第十二章 简单机械 单元练习--2025-2026学年人教版物理八年级下学期

**基本信息** 本单元卷聚焦人教版物理八年级下册第十二章简单机械，通过国旗杆滑轮、核桃夹杠杆等生活情境题及测量滑轮组机械效率实验题，全面覆盖杠杆平衡条件、滑轮组特点、机械效率计算等核心知识点，适配单元复习巩固与能力提升。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|10题/30分|定滑轮特点、功率与机械效率辨析|结合生活实例考查物理观念，如国旗杆定滑轮方向改变| |填空题|5题/20分|斜面机械效率、杠杆动态平衡|融入健身器材、斜面搬运场景，强化科学推理| |作图题|1题/5分|滑轮组绕线|联系晾衣架实际，培养模型建构能力| |实验题|2题/20分|测量滑轮组机械效率、探究杠杆平衡条件|设计多变量对比实验，突出科学探究与论证| |计算题|2题/25分|滑轮组功率、机械效率综合计算|结合起重机、货物提升工程情境，提升问题解决能力|

第十二章简单机械 一、单选题 1．国旗杆顶有一滑轮，往下拉动绳子，国旗就会上升，对该滑轮的说法，正确的是（　　） A．是定滑轮，能改变力的方向 B．是定滑轮，能省力 C．是动滑轮，能改变力的方向 D．是动滑轮，能省力 2．下列关于功率和机械效率说法中正确的是（　　） A．机器的功率越大，做的功就越多 B．机器做的有用功越多，机械效率越高 C．机器的功率越大，机械效率越高 D．额外功在总功中占的比例越小，机械效率越高 3．用如图所示的核桃夹夹核桃时，核桃夹可视为杠杆。以下说法正确的是（　　） A．支点在B点 B．核桃夹是省距离杠杆 C．核桃受到的压力为阻力 D．使用核桃夹不可以省功 4．用如图所示的动滑轮，先后将两个不同重物匀速提升相同高度，两次做功的情况如图所示，第一次的额外功为600J，不计绳重和摩擦，则（　　） A．第一次提升重物时机械效率较低 B．第二次提升重物时做的额外功较多 C．先后两次提升重物的重力之比为7∶12 D．先后两次提升重物的有用功之比为12∶7 5．下列关于杠杆的说法正确的是（　　） A．杠杆不一定是硬棒 B．力臂一定在杠杆上 C．杠杆可以是直的，也可以是弯曲的 D．力臂不一定和力的作用线垂直 6．如图所示，分别用甲、乙两个滑轮组（大滑轮的重力G大为小滑轮重力G小的2倍），在相同时间内把两个相同重物G匀速提升相同高度。两滑轮组绳子自由端的拉力分别为F1、F2，绳重及摩擦均忽略不计，下列说法正确的是（　　） A．绳子自由端的拉力F1和F2做的功相等 B．甲、乙滑轮组提升物体所做的额外功之比为3∶2 C．若物体重力G=4G小，则绳子自由端的拉力F1>F2 D．甲滑轮组的机械效率η甲与乙滑轮组的机械效率η乙相比，η甲＜η乙 7．如图所示，快递小哥为了把较重的货物装入运输车，用同样的滑轮设计了甲、乙两种装置把同一货物匀速提升到相同高度，忽略绳重和摩擦。下列分析正确的是 （   ） A．甲方式省力 B．乙方式不能改变力的方向 C．甲、乙两种方式的甲的机械效率高 D．甲、乙两种方式甲做的有用功多 8．如图所示为等刻度的轻质杠杆，在A处挂一个重为4牛的物体，若要使杠杆在水平位置平衡，则在B处施加的力（　　） A．可能是1N B．一定是2N C．一定是4N D．可能是4N 9．在劳动实践活动中，小明在水平地面与车厢间用木板搭一斜面，并用平行于斜面的推力F，将重为G的货物匀速地从斜面底端推到顶端的车厢，如图所示。已知斜面长为L，斜面高为h。不计空气阻力，这一过程中说法正确的是（   ） A．小明所做的总功为Fh B．通过改进，斜面的机械效率可以达到100% C．斜面可以省力也可以省功 D．小明所做的有用功为Gh 10．