第十一章简单机械和功 单元练 --2025-2026学年苏科版物理九年级上册

第十一章 简单机械和功 一、单选题 1．如图所示的工具中，正常使用时属于省距离杠杆的是（   ） A． 瓶盖起子 B． 镊子 C． 钳子 D． 核桃夹子 2．小王家在修建房屋时，用如图所示的滑轮组将重力为500N的物体匀速向上提升2m，所用时间是10s，已知拉力F为300N。在此过程中（    ） A．提升重物所做的有用功为500J B．动滑轮的重力一定是100N C．工人师傅拉绳子的功率为120W D．该滑轮组的机械效率约为80% 3．在研究杠杆平衡问题时，小红在均匀杠杆支点O两侧分别挂钩码如图所示。已知杠杆上相邻刻线间的距离相等，每个钩码的质量相等。则以下几个同学的说法中，正确的是（　　）    A．小刚说：小红松手后，杠杆不能平衡，右侧下沉 B．小东说：两侧钩码都向支点移动一格，杠杆可以平衡 C．小华说：在右侧钩码下增加一个钩码，杠杆可以平衡 D．小军说：在两侧钩码下都增加一个钩码，杠杆可以平衡 4．用图甲所示的滑轮组运送货物上楼，每件货物重为100N，每次运送的量不定，货物每次上升的速度恒定为2m/s，图乙是整个过程中滑轮组的机械效率随货物重力增加而变化的图像。当某次运送4件货物时，不考虑绳重和摩擦，则下列判断正确的是（    ） A．动滑轮重为50N B．滑轮组的机械效率为70% C．拉绳子的力F为250N D．拉绳子的力F的功率为500W 5．《物原》记载“史佚始作辘轳”，其形状如图所示，人们借助辘轳从井中汲水时，转动摇把，使绳子在轴筒上不断叠绕，从而将水桶从井中提出。下列说法正确的是（　　） A．使用该装置能够省功 B．取水时会对这桶水做功 C．使用更重的桶能提高机械效率 D．提着水桶水平运动时，拉力对水桶做了功 6．装修工人利用滑轮组提升装修材料，如图所示，工人站在地面上，把重为480N的材料以0.4m/s的速度匀速提升10m，工人所用拉力为300N。不计绳重及摩擦，g取10N/kg，则在此过程中（    ） A．工人所做的有用功是3000J B．工人拉绳子的速度为1.2m/s C．滑轮组的机械效率为80% D．所提物体越重该滑轮组的机械效率越小 7．如图是汉代画像砖上描绘的《史记》中“泗水取鼎”画面，两边各有数人用绳子通过滑轮拉起掉落水中的鼎。若鼎在水中时，两边绳子对鼎竖直向上的拉力分别为、。下列说法正确的是（　　） A．鼎在水中时，鼎受到的拉力为 B．图中的滑轮能起到省力的作用 C．图中的滑轮不能改变力的方向 D．当鼎完全从水中提出后，滑轮的机械效率将变小 8．如图所示，一长方体木块，置于一粗糙程度均匀的水平面上。甲图中立放，乙图中平放，丙图中平放且在其上方置一重物。三种情况下，匀速拉动长方体所需的水平力分别为F甲、F乙、F丙,，木块被拉动了相同的距离，则下列关于拉力所做的功W甲、W乙、W丙的大小关系正确的是（　　） A． B． C． D． 9．如图所示的四种情形中，人施加给物体的力是否做功，判断正确的是（　　）    A．图甲中人用力搬石头但石头未被搬动，人对石头做了功 B．图乙中人推着货车在平直的道路上匀速行走，人对货车做了功 C．图丙中人提着滑板在平直的道路上匀速行走，人对滑板做了功 D．图丁中足球离开脚后继续在空中飞行的过程中，人对足球做了功 10．小明想把一个重1300N的物体搬到高2m的车厢里，为了省力，他找了一块长5m的硬木板，搭在车厢上（衔接处的长度忽略不计），如图甲所示。小明用力把物体拉至车厢上，物体沿木板移动距离s与拉物体所用时间t的图像如图乙所示，物体与木板间的摩擦力为200N，则以下选项正确的是（    ） A．30s内做的有用功是3000J B．斜面的机械效率是60% C．30s内拉力的功率是120W D．15s内拉力做功为1300J 二、填空题 11．端午节是我国的传统节日，很多地方会举办龙舟赛来庆祝端午节。