第十二章 简单机械 综合训练题 2025-2026学年八年级下学期人教版物理

**基本信息** 初中物理第12章简单机械单元复习卷，通过生活情境与实验探究，覆盖杠杆、滑轮组、机械效率等核心知识，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（筷子）、平衡条件、功率与机械效率|结合生活工具，辨析概念本质| |填空题|5题|杠杆计算、滑轮组受力分析|注重动态平衡与公式应用| |作图题|2题|力与力臂作图|强化模型建构能力| |实验题|2题|杠杆平衡条件、滑轮组机械效率|突出数据处理与科学探究| |计算题|1题|杠杆平衡与浮力综合|考查综合应用与科学推理|

第12章 简单机械综合训练 一、单选题 1．如图所示的工具中，在使用时属于费力杠杆的是（   ） A．筷子B．瓶盖起子C．核桃夹D．电缆钳 2．如图所示，用弹簧测力计悬吊一硬棒且使其处于水平静止状态，O点为硬棒的几何中心，下列说法正确的是（　　） A．弹簧测力计的读数为2.2N B．这种办法无法测量硬棒受到的重力 C．硬棒的重心为O点 D．硬棒的重心为A点 3．下列有关功率与机械效率的说法正确的是（　　） A．机械效率越大，机械越省力 B．机械做功越快，其功率就越大 C．机械的功率越大，机械效率越大 D．机械效率的高低取决于有用功的多少 4．如图所示，用一始终与木料垂直的力将木料的一端匀速提起，在这个上升的过程中，力F（　　） A．变大 B．变小 C．不变 D．无法确定 5．如图是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式（不计机械自重和摩擦），其中所需动力最小的是（   ） A．B．C．D． 6．如图所示为赛艇比赛时的情景，此时船桨可看作一个杠杆，F1为动力，F2为阻力，则下列选项中船桨模型合理的是（　　） A．B．C．D． 7．实验时，小芳用如图所示的滑轮组，将重为10N的物体匀速提升1m，已知动滑轮的重为4N，不计绳重和摩擦，则下列说法不正确的是（    ） A．拉力F为7N B．有用功为10J C．绳子自由端移动距离为3m D．该滑轮组的机械效率为71.4% 8．用如图甲所示的滑轮组将放置在水平地面上的底面积为20cm2、重为50N的物体A提升一定高度，当用图乙所示随时间变化的竖直向下的拉力F拉绳的自由端时，物体A的速度v和物体A上升的高度h随时间变化的关系分别如图丙和图丁所示（不计绳重和绳与滑轮间的摩擦），下列说法正确的是（    ） A．动滑轮重力为50N B．0~1s内，物体对地面的压强是 2.5×104Pa C．1~2s内，拉力F做的功是100J D．2~3s内，滑轮组的机械效率为62.5% 9．（多选）用相同的滑轮和绳子分别组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，相同时间内把相同的重物匀速提升相同的高度。若不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（　　） A．绳子自由端所受的拉力F1＜F2 B．拉力对重物做功的功率相等 C．甲、乙两个滑轮组的机械效率相等 D．甲滑轮组的绳子自由端移动速度大 10．（多选）如图所示，重为800N的物体在100N的水平拉力F的作用下，以0.1m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了15s。滑轮组的机械效率为60%，在此过程中，下列说法正确的是（　　） A．绳子自由端移动距离为4m B．物体与地面间的滑动摩擦力大小为120N C．有用功为270J D．额外功的功率为12W 二、填空题 11．如图所示，OB为一轻质杠杆，O为支点，OA=0.3m，OB=0.4m，将重30N的物体悬挂在B点，当杠杆在水平位置平衡时，在A点需加______N的拉力，这是一个______（选填“省力”或“费力”）杠杆。若手斜向右上方拉动仍使杠杆在水平位置平衡，则手受到的拉力______（选填“变大”或“不变”或“变小”） 12．如图所示，物体A在水平桌面上，绳重及绳与动滑轮的摩擦不计，动滑轮重为4N。当B物体的重力为10N时，它恰好能匀速下降。若用一个水平向左的力F拉物体A，使其向左做匀速直线运动，则这个力F大小应为___________N。 13．如图所示，轻质杠杆可绕某点在竖直面内转动，在A点施加60N的力，可提升物体质量的最大值为______。 