青岛市中初中物理八年级下册第十二章《简单机械》测试卷(包含答案解析)

一、选择题
1．悬挂重物G的轻质杠杆，在力的作用下倾斜静止在如图所示的位置，若力施加在A 点，取小的力为F A，若力施加在B点或C点，最小的力分别为F B、F C，且AB=BO=OC。

下列选项中正确的是（忽略O点的位置变化）（）
A．F C<G B．F B=G C．F A>G D．F B>F C
2．简单机械与人类的生产活动息息相关，以下关于简单机械的说法中不正确的是（）A．定滑轮一定不省力也不费力
B．指甲剪是由两个费力杠杆和一个省力杠杆组成的
C．自行车把可以看作一个轮轴，可以省力，但是费距离
D．生活中的斜面机械效率达不到100%
3．如图所示，某工人在10s时间内将重为800N的物体提升2m，已知动滑轮的重为
100N，不计绳重和摩擦，则下列计算结果正确的是（）
A．人施加的拉力大小是300N B．绳端移动的距离是6m
C．滑轮组的机械效率是88.9%D．拉力的功率为160W
4．关于图中的简单机械，说法正确的是（）
A．图甲中的剪铁片剪刀的动力臂小于阻力臂，所以是省力杠杆；
B．图乙中旗杆顶端装有动滑轮，利用它来升国旗，可以改变力的方向；
C．利用图丙中的滑轮组提升重物，省功但费距离；
D．利用图丁中的滑轮组提升重物，省力又能改变力方向。

5．如图所示，粗细均匀的铁棒AB静止在水平地面上，小明用力F将铁棒从水平地面拉至竖直立起．此过程中，力F作用在B端且始终与铁棒垂直，则力F将（）
A．逐渐变大
B．逐渐变小
C．保持不变
D．先变小后变大
6．某人用同一滑轮组分别将重100N和200N的物体匀速提升5m，动滑轮重20N，绳重及摩擦不计，则以下说法错误
．．的是
A．人做的额外功两次相等
B．由于物体重量不同，因此两次滑轮组的机械效率不同
C．两次人所做的总功相同
D．前后两次绳自由移动的距离相等
7．如图所示，斜面长3m，高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．则下列说法正确的是
A．拉力做的额外功是150J
B．拉力的功率是50W
C．拉力所做的总功是300J
D．斜面的机械效率是80%
8．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．
9．关于机械效率，下面说法中正确的是（）
A．功率越大的机械，机械效率越高
B．机械效率越高的机械越省力
C．机械效率越低的机械，做的功就越少
D．由于有用功总小于总功，机械效率总小于1
10．如图，某人用轻质木棒挑着一重为G的物体，以下说法正确的是（）
A．把重物向后移动一小段距离，则手向下的压力会变小
B．肩膀位置向后移动一小段距离，则手向下的压力会变大
C．如果正确放置木棒，肩膀承受的力可以小于G
D．木棒不动手向前移动一点，肩膀承受的力会变小
11．如图，用滑轮组将600N的重物在10s内匀速提升了2m，动滑轮重为100N（不计绳重和摩擦），下列说法正确的是（）
A．绳子自由端的拉力是200N
B．绳子自由端拉力的功率是70W
C．滑轮组的机械效率是85.7%
D．提升重物的过程中所做的额外功是400J
12．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
二、填空题
13．如图所示，轻质杠杆AC可绕A点转动，在水平位置平衡，物体的重力方向为
________，这是一省力杠杆，若拉力F向左倾斜，此杠杆______（选填“有”或“没有”）可能变成等臂杠杆。

14．如图甲所示，物体A重为15N置于水平桌面上，在拉力F的作用下，5s内匀速直线运动了0.5m．图乙是拉力F做的功随时间变化的图像．已知物体A在水平桌面上运动时受到的摩擦阻力f为A物重G的0.2倍，则：拉力F=_____N；拉力F做功的功率P=_____W；滑轮组的机械效率η=_____．
15．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。

16．如图所示，往车上装重物时，常常用长木板搭个斜面，把重物沿斜面推上去.假设工人用3m长的斜面，把1200N的重物提高1m，若实际用力为500N，斜面的机械效率为
________，重物受到的摩擦力为____________N.
17．如图所示，重为9牛的物体挂在B处，O为轻质杠杆的支点，要想使杠杆保持水平平衡，若在F处施加的最小的力是_____牛，方向_____；若在H处施加9牛的力，此时，杠杆_____保持水平平衡（选填“一定”、“可能”或“一定不”）．
18．如图所示，一根粗细均匀的硬棒AB 被悬挂起来，已知8AB AO ，当在A 处悬挂240牛的重物G 时，杠杆恰好平衡，则杠杆受到的重力为______牛。