如图所示，划龙舟时所用的桨是 （选填“省力”或“费力”）杠杆。吃粽子是端午节的一大饮食习俗，用高压锅煮粽子，粽子熟的更快一些，是因为锅内的气压越高，水的沸点越 （选填“高”或“低”）。 12．用如图所示的实验装置研究“杠杆的机械效率”实验时，将总重为G=100N的钩码挂在粗细均匀铁质杠杆上，弹簧测力计作用于P点，现竖直向上匀速拉动弹簧测力计，钩码上升的高度为h=0.4m，弹簧测力计的示数为F=50N，其移动的距离为s=1m（不计转轴O处的摩擦，）则杠杆自重为 N；若将钩码移动到Q点，仍将钩码匀速提升h的高度，杠杆的机械效率将 （选填“不变”“变大”或“变小”）。 13．如图是利用相同的滑轮（质量忽略不计）以甲、乙两种方式将相同的重物匀速提升的示意图，方式 中滑轮的轴随重物一起运动，方式 中的工人所用拉力较小。 14．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，则运动时间2s 时绳子自由端移动的距离为 m，拉力F为 N。 15．如图所示，水平地面上的一物体，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系如图甲所示，物体的速度v与时间t的关系如图乙所示。则0~2s物体受到的阻力为 N，4~6s内推力F对物体所做的功为 J，功率为 W。    三、作图题 16．如图所示，轻质杠杆在力F2、FA的作用下处于平衡状态，L2是力F2的力臂，画出力F2的示意图； 四、实验题 17．“探究杠杆的平衡条件”的实验装置如图甲所示，所用的钩码质量均相同。 (1)杠杆不挂钩码时左端低、右端高，向 调节螺母，直至杠杆在水平位置平衡。 (2)在B点挂2个钩码，在A点挂 个钩码，使杠杆恢复水平平衡。取下A点所挂的钩码，用弹簧测力计在C点施加一个竖直向 的力，仍可使杠杆恢复水平平衡。 (3)如图乙所示，用核桃夹夹核桃时，核桃夹是一种 杠杆， (4)如图丙所示，小吉同学利用杆秤结合浮力知识设计了一款液体密度秤：轻质杆秤左端A点悬挂一质量为0.2kg、体积为25cm3的铁块。提纽位于O处，秤砣放在B处时，秤杆恰好水平平衡，将B处记作零刻度线。已知秤砣的质量为0.1kg，AO=5cm。把铁块浸没在待测液体中时，移动秤砣便可直接在杆上读出液体的密度。 ①该液体密度秤的零刻度线B在O点右侧 cm处； ②现将铁块浸没在待测液体中，秤砣由B向左移动2.5cm到C点后，杠杆在水平位置重新平衡，则待测液体的密度为多少？ （请写出必要文字说明，表达式及计算过程） 18．实验小组的同学们在做“探究斜面的机械效率影响因素”实验时，用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块，如图所示，收集了表中的实验数据。 实验次数 斜面长度s/m 斜面高度h/m 物块重力G/N 拉力F/N 机械效率η 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)分析表中实验1、2、3的数据可得出：斜面倾斜程度越小越 （选填“省”或“费”）力； (2)该小组又进行了第4次实验，他们在斜面上铺上毛巾，保持斜面高度和长度与第3次实验相同，他们测得这种情况下斜面的机械效率为 ； (3)把第4次实验数据与表中数据综合分析可得出：斜面的机械效率与 和 有关； (4)当用弹簧测力计通过细线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。 五、计算题 19．如图所示，一辆汽车发动机功率恒为150kW，载有的货物和车体的总质量为3000kg，该汽车现以5m/s的速度沿着斜长为300m、倾角为的斜面向上做匀速直线运动直至斜面顶端（汽车上升的高度看作等于斜面的高度）。求： (1)汽车在上坡过程中所受的牵引力大小； (2)上述过程中，汽车克服重力做功的功率。 20．