2022年人教版八年级物理下册第十二章-简单机械综合测评试卷(含答案详细解析)

人教版八年级物理下册第十二章-简单机械综合测评
考试时间：90分钟；命题人：物理教研组
考生注意：
1、本卷分第I卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，满分100分，考试时间90分钟
2、答卷前，考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级填写在试卷规定位置上
3、答案必须写在试卷各个题目指定区域内相应的位置，如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用涂改液、胶带纸、修正带，不按以上要求作答的答案无效。

第I卷（选择题 30分）
一、单选题（10小题，每小题3分，共计30分）
1、如图所示用三个力沿不同的方向拉绳子，则（）
A．F1最大B．F2最大C．F3最大D．一样大
2、关于机械效率的问题，下列说法中正确的是()
A．做功越多，机械效率一定越高
B．单位时间内做功越多，机械效率一定越高
C．省力越多的机械，机械效率一定越高
D．额外功在总功中所占比例越小，机械效率一定越高
3、如图所示的斜面长s为3m，高h为0.6m，建筑工人用绳子在6s内将重500N的物体从其底端沿斜
面向上匀速拉到顶端，拉力是150N，（忽略绳子的重力）则下列说法正确的是（）
A．物体运动时所受摩擦力是150N
B．拉力所做的功是300J
C．拉力的功率是75W
D．斜面的机械效率是80％
4、如图所示，小明先后用F1、F2、F3的力匀速拉起重物，若摩擦不计，则（）
A．F1大于F2B．F1大于F3C．F1等于F2D．F2小于F3
5、两个滑轮完全相同，分别用如图所示的两种方式，将相同的物体以相同的速度匀速提升相同的高度，不计摩擦和绳重，则下列判断中正确的是（）
A．两次绳端移动的速度相等
B．F甲所做的功小于F乙所做的功
C．F甲做功的功率等于F乙做功的功率
D．甲装置的机械效率小于乙装置的机械效率
6、一个滑轮组经改进后，机械效率比原来大大提高，用该滑轮组将同一物体匀速提升同样的高度，与改进前相比（）
A．总功不变，但额外功减少了
B．总功不变，有用功增加了
C．有用功不变，总功减少了
D．做的有用功减少了
7、如图所示，重力不计的杠杆可绕O点无摩擦转动，在A端用轻质细绳悬挂一质量为200g的物体M，同时在B点施加一个始终垂直于杠杆的拉力F B，杠杆绕O点匀速转动到虚线位置，OA＝3m，AB＝1m。

下列说法正确的是（）
A．杠杆拉至与墙面夹角为30°时，F B＝3N
B．拉力F逐渐变大
C．杠杆绕O点缓慢转动到水平位置时拉力F B做的功为3J
D．此过程中，F B最大值为3N
8、有三个相同的杠杆，杆上每小格为0.1m，在杆上相同的位置挂有重力都为G的物体。

三个杠杆分别在F1、F2、F3的作用下处于水平平衡状态，如图所示，这三个力中最大的是（）
A．B．C．D．无法判断
9、下列杠杆中属于费力杠杆的是（）
A．剪刀剪厚纸B．起子开瓶
C．镊子夹物D．钳子剪导线
10、如图所示，使用下列工具时，可以省距离的是（）
A．镊子B．钳子
C．起子D．剪子
第Ⅱ卷（非选择题 70分）
二、填空题（5小题，每小题4分，共计20分）
1、指出下列实物属于哪种简单机械：（1）旗杆上的小轮是______，（2）钓鱼竿是______，（3）撬铁路枕木上道钉的道钉撬是______。

2、如图所示的四个滑轮组中，图________可省一半力，图____最费力，图____和图___用力大小一样。

3、如图所示，—轻质杠杆可绕O点转动，A点处挂上一重物，B点处用弹簧秤竖直向上拉着，杠杆恰在水平位置平衡，若弹簧秤示数为9牛，则物体重力为______牛。

4、将一个重为4.5N的物体沿斜面从底端匀速拉到顶端（如图所示）。

已知斜面长1.2m，高为0.4m，沿斜面向上的拉力大小为 2N（物体的大小可忽略不计）。

则在上述过程中有用功为 ___________J，机械效率为 ___________，斜面对物体的摩擦力为 ___________N。

5、大量的实验和理论研究表明，使用任何机械都不能 __，同一个滑轮组在不同的做功过程中机械效率是 __（选填“相同”或“不同” )的，用滑轮组提起一袋水泥，提高机械效率的一个有效措施是__。

