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2024-2025学年八年级物理上册单元测试卷（人教版）
第12章 简单机械 （A卷）
（考试时间：100分钟 试卷满分：90分）
注意事项：
1．测试范围：人教版八年级上册第12章。
第Ⅰ卷 选择题
选择题（本题共10小题，每小题3分，共30分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）
1、 （2024山东临沂）2023年9月24日，中国组合邹佳琪/邱秀萍在赛艇女子轻量级双人双桨决赛中夺冠，斩获杭州亚运会首金。如图所示，赛艇的桨可视为杠杆，下列工具正常使用时，与桨属于同类杠杆的是（ ）
A. 筷子 B. 瓶起子
C. 核桃夹 D. 榨汁器
【答案】A
【解析】
【详解】桨的动力臂小于阻力臂，是费力杠杆。
A．筷子的动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故A符合题意；
BCD．瓶起子、核桃夹、榨汁器的动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故BCD不符合题意。
故选A。
2、（2024山东临沂）骨骼、肌肉和关节等构成了人体的运动系统，人体中最基本的运动大多是由肌肉牵引骨骼绕关节转动产生的。下列关于人体中的杠杆说法正确的是（ ）
A. 图甲：手托重物时，可视为省力杠杆
B. 图甲：手托重物时，肱二头肌对前臂的牵引力是阻力
C. 图乙：踮脚时，可视为费力杠杆
D. 图乙：向上踮脚的过程中，腓肠肌对足部骨骼的牵引力是动力
【答案】D
【解析】
【详解】A．图甲：手托重物时，动力臂小于阻力臂，可视为费力杠杆，故A错误；
B．根据杠杆五要素可知，图甲：手托重物时，肱二头肌对前臂的牵引力是动力，故B错误；
C．图乙：踮脚时，动力臂变短，但是动力臂仍然大于阻力臂，可视为省力杠杆，故C错误；
D．根据杠杆五要素可知，图乙：向上踮脚的过程中，腓肠肌对足部骨骼的牵引力是动力，故D正确。
故选D。
3、有两台机器，甲的机械效率为90%，乙的机械效率为80%。下列说法正确的是（ ）
A．甲做的有用功一定比乙做的有用功多
B．两台机器做的总功相等时，甲做的有用功一定比乙做的有用功多
C．甲一定比乙更省力
D．甲做的功一定比乙做的功多
【答案】B
【详解】A．机械效率是指有用功与总功的比值，它反映了机械在做功时有用功占总功的比例。这个选项没有给出总功的信息，因此无法比较两台机器做的有用功。故A错误；
B．当两台机器的总功相等时，由于甲的机械效率高于乙，根据机械效率的定义，甲的有用功在总功中占的比例更高，因此甲做的有用功一定比乙多。故B正确；
C．机械效率与机械是否省力无关。机械效率只反映有用功在总功中的比例，而不反映机械操作的难易程度或省力程度。故C错误；
D．机械效率的高低不能直接决定做功的多少。故D错误。
故选B。
4、如图所示，用剪刀将一张纸片缓慢地一刀剪断的过程中，阻力臂和动力的变化情况是（ ）
A．阻力臂不变，动力变大
B．阻力臂不变，动力不变
C．阻力臂变大，动力变大
D．阻力臂变大，动力不变
【答案】C
【详解】由图可知，用剪刀将一张纸片缓慢地一刀剪断的过程中，阻力臂不断变大，阻力不变，则阻力和阻力臂的乘积变大，动力臂大小不变，根据杠杆平衡条件可知，动力不断变大，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
5、如图所示，轻质杠杆AB可绕O点转动，已知，在C点处挂一个重力为60N的金属球，要使杠杆在水平位置平衡，施加的最小力是（ ）
A．在A点施加一个竖直向下的力，大小为60N
B．在B点施加一个竖直向下的力，大小为60N
C．在A点施加一个竖直向上的力，大小为30N
D．在B点施加一个竖直向上的力，大小为30N
【答案】D
【详解】据图可知，当金属球施加的力为阻力，要使杠杆在水平位置平衡，施加的力最小，根据杠杆平衡条件可知，应使施加的力的力臂最大，据图可知，应将力施加在B点，阻力与动力在支点的同侧，因此方向与阻力相反，根据杠杆平衡条件可得
解得
故D符合题意，ABC不符合题意。
故选D。
6、 (2024年黑龙江牡丹江）如图所示，利用动滑轮提升物体，使其在10s内匀速上升4m。物体的重力为10N，动滑轮的重力为2N，不计绳重与摩擦。下列说法正确的是（ ）
A. 使用动滑轮可以省距离 B. 物体运动的速度为4m/s