14．利用如图所示的滑轮组将重60N的重物竖直匀速提升0.2m，若滑轮组的机械效率为80%，不计绳重和摩擦，则绳子自由端移动的距离为___________，拉力为___________ N。增大重物的重力，滑轮组的机械效率将会___________（选填“提高”、“降低”或“不变”）。 15．如图斜面的长为4m，高为1m，沿斜面向上用20N的拉力将一重为60N物体从斜面底端匀速拉到顶端，斜面的机械效率为___________。 三、作图题 16．某剧组因拍摄节目需要，设计了如图所示拉力装置来改变照明灯的高度，轻质杠杆ABO可绕O点转动。请在图中画出照明灯的重力G示意图和杠杆所受拉力的力臂L1  。 17．如图所示，站在地面上的小明利用滑轮组将重物G提到高处，请画出绳子最省力的绕法。 四、实验题 18．在探究杠杆平衡条件的实验中： (1)将装置放在水平桌面上，静止时如图甲所示，此时杠杆______（选填“是”或“否”）处于平衡状态。为了使杠杆在水平位置平衡，应将螺母向______（选填“左”或“右”）调节。 (2)实验中，在杠杆两侧挂上不同数量的钩码，第1、2次杠杆平衡时的数据已填入表格。图乙是第3次杠杆平衡时的情景，此次杠杆右侧的阻力和阻力臂的数据①为______，②为______。 实验次序 动力F1/N 动力臂动力臂l1 /m 阻力阻力F2/N 阻力臂阻力臂l2/m 1 2.5 0.2 2 0.25 2 2 0.15 1.5 0.2 3 1.5 0.1 ① ② (3)分析实验数据，可归纳出杠杆的平衡条件：______（书写表达式）。 (4)某小组对实验过程交流、讨论后，按图丙所示又进行了实验。老师肯定了他们的做法，并指出，用弹簧测力计斜拉可使结论更具普遍性。在测量拉力F的力臂时，小组内有不同的意见，你认为拉力的力臂应为______（选填“OA”“OB”或“AB”）。 19．某实验小组利用如图装置测算滑轮组的机械效率，所测实验数据如下表。 实验次数 钩码重G（N） 钩码上升高度h（m） 绳端拉力F（N） 绳端移动距离s（m） 机械效率η 1 2.0 0.1 1.0 0.3 66.7% 2 4.0 0.1 1.8 0.3 74.1% 3 4.0 0.1 1.1 0.5 试根据表中实验数据完成下列问题： (1)表中第3次实验所测的机械效率是___________；（保留1位小数） (2)分析表中第2、3次实验的数据，可以得到的初步结论是：用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率___________（填“越大”。“越小”或“相同”）； (3)若该小组的同学进行第3次实验时，改变拉力移动的速度，使钩码上升的速度增大，则滑轮组的机械效率将___________（填“变大”。“变小”或“不变”）。 五、计算题 20．如图，轻质杠杆AB可绕O点转动，OA与OB的长度之比为OA:OB=4:3，在A、B两端分别挂有边长为10cm，质量为2.5kg的完全相同的两个不吸水正方体C、D，当物体C浸入水中且露出水面的高度为2cm时，杠杆恰好水平静止，A、B两端的绳子均不可伸长且均处于张紧状态，（水的密度为ρ水=1.0×103 kg/m3，g取10N/kg），求： (1)物体C密度； (2)杠杆A端受到绳子的拉力； (3)如果加水使物体C浸没后物体D对地面的压强。 第1页 第1页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 一、选择题 1．【详解】A．筷子动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，故A符合题意； BCD．瓶盖起子、核桃夹、电缆钳的动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故BCD不符合题意。 故选A。 2．【详解】A．由图可知，弹簧测力计的量程为5N，分度值为0.2N，故弹簧测力计的示数为2.4N，故A错误； B．由题意知，硬棒处于水平静止状态，受力平衡，因此木棍所受重力等于拉力，即等于弹簧测力计示数，故B错误； CD．重心为物体重力的等效作用点，硬棒在A点受力平衡，故A为重心，故C错误，D正确。 故选D。 3．【详解】A．机械效率越大，代表利用机械做功时有用功占总功的比例越大，而机械越省力不代表机械效率越大，比如滑轮组提升同一物体，动滑轮个数越多越省力，但是反而机械效率变低，故A错误。 