人教版初中物理八年级下册第十二章《简单机械》单元测试卷（较易）（含答案解析）

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人教版初中物理八年级下册第十二章《简单机械》单元测试卷
考试范围：第十二章；考试时间：75分钟；总分：80分
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
第I卷（选择题）
一、单选题（本大题共12小题，共24.0分）
如图所示，开瓶盖的起子可以看作是一个杠杆，在图中能正确表示开瓶盖时，杠杆的支点、动力和阻力的是 ( )
A. B.
C. D.
如图是小龙探究“杠杆平衡条件”的实验装置，用弹簧测力计在 处竖直向上拉，杠杆保持平衡。若弹簧测力计逐渐向右倾斜，仍然使杠杆保持平衡，拉力 的变化情况是 ( )
A. 变小
B. 变大
C. 不变
D. 无法确定
如图所示，为了使杠杆平衡，可以在它的端加不同方向的四个力，其中最小的力是( )
A. B. C. D.
小明用图中装置提升重为 的物体，不计摩擦、绳重和滑轮自重，下列说法正确的是( )
A. 物体匀速上升时，人对绳子的拉力为 牛
B. 人将绳子拉过 米，物体也上升 米
C. 两个滑轮均为定滑轮
D. 使用该装置不但能省力，还能省距离
如图所示，用滑轮装置提升同一重物，若不计滑轮自重及摩擦，则省力情况相同的是( )
A. B. C. D.
如图所示是“一动一定”滑轮组，、为两个弹簧测力计，不计滑轮重、绳重及摩擦，当匀速提升的重物时，、两弹簧测力计的示数分别为( )
A. 、
B. 、
C. 、
D. 、
吊车的功率为，机械效率为，吊车在内做的有用功是( )
A. B. C. D.
在探究“影响滑轮组机械效率高低的因素”时，同学们提出了下列猜想：
滑轮组机械效率高低可能与动滑轮重力有关；
滑轮组机械效率高低可能与被提升的物重有关；
滑轮组机械效率高低可能与物体提升高度有关；
滑轮组机械效率高低可能与承重绳子股数有关。
小明同学设计了如图所示的两个滑轮组，进行对比实验来验证提出的猜想，则该实验验证的猜想是( )
A. B. C. D.
下列有关简单机械的叙述正确的是( )
A. 剪纸用的剪刀是一种省力杠杆
B. 使用定滑轮可以省力
C. 使用动滑轮可以省功
D. 任何机械做功时机械效率都不可能达到
如图所示的滑轮组上挂两个质量相等的钩码、，放手后将出现的现象是忽略滑轮重，绳重及摩擦( )
A. 下降
B. 下降
C. 保持静止
D. 无法确定
下列选项中，在正常使用时属于费力杠杆的是。( )
A. 托盘天平 B. 筷子
C. 核桃钳 D. 羊角锤
墨经最早记述了秤的杠杆原理。图中“标”“本”表示力臂，“权“重”表示力。以下说法符合杠杆平衡原理的是( )
A. “权”小于“重”时，端一定上扬
B. “权”小于“重“时，“标”一定小于“本”
C. 增大“重”时，应把“权”向端移
D. 增大“重”时，应换用更小的“权”
第II卷（非选择题）
二、填空题（本大题共4小题，共8.0分）
如图所示是人的肱二头肌收缩使前臂曲肘时的情况，图中已标出了支点的位置、桡骨及茶杯的受力方向，人的前臂是一个 力杠杆，这种结构给人带来的好处是 。
如图所示，小轿车的方向盘相当于一个轮轴，若，盘的半径为，轴的直径为，不计摩擦阻力，则______门锁的把手相当于一个______选填“省力”或“费力”轮轴。
如图所示，利用滑轮起吊重物。该滑轮为 ______选填“动”或“定”滑轮；若弹簧测力计的拉力为图所示大小时，重物能在空中静止，则重物及滑轮的总重为 ______。
如图，用滑轮组帮助汽车脱困时，滑轮的作用是 ______；汽车被匀速拉动时，作用在绳子上的拉力为，滑轮组的机械效率为，则汽车受到的摩擦力为 ______。
三、作图题（本大题共2小题，共4.0分）
人站在地面上用如图所示滑轮组提起重物，画出绳子的绕法。
若使图中的杠杆保持水平位置平衡，现已画出的力臂，请作出力的示意图。
四、实验探究题（本大题共2小题，共12.0分）
在“探究杠杆的平衡条件”实验中，每个钩码质量都相等。
如图甲所示，杠杆在此位置静止，这时杠杆 ______选填“平衡”或“不平衡”。
调节杠杆的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，是为了便于测量 ______。
如图乙所示，若在位置挂两个钩码，现有三个钩码，需挂在杠杆点右侧第 ______格的位置，使杠杆再次在水平位置平衡。
实验时，多次换用不同数量的钩码，并改变钩码在杠杆上的位置，重复实验。这样做的目的是 ______。
如图丙所示，用弹簧测力计在位置向下拉杠杆，保持杠杆在水平位置平衡，弹簧测力计由图中位置移至位置时，其示数 ______选填“变大”“不变”或“变小”。
某小组同学探究“使用动滑轮匀速提起物体时，所用竖直向上拉力的大小与哪些因素有关”。他按图所示方式用两个重力不同的滑轮进行实验，并将相应的滑轮重力、物体重力和拉力的大小记录在表一、表二中。不计绳重和摩擦
表一： 表二：
实验序号 实验序号
分析比较表一或表二中与的数据及相关条件，可得出的初步结论是怎样的？
分析比较实验序号、或、或、或、或、的数据及相关条件，可得出的初步结论是怎样的？
该同学分析和的关系时发现始终小于，所以得出使用动滑轮匀速提起物体能省力，但她发现并没有省一半力，这其中的原因是什么？若要得出的结论尽可能接近使用动滑轮能省一半力，可以从哪些方面进行调整答出一方面即可？
若，，请计算出拉力的大小。
五、计算题（本大题共4小题，共32.0分）
用如图所示的滑轮组匀速提升重的物体，所用拉力为。若绳端向下拉动，求：
拉力对滑轮组所做的总功；
滑轮组提升重物所做的有用功；
此滑轮组的机械效率。
如图，轻质杠杆可绕点转动，，。处挂一个质量为的物体，处加一个竖直向上的力，杠杆在水平位置平衡，则：
物体的重力大小为多少？
的大小为多少？
如图所示，滑轮组悬挂在水平钢架上，某工人站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，内使物体匀速上升，提升过程中拉力的功率为，已知物体重，该工人重，绳子能够承受的最大拉力为，不计绳重和摩擦，求：
绳子自由端的速度；
动滑轮重；
该工人对地面的压力；
工人利用该滑轮组提升重物的最大机械效率。
如图是为了上山方便而修建的盘山公路。为什么盘山公路要修成形呢？因为盘山公路相当于斜面。若从山底到山顶的盘山公路长，山高，一辆的小型货车从山底开上山顶牵引力保持不变，求
车行驶过程中牵引力所做的功，
该盘山公路的机械效率；
小货车在行驶过程中所受的阻力。
答案和解析
1.【答案】
【解析】略
2.【答案】
【解析】略
3.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查杠杆中最小力问题，解题关键是通过杠杆的平衡条件得出：在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长、动力越小的结论。
对力臂概念的理解：力臂是指从支点到力的作用线的距离。
对杠杆平衡条件的理解与运用：在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长动力越小。
【解答】
由杠杆平衡条件可知，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长、动力越小。
由图可知，当力的方向跟杠杆垂直向下时动力臂最长、最省力，即最小。
故选：。
4.【答案】
【解析】解：
A、不计摩擦和滑动自重，使用动滑轮能省一半的力，物体的重力为，则拉力为，故A正确；
B、使用动滑轮时，物体上升，则绳子的自由端会通过，故B错误；
C、由图可知，该装置由一个动滑轮和一个定滑轮组成，故C错误；
D、使用动滑轮能省力但费距离，使用定滑轮能改变力的方向，故D错误。
故选：。
定滑轮实质是等臂杠杆，不省力也不费力，但可以改变作用力方向；
动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，省力但要费距离。
本题考查了定滑轮和动滑轮的省力情况，属于基础知识的考查。
5.【答案】
【解析】解：若不计滑轮自重及摩擦，
是动滑轮，省一半力，；
是定滑轮，单独使用都不能省力，；
滑轮组有三段绳子承担物重故F；
滑轮组有二段绳子承担物重故F。
则省力情况相同的是。
故选：。
使用动滑轮能省力一半力；
使用定滑轮不能省力；
滑轮组的省力情况由承担物重的绳子段数决定。
本题考查了定滑轮、动滑轮和滑轮组的特点，会结合图片进行分析是解答的关键。
6.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查的是滑轮组的基本特点和弹簧测力计的读数。
弹簧测力计在测量前要仔细观察它的量程和分度值、零刻度是否需要校零；
不计滑轮重、绳重及摩擦，重物和动滑轮由几段绳子承担，所用的拉力就是总重的几分之一；拉力方向上移动的距离就是物体上升的几倍。
【解答】
由题图可知吊着动滑轮的绳子是段，所以弹簧测力计的示数为
；
定滑轮受到弹簧测力计的拉力和向下的两股绳子的拉力处于平衡状态，弹簧测力计的示数为。故ACD错误，B正确。
故选B。
7.【答案】
【解析】从功、功率的基本概念、关系出发进行求解。
8.【答案】
【解析】题图中承重绳子股数相同，动滑轮重相同，提升高度可以相同，而被提升物体的重力不同，故探究的是滑轮组的机械效率与被提升物体重力的关系。
9.【答案】
【解析】剪纸用的剪刀在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，A错误；定滑轮实质是一个等臂杠杆，使用定滑轮不省力，但能改变力的方向，B错误；使用动滑轮不可以省功，错误；只要使用机械，不可避免地要做些额外功，所以有用功肯定比总功少，机械效率肯定小于，D正确．
10.【答案】
【解析】所在的滑轮为动滑轮，动滑轮省一半的力，所在的滑轮为定滑轮，定滑轮不省力；将拉起只需重力的一半即可，而与质量相等，重力相等，所以下降，上升。
故选：。
利用动滑轮、定滑轮的特点分析解答此题。定滑轮只能改变力的方向，不能省力，动滑轮可以省一半的力。
此题考查了动滑轮、定滑轮的省力特点，属于基础题目。
11.【答案】
【解析】略
12.【答案】
【解析】解：根据杠杆平衡条件知，
权标重本。
A、“权”小于“重”时，“本”确定，但“标”是可以改变的，所以端不一定上扬。故A错误；
B、“权”小于“重“时，由“权标重本”知，“标”一定大于“本”。故B错误；
C、增大“重”时，“权”和“本”不变，由“权标重本”知，“标”会增大，所以把“权”向端移。故C正确；
D、增大“重”时，“本”不变，由“权标重本”知，可以增大“标”，或增大“权”，故D错误。
故选：。
杆秤实际是以提纽为支点的杠杆，利用杠杆平衡条件分析力或力臂的变化。
此题考查的是杠杆平衡条件的应用，通过题目的解析可以加深我们对我国古代科技成就的了解，增加民族自豪感。
13.【答案】费
省距离

【解析】
【分析】
此题考查的是费力杠杆的特点：费力但省距离。
【解答】
当肱二头肌收缩使前臂曲肘时，桡骨上受力为动力，茶杯作用在手上产生的力是阻力，此时动力臂小于阻力臂，所以人的前臂是一个费力杠杆，好处是可以减少移动的距离，即省距离。
14.【答案】；省力
【解析】
【分析】
轮轴是一种简单的机械，相当于变形的杠杆，即在使用时，外轮半径大于轴半径，要看动力作用在哪里，若动力作用在轮上，是省力的机械，若动力作用在轴上，是费力的机械。
本题考查轮轴，杠杆的平衡条件，是一道中档题。
【解答】
轮轴的实质是杠杆的变形，
根据杠杆的平衡条件，，
，，，
；
门锁的把手外轮半径大于轴半径动力作用在轮上，相当于一个省力轮轴。
故答案为：；省力。
15.【答案】动
【解析】解：如图，该滑轮使用时，滑轮随重物一起移动，故该滑轮为动滑轮；
由图可知，之间有个小格，则每个小格代表，则测力计的示数为；
因为使用动滑轮省一半的力，故重物能在空中静止，则重物及滑轮的总重为：。
故答案为：动；。
动滑轮使用时，滑轮随重物一起移动；
根据分度值读出测力计的示数；
动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，省一半的力多费一倍距离。
本题考查定滑轮和动滑轮区别、使用动滑轮时拉力的计算，属于基础题目。
16.【答案】改变力的方向
【解析】解：滑轮为定滑轮，作用为改变力的方向；
从图中可知，根据，故汽车受到的摩擦力。
故答案为：改变力的方向；。
滑轮为定滑轮，定滑轮的作用为改变力的方向；
从图中可知，根据得出汽车受到的摩擦力。
本题考查定滑轮的作用和机械效率的有关计算，综合性强，难度适中。
17.【答案】解：
因为是人站在地面上用滑轮组提升重物，可以先由人手画出绳子自由端，从外向内依次画出绳子的绕线，如图所示：

【解析】滑轮组绳子的绕法，有两种：一是绳子先系在定滑轮的固定挂钩上，绕过下面的动滑轮，再绕过上面的定滑轮；二是绳子先系在动滑轮的固定挂钩上，绕过定滑轮，然后再绕过动滑轮。通过比较提升物体绳子条数的多少确定最省力的绕法。
此题考查了滑轮组的组装。滑轮组的组装有两种方法，从定滑轮绕起或从动滑轮绕起。要看清题目的每一个要求，选择合适的绕线方法。
18.【答案】解：
由题图可知，为支点，力方向向下，动力和阻力使杠杆转动的效果相反，则力方向应向上；过力臂的右端垂直于沿向上的方向画出，的作用点作用在杠杆上，如图所示：

【解析】力臂的概念：力臂是指从支点到力的作用线的距离，据此做出力的示意图。
此题主要考查了力的示意图的画法，根据解力臂的概念找出拉力的方向是解题的关键。
19.【答案】平衡 力臂 寻找普遍规律 变大
【解析】解：杠杆静止或匀速转动叫杠杆的平衡，故小王把杠杆放在支架上后，在图甲所示位置静止，这时的杠杆处于平衡状态；
杠杆在水平位置平衡后，支点到力的作用点的距离就是力臂，因此在此实验中我们应首先调节杠杆在水平位置平衡，使杠杆在水平位置平衡的目的是为了便于测量力臂；
设杠杆的一个小格是，一个挂钩码重为，根据杠杆平衡条件得，，所以，所以需挂在杠杆点右侧第格的位置挂个钩码；
探究杠杆平衡的条件时进行多次实验，多次改变挂在支点两边钩码的质量和悬挂位置，收集杠杆平衡时多组动力，动力臂、阻力和阻力臂的数据，其目的是通过实验数据总结实验结论，使实验结论具有普遍性，避免偶然性；
保持点不变，若拉力向右倾斜时，此时的力臂变短，根据杠杆的平衡条件，力变大。
故答案为：平衡；力臂；；寻找普遍规律；变大。
根据杠杆平衡的定义分析；
探究杠杆平衡条件时，使杠杆在水平位置平衡，这样方便测量力臂；
根据杠杆的平衡条件得出挂钩码的位置；
用实验探究物理问题时要进行多次实验，有的是为了多次测量求平均值来减小误差；有的是多次测量发现变化规律；有的是为了使实验结论具有普遍性；
当拉力向右倾斜时，保持点不动，弹簧测力计的方向向右倾斜，这时杠杆右侧的力臂变短，根据杠杆的平衡条件可知，使杠杆仍在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将变大。
本题考查了探究杠杆平衡条件的实验过程等，考查较为全面，是我们应该掌握的重点实验。
20.【答案】解：由表一和表二数据知，。
由知，比较、或、或、或、或、的数据得到：在物体重力一定时，动滑轮重力越大，拉力越大。
因为，使用动滑轮匀速提起物体能省力，但是动滑轮有重力，所以并没有省一半力。
要得出的结论尽可能接近使用动滑轮能省一半力，使动滑轮重力在公式中所占的比例更小，所以使用轻质动滑轮或增大提起物体的重力。
。
故答案为：；物体重力一定时，动滑轮重力越大，拉力越大；动滑轮有重力；使用轻质动滑轮或提起更重的物体；。
【解析】根据物体重力、动滑轮重力和拉力总结三者之间的关系。
根据进行分析，物体重力一定时，动滑轮重力越大，拉力越大。
根据进行分析，是因为动滑轮重力不为零，要得出的结论尽可能接近使用动滑轮能省一半力，使动滑轮重力在公式中所占的比例更小。
根据进行计算。
本题的关键在于总结出，对于根据实验数据总结结论时，能总结出定量关系，一定要总结出定量关系，不能只总结出定性关系。
21.【答案】； ； 。
【解析】略
22.【答案】解：
物体的重力；
由杠杆平衡的条件可得：，
即，
解得：。
答：物体的重力是；
力为。
【解析】已知物体的质量，由可以求出物体的重力，然后由杠杆平衡的条件求出力的大小。
本题直接利用公式即可求解，属于基础性的考查，需注意计算时有单位，常数在题干中未注明时取值为。
23.【答案】解：物体上升的速度：，
由图知：，绳子自由端移动的速度：
；
由可知，绳子自由端拉力的大小：
，
不计摩擦和绳重，拉力，则动滑轮重：
；
由于力的作用是相互的，人受到的拉力，
该工人对地面的压力：
；
当工人施加的拉力最大，等于绳子能够承受的最大拉力，，此时滑轮组的机械效率最大，
若不计摩擦和绳重，由可得，物体的最大重力：，
则滑轮组的最大机械效率：
。
答：绳子自由端的速度为；
动滑轮重为；
该工人对地面的压力；
工人利用该滑轮组提升重物的最大机械效率为。
【解析】先利用速度公式求物体上升的速度，由图知，，绳子自由端移动的速度；
利用求绳子自由端拉力的大小，不计摩擦和绳重，拉力，据此求动滑轮重；
由于力的作用是相互的，人受到的拉力对于绳子自由端的拉力，该工人对地面的压力对于工人的重力减去拉力；
当工人施加的拉力最大，等于绳子能够承受的最大拉力，此时滑轮组的机械效率最大；若不计摩擦和绳重，利用可求物体的最大重力，此时滑轮组的最大机械效率。
本题考查了速度公式、功率公式、机械效率公式的应用，注意：不计摩擦和绳重，拉力，具有一定的难度，解题过程中一定要认真分析。
24.【答案】解：
车行驶过程中牵引力所做的功；
货车重力，
牵引力做的有用功：
，
该盘山公路的机械效率：
；
额外功，
由可得阻力：
。
答：车行驶过程中牵引力所做的功为；
该盘山公路的机械效率为；
小货车在行驶过程中所受的阻力为。
【解析】利用求车行驶过程中牵引力所做的功；
利用求货车重力，再利用求牵引力做的有用功；该盘山公路的机械效率关于有用功与总功之比；
额外功等于总功减去有用功，再利用求阻力。
本题考查了使用斜面时有用功、总功、机械效率、阻力的计算，明确有用功、总功、额外功的含义是关键。
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