，8kgx6cm=叫十xs+机x(19cm+3。冷②；由①②解得ni=2kg,故C错误,

D正确。

故选BD。

第n卷非选择题

二、实验题：本题共2小题，共14分。

11.（7分）同学们利用蜡烛、细铁丝、杯子等制作了一个蜡烛“跷跷板”，如图甲。一端烛油滴下时，此端

就上升，两端交替上下。为了寻找上述现象的原因，同学们用铁架台、杠杆（已在水平位置平衡）、质量

相等的钩码等抵材进行以卜探究，

（1）图乙中杠杆水平平衡，分别改变一侧钩码的个数或悬拄位置，发现杠杆不再平衡。

小聪认为：影响杠杆平衡的因素是力的大小和支点到力的作用点的距离；

小明认为：影响杠杆平衡的因素是力的大小和支点到力的作用线的距离。

为判断谁的观点正确，同学们利用图丙中水平平衡的杠杆（00>0A=0C）进行实验，保持B处悬挂钩

码的个数和位置不变。

①把4处悬挂的钩码改挂在C处，发现杠杆不再平衡。与4处相比，支点到力的作用点的距离

（选填“变小""不变''或"变大”）；

②把A处悬挂的钩码改挂在。处，发现杠杆仍保持平衡，与A处相比，的距离不变；

③由此初步判断的观点是正确的；

（2）明确影响因素后，同学们利用图乙的器材探究杠杆平衡的条件，将实验数据记录在设计的表格中。

实验次数动力F//Nab阻力臂右/cm

........................................

①表格中a处应填写的内容是___________b处应填写的内容是___________；

②若在图乙中杠杆两侧钩码下端各加挂一个钩码，杠杆端下沉；

③交替上下的蜡烛“跷跷板”，一端烛油滴下时，此端上升，原因是___________。

【答案】（I）不变支点到力的作用线小明

（2）动力臂《/cm阻力6/N左此端蜡烛的质量减小，重力减小，力和力臂的乘积变小，

杠杆失去平衡

【详解】（I）[11由题意知，OD>OA=OC

当把A处悬挂的钩码改挂在C处，支点到力的作用点的距离不变，但杠杆不再平衡。

⑵把A处悬挂的钩码改挂在。处时，杠杆仍保持水平，此时重力方向竖直向下，支点到重力作用线的垂

直距离，即力臂与04长度相等，因此支点到力的作用线的距离不变。

⑶由①②可知影响杠杆平衡的因素是力的大小和支点到力的作用线的距离，故小明的观点是正确的。

（2）[1]探究杠杆平衡条件需要测量动力、动力臂、阻力、阻力臂，a位于动力一侧，故填动力臂/Jem；b

位于阻力•侧，故填阻力8/N。

⑵设每个钩码重力为G,每格长度为却若在图乙中杠杆两侧钩码下端各加挂一个钩码，左侧挂2个钩码，

力营为2格，乘积为2Gx2L=4GL

右测挂3个钩码，力臂为1格，乘积为3Gx"=3GL

因为左侧乘积大于右侧，所以杠杆左端下沉。

[3]蜡烛“跷跷板”的原理基于杠杆平衡条件。一端烛油滴卜.导致质量减小，重力减小，虽然力臂可能不变,

但“力与力臂的乘积”减小，导致杠杆失去平衡，从而上升。

12.（7分）如图所示为“测量滑轮组机械效率”的实验装置，实验数据如表所示：

甲乙丙T

钩码上升高绳端拉力绳端移动距

实验次数钩码重G/N机械效率〃

度A/cmF/N离j/cm

14102.72074.1%

241()1.83()74.1%

38103.13086.0%

48102.540

(1)实验中用到的测量工具有弹簧测力计和:实验中应沿竖直方向拉动弹簧测力计,

若某同学在该实验中加速向上提升重物，所测滑轮组的机械效率会___________(选填“偏大""偏小''或"不

变)

(2)通过比较(填实验次数的序号)两次实验数据得出结论：使用相同滑轮提升同一重物时，

滑轮组的机械效率与绳子段数无关；

(3)根据表中数据可以计算出第4次实验中滑轮组的机械效率为；

(4)通过比较3、4两次实验数据可得出结论；不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效

率越___________:(不计绳重和摩擦)

