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）（困难）

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.  在如图所示的各杠杆实例中，属于费力杠杆的是(    )

A. 开瓶器 B. 独轮车
C. 碗夹 D. 切纸刀

2.  我市许多区建立了“自行车租赁系统”，为广大市民外出工作和游玩提供了一种“低碳环保”的交通方式。关于自行车。下列说法错误的是(    )

A. 急刹车时，车轮与地面的摩擦由滚动摩擦变成滑动摩擦
B. 车把和脚蹬表面上凹凸花纹是为了增大摩擦
C. 舒适的车座呈扁平状是为了减小对人体的压力
D. 刹车把手相当于省力杠杆

3.  如图示生具中，使用时属于费杠杆的是(    )

A. 羊角锤 B. 筷子
C. 起瓶器 D. 钢丝钳

4.  如图一轻质杠杆的中点挂有一重物，在端施加一个始终在竖直方向的力，在将杠杆从位置匀速提升到位置的过程中，力的大小变化(    )
 

A. 先变大后变小 B. 一直变大 C. 一直变小 D. 不变

5.  如图、所示，分别用滑轮甲、乙使物体沿同水平地面匀速运动滑轮的重力及摩擦不计，若两次移动的距离相等，则拉力、及拉力做的功、的关系，下列判断中正确的是(    )

A. ， B. ，
C. ， D. ，

6.  用如图所示的滑轮组提升重的物体，动滑轮重，不计绳重和摩擦，物体上升高度为，则绳子自由端通过的距离和拉力的大小分别为(    )

A.   
B.   
C.   
D.   

7.  生活中处处都有物理，以下说法正确的是(    )

A. 篮球上升过程中，重力势能变小
B. 常用温度计把冰的温度定为
C. 旗杆上的滑轮是动滑轮
D. 小安同学背着书包站在上行的电梯中，她对书包做了功

8.  图中所示的机械中，不属于轮轴的是(    )

A. 千斤顶 B. 方向盘
C. 齿轮 D. 辘轳

9.  甲乙两个滑轮组如图所示，其中的每一个滑轮都相同，用它们分别将重物、提高相同的高度，不计滑轮组的摩擦，下列说法中正确的是(    )

A. 若，拉力做的额外功相同
B. 若，甲的机械效率大于乙的机械效率
C. 若，拉力做的总功相同
D. 用甲乙其中的任何一个滑轮组提起不同的重物，机械效率不变
 

10.  如图所示，重为的物体在拉力的作用下，以速度匀速运动了，已知物体在水平桌面上运动时受到的摩擦阻力为物重的分之一，不计绳重、绳与轮、轮与轴间的摩擦，下列说法正确的是(    )

A. 使用该滑轮组一定省力 B. 拉力的功率为
C. 额外功为 D. 滑轮组的机械效率为

11.  小华分别尝试用如图所示的两个滑轮组，在相同时间内将重为的重物匀速提升了相同的高度，所用的拉力分别为和。图中每个滑轮的质量均相等，不计绳重及摩擦。下列说法正确的是(    )

A. 小于
B. 甲的额外功等于乙的额外功
C. 甲的有用功大于乙的有用功
D. 做功的功率大于做功的功率

12.  用相同的滑轮和绳子分别组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，相同时间把相同的重物匀速提升相同的高度。若不计绳重及摩擦，下列说法正确的是(    )

A. 绳子受的拉力和大小相等
B. 滑轮组的机械效率相同
C. 拉力对滑轮组所做的功不相等
D. 拉力对滑轮组所做的功的功率不相等

第II卷（非选择题）

二、填空题（本大题共4小题，共8.0分）

13.  使用杠杆时，如果杠杆保持        状态或绕支点匀速转动状态，我们就说杠杆处于平衡状态。杠杆平衡时满足的条件是：        。

14.  婴儿手推车可前进，可后退，当前轮遇到障碍物时，向下压扶手，这时手推车可以看作杠杆，支点是        选填“前”或“后”轮；当后轮遇到障碍物时，向上提扶手，与前轮遇到障碍物时相比，此时较        选填“省”或“费”力。

