第十二章 简单机械（单元自测•提高卷）物理新教材人教版八年级下册+答案

这是一份第十二章 简单机械（单元自测•提高卷）物理新教材人教版八年级下册+答案，文件包含第十二章简单机械单元自测•提高卷试题版A4docx、第十二章简单机械单元自测•提高卷试题版A3docx、第十二章简单机械单元自测•提高卷解析版docx、第十二章简单机械单元自测•提高卷答案及评分标准docx等4份试卷配套教学资源，其中试卷共27页， 欢迎下载使用。
2025-2026学年八年级下物理单元自测第十二章 简单机械·素养提升建议用时：75分钟，满分：100分第Ⅰ卷 选择题一．选择题（本题共10小题，共46分，在每小题给出的四个选项中，1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分，8~10题有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答得0分。）1．下列最适合修剪树枝的剪刀是（　　）A．B．C．D．【答案】D【详解】根据对杠杆省力的认识，当动力臂大于阻力臂时杠杆省力，且差异程度越大越省力。修建树木需要较大的力度，所以应该使用更省力的工具。故选D。2．如图所示，使用食品夹夹取食物时，有人的手在靠近食物的A点处垂直夹子用力，有人的手在靠近支点的B处垂直夹子用力，当阻力相同时，这样做的目的是（　　）A．在A处用力比在B处用力小B．在A处用力比在B处用力时省距离C．无论在A处还是在B处都会比单独用手直接夹取食物省力D．无论在A处还是在B处都会比单独用手直接夹取食物省距离【答案】A【详解】A．食品夹在使用时，可看作一个杠杆，其支点在夹子末端连接处。阻力是食物对夹子的力，动力是手对夹子的力，作用在A点或B点， 由于动力作用在A处时的力臂大于作用在B处时的力臂，由可知，在A处用力比在B处用力小，故A正确；B．杠杆省力的同时费距离，在A点用力比在B点用力更省力，因此在A点用力比在B点用力更费距离，即手移动的距离更大，故B错误；C．食品夹是动力臂小于阻力臂的杠杆，为费力杠杆，无论在A点还是B点用力，动力都大于阻力，所以使用食品夹比用手直接夹取食物更费力，故C错误；D．食品夹费力但省距离，即手移动的距离小于夹子前端移动的距离。但这不是比较在A、B两点用力的目的，故D错误。故选A。3．如图，用10N的力沿水平方向拉滑轮，可使物体以0.2m/s的速度在水平面上匀速运动。弹簧测力计的示数恒为2N（不计滑轮、测力计、绳子的重力，滑轮的转轴光滑）。下列说法正确的是（　　）A．拉力做功功率为1WB．滑轮移动的速度是0.4m/sC．物体受到的摩擦力是3ND．物体受到地面的摩擦力是2N【答案】A【详解】AB．由图，绳子股数，图中动滑轮的拉力作用在轴上，已知物体A速度因此滑轮移动速度拉力的做功功率为 故A正确，B错误； C．物体B静止，水平方向受力平衡，弹簧测力计对B的拉力为，因此A对B的摩擦力大小为；根据力的作用是相互的，物体A受到B的摩擦力大小为，故C错误； D．对动滑轮受力分析，拉力因此绳子对A的拉力物体A匀速运动，受力平衡：向左的拉力向右的力为B对A的摩擦力和地面对A的摩擦力，因此故D错误。 故选A。4．如图所示，每个滑轮都是相同的，物体重为2000N，人重600N，人站在地上用最大的力拉住绳子的一端，使物体匀速上升，若不计绳重和摩擦，则滑轮重为（　　）A．150NB．200NC．300ND．400N【答案】B【详解】人重600N，人站在地上用最大的力拉住绳子的一端，使物体匀速上升，则人的拉力。若不计绳重和摩擦，根据定滑轮的特点，物体右侧绳子的拉力对下方滑轮受力分析，则下方滑轮受到绳子向上的拉力为则物体左侧绳子的拉力物体匀速上升，受力平衡，则有，即解得滑轮重力。故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。5．