如图甲是阿柯利用器械进行锻炼的示意图，其中杠杆AB可绕固定点O在竖直平面内转动，，在杆A端用细绳悬挂重为300N的配重，他在B端施加竖直方向的力F1，杆AB在水平位置平衡，此时他对水平地面的压力为F2。为了锻炼不同位置的肌肉力量，他将固定点平移到A端，杆AB可绕端点A在竖直平面内转动，配重悬挂在O点，在B端施加竖直方向的力使杆AB在水平位置再次平衡，如图乙，此时，他对水平地面的压力为F3，压强为p。已知阿柯重为750N，两只脚与地面接触的总面积为400cm2，不计杆重与绳重，下列判断正确的是（　　） A．F1为200N B．F2为450N C．F3为930N D．p为14250Pa 二、填空题 11．图甲为一款健身器材，两滑轮均重20N；弹性限度内，弹簧伸长的最大长度为80cm，弹簧所受拉力F与其“伸长的长度”Δx成正比，如图乙所示。弹簧、细绳、拉环的重力和摩擦可忽略；使用时竖直向下缓慢拉动拉环。则当弹簧拉力为300N时，拉环向下移动______cm。此健身器材提供的最大拉力为______N，此时绳a拉力为______N。 12．如图所示，斜面长5m，高1m，工人用沿斜面方向400N的推力把重1600N的木箱匀速推到车上，推力对木箱做的有用功是_______J，总功是_______J，斜面的机械效率是_______，木箱在斜面上滑动时所受到的摩擦力是______N。 13．如图所示的轻质杠杆，处悬挂重的物体，处施加一个竖直向上的拉力，杠杆可绕点转动，当和同时处于水平方向时，拉力为______________________N。此时保持为竖直方向不变，让杠杆逆时针转动一定角度（小于），该过程中，的大小将___________（变大/不变/变小）。 14．为了将放置在水平地面上重为100N的物体提升一定高度，设置了图甲所示的滑轮组装置。当用图乙所示随时间变化的数值向下的拉力F拉绳时，物体的速度v和物体上升的高度h随时间变化的关系分别如图丙和丁所示。（不计绳重和绳与轮之间的摩擦）则动滑轮重______N，2s-3s内，拉力F的功率是______W，0s-1s内，地面对物体的支持力是______N。 15．如图所示，光滑斜面AB>AC，沿斜面AB和AC分别将同一重物从它们的底部拉到顶部A，所需拉力分别为F1和F2，拉力所做的有用功分别为W1和W2，两个斜面的效率分别为η1和η2，则W1______W2，η1_______η2（以上两空选填“=”、“<”或“>”）。若斜面长AB是5米，斜面高是3米，物体重50N，则拉力F1为______N。 三、作图题 16．如图所示是小华家的升降式晾衣架。请完成晾衣架绕线，使得转动把手所需施加的力等于动滑轮、横杆、衣架以及所挂衣服总重力的（忽略绳索重量和摩擦力）。 四、实验题 17．在“测量滑轮组的机械效率”实验中，实验小组用图所示的装置进行了实验，记录的实验数据如下表所示； 序号 ①_______ 钩码上升的高度/cm 拉力F/N 绳端移动的 距离s/cm 机械效率 1 2 10 0.8 30 83.3% 2 4 10 1.5 30 ②_______ 3 6 10 2.2 30 90.9% 4 6 15 2.2 45 90.9% 5 6 10 3.3 20 90.9% (1)实验过程中，应缓慢拉动弹簧测力计，使钩码竖直向上做________直线运动； (2)表格中①横线处应填的内容为__________，②横线处计算出的机械效率为__________（计算结果精确到0.1%）； (3)分析1、2、3次的实验数据可知，同一滑轮组，提升的重物越重，滑轮组的机械效率越__________（选填“高”或“低”）； (4)分析3、4次的实验数据可知，滑轮组的机械效率与钩码上升的高度__________（选填“有关”或“无关”），分析__________两次的实验数据可知，滑轮组的机械效率与绳子的绕线方式__________（选填“有关”或“无关”）。 (5)根据实验结论可知，提高滑轮组的机械效率可采取的措施是__________（写出一条即可）。 18．利用如图所示装置探究杠杆的平衡条件： (1)实验前，杠杆如图甲所示，应将杠杆两端的平衡螺母向________（填“左”或“右”）； (2)实验时，在杠杆两端加挂钩码，并移动钩码位置使杠杆在________位置平衡，这样做的目的是为了________________； (3)经过多次实验，以两边钩码的重力分别为动力和阻力，对应的力臂为和，可得杠杆的平衡条件为：________；实验中进行多次实验的目的是________________； (4)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；当杠杆平衡后，将A、B两点下方所挂的钩码同时朝远离支点O方向移动一小格，则杠杆会________（选填：“顺时针转动”、“逆时针转动”或“保持静止”）； (5)如图丙所示，若不在B点挂钩码，改用弹簧测力计在B点向下拉杠杆，则当测力计从a位置转到b位置时，测力计示数将________（选填：“变大”、“变小”或“不变”）； (6)某实验小组利用图丁示装置研究杠杆的机械效率，实验的主要步骤如下： ①用轻绳悬挂杠杆一端的O点作为支点，在A点用轻绳悬挂总重为G的钩码，在B点用轻绳竖直悬挂一个弹簧测力计，使杠杆保持水平； ②竖直向上拉动弹簧测力计缓慢匀速上升（保持O点位置不变），在此过程中弹簧测力计的读数为F，利用刻度尺分别测出A、B两点上升的高度为、； ③杠杆机械效率的表达式为________；（用已知或测量的物理量符号表示） ④实验中，若提升的钩码重一定，则影响杠杆机械效率的主要因素是：________； ⑤若只将钩码的悬挂点由A移至C，O、B位置不变，仍将钩码提升相同的高度，则杠杆的机械效率将________（选填：“变大”、“变小”或“不变”）。 五、计算题 19．某起重机的滑轮组结构如图所示，起重机将质量为钢板匀速提升到高的桥面上，用时为，此时滑轮组的机械效率为（不计钢丝绳的重力和摩擦，取）。求： (1)对物体做的有用功； (2)拉力的功率； (3)若利用此滑轮组吊起质量为的物体，机械效率多大（保留2位小数）； (4)请写出一条提高滑轮组机械效率的建议。 20．利用如图所示的滑轮组先后匀速提升重为150N和200N的物体，已知提升150N的物体时，绳子自由端的拉力为100N，拉力的功率为200W，若两次物体上升的速度相同，不计摩擦和绳重，则提升重为200N的物体时，求： (1)拉力的功率； (2)此时滑轮组的机械效率？ 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《第十二章简单机械----2025-2026学年人教版物理八年级下学期》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A D D D C C C D D C 1．A 【详解】国旗杆顶有一滑轮，这个滑轮是固定在旗杆顶部的，是定滑轮；动滑轮能省力，但定滑轮不能省力，能改变力的方向，故A正确，BCD错误。 故选A。 2．D 【详解】A．机器的功率越大，只能说明它做功快，但做功的多少还与做功时间有关。由可知，只有在做功时间相同时，功率越大，做的功才越多，故A错误； B．机械效率是指有用功与总功的比值，其计算公式为，机械效率的高低是由有用功和总功两个因素共同决定的，仅仅有用功越多，不知道总功的情况，是无法确定机械效率高低的，故B错误； C．功率反映的是做功的快慢，而机械效率反映的是有用功在总功中所占的比例，它们是两个不同的物理概念，之间没有必然的联系，一个机器功率大，只能说明它做功快，但不能说明它的机械效率就高，故C错误； D．由机械效率的计算公式 可知，额外功在总功中占的比例越小，即​​越小，则就越大，机械效率就越高，故D正确。 故选D。 3．D 【详解】A．支点是固定不动的点，杠杆绕着支点转动，支点是最前端的点，不是B点，故A错误； B．核桃夹在使用时，动力臂大于阻力臂，动力小于阻力，是省力杠杆，是费距离杠杆，故B错误； C．阻力是阻碍杠杆转动的力，阻力是杠杆受到的力，核桃受到的压力不是阻力，故C错误； D．使用任何机械都不能省功，使用核桃夹不可以省功，故D正确。 故选D。 4．D 【详解】A．有用功和总功的比值等于机械效率，由图可知，第一次动滑轮的机械效率是80%，第二次动滑轮的机械效率是70%，所以第一次提升重物时机械效率较高，故A不符合题意； B．不计绳重和摩擦，使用动滑轮提升重物，额外功是克服动滑轮重力做的功，两次使用相同的动滑轮，克服动滑轮做的功相同，额外功相同，故B不符合题意； CD．第一次的额外功为600J，第一次额外功20%，总功为 有用功 两次额外功相同，第二次额外功30%，总功为 有用功 因为，且提升的高度相同，则 故C不符合题意，D符合题意。 故选D 。 5．C 【详解】AC．杠杆可以是直的，也可以是弯曲的，但杠杆一定是硬棒，故A错误，C正确； B．力臂可能在杠杆上，也可能不在杠杆上，故B错误； D．力臂是从支点到力的作用线的距离，即力臂一定和力的作用线垂直，故D错误。 故选C。 6．C 【详解】由图知，甲滑轮组中承担物重的绳子段数n=3，乙滑轮组中承担物重的绳子段数n=4。 A．绳重及摩擦均忽略不计，甲、乙两滑轮组在相同时间内把两个相同重物G匀速提升相同高度，且大滑轮的重力G大为小滑轮重力G小的2倍，绳端拉力F1做的功为 绳端拉力F2做的功为 所以绳端拉力F1和F2做的功不相等，故A错误； B．甲、乙滑轮组提升物体所做的额外功之比为，故B错误； C．不计绳重及摩擦，则拉力，若物体重力G=4G小，则绳端拉力 绳端拉力 所以绳端拉力F1>F2，故C正确； D．滑轮组的机械效率 由于图乙的动滑轮重力大，所以甲滑轮组的机械效率比乙滑轮组的机械效率高，故D错误。 故选C。 7．C 【详解】A．由图知，甲装置中两个滑轮组都是定滑轮，所以甲方式不能省力，但可以改变力的方向，故A错误； B．乙装置由一个动滑轮和一个定滑轮组成，绳子自由最后通过定滑轮组，所以乙方式能改变力的方向，故B错误； C．忽略绳子重和摩擦，甲装置不做额外功，乙装置要克服动滑轮重力做额外功，所以甲方式的机械效率大于乙，故C正确； D．两种装置提升同一货物到相同高度，由知，甲、乙两种方式做的有用功相同；故D错误。 故选C。 8．D 【详解】设杠杆一格长为L，当力作用在B点使杠杆平衡时，在B处施加竖直向下的力，由杠杆平衡条件得到G×2L=F×4L 此时B处施加的力的大小为 阻力和阻力臂不变，当作用在B点的力没有竖直向下时，力臂变短，力变大，由杠杆平衡条件得，作用在B点的力大于2N，则力作用在B点使杠杆平衡，FB≥2N，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 9．D 【详解】A．平行于斜面的推力F，斜面长为L，小明所做的总功为 故A错误； B．由于存在摩擦，斜面的机械效率总小于100%，故B错误； C．斜面可以省力；由于要克服摩擦力做功，要多做额外功，则不可以省功，故C错误； D．重为G的货物，斜面高为h，小明所做的有用功为 故D正确。 故选D。 10．C 【详解】A．在图甲中，杠杆AB绕固定点O转动，阻力大小等于配重重力，阻力臂为OA，动力臂为OB，已知。根据杠杆平衡条件，即，得到 故A错误； B．因为力的作用是相互的，阿柯在B端施加力，他自身重力，所以他对水平地面的压力 故B错误； C．在图乙中，杠杆AB绕端点A转动，此时动力臂为AB，阻力臂为OA，配重重力。根据杠杆平衡条件，即，可得 由于力的作用是相互的，阿柯受到杠杆向下的压力，所以他对水平地面的压力 故C正确； D．根据压强公式，此时压力，则他对水平地面的压强 故D错误。 故选C。 11． 30 780 820 【详解】[1]弹性限度内，弹簧所受拉力F与其“伸长的长度”Δx成正比，弹簧拉力为300N时，弹簧伸长的长度为 动滑轮绕2段绳，拉环向下移动 [2]由图乙可知，弹簧伸长的最大长度为80cm，弹簧的最大拉力是400N，弹簧、细绳、拉环的重力和摩擦可忽略，由得到健身器材提供的最大拉力F大=2F-G动=2×400N-20N=780N [3]弹簧、细绳、拉环的重力和摩擦可忽略，由图可知，定滑轮受到重力、绳a的拉力和滑轮绕绳的拉力；由图乙可知，弹簧拉力最大为400N时，绳a的拉力Fa=2F1+G定=2×400N+20N=820N 12． 1600 2000 80% 80 【详解】[1]由题意分析可知，工人克服重力做的功就是推力对木箱做的有用功W有=Gh=1600N×1m=1600J [2]推力对木箱做的总功W总=Fs=400N×5m=2000J [3]斜面的机械效率 [4]木箱在斜面上滑动时克服摩擦力做的功为额外功W额=W总-W有=2000J-1600J=400J 由公式W=Fs可知，木箱在斜面上滑动时所受到的摩擦力 13． 10 变大 【详解】[1]如图所示，当𝑂𝐴和𝐵𝐶同时处于水平方向时，拉力F竖直向上作用在C点，其力臂是从O到C的水平距离为l=OA+BC=20cm+20cm=40cm 根据可得，即 解得F=10N。 [2]若保持F竖直向上不变，让杠杆绕O点逆时针方向转动，如图所示： 转动一定角度后，物体的力臂由OA变成了OA'，拉力F的力臂由l变成了OC'，由图可知，在直角三角形OAA'和直角三角形ADD'中，它们的内角都是相等的，所以直角三角形OAA'和直角三角形ADD'中相似，则有，由于AD<BC，则AD<OA，所以AD'<OA'，故OC'<2OA'，转动前l=2OA，故虽然转动后两者的力臂都变小了，但F的力臂小的更多，由杠杆平衡条件可得，F的大小将变大。 14． 20 300 30 【详解】[1]由图乙、丙知，0~1s内，滑轮组绳子自由端的拉力，物体处于静止状态；1~2s内，绳子自由端的拉力，物体做加速运动；2~3s内，绳子自由端的拉力，物体做匀速直线运动，不计绳重和绳与轮之间的摩擦，而承重绳子为3根，所以有 即 解得，动滑轮的重力。 [2]在2~3s内，绳端下降的速度为 拉力做功功率为 [3]在0~1s内，绳子对物体的拉力 物体此时受到竖直向下的重力和绳子拉力、地面对物体的支持力的作用处于平衡状态。所以地面对物体的支持力 15． = = 30 【详解】[1][2]把同一物体沿斜面AB和AC分别拉到顶端A，h相同，重力相同，由W=Gh可知，两次做的有用功相同，即W1=W2；斜面光滑说明没有摩擦，所以不做额外功，则有用功与总功相等，根据，机械效率均为100%，所以。 [3]拉力F1做的功与有用功相等，则拉力F1为 16． 【详解】忽略绳索重量和摩擦力，使得转动把手所需施加的力等于动滑轮、横杆、衣架以及所挂衣服总重力的，故绳子的有效段数为4，即动滑轮上有4股绳子，如图所示： 17．(1)匀速 (2) 钩码所受的重力G/N 88.9％ (3)高 (4) 无关 3、5 无关 (5)减轻动滑轮重力 【详解】（1）实验过程中，应缓慢拉动弹簧测力计，使钩码竖直向上做匀速直线运动，此时系统处于平衡状态，测力计示数等于拉力大小。 （2）[1]在实验中，用钩码代替重物，所以表格中①横线处应填的内容为钩码所受的重力G/N； [2] 钩码上升的高度h=10cm=0.1m，绳短移动的距离s=30cm=0.3m，机械效率为 （3）分析1、2、3次的实验数据可知，同一滑轮组，钩码上升的高度与绳端移动的距离相同，提升的重物越重，滑轮组的机械效率越高； （4）[1] 分析3、4次的实验数据可知，同一滑轮组，钩码上升的高度不同，滑轮组的机械效率相同，则滑轮组的机械效率与钩码上升的高度无关； [2][3]要探究滑轮组的机械效率与绳子的绕线方式是否有关，需要控制钩码所受的重力不变，改变绳子的绕线方式，从而改变绳子自由端的拉力，即可分析3、5两次的实验数据可知，绳子的绕线方式，机械效率相同，即滑轮组的机械效率与绳子的绕线方式无关。 （5）减轻动滑轮重力，减小额外功，有用功与总功的比值变大，机械效率变大。 18．(1)右 (2) 水平 便于测量力臂 (3) 使结论具有普遍性 (4) 6 顺时针转动 (5)变大 (6) 杠杆自身的重力 变大 【详解】（1）由图甲知道，杠杆的右端上翘，左端的平衡螺母向上翘的右端移动，使杠杆在水平位置平衡。 （2）[1][2]当杠杆在水平位置平衡时，力的方向与杠杆垂直，力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来。这样做的目的是便于测量力臂。 （3）[1]根据题意知道，两边钩码的重力分别为动力和阻力，对应的力臂为和，可得杠杆的平衡条件为 [2]探究杠杆平衡的条件时，多次改变力和力臂的大小主要是为了获取多组实验数据归纳出物理规律，使结论具有普遍性。 （4）[1]设杠杆每个格的长度为L，每个钩码的重力为G，根据杠杆的平衡条件，即 解得 FB=6G 需在B点挂6个钩码。 [2]若A、B两点的钩码同时向远离支点的方向移动一个格，则左侧 右侧 因为 杠杆不能平衡，右端下降，顺时针转动。 （5）保持B点不变，若拉力F向右倾斜时，此时F的力臂变小，根据杠杆的平衡条件知道，在FALA一定时，LB变小，拉力FB变大。 （6）③[1]有用功为 总功 则机械效率的表达式 ④[2]有用功是提升钩码所做的功，额外功主要是克服杠杆重力做的功，影响机械效率的因素主要是有用功和总功所占的比例；提升的钩码重一定说明有用功一定，所以影响杠杆机械效率的主要因素是杠杆自身的重力。 [3]钩码的悬挂点在A点时，由杠杆的平衡条件得 悬挂点移至C点时，由杠杆的平衡条件得 经对比发现，由OA到OC时力臂变大，所以拉力F也变大；因钩码匀速提高相同高度时根据三角形的知识知道，杠杆重心提升的高度减小，所以根据W额=Gh知道，额外功减小，因此在有用功相同的条件下，杠杆的机械效率变大，即 19．(1) (2) (3) (4)见解析 【详解】（1）钢板的重力 克服物体重力做的有用功 （2）拉力做的总功 拉力F的功率 （3）不计钢丝绳的重力和摩擦，克服动滑轮的重力所做的额外功 动滑轮的重力 当吊起质量为30kg的物体时，物体的重力 此时的机械效率 （4）根据滑轮组机械效率的公式，要提高机械效率，可以采取以下方法：一是在额外功不变的情况下，增加有用功，即在起重机承重范围内，提升更重的物体。二是在有用功不变的情况下，减小额外功，即减小动滑轮的重力或减小滑轮组的摩擦。 20．(1)250W (2)80% 【详解】（1）如图所示，两段绳子分担动滑轮重，已知提升150N的物体时，绳子自由端的拉力为100N，动滑轮重为 提升重为200N的物体时，绳子的拉力为 根据可知，物体运动的速度为 若两次物体上升的速度相同，提升200N的物体时，绳子的功率为 （2）此时滑轮组的机械效率 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $