简单机械单元测试卷 2023－2024学年人教版八年级物理下册

人教版八年级物理下册第十二章简单机械单元测试卷一、选择题(共10题；共20分)1．如图所示，用轻质材料制成的吊桥搭在河对岸。一个人从桥的左端匀速走到桥的右端，桥面始终是水平的，不计吊桥和绳的重力，人从吊桥左端出发时开始计时。则人在吊桥上行走过程中，吊桥右端对地面的压力F与人行走时间t的关系图像是（）A． B．C． D．2．现有一台旧天平，虽然其两臂长不等长，但是可以设法将其调节到平衡状态，砝码盒中有各种规格的砝码，其中最小质量的砝码为0.1g．用此天平称质量为4g的药品，先放在左盘中称，再放入右盘中称，记下两次结果，其记录数据可能是下列的哪一组？（）A．3.5g、4.6g B．3.4g、3.6g C．3.3g、3.7g D．3.2g、4.7g3．如图所示，O为杠杆MN的支点，OM：ON=3：4，物块A和B分别挂在M、N两端，杠杆恰好平衡，已知物块A、B的体积之比为2：1，则A、B两物体物质的密度之比是A．3：2 B．4：3 C．2：3 D．3：44．铅笔盒放在水平桌面上，静止时，在下列各对力中属于平衡力的是（）A．桌面对铅笔盒的支持力与铅笔盒对桌面的压力B．铅笔盒受到的重力与桌面对铅笔盒的支持力C．桌子受到的重力与铅笔盒受到的重力D．铅笔盒对桌面的压力与地面对桌子的支持力5．如图，将质量均匀的木棒切割并组装成两个形状相同、质量均为m的木模，用三根竖直细线a、b、c连接，在水平地面上按照“互”字型静置，上方木模呈现悬浮效果，则（）A．a的拉力等于mg B．b的拉力大于a的拉力C．三根细线的拉力相等 D．地面受到的压力为2mg6．在小区改造工程中，工人师傅用滑轮组提升建筑材料，如图所示。滑轮组挂在固定的钢架上，每个滑轮重为150N。绳子自由端受到的拉力F为500N，材料在30s内匀速上升了3m，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（）A．绳子自由端的速度为0.1m/s B．拉力F的功率为50WC．滑轮组的机械效率为90% D．钢架受到的拉力为1500N7．两个光滑斜面，其长度之比是3：4，顶端高度之比是2：3，将同一物体分别从斜面底端匀速拉至顶端，拉力所做的功之比是（）A．1：1 B．2：3 C．9：4 D．4：98．如图所示，工人利用长木板搭了一个3m长的斜面，用推力F=500N把质量为120kg的箱子沿斜面从底端匀速推到1m高的车厢上，用时10s。下列说法不正确的是(g取10N/kg)（）A．利用斜面可以省力 B．工人推力Ｆ做功的功率为150WC．箱子受到斜面的摩擦力为300N D．此斜面的机械效率为80%9．如图在测定动滑轮机械效率的实验中，下列要求错误的是（）A．弹簧测力计必须先校零B．弹簧测力计必须竖直向上拉C．弹簧测力计必须在静止时读数D．实验时装置旁的直尺必须竖直放置10．在劳动实践中，小孙在水平地面与车厢间用木板搭成一个斜面，并用平行于斜面的推力将重G=600N的货物匀速地从斜面底端推到顶端的车厢，如图所示。已知斜面长L=6m，斜面高h=1.5m，斜面的机械效率η=60%。下列叙述中正确的是（）A．小孙推动货物所用推力大小为150NB．货物受到斜面的摩擦力大小为150NC．若增大推行速度，则货物受到的摩擦力将变大D．若h不变、减小L，则斜面的机械效率将升高二、填空题(共6题；共32分)11．如图所示，一轻质杠杆支在支架上，OA=20cm，G1为边长是5cm的正方体，G2重为20N．当OC=l0cm时，绳子的拉力为N，此时G1对地面的压强为2×104Pa．现用一水平拉力，使G2以cm/s的速度向右匀速运动，经过12.5s后，可使G1对地面的压力恰好为零．12．如图所示，在“探究杠杆的平衡条件”时，要先调节杠杆在位置平衡．当在A处挂三个相同的钩码时，要使杠杆平衡，在B处只能挂个相同的钩码．拿去B处钩码，①若改在B处用弹簧测力计拉，则杠杆平衡时弹簧测力计拉力的大小为N，方向（选填“竖直向下”或“竖直向上”）．②若在C处用力F拉杠杆并使其平衡，请在C处画出力F的示意图．（每个钩码的质量均为50g，g取10N/kg）13．如图所示，水平地面上放置一个质量分布均匀、底面积为100cm2的长方体甲和一个质量未知的薄壁柱形容器乙，已知容器乙的高度为20cm，其内装有3000cm3的水。现将甲沿水平方向切去一定的厚度Δh，并将甲切下的部分保持竖直轻放入乙容器的水中沉底，甲物体和乙容器对地面的压强随切去厚度Δh的变化情况如图丙所示，甲物体高度为cm；图丙中a的值为cm。（结果保留整数）14．