三、计算题（5小题，每小题10分，共计50分）
1、如图所示是某起重机上的滑轮组。

当竖直向上匀速吊起8100N的物体时，滑轮组的机械效率为90%。

若物体在10s内上升5m，不计绳重和一切摩擦。

求：
（1）起重机所做的有用功；
（2）绳端的拉力F做功的功率；
（3）若吊起9000N物体匀速提升2m时，拉力所做的功是多大？
2、如图所示，小明家在装修，为了帮爸爸把重力为1000N的木箱搬到1.5m高的卡车车厢里，他将一块5m长的木板搁在地面与车厢之间构成一个斜面，将木箱拉至斜面顶端，若斜面的机械效率为75%，求：
（1）小明所做的有用功；
（2）沿斜面方向的拉力；
（3）木箱受到的摩擦力。

3、有一根绳子，通过如图甲所示的滑轮组，能够提起的最重物体是A，物体再重绳子将断裂（不计绳重和摩擦）。

求：
（1）将A匀速提高2m做的有用功为740J，则物重G A=？
（2）若此时滑轮组机械效率为92.5%，人的体重为600N，每只脚与地面接触面积为2×10﹣2m2，则人对地面的压强p地=？
（3）若用这根绳子和这些滑轮，组成图乙所示滑轮组，利用它从水中缓慢匀速提起（不计水的阻力）一个边长为3×10﹣1m的正方体B，当提到B的下表面所受水的压强为2×103Pa时，绳子断裂。

则正方体B的密度ρB=？
4、如图所示，轻质杠杆的支点为O，力臂OA＝1m，OB＝4m，在A端挂一体积为1m3的物体G，B端施加一竖直向下、大小为100N的拉力，杠杆恰能在水平位置平衡；求物体G所受重力。

5、如图所示，甲工人用水平推力F甲推动重为750N的货物，在水平路面上匀速移动2m至仓库门口A 处，用时10s，此过程中甲工人做功的功率P甲＝60W；乙工人接着使用滑轮组拉动该货物在同样的路面上匀速移动4m到达指定位置B，拉力F乙为125N；求：
（1）甲工人做的功；
（2）乙工人所做的有用功；
（3）该滑轮组的机械效率。

---------参考答案-----------
一、单选题
1、C
【解析】
【详解】
过支点做F 1、F 2、F 3作用线的垂线段，即为力臂，然后比较力臂的大小，从而确定出力的大小；如图所示：从图中可得
l 1＞l 2＞l 3
根据杠杆平衡条件1122Fl F l 可知，用动滑轮拉同一重物G ，阻力和阻力臂乘积为定值，沿三个不同方向，用的拉力大小关系是
F 1＜F 2＜F 3
故选C 。

2、D
【解析】
【详解】
A ．做功多，有用功不一定多，有用功占总功的比例不一定高，所以机械效率不一定高，故A 错误；
B ．机械效率是有用功占总功的比例与单位时间内做功多少无关，故B 错误；
C ．省力多的机械的机械效率偏低，如斜面，斜面越陡，越费力，机械效率越高，故C 错误；
D ．额外功在总功中所占比例越小，说明有用功在总功中所占的比例越大，机械效率就越高，故D 正确。

故选D 。

3、C
【解析】
【详解】
A ．根据题意
W W W +=总有额外
可得
Fs Gh fs =+
则
150N 3m 500N 0.6m 3m f ⨯=⨯+⨯
所以50N f =，故A 错误；
B ．根据题意，由W Fs =可得
150N 3m=450J W Fs ==⨯总
故B 错误；
C ．根据题意，由W
P t =可得
450J 75W 6s W P t =
==总 故C 正确；
D ．根据题意，由W Gh =有，对物体所做的有用功为
500N 0.6m 300J W Gh ==⨯=有 由效率公式100%W W 有
总η=⨯可得
300J 100%100%66.7%450J
W W η=⨯=⨯≈有总 故D 错误。

故选C 。

4、C
【解析】
【详解】
使用定滑轮时，若摩擦不计，绳子自由端的拉力等于物重。

即
F 1=F 2=F 3=G
定滑轮只起到了改变拉力方向的作用，而对力的大小并未造成影响。

故选C 。

5、B
【解析】
【详解】
A ．由图可知，甲图为定滑轮，绳端移动的速度
v 1＝v 物
乙图为动滑轮，绳端移动的距离
v 2＝2v 物
故A 错误；
B ．F 甲、F 乙将重力相同的物体匀速提升相同的高度，根据
W 有用＝Gh
可知两种情况下做有用功相同；不计摩擦和绳重，由于乙方式需要对动滑轮做额外功，根据
W 总＝W 有用+W 额外
可知：F 甲做的功小于F 乙做的功，即
W 甲＜W 乙
故B 正确；
C ．以相同的速度匀速提升相同的高度，所以所用时间相同，根据W P
t =可知：F 甲做功的功率小于F 乙
做功的功率，即 P 甲＜P 乙
故C 错误；
D ．不计摩擦和绳重，因甲中拉力的功等于克服重力的功，故甲中没有额外功，故机械效率为100%，而乙中由于要拉动动滑轮，故克服动滑轮重力所做的功为额外功，效率小于100%，故甲的机械效率大于乙的机械效率；故D 错误。

