第十二章 简单机械 单元测试卷-2025-2026学年八年级物理下册同步考点精讲与热点题型精练（人教版2024）

**基本信息** 本单元卷聚焦初中物理“简单机械”，以文化传承（杆秤、辘轳）与生活应用（园艺剪刀、起重机）为情境，覆盖杠杆、滑轮、机械效率核心知识，适配单元复习，助力物理观念建构与科学思维提升。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|14题42分|杠杆类型判断、平衡条件应用、滑轮特点|结合钓鱼竿等生活工具，考查物理观念| |填空题|18空18分|人体杠杆、杆秤原理、滑轮组受力分析|融入汉代画像砖滑轮情境，体现文化传承| |实验探究题|19空19分|杠杆平衡条件、机械效率影响因素|设计跨学科实践（测工艺品密度），培养科学探究能力| |计算题|2题15分|辘轳提水、起重机吊物机械效率计算|联系传统工具与现代工程，强化科学推理与社会责任|

第十二章 简单机械 单元测试卷 班级___________ 姓名___________ 学号____________ 分数____________ （考试时间：60分钟 试卷满分：100分） 一、选择题（每小题3分，共42分，只有一个选项符合题意） 1．如图所示的工具中，属于费力杠杆的是（　　） A．钓鱼竿 B．开瓶器 C．核桃夹 D．钢丝钳 解：A、钓鱼竿在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故A正确； B、开瓶器在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B错误； C、核桃夹在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C错误； D、钢丝钳在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D错误。 答案：A。 2．如图所示，一根质地不均匀的硬棒重心在O点，将硬棒通过绳1悬挂于A点，2、3为两个支架，在绳与两支架的作用下，硬棒水平静止，此时绳与支架均对硬棒有弹力（绳的形变忽略不计）。下列操作中，仍能使硬棒保持平衡的是（　　） A．仅撤去支架2 B．仅撤去支架3 C．同时剪断绳1和撤去支架2 D．同时剪断绳1和撤去支架3 解：绳子只能向上施加拉力，支架只能施加向上的支持力； A、仅撤去支架2，以1为支点，重力和支架支持力使得杠杆的转动方向相反，可以平衡，故A正确； B、仅撤去支架3，以1为支点，重力和支架2支持力使得杠杆的转动方向都是顺时针，故杠杆不可以平衡，B错误； C、同时剪断绳1和撤去支架2，以3为支点，重力使得杠杆逆时针转动，不可以平衡，故C错误； D、同时剪断绳1和撤去支架3，以2为支点，重力使得杠杆顺时针转动，不可以平衡，故D错误。 答案：A。 3．如图所示是锅炉保险阀门的示意图。当阀门受到的蒸汽压力超过其安全值时，阀门就会被拉开。如OB＝2m，OA＝0.5m，阀门的底面积S＝2cm2，锅炉内气体压强的安全值p＝6×105Pa（杠杆和阀门的重力以及摩擦均不计，p0＝1×105Pa），则B所挂重物的重力是（　　） A．20N B．25N C．30N D．120N 解：由得，气体产生的向上的力：F1＝pS＝6×105Pa×2×10﹣4m2＝120N； 大气产生的向下的压力为：F2＝p0S＝1×105Pa×2×10﹣4m2＝20N， 则阀门受到的向上的力为：F＝F1﹣F2＝120N﹣20N＝100N； 根据杠杆的平衡条件可知，F×OA＝G×OB， 所以物体的重力：。 答案：B。 4．如图所示，园艺工人在修剪枝条时，常把枝条尽量往剪刀的轴处靠近，这样做是为了（　　） A．增大动力臂，能够省力 B．增大阻力臂，方便使用 C．减小动力臂，方便使用 D．减小阻力臂，能够省力 解：在同样的情况下，把枝条往剪刀轴靠近，减小了阻力臂，而阻力和动力臂不变，由F1L1＝F2L2可知，动力会变小，因此可以省力，故ABC错误，D正确。 答案：D。 5．同学们模仿中药房的戥秤制作杆秤，用筷子做秤杆，用钩码做秤砣，用细线将秤盘系在A点。当不挂秤砣、且秤盘不放物体时，在O点提起提纽，秤杆水平平衡；当秤盘放100g物体、秤砣移到B点时，秤杆再次水平平衡，如图所示。在O到B两条刻线之间均匀地画上49条刻度线。下列说法正确的是（　　） A．自制杆秤的每一格约表示2.08g B．称中药时B端翘起应减少中药恢复水平平衡 C．如果秤砣磨损则测量结果会比真实质量偏小 D．若将提纽移到O点右侧可以增大杆秤的量程 解： A、当秤盘放100g物体、秤砣移到B点时，秤杆再次水平平衡，则在B点所示的质量为物体的质量，在O到B两条刻线之间均匀地画上49条刻度线，从O到B点共50个小格，则每一小格表示的质量为，故A错误； B、称中药（称取一定量的中药）时B端翘起，杆秤不能水平平衡，说明秤盘内中药的质量大于所需的质量，所以应减少中药的质量来使杆秤恢复水平平衡，故B正确； C、根据G＝mg和杠杆平衡条件可得m物g×OA＝m砣g×OB，如果秤砣磨损了，OB变大，则测量结果将偏大，故C错误； D、若将提纽移到O点右侧，测量相同质量的物体时，左边力臂变大，则其量程变小，故D错误。 答案：B。 6．高高的旗杆矗立在操场上。旗手缓缓向下拉绳子，旗子就会徐徐上升。这是因为旗杆顶部有一个滑轮，关于该滑轮的说法正确的是（　　） A．它是动滑轮 B．利用它可以省力 C．利用它可以省距离 D．利用它可以改变力的方向 解：旗杆顶部滑轮的轴固定不动，是一个定滑轮； 升旗仪式上，旗手缓缓向下拉动绳子，旗子就会徐徐上升，这是因为用定滑轮可以改变力的方向。 故D正确。 答案：D。 7．用动滑轮在水平地面上沿直线匀速拉动重为G的物体，如图所示。已知水平拉力为F，物体受到地面的摩擦力为f，物体移动的距离为s。下列说法正确的是（　　） A．重力做功数值为Gs B．拉力做功数值为Fs C．摩擦力做功数值为fs D．使用此滑轮既省力又省功 解：A、物体在重力方向没有移动距离，重力做功数值为0，故A错误； B、由2段绳子与动滑轮相连，物体移动的距离为s，拉力移动距离则s拉＝2s，拉力做功数值为W＝Fs拉＝2Fs，故B错误； C、摩擦力做功数值为fs，故C正确； D、任何机械都不省功，使用此滑轮可省力，但不省功，故D错误。 答案：C。 8．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1m 解：AB、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，拉力端移动的距离为s＝2h＝2×2m＝4m，故AB错误； CD、图乙是动滑轮，由图可知，，所以F乙＝400N，拉力端移动的距离为，故C错误，D正确。 答案：D。 9．下列关于机械效率的说法正确的是（　　） A．越省力的机械，机械效率越高 B．做功越快的机械，机械效率越高 C．所做有用功越多的机械，机械效率越高 D．有用功与总功的比值越大的机械，机械效率越高 解：A、根据功的原理可知省力的机械不能省功，机械效率是有用功与总功的比值，机械省力与否与机械效率大小没有关系，因此省力的机械，机械效率不一定越高，故A错误； B、做功越快的机械功率越大，功率反映了物体做功的快慢，机械效率是指有用功与总功的比值，机械效率与功率大小没有直接关系，故B错误； C、机械效率是指有用功与总功的比值，有用功越多的机械，有用功与总功的比值不一定大，机械效率不一定高，故C错误； D、机械效率是有用功与总功的比值，有用功与总功的比值越大的机械，机械效率就越高，故D正确。 答案：D。 10．如图所示，固定的斜面长s＝2m，高h＝0.5m，沿斜面向上用50N的拉力在4s内把一个重60N的物体从斜面底端匀速拉到顶端，这一过程中（　　） A．对物体做的有用功为120J B．物体受的摩擦力为50N C．拉力做功的功率为25W D．斜面的机械效率为70% 解：A、提升物体做的有用功：W有＝Gh＝60N×0.5m＝30J，故A错误； B、拉力做的总功：W总＝Fs＝50N×2m＝100J，克服摩擦力做功：W额＝W总﹣W有＝100J﹣30J＝70J， 由W额＝fs得物体受到的摩擦力：，故B错误； C、拉力的功率，故C正确； D、斜面的机械效率：；故D错误。 答案：C。 11．如图所示的小型起重机，某次吊起重为6×103N的物体，电动机的拉力为4×103N，用时20s，使物体上升了5m。则通过动滑轮（　　） A．做的有用功为6×104J B．拉力功率为2×103W C．做的总功为2×104J D．机械效率为66.7% 解：A、克服物重做的有用功：W有＝Gh＝6×103N×5m＝3×104J，故A错误； BC、由图知，在动滑轮上承担物重的绳子股数n＝2， 则拉力做的总功：W总＝Fs＝Fnh＝4×103N×2×5m＝4×104J， 拉力的功率：，故B正确、C错误； 机械效率：，故D错误。 答案：B。 12．如图所示，在75N的拉力F作用下，用滑轮组将重为100N的货物匀速提升，在10s内货物竖直上升了2m。下列说法正确的是（　　） A．滑轮组做的有用功为150J B．拉力F的功率为30W C．滑轮组的机械效率为75% D．此滑轮组提升的货物越轻，机械效率越大 解：A、滑轮组做的有用功为：W有＝Gh＝100N×2m＝200J，故A错误； B、由图可知，n＝2，拉力F做的总功为：W总＝Fs＝Fnh＝75N×2×2m＝300J， 则拉力F的功率为：，故B正确； C、滑轮组的机械效率为：，故C错误； D、当提升货物越轻，做的有用功就变小，而额外功几乎不变，因此机械效率变小，故D错误。 答案：B。 13．如图甲所示，虚线框内是两个滑轮连成的滑轮组，工人利用该滑轮组，用200N竖直向上的拉力F，将物体匀速提高3m，物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，已知动滑轮重120N，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．绳子自由端移动的速度为0.5m/s B．工人做的有用功为360J C．该滑轮组的机械效率为80% D．拉力F的功率为100W 解：A、由绳子自由端移动的距离s＝nh可知，绳子自由端移动的距离大于物体上升的高度， 由图乙可知，时间为6s时，绳子自由端移动的距离为9m，物体上升的高度为3m，所以绳子的股数 ，则绳端移动的速度：，故A错误； B、不计绳重和摩擦，则，可得G ＝nF﹣G动 ＝3×200 N﹣120 N＝480 N，工人做的有用功W有用＝Gh＝480 N×3 m＝1440J，故B错误； C、工人做的总功W＝Fs＝200N×9 m＝1800J，该滑轮组的机械效率，故C正确。 D、D.拉力F的功率，故D错误。 答案：C。 14．用如图所示的装置提升货物。篮子A的重力为15N，绳子能承受的拉力足够大。已知人的重力为500N，现用20N的拉力F拉绳子，此时篮子上升的速度为0.5m/s（忽略绳重和摩擦，g取10N/kg）。下列说法正确的是（　　） A．绳子自由端移动的速度为1.5m/s B．动滑轮的重为5N C．匀速拉动时，篮子里最多能承载960N的货物 D．只改变图中滑轮组的绕绳方式，其机械效率将改变 解：A、由图可知，与动滑轮相连的绳子股数n＝2，篮子上升的速度v＝0.5m/s，则绳子自由端移动的速度v′＝nv＝2×0.5m/s＝1m/s，故A错误； B、忽略绳重和摩擦，根据可知，动滑轮重为G动＝nF﹣G篮＝2×20N﹣15N＝25N，故B错误； C、绳子的最大拉力等于人受到的重力，即F最大＝500N，忽略绳重和摩擦，根据可知，货物的最大重力为：G最大＝nF最大﹣G篮﹣G动＝2×500N﹣15N﹣25N＝960N，故C正确； D、忽略绳重和摩擦，根据可知，只改变图中滑轮组的绕绳方式，其机械效率将不变，故D错误。 答案：C。 二、填空题（每空1分，共18分） 15．人体中有很多结构可简化为杠杆。如图，手提起物体时，桡骨在肱二头肌的收缩牵引下绕肘关节转动，这是一种　费力　杠杆，此过程中肱二头肌收缩的距离　小于　（填“大于”、“等于”或“小于”）手移动的距离。 解：手提起物体时，桡骨在肱二头肌的收缩牵引下绕肘关节转动，动力臂小于阻力臂，这是一种 费力杠杆，此过程中肱二头肌收缩的距离 小于手移动的距离。 答案：费力；小于。 16．杆秤在我国有几千年的历史，如今中药房仍在使用。如图所示，已测得刺五加药材质量是120g，其中OB＝3OA，若不计杆秤自重，则秤砣的质量约为　40　g，接下来要测30g的人参片，需要将秤砣向B点的　右　（选填“左”或“右”）侧移动。 解：杆秤相当于一个杠杆，如图，O为支点，由杠杆平衡条件可得： G砣×OB＝G药×OA， 结合G＝mg可得，m砣g×OB＝m药g×OA， 即：m砣×3OA＝120g×OA， 解得，秤砣的质量约为：m砣＝40g； 接下来要测30g的人参片，即药材的质量减小，在OA、m砣一定时，要使杠杆重新水平平衡，应减小OB的长度，即将秤砣向B点右侧移动。 答案：40；右。 17．如图是汉代画像砖上描绘的《史记》中“泗水取鼎”画面，两边各有数人用绳子通过滑轮拉起掉落水中的鼎。图中的这种滑轮　不能　（填“能”或“不能”）起到省力的作用；此时两边绳子对鼎竖直向上的拉力分别为F1、F2，鼎受到的拉力之和为　F1+F2。鼎在水中上升的过程中，其底部所受水的压强　减小　（填“增大”“减小”或“不变”）。 解：图中的这种滑轮是定滑轮，不能起到省力的作用；定滑轮不省力，只能改变动力的方向，鼎向上受到两个拉力作用，所以鼎受到的拉力之和为F1+F2。鼎在水中上升的过程中，在水中的深度减小，其底部所受水的压强减小。 答案：不能；F1+F2；减小。 18．在“使用动滑轮”的实验中，竖直向上拉弹簧测力计，如图。弹簧测力计静止时的示数是F1、F2，则F1、F2的大小关系是　F1＝F2；若钩码匀速上升0.1m，则绳子自由端移动的距离是　0.2　m。 解：在使用动滑轮的实验中，竖直向上拉弹簧测力计，若弹簧测力计静止时的示数是 F1、F2，则F1＝F2。因为每段绳子承担物重的拉力相等，所以静止时的拉力大小相等。 若钩码匀速上升 0.1m，根据动滑轮的特点，绳子自由端移动的距离s ＝ 2h，所以绳子自由端移动的距离是0.2m。 答案：F1＝F2；0.2。 19．用如图所示的滑轮组提升重物，将质量为36kg的重物5s内匀速提升1m，作用在绳端上的拉力为200N。不计绳重和摩擦，则动滑轮受到的重力为　40　N，该滑轮组的机械效率为　90%　。 解：（1）重物的重力：G＝mg＝36kg×10N/kg＝360N， 由图可知n＝2，因为不计绳重和摩擦时，所以动滑轮的重力： G动＝nF﹣G＝2×200N﹣360N＝40N； （2）滑轮组的机械效率：。 答案：40；90%。 20．将物体A、B置于如图所示的装置中，物体B恰好匀速下降，已知A重60N，B重10N，则A所受地面的摩擦力为　20　N；若对A施加一个水平向左的拉力F，刚好使A在原来的水平面上匀速向左运动，则拉力F大小为　40　N。（不计绳重、滑轮重及绳子与滑轮间的摩擦） 解： （1）如图所示，左侧为动滑轮，右侧为定滑轮，绳子段数为2，B挂在绳子自由端，绳子自由端受到的拉力 F＝GB＝10N，不计绳重、滑轮重及绳子与滑轮间的摩擦时，，则物体A受到桌面的摩擦力 f＝nF＝2×10N＝20N； （2）物体A水平向左运动或水平向右运动时，由于压力不变，接触面粗糙程度不变，物体A受到的摩擦力不变，所以物体A水平向左运动时，受到水平向右的摩擦力也是20N； 物体A水平向左匀速直线运动时，水平方向上受到水平向左的拉力、水平向右的拉力20N（滑轮组对物体A施加的）、水平向右的摩擦力20N；水平向左的拉力和水平向右的拉力、水平向右的摩擦力是平衡力，三力平衡，则水平向左的拉力F左＝F右+f＝20N+20N＝40N。 答案：20；40。 21．假期间，小明随爸爸去建筑工地劳动体验。用如图所示的滑轮组来提升材料，当提升的材料重力为300N时，滑轮组机械效率为75%，则动滑轮的重力为　100　N；若绳子能承受的最大拉力为500N，则该滑轮组能提起材料的最大质量为　90　kg。（空气阻力、摩擦力及绳重不计，g取10N/kg） 解：由图知，n＝2，根据可得， 绳子的拉力：， 空气阻力、摩擦力及绳重不计，根据F＝（G+G动）可得， 动滑轮的重力：G动＝nF﹣G＝2×200N﹣300N＝100N； 若绳子能承受的最大拉力为500N，根据可得， 滑轮组能提起材料的最大重力：G大＝nF大﹣G动＝2×500N﹣100N＝900N， 则材料的最大质量：。 答案：100；90。 22．如图所示的滑轮组忽略绳重及绳与滑轮间的摩擦，将物体放在水平粗糙桌面上。受到水平向左的恒力F＝100N，滑轮组绳子自由端受到的拉力为F绳。当绳子自由端的拉力F绳为60N时，物体处于静止状态，物体与桌面间的摩擦力恰好为0，则动滑轮的重力为　20　N；当绳子自由端拉力F1为90N时，物体水平向右匀速运动，物体与桌面之间的滑动摩擦力为　60　N；撤去水平向左的恒力F，改变绳子自由端拉力F1的大小，仍使物体水平向右匀速运动时，滑轮组的机械效率为　75%　。 解：（1）当绳子自由端的拉力F绳＝60N时，物体处于静止状态，物体与桌面间的摩擦力恰好为0， 由图知，n＝2，忽略绳重及绳与滑轮间的摩擦，， 则动滑轮的重力：G动＝nF绳﹣F＝2×60N﹣100N＝20N； （2）当绳子自由端拉力F1为90N时，物体水平向右匀速运动，滑轮组受到的拉力：F拉＝F+f， 忽略绳重及绳与滑轮间的摩擦，， 物体与桌面之间的滑动摩擦力：f＝nF1﹣F﹣G动＝2×90N﹣100N﹣20N＝60N； （3）撤去水平向左的恒力F，仍使物体水平向右匀速运动时，使用滑轮组做的有用功等于克服物体受到摩擦力做的功，忽略绳重及绳与滑轮间的摩擦，克服动滑轮重力做的功为额外功， 滑轮组的机械效率：。 答案：20；60；75%。 三、作图题（每题3分，共6分） 23．某运动员利用如图所示的滑轮组进行腿部力量训练，请画出滑轮组的绕线方式。 解：由图可知，拉力的方向水平向右，绳子可以先系在定滑轮的固定挂钩上，然后再绕过下面的动滑轮，再向上绕过定滑轮，如图所示： 24．如图甲晾晒架，挂衣服时可以把它看成杠杆，图乙为其简化示意图。请在乙图中作出： （1）当挂较重的衣物时，为了使晾晒架A点受到的支持力最小，请在B、C、D三点中选择一点，作出该点所受到的拉力F2； （2）晾晒架A点受到的支持力F1及其力臂l1。 解：（1）当挂较重的衣物时，为了使晾晒架A点受到的支持力最小，动力臂和阻力一定时，阻力臂越小，动力越小； 应选择离支点最近的B施加阻力F2； （2）之间对A的支持力垂直于墙壁向右，从O画出到支持力F1的垂线即动力臂l1，如图所示： 四、实验探究题（每空1分，共19分） 25．同学们利用蜡烛、细铁丝、杯子等制作了一个蜡烛“跷跷板”，如图甲。一端烛油滴下时，此端就上升，两端交替上下。为了寻找上述现象的原因，同学们用铁架台、杠杆（已在水平位置平衡）、质量相等的钩码等器材进行以下探究。 （1）图乙中杠杆水平平衡，分别改变一侧钩码的个数或悬挂位置，发现杠杆不再平衡。 小聪认为：影响杠杆平衡的因素是力的大小和支点到力的作用点的距离； 小明认为：影响杠杆平衡的因素是力的大小和支点到力的作用线的距离。 为判断谁的观点正确，同学们利用图丙中水平平衡的杠杆（OD＞OA＝OC）进行实验，保持B处悬挂钩码的个数和位置不变。 ①把A处悬挂的钩码改挂在C处，发现杠杆不再平衡。与A处相比，支点到力的作用点的距离　不变　（选填“变小”“不变”或“变大”）； ②把A处悬挂的钩码改挂在D处，发现杠杆仍保持平衡，这两种情况下　支点到力的作用线　的距离不变； ③由此初步判断　小明　的观点是正确的； （2）明确影响因素后，同学们利用图乙的器材探究杠杆平衡的条件，将实验数据记录在设计的表格中。 实验次数 动力F1/N a 阻力F2/N b 1 1.0 10 2.0 5 2 1.5 5 0.5 15 3 2.0 15 1.5 20 ①表格中a处应填写的内容是　动力臂l1/cm　； ②分析表中数据，得出杠杆平衡的条件是　动力×动力臂＝阻力×阻力臂　； ③若在图乙中杠杆两侧钩码下端各加挂一个钩码，杠杆　左　端下沉； （3）交替上下的蜡烛“跷跷板”，一端烛油滴下时，此端上升。原因是　此端力和力臂的乘积变小　。 解：（1）①由题意知，OD＞OA＝OC，当把A处悬挂的钩码改挂在C处，支点到力的作用点的距离不变，但杠杆不再平衡； ②把A处悬挂的钩码改挂在D处，支点到力的作用线的距离相同，发现杠杆仍保持平衡； ③由①②可知影响杠杆平衡的因素是力的大小和支点到力的作用线的距离，故小明的观点是正确的； （2）①由杠杆平衡条件可知，还需要测量力臂，因此a处应填：动力臂l1/cm，b处应填：阻力臂l2/cm； ②由表中数据可知，每一组实验中动力与动力臂的乘积都等于阻力与阻力臂的乘积，故得出杠杆的平衡条件是：动力×动力臂＝阻力×阻力臂。 ③设一个钩码的重为G，标尺上一格的长度为L，则在图乙中杠杆两侧钩码下端各加挂一个钩码，此时左侧： 2G×2L＝4GL 右侧：3G×L＝3GL 因左侧力和力臂的乘积较大，故杠杆左端下沉； （3）当一端烛油滴下时，此端蜡烛的重力变小，导致此端的力和力臂的乘积变小，杠杆失去平衡，故此端上升。 答案：（1）①不变；②支点到力的作用线；③小明；（2）①动力臂l1/cm；②动力×动力臂＝阻力×阻力臂；③左；（3）此端力和力臂的乘积变小。 26．在跨学科实践活动中，小明用身边的器材粗略测量一件鱼形工艺品材料的密度。鱼形工艺品的材质均匀且不吸水，其内部为空腔，底部有圆孔。 （1）如图1所示，利用右侧带有小孔的刻度尺制成一个简单的杠杆。应在刻度尺的　右　（选填“左”或“右”）侧粘贴橡皮泥，使刻度尺在水平位置平衡。 （2）往一个空的塑料瓶内，注入400mL水。则瓶内水的质量为　400　g。已知水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3。 （3）将工艺品和注好了水的塑料瓶分别用细线悬挂在刻度尺两侧，使刻度尺再次水平平衡，如图2所示。小明认为塑料瓶非常轻，其质量可忽略不计。则工艺品的质量为　720　g。 （4）用一个足够大的塑料袋，贴着一个硬而薄的正方体（边长为20cm）纸盒的内壁铺好，注入适量的水。小明将工艺品浸没在水中，使其空腔内也充满水。因工艺品浸没，纸盒内水面上升了0.9cm，如图3所示。则工艺品材料的体积为　360　cm3。 （5）工艺品材料的密度为　2×103 kg/m3。 （6）实验中，下列因素对密度的测量结果没有影响的是　③　（选填序号）。 ①忽略硬纸盒的厚度 ②计算工艺品的质量时，忽略了瓶子的质量 ③实验过程中，没有发现纸盒内底部的小石子 解：（1）刻度尺右端上翘，则应在刻度尺的右侧粘贴橡皮泥，使刻度尺在水平位置平衡。 （2）已知水的体积V＝400mL＝400cm3，由可得，水的质量：m＝ρV＝1g/cm3×400cm3＝400g， （3）由杠杆平衡条件可得，m工艺品×（30cm﹣20cm）＝400g×（48cm﹣30cm）， 解得m工艺品＝720g， （4）正方体纸盒的底面积S＝20cm×20cm＝400cm2。水面上升了0.9cm，则工艺品材料的体积V＝SΔh＝400cm2×0.9cm＝360cm3。 （5）工艺品材料密度。 （6）①忽略硬纸盒的厚度：若考虑硬纸盒厚度，会使测量的水上升的体积偏小，从而使计算出的工艺品体积偏小，密度偏大，所以忽略硬纸盒厚度对测量结果有影响。 ②计算工艺品的质量时，忽略了瓶子的质量：由杠杆平衡条件可知，若考虑瓶子质量，会使计算出的工艺品质量偏大，而体积测量不变，根据 可知，则密度偏大，所以忽略瓶子质量对测量结果有影响。 ③实验过程中，没有发现纸盒内底部的小石子：小石子在纸盒底部，不影响水面上升的高度，即不影响工艺品体积的测量，同时对工艺品质量测量也无影响，所以对密度测量结果没有影响。 答案：（1）右；（2）400；（3）720；（4）360；（5）2×103；（6）③。 27．提高机械效率可以充分发挥机械设备的作用，对节能减排、提高经济效益有重要的意义。某科技创新小组根据生活经验和客观事实，对影响滑轮组机械效率的因素作出如下猜想： 猜想Ⅰ：滑轮组的机械效率与物体被提升的高度有关 猜想Ⅱ：滑轮组的机械效率与动滑轮的重力有关 猜想Ⅲ：滑轮组的机械效率与所提物体的重力有关 根据猜想，运用如图甲、乙、丙所示的装置进行了实验探究，测得的实验数据如下表所示。 实验次数 钩码的重力G/N 钩码上升高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动的距离s/m 机械效率η 1 2 0.1 0.90 0.3 74.1% 2 4 0.1 1.50 0.3 88.9% 3 4 0.1 1.25 0.4 4 4 0.2 1.50 0.6 88.9% （1）实验时应沿竖直方向　匀速　缓慢向上拉动弹簧测力计； （2）分析表中数据可知：第3次实验是利用了图　丙　的装置完成的，它的机械效率η＝　80%　； （3）比较2、4两次实验数据，可验证猜想I是　错误　（选填“正确”或“错误”）的； （4）通过比较　1、2　（填实验序号）两次实验数据得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高； （5）通过比较2、3两次实验数据可得出结论：不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率　越低　。 解：（1）实验时，需要读出测力计的示数，所以需要匀速缓慢的拉动测力计，以方便读数。 （2）由表中数据可得，钩码移动的距离为0.1m时，绳子端移动的距离为0.4m，则绳子的股数为：，即动滑轮上有4股绳，所以丙图符合题意。 由表中数据可得，有用功为：W有＝G3h3＝4N×0.1m＝0.4J； 总功为：W总＝F3S3＝1.25N×0.4m＝0.5J； 机械效率为：； （3）对比2、4的数据发现，其它条件不变，只改变物体提升的高度，机械效率是不变的，所以猜想Ⅰ是错误的。 （4）要想得到同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高的结论，需要保证滑轮组不变，重物提升的高度也不变，只改变重物的重力，所以表中1、2号实验符合条件。 （5）对比2、3次实验可以发现，重物的重力不变，提升的高度也不变，但滑轮组中动滑轮的个数增多了，且动滑轮个数越多，机械效率越低，所以可得结论：不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低。 答案：（1）匀速；（2）丙；80%；（3）错误；（4）1、2；（5）越低。 五、计算题（28题7分，29题8分，共15分） 28．早在3000年前我们的祖先就设计了结构很合理的辘轳，通常用于从井中提水。如图所示是古代民间的提水设施辘轳，由辘轳头、支架、井绳、水桶等部分构成。某次取水时井绳拉着质量为10kg的水缓慢上升了4m，水桶的质量为1kg，在这一过程中，人做的总功为500J。g取10N/kg。求此次取水的过程中： （1）人做的有用功为多少？ （2）辘轳的机械效率多大？ （3）人克服井绳重力与摩擦阻力做的功是多少？ 解：（1）拉着质量为10kg的水缓慢上升了4m，水的重力 G水＝m水g＝10kg×10N/kg＝100N， 做的有用功：W有用＝G水h水＝100N×4m＝400J； （2）辘轳的机械效率； （3）此过程的额外功W额＝W总﹣W有用＝500J﹣400J＝100J； 额外功包含克服水桶重力做功和克服摩擦力做功， 对水桶做的额外功：W额桶＝G桶h桶＝m桶gh桶＝1kg×10N/kg×4m＝40J； 克服井绳重力与摩擦阻力做的功：W额余＝W额﹣W额桶＝100J﹣40J＝60J。 答：（1）人做的有用功为400J； （2）辘轳的机械效率80%； （3）人克服井绳重力与摩擦阻力做的功是60J。 29．某起重机的滑轮组结构示意如图所示，其最大载重为5t。起重机将3600kg的钢板匀速提升到10m高的桥墩上，滑轮组的机械效率为80%。不计钢丝绳的重力和摩擦，g取10N/kg。求： （1）克服钢板重力做的功W有用； （2）钢丝绳的拉力F； （3）滑轮组满载时的机械效率（保留一位小数）。 解： （1）钢板重力为G钢板＝m钢板g＝3600kg×10N/kg＝3.6×104N； 提升钢板的有用功为W有用＝G钢板•h＝3.6×104N×10m＝3.6×105J。 （2）滑轮组共有4段绳子拉着动滑轮，故拉力移动距离为物体提升高度的4倍，即s＝40m； 拉力做的功为：； 拉力大小为：。 （3）； 动滑轮重为； 当载重最大时，质量为5t＝5000kg，G最大＝mg＝50000N； 则此时机械效率。 答：（1）克服钢板重力做的功W有用为3.6×105J；（2）钢丝绳的拉力F为1.125×104N；（3）滑轮组满载时的机械效率为84.7%。 1 / 6 学科网（北京）股份有限公司 $ 第十二章 简单机械 单元测试卷 班级___________ 姓名___________ 学号____________ 分数____________ （考试时间：60分钟 试卷满分：100分） 一、选择题（每小题3分，共42分，只有一个选项符合题意） 1．如图所示的工具中，属于费力杠杆的是（　　） A．钓鱼竿 B．开瓶器 C．核桃夹 D．钢丝钳 2．如图所示，一根质地不均匀的硬棒重心在O点，将硬棒通过绳1悬挂于A点，2、3为两个支架，在绳与两支架的作用下，硬棒水平静止，此时绳与支架均对硬棒有弹力（绳的形变忽略不计）。下列操作中，仍能使硬棒保持平衡的是（　　） A．仅撤去支架2 B．仅撤去支架3 C．同时剪断绳1和撤去支架2 D．同时剪断绳1和撤去支架3 3．如图所示是锅炉保险阀门的示意图。当阀门受到的蒸汽压力超过其安全值时，阀门就会被拉开。如OB＝2m，OA＝0.5m，阀门的底面积S＝2cm2，锅炉内气体压强的安全值p＝6×105Pa（杠杆和阀门的重力以及摩擦均不计，p0＝1×105Pa），则B所挂重物的重力是（　　） A．20N B．25N C．30N D．120N 4．如图所示，园艺工人在修剪枝条时，常把枝条尽量往剪刀的轴处靠近，这样做是为了（　　） A．增大动力臂，能够省力 B．增大阻力臂，方便使用 C．减小动力臂，方便使用 D．减小阻力臂，能够省力 5．同学们模仿中药房的戥秤制作杆秤，用筷子做秤杆，用钩码做秤砣，用细线将秤盘系在A点。当不挂秤砣、且秤盘不放物体时，在O点提起提纽，秤杆水平平衡；当秤盘放100g物体、秤砣移到B点时，秤杆再次水平平衡，如图所示。在O到B两条刻线之间均匀地画上49条刻度线。下列说法正确的是（　　） A．自制杆秤的每一格约表示2.08g B．称中药时B端翘起应减少中药恢复水平平衡 C．如果秤砣磨损则测量结果会比真实质量偏小 D．若将提纽移到O点右侧可以增大杆秤的量程 6．高高的旗杆矗立在操场上。旗手缓缓向下拉绳子，旗子就会徐徐上升。这是因为旗杆顶部有一个滑轮，关于该滑轮的说法正确的是（　　） A．它是动滑轮 B．利用它可以省力 C．利用它可以省距离 D．利用它可以改变力的方向 7．用动滑轮在水平地面上沿直线匀速拉动重为G的物体，如图所示。已知水平拉力为F，物体受到地面的摩擦力为f，物体移动的距离为s。下列说法正确的是（　　） A．重力做功数值为Gs B．拉力做功数值为Fs C．摩擦力做功数值为fs D．使用此滑轮既省力又省功 8．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1m 9．下列关于机械效率的说法正确的是（　　） A．越省力的机械，机械效率越高 B．做功越快的机械，机械效率越高 C．所做有用功越多的机械，机械效率越高 D．有用功与总功的比值越大的机械，机械效率越高 10．如图所示，固定的斜面长s＝2m，高h＝0.5m，沿斜面向上用50N的拉力在4s内把一个重60N的物体从斜面底端匀速拉到顶端，这一过程中（　　） A．对物体做的有用功为120J B．物体受的摩擦力为50N C．拉力做功的功率为25W D．斜面的机械效率为70% 11．如图所示的小型起重机，某次吊起重为6×103N的物体，电动机的拉力为4×103N，用时20s，使物体上升了5m。则通过动滑轮（　　） A．做的有用功为6×104J B．拉力功率为2×103W C．做的总功为2×104J D．机械效率为66.7% 12．如图所示，在75N的拉力F作用下，用滑轮组将重为100N的货物匀速提升，在10s内货物竖直上升了2m。下列说法正确的是（　　） A．滑轮组做的有用功为150J B．拉力F的功率为30W C．滑轮组的机械效率为75% D．此滑轮组提升的货物越轻，机械效率越大 13．如图甲所示，虚线框内是两个滑轮连成的滑轮组，工人利用该滑轮组，用200N竖直向上的拉力F，将物体匀速提高3m，物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，已知动滑轮重120N，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．绳子自由端移动的速度为0.5m/s B．工人做的有用功为360J C．该滑轮组的机械效率为80% D．拉力F的功率为100W 14．用如图所示的装置提升货物。篮子A的重力为15N，绳子能承受的拉力足够大。已知人的重力为500N，现用20N的拉力F拉绳子，此时篮子上升的速度为0.5m/s（忽略绳重和摩擦，g取10N/kg）。下列说法正确的是（　　） A．绳子自由端移动的速度为1.5m/s B．动滑轮的重为5N C．匀速拉动时，篮子里最多能承载960N的货物 D．只改变图中滑轮组的绕绳方式，其机械效率将改变 二、填空题（每空1分，共18分） 15．人体中有很多结构可简化为杠杆。如图，手提起物体时，桡骨在肱二头肌的收缩牵引下绕肘关节转动，这是一种　 　杠杆，此过程中肱二头肌收缩的距离　 　（填“大于”、“等于”或“小于”）手移动的距离。 16．杆秤在我国有几千年的历史，如今中药房仍在使用。如图所示，已测得刺五加药材质量是120g，其中OB＝3OA，若不计杆秤自重，则秤砣的质量约为　 　g，接下来要测30g的人参片，需要将秤砣向B点的　 　（选填“左”或“右”）侧移动。 17．如图是汉代画像砖上描绘的《史记》中“泗水取鼎”画面，两边各有数人用绳子通过滑轮拉起掉落水中的鼎。图中的这种滑轮　 　（填“能”或“不能”）起到省力的作用；此时两边绳子对鼎竖直向上的拉力分别为F1、F2，鼎受到的拉力之和为　 　。鼎在水中上升的过程中，其底部所受水的压强　 　（填“增大”“减小”或“不变”）。 18．在“使用动滑轮”的实验中，竖直向上拉弹簧测力计，如图。弹簧测力计静止时的示数是F1、F2，则F1、F2的大小关系是　 　；若钩码匀速上升0.1m，则绳子自由端移动的距离是　 　m。 19．用如图所示的滑轮组提升重物，将质量为36kg的重物5s内匀速提升1m，作用在绳端上的拉力为200N。不计绳重和摩擦，则动滑轮受到的重力为　 　N，该滑轮组的机械效率为　 　。 20．将物体A、B置于如图所示的装置中，物体B恰好匀速下降，已知A重60N，B重10N，则A所受地面的摩擦力为　 　N；若对A施加一个水平向左的拉力F，刚好使A在原来的水平面上匀速向左运动，则拉力F大小为　 　N。（不计绳重、滑轮重及绳子与滑轮间的摩擦） 21．假期间，小明随爸爸去建筑工地劳动体验。用如图所示的滑轮组来提升材料，当提升的材料重力为300N时，滑轮组机械效率为75%，则动滑轮的重力为　 　N；若绳子能承受的最大拉力为500N，则该滑轮组能提起材料的最大质量为　 　kg。（空气阻力、摩擦力及绳重不计，g取10N/kg） 22．如图所示的滑轮组忽略绳重及绳与滑轮间的摩擦，将物体放在水平粗糙桌面上。受到水平向左的恒力F＝100N，滑轮组绳子自由端受到的拉力为F绳。当绳子自由端的拉力F绳为60N时，物体处于静止状态，物体与桌面间的摩擦力恰好为0，则动滑轮的重力为　 　N；当绳子自由端拉力F1为90N时，物体水平向右匀速运动，物体与桌面之间的滑动摩擦力为　 　N；撤去水平向左的恒力F，改变绳子自由端拉力F1的大小，仍使物体水平向右匀速运动时，滑轮组的机械效率为　 　。 三、作图题（每题3分，共6分） 23．某运动员利用如图所示的滑轮组进行腿部力量训练，请画出滑轮组的绕线方式。 24．如图甲晾晒架，挂衣服时可以把它看成杠杆，图乙为其简化示意图。请在乙图中作出： （1）当挂较重的衣物时，为了使晾晒架A点受到的支持力最小，请在B、C、D三点中选择一点，作出该点所受到的拉力F2； （2）晾晒架A点受到的支持力F1及其力臂l1。 四、实验探究题（每空1分，共19分） 25．同学们利用蜡烛、细铁丝、杯子等制作了一个蜡烛“跷跷板”，如图甲。一端烛油滴下时，此端就上升，两端交替上下。为了寻找上述现象的原因，同学们用铁架台、杠杆（已在水平位置平衡）、质量相等的钩码等器材进行以下探究。 （1）图乙中杠杆水平平衡，分别改变一侧钩码的个数或悬挂位置，发现杠杆不再平衡。 小聪认为：影响杠杆平衡的因素是力的大小和支点到力的作用点的距离； 小明认为：影响杠杆平衡的因素是力的大小和支点到力的作用线的距离。 为判断谁的观点正确，同学们利用图丙中水平平衡的杠杆（OD＞OA＝OC）进行实验，保持B处悬挂钩码的个数和位置不变。 ①把A处悬挂的钩码改挂在C处，发现杠杆不再平衡。与A处相比，支点到力的作用点的距离　 　（选填“变小”“不变”或“变大”）； ②把A处悬挂的钩码改挂在D处，发现杠杆仍保持平衡，这两种情况下　 　的距离不变； ③由此初步判断　 　的观点是正确的； （2）明确影响因素后，同学们利用图乙的器材探究杠杆平衡的条件，将实验数据记录在设计的表格中。 实验次数 动力F1/N a 阻力F2/N b 1 1.0 10 2.0 5 2 1.5 5 0.5 15 3 2.0 15 1.5 20 ①表格中a处应填写的内容是　 　； ②分析表中数据，得出杠杆平衡的条件是　 　； ③若在图乙中杠杆两侧钩码下端各加挂一个钩码，杠杆　 　端下沉； （3）交替上下的蜡烛“跷跷板”，一端烛油滴下时，此端上升。原因是　 　。 26．在跨学科实践活动中，小明用身边的器材粗略测量一件鱼形工艺品材料的密度。鱼形工艺品的材质均匀且不吸水，其内部为空腔，底部有圆孔。 （1）如图1所示，利用右侧带有小孔的刻度尺制成一个简单的杠杆。应在刻度尺的　 　（选填“左”或“右”）侧粘贴橡皮泥，使刻度尺在水平位置平衡。 （2）往一个空的塑料瓶内，注入400mL水。则瓶内水的质量为　 　g。已知水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3。 （3）将工艺品和注好了水的塑料瓶分别用细线悬挂在刻度尺两侧，使刻度尺再次水平平衡，如图2所示。小明认为塑料瓶非常轻，其质量可忽略不计。则工艺品的质量为　 　g。 （4）用一个足够大的塑料袋，贴着一个硬而薄的正方体（边长为20cm）纸盒的内壁铺好，注入适量的水。小明将工艺品浸没在水中，使其空腔内也充满水。因工艺品浸没，纸盒内水面上升了0.9cm，如图3所示。则工艺品材料的体积为　 　cm3。 （5）工艺品材料的密度为　 　kg/m3。 （6）实验中，下列因素对密度的测量结果没有影响的是　 　（选填序号）。 ①忽略硬纸盒的厚度 ②计算工艺品的质量时，忽略了瓶子的质量 ③实验过程中，没有发现纸盒内底部的小石子 27．提高机械效率可以充分发挥机械设备的作用，对节能减排、提高经济效益有重要的意义。某科技创新小组根据生活经验和客观事实，对影响滑轮组机械效率的因素作出如下猜想： 猜想Ⅰ：滑轮组的机械效率与物体被提升的高度有关 猜想Ⅱ：滑轮组的机械效率与动滑轮的重力有关 猜想Ⅲ：滑轮组的机械效率与所提物体的重力有关 根据猜想，运用如图甲、乙、丙所示的装置进行了实验探究，测得的实验数据如下表所示。 实验次数 钩码的重力G/N 钩码上升高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动的距离s/m 机械效率η 1 2 0.1 0.90 0.3 74.1% 2 4 0.1 1.50 0.3 88.9% 3 4 0.1 1.25 0.4 4 4 0.2 1.50 0.6 88.9% （1）实验时应沿竖直方向　 　缓慢向上拉动弹簧测力计； （2）分析表中数据可知：第3次实验是利用了图　 　的装置完成的，它的机械效率η＝　 　； （3）比较2、4两次实验数据，可验证猜想I是　 　（选填“正确”或“错误”）的； （4）通过比较　 　（填实验序号）两次实验数据得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高； （5）通过比较2、3两次实验数据可得出结论：不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率　 　。 五、计算题（28题7分，29题8分，共15分） 28．早在3000年前我们的祖先就设计了结构很合理的辘轳，通常用于从井中提水。如图所示是古代民间的提水设施辘轳，由辘轳头、支架、井绳、水桶等部分构成。某次取水时井绳拉着质量为10kg的水缓慢上升了4m，水桶的质量为1kg，在这一过程中，人做的总功为500J。g取10N/kg。求此次取水的过程中： （1）人做的有用功为多少？ （2）辘轳的机械效率多大？ （3）人克服井绳重力与摩擦阻力做的功是多少？ 29．某起重机的滑轮组结构示意如图所示，其最大载重为5t。起重机将3600kg的钢板匀速提升到10m高的桥墩上，滑轮组的机械效率为80%。不计钢丝绳的重力和摩擦，g取10N/kg。求： （1）克服钢板重力做的功W有用； （2）钢丝绳的拉力F； （3）滑轮组满载时的机械效率（保留一位小数）。 1 / 6 学科网（北京）股份有限公司 $