有一质量为20kg的正方体物体放在水平地面上，某人通过如图所示的滑轮施加大小为220N的力F向下拉绳子时，物体恰好能以1m/s的速度匀速上升，经过3s后到达目标位置。求： (1)该滑轮的机械效率为多大？（结果保留小数点后一位） (2)此过程中人向下拉绳子的功率是多少？ 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《第十一章 简单机械和功 --2025-2026学年苏科版物理八年级上册》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B C A C B C A D B C 1．B 【详解】A．瓶盖起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，费距离，故A不符合题意； B．镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂是费力杠杆，省距离，故B符合题意； C．钳子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，费距离，故C不符合题意； D．核桃夹子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，费距离，故D不符合题意。 故选B。 2．C 【详解】A．提升重物所做的有用功为W有用=Gh=500N×2m=1000J 故A不符合题意； B．若不计绳重和摩擦，则动滑轮的重力为 由于摩擦不可避免，所以，动滑轮的重力一定小于100N，故B不符合题意； C．工人师傅拉绳子的功率为 故C符合题意； D．该滑轮组的机械效率约为 故D不符合题意。 故选C。 3．A 【详解】设杠杆一个格的长度为l，一个钩码的重力为G。 A．由图可知，杠杆左侧对应的力与力臂的乘积为 杠杆右侧对应的力与力臂的乘积为 由上述可知 所以松手后，杠杆右端会下沉，故A正确； B．两侧钩码都向支点移动一格时，杠杆左侧对应的力与力臂的乘积为 杠杆右侧对应的力与力臂的乘积为 由上述可知 所以杠杆不可以平衡，故B错误； C．在右侧钩码下增加一个钩码，右侧力与力臂的乘积为 左侧不变，力与力臂的乘积为 由上述可知 所以杠杆不可以平衡，故C错误； D．在两侧钩码下都增加一个钩码，杠杆左侧对应的力与力臂的乘积为 杠杆右侧对应的力与力臂的乘积为 由上述可知 所以杠杆不可以平衡，故D错误。 故选A。 4．C 【详解】A．由乙图可知:当时，，由滑轮组的机械效率 故A错误； B．当某次运送4件货物时，不考虑绳重和摩擦，滑轮组的机械效率为 故B错误； C．由图可知，动滑轮上有两根绳，，当某次运送4件货物时，绳子的拉力 故C正确。 D．绳子自由端移动的速度 拉绳子的力F的功率为 故D错误。 故选C。 5．B 【详解】A．根据功的原理，使用任何机械都不能省功，只能省力或改变力的方向。辘轳作为轮轴装置，本质是杠杆的变形，因此不能省功，只能省力。故A错误； B．取水时，绳子对这桶水施加了拉力，这桶水在拉力的方向上移动了距离，因此取水时拉力对这桶水做了功。故B正确； C．使用更重的桶会增加汲水时所做的额外功，在有用功不变的情况下，总功增加，机械效率降低。故C错误； D．做功的两个必要因素是力和在力的方向上移动的距离。提着水桶水平运动时，拉力方向竖直向上，而运动方向水平，拉力方向与运动方向垂直，因此拉力对水桶不做功。故D错误。 故选B。 6．C 【详解】A．工人所做的有用功，故A不符合题意； B．如图动滑轮上绳子段数n=2，材料上升速度为0.4m/s，则拉绳的速度，故B不符合题意； C．滑轮组的机械效率，故C符合题意； D．不计绳重及摩擦时，滑轮组的机械效率。由公式可知，当不变时，所提物体重力G越大，机械效率η越高，故D不符合题意。 故选C。 7．A 【详解】ABC．