期末专项检测（四） 简单机械2025-2026学年人教版八年级下册物理

专项检测 简单机械2025-2026学年人教版八年级下册物理 （时间：90分钟 满分：100分） 一、选择题（每题3分，共30分） 1．人们设计出的不同工具，方便、丰富了我们的生活。下列工具在使用时可以省距离的是（　　） A．开瓶器 B．斜面 C．翘棒 D．面包夹 2．小明伸出手臂对老师说：“看，我的肌肉很发达”，老师夸奖小明说：“真棒！你的前臂就是物理学中的一根杠杆。”如图，以下对于这根杠杆在提起重物的过程中，分析不合理的是（　　） 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是动力 C．重物给前臂的力F2是阻力 D．前臂是一根省力杠杆 3．如图，杠杆处于平衡状态，以下说法正确的是（　　） A．若将两边的钩码都远离支点一格，杠杆依然可以保持平衡 B．若在A处增加一个钩码，将B处钩码远离支点一格，杠杆左端下沉 C．若在A处减少一个钩码，将B处钩码靠近支点一格，杠杆左端下沉 D．若在AB两处各加一个钩码，杠杆右端下沉 4．《物原》记载：“史佚始作辘轳。”如图，人们借助辘轳从井中汲水时，转动摇把，使绳子在轴筒上不断叠绕，从而将水桶从井中提出。下列说法正确的是（　　） A．该装置能够省功 B．取水时克服水重和桶重做的功是有用功 C．使用更轻的桶不能提高机械效率 D．人提水桶水平运动时，对水桶不做功 5．如图是小明家阳台上的手摇晾衣架，动滑轮和晾衣架总重20N，若衣服的总重为80N，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（　　） A．装置中的A和B都是定滑轮 B．衣服上升0.2m，人通过摇柄将绳拉过1m C．利用该装置能省力，但不能改变施力的方向 D．衣服匀速上升时，人通过摇柄作用在绳上的拉力F为25N 6．高速铁路的输电线、无论冬、夏都需要绷直，以保障列车电极与输电线的良好接触。图乙为输电线的牵引装置工作原理图。钢绳通过滑轮组悬挂30个相同的坠砣，每个坠砣配重为150N，若某段时间内坠砣串下降了20cm，不计滑轮和钢绳自重及摩擦，下列说法正确的是（　　） A．滑轮A为动滑轮、B为定滑轮 B．该牵引装置既能省力又能省距离 C．输电线P端受到的拉力大小为5000N D．坠砣对钢绳的拉力做功为900J 7．如图所示，甲、乙两套装置所用的滑轮相同，用它们分别将质量相同的物体匀速竖直提升，在相等时间内绳子自由端A、B移动的距离相同（不计绳重和摩擦）。在此过程中，物体上升的速度分别为v1、v2，拉绳子的力分别为F1、F2，拉力做功分别为W1、W2，装置的机械效率分别为η1、η2。下列说法正确的是（　　） A．v1＝v2 B．F1＝F2 C．W1＝W2 D．η1＝η2 8．如图所示，为小明用杠杆自制的简易密度秤。细线系在O点时不挂秤砣，杠杆刚好在水平位置平衡；刻好刻度值后，在A端的空桶内注入密度未知的液体，调节秤砣M悬挂点的位置，使杠杆在水平位置平衡，此时秤砣M悬挂点处标的刻度值就为液体的密度值。下列关于密度秤的说法中，正确的是（　　） A．每次倒入空桶的液体质量相同 B．利用一种密度已知的液体，就能给密度秤刻好刻度 C．秤的刻度值分布不均匀 D．用质量更大的空桶制作，秤的量程会减小 9．如图是小龙“测量斜面机械效率”的实验装置。斜面粗糙程度相同。先用平行斜面向上的恒定拉力F，将重6N的物体以1m/s的速度匀速拉到斜面顶端，测得斜面的机械效率为75%。则下列说法正确的是（　　） A．拉力做功为3J B．物体受到摩擦力为1.5N C．在匀速拉动过程中，物体的机械能不变 D．若以2m/s的速度匀速拉动物体，斜面机械效率仍为75% 10．如图甲所示，A物体重20N，绳子B和C能承受的最大拉力分别为300N和100N。质量为40kg的小张同学用25N竖直向下的拉力将A匀速提起，A上升的高度h随时间的变化关系如图乙所示。忽略绳重及摩擦，g取10N/kg。下列结论正确的是（　　） A．动滑轮的重力为55N B．拉力F在4s内的功率为30W C．此装置提升重物的最大机械效率为85% D．当重物A为100N并被匀速提高时，小张对地面的压力是350N 二、填空题（每空2分，共24分） 11．