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册

**基本信息** 人教版物理八年级下册第十二章简单机械单元卷，通过建筑、中药戥子秤、铁路牵引装置等真实情境，覆盖杠杆平衡、机械效率、滑轮组与斜面综合应用，适配单元复习，强化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| |----|-----------|----------|----------| |单选题|10题|杠杆分类、机械效率计算、定滑轮特点|结合戥子秤（文化传承）、建筑滑轮组（生活应用）| |填空题|5题|杠杆力臂、动滑轮判断、有用功计算|铁路输电线牵引装置（科技情境）、舂的杠杆应用（古代科技）| |实验题|2题|杠杆平衡条件探究、滑轮组机械效率测量|变量控制（科学探究）、数据处理（科学推理）| |计算题|2题|斜面机械效率推导、滑轮组最大物重计算|综合斜面与滑轮组（模型建构）、关联工人体重（安全应用）|

第十二章简单机械 一、单选题 1.在生产和生活中,我们经常使用各种机械。下列关于机械的说法中,正确的是( ) A.越省力的机械越省功 B.越费力的机械越省功 C.有些机械既可省力,又可省功 D.使用任何机械都不省功 2.建筑工人要向高处运送建筑材料,为了更省力设计了用滑轮组与斜面共同组成的机械,其简化装置如图所示。物重G=2000N,斜面长5m、高3m,测得将物体匀速拉动时的拉力大小为500N,若克服动滑轮重、绳重和绳与滑轮间的摩擦力做的额外功为500J。则下列说法中正确的是( ) A.拉力做的总功为6500J B.整个装置的机械效率约为92.3% C.滑轮组的机械效率为80% D.物体和斜面间的摩擦力为200N 3.在中药房里,医生还在用传统的中药材称量工具—戥子秤。如图所示,使用时,将待测药材挂在秤盘上,用手拎住秤钮A或B(相当于支点),秤砣在秤杆上移动,当杆秤水平平衡时就可以在秤杆上读出药材的质量。下列说法中正确的是( ) A.戥子秤依据的是杠杆原理,力臂大的一侧对应的力也较大 B.若使用了磨损的秤砣则测量值比药材真实值偏小 C.要称50g中药,称量时挂秤砣端翘起,应减少中药使秤杆恢复水平平衡 D.使用A秤纽的最大测量值比使用B秤纽的最大测量值小 4.建筑工人通过如图所示的装置将质量为45kg的物体从地面提起,物体离开地面后在 4s内缓慢上升0.8m, 工人所用的拉力为500N。下列说法中正确的是( ) A.该装置做的有用功为400J B.该装置的机械效率为90% C.绳子自由端移动的平均速度为0.4m/s D.物体离开地面前,工人拉力逐渐增大,人对地面的压力不变 5.某人用如图所示的两种方法分别将同一物体匀速提升相同的高度,不计摩擦和绳重,他所做的有用功WA,WB,两种装置的机械效率,的关系正确的是( ) A.; B.; C.; D.; 6.三位同学在物理自主探究实验室采用如图所示三种不同装置将同一物体匀速提升相同的高度(每个滑轮的重相同,绳重和摩擦可以忽略)。以下说法正确的是( ) A.有用功相同,使用甲装置做的总功比乙和丙都少,所以甲的机械效率最高 B.只要提升相同的重物,丙的机械效率总是低于乙 C.总功相同,使用丙装置做的有用功最多,所以丙的机械效率最高 D.不论提升重物重力是否相同,甲和乙的机械效率总是相同的 7.密度均匀的直尺放在水平桌面上,尺子伸出桌面部分CB是全尺长的,当B端挂上10N的物体时,直尺的A端刚好开始翘起。如图所示,则此直尺受到的重力是( ) A.20N B.5N C.10N D.无法确定 8.如图所示,小明沿不同方向分别用大小为F1、F2、F3 的力,匀速拉动物体A。忽略绳重及绳子与滑轮间的摩擦,关于三个力的大小,下列说法正确的是 ( ) A.F1最小 B.F2最小 C.F3最小 D.一样大 9.用如图所示滑轮组将重12N的物体匀速提升0.5m,拉力F为5N,该滑轮组的机械效率为( ) A.60% B.75% C.80% D.90% 10.如图所示,小伟同学通过斜面用平行于斜面F=200N的推力,将质量为30kg的物体在4s时间内匀速推到1m高的平台上,斜面长s=2m。