成都市棕北中学(桐梓林校区)初中物理八年级下册第十二章《简单机械》检测卷(有答案解析)

一、选择题
1．某人用150N的力将500N的重物提高了30cm，那么他可能使用了（）
A．一个定滑轮B．一个杠杆
C．一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组D．一个动滑轮
2．小红用图示装置探究滑轮组提升重物时的机械效率．下表是她设计的实验数据记录表格及所测的数据：小红在实验中所用动滑轮的重量最有可能是
实验序号物重
G/N
物体上升
高度h/cm
手的拉力
F/N
绳端移动的距
离s/cm
1210 1.030
2310 1.430
3610 2.530
A．0.9N B．1N C．1.2N D．1.5N
3．如图所示是一根轻质粗细均匀的杠杆，支点为O并标有A、B、C、D四个点。

若要用它提起某一重物且最省力。

最合适的动力、阻力作用点应在（）
A．A和C B．D和C C．A和D D．B和D
4．人体的某些部分也可以看作杠杆，例如托起物体的前臂图．下列图中正确表示手的前臂所受动力和阻力的是图
A．B．
C．D．
5．如下图所示的四种机械提起同一重物，不计机械自重和摩擦，最省力的是
A．B．
C．D．
6．如图所示，斜面长3m，高0.6m，小明用绳子在6s内将重50N的物体从其底端沿斜面向上匀速拉到顶端，拉力F是15N。

下列说法中正确的是（）
A．斜面上的摩擦力是5N B．拉力所做的功是30J
C．拉力做功的功率是5W D．斜面的机械效率是80%
7．如图是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式（不计机械重和摩擦），其中所需动力最大的是（）
A．B．C．
D．
8．如图所示，在一水平地面上，木箱重600N，受到的摩擦力为300N，用力F拉动木箱使它在2秒钟的时间匀速直线运动了2m（不计滑轮重量及绳与滑轮间的摩擦），下列说法正确的是（）
A．拉力F的大小为100N
B．拉力F做功的大小为1200J
C．绳自由端移动了4m
D．拉力F的功率200W
9．如图所示甲、乙两种方式匀速提升重为100N的物体，已知滑轮重20N，绳重和摩擦力不计。

则（）
A．机械效率：η甲＞η乙B．机械效率：η甲＜η乙C．手的拉力：F甲＜F乙D．手的拉力：F甲＝F乙
10．郯城的公共自行车（如图）已遍及城区的各个地方，解决了群众出行“最后一公里”问题．下列有关公共自行车的说法，正确的是（）
A．车座宽大柔软是为了增大对人体的压强
B．轮胎的花纹是为了减小车轮与地面的摩擦
C．骑车时，自行车的脚踏板在水平位置时最省力
D．自行车对地面的压力和地面对自行车的支持力是一对平衡力
11．小明在探究影响滑轮组机械效率的因素时，猜想滑轮组机械效率与下列因素有关：①
被提升的物体的重力；②物体被提升的高度；③动滑轮的重力；④承重绳子的段数。

他用相同的滑轮设计了如图所示的两个滑轮组，将重物提升相同高度做对比实验来验证猜想，该实验验证的猜想是（）
A．①B．①②C．①②③D．①②③④
12．如图所示，保持杠杆在水平位置平衡，在其他条件不变的情况下，下列操作能使弹簧测力计示数变小的是（）
A．增加钩码的个数
B．将钩码悬挂点的位置向左移
C．保持拉力方向不变，将弹簧测力计向右移
D．保持弹簧测力计悬挂点的位置不变，使其向左倾斜
二、填空题
13．杠杆平衡状态时指杠杆处于____或者____。

若杠杆平衡时动力臂是阻力臂的2倍，则动力是阻力的____倍，使用此类杠杆缺点是_____（选填“费力”或“费距离”）；若此杠杆受到的阻力是60牛，则当动力应为____牛，杠杆才能处于平衡状态。