19．如图所示，利用滑轮组提升一个重为300N 的物块，需要拉力250N ．不计绳重和摩擦，其机械效率为_____，要使此滑轮组的机械效率达到75％，则需要提升重力为______N 的物体，此时需要拉力_______N
20．如图所示是电动传送机，传送带斜面长15m ，高7.5m ，每袋货物质量m =30kg 。

传送机匀速传送一袋货物到A 处所做的有用功为______J ，传送机工作时的机械效率是75%，则传送一袋货物所做的额外功是______J 。

（g 取10N/kg ）
三、解答题
21．在斜面上将一个重5N 的物体在10s 的时间内匀速拉到顶端（如图），沿斜面向上的拉力为2N ，s 为1.5m ，h 为0.3m 。

求：
(1)拉力做的功和功率；
(2)物体被拉上斜面的机械效率。

22．如图所示，是某建筑工地上常用的塔式起重机示意图。

在15s 的时间内，起重机将质量为0.5t 的水泥板竖直地从1楼匀速提升到了5楼，如果每层楼的高度是3m,g =10N/kg ，
那么：
(1)起重机提升水泥板做的功是多少？
(2)起重机对水泥板做功的功率是多少？
(3)如果起重机的机械效率是60%，起重机的电动机做了多少功？
23．如图所示，滑轮组在50N的拉力F的作用下，将重为120N的物体匀速提起2m的高度，用时10s，求：
(1)拉力做功的功率；
(2)滑轮组提升该重物时的机械效率；
(3)若克服绳重和摩擦做的额外功为20J，求动滑轮的重。

24．甲、乙是两个完全相同的均匀实心圆柱体，底面积是20cm2，重力都为5.4N。

甲放在水平地面上，细绳的一端系于圆柱体甲上表面的中央，另一端竖直拉着轻质杠杆的A端。

当把圆柱体乙悬挂在杠杆的B端时，杠杆在水平位置平衡，且AO∶OB=2∶1，如图1所示；当把圆柱体乙放入底面积为30cm2的薄壁圆柱形容器M中，将质量为450g的水注入容器，圆柱体乙刚好有四分之三体积浸在水中，水在容器中的深度为20cm，如图2所示。

（已知ρ水=1.0×103kg/m3）求：
(1)图1中A端细绳的拉力是多少？
(2)图1中圆柱体甲对地面的压强是多少？
(3)当圆柱体乙刚好有四分之三体积浸在水中时，所受到的浮力是多少N？
25．如图所示，体重为600N、双脚与地面接触面积为2
0.04m的乐乐站在水平地面上，他用500N的拉力在30s内将800N的重物匀速提升了3m。

不计绳重及绳与滑轮间的摩擦。

求：
(1)提升重物前，他对地面的压强。

(2)滑轮组的机械效率及动滑轮的重力。

(3)拉力做功的功率。

26．重力为690N的工人师傅利用图所示的装置将重力为720N的物体A从水中拉起来。

已知动滑轮重30N，若不计绳重及摩擦。

求：
(1)物体A匀速上升且未露出水面之前，若绳子对A的拉力为520N(不计水的阻力)，则物体A受到水的浮力是多少？
(2)物体A完全露出水面后，继续匀速上升时人对绳子自由端的拉力是多少？
(3)人拉着物体A在空中匀速上升时，若人与水平地面的接触面积为200cm2，则此时人对地面的压强有多大？
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一、选择题
1．A
解析：A
在阻力和阻力臂不变的情况下，动力臂越大，动力最小，根据力臂的定义可知，重力的方向竖直向下，重力的力臂要小于OB，由图可知，OA＞OB=OC，根据杠杆的平衡条件可知，F A、F B、F C都要小于G，由于OB=OC，则F B=F C，故BCD错误，A正确。

故选A。

2．A
A．定滑轮的实质是等臂杠杆，在实际生活中要考虑摩擦，将会费力，故A错误，A符合题意；
B．指甲剪既有省力杠杆也有费力杠杆，但其最终达到省力的目的，故B正确，B不符合题意；
C．自行车的车把实质是省力杠杆，省力但是费距离，故C正确，C不符合题意；
D．使用任何机械都要做额外功，所以生活中的斜面机械效率达不到100%，故D正确，D 不符合题意。