故选B 。

6、C
【解析】
【详解】
由于把同一物体匀速提升同样的高度，所以，利用滑轮组做的有用功相同，由于改装后的机械效率高，所以，由有
总=W W η知道，改装后利用滑轮组做的总功减少，又因为
W 总＝W 有+W 额
所以，改装后利用滑轮组做的额外功减少，综上所述，故ABD 错误，C 正确。

故选C 。

7、D
【解析】
【详解】
AD ．当杠杆转到水平位置时拉力最大，由杠杆平衡条件1122F l F l ⨯⨯＝可得
B F OB G OA ⨯⨯＝
又
3m-1m 2m OB OA AB -＝＝＝
0.2kg 10N/kg 2N G mg ⨯＝＝＝
所以有
2m 2N 3m B F ⨯⨯＝
解得
3N B F ＝
故A 错误，D 正确；
BC ．由于阻力臂先增大后减小，拉力也是先增大后减小，当杠杆转到水平位置时，拉力做的功等于克服物体重力做功为
cos300.2kg 10N/kg 3m 0.866=5.196J W mg OA =⨯︒=⨯⨯⨯
故BC 错误。

故选D 。

8、C
【解析】
【分析】
【详解】
根据杠杆平衡条件1122Fl F l =可知：力臂最小的力最大；C 的力臂最小，所以F 3最大。

故ABD不符合题意；C符合题意。

故选C。

9、C
【解析】
【详解】
A．剪厚纸的剪刀支点的位置离刀口更近，动力臂更大，阻力臂更小，根据杠杆平衡条件，动力小于阻力，属于省力杠杆。

故A不符合题意；
B．起子开瓶时，支点在瓶盖的中间位置，阻力在瓶盖边缘，动力作用在起子的手柄上，动力臂大于阻力臂，根据杠杆平衡条件，动力小于阻力，属于省力杠杆。

故B不符合题意；
C．镊子夹物时，支点在末端，阻力在物体处，动力在中间，动力臂小于阻力臂，根据杠杆平衡条件，动力大于阻力，属于费力杠杆。

故C符合题意；
D．钳子剪导线时，支点离导线更近，离手的动力作用线更远，动力臂大于阻力臂，根据杠杆平衡条件，动力小于阻力，属于省力杠杆。

故D不符合题意。

故选C。

10、A
【解析】
【详解】
A．镊子是费力杠杆，特点是省距离但费力，故A符合题意；
B．钳子是省力杠杆，特点是省力但费距离，故B不符合题意；
C．起子是省力杠杆，特点是省力但费距离，故C不符合题意；
D．剪子是省力杠杆，特点是省力但费距离，故D不符合题意。

故选A。

二、填空题
1、定滑轮费力杠杆省力杠杆
【解析】
【详解】
（1）[1]旗杆上的小轮是定滑轮，定滑轮是等臂杠杆；
（2）[2]钓鱼竿的动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；
（3）[3]道钉撬的动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。

2、 （b ） （c ） （a ） （d ）
【解析】
略
3、6
【解析】
【详解】
由图可知动力力臂10.4m l =，阻力力臂
20.4m 0.2m 0.6m l =+=
由1122Fl F l =可得阻力为
11229N 0.4m 6N 0.6m F l F l ⨯=
== 由阻力为6N 可知物体的重力为6N 。

4、 1.8 75% 0.5
【解析】
【详解】
[1]拉力做的有用功
W 有=Gh =4.5N×0.4m=1.8J
[2]拉力做的总功
W 总=Fs =2N×1.2m=2.4J
斜面的机械效率
1.8J 100%75%
2.4J W W η==
⨯=有
总 [3]拉力做的额外功
W 额=W 总-W 有=2.4J-1.8J=0.6J
由
W 额=fs
可得斜面对物体的摩擦力
0.6J 0.5N 1.2m
W f s ===额
5、 省功 不同 减小动滑轮的重力
【解析】
【详解】
[1]使用任何机械都不省功，这个结论叫做功的原理。

所以，大量的实验和理论研究表明，使用任何机械都不能省功。

[2]滑轮组在做功过程中机械效率是
()()111G G G W G G nh n Gh Gh G W s G
F η++==+===有总动动动 所以，同一个滑轮组在不同的做功过程中机械效率是不同。