神舟二十号舷窗出现裂纹，神舟二十二号仅用20天完成太空救援，重新定义了人类应对太空危机的效率标杆。回收返回舱时，用如图所示的柴油起重机将重约2.8t的返回舱在10s内匀速提升2m，起重机的输出功率为，g取10N/kg，以下分析正确的是（　　）A．起重机做的有用功为B．钢缆A点处移动的距离为2mC．起重机的效率为80%D．返回舱在10s内上升的速度为0.8m/s【答案】C【详解】A．克服返回舱的重力所做的功为有用功，大小为故A错误；B．由图可知，与动滑轮相连的绳子股数，返回舱提升2m，绳端移动的距离故B错误；C．起重机所做的做功为起重机的效率为故C正确；D．返回舱在10s内匀速提升2m，所以返回舱的速度为故D错误。故选C。6．如图所示，将重为G的均匀木棒竖直地悬挂于O点，在其下端施加一个始终垂直于木棒的动力F，让木棒缓慢地转动到图中虚线所示的位置，则阻力臂、阻力、动力臂和动力的变化情况是（　　）A．不变　不变　变大　变小B．变大　变大　不变　变大C．变大　不变　不变　变大D．不变　变大　变大　变小【答案】C【详解】阻力臂是支点到重力作用线的垂直距离，随着木棒转动，该距离从0开始逐渐增大，因此阻力臂变大；阻力是木棒的重力G，其大小由木棒质量决定，在转动过程中保持不变，因此阻力不变；动力F始终垂直于木棒，因此动力臂等于木棒的长度，木棒长度不变，因此动力臂不变；根据杠杆平衡条件得由于阻力G和动力臂lF​ 不变，而阻力臂变大，所以动力F必须变大以维持平衡。故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。7．轮轴是一种简单机械。轮轴由具有共同转动轴O的大轮和小轮组成。通常把大轮叫轮，小轮叫轴。如图甲所示是一些轮轴的实例。轮轴实际上是一个可以连续转动的变形的杠杆。轮半径R和轴半径r分别就是作用在轮和轴上的两个力和的力臂，如图乙所示。根据杠杆的平衡条件，可得，使用轮轴时，如果动力作用在轮上能省力，且轮半径是轴半径的几倍，作用在轮上的动力就是阻力的几分之一，如果动力作用在轴上就费力，但可以省距离。以下说法错误的是（   ）A．轮轴的实质是变形的杠杆，如果动力作用在轮上就可以省力B．若螺丝刀的轮半径是1.5cm，轴半径是0.3cm，动力是阻力的5倍C．如图丙所示自行车，脚蹬和曲柄带动齿盘转动是一个省力轮轴D．如图丁所示螺丝的螺纹是一个省力轮轴【答案】B【详解】A.轮轴的实质是变形的杠杆，当动力作用在轮上时，轮半径R是动力臂，轴半径r是阻力臂，因为，根据杠杆平衡条件可得，，所以可以省力，故A 正确，不符合题意；B.已知螺丝刀轮半径，轴半径，由可得，，所以作用在螺丝刀上的动力是阻力的，故B错误，符合题意；C.在自行车中，脚蹬和曲柄带动齿盘转动，此时动力作用在轮上，阻力作用在轴上，轮半径大于轴半径，根据轮轴的省力原理，这是一个省力轮轴，故C正确，不符合题意；D.螺丝的螺纹可以看作是一个轮轴，使用时动力作用在轮（螺丝刀等工具转动的部分相当于轮）上，阻力作用在轴（螺丝的螺纹部分相当于轴）上，轮半径大于轴半径，是省力轮轴，故D正确，不符合题意。故选B。8．工人利用如图甲所示的滑轮组提升质量为、边长为10cm的正方体物体，两个定滑轮分别固定在天花板的点。他用拉力F拉绳，F随时间变化的图像如图乙所示，物体的速度随时间变化的关系图像如图丙所示，绕在滑轮组的每段绳子能承受的最大拉力为200N，若每个定滑轮的质量都是动滑轮质量的一半，且不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦，g取。以下说法正确的是（　　）A．在内物体对地面的压强为3000PaB．使用此滑轮组能匀速拉动重为590N的物体C．在内定滑轮对天花板A点的拉力为90ND．若匀速提升另一物体时机械效率为，则提升的物体重力为100N【答案】AC【详解】A．物体的重力为由图甲可知，承担重物绳子段数，不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦，在2~3s内，物体做匀速运动，由图乙可知，此时绳端拉力，动滑轮重力由图乙知，在0~1s内，拉力，把动滑轮和重物看成整体，则这个整体受到竖直向下的总重力、竖直向上的支持力以及三根绳向上的拉力作用处于静止状态，所以所以，地面对重物的支持力重物对地面的压力重物对地面的压强故A正确；B．使用此滑轮组能匀速提起物体的最大重力为故B错误；C．每个定滑轮的质量都是动滑轮质量的一半，定滑轮的重力在2~3s内，重物做匀速运动，拉力大小是40N，定滑轮对天花板A点的拉力故C正确；D．不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦，滑轮组的机械效率当机械效率为80%时提升物体的重力为故D错误。故选AC。9．如图所示，杠杆DE可绕O点在竖直平面内转动，OD：OE=1：2，小轩的质量为55kg，他通过细绳在E点施加竖直向下的拉力T1为150N时，杠杆在水平位置平衡，小轩对地面的压力为F1，物体A对地面的压强p1为3×103Pa。当小轩施加竖直向下的拉力为T2时，物体A恰好匀速上升。已知：物体A的质量为100kg，其底面积为5×10-2m2，杠杆DE和细绳的质量及滑轮轴的摩擦力均忽略不计，g取10N/kg。下列分析正确的是（　　）A．小轩对地面的压力F1为400NB．动滑轮B受到的重力为40NC．小轩施加竖直向下拉力为175N时，物体A对地面的压强恰好为零D．当小轩施加竖直向下的拉力为T2时，滑轮组的机械效率为85%【答案】AC【详解】A．小轩对地面的压力和地面对小轩的支持力是一对相互作用力，这两个力大小相等，对人进行受力分析，人受到竖直向上的支持力和拉力，竖直向下的重力，故人对地面的压力为故A正确；B．物体A受到地面的支持力和物体A对地面的压力是相互作用力，大小相等，物体A受到地面的支持力为物体A的重力为动滑轮受到物体的拉力和物体受到动滑轮的拉力使相互作用力，大小相等，动滑轮受到的拉力为根据杠杆平衡的条件可得杠杆左端所受的拉力为通过对动滑轮受力分析可得动滑轮的重力为故B错误；C．物体A对地面的压强恰好为零时，压力为零，物体A所受的支持力为0，此时绳子自由端的拉力为根据杠杆平衡的条件可得，人施加的拉力为故C正确；D．当小轩施加竖直向下的拉力为T2时，滑轮组的机械效率为故D错误。故选AC。10．小卫为课题研究小组提供了一把家中的旧杆秤（秤砣遗失），杆秤的刻度大多数模糊不清，只有7kg和8kg的刻度清晰可辨。小组成员对秤杆进行了测量，测量结果如下图所示。课题研究小组对杆秤的重心（不包括秤砣）和秤砣质量的判断正确的是（　　）A．杆秤重心在杆秤提纽的左侧B．杆秤重心在杆秤提纽的右侧C．秤砣的质量为1.5kgD．秤砣的质量为2kg【答案】BD【详解】AB.由图可知，到质量增加了，而杆秤上的刻度向右增加了，杆秤上的刻度是均匀的，所以，从刻度线到的位置，秤杆的长度应该为，即零刻度线在提纽的左侧，所以该杆秤的重心应该在提纽的右侧（因为刻度线处要挂秤砣才能使秤杆在水平位置平衡），故A错误，B正确。CD.设杆秤的重心到提纽的距离为s，秤砣的质量为m，杆秤的质量为，由可知，，，即，，代入数据可得①，②；由①②解得，故C错误，D正确。故选BD。第Ⅱ卷 非选择题二、实验题：本题共2小题，共14分。11．（7分）同学们利用蜡烛、细铁丝、杯子等制作了一个蜡烛“跷跷板”，如图甲。一端烛油滴下时，此端就上升，两端交替上下。为了寻找上述现象的原因，同学们用铁架台、杠杆（已在水平位置平衡）、质量相等的钩码等器材进行以下探究。(1)图乙中杠杆水平平衡，分别改变一侧钩码的个数或悬挂位置，发现杠杆不再平衡。小聪认为：影响杠杆平衡的因素是力的大小和支点到力的作用点的距离；小明认为：影响杠杆平衡的因素是力的大小和支点到力的作用线的距离。为判断谁的观点正确，同学们利用图丙中水平平衡的杠杆（）进行实验，保持B处悬挂钩码的个数和位置不变。①把A处悬挂的钩码改挂在C处，发现杠杆不再平衡。与A处相比，支点到力的作用点的距离___________（选填“变小”“不变”或“变大”）；②把A处悬挂的钩码改挂在D处，发现杠杆仍保持平衡，与A 处相比，___________的距离不变；③由此初步判断___________的观点是正确的；(2)明确影响因素后，同学们利用图乙的器材探究杠杆平衡的条件，将实验数据记录在设计的表格中。①表格中a处应填写的内容是___________b处应填写的内容是___________；②若在图乙中杠杆两侧钩码下端各加挂一个钩码，杠杆___________端下沉；③交替上下的蜡烛“跷跷板”，一端烛油滴下时，此端上升，原因是___________。【答案】(1) 不变 支点到力的作用线 小明(2) 动力臂/cm 阻力/N 左 此端蜡烛的质量减小，重力减小，力和力臂的乘积变小，杠杆失去平衡【详解】（1）[1]由题意知，当把A处悬挂的钩码改挂在C处，支点到力的作用点的距离不变，但杠杆不再平衡。[2]把A处悬挂的钩码改挂在D处时，杠杆仍保持水平，此时重力方向竖直向下，支点到重力作用线的垂直距离，即力臂与OA长度相等，因此支点到力的作用线的距离不变。[3]由①②可知影响杠杆平衡的因素是力的大小和支点到力的作用线的距离，故小明的观点是正确的。（2）[1]探究杠杆平衡条件需要测量动力、动力臂、阻力、阻力臂，a位于动力一侧，故填动力臂/cm；b位于阻力一侧，故填阻力/N。[2]设每个钩码重力为G，每格长度为L。若在图乙中杠杆两侧钩码下端各加挂一个钩码，左侧挂2个钩码，力臂为2格，乘积为右侧挂3个钩码，力臂为1格，乘积为因为左侧乘积大于右侧，所以杠杆左端下沉。[3]蜡烛“跷跷板”的原理基于杠杆平衡条件。一端烛油滴下导致质量减小，重力减小，虽然力臂可能不变，但“力与力臂的乘积”减小，导致杠杆失去平衡，从而上升。12．（7分）如图所示为“测量滑轮组机械效率”的实验装置，实验数据如表所示：(1)实验中用到的测量工具有弹簧测力计和___________；实验中应沿竖直方向___________拉动弹簧测力计，若某同学在该实验中加速向上提升重物，所测滑轮组的机械效率会___________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）；(2)通过比较___________（填实验次数的序号）两次实验数据得出结论：使用相同滑轮提升同一重物时，滑轮组的机械效率与绳子段数无关；(3)根据表中数据可以计算出第4次实验中滑轮组的机械效率为___________；(4)通过比较3、4两次实验数据可得出结论；不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越___________；（不计绳重和摩擦）(5)若每个滑轮的质量为80g，第4次实验中克服摩擦做的额外功为___________J（不计绳重）。【答案】(1) 刻度尺 匀速直线 偏小(2)1、2(3)80.0%(4)低(5)0.04【详解】（1）[1]在测量滑轮组机械效率的实验中，用到的测量工具有弹簧测力计和刻度尺，弹簧测力计测量力的大小，刻度尺测量钩码上升高度和绳端移动距离等。[2]实验中要竖直向上匀速直线拉动弹簧测力计，使物体匀速升高，此时系统处于平衡状态，测力计示数才等于拉力大小。[3]如果在实验过程中加速向上提升物体，所用的拉力就会偏大，在其他条件不变的情况下，计算出来的总功就会偏大，所测得的机械效率会偏小。（2）比较1、2次实验，用相同滑轮提升同一重物，这两次绕绳方式不同，这两次机械效率是相同的，说明滑轮组机械效率与绕绳方式无关，或者说，用相同滑轮提升同一重物，滑轮组的机械效率与绳子段数无关。（3）第4次实验中滑轮组的机械效率（4）从表格数据可以知道，第3次实验滑轮组分担物重的绳子段数，第4 次实验滑轮组分担物重的绳子段数。不计绳重和摩擦的情况下，由可得，第3次实验所用动滑轮重第4次实验动滑轮重比较3、4两次实验数据，不同的滑轮组提升相同的重物，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低。（5）第4次有用功第4次总功第4次额外功第4次实验绳子承重段数等于4，即应用图丁滑轮组，则动滑轮的总质量第4次所用动滑轮重第4次克服动滑轮做的额外功在不考虑绳重的情况下，额外功包括克服动滑轮做的功和克服摩擦做的功，所以第4次克服摩擦做的额外功三、计算题：本题共3小题，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。13．（15分）如图所示是一款轻质悬挂式晾衣杆，OA为晾衣杆，AB为悬线，已知悬线能承受的最大拉力为，在悬线拉力作用下，晾衣杆保持水平平衡。已知，在C点悬挂衣物的质量为2.5kg，求：(1)悬挂衣物的挂钩对杠杆的作用力；(2)悬线拉力的大小；(3)若想将悬挂的衣服移动位置，请你计算出悬挂点C在杠杆OA上可移动的范围。【答案】(1)25N(2)20N(3)0~0.8m【详解】（1）悬挂衣物的挂钩对杠杆的作用力等于衣物的重力，所以（5分）（2）晾衣杆OA可视为一个以O点为支点的杠杆，在水平位置平衡，阻力，阻力臂动力为悬线的拉力，其力臂为支点O到作用线的垂直距离，根据几何关系，30°对应的直角边是斜边的一半，则动力臂根据杠杆平衡条件可得所以（5分）（3）已知悬线能承受的最大拉力为，此时阻力臂最大为，根据杠杆平衡条件可得所以悬挂点C离O点的最小距离可以为0，所以，悬挂点C在杠杆OA上可移动的范围0~0.8m。（5分）14．（10分）如图所示，一台小型液压起重吊车正在起吊货物，利用伸缩撑杆可使吊臂绕O点转动，OA长为1m，假设伸缩撑杆对吊臂的支持力始终垂直于吊臂。起重吊车的重力为，吊起的货物质量为。(1)起重吊车吊起货物在如图所示位置静止时，伸缩撑杆对吊臂的支持力为，不计摩擦，求吊臂自身所受的重力；（假设吊臂的重心在吊臂中心位置）(2)起重吊车匀速将货物吊起3m的过程中，吊臂对货物做功的效率是多少？【答案】(1)(2)83.3%【详解】（1）货物的重力（1分）吊臂可以看作一个以O点为支点的杠杆。根据杠杆平衡条件可得支持力（1分）其力臂货物重力的力臂 （1分）吊臂重力的作用点在吊臂的中心，因此其力臂（1分）代入数据可得解得（1分）（2）有用功（1分）吊臂重心升高的距离（1分）额外功（1分）总功（1分）吊臂对货物做功的效率（1分）15．（15分）用如图所示的滑轮组提升物体A，在匀速竖直提升A的过程中，卷扬机加在绳子自由端竖直向下的拉力F为500N，物体A上升的速度vA为0.1m/s，滑轮组的机械效率为90%，不计绳重和滑轮与轴的摩擦。求：(1)拉力F做功的功率P；(2)物体A所受的重力G；(3)若卷扬机最大拉力为600N，求该装置的最大机械效率。【答案】(1)100W(2)900N(3)91.7%【详解】（1）由图可知，该滑轮组由一个定滑轮和一个动滑轮组成，承担动滑轮和物体重力的绳子段数为2。绳子自由端移动的速度等于物体上升速度的2倍，设绳子自由端移动的速度为v，则（2分）拉力F做功的功率P为（3分）（2）设绳子自由端移动的距离为s，物体上升的高度为h，则s=2h。所以，机械效率为变形可得物体A所受的重力（5分）（3）动滑轮的重力不计绳重和滑轮与轴的摩擦，设动滑轮重力为G，拉力F的大小为当卷扬机使用最大拉力时，能够提升的最大物重为。则所以（2分）此时该装置的机械效率为最大机械效率（3分）实验次数动力 F1/Nab阻力臂/ cm………… ………………实验次数钩码重G/N钩码上升高度h/cm绳端拉力F/N绳端移动距离s/cm机械效率η14102.72074.1%24101.83074.1%38103.13086.0%48102.540