如图所示，用一个长为1.2m的斜面将重为45N的物体沿斜面匀速拉到0.4m的高台上，斜面的机械效率为60%，则把重物拉上高台做的有用功是J；物体与斜面间的摩擦力是N。15．小明用如图所示的装置把一重300N的箱子从斜面底端匀速拉到顶端，已知斜面长6m，高2m，此装置的机械效率为80%（滑轮重、绳重、滑轮与绳之间的摩擦均不计，则箱子受到的拉力等于N，斜面对物体的摩擦力N。16．如图所示是用螺丝刀拧螺丝的情景，手柄（选填“粗”或“细”）一些的螺丝刀用起来更省力，这是运用了（选填“斜面”或“轮轴”）；螺丝钉是一种简单机械，螺丝钉上螺纹的展开长度相当于（选填“斜面”或“轮轴”），螺纹密一些的螺丝钉拧起来更（选填“省力”或“费力”）。三、实验探究题(共3题；共22分)17．在“探究杠杆平衡条件的实验”中：（1）如图甲所示，实验前，杠杆左端下沉，则应将左端的平衡螺母向调节（选填“左”或“右”），直到杠杆在水平位置平衡，这样操作的目的是为了；（2）如图乙所示，杠杆上的刻度均匀，在A点挂4个钩码，要使杠杆在水平位置平衡，应在B点挂个相同的钩码；（3）如图内所示，若不在B点挂钩码，改用弹簧测力计在B点向下拉杠杆，使杠杆仍在水平位置，当测力计从a位置转到b位置时，其示数大小将（选填“不变”、“变大”或“变小”）；（4）保持A点钩码数量和力臂不变，杠杆在水平位置平衡时，测出多组动力臂和动力的数据，绘制了的关系图像，如图丁所示，请根据图像推算，当为0.6m时，为N；（5）生活中杠杆有许多方面的应用，小红观察到家中的筷子就属于杠杆（选填“省力”、“费力”或“等臂”）；（6）图戊所示，在“测量滑轮组的机械效率”实验中，用同一滑轮组提升不同重的物体到同一高度，所提升的物体越（选填“重”或“轻”），滑轮组的机械效率越高。18．在日常生活和工农业生产中，提高机械效率有着重要的意义。为了探究影响机械效率的因素，小青选取了大小相同、材质不同的滑轮进行了实验，测量数据如表二所示。表二实验次数滑轮材质单个滑轮重G轮/N钩码重G码/N拉力F/N钩码被提升的高度h/cm绳端移动的距离s/cm机械效率/η1铝121.151560.6%2铝141.841274.1%3铝132.161274.1%4铝132.181671.4%5塑料0.531.87146塑料0.533.18896.8%（1）图甲中弹簧测力计的示数是N；实验中用相同材质的滑轮，沿竖直方向匀速提升同一物体，选用图中的(选填“甲”“乙”或“丙”)装置最省力；（2）第5次实验中，滑轮组的机械效率为，这次实验是利用图中的装置完成的，判断依据是；（3）分析表二中数据可得：同一滑轮组，提升的物体越，滑轮组的机械效率越大；提升同一物体时，减小动滑轮的重力，则滑轮组的机械效率(选填“变大”“变小”或“不变")；从_两次实验可以看出，在使用同一滑轮组时，机械效率与钩码被提升的高度无关。19．在“测量滑轮组的机械效率”实验中，小彤用同一滑轮组进行了三次实验如图所示，实验数据记录如下表：次数物重/N物体上升距离/cm测力计示数/N测力计上升距离/cm机械效率/%12100.83083.324101.53088.936102.230（1）实验中要竖直向上拉动弹簧测力计，使钩码缓慢上升。（2）表格中第3次实验的有用功为；机械效率为(百分数前保留一位小数)。（3）分析表中数据可以得出结论：同一滑轮组的机械效率与有关。（4）根据实验结论，若该滑轮组提升物体时机械效率为92.1%，物体的重力可能为____A．1N B．3N C．5N D．8N（5）小彤改变动滑轮重，提升同一物体多次实验，根据所测数据绘制出图象丁。由图象可知：被提升物体重力相同时，动滑轮越重，滑轮组机械效率越。（6）根据所学知识，滑轮组的机械效率还与绳重和摩擦有关，分析图象丁中的A点可知，被提升物体所受的重力一定(填“小于”、“等于”或“大于”)40N。四、计算题(共2题；共18分)20．小明家里的电水壶参数如表，其中加热功率已经磨损看不清，电水壶的工作原理如图乙所示，通过单刀双掷开关S调节加热和保温两种状态，和为电热丝。他观察电能表上标有“”，于是他关闭了家里所有其他用电器，只让电水壶工作，请你帮助小明解决下列问题。壶的容积额定电压220V加热功率W保温功率44W（1）小明发现电水壶正常加热电能表转盘刚好转了110转，则电水壶的加热功率是多少瓦？（2）和的阻值各是多少？（3）在标准大气压下，装满的水，加热刚好沸腾，则水吸收的热量是多少？电水壶的加热效率是多少？21．小明利用如图所示的滑轮组提升物体，已知物重800N，动滑轮重100N，物体以1m/s的速度被拉起，在此过程中，求：(不计绳重及摩擦)（1）小明拉力的大小；（2）拉力的功率；（3）滑轮组的机械效率(精确到0.1%)。