图中的这种滑轮是定滑轮，不能起到省力的作用，只能改变动力的方向，鼎在水中时，鼎向上受到两个拉力作用，所以鼎受到的拉力之和为F1+F2，故A正确，BC错误； D．假设鼎在水中和从水中提出后上升的高度相同，鼎在水中时，有用功为W有1=(G-F浮)h 当鼎完全从水中提出后，没有受到浮力，有用功为W有2=Gh 所以有用功变大，额外功不变，由 可知滑轮的机械效率变大，故D错误。 故选A。 8．D 【详解】木块无论是平放还是侧放，因为其重力不变，所以其对接触面的压力大小相同，接触面的粗糙程度相同，变化的是接触面的大小，而摩擦力的大小与接触面的大小无关，所以这两种情况下的摩擦力相等，根据二力平衡知道 f=F甲 f=F乙 即 F甲=F乙 在木块上加放一个重物后，木块对接触面的压力变大，接触面的粗糙程度不变，所以摩擦力变大，此时的摩擦力 由以上分析知道 由知道，当被拉动了相同的距离时 故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 9．B 【详解】做功的两个必要因素：①有力作用在物体上；②物体在这个力的方向移动 了一段距离； A．甲图中人用力搬石头但石头仍保持静止，人对石头施加了力，石头没有在力的方向上通过距离，所以人对石头没有做功，故A错误； B．乙图中人推着货车在平直的道路上匀速行走，人对货车施加了力的作用，货车在力的方向上通过距离，所以人对货车做了功，故B正确； C．丙图中人提着滑板在平直的路面上匀速行走，人对滑板施加了力的作用，但滑板没有在力的方向上通过距离，所以人对滑板不做功，故C错误； D．丁图中足球离开脚后由于惯性继续在空中飞行的过程中，足球不再受人的踢力，所以人对足球没有做功，故D错误。 故选B。 10．C 【详解】A．由图乙可知，30s内物体沿木板移动的距离为5m，物体刚好上升了2m，故克服物体重力做的有用功W有＝Gh＝1300N×2m＝2600J 故A错误； B．克服物体所受摩擦力做的额外功W额＝fs＝200N×5m＝1000J 拉力做的总功W总＝W有+W额＝2600J+1000J＝3600J 斜面的机械效率 故B错误； C．30s内拉力的功率 故C正确；   D．15s内拉力做功为 故D错误。 故选C。 11． 费力 高 【详解】[1]划龙舟时，桨的支点在靠近船体一侧，动力作用在桨柄上，阻力作用在桨叶上。由于动力臂小于阻力臂，根据杠杆平衡原理，这种杠杆属于费力杠杆。费力杠杆虽然不省力，但可以增大力的作用距离，使划水更有效率。 [2]液体的沸点随气压的增大而升高。高压锅通过密封设计增大锅内气压，使水的沸点高于100℃，从而加快食物的煮熟速度。这是利用了气压对沸点影响的原理。 12． 20 变大 【分析】根据题中“杠杆的机械效率”可知，本题考查杠杆力臂的变化引起的机械效率变化，根据相似三角形求出杠杆上升高度即可进行求解。 【详解】[1]由题知，拉力所做功为W总=Fs=50N×1m=50J 对钩码所作有用功为W有=Gh=100N×0.4m=40J 又因为W总=W有+W额，因为不计转轴O处的摩擦，故对杠杆做功W额=W总−W有=50J-40J=10J 因为杠杆粗细均匀，故杠杆重心为杠杆中点，则杠杆重力力臂为L杆=，由相似三角形可知，杠杆重力力臂与弹簧测力计拉力的力臂关系为，故h杆===0.5m 由W额=G杆h杆得，G杆===20N [2]若将钩码移到Q点后匀速提升h的高度，则W有=Gh不变，又因为杠杆重力不变，将钩码移动后，杠杆提升高度变小，故W额减小，又因为W总=W有+W额，故W总减小，由机械效率公式η=×100%可知，杠杆的机械效率将变大。 13． 乙 乙 【详解】[1]方式甲中是定滑轮，滑轮的轴不随重物一起运动；方式乙中是动滑轮，滑轮的轴随重物一起运动。 [2]方式甲中是定滑轮，工人的拉力等于被提升物体的重力；方式乙中是动滑轮，工人的拉力等于被提升物体的重力的一半，方式乙中的工人所用拉力较小。 14． 