专项训练42 第十二单元《简单机械》过关检测试卷2025-2026学年人教版物理八年级下册期末复习48个重点难点专练（全国通用）

2025-2026学年人教版物理八年级下册期末复习48个重点难点专练（全国通用） 专项训练42 第十二单元《简单机械》过关检测试卷 （本单元试卷共六道大题，30小题，总分100分，答题时间90分钟） 一、单项选择题（本大题有10小题，每小题只有一个正确选项，每小题3分，共30分） 1. 下列设施设备中，在使用过程中属于费力杠杆的是 （　　） A. 铁匠剪刀 B. 筷子 C. 羊角锤 D. 扳手 2. 为了拔除外来入侵物种，农业专家自制轻质拔草器，如图所示，将拔草器左下端叉子插入植株根部，用手对拔草器施力，可将植株拔起。若拔同一植株，手施力最小的是（　　） A. B. C. D. 3. 如图为工地搬运砖头的独轮车，人向上抬起车把时，车体可以看成一个杠杆，关于这个杠杆，下列说法正确的是（　　） A. 车体相当于一个费力杠杆 B. 砖头受到的重力是杠杆受到的阻力 C. 人对车把的力大于车把对人的力 D. 手握的位置靠近车把末端时更省力 4. 如图，一块厚度、密度均匀的长方形钢板放在水平地面上，用两种方式施加竖直向上的力，欲使其一端抬离地面。则（　　） A. B. C. D. 5. 简单机械在我们的生活中应用很广泛，下图是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式（不计机械重和摩擦），其中不省力的是 A. B. C. D. 6. 《物原》记载：“史佚始作辘轳。”如图所示，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。以下关于辘轳的说法正确的是（　　） A. 辘轳是一个定滑轮 B. 辘轳的是一个费力的轮轴 C. 使用辘轳汲水时可以省力 D. 增大水桶的质量可以提高辘轳的机械效率 7. 如图所示小明组装了甲、乙两种滑轮，用来提升同一物体，G物=200N（不计绳重、轮重和摩擦），要使物体竖直匀速提升2m。下列说法中正确的是（　　） A. F甲=200N，并向上移动4m B. F甲=100N，并向上移动2m C. F乙=200N，并向上移动1m D. F乙=400N，并向上移动lm 8. 如图所示，工人用滑轮组提货物，使重为600N的货物以0.2m/s的速度匀速提升，忽略摩擦及绳重，该过程中滑轮组的机械效率为80%，则：（ ） A. 工人作用在绳自由端的拉力为200N B. 动滑轮所受重力100N C. 工人对绳自由端拉力的功率为150W D. 提升重力不同的货物时，此滑轮组机械效率不变 9. 如图所示，在50N的水平拉力F的作用下，重600N的物体沿水平地面做匀速直线运动，物体与地面间的滑动摩擦力是自身重力的0.2倍，绳子自由端向前移动的速度为0.6m/s。则（　　） A. 拉力F的功率为3W B. 1min内物体移动的距离为36m C. 1min内所做的有用功为1440J D. 该滑轮组的机械效率为85% 10. 如图所示，沿斜面匀速向上拉一个重为4.5N的物体到斜面顶端，斜面长1.2m，高0.3m，拉力做功为2.16J，则下列说法中错误的是（　　） A. 拉力的大小为1.8N B. 拉动重物过程中额外功为1.35J C. 斜面的机械效率62.5% D. 物体受到的摩擦力为0.675N 二、多项选择题（本大题有2小题，每小题有两个或两个以上正确选项，选项不全但正确得1分，有错误选项不得分，每小题3分，共6分） 11．如图甲所示，在立夏时节，有的地方会给孩子称体重，希望孩子健康成长，俗称“立夏秤人”。如图乙所示，小孩和篮子的总质量为12kg，调整秤砣的位置，使秤杆处于水平平衡状态（忽略绳重和杆重），此时OA=9cm，OB=36cm。下列说法正确的是（　　） A．该杆秤的悬挂点O是称量时的支点 B．该秤砣的质量为4kg C．要使该杆秤的称量范围变大，应该换用质量更大的秤砣 D．若换称质量较大的孩子，当秤杆水平平衡后，秤砣的悬挂点在B点左边 12. 科技馆里有一种升降座椅，小明和小刚饶有兴致地体验后画出如图所示的原理图。若小明重600N，小刚用250N的拉力使小明在3s的时间内匀速上升0.5m（不计座椅重、绳重和摩擦），下列说法正确的是（　　） A. 所做有用功为300J B. 该滑轮组机械效率为80% C. 拉力做功的功率为125W D. 换用轻质动滑轮，该滑轮组的机械效率降低 三、填空题（本大题有10小题，每空1分，共23分） 13. 长春的一小时经济圈正在建设中，经济圈建成后全长416km。经济圈沿途有很多高架桥，高架桥两侧的引桥做得很长，是利用了物理学中简单机械的______原理。使汽车上桥时更______（选择“省功”或“省力”）。 14. 如图，重为50 N的物体挂在杠杆B点，OB＝0.4 m，OA＝1 m，在A端施加竖直向上的拉力F，当F＝_______N(杠杆自重忽略不计)时，杠杆在水平位置平衡；测量质量的工具托盘天平也是杠杆，它属于_______(填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆． 15. 6月5日是世界环境日，如图为小明双手举旗在风中静止时的情景，右手握A点，左手握B点。旗杆BAC（自重不计）可视为一个杠杆，F2为风吹旗时旗对杠杆施加的阻力。则小明右手对A点施加力的方向大致向______（填“左”或“右”）。双手中______（填“左”或“右”）手用力更小。举旗过程中，杠杆BAC为一个______（填“省力”、“费力”或“等臂”）杠杆。 16. 如图是挖井时从井中提升沙土的杠杆示意图，杠杆AB可以在竖直平面内绕固定点O转动，AO∶OB=3∶2悬挂在A端的桶与沙土的总重为100N，悬挂在B端的配重的重为90N。当杠杆AB在水平位置平衡时，加在配重下面绳端的竖直向下的拉力F=（ ）（不计杠杆自重和绳重）N。其他条件不变，若O点向右移，则杠杆AB再次水平平衡时拉力将________（选填“变大”“变小”或“不变”）。 17. 明代学者宋应星（江西人）著有《天工开物》，如图所示，是书中描绘古代劳动人民用桔槔汲水的场景，桔槔属于______（选填“杠杆”“滑轮”或“轮轴”），使用时，机械效率η______1（选填“>”“<”或“=”）。 18. 在生产和生活中，人们常用的简单机械除了杠杆、滑轮，还有斜面和轮轴。如图所示，是用螺丝刀拧螺丝的情景。手柄______（选填“粗”或“细”）一些的螺丝刀用起来更省力；螺丝钉是一种简单机械，螺丝钉上螺纹的展开长度相当于______（填“斜面”或“轮轴”），螺纹密一些的螺丝钉拧起来更省力。 19. 用一个重为100N的动滑轮提起重为900N的物体，至少需要用______N的力（不计绳重和摩擦）；使用该动滑轮提升的物体越重，其机械效率______（选填“越高”、“越低”或“不变”）。 20. 小文用如图所示的滑轮组将重400N的物体匀速提升2m，所用时间为10s，他对绳子自由端的拉力为250N，则绳子自由端移动的距离为______m，小文对绳子自由端的拉力所做的功为______J，所做有用功的功率为______W，此过程中滑轮组的机械效率为_________。 21. 如图所示，动滑轮重4N，所吊重物B重20N，物体A重240N，此时物体B恰好在20s内匀速下降了2m，不计绳重、绳子的伸长和滑轮组内部的摩擦。则A向左的移动速度是______m/s，若要使物体B恰好以0.2m/s的速度匀速上升，则要对物体A施加水平向右拉力F的功率是______W。 22. 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挡，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___________。 四、作图题（本大题有2小题，每小题3分，共6分） 23. 在劳动实践活动中，李雷同学用锄头除草，如图甲所示，向上挥动锄头时锄头可简化为图乙所示的模型（O点为支点），请你在图乙中画出的力臂l2。 24. 如图所示，请画出最省力的滑轮组绳子的绕法。 五、探究与跨学科实践题（本大题有3小题，共17分）25. （5分）如图所示是某实验小组探究“杠杆平衡条件”的实验装置（杠杆刻度均匀，每个钩码重0. 5N）。 （1）挂钩码前，杠杆如图甲所示，此时正确操作是向______（选填“左”或“右”）调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡； （2）接下来，在A、B两处挂上如图乙所示的钩码后，杠杆重新在水平位置平衡，若将A处的钩码拿掉一个，要便杠杆在水平位置再次平衡，则应将B处所挂钩码向_____（选填“左”或“右”）移动____个格； （3）某同学用弹簧测力计替代钩码，在B点竖直向下拉，然后将弹簧测力计绕B点逆时针旋转一定角度至如图丙所示位置，在旋转过程中，要使杠杆始终在水平位置平衡，则弹测力计的示数将逐渐______（选填“变大”或“变小”），原因是__________________。 26. （6分）小明做“测滑轮组机械效率”的实验装置如图所示，下表为实验中的部分数据。其中第1、2、3次实验是用图甲中装置完成的，第4次实验是用图乙中装置完成的。 