人教版八年级下册物理单元测试卷
第十二章 简单机械
（本试卷6个大题，24个小题。满分100分，考试时间90分钟。）
姓名 班级 学号 成绩
一、选择题（本题共10个小题，每小题3分，共30分。第1~8题为单项选择题；第9、10题为多项选择题，全选对得3分，选对但不全得1分，选错或不选得0分）
1．关于简单机械，下列叙述正确的是（ ）
A．赛艇运动员比赛时用船桨划水，是利用了省力杠杆
B．旗杆上安装的定滑轮既可以省力也可以改变力的方向
C．自行车在转弯时，车把手属于费力机械
D．盘山公路是采用减小坡度的方式来达到省力的效果
2．如图所示，正在使用的四种工具、属手费力杆样的是（ ）
A．筷子 B．瓶盖起子
C． 单角锤 D． 核桃夹
3．如图所示，用40N的拉力F沿着水平方向拉绳子，使重为500N的物体A以2cm/s的速度沿水平地面向左匀速运动5s，已知物体A受到的摩擦力为90N，则在该过程中（ ）
A．绳子移动的距离为0.3m
B．有用功为50J
C．拉力F的功率为1.6W
D．滑轮组的机械效率为88.9%
4．如图所示是《天工开物》中古人用脚踏碓（duì） 舂米（将稻米去皮）的情景。木杠可绕O点转动，它的前端装有锥形石头，不断用脚踩踏木杠后端，就可以舂米。下列分析正确的是（ ）
A．此装置是费力杠杆
B．使用此机械可以省功
C．石头被抬至最高处时动能最大
D．脚踩的位置离O点越近越省力
5．如图所示，用四个相同的滑轮组成甲、乙两个滑轮组，在各自绳子的自由端分别施加F1和F2的拉力，在相同的时间内将相同的物块提升相同的高度。不计绳重和摩擦，下列分析正确的是（ ）
A．拉力F2大于F1
B．甲、乙两个滑轮组的机械效率相等
C．甲、乙两个滑轮组中绳子自由端移动的距离相等
D．甲、乙两个滑轮组中绳子自由端移动的速度相等
6．下图节选自我国古代科技著作《天工开物》、《淮南万毕术》，下列说法正确的是（ ）
A．甲图“汲水桔棒”中，井上汲水的桔棒属于杠杆
B．乙图“簸扬稻谷”中，能分离不饱满稻谷是利用簸箕具有惯性
C．丙图“磨冰取火”中，凸透镜又叫发散透镜，对太阳光有发散作用
D．丁图“赶稻及菽”中，牛拉石碾的力与石碾拉牛的力是一对平衡力
7．图是一种利用滑轮组提升物体的简化模型示意图。人站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，物体5s内匀速竖直上升了1m，滑轮组的机械效率为90%。物体重为720N，g取10N/kg。关于该过程，下列说法正确的是（ ）
A．绳子自由端移动的速度为0.2m/s
B．绳子自由端受到竖直向下的拉力为800N
C．动滑轮所受的重力为80N
D．拉力F做功的功率为160W
8．用如图甲所示的装置提升重物A，A的重力为360N，底面积为50cm2，施加的拉力F随时间变化关系如图乙所示，A上升的速度v随时间变化关系如图丙所示（忽略绳重和摩擦）。下列结论错误的是（ ）
A．物体匀速上升时拉力F的功率为80W B．动滑轮的重力为40N
C．0.5s时，物体A对地面的压强为1×104Pa D．2~3s时，此装置的机械效率为90%
9．（多选）用如图所示的滑轮组提起重1000N的货物，所用拉力是400N，绳的自由端被拉下2m。关于这个滑轮组工作的下列说法中，正确的是（ ）
A．总功是800J B．额外功是100J
C．有用功是400J D．机械效率是62.5%
10．（多选）如图所示为一轻杆，质量不计，可绕O点无摩擦自由转动，在力F作用下轻杆从水平位置缓慢提升一小段距离，下列说法正确的是（ ）
A．图中杠杆是一个费力杠杆