健身步道上的坐式划船训练器如图所示。人坐在座板上，用始终与把手垂直的力缓慢向后将把手拉至身体两侧，此过程中，拉力大小变化情况是_________。若要增加训练强度，应将配重盘向___________（a/b）端移。 12．如图所示，OB为一轻质杠杆，O为支点，OA＝0.3m，OB＝0.4m，将重30N的物体悬挂在B点，当杠杆在水平位置平衡时，在A点需加__________N的拉力。若手斜向右上方拉动仍使杠杆在水平位置平衡，则手受到的拉力__________（选填“变大”或“不变”或“变小”） 13．如图所示，利用轻质滑轮组沿水平方向匀速拉动水平地面上的物体。已知物体重为300N，地面对它的摩擦力为45N，拉力F为30N，物体在10s内移动的距离为1.5m。则拉力F做的功是_________J，拉力的功率是_________W，滑轮组的机械效率是_____________。 14．如图所示，物体A在水平桌面上，绳重、绳子与滑轮间的摩擦及滑轮与轴间摩擦不计，动滑轮重力为2N。当B物体重力为8N时，它恰好能匀速下降。物体A所受的摩擦力为_________N。若用一个水平向左的力F拉物体A，使其向左匀速运动，则这个力F大小应为____________N。 15．如图甲所示，AB为轻质杠杆，AC为轻质硬棒且与力传感器相连。已知OA的长度为30cm，OB足够长，AC能承受的最大拉力大小为15N。图乙是物体M从A点开始向右匀速运动过程中力传感器读数大小与时间的关系图象，则物体M的质量大小为_________g，物体M运动的速度为__________cm/s，若要杆不断，物体从A点开始运动时间最长为__________s。（g取10N/kg） 三、作图题（每题2分，共4分） 16．如图甲是一款机械鼠标，它的按键可看作简单的杠杆。图乙是简易构造图，A处为手按键，O为支点，B点下有一复位弹簧。请画出按下按键时A点的最小动力F1及其力臂L1、复位弹簧对按键的阻力F2的示意图。 17．如图，小明站在地面上用图中滑轮组提起重物，画出最省力的绕绳方法。 四、实验探究题（每空2分，共24分） 18．在探究杠杆平衡条件的实验中： （1）将装置放在水平桌面上，静止时如图甲所示，此时杠杆_________（选填“是”或“否”）处于平衡状态。为了使杠杆在水平位置平衡，应将螺母向_________（选填“左”或“右”）调节。 （2）实验中，在杠杆两侧挂上不同数量的钩码，第1、2次杠杆平衡时的数据已填入表格。图乙是第3次杠杆平衡时的情景，此次杠杆右侧的阻力和阻力臂的数据①为_________，②为___________。 实验次序 动力F1/N 动力臂动力臂l1/m 阻力阻力F2/N 阻力臂阻力臂l2/m 1 2.5 0.2 2 0.25 2 2 0.15 1.5 0.2 3 1.5 0.1 ① ② （3）分析实验数据，可归纳出杠杆的平衡条件：___________（书写表达式）。 （4）某小组对实验过程交流、讨论后，按图丙所示又进行了实验。老师肯定了他们的做法，并指出，用弹簧测力计斜拉可使结论更具普遍性。在测量拉力F的力臂时，小组内有不同的意见，你认为拉力的力臂应为_________（选填“OA”“OB”或“AB”）。 19．在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，小皇用如图所示的滑轮组进行了三次实验，实验数据如表所示。 实验序号 物重G/N 的高度h/m 拉力F/N 绳端移动的距离s/m 机械效率η ① 4 0.1 1.9 0.3 70.2% ② 6 0.1 2.7 0.3 74.1% ③ 9 0.1 4.0 0.3 （1）小皇是利用图中的_________（选填“甲”或“乙”）滑轮组完成实验的； （2）实验中用到的测量工具有弹簧测力计和____________； （3）在第③次实验中，滑轮组的机械效率是____________； （4）通过分析实验数据可以得出：同一滑轮组提升的物重增大，机械效率将__________（均选填“增大”、“减小”或“不变”）； （5）想要提升滑轮组的机械效率，还可以使用的方法是____________； A.减小动滑轮的质量； B.减小定滑轮的质量； C.增大物体上升的高度； （6）实验过程中如果在静止状态下读数，测得的机械效率将___________（选填“偏大”、“偏小”或“更准确”）。 五、计算题（每题9分，共18分） 20．建筑工地上，工人用滑轮组在20s内吊起一质量为180kg的物体升高了5m，如图所示，此时滑轮组的机械效率为90%，不计绳重和摩擦，g＝10N/kg，求： （1）对物体做的有用功； （2）拉力F的功率； （3）若利用此滑轮组吊起质量为380kg的物体，机械效率是多少。 21．如图所示，一个重力为6N，密度为6g/cm3的合金块，悬挂在轻质杠杆的A点，O为支点，OA长10cm，此时合金块浸没在某种液体中。杠杆右边B点吊着重力为0.7N的物体，OB长70cm，杠杆在水平位置平衡。不计绳重及转轴处摩擦，求： （1）合金块的体积； （2）A端受到绳子的拉力大小； （3）该液体密度为多少。 1.D 【解析】开瓶器在使用时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，省力但费距离，故A不正确；斜面在使用时，省力但费距离，故B不正确；翘棒在使用时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，省力但费距离，故C不正确；面包夹在使用时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，费力但省距离，故D正确。 2.D 【解析】在提起重物的过程中，人的前臂相当于一个杠杆，肱二头肌给桡骨的力F1是动力，重物给前臂的压力F2是阻力，杠杆围绕肘关节转动，因此支点O在肘关节处，故ABC正确；在提起重物的过程中，动力臂小于阻力臂，前臂是费力杠杆，故D错误。 3.D 【解析】设杠杆上每格长度是L，每格钩码的重力是G。若将两边的钩码都远离支点一格，根据杠杆平衡条件，支点左侧：3G×3L＝9GL，支点右侧：2G×4L＝8GL，则杠杆的左端将下沉，故A错误；若在A处增加一个钩码，将B处钩码远离支点一格，根据杠杆平衡条件，支点左侧：4G×2L＝8GL，支点右侧：2G×4L＝8GL，所以杠杆平衡，故B错误；若在A处减少一个钩码，将B处钩码靠近支点一格，根据杠杆平衡条件，支点左侧：2G×2L＝4GL，支点右侧：2G×2L＝4GL，所以杠杆平衡，故C错误；若在AB两处各加一个钩码，根据杠杆平衡条件，支点左侧：4G×2L＝8GL，支点右侧：3G×3L＝9GL，所以杠杆右端下沉，故D正确。 4.D 【解析】使用任何机械都不省功，故A错误；使用该机械是为了提水。因此对水做的功才是用功，对桶做的功是额外功，故B错误；提水时，使用更轻的桶可以减小所做的额外功，提高机械效率，故C错误；人提水桶，对水桶有向上的力的作用。提着水桶水平运动，水平移动的距离不在提水桶的力的方向上。因此对水桶没有做功，故D正确。 5.D 【解析】A滑轮的轴是固定不动的，是定滑轮，B滑轮的轴与物体一起运动，是动滑轮，故A错误；由图可知，n＝4，人通过摇柄将绳拉过的距离为： s＝nh＝4×0.2m＝0.8m，故B错误；由图可知，晾衣架有两个动滑轮，连接动滑轮绳子的股数n＝4，不计绳重及摩擦，人对绳的拉力F＝（G+G动+架），拉力方向向下，可见，利用该装置既能省力，又能改变力的方向，故C错误；不计绳重及摩擦，拉力F为： F＝（G+G动+架）＝×（80N+20N）＝25N，故D正确。 6.D 【解析】由图可知，A滑轮的轴是固定不动的，是定滑轮，B滑轮的轴与输电线一起运动，是动滑轮，故A错误；根据功的原理，既能省力又能省距离的机械不存在，故B错误；30个坠砣的总重力：G＝30×150N＝4500N，钢绳上的拉力F＝G＝4500N； 由图知，使用的滑轮组承担P端拉力的绳子股数n＝2，图中坠砣挂在钢绳的自由端，不计滑轮和钢绳自重及摩擦，可得G＝FP，则输电线P端受到的拉力大小：FP＝2G＝2×4500N＝9×103N；故C错误；坠砣对钢绳的拉力做的功为：W＝Fh＝4500N×0.2m＝900J，故D正确。 7.D 【解析】图甲使用的是动滑轮，承担物重的绳子股数n甲＝2；图乙使用的是滑轮组，承担物重的绳子股数n乙＝3；因为拉力端移动的距离s＝nh，所以拉力端移动的速度等于物体升高速度的n倍，已知在相等时间内绳端A、B移动相同的距离，则由速度公式v＝可知绳端A、B移动的速度相等，设其大小为v，则由v绳＝nv物可知，物体上升的速度分别为：v1＝v，v2＝v，所以两物体上升的速度：v1＞v2，故A错误；提升物体的质量相同、重力相同，且滑轮的质量相同、重力相同，不计绳重及摩擦，拉力F＝（G+G动），n甲＝2，n乙＝3，所以绳端的拉力分别为：F1＝（G+G动），F2＝（G+G动），则绳端的拉力F1＞F2，故B错误；绳端拉力F1＞F2，绳端A、B移动相同的距离，由W＝Fs可知拉力做的总功W1＞W2，故C错误；不计绳重和摩擦，机械效率η＝＝＝，因为提升钩码的质量相等、重力相等，动滑轮的质量相等、重力相等，所以动滑轮和滑轮组的机械效率相等，η1＝η2，故D正确。 8.B 【解析】根据m＝ρV知，在液体体积相同时，液体的密度越大，质量越大，因此只有每次倒入空桶的液体体积相同，质量不一定相同，故A错误；在空桶中装入密度已知的液体，即可液体的质量，从而可以计算出杠杆的阻力大小，在动力和阻力臂都已知的情况下，根据杠杆平衡条件F1l1＝F2l2即可计算出动力臂的大小，即可在密度秤上刻好刻度，故B正确；根据杠杆平衡条件F1l1＝F2l2，当阻力臂和动力一定时，动力臂与阻力的大小成正比，因此密度秤的刻度是均匀的，故C错误；用质量更大的空桶制作密度秤，细线系在O点时不挂秤砣，杠杆刚好在水平位置平衡；则必须把O点左移，才能平衡，因而增大了秤砣的力臂，根据杠杆平衡条件F1l1＝F2l2可知，当阻力、动力一定时，阻力臂增大，动力也会增大，所测液体的质量变大，密度变大，所以会增大秤的量程，故D错误。 9.D 【解析】此过程所做的有用功为：W有＝Gh＝6N×0.5m＝3J，根据η＝变形得，拉力做功为：W总＝＝4J，故A错误；由图可知，斜面的夹角为30°，高为0.5m，所以斜面的长度L＝1m；拉力做的额外功为：W额＝W总﹣W有＝4J﹣3J＝1J；物体所受的摩擦力为：f＝＝1N，故B错误；在匀速拉动过程中，物体的质量不变，速度不变，高度增加，动能不变，重力势能增加，机械能变大，故C错误；若以2m/s的速度匀速拉动物体，拉力、摩擦力、物体的重力均不变，斜面的机械效率不变，仍为75%，故D正确。 10.C 【解析】由图可知，滑轮组中动滑轮上绳子段数为n＝2，忽略绳重及摩擦，由F＝（G+G动）可得，动滑轮的重力：G动＝nF﹣GA＝2×25N﹣20N＝30N，故A错误；由图乙可知，在4s内A上升的高度h＝2m，则拉力的功率：P＝＝＝＝＝25W，故B错误；忽略绳重及摩擦，若C处最大拉力为100N，则B处拉力为FB＝nFC﹣G动＝2×100N﹣30N＝170N，若B处最大拉力为300N时，则C处拉力为FC＝（FB+G动）＝×（300N+30N）＝165N，大于C处绳子能承受的最大拉力，所以要以C处最大拉力100N为准，此时物重最大为170N，由＝＝可得，最大机械效率为：η＝＝＝85%，故C正确；当重物A为100N并被匀速提高时，C处拉力为：F′＝（G′+G动）＝×（100N+30N）＝65N，小张对地面的压力：F压＝G人﹣F′＝400N﹣65N＝335N，故D错误。 11.变小 a 【解析】人用始终与把手垂直的力缓慢向后将把手拉至身体两侧，动力臂不变，阻力大小等于物体的重力，即阻力不变，由图可知转动过程中阻力臂会变小，根据杠杆的平衡条件知，拉力会变小；若要增加训练强度，应将配重盘向a端移动，增大阻力臂。 12.40 变大 【解析】由图可知，O点为支点，OA为动力臂，OB为阻力臂，阻力大小等于所挂物体的重力，在A点的拉力为动力； 由杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2可知：F1＝＝40N；动力作用点与支点之间的距离是最长的力臂，因此手斜向右上方拉动杠杆时，力臂将小于OA，而阻力和阻力臂不变，由杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2可知手受到的拉力将变大。 13.90 9 75% 【解析】由图可知n＝2，绳子自由端移动的距离s＝ns物＝2×1.5m＝3m， 拉力做的总功：W总＝Fs＝30N×3m＝90J； 拉力做功的功率：P＝＝＝9W； 拉力做的有用功：W有＝fs物＝45N×1.5m＝67.5J， 滑轮组的机械效率：η＝×100%＝×100%＝75%。 14.5 10 【解析】当A向右做匀速直线运动，A受力平衡，绳重、绳子与滑轮间的摩擦及滑轮与轴间摩擦不计，水平方向上受到水平向右的拉力和向左的摩擦力为一对平衡力，f＝F拉＝（GB+G动）＝（8N+2N）＝5N。当A向左做匀速直线运动处于平衡状态，水平方向上受到水平向左的拉力等于向右的摩擦力加上B对A的拉力；滑动摩擦力的大小跟压力大小和接触面的粗糙程度有关，压力不变，接触面的粗糙程度不变，摩擦力不变，所以向右的摩擦力为：f＝5N。B对A的拉力不变，F拉＝5N，A做匀速直线运动，受到平衡力的作用，A受到的水平向左的拉力为：F＝f+F拉＝5N+5N＝10N。 15.1000 6 12.5 【解析】（1）由乙图知，M在A点时，传感器受到的压力是F＝10N， 物体M在A点，传感器受到的力的大小等于M 重力大小， 则M受到的重力G＝F＝10N，则M的质量为m＝＝＝1kg＝1000g。 （2）由乙图知，当M运动到支点O时，传感器受到的力是0，用时5s，OA＝30cm， 则M的运动速度v＝＝＝6cm/s。 （3）当M运动到支点O的右端时，AC能承受的最大拉力F'＝15N，此时M距离支点O距离为L， 根据杠杆平衡条件得：F'×OA＝G×L， 代入数据有：15N×30cm＝10N×L， 解得：L＝45cm， 则M运动距离为s'＝OA+L＝30cm+45cm＝75cm， 由速度公式得，则M运动的时间t'＝＝＝12.5s。 16.如图所示： 。 17.如图所示： 18.（1）是 右； （2）1 0.15 （3）F1l1＝F2l2 （4）OB 19.（1）甲 （2）刻度尺 （3）75% （4）增大 （5）A （6）偏大 【解析】（1）由表中数据可知，绳子的有效段数为：n＝；所以小皇是利用图中的甲滑轮组完成实验的； （2）因表中要测量长度，故实验中用到的测量工具有弹簧测力计和刻度尺； （3）在第③次实验中，滑轮组的机械效率是：η＝×100%＝75%； （4）通过分析实验数据可以得出：同一滑轮组提升的物重增大，机械效率将增大； （5）A、减小动滑轮的质量，可减小额外功，从而增大有用功占总功的比值，符合题意；定滑轮只改变力的方向，减小定滑轮的质量，不能减小额外功，不符合题意；根据η＝，可知机械效率与提升物体的高度无关，不符合题意；故选A； （6）实验过程中若静止读数，没有测量出机械之间的摩擦力，测量值偏小，导致求出的总功偏小，测得的机械效率将偏大。 20.解：（1）工人对物体做的有用功为： W有＝Gh＝mgh＝180kg×10N/kg×5m＝9000J； （2）根据η＝×100%可知，拉力做的总功为 W总＝＝＝10000J； 则工人师傅拉力做功的功率为： P＝＝＝500W； （3）根据W总＝W有+W额可知，额外功为： W额＝W总﹣W有＝10000J﹣9000J＝1000J， 不计绳重和摩擦，则动滑轮的重力为： G动＝＝＝200N， 质量为380kg的物体所受重力为： G'＝m'g＝380kg×10N/kg＝3800N， 不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率为： η'＝×100%＝＝×100%＝×100%＝×100%＝95%。 21.解：（1）由G＝mg可知，合金块的质量：m＝＝＝0.6kg， 由ρ＝可知，合金块的体积：V＝＝＝1×10﹣4m3； （2）设A端受到的绳子拉力为FA，B端的绳子拉力为FB，由受力分析可知，B端的绳子拉力FB等于物体的重力G物，即FB＝G物＝0.7N， 因杠杆处于水平平衡状态，故由杠杆的平衡原理可得：FA×OA＝FB×OB， 代入数据有：FA×10cm＝0.7N×70cm， 解得A端受到的绳子拉力：FA＝4.9N； （3）对合金块受力分析可知，合金块受到向下的重力G，向上的绳子拉力FA，向上的液体的浮力F浮，因合金块处于受力平衡状态，由力的平衡可得合金块所受浮力：F浮＝G﹣FA＝6N﹣4.9N＝1.1N， 因为合金块浸没在水中，所以合金块排开水的体积：V排＝V＝1×10﹣4m3； 由F浮＝ρ液gV排可得，该液体的密度： ρ液＝＝＝1.1×103kg/m3。 学科网（北京）股份有限公司 $