人教版初中物理八年级下册第十二单元《简单机械》单元测试卷（含答案解析）（标准难度）

人教版初中物理八年级下册第十二单元《简单机械》单元测试卷（含答案解析）

考试范围：第十二单元; 考试时间：90分钟；总分：80分，

第I卷（选择题）

一、单选题（本大题共12小题，共36.0分）

1.  某实验小组分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组每个滑轮等重，在相同时间内把重物提升相同高度，和大小相等，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是(    )

A. 力和做功的功率相同
B. 力和做的总功相同
C. 乙滑轮组更省力，两个滑轮组机械效率一样大
D. 甲滑轮组的机械效率比乙滑轮组高
 

2.  如图所示，轻质杠杆绕点转动，某同学在杠杆的左端挂一重为的物块，在端施加一个始终竖直向下的力，将重物慢慢提升到一定高度，使杠杆处于图示的位置静止。下列说法错误的是(    )

A. 此时杠杆是平衡的
B. 此时该杠杆是省力杠杆
C. 此时
D. 要使端的力最小，则的方向应垂直向下

3.  墨经最早记述了秤的杠杆原理。图中“标”“本”表示力臂，“权“重”表示力。以下说法符合杠杆平衡原理的是(    )
 

A. “权”小于“重”时，端一定上扬
B. “权”小于“重“时，“标”一定小于“本”
C. 增大“重”时，应把“权”向端移
D. 增大“重”时，应换用更小的“权”

4.  如图，用一个始终水平向右的力，把杠杆从图示位置缓慢拉至水平的过程中，力的大小将(    )
 

A. 变大 B. 不变 C. 变小 D. 不能确定

5.  “节约用水，人人有责”，我们应养成随手关闭水龙头的好习惯。水龙头手柄可视为如图所示杠杆，为支点，为阻力，分别沿图示的三个方向用力关闭水龙头，下列说法正确的是(    )
 

A. 沿方向最省力 B. 沿方向最省力 C. 沿方向最省力 D. 三个方向同样省力

6.  如图所示，，，用力将重物以的速度匀速提升，则所需拉力及力拉绳的速度分别为不计摩擦(    )

A. ， B. ，
C. ， D. ，

7.  如图所示，物重为的物体在不同简单机械中均处于平衡状态不计机械自重和摩擦，拉力大小错误的是(    )
 

A.  B.  C.  D.

8.  下图是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式不计机械重和摩擦，其中所需动力最小的是(    )

A.  B.
C.  D.

9.  物体重，滑轮重为，要使物体匀速上升，不计摩擦，则(    )
 

A. ，滑轮向上移动 B. ，滑轮向上移动
C. ，滑轮向上移动 D. ，滑轮向上移动

10.  如图所示，拉力为，物体以的速度在表面足够长的物体表面做匀速直线运动；物体静止在地面上，受到地面水平向右的摩擦力，弹簧测力计示数为，下列说法正确的是(    )
 

A. 物体受到的摩擦力为
B. 拉力的功率为
C. 滑轮组的机械效率为
D. 拉力增大至时，弹簧测力计示数为

11.  如图所示，分别使用甲、乙、丙三种方式把同一物体匀速提升至相同高度绳长不变，测得各拉力大小如图所示，则

A. 利用机械丙提升时省力
B. 和两个力所做的功相同
C. 机械丙的机械效率比机械乙的低
D. 所测的的数据不能计算机械乙和丙的机械效率

12.  如图所示，用的拉力沿水平方向拉绳子的一端，使重的物体以的速度沿水平地面向左匀速运动了，已知滑轮组的机械效率为不计滑轮自重，则此过程中(    )

A. 绳子自由端移动的距离为 B. 滑轮组对物体的水平拉力为
C. 拉力的功率为 D. 拉力所做的有用功为

第II卷（非选择题）

二、填空题（本大题共4小题，共8.0分）

13.  图中是可绕点无摩擦转动的轻杆，端挂重的物块，与长度之比为：人始终沿竖直方向拉挂在端的轻环。要使轻杆水平平衡，人应施加拉力为______，当轻杆在图中虚线位置平衡时，人的拉力将______选填“变大”、“变小”或“不变”。