B．若力F始终竖直向上，则提升过程中，F 大小不变
C．若力F 始终垂直于杠杆，则提升过程中，F 逐渐变大
D．若 2OA=AB，杆在水平位置平衡时，竖直向上的F 的大小为物重的
二、填空题（本题共4个小题，每空2分，共14分。）
11．一辆总重为的汽车经过某一长为200m的路段时，竖直高度上升了20m，如果汽车的牵引力恒为，此过程中盘山公路斜面的机械效率为 。
12．图为探究杠杆平衡条件时的某次实验情形，在A点挂4个钩码，若使杠杆在水平位置仍保持平衡，需要在B点挂 个钩码；若在A、B两处分别再挂上一个钩码，杠杆 （选填“能”或“不能”）在水平位置继续保持平衡。
13．小文用如图所示的滑轮组，在5s内将重为90N的物体匀速提升1m，拉力F为40N，该滑轮组的机械效率是 ，拉力的功率是 W。
14．如图，小明用沿斜面向上的推力，将总重为的小车匀速推到斜面顶端，用时。已知斜面高，长。此过程中小明推小车的功率为 ，该斜面的机械效率为 。
三、作图题（本题共3个小题，每小题2分，共6分。）
15．请在图中画出力的力臂L。
16．如图所示是工人借助撬棒来撬动石头，请画出动力F的力臂l。
17．如图所示，忽略动滑轮重、绳重及摩擦，根据拉力F与重力G的关系连线。
四、实验探究题（本题共3个小题，第18题10分，第19题10分，第20题8分；共28分。）
18．下图是飞扬小组同学利用刻度均匀的匀质杠杆进行探究“杠杆的平衡条件”的实验。（每个钩码重1N）
（1）小李同学利用刻度均匀的匀质杠杆甲进行探究：
①实验前，将杠杆的中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆左端下沉，这时应将平衡螺母向 （选填“左”或“右”）端调节，直到杠杆在 位置平衡；
②在杠杆A点处挂4个钩码，则在B 点处应挂 个同样的钩码，杠杆仍然在水平位置平衡；
③把B点处的钩码取下，在B 点处施加一个竖直向下的拉力F时，杠杆仍然在水平位置平衡。当拉力F向右下倾斜时，若仍要保持杠杆在水平位置平衡，拉力F的大小将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）；
（2）小王同学用如图乙所示的一根左粗右细的直木棒进行探究，悬挂使其水平平衡，利用钩码和刻度尺，使用该直木棒 （选填“能”或“不能”）探究“杠杆平衡条件”。
19．在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，某组同学用同样的滑轮安装了如图甲、乙所示的滑轮组，实验测得的数据如表所示
次数 物体的重力G/N 提升高度h/m 拉力F/N 绳端移动的距离s/m 机械效率η
1 2 0.2 1 0.6 66.7%
2 3 0.2 1.4 0.6 71.4%
3 4 0.2 1.8 0.6 74.1%
4 2 0.2 1.5 0.4
（1）第1次数据是图 （选填“甲”或“乙”）所示的滑轮组测得的；
（2）采用甲图装置实验时，应用手竖直向上 拉动弹簧测力计，使挂在动滑轮下的物体缓慢上升；
（3）比较1、2、3次实验数据可判定，在装置相同情况下，物体越重，滑轮组的机械效率越 ；
（4）第4次实验中的机械效率为 ；
（5）采用甲图装置实验时，若弹簧测力计没有竖直向上拉，则测得的机械效率将 （选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
20．西大附中物理兴趣小组为测量物体密度，设计了不同方案。
（一）小雯分队用托盘天平和量筒测量小石块的密度。