故选A。

3．C
解析：C
由图可知通过动滑轮绳子的段数是2段。

A．不计绳重和摩擦，绳子自由端的拉力
F=1
2
(G+G动)=
1
2
×(800N+100N)=450N
故A错误；
B．绳子自由端移动的距离
s=2h=2×2m=4m
故B错误；
C．有用功
W有=Gh=800N×2m=1600J 总功
W总=Fs=450N×4m=1800J 滑轮组的机械效率
η=
1600J
=
1800J
W
W
有
总
≈88.9%
故C正确；D．拉力的功率
P=
1800J
10s
W
t
总=180W
故D错误。

故选C。

4．D
解析：D
A．剪铁片剪刀使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A错误；
B．图乙中旗杆顶端装有定滑轮，利用它来升国旗，可以改变力的方向，故B错误；C．使用任何机械都不省功，故C错误；
D．利用图丁中的滑轮组提升重物既省力又能改变力的方向，使用方便，故D正确。

5．B
【解析】
如下图所示： 在抬起的过程中，阻力F 2 不变，F 与铁棒始终垂直，所以动力臂l 1 不变，由于铁棒的位置的变化，导致了阻力F 2 的阻力臂l 2 在变小，根据杠杆的平衡条件可得：Fl 1=F 2 l 2 可知，l 1 、F 2 都不变，l 2 变小，所以F 也在变小。

故选B 。

6．C
解析：C
AB ．使用同一滑轮组，将物体提升到同一高度，额外功不变，被提升的物重越大，有用功越大，则有用功在总功中的比值越大，机械效率越高，A 正确，B 正确；
C ．总功等于有用功与额外功之和，有用功增大，额外功不变，则总功增大，所以C 错误；
D ．同一滑轮组，承担物重的绳子段数n 不变，物体被提升的高度h 相同，根据s nh =，绳子自由端移动的距离相等，D 正确．
7．A
解析：A
AC ．拉力做的有用功：
W 有用=Gh =500N ×0.6m=300J
拉力做的总功：
W 总=Fs =150N ×3m=450J
因此拉力做的额外功：
W 额=W 总-W 有用=450J-300J=150J
故A 正确，C 错误；
B ．拉力的功率：
450756总J W s
W P t =
== 故B 错误；
D ．斜面的机械效率： 300100%66.67%450有用总J J
W W η==⨯≈ 故D 错误．
8．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：
12
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：
13
F G =； 综上所述，只有D 图中的机械最省力．
9．D
解析：D
A ．功率是单位时间内做的功，表示的是做功的快慢，机械效率是指有用功与总功的比值，两者没有必然的联系，故A 不符合题意；
B ．机械效率高说明有用功与总功的比值大，与机械省不省力无关，故B 不符合题意；
C ．机械效率是指有用功与总功的比值，机械效率越低，有用功与总功的比值越小，不能说明做的功越少，故C 不符合题意；
D ．使用任何机械，除了做有用功外，都不可避免地要做额外功，所以有用功总小于总功，机械效率是指有用功与总功的比值，所以机械效率总小于1，故D 符合题意。

故选D 。

10．D
解析：D
A ．轻质木棒可视为支点在肩膀的杠杆，把重物向后移动一小段距离，则阻力臂变大，而阻力和动力臂不变，根据杠杆平衡条件可知，手向下的压力会变大，故A 错误；
B ．肩膀位置向后移动一小段距离，则动力臂变大，阻力臂变小，而阻力不变，根据杠杆平衡条件可知，手向下的压力会变小，故B 错误；
C ．由力的平衡可知，不论如何放置木棒，肩膀承受的力均等于物体所受重力G 与手对木棒向下的压力之和，故C 错误；
D ．木棒不动手向前移动一点，则动力臂变大，而阻力和阻力臂不变，根据杠杆平衡条件可知，手对木棒向下的压力变小；肩膀承受的力均等于物体所受重力G 与手对木棒向下的压力之和，所以肩膀承受的力会变小，故D 正确。

故选D 。

11．C
解析：C
A ．绳自由端拉力为
11600N 100N 350N 22
F G G =+=+=动（）（） 故A 错误；
B ．过程中总功为
350N 4m=1400J W Fs ==⨯
所以拉力做功功率为
W 1400J 1=1400s
W P t =
= 故B 错误；
C ．有用功为 600N 2m=1200J W Gh ==⨯有
机械效率为
1200J 100%=100%85.7%1400J
W W η⨯⨯≈=
有 故C 正确；
D ．额外功为 1400J-1200J=200J W W W =-=额总有
故D 错误。

故选C 。

12．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．
二、填空题
13．竖直向下有
解析：竖直向下 有
[1]重力方向总是竖直向下的。

