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2026人教版新教材物理八年级下册同步精讲精炼学案（全国通用）
第十二章 简单机械
专题30 《简单机械》单元核心素养达标检测试卷
满分100分，答题时间90分钟
一、选择题（本道大题有10道小题，每小题3分，共计30分）
1. 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．如图所示，钓鱼时，钓鱼竿可看成是一个杠杆，按常用握杆方法把鱼向上提起的过程中，能正确表示其支点O、动力F1和阻力F2的是（ ）
A．B．C．D．
3．如图所示，一根尺子，在中点支起，两边挂上砝码，恰好平衡，在下列情况中，仍能保持平衡的是（ ）
A．左右两边砝码组合向内移动一格
B．左右两边砝码组各减少一只
C．左右两边砝码组合减少一半砝码
D．右两边砝码组各向外移动一格
4．如图所示，轻质杠杆可绕支点O自由转动，作用在A、B点处的各个拉力中，能使杠杆水平平衡的最小力是（ ）
A．F1 B．F2 C．F3 D．F4
5．如图所示是锅炉保险阀门的示意图。当阀门受到的蒸汽压力超过其安全值时，阀门就会被拉开。如OB=2m，OA=0.5m，阀门的底面积S=2cm2，锅炉内气体压强的安全值p=6×105Pa（杠杆的重力，摩擦均不计，p0=1×105Pa），则B所挂重物的重力是（ ）
A．20N B．25N C．30N D．120N
6．如图所示，分别用力F1、F2、F3匀速提起同一重物。若不计滑轮重与摩擦，则（ ）
A．F1=F2>F3 B．F17．生活中，我们经常看到如图所示的起重机工作，下列说法正确的是（忽略空气阻力作用）（ ）
A. 起重机的起重臂相当于省力杠杆
B．起重机钢丝绳下的动滑轮是为了省力
C．起重机工作时，放下支脚是为了增大压强
D．起重臂水平转动的过程中，它也对重物做了功
8. 如图所示，王瑞同学通过斜面用平行于斜面F＝200N的推力，将质量为30kg的物体在5s时间内匀速推到1m高的平台上，斜面长s＝2m。(g取10N/kg)下列说法中( )
①推力的功率为40W ②斜面的机械效率为75%
③斜面对物体的摩擦力100N ④推力做的额外功100J
A．只有①正确 B．只有②④正确 C．只有③④正确 D．①②③④都正确
9. 如图所示，在细绳上的自由端施加大小不变的拉力，将重为G的物体经时间t后匀速提升高度H，若在此过程中拉力的功率为P，不计摩擦与绳重，则下列结论错误的是（ ）
A. 绳自由端施加的拉力大小为 B.拉力在此过程中所做的功为
C.动滑轮重为 D.滑轮组的机械效率为×100%
10. 如图甲所示，用拉力F竖直向上匀速提升重720N的货物，货物移动的距离与时间的关系如图乙所示。动滑轮重80N，不计绳重和摩擦，则（ ）
A. 绳子自由端移动的速度为0.5m/s B. 拉力F为800N
C. 拉力F的功率为360W D. 动滑轮的机械效率为90%
二、填空题（本道大题有10道小题，每空1分，共计23分）
11. 在劳动课上，小明利用钳子反复弯折铁丝，弯折处铁丝的温度升高，这是通过___的方式改变铁丝内能的，如图所示，在剪断铁丝的过程中，钳子是一个___（选填“省力”或“费力”）杠杆。
12. 小兰自制了一把杆秤，由秤盘、提纽、秤杆以及200g的秤砣构成，如图所示。当不挂秤砣、秤盘中不放重物时，提起提纽，杆秤在空中恰好能水平平衡。已知AO间距离为10cm。当放入重物，将秤砣移至距O点30cm的B处时，秤杆水平平衡，则重物质量为_______g；往秤盘中再增加20g的物体，秤砣需要从B处移动________cm才能维持秤杆水平平衡。
13．如图所示，一轻质杠杆在水平位置平衡，其中，物体重为，则动力______，这是______杠杆。
14. 如图所示的滑轮为______（选填“动”或“定”）滑轮；若不计滑轮重及细绳和滑轮间的摩擦，用竖直向上的拉力F=______N，可以匀速提升滑轮下重为100N的物体。
15．如图所示，若物体A重1500N，物体A与地面间摩擦力是90N，不计滑轮重和绳与滑轮间摩擦。当绳子自由端移动3m，则沿水平方向匀速拉动物体A前进时，拉力F＝ N，物体A移动 m。
16．如图所示，轻质木杆AB的O点用细线悬挂在天花板上并保持水平，已知AB是OB长度的4倍，AO是AC长度的3倍。在杆的B点用细线竖直悬挂一边长为10cm的正方体物块甲，该物块静止在水平地面上；O点左侧悬挂一可自由移动的质量为2kg的物块乙。当乙悬挂在A点时，甲恰好对地面无压力，则甲的重力为________N；当乙悬挂在C点时，甲对地面的压强为________Pa。（g取10N/kg）
