专题36 《简单机械》单元核心素养达标突破（难度大）检测试卷-2025-2026学年人教版物理八年级下学期

2026年上学期人教版物理八年级新教材下册课节知识点精编练习题（全国通用） 第十二章 简单机械 专题36 《简单机械》单元核心素养达标突破（难度大）检测试卷 （满分100分，答题时间90分钟） 一、选择题(本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的） 1．日常生活中，有很多工具或设施可以抽象成杠杆模型。例如我国空间站利用电动机带动机械臂托举宇航员出舱，机械臂的关节驱动组件类似于人的手臂，可通过指令操作机械臂运动。下列工具在使用时与机械臂工作时属于同一类杠杆的是（　　） A．瓶起子 B．钢丝钳 C．核桃夹 D．食品夹 【答案】D 【解析】机械臂的功能类似于人的手臂，使用时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆。 ABC．瓶起子、钢丝钳和核桃夹，在使用过程中，动力臂大于阻力臂，都是省力杠杆，故ABC不符合题意； D．食品夹在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故D符合题意。故选D。 2．如图所示，一根质地均匀的木杆可绕O点自由转动，在木杆的右端施加一个始终垂直于杆的作用力F，使杆从OA位置匀速转到OB位置的过程中，下列说法正确的是（　　） A．拉力的力臂先变小后变大 B．阻力的力臂逐渐变小 C．拉力F先变小后变大 D．拉动木杆过程中木杆属于省力杠杆 【答案】D 【解析】ABC．根据杠杆平衡条件分析，将杠杆缓慢地由最初位置拉到水平位置时，动力臂不变，阻力不变，阻力力臂变大，所以动力变大；当杠杆从水平位置拉到最终位置时，动力臂不变，阻力不变，阻力臂变小，所以动力变小；所以拉力的力臂始终不变，阻力的力臂先变大后变小，拉力F先变大后变小。故ABC错误； D．由题可知动力臂始终大于阻力臂，所以拉动木杆过程中木杆属于省力杠杆，故D正确。故选D。 3.某天，“生物”和“物理”两位大师在一起进行体育锻炼。“生物”大师伸出健硕的手臂对“物理”大师说：“看，我能提起很重的物体哦（如图）！"“物理”大师竖起大拇指说：“真厉害！其实，你的前臂就是物理学中的一根杠杆。”以下对于这根杠轩在提起重物的过程中，分析合理的是（ ） A.前臂杠杆的支点O在肘关节处 B.肱二头肌给桡骨的力F1是阻力 C.重物给前臂的力F2是动力 D.前臂是一根省力杠杆 【答案】A 【解析】A.前臂将物体拿起时，肘关节处保持不动，肘关节处为前臂杠杆的支点O，故A符合题意； B.肱二头肌给桡骨的力F1是将物体拿起的动力，故B不符合题意； C.重物给前臂的力F2是阻碍前臂上升的阻力，故C不符合题意； D.如图所示，动力F1是力臂是肘关节到肱二头肌拉力作用线的距离，距离较小，阻力F2的力臂是肘关节到重物对手压力作用线的距离，距离较大，根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2， L1>L2，则F1<F2 是费力杠杆，故D不符合题意。故选A。 4.如图所示，将同种材料制成的实心物体甲、乙用细绳分别挂在轻质杠杆AB的两端，杠杆在水平位置平衡。已知：G甲=150N，G乙=30N，AO∶OB=1∶3，甲物体与水平地面的接触面积为0.2m2，不计绳重。下列说法正确的是（ ） A.甲、乙两物体体积之比为1∶5 B.甲物体对杠杆的拉力为10N C.水平地面对甲物体的支持力为60N D.甲物体对水平地面的压强为750Pa 【答案】C 【解析】A.甲、乙实心物体由同种材料制成，故甲、乙的密度相同，因可知，在密度、g相同的条件下，体积与物体的重力成正比，甲、乙两物体体积之比为： V甲∶V乙=G甲∶G乙=150N∶30N=5∶1 故A错误； B.根据杠杆平衡条件可得：FA×AO=FB×OB 所以细绳对杠杆A点拉力的大小： 即甲物体通过绳子对杠杆的拉力为90N，故B错误； CD.对甲物体进行受力分析可知，甲物体受到竖直向下的重力、地面施加的竖直向上的支持力和绳子施加的竖直向上的拉力的作用，由力的平衡，重力等于拉力与支持力之和，可知水平地面对甲的支持力： F支=G甲－FA=150N－90N=60N 由力的相互性可知,甲物体对水平地面的压力为60N,甲物体对水平地面的压强为： 故C正确，D错误。