C. 拉力的大小为5N D. 绳子自由端移动的距离为8m
【答案】D
【解析】
【详解】A．使用动滑轮可以省力，但费距离，故A错误；
B．物体在10s内匀速上升4m，物体运动的速度为
故B错误；
C．由图可知，滑轮组绳子的有效股数
n＝2
物体的重力为10N，动滑轮的重力为2N，故拉力的大小为
故C错误；
D．绳子自由端移动的距离为
故D正确。
故选D。
7、（2024年四川内江） 如图所示，一根绳子绕过定滑轮，一端拴在物体上，另一端拴在弹簧测力计上，沿四个不同方向匀速拉起物体，弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3、F4，则它们的大小关系为（ ）
A. F1＞F2 B. F3＞F4
C. F1＜F4 D. F1=F2=F3=F4
【答案】D
【解析】
【详解】定滑轮实质上是一个等臂杠杆，使用定滑轮不能省力，无论沿哪个方向匀速拉起物体，力的大小都相等。故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
8、（2024年河南）如图，甲、乙两人用不同的装置，在相同时间内把质量相等的货物匀速提升到同一平台，不计绳重及滑轮的摩擦。下列说法正确的是（ ）
A. 甲做的有用功多 B. 乙做的总功多
C. 甲做总功的功率大 D. 乙所用装置的机械效率小
【答案】C
【解析】
【详解】A．在相同时间内把质量相等的货物匀速提升到同一平台，不计绳重及滑轮的摩擦，有用功，故甲、乙做的有用功一样多，故A错误；
BCD．图甲使用的是动滑轮，拉力端移动距离s甲=2h；图乙使用的是定滑轮，拉力端移动距离s乙=h，不计绳重和摩擦，使用甲动滑轮时，拉力
拉力做功
使用乙定滑轮时，拉力F乙=G，所以拉力做功
在相同时间内把质量相等的货物匀速提升到同一平台，甲做的总功多，乙做的总功少，根据知，甲做总功的功率大；由A选项解析知有用一样多，但甲的总功多，根据知，乙所用装置的机械效率高，综上分析知，故C正确，BD错误。
故选C。
9、（2024年黑龙江齐齐哈尔）如图所示，小宇用动滑轮把重400N物体匀速提升了3m，作用在绳子自由端的拉力F为250N，方向竖直向上。不计绳重和摩擦，则下列选项正确的是（ ）
A. 绳子自由端移动的距离为3m B. 动滑轮受到的重力为150N
C. 拉力F做的功为1200J D. 该动滑轮的机械效率为80%
【答案】D
【解析】
【详解】A．使用动滑轮时，承担物重的绳子股数n=2，则绳子自由端移动的距离
s=2h=2×3m=6m
故A错误；
B．不计绳重和摩擦，由
可得，动滑轮受到的重力
G动 =2F G=2×250N 400N=100N
故B错误；
C．拉力F做的功
W总 =Fs=250N×6m=1500J
故C错误；
D．该动滑轮的机械效率
故D正确。
故选D。
10、（2024年甘肃兰州） 如图所示是塔吊吊起重物的情景，在拉力F的作用下，重为的重物被竖直向上匀速吊起，已知动滑轮重200N，重物在8s内上升了10m，不计绳重与摩擦，下列说法中不正确的是（ ）
A. 拉力F大小为400N B. 拉力F的功率为1250W
C. 克服动滑轮重力做功2000J D. 滑轮组的机械效率约为83.3%
【答案】B
【解析】
【详解】A．由图可知，滑轮组绳子的有效股数，拉力F大小为
故A正确，不符合题意；
B．绳子自由端移动的距离为
拉力F做的功为
拉力F的功率为
故B错误，符合题意；
C．克服动滑轮重力做功
故C正确，不符合题意；
D．有用功为
滑轮组的机械效率约为
故D正确，不符合题意。
故选B。
第Ⅱ卷 非选择题
填空题（本题共7小题，每空1分，共14分）
11、（2024年安徽）如图甲所示，用核桃钳夹核桃时，用力握紧手柄即可夹碎核桃。将上部的手柄ABC简化为如图乙所示的杠杆，若F1=20N，l1=10cm，l2=4cm，忽略杠杆自身的重力，则F2的大小为______N。
【答案】50
【解析】
【详解】根据杠杆平衡的条件F1l1=F2l2，则F2的大小为
12、一辆汽车不小心陷进泥潭后，司机按如图所示的方法安装滑轮将汽车从泥潭中匀速拉出。他安装的是 （选填“定滑轮”或“动滑轮”），其作用是 。
【答案】 动滑轮 省力
【详解】[1][2]如图所示，滑轮将汽车从泥潭中匀速拉出时滑轮位置不断改变，为动滑轮，动滑轮相当于一个省力杠杆，其作用是省力。
13．小华用如图甲所示的方法将被台风刮倒的树拉正，A的树干相当于 （选填“动滑轮”、“定滑轮”或“杠杆”）；如图乙，沿箭头方向将石碾子滚上台阶，石碾子相当于 杠杆（选填“省力”、“费力”或“等臂”）。