17. 如图为某景区的盘山公路，汽车行驶过程中遇到陡坡时司机常常要换用低速档，这样做是因为在发动机的输出功率一定时可以增大______。一辆总重为1×105N的汽车经过某一长为200m的路段时，竖直高度上升了20m，如果汽车的牵引力恒为2.5×104N，此过程中盘山公路斜面的机械效率为_______。
18. 如图所示，一滑轮下端悬吊一个重50N的物体，在拉力F的作用下使物体在2s内上升了2m，则拉力F=_______N，动滑轮上升的速度是v=________m/s。（不计滑轮、绳的重力和摩擦）
19. 重450N的箱子，在20N水平推力的作用下，沿水平路面做匀速直线运动，地面对箱子的支持力大小为_____N，箱子受到的阻力大小为_____N。如果用如图所示的滑轮组匀速提升该箱子，拉力F=250N，滑轮组的机械效率为______。箱子以0.1m/s的速度匀速上升的过程中，拉力的功率为______W。
20. 如图所示，斜面长5m，高1m，把重为5000N的物体匀速地推向斜面顶端，若斜面是光滑的，则推力为_______N；如果斜面不光滑，其斜面的机械效率为80%，则所用推力为_______N，物体受到的摩擦力为_______N。
三、作图题（本道大题有3道小题，每小题2分，共计6分）
21．同学们在体育课上做下压运动训练，静止不动时人体可以看成杠杆模型，O为支点，肌肉的拉力F1为动力，如图所示。请你在图中画出：
（1）动力F1的力臂L1；
（2）A点，脚对地面压力F的示意图。
22. 如图所示，开启瓶盖时开瓶器以O为支点，手在A点施加竖直向上的力F打开瓶盖，请在图中画出力F的力臂l。
23．用两个动滑轮和一个定滑轮组成滑轮组来提升重物，请在图中画出最省力的绕法。
四、实验探究题（本道大题有3道小题，每空1分，共计19分）
24.（8分）小明在探究“杠杆的平衡条件”实验中，所用的实验器材有：刻度均匀的杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的0.5N 重钩码若干个。
（1）实验前，把杠杆的中点置于支架上，杠杆静止在如图甲所示的位置，此时杠杆处于_______（选填“平衡”或“不平衡”）状态；
（2）实验前调节杠杆两端的平衡螺母，将图甲所示杠杆的平衡螺母适当往_______（选填“左”或“右”）调，使杠杆在水平位置平衡，目的是________________；
（3）在杠杆两侧挂上钩码，设右侧钩码对杠杆施的力为动力 F1，左侧钩码对杠杆施的力为阻力F 测出杠杆平衡时的动力臂l1和阻力臂l2：多次换用不同数量的钩码，并改变钩码在杠杆上的位置，使杠杆在水平位置平衡，得到实验数据如下表：
次数 动力F1/N 动力臂l1/ cm 阻力F /N 阻力臂l / cm
1 0.5 20.0 1.0 10.0
2 1.0 15.0 1.5 10.0
3 1.5 10.0 0.5 30.0
分析表中的数据，得到杠杆的平衡条件是：_________________；
（4）本次探究经过多次实验的目的是_______；
A．减小实验误差 B．寻找普遍规律
（5）如图乙所示，将A、B位置的钩码个数都减少一个，杠杆将会_______（选填“仍然平衡”、“左端下沉”或“右端下沉”）；
（6）如图丙所示，用弹簧测力计先后在a、b位置拉杠杆上同一点C，杠杆都在水平位置平衡，弹簧测力计在a位置竖直向上的拉力为Fa，在 b位置斜向上的拉力为Fb，则F _____Fb（选填“大于”、“等于”“小于”）。
（7）小明利用一只质量为0.5kg的秤砣，一根总长度为1m粗细均匀、质量均匀分布的金属细管AB，一只金属框，制成了一个杆秤，移动悬吊点至O点时，杠杆恰好在水平位置平衡（此时未挂秤砣），如图丁所示，测得OB为4cm，称重时（根据物重大小秤砣可在OA之间移动至重新平衡）为了从杆秤上准确读出重物的质量，从O点开始，沿OA每隔1cm标出对应的质量刻度，则该杆秤的分度值为_______kg。
25.（5分）如图是小海同学“研究定滑轮和动滑轮特点”的实验装置。他按图示提起钩码时注意保持测力计匀速移动，分别测得一组数据如下表所示
解决下列问题：
（1）比较测力计示数的大小，可知：使用动滑轮的好处是_____ ；