（1）将托盘天平放在 桌面上，并将游码调到标尺的 ，发现指针静止如图甲所示，则应将平衡螺母向 （选填“左”或“右”）调节，直至天平平衡；
（2）小雯用调好的托盘天平测小石块的质量，平衡时放在盘中的砝码和游码在标尺上的位置如图乙所示，则小石块的质量为 g。在量筒内装有一定量的水，量筒中放入小石块前、后的情况如图丙所示，则小石块的体积为 ，小石块的密度是 。
（二）小波分队利用重物甲设计了如图的实验来测量火山石的密度。
（3）如图所示，轻质杠杆处于水平位置且平衡，测出和；
（4）保持火山石的悬点位置A不变，将火山石浸没在盛水的杯中（未与杯底、杯壁接触），一段时间后调整重物甲的悬点位置至C点，使杠杆再次处于水平位置且平衡，用刻度尺测量OC的长度，则火山石密度的表达式为： （水的密度为）。
（5）实验过程中由于火山石吸水（不考虑火山石体积的变化），会导致测量结果有偏差。聪明的小刚想到，把吸水后的火山石表面擦干，再挂在悬点A位置，重新调整重物甲的位置，测出悬点O距离重物甲的距离为，则修正后火山石的密度表达式为： （水的密度为）。
五、简答题（本题共2个小题，每小题3分，共6分。）
21．如图所示为小明外出所拿的行李箱，行李箱的下部装有滚轮，拉行李的时候要拉出拉杆，请解释：
（1）行李箱的下部装有滚轮的目的；
（2）拉行李箱的时候要拉出拉杆的作用。
22．图甲是《天工开物》中记载的三千多年前中国古人利用桔槔在井上汲水的场景，图乙为其简化图。一根细长杆AB架在支架上，在杆的B端悬挂一个重石，A端悬挂水桶，提水时，人向下拉动绳子使水桶下降至井中打水，同时捆绑重石的B端上升；水桶装满水后，人向上拉绳子让绑重石的B端位置下降，将水桶提起。
（1）桔槔的工作原理是什么？
（2）如何使人在提水时更省力，请你提出一条合理的建议。
六、综合应用题（本题共2个小题，第23小题8分，第24小题8分；共16分。）
23．（8分）如图所示，某快递公司工作人员利用滑轮组往货车上提升重物时，在竖直向上的50N的拉力F作用下，将重为120N的物体匀速提起，在5s时间内重物上升的高度。不计绳重和摩擦，求：
（1）动滑轮的重力是多少？（2分）
（2）拉力做功的功率是多少？（3分）
（3）滑轮组提升该重物时的机械效率是多少？（3分）
24．（8分）如图所示，轻质杠杆AB可绕O点转动，当甲物体浸没在水中时，杠杆恰好水平平衡，A、B两端的细线均不可伸长且处于张紧状态。已知甲物体的质量m甲=0.6kg，体积为V甲=4×10-4m3；乙物体的质量m乙=0.86kg，其底面积S乙=2×10-4m2，AO∶OB=2∶1，圆柱形水容器的底面积S=5×10-3m2，取g=10N/kg。求：
（1）甲物体受到的浮力；（2分）
（2）杠杆B端受到细线的拉力；（2分）
（3）乙对地面的压强；（2分）
（4）若改变支点位置至O1，使乙对地面压力刚好变为0，且杠杆水平平衡，求 AO1∶O1B。（2分）
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【详解】A．赛艇运动员比赛时用船桨划水，是利用了费力杠杆，动力臂小于阻力臂，故A错误；
B．旗杆上安装的定滑轮不可以省力，但可以改变力的方向，故B错误；
C．自行车在转弯时，车把手动力臂大于阻力臂，属于省力机械，故C错误；
D．盘山公路是采用减小坡度增大距离的方式达到省力的效果，故D正确。
故选D。
2．A
【详解】A．筷子使用时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故A符合题意；