(5)若每个滑轮的质量为80g,第4次实验中克服摩擦做的额外功为J(不计绳重)，

【答案】(1)刻度尺匀速直线偏小

(2)1、2

(3)80.0%

(4)低

(5)0.04

【详解】(1)[1]在测量滑轮组机械效率的实验中，用到的测量二具有弹簧测力计和刻度尺，弹簧测力计测

量力的大小，刻度尺测量钩码上升高度和卸端移动距离等。

⑵实验中要竖直向上匀速直线拉动弹簧测力计，使物体匀速升高，此时系统处丁•平衡状态，测力计示数才

等于拉力大小。

⑶如果在实验过程中加速向上提升物体，所用的拉力就会偏大，在其他条件不变的情况下，计算出来的总

功就会偏大，所测得的机械效率会偏小。

(2)比较1、2次实验，用相同滑轮提升同一重物，这两次绕绳方式不同，这两次机械效率是相同的，说

明滑轮组机械效率与绕绳方式无关，或者说，用相同滑轮提升同一重物，滑轮组的机械效率与绳子段数无

关,

（3）笫4次实验中滑轮组的机械效率％=*xlOO%=阴xlOO%=或2Mxi00%=80%

Wt；4F4s&2.5NxO.4m

（4）从表格数据可以知道，第3次实验滑轮组分担物重的绳子段数%=3,第4次实验滑轮组分担物重的

绳子段数〃4=4”不计绳重和摩擦的情况下，由尸=：（G+G动）可得，第3次实验所用动滑轮重

:

G.J3=3/；-G=3X3.IN-8N=1.3N

第4次实验动滑轮重Gg=4用一G=4X2.5N-8N=2N

比较3、4两次实验数据，不同的滑轮组提升相同的重物，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低。

（5）第4次有用功%,=GA=纲x0.Im=0.8J

第4次总功％4=片n=Z5Nx0.4m=1J

第4次额外功%=%-%4=U-0.8J=0.2J

第4次实验绳子承重段数等于4,即应用图丁滑轮组，则动滑轮的总质量机必=80gx2=160g=0.16kg

第4次所用动滑轮重G咖=%4g=0.16kgx1ON/kg=1.6N

第4次克服动滑轮做的额外功叱LG动北=L6NxO.lm=（）.16J

在不考虑绳重的情况下，额外功包括克服动滑轮做的功和克服摩擦做的功，所以第4次克服摩擦做的额外

功叱丫擦=VV,（-W,J=0.2J-0.16J=0.04J

三、计算题：本题共3小题，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出

最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。

13.（15分）如图所示是一款轻质悬挂式晾衣杆，为晾衣杆，A8为悬线，已知悬线能承受的最大拉力

为40N,在悬线拉力E作用下，晾衣杆保持水平平衡。已知。4=lm.OC=04m,在C点悬挂衣物的质

量为2.5kg,求：

(1)悬挂衣物的挂钩对杠杆的作用力不；

(2)悬线拉力1的大小；

(3)若想将悬挂的衣服移动位置.，请你计算出悬挂点C在杠杆QA上可移动的范围。

【答案】⑴25N(2)20N(3)0~0.8m

【详解】(I)悬挂衣物的挂钩对杠杆的作用力等于衣物的重力，所以兄=〃⑤=2.5kgxlON/kg=25N(5

分)

(2)晾衣杆0A可视为•个以。点为支点的杠杆，在水平位置平衡，阻力E=25N，阻力臂k=OC=0.4m

动力为悬线的拉力片，其力臂。为支点。到Z作用线的垂直距离，根据几何关系，30。对应的史角边是斜

边的一半，则动力臂L,=goA=；xlm=0.5m

根据杠杆平衡条件片与=生xOC

可得-x0.5m=25NxO.4m

所以耳=20N(5分)

(3)已知悬线能承受的最大拉力为士gx=40N,此时阻力臂最大为人加陶，根据杠杆平衡条件

£皿x£)=入x小山、

可得40NxO.5m=25Nx1Gm⑪

所以GM=08m

悬挂点。离。点的最小距离可以为0,所以，悬挂点。在杠杆OA上可移动的范围。〜0.8m。(5分)

14.(10分)如图所示，一台小型液压起重吊车正在起吊货物，利用伸缩撑杆可使吊臂绕。点转动，OA

长为1m,假设伸缩撑杆对吊臂的支持力始终垂直于吊臂。起重吊车的重力为1.2X1()5N，吊起的货物质量

为2xlO&g。

伸缩撑杆“<

⑴起重吊车吊起货物在如图所示位置静止时，伸缩撑杆对吊臂的支持力为1.2X105N,不计摩擦，求吊臂

自身所受的重力；（假设吊臂的重心在吊臂中心位置）

（2）起重吊车匀速将货物吊起3m的过程中，吊臂对货物做功的效率是多少？

【答案】（1）8X1（）3N（2）83.3%

【详解】（I）货物的重力%=wg=2xlO〃gxlON/&g=2xl（yN（I分）

吊臂可以看作一个以O点为支点的