14．钓鱼是许多人喜爱的一种休闲活动，如图所示．当有鱼上钩时．鱼竿会被拉弯．说明力能改变物体的______；起鱼时，若其它条件不变．鱼竿长度越长，手提鱼竿的力越
______．鱼竿属于_________杠杆（选填“省力”“费力”或“等臂”）
15．如图所示，不计绳子、滑轮的重力及它们之间的摩擦，当用大小为10N的拉力F拉重50N的物体时，物体恰好以v＝2m/s的速度沿水平面做匀速直线运动，此时物体受到水平面的摩擦力为________N，将拉力F增大为20N时，物体受到水平面的摩擦力将________（填增大、减小或保持不变）。

16．如图所示，斜面长5m、高1m，工人用沿斜面方向、大小为400N的力把重1600N的木箱匀速推到车上，推力做的功是______J，斜面的机械效率是______，斜面对木箱的摩擦力为______N。

17．生活处处有物理，留心观察皆学问。

你知道吗？吸钢笔水时，先用手捏笔胆排出里面的空气，松手后墨水在___________的作用下进入笔胆；高铁站设有黄色警戒线，人必须站在安全线之外，这是因为流体中，流速大的地方压强___________；钥匙插入锁孔转动开锁时，钥匙就相当于一个___________（选填“杠杆”、“滑轮”或“轮轴”）。

18．如图所示，在水平拉力F作用下，使重40N的物体A沿水平方向匀速移动5m，物体A受到地面的摩擦力为5N，不计滑轮、绳子的重力及滑轮与绳子之间的摩擦力，拉力Ｆ的大小为___________N，拉力F做的功为___________J。

19．如图所示是剪高处树枝的剪刀，将其套在一个竹竿上拉动绳子一端就可以剪下高处的树枝。

这个剪刀上的滑轮属于一个___________（填“定滑轮”或“动滑轮”），它可以起到________的作用；剪刀的刀口做得非常锋利，目的是为了_________。

20．如图所示，搬运工人用滑轮将重为500N的重物匀速提升4m，所用拉力为300N。

已知滑轮重80N，则此过程中工人所做的额外功是______J，滑轮的机械效率为______，若提升的重物增加，滑轮的机械效率将______（选填“增大”、“减小”或“不变”）。

三、解答题
21．如图所示的滑轮组中，动滑轮重1N，小强用6N的拉力F通过该滑轮组将重10N物体以0.2m/s的速度沿竖直方向匀速提升0.4m。

此过程中，求
(1)额外功；
(2)拉力的功率；
(3)该滑轮组机械效率。

22．如图所示，O为轻质杠杆AB的支点，杠杆上表面宽度为10cm，OA=OB=2cm，边长为20cm、质量为1.6k g的正方体Q放在支点的正上方，这时杠杆水平，g取10N/kg，求：（1）正方体Q对杠杆的压力；
（2）正方体Q对杠杆表面的压强；
（3）重为20N物块M用一不可伸长的细线系于OB的中点C，正方体Q从支点开始往左运动多远时，物块M刚好离开地面且使杠杆AB静止于水平位置？
23．如图所示，搬运工人用200N的拉力（方向不变）将木箱匀速提升4m，用了20s，木箱重360N，动滑轮重20N。

求：
(1)此过程中额外功为多大？
(2)拉力的功率为多大？
(3)该装置的机械效率为多大？
24．小刚学习了简单机械之后，在实验室组成如图所示装置，研究利用杠杆和滑轮改变力的大小的问题。

已知滑轮C、D和E的重均为2N；轻质杠杆AB可绕O点在竖直平面内转动，且AO∶OB=3∶5；乙是一个装有适量沙子的小桶，改变小桶中沙子的质量并调整拉力
F的大小，可使杠杆静止在水平位置。