【答案】 动滑轮 省力
【详解】[1]如图甲所示的方法将被台风刮倒的树拉正，在拉动时，A的树干和绳子一起运动，起到省力的作用，相当于动滑轮。
[2]沿箭头方向将石碾子滚上台阶的过程中，石碾子与台阶的接触点为支点，此时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆。
14、工人利用如图所示的装置提升物料，该装置中的滑轮为 滑轮。已知滑轮重80N，货篮重120N，不计绳重及摩擦，工人用该装置匀速提升空货篮时的拉力为 N。
【答案】 动 100
【详解】[1]由图可知，滑轮随物料一起运动，所以该装置中的滑轮为动滑轮。
[2]由图可知，动滑轮上有两股绳，已知滑轮重80N，货篮重120N，不计绳重及摩擦，用该装置匀速提升空货篮时的拉力
15、（2024甘肃白银）用如图所示的扳手拧螺丝时，一只手稳住扳手的十字交叉部位，另一只手用同样大小和方向的力在___________点（选填“A”“B”或“C”）更容易拧动螺丝，原因是___________。
【答案】 ①. C ②. 在阻力和阻力臂一定时，动力臂越长越省力
【解析】
【详解】[1][2]用扳手拧螺丝时，阻力和阻力臂一定，在A点施力时，动力臂最小，动力最大，在C点施力时，动力臂最大，动力最小，所以在C点施力更容易拧动螺丝。
16．如图所示，一根杠杆可绕O点转动，在B处用轻绳挂总重力为G的重物。如果在A点用弹簧测力计竖直向上拉动杠杆，使杠杆水平平衡，则该杠杆为 （选填“省力”或“费力”）杠杆。竖直向上拉动弹簧测力计使其缓慢匀速上升，在此过程中弹簧测力计的示数为F，用刻度尺测出A、B两点上升的高度分别为、，则此杠杆机械效率的表达式为 （用已知和测量的物理量符号表示）。
【答案】 省力
【详解】[1]由图可知，杠杆可绕O点转动，则O点为支点，在A点用弹簧测力计竖直向上拉动杠杆，B处受到重物的拉力，则杠杆的动力臂大于阻力臂，所以属于省力杠杆。
[2]用刻度尺测出A、B两点上升的高度分别为、，则有用功为
总功
则机械效率的表达式
17．如图a，小文用甲、乙滑轮组匀速提升同一物体M，此过程相关数据如图b，则此过程中：
(1)甲滑轮组的有用功为 J，乙滑轮组机械效率为 ；
(2)甲滑轮组的机械效率 乙滑轮组的机械效率（选填“>”“=”“<”）。
【答案】(1) 400 50%
(2)＜
【详解】（1）[1]由图b可知，甲滑轮组的总功为W总甲=1200J，额外功为W额甲=800J，则有用功为
[2]由图b可知，甲滑轮组的总功为W总乙=800J，额外功为W额乙=400J，则有用功为
乙滑轮组机械效率
（2）甲滑轮组机械效率
则甲滑轮组的机械效率小于乙滑轮组的机械效率。
实验题（本题共5小题，18题5分、18题6分、18题4分、19题5分，20题6分，共26分）
18、（2024年新疆维吾尔自治区 新疆生产建设兵团）“探究杠杆的平衡条件”的实验中：
（1）实验前，杠杆总静止在图甲所示位置，则杠杆的重心位于支点O的______（填“左”或“右”）侧，若将右端的螺母调至最右端后，发现杠杆仍然左端低、右端高，则应再将左端的螺母向______（填“左”或“右”）调，直至杠杆在水平位置平衡；
（2）实验时，如图乙所示，在B点悬挂4个钩码，每个钩码重为0.5N，用弹簧测力计在A点斜向下拉杠杆，使杠杆在水平位置平衡，当弹簧测力计对杠杆的拉力的方向与杠杆的夹角为时，弹簧测力计的示数如图丙所示，则弹簧测力计对杠杆的拉力的大小为______N，夹角为______度；
（3）上述实验过程，若实验前没有调节杠杆两端的螺母就开始实验，杠杆在水平位置平衡时，弹簧测力计对杠杆的拉力的方向与杠杆的夹角仍然为，则弹簧测力计的示数可能为______（填“2.9”或“3.1”）N。
【答案】 ①. 左 ②. 右 ③. 3 ④. 30 ⑤. 3.1
【解析】
【详解】（1）[1] 实验前，杠杆总静止在图甲所示位置，左端下沉，说明左端重，则杠杆重心位于支点O的左侧。
[2] 若将右端的螺母调至最右端后，发现杠杆仍然左端低、右端高，即仍然左端重，则应再将左端的螺母向右调节，给左端减重，直至杠杆在水平位置平衡。
（2）[3] 如图丙所示，弹簧测力计分度值为0.2N，示数为3N，则弹簧测力计对杠杆的拉力的大小为3N。
[4] 设杠杆上一格的长度为L，根据杠杆平衡条件则有
解得拉力的力臂。根据数学三角函数知识可知夹角为30度。
