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）（较易）

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.  如图所示的简单机械中，属于费力杠杆的是(    )

A. 托盘天平 B. 赛艇的船桨
C. 啤酒开瓶器 D. 厚层订书机

2.  小明小组利用如图所示装置探究“杠杆平衡条件”时，在杠杆两侧挂上不同个数的钩码，移动钩码使杠杆在水平位置平衡，这样三次实验后得出结论：动力支点到动力作用点的距离阻力支点到阻力作用点的距离。下列能帮助他得出正确结论的操作是(    )

A. 去掉一侧钩码，换用弹簧测力计竖直向下拉
B. 去掉一侧钩码，换用弹簧测力计竖直向上拉
C. 去掉一侧钩码，换用弹簧测力计斜向下拉
D. 增加钩码个数，再多次实验使结论更具普遍性

3.  如图所示的用具在正常使用时，属于费力杠杆的是(    )

A. 镊子 B. 瓶盖起子
C. 钳子 D. 撬棍

4.  如图所示，用滑轮按图甲、乙、丙所示三种不同方式，拉着同一物体在水平面上做匀速直线运动，拉力分别是、、，下列说法中正确的是(    )
 

A.  B.  C.  D.

5.  如图所示，表示用滑轮或滑轮组提起同一重物的几种方法其中最省力的是动滑轮重和摩擦忽略不计(    )

A.  B.  C.  D.

6.  关于滑轮组，以下说法正确的是

A. 使用定滑轮不省力，是因为它能改变力的方向
B. 使用定滑轮不省力，是因为它是等臂杠杆
C. 使用动滑轮不能改变力的方向，是因为它能省一半的力
D. 使用动滑轮能省一半的力，是因为动力臂是阻力臂的一半

7.  如图所示，装置处于静止状态，不计滑轮重和绳重，如果物体的重分别为和，那么和的关系是  (    )

A.  B.  C.  D. 无法判断

8.  如图所示，用大小相同的力匀速提起两个物体，若不计滑轮与绳的重及摩擦，则两物体所受重力的大小关系是．(    )
 

A.  B.  C.  D.

9.  用如图所示的方法将相同物体提升相同高度，下列说法正确的是(    )

A. 两种方法都能省力
B. 两种方法都能省功
C. 两种方法手移动的距离相同
D. 两种方法做的有用功相同

10.  为探究动滑轮和定滑轮的特点，设计如下两种方式拉升重物，下面关于探究的做法和认识正确的是(    )

A. 用动滑轮提升重物上升高度，测力计也上升高度
B. 若用定滑轮拉重物，当拉力竖直向下最省力
C. 减小动滑轮质量可以提高动滑轮的机械效率
D. 若拉升同一物体上升相同高度，用动滑轮拉力更小，且做功更少

11.  如图所示，把重为的物体甲从点竖直向上匀速拉至点的过程中，绳的拉力对甲做的功为；用平行于斜面的拉力把重也为的物体乙沿斜面从点匀速拉至与等高的点，在此过程中的拉力对乙做的功为，斜面的机械效率为(    )

A.  B.  C.  D.

12.  如图所示，老师在课堂上用自制的滑轮组提升重物，将质量为的重物在内匀速提升。他对绳的拉力为，不计绳重和摩擦，下列判断正确的是(    )

A. 拉力所做的功为
B. 拉力做功的功率为
C. 滑轮组的机械效率为
D. 动滑轮的重力为

第II卷（非选择题）

二、填空题（本大题共4小题，共8.0分）

13.  如图所示的钢丝钳是______杠杆选填“省力”或“费力”，剪铁丝时动力臂长为，阻力臂长为，若铁丝被剪断需要的力，小明至少用________的力才能将铁丝剪断．

14.  重的物体，使用定滑轮将它提起时，不计摩擦和滑轮重，所用拉力是_________，如果使用动滑轮将它提起，所用拉力是_________。

15.  如图所示，一物体重，滑轮重、绳重和摩擦均忽略不计，要拉起这个物体甲图中需______拉力，乙图中需______拉力。

16.  用图甲、乙两种方式匀速提升重为的物体，所用拉力分别为、，甲、乙的机械效率分别为、已知滑轮重、绳重和摩擦不计。则______，机械效率______均选填““”“或””。