14.  如图所示，重为的物体放在水平桌面上，通过轻质细绳与滑轮相连，不计绳与滑轮间的摩擦，重的动滑轮与重为的物体通过轻质细绳相连接。某时物体恰好水平向右做匀速直线运动，则物体受到的摩擦力为__________；若要使物体水平向左匀速直线运动，则需给施加一个__________水平向左的力。

15.  如图所示，用的力匀速竖直向下拉绳子自由端，将重为的物体提升，不计摩擦和绳重，在此过程中，滑轮组的机械效率为______ ；若增大物体重力，则滑轮组的机械效率将______ 选填“变大”“变小”或“不变”。

16.  如图所示，用滑轮组拉着质量为的物体在内匀速直线运动了，已知水平拉力，物体运动时受到地面的阻力是物体重力的倍，则拉力端运动的速度为______，滑轮组的机械效率为______结果保留一位小数。

三、作图题（本大题共2小题，共4.0分）

17.  如图所示，用一根硬棒通过支点撬起石头，画出石头所受重力的示意图，以及力的力臂。
 

18.  如图所示，在点用力把桌腿抬离地面时，桌腿始终没有移动，请在点画出最小作用力的示意图。
 

四、实验探究题（本大题共2小题，共8.0分）

19.  湖南衡阳校考阶段练习分“测滑轮组的机械效率”的实验数据如下表：

实验时，应沿竖直向上的方向_______________拉动弹簧测力计．

第次实验中弹簧测力计的示数如图所示为_______________

第次实验滑轮组的机械效率是_____________保留位小数

如果用这个滑轮组提升的重物，则它的机械效率可能是_____________填序号．

．     ．     ．

20.  在“研究杠杆平衡条件”的实验中，杠杆刻度均匀，每个钩码的质量都相等。

调节杠杆水平平衡后，在杠杆左、右两侧分别挂上不同数量的钩码，同时调节平衡螺母使杠杆平衡，你认为该做法是______选填“正确”或“不正确”的。

重新调节杠杆水平平衡后，在杠杆上挂了如图乙所示组钩码。此时，杠杆在水平位置是否平衡：______选填“平衡”或“不平衡”。

如图丙所示，若每个钩码的质量是，用弹簧测力计在点竖直向上拉，使杠杆在水平位置平衡，测力计的拉力为______；若改变弹簧测力计拉力的方向，使之斜向右上方，杠杆仍然在水平位置平衡，则测力计的读数将______填“变大”“变小”或“不变”。

五、计算题（本大题共3小题，共24.0分）

21.  如图所示，质量为、底面积为的石材放在水平地面上，利用滑轮组水平拉动，使其在的时间内匀速向墙靠近了，水平拉力，不计绳、滑轮组的质量以及绳与滑轮组之间的摩擦，取。求：
对水平地面的压强；
在运动过程中受到摩擦力的大小：
拉力的功率。

22.  深圳地铁岗厦北综合交通枢纽工程工地上，一线施工人员正在紧张忙碌，进行架桥机钢梁吊装等施工作业。取

图为图中起重机的简图，请画出阻力的力臂
图为架桥机的装置图，已知箱梁的质量为，体积为，架桥机滑轮组总拉力为，自由端移动距离为，将箱梁提升。求：
箱梁的密度；
架桥机在此过程中的有用功
架桥机在此过程中的机械效率。

23.  用如图所示的滑轮组在内将重的物体从地面竖直提高，所用拉力是。在这个过程中，求：

有用功是多少？

拉力的功率是多少？

滑轮组的机械效率是多少？

答案和解析

1.【答案】 

【解析】解：
由图知，甲滑轮组中承担物重的绳子段数，乙滑轮组中承担物重的绳子段数。
、若重物上升高度为，则两滑轮组中绳端移动的距离分别为：，；
甲滑轮组中拉力做的总功为，乙滑轮组中拉力做的总功为，
已知，所以，
已知时间相同，由公式知，故AB错误；
、甲、乙两滑轮组提升的物重相同，设一个动滑轮的重为，
不计绳重及摩擦，则甲滑轮组的机械效率为：，
乙滑轮组中有个动滑轮，同理可得，乙滑轮组的机械效率为：，
所以，故C错误，D正确。
故选D。