15.  如图所示，滑轮重，用的水平拉力拉着物体在水平桌面上做匀速直线运动，则物体与水平桌面的摩擦力大小为        ，若物体在秒内移动米，绳子运动的速度是        ，不计绳重和摩擦。

16.  如图，用这样的装置举高物体。如果滑轮重，要提起的物体，至少要用        的拉力。若要使物体上升，应将绳的自由端拉动        不计绳重及摩擦。

三、作图题（本大题共2小题，共4.0分）

17.  如图所示，手端茶杯时，中指与杯把接触点为支点，请画出杯子所受到的重力及其力臂．

18.  如图所示质杠杆能绕点转动，请在杠中的端画出使轻保持平衡的最小的力的示要保留作图痕迹。

四、实验探究题（本大题共2小题，共8.0分）

19.  如图甲所示，杠左边处挂四个相同钩码，要使杆在水位置平衡在杠杆右边同钩码        。杆在水平位置平衡的主要的        。
在探究杠平衡条件的实：
如图乙所示用弹簧测力计在处竖直上拉，当弹测力计逐向右斜时，使杠杆在水平位置平衡，则弹力计示数将        大小不变，其原是：        。

20.  探究如图所示滑轮组的机械效率与什么因素有关时，部分实验数据如表。

第次实验时所做的有用功为        ，滑轮组的机械效率是        ；
分析、、次实验的数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物重力越        选填“大”或“小”，滑轮组的机械效率越高；
分析、次实验的数据还可知滑轮组的机械效率与钩码上升的高度        选填“有关”或“无关”。

五、计算题（本大题共3小题，共24.0分）

21.  杆秤是从我国古代沿用至今的称量工具，如图是小明制作的杆秤的示意图，使用时，将待称物体挂在秤钩上，用手提起或相当于支点处的秤纽，移动秤砣在秤杆上的位置，使秤杆达到水平平衡时可读出待称物体的质量，此秤最大称量是，秤砣最远可移至点。秤杆和秤钩的质量忽略不计，、、的长度如图所示取，求：
提起哪处的秤纽，此秤的称量最大？
秤砣质量为多少？
当提起处秤纽称一袋质量为的荔枝时，与之间的距离为多少？

22.  如图所示，这是用滑轮组提升建筑材料的示意图，在竖直向下的拉力作用下，使重为的建筑材料以的速度匀速竖直上升了，动滑轮重为。若不计绳重与摩擦，求：
拉力的大小；
滑轮组的机械效率。

23.  一个工人用滑轮组不计摩擦和绳重将的货物用了匀速提高，所用的拉力是，求：
提升重物时所做的有用功是多少？
这个工人做功即总功的功率是多少？
此时滑轮组的机械效率是多少？
若把的重物提起，工人至少要用多大的拉力？

答案和解析

1.【答案】 

【解析】解：、开瓶器的动力臂比阻力臂长，是省力杠杆，故A不符合题意；
B、独轮车的动力臂比阻力臂长，是省力杠杆，故B符合题意；
C、碗夹的动力臂比阻力臂短，是费力杠杆，故C符合题意；
D、切纸刀的动力臂比阻力臂长，是省力杠杆，故D符合题意。
故选：。
动力臂比阻力臂长的杠杆是省力杠杆。
动力臂比阻力臂短的杠杆是费力杠杆。
动力臂和阻力臂相等的是等臂杠杆。
知道杠杆的分类；知道常见的省力杠杆和费力杠杆的实例。
 

2.【答案】 

【解析】解：、急刹车时，这是车轮与地面的摩擦由滚动摩擦变成滑动摩擦，可以增大摩擦，从而使车尽快停下来，故A正确；
B、车把和脚蹬表面上凹凸花纹是为了增大接触面的粗糙程度，从而增大摩擦力，故B正确；
C、车座呈扁平形状，可以在压力一定时，增大面积，减小对人的压强，故C错误；
D、刹车把手在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D正确。
故选：。
增大摩擦力的方法：增大压力，增大接触面的粗糙程度；
减小摩擦力的方法：减小压力，减小接触面的粗糙程度，使接触面脱离，用滚动代替滑动；
在压力一定时，增大受力面积可减小压强。
动力臂大于阻力臂的杠杆是省力杠杆。
】本题以自行车为内容，考查了有关减小压强的方法及其应用、杠杆的分类、摩擦力的相关知识，属力学综合题，考查全面，值得关注。
 