B．功率数值上等于功与做这些功所花时间的比值，即功率等于单位时间内做的功，表示做功快慢，物体做功越快，表示功率越大，故B正确； C．机械做功越快，表示功率越大，而机械效率表示的是利用机械做功时有用功占总功的比例，所以功率和机械效率的概念不同，数值上也没有必然的联系，所以机械做功越快，不代表机械效率越大，同样的，机械效率大的机械，也不代表功率一定大，故C错误； D．机械效率是有用功与总功的比值，有用功确定，总功不确定，机械效率不能确定，故D错误。 故选B。 4．【详解】均匀长木料可看作杠杆，如下图可知，A是杠杆的支点，F是动力，杠杆重G是阻力，拉力F始终和杠杆是垂直的，动力臂是AB不变；杠杆在上升时，阻力臂不断减小，阻力G不变，动力臂不变，根据杠杆平衡条件可知，动力F逐渐减小。 故选B。 5．【详解】不计机械自重和摩擦。 A．由图结合相似三角形知识可知，动力臂与阻力臂之比 由杠杆平衡条件可得F1L1=GLG，则拉力 B．由图示可知，滑轮组承重绳子的有效股数n=3，则拉力 C．这是动滑轮的特殊使用方法，物体挂在动滑轮一侧绳子上，拉动滑轮的轴，则拉力F3=2G D．图中为斜面，由功的原理可知F4×4m=G×2m 四个选项中，提起的是同一物体，故A所需动力最小。 故选A。 6．【详解】如题图所示，船桨与船的接触点为支点O，手与桨上端的接触点为动力作用点，水与桨下端接触点为阻力作用点，手给桨一个向下的作用力，桨抬起，水给桨下端一个阻力，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 7．【详解】A．由图可知，有效线段n=2，不计绳重和摩擦，拉力 故A正确，A不符合题意； B．拉力做的有用功为 故B正确，B不符合题意； C．绳子自由端移动距离为 故C错误，C符合题意； D．拉力做的总功为 滑轮组的机械效率为 故D正确，D不符合题意。 故选C。 8．【详解】由图甲可知，动滑轮上承担物重的绳子股数n=2。 A．由图丙可知，在2~3s内，重物做匀速运动，由图乙可知，此时拉力F3=40N，不计绳重和绳与轮之间的摩擦，动滑轮的重力 G动=2F3-G物=2×40N-50N=30N 故A错误； B．由图乙可知，0~1s内，拉力F1=30N，由图丙可知，此时重物处于静止状态，则物体和动滑轮受到向上的总拉力 F总=2F1=2×30N=60N 0~1s内，对重物受力分析得，地面对物体的支持力为 F支=G物+G动-F总=50N+30N-60N=20N 物体对地面的压力和地面对物体的支持力是一对相互作用力，大小相等，即 F压= F支=20N 物体对地面的压强为 故B错误； C．由图乙可知，在1~2s内，拉力F2=50N，由图丁可知重物上升高度h2=1.25m，则拉力端移动的距离为 s2=nh2=2×1.25m=2.5m 拉力做的功为 W=F2s2=50N×2.5m=125J 故C错误； D．由图丙可知，在2~3s内，物体上升的高度 h=3.75m-1.25m=2.5m 有用功为 W有=G物h=50N×2.5m=125J 绳子自由端移动的距离为 s=nh=2×2.5m=5m 拉力做的功为 W总=F3s=40N×5m=200J 滑轮组的机械效率为 故D正确。 故选D。 9．【详解】A．甲滑轮组由2段绳子吊着动滑轮，若不计绳重及摩擦，绳子自由端所受的拉力 乙滑轮组由3段绳子吊着动滑轮，若不计绳重及摩擦，绳子自由端所受的拉力 绳子自由端所受的拉力F1＞F2，故A错误； B．拉力对重物做功的功率 相同时间内把相同的重物匀速提升相同的高度，所以，拉力对重物做功的功率相等，故B正确； C．若不计绳重及摩擦，滑轮组的机械效率为 物重和滑轮重相同，所以，甲、乙两个滑轮组的机械效率相等，故C正确； D．甲滑轮组的绳子自由端移动速度为 乙滑轮组的绳子自由端移动速度为 所以，甲滑轮组的绳子自由端移动速度小，故D错误。 故选BC。 10．【详解】A．物体移动的距离为 s物=v物t=0.1m/s×15s=1.5m 由图知有效绳子段数n=3，所以绳子自由端移动的距离为 s绳=ns物=3×1.5m=4.5m 故A错误； B．依题意有 解得物体与地面间的滑动摩擦力f=180N，故B错误； C．有用功为 W有=f s物=180N×1.5m=270J 故C正确； D．拉力做的总功为 W总=Fs绳=100N×4.5m=450J 所以额外功为 W额= W总- W有=450J-270J=180J 则做额外功的功率为 故D正确。 