（2）比较测力计拉力的方向，可知：使用定滑轮的好处是_____ ；
(3)把钩码升高相同的高度，比较乙和丙实验测力计移动的距离，可知：使用动滑轮_____；
(4)在提升重物的过程中，如果要同时兼顾定滑轮和动滑轮的特点，则应选择_____；
(5)进一步分析实验数据，你还发现什么规律 (写出一个即可)
26.（6分）小明在测量滑轮组机械效率的实验中，所用装置如图所示，实验中每个钩码重 2N，测得的数据如表：
实验次数 钩码总重力/N 钩码上升高度 h/m 测力计示数/N 测力计移动距离s/m 机械效率η
1 4 0.1 1.8 0.3
2 6 0.1 2.4 0.3 83%
3 4 0.1 1.4 0.5 57%
4 4 0.2 1.4 1.0 57%
（1）在实验中，小明应该在匀速向上拉动弹簧测力计过程中读数，而不是静止时读数，是因为______对机械效率会产生影响；
（2）第1次实验测得的机械效率为______；（结果保留两位有效数字）
（3）分析表中数据可知：第4次实验是用______（A/B/C） 装置图做的；
（4）分析第1、2次实验数据可知：使用同一滑轮组，______可以提高滑轮组的机械效率；分析第1、3 次实验数据可知：使用不同的滑轮组，提升相同的重物，动滑轮个数越多（即动滑轮总重越重），滑轮组的机械效率______；
（5）分析第3、4次实验数据可知，滑轮组的机械效率与物体被提升的高度______。
五、计算题（本道大题有3道小题，共计22分）
27．（8分）某卫生间马桶水箱的进水调节装置如图甲所示，图乙为其结构示意图，浮臂AB可视为绕O点转动的杠杆，OA=8cm，OB=2cm，A端通过细连接杆AC与柱状浮筒连接，浮筒质量为50g，B端通过细连接杆BD与圆饼状止水阀连接，止水阀上下表面积与进水管口面积均为。当水箱中无水或水量较少时，浮筒下降，止水阀打开，水从进水管流进水箱。水位达到一定高度时，浮筒上升推动杠杆，使止水阀刚好堵住进水管，停止进水，此时AB处于水平位置，连接杆竖直，大气压强，进水管中水压。除浮筒外其它装置所受重力不计，忽略所有摩擦。求停止进水时：
（1）浮筒所受重力大小；
（2）止水阀受到进水管中水的压力大小和受到的大气压力大小；
（3）浮臂A端受到向上的力的大小；
（4）浮筒受到的浮力大小。
28.（8分）如图所示，利用斜面将箱子推进车厢，通常要比把箱子直接从地面搬进车厢省力多了，某同学用100N的力沿斜面向上匀速推动箱子，已知箱子质量为20kg，斜面长3m，斜面高1.2m，g=10N/kg。求：
（1）箱子受到的重力；
（2）箱子受到的摩擦力；
（3）斜面的机械效率；
（4）使用斜面推箱子时有哪些更省力的方法。
29. （6分）早在3000年前我们的祖先就设计了结构很合理的辘轳，通常用于从井中提水。如图所示是古代民间的提水设施辘轳，由辘轳头、支架、井绳、水桶等部分构成。某次取水时井绳拉着质量为10kg的水缓慢上升了4m，水桶的质量为1kg，在这一过程中，人做的总功为500J，g取10N/kg。求此次取水的过程中
（1）人做的有用功为多少？
（2）辘轳的机械效率多大？
（3）人克服井绳重力与摩擦阻力做的功是多少？
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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第十二章 简单机械
专题30 《简单机械》单元核心素养达标检测试卷
满分100分，答题时间90分钟
一、选择题（本道大题有10道小题，每小题3分，共计30分）
1. 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】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．如图所示，钓鱼时，钓鱼竿可看成是一个杠杆，按常用握杆方法把鱼向上提起的过程中，能正确表示其支点O、动力F1和阻力F2的是（ ）
A．B．C．D．
【答案】B
【解析】图中钓鱼竿是下面手与鱼竿接触的位置是支点，动力是上面手施加的力，阻力为鱼线对鱼竿竖直向下的拉力，故B正确，ACD错误。故选：B。
3．如图所示，一根尺子，在中点支起，两边挂上砝码，恰好平衡，在下列情况中，仍能保持平衡的是（ ）
A．左右两边砝码组合向内移动一格
B．左右两边砝码组各减少一只
C．左右两边砝码组合减少一半砝码
D．右两边砝码组各向外移动一格
【答案】C
【解析】A、各向内移动一格，则左边为4N×0.5格＝2，右边为2N×2格＝4，左、右两端力与力臂乘积不等，故不能平衡；
B、各减少一只钩码，则左边为3N×1.5格＝4.5，右边为1N×3格＝3，左、右两端力与力臂乘积不等，故不能平衡；
C、各减少一半钩码，则左边为2N×1.5格＝3，右边为1N×3格＝3，左、右两端力与力臂乘积相等，故仍能平衡；
D、各向外移动一格，则左边为4N×2.5格＝10，右边为2N×4格＝8，左、右两端力与力臂乘积不等，故不能平衡。故选：C。
4．如图所示，轻质杠杆可绕支点O自由转动，作用在A、B点处的各个拉力中，能使杠杆水平平衡的最小力是（ ）
A．F1 B．F2 C．F3 D．F4
【答案】D
【解析】轻质杠杆可绕支点O自由转动，要使力最小，需要使动力的力臂最大，根据图示可知，当动力作用在B点，且动力的方向竖直向上时，动力臂时最大的，此时的动力最小，故D正确。故选：D。
5．如图所示是锅炉保险阀门的示意图。当阀门受到的蒸汽压力超过其安全值时，阀门就会被拉开。如OB=2m，OA=0.5m，阀门的底面积S=2cm2，锅炉内气体压强的安全值p=6×105Pa（杠杆的重力，摩擦均不计，p0=1×105Pa），则B所挂重物的重力是（ ）
A．20N B．25N C．30N D．120N
【答案】B
【解析】气体产生的向上的力F1=pS=6×105Pa×2×10-4m2=120N，大气产生的向下的压力为F2=p0S=1×105Pa×2×10﹣4m2=20N，阀门受到向上的力为F=F1﹣F2=120N﹣20N=100N，根据杠杆的平衡条件可知F×OA=G×OB，物体的重力G=25N，故选B。
6．如图所示，分别用力F1、F2、F3匀速提起同一重物。若不计滑轮重与摩擦，则（ ）
A．F1=F2>F3 B．F1【答案】A
【解析】不计滑轮本身的重力及摩擦的情况下；左图是定滑轮，只能改变力的方向，不省力也不费力；故可得F1=F2=G
右图用的是动滑轮；能够省一半的力，故可得
所以可得F1=F2>F3
故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。
7．生活中，我们经常看到如图所示的起重机工作，下列说法正确的是（忽略空气阻力作用）（ ）
A. 起重机的起重臂相当于省力杠杆
B．起重机钢丝绳下的动滑轮是为了省力
C．起重机工作时，放下支脚是为了增大压强
D．起重臂水平转动的过程中，它也对重物做了功
【答案】B
【解析】A．起重机的起重臂的动力臂小于阻力臂，相当于费力杠杆，故A错误；
B. 动滑轮是省力杠杆，可以省一半的力，起重机钢丝绳下的动滑轮是为了省力，故B正确；
C．起重机工作时，放下支脚是为了增大受力面积，减小压强，故C错误；
D．起重臂水平转动的过程中，它对重物的力与运动方向垂直，它对重物不做功，故D错误。
故选B。
8. 如图所示，王瑞同学通过斜面用平行于斜面F＝200N的推力，将质量为30kg的物体在5s时间内匀速推到1m高的平台上，斜面长s＝2m。(g取10N/kg)下列说法中( )
①推力的功率为40W ②斜面的机械效率为75%
③斜面对物体的摩擦力100N ④推力做的额外功100J
A．只有①正确 B．只有②④正确 C．只有③④正确 D．①②③④都正确
【答案】B
【解析】①推力做功为W总＝Fs＝200N×2m＝400J，推力功率为P＝＝80W故①错误。
②物体重力为G＝mg＝30kg×10N/kg＝300N所做有用功为W有＝Gh＝300N×1m＝300J斜面机械效率为η＝＝75% 故②正确。
③所做额外功为W额＝W总﹣W有＝400J﹣300J＝100J由W额＝fs得摩擦力f＝＝50N故③错误。
④所做额外功为W额＝W总﹣W有＝400J﹣300J＝100J故④正确。故选B。
9. 如图所示，在细绳上的自由端施加大小不变的拉力，将重为G的物体经时间t后匀速提升高度H，若在此过程中拉力的功率为P，不计摩擦与绳重，则下列结论错误的是（ ）
A.绳自由端施加的拉力大小为 B.拉力在此过程中所做的功为Pt
C.动滑轮重为 D.滑轮组的机械效率为×100%
【答案】A
【解析】A.由图可知，承担重物和动滑轮重的绳子的股数n=3，不计绳重和摩擦，拉力：
大于，故A错误。
B.已知在此过程中拉力的功率为P，根据可得，拉力在此过程中所做的功为W=Pt，故B正确。
C.由题，绳子自由端移动距离s=3H，拉力做功W=Pt，而W=Fs，则拉力：
因为，所以：
解得：