三、作图题（本大题共2小题，共4.0分）

17.  如图所示，拉杆式行李箱在拉力的作用下静止在斜坡上，请画出行李箱受到的重力的示意图，以及拉力对点的力臂。

18.  如图所示为工人师傅用笤帚扫地的情景。是支点，右手作用在笤帚上点的动力为，请在图乙中画出动力的力臂和作用在点的水平方向的阻力的示意图。
 

四、实验探究题（本大题共2小题，共8.0分）

19.  为了探究动力、动力臂、阻力和阻力臂这个量满足怎样的关系时杠杆平衡，小阳利用轻质细杆杆上相邻刻度线之间的距离相等和质量相等的钩码等器材进行实验。

如图甲所示，为使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向______侧调节。
将杠杆调节在水平位置平衡后，如图乙所示，在杠杆上的点悬挂了个钩码。为使杠杆保持在此位置平衡，可以在______点悬挂钩码；也可以在______点用弹簧测力计竖直向上拉杠杆。选填“”或“”
小阳通过多次实验发现，杠杆平衡时，、、、满足的关系式是：______。

20.  在测定滑轮组机械效率的实验中，下刚同学用如图的滑轮组进行实验，测得的数据如下表所示：

画出滑轮组的绕法；
填写表中的数据：有用功为______，总功为______，机械效率为______
实验时，应使弹簧测力计在竖直方向作______运动。

五、计算题（本大题共3小题，共24.0分）

21.  用图示装置提升重为的物体，在细绳的自由端施加一个拉力，恰好可以使物体匀速上升，此时滑轮组的机械效率为，求：
作用在绳子自由端的拉力大小是多少？
若不计绳重和摩擦，动滑轮的重力大小是多少？
若不计绳重和摩擦，且提升的重物改为，此时滑轮组的机械效率又为多少？

22.  如图所示，斜面长，高，用平行于斜面、大小为的拉力将重为的物体由斜面的底端匀速拉到顶端，用时。求：

拉力做功的功率。
该斜面的机械效率。

23.  一货箱重，放在水平地面上，与地面间的接触面积为，某工人用绳子在内将该货箱匀速提升到高的平台上。
在货箱被提升之前，求货箱对地面的压强。
求工人对货箱做功的功率。
若改用如图所示的装置提升该货箱，不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率为，求动滑轮重。

答案和解析

1.【答案】 

【解析】解：
A、托盘天平在使用过程中，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆，不省力也不费力；
B、船桨在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；
C、开瓶器在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；
D、订书机在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。
故选：。
结合图片和生活经验，先判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆。
此题考查的是杠杆的分类主要包括以下几种：省力杠杆，动力臂大于阻力臂；费力杠杆，动力臂小于阻力臂；等臂杠杆，动力臂等于阻力臂。
 

2.【答案】 

【解析】解：“动力支点到动力作用点的距离阻力支点到阻力作用点的距离”，是在杠杆在水平位置平衡且动力和阻力的方向都是竖直向下的条件下得出的，此时的力臂正是支点到力作用点的距离。为得出普遍结论，应改变力的方向使力臂不等于支点到力作用点的距离，多做几次实验，得出实验结论，故正确的实验操作应该是，去掉一侧钩码，换用弹簧测力计斜向下拉。
故选：。
杠杆平衡条件：动力动力臂阻力阻力臂。从支点到动力作用线的垂直距离叫动力臂；从支点到阻力作用线的垂直距离叫阻力臂。力臂不一定是支点到力作用点的距离。探究杠杆平衡条件时，使杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂，同时杠杆的重心通过支点，消除杠杆自重对杠杆平衡的影响。
为得出普遍结论，用弹簧测力计拉杠杆，使力与杠杆不垂直，多做几次实验，得出实验结论。
此题主要考查学生对于杠杆平衡条件的理解，解题的关键是理解力臂的概念，它是指从支点到力的作用线的距离。
 

3.【答案】 

【解析】A、镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故A符合题意；
B、瓶盖起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B不符合题意；
C、钳子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C不符合题意；
D、撬棍在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D不符合题意；
结合图片和生活经验，先判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆。
本题考查的是杠杆的分类，主要包括以下几种：省力杠杆，动力臂大于阻力臂；费力杠杆，动力臂小于阻力臂；等臂杠杆，动力臂等于阻力臂。
 