3.【答案】 

【解析】解：角锤使过程中，动力臂大于力臂，是力杠杆，故A不合题意；
瓶器在用过程中，动臂大于阻力臂，是力杠杆，故不符合意；
钢钳在使用过程中，动力臂于阻臂，是省杠杆，故D不符意。
故选：。
合图片和生经验先判断杆在使过程动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它属于种类型杠杆。
杆的分主包括以下几种省力杠杆动力臂大于阻力臂；费力，动力小于阻臂；等臂杠杆动力等于阻力臂。
 

4.【答案】 

【解析】解：保持的方向不变，如图：

杠杆在位置，为动力臂，为阻力臂，阻力不变为，
由∽得，，
由杠杆平衡平衡条件可得：，
则；故杠杆从位置匀速提升到位置的过程中，力将不变；
故选：。
在位置，画出动力和阻力的作用线，找出动力臂、阻力臂，利用三角形的相似关系，确定动力臂和阻力臂的大小关系，再利用杠杆平衡条件分析拉力的大小变化情况。
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。能否正确分析重力的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：
由图可知，甲为定滑轮，使用定滑轮不省力，乙为动滑轮，使用动滑轮能省力，故F；
两次移动的距离相等，由于摩擦力不变，滑轮的重力及摩擦不计，故拉力做的功都为，故拉力做的功是相等的，即。
故选：。
使用动滑轮可以省力，使用定滑轮不省力，但可以改变力的方向；根据功的公式分析。
本题考查定滑轮和定滑轮的特点、及功大小的判断，是一道基础题目。
 

6.【答案】 

【解析】解：由图可知，，则绳子自由端通过的距离：；
不计拉绳质量及摩擦，绳子的拉力。
故选：。
先判断出滑轮组承担总重的绳子的段数，利用即可求出绳子自由端通过的距离；
当不计拉绳质量及摩擦，由计算出拉力。
本题主要考查动滑轮的使用和绳子自由端通过的距离与拉力大小的计算，关键明确不计摩擦和绳重时，。
 

7.【答案】 

【解析】解：
A、篮球上升过程中，质量不变，高度变大，重力势能变大，故A错误；
B、摄氏温标是把一标准大气压下冰水混合物的温度规定为，故B错误；
C、旗杆上的滑轮能绕着固定点转动，为定滑轮，故C错误；
D、背着书包站在匀速上升的电梯中，小安对书包的力的方向上竖直向上的，移动的距离在竖直方向上，所以小安对书包做了功，故D正确。
故选D。
重力势能的大小与质量、高度有关，质量越大、高度越高，重力势能越大；
摄氏温标是把冰水混合物的温度规定为，把沸水的温度规定为；
定滑轮是等臂杠杆，动力臂等于阻力臂，也就是说动力等于阻力，使用定滑轮不省力、但能改变用力方向；
根据做功的两个必要条件判断：一是有力作用在物体上，二是物体在力的方向上有通过的距离。
本题考查了重力势能的变化、温度的规定、定滑轮的使用、做功的条件，属于基础题。
 

8.【答案】 

【解析】解：千斤顶属于杠杆，不属于轮轴；方向盘、齿轮、辘轳都是由“轮“和“轴“组成的系统，能绕共同轴线旋转，属于轮轴。故A正确，BCD错误。
故选：。
由轮和轴组成，能绕共同轴线旋转的机械，叫做轮轴。
此题考查了简单机械中轮轴的概念，属基础题目。
 