故C正确。
D.由题可知，有用功W有=GH，总功为W总=Pt，则滑轮组的机械效率：
故D正确。故答案为A。
10. 如图甲所示，用拉力F竖直向上匀速提升重720N的货物，货物移动的距离与时间的关系如图乙所示。动滑轮重80N，不计绳重和摩擦，则（ ）
A. 绳子自由端移动的速度为0.5m/s B. 拉力F为800N
C. 拉力F的功率为360W D. 动滑轮的机械效率为90%
【答案】D
【解析】A．由题意可知，根据得，货物的提升速度为
因动滑轮上有两股绳子承重，故绳子自由端的移动速度为
故A不符合题意；
B．不计绳重和轮与轴间的摩擦，卷扬机拉力为
故B不符合题意；
C．由得，拉力F的功率为
故C不符合题意；
D．由题意可得，该动滑轮的机械效率为
故D符合题意。故选D。
二、填空题（本道大题有10道小题，每空1分，共计23分）
11. 在劳动课上，小明利用钳子反复弯折铁丝，弯折处铁丝的温度升高，这是通过___的方式改变铁丝内能的，如图所示，在剪断铁丝的过程中，钳子是一个___（选填“省力”或“费力”）杠杆。
【答案】 做功 省力
【解析】弯折铁丝时，人对铁丝做功，机械能转化为内能，物体内能增大，温度升高，分子热运动更加剧烈，这是通过做功的方式改变铁丝的内能。
在剪断铁丝的过程中，钳子的动力臂大于阻力臂，根据杠杆平衡条件，动力小于阻力，所以钳子是一个省力杠杆。
12. 小兰自制了一把杆秤，由秤盘、提纽、秤杆以及200g的秤砣构成，如图所示。当不挂秤砣、秤盘中不放重物时，提起提纽，杆秤在空中恰好能水平平衡。已知AO间距离为10cm。当放入重物，将秤砣移至距O点30cm的B处时，秤杆水平平衡，则重物质量为_______g；往秤盘中再增加20g的物体，秤砣需要从B处移动________cm才能维持秤杆水平平衡。
【答案】600；1
【解析】秤砣的质量：m砣=200g=0.2kg
秤砣的重力：G砣=m砣g=0.2kg×10N/kg=2N
秤砣移至距O点30cm的B处时，根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2可得，重物的重力
重物的质量：
往秤盘中再增加20g的物体后，秤盘中重物的总质量：
m总=m物+Δm=0.6kg+0.02kg=0.62kg
此时秤砣距O点的距离：
则秤砣需要从B处移动向右移动的距离：
ΔL=L1′－L1=31cm－30cm=1cm
13．如图所示，一轻质杠杆在水平位置平衡，其中，物体重为，则动力______，这是______杠杆。
【答案】30 省力
【解析】，则，根据杠杆平衡条件则有
则动力为
动力臂OB大于阻力臂OA，所以为省力杠杆。
14. 如图所示的滑轮为______（选填“动”或“定”）滑轮；若不计滑轮重及细绳和滑轮间的摩擦，用竖直向上的拉力F=______N，可以匀速提升滑轮下重为100N的物体。
【答案】 动 50
【解析】如图所示，提升重物时，滑轮随着物体一起运动，故是动滑轮。
动滑轮省一半的力，故竖直向上的拉力为
15．如图所示，若物体A重1500N，物体A与地面间摩擦力是90N，不计滑轮重和绳与滑轮间摩擦。当绳子自由端移动3m，则沿水平方向匀速拉动物体A前进时，拉力F＝ N，物体A移动 m。
【答案】 30 1
【解析】]由图可知，滑轮组绳子的有效股数n＝3，不计滑轮重和绳与滑轮间摩擦，绳端的拉力
当绳子自由端移动3m时，物体A向左移动的距离
16．如图所示，轻质木杆AB的O点用细线悬挂在天花板上并保持水平，已知AB是OB长度的4倍，AO是AC长度的3倍。在杆的B点用细线竖直悬挂一边长为10cm的正方体物块甲，该物块静止在水平地面上；O点左侧悬挂一可自由移动的质量为2kg的物块乙。当乙悬挂在A点时，甲恰好对地面无压力，则甲的重力为________N；当乙悬挂在C点时，甲对地面的压强为________Pa。（g取10N/kg）
【答案】60；2000
【解析】乙物体重力：
G乙=mg=2kg×10N/kg=20N
当乙悬挂在A点时，甲恰好对地面无压力，根据杠杆平衡条件知：
G乙×OA=G甲×OB
当乙悬挂在C点时：
G乙×OC=F甲×OB
物块对地面的压力为：
F=G甲－F甲=60N－40N=20N
则物块对地面的压强为：
17. 如图为某景区的盘山公路，汽车行驶过程中遇到陡坡时司机常常要换用低速档，这样做是因为在发动机的输出功率一定时可以增大______。一辆总重为1×105N的汽车经过某一长为200m的路段时，竖直高度上升了20m，如果汽车的牵引力恒为2.5×104N，此过程中盘山公路斜面的机械效率为_______。