B．瓶盖起子使用时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故B不符合题意；
C．单角锤使用时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故C不符合题意；
D．核桃夹使用时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故D不符合题意。
故选A。
3．A
【详解】A．由知道，物体移动的距离
由图知道，n=3，绳子自由端移动的距离
故A符合题意；
B．由W有用=fs物知道，克服摩擦力做的有用功
故B不符合题意；
C．拉力做的总功
拉力做功的功率
故C不符合题意；
D．由知道，滑轮组的机械效率为
故D不符合题意。
故选A。
4．A
【详解】A．由图可知，脚踏碓是一个杠杆，O为支点，O点到脚的距离为动力臂，O点到锥形石头的距离为阻力臂，动力臂小于阻力臂，为费力杠杆。故A正确；
B．使用任何机械都不能省功，甚至还要多做额外功，故B错误；
C．石头被抬到最高处时，高度最高，质量不变，具有的重力势能越大，故C错误；
D．人脚越靠近O点，动力臂越小，由杠杆平衡条件可知，在阻力和阻力臂乘积不变时，动力臂越小，动力越大，因此人脚越靠近O点越费力，故D错误。
故选A。
5．B
【详解】A．不计绳重、滑轮与轴之间的摩擦，从图中可知滑轮组的动滑轮绕绳子的段数n1=2，n2=3，绳子自由端的拉力
所以
F1>F2
故A错误；
B．因为使用相同的滑轮，动滑轮重相同，提升的物体重和高度相同，不计绳重和摩擦，由W额=G动h和W有=G物h可知利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同，则总功相同，由可知两滑轮组的机械效率相同，故B正确；
CD．在相同的时间内将相同的物块提升相同的高度h，由s=nh可知甲、乙两个滑轮组中绳子自由端移动的距离分别为
s1=2h
s2=3h
所以甲、乙两个滑轮组中绳子自由端移动的距离不相等，由可知甲、乙两个滑轮组中绳子自由端移动的速度不相等，故CD错误。
故选B。
6．A
【详解】A．由图甲可知，汲水桔棒使用时在力的作用下绕支点转动，属于杠杆，故A正确；
B．乙图中簸扬稻谷，能分离不饱满稻谷是利用稻谷具有惯性，故B错误；
C．图丙凸透镜对光有会聚作用，又叫会聚透镜，故C错误；
D．牛拉石碾的力与石碾拉牛的力不是作用在同一物体上，不是一对平衡力，故D错误。
故选A。
7．D
【详解】A．由图可知，滑轮组承担重物和动滑轮的绳子股数为n=2，物体上升的速度
则绳子自由端移动的速度为
v绳=nv物=2×0.2m/s=0.4m/s
故A错误；
B．根据
可知，绳子自由端的拉力
故B错误；
C．因为不忽略机械之间的摩擦，因此根据
可知为
G动+f=nF-G=2×400N-720N=80N
所以动滑轮的重力小于80N，故C错误；
D．拉力F做功的功率为
P=Fv=400N×0.4m/s=160W
故D正确。
故选D。
8．C
【详解】A．由图丙可知，2s到3s物体匀速上升，速度为0.2m/s，由图乙知，拉力为200N，由图甲可知，连接动滑轮的绳子的段数为n=2，绳子自由端移动的速度为0.4m/s；拉力的功率为
故A正确，不符合题意；
B．忽略绳重和摩擦，根据
可得，动滑轮重力为
故B正确，不符合题意；
C．由图乙可知，0.5s时拉力为150N，物体受到竖直向上的拉力为
物体对地面的压力为
F压=360N-260N=100N
则对地面的压强为
故C错误，符合题意；
D．2～3s时，此装置的机械效率为