答案解析部分1．【答案】B【解析】【解答】根据图片可知，可将吊桥的左端看作杠杆的支点，人对吊桥的压力相当于阻力，而右端地面对桥的支持力相当于动力。在从左端匀速走到右端的过程中，人对吊桥的压力不变；而阻力臂逐渐减大，此时动力臂始终等于桥的长度，即动力臂保持不变。根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：F×L=G×vt，解得：。根据这个算式可知，右端地面对吊桥的支持力与行走时间成正比。根据力的相互性可知，吊桥右端对地面的压力与行走时间成正比，图像为通过坐标原点的斜线。

故选B。

【分析】根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析即可。2．【答案】A【解析】【解答】假设该天平左边的力臂的长度是a，右边力臂的长度是b，假设将4g的物体放在左盘中时，右盘砝码质量是m，据杠杆的平衡条件可有如下关系式：；假设将4g的物体放在右盘中时，左盘砝码质量是m′，据杠杆的平衡条件可有如下关系式：；联立上述两式可得出：，故分析上述四个选项，只有A选项中的两个数符合题意．故A正确；故答案为：A．【分析】根据杠杆平衡条件=列方程求解。3．【答案】C【解析】解答：∵F1L1=F2L2，∴GA•OM=GB•ON，mAg•OM=mBg•ON，∴，∵，∴；故选C。分析：掌握杠杆平衡条件的应用。4．【答案】B【解析】【解答】A.桌面对铅笔盒的支持力与铅笔盒对桌面的压力，这两个力作用在两个物体上，是相互作用力，不是平衡力，A不符合题意；B.铅笔盒受到的重力与桌面对铅笔盒的支持力，满足平衡力的四个条件，是平衡力，B符合题意；C.桌子受到的重力与铅笔盒受到的重力，这两个力作用在两个物体上，不是平衡力，C不符合题意；D.铅笔盒对桌面的压力与地面对桌子的支持力，这两个力大小不同，不是平衡力，D不符合题意；故答案选B.【分析】平衡力的四个条件为大小相等、方向相反、作用在同一物体上并且在同一直线上，结合这四个条件进行分析.5．【答案】D【解析】【解答】ABC.对上方木模受力分析，根据平衡力的知识得到：Fa=mg+Fb+Fc，则Fa>Fb，且Fa>mg，三个线的拉力不可能相等，故A、B、C错误；