【答案】 牵引力 40%
【解析】根据功率为
可知，在发动机输出功率一定时，司机常常要换用低速档，这样做可增大牵引力。
此过程中盘山公路斜面的机械效率为
18. 如图所示，一滑轮下端悬吊一个重50N的物体，在拉力F的作用下使物体在2s内上升了2m，则拉力F=_______N，动滑轮上升的速度是v=________m/s。（不计滑轮、绳的重力和摩擦）
【答案】100；0.5
【解析】根据图示可知：该滑轮是动滑轮的特殊使用方法，根据动滑轮的特点可知：F=2G，则拉力为：
F=2G =2×50N=100N
F移动的距离是物体移动距离的二分之一，则动滑轮在2s内移动的距离为1m，故动滑轮上升的速度为：
19. 重450N的箱子，在20N水平推力的作用下，沿水平路面做匀速直线运动，地面对箱子的支持力大小为_____N，箱子受到的阻力大小为_____N。如果用如图所示的滑轮组匀速提升该箱子，拉力F=250N，滑轮组的机械效率为______。箱子以0.1m/s的速度匀速上升的过程中，拉力的功率为______W。
【答案】 450 20 90% 50
【解析】箱子放在水平地面上时，箱子受到的重力与地面对箱子的支持力大小相等，方向相反，都作用在箱子上，而且作用在同一条直线上，所以箱子受到的重力与地面对箱子的支持力是一对平衡力，故地面对箱子的支持力大小为
箱子匀速直线运动时，箱子受到的阻力等于推力，所以箱子受到的阻力大小为
滑轮组的机械效率
η==90%
拉力端移动速度
v=2×0.1m/s=0.2m/s
由
P=
可得，拉力做功的功率
20. 如图所示，斜面长5m，高1m，把重为5000N的物体匀速地推向斜面顶端，若斜面是光滑的，则推力为_______N；如果斜面不光滑，其斜面的机械效率为80%，则所用推力为_______N，物体受到的摩擦力为_______N。
【答案】1000；1250；250
【解析】物体的有用功为：W有=Gh=5000N×1m=5000J
若斜面光滑，则没有额外功，即推力的功：W总=5000J
推力：
若效率为：η=80%，则：
总功为：
推力：
额外功：W额=W总－W有=6250J－5000J=1250J
摩擦力：
三、作图题（本道大题有3道小题，每小题2分，共计6分）
21．同学们在体育课上做下压运动训练，静止不动时人体可以看成杠杆模型，O为支点，肌肉的拉力F1为动力，如图所示。请你在图中画出：
（1）动力F1的力臂L1；
（2）A点，脚对地面压力F的示意图。
【答案】如图所示
【解析】（1）O为支点，先延长动力F1作用线，从O作F1垂线，即为动力臂L1；
（2）压力是垂直于地面，方向向下，从A垂直于地面画出压力，如图所示：
22. 如图所示，开启瓶盖时开瓶器以O为支点，手在A点施加竖直向上的力F打开瓶盖，请在图中画出力F的力臂l。
【答案】如图所示
【解析】从支点O向动力F的作用线引垂线段，就是F的力臂l。
23．用两个动滑轮和一个定滑轮组成滑轮组来提升重物，请在图中画出最省力的绕法。
【答案】如图所示
【解析】最省力的绕法即承担重物的绳子段数最多的绕法，一个定滑轮与两个动滑轮组成的滑轮组，承担重物的绳子段数最多是四段。
四、实验探究题（本道大题有3道小题，每空1分，共计19分）
24.（8分）小明在探究“杠杆的平衡条件”实验中，所用的实验器材有：刻度均匀的杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的0.5N 重钩码若干个。
（1）实验前，把杠杆的中点置于支架上，杠杆静止在如图甲所示的位置，此时杠杆处于_______（选填“平衡”或“不平衡”）状态；
（2）实验前调节杠杆两端的平衡螺母，将图甲所示杠杆的平衡螺母适当往_______（选填“左”或“右”）调，使杠杆在水平位置平衡，目的是________________；
（3）在杠杆两侧挂上钩码，设右侧钩码对杠杆施的力为动力 F1，左侧钩码对杠杆施的力为阻力F 测出杠杆平衡时的动力臂l1和阻力臂l2：多次换用不同数量的钩码，并改变钩码在杠杆上的位置，使杠杆在水平位置平衡，得到实验数据如下表：
次数 动力F1/N 动力臂l1/ cm 阻力F /N 阻力臂l / cm
1 0.5 20.0 1.0 10.0
2 1.0 15.0 1.5 10.0
3 1.5 10.0 0.5 30.0
分析表中的数据，得到杠杆的平衡条件是：_________________；
（4）本次探究经过多次实验的目的是_______；
A．减小实验误差 B．寻找普遍规律
（5）如图乙所示，将A、B位置的钩码个数都减少一个，杠杆将会_______（选填“仍然平衡”、“左端下沉”或“右端下沉”）；
（6）如图丙所示，用弹簧测力计先后在a、b位置拉杠杆上同一点C，杠杆都在水平位置平衡，弹簧测力计在a位置竖直向上的拉力为Fa，在 b位置斜向上的拉力为Fb，则F _____Fb（选填“大于”、“等于”“小于”）。
（7）小明利用一只质量为0.5kg的秤砣，一根总长度为1m粗细均匀、质量均匀分布的金属细管AB，一只金属框，制成了一个杆秤，移动悬吊点至O点时，杠杆恰好在水平位置平衡（此时未挂秤砣），如图丁所示，测得OB为4cm，称重时（根据物重大小秤砣可在OA之间移动至重新平衡）为了从杆秤上准确读出重物的质量，从O点开始，沿OA每隔1cm标出对应的质量刻度，则该杆秤的分度值为_______kg。
【答案】（1）平衡（2）右 便于测量力臂（3） （4）B（5）右端下沉 （6）小于（7）0.125
【解析】（1）杠杆的平衡状态包括静止或匀速转动状态。此时的杠杆保持静止，因此杠杆是处于静止状态。（2）实验时为了消除杠杆自重对杠杆平衡的影响，应将杠杆调到水平位置平衡，由图可知，杠杆的左端下沉，使杠杆水平平衡，平衡螺母向右调。在水平位置平衡的优点是可以直接在杠杆上读出力臂的长度，便于测量力臂大小。
（3）分别计算各组数据动力与动力臂的乘积，阻力与阻力臂的乘积，进行比较得到
则杠杆平衡条件为动力×动力臂=阻力×阻力臂，即。
（4）只有一次实验就得出杠杆平衡的条件，这种结论很具有偶然性，要进行多次实验才能寻找普遍规律。（5）设一个钩码重为G，杠杆一个格的长度为L，将A、B位置的钩码个数都减少一个，左端力与力臂的乘积为，右端力与力臂的乘积为，由于 则杠杆右端将会下降。
（6）用弹簧测力计先后在a、b位置拉杠杆上同一点C，杠杆都在水平位置平衡，当弹簧测力计从a位置转到b位置时，力臂减小了，根据杠杆平衡原理，在阻力和阻力臂不变时，动力将变大，则弹簧测力计示数的大小将变大，即。
（7）根据杠杆的平衡条件可知，当秤砣在A点时，所测物体的重力最大，即质量最大
解得，即秤砣在A处时对应的物体的质量是12kg，则该杆秤的分度值为
则该杆秤的分度值为0.125kg。
25.（5分）如图是小海同学“研究定滑轮和动滑轮特点”的实验装置。他按图示提起钩码时注意保持测力计匀速移动，分别测得一组数据如下表所示
解决下列问题：
（1）比较测力计示数的大小，可知：使用动滑轮的好处是_____ ；
（2）比较测力计拉力的方向，可知：使用定滑轮的好处是_____ ；
(3)把钩码升高相同的高度，比较乙和丙实验测力计移动的距离，可知：使用动滑轮_____；
(4)在提升重物的过程中，如果要同时兼顾定滑轮和动滑轮的特点，则应选择_____；
(5)进一步分析实验数据，你还发现什么规律 (写出一个即可)
【答案】(1)能省力(2)可以改变力的方向(3)费距离(移动更多距离)(4)由定滑轮和动滑轮组成的滑轮组(5)例如：①计算动滑轮和定滑轮提起重物所做的功，发现使用动滑轮和定滑轮都不能省功；②计算动滑轮(定滑轮)的机械效率，使用动滑轮(定滑轮)的机械效率小于l。
【解析】根据定滑轮和动滑轮特点和表格数据分析来研究解决问题。
26.（6分）小明在测量滑轮组机械效率的实验中，所用装置如图所示，实验中每个钩码重 2N，测得的数据如表：
实验次数 钩码总重力/N 钩码上升高度 h/m 测力计示数/N 测力计移动距离s/m 机械效率η
1 4 0.1 1.8 0.3
2 6 0.1 2.4 0.3 83%
3 4 0.1 1.4 0.5 57%
4 4 0.2 1.4 1.0 57%
（1）在实验中，小明应该在匀速向上拉动弹簧测力计过程中读数，而不是静止时读数，是因为______对机械效率会产生影响；
（2）第1次实验测得的机械效率为______；（结果保留两位有效数字）
（3）分析表中数据可知：第4次实验是用______（A/B/C） 装置图做的；
（4）分析第1、2次实验数据可知：使用同一滑轮组，______可以提高滑轮组的机械效率；分析第1、3 次实验数据可知：使用不同的滑轮组，提升相同的重物，动滑轮个数越多（即动滑轮总重越重），滑轮组的机械效率______；
（5）分析第3、4次实验数据可知，滑轮组的机械效率与物体被提升的高度______。
【答案】（1）摩擦力（2） （3） C（4） 增加物重 越低（5） 无关
【解析】（1）在实验中，小明应该在匀速向上拉动弹簧测力计过程中读数，而不是静止时读数，是因为摩擦力对机械效率会产生影响。
（2） 第1次实验测得的机械效率为
（3）分析表中数据可知：第4次实验测力计移动距离是钩码上升高度的5倍，则有效绳子段数为5，所以是用C装置图做的实验。
（4） 分析第1、2次实验数据可知，测力计移动距离均是钩码上升高度的3倍，说明使用的是同一滑轮组，第2次钩码总重力较大，机械效率较高，可得：使用同一滑轮组，增加物重可以提高滑轮组的机械效率。
分析第1、3次实验数据可知，第3次实验测力计移动距离是钩码上升高度的5倍，所以是用C装置图做的实验，动滑轮个数较多，则机械效率较低，其它条件相同，可得：使用不同的滑轮组，提升相同的重物，动滑轮个数越多（即动滑轮总重越重），滑轮组的机械效率越低。
（5）分析第3、4次实验数据可知，物体被提升的高度不同，其它条件相同，而机械效率相同，说明滑轮组的机械效率与物体被提升的高度无关。
五、计算题（本道大题有3道小题，共计22分）
27．（8分）某卫生间马桶水箱的进水调节装置如图甲所示，图乙为其结构示意图，浮臂AB可视为绕O点转动的杠杆，OA=8cm，OB=2cm，A端通过细连接杆AC与柱状浮筒连接，浮筒质量为50g，B端通过细连接杆BD与圆饼状止水阀连接，止水阀上下表面积与进水管口面积均为。当水箱中无水或水量较少时，浮筒下降，止水阀打开，水从进水管流进水箱。水位达到一定高度时，浮筒上升推动杠杆，使止水阀刚好堵住进水管，停止进水，此时AB处于水平位置，连接杆竖直，大气压强，进水管中水压。除浮筒外其它装置所受重力不计，忽略所有摩擦。求停止进水时：
（1）浮筒所受重力大小；
（2）止水阀受到进水管中水的压力大小和受到的大气压力大小；
（3）浮臂A端受到向上的力的大小；
（4）浮筒受到的浮力大小。
【答案】（1）0.5N；（2）8N，2N；（3）1.5N；（4）2N
【解析】（1）浮筒所受重力大小为
（2）止水阀受到进水管中水的压力大小为
止水阀受到的大气压力大小为
（3）浮臂B端受到向上的力为
根据杠杆平衡条件则有
则浮臂A端受到向上的力的大小为
（4）浮筒受到的浮力大小为
答：（1）浮筒所受重力大小为0.5N；
（2）止水阀受到进水管中水的压力大小和受到的大气压力大小分别为8N，2N；
（3）浮臂A端受到向上的力的大小为1.5N；
（4）浮筒受到的浮力大小为2N。
28.（8分）如图所示，利用斜面将箱子推进车厢，通常要比把箱子直接从地面搬进车厢省力多了，某同学用100N的力沿斜面向上匀速推动箱子，已知箱子质量为20kg，斜面长3m，斜面高1.2m，g=10N/kg。求：
（1）箱子受到的重力；
（2）箱子受到的摩擦力；
（3）斜面的机械效率；
（4）使用斜面推箱子时有哪些更省力的方法。
【答案】（1）200N；（2）20N；（3）80%；（4）见解析
【解析】（1）箱子受到的重力：G=mg=20kg×10N/kg=200N
（2）推力所做的功：W总=Fs=100N×3m=300J
有用功：W有=Gh=200N×1.2m=240J
额外功：W额=W总―W有=300J―240J=60J
斜面对箱子的摩擦力：
（3）斜面的机械效率：
（4）拉动物体沿斜面运动时，斜面坡度越小越省力，可适当减小斜面的坡度。
答：（1）箱子受到的重力是200N；（2）箱子受到的摩擦力是20N；
（3）斜面的机械效率是80%；（4）见解析。
29. （6分）早在3000年前我们的祖先就设计了结构很合理的辘轳，通常用于从井中提水。如图所示是古代民间的提水设施辘轳，由辘轳头、支架、井绳、水桶等部分构成。某次取水时井绳拉着质量为10kg的水缓慢上升了4m，水桶的质量为1kg，在这一过程中，人做的总功为500J，g取10N/kg。求此次取水的过程中
（1）人做的有用功为多少？
（2）辘轳的机械效率多大？
（3）人克服井绳重力与摩擦阻力做的功是多少？
【答案】（1）400J；（2）80%；（3）60J
【解析】（1）根据题意，人做的有用功为
（2）根据题意可知
（3）根据题意可知
克服水斗做的功为
克服井绳重力及摩擦力做的功为
答：（1）人做有用功为400J；
（2）辘轳的机械效率为80%；
（3）人克服井绳重力与摩擦阻力做的功为60J。
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