4.【答案】 

【解析】解：假设物块与地面的摩擦力为，
甲滑轮为定滑轮，处于绳端，则；
乙滑轮为动滑轮，处于绳端，所以；
丙滑轮为定滑轮，但处于滑轮底端，所以；
故F。
故选：。
定滑轮的特点：使用定滑轮不省力但能改变力的方向；
动滑轮的特点：动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，使用动滑轮能省一半力，但费距离。
解决此类问题要结合定滑轮和动滑轮的特点进行分析解答。
 

5.【答案】 

【解析】

【分析】
本题考查定滑轮、定滑轮、滑轮组的特点和有关量的计算，难度较小。
定滑轮不能省力，也不能省距离；
动滑轮可以省一半的力；
使用滑轮组时，有几段绳子承担动滑轮和物体的重，拉力就是重力的几分之一，因此承担动滑轮和物体的重的绳子段数越多越省力。
绳子的绕线决定滑轮组的使用效果，有几段绳子承担动滑轮和物体的重，拉力就是重力的几分之一，拉力移动的距离就是物体移动距离的几倍。
【解答】
此题中，由两段绳子承担动滑轮和物体的重；
是定滑轮，不能省力；
由段绳子承担动滑轮和物体的重； 
由两段绳子承担动滑轮和物体的重；
因此最省力的是，故C符合题意，不合题意
故选：。  

6.【答案】 

【解析】

【分析】
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．使用动滑轮能省一半的力，是因为动力臂是阻力臂的倍，动滑轮拉力的方向与物体的运动方向相同．
本题考查动滑轮和定滑轮的工作特点，重点是明白定滑轮不省力但能改变力的方向，动滑轮能省一半的力，但不能改变力的方向．
【解答】
定滑轮相当于等臂杠杆，根据杠杆的平衡条件可知，动力臂等于阻力臂，动力就等于阻力，所以使用定滑轮不省力，故 A错误，B正确．
动滑轮的动力臂是阻力臂的倍，使用动滑轮能省一半的力，但动滑轮拉力的方向与物体的运动方向相同，所以不能改变力的方向，故C、D错误．
故选B．  

7.【答案】 

【解析】

【分析】
本题考查定滑轮和动滑轮及其工作特点。记住知识点：同一根绳上张力大小处处相等。
【解答】
因为同一根绳上张力大小处处相等，又不计滑轮重和绳重，所以，得，故C正确，ABD错误．
  

8.【答案】 

【解析】

【分析】
本题考查了定滑轮和动滑轮的特点，分析时要利用好条件“不计滑轮重及摩擦”。
不计滑轮重及摩擦，使用定滑轮，拉力；使用动滑轮，拉力；据此分析判断。
【解答】
用大小相同的力匀速提起两个物体，
左图使用的是定滑轮，不计滑轮重及摩擦，拉力；
右图使用的是动滑轮，不计滑轮重及摩擦，拉力；
可得：，故B正确，ACD错误。
故选B。  

9.【答案】 

【解析】解：、使用动滑轮可以省力，定滑轮不省力，故A错误；
B、使用任何机械都不能省功，故B错误；
C、定滑轮不省力也不省距离，动滑轮省力但费距离，故C错误；
D、把相同的重物提升相同的高度，做的有用功相同，故D正确。
故选：。
定滑轮实质是等臂杠杆，即不省力也不费力，但能改变力的方向。
动滑轮实质是动力臂是阻力臂二倍的杠杆，使用动滑轮能省一半的力，但费一倍的距离。
此题考查了定滑轮和动滑轮的工作特点，是一道基础题。
 

10.【答案】 

【解析】解：
A、使用动滑轮时，拉力端移动的距离等于提升物体升高高度的倍，所以用动滑轮提升重物上升高度，测力计上升高度，故A错误；
B、用定滑轮拉重物，向各个方向的拉力都等于物重，故B错误。
C、减小动滑轮质量，可以减小额外功，可以提高动滑轮的机械效率，故C正确。
D、使用动滑轮能省力；拉升同一物体上升相同高度，有用功相同，用动滑轮时，提起动滑轮需要多做额外功，所以做功较多，故D错误。
故选：。
使用动滑轮可以省一半力，但费一半的距离；
使用定滑轮不能省力；
提高机械效率的方法：一是增大提升物重，二是减轻机械重、减小摩擦；
和使用定滑轮相比，使用动滑轮时需提升动滑轮要多做额外功。
本题考查了定滑轮和动滑轮的特点、提高机械效率的方法，属于基础题目。
 