9.【答案】 

【解析】

【分析】

本题考查滑轮组机械效率的分析，难度较小。

通过变化有用功或总功来改变机械效率．若有用功相同，额外功越多，机械效率越低，否则越高；若额外功相同，有用功越多，机械效率越高，否则越低。

解决此题的关键是搞清有用功、额外功、总功之间的关系，并能比较出甲乙两图中所做额外功的大小关系，并能根据公式分析机械效率大小关系。

【解答】

A.甲滑轮组中有一个动滑轮，乙滑轮组中有两个动滑轮，所以若把物体提升相同的高度，乙滑轮组做的额外功多，故A错误；
B.根据，若，把物体提升相同的高度，则甲乙所做的有用功相同，乙滑轮组做的额外功多，乙做的总功大于甲做的总功，所以甲的机械效率大于乙的机械效率，故B正确．
C.若，把物体提升相同的高度，则甲乙所做的有用功相同，总功有用功额外功，所以乙做的总功大于甲做的总功，故C错误；
D.用同一个滑轮组提起不同的重物，所做的额外功不变，有用功发生变化，所以有用功在总功中的比值发生变化，所以机械效率会变化，故D错误．
故选B。  

10.【答案】 

【解析】

【分析】
本题主要考查了与滑轮组相关的计算和机械效率的计算，求出绳端的拉力、弄清水平拉动物体时所做有用功的含义是关键，注意该滑轮组是否省力取决于物体受到的摩擦力与动滑轮重的大小关系，这是易错点
由图可知，动滑轮上绳子的股数；由于不计绳重、绳与轮、轮与轴间的摩擦，且利用滑轮组水平拉动物体，则绳端的拉力，据此分析使用该滑轮组是否省力；
绳端移动的速度，根据求出拉力的功率；
先求出绳端移动的距离，克服摩擦阻力做功为有用功，拉力做功为总功，根据功的公式表示出有用功和总功，用总功减去有用功即为额外功；
利用计算机械效率。
【解答】
由图可知，连接动滑轮绳子的股数，由于不计绳重、绳与轮、轮与轴间的摩擦，所以，绳端的拉力，由于与的大小关系未知，所以无法比较与的大小关系，则使用该滑轮组不一定省力，故A错误
绳端移动的速度，则拉力的功率，故B正确
由题意可知，物体运动时受到的摩擦阻力，克服摩擦阻力做的功等于有用功，则，绳端移动的距离，拉力做的总功，则额外功，故C错误
滑轮组的机械效率，故D错误。
故选B。  

11.【答案】 

【解析】解：
A、不计绳重及摩擦，拉力，
由图知，，，
所以绳子受的拉力：
，，
所以，故A错误；
、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，，，
所以利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同，拉力做的总功相同，故B正确，C错误；
D、拉力做的总功相同，所用的时间相同，由 可知，拉力做功的功率等于拉力做功的功率，故D错误。
故选：。
由滑轮组的结构知道承担物重的绳子股数，则绳子自由端移动的距离；把相同的重物匀速提升相同的高度，做的有用功相同；不计绳重及摩擦，利用相同的滑轮和绳子、提升相同的高度，做额外功相同；而总功等于有用功加上额外功，可知利用滑轮组做的总功相同，利用功率公式判断拉力做功功率的大小关系。
本题重点理解：把相同的重物匀速提升相同的高度，做的有用功相同；不计绳重及摩擦，利用相同的滑轮和绳子、提升相同的高度，做额外功相同；而总功等于有用功加上额外功，可知利用滑轮组做的总功相同。
 

12.【答案】 

【解析】解：甲滑轮组中动滑轮上有段绳子，则拉力，
乙滑轮组中动滑轮上有段绳子，则拉力，
，故A错误；
B.不计绳重及摩擦时，滑轮组的额外功相等，均等于克服动滑轮重力做的功，做的有用功也相等，则滑轮组的机械效率相等，故B正确；
甲滑轮组中绳端移动的距离为物体移动距离的倍，乙滑轮组中绳端移动的距离为物体移动距离的倍，由，可知拉力做的功相等，相同时间内拉力对滑轮组所做的功的功率也相等，故CD错误。
故选：。
由滑轮组的结构知道承担物重的绳子股数，则绳子自由端移动的距离；把相同的重物匀速提升相同的高度，做的有用功相同；不计绳重及摩擦，利用相同的滑轮和绳子、提升相同的高度，做额外功相同；而总功等于有用功加上额外功，可知利用滑轮组做的总功相同，再根据效率公式判断滑轮组机械效率的大小关系。
本题考查了使用滑轮组时的确定方法，有用功、额外功、总功的计算方法，不计摩擦和绳重时拉力的求法；本题关键在于确定额外功相等。
 