（3）[5] 若实验前没有调节杠杆两端的螺母就开始实验，左端下沉，说明左端重，相当于阻力变大，根据杠杆平衡条件可知需要的拉力变大，则弹簧测力计的示数可能为3.1N。
18、（2023年江苏扬州）在学习了机械效率的相关知识后，课外研究小组有同学猜想：同一个机械的机械效率是不变的。为了验证猜想，他们用如图所示的滑轮组进行实验，改变钩码个数，用弹簧测力计沿竖直方向拉着细绳，使钩码匀速向上运动，测得的数据如表1。
表1
实验次数 钩码重 钩码上升的高度 绳端拉力 绳端移动距离 有用功 总功 机械效率
1 2 0.1 1.0 0.3 0.2 0.30 66.7
2 3 0.1 1.4 0.3 0.3 0.42 71.4
3 5 0.1 2.2 0.3 0.5 0.66 75.8
（1）分析表中的数据，他的猜想是__________（选填“正确”或“错误”）的；
（2）实验小组又进行了如下的探究：改变滑轮的个数组成不同的滑轮组，仍用弹簧测力计沿竖直方向向上匀速拉动细绳，测得的数据如表2；
表2
实验次数 动滑轮个数 钩码重 绳端拉力 钩码上升的高度 绳端移动距离 有用功 总功 机械效率
4 1 6 3.6 0.2 0.4 1.2 1.44 83.3
5 2 6 2.4 0.2 0.8 1.2 1.92 62.5
6 3 6 2.2 0.2 1.2 1.2 2.64 45.5
分析数据可知：物重相同，动滑轮个数越多越省力，但机械效率越__________。进一步分析还发现，当滑轮组越来越省力时，它的额外功越来越大，甚至会出现额外功__________有用功的情况，所以设计一个机械模型时，既要考虑省力，还要考虑__________；
（3）根据表2中的数据，如果增加动滑轮个数继续实验，将会出现的困难是__________，你的改进方法是__________。
答案： ①. 错误 ②. 低 ③. 大于 ④. 机械所做的额外功 ⑤. 机械效率变低 ⑥. 减轻动滑轮的质量
解析：（1）[1]由表1数据可知，用同一滑轮组提升不同重力的钩码时，钩码上升的高度以及绳端移动的距离相同，所得的机械效率不同，即机械效率是变化的，因此他的猜想是错误的。
（2）[2]由表2数据可知，当物重相同时，动滑轮个数越多，绳端拉力越小，即越省力，但机械效率也变低。
[3]根据额外功等于总功与有用功之差可知，在第6次实验中，额外功大于有用功，由此可知当滑轮组越来越省力时，它的额外功越来越大，甚至会出现额外功大于有用功的情况。
[4]根据以上分析可知，在设计一个机械模型时，既要考虑省力，还要考虑机械所做的额外功。
（3）[5][6]由表2数据可知，在其它条件相同的情况下，增加动滑轮个数，机械效率变低，这是将会出现的困难。根据
可知，在提升的物体重力一定时，若要增大机械效率，应减小动滑轮重，因此改进方法是减小动滑轮的重力或减轻动滑轮的质量。
19、某实验小组的同学们在做“探究斜面的机械效率”实验时，用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块（如下图），并收集了下表中的实验数据。（忽略物块大小）
实验次序 斜面长度 斜面高度 物块重力 拉力 机械效率
1 1 0.2 5 2.5 40.0%
2 1 0.4 5 3.4 58.8%
3 1 0.6 5 4.2 71.4%
4 1 0.6 5 5.0
(1)分析表中第1、2、3次实验的数据可得出结论：斜面倾斜程度越小越 （选填“省力”或“费力”）。
(2)该小组的同学们又进行了第4次实验，他们在斜面上铺上毛巾，目的是增大斜面的粗糙程度，保持斜面高和长与第3次实验相同。在这种情况下，他们测得斜面的机械效率为 。
(3)综合分析表中数据，可得出结论：斜面的机械效率与 和 有关。
(4)当用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块时，物块所受的拉力 （选填“大于”“小于”或“等于”）物块所受的摩擦力。
【答案】(1)省力
(2)60.0%
(3) 斜面的倾斜程度 斜面的粗糙程度
(4)大于
【详解】（1）由表中实验数据可知，物块重力相同，斜面的倾斜程度逐渐变大，拉力逐渐变大，说明斜面倾斜程度越小越省力。
（2）他们测得斜面的机械效率
（3）[1][2]分析第1、2、3次实验可知，斜面的长度、粗糙程度相同，高度不同时，计算得出斜面的机械效率不同，故斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关；分析第3次和第4次实验数据可知，斜面的倾斜程度相同时，粗糙程度不同，斜面的机械效率不同，故斜面的机械效率与斜面粗糙程度有关。