故选CD。 二、填空题 11． 40 费力 变大 【详解】[1][2]由图可知：OA是动力臂，OB是阻力臂，因为OA＜OB，所以这是一个费力杠杆；由杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得： F×OA=G×OB 即 F×0.3m=30N×0.4m 解得拉力F=40N。 [3]手斜向右上方拉动杠杆时，拉力力臂变小，而阻力和阻力臂不变，由杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知手受到的拉力将变大。 12．14 【详解】当A向右做匀速直线运动，A受力平衡，绳重、绳子与滑轮间的摩擦及滑轮与轴间摩擦不计，水平方向上受到水平向右的拉力和向左的摩擦力为一对平衡力，则 当A向左做匀速直线运动处于平衡状态，水平方向上受到水平向左的拉力等于向右的摩擦力加上B对A的拉力；滑动摩擦力的大小跟压力大小和接触面的粗糙程度有关，压力不变，接触面的粗糙程度不变，摩擦力不变，所以A受到向右的摩擦力为 f′=f=7N B对A的拉力不变，F拉=7N，A做匀速直线运动，受到平衡力的作用，A受到的水平向左的拉力为 13．13kg 【详解】如图所示： 当O为支点，OA为动力臂时，动力臂是最大的，动力和阻力臂大小不变，根据杠杆的平衡条件可知，此时的阻力是最大的；根据三角形知识可知，动力臂为 阻力臂为L2=6cm，根据杠杆的平衡条件可知，此时的阻力即物体的最大重力为 可提升物体质量的最大值为 14． 0.6m 25 提高 【详解】[1]由图可知n＝3，绳子自由端移动的距离为 s＝nh＝3×0.2m＝0.6m [2]拉力做的有用功 W有＝Gh＝60N×0.2m＝12J 由可知，拉力做的总功为 由W总＝Fs可知，绳子自由端的拉力为 [3]由不计绳重和摩擦时，根据 可知，动滑轮的重力不变，增大重物的重力，滑轮组的机械效率将会提高。 15．75% 【详解】斜面的有用功为 总功为 斜面的机械效率为 三、作图题 16．  【详解】过灯泡重心作竖直向下的力，用字母G表示；过支点O作垂直于动力作用线的垂线段，即动力臂L1如图所示    17．【详解】小明站在地上，则拉力方向应向下，故作图如下： 四、实验题 18．(1) 是 右(2) 1 0.15(3)F1L1=F2L2(4)OB 【详解】（1）[1]杠杆平衡是指杠杆处于静止状态或匀速转动状态，由题可知，杠杆静止，所以杠杆是处于平衡状态。 [2]如图甲所示，发现杠杆左端下沉，说明杠杆的重心在支点左侧，要使其在水平位置平衡，应将杠杆平衡螺母向右调节，直到杠杆在水平位置平衡。 （2）[1][2]第1、2和3次实验的数据知道，每次动力减小0.5N，由第1、2次的数据知道，每次阻力也是减小0.5N，所以，第3次的阻力应是1N；分析第1、2次的数据知道，动力与动力臂的乘积等于阻力与阻力臂的乘积，由此可知第3次的阻力臂应是0.15m。故①为1，②为0.15。 （3）由实验表格中数据知道，三次实验数据都满足动力与动力臂的乘积等于阻力与阻力臂的乘积，即杠杆的平衡条件是 动力×动力臂=阻力×阻力臂 其表达式为 F1L1=F2L2 （4）从支点到动力作用线的垂直距离叫动力臂，因此拉力的力臂应为OB。 19．(1)72.7%(2)越小(3)不变 【详解】（1）第3次实验所测的机械效率 （2）由表中第2、3次实验的数据可知，第2组数据中动滑轮绕绳子的段数为 第3组数据中动滑轮绕绳子的段数为 第2组使用的滑轮组是图甲中滑轮组，第3组使用的滑轮组是图乙中滑轮组，图乙中动滑轮比较重，机械效率较小，可以得到用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越小。 （3）由 可知，机械效率的大小与物体移动的速度无关，第3次实验时，改变拉力移动的速度，使钩码上升的速度增大，所测的机械效率将不变。 五、计算题 20．【详解】（1）物体C体积为 则物体C密度为 （2）物体C受到的浮力为 物体C、D受到的重力为 则物体C受到的拉力为 根据相互作用力，杠杆A端受到绳子的拉力为 （3）物体C浸没后受到的浮力为 则此时杠杆A端受到绳子的拉力为 根据杠杆平衡条件，则有 则杠杆B端受到绳子的拉力为 则D受到的拉力为 则D对地面的压力为 所以如果加水使物体C浸没后物体D对地面的压强为 答案第1页，共2页 答案第1页 学科网（北京）股份有限公司 $