本题考查了使用滑轮组时的确定方法，总功、机械效率、功率的计算方法。本题关键在于确定总功大小关系。
 

2.【答案】 

【解析】

【分析】
本题考查了杠杆的平衡、杠杆的分类、杠杆的平衡条件以及杠杆中最小力的问题，属于基础知识的考查。
杠杆平衡指的是杠杆处于静止状态或匀速运动状态；
省力杠杆：动力臂大于阻力臂；阻力杠杆：动力臂小于阻力臂；等臂杠杆：动力臂等于阻力臂；
根据杠杆平衡条件进行分析；
根据杠杆平衡条件可知，要使动力最小，则动力臂需最大，据此分析即可。
【解答】
如图，
A、此时杠杆处于静止状态，所以此时杠杆是平衡的，故A正确，不符合题意；  
B、由图可知，动力臂大于阻力臂，所以该杠杆是省力杠杆，故B正确，不符合题意；
C、此时杠杆平衡，由杠杆平衡条件得，由两个直角三角形相似得
所以此时
故C错误，符合题意；
D、要使端的力最小，则力的力臂就要最长，即的方向应垂直向下，故D正确，不符合题意。
故选C。  

3.【答案】 

【解析】解：根据杠杆平衡条件知，
权标重本。
A、“权”小于“重”时，“本”确定，但“标”是可以改变的，所以端不一定上扬。故A错误；
B、“权”小于“重“时，由“权标重本”知，“标”一定大于“本”。故B错误；
C、增大“重”时，“权”和“本”不变，由“权标重本”知，“标”会增大，所以把“权”向端移。故C正确；
D、增大“重”时，“本”不变，由“权标重本”知，可以增大“标”，或增大“权”，故D错误。
故选：。
杆秤实际是以提纽为支点的杠杆，利用杠杆平衡条件分析力或力臂的变化。
此题考查的是杠杆平衡条件的应用，通过题目的解析可以加深我们对我国古代科技成就的了解，增加民族自豪感。
 

4.【答案】 

【解析】解：
如图，用一个始终水平向右的力，把杠杆从图示位置缓慢拉至水平的过程中，阻力的大小不变等于物重，阻力臂变大，动力臂不断变小，根据杠杆平衡条件可知，动力将变大。

故选：。
本题是动态平衡问题，考查了学生对杠杆平衡条件的理解和灵活运用。能否正确分析阻力臂与动力臂的大小关系是本题的解题关键。
 

5.【答案】 

【解析】解：由杠杆平衡条件可知，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小；
在杠杆的最上端点施加动力，当动力的方向与支点和力的作用点的连线垂直时，动力臂最大，此时最省力，即沿方向最省力。
故选：。
根据杠杆平衡条件分析解答：动力动力臂阻力阻力臂，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小。
此题主要考查了学生对杠杆平衡条件的应用，要使动力最小，则力臂应最长，找到动力作用点到支点的最长动力臂是解决问题的关键。
 

6.【答案】 

【解析】

【分析】
本题主要考查动滑轮的工作特点，需要进行一定的转换思考，难度适中。
【解答】
由图可知，拉力作用在动滑轮的轴上，重物挂在绳子自由端，属于动滑轮“反用”，这样使用动滑轮不但不省力反而费力。由于动滑轮和重物一起向上匀速运动，故动滑轮受力平衡，即。费力但省距离，拉绳的速度只是重物上升速度的一半，为。  

7.【答案】 

【解析】解：不计机械自重和摩擦时：
A、第一个图是等臂杠杆，，由杠杆平衡条件可得；故A正确；
B、第二个图是滑轮组，承担总重绳子的段数，；故B正确；
C、第三个图是动滑轮，动力作用在轴上，；故C错误；
D、第四个图是斜面，使用的斜面，因为，所以；故D正确。
故选：。
不计机械自重和摩擦：
先判断处动力臂和阻力臂关系，再根据杠杆平衡条件得出力和重力的关系；
使用滑轮组时，先判断出承担总重绳子的段数，再根据得出力和重力的关系；
使用动滑轮，动力作用在轴上，则有；
使用的斜面，，根据得出力和重力的关系。
 