当小桶和沙子的总质量为200g，杠杆在水平位置平
衡时，甲对水平地面的压力的大小等于其受到重力的2
3。

绳的质量、滑轮与轴的摩擦、杠
杆与轴的摩擦均忽略不计，g取10N/kg。

求：
(1)当小桶和沙子的总质量为200g，杠杆在水平位置平衡时，拉力F的大小；
(2)可维持杠杆在水平位置平衡的小桶和沙子的最大总质量。

25．建筑工地上，工人用如图所示的装置在10s内将重为600N的物体匀速向上提升了
3m，他对绳的拉力为400N。

求：
(1)他做的有用功；
(2)拉力的功率；
(3)滑轮组的机械效率。

26．如图，物体重180 N，动滑轮重20 N，绳重和摩擦不计。

人在绳子末端拉力F的作用下，使物体10s时间上升了3m高度。

求:
(1)拉力F；
(2)拉力做功的功率；
(3)动滑轮的机械效率。

【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除
一、选择题 1．B 解析：B
某人用150N 的力提起了500N 的重物，如果使用滑轮，需要至少4股绳子承担物重，即至少是两个动滑轮和一个定滑轮。

使用杠杆时，只需要动力臂是阻力臂的10
3
倍，即100厘米的动力臂。

因此ACD 均不符合题意，B 符合题意。

故选B 。

2．A
解析：A
由图象知：由3段绳子承担物重，即n =3，若不计摩擦力，根据F =1
n
（G+G 动），带入第一组数据得：动滑轮的重力：
G 动=3F-G =3×1.0N-2N=1N ，
由于摩擦力的存在，所以动滑轮的重力应该小于1N ； 故选A 。

3．B
解析：B
由杠杆平衡条件F 1l 1=F 2l 2可知，在阻力一定时，动力臂越长、阻力臂越短，动力越小；已知图中支点在O 点，OD 最长应为动力臂，OC 最短应为阻力臂，所以D 点是最合适的动力作用点，C 点是阻力作用点。

故B 符合题意。

4．B
解析：B
O 为支点，由于物体的重力为竖直向下，且作用在手上，所以物体对前臂的力为阻力F 2竖直向下，物体在此位置平衡，动力与阻力又在支点同侧，方向须相反为竖直向上，则股二头肌对前臂的力为动力F 1竖直向上，如B 选项图所示．故选B ．
5．D
解析：D
根据题意知道，在不计机械自重和摩擦的条件下使用的简单机械； A ．图的杠杆提升重物时，由于动力臂小于阻力臂，所以是费力杠杆，即 F ＞G ；
B ．用图中的杠杆提升重物时，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆，即 F=G ；
C ．图中滑轮组承担物重的绳子的有效股数是： n =2，
所以，绳端的拉力是：
1
2
F G
；
D ．图中滑轮组承担物重的绳子的有效股数是： n =3
所以，绳端的拉力是：
1
3
F G =；
综上所述，只有D 图中的机械最省力．
6．A
解析：A B ．拉力所做的功
15N 3m=45J W Fs ==⨯总
故B 错误； C ．拉力做功的功率
45J
=7.5W 6s
W P t =
=总 故C 错误； D ．有用功
50N 0.6m=30J W Gh ==⨯有用
斜面的机械效率
30J 100%=100%66.7%45J
W W η=
⨯⨯=有用总 故D 错误； A ．额外功
45J 30J 15J W W W =-=-=额外总有用
斜面上的摩擦力
15J
=5N 3m
W f s
=
=
额外 故A 正确。

故选A 。

7．C
解析：C
A ．不计机械重和摩擦，由图可知
1×4m=?2m F G
所以
12
G
F =
B.滑轮组由三段绳子承担，所以23
G F =
；
C ．由图3知，使用的是定滑轮，所以F 3＝G ；
D ．根据杠杆的平衡条件
()43F L L G L ⨯+=⨯
所以
44
G F =
由以上分析得F 3＞F 1＞F 2＞F 4。

故选C 。

8．C
解析：C
A ．由图知，n ＝2，不计滑轮重及绳与滑轮间的摩擦，则拉力
11
=300N 150N 22
F ＝
f ⨯= 故A 错误； B ．拉力F 做功
2150N 22m 600J W Fs F s =⨯⨯⨯物＝＝＝
故B 错误；
C ．绳自由端移动的距离
222m 4m s s ⨯物＝＝＝
故C 正确； D ．拉力F 的功率
600J
=300W 2s
W P t =＝
故D 错误。