11.【答案】 

【解析】解：
把重为的物体甲从点竖直向上匀速拉至点，
则不用机械时，克服物体重力所做功为有用功，
用平行于斜面的拉力把重也为的物体乙沿面从点匀速拉至等高的点，拉力做功为总功，即，
则斜面的机械效率：，故A正确、BCD错误。
故选：。
不用机械，直接把重为的物体甲从点竖直向上匀速拉至点所做的功为有用功，根据求出有用功，根据求得总功，利用效率公式求出斜面的机械效率。
本题考查了斜面机械效率的计算，明确有用功克服物体重力做功、额外功克服摩擦力做功、总功推力做功是关键。
 

12.【答案】 

【解析】解：、由图知，承担重物绳子的段数，绳子自由端移动的距离为：，
拉力做的总功：，故A错误；
B、拉力的总功率：，故B错误；
C、物体的重力：，
有用功：，
滑轮组的机械效率为：，故C正确；
D、不计绳重和摩擦，由可得，动滑轮的重力：
，故D错误。
故选：。
由图确定承担重物绳子的段数，根据得出绳子移动的距离，根据求出拉力在这内做的总功；
根据求出拉力的功率；
根据求出物体的重力，根据可求出有用功，根据求出滑轮组的机械效率；
不计绳重和摩擦，由得出动滑轮的重力。
本题考查了使用滑轮组时的有用功、总功、功率和机械效率计算以及滑轮组拉力计算公式的应用，难度不大，但要掌握好基本公式的应用。
 

13.【答案】省力  

【解析】

【分析】

根据动力臂和阻力臂的关系判断杠杆的种类；
掌握杠杆平衡条件，将已知量代入公式便可计算小明使用的拉力大小。

本题考查通过一个简单的实例考查了杠杆的分类及杠杆平衡条件的应用，关键是确定出两个力及对应的力臂，是一道基础性题目。

【解答】

钢丝钳在使用时动力臂大于阻力臂，所以比较省力，是省力杠杆；
根据杠杆平衡条件：
，
则：，
解得：。
故答案为：省力 。

14.【答案】； 

【解析】略
 

15.【答案】； 

【解析】解：由图可知，甲图中的滑轮是定滑轮，所以使用该滑轮不省力，但可以改变力的方向，所以拉起这个物体需拉力；
乙图中的滑轮轮轴随物体一起运动，是动滑轮，所以用此滑轮拉时只需要使用的拉力；
故答案为：，。
定滑轮的特点：使用定滑轮不省力但能改变力的方向；
动滑轮的特点：动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，使用动滑轮能省一半力，但费距离。
此题是考查定滑轮和动滑轮的定义及其使用时的特点。
 

16.【答案】   

【解析】由图可知，甲滑轮是定滑轮，绳重和摩擦不计，使用该滑轮不省力，所以拉力等于物体的重力，则；
乙滑轮是动滑轮，绳重和摩擦不计，使用该滑轮可以省一半的力，即拉力等于物体和滑轮总重力的一半，则，所以，；
两图中的是克服物体重力做的功，由于匀速提升相同的物体，则有用功是相同的，但乙图中拉力做功要克服动滑轮的重力做功，比甲图中做的总功要多，所以结合机械效率公式可知，有用功相同时，总功越大的，机械效率越小，所以。
故答案为：；。
分析：知道定滑轮是轴固定不动的滑轮，动滑轮是轴随被拉物体一起运动的滑轮；使用定滑轮不省力但能改变力的方向，使用动滑轮能省一半的力，但费距离。
机械效率可以利用公式分析判断，其中是克服物体重力做的功，是拉力做的功。
此题考查了定滑轮和动滑轮的工作特点，并比较了它们之间的机械效率，知道使用定滑轮和动滑轮做的总功的区别是解决此题的关键。
 

17.【答案】 

【解析】重力的方向竖直向下，作重力的示意图时应从物体重心向下作竖直线段；先确定支点，再确定力的作用线，最后从支点到力的作用线作垂线段。
本题考查了重力的示意图和拉力的力臂的画法，重力竖直向下，不是垂直向下；作力臂时，应先确定支点和力的作用线。
 

18.【答案】 

【解析】由图可知，动力的作用是使杠杆沿顺时针方向转动，所以阻力的作用是阻碍其转动，方向与相反，从点开始，沿水平向左的方向画出阻力的示意图；从支点作阻力作用线的垂线，即为动力臂。
分析：阻力是阻碍杠杆转动的力，根据动力的方向确定阻力的方向，然后根据力的示意图的画法画出作用在点的水平方向的阻力的示意图，再根据力臂的概念画出的力臂。
此题考查力的示意图和力臂的画法，画力臂关键是确定支点和力的作用线，从支点向力的作用线引垂线，垂线段的长度即为力臂。
 

19.【答案】左；；； 

【解析】由图甲可知，杠杆的左端上翘，所以平衡螺母向上翘的左端移动；
将杠杆调节在水平位置平衡后，如图乙所示，在杠杆上的点悬挂了个钩码，点的钩码对杠杆的拉力使杠杆产生逆时针转动的效果，为使杠杆在水平位置平衡，可以在点悬挂钩码，点的钩码对杠杆的拉力使杠杆产生顺时针转动的效果，才能使杠杆保持在水平位置平衡；
点的钩码对杠杆的拉力使杠杆产生逆时针转动的效果，为使杠杆在水平位置平衡，应在点用弹簧测力计竖直向上拉杠杆，使杠杆产生顺时针转动的效果，才能使杠杆保持在水平位置平衡；
小阳通过多次实验发现，杠杆平衡时，、、、的满足的关系式是：。

本题考查探究杠杆平衡条件的实验，关键是将实验操作要求及结论记忆清楚，仔细分析即可。
 

20.【答案】      匀速 

【解析】解：拉力移动的距离是物体和动滑轮移动距离的倍，应从动滑轮开始绕线；
有用功；
总功；
机械效率
为了测量准确弹簧测力计应匀速拉动弹簧测力计。
故答案为：；；；匀速。
拉力移动的距离是物体和动滑轮移动距离的几倍，动滑轮就有几段绳子承担；
提起钩码所做的功是有用功根据公式可求出；拉力做的功是总功根据公式可求出；
根据公式可求出机械效率；
测滑轮组机械效率时，为了测量准确弹簧测力计应匀速拉动。
绳子的绕线决定滑轮组的使用效果，有几段绳子承担动滑轮和物体的重，拉力就是重力的几分之一，拉力移动的距离就是物体移动距离的几倍。
 

21.【答案】解：由图知，，绳子自由端移动距离，
滑轮组的机械效率，
拉力大小：
；
不计绳重和摩擦，拉力，
则动滑轮重力：
；
不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率，
提升的重物改为，此时滑轮组的机械效率：
。
答：作用在绳子自由端的拉力大小是；
若不计绳重和摩擦，动滑轮的重力大小是；
若不计绳重和摩擦，且提升的重物改为，此时滑轮组的机械效率又为。 

【解析】由图知，，绳子自由端移动距离，滑轮组的机械效率，据此求拉力大小；
不计绳重和摩擦，拉力，据此求动滑轮重力；
不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率。
本题考查了使用滑轮组时拉力、动滑轮重力、机械效率的计算，关键是利用好两个关系式：一是不计绳重和摩擦，拉力；二是不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率。
 

22.【答案】解：所做总功为：；
拉力做功的功率为：；
所做有用功为：；
机械效率为：。 

【解析】熟练运用计算功、功率、机械效率的公式，是解答此题的关键。
利用可求出拉力做的功，即总功，再根据功率公式可得出功率。
利用求出有用功。利用机械效率的计算公式可求出斜面的效率。
 

23.【答案】解：在货箱被提升之前，货箱对地面的压力，货箱对地面的压强；
工人对货箱做功，
工人对货箱做功的功率；
若改用如图所示的装置提升该货箱，不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率为，则有用功为，总功，
克服动滑轮的重力做的功为额外功，
动滑轮的重力。
答：货箱对地面的压强为；
工人对货箱做功的功率为；
动滑轮重为。 

【解析】在货箱被提升之前，根据得出货箱对地面的压强；
根据得出工人对货箱做的功，根据得出工人对货箱做功的功率；
若改用如图所示的装置提升该货箱，不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率为，则有用功为，根据得出总功，根据得出克服动滑轮的重力做的额外功，根据得出动滑轮的重力。
本题考查压强、功、功率、机械效率的有关知识，综合性强，有一定难度。