8.【答案】 

【解析】

【分析】
本题考查学生对杠杆平衡条件和滑轮及滑轮组的综合理解和运用，利用好“不计机械自重和摩擦”是本题的关键。
不计机械重和摩擦，根据斜面的原理求出拉力的大小；
滑轮组的使用过程中，不计机械自重和摩擦，利用求的大小；
使用定滑轮不能省力；
求出动力臂和阻力臂的大小关系，利用杠杆平衡条件：得出动力的大小。
【解答】
 需要的动力为：；
B.此滑轮组的绳子股数，不计机械自重和摩擦，此拉力；
C.该滑轮是定滑轮，使用定滑轮不省力，需要的动力为；
D.根据杠杆的平衡条件可知需要的动力为：。
故选项D符合题意，选项ABC不符合题意。
故选D。  

9.【答案】 

【解析】

【分析】
此题考查的是动滑轮的特殊使用方法，明确该动滑轮的工作特点是解答本题的关键。
此题是动滑轮的一种特殊使用方法，正常使用时是将物体挂在轮轴上，拉绳子的一端．而特殊使用方法恰好相反，拉轴而将物体挂在绳子的末端；
动滑轮的特殊使用方法，不仅不省力而且费倍的力，即使用倍的力，但能够省一半的距离。
【解答】
这是动滑轮的一种特殊使用方法，它的特点是费倍的力却省一半的距离，
所以，施加的力，
拉力作用点移动的距离。
故选A。  

10.【答案】 

【解析】解：
A、物体静止在地面上，处于平衡状态，则水平方向上物体受到向右的弹簧测力计的拉力与受到地面水平向右的摩擦力之和等于物体对它向左的摩擦力，即，由于力的作用是相互的，物体受到的摩擦力为；
故A错误；
B、由图知，水平使用滑轮组，，拉力端移动速度，
则拉力做功的功率：
；
故B错误；
C、由图知，水平使用滑轮组，拉力做的有用功即克服摩擦力做的功：
，
拉力端移动距离：，
拉力做的总功：
，
滑轮组的机械效率：
，故C正确；
D、若拉力增大到时，将做加速运动，在运动过程中，对的压力不变、接触面的粗糙程度不变，即影响滑动摩擦力大小的两个因素不变，则和之间的摩擦力不变，所以物体的运动状态不会改变，故物体仍然静止，不会向左运动，故弹簧测力计示数不变，故D错误。
故选：。
A、物体静止在地面上，处于平衡状态；水平方向上物体受到向右的弹簧拉力等于地面对它向左的摩擦力与物体对它向左的摩擦力之和，据此求物体对它向左的摩擦力，由于力的作用是相互的，可求物体受到的摩擦力；
B、由图知，水平使用滑轮组，，拉力端移动速度等于物体移动速度的倍，利用求拉力做功的功率；
C、由图知，水平使用滑轮组，拉力做的有用功，拉力端移动距离，拉力做的总功，滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比；
D、影响滑动摩擦力大小的两个因素是压力大小和接触面的粗糙程度，结合题意，据此分析。
本题考查了水平使用滑轮组时机械效率的计算、功率的计算、滑动摩擦力的影响因素、力的平衡及力的相互性。解决此题的关键是对每个物体进行正确的受力分析，搞清楚各个力之间的关系。
 

11.【答案】 

【解析】

【分析】
本题考查的是机械效率的相关知识。
【解答】
A.由于，使机械丙提升不省力，故A错误；
B.提升相同的高度时，，则，，故，故B错误；
C.，，
；
，
故，故C正确；
D.由可知，根据所测数据能够计算机械乙和机械丙的机械效率，故D错误。
故选C。  

12.【答案】 

【解析】解：
A、由图可知，连接动滑轮绳子的股数，绳子自由端移动的速度，
则绳子自由端移动的距离，故A错误；
B、由可得，物体受到的摩擦力，由于物体匀速运动，所以滑轮组对物体的水平拉力等于物体受到的摩擦力，大小为，故B错误；
C、因为，所以拉力做功的功率：，故C错误；
D、拉力所做的有用功，即克服物体与水平面之间的摩擦力做的功，故D正确。
故选：。
本题考查有用功的计算。水平使用滑轮组时注意：有用功等于摩擦力与物体移动的距离的乘积，这是本题的关键。
 

13.【答案】；不变 

【解析】解：
要使轻杆水平平衡，根据杠杆平衡条件可知：则，
由题知：：：，，
所以；
当轻杆在图中虚线位置平衡时，两边作用在杠杆上力方向仍竖直向下，倾斜后力臂都变小，但两力臂的比值不变；仍为：的重力不变，根据杠杆的平衡条件可知人的拉力不变。
故答案为：；不变。
杠杆在水平位置平衡，知道动力臂和阻力臂的关系，以及在点施加大小，利用杠杆的平衡条件计算出杠杆点人应施加拉力。
当轻杆在图中虚线位置平衡时，两力臂的比值不变，的重力不变，根据杠杆的平衡条件可知人的拉力大小。
杠杆在水平位置平衡后，支点到力的作用线的距离就是力臂，这点是考查的重点，也是学生容易忽视的地方。
 

14.【答案】； 

【解析】

【分析】
本题主要考查摩擦力的计算，关键是对滑轮组进行受力分析，特别是接触地面以后的受力分析是本题的难点。
根据滑轮组的省力情况，已知物体重，不计动滑轮、绳重以及滑轮轮轴间摩擦，可求出绳子自由端的拉力，物体匀速运动，拉力和摩擦力是一对平衡力，可知物体所受摩擦力大小；
【解答】
承担物重的绳子股数是，绳子自由端的拉力：，物体匀速运动，拉力和摩擦力是一对平衡力，物体所受摩擦力：；
若要使物体水平向左匀速直线运动，则向左的拉力与向右的摩擦力、绳子的拉力是一对平衡力，则向左的拉力为。  

15.【答案】  变大 

【解析】解：由图可知，滑轮组绳子的有效股数，则滑轮组的机械效率：
；
不计摩擦和绳重，滑轮组的机械效率：
，
据此可知，增大物体重力，变小，变小，则滑轮组的机械效率将变大。
故答案为：；变大。
根据图示滑轮组可知绳子的有效股数，利用求出滑轮组的机械效率；
不计摩擦和绳重，滑轮组的机械效率，据此分析增大物体重力时滑轮组的机械效率变化。
本题考查了滑轮组机械效率公式的灵活应用，利用好和是关键。
 

16.【答案】   

【解析】解：由图可知，绳子自由端移动的距离：，
则拉力端运动的速度：；
物体的重力：，
由题意可知，物体受到地面的阻力：，
滑轮组的机械效率：。
故答案为：；。
由图可知，绳子自由端移动的距离，利用求拉力端运动的速度；
利用求物体的重力，根据物体运动时受到地面的阻力是物体重力的倍求物体受到地面的阻力，利用求滑轮组的机械效率。
本题考查了使用滑轮组时速度、有用功、总功和机械效率的计算，明确有用功和总功是关键。
 

17.【答案】 

【解析】

【分析】过物体的重心，用一条带箭头的线段表示出重力的作用点和方向，注意重力的方向竖直向下；
过支点作力的作用线的垂线段就得到的力臂。
重力的方向是竖直向下，力的示意图就是用一条带箭头的线段表示力的三要素；作力臂首先找到支点和力的作用线，再从支点向力的作用线引垂线，支点到垂足之间的距离为力臂的大小。
【解答】
石头重力的作用点在重心，过重心沿竖直向下的方向画一条带箭头的线段，并用符号表示；
过支点作垂直于动力作用线的垂线段，即为的力臂，如下图所示：
  

18.【答案】如图所示：
 

【解析】

【分析】
根据杠杆的平衡条件，要想施加最小的力，必须是力臂最大。
为了确定最小的力就必须找力臂最大时对应的力，此时力的作用点应该离支点最远。
【解答】
连接，则就是最长的动力臂，根据杠杆平衡的条件，要使杠杆平衡动力方向向上，据此可画出最小的动力；如下图所示：
  

19.【答案】匀速；；； 

【解析】在实验中，测绳端拉力时，应竖直向上匀速拉动弹簧测力计，此时系统处于平衡状态，测力计示数等于拉力大小；
观察弹簧测力计，分度值是，示数为；
；
使用同一滑轮组，增大物体的重力，滑轮组的机械效率越高，所以应该选。
 

20.【答案】不正确；不平衡；；变大。 

【解析】

【分析】
挂上钩码后，不能再调节平衡螺母使杠杆平衡，原因是杠杆的自重会对杠杆平衡产生影响；
杠杆是否平衡，取决于两边力和力臂的乘积是否相等，若，杠杆平衡；若，杠杆就不平衡，会沿力和力臂成积大的力的方向转动；
根据杠杆平衡条件求出点的力；阻力和阻力臂不变时，动力臂减小，动力增大。
题考查了探究杠杆平衡条件的实验，涉及到实验的许多注意事项，同时还考查了利用杠杆的平衡条件来对杠杆的动态平衡情况进行分析，这些都是我们应该掌握的。
【解答】
解：调节杠杆水平平衡后，在杠杆左右两侧分别挂上不同数量的钩码，同时调节平衡螺母使杠杆平衡，他们的做法是错误的，原因是：此时再调节平衡螺母，杠杆的自重会对杠杆平衡产生影响；
图乙中，设一格为，一个钩码重，则有，即左边的力和力臂的乘积大于右边的力和力臂的乘积，杠杆不能在水平位置平衡；
一个钩码的重是，设杠杆一个小格是，根据杠杆平衡条件得，，故F；如改变弹簧测力计拉力的方向，使之斜向右上方，阻力和阻力臂不变，动力臂减小，动力要增大，所以弹簧测力计示数变大，才能使杠杆仍然水平平衡。
故答案为：不正确；不平衡；；变大。  

21.【答案】解：对水平地面的压力：
，
的受力面积，
对水平地面的压强：
；
石材做匀速直线运动，受到平衡力作用，由图可知，动滑轮上绳子的段数，
所以，在运动过程中受到摩擦力：。
拉力端移动的距离：，
拉力做的总功：，
拉力的功率：。
答：对水平地面的压强为；
在运动过程中受到摩擦力的大小为：
拉力的功率为。 

【解析】已知物体质量可求得其重力，此时物体对水平地面的压力等于其重力，利用压强公式求解；
根据石材，做匀速直线运动，分析在水平方向上受力平衡，求出摩擦力；
由图示可知，动滑轮上绳子的股数，由求出拉力做的功，由功率公式求出拉力的功率；
此题主要考查的是学生对压强、功、功率计算公式及其变形公式的理解和掌握。
 

22.【答案】解：

箱梁的密度，
箱梁重力，
将箱梁提升高度，
架桥机在此过程中的有用功，
已知架桥机滑轮组总拉力，自由端移动距离，
总功，
架桥机在此过程中的机械效率。
答：见上图；
箱梁的密度为；
架桥机在此过程中的有用功为；
架桥机在此过程中的机械效率为。 

【解析】根据力臂的概念，做出从支点到力的作用线的距离；
已知箱梁的质量和体积，由密度公式可求得其密度；
已知箱梁的质量可求得其重力，由可求得有用功；
已知架桥机滑轮组总拉力为，自由端移动距离，由可求得总功，由可求得架桥机在此过程中的机械效率。
此题考查了力臂的画法，涉及到了密度的计算、有用功、总功、机械效率的计算等，是一道综合性较强的题目。
 

23.【答案】解：拉力所做的有用功：
；
由滑轮组的结构可以看出，承担物重的绳子股数，
则拉力移动的距离；
拉力所做的总功：；
拉力做功的功率：；
滑轮组的机械效率：。
答：力所做的有用功是；
拉力做功的功率是；
滑轮组的机械效率是。 

【解析】略