第12章 简单机械【B卷 培优卷】-2024-2025学年八年级物理下册单元速记·巧练（安徽专用，人教版）

第十二章 简单机械 （B卷•培优卷） （考试时间：90分钟 试卷满分：100分） 注意事项： 1．测试范围：人教版2024八年级下册第12章。 一、填空题（每空1分，作图每题2分，共30分） 1．（2024·安徽·中考真题）如图甲所示，用核桃钳夹核桃时，用力握紧手柄即可夹碎核桃。将上部的手柄ABC简化为如图乙所示的杠杆，若F1=20N，l1=10cm，l2=4cm，忽略杠杆自身的重力，则F2的大小为 N。 【答案】50 【详解】根据杠杆平衡的条件F1l1=F2l2，则F2的大小为 2．（23-24八年级下·安徽亳州·阶段练习）如图所示是一根可以变形的杠杆（AOB可绕O点转动），开始时，在A点挂重物M，C点挂重物N使杠杆在水平位置平衡；保持物块M的位置不变，把OB向下折转。要使杆在折转后位置保持平衡，则应将物块N的悬挂点移动到 （选填“①点处”或“②点处”）。 【答案】②点处 【详解】要使杠杆在图所示位置保持平衡,右端力与力臂的乘积也应该不变,力的大小不变,方向不变,则力臂应仍为OB的长度,根据力臂的定义,物块N应移动到②处。 3．（24-25九年级上·安徽六安·阶段练习）塔吊是工程建设中经常采用的起重装置，其起吊部分的结构可简化为如图所示的滑轮组。它将重为450N的重物竖直匀速提升10m，滑轮组自由端绳子的拉力F为300N，该滑轮组的机械效率为 。 【答案】75% 【详解】由图可知滑轮组的动滑轮绕绳子的段数n=2，滑轮组的机械效率 4．（2024·安徽·二模）如图是某兴趣小组用轻质杆制作的杆秤，在a端挂上重为3N的物体，秤砣挂在c位置时秤杆刚好水平平衡，且ac=3bc，则秤砣的质量为_________kg。 【答案】0.6 【详解】根据杠杆平衡条件则有 则秤砣的重力为 则秤砣的质量为 5．（23-24九年级下·安徽合肥·阶段练习）粗细不均匀的木棒AB长度为90cm，重力为90N；如图甲所示，三角形支架放在C点时（AC=60cm），木棒刚好在水平位置平衡；如图乙所示，将三角形支架移至D点（AD=45cm），若想使木棒仍然在水平位置平衡，则需要在A端挂G=_________N的重物。 【答案】30 【详解】由题意可知木棒的重心在C点位置，由图乙可得，重心到支点的距离为 由杠杆平衡条件可有 则重物的重力为 6．（2023·广东深圳·中考真题）如图甲，A、B是两个完全相同的物体，琴琴同学分别将A、B两物体拉到斜面顶端，对物体做功情况如图乙所示，请问对物体A做的有用功是 J，对物体B做的额外功是 J。 【答案】 2 0.5 【详解】[1]由图乙可知，对物体A做的总功为3J，额外功为1J，故对物体A做的有用功 W有=WA总-WA额=3J-1J=2J [2] A、B是两个完全相同的物体，都拉到斜面顶端，故对物体B做的有用功和对物体A做的有用功相同；由图乙可知，对物体B做的总功为2.5J，故对物体B做的额外功 WB额=WB总-W有=2.5J-2J=0.5J 7．（23-24八年级下·安徽安庆·期末）如图甲所示，工人直接将箱子搬进高为1．2m的车厢要用200N的力，如果利用长为3m的斜面将箱子沿斜面向上匀速推进同样高的车厢，所用推力为100N（如图乙所示）。则箱子的质量为 kg，斜面对箱子的摩擦力为 N。 【答案】 20 20 【详解】[1]如图甲所示，工人直接将箱子搬进高为1.2m的车厢要用200N的力，则箱子的重力为200N的力，由G=mg得，所以箱子的质量为 [2]如果利用长为3m的斜面将箱子沿斜面向上匀速推进同样高的车厢，总功 W总=Fs=100N×3m=300J 有用功 W有=Gh=200N×1.2m=240J 额外功 W额=W总-W有=300J-240J=60J 斜面对箱子的摩擦力 8．（23-24八年级下·安徽池州·期末）图甲是《天工开物》中记载的一种取水工具——辘轳，它可以看成不等臂杠杆——轮轴，如图乙，若r=0.2m，R=0.8m，桶和水的总重量为120N，取水时匀速转动辘轳，力F为 N。 【答案】30 【详解】根据杠杆平衡条件可知 可得 9．