D.将整个装置看作一个整体，则地面的支持力等于整体的重力，而压力与支持力大小相等，故FN=2mg，故D正确。

故选D。

【分析】ABC.对上方模进行受力分析，根据平衡力的知识得到平衡关系式，然后进行判断；

D.将整个装置看作一个整体，根据平衡力的知识计算地面受到的压力。6．【答案】C【解析】【解答】A.根据图可知，承担重力的绳子段数n=3，则自由端移动的距离s=nh=3×3m=9m；

则自由端绳子的速度为：，故A错误；

B.拉力F的功率P=Fv=500N×0.3m/s=150W，故B错误；

C.根据得到：；

解得：G=1350N；

则滑轮组的机械效率：，

故C正确；

D.根据图片可知，定滑轮受到钢架向上的拉力F拉，受到向下绳子的拉力F共2个，根据平衡力的知识得到：F拉=2F=500N×2=1000N。钢架受到的拉力与定滑轮受到的拉力为相互作用力，二者大小相等，即为1000N，故D错误。

故选C。

【分析】（1）根据s=nh计算绳子自由端移动的距离，再根据计算绳子自由端移动的速度；

（2）根据P=Fv计算拉力的功率；

（3）首先根据计算物体的重力，再根据公式计算滑轮组的机械效率；

（4）对定滑轮进行受力分析，根据二力平衡的知识计算它对钢架的拉力。7．【答案】B【解析】【分析】斜面光滑说明摩擦力为0，即使用光滑的斜面没有做额外功，可以根据W=FS=Gh分析解答．【解答】斜面光滑，额外功为0，利用斜面做的功都等于提升物体做的功，

∵h1h2=23，G1G2=11，

∴拉力所做的功之比为：W1W2=F1S1F2S2=G1h1G2h2=1×21×3=23．

故选B．

【点评】本题考查了物体做功的大小，本题的关键是知道接触面光滑，摩擦力为0，使用任何机械都不省功．8．【答案】C【解析】【解答】A.斜面通过增大长度的方式省力，故A正确不会题意；

B.推力做的总功W总=Fs=500N×3m=1500J；

推力的功率：，故B正确不合题意；

C.斜面做的有用功W有=Gh=120kg×10N/kg×1m=1200J；

斜面做的额外功：W额=W总-W有=1500J-1200J=300J；

箱子受到的摩擦力：，

故C错误符合题意；

D.斜面的机械效率：，故D正确不合题意。

故选C。

【分析】（1）根据斜面的特点判断；

（2）根据W总=Fs计算推力做的总功，再根据计算推力做功的功率；

（3）根据W有=Gh计算斜面做的有用功，再根据W额=W总-W有计算额外功，最后根据计算箱子受到的摩擦力。

（4）根据计算出斜面的机械效率。9．【答案】C【解析】【解答】A．弹簧测力计使用前必须先校零，故A说法正确，不符合题意；B．竖直拉动时，才能保证拉力的力臂正好是动滑轮的直径，故B正确，不符合题意；C．实验时，应使弹簧测力计做匀速直线运动；若在用弹簧测力计静止时进行读数，则减小了一部分由于摩擦造成的额外功，因此得出的机械效率与实际值相比偏高，故C不正确，符合题意；D．要测物体上升的高度和绳端移动的距离，装置旁的直尺必须竖直放置，故D正确，不符合题意．故选C．【分析】（1）弹簧测力计使用前要先观察弹簧测力计的指针是否指在零点，不在零点就要将指针调到零点；（2）动滑轮的实质是杠杆，竖直拉动才能保证力臂间的关系；（3）实验过程中，为准确测量拉力，需使弹簧测力计做匀速直线运动；用滑轮组提升物体时，要克服动滑轮重力及一些摩擦力做额外功，若拉动绳端静止，则此时测量的额外功偏小，机械效率偏高；（4）刻度尺使用时应紧靠物体被测物体平行．10．【答案】D【解析】【解答】A.斜面做的有用功W有=Gh=600N×1.5m=900J；