13.【答案】静止  动力动力臂阻力阻力臂 

【解析】解：杠杆的平衡状态是指杠杆处于静止或匀速转动状态，因而杠杆是处于静止或绕支点匀速转动状态，我们就说杠杆处于平衡状态。
经大量实验证明，杠杆的平衡条件为：动力动力臂阻力阻力臂。
故答案为：静止；动力动力臂阻力阻力臂。
根据对杠杆平衡的认识和杠杆平衡条件可做出解答。
本题主要考查了对杠杆平衡的理解，属基础知识，难度不大。
 

14.【答案】后  省 

【解析】解：当前轮遇到障碍物时，向下压扶手，婴儿手推车可看作杠杆，手推车绕着后轮转动，后轮是支点；
当后轮遇到障碍时，向上提扶手，手推车绕着前轮转动，前轮是支点；在这两种情况下，阻力与阻力臂相等，后轮遇到障碍物时的动力臂大于前轮遇到障碍物时的动力臂，由杠杆平衡条件可知，在阻力与阻力臂一定时，动力臂越大，动力越小，因此与前轮遇到障碍物时相比，此时较省力。
故答案为：后；省。
杠杆绕着转动的固定点是杠杆的支点；
由杠杆的平衡条件可知：当动力臂大于阻力臂时，为省力杠杆。
本题考查了杠杆的五要素和杠杆的类型，属于基础知识。
 

15.【答案】   

【解析】解：用的水平拉力拉着物体在水平桌面上做匀速直线运动，根据动滑轮的特点，此时动滑轮对物体向左的拉力为：；
物体在水平方向上受到的拉力和摩擦力是一对平衡力。所以有：；
物体移动的速度为：；绳子运动的速度为。
故答案为：；。
物体在水平方向上受到的拉力和摩擦力是一对平衡力。
根据动滑轮的特点可知：绳子移动的速度是物体移动速度的两倍。
会根据动滑轮的特点和二力平衡的知识进行简单的分析；会利用速度公式进行计算。
 

16.【答案】   

【解析】解：图中是动滑轮，不计绳重及摩擦，拉力为：
；
绳的自由端应拉动距离为：
。
故答案为：；。
轴和轮随物体一起升降的滑轮为动滑轮；
动滑轮可以省一半的力，但不能改变力的方向，且。
此题考查了动滑轮的工作特点，难度不大。
 

17.【答案】 

【解析】

【分析】
考查了重力的示意图和力臂的画法。力臂关键是要画出支点到力的作用线的垂线段。
重力的示意图的画法：从重心起，沿重力的方向画条带箭头的线段，重力的方向是竖直向下的；
支点是点，力臂是支点到力的作用线的距离。
【解答】
按力的示意图的作法：找出茶杯的重心，从重心沿重力方向，竖直向下作一线段，在线段的末端标上箭头及重力的符号；
作杠杆的力臂：从支点向重力的作用线做垂线，这个垂线段即为重力的力臂，并标出力臂的符号。如图所示：。  

18.【答案】解：支点，所以力作用在杠杆的端点并且力臂是时，力臂最，此的力最小。定力后做力臂垂线即为力如图所：
 

【解析】此是求杠杆最小的问题，已知动力作用点，那么只找出动力即可，可根据这个思路行求。
此题主要考查了杠中最小的问题。解题目关是确定出最长力臂，并根据力的画法出最小的力。
 

19.【答案】左    便于测量力臂，同时消除杠杆重对杠杆平衡的影响  变大  其力臂变小 

【解析】解：杠杆端低，左端高，衡母上翘的左端移动，使杠杆在平置平；
设个钩码的重力为，杠杆个小格代表，
如图乙，弹簧测力计竖向上拉杠，拉力臂为测力计斜杠杆，拉力的小于，拉力力臂变小，拉力变大，弹簧力示数变大。
处的力臂为杆右端，解得，即在处挂个同样的钩；
甲中杆的左端：，
答案为左；便于测力臂，同时消除杠杆重对杠杆平衡的影响变大；力变。
根据杠的衡可以求出在处挂钩的个数杆在水平位置平衡力臂在杠杆上，于测量力臂大小，同时消除杠重对杠平衡响。
动和阻力在支同时二力的方相反；阻和阻力臂不时，弹簧测力计倾斜，动力小，动力变大。
利用杠杆衡条件，可以求出或力臂小也可判杠杆是否平，或判的大小变化等，杆平条件应用很广泛。
 

20.【答案】    大  无关 

【解析】解：第次实验时所做的有用功为：
；
第次做的总功：；
滑轮组的机械效率是：
；
比较表中第、、组数据可知：同一滑轮组，提升的重物越大，机械效率越大；
分析、次实验的数据，使用同一滑轮组，物重相同，钩码上升高度不同，但机械效率不变，得出结论滑轮组的机械效率与钩码上升的高度无关。
故答案为：；；大；无关。
根据得出第次实验时所做的有用功，根据得出第次做的总功，根据求出滑轮组的机械效率；
比较、、次实验数据的相同量和不同量，根据控制变量法分析解答得出结论；
分析、次实验数据的相同量和不同量，根据控制变量法分析解答得出结论。
本题测量滑轮组的机械效率，考查有用功和机械效率的计算、数据分析及影响机械效率大小的因素。
 

21.【答案】解：根据杠杆的平衡条件可知：当提着处秤纽、秤砣在点时，点所挂物体重为；当提着处秤纽、秤砣在点时，点所挂物体重为。
因、，故可得：，即提处秤纽时，此秤的称量最大。
由可知，当提着处秤纽、秤砣挂在点、点秤钩挂着质量为的物体时，秤杆可以在水平位置平衡，则可列式：。
由可得：，
则。
当提起处秤纽称一袋质量为的荔枝时，阻力臂为
，
根据杠杆的平衡条件可列式：。
由可得：，
则。
故答案为：提处秤纽时，此秤的称量最大。
秤砣的质量为。
与之间的距离为。 

【解析】我们可以把杆秤抽象为杠杆，则为支点，点为阻力作用点，阻力臂为；秤砣对杆秤的力为动力。当杆秤在水平位置平衡时，动力臂为到悬挂秤砣的位置点的距离。
杠杆的平衡条件为。
作用在点的拉力等于所挂物体所受的重力。
本题中，将杆秤抽象为杠杆是解题的关键。这种将具体事物抽象为物理模型的方法称之为模型法，是解答物理试题中常见的方法之一。
 

22.【答案】解：
由图知，承担重物绳子的段数，
不计绳重与摩擦，所以拉力：
；
滑轮组的机械效率：
。
答：拉力的大小为；
滑轮组的机械效率为。 

【解析】不计绳重与摩擦，根据可求拉力的大小；
根据可求滑轮组的机械效率。
本题考查使用滑轮组时绳端拉力和机械效率的计算，属于一道基础题。
 

23.【答案】解：将的货物用了匀速提高，提升重物时所做的有用功，
由图可知动滑轮上绳子根数，则绳子拉动距离，
工人做功的总功，
工人做功的功率；
滑轮组的机械效率。
不计摩擦和绳重，克服动滑轮的重力做的功，
动滑轮的重力，
若把的重物提起，工人至少需要的拉力。
答：提升重物时所做的有用功是；
这个工人做功的功率是；
此时滑轮组的机械效率是；
若把的重物提起，工人至少要用的拉力。 

【解析】将的货物用了匀速提高，根据得出提升重物时所做的有用功；
由图可知动滑轮上绳子根数，根据得出绳子拉动距离，根据得出工人做功的总功，根据得出工人做功的功率；
根据得出滑轮组的机械效率；
不计摩擦和绳重，根据得出克服动滑轮的重力做的功，根据得出动滑轮的重力；若把的重物提起，根据得出工人至少需要的拉力。
本题考查有关滑轮组的功、功率和机械效率的计算，是一道综合题。