故选C 。

9．A
解析：A
AB ．如图所示，甲图使用定滑轮，不计绳重和摩擦机械效率100%，乙图使用动滑轮，提升动滑轮要做额外功，所以η甲＞η乙，故A 符合题意，B 不符合题意； CD ．甲图使用定滑轮，手的拉力
F 甲=
G =100N
乙图使用动滑轮，手的拉力
100N 20N 60N 22
G G F ++=
==动乙 故CD 都不符合题意。

故选A 。

10．C
解析：C
A．车座宽大柔软，是在压力一定时，通过增大受力面积来减小压强，故A不符合题意；B．轮胎表面的花纹，是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力，故B
不符合题意；
C．在水平位置时，力和力臂垂直，此时动力臂最长，蹬下时越省力，所以在水平位置时，自行车的脚踏板最省力，故C符合题意；
D．静止在水平地面上的自行车对地面的压力和地面对自行车的支持力是作用在不同物体上的两个力，即不是一对平衡力，故D不符合题意．
11．A
解析：A
如图所示，两动滑轮的重力相同，承重绳子段数相同，重物上升的高度相同，所提升的物体重力不同，由控制变量法可知，该实验验证的猜想是滑轮组的机械效率与被提升的重物重力的关系，故A符合题意，BCD不符合题意。

故选A。

12．C
解析：C
A．增加钩码的个数时，阻力变大，阻力臂、动力臂都不变，由F1L1=F2L2可知，弹簧测力计的示数变大，故A不符合题意；
B．将钩码悬挂点的位置向左移时，阻力不变，阻力臂变大，动力臂不变，由F1L1=F2L2可知，弹簧测力计的示数变大，故B不符合题意；
C．保持拉力方向不变，将弹簧测力计向右移时，阻力、阻力臂都不变，动力臂变大，由F1L1=F2L2可知，弹簧测力计的示数变小，故C符合题意；
D．保持弹簧测力计悬挂点的位置不变，使其向左倾斜时，阻力、阻力臂都不变，动力臂减小，由F1L1=F2L2可知，弹簧测力计的示数变大，故D不符合题意。

故选C。

二、填空题
13．静止绕支点匀速转动费距离30
解析：静止绕支点匀速转动1
2
费距离30
[1][2]杠杆的平衡状态是指杠杆处于静止状态或绕支点匀速转动的状态，由于杠杆是否匀速转动不容易判断，所以在研究杠杆的平衡条件时，我们一般要求使杠杆保持水平平衡的状态；
[3]4[]已知杠杆的动力臂为阻力臂2倍，所以由杠杆的平衡条件公式F1L1=F2L2可知，动力
是阻力的1
2
倍，因此该杠杆的特点是省力费距离；
[5]若该杠杆受到的阻力为F2=60N，则动力：
F1=1
2
F2=
1
2
×60N=30N。

14．形状大费力
解析：形状 大 费力
当有鱼上钩时，鱼对鱼竿的拉力会使鱼竿变弯，说明力改变物体的形状；鱼竿在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆．若其他条件不变，鱼竿长度越长，阻力臂增大，而动力臂不变，由杠杆平衡条件可知，动力增大，即手提鱼竿的力越大；鱼竿在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；
15．保持不变【解析】
解析：保持不变
【解析】
(1)物体受力如图所示，物体做匀速直线运动，处于平衡状态，由平衡条件得：f =F +F =10N+10N=20N ；
(2)当拉力增大为20N 时，物体与地面的接触面材料、粗糙程度、物体与地面间的压力不变，因此物体与地面间的滑动摩擦力保持不变，仍为20N.
16．8080
解析：80% 80
[1]推力做的功是
W =Fs =400N×5m=2000J
[2]推力做的有用功为
W 有用=Gh =1600N×1m=1600J
斜面的机械效率是
1600J 80%2000J
W W η=
==有用 [3]推力做的额外功为 W 额外=W -W 有用=2000J-1600J=400J
斜面对木箱的摩擦力为
400J 80N 5m
W f s ===额外
17．大气压（或大气压强）小轮轴
解析：大气压（或大气压强） 小 轮轴
[1]排出笔胆中的空气后，笔胆内气压减小，小于外界大气压，于是墨水在大气压的作用下进入笔胆。