(g取10N/kg)则( ) A.斜面对物体的支持力做了功 B.在高度h相同时,斜面s越长越费力 C.推力F对物体做功的功率为50W D.斜面对物体的摩擦力为50N 二、填空题 11.古代科技著作《天工开物》中记载的捣米的“舂”,是古人巧妙应用杠杆的智慧结晶。如图所示,当脚用力向下踩舂时,舂属于_(选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆,要想更省力,使用舂捣米时脚踩点应该_(选填“靠近”或“远离”)O点。 12.如图所示为铁路输电线的牵引装置原理图,采用坠砣牵引来自动补偿输电线的张紧,以此保障列车电极与输电线的接触。钢绳通过滑轮组悬挂配重为5500N的坠砣,输电线的一端P点与B滑轮相连被张紧(假设不计滑轮和钢绳自重及摩擦)。A、B两个滑轮中,_是动滑轮。输电线P端受到的拉力为_N。 13.建筑工人用500N的拉力,使用定滑轮将质量为40kg的水泥12s内匀速吊起到3m高的二楼。(g=10N/kg)此过程中,工人对水泥做的有用功是_J,工人做功的功率是_,定滑轮的机械效率是_。 14.如题图所示,杠杆AB放在钢制圆柱体的正中央水平凹槽CD中,杠杆AB能以凹槽两端的C点或D点为支点在竖直平面内转动,长度AC=CD=DB,左端重物G=20N。当作用在B点竖直向下的拉力F足够大时,杠杆容易绕_(选填“C”或“D”)点翻转,为使杠杆AB保持水平位置平衡,最小值拉力F1=_N,最大值F2=_N。(杠杆、细绳的质量及摩擦均忽略不计) 15.如图所示,用沿斜面向上、大小为400N的力F将重的货物匀速运到距地面2m高的平台上,斜面长4m。该过程中斜面的机械效率为_%,货物受到的摩擦力为_N,判断出使用斜面可以省力的依据是_。当改变斜面倾角 将同一货物运上该平台时,机械效率提高,则应使a变_。 三、作图题 16.如图,向上拉提手时,请画出的力臂 四、实验题 17.根据小明“探究杠杆的平衡条件”的实验要求,完成下列各题: (1)实验开始时,杠杆静止时如图甲所示,杠杆处于_(选填“平衡”或“不平衡”)状态,小明通过调节杠杆右端的螺母向_移动(选填“左”或“右”),使杠杆在水平位置平衡,其目的是:_,然后进行下面的实验探究; (2)当弹簧测力计由图乙的竖直地拉着变成倾斜地拉着,使杠杆在水平位置静止时,弹簧测力计的示数将_(选填“变大”、“不变”或“变小”); (3)有人用轻质杠杆组装成如图,轻质杠杆可绕转动,在点始终受一垂直作用于杠杆的力,力将_。 A.变大 B.变小 C.不变 D.先变大,后变小 E.先变小,后变大 (4)小明将原来装置改装成丁图,质量分布均匀的杠杆自重是,和点分别是杠杆总长度的处和处,小明两次将重为的钩码分别挂在和点并提升相同高度,已知,两次机械效率分别是和,则_(不计摩擦)。 18.小明在测量滑轮组机械效率的实验中,用同一滑轮组进行了3次实验,如图所示,实验数据记录如表。 次数 钩码重/N 钩码上升距离/cm 弹簧测力计示数/N 弹簧测力计上升距离/cm 机械效率 1 2 10 0.8 30 83.3% 2 4 10 1.5 30 ? 3 6 10 ? 30 90.9% (1)提升重物时,实验中应沿竖直方向_拉动弹簧测力计; (2)第2次实验中,滑轮组的机械效率为_(结果保留一位小数); (3)第3次实验中,弹簧测力计示数为_N; (4)分析表格中的数据得出结论:同一滑轮组,_越大,滑轮组的机械效率越高; (5)实验中很难做到匀速拉动,所以弹簧测力计的示数不稳定。于是同学们想在静止时测出拉力的大小。这样做会导致测得的机械效率_(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。 五、计算题 19.如图所示,用平行于斜面的拉力F将重为200N的物体由斜面底端匀速拉到斜面顶端,斜面长4m,高2m,F=125N。 (1)求斜面的机械效率。 (2)试推导说明一种提高斜面机械效率的方法。 20.建筑工地上,工人用如图所示的滑轮组将重为的建材从地面匀速送到高处,该滑轮组的机械效率为80%,不计摩擦和绳重,求: (1)工人所用拉力为多大? (2)如果工人的体重为,那么他用此滑轮组所提升物体的物重不能超过多少N? 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 D D C B A B A D C D 1.D 【详解】我们使用任何机械有时是为了省力,有时是为了省距离,有时为了改变力的方向,但都不能省功,故ABC错误,D正确。 故选D。 2.D 【详解】由图可知,动滑轮上有三段绳子,将物体拉至斜面顶端,故拉力移动的距离 拉力做的总功 克服物体重力所做的功 整个装置的机械效率 克服动滑轮重、绳重和绳与滑轮间的摩擦力做的额外功为 整个装置的总功 故物体克服摩擦力做的功 物体和斜面之间的摩擦力 滑轮组的机械效率 综上所述ABC错误,D正确。 故选D。 3.C 【详解】A.戥子秤在力的作用下会绕着秤钮A或B转动,是杠杆,根据杠杆的平衡条件可知,力臂大的一侧对应的力比较小,故A错误; B.磨损的秤砣的质量变小,也就是重力变小,根据杠杆的平衡条件,重力变小,对应的力臂就会变长,会远离秤纽,测量值偏大,故B错误; C.称量时挂秤砣端翘起,说明中药重力较大,故需要减少中药的质量,才能使秤杆恢复水平平衡,故C正确; D.在秤砣位置不变时,使用A秤纽与使用B秤纽相比,减小了被测量物体提供的力的力臂,同时增大了秤砣提供的力的力臂,根据杠杆的平衡条件可知被测量物体提供的力就变大,即被测量物体质量变大,所以最大测量值会变大,故D错误。 故选C。 4.B 【详解】A.该装置做的有用功为 故A错误; B.该装置做的总功为 该装置的机械效率为 故B正确; C.绳子自由端移动的平均速度为 故C错误; D.物体离开地面前,工人拉力逐渐增大,由于力的作用是相互的,则绳子对人的拉力也增大;人受到的重力、拉力及地面对人的支持力三力平衡,所以地面对人的支持力减小,由于力的作用是相互的,人对地面的压力变小,故D错误。 故选B。 5.A 【详解】用两种方法将同一物体匀速提升相同的高度,根据W有=Gh可知,用两种方法所做的有用功相等,即;因为不计摩擦,则乙图中为定滑轮,不做额外功,而甲图需要克服动滑轮自身重力做一些额外功,所以甲图中做的总功较多,根据可知,甲的机械效率小于乙的机械效率,即。故A正确,BCD错误。 故选A。 6.B 【详解】ABC.绳重和摩擦忽略,滑轮组的机械效率为 甲乙只有一个动滑轮,丙有两个动滑轮,因此提升相同的重物时,甲乙的机械效率相等,都大于丙的机械效率,故AC错误,B正确; D.由可知,当提升重物的重力不同时,甲与乙的机械效率不同,故D错误。 故选B。 7.A 【详解】由题知,直尺G是密度均匀的,设其重心在直尺的中点O,所挂重物G’,因为 所以 由杠杆平衡条件可得 即 解得。 故选A。 8.D 【详解】由图可知,图中滑轮的轴的位置固定不动,是定滑轮。使用定滑轮不能省力,因为物体A匀速运动,忽略绳重及绳子与滑轮间的摩擦,F1、F2、F3都与物体A受到地面的摩擦力相等,所以三种拉法所用拉力一样大,故D正确,ABC错误。 故选D。 9.C 【详解】由图可知,绳子段数,物体上升高度,则绳子自由端移动距离 有用功 总功 滑轮组机械效率故C符合题意,ABD不符合题意。 故选 C。 10.D 【详解】A.物体沿斜面匀速上升,所受支持力垂直斜面向上,而物体的移动方向与支持力方向垂直,故斜面对物体的支持力不做功,故A不符合题意; B.在斜面高度不变时,斜面越长说明斜面的倾斜程度越缓,斜面就越省力,故B不符合题意; C.推力F对物体做的功为 推力F对物体做功的功率为 故C不符合题意; D.克服物体重力做的有用功 克服物体所受摩擦力做的额外功 斜面对物体的摩擦力为 故D符合题意。 故选D。 11. 费力 远离 【详解】该杠杆的支点是图中的O点,脚向下踩的力是动力,舂头的重力是阻力。动力臂小于阻力臂,因此舂属于费力杠杆。 根据杠杆平衡条件,在阻力和阻力臂不变时,增大动力臂可以更省力。要增大动力臂,脚踩点应该远离支点O。 12. B 11000 【详解】[1]由图可知,滑轮组中,A滑轮的轴位置不变,为定滑轮;B滑轮随输电线一起移动,为动滑轮。 [2]动滑轮上的绳子段数,不计滑轮和钢绳自重及摩擦,钢绳的拉力等于坠砣的重力,即绳子自由端拉力为 则输电线P端受到的拉力 13. 1200 125 80% 【详解】[1]工人对水泥做的有用功是 [2]由图可知,工人使用的是定滑轮,则绳子自由端移动的距离 工人做的总功 工人做功的功率 [3]定滑轮的机械效率为 14. D 10 40 【详解】[1][2]由题意知,当作用在B点竖直向下的拉力F足够大时将形成以D为支点的杠杆,因此杠杆容易绕D点翻转。若以C为支点,为使杠杆AB保持水平位置平衡,长度AC=CD=DB,据杠杆平衡条件可知所需施加的最小值拉力 [3]若以D为支点,为使杠杆AB保持水平位置平衡,长度AC=CD=DB,据杠杆平衡条件 可知所需施加的最大值拉力 15. 75 100 拉力小于重力 大 【详解】[1]推力做的有用功为 W有=Gh=600N 2m=1200J推力做的总功为 W总=Fs=400N 4m=1600J则该斜面的机械效率为 [2][3]推力做的额外功为 W额=W总-W有=1600J-1200J=400J克服摩擦力所做的功为额外功,根据W额=fs可知,货物受到斜面的摩擦力大小为 由于拉力小于重力,所以使用斜面可以省力。 [4]当斜面的倾角变大时,物体对斜面的压力逐渐变小,在接触面粗糙程度不变时,压力变小,物体受到的滑动摩擦力变小,额外功变小,有用功不变,总功变小,由机械效率公式可知,斜面的机械效率变大。 16. 【详解】延长力的作用线,由支点B向的作用线作垂线,垂线段的长度为的力臂,如图所示: 17.(1) 平衡 右 便于测量力臂,消除杠杆自身重力对实验的影响 (2)变大 (3)D (4) 【详解】(1)[1]杠杆静止就属于平衡状态,因此此时杠杆处于平衡状态。 [2][3]图甲中杠杆左端下沉、右端翘起,表明右端要轻一些,平衡螺母向右移动;使杠杆在水平位置平衡,既可以让杠杆自重的力臂为零,消除杠杆自重对实验的影响,又可以让力臂与杠杆重合,方便直接测量力臂。 (2)弹簧测力计倾斜拉动时,拉力的力臂会变小,阻力和阻力臂不变,根据杠杆平衡条件,拉力会变大,因此弹簧测力计示数变大。 (3)力始终垂直于杠杆,因此的力臂大小始终不变;阻力为重物对杠杆的作用力,大小不变;杠杆从下端向上转动的过程中,阻力臂(支点到重力作用线的距离)先增大,杠杆水平时阻力臂达到最大,继续转动后阻力臂减小,根据杠杆平衡条件,力会先变大后变小,故选D。 (4)不计摩擦,额外功是克服杠杆自重做的功,机械效率: 设支点到A的距离为,则到杠杆中点(重心位置)的距离为,已知: 钩码挂在点,钩码提升高度为:,重心提升高度为,,因此 钩码挂在C点,钩码提升高度为:,重心提升高度为,,因此 因此比值: 18.(1)匀速 (2)88.9% (3)2.2 (4)提升物重 (5)偏大 【详解】(1)实验中,应沿竖直方向匀速拉动测力计,让整个装置处于平衡状态。 (2)由表格数据知,第2次实验中,滑轮组的机械效率 (3)第3次实验中,提升钩码所做的有用功 使用滑轮组所做的总功 测力计的示数 (4)由表格数据知,提升钩码的重力越大,机械效率越大,所以同一滑轮组,提升物重越大,滑轮组的机械效率越高。 (5)在静止时,测出拉力的大小,则绳子与滑轮间的摩擦为0,测得的拉力偏小,求得的总功偏小,而有用功是准确的,所求得的机械效率偏大。 19.(1)80% (2)减小斜面与物体之间的摩擦 【详解】(1)用平行于斜面的拉力F将重为200N的物体由斜面底端匀速拉到斜面顶端,有用功W有=Gh=200N 2m=400J 总功W总=Fs=125N 4m=500J 斜面的机械效率 (2)该斜面做的总功W=Fs,克服摩擦力做的额外功W额外=fs; 因此有用功W有用=W-W额外=Fs-fs 该斜面的机械效率 由以上公式可知,减小斜面与物体之间的摩擦,即减小f,可以提高机械效率。 20.(1)300N; (2)1080N 【详解】(1)由图可知,滑轮组有效绳子段数,该滑轮组的机械效率为 解得工人所用拉力。 (2)不计摩擦和绳重,动滑轮重力为 工人的体重为,则工人所用拉力最大为600N,此滑轮组所提升物体的物重最大为 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 $