[3]由
11
G G η=+动
知道，用滑轮组提起一袋水泥，提高机械效率的一个有效措施是减小动滑轮的重力。

三、计算题
1、（1）44.0510J ⨯；（2）34.510W ⨯；（3）19800J
【详解】
解：（1）起重机所做的有用功
48100N 5m 4.0=510J W Gh ⨯⨯==有
（2）起重机所做的总功为
444.0510J 104.5%J 90W W η==⨯⨯=有
总 绳端的拉力F 做功的功率
4310J 4.5 4.510s
10W W P t ⨯⨯=== （3）当竖直向上匀速吊起8100N 的物体时，根据
100%=100%==90%W G h G W G h G h G G η=⨯⨯++有
物物总物动物动
动滑轮物重为
118100N 900N 99
G G ==⨯=动物 若吊起9000N 物体匀速提升2m 时，拉力为
()11=(9000N 900N)3300N 33
F G G =+⨯+=物动 拉力所做的功是
=3300N 32m 19800J W Fs =⨯⨯=总
答：（1）起重机所做的有用功44.0510J ⨯；
（2）绳端的拉力F 做功的功率34.510W ⨯；
（3）拉力所做的功是19800J 。

2、（1）1500J ；（2）400N ；（3）100N
【详解】
解：（1）木箱的重力G =1000N ，小明做的有用功
W 有用=Gh =1000N×1.5m=1500J
（2）由W W η=有用
总可得小明做的总功
1500J 2000J 75%
W W η===有用总
由W 总=Fs 可得拉力大小
2000J 400N 5m
W F s ===总
（3）克服摩擦力所做的额外功
W 额=W 总-W 有=2000J-1500J=500J
由W 额=fs 可得，物体和斜面之间的摩擦力
500J 100N 5m
W f s ===额
答：（1）小明所做的有用功为1500J ；
（2）沿斜面方向的拉力为400N ；
（3）木箱受到的摩擦力为100N 。

3、（1）370N ；（2）1×104Pa ；（3）2.8×103kg/m 3
【详解】
解：（1）物体的重力
740J 370N 2m
A W G h ===有用
（2）拉力做的总功
740J 800J 92.5%W W η
===有总用 绳子拉力
800J 200N 222m
W F h ===⨯有用
人对地面的压力
600N 200N=400N F G F ==地人﹣﹣
人对地面的压强
4-22400N =110Pa 2210m
F p S ==⨯⨯⨯压地 （3）正方体浸入水中的深度
333210Pa =0.2m 110kg/m 10N/kg
p h g ρ⨯==⨯⨯下水 正方体排开水的体积
21223310m 0.2m=1.810m V a h ==⨯⨯⨯﹣﹣排（）
正方体受到的浮力
3323110kg/m 10N/kg 1.810m =180N F gV ρ==⨯⨯⨯⨯﹣浮水排
动滑轮的重力
A 2200N 370N=30N G nF G ==⨯动﹣﹣
正方体的重力
3200N 30N+180N=750N B G n F G F ='+=⨯浮动﹣﹣
正方体的质量
750N 75kg 10N /kg
B B G m g === 正方体的体积
31323310m =2.710m B V a ==⨯⨯﹣﹣（）
正方体的密度
33B B 23B 75kg 2.810kg/m 2.710m
m V ρ-==≈⨯⨯ 答：（1）物体的重力为370N ；
（2）人对地面的压强为1×104
Pa ；
（3）正方体B 的密度为2.8×103kg/m 3。

4、400N
【详解】
解：根据杠杆平衡条件F 1L 1＝F 2L 2可知 F ×OB ＝G ×OA
100N×4m＝G ×1m
解得
G ＝400N
答：物体G 所受重力为400N 。

5、（1）600J ；（2）1200J ；（3）80%
【详解】
（1）由W
P t = 知道，甲工人做的功
W 甲＝P 甲t ＝60W×10s＝600J
（2）由W ＝F s 知道，甲工人的水平推力
600J ==300N 2m W F s =
甲甲甲 因为货物在水平路面上被匀速推动，所以，货物受到的推力和摩擦力是一对平衡力，则货物受到的摩擦力
f ＝F 甲＝300N
乙工人使用滑轮组拉动该货物在同样的路面上匀速移动4m 时，滑动摩擦力的大小不变，则乙工人所做的有用功
W 有＝f s 乙＝300N×4m＝1200J
（3）由图知道，滑轮组绳子的有效股数n ＝3，则滑轮组绳子自由端移动的距离
s ＝ns 乙＝3×4m＝12m
乙工人所做的总功
W 总＝F 乙s ＝125N×12m＝1500J
该滑轮组的机械效率
1200J 100%=
100%80%1500J W W η=⨯⨯=有
总 答：（1）甲工人做的功为600J ；
（2）乙工人所做的有用功为1200J ；
（3）该滑轮组的机械效率为80%。