实验序号 钩码重 钩码上升的高度h/cm 自由端拉力 自由端移动的距离s/cm 机械效率 1 2 10 0.9 30 74.1% 2 4 10 1.6 30 83.3% 3 6 10 2.2 30 ① 4 6 10 1.9 40 78.9% （1）表中①填________%（结果保留1位小数）； （2）第4次实验中，滑轮组的额外功是________J； （3）根据表中数据，提出一种提升滑轮组机械效率的方法：________。 27. （6分）（跨学科实践）小明所在学校要举行拔河比赛，为了能够增大赢得比赛的可能性，小明与所在小组的同学准备应用所学的物理知识，对拔河开展专项研究 【项目名称】拔河中的物理知识 【项目实施】 （1）对拔河队员受力分析 如图所示，若AB两人拉着绳子静止不动，则AB均处于平衡状态，A所受的摩擦力与______是一对平衡力。 （2）通过受力分析的结果可知，若想赢得拔河比赛，摩擦力的大小至关重要。接下来，小明及小组成员开展了如下探究 ①如图所示，将一只运动鞋放在水平地面上，用弹簧测力计缓慢拉动，弹簧测力计示数由5N增大到7N的过程中，鞋始终静止不动，在此过程中，鞋与地面间的摩擦力大小______，当弹簧测力计的示数为10N时，鞋被拉动。 ②接下来，小明在鞋中放入数量不同的钩码，并记录鞋刚刚被拉动时弹簧测力计的示数，如下表： 实验次数 放入钩码数量n/个 弹簧测力计示数F/N 1 0 10 2 2 20 3 4 40 由表中数据可知，在拔河比赛中，选择______（选填“力气较大”或“体重较大”）的同学参与拔河比赛更容易取得胜利，同时根据学过的知识可知，在比赛中应尽量穿鞋底较______的鞋子。 （3）小明常听人说起，拔河时要降低重心，对此他产生了疑问，降低重心可以将双腿弯曲，也可以将身体后仰，如下图所示，究竟哪种方法更加有助于赢得拔河比赛呢？通过观察小明发现即使脚下不动，但在拉力的作用下身体前倾最终向前扑倒，也会输掉比赛。对此，小明将人体看作一个杠杆，如图所示，绳对人的拉力看作动力，人自身重力看作阻力，由杠杆的平衡条件可知，下图中______的做法更不容易被对方拉动，原因是______。 六、综合与应用题（本大题有3题，共18分） 28. （6分）如图所示，重力不计的木杆AB可绕O点无摩擦转动，在A端挂一个边长为50cm的正方体M，当在B点施加一个大小为400N、方向竖直向下的力F时，物体M对地面的压强刚好为零，且AO=1m，BO=3m。求： (1)此时杠杆A端所受到的拉力； (2)物体M的密度； (3)当F减小至300N时，M对地面的压强。 29. （6分）某建筑工人用300N的拉力，在25s内将重力为800N的水泥利用滑轮组匀速提高4m，如图所示。若不计摩擦和绳重，请你完成下列计算： （1）动滑轮的重力； （2）工人做功的功率； （3）该装置的机械效率。 30. （6分）一辆重2×104N的四轮卡车，开进了一段泥泞的道路，不能继续行驶．司机找来一小型拖拉机、绳子、动滑轮，采用如图所示装置，拖拉机在绳端用3750N的水平拉力，将汽车以0.2m/s的速度水平匀速拉出泥泞路段，用时10s．若每个车轮与地面接触的面积为0.05m2． （1）求汽车对路面的压强． （2）求拉力F做功和功率． （3）若动滑轮的机械效率为80%，求汽车所受的阻力． 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年人教版物理八年级下册期末复习48个重点难点专练（全国通用） 专项训练42 第十二单元《简单机械》过关检测试卷 （本单元试卷共六道大题，30小题，总分100分，答题时间90分钟） 一、单项选择题（本大题有10小题，每小题只有一个正确选项，每小题3分，共30分） 1. 下列设施设备中，在使用过程中属于费力杠杆的是 （　　） A. 铁匠剪刀 B. 筷子 C. 羊角锤 D. 扳手 【答案】B 【解析】ACD．使用剪刀、羊角锤和扳手时，动力臂大于阻力臂，由杠杆平衡条件可知，动力小于阻力，属于省力杠杆，故ACD不符合题意； B．使用筷子时，动力臂小于阻力臂，由杠杆平衡条件可知，动力大于阻力，不属于省力杠杆，属于费力杠杆，故B符合题意。故选B。 2. 为了拔除外来入侵物种，农业专家自制轻质拔草器，如图所示，将拔草器左下端叉子插入植株根部，用手对拔草器施力，可将植株拔起。若拔同一植株，手施力最小的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】由题图可知，该拔草器可看作一个杠杆，拔草器拐角处是支点，草对拔草器的压力为阻力，人手对拔草器的力为动力。根据杠杆平衡条件 F1l1=F2l2 可知，阻力和阻力臂一定，当动力臂最大时，动力最小，当人手垂直于右侧直杆用力时动力臂最大，动力最小。故C符合题意，ABD不符合题意。故选C。 3. 如图为工地搬运砖头的独轮车，人向上抬起车把时，车体可以看成一个杠杆，关于这个杠杆，下列说法正确的是（　　） A. 车体相当于一个费力杠杆 B. 砖头受到的重力是杠杆受到的阻力 C. 人对车把的力大于车把对人的力 D. 手握的位置靠近车把末端时更省力 【答案】D 【解析】AB．人抬起车把时，车体可以看成一个杠杆，轮子的中心是杠杆的支点，动力作用在把手上，阻力是独轮车和砖头的总重力；独轮车在使用时，动力臂大于阻力臂，是一个省力杠杆，故AB错误； C．人对车把的力和车把对人的力是一对相互作用力，大小相等，故C错误； D．在阻力和阻力臂不变的情况下，手握的位置靠近把手末端时，动力臂增大，根据杠杆的平衡条件可知，动力减小，更省力，故D正确。故选D。 4. 如图，一块厚度、密度均匀的长方形钢板放在水平地面上，用两种方式施加竖直向上的力，欲使其一端抬离地面。则（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】用甲的方法抬起，支点是板长的一边中点，动力臂是板宽，阻力是板的重力，阻力臂是板宽的一半，动力臂是阻力臂的2倍，动力是阻力的，故； 用乙的方法抬起，支点是板宽的一边中点，动力臂是板长，阻力是板的重力，阻力臂是板长的一半，动力臂是阻力臂的2倍，所以，因此。故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。 5. 简单机械在我们的生活中应用很广泛，下图是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式（不计机械重和摩擦），其中不省力的是 A. B. C. D. 【答案】C 【解析】A．由图知，F1×4m=G×2m，所以F1=G； B．滑轮组由三段绳子承担，所以F2=G； C．由图知，是定滑轮，不能省力，所以F3=G； D．根据杠杆的平衡条件：F4×（L+2L）=G×L，所以F4=G． 由以上分析得，只有C不省力． 6. 《物原》记载：“史佚始作辘轳。”如图所示，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。以下关于辘轳的说法正确的是（　　） A. 辘轳是一个定滑轮 B. 辘轳的是一个费力的轮轴 C. 使用辘轳汲水时可以省力 D. 增大水桶的质量可以提高辘轳的机械效率 【答案】C 【解析】ABC．辘轳是一个轮轴，在使用时轮半径大于轴半径，属于省力杠杆，使用辘轳汲水时可以省力，故AB错误，C正确； D．增大水桶的重力，在水的重力不变的情况下，有用功不变，额外功变大，根据 可知，机械效率会变小，故D错误。故选C。 7. 如图所示小明组装了甲、乙两种滑轮，用来提升同一物体，G物=200N（不计绳重、轮重和摩擦），要使物体竖直匀速提升2m。下列说法中正确的是（　　） A. F甲=200N，并向上移动4m B. F甲=100N，并向上移动2m C. F乙=200N，并向上移动1m D. F乙=400N，并向上移动lm 【答案】D 【解析】AB．不计绳重、轮重和摩擦，图甲是动滑轮，动滑轮不能改变力的方向，但是可以省一半的力，所以 拉力端移动距离为 s=2h=2×2m=4m 故AB错误； CD．不计绳重、轮重和摩擦，图乙是动滑轮，拉力作用在动滑轮的轴上，拉力 F乙=2G物=400N 拉力端移动的距离为 故C错误，D正确。故选D。 8. 如图所示，工人用滑轮组提货物，使重为600N的货物以0.2m/s的速度匀速提升，忽略摩擦及绳重，该过程中滑轮组的机械效率为80%，则：（ ） A. 工人作用在绳自由端的拉力为200N B. 动滑轮所受重力100N C. 工人对绳自由端拉力的功率为150W D. 提升重力不同的货物时，此滑轮组机械效率不变 【答案】C 【解析】A．由题图可知，滑轮组的绳子承重股数为n=3，根据 可得，工人作用在绳自由端的拉力为 故A不符合题意； B．根据 可得，动滑轮所受重力为 故B不符合题意； C．绳子自由端移动的速度为 则工人对绳自由端拉力的功率为 故C符合题意； D．根据 可知，当动滑轮的重力一定时，提升重力越大，此滑轮组机械效率越大，故D不符合题意。 故选C。 9. 如图所示，在50N的水平拉力F的作用下，重600N的物体沿水平地面做匀速直线运动，物体与地面间的滑动摩擦力是自身重力的0.2倍，绳子自由端向前移动的速度为0.6m/s。则（　　） A. 拉力F的功率为3W B. 1min内物体移动的距离为36m C. 1min内所做的有用功为1440J D. 该滑轮组的机械效率为85% 【答案】C 【解析】A．拉力F的功率为 故A不符合题意； B．如图滑轮组，一共有3段绳子分担动滑轮所受的拉力，故物体移动的速度为 1min内物体移动的距离为 故B不符合题意； C．物体与地面间的滑动摩擦力为 1min内所做的有用功为 故C符合题意； D．1min内所做的总功为 该滑轮组的机械效率为 故D不符合题意。故选C。 10. 如图所示，沿斜面匀速向上拉一个重为4.5N的物体到斜面顶端，斜面长1.2m，高0.3m，拉力做功为2.16J，则下列说法中错误的是（　　） A. 拉力的大小为1.8N B. 拉动重物过程中额外功为1.35J C. 斜面的机械效率62.5% D. 物体受到的摩擦力为0.675N 【答案】B 【解析】A．根据W=Fs可知，拉力的大小为 故A正确，不符合题意； B．有用功 W有用=Gh=45N×0.3m=1.35J 额外功 W额=W总﹣W有=2.16J﹣1.35J=0.81J 故B错误，符合题意； C．斜面的效率 故C正确，不符合题意； D．根据W额=fs可知摩擦力大小 故D正确，不符合题意。 故选B。 二、多项选择题（本大题有2小题，每小题有两个或两个以上正确选项，选项不全但正确得1分，有错误选项不得分，每小题3分，共6分） 11．如图甲所示，在立夏时节，有的地方会给孩子称体重，希望孩子健康成长，俗称“立夏秤人”。如图乙所示，小孩和篮子的总质量为12kg，调整秤砣的位置，使秤杆处于水平平衡状态（忽略绳重和杆重），此时OA=9cm，OB=36cm。下列说法正确的是（　　） A．该杆秤的悬挂点O是称量时的支点 B．该秤砣的质量为4kg C．要使该杆秤的称量范围变大，应该换用质量更大的秤砣 D．若换称质量较大的孩子，当秤杆水平平衡后，秤砣的悬挂点在B点左边 【答案】AC 【解析】A．该杆秤称量时，绕着O点转动，该杆秤的悬挂点O是称量时的支点，故A正确； B. 由杠杆平衡条件得 该秤砣的重力为 由得，秤砣的质量为 故B错误； C. 要使该杆秤的称量范围变大，应该换用质量更大的秤砣，当动力臂与阻力臂不变时，由杠杆平衡条件得，动力变大，被测物体的重力变大，由得，被测物体的质量变大，故C正确； D．若换称质量较大的孩子，当秤杆水平平衡后，动力变大，动力臂不变，阻力不变，由杠杆平衡条件得，动力臂变大，则秤砣的悬挂点在B点右边，故D错误。故选AC。 12. 科技馆里有一种升降座椅，小明和小刚饶有兴致地体验后画出如图所示的原理图。若小明重600N，小刚用250N的拉力使小明在3s的时间内匀速上升0.5m（不计座椅重、绳重和摩擦），下列说法正确的是（　　） A. 所做有用功为300J B. 该滑轮组机械效率为80% C. 拉力做功的功率为125W D. 换用轻质动滑轮，该滑轮组的机械效率降低 【答案】ABC 【解析】A．所做有用功 故A正确； B．由图可知，绳子的段数为3，则拉力做的总功 机械效率 故B正确； C．拉力做功的功率 故C正确； D．过程中所做的额外功是对动滑轮所做的功，换用轻质动滑轮，额外功减小，此时机械效率 由公式可知当额外功减小，有用功不变时，机械效率增大，故D错误。 故选ABC。 三、填空题（本大题有10小题，每空1分，共23分） 13. 长春的一小时经济圈正在建设中，经济圈建成后全长416km。经济圈沿途有很多高架桥，高架桥两侧的引桥做得很长，是利用了物理学中简单机械的______原理。使汽车上桥时更______（选择“省功”或“省力”）。 【答案】 斜面 省力 【解析】高架桥两侧的引桥相当于斜面，汽车利用斜面上升时，增大了运动的距离，故可以省力，但却不能省功，任何机械都不能省功。 14. 如图，重为50 N的物体挂在杠杆B点，OB＝0.4 m，OA＝1 m，在A端施加竖直向上的拉力F，当F＝_______N(杠杆自重忽略不计)时，杠杆在水平位置平衡；测量质量的工具托盘天平也是杠杆，它属于_______(填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆． 【答案】 20 等臂 【解析】根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2得F=OB×G/OA=0.4m×50N/1m=20N，杠杆可以分为省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆．比较杠杆的动力臂和阻力臂的大小关系可以判断杠杆类型，托盘天平属于等臂杠杆． 15. 6月5日是世界环境日，如图为小明双手举旗在风中静止时的情景，右手握A点，左手握B点。旗杆BAC（自重不计）可视为一个杠杆，F2为风吹旗时旗对杠杆施加的阻力。则小明右手对A点施加力的方向大致向______（填“左”或“右”）。双手中______（填“左”或“右”）手用力更小。举旗过程中，杠杆BAC为一个______（填“省力”、“费力”或“等臂”）杠杆。 【答案】 左 左 费力 【解析】由题意可知，旗对旗杆施加向右上方的阻力，所以要使举旗在风中静止，那么小明右手对A点施加力的方向应该大致向左。 举旗时，F2为旗对杠杆施加的阻力，无论是A点或是B点作为旗杆的支点，动力臂都是一样长（约为AB），但是B点作为支点时的阻力臂比A点作为支点时的阻力臂长，根据杠杆平衡条件可知，B点作为支点时的动力就更大，即右手用力更大。 举旗时，无论是A点或是B点作为旗杆的支点，F2为风吹旗时旗对杠杆施加的阻力，由图可知，杠杆BAC的动力臂都小于阻力臂，所以在举旗过程中，杠杆BAC为一个费力杠杆。 16. 如图是挖井时从井中提升沙土的杠杆示意图，杠杆AB可以在竖直平面内绕固定点O转动，AO∶OB=3∶2悬挂在A端的桶与沙土的总重为100N，悬挂在B端的配重的重为90N。当杠杆AB在水平位置平衡时，加在配重下面绳端的竖直向下的拉力F=（ ）（不计杠杆自重和绳重）N。其他条件不变，若O点向右移，则杠杆AB再次水平平衡时拉力将________（选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】 60 变大 【解析】由杠杆平衡条件知道 代入数据得 则加在配重下面绳端的竖直向下的拉力 其他条件不变，若O点向右移，杠杆再次平衡时，与第一次水平平衡时相比，阻力不变，阻力臂变大，动力臂变小，由杠杆平衡条件可知，动力将变大，配重不变，则拉力变大。 17. 明代学者宋应星（江西人）著有《天工开物》，如图所示，是书中描绘古代劳动人民用桔槔汲水的场景，桔槔属于______（选填“杠杆”“滑轮”或“轮轴”），使用时，机械效率η______1（选填“>”“<”或“=”）。 【答案】 杠杆 < 【解析】由图中可知，桔槔是一根在力的作用下绕支点转动的硬棒，故桔槔属于杠杆。 因在使用过程中要克服摩擦和自重等做额外功，故机械效率η<1。 18. 在生产和生活中，人们常用的简单机械除了杠杆、滑轮，还有斜面和轮轴。如图所示，是用螺丝刀拧螺丝的情景。手柄______（选填“粗”或“细”）一些的螺丝刀用起来更省力；螺丝钉是一种简单机械，螺丝钉上螺纹的展开长度相当于______（填“斜面”或“轮轴”），螺纹密一些的螺丝钉拧起来更省力。 【答案】 粗 斜面 【解析】螺丝刀拧螺丝时使用的是轮轴，轮轴是一种省力机械，支点在轴，螺丝刀手柄越粗动力臂越大越省力。 螺丝钉在旋转进入孔中时，螺纹上会受到孔对它的阻力作用，螺丝钉上螺纹就好像是高山上的盘旋公路一样，高山上的盘旋公路是斜面，那么螺丝钉上螺纹的展开长度相当于斜面。 19. 用一个重为100N的动滑轮提起重为900N的物体，至少需要用______N的力（不计绳重和摩擦）；使用该动滑轮提升的物体越重，其机械效率______（选填“越高”、“越低”或“不变”）。 【答案】 500 越高 【解析】不计绳重和摩擦，用一个重为100N的动滑轮提起重为900N的物体，所需的力最小为 动滑轮重不变，使用该动滑轮提升物体越重，所做的有用功在总功中所占的比列越大，机械效率越高。 20. 小文用如图所示的滑轮组将重400N的物体匀速提升2m，所用时间为10s，他对绳子自由端的拉力为250N，则绳子自由端移动的距离为______m，小文对绳子自由端的拉力所做的功为______J，所做有用功的功率为______W，此过程中滑轮组的机械效率为_________。 【答案】 4 1000 80 80% 【解析】由图可知，承担物重的绳子股数为2，则绳子自由端移动的距离为 小文对绳子自由端的拉力所做的功为 所做有用功的功率为 此过程中滑轮组的机械效率为 21. 如图所示，动滑轮重4N，所吊重物B重20N，物体A重240N，此时物体B恰好在20s内匀速下降了2m，不计绳重、绳子的伸长和滑轮组内部的摩擦。则A向左的移动速度是______m/s，若要使物体B恰好以0.2m/s的速度匀速上升，则要对物体A施加水平向右拉力F的功率是______W。 【答案】 0.2 9.6 【解析】由图可知，动滑轮承载重物绳子的有效股数为n=2，此时物体B恰好在20s内匀速下降了2m，那么A在20s内向左移动的距离为 则A向左的移动速度是 不计绳重和滑轮组内部的摩擦，当物体B匀速下降时，物体A水平向左匀速移动，处于平衡状态，物体A受到水平向左的拉力和受到水平向右的滑动摩擦力，二力是一对平衡力，则物体A受到水平向右滑动摩擦力的大小为 当物体B匀速上升时，物体A水平向右匀速移动，则绳子的拉力F拉不变，因接触面粗糙程度不变，压力大小不变，则物体A受到的摩擦力大小不变。由力的平衡条件可得，对物体A施加水平向右的拉力为 由题意知，物体B匀速上升的速度为0.2m/s，则物体A向右运动的速度为 由P=Fv可得，对物体A施加水平向右拉力F的功率为 22. 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挡，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，在发动机的输出功率一定时，司机常常要换用低速挡，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 四、作图题（本大题有2小题，每小题3分，共6分） 23. 在劳动实践活动中，李雷同学用锄头除草，如图甲所示，向上挥动锄头时锄头可简化为图乙所示的模型（O点为支点），请你在图乙中画出的力臂l2。 【答案】如图所示 【解析】从支点出发，作力的作用线的垂线即为的力臂l2，如图所示 24. 如图所示，请画出最省力的滑轮组绳子的绕法。 【答案】如图所示。 【解析】根据题滑轮组的工作特点可知，使用滑轮组提升重物时，不计绳重和摩擦，绳端拉力F大小与绕过动滑轮且施加拉力的绳子股数n的关系为 因此绕过动滑轮且施加拉力的绳子股数n越大，滑轮组越省力，由图示可知，题中绕过动滑轮且施加拉力的绳子股数最大为n=3，故最省力的滑轮组绳子的绕法如图所示。 五、探究与跨学科实践题（本大题有3小题，共17分） 25. （5分）如图所示是某实验小组探究“杠杆平衡条件”的实验装置（杠杆刻度均匀，每个钩码重0. 5N）。 （1）挂钩码前，杠杆如图甲所示，此时正确操作是向______（选填“左”或“右”）调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡； （2）接下来，在A、B两处挂上如图乙所示的钩码后，杠杆重新在水平位置平衡，若将A处的钩码拿掉一个，要便杠杆在水平位置再次平衡，则应将B处所挂钩码向_____（选填“左”或“右”）移动____个格； （3）某同学用弹簧测力计替代钩码，在B点竖直向下拉，然后将弹簧测力计绕B点逆时针旋转一定角度至如图丙所示位置，在旋转过程中，要使杠杆始终在水平位置平衡，则弹测力计的示数将逐渐______（选填“变大”或“变小”），原因是__________________。 【答案】（1） 右 （2） 左 2 （3） 变大 动力臂逐渐减小 【解析】（1）由图甲可知，此时杠杆左端重，右端轻，故此时应向右调节杠杆的平衡螺母，使杠杆水平平衡。 （2）设杠杆每格的长度为l，每个钩码的重力为G，杠杆重新在水平位置平衡，若将A处的钩码拿掉一个，要便杠杆在水平位置再次平衡，则此时杠杆左端的力臂为FA=6l，杠杆右端钩码的重力为GB=3G，杠杆水平平衡时，由杠杆的平衡条件可得 G×6l=3G×lB 解得杠杆B端力臂的长度为 故可知应将B处所挂钩码向左移动2个格。 （3）由图丙可知，在旋转过程中，杠杆保持水平平衡，动力臂逐渐减小，而阻力与阻力臂不变，故由杠杆的平衡条件可知，动力逐渐增大，即弹簧测力计的示数将逐渐变大。 26. （6分）小明做“测滑轮组机械效率”的实验装置如图所示，下表为实验中的部分数据。其中第1、2、3次实验是用图甲中装置完成的，第4次实验是用图乙中装置完成的。 实验序号 钩码重 钩码上升的高度h/cm 自由端拉力 自由端移动的距离s/cm 机械效率 1 2 10 0.9 30 74.1% 2 4 10 1.6 30 83.3% 3 6 10 2.2 30 ① 4 6 10 1.9 40 78.9% （1）表中①填________%（结果保留1位小数）； （2）第4次实验中，滑轮组的额外功是________J； （3）根据表中数据，提出一种提升滑轮组机械效率的方法：________。 【答案】（1） 90.9% （2） 0.16 （3） 增加提升重物的重力 【解析】（1）机械效率为 （2）第4次实验中，根据表中数据可求出有用功为 W有=Gh=6N×0.1m=0.6J 总功为 W总=Fs=1.9N×0.4m=0.76J 额外功 W额=W总-W有=0.76J-0.6J=0.16J （3）分析比较1、2、3组数据发现，使用同一滑轮组提升的重物所受的重力越大，滑轮组的机械效率越高。 27. （6分）（跨学科实践）小明所在学校要举行拔河比赛，为了能够增大赢得比赛的可能性，小明与所在小组的同学准备应用所学的物理知识，对拔河开展专项研究 【项目名称】拔河中的物理知识 【项目实施】 （1）对拔河队员受力分析 如图所示，若AB两人拉着绳子静止不动，则AB均处于平衡状态，A所受的摩擦力与______是一对平衡力。 （2）通过受力分析的结果可知，若想赢得拔河比赛，摩擦力的大小至关重要。接下来，小明及小组成员开展了如下探究 ①如图所示，将一只运动鞋放在水平地面上，用弹簧测力计缓慢拉动，弹簧测力计示数由5N增大到7N的过程中，鞋始终静止不动，在此过程中，鞋与地面间的摩擦力大小______，当弹簧测力计的示数为10N时，鞋被拉动。 ②接下来，小明在鞋中放入数量不同的钩码，并记录鞋刚刚被拉动时弹簧测力计的示数，如下表： 实验次数 放入钩码数量n/个 弹簧测力计示数F/N 1 0 10 2 2 20 3 4 40 由表中数据可知，在拔河比赛中，选择______（选填“力气较大”或“体重较大”）的同学参与拔河比赛更容易取得胜利，同时根据学过的知识可知，在比赛中应尽量穿鞋底较______的鞋子。 （3）小明常听人说起，拔河时要降低重心，对此他产生了疑问，降低重心可以将双腿弯曲，也可以将身体后仰，如下图所示，究竟哪种方法更加有助于赢得拔河比赛呢？通过观察小明发现即使脚下不动，但在拉力的作用下身体前倾最终向前扑倒，也会输掉比赛。对此，小明将人体看作一个杠杆，如图所示，绳对人的拉力看作动力，人自身重力看作阻力，由杠杆的平衡条件可知，下图中______的做法更不容易被对方拉动，原因是______。 【答案】（1） 绳对A的拉力 （2） 变大 体重较大 粗糙（3） 乙 阻力臂更大 【解析】（1）A所受的摩擦力的受力物体是A，方向水平向左，绳子对A的拉力受力物体也是A，方向水平向右，故A所受的摩擦力与绳子对他的拉力是一对平衡力。 （2）因为鞋始终静止不动，故弹簧测力计的拉力始终等于地面对鞋子的摩擦力，故摩擦力变大。 根据表中数据可知，放入钩码数量越多，水平面所受压力越大，所受摩擦力越大，故应该选择体重较大的同学；在比赛中为了增大摩擦力，应尽量穿鞋底较粗糙的鞋子。 （3）根据题意可知做法乙更不容易拉动，原因是把人看做杠杆，由杠杆五要素可以看出乙图的阻力臂更长，对方更难拉动。 六、综合与应用题（本大题有3题，共18分） 28. （6分）如图所示，重力不计的木杆AB可绕O点无摩擦转动，在A端挂一个边长为50cm的正方体M，当在B点施加一个大小为400N、方向竖直向下的力F时，物体M对地面的压强刚好为零，且AO=1m，BO=3m。求： (1)此时杠杆A端所受到的拉力； (2)物体M的密度； (3)当F减小至300N时，M对地面的压强。 【答案】(1)1200N (2) (3) 【解析】（1）当在B点施加一个大小为400N、方向竖直向下的力F时杠杆平衡 ，即FA×OA= F×OB 因为AO=1m，BO=3m，即FA×1m=400N×3m   解得 FA=1200N。 （2）杠杆平衡时，物体M对地面的压强刚好为零，即G= FA=1200N   物体M的质量为 物体M的密度。 （3）当F减小至300N时，杠杆平衡 FA′×OA= F′×OB   即FA′×1m=300N×3m    解得FA′=900N， M对地面的压强。 29. （6分）某建筑工人用300N的拉力，在25s内将重力为800N的水泥利用滑轮组匀速提高4m，如图所示。若不计摩擦和绳重，请你完成下列计算： （1）动滑轮的重力； （2）工人做功的功率； （3）该装置的机械效率。 【答案】（1）100N；（2）144W；（3）89% 【解析】（1）由图可知，绳子的有效股数n=3，不计摩擦和绳重，动滑轮的重力 G动=3F-G=3×300N-800N=100N （2）当水泥提升4m时，绳子自由端所移动的距离 s=3×4m=12m 工人做的总功 W总=Fs=300N×12m=3600J 工人做功的功率 （3）有用功 W有=Gh=800N×4m=3200J 该装置的机械效率 答：（1）动滑轮的重力是100N； （2）工人做功的功率是144W； （3）该装置的机械效率是89%。 30. （6分）一辆重2×104N的四轮卡车，开进了一段泥泞的道路，不能继续行驶．司机找来一小型拖拉机、绳子、动滑轮，采用如图所示装置，拖拉机在绳端用3750N的水平拉力，将汽车以0.2m/s的速度水平匀速拉出泥泞路段，用时10s．若每个车轮与地面接触的面积为0.05m2． （1）求汽车对路面的压强． （2）求拉力F做功和功率． （3）若动滑轮的机械效率为80%，求汽车所受的阻力． 【答案】（1）1×105pa；（2）1.5×104J；1.5×103W；（3）6000N 【解析】（1）轮胎与地面的接触面积S=4×0.05m2=0.2m2 汽车对路面的压强 （2）汽车前进的距离 s1=vt=0.2m/s×10s=2m 又因为有两段绳子拉着汽车 所以绳子移动额距离 s2=2×2m=4m 拉力F做的功 W总=Fs2=3750N×4m=1.5×104J 拉力F的功率 （3）W有用=W总η=1.5×104J×80%=1.2×104J 因为W有用=fs1,所以摩擦力 1 学科网（北京）股份有限公司 $