故D正确，不符合题意。
故选C。
9．AD
【详解】A．总功是
故A正确；
C．滑轮组
重物上升高度
有用功是
B．额外功是
故B错误；
D．机械效率是
故D正确。
故选AD。
10．BD
【详解】A．由图可知动力臂大于阻力臂，该杠杆为省力杠杆，故A 错误；
B．杠杆被拉起后，如下图所示：
OA′为动力臂，OC′为阻力臂，阻力不变为G，有
△OC′A∽△OA′D′
则
OC′∶OA′=OA∶OD′=OC∶OB
杠杆平衡，所以
F′×OA′=G×OC′OC∶OB 是一定值，OA∶OD′比值不发生变化，所以OC′∶OA′比值也不发生变化，阻力不变，所以F 大小不变，故B正确；
C．在提升过程中，阻力臂l2变小，阻力G不变，即Gl2变小，因为拉力方向始终垂直于杠杆，所以动力臂不变，l1始终等于BO，根据知道，F1变小，即拉力F逐渐减小，故C错误；
D．当 2OA=AB，有由题可得OB=3OA，即动力臂为阻力臂的三倍，所以力F为物重的三分之一，故D正确。
故选BD。
11．40%
【详解】牵引力做的总功
W总=Fs=2.5×104N×200m=5×106J
牵引力做的有用功
W有=Gh=1×105N×20m=2×106J
盘山公路的机械效率
12． 3 不能
【详解】[1]设一个钩码的重力为G，杠杆一个小格代表L，根据杠杆平衡条件F1 L1 =F2 L2 得
4G×3L=nG×4L
解得n=3，即需要在B点挂3个钩码。
[2]在A、B两处分别再挂上一个钩码后，杠杆的左端
F1 L1 =(4G+G)×3L=15GL
杠杆的右端
F2 L2 =(3G+G)×4L=16GL
因为F1 L1
【详解】[1][2]由图可知，连在动滑轮上承担物重的绳子有3段，所以绳了移动的距离为
提升物体做的有用功
作用在绳子上的拉力所做的总功
则滑轮组的机械效率为
拉力的功率是
14．
【详解】[1]人做的功即总功
人做功的功率
[2]人做的有用功
斜面机械效率
15．
【详解】过支点往力的作用线做垂线段即为力臂，则动力F1的力臂L如下图所示：
16．
【详解】根据力臂的定义：力臂是支点到力的作用线的距离，过支点O作动力F的作用线的垂线，即动力F的力臂l，如下图所示：
17．
【详解】根据题意，忽略动滑轮重、绳重及摩擦，则由3段绳子吊着动滑轮；则由2段绳子吊着动滑轮；故作图如下：
18． 右 水平位置 6 变大 能
【详解】（1）①[1][2]杠杆静止时，杠杆左端下沉，说明左端偏低，右端偏高，平衡螺母需向右调节，直到杠杆在水平位置平衡。
②[3]设杠杆每个格的长度为l，每个钩码的重力为G，根据杠杆的平衡条件得到
解得FB=6G，需挂6个钩码。
③[4]若拉力F向右下倾斜时，此时F的力臂变短，根据杠杆的平衡条件，力变大。
（2）[5]如图所示
木棒悬挂时在水平位置平衡，可得到
其重心在支点上，避免了杠杆自重对实验的影响，在其两端挂上数量不同的钩码，调整位置，使杠杆在水平位置平衡，用刻度尺测出力臂，就能探究杠杆平衡的条件。
19． 甲 匀速 大 66.7 偏小
【详解】（1）[1]第1次数据是采用
的滑轮组得到的，因此是图甲所示的滑轮组测得的。
（2）[2]采用甲图装置实验时，应用手竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在动滑轮下的物体缓慢上升，是拉力大小不变。
（3）[3]由表格中数据得，1、2、3次都是使用甲滑轮组进行实验的，比较1、2、3次实验数据可判定，在装置相同情况下，物体越重，滑轮组的机械效率越大。
（4）[4]第4次实验中的机械效率为