（23-24八年级下·安徽蚌埠·期末）为方便残疾人出行，很多公共场所修建了无障碍坡道，坡道的修建标准是：高度h和斜坡长度s的比例约为1：12，若残疾人和轮椅的总质量是60kg，若小刚同学用沿斜面向上的力推轮椅，使其以适当的速度匀速上坡，轮椅受到斜面的摩擦力约为150N，则小刚需要施加 N的推力；请以O点为作用点画出小刚对轮椅的推力，并标出力的大小。（） 【答案】 200 【详解】[1]由题意可知，克服重力做的有用功 因 则，拉力做的总功 额外功   ① 额外功为克服斜面摩擦做的功，即   ② 由①②可得。 [2]小刚对轮椅的推力沿斜面向上，推力大小为200N，如图所示： 10．（2024·陕西·中考真题）如图1，是我国春秋时期劳动人民发明的一种提水工具一桔槔，其简化示意图如图2所示。该装置工作时，可利用“坠石”的重力，帮助人们轻松地从井中提水。 （1）不改变支点O的位置和“坠石”的重力，想要提水时更省力，可以将“坠石”悬挂点B适当 （选填“靠近”或“远离”）支点O； （2）若OA的长度为1m，OB的长度为1.5m，“坠石”的重力为100N，桶的重力为20N，不计杠杆AOB和竖杆自身重力、绳重和摩擦，若要竖直匀速提起180N的水，人还需要施加 N的拉力，此过程中，“坠石”下降的高度为3m，则“坠石”的重力做功为 J。 【答案】（1）远离 （2） 50 300 【详解】（1）根据杠杆的平衡条件可知，人们从井中提水时，则有 在一定时，通过增大的距离，即可以将“坠石”悬挂点B适当远离支点，在杠杆平衡时，更小，即可以使提水时更省力。 （2）[1]若要竖直匀速提起180N的水，则有 解得，即人还需要施加50N的拉力。 [2]“坠石”的重力做功为 二、单项选择题（每小题3分，共30分） 11．（2024·广东·中考真题）如图为某款剪刀的示意图。握住手柄修剪树枝时，剪刀可视为杠杆，该杠杆的特点是（　　） A．省力 B．费力 C．省功 D．省距离 【答案】A 【详解】该剪刀属于杠杆，支点是O点，动力作用在A点，阻力作用在手柄处，使用时动力臂大于阻力臂，因此是省力杠杆。故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 12．（2024·海南·中考真题）用起子开瓶盖，下列杠杆能正确解释这现象的是（    ） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】要把瓶盖打开，要克服瓶盖和瓶口之间的摩擦力，瓶盖给起子的阻力是向下的，动力使起子绕支点O逆时针转动，阻力绕支点O顺时针转动，且动力臂大于阻力臂，故ACD错误，B正确。 故选B。 13．（2024·内蒙古通辽·中考真题）小明家有一把杆秤，如图所示，秤钩上不挂物体时提住秤纽，将秤砣移动至定盘星处时，秤杆恰能水平平衡，当秤钩挂上物体移动秤砣使秤杆再次水平平衡时，即可通过秤砣所对应刻度读出物体质量。下列说法正确的是（　　） A．定盘星是秤杆的支点 B．杆秤是一种等臂杠杆 C．所挂物体加重时，秤砣向右移，秤杆才能再次水平平衡 D．使用已磨损的秤砣测量时，测量值比真实值偏小 【答案】C 【详解】A．秤纽与秤杆的连接点是秤杆绕着转动的点，是支点，故A错误； B．杆秤使用时，动力臂不等于阻力臂，不是等臂杠杆，故B错误； C．根据杠杆平衡条件则有，、不变，所挂物体加重时，变大，即秤砣向右移，秤杆才能再次水平平衡，故C正确； D．使用已磨损的秤砣测量时，即变小，、、不变，所以变大，则测量值比真实值偏大，故D错误。 故选C。 14．（2024·山东东营·中考真题）如图所示，用甲、乙、丙三种简单机械分别提起同一重物G，已知滑轮重20N，杠杆（OB=2OA）重10N，手的拉力始终沿竖直方向，忽略绳重及摩擦，下列说法错误的是（　　） A．甲图：该装置不省力也不省距离 B．乙图：该装置的机械效率是三者中最低的 C．丙图：在匀速拉动物体上升的过程中，拉力F3逐渐变小 D．若提升的物体越重，乙、丙的机械效率就会越高 【答案】C 【详解】A．甲图中，该滑轮的位置是固定的，是定滑轮，使用定滑轮时不省力也不省距离，但可以改变力的方向，故A正确，不符合题意； B．根据 可知，忽略绳重及摩擦，甲图中不用克服摩擦和滑轮做额外功，该装置的机械效率最高；乙图中克服动滑轮的重力做的功为额外功，机械效率为 丙图中，克服杠杆的重力做的功为额外功，当物体被提升h时，根据数学的相似三角形知识可知，拉力端移动2h，杠杆的重心上升h，则该装置的机械效率为 可知，可得：乙装置的机械效率是三者中最低的，故B正确，不符合题意； C．丙图中，根据杠杆平衡条件可得 则 在匀速拉动物体上升的过程中，物重和杠杆重不变，阻力臂变小，动力臂也变小，根据数学的相似三角形知识可知，阻力臂与动力臂的比值是一个定值，所以拉力F3不变，故C错误，符合题意； D．若提升的物体越重，根据 以及 可知，乙、丙的机械效率就会越高，故D正确，不符合题意。 故选C。 15．（2024·山东淄博·中考真题）在“观察滑轮的使用”实验中，用如图所示的两种方式将同一物体匀速提升20cm（不计绳重和摩擦）．下列说法正确的是（    ） A．物体所受的重力是3.6N B．图乙中弹簧测力计上升20cm C．图乙中弹簧测力计的示数是物重的一半 D．图甲中滑轮的机械效率比图乙中的高 【答案】D 【详解】A．由图甲可知，该滑轮的轴固定不动，该滑轮是定滑轮，不计绳重和摩擦，则弹簧测力计的示数等于物体所受的重力，由图甲可知，弹簧测力计的分度值为0.2N，示数为2.4N，故A错误； BC．由图乙可知，该滑轮的轴随物体一起运动，该滑轮是动滑轮，n=2，将物体匀速提升20cm，则弹簧测力计上升 s=nh=2×20cm=40cm 不计绳重和摩擦，弹簧测力计的示数 由于不知道动滑轮的重，因此无法判断弹簧测力计的示数与物重的关系，故BC错误； D．不计绳重和摩擦，图甲中滑轮的机械效率 图乙中滑轮的机械效率 则 故D正确。 故选D。 16．（2024·江苏镇江·中考真题）小明用如图所示装置探究杠杆平衡条件，实验中杠杆始终保持水平平衡。此时弹簧测力计处于竖直方向，他发现弹簧测力计示数稍稍超过量程。为了完成实验，下列方案可行的是（    ） A．钩码的数量适当增加 B．钩码的位置适当左移 C．弹簧测力计转到图中虚线位置 D．弹簧测力计位置适当向左平移 【答案】D 【详解】A．钩码的数量适当增加，阻力增大，阻力臂、动力臂不变，根据杠杆平衡的条件可知，动力增大，即弹簧测力计示数增大，不可行，故A不符合题意； B．钩码的位置适当左移，阻力臂增大，阻力、动力臂不变，根据杠杆平衡的条件可知，动力增大，即弹簧测力计示数增大，不可行，故B不符合题意； C．弹簧测力计转到图中虚线位置，动力臂减小，阻力臂、阻力不变，根据杠杆平衡的条件可知，动力增大，即弹簧测力计示数增大，不可行，故C不符合题意； D．弹簧测力计位置适当向左平移，动力臂增大，阻力臂、阻力不变，根据杠杆平衡的条件可知，动力减小，即弹簧测力计示数减小，可行，故D符合题意。 故选D。 17．（2024·河北·中考真题）下图所示为电动起重机的工作场景。下列说法正确的是（  ） A．钢属于合金 B．铁属于非晶体 C．塑料属于天然材料 D．图中所示的滑轮属于定滑轮 【答案】A 【详解】A．钢是铁和碳的合金，属于合金材料，故A正确； B．铁熔化和凝固时有固定的熔点和凝固点，属于晶体，故B错误； C．塑料是经过人工合成的，是合成材料，故C错误； D．由图可知，工作时，滑轮与物体一同运动，属于动滑轮，故D错误。 故选A。 18．（2024·吉林长春·中考真题）如图所示是《天工开物》中记载的南方独轮推车。人推车前进的过程中（    ） A．人对车不做功 B．车是定滑轮 C．车是费力杠杆 D．车是省力杠杆 【答案】D 【详解】A．人的推力作用在车上，且车在推力的作用下前进，人对车做了功，故A不符合题意； BCD．人推车前进时，支点在轮子的转轴处，阻力是车上物体的重力，动力是手作用在手柄处的力，推车时动力臂大于阻力臂，车是一个省力杠杆，故BC不符合题意，D符合题意。 故选D。 19．（2024·重庆·中考真题）建筑工人通过如图所示的装置将一桶质量为45kg的涂料从地面提起，桶离开地面后在4s内缓慢上升0.8m，工人所用的拉力为500N。下列说法中正确的是（　　） A．该装置做的有用功为400J B．该装置的机械效率为90％ C．绳子自由端移动的平均速度为0.4m/s D．桶离开地面前，工人拉力逐渐增大，桶对地面的压强不变 【答案】B 【详解】A．涂料重力为 所以该装置做的有用功为 故A错误； B．定滑轮不省距离也不费距离，即，该装置做的总功为 则该装置的机械效率为 故B正确； C．绳子自由端移动的平均速度为 故C错误； D．桶离开地面前，工人拉力逐渐增大，桶对地面的压力变小，根据，则压强变小，故D错误。 故选B。 20．（2024·四川广安·中考真题）桔槔是《天工开物》中记载的一种原始的汲水工具，在拗石辅助下，人几乎可以不用力就能将一桶水从井中提起。如图所示，已知A点所挂拗石重力为100N，，两侧悬挂的绳子始终保持在竖直方向，忽略横杆和绳的重力（）。下列说法错误的是（　　） A．桔槔平衡时，桶内水的体积为 B．桔槔是杠杆装置 C．桔槔平衡时，A、B两点所受的拉力之比为1∶2 D．要想一次提取更多的水，可以将悬挂点A向远离O点方向移动 【答案】A 【详解】A．已知A点所挂拗石重力为100N，OA︰OB=2︰1，两侧悬挂的绳子始终保持在竖直方向，桔槔平衡时，由杠杆平衡条件可得 即 100N×2=FB×1 解得 FB=200N 由于水桶有重力，所以桶中水的重力小于200N，则桶内水的体积小于 所以水的体积小于2×10−2m3，故A错误，符合题意； B．桔槔是绕着固定的点转动的硬棒，所以桔槔是杠杆装置，故B正确，不符合题意； C．桔槔平衡时，由杠杆平衡条件可得 由于OA︰OB=2︰1，所以A、B两点所受的拉力之比 故C正确，不符合题意； D．桔槔平衡时，由杠杆平衡条件可得 要想一次提取更多的水，即增大FB，由于FA和OB保持不变，所以需要增大OA，故可以将悬挂点A向远离O点方向移动，故D正确，不符合题意。 故选A。 三、实验探究题（每空2分，共26分） 21．（2024·湖北武汉·中考真题）某同学利用若干个质量为50g的钩码和弹簧测力计探究杠杆的平衡条件。 （1）调节平衡螺母，使杠杆在不挂钩码时，保持水平并 ，达到平衡状态，如图所示。 （2）在杠杆左侧15cm刻度线处挂上4个钩码，在杠杆右侧挂上6个钩码，移动右侧钩码到 cm刻度线处使杠杆重新在水平位置平衡。这时动力或阻力是 （填“钩码受到的重力”“钩码对杠杆的拉力”或“杠杆对钩码的拉力”）。 （3）保持杠杆左侧钩码的数量和位置不变，取下右侧钩码，改用弹簧测力计拉杠杆使杠杆在水平位置平衡，当弹簧测力计的示数为3N时，该拉力的作用点可能在杠杆 （填序号）刻度线处。 ①左侧10cm  ②右侧5cm  ③右侧15cm 【答案】 静止 10 钩码对杠杆的拉力 ①③ 【详解】（1）[1]杠杆静止时处于平衡状态，杠杆在不挂钩码时，保持水平并静止，杠杆处于水平平衡状态，便于测量力臂。 （2）[2]设一个钩码的重力为G，根据杠杆平衡条件 解得 L=10cm 则移动右侧钩码到10cm刻度线处时，杠杆重新在水平位置平衡。 [3]动力或阻力是作用在杠杆上使杠杆转动的力，则动力或阻力是钩码对杠杆的拉力。 （3）[4]一个钩码的重力 若使用弹簧测力计拉杠杆使杠杆在水平位置平衡，根据杠杆平衡条件 代入数据后有 解得拉力力臂 若竖直使用弹簧测力计拉杠杆使杠杆在水平位置平衡，此时力臂等于该拉力的作用点到支点的距离，故①符合题意，若弹簧测力计倾斜，力臂小于该拉力的作用点到支点的距离，则③符合题意，则符合条件的为①③。 22．（2024·安徽芜湖·模拟预测）测滑轮组的机械效率，先用已调好的弹簧测力计测出钩码所受的重力G，然后按照如图所示组装好实验器材，记下钩码及绳自由端的初位置。拉动弹簧测力计使所受重力为G的钩码升高时，用弹簧测力计测出绳头自由端所受到的拉力F；用刻度尺分别测出钩码被提升的高度h和绳自由端移动的距离s，并将F、h和s记录在数据记录表格中。 （1）在钩码升高的过程中，应竖直向上 拉动弹簧测力计； （2）保持此装置不变，更换钩码使被提升重物所受重力增加为2G，滑轮组的机械效率将 ； （3）用公式计算机械效率的条件是 ，得到的结果 （填“大于”“等于”或小于）用计算出的结果。 【答案】 匀速 变大 不计绳重和轴摩擦 大于 【详解】（1）[1]在钩码升高的过程中，应竖直向上匀速拉动弹簧测力计，此时钩码受力平衡，受到的拉力等于重力。 （2）[2]保持此装置不变，更换钩码使被提升重物所受重力增加为2G，物体上升高度相同时，有用功变大，额外功不变，由可知，滑轮组的机械效率变大。 （3）[3][4]由可知，额外功指的是克服动滑轮重力所做的功，所以前提是：不计绳重及轴摩擦。计算得到的有用功是准确的，但额外功偏小，所以与相比，计算结果会偏大。 24．（2024·山东济宁·中考真题）小明将木板一端置于水平桌面上，另一端与量角器组装成斜面（如图所示），按以下步骤进行了实验： ①选3个物体A、B和C，分别测出它们的重力大小； ②将斜面倾角（木板与桌面夹角）调成5°，分别将物体A、B、C放置在斜面上保持静止，用压力传感器分别测出它们对木板的压力大小； ③将斜面倾角先后调成10°和15°，重复步骤②。 实验数据记录如下表： 斜面倾角 5° 10° 15° 实验序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 物体 A B C A B C A B C 重力大小/N 10.0 20.0 30.0 10.0 20.0 30.0 10.0 20.0 30.0 压力大小/N 9.96 19.92 29.88 9.85 19.70 29.55 9.66 19.32 28.98 结合以上信息，按要求回答下列问题： （1）请在图中画出物体A对木板（斜面倾角为15°）压力的示意图，要求包含力的三要素 ； （2）若研究同一物体对木板的压力大小与斜面倾角的关系，可选择实验序号 中的数据进行分析； （3）分析比较实验数据可知：不同物体静止在同一斜面上时，物体对木板的压力与该物体重力的比值 ； （4）分析比较实验数据可知，同一物体静止在不同斜面上时，斜面倾角越大，物体对木板的压力与该物体重力的比值 （选填“越大”、“越小”或“不变”）； （5）斜面作为一种简单的机械，在生活中常有应用。在沿斜面向上的拉力F作用下，质量为的物体沿斜面向上匀速运动了，升高了，斜面的机械效率为90%，则该物体所受摩擦力的大小为 N。（取） 【答案】（1） （2）1、4、7（2、5、8或3、6、9） （3）都相等 （4）越小 （5）10 【详解】（1）物体A对斜面的压力作用点在接触面，与接触面垂直并指向斜面；由表格中数据可知，当斜面倾角为15°，A对斜面的压力大小为9.66N。如图所示： （2）研究同一物体对木板的压力大小与斜面倾角的关系，应选择同一物体放在同一斜面上，改变斜面倾角，测出压力大小进行比较，所以可选择实验序号1、4、7或2、5、8、或3、6、9中的数据进行分析。 （3）分析比较1、2、3（4、5、6或7、8、9）三组数据，A、B、C三个不同物体静止在同一斜面上，物体对木板的压力与该物体重力的比值都相等。 （4）分析比较序号1、4、7（2、5、8、或3、6、9）中的实验数据可知，同一物体静止在不同斜面上时，斜面倾角越大，物体对木板的压力越小，由于重力不变，则物体对木板的压力与该物体重力的比值越小。 （5）拉力F做的有用功为 总功为 额外功为 则该物体所受摩擦力的大小为 四、计算题（第25小题4分，第26小题4分，第27小题6分，共14分；解答有必要的公式和过程） 25．（24-25九年级上·安徽马鞍山·期中）如图所示质量分布均匀，可绕O点转动的杠杆自重G0=10N，C为杠杆的中点，现在杠杆B点挂一重为G=4N的物体。已知OA=1.6m，OB=0.4m。（忽略摩擦） （1）若用作用在A点且始终竖直向上的力F，将重物竖直匀速提升0.1m时，力F所做的功的大小。 （2）求此时杠杆的机械效率。 【答案】（1）2.4J （2）16.7% 【详解】（1）物体挂在杠杆上，杠杆受到的阻力等于物体的重力和杠杆的重力，由杠杆平衡条件可得 4N×0.4m+10N×0.8m=F×1.6m 解得 将重物竖直匀速提升0.1m时，根据比例关系可知，竖直向上的力F上升的距离为s=0.4m， （2）设物体、杠杆上升的高度分别为h1、h2，根据数学知识可知，有 竖直匀速提升时杠杆的机械效率为 26．（23-24八年级下·安徽淮北·期末）如图甲所示的滑轮组，其机械效率η与GB的关系图像如图乙所示。将此滑轮组与固定的斜面组成一套简单机械，滑轮组的绳子平行斜面连接物体A，A的重力GA=250N，释放物体A后物体B恰能匀速下降，若B下降0.2m的高度时，A上升的高度为hA=0.1m，不计绳重和滑轮轴间的摩擦，求： （1）A在斜面上移动的距离； （2）斜面的机械效率。（百分号前保留1位小数） 【答案】（1）0.4m；（2）83.3% 【详解】解：（1）由图甲知承担物重的绳子股数。物体B下降的高度时，物体A在斜面上移动的距离为 （2）由图乙知，当时，滑轮组机械效率为，不计绳重和滑轮轴间的摩擦，由机械效率 得动滑轮重为 绳端拉力大小 拉力F做的总功为 拉动A做的有用功为 斜面的机械效率为 答：（1）A在斜面上移动的距离为0.4m； （2）斜面的机械效率为83.3%。 27．（2024·安徽合肥·二模）学习来自地球的力后，我们知道质量分布均匀、形状规则的物体的重心，在它的几何中心上。 将一根粗细均匀的铁丝悬挂起来，在A 点悬挂一重为G0的物块，调节悬挂点直到铁丝恰好水平，测得OB=2OA，如图甲所示。 （1）试求铁丝的质量为多大？ （2）将这根铁丝从O 点弯成直角，当直角铁丝静止时，测得短边OA 和竖直方向的夹角为θ （如图乙），阿牛将直角铁丝从O 点分成两段，在各自重心处画出了重力的示意图（如图丙）请你画出它们的力臂； （3）试求 tanθ 的值。 【答案】（1） （2） （3）4 【详解】（1）铁丝的重心在中点，重力的力臂为 根据杠杆的平衡条件知 G0×OA=G×0.5OA=mg×0.5OA 解得。 （2）先延长画出力的作用线，从O作两作用线的垂线段，即两个重力的力臂，如图所示： （3）根据图中知，G1的力臂为 G2的力臂为 根据铁丝是均匀的，右侧的长度是左侧的一半，可知OB＝2OA，且G2＝2G1，根据杠杆的平衡条件有 G1L1=G2L2 代入数据得 整理得 sinθ=4cosθ 解得 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第十二章 简单机械 （B卷•培优卷） （考试时间：90分钟 试卷满分：100分） 注意事项： 1．测试范围：人教版2024八年级下册第12章。 一、填空题（每空1分，作图每题2分，共30分） 1．（2024·安徽·中考真题）如图甲所示，用核桃钳夹核桃时，用力握紧手柄即可夹碎核桃。将上部的手柄ABC简化为如图乙所示的杠杆，若F1=20N，l1=10cm，l2=4cm，忽略杠杆自身的重力，则F2的大小为 N。 2．（23-24八年级下·安徽亳州·阶段练习）如图所示是一根可以变形的杠杆（AOB可绕O点转动），开始时，在A点挂重物M，C点挂重物N使杠杆在水平位置平衡；保持物块M的位置不变，把OB向下折转。要使杆在折转后位置保持平衡，则应将物块N的悬挂点移动到 （选填“①点处”或“②点处”）。 3．（24-25九年级上·安徽六安·阶段练习）塔吊是工程建设中经常采用的起重装置，其起吊部分的结构可简化为如图所示的滑轮组。它将重为450N的重物竖直匀速提升10m，滑轮组自由端绳子的拉力F为300N，该滑轮组的机械效率为 。 4．（2024·安徽·二模）如图是某兴趣小组用轻质杆制作的杆秤，在a端挂上重为3N的物体，秤砣挂在c位置时秤杆刚好水平平衡，且ac=3bc，则秤砣的质量为_________kg。 5．（23-24九年级下·安徽合肥·阶段练习）粗细不均匀的木棒AB长度为90cm，重力为90N；如图甲所示，三角形支架放在C点时（AC=60cm），木棒刚好在水平位置平衡；如图乙所示，将三角形支架移至D点（AD=45cm），若想使木棒仍然在水平位置平衡，则需要在A端挂G=_________N的重物。 6．（2023·广东深圳·中考真题）如图甲，A、B是两个完全相同的物体，琴琴同学分别将A、B两物体拉到斜面顶端，对物体做功情况如图乙所示，请问对物体A做的有用功是 J，对物体B做的额外功是 J。 7．（23-24八年级下·安徽安庆·期末）如图甲所示，工人直接将箱子搬进高为1．2m的车厢要用200N的力，如果利用长为3m的斜面将箱子沿斜面向上匀速推进同样高的车厢，所用推力为100N（如图乙所示）。则箱子的质量为 kg，斜面对箱子的摩擦力为 N。 8．（23-24八年级下·安徽池州·期末）图甲是《天工开物》中记载的一种取水工具——辘轳，它可以看成不等臂杠杆——轮轴，如图乙，若r=0.2m，R=0.8m，桶和水的总重量为120N，取水时匀速转动辘轳，力F为 N。 9．（23-24八年级下·安徽蚌埠·期末）为方便残疾人出行，很多公共场所修建了无障碍坡道，坡道的修建标准是：高度h和斜坡长度s的比例约为1：12，若残疾人和轮椅的总质量是60kg，若小刚同学用沿斜面向上的力推轮椅，使其以适当的速度匀速上坡，轮椅受到斜面的摩擦力约为150N，则小刚需要施加 N的推力；请以O点为作用点画出小刚对轮椅的推力，并标出力的大小。（） 10．（2024·陕西·中考真题）如图1，是我国春秋时期劳动人民发明的一种提水工具一桔槔，其简化示意图如图2所示。该装置工作时，可利用“坠石”的重力，帮助人们轻松地从井中提水。 （1）不改变支点O的位置和“坠石”的重力，想要提水时更省力，可以将“坠石”悬挂点B适当 （选填“靠近”或“远离”）支点O； （2）若OA的长度为1m，OB的长度为1.5m，“坠石”的重力为100N，桶的重力为20N，不计杠杆AOB和竖杆自身重力、绳重和摩擦，若要竖直匀速提起180N的水，人还需要施加 N的拉力，此过程中，“坠石”下降的高度为3m，则“坠石”的重力做功为 J。 二、单项选择题（每小题3分，共30分） 11．（2024·广东·中考真题）如图为某款剪刀的示意图。握住手柄修剪树枝时，剪刀可视为杠杆，该杠杆的特点是（　　） A．省力 B．费力 C．省功 D．省距离 12．（2024·海南·中考真题）用起子开瓶盖，下列杠杆能正确解释这现象的是（    ） A． B． C． D． 13．（2024·内蒙古通辽·中考真题）小明家有一把杆秤，如图所示，秤钩上不挂物体时提住秤纽，将秤砣移动至定盘星处时，秤杆恰能水平平衡，当秤钩挂上物体移动秤砣使秤杆再次水平平衡时，即可通过秤砣所对应刻度读出物体质量。下列说法正确的是（　　） A．定盘星是秤杆的支点 B．杆秤是一种等臂杠杆 C．所挂物体加重时，秤砣向右移，秤杆才能再次水平平衡 D．使用已磨损的秤砣测量时，测量值比真实值偏小 14．（2024·山东东营·中考真题）如图所示，用甲、乙、丙三种简单机械分别提起同一重物G，已知滑轮重20N，杠杆（OB=2OA）重10N，手的拉力始终沿竖直方向，忽略绳重及摩擦，下列说法错误的是（　　） A．甲图：该装置不省力也不省距离 B．乙图：该装置的机械效率是三者中最低的 C．丙图：在匀速拉动物体上升的过程中，拉力F3逐渐变小 D．若提升的物体越重，乙、丙的机械效率就会越高 15．（2024·山东淄博·中考真题）在“观察滑轮的使用”实验中，用如图所示的两种方式将同一物体匀速提升20cm（不计绳重和摩擦）．下列说法正确的是（    ） A．物体所受的重力是3.6N B．图乙中弹簧测力计上升20cm C．图乙中弹簧测力计的示数是物重的一半 D．图甲中滑轮的机械效率比图乙中的高 16．（2024·江苏镇江·中考真题）小明用如图所示装置探究杠杆平衡条件，实验中杠杆始终保持水平平衡。此时弹簧测力计处于竖直方向，他发现弹簧测力计示数稍稍超过量程。为了完成实验，下列方案可行的是（    ） A．钩码的数量适当增加 B．钩码的位置适当左移 C．弹簧测力计转到图中虚线位置 D．弹簧测力计位置适当向左平移 17．（2024·河北·中考真题）下图所示为电动起重机的工作场景。下列说法正确的是（  ） A．钢属于合金 B．铁属于非晶体 C．塑料属于天然材料 D．图中所示的滑轮属于定滑轮 18．（2024·吉林长春·中考真题）如图所示是《天工开物》中记载的南方独轮推车。人推车前进的过程中（    ） A．人对车不做功 B．车是定滑轮 C．车是费力杠杆 D．车是省力杠杆 19．（2024·重庆·中考真题）建筑工人通过如图所示的装置将一桶质量为45kg的涂料从地面提起，桶离开地面后在4s内缓慢上升0.8m，工人所用的拉力为500N。下列说法中正确的是（　　） A．该装置做的有用功为400J B．该装置的机械效率为90％ C．绳子自由端移动的平均速度为0.4m/s D．桶离开地面前，工人拉力逐渐增大，桶对地面的压强不变 20．（2024·四川广安·中考真题）桔槔是《天工开物》中记载的一种原始的汲水工具，在拗石辅助下，人几乎可以不用力就能将一桶水从井中提起。如图所示，已知A点所挂拗石重力为100N，，两侧悬挂的绳子始终保持在竖直方向，忽略横杆和绳的重力（）。下列说法错误的是（　　） A．桔槔平衡时，桶内水的体积为 B．桔槔是杠杆装置 C．桔槔平衡时，A、B两点所受的拉力之比为1∶2 D．要想一次提取更多的水，可以将悬挂点A向远离O点方向移动 三、实验探究题（每空2分，共26分） 21．（2024·湖北武汉·中考真题）某同学利用若干个质量为50g的钩码和弹簧测力计探究杠杆的平衡条件。 （1）调节平衡螺母，使杠杆在不挂钩码时，保持水平并 ，达到平衡状态，如图所示。 （2）在杠杆左侧15cm刻度线处挂上4个钩码，在杠杆右侧挂上6个钩码，移动右侧钩码到 cm刻度线处使杠杆重新在水平位置平衡。这时动力或阻力是 （填“钩码受到的重力”“钩码对杠杆的拉力”或“杠杆对钩码的拉力”）。 （3）保持杠杆左侧钩码的数量和位置不变，取下右侧钩码，改用弹簧测力计拉杠杆使杠杆在水平位置平衡，当弹簧测力计的示数为3N时，该拉力的作用点可能在杠杆 （填序号）刻度线处。 ①左侧10cm  ②右侧5cm  ③右侧15cm 22．（2024·安徽芜湖·模拟预测）测滑轮组的机械效率，先用已调好的弹簧测力计测出钩码所受的重力G，然后按照如图所示组装好实验器材，记下钩码及绳自由端的初位置。拉动弹簧测力计使所受重力为G的钩码升高时，用弹簧测力计测出绳头自由端所受到的拉力F；用刻度尺分别测出钩码被提升的高度h和绳自由端移动的距离s，并将F、h和s记录在数据记录表格中。 （1）在钩码升高的过程中，应竖直向上 拉动弹簧测力计； （2）保持此装置不变，更换钩码使被提升重物所受重力增加为2G，滑轮组的机械效率将 ； （3）用公式计算机械效率的条件是 ，得到的结果 （填“大于”“等于”或小于）用计算出的结果。 24．（2024·山东济宁·中考真题）小明将木板一端置于水平桌面上，另一端与量角器组装成斜面（如图所示），按以下步骤进行了实验： ①选3个物体A、B和C，分别测出它们的重力大小； ②将斜面倾角（木板与桌面夹角）调成5°，分别将物体A、B、C放置在斜面上保持静止，用压力传感器分别测出它们对木板的压力大小； ③将斜面倾角先后调成10°和15°，重复步骤②。 实验数据记录如下表： 斜面倾角 5° 10° 15° 实验序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 物体 A B C A B C A B C 重力大小/N 10.0 20.0 30.0 10.0 20.0 30.0 10.0 20.0 30.0 压力大小/N 9.96 19.92 29.88 9.85 19.70 29.55 9.66 19.32 28.98 结合以上信息，按要求回答下列问题： （1）请在图中画出物体A对木板（斜面倾角为15°）压力的示意图，要求包含力的三要素 ； （2）若研究同一物体对木板的压力大小与斜面倾角的关系，可选择实验序号 中的数据进行分析； （3）分析比较实验数据可知：不同物体静止在同一斜面上时，物体对木板的压力与该物体重力的比值 ； （4）分析比较实验数据可知，同一物体静止在不同斜面上时，斜面倾角越大，物体对木板的压力与该物体重力的比值 （选填“越大”、“越小”或“不变”）； （5）斜面作为一种简单的机械，在生活中常有应用。在沿斜面向上的拉力F作用下，质量为的物体沿斜面向上匀速运动了，升高了，斜面的机械效率为90%，则该物体所受摩擦力的大小为 N。（取） 四、计算题（第25小题4分，第26小题4分，第27小题6分，共14分；解答有必要的公式和过程） 25．（24-25九年级上·安徽马鞍山·期中）如图所示质量分布均匀，可绕O点转动的杠杆自重G0=10N，C为杠杆的中点，现在杠杆B点挂一重为G=4N的物体。已知OA=1.6m，OB=0.4m。（忽略摩擦） （1）若用作用在A点且始终竖直向上的力F，将重物竖直匀速提升0.1m时，力F所做的功的大小。 （2）求此时杠杆的机械效率。 26．（23-24八年级下·安徽淮北·期末）如图甲所示的滑轮组，其机械效率η与GB的关系图像如图乙所示。将此滑轮组与固定的斜面组成一套简单机械，滑轮组的绳子平行斜面连接物体A，A的重力GA=250N，释放物体A后物体B恰能匀速下降，若B下降0.2m的高度时，A上升的高度为hA=0.1m，不计绳重和滑轮轴间的摩擦，求： （1）A在斜面上移动的距离； （2）斜面的机械效率。（百分号前保留1位小数） 27．（2024·安徽合肥·二模）学习来自地球的力后，我们知道质量分布均匀、形状规则的物体的重心，在它的几何中心上。 将一根粗细均匀的铁丝悬挂起来，在A 点悬挂一重为G0的物块，调节悬挂点直到铁丝恰好水平，测得OB=2OA，如图甲所示。 （1）试求铁丝的质量为多大？ （2）将这根铁丝从O 点弯成直角，当直角铁丝静止时，测得短边OA 和竖直方向的夹角为θ （如图乙），阿牛将直角铁丝从O 点分成两段，在各自重心处画出了重力的示意图（如图丙）请你画出它们的力臂； （3）试求 tanθ 的值。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$