（4）根据可知，小于，即fs小于Fs，可得。
20、“小小秤碗压千斤”，可生活中没见过能称“千斤”的杆秤，小明对此存在疑惑。于是国庆假期他邀请物理老师去动物园，用自制“杆秤”称大象的质量。器材有铁笼、长钢管、卷尺、测力计、起重机等，g取。步骤如下：
(1)如图所示，先将空铁笼挂在钢管的B点，左右移动吊钩到O点，直到钢管水平静止，目的是 。
(2)将大象引入铁笼，保持O、B点位置不变。用测力计竖直向下拉住钢管上A点，使之 静止，目的是便于直接 。
(3)测得，，。则大象质量为 kg。
(4)经过活动，小明理解了“小小秤碗压千斤”的原理是： 。
(5)小明想用现有器材称出更重些的大象，做法是：将O点向右移动，减小阻力臂从而增加所测质量，老师觉得不对，原因是： 。
【答案】(1)消除钢管、铁笼重力对杠杆平衡的影响
(2) 在水平位置 从杠杆上直接读出力臂
(3)2000
(4)杠杆原理
(5)见解析
【详解】（1）先将空铁笼挂在钢管的B点，左右移动吊钩到O点，直到钢管水平静止，目的是消除钢管、铁笼重力对杠杆平衡的影响。
（2）[1][2]将大象引入铁笼，保持O、B点位置不变。用测力计竖直向下拉住钢管上A点，使之在水平位置静止，这样拉力F1、F2的方向与钢管垂直，F1、F2作用点到O的距离即为相应的力臂，所以目的是便于直接从杠杆上直接读出力臂。
（3）甲图中，钢管重力作用在AB中点，重心到O点距离l，钢管在水平位置平衡时，根据杠杆的平衡条件得
G管×l=G铁笼×OB……①
大象引入铁笼后，再次在水平位置平衡时
G管×l +F1×AO=(G大象+ G铁笼)×OB……②
②-①式得
F1×AO = G大象×OB
代入数值得
200N×800cm= G大象×8cm
解得G大象=20000N。 大象质量为
（4）由以上计算可知，用200N的力可以举起20000N即2000kg的物体，所以“小小秤碗压千斤”的原理是杠杆原理。
（5）将O点向右移动，减小阻力臂的同时杠杆的动力臂变大，杠杆的重力不变，铁笼的重力不变，杠杆不再平衡，没有考虑钢管、铁笼的重力对称量的影响。所以小明的做法错误。
科学阅读题与简答题（共2小题，21题4分，22题4分，，共8分）
21、如图是生产生活中常用的两种类型剪刀的示意图。现在要用剪刀剪铁皮，你会选择哪把剪刀？为什么？
【答案】见解析
【详解】由图片可知，A剪刀的动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，B剪刀的动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。由于剪铁皮需要的力较大，为了省力，需要选择省力杠杆，由图片可知，B剪刀的动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，可用来剪铁皮，目的是省力。
22、阅读填空：
自行车的构造
自行车的基本部件有车架、轮胎、脚踏、刹车、链条等25个部件。按照各部件的工作特点，自行车大致可将其分为导向系统、驱动系统、制动系统。
1导向系统：由车把、前叉、前轴、前轮等部件组成。乘骑者可以通过操纵车把来改变行驶方向并保持车身平衡。
2驱动系统：由脚蹬、中轴、链轮、曲柄、链条、飞轮、后轴、后轮等部件组成。人的脚的蹬力是靠脚蹬通过曲柄，链轮、链条、飞轮、后轴等部件传动的，从而使自行车不断前进。
3制动系统：它由车闸部件组成，乘骑者可以随时操纵车闸，使行驶的自行车减速、停使、确保行车安全。
此外，为了安全和美观，以及从实用出发，还装配了车灯，支架等部件。
具体从自行车的结构和使用情况来看它涉及了许多物理知识，其中有：
（1）轮胎、把套、踏板上有花纹，是为了增大 。
（2）坐垫为马鞍形，是为了增大接触面积，从而减小 。
（3）自行车的导向、驱动、制动利用了力能改变物体的 。
（4）车把、踏盘是轮轴能 （选填“省力”或“省距离”）。
【答案】 摩擦 压强 运动状态 省力
【详解】（1）[1]轮胎、把套、踏板上有花纹，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。
（2）自行车的坐垫为马鞍形，是为了在压力一定时，通过增大受力面积来减小压强。
（3）力可以改变物体的形状，也可以改变物体的运动状态。自行车的导向、驱动、制动利用了力能改变物体的运动状态。
（4）车把、踏盘都属于轮轴，在使用时都是力作用在轮上，所以能省力。
五、作图题（23题2分，24题2分，共4分）
23、如图，请在图中画出使杠杆平衡的最小动力和动力臂的示意图。
【答案】
【详解】在A点施加力，并且垂直OA斜向上，此时动力臂最大，而阻力、阻力臂一定，由杠杆平衡条件可知此时最省力、用力最小；如下所示：
24．如图所示，画出使用图中所示滑轮组提起物体时最省力的绕绳方法。
【答案】
【详解】只有一个动滑轮，要求最省力，绳子先系在动滑轮的固定挂钩上，绕过上面的定滑轮，再绕过动滑轮，此滑轮组最多可由3段绳子承担动滑轮的重，如图所示：
计算题（本题共1小题，共8分）
25、（2024江苏扬州）如图所示，工人用动滑轮匀速提升重为400N的窗玻璃，所用的竖直拉力为250N，窗玻璃上升的高度为10m，用时50s。求：
（1）所做的有用功；
（2）工人所用拉力的功率P；
（3）动滑轮的机械效率。
【答案】（1）4000J；（2）100W；（3）80%
【解析】
【详解】解：（1）利用动滑轮提升货物，做的有用功
W有=Gh=400N×10m=4000J
（2）动滑轮绳端移动的距离为
s=nh=2×10m=20m
则拉力做的总功
W总=Fs=250N×20m=5000J
所以拉力F的功率
（3）动滑轮的机械效率
答：（1）有用功W有为4000J；
（2）拉力F的功率P为100W；
（3）此过程中动滑轮的机械效率为80%。
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2024-2025学年八年级物理上册单元测试卷（人教版）
第12章 简单机械 （A卷）
（考试时间：100分钟 试卷满分：90分）
注意事项：
1．测试范围：人教版八年级上册第12章。
第Ⅰ卷 选择题
选择题（本题共10小题，每小题3分，共30分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）
1、 （2024山东临沂）2023年9月24日，中国组合邹佳琪/邱秀萍在赛艇女子轻量级双人双桨决赛中夺冠，斩获杭州亚运会首金。如图所示，赛艇的桨可视为杠杆，下列工具正常使用时，与桨属于同类杠杆的是（ ）
A. 筷子 B. 瓶起子
C. 核桃夹 D. 榨汁器
2、（2024山东临沂）骨骼、肌肉和关节等构成了人体的运动系统，人体中最基本的运动大多是由肌肉牵引骨骼绕关节转动产生的。下列关于人体中的杠杆说法正确的是（ ）
A. 图甲：手托重物时，可视为省力杠杆
B. 图甲：手托重物时，肱二头肌对前臂的牵引力是阻力
C. 图乙：踮脚时，可视为费力杠杆
D. 图乙：向上踮脚的过程中，腓肠肌对足部骨骼的牵引力是动力
3、有两台机器，甲的机械效率为90%，乙的机械效率为80%。下列说法正确的是（ ）
A．甲做的有用功一定比乙做的有用功多
B．两台机器做的总功相等时，甲做的有用功一定比乙做的有用功多
C．甲一定比乙更省力
D．甲做的功一定比乙做的功多
4、如图所示，用剪刀将一张纸片缓慢地一刀剪断的过程中，阻力臂和动力的变化情况是（ ）
A．阻力臂不变，动力变大
B．阻力臂不变，动力不变
C．阻力臂变大，动力变大
D．阻力臂变大，动力不变
5、如图所示，轻质杠杆AB可绕O点转动，已知，在C点处挂一个重力为60N的金属球，要使杠杆在水平位置平衡，施加的最小力是（ ）
A．在A点施加一个竖直向下的力，大小为60N
B．在B点施加一个竖直向下的力，大小为60N
C．在A点施加一个竖直向上的力，大小为30N
D．在B点施加一个竖直向上的力，大小为30N
6、 (2024年黑龙江牡丹江）如图所示，利用动滑轮提升物体，使其在10s内匀速上升4m。物体的重力为10N，动滑轮的重力为2N，不计绳重与摩擦。下列说法正确的是（ ）
A. 使用动滑轮可以省距离 B. 物体运动的速度为4m/s
C. 拉力的大小为5N D. 绳子自由端移动的距离为8m
7、（2024年四川内江） 如图所示，一根绳子绕过定滑轮，一端拴在物体上，另一端拴在弹簧测力计上，沿四个不同方向匀速拉起物体，弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3、F4，则它们的大小关系为（ ）
A. F1＞F2 B. F3＞F4
C. F1＜F4 D. F1=F2=F3=F4
8、（2024年河南）如图，甲、乙两人用不同的装置，在相同时间内把质量相等的货物匀速提升到同一平台，不计绳重及滑轮的摩擦。下列说法正确的是（ ）
A. 甲做的有用功多 B. 乙做的总功多
C. 甲做总功的功率大 D. 乙所用装置的机械效率小
9、（2024年黑龙江齐齐哈尔）如图所示，小宇用动滑轮把重400N物体匀速提升了3m，作用在绳子自由端的拉力F为250N，方向竖直向上。不计绳重和摩擦，则下列选项正确的是（ ）
A. 绳子自由端移动的距离为3m B. 动滑轮受到的重力为150N
C. 拉力F做的功为1200J D. 该动滑轮的机械效率为80%
10、（2024年甘肃兰州） 如图所示是塔吊吊起重物的情景，在拉力F的作用下，重为的重物被竖直向上匀速吊起，已知动滑轮重200N，重物在8s内上升了10m，不计绳重与摩擦，下列说法中不正确的是（ ）
A. 拉力F大小为400N B. 拉力F的功率为1250W
C. 克服动滑轮重力做功2000J D. 滑轮组的机械效率约为83.3%
第Ⅱ卷 非选择题
填空题（本题共7小题，每空1分，共14分）
11、（2024年安徽）如图甲所示，用核桃钳夹核桃时，用力握紧手柄即可夹碎核桃。将上部的手柄ABC简化为如图乙所示的杠杆，若F1=20N，l1=10cm，l2=4cm，忽略杠杆自身的重力，则F2的大小为______N。
12、一辆汽车不小心陷进泥潭后，司机按如图所示的方法安装滑轮将汽车从泥潭中匀速拉出。他安装的是 （选填“定滑轮”或“动滑轮”），其作用是 。
13．小华用如图甲所示的方法将被台风刮倒的树拉正，A的树干相当于 （选填“动滑轮”、“定滑轮”或“杠杆”）；如图乙，沿箭头方向将石碾子滚上台阶，石碾子相当于 杠杆（选填“省力”、“费力”或“等臂”）。
14、工人利用如图所示的装置提升物料，该装置中的滑轮为 滑轮。已知滑轮重80N，货篮重120N，不计绳重及摩擦，工人用该装置匀速提升空货篮时的拉力为 N。
15、（2024甘肃白银）用如图所示的扳手拧螺丝时，一只手稳住扳手的十字交叉部位，另一只手用同样大小和方向的力在___________点（选填“A”“B”或“C”）更容易拧动螺丝，原因是___________。
16．如图所示，一根杠杆可绕O点转动，在B处用轻绳挂总重力为G的重物。如果在A点用弹簧测力计竖直向上拉动杠杆，使杠杆水平平衡，则该杠杆为 （选填“省力”或“费力”）杠杆。竖直向上拉动弹簧测力计使其缓慢匀速上升，在此过程中弹簧测力计的示数为F，用刻度尺测出A、B两点上升的高度分别为、，则此杠杆机械效率的表达式为 （用已知和测量的物理量符号表示）。
17．如图a，小文用甲、乙滑轮组匀速提升同一物体M，此过程相关数据如图b，则此过程中：
(1)甲滑轮组的有用功为 J，乙滑轮组机械效率为 ；
(2)甲滑轮组的机械效率 乙滑轮组的机械效率（选填“>”“=”“<”）。
实验题（本题共5小题，18题5分、18题6分、18题4分、19题5分，20题6分，共26分）
18、（2024年新疆维吾尔自治区 新疆生产建设兵团）“探究杠杆的平衡条件”的实验中：
（1）实验前，杠杆总静止在图甲所示位置，则杠杆的重心位于支点O的______（填“左”或“右”）侧，若将右端的螺母调至最右端后，发现杠杆仍然左端低、右端高，则应再将左端的螺母向______（填“左”或“右”）调，直至杠杆在水平位置平衡；
（2）实验时，如图乙所示，在B点悬挂4个钩码，每个钩码重为0.5N，用弹簧测力计在A点斜向下拉杠杆，使杠杆在水平位置平衡，当弹簧测力计对杠杆的拉力的方向与杠杆的夹角为时，弹簧测力计的示数如图丙所示，则弹簧测力计对杠杆的拉力的大小为______N，夹角为______度；
（3）上述实验过程，若实验前没有调节杠杆两端的螺母就开始实验，杠杆在水平位置平衡时，弹簧测力计对杠杆的拉力的方向与杠杆的夹角仍然为，则弹簧测力计的示数可能为______（填“2.9”或“3.1”）N。
18、（2023年江苏扬州）在学习了机械效率的相关知识后，课外研究小组有同学猜想：同一个机械的机械效率是不变的。为了验证猜想，他们用如图所示的滑轮组进行实验，改变钩码个数，用弹簧测力计沿竖直方向拉着细绳，使钩码匀速向上运动，测得的数据如表1。
表1
实验次数 钩码重 钩码上升的高度 绳端拉力 绳端移动距离 有用功 总功 机械效率
1 2 0.1 1.0 0.3 0.2 0.30 66.7
2 3 0.1 1.4 0.3 0.3 0.42 71.4
3 5 0.1 2.2 0.3 0.5 0.66 75.8
（1）分析表中的数据，他的猜想是__________（选填“正确”或“错误”）的；
（2）实验小组又进行了如下的探究：改变滑轮的个数组成不同的滑轮组，仍用弹簧测力计沿竖直方向向上匀速拉动细绳，测得的数据如表2；
表2
实验次数 动滑轮个数 钩码重 绳端拉力 钩码上升的高度 绳端移动距离 有用功 总功 机械效率
4 1 6 3.6 0.2 0.4 1.2 1.44 83.3
5 2 6 2.4 0.2 0.8 1.2 1.92 62.5
6 3 6 2.2 0.2 1.2 1.2 2.64 45.5
分析数据可知：物重相同，动滑轮个数越多越省力，但机械效率越__________。进一步分析还发现，当滑轮组越来越省力时，它的额外功越来越大，甚至会出现额外功__________有用功的情况，所以设计一个机械模型时，既要考虑省力，还要考虑__________；
（3）根据表2中的数据，如果增加动滑轮个数继续实验，将会出现的困难是__________，你的改进方法是__________。
19、某实验小组的同学们在做“探究斜面的机械效率”实验时，用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块（如下图），并收集了下表中的实验数据。（忽略物块大小）
实验次序 斜面长度 斜面高度 物块重力 拉力 机械效率
1 1 0.2 5 2.5 40.0%
2 1 0.4 5 3.4 58.8%
3 1 0.6 5 4.2 71.4%
4 1 0.6 5 5.0
(1)分析表中第1、2、3次实验的数据可得出结论：斜面倾斜程度越小越 （选填“省力”或“费力”）。
(2)该小组的同学们又进行了第4次实验，他们在斜面上铺上毛巾，目的是增大斜面的粗糙程度，保持斜面高和长与第3次实验相同。在这种情况下，他们测得斜面的机械效率为 。
(3)综合分析表中数据，可得出结论：斜面的机械效率与 和 有关。
(4)当用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块时，物块所受的拉力 （选填“大于”“小于”或“等于”）物块所受的摩擦力。
20、“小小秤碗压千斤”，可生活中没见过能称“千斤”的杆秤，小明对此存在疑惑。于是国庆假期他邀请物理老师去动物园，用自制“杆秤”称大象的质量。器材有铁笼、长钢管、卷尺、测力计、起重机等，g取。步骤如下：
(1)如图所示，先将空铁笼挂在钢管的B点，左右移动吊钩到O点，直到钢管水平静止，目的是 。
(2)将大象引入铁笼，保持O、B点位置不变。用测力计竖直向下拉住钢管上A点，使之 静止，目的是便于直接 。
(3)测得，，。则大象质量为 kg。
(4)经过活动，小明理解了“小小秤碗压千斤”的原理是： 。
(5)小明想用现有器材称出更重些的大象，做法是：将O点向右移动，减小阻力臂从而增加所测质量，老师觉得不对，原因是： 。
科学阅读题与简答题（共2小题，21题4分，22题4分，，共8分）
21、如图是生产生活中常用的两种类型剪刀的示意图。现在要用剪刀剪铁皮，你会选择哪把剪刀？为什么？
22、阅读填空：
自行车的构造
自行车的基本部件有车架、轮胎、脚踏、刹车、链条等25个部件。按照各部件的工作特点，自行车大致可将其分为导向系统、驱动系统、制动系统。
1导向系统：由车把、前叉、前轴、前轮等部件组成。乘骑者可以通过操纵车把来改变行驶方向并保持车身平衡。
2驱动系统：由脚蹬、中轴、链轮、曲柄、链条、飞轮、后轴、后轮等部件组成。人的脚的蹬力是靠脚蹬通过曲柄，链轮、链条、飞轮、后轴等部件传动的，从而使自行车不断前进。
3制动系统：它由车闸部件组成，乘骑者可以随时操纵车闸，使行驶的自行车减速、停使、确保行车安全。
此外，为了安全和美观，以及从实用出发，还装配了车灯，支架等部件。
具体从自行车的结构和使用情况来看它涉及了许多物理知识，其中有：
（1）轮胎、把套、踏板上有花纹，是为了增大 。
（2）坐垫为马鞍形，是为了增大接触面积，从而减小 。
（3）自行车的导向、驱动、制动利用了力能改变物体的 。
（4）车把、踏盘是轮轴能 （选填“省力”或“省距离”）。
五、作图题（23题2分，24题2分，共4分）
23、如图，请在图中画出使杠杆平衡的最小动力和动力臂的示意图。
24．如图所示，画出使用图中所示滑轮组提起物体时最省力的绕绳方法。
计算题（本题共1小题，共8分）
25、（2024江苏扬州）如图所示，工人用动滑轮匀速提升重为400N的窗玻璃，所用的竖直拉力为250N，窗玻璃上升的高度为10m，用时50s。求：
（1）所做的有用功；
（2）工人所用拉力的功率P；
（3）动滑轮的机械效率。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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