（5）[5]采用甲图装置实验时，若弹簧测力计没有竖直向上拉，拉力会较大，拉动重物上升相同距离，有用功不变，拉力移动距离不变，总功变大，由得，测得的机械效率将偏小。
20． 水平 零刻度线处 左 38.4 15 2.56
【详解】（1）[1][2][3]在使用天平前，把天平放在水平台面上，将游码移到标尺左端的零刻度线处，发现指针偏向分度盘的右侧（甲图），说明天平的右端沉，应将平衡螺母向左端调节，直至横梁水平平衡。
（2）[4]用天平测量物体质量时，物体的质量等于砝码的质量与游码对应质量之和，所以由乙图可知，小石块的质量为
m=20g+10g+5g+3.4g=38.4g
（3）[5]由图丁可知，量筒的分度值为1mL，小石块的体积为
V=45mL-30mL=15mL=15cm3
[6]小石块的密度为
（4）[7]火山石的重力
重物甲的重力G甲，杠杆重力忽略不计，杠杆平衡时，由杠杆的平衡条件可得
……①
保持火山石的悬点位置A不变，即l2的大小不变，将石块浸没在盛水的杯中（未与杯底、杯壁接触）受到的浮力
杠杆左端受到的拉力为
调整重物的悬点位置至C点，使杠杆再次处于水平位置且平衡，由杠杆的平衡条件可得
……②
由①、②得
火山石密度为
（5）[8]把吸水后的火山石表面擦干，再挂在悬点A位置，重新调整重物甲的位置，测出悬点O距离重物甲的距离为，则有
……③
由①、③得
修正后火山石的密度表达式为。
21．见详解
【详解】（1）行李箱下部装有滚轮，其目的是为了用滚动代替滑动来减小摩擦。
（2）把行李箱看成杠杆，轮子是支点，行李箱的动力臂大于阻力臂，行李箱是省力杠杆，拖行李箱的时候要拉出拉杆，拉出的杆越长，动力臂越长，越省力。
22．（1）杠杆原理（杠杆的平衡条件）；（2）适当增加B端的物重（或增加OB的长度等）
【详解】答：（1）桔槔的工作原理是利用杠杆原理。以支架为支点，细长杆 AB 为杠杆，重石的重力和水桶及水的重力分别作为阻力和动力。通过调整力臂的长度，实现省力或改变力的方向等作用。
（2）要使人在提水时更省力，可以增加阻力臂的长度，比如将悬挂重石向 B 端移动，使阻力臂变长，这样在提升相同水桶时就会更省力。或者加大重石的重量，也能相对使人更省力。例如，适当增加B端的物重（或增加OB的长度等），可以更换密度更大的材料制作重石。
23．（1）30N；（2）60W；（3）80%
【详解】解：（1）由可得，动滑轮的重力是
（2）拉力做功的功率是
（3）滑轮组提升该重物时的机械效率是
答：（1）动滑轮的重力是30N；
（2）拉力做功的功率是60W；
（3）滑轮组提升该重物时的机械效率是80%。
24．（1）4N；（2）4N；（3）2.3×104Pa；（4）43∶10。
【详解】解：（1）由阿基米德原理可知，甲物体浸没在水中时
所受的浮力为
（2）甲的重力为
甲受到绳子拉力、自身重力以及浮力三个力的作用，并保持平衡，根据平衡条件可知，绳子对甲的拉力为
即绳子对A端的拉力为
根据杠杆平衡条件可知，杠杆B端受到细线的拉力为
（3）乙的重力为
绳子对乙的拉力为
乙受到的支持力为
乙对地面的压力为
乙对地面的压强为
（4）若改变支点位置至O1，使乙对地面压力刚好变为0，且杠杆水平平衡，则有，根据
可得，此时
答：（1）甲物体受到的浮力为4N；
（2）杠杆B端受到细线的拉力为4N；
（3）乙对地面的压强为2.3×104Pa；
（4）若改变支点位置至O1，使乙对地面压力刚好变为0，且杠杆水平平衡，AO1∶O1B=43∶10。
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