第十二章 簡單機械-人教版八年級《物理》下冊單元自測提高卷

2025-2026學年八年級下物理單元自測

第十二章簡單機械?素養提升

建議用時：75分鐘，滿分：10（）分

第I卷選擇題

一.選擇題（本題共10小題，共46分，在每小題給出的四個選項中，1?7題只有一項符合題目要求，每

小題4分，8~10題有多項符合題目要求，全部選對得6分，選對但不全的得3分，有選錯或不答得0分。）

【答案】D

【詳解】根據對杠桿省力的認識，當動力臂大于阻力臂時杠桿省力，且差異程度越大越省力。修建樹木需

要較大的力度，所以應該使用更省力的工具。

故選D.

2.如圖所示，使用食品夾夾取食物時，有人的手在靠近食物的A點處垂直夾子用力，有人的手在靠近支

點的8處垂直夾子用力，當阻力相同時，這樣做的目的是（）

A.在A處用力比在3處用力小

B.在A處用力比在B處用力時省距離

C.無論在A處還是在6處都會比單獨用手直接夾取食物省力

D.無論在A處還是在B處都會比單獨用手直接夾取食物省距離

【答案】A

【詳解】A.食品夾在使用時，可看作一個杠桿，其支點在夾子末端連接處。阻力是食物對夾子的力，動

力是手對夾子的力，作用在4點或B點，由于動力作用在人處時的力臂大于作用在B處時的力臂，由

用二電燈知，在A處用力比在8處用力小，故A正確:

B.杠桿省力的同時費距離，在人點用力比在8點用力更省力，因此在人點用力比在8點用力更費距離,

即手移動的距離更大，故B錯誤；

C.食品夾是動力臂小于阻力臂的杠桿，為費力杠桿，無論在4點還是〃點用力，動力都大于阻力，所以

使用食品夾比用于直接夾取食物更費力，故c錯誤；

D.食品夾費力但省距離，即手移動的距離小于夾子前端移動的距離。但這不是比較在A、8兩點用力的

目的，故D錯誤。

故選A。

3.如圖，用10N的力產沿水平方向拉滑輪，可使物體A以0.2m/s的速度在水平面上勻速運動。彈簧測力

計的示數恒為2N（不計滑輪、測力計、繩子的重力，滑輪的轉軸光滑）。下列說法正確的是）

ZZZZZZ,Z:/二ZZ力//…ZZZ,Z,Z,3ZZ一ZZ》

A.拉力廠做功功率為1W

B.滑輪移動的速度是0.4m/s

C.物體A受到B的摩擦力是3N

D.物體A受到地面的摩擦力是2N

【答案】A

【詳解】AB.由圖，繩子股數〃=2,圖中動滑輪的拉力作用在軸上，已知物體A速度。=0.2m/s

因此滑輪移動速度曝=￡=&竽=O.lm/s

拉力尸的做功功率為P==10Nx0.1m/s=lW

故A正確，B錯誤；

C.物體B靜止，水平方向受力平衡，彈簧測力計對B的拉力為2N,因此A對B的摩擦力大小為2N：

根據力的作用是相互的，物體A受到B的摩擦力大小為2N.故C錯誤；

D.對動滑輪受力分析，拉力”=10N

FION

因此繩子對A的拉力T=k=一1=5N

22

物體A勻速運動，受力平衡：向左的拉力7=5N

向右的力為B對A的摩擦力2N和地面對A的摩擦力f,因此/?=7-2N=5N-2N=3N

故D錯誤。

故選Ao

4.如圖所示，每個滑輪都是相同的，物體重為2000N,人重600N,人站在地.上用最大的力拉住繩子的一

端，使物體勻速上升，若不計繩重和摩擦，則滑輪重為（）

A.150NB.200NC.300ND.400N

【答案】B

【詳解】人重600N,人站在地上用最大?的力折住繩子的一端，使物體勻速上升，則人的檸力b=600N.