[2]若拉力F 向左倾斜，拉力F 的力臂逐渐减小，当力臂减小到和物体给杠杆拉力的力臂相等时，该杠杆就变成了等臂杠杆，所以此杠杆有可能变成等臂杠杆。

14．50560
解析：5 0.5 60%
[1]因为物体5s 内匀速直线运动了0.5m ，所以5s 内拉力移动的距离为：
s =2s 物=2×0.5m=1m
由W Fs =得，拉力的大小为：
2.5 2.5J N 1m W F s =
== [2] 由W P t
=得，拉力F 做功的功率为： 2.50.55J =W s
W P t == [3] 因物体A 在水平桌面上匀速运动时处于平衡状态，受到滑轮组的拉力和受到的摩擦力是一对平衡力，所以，滑轮组对A 物体的拉力：
F A =f =0.2G=0.2×15N=3N
5s 内拉力F 对物体A 做的有用功：
W 有=F A s =3N ×0.5m=1.5J
由图乙可知，5s 内拉力做的功：
W 总=2.5J
滑轮组的机械效率：
1.5100%100%60%
2.5有总J ==J
W W η⨯⨯= 15．静止绕支点匀速转动费距离30
解析：静止 绕支点匀速转动 12
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F 1L 1=F 2L 2可知，动力是阻力的
12
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F 2=60N ，则动力：
F 1=12F 2=12×60N=30N 。

16．80100
解析：80% 100
[1]工人做的有用功为：
W 有=Gh =1200N×1m=1200J ，
总功为：
W 总=Fs =500N×3m=1500J ．
则斜面的机械效率为：
η=W W 有总=1200J 1500J
=80%． [2]在此过程中，克服摩擦力做的功为额外功，额外功为：
W 额= W 总- W 有=1500J-1200J=300J ，
根据W 额=fs ，则重物受到的摩擦力为： f=W s 额=300J 3m
=100N ． 17．竖直向上可能
解析：竖直向上 可能
[1][2]根据杠杆平衡条件可知，当阻力和阻力臂不变，动力要最小，则动力臂要最大，所以作用在F 处的力的方向应垂直于杠杆向上，即竖直向上．由图可知，设杠杆上每一小格长度为l ，则动力臂l 1=6l ，阻力臂l 2=2l ，则：
F ×l 1=
G ×l 2，
F ×6l =9N×2l ，
解得F =3N ；
[3]在H 处施加9牛的力，此时杠杆要平衡，应满足：
9N×l 1′=9N×2l ，
解得l 1′=2l ，即若改变在H 处施加的9N 力的方向，使得其力臂等于2l ，也能使杠杆平衡．所以若在H 处施加9牛的力，此时，杠杆可能保持水平平衡．
18．80
解析：80
因为杠杆为粗细均匀的硬棒，所以杠杆AB 的重心在杠杆的中心，力臂为杠杆AB 的38
；由杠杆平衡的条件可得：
38
G AB G OA ⨯=⨯杠杆 已知AB =8AO ，则
3188
G AB G AB ⨯=⨯杠杆 可得
11×240N =80N 33
G G ==杠杆。

19．60％600400
解析：60％ 600 400
300N 60%•222250N
W Gh Gh G W Fs F h F η======⨯有总； 不计绳重和摩擦时，则1
2F G G =+动（），22250N-300N=200N G F G =-=⨯动；
由题可知，''=75%2G G F G G η'''=
=+动， G ’=0.75(G ’+G 动)，则物体的重力G ’=600N ； 拉力''
11(600N+200N)=400N 22F G G =+动（）=， 20．750
解析：750
[1]传送一袋货物所做的有用功
30 kg?10 N/kg?7.5 m 2250 J W Gh mgh ====有
[2]由
01000W W η=
⨯有总
得 3002250J =
=310J 75W W η=
⨯有总 所以 3 000J 2250J 750J W W W ===额总有－－
三、解答题
21．(1)3J 0.3W ；(2) 50%
解：(1)拉力做功为
2N 1.5m 3J W Fs ==⨯=
拉力做功功率为
3J 0.3W 10s
W P t =
== (2)有用功为 5N 0.3m 1.5J W Gh ==⨯=有
机械效率为
1.5J 100%100%50%3J
W W η=⨯=⨯=有 答：(1) 拉力做功为3J ，拉力做功功率为0.3W ；
(2)物体被拉上斜面的机械效率50%。

22．（l ）6×104J ；(2) 4000W ；(3) 1×105J
解：(1)水泥板上升的高度
h =4×3m=12m
起重机提升水泥板做的功
W =Gh =mgh =0.5×103kg×l0N/kg×12m=6×104J
(2)起重机对水泥板做功的功率
P =4610J 15s
W t ⨯==4000W (3)起重机的电动机
W 总=4610J =60%W η⨯有
=1×105J 答：(1)起重机提升水泥板做的功是6×104J ；
(2)起重机对水泥板做功的功率是4000W ；
(3)如果起重机的机械效率是60%，起重机的电动机做了1×105J 功。

23．(1)30W ；(2)80%；(3)20N
(1)由图知，承担物重的绳子股数n ＝3，拉力端移动的距离
s ＝3h ＝3×2m ＝6m
拉力做的总功
W 总＝Fs ＝50N×6m ＝300J
拉力做功的功率
300J 30W 10s
W P t =
==总 (2)所做的有用功 W 有用＝Gh ＝120N×2m ＝240J
滑轮组的机械效率
240J 100%100%80%300J
W W η=⨯=⨯=有用总 (3)所做的额外功
W 额＝W 总﹣W 有用＝300J ﹣240J ＝60J
若克服绳重和摩擦做的额外功为20J ，则克服动滑轮重力做的额外功
W 额2＝W 额﹣W 额1＝60J ﹣20J ＝40J
由W 额2＝G 动h 可得动滑轮的重力为
240J 20N 2m
W G h ===额动 答：(1)拉力做功的功率为30W ；(2)滑轮组提升该重物时的机械效率为80%；(3)动滑轮的重为20N 。

24．(1)2.7N ；(2)1350Pa ；(3)1.5N
(1)图1中，杠杆在水平位置平衡，且AO ∶OB =2∶1，乙的重力为5.4N ，根据杠杆平衡原理1122Fl F l =可得A 端细绳的拉力是
2211 5.4N 1=2.7N 2
F l F l ⨯=
= (2)圆柱体甲对地面的压力是 11 5.4N-2.7N=2.7N F G F '=-=甲
圆柱体甲对地面的压强是
1-422.7N 1350Pa 2010m
F p S '===⨯ (3)底面积为30cm 2的薄壁圆柱形容器M ，水在容器中的深度为20cm ，水和V 排的总体积为
2330cm 20cm=600cm V Sh ==⨯
容器中水的质量为450g ，水的体积为
33450g =450cm 1g/cm
m V ρ=
= V 排的体积为 333600cm 450cm 150cm V V V =-=-=排水
圆柱体乙受到的浮力是
33-63110kg/m 10N/kg 15010m 1.5N F gV ρ==⨯⨯⨯⨯=浮水排
答：(1)图1中A 端细绳的拉力是2.7N ；
(2)图1中圆柱体甲对地面的压强是1350Pa ；
(3)受到的浮力是1.5N 。

25．(1) 41.510Pa ⨯ ；(2)80%；200N ；(3) 100W
(1)乐乐对地面的压力
F =
G =600N
对地面的压强
422610N 1.510Pa 0.04m
S F p ⨯===⨯ (2)因为滑轮组用两段绳子提起物体，所以拉力移动的距离为
s=2h =2×3m=6m
有用功
W 有=Gh =800N×3m=2.4×103J
总功
W 总=Fs =500N×6m=3×103J
滑轮组的机械效率
332.4101001J %%80%310J
00W W η⨯==⨯⨯=⨯有总 额外功
W 额=W 总-W 有=3×103J-2.4×103J =6×102J
动滑轮的重为
2610J 200N 3m
W G h ⨯===额
动 (3)拉力做功的功率为 3310J 100W 30s
W P t ⨯===总
答：(1)提升重物前，他对地面的压强为41.510Pa ⨯；
(2)滑轮组的机械效率为80%，动滑轮的重力是200N ；
(3)拉力做功的功率为100W 。

26．(1)200N ；(2)250N ；(3)42.210Pa ⨯
(1)物体A 匀速上升且未露出水面之前，物体A 在竖直方向上的拉力、重力及浮力作用下平衡，即
A T F G +=浮
则物体A 受到水的浮力为
A 720N 520N 200N F G T =-=-=浮
(2)物体A 完全露出水面后，继续匀速上升时
A T G '=
且
T G nF '+=动绳
则人对绳子自由端的拉力为
A 720N 30N 250N 3
G G F n ++===动绳 (3)人拉着物体A 在空中匀速上升时，人对地面的压力为
N G F =-人绳
由压强公式可知此时人对地面的压强为
42690N 250N 2.210Pa 0.02m
G F N p S S --====⨯人绳 答：(1)物体A 受到水的浮力是200N ；
(2)物体A 完全露出水面后，继续匀速上升时人对绳子自由端的拉力是250N ；
(3)此时人对地面的压强为42.210Pa ⨯。