斜面做的总功：；

则推力为：，

故A错误；

B.对物体做的额外功：W额=W总-W有=1500J-900J=600J；

则物体受到的摩擦力：，

故B错误；

C.货物受到的摩擦力只与压力和接触面粗糙程度有关，当速度增大时，二者都不变，因此货物受到的摩擦力不变，故C错误；

D.若h不变，减小L，那么货物对斜面的压力减小，则它受到的滑动摩擦力减小。根据W额=fs可知，额外功减小，根据W总=W有+W额可知，对物体做的总功变小。根据可知，斜面的机械效率变大，故D正确。

故选D。

【分析】（1）首先根据W有=Gh计算斜面做的有用功，再根据计算斜面做的总功，最后根据计算推力大小。

（2）根据W额=W总-W有计算额外功，根据计算摩擦力大小；

（3）根据影响滑动摩擦力的因素判断；

（4）根据公式分析判断。11．【答案】10；4【解析】【解答】根据杠杆平衡条件可得：，所以FA=10N；G1的底面积为：S1=2.5×10-3m2，它对地面的压力为：F1=P1S1=50N，G1地面对的支持力与G1对地面的压力是一对作用力与反作用力，大小相等，所以F支=50N，G1的重力为：G1=F1+F支=60N，G1对地面的压力恰好为零时，设G2的力臂为L2，根据杠杆平衡条件得：G1×OA=G2×L2，L2=60cm，G2则向右移动d的距离s=60cm-10cm=50cm，其速度为：。【分析】本题综合性强，属于较难题目。12．【答案】4；2；竖直向下；【解析】【解答】在A处距支点4个格，B处距支点3个格，A处挂有3个钩码，根据杠杆平衡原理，则B处应挂4个钩码。①若改在B处用弹簧测力计拉，设OA4，则OC2，A处3个钩码的重力GAmAg3×50×10−3kg×10N/kg1.5N，∴由杠杆的平衡条件可知：OA⋅GA=OB⋅F，即：4×1.5N3F解得：F2N，则杠杆平衡时弹簧测力计拉力的大小2N，方向竖直向上。②若在C处用力F拉杠杆并使其平衡，由杠杆的平衡条件可知：OA，即：4×1.5N1F，解得：F6N，方向竖直向上，如图所示：

故答案为：4；①2；竖直向下；②作图如上．【分析】由杠杆平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂（F1L1=F2L2），可计算出所挂钩码的多少；

①根据杠杆的平衡条件，可计算出用弹簧测力计在B点拉着杠杆使它水平平衡时的拉力；动力是使杠杆转动的力，阻力是阻碍杠杆转动的力；

②根据杠杆的平衡条件计算出用弹簧测力计在C点竖直向上拉着杠杆使它水平平衡时的拉力；知道力的作用点为C，画出力的示意图．13．【答案】40；2314．【答案】18；10【解析】【解答】对重物做的有用功W有=Gh=45N×0.4m=18J；

对重物做的总功：；

那么对重物做的额外功：W额=W总-W有=30J-18J=12J；

那么物体受到的摩擦力为：。

【分析】根据W有=Gh计算对重物做的有用功，再根据W总=计算总功，接下来根据W额=W总-W有计算额外功，最后根据计算物体受到的摩擦力。15．【答案】125；25【解析】【解答】解：（1）由图可知滑轮装置是一个动滑轮，绳端移动的距离：s′＝2s＝2×6m＝12m；有用功：W有用＝Gh＝300N×2m＝600J；根据η＝可得拉力F做的总功：W总＝＝＝750J；根据W总＝Fs知，拉力F的大小：F＝W总s'＝＝因滑轮重、绳重、滑轮与绳之间的摩擦均不计，则由力的平衡条件可得，箱子受到的拉力：F′＝2F＝2×62.5N＝125N；（2）因为W总＝W有用+W额，所以克服摩擦力做的额外功：W额＝W总﹣W有用＝750J﹣600J＝150J，根据W额＝fs可得，斜面对物体的摩擦力：f＝＝＝25N。故答案为：125；25。