若不計繩重和摩擦，根據定滑輪的特點，物體右側繩子的拉力a=F=600N

對下方滑輪受力分析，則下方滑輪受到繩子向上的拉力為4=%輪+2/=G滑輪+2x600N=G滑輪+1200N

則物體左側繩子的拉力F左=%=G州侖+1200N

物體勻速上升，受力平衡，則有F左+0=G,即G沿輪+1200N+600N=2000N

解得滑輪重力G而輪=200N,故B符合題意，ACD不符合題意。

故選B。

5.神舟二十號舷窗出現裂紋，神舟二十二號僅用20天完成太空救援，重新定義了人類應對太空危機的效

率標桿。回收返回艙時，用如圖所示的柴油起重機將重約2.81的返回艙在10s內勻速提升2m,起重機的

A.起重機做的有用功為7X104J

B.鋼纜A點處移動的距離為2m

C.起重機的效率為80%

D.返回艙在10s內上升的速度為0.8m/s

【答案】C

【詳解】A.克服返回艙的重力所做的功為有用功，大小為W=G/?=2.8xl()3kgxl0N/kgx2m=5.6x10”

故A錯誤；

B.由圖可知，與動滑輪相連的繩子股數〃=4,返回艙提升2m,繩端移動的距離s=〃〃=4x2m=8m

故B錯誤；

C.起重機所做的做功為％=歷=7x1O'Wx1()s=7xl()4J

起重機的效率為〃=步xl00%=竽瞿xl00%=80%

W(■,,/X1uJ

故C正確；

c7m

D.返回艙在10s內勻速提升2m,所以返回艙的速度為u=-=k=0.2m/s

故D錯誤。

故選C。

6.如圖所示，將重為G的均勻木棒豎直地懸掛于。點，在其下端施加一個始終垂直于木棒的動力凡讓

木棒緩慢地轉動到圖中虛線所示的位置，則阻力臂、阻力、動力臂和動力的變化情況是()

A.不變不變變大變小B.變大變大不變變大

C.變大不變不變變大D.不變變大變大變小

【答案】C

【詳解】阻力臂是支點到重力作用線的垂直距離，隨著木棒轉動，該距離從0開始逐漸增大，因此阻力臂

變大；阻力是木棒的重力G,其大小由木棒質量決定，在轉動過程中保持不變，因此阻力不變；動力尸始

終垂直于木棒，因此動力臂等于木棒的長度，木棒長度不變，因此動力臂不變：根據杠桿平衡條件得

尸4=G4由于阻力G和動力臂不變，而阻力臂4變大，所以動力/?.必須變大以維持平衡，故ABD不

符合題意，C符合題意。

故選c。

7.輪軸是一種簡單機械。輪軸由具有共同轉動軸0的大輪和小輪組成。通常把大輪叫輪，小輪叫軸。如

圖甲所示是一些輪軸的實例。輪軸實際上是一個可以連續轉動的變形的杠桿。輪半徑R和軸半徑「分別就

是作用在輪和軸上的兩個力K和乃的力臂，如圖乙所示。根據杠桿的平衡條件，可得￡出=6"，使用

輪軸時，如果動力作用在輪上能省力，且輪半徑是軸半徑的幾倍，作用在輪上的動力就是阻力的幾分之一,

如果動力作用在軸上就費力，但可以省距離。以下說法錯誤的是（）

A.輪軸的實質是變形的杠桿，如果動力作用在輪卜.就可以省力

B.若螺絲刀的輪半徑是1.5cm,軸半徑是0.3cm,動力是阻力的5倍

C.如圖丙所示自行車，腳蹬和曲柄帶動齒盤轉動是一個省力輪軸

D.如圖丁所示螺絲的螺紋是一個省力輪軸

【答案】B

【詳解】A.輪軸的實質是變形的杠桿，當動力作用在輪上時，輪半徑/?是動力臂，軸半徑，?是阻力臂，因

為R>r,根據杠桿平衡條件耳R=可得，kF”所以可以省力，故A正確，不符合題意；

B.已知螺絲刀輪半徑R=1.5cm,軸半徑r=0.3cm,由耳/?=入/可得，F[=^-F2=\F2,所以作用在螺絲

A5

刀上的動力是阻力的g,故B錯混，符合題意；

C.在自行車中，腳蹬和曲柄帶動齒盤轉動，此時動力作用在輪上，阻力作用在軸上，輪半徑大于軸半徑，

根據輪軸的省力原理，這是一個省力輪軸，故C正確，不符合題意；

D.螺絲的螺紋可以看作是個輪軸，使用時動力作用在輪（螺絲刀等工具轉動的部分相當于輪）上，阻力

作用在軸（螺絲的螺紋部分相當于軸）上，輪半徑大于軸半徑，是省力輪軸，故D正確，不符合題意。

故選B.

8.工人利用如圖甲所示的滑輪組提升質量為10kg、邊長為10cm的正方體物體，兩個定滑輪分別固定在

天花板的A、B點。他用拉力/拉繩，尸隨時間變化的圖像如圖乙所示，物體的速度,隨時間f變化的關系

圖像如圖丙所示，繞在滑輪組的每段繩子能承受的最大拉力為200N,若每個定滑輪的質量都是動滑輪質

量的一半，且不計繩重及滑輪與軸之間的摩擦，g取10N/kg。以下說法正確的是（）

A.在。?Is內物體對地面的壓強為3000Pa

B.使用此滑輪組能勻速拉動重為590N的物體

C.在2~3s內定滑輪對天花板A點的拉力為90N

D.若勻速提升另?物體時機械效率為80%,則提升的物體重力為100N

【答案】AC

【詳解】A.物體的重力為G=〃ig=l0kgxl0N/kg=100N

由圖甲可知，承擔重物繩子段數拉=3,不計繩重及滑輪與軸之間的摩擦，在2~3s內，物體做勻速運動,

由羽乙可知，此時繩端拉力居=40N,動滑輪重力6劫=/喝-G=3X40N-100N=20N

由國乙知，在0?Is內，拉力Z=30N,把動滑輪和重物看成整體，則這個整體受到豎直向下的總重力、豎

直向上的支持力以及三根繩向上的拉力作用處于靜止狀態，所以G+G為=B：+3￡

所以，地面對重物的支持力七=G+G,動-3"=100N+20N-3x30N=30N

重物對地面的壓力七二七=30N

重物對地面的壓強=7rr^=3OOOPa

3(0.1m)

故A正確；

B.使用此滑輪組能勻速提起物體的最大重力為G初大=3/-G功=3x2OON-20N=580N

故B錯誤；

C.每個定滑輪的質量都是動滑輪質量的一半，定滑輪的重力G定=；G動=gx20N=10N

在2~3s內，重物做勻速運動，拉力大小是40N,定滑輪對天花板A點的拉力

4=2鳥+G定=2x40N+10N=90N

故C正確;

Gh二G

D.不計繩重及滑輪與軸之間的摩擦，滑輪組的機械效率〃=￥=川”工-

WA%+%Gh+G^hG+G動

當機械效率為80%時提升物體的重力為G物=a=魯%：著=SON

I-77I—A)

故D錯誤。

故選ACo

9.如圖所示，杠桿可繞O點在豎直平面內轉動，OD：OE=1：2,小軒的質量為55kg,他通過細繩在

E點施加豎直向下的拉力。為150N時，杠桿在水平位置平衡，小軒對地面的壓力為物體A對地面的

壓強為3xlO3pa。當小軒施加豎直向下的拉力為乃時，物體A恰好勻速上升。已知：物體A的質量為

100kg,其底面積為5xl(Pm2,杠桿DE和細繩的質量及滑輪軸的摩擦力均忽略不計，g取ION7kg,下列分

B.動滑輪B受到的重力為40N

C.小軒施加豎直向下拉力為175N時，物體A對地面的壓強恰好為零

D.當小軒施加豎直向下的拉力為乃時，滑輪組的機械效率為85%

【答案】AC

【詳解】A.小軒對地面的壓力和地面對小軒的支持力是一對相互作用力，這兩個力大小相等，對人進行

受力分析，人受到豎宜向上的支持力和拉力，豎直向下的重力，故人對地面的壓力為

￡==G-7；=mg-7；=55kgxlON/kg-150N=400N

故A正確；

B.物體A受到地面的支持力和物體A對地面的壓力是相互作月力，大小相等，物體A受到地面的支持力

為

&支=品=pS=3xltfPax5xIO2m2=150N

物體A的重力為

G、=u=100kgxiON/kg=l000N

動滑輪受到物體的拉力和物體受到動滑輪的拉力使相互作用力，大小相等，動滑輪受到的拉力為

■=GA—%=1000N-150N=850N

根據杠桿平衡的條件可得杠桿左端所受的拉力為

OF7

F=-7；=-xl50N=30()N

OD1

通過對動滑輪受力分析可得動滑輪的重力為

G動=3尸-6*=3x3(X)N-850N=50N

故B錯誤；

C.物體A對地面的壓強恰好為零時，壓力為零，物體A所受的支持力為()，此時繩子自由端的拉力為

F,=-(G+G)="(KXX)N+50N)=350N

〃AJJ3

根據杠桿平衡的條件可得，人施加的拉力為

="尸＞X35()N=175N

OE2

故C正確;

D.當小軒施加豎直向下的拉力為一時，滑輪組的機械效率為

以二G

叱,GA+G,JJI000N+50N

故D錯誤。

故選ACo

10.小衛為課題研究小組提供了一把家中的舊桿秤(秤花遺失)，桿秤的刻度大多數模糊不清，只有7kg

和8kg的刻度清晰可辨。小組成員對秤桿進行了測量，測量結果如下圖所示。課題研究小組對桿秤的重心

(不包括秤泥)和秤坨質量的判斷正確的是()

19cm----＞：3C1R

i0

i

A.桿秤重心在桿秤提紐的左側桿秤重心在桿秤提紐的右側

C.秤泥的質量為1.5kgD.秤坨的質量為2kg

【答案】BD

【詳解】AB.由圖可知,7依到8熾質量增加了1依,而桿秤上的刻度向右增加了女帆,桿秤上的刻度是均

勻的，所以，從。刻度線到7陽的位置，秤桿的長度應該為21c川，即零刻度線在提紐的左側，所以該桿秤

的重心應該在提紐的右側（因為0刻度線處要掛秤坨才能使秤桿在水平位置平衡），故A錯誤，B正確。

CD.設桿秤的重心到提紐的距離為s,秤泥的質量為桿秤的質量為〃廂，由G“L左=GJ，；可知,

班禮=加桿即+〃?月匕，2gL=，八訐gs+mgj,即，嗎L="%8+"名，和乙=〃加$+〃?右,代入數據可得

7依x6crn=小桿xs+/〃x19an①，8kgx6cm=叫十xs+機x(19cm+3。冷②；由①②解得ni=2kg,故C錯誤,

D正確。

故選BD。

第n卷非選擇題

二、實驗題：本題共2小題，共14分。

11.（7分）同學們利用蠟燭、細鐵絲、杯子等制作了一個蠟燭“蹺蹺板”，如圖甲。一端燭油滴下時，此端

就上升，兩端交替上下。為了尋找上述現象的原因，同學們用鐵架臺、杠桿（已在水平位置平衡）、質量

相等的鉤碼等抵材進行以卜探究，

（1）圖乙中杠桿水平平衡，分別改變一側鉤碼的個數或懸拄位置，發現杠桿不再平衡。

小聰認為：影響杠桿平衡的因素是力的大小和支點到力的作用點的距離；

小明認為：影響杠桿平衡的因素是力的大小和支點到力的作用線的距離。

為判斷誰的觀點正確，同學們利用圖丙中水平平衡的杠桿（00>0A=0C）進行實驗，保持B處懸掛鉤

碼的個數和位置不變。

①把4處懸掛的鉤碼改掛在C處，發現杠桿不再平衡。與4處相比，支點到力的作用點的距離

（選填“變小""不變''或"變大”）；

②把A處懸掛的鉤碼改掛在。處，發現杠桿仍保持平衡，與A處相比，的距離不變；

③由此初步判斷的觀點是正確的；

（2）明確影響因素后，同學們利用圖乙的器材探究杠桿平衡的條件，將實驗數據記錄在設計的表格中。

實驗次數動力F//Nab阻力臂右/cm

........................................

①表格中a處應填寫的內容是___________b處應填寫的內容是___________；

②若在圖乙中杠桿兩側鉤碼下端各加掛一個鉤碼，杠桿端下沉；

③交替上下的蠟燭“蹺蹺板”，一端燭油滴下時，此端上升，原因是___________。

【答案】（I）不變支點到力的作用線小明

（2）動力臂《/cm阻力6/N左此端蠟燭的質量減小，重力減小，力和力臂的乘積變小，

杠桿失去平衡

【詳解】（I）[11由題意知，OD>OA=OC

當把A處懸掛的鉤碼改掛在C處，支點到力的作用點的距離不變，但杠桿不再平衡。

⑵把A處懸掛的鉤碼改掛在。處時，杠桿仍保持水平，此時重力方向豎直向下，支點到重力作用線的垂

直距離，即力臂與04長度相等，因此支點到力的作用線的距離不變。

⑶由①②可知影響杠桿平衡的因素是力的大小和支點到力的作用線的距離，故小明的觀點是正確的。

（2）[1]探究杠桿平衡條件需要測量動力、動力臂、阻力、阻力臂，a位于動力一側，故填動力臂/Jem；b

位于阻力?側，故填阻力8/N。

⑵設每個鉤碼重力為G,每格長度為卻若在圖乙中杠桿兩側鉤碼下端各加掛一個鉤碼，左側掛2個鉤碼，

力營為2格，乘積為2Gx2L=4GL

右測掛3個鉤碼，力臂為1格，乘積為3Gx"=3GL

因為左側乘積大于右側，所以杠桿左端下沉。

[3]蠟燭“蹺蹺板”的原理基于杠桿平衡條件。一端燭油滴卜.導致質量減小，重力減小，雖然力臂可能不變,

但“力與力臂的乘積”減小，導致杠桿失去平衡，從而上升。

12.（7分）如圖所示為“測量滑輪組機械效率”的實驗裝置，實驗數據如表所示：

甲乙丙T

鉤碼上升高繩端拉力繩端移動距

實驗次數鉤碼重G/N機械效率〃

度A/cmF/N離j/cm

14102.72074.1%

241()1.83()74.1%

38103.13086.0%

48102.540

(1)實驗中用到的測量工具有彈簧測力計和:實驗中應沿豎直方向拉動彈簧測力計,

若某同學在該實驗中加速向上提升重物，所測滑輪組的機械效率會___________(選填“偏大""偏小''或"不

變)

(2)通過比較(填實驗次數的序號)兩次實驗數據得出結論：使用相同滑輪提升同一重物時，

滑輪組的機械效率與繩子段數無關；

(3)根據表中數據可以計算出第4次實驗中滑輪組的機械效率為；

(4)通過比較3、4兩次實驗數據可得出結論；不同滑輪組提升相同重物時，動滑輪越重，滑輪組的機械效

率越___________:(不計繩重和摩擦)

(5)若每個滑輪的質量為80g,第4次實驗中克服摩擦做的額外功為J(不計繩重)，

【答案】(1)刻度尺勻速直線偏小

(2)1、2

(3)80.0%

(4)低

(5)0.04

【詳解】(1)[1]在測量滑輪組機械效率的實驗中，用到的測量二具有彈簧測力計和刻度尺，彈簧測力計測

量力的大小，刻度尺測量鉤碼上升高度和卸端移動距離等。

⑵實驗中要豎直向上勻速直線拉動彈簧測力計，使物體勻速升高，此時系統處丁?平衡狀態，測力計示數才

等于拉力大小。

⑶如果在實驗過程中加速向上提升物體，所用的拉力就會偏大，在其他條件不變的情況下，計算出來的總

功就會偏大，所測得的機械效率會偏小。

(2)比較1、2次實驗，用相同滑輪提升同一重物，這兩次繞繩方式不同，這兩次機械效率是相同的，說

明滑輪組機械效率與繞繩方式無關，或者說，用相同滑輪提升同一重物，滑輪組的機械效率與繩子段數無

關,

（3）笫4次實驗中滑輪組的機械效率％=*xlOO%=陰xlOO%=或2Mxi00%=80%

Wt；4F4s&2.5NxO.4m

（4）從表格數據可以知道，第3次實驗滑輪組分擔物重的繩子段數%=3,第4次實驗滑輪組分擔物重的

繩子段數〃4=4”不計繩重和摩擦的情況下，由尸=：（G+G動）可得，第3次實驗所用動滑輪重

:

G.J3=3/；-G=3X3.IN-8N=1.3N

第4次實驗動滑輪重Gg=4用一G=4X2.5N-8N=2N

比較3、4兩次實驗數據，不同的滑輪組提升相同的重物，動滑輪越重，滑輪組的機械效率越低。

（5）第4次有用功%,=GA=綱x0.Im=0.8J

第4次總功％4=片n=Z5Nx0.4m=1J

第4次額外功%=%-%4=U-0.8J=0.2J

第4次實驗繩子承重段數等于4,即應用圖丁滑輪組，則動滑輪的總質量機必=80gx2=160g=0.16kg

第4次所用動滑輪重G咖=%4g=0.16kgx1ON/kg=1.6N

第4次克服動滑輪做的額外功叱LG動北=L6NxO.lm=（）.16J

在不考慮繩重的情況下，額外功包括克服動滑輪做的功和克服摩擦做的功，所以第4次克服摩擦做的額外

功叱丫擦=VV,（-W,J=0.2J-0.16J=0.04J

三、計算題：本題共3小題，共40分。解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟。只寫出

最后答案的不能得分。有數值計算的題，答案中必須明確寫出數值和單位。

13.（15分）如圖所示是一款輕質懸掛式晾衣桿，為晾衣桿，A8為懸線，已知懸線能承受的最大拉力

為40N,在懸線拉力E作用下，晾衣桿保持水平平衡。已知。4=lm.OC=04m,在C點懸掛衣物的質

量為2.5kg,求：

(1)懸掛衣物的掛鉤對杠桿的作用力不；

(2)懸線拉力1的大小；

(3)若想將懸掛的衣服移動位置.，請你計算出懸掛點C在杠桿QA上可移動的范圍。

【答案】⑴25N(2)20N(3)0~0.8m

【詳解】(I)懸掛衣物的掛鉤對杠桿的作用力等于衣物的重力，所以兄=〃⑤=2.5kgxlON/kg=25N(5

分)

(2)晾衣桿0A可視為?個以。點為支點的杠桿，在水平位置平衡，阻力E=25N，阻力臂k=OC=0.4m

動力為懸線的拉力片，其力臂。為支點。到Z作用線的垂直距離，根據幾何關系，30。對應的史角邊是斜

邊的一半，則動力臂L,=goA=；xlm=0.5m

根據杠桿平衡條件片與=生xOC

可得-x0.5m=25NxO.4m

所以耳=20N(5分)

(3)已知懸線能承受的最大拉力為士gx=40N,此時阻力臂最大為人加陶，根據杠桿平衡條件

￡皿x￡)=入x小山、

可得40NxO.5m=25Nx1Gm?

所以GM=08m

懸掛點。離。點的最小距離可以為0,所以，懸掛點。在杠桿OA上可移動的范圍。?0.8m。(5分)

14.(10分)如圖所示，一臺小型液壓起重吊車正在起吊貨物，利用伸縮撐桿可使吊臂繞。點轉動，OA

長為1m,假設伸縮撐桿對吊臂的支持力始終垂直于吊臂。起重吊車的重力為1.2X1()5N，吊起的貨物質量

為2xlO&g。

伸縮撐桿“<

⑴起重吊車吊起貨物在如圖所示位置靜止時，伸縮撐桿對吊臂的支持力為1.2X105N,不計摩擦，求吊臂

自身所受的重力；（假設吊臂的重心在吊臂中心位置）

（2）起重吊車勻速將貨物吊起3m的過程中，吊臂對貨物做功的效率是多少？

【答案】（1）8X1（）3N（2）83.3%

【詳解】（I）貨物的重力%=wg=2xlO〃gxlON/&g=2xl（yN（I分）

吊臂可以看作一個以O點為支點的