2 400 【详解】[1]根据图示可知，物体的速度为 故 运动时间2s时绳子自由端移动的距离为 [2]由于货物匀速上升，则拉力F为 15． 1 16 8 【详解】[1]由F﹣t图像可知，0~2s内的推力F=1N，由v﹣t图像可知，物体速度为0，处于静止状态，则物体受到的阻力和推力是一对平衡力，二力大小相等，则此时物体受到的阻力为1N。 [2][3]由F﹣t图像可知，4s~6s内的推力F′=2N，由v﹣t图像可知，物体以v=4m/s的速度做匀速直线运动，处于平衡状态，4~6s内推力F对物体所做的功率 P=F′v=2N×4m/s=8W 所做的功 W=Pt=8W×2s=16J 16． 【详解】FA使杠杆逆时针转动，则F2应使杠杆顺时针转动，过L2的上端点作L2的垂线交杠杆于C点，C点即为F2的作用点，方向斜向下，如下图所示: 17．(1)右 (2) 3 上 (3)省力 (4) 10 2g/cm3 【详解】（1）杠杆不挂钩码时左端低、右端高，说明左端重，所以应向右调节平衡螺母，直至杠杆在水平位置平衡。 （2）[1]设一个钩码的重力为G，杠杆上一个格的长度为L，当在A点挂n格钩码时杠杆平衡，根据杠杆平衡条件可得，2G×3L=nG×2L 解得n=3，即在A点挂3个钩码，使杠杆恢复水平平衡。 [2]B点钩码的作用效果是使杠杆逆时针转动，用弹簧测力计在C点施加的力的作用效果应使杠杆顺时针转动，故C点施加竖直向上的力才能使杠杆恢复水平平衡。 （3）由乙图可知，核桃夹的左端为支点，核桃对夹子的力为阻力，手对核桃夹的力为动力，使用时动力臂大于阻力臂，所以核桃夹是省力杠杆。 （4）[1]轻质杆秤左端A点悬挂一质量为0.2kg、体积为25cm3的铁块，提纽位于O处，秤砣放在B处时，秤杆恰好水平平衡，根据杠杆平衡条件可得，G铁×AO=G砣×OB，代入数值得0.2kg×10N/kg×5cm=0.1kg×10N/kg×OB 解得OB=10cm，即密度秤的零刻度线B在O点右侧10cm处。 [2]将铁块浸没在待测液体中，铁块受到浮力作用，秤砣由B向左移动2.5cm到C点后，OC=10cm-2.5cm=7.5cm 当杠杆在水平位置重新平衡后，有(G铁-F浮)×AO=G砣×OC，代入数值得(0.2kg×10N/kg-ρ液×10N/kg×25×10-6m3)×5cm=0.1kg×10N/kg×7.5cm 解得ρ液=2×103kg/m3=2g/cm3 18．(1)省 (2)60% (3) 斜面的倾斜程度 斜面的粗糙程度 (4)大于 【详解】（1）由表中数据可知，从实验1到实验3，斜面越来越陡，需要的拉力越来越多，越费力，故比较表中实验1、2、3的数据可得出：斜面倾斜程度越小越省力。 （2）克服物体重力所做的有用功为 拉力所做的总功 第4次实验的机械效率为 （3）[1]由表中数据可知，从实验1到实验3，斜面越来越陡，倾斜程度越来越大，机械效率越来越大，说明机械效率与斜面的倾斜程度有关。 [2]由3、4两组实验数据可知，提升相同重物时，斜面越粗糙，机械效率越低，说明机械效率的高低于斜面的粗糙程度有关。 （4）向上沿斜面拉动物体时，拉力不仅要克服重力做有用功，还要克服摩擦力做额外功，所以拉力大于摩擦力。 19．(1) (2)7.5×104W 【详解】（1）根据可得，汽车发动机的牵引力 （2）汽车的重力G=mg=3000kg×10N/kg=30000N 由直角三角形中所对的直角边等于斜边的一半可得，汽车上升的高度 汽车克服重力所做的功W=Gh=30000N×150m=4.5×106J 由可知，汽车从斜面低端移动到斜面顶端所用的时间为 则汽车克服重力做功的功率 20．(1)90.9% (2)220W 【详解】（1）绳子拉动的距离s=h=vt=1m/s×3s=3m 所做的有用功 所做的总功 该滑轮的机械效率 （2）人向下拉绳子的功率 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $