第十二章 简单机械 单元测试卷 2025-2026学年人教版八年级物理下册

**基本信息** 第十二章简单机械单元卷，融合2024-2025年多地中考真题与生活情境（如“碎壳神器”“独轮车”“杆秤”），覆盖杠杆、滑轮、斜面等核心知识，通过科学探究与计算提升物理观念与科学思维。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|10/30|杠杆类型、平衡条件、滑轮组省力特点|以“碎壳神器”“汽车陷泥潭”等情境考查应用，融入中考真题| |填空题|8/18|轮轴、斜面机械效率、杠杆动态平衡|结合旅行箱抬升、球形门锁等生活实例，强化物理观念| |作图题|3/9|力臂画法、滑轮组绕法|从俯卧撑、前臂杠杆模型切入，培养模型建构能力| |实验探究|3/19|杠杆平衡条件、滑轮组/斜面机械效率|通过数据记录与分析（如滑轮组多组实验对比），体现科学探究要素| |计算题|2/24|压强、功率、机械效率综合计算|结合货物提升、斜面拉箱等真实场景，考查科学推理与综合应用|

第十二章简单机械单元测试卷 用时:90分钟 总分:100分 得分: 一、选择题(本题包括10小题，每小题3分，共30分，每小题只有一个选项符合题意) 1.(2025·常州中考)花生大丰收，小明用手剥壳，手指又酸又痛.他用硬棒自制“碎壳神器”，用手对上面硬棒施加压力，即可压碎花生壳.下列选项中，最省力的是( ). 2.如图所示，一轻质杠杆 OA 可绕O点转动，在A 点施加一始终与 OA 垂直且向上的力F抬起重物G，在杠杆从OA 位置转动到OA'位置的过程中，力 F的大小变化是( ). A.始终变大 B.始终变小 C.先变大，后变小 D.先变小，后变大 3.(2024·牡丹江中考)下列工具属于费力杠杆的是( ). 4.如图所示，小明正在探究杠杆的平衡条件.挂钩码前，调节杠杆使之在水平位置平衡，杠杆上每格长度相等，当A 点挂4个钩码，B点挂3个钩码时，杠杆水平平衡.若杠杆两边钩码下方同时各加一个相同钩码，则杠杆( ). A.杠杆仍处于水平平衡状态 B.杠杆右端下沉 C.杠杆左端下沉 D.无法判断杠杆是否处于平衡状态 5.(2024·北京延庆区一模)杆秤是一种中国传统的称量工具，凝聚着中国人民的智慧.如图所示，O为杆秤提纽， 秤砣质量m=0.2kg，不挂重物和秤砣时，手提提纽，杆秤可水平平衡.用它称鱼，当秤砣置于 B 点时，杆秤再次水平平衡，此时测得 g取 10N/ kg,则称得鱼的质量为( ). A. 0.05kg B. 0.2kg C. 0.6kg D. 0.8kg 6.如图所示，不计滑轮重和绳重以及绳子与滑轮间摩擦.物体A 重100N，B重20N，B刚好可以匀速下降.现用一水平向左的力 F拉A，使B匀速上升0.2m，则施加的力F与A移动的距离分别为( ). 学科网（北京）股份有限公司 A. 10N,0.4m B. 10N,0.1m C. 20N,0.4m D. 20N,0.1m 7.用滑轮按如图所示的三种不同方式拉同一物体在同一水平面上做匀速直线运动,则( ). A. B. C. D. 8.用如图所示滑轮组提起重力G=320N的物体.整个装置静止时，作用在绳自由端的拉力F=200N，则动滑轮自身重力是(绳重及摩擦不计)( ). A. 120N B. 80 N C. 60N D.无法计算 9.如图所示，小宇用动滑轮把重400N的物体匀速提升了3m，作用在绳子自由端的拉力 F 为250 N，方向竖直向上.不计绳重和摩擦，则下列选项正确的是( ). A.绳子自由端移动的距离为3m B.动滑轮受到的重力为150N C. 拉力 F做的功为1200J D.该动滑轮的机械效率为80% 10.(2025·青岛中考)小明设计了如图所示的滑轮组帮助工人搬运建筑材料.一名工人12s内用400N的拉力通过滑轮组将水平地面上重为1150N的建筑材料匀速提升3m(不计绳重和摩擦).下列说法正确的是( ). A.绳子自由端移动的距离为12m B.工人做的有用功为 2300 J C.拉力的功率为300 W D.提起的物体越重，此滑轮组的机械效率越低 二、填空题(每空1分，共18分) 11.如图所示是搬运砖的独轮车，当工人用力向上抬起车把时，独轮车相当于一个 (填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆.若车体和砖所受的总重力为1000 N，独轮车的有关尺寸如图所示，则工人将车把匀速抬起时手对车把向上的拉力 F= N.手向 (填“前”或“后”)移动一些，抬起车把更省力. 12.为将陷入泥潭的汽车拉动，小聪设计了两种拉车的方法，图甲中的滑轮是 (填“定”或“动”)滑轮，图 (填“甲”或“乙”)中的方法更省力；若汽车受到的最大阻力为2000N，则小聪对绳子的拉力至少为 N.(不计绳重、滑轮重及摩擦) 13.如图所示，装满物品的拉杆式旅行箱总重为60N，其重心在箱体的几何中心，图中AB 与BC 等长.现将平放在水平地面上的该旅行箱的C端抬离地面，至少用力 N，拉杆越短，所需的力越 . 14.如图所示，小轿车的方向盘相当于一个轮轴.若 盘的半径为20cm，轴的直径为4cm，不计摩擦阻力，则 .球形门锁的把手相当于一个 (填“省力”或“费力”)轮轴. 15.如图所示，将重力为10N的物体沿斜面向上从底端匀速拉到顶端.若斜面长s为1m，斜面高h为0.3m，拉力F为4N，拉力的功率为2W，则此过程中，斜面的机械效率是 %，物体从斜面底端运动到斜面顶端所用的时间是 s. 16.(2025·南京中考)如图所示，用动滑轮将重180N的木箱在5s内沿竖直方向匀速提升2m，所用拉力为100 N，不计绳重和摩擦.此过程中木箱上升的速度为 m/s，有用功是 J，拉力的功率是 W；若用此装置沿竖直方向匀速提升380 N重物，机械效率为 %. 17.如图所示，工人利用轻质滑轮组水平匀速搬运货物A，使其前进2m，已知该滑轮组的机械效率为80%，货物A 与地面之间的摩擦力为40N，则工人做的额外功为 J. 18.如图所示，甲、乙是两个完全相同的杠杆，摩擦不计，OA 之间的距离为杠杆长度的一半，分别使用甲、乙杠杆将物体A 提升相同的高度，若杠杆的重力不可忽略，甲、乙杠杆的机械效率的关系为η甲 (填“>”“=”或“<”)η乙. 三、作图题(本题包括3小题，共9分) 19.(3分)(2025·德阳中考)小王在体育课上做俯卧撑，若将他的身体看作为杠杆，脚尖作为支点O，简化模型如图所示，A点为重心，请画出重力示意图及 F₁的力臂L₁. 20.(3分)用手提起重物时，前臂可简化为杠杆：桡骨在肱二头肌牵引力F₁的作用下，绕肘关节(支点O)转动，如图所示.请在图中画出动力 F₁的力臂l₁和阻力 F₂的示意图. 21.(3分)请在图中画出提升重物既可以省力又可以改变力的方向的绕法. 四、实验探究题(本题包括3小题，共19分) 22.(5分)如图所示是小明同学探究“杠杆的平衡条件”的实验装置. (1)实验前，杠杆停在如图甲所示的位置，此时杠杆处于 (填“平衡”或“非平衡”)状态.为使杠杆在水平位置平衡，应该将平衡螺母向 (填“左”或“右”)调节. (2)调节杠杆水平平衡后，小明进行了三次实验.根据前两次实验的现象，他得出杠杆的平衡条件为“动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离”.你认为小明这个实验结论是 (填“正确”或“错误”)的，实验过程中使杠杆水平平衡的目的是 . (3)如图乙所示的第三次实验中，杠杆在水平位置始终保持平衡，若弹簧测力计拉力的方向由图中斜向下逐步向竖直向下改变，则弹簧测力计的示数将 (填“变大”“变小”或“不变”). 23.(7分)小敏和同学们用如图甲所示的实验装置测量滑轮组的机械效率，相关数据记录在下表中. 实验序号 物重G/N 物体上升的高度h/m 绳端拉力 F/N 绳端移动的距离s/m 机械效率η 1 4 0.10 1.8 0.3 74.1% 2 6 0.10 2.5 0.3 80% 3 6 0.15 2.5 (1)小敏在实验中发现竖直向上 拉动弹簧测力计时读数很不方便，她便在弹簧测力计静止时读数，同组的小明同学指出她这样测出的数据是错误的，原因是 (2)实验3中，绳端移动的距离为 m，滑轮组的机械效率是 . (3)由1、2两次实验数据可得出结论： . (4)同组的小华增加了一个质量相同的滑轮，组成了如图乙所示的滑轮组来提升相同的重物，发现更省力，那么与小敏相比，小华的方法测出的机械效率将 (填“变高”“变低”或“不变”). (5)在图乙实验操作的基础上，如图丙所示改变绳端拉力方向，测得的拉力将 (填“变大”“变小”或“不变”). 24.(7分)(2024·江西赣州瑞金市期末)如图所示，某实验小组的同学们在做“探究斜面的机械效率”实验时，用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块A，收集的实验数据如表所示： 实验序号 斜面的倾斜程度 物 块 重力G/N 斜 面 高度h/m 拉力 F/N 斜 面 长度s/m 机械效率η 1 较缓 5 0.2 2.4 1 41.7% 2 较陡 5 0.5 3.2 1 78.1% 3 最陡 5 0.7 4.3 1 81.4% (1)实验时要使木板的倾斜角变大，应该把木板下面的木块向 (填“左”或“右”)移动.分析表中的数据可得出，斜面越缓越 (填“省”或“费”)力，斜面的机械效率越 . (2)该小组又进行了第4次实验，他们在斜面上铺上棉布，使斜面变粗糙，保持斜面高和长分别是0.5m和1m，用弹簧测力计拉动同一物块沿斜面向上做匀速直线运动，读出此时弹簧测力计的示数为4.0N，与第2次实验相比，有用功 (填“相同”或“不同”)，而拉力做的总功 (填“变大”或“变小”)，这种情况下斜面的机械效率将 (填“变高”或“变低”). (3)把第4次实验数据与表中数据综合分析可得出，斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和 有关. 五、计算题(本题包括2小题，共24分) 25.(12分)如图甲所示，质量为40kg的货物静止在水平地面上，与地面的接触面积是 .如图乙所示，工人用250N的拉力F，将货物用滑轮组匀速提升到3m高的二楼，此过程中货物上升的速度是0.2m/s,g 取 10 N/ kg. (1)求货物静止在水平地面上时，对地面的压强. (2)求工人用滑轮组提升货物时做功的功率. (3)求滑轮组的机械效率. (4)为提高该滑轮组的机械效率，请你提出一条合理建议. 26.(12分)如图甲所示,重为500 N、底面积为( 的箱子放在水平地面上.现用一块直木板架在水平地面与平台之间，用沿木板向上的拉力将该箱子匀速拉上平台(如图乙所示).已知拉力为350N，箱子沿木板移动了2m，升高了1m，用时20s.求： (1)箱子放在水平地面上时对水平地面的压强； (2)上移过程中拉力做功的功率； (3)拉箱子时克服木板摩擦力所做的功. 1. A[解析]A、B两个图中均满足动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，由 可知，阻力和阻力臂一定时，A图的动力臂更长，这样可以用更小的动力克服较大的阻力，故A正确，B错误；C、D两个图中均满足动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，不能省力，故C、D错误.故选 A. 2. C[解析]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的过程中，动力臂不变，阻力不变，阻力臂变大，所以动力变大；当杠杆从水平位置拉到最终位置的过程中，动力臂不变，阻力不变，阻力臂变小，所以动力变小，故F 先变大，后变小.故选 C. 3. A 4. B[解析]设一个钩码的重力为G，杠杆一个小格长为L，当A点挂4个钩码，B点挂3个钩码时，杠杆水平平衡，即4G×3L=3G×4L；若杠杆两边钩码下方同时各加一个相同钩码，左端力和力臂的乘积为5G×3L=15GL，右端力和力臂的乘积为4G×4L=16GL；左端力和力臂的乘积小于右端力和力臂的乘积，杠杆右端下沉.故选 B. 5. D 6. C[解析]由题图可知，连接动滑轮绳子的股数n=2，由于不计绳子与滑轮间的摩擦以及滑轮重、绳重，绳子的拉力 B刚好可以匀速下降，则物体A 向右做匀速直线运动，根据二力平衡条件可知，物体A 受到的滑动摩擦力 方向向左；现用一水平向左的力 F拉物体A，使B匀速上升0.2m，则物体A 向左做匀速直线运动，由于压力大小和接触面的粗糙程度不变，所以物体A 受到的滑动摩擦力大小不变，仍为10N，方向向右；此时对物体A 受力分析，水平方向受到向左的拉力 F、绳子向右的拉力及向右的滑动摩擦力，根据力的平衡条件可知，向左的拉力 物体 A 移动的距离s=nhB=2×0.2m=0.4m.故A、B、D错误，C正确. 7. C[解析]假设物块与地面之间的摩擦力为f，第一个滑轮为定滑轮，F₁作用于绳端，所以. 第二个滑轮为动滑轮，F₂作用于绳端，则 第三个滑轮为动滑轮，F₃ 作用在轴上， 所以 故 A、B、D不符合题意，C符合题意.故选 C. 8. B 9. D[解析]由题图可知，承担重物的绳子股数n=2，则绳子自由端移动的距离s=2h=2×3m=6m,故A错误;不计绳重和摩擦，由 可得，动滑轮受到的重力G动=2F-G=2×250N-400N=100N,故B错误;拉力F 做的功W₃= Fs=250N×6m=1500J,故C错误；该动滑轮的机械效率 故 D正确.故选 D. 10. C 11.省力 300 后 [解析]独轮车和砖的总重力为杠杆的阻力，过支点做垂直重力作用线的垂线，支点到垂足之间的距离为阻力臂，由题图可知，阻力臂 同理可知动力臂 故独轮车相当于省力杠杆.由杠杆平衡条件得，工人将车把匀速抬起时手对车把向上的拉力 手向后移动一些，动力臂变大，阻力与阻力臂的乘积不变，由杠杆平衡条件得，动力变小，此时抬起车把更省力. 12.定 乙 1000 [解析]如图所示，图甲中滑轮的轴不随物体运动而运动，是定滑轮，不能省力，图乙中的滑轮是动滑轮，可以省力.若不计摩擦和滑轮重力，图乙中匀速拉动汽车最小的拉力 13.15 大 14.200 省力[解析]轮轴是杠杆的变形，根据杠杆的平衡条件有 球形门锁的把手外轮半径大于轴半径，动力作用在外轮上，相当于一个省力轮轴. 15.75 2 [解析]拉动物体所做的有用功为W有用= Gh=10 N×0.3m =3 J,总功为 斜面的机械效率为 根据 可得，物体从斜面底端运动到斜面顶端所用的时间为 16.0.4 360 80 95 17.20 [解析]水平使用滑轮组时，克服货物与地面之间的摩擦力做的有用功 根据 可得，工人做的总功 工人做的额外功 18.<[解析]使用杠杆提升物体时，克服物体重力做的功是有用功，物体A 重力一定，提升相同的高度，根据W=Gh可知，拉力所做的有用功的关系为 由图可知，使用甲杠杆提起物体时，拉力需要克服物体重力和杠杆重力做功，使用乙杠杆提起物体时，由于杠杆的重心O点即为支点，所以拉力只要克服物体重力做功即可，即用乙杠杆提升重物所做的总功较小，而有用功相同，由η= 可知，乙杠杆的机械效率更高，即 19.如图所示 [解析]人受到的重力是竖直向下的，人受到的重力的作用点在A 点，由此画出人所受重力的示意图；过支点O向力F₁的作用线作垂线段，即为力 F₁的力臂L₁. 20.如图所示 21.如图所示 易错警示 滑轮组的绕法取决于题目要求，要能区分最省力的绕法和绳端运动距离与物体运动距离为某个比值时的绕法. 22.(1)平衡 右(2)错误 便于测量力臂(3)变小 [解析](1)杠杆处于静止状态时是平衡状态，题图甲中杠杆静止，所以此时杠杆处于平衡状态.题图甲中杠杆左端下沉，右端上翘，应将平衡螺母向右端调节.(2)支点到力的作用点的距离不一定是力臂，当杠杆在水平位置平衡，但是力没有竖直作用在杠杆上时，力臂就不在杠杆上，此时力臂不等于支点到力作用点的距离，这个结论不具有普遍性，所以结论是错误的.杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂，同时杠杆本身的重心通过支点，可消除杠杆自重对杠杆平衡的影响.(3)弹簧测力计拉力方向由斜向下逐步改为竖直向下时，由于 F₂ 和l₂ 都不改变，力臂 l₁ 在增大，根据杠杆的平衡条件 可知，弹簧测力计的示数 F₁ 将变小. 23.(1)匀速 滑轮与绳之间有摩擦，静止时测量值小于实际值,无法准确测量总功 (2)0.45 80% (3)同一滑轮组，提升的物体越重，机械效率越高 (4)变低 (5)变大 24.(1)左省 低 (2)相同 变大 变低 (3)粗糙程度[解析](1)实验时要使木板的倾斜角变大，即斜面长度不变，h变大，应该把木板下面的木块向左移动；分析表中数据可知，斜面越缓越省力，斜面的机械效率越低. (2)第4次实验与第 2 次实验相比，斜面高和长分别是0.5m和1m不变，有用功相同，拉力变大，由可知，拉力做的总功变大，由 %可知，斜面的机械效率将变低.(3)由(1)可知，斜面的机械效率与倾斜程度有关，分析第 2次和第4次实验数据可知，斜面的机械效率与接触面的粗糙程度有关. 25.(1) (2)100W (3)80% (4)见解析 [解析](1)因为货物静止在水平地面上，对地面压力为F=G=mg=40kg×10 N/ kg=400N,则货物对地面的压强为 (2)由图乙可知，滑轮组有效绳子段数n=2，绳子自由端移动的速度为v= nv物=2×0.2 m/s=0.4 m/s,工人做功的功率为 (3)滑轮组的机械效率为 (4)提高该滑轮组的机械效率的措施有：①增加所提升的物重；②减轻动滑轮重. 26.(1)2.5×10³ Pa (2)35 W (3)200 J [解析](1)箱子对水平地面的压强 (2)箱子被匀速拉上平台，拉力做功 2 m=700J,拉力做功的功率 (3)拉力所做的有用功W有用= Gh=500 N×1 m=500 J,拉箱子时克服摩擦力所做的功 700 J-500 J=200 J. $