[2]当高铁驶进站台时，会带动人和车之间的空气流动速度加快，此时人外侧的空气流动速
度慢，根据流体压强与流速的关系可知：人外侧空气流速小压强大，而内侧流速大压强小，这个压强差会产生一个向内侧的压力差，将人推向火车，易出现危险。

[3]钥匙使用时拧动钥匙柄时锁芯跟着转动，钥匙柄相当于轮，锁芯相等于轴，故钥匙相当于一个轮轴。

18．10N25
解析：10N 25
[1][2]拉力F 作用在动滑轮的轴上，不省力，故拉力为
F =2f =2×5N=10N
物体沿水平方向匀速移动5m ，拉力移动距离
115m 2.5m 22
s s '=
=⨯= 拉力F 做的功 W =Fs =10N×2.5m=25J
19．动滑轮省力增大压强
解析：动滑轮 省力 增大压强
[1][2]剪刀上的滑轮可以随着剪刀一起运动，所以是动滑轮。

动滑轮有省力的特点，但是费距离。

[3]剪刀的刀口做得非常锋利，减小了受力面积，从而增大了压强。

20．833增大
解析：83.3% 增大
[1]工人做的有用功
W 有用=Gh =500N ×4m=2000J
因为使用的是动滑轮，所以拉力移动的距离
s =2h =2×4m=8m
工人做的总功
W 总=Fs =300N ×8m=2400J
所以
W 额外=W 总-W 有用=2400J-2000J=400J
[2]由W W η=有总
知道，滑轮的机械效率 2000J 100%=100%83.3%2400J
W W η=⨯⨯=有总 [3]由图知道，()12
F G G =+物动，故由W W η=有总知道，滑轮的机械效率 ()1==12221W G h G h G W F h G h G G G G G η++===⨯⨯+动物动有物物物总物动物
由此可知，若提升的重物增加，则滑轮的机械效率将增大。

三、解答题
21．(1)0.8J ；(2)2.4W ；(3)83.3%
解：(1)总功为
6N 20.4m=4.8J W Fnh ==⨯⨯总
有用功为
10N 0.4m 4J W Gh ==⨯=有
额外功为
- 4.8J-4J=0.8J W W W =额总有=
(2)拉力的功率
0.2m/s=2.4W 6N 2P Fnv ==⨯⨯
(3)该滑轮组机械效率
4J 100%100%83.3%4.8J
W W η=
⨯=⨯≈有总 答：(1)额外功0.8J ；
(2)拉力的功率2.4W ； (3)该滑轮组机械效率83.3%。

22．（1）16N ；（2）2810Pa ⨯；（3）1.25cm
【分析】
（1）正方体Q 对杠杆的压力等于其重力。

（2）已知正方体Q 的边长为，结合杠杆上表面宽度得出两物体的实际接触面积，即受力面积，根据F p S
=求出，正方体Q 对杠杆表面的压强。

（3）设正方体Q 从支点开始往左运动L 处时，物块M 刚好离开地面且使杠杆AB 静止于水平位置，此时绳子作用在C 的力即为M 的重力，根据杠杆的平衡条件求出L 。

解：(1)正方体Q 对杠杆的压力
1.6kg 10N/kg=16N F G mg ===⨯
(2)边长为20cm 的正方体Q ，因杠杆上表面宽度为10cm ，故受力面积为
2-2210cm 20cm=200cm =210m S =⨯⨯
正方体Q 对杠杆表面的压强
2-2216N =810Pa 210m
F p S ==⨯⨯ (3)设正方体Q 从支点开始往左运动L 处时，物块M 刚好离开地面且使杠杆AB 静止于水平位置，此时绳子作用在杠杆C 的力为
'120N F G ==
根据杠杆的平衡条件可得
12
OB F L F ⨯=⨯
则 120N 2cm =1.25cm 2216N
F OB L F ⨯⨯==⨯ 答：(1)正方体Q 对杠杆的压力为16N ；
(2)正方体Q 对杠杆表面的压强为2810Pa ⨯；
(3)重为20N 物块M 用一不可伸长的细线系于OB 的中点C ，正方体Q 从支点开始往左运动1.25cm ，物块M 刚好离开地面且使杠杆AB 静止于水平位置。

23．(1)160J ；(2)80W ；(3)90%
【分析】
(1)利用W =Gh 求拉力做的有用功；由图知，使用的是动滑轮，n =2，拉力端移动的距离s =2h ，利用W =Fs 求拉力做的总功；而W 总=W 有+W 额，据此求拉力做的额外功；
(2)利用W P t
=求拉力做功的功率； (3)动滑轮的机械效率等于有用功与总功之比。

(1)此过程中的有用功
W 有=G 木箱h =360N×4m=1440J
由图知，使用的是动滑轮，n =2，拉力端移动的距离
s =2h =2×4m=8m
拉力做的总功
W 总=Fs =200N×8m=1600J
因W 总=W 有+W 额，则额外功为
W 额=W 总−W 有=1600J−1440J=160J
(2)拉力做功的功率
1600J 80W 20s
W P t =
==总 (3)动滑轮的机械效率 1440J 100%100%90%1600J
W W η=⨯=⨯=有总 答：(1)此过程中额外功为160J ；(2)拉力功率为80W ；(3)此时动滑轮的机械效率为90%。

24．(1) 10N ；(2) 740g
(1)小桶和沙子的总重力是
0.2kg 10N/kg 2N G mg ==⨯=
故D 对B 点的拉力是
D 22N 22N 6N B F G G =+=⨯+=
据杠杆平衡条件
A B F OA F OB ⨯=⨯
故
10N B A F OB F OA
⨯== 对于滑轮C 来说是一个动滑轮，E 是一个定滑轮，故AC 拉力是10N ，所以F 的拉力也是10N 。

(2)据(1)可知，此时A 点所受的拉力是10N ，此时把滑轮C 和甲看作一个整体，受到三个力的作用，即向上的拉力、地面对整体的支持力和向下的重力，即
G F F =+总拉支持力
即 C 210N 23
G G F F G +=+=⨯+
甲甲拉支持力 即 22N 10N 23
G G +=⨯+甲甲 故G 甲=54N ；当甲对地面的压力是0时，即此时
C 2A F G G =+甲
故F A =28N ；据A B F OA F OB ⨯=⨯，所以
16.8N A B F OA F OB
⨯=
= 故此时 D 216.8N G G +=沙子和桶
故G 沙子和桶=7.4N ；据G mg =可知
7.4N =0.74kg=740g 10N/kg
G m g == 答：(1)当小桶和沙子的总质量为200g ，杠杆在水平位置平衡时，拉力F 为10N 。

(2)可维持杠杆在水平位置平衡的小桶和沙子的最大总质量为740g 。

25．(1)1800J ；(2)240W ；(3)75%
(1)拉力做的有用功
W 有=Gh =600N×3m=1800J
(2)由图知，n =2，拉力移动距离
s =2h =2×3m=6m
拉力做的总功
W 总=Fs =400N×6m=2400J
拉力做功的功率
2400J 10s
W P t =
=总=240W (3)滑轮组的机械效率
1800J =
=2400J
W W η有总=75% 答：(1)他做的有用功是1800J ；
(2)拉力的功率是240W ；
(3)滑轮组的机械效率是75%。

26．（1）100N ；（2）60W ；（3）90%
(1)由图知道，使用的是动滑轮，n =2，不计绳重和摩擦，则拉力
180N+20N 100N 22
G G F +=
==物动 (2) 拉力移动的距离 s=2h =2×3m=6m ，
拉力做的总功
W 总=Fs=100N ×6m=600J
拉力做功功率
600J 60W 10s
W P t =
== (3)人所做的有用功 W 有用=Gh =180N×3m=540J 由W W η=有总
知道，动滑轮的机械效率 540J 100%=100%90%600J
W W η=⨯⨯=有总 答：(1)拉力大小是100N ；
(2)拉力做功的功率是60W ；
(3)动滑轮的机械效率90%。