故选C。 5. 如图所示，用完全相同的两个滑轮绕成了甲、乙两个滑轮组（不计绳重和摩擦），在拉力、的作用下分别将重为、的A、B两个物体匀速提升相同的高度。若，拉力、所做的功分别为，，甲、乙两个滑轮组的机械效率分别为、，则下列判断正确的是（ ） A. ， B. ， C. ， D. ， 【答案】B 【解析】不计绳重和摩擦，则拉力做的功为 动滑轮重相同，物体提升的高度相同，，所以，。滑轮组的机械效率为 所以，，故B正确，ACD错误。 故选B。 6．如图所示，一个重400N的木箱放在水平地面上，在绳自由端用力F拉动木箱使它在2s内匀速直线运动了3m，木箱受到地面的摩擦力为200N，不计绳重、滑轮重及滑轮组摩擦，下列说法正确的是（    ） A．拉力F的大小为400N B．绳自由端移动速度为1.5m/s C．绳自由端移动了6m D．木箱移动速度为3m/s 【答案】C 【解析】A．由图可知滑轮组的动滑轮绕绳子的段数n=2，不计绳重、滑轮重及滑轮组摩擦，拉力 故A错误； BCD．木箱移动的速度 绳自由端移动速度为 v绳=nv=2×1.5m/s=3m/s 绳自由端移动的距离 s绳=ns=2×3m=6m 故C正确，BD错误。故选C。 7．一木箱重，工人用沿斜面向上的拉力F将木箱匀速拉到高处，如图甲所示。已知整个过程中拉力F做的功W与木箱沿斜面移动的距离s的关系如图乙所示，整个过程中额外功是，则下列说法正确的是（　　） A．拉力F的大小为 B．斜面的机械效率为60% C．木箱受到的摩擦力f为 D．斜面越陡机械效率越低 【答案】B 【解析】A．由得，拉力F的大小为 故A错误； B．斜面的有用功为 机械效率为 故B正确； C．木箱受到的摩擦力f为 故C错误； D．将同一重物提升相同的高度，做的有用功相同，在接触面粗糙程度不变时，斜面越陡，重物对斜面的压力小，则重物受到斜面的摩擦力越小，额外功越小，有用功在总功中的占比越大，则斜面的机械效率越高，故D错误。故选B。 8．如图甲所示装置，小明用力F向下拉绳子，使物体M在水平地面匀速移动，地面ab、bc粗糙程度不同。物体M重为400N，动滑轮重为5N，ab=2m，bc=3m。物体M从a点到c点过程中，拉力F与物体M移动距离的关系如图乙，不考虑物体大小对运动的影响，忽略绳子重力及滑轮转轴摩擦，对此过程的分析，下列结论错误的是（　　） A．绳子自由端移动的距离为10m B．拉力F做的功为840J C．拉力F在ab段做的额外功等于在bc段做的额外功 D．物体从ab段到bc段，滑轮组的机械效率变大 【答案】C 【解析】A．由甲图可知，绳子段数有2段，物体M从a点到c点过程中，物体移动的距离为 则绳子自由端移动的距离为 故A正确，不符合题意； B．由图乙可知，物体M从a点到b点过程中，拉力为60N，绳子自由端移动的距离为 拉力做的功为 物体M从b点到c点过程中，拉力为100N，绳子自由端移动距离为 拉力做的功为 所以物体M从a点到c点过程中，拉力做的功总共为 故B正确，不符合题意； C．不考虑物体大小对运动的影响，忽略绳子重力及滑轮转轴摩擦，拉力F在ab段做的额外功为 拉力F在bc段做的额外功为 所以拉力F在ab段做的额外功小于在bc段做的额外功，故C错误，符合题意； D．在ab段，滑轮组的机械效率为 在bc段，滑轮组的机械效率为 所以物体从ab段到bc段，滑轮组的机械效率变大，故D正确，不符合题意。故选C。 二、填空题(本题共8小题，每空1分，共17分） 1. 如图所示是人抬独轮车车把时的简化示意图，此时独轮车相当于一个__________杠杆；若动力臂是阻力臂的3倍，拉力F始终竖直向上，物体和车总重G为1500N，则匀速抬起车把的力F为__________N。 【答案】 省力 500 【解析】如图，独轮车使用时，动力臂大于阻力臂，此时独轮车是一个省力杠杆。 根据杠杆平衡条件得 解得，匀速抬起车把的力为 2.小明用细线悬挂一根胡萝卜，静止时如图所示。他沿悬线向下的方向为界切分胡萝卜,切分后两块胡萝卜A、B质量大小关系为mA______mB（选填“>”、“=”或“<”）；小明仍想用悬挂法尽可能按质量等分这根胡萝卜，请你提供一条可行的建议：______。 【答案】> 用细线悬挂胡萝卜尖端，静止时沿悬线向下的方向为界切分胡萝卜 【解析】以O为支点，左端的重心在A处，右端的重心在B处，如图所示 则lA<lB 即左端重力的力臂小于右端重力的力臂。根据杠杆的平衡条件可得 所以 即 所以 根据题中的做法，由于左右两边的力臂不等，使得左右两边的质量不等；因此根据杠杆平衡条件，为了使得左右两边的质量相等，则需左右两边的力臂相等，做法为：用细线悬挂胡萝卜尖端，静止时沿悬线向下的方向为界切分胡萝卜。 3.如图所示，一轻质杠杆AB悬于O点，其左端挂一重物，右端施加一个与水平方向成的力F，此时杠杆水平平衡。若重物质量，，，g取10N/kg。则力F的大小为______N，F对应的力臂是______cm。 【答案】 20 3 【解析】由图可知，力F的力臂为 物体的重力为 根据杠杆平衡条件可得 代入数值得 解得 4．中国高铁运营及技术稳居世界第一。高速铁路的输电线需要绷直，为此设置了如图甲所示的牵引装置。图乙为该装置的工作原理图，其中滑轮______（选填“A”或“B”）为定滑轮，若输电线P端向左移动2cm，坠砣将会下降______cm。 【答案】A 4 【解析】滑轮B能够左右移动，所以是动滑轮，滑轮A不能移动，只能绕中心轴转动，所以是定滑轮。 由图乙可知，滑轮组绳子段数为n＝2，坠砣连接在自由端，所以坠砣移动的距离是P端的2倍；若输电线P端向左移动2cm，坠砣下降的距离为h＝2sP＝2×2cm＝4cm 5.如图所示，一根均匀的木棒OC，OA=OC，B为OC的中点，在C点施力将挂在A点的重 力为200N的物体匀速提升0.2m，木棒的机械效率为80%，提升该物体做的有用功是_______J，木棒重为_______N（不计摩擦）。若将该重物移至B点，仍匀速提升0.2m，则机械效率将_______（选填“大于”“等于”或“小于”）80%。 【答案】40；25；大于 【解析】提升物体做的有用功为： W有=Gh=200N×0.2m=40J 做的总功为： 额外功为： W额=W－W有=50J－40J=10J 已知OA=OC，又知道B为OC的中点，即OB=OC，即OB=2OA，在提升过的过程中，根据相似三角形的知识可以知道，B点升高的距离是A点升高距离的2倍，有： h′=2h=2×0.2m=0.4m B为木棒的重心，我们可以认为木棒升高了0.4m，则： 将物体移至B点，把物体提升相同的高度，做的有用功相等。但把物体提升相同的高度，物体在B点时，杠杆升高的高度小，即做的额外功小，根据可以知道，机械效率变大了 6．如图，小明同学用滑轮组拉动水平地面上重为500N的物体A，在20s时间内将绳子的自由端匀速拉动6m，小明施加的拉力F＝100N，则拉力做的总功为______J，若滑轮组的机械效率为50%，地面对物体A的摩擦力为_________N。 【答案】600 150 【解析】拉力做的总功为 由图可知，，则物体移动的距离为 有用功为 地面对物体A的摩擦力 7．如图所示，轻质木杆AB的O点用细线悬挂在天花板上并保持水平，已知AB是OB长度的4倍，AO是AC长度的3倍。在杆的B点用细线竖直悬挂一边长为10cm的正方体物块甲，该物块静止在水平地面上；O点左侧悬挂一可自由移动的质量为2kg的物块乙。当乙悬挂在A点时，甲恰好对地面无压力，则甲的重力为________N；当乙悬挂在C点时，甲对地面的压强为________Pa。（g取10N/kg） 【答案】60；2000 【解析】乙物体重力： G乙=mg=2kg×10N/kg=20N 当乙悬挂在A点时，甲恰好对地面无压力，根据杠杆平衡条件知： G乙×OA=G甲×OB 当乙悬挂在C点时： G乙×OC=F甲×OB 物块对地面的压力为： F=G甲－F甲=60N－40N=20N 则物块对地面的压强为： 8. 如图为某景区的盘山公路，汽车行驶过程中遇到陡坡时司机常常要换用低速档，这样做是因为在发动机的输出功率一定时可以增大______。一辆总重为1×105N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2.5×104N，此过程中盘山公路斜面的机械效率为_______。 【答案】 牵引力 40% 【解析】根据功率为 可知，在发动机输出功率一定时，司机常常要换用低速档，这样做可增大牵引力。 此过程中盘山公路斜面的机械效率为 三、作图题(本题共3小题，每小题3分，共9分） 1．如图所示，站在平台上的小明利用杠杆OBA将浸没在水中的物块提起。请画出拉力F的力臂L和物块受到的浮力． 【答案】如图所示 【解析】过支点作力F的作用线的垂线段，即为F对应力臂L。物块受到的浮力竖直向上，作用在物块的重心上，作图如下： 2．某同学用滑轮组提升物体，绳子自由端竖直移动的距离随时间变化的关系如图中图线a所示，物体上升的高度随时间变化的关系如图中图线b所示，在图甲中画出绕线方式。 【答案】如图所示 【解析】由乙图可知，当物体移动距离为10cm时，绳子自由端移动距离为30cm，绳子自由端移动距离是物体移动距离的3倍，故该滑轮组承重的绳子股数为3股，根据“奇动偶定”原则，3股为奇数，以动滑轮为起始端，由内而外绕绳，如图所示： 3. 如图所示，一辆汽车不慎陷入泥坑难以脱困，司机找来了两个滑轮和一根足够长的绳子，请你用笔代替绳子在图中画出最省力的绕法拉动车辆。 【答案】如图所示 【解析】只有一个动滑轮，要求最省力，绳子先系在动滑轮的固定挂钩上，然后绕过左边的定滑轮，再绕过动滑轮，此时滑轮组上承担重量的绳子股数为n=3，如果将绳子先系在定滑轮的固定挂钩上，然后绕过右边的动滑轮，再绕过定滑轮，此时滑轮组上承担重量的绳子股数为n=2，更费力。所以最省力的绕法如图所示： 四、实验探究题(本题共3小题，共21分） 1.（5分）用相同规格的钩码做“探究杠杆的平衡条件”实验，完成下列问题。 （1）实验前杠杆状态如图甲所示，应当向________调节平衡螺母使杠杆呈水平状态； （2）如图乙所示，在杠杆支点的左侧A点悬挂若干钩码，在支点的右侧悬挂1个钩码，发现无论怎样调节右边钩码的位置，都不能使杠杆呈水平。为使杠杆水平，可以通过________（只填一种可行的操作即可）来实现； （3）调整后继续实验，从支点处缓慢向右移动钩码，直到杠杆再次呈水平，同时记录左、右两侧悬挂的钩码________和________的大小。 （4）杆秤是利用杠杆平衡原理制成的测量物体质量的工具。如图丙所示某杆秤的0刻度距离提纽1cm，秤钩到提纽的水平距离为5cm，秤砣的质量为。则提纽右侧距离提纽5cm处的刻度值应为________kg。 【答案】（1） 右；（2） 见解析；（3） 重力； 力臂；（4） 0.4。 【解析】（1）由图可知，杠杠左端下沉，说明杠杆的重心偏左，应将平衡螺母向右调节，直至杠杆在水平位置平衡。 （2）如乙图所示，在杠杆支点的左侧A点悬挂4个钩码，在支点的右侧只悬挂1个相同规格的钩码，则左端钩码的重是右端钩码重的4倍，根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2，则杠杆右端的力臂应为左端力臂的4倍，所以为使杠杆水平平衡，可以通过将左侧的钩码向右移动2格，右端的钩码悬挂在右侧距支点第4格的位置，即可满足杠杆的平衡条件，杠杆能水平平衡。 （3）根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2，在做“探究杠杆的平衡条件”实验中，要测量动力、动力臂、阻力、阻力臂，因此从支点处缓慢向右移动钩码，直到杠杆再次呈水平，同时记录左、右两侧悬挂的钩码重力和力臂的大小。 （4）由题可知，秤砣的重力为G秤砣=m秤砣g=0.5kg×10N/kg=5N 根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2，则有G秤钩×5cm=G秤砣×1cm 则G秤钩×5cm=5N×1cm 解得G秤钩=1N，提纽右侧距离提纽5cm处的刻度值时，有(G秤钩+G物)×5cm=G秤砣×5cm 即(1N+G物)×5cm=5N×5cm 解得G物=4N，由G=mg可以，物体的质量为 即提纽右侧距离提纽5cm处的刻度值应为0.4kg。 2. （8分）研究定滑轮的特点： (1)在研究使用定滑轮是否省力时，用如图甲所示装置匀速提升重物，需要测量的物理量是______和______。 (2)如图乙所示，分别用拉力F1、F2、F3匀速提升重物，则三个力的大小关系是______。 (3)旗杆顶部有一个定滑轮，给我们升国旗带来了便利。这是利用定滑轮______的特点。 【答案】（1） 弹簧测力计对绳子末端的拉力 物体的重力 （2） F1=F2=F3 （3）可以改变力的方向 【解析】(1)在研究使用定滑轮是否省力时，我们需要比较绳子末端受到的拉力和物体的重力大小；用如图甲所示装置匀速提升重物，需要测量的物理量是弹簧测力计对绳子末端的拉力和物体的重力。 (2)图乙的装置是一个定滑轮，定滑轮工作的特点既不省力也不费距，所以分别用拉力F1、F2、F3匀速提升重物，三个力的大小相等，即 F1=F2=F3 (3)虽然既不省力也不费距，但是定滑轮可以改变力的方向，所以旗杆顶部装一个定滑轮能够方便我们升降国旗。 3．（8分）小明和小刚设计了如图甲、乙所示两种滑轮组来提升同一重物，在讨论滑轮组机械效率时，两人产生了分歧，小明认为：“甲滑轮组的动滑轮总重小，机械效率高”；小刚却认为：“乙滑轮组更省力，机械效率高”。两人谁也说服不了谁，于是决定进行实验来验证自己的猜想是否正确，他们在实验中得到的数据如表所示： 装置甲 装置乙 钩码重G/N 4 4 钩码上升的高度h/m 0.1 0.1 绳端拉力F/N 1.6 1.4 绳端移动的距离s/m 0.3 机械效率η 71.4% （1）实验中，应沿竖直方向______拉动弹簧测力计，使物体上升； （2）甲滑轮组的机械效率是___%，由计算结果可以确定___（小明/小刚）的说法是正确的； （3）装置乙中绳端移动距离______m，通过提高装置乙钩码上升的高度h，______（能/不能）提高乙滑轮组的机械效率； （4）根据装置甲所测数据，请计算其动滑轮的重力为______N；（绳重和摩擦忽略不计） （5）小明又设计了一个方案，如图丙所示，和装置甲对比（甲、丙中每个滑轮重相同），在提升同一重物时，由于丙装置绳重和摩擦较大，则装置丙的机械效率______（大于/等于/小于）装置甲的机械效率。如果不计绳重和摩擦，则装置丙的机械效率______（大于/等于/小于）装置甲的机械效率。 【答案】（1）匀速（2） 83.3 小明 （3） 0.4 不能 （4） 0.8 （5） 小于 等于 【解析】（1）实验中，应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，使物体缓缓上升。 （2）甲滑轮组的机械效率是 可见甲装置的机械效率比乙装置大，小明的说法是正确的。 （3）乙滑轮组绕在动滑轮上的绳子有4股，所以绳子自由端移动的距离为 滑轮组的机械效率可以表示为 可知，滑轮组的机械效率与h无关，因此提高装置乙钩码上升的高度不能提高机械效率。 （4）绳重和摩擦忽略不计，所以对重物和动滑轮整体受力分析可得 所以动滑轮重力为 （5）在提升同一重物时，由于丙装置绳重和摩擦较大，有用功相同，额外功变大，则总功变大大，故装置丙的机械效率小于装置甲的机械效率。 不计绳重和摩擦，故克服动滑轮自重做的功为额外功的唯一来源，所以机械效率可以表示为 可知，两实验中提升物体的重力相同，动滑轮重力相同，故装置丙的机械效率等于装置甲的机械效率。 五、综合应用题(本题共3小题，共29分） 1．（8分）如图甲所示是一种起重机的简图，为了保证起重机起重时不会翻倒，在起重机右边配有一个重物G₀， 已知OA=12m，OB=4m， 用它把重力为2.3×10⁴N的货物G匀速提起。，求： （1）若起重机自重不计，吊起货物G时为使起重机不翻倒，右边的配重G₀至少为多少？ （2）如果起重机吊臂前端是由如图乙所示的滑轮组组成，动滑轮总重1000N，绳重和摩擦不计。如果拉力的功率为6kW，则把 的货物G匀速提高15m，拉力F的大小是多少？需要多少时间？ 【答案】（1）；（2）， 【解析】（1）根据杠杆平衡条件则有 则右边的配重G₀至少为 （2）由图可知，滑轮组有效绳子段数，绳重和摩擦不计，则拉力F的大小为 绳子自由端移动距离为 则拉力F做功为 则需要的时间为 答：（1）右边的配重G₀至少为； （2）拉力F的大小为，需要的时间为。 2．（12分）小京同学利用质量为8kg的正方体重物，自制了如图的健身器材来锻炼身体。小京用细绳系在轻杆（杆重不计）的O点，将轻杆悬挂起来，先在杆的A端悬挂正方体重物，然后在B端施加竖直向下的力，缓慢拉动轻杆至水平位置。已知m人=60kg，小京单脚与地面接触面积为300cm2，AO长1.5m，OB长0.5m，不计连接处摩擦，求： （1）轻杆在水平位置静止时，小京对轻杆的拉力F1； （2）此时小京对地面的压力F压； （3）此时小京对地面的压强p； （4）若在B端施加向下的力F2=120N，也能使杠杆悬挂原重物水平位置静止，求此时O点距重物的悬挂点A的距离l。 【答案】（1）240N；（2）360N；（3）6×103Pa；（4）1.2m 【解析】（1）杠杆在水平位置平衡，O是杠杆支点，AO是阻力臂，阻力FA大小等于物体自身的重力，即FA=G=mg=8kg×10N/kg=80NOB是动力臂，小京对杠杆的拉力F1为动力，根据杠杆平衡条件可得 FA×OA=F1×OB 即80N×1.5m=F1×0.5m 解得F1=240N。 （2）小京的重力为G人=m人g=60kg×10N/kg=600N 由于物体间力的作用是相互的，所以轻杆对小京的拉力等于小京对轻杆的拉力，为，小京受到重力、轻杆对小京的拉力和地面对小京的支持力，根据力的平衡知识知，地面对小京的支持力为 根据物体间力的作用是相互的知，小京对地面的压力为 （3）根据可得，此时小京对地面的压强为 （4）杠杆的总长为 若在B端施加向下的力F2=120N，也能使杠杆悬挂原重物水平位置静止，根据杠杆平衡条件可得 即 解得l=1.2m。 答：（1）轻杆在水平位置静止时，小京对轻杆的拉力是240N； （2）此时小京对地面的压力360N； （3）此时小京对地面的压强是6×103Pa； （4）此时O点距重物的悬挂点A的距离是1.2m。 3．（9分）如图是某科技小组设计的打捞装置示意图，已知被打捞的合金块密度为，体积为，每个滑轮重100N，绳重和摩擦均忽略不计。（水的密度，g取10N/kg） （1）合金块下表面距水面5m时，求合金块下表面所受水的压强。 （2）合金块未露出水面时，求合金块受到的浮力。 （3）完全露出水面后，合金块在5s内匀速上升了2m，求人的拉力的功率。 【答案】（1）5×104Pa；（2）100N；（3）200W 【解析】（1）合金块的下表面受水的压强为 （2）因为合金块完全浸没水中，所以合金块所受的浮力为 （3）合金块的质量为 合金重力为 完全露出水面后，人所用拉力 绳子自由端移动的距离为 人的拉力做功为 拉力的功率为 答：（1）合金块下表面所受水的压强为5×104Pa； （2）合金块受到的浮力为100N； （3）人的拉力的功率为200W。 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026年上学期人教版物理八年级新教材下册课节知识点精编练习题（全国通用） 第十二章 简单机械 专题36 《简单机械》单元核心素养达标突破（难度大）检测试卷 （满分100分，答题时间90分钟） 一、选择题(本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的） 1．日常生活中，有很多工具或设施可以抽象成杠杆模型。例如我国空间站利用电动机带动机械臂托举宇航员出舱，机械臂的关节驱动组件类似于人的手臂，可通过指令操作机械臂运动。下列工具在使用时与机械臂工作时属于同一类杠杆的是（　　） A．瓶起子 B．钢丝钳 C．核桃夹 D．食品夹 2．如图所示，一根质地均匀的木杆可绕O点自由转动，在木杆的右端施加一个始终垂直于杆的作用力F，使杆从OA位置匀速转到OB位置的过程中，下列说法正确的是（　　） A．拉力的力臂先变小后变大 B．阻力的力臂逐渐变小 C．拉力F先变小后变大 D．拉动木杆过程中木杆属于省力杠杆 3.某天，“生物”和“物理”两位大师在一起进行体育锻炼。“生物”大师伸出健硕的手臂对“物理”大师说：“看，我能提起很重的物体哦（如图）！"“物理”大师竖起大拇指说：“真厉害！其实，你的前臂就是物理学中的一根杠杆。”以下对于这根杠轩在提起重物的过程中，分析合理的是（ ） A.前臂杠杆的支点O在肘关节处 B.肱二头肌给桡骨的力F1是阻力 C.重物给前臂的力F2是动力 D.前臂是一根省力杠杆 4.如图所示，将同种材料制成的实心物体甲、乙用细绳分别挂在轻质杠杆AB的两端，杠杆在水平位置平衡。已知：G甲=150N，G乙=30N，AO∶OB=1∶3，甲物体与水平地面的接触面积为0.2m2，不计绳重。下列说法正确的是（ ） A.甲、乙两物体体积之比为1∶5 B.甲物体对杠杆的拉力为10N C.水平地面对甲物体的支持力为60N D.甲物体对水平地面的压强为750Pa 5. 如图所示，用完全相同的两个滑轮绕成了甲、乙两个滑轮组（不计绳重和摩擦），在拉力、的作用下分别将重为、的A、B两个物体匀速提升相同的高度。若，拉力、所做的功分别为，，甲、乙两个滑轮组的机械效率分别为、，则下列判断正确的是（ ） A. ， B. ， C. ， D. ， 6．如图所示，一个重400N的木箱放在水平地面上，在绳自由端用力F拉动木箱使它在2s内匀速直线运动了3m，木箱受到地面的摩擦力为200N，不计绳重、滑轮重及滑轮组摩擦，下列说法正确的是（    ） A．拉力F的大小为400N B．绳自由端移动速度为1.5m/s C．绳自由端移动了6m D．木箱移动速度为3m/s 7．一木箱重，工人用沿斜面向上的拉力F将木箱匀速拉到高处，如图甲所示。已知整个过程中拉力F做的功W与木箱沿斜面移动的距离s的关系如图乙所示，整个过程中额外功是，则下列说法正确的是（　　） A．拉力F的大小为 B．斜面的机械效率为60% C．木箱受到的摩擦力f为 D．斜面越陡机械效率越低 8．如图甲所示装置，小明用力F向下拉绳子，使物体M在水平地面匀速移动，地面ab、bc粗糙程度不同。物体M重为400N，动滑轮重为5N，ab=2m，bc=3m。物体M从a点到c点过程中，拉力F与物体M移动距离的关系如图乙，不考虑物体大小对运动的影响，忽略绳子重力及滑轮转轴摩擦，对此过程的分析，下列结论错误的是（　　） A．绳子自由端移动的距离为10m B．拉力F做的功为840J C．拉力F在ab段做的额外功等于在bc段做的额外功 D．物体从ab段到bc段，滑轮组的机械效率变大 二、填空题(本题共8小题，每空1分，共17分） 1. 如图所示是人抬独轮车车把时的简化示意图，此时独轮车相当于一个__________杠杆；若动力臂是阻力臂的3倍，拉力F始终竖直向上，物体和车总重G为1500N，则匀速抬起车把的力F为__________N。 2.小明用细线悬挂一根胡萝卜，静止时如图所示。他沿悬线向下的方向为界切分胡萝卜,切分后两块胡萝卜A、B质量大小关系为mA______mB（选填“>”、“=”或“<”）；小明仍想用悬挂法尽可能按质量等分这根胡萝卜，请你提供一条可行的建议：______。 3.如图所示，一轻质杠杆AB悬于O点，其左端挂一重物，右端施加一个与水平方向成的力F，此时杠杆水平平衡。若重物质量，，，g取10N/kg。则力F的大小为______N，F对应的力臂是______cm。 4．中国高铁运营及技术稳居世界第一。高速铁路的输电线需要绷直，为此设置了如图甲所示的牵引装置。图乙为该装置的工作原理图，其中滑轮______（选填“A”或“B”）为定滑轮，若输电线P端向左移动2cm，坠砣将会下降______cm。 5.如图所示，一根均匀的木棒OC，OA=OC，B为OC的中点，在C点施力将挂在A点的重 力为200N的物体匀速提升0.2m，木棒的机械效率为80%，提升该物体做的有用功是_______J，木棒重为_______N（不计摩擦）。若将该重物移至B点，仍匀速提升0.2m，则机械效率将_______（选填“大于”“等于”或“小于”）80%。 6．如图，小明同学用滑轮组拉动水平地面上重为500N的物体A，在20s时间内将绳子的自由端匀速拉动6m，小明施加的拉力F＝100N，则拉力做的总功为______J，若滑轮组的机械效率为50%，地面对物体A的摩擦力为_________N。 7．如图所示，轻质木杆AB的O点用细线悬挂在天花板上并保持水平，已知AB是OB长度的4倍，AO是AC长度的3倍。在杆的B点用细线竖直悬挂一边长为10cm的正方体物块甲，该物块静止在水平地面上；O点左侧悬挂一可自由移动的质量为2kg的物块乙。当乙悬挂在A点时，甲恰好对地面无压力，则甲的重力为________N；当乙悬挂在C点时，甲对地面的压强为________Pa。（g取10N/kg） 8. 如图为某景区的盘山公路，汽车行驶过程中遇到陡坡时司机常常要换用低速档，这样做是因为在发动机的输出功率一定时可以增大______。一辆总重为1×105N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2.5×104N，此过程中盘山公路斜面的机械效率为_______。 三、作图题(本题共3小题，每小题3分，共9分） 1．如图所示，站在平台上的小明利用杠杆OBA将浸没在水中的物块提起。请画出拉力F的力臂L和物块受到的浮力． 2．某同学用滑轮组提升物体，绳子自由端竖直移动的距离随时间变化的关系如图中图线a所示，物体上升的高度随时间变化的关系如图中图线b所示，在图甲中画出绕线方式。 3. 如图所示，一辆汽车不慎陷入泥坑难以脱困，司机找来了两个滑轮和一根足够长的绳子，请你用笔代替绳子在图中画出最省力的绕法拉动车辆。 四、实验探究题(本题共3小题，共21分） 1.（5分）用相同规格的钩码做“探究杠杆的平衡条件”实验，完成下列问题。 （1）实验前杠杆状态如图甲所示，应当向________调节平衡螺母使杠杆呈水平状态； （2）如图乙所示，在杠杆支点的左侧A点悬挂若干钩码，在支点的右侧悬挂1个钩码，发现无论怎样调节右边钩码的位置，都不能使杠杆呈水平。为使杠杆水平，可以通过________（只填一种可行的操作即可）来实现； （3）调整后继续实验，从支点处缓慢向右移动钩码，直到杠杆再次呈水平，同时记录左、右两侧悬挂的钩码________和________的大小。 （4）杆秤是利用杠杆平衡原理制成的测量物体质量的工具。如图丙所示某杆秤的0刻度距离提纽1cm，秤钩到提纽的水平距离为5cm，秤砣的质量为。则提纽右侧距离提纽5cm处的刻度值应为________kg。 2. （8分）研究定滑轮的特点： (1)在研究使用定滑轮是否省力时，用如图甲所示装置匀速提升重物，需要测量的物理量是______和______。 (2)如图乙所示，分别用拉力F1、F2、F3匀速提升重物，则三个力的大小关系是______。 (3)旗杆顶部有一个定滑轮，给我们升国旗带来了便利。这是利用定滑轮______的特点。 3．（8分）小明和小刚设计了如图甲、乙所示两种滑轮组来提升同一重物，在讨论滑轮组机械效率时，两人产生了分歧，小明认为：“甲滑轮组的动滑轮总重小，机械效率高”；小刚却认为：“乙滑轮组更省力，机械效率高”。两人谁也说服不了谁，于是决定进行实验来验证自己的猜想是否正确，他们在实验中得到的数据如表所示： 装置甲 装置乙 钩码重G/N 4 4 钩码上升的高度h/m 0.1 0.1 绳端拉力F/N 1.6 1.4 绳端移动的距离s/m 0.3 机械效率η 71.4% （1）实验中，应沿竖直方向______拉动弹簧测力计，使物体上升； （2）甲滑轮组的机械效率是___%，由计算结果可以确定___（小明/小刚）的说法是正确的； （3）装置乙中绳端移动距离______m，通过提高装置乙钩码上升的高度h，______（能/不能）提高乙滑轮组的机械效率； （4）根据装置甲所测数据，请计算其动滑轮的重力为______N；（绳重和摩擦忽略不计） （5）小明又设计了一个方案，如图丙所示，和装置甲对比（甲、丙中每个滑轮重相同），在提升同一重物时，由于丙装置绳重和摩擦较大，则装置丙的机械效率______（大于/等于/小于）装置甲的机械效率。如果不计绳重和摩擦，则装置丙的机械效率______（大于/等于/小于）装置甲的机械效率。 五、综合应用题(本题共3小题，共29分） 1．（8分）如图甲所示是一种起重机的简图，为了保证起重机起重时不会翻倒，在起重机右边配有一个重物G₀， 已知OA=12m，OB=4m， 用它把重力为2.3×10⁴N的货物G匀速提起。，求： （1）若起重机自重不计，吊起货物G时为使起重机不翻倒，右边的配重G₀至少为多少？ （2）如果起重机吊臂前端是由如图乙所示的滑轮组组成，动滑轮总重1000N，绳重和摩擦不计。如果拉力的功率为6kW，则把 的货物G匀速提高15m，拉力F的大小是多少？需要多少时间？ 2．（12分）小京同学利用质量为8kg的正方体重物，自制了如图的健身器材来锻炼身体。小京用细绳系在轻杆（杆重不计）的O点，将轻杆悬挂起来，先在杆的A端悬挂正方体重物，然后在B端施加竖直向下的力，缓慢拉动轻杆至水平位置。已知m人=60kg，小京单脚与地面接触面积为300cm2，AO长1.5m，OB长0.5m，不计连接处摩擦，求： （1）轻杆在水平位置静止时，小京对轻杆的拉力F1； （2）此时小京对地面的压力F压； （3）此时小京对地面的压强p； （4）若在B端施加向下的力F2=120N，也能使杠杆悬挂原重物水平位置静止，求此时O点距重物的悬挂点A的距离l。 3．（9分）如图是某科技小组设计的打捞装置示意图，已知被打捞的合金块密度为，体积为，每个滑轮重100N，绳重和摩擦均忽略不计。（水的密度，g取10N/kg） （1）合金块下表面距水面5m时，求合金块下表面所受水的压强。 （2）合金块未露出水面时，求合金块受到的浮力。 （3）完全露出水面后，合金块在5s内匀速上升了2m，求人的拉力的功率。 1 学科网（北京）股份有限公司 $