【分析】根据W有用＝Gh可求出有用功，根据W总＝可求出拉力F做的总功，根据F＝W总s'可求出拉力F的大小，根据F′＝2F可求出箱子受到的拉力，根据W额＝W总﹣W有用可求出克服摩擦力做的额外功，根据f＝可求出斜面对物体的摩擦力16．【答案】粗；轮轴；斜面；省力【解析】【解答】（1）螺丝刀拧螺丝时使用的是轮轴，相当于一个省力杠杆，支点在轴，螺丝施加阻力，而动力作用在手柄上。根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，螺丝刀手柄越粗动力臂越大越省力；

（2）螺丝钉是一种简单机械，螺丝钉上螺纹的展开长度相当于斜面；螺丝钉螺纹密、螺线长，相当于斜面较长，则拧起来越省力。

【分析】（1）由轮和轴组成的，能绕共同的轴线旋转的简单机械叫做轮轴。轮轴是一种省力机械，支点在轴心；

（2）螺丝钉上的一圈圈螺纹的长相当于斜面的长度，斜面是一种变形的杠杆。17．【答案】右；便于测量力臂；6；变大；0.5；费力；重18．【答案】（1）3.2；丙（2）83.3%；乙；绳端移动的距离是钩码提升高度的2倍（3）重；变大；3、4【解析】【解答】(1)图甲中弹簧测力计的分度值为0.2N，示数是3.2N；

使用定滑轮不省力，动滑轮可省力，甲图装置不省力，实验中用相同材质的滑轮，沿竖直方向匀速提升同一物体，因丙中绳子的有效段数为3，乙中绳子的有效段数为2，选用图中的丙装置最省力：

(2)第5次实验中，滑轮组的机械效率为：。

绳子的有效段数：。这次实验是利用图中乙装置完成的；

(3)可知1、2实验中绳子的有效段数为3，是用丙装置完成的，第2次实验提升物体最重，机械效率最高，故得出：同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越大；

3、4、5实验中绳子的有效段数为2；是用乙装置完成的，比较4、5实验可知，提升钩码的重力相同，第5次实验动滑轮的重力小，第5次机械效率高，故提升同一物体时，减小动滑轮的重力，则滑轮组的机械效率变大；

从3、4两次实验可以看出，在使用同-滑轮组时，提升物体的高度不同，而机械效率相同，故机械效率与钩码被提升的高度无关。

故答案：(1)3.2；丙；

(2)83.3%；乙；绳端移动的距离是钩码提升高度的2倍，绳子的有效段数为2；

(3)重；变大；3、4。【分析】(1)首先读弹簧测力计的分度值为0.2N，再根据指针位置读数；

使用定滑轮不省力；动滑轮可省力，用同一滑轮组提升同一物体，绳子的有效段数越多越省力；

(2)根据，求出第5次实验中滑轮组的机械效率；

根据得出绳子的有效段数，据此确定所用的装置；

(3)判断1、2实验中绳子的有效段数，确定所用的装置；分析第1、2次实验数据得出结论；

判断3、4、5实验中绳子的有效段数，确定所用的装置，分析4、5实验得出结论；

研究机械效率与钩码被提升的高度的关系，要控制其它因素相同，只改变被提升的高度和绳子自由端通过的距离。本题考查影响机械效率大小的因素及提高效率的方法。19．【答案】（1）匀速（2）0.6J；90.9％（3）物体的重力（4）D（5）低（6）大于【解析】【解答】（1）实验中要竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使钩码缓慢上升。

（2）由表中数据可得，第3次的总功为：W总=Fs=2.2N×0.3m=0.66J，

第三次的有用功为：W有=Gh=6N×0.1m=0.6J；

第3次实验中滑轮组的机械效率为：

（3）纵向分析数据可得结论：用同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高；

（4）根据“用同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高”可知，若该滑轮组提升物体时机械效率为92.1%，物体的重力应该大于6N，故D符