第十一章 机械与功 单元测试 2025-2026学年教科版八年级下册物理

第十一章 机械与功 测试卷（解析版） （考试时间：90 分钟 试卷满分：100 分） 一、选择题（本题共 18 小题，每小题 2 分，共 36 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 ．某同学把装有 20 个鸡蛋的塑料袋从 1 楼提到 3 楼，他做的功最接近于 ( ) A ．6J B ．30 J C ．60 J D ．3100 J 2 ．如图所示的生活用具中，使用时属于费力杠杆的是 ( ) A ． 羊角锤 B ．镊子 C ． 起瓶器 D ． 钢丝钳 3 ．杆秤是我国古代的衡器，并沿用至今。如图所示，某次用秤钩挂住物体称重时，提纽 O 处是支点，AO 为 5cm，秤砣重 500g，秤砣移至距 O 点 20cm 的 B 处，秤杆恰好在水平位置平衡，若 g 取10N / kg ，不计秤杆和秤钩的质量，这时从秤杆上读得的被称物体的质量是 ( ) A ．0.8kg B ．2.5kg C ．2kg D ．5kg 4．利用图中的滑轮组竖直匀速向上提升重力为 12N 的物体，动滑轮重力未知但不可忽略不计，则拉力大小不可能是选项中的 ( ) A ．4N B ．6.5N C ．12N D ．15N 5 ．如图所示，我国政府为缓解山区人民出行难的问题，修建了大量的盘山公路，改善了山区人民的生活水平。修建盘山公路的目的是 ( ) 第十一章 机械与功 测试卷（学生版） 第 1 页 共 30 页 学科网（北京）股份有限公司 A ．提高汽车的机械效率 B ．减小汽车牵引力所做的功 C ．减小汽车上坡时所需的牵引力 D ．提高汽车上坡时发动机的功率 6 ．如图所示的各种情况中，用同样大小的力F 将重物匀速提升，不计绳与滑轮自重、不计摩擦，物重最大的是 ( ) A ．GA B ．GB C ．GC D ．GD 7 ．图中所示杠杆处于平衡状态 ( ) A ．将 A 处砝码移到 C，B 处砝码移到 D 时，杠杆重新达到平衡 B ．将 A 、B 两处砝码各减掉一个时，杠杆仍保持平衡 C ．将 A 处砝码移到 E，B 处砝码增加两个时，杠杆重新达到平衡 D ．将 B 处砝码移到 F，并增加一个砝码时，杠杆重新达到平衡 8 ．下列以 O 为支点的人体杠杆，在转动过程中省力的是 ( ) ( A ． 做俯卧撑 B ． ) ( 举哑铃 ) 第十一章 机械与功 测试卷（学生版） 第 2 页 共 30 页 学科网（北京）股份有限公司 C ． 仰卧起坐 D． 打羽毛球 9 ．使用机械做功时，下列说法正确的是 ( ) A ．功率大的机器做功一定快 B ．功率越大的机器做功时间越短 C ．功率小的机器做功不一定慢 D ．功率大的机器做功多 10 ．下列有关力做功的说法中正确的是 ( ) A ．举重运动员举着杠铃不动，举力做了功 B ．用水平力推着购物车前进，推车的力做了功 C ．在光滑的水平冰面上滑动的冰块，有力对物体做了功 D ．被脚踢出的足球在草地上滚动的过程中，脚对足球做了功 11．一个同学用 50N 的水平方向的力将一只重 5N 的足球沿水平方向踢了出去，足球在地上滚动了30m 才停下，从人踢球到球停止这整个过程中，脚对球做的功是 ( ) A ．15J B ．1500J C ．150J D ．条件不足，无法判断 12．如图所示的是建筑工人用滑轮提升重物的情景。已知重物重为 950N，人对绳子施加的力为 500N、重物在 10s 内提升 3m ，不计绳重及轮与轴间的摩擦，下列说法正确的是 ( ) A ．动滑轮重为 100N B ．工人做的有用功为 2850J C ．工人对绳子拉力做功的功率为 285W D ．该滑轮组的机械效率为 90% 13 ．如图所示，在 50N 的拉力 F 作用下，一个重 600N 的物体以 0. 1m/s 的速度沿水平地面向右匀速直线运动了 10s。已知滑轮组的机械效率为 80%，不计滑轮重和绳重，下列说法中正确的是( ) A ．拉力 F 做的功为 50J B ．拉力 F 做功的功率为 5W C ．物体与地面的摩擦力为 120N D ．物体与地面的摩擦力为 150N 14 ．用一个滑轮组把同一个物体匀速提升同样的高度，经过改进提高机械效率后，则 ( ) A ．有用功减少，总功增多 B ．有用功不变，总功减少 C ．功率变大，机械做功更多 D ．机械做功加快 第十一章 机械与功 测试卷（学生版） 第 3 页 共 30 页 学科网（北京）股份有限公司 15 ．如图所示，用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置，分别用 FA 、FB 匀速提升重力为 GA 、GB 的A 、B 两个物体。物体提升相同高度，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是 ( ) A ．若 GA=GB ，则甲的机械效率较高 B ．若 GA=GB ，则乙的机械效率较高 C ．若 GA<GB ，则甲的机械效率较高 D ．若 GA<GB ，则乙的机械效率较高 16．某物体在水平拉力 F 的作用下沿同一水平面做直线运动，其路程 s 与时间 t 的关系如图乙所示。下列说法中正确的是 ( ) A ．0～12s 内的速度小于 12～24s 内的速度 B ．0～12s 内的拉力大于 12～24s 内的拉力 C ．0～12s 内拉力做的功大于 12～24s 内拉力做的功 D ．0～12s 内拉力做功的功率小于 12～24s 内拉力做功的功率 17 ．甲、乙两人爬楼梯比赛，已知两人体重之比为 3 ∶2 ，爬完相同楼高所用的时间之比为 4 ∶3，则甲、乙两人爬楼梯的功率之比为 ( ) A ．9 ∶8 B ．8 ∶9 C ．2 ∶ 1 D ．1 ∶2 18 ．如图所示，汽车通过滑轮组将物体吊起。已知汽车的质量为3 × 103 kg ，牵引力F1 为4000N ，对绳子的拉力F2 为2500N ；物体的重力为6000N ，物体匀速上升的速度始终为0.5m/s ，g 取10N/kg ，不计绳重和滑轮间的摩擦。下列说法中 ( ) ①滑轮组的机械效率为 80% ②汽车受到的摩擦为150N ③动滑轮的重力为1000N ④汽车牵引力的功率为6000W 第十一章 机械与功 测试卷（学生版） 第 4 页 共 30 页 学科网（北京）股份有限公司 A ．只有①正确 B ．只有①④正确 C ．只有①②正确 D ．只有③④正确 二、填空题（本题共 8 小题，每空 1 分，共 20 分） 19．俯卧撑是一项常见的体育健身活动，如图所示是同学们在锻炼课上做俯卧撑时的示意图，若该同学的质量为 50kg ，小明的身体可视为杠杆，A '为重心，OA=0.9m，AB=0.6m ，则地面对手掌的支持力为 N ，若该同学在 30s 的时间内做了 15 个俯卧撑，每个俯卧撑重心上升 20cm ，则他做俯卧撑的功率为 W 。（g= 10N/kg） 20 ．如图所示，A 、B 两个滑轮中， 是动滑轮，在不考虑滑轮重、绳重和绳与滑轮间的摩擦时，以 0. 1m/s 的速度匀速拉动物体 C ，物体 C 与桌面的摩擦力是 60N ，则绳子自由端移动的速度为 m/s ，拉力 F 为 N。 21．爷爷与小丽进行爬楼比赛，他们都从 1 楼上到 6 楼。爷爷的体重是小丽体重的 2 倍，爷爷所用 的时间是小丽所用时间的 3 倍。若爷爷做功为W1 ，功率为P1 ，小丽做功为W2 ，功率为P2 ，则W1 : W2 = ，P1 : P2 = 。 22 ．如图，用滑轮组帮助汽车脱困时，滑轮 B 的作用是 ；汽车被匀速拉动2m 时，作用在绳子上的拉力 F 为1000N ，已知滑轮组的机械效率为 80% ，在此过程中拉力做功 J ，克服汽车重力做功 J ，汽车受到的摩擦力为 N。 23 ．如图甲所示，质量为 50kg 的小明用滑轮组将空吊篮提升到高处，拉力 F 随时间 t 变化的图像如图乙所示，空吊篮上升的速度 v 随时间 t 变化的图像如图丙所示。动滑轮重 60N ，则在 4~8s 内小明拉力做功的功率 W ，若小明手中的拉绳能承受的最大拉力为 600N ，则小明用图甲装置匀速提升货物时的最大机械效率是 。（不计绳重和摩擦，g 取 10N/kg） 第十一章 机械与功 测试卷（学生版） 第 5 页 共 30 页 学科网（北京）股份有限公司 24．用图所示的滑轮组提升水中的物体 A，若物体的质量为 140kg，体积为60dm3，动滑轮总重为 200N， g 取 10N/kg，物体 A 在水中被匀速提升时，绳端拉力是 牛，此时滑轮组机械效率是 。 25 ．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象。当某次运送 4 件货物时，不考虑绳重和摩擦，拉绳子的力 F 的功率为 W ，滑轮组的机械效率为 。 26 ．如图，在 50N 的水平拉力 F 作用下，重 600N 的物体沿水平地面做匀速直线运动，物体与地面间的滑动摩擦力是自身重力的 0.2 倍，绳子自由端向前移动的速度为 0.6m/s ，则拉力的功率为 W ，物体在 10s 内移动的距离为 m ，该滑轮组的机械效率是 。 第十一章 机械与功 测试卷（学生版） 第 6 页 共 30 页 学科网（北京）股份有限公司 三．作图题（本题共 2 小题，共 4 分） 27 ．如图所示杠杆处于平衡，请在杠杆 A 处画出最小的动力 F1 ，并画出阻力 F2。 28 ．如图所示，画出滑轮组提起重物最省力时绳子的绕法。 四．实验题（本题共 2 小题，每空 1 分，共 13 分） 29 ．小张利用杠杆开展相关实验探究： （1）安装好杠杆，将其放到水平位置后松手，发现杠杆右端下沉，如图甲所示。则应将平衡螺母向 （选填“左 ”或“右 ”）调节，直到杠杆在水平位置平衡；实验中调节杠杆在水平位置平衡的目的是 ； （2）如图乙所示，在 A 点挂 3 个重力均为 0.5N 的钩码，在B 点用弹簧测力计竖直向下拉杠杆，使其在水平位置平衡，弹簧测力计的示数为 N ； （3）始终垂直于杠杆向下拉弹簧测力计，使杠杆从水平位置缓慢转过一定角度，如图丙所示。此过程中，弹簧测力计拉力的力臂 （选填“变大 ”、“变小 ”或“不变 ”，下同），拉力的大小 ； （4）实验中小明发现用图丁所示的方式悬挂钩码，杠杆也能在水平位置平衡，但老师建议不宜采用这种方式，其主要原因为 ； 第十一章 机械与功 测试卷（学生版） 第 7 页 共 30 页 学科网（北京）股份有限公司 A ．一个人无法独立操作 B ．不方便测量力臂 C ．力和力臂数目过多，不易得出结论 D ．杠杆不平衡 30．在“探究影响滑轮组机械效率的因素 ”实验中，小芳用如图所示的滑轮组分别做了甲、乙、丙3 次实验，实验数据记录如表所示。 次数 钩码重/N 钩码上升的距离/cm 弹簧测力计的示数/N 绳端上升的距离/cm 机械效率/% 1 2 5 1 15 66.7 2 3 5 1.4 15 71.4 3 4 5 15 （1）在实验操作中应该 拉动弹簧测力计。 （2）进行第 3 次测量时，弹簧测力计示数为 N，机械效率约为 ％（保留到 0. 1％）。 （3）分析实验数据，小芳得出的实验结论是：使用同一滑轮组提升不同重物， 可以提高机械效率。 （4）第 1 次实验时，钩码上升的速度为 0.05m/s ，则拉力的功率为 W。 （5）小芳进一步分析数据，发现用同一滑轮组提升不同重物至同一高度，提升的物重增加时，所做的额外功将 （选填“变大 ”“不变 ”或“变小 ”），分析原因： 。 五．计算题（共 3 小题，每题 9 分，共 27 分） 31 ．南昌市海昏侯博物馆已对外开放，其在建设中采用了如图所示的装置，工人师傅用 1200N 的拉力 F 向下拉绳，10s 内使重 2000N 的物体匀速上升 7m ，不计绳重和摩擦，g 取 10N/kg 。求： 第十一章 机械与功 测试卷（学生版） 第 8 页 共 30 页 学科网（北京）股份有限公司 （1）拉力 F 做的有用功。 （2）拉力 F 的的总功。 （3）该滑轮组的机械效率（保留整数）。 32 ．小雨通过如图甲所示滑轮组将水中的物体匀速提升至空中，绳子自由端的拉力 F 与绳子自由端移动的距离的关系图象如图乙所示，其物体在空中匀速上升过程中滑轮组的机械效率为90% ，不计绳重、摩擦和水的阻力。（p水 = 1.0 × 103 kg / m3 ，g 取10N / kg ）求： （1）物体在空中上升 2m ，小雨做的功； （2）动滑轮的重力； （3）物体的密度。 第十一章 机械与功 测试卷（学生版） 第 9 页 共 30 页 学科网（北京）股份有限公司 33．某款消毒机器人，可在无人控制的情况下，对需要消毒的场所进行智能消毒。消毒完毕后，关闭喷洒装置并使机器人在水平地面上沿直线返回。此过程中，牵引力 F 随时间 t 的变化图象如图甲所示，消毒机器人前进的速度 v 的大小随时间 t 的变化图象如图乙所示，在 1s~6s 内机器人通过的距离为 3.5m ，则： （1）求在 0~6s 的时间内，机器人运动的平均速度；（精确到 0.01） （2）求机器人在运动的过程中受到的阻力大小； （3）求在 3s~5s 内，牵引力所做的功； （4）求该机器人在匀速直线运动时，牵引力做功的功率。 第十一章 机械与功 测试卷（学生版） 第 10 页 共 30 页 学科网（北京）股份有限公司 （考试时间：90 分钟 试卷满分：100 分） 第 Ⅰ卷 选择题 一、选择题（本题共 18 小题，每小题 2 分，共 36 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 ．某同学把装有 20 个鸡蛋的塑料袋从 1 楼提到 3 楼，他做的功最接近于 ( ) A ．6J B ．30 J C ．60 J D ．3100 J 【答案】C 一个鸡蛋的质量约为 50g ，20 个鸡蛋的质量约为 m ＝20×50g ＝1000g ＝1kg所受重力为 G ＝mg ＝1kg×10N/kg ＝10N 一层楼高约为 3m ，从 1 楼提到 3 楼上升的高度为h ＝2×3m ＝6m 所以他做的功约为 W＝Gh ＝10N×6m ＝60J故 C 符合题意，ABD 不符合题意。 故选 C。 2 ．如图所示的生活用具中，使用时属于费力杠杆的是 ( ) 第十一章 机械与功 测试卷（解析版） 第 11 页 共 30 页 学科网（北京）股份有限公司 A． 羊角锤 B． ( 镊子 ) ( C ． 起瓶器 )D ． 钢丝钳 【答案】B 羊角锤、起瓶器和钢丝钳在使用时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，镊子在使用时，阻力臂大于动力臂，是费力杠杆，故 ACD 不符合题意，B 符合题意。 故选 B。 3 ．杆秤是我国古代的衡器，并沿用至今。如图所示，某次用秤钩挂住物体称重时，提纽 O 处是支点，AO 为 5cm，秤砣重 500g，秤砣移至距 O 点 20cm 的 B 处，秤杆恰好在水平位置平衡，若 g 取10N / kg ，不计秤杆和秤钩的质量，这时从秤杆上读得的被称物体的质量是 ( ) A ．0.8kg B ．2.5kg C ．2kg D ．5kg 【答案】C 由题可知，杆秤在使用时是一个绕支点转动的硬棒，相当于一个杠杆，由杠杆的平衡条件 动力× 动力臂 = 阻力×阻力臂 F1L1 = F2L2 G物 × OA = G砣 × OB 这时从秤杆上读得的被称物体的质量G物 kg ，故 C 正确，ABD 错误。故选 C。 4．利用图中的滑轮组竖直匀速向上提升重力为 12N 的物体，动滑轮重力未知但不可忽略不计，则拉力大小不可能是选项中的 ( ) A ．4N B ．6.5N C ．12N D ．15N 【答案】A 由题图可知，滑轮组的绳子承重股数为 n=3，根据F= (G + G动)= × (12N + G动)=4N +G动 > 4N可知，拉力不可能等于 4N 。故 A 符合题意，BCD 不符合题意。 故选 A。 5 ．如图所示，我国政府为缓解山区人民出行难的问题，修建了大量的盘山公路，改善了山区人民的生活水平。修建盘山公路的目的是 ( ) 第十一章 机械与功 测试卷（解析版） 第 12 页 共 30 页 学科网（北京）股份有限公司 A ．提高汽车的机械效率 C ．减小汽车上坡时所需的牵引力【答案】C B ．减小汽车牵引力所做的功 D ．提高汽车上坡时发动机的功率 修建盘山公路是利用斜面可以省力的道理，减小汽车上坡时所需的牵引力，故 C 符合题意，ABD 不符合题意。 故选 C。 6 ．如图所示的各种情况中，用同样大小的力F 将重物匀速提升，不计绳与滑轮自重、不计摩擦，物重最大的是 ( ) A ．GA B ．GB C ．GC D ．GD 【答案】C 不计绳与滑轮自重、不计摩擦，定滑轮的实质是动力臂等于阻力臂的杠杆，所以使用定滑轮不能省力，好处是能够改变力的方向；动滑轮的实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，使用动滑轮的好处是能够省一半的力。 A ．拉力等于物体重力，即 F = GA ，所以 GA= F，故 A 不符合题意； B ．拉力是物体重力的一半，即F 所以 GB= 2F，故 B 不符合题意； C ．由图可知，滑轮组承重绳子股数为 3 股，拉力是物体重力的 即F 所以 GC=3F，故 C符合题意； D ．由图可知，滑轮组承重绳子股数为 2 股，拉力是物体重力的一半，即F 所以 GD= 2F，故 D 不符合题意。 故选 C。 7 ．图中所示杠杆处于平衡状态 ( ) A ．将 A 处砝码移到 C，B 处砝码移到 D 时，杠杆重新达到平衡 B ．将 A 、B 两处砝码各减掉一个时，杠杆仍保持平衡 C ．将 A 处砝码移到 E，B 处砝码增加两个时，杠杆重新达到平衡 第 13 页 共 30 页 学科网（北京）股份有限公司 D ．将 B 处砝码移到 F，并增加一个砝码时，杠杆重新达到平衡 【答案】C 杠杆的平衡条件是：F1L1=F2L2 ，设一个钩码重力为 G ，杠杆上一小格的长为 L； A ．将 A 处砝码移到 C，B 处砝码移到 D 时，左边=4G×3L ，右边=2G×5L ，则左边大于右边，左边下倾，杠杆不能平衡，故 A 不符合题意； B ．将 A、B 两处砝码各减掉一个时，左边=3G×2L ，右边=G×4L ，则左边大于右边，左边下倾，杠杆不能平衡，故 B 不符合题意； C ．将 A 处砝码移到 E，B 处砝码增加两个时，左边=4G×4L ，右边=4G×4L ，则左边等于右边，杠杆能平衡，故 C 符合题意； D ．将 B 处砝码移到 F，并增加一个砝码时，左边=4G×2L ，右边=3G×3L ，则左边小于右边，右边下倾，故 D 不符合题意。 故选 C。 8 ．下列以 O 为支点的人体杠杆，在转动过程中省力的是 ( ) ( A ． 做俯卧撑 B ． ) ( 举哑铃 ) 第十一章 机械与功 测试卷（解析版） 第 14 页 共 30 页 学科网（北京）股份有限公司 C ． 仰卧起坐 D． 打羽毛球 【答案】A A ．做俯卧撑过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故 A 符合题意； B ．举哑铃过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故 B 不符合题意； C ．仰卧起坐过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故 C 不符合题意； D ．打羽毛球过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故 D 不符合题意。故选 A。 9 ．使用机械做功时，下列说法正确的是 ( ) A ．功率大的机器做功一定快 C ．功率小的机器做功不一定慢【答案】A B ．功率越大的机器做功时间越短 D ．功率大的机器做功多 AC ．电功率是表示物体做功快慢的物理量，电功率大，则物体做功快，电功率小，则物体做功慢，故 A 正确，C 错误； B ．在做功相同时，电功率越大，做功的时间越短，不加前提条件就是错的，故 B 错误； D ．在相同时间内，功率大的物体做功多，不加前提条件就是错的，故 D 错误。 故选 A。 10 ．下列有关力做功的说法中正确的是 ( ) A ．举重运动员举着杠铃不动，举力做了功 B ．用水平力推着购物车前进，推车的力做了功 C ．在光滑的水平冰面上滑动的冰块，有力对物体做了功 D ．被脚踢出的足球在草地上滚动的过程中，脚对足球做了功 【答案】B A ．举重运动员举着杠铃不动，没有移动距离，所以举力没有做功，故 A 错误； B．用水平力推着购物车前进，购物车在推力方向上移动了一段距离，所以推力做了功，故 B 正确； C ．在光滑的水平冰面上滑动的冰块，受到重力和支持力，这两个力都是竖直方向的，但冰块在竖直方向上没有移动距离，所以没有力做功，故 C 错误； D ．被脚踢出的足球在草地上滚动的过程中，脚对足球没有施加力的作用，所以脚对足球不做功，故 D 错误。 故选 B。 11．一个同学用 50N 的水平方向的力将一只重 5N 的足球沿水平方向踢了出去，足球在地上滚动了30m 才停下，从人踢球到球停止这整个过程中，脚对球做的功是 ( ) A ．15J B ．1500J C ．150J D ．条件不足，无法判断 【答案】D 球离脚前，球受到脚施加的力的作用，球在脚施加的力的作用下移动的距离不确定，所以球离脚前，脚对球做功的多少不确定；球离脚后，在水平地面上向前滚动的过程中，由于具有惯性会向前运动，球脱离了脚，脚没有给球施加力，对球不做功，所以从人踢球到球停止这整个过程中，脚对球做的功的多少不确定，故 D 符合题意，ABC 不符合题意。 故选 D。 12．如图所示的是建筑工人用滑轮提升重物的情景。已知重物重为 950N，人对绳子施加的力为 500N、重物在 10s 内提升 3m ，不计绳重及轮与轴间的摩擦，下列说法正确的是 ( ) 第十一章 机械与功 测试卷（解析版） 第 15 页 共 30 页 学科网（北京）股份有限公司 A ．动滑轮重为 100N B ．工人做的有用功为 2850J C ．工人对绳子拉力做功的功率为 285W D ．该滑轮组的机械效率为 90% 【答案】B A．不计绳重及轮与轴间的摩擦，图中连接动滑轮绳子的股数是 2 股，根据F 可得，动滑轮重为G动 = 2F _ G = 2 × 500N _ 950N = 50N ，故 A 错误； B ．工人做的有用功为W有 = Gh = 950N × 3m = 2850J ，故 B 正确； C ．绳子末端移动的距离为s = nh = 2 × 3m = 6m 工人对绳子拉力做的功为W = Fs = 500N× 6m = 3000J 工人对绳子拉力做功的功率为P W ，故 C 错误； D ．该滑轮组的机械效率为 故 D 错误。 故选 B。 13 ．如图所示，在 50N 的拉力 F 作用下，一个重 600N 的物体以 0. 1m/s 的速度沿水平地面向右匀速直线运动了 10s。已知滑轮组的机械效率为 80%，不计滑轮重和绳重，下列说法中正确的是( ) A ．拉力 F 做的功为 50J B ．拉力 F 做功的功率为 5W C ．物体与地面的摩擦力为 120N D ．物体与地面的摩擦力为 150N 【答案】C A ．由v 可得物体移动的距离 s 物=v 物t=0. 1m/s×10s=1m由图知，n=3 ，绳子自由端移动的距离 s=ns 物=3×1m=3m 拉力做的总功 W 总=Fs=50N×3m= 150J 故 A 错误； B ．拉力做功的功率P W 故 B 错误； 第十一章 机械与功 测试卷（解析版） 第 16 页 共 30 页 学科网（北京）股份有限公司 CD ．由η 可得，克服物体与地面间滑动摩擦力做的有用功 W 有用=ηW 总=80%×150J= 120J由 W 有用=fs 物可得，物体与地面间滑动摩擦力fN 故 C 正确，D 错误。 故选 C。 14 ．用一个滑轮组把同一个物体匀速提升同样的高度，经过改进提高机械效率后，则 ( ) A ．有用功减少，总功增多 B ．有用功不变，总功减少 C ．功率变大，机械做功更多 D ．机械做功加快 【答案】B AB．把同一物体匀速提升同样的高度，由W有 = Gh 可知，前后两次做的有用功不变，一个滑轮组经改进后提高了机械效率，是因为额外功减少了，总功减少了，故 A 不符合题意，B 符合题意； C．功率大指机械做功快，功率大、机械做功多少都跟机械效率没有直接的关系，故 C 不符合题意； D．机械效率高指有用功在总功中占的比值大，机械做功快指机械功率大，机械效率和机械功率没有直接的关系，故 D 不符合题意。 故选 B。 15 ．如图所示，用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置，分别用 FA 、FB 匀速提升重力为 GA 、GB 的 A 、B 两个物体。物体提升相同高度，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是 ( ) A ．若 GA=GB ，则甲的机械效率较高 B ．若 GA=GB ，则乙的机械效率较高 C ．若 GA<GB ，则甲的机械效率较高 D ．若 GA<GB ，则乙的机械效率较高 【答案】D AB ．若 GA=GB ，物体提升相同高度，提升过程中做的有用功相同，不计绳重和摩擦，额外功是克服动滑轮的重力做功，由于是相同的滑轮组，则所做的额外功相同，总功相同，根据 ( 总 有 额 ) 第十一章 机械与功 测试卷（解析版） 第 17 页 共 30 页 学科网（北京）股份有限公司 可知，甲乙机械效率相等，故 AB 错误； CD ．若 GA<GB ，物体提升相同高度，乙装置做的有用功大于甲装置做的有用功，额外功相同，根据 可知，乙装置的机械效率大于甲装置的机械效率，故 C 错误，D 正确。 故选 D。 16．某物体在水平拉力 F 的作用下沿同一水平面做直线运动，其路程 s 与时间 t 的关系如图乙所示。下列说法中正确的是 ( ) A ．0～12s 内的速度小于 12～24s 内的速度 B ．0～12s 内的拉力大于 12～24s 内的拉力 C ．0～12s 内拉力做的功大于 12～24s 内拉力做的功 D ．0～12s 内拉力做功的功率小于 12～24s 内拉力做功的功率 【答案】C A ．0～12s 内 s-t 图像是倾斜的直线，说明物体做匀速直线运动，速度为 vm / s 12～24s 内 s-t 图像是倾斜的直线，说明物体做匀速直线运动，速度为 因此 0～12s 内的速度大于 12～24s 内的速度，故 A 错误； B ．两次拉动物体均做匀速直线运动，拉力与摩擦力大小相等，物体在同一平面内，压力和接触面的粗糙程度相同，摩擦力相同，则拉力相同，故 B 错误； C．0～12s 内物体移动的距离是 6m，12～24s 内物体移动的距离是 2m，拉力的大小相等，根据W = Fs可知，0～12s 内拉力做的功大于 12～24s 内拉力做的功，故 C 正确； D ．0～12s 和 12～24s 时间相同，0～12s 内拉力做的功大于 12～24s 内拉力做的功，因此 0～12s内拉力做功的功率大于 12～24s 内拉力做功的功率，故 D 错误。 故选 C。 17 ．甲、乙两人爬楼梯比赛，已知两人体重之比为 3 ∶2 ，爬完相同楼高所用的时间之比为 4 ∶3，则甲、乙两人爬楼梯的功率之比为 ( ) A ．9 ∶8 B ．8 ∶9 C ．2 ∶ 1 D ．1 ∶2 第十一章 机械与功 测试卷（解析版） 第 18 页 共 30 页 学科网（北京）股份有限公司 【答案】A 甲、乙两人爬楼梯比赛，升高的高度 h 相同，由P G甲h ( P 乙 = G 乙 h = t 甲 G 乙 h = G 乙 t 甲 = 2 4 = 8 )得，甲、乙两人爬楼梯的功率之比为 P甲 t甲 G甲h × t乙 G 甲 × t乙 3× 3 9 t乙 故选 A。 18 ．如图所示，汽车通过滑轮组将物体吊起。已知汽车的质量为3 × 103 kg ，牵引力F1 为4000N ，对绳子的拉力F2 为2500N ；物体的重力为6000N ，物体匀速上升的速度始终为0.5m/s ，g 取10N/kg ，不计绳重和滑轮间的摩擦。下列说法中 ( ) 第十一章 机械与功 测试卷（解析版） 第 19 页 共 30 页 学科网（北京）股份有限公司 ①滑轮组的机械效率为 80% ②汽车受到的摩擦为150N ③动滑轮的重力为1000N ④汽车牵引力的功率为6000W A ．只有①正确 C ．只有①②正确 B ．只有①④正确 D ．只有③④正确 【答案】B ①由图可知，滑轮组的有效绳子段数n = 3 ，滑轮组的机械效率为 故①正确； ②汽车受力平衡，根据力的相互作用，绳子对车向左的拉力为F2' = F2 = 2500N则汽车受到的摩擦为f = F1 _ F2' = 4000N _2500N = 1500N ，故②错误； ③不计绳重和滑轮间的摩擦，动滑轮的重力为G动 = nF2 _ G = 3 × 2500N _6000N = 1500N，故③错误； ④汽车移动速度为v = nv物 = 3 × 0.5m / s = 1.5m / s 则汽车牵引力的功率为P = F1v = 4000N× 1.5m / s = 6000W ，故④正确。 故 B 符合题意，ACD 不符合题意。 故选 B。 二、填空题（本题共 8 小题，每空 1 分，共 20 分） 19．俯卧撑是一项常见的体育健身活动，如图所示是同学们在锻炼课上做俯卧撑时的示意图，若该同学的质量为 50kg ，小明的身体可视为杠杆，A '为重心，OA=0.9m，AB=0.6m ，则地面对手掌的支持力为 N ，若该同学在 30s 的时间内做了 15 个俯卧撑，每个俯卧撑重心上升 20cm ，则他做俯卧撑的功率为 W 。（g= 10N/kg） 【答案】300 50 [1]由杠杆平衡条件得，地面对手掌的支持力为F = = = 300N [2]他做俯卧撑的功率为P = = =50W 20 ．如图所示，A 、B 两个滑轮中， 是动滑轮，在不考虑滑轮重、绳重和绳与滑轮间的摩擦时，以 0. 1m/s 的速度匀速拉动物体 C ，物体 C 与桌面的摩擦力是 60N ，则绳子自由端移动的速度为 m/s ，拉力 F 为 N。 【答案】B 0.3 20 [ 1] 由图可知，B 滑轮的位置随物体一起运动，所以是动滑轮。 [2] 由图可知，滑轮组上绳子的有效股数 n=3 ，绳子自由端移动的速度为 v=3v 物=3×0. 1m/s=0.3m/s [3]在不考虑滑轮重、绳重和绳与滑轮间的摩擦时，拉力F N=20N 21．爷爷与小丽进行爬楼比赛，他们都从 1 楼上到 6 楼。爷爷的体重是小丽体重的 2 倍，爷爷所用 的时间是小丽所用时间的 3 倍。若爷爷做功为W1 ，功率为P1 ，小丽做功为W2 ，功率为P2 ，则W1 : W2 = ，P1 : P2 = 。 【答案】2 ∶ 1 2 ∶3 [ 1]爷爷与小丽所做功之比为 第 20 页 共 30 页 学科网（北京）股份有限公司 W1 [2]爷爷与小丽所做功的功率之比为 = = × = × = t2 22 ．如图，用滑轮组帮助汽车脱困时，滑轮 B 的作用是 ；汽车被匀速拉动2m 时，作用在绳子上的拉力 F 为1000N ，已知滑轮组的机械效率为 80% ，在此过程中拉力做功 J ，克服汽车重力做功 J ，汽车受到的摩擦力为 N。 【答案】改变力的方向 4000 0 1600 [ 1] 图示中，B 滑轮的轴不随汽车一起运动，是定滑轮，定滑轮不能省力，但能改变力的方向。 [2] 由图可知，动滑轮上绳子段数 n=2，汽车被匀速拉动2m 时，绳子移动的距离为s = ns1 = 2 × 2m = 4m在此过程中拉力做功W = Fs = 1000N× 4m = 4000J [3]在重力的方向上没有移动距离，所以克服汽车重力做功 0J。 [4]克服汽车受到的摩擦力做的功为有用功，绳子拉力做的功为总功，由 可知，汽车受到的摩擦力为f = nηF = 2 × 80%× 1000N= 1600N 23 ．如图甲所示，质量为 50kg 的小明用滑轮组将空吊篮提升到高处，拉力 F 随时间 t 变化的图像如图乙所示，空吊篮上升的速度 v 随时间 t 变化的图像如图丙所示。动滑轮重 60N ，则在 4~8s 内小明拉力做功的功率 W ，若小明手中的拉绳能承受的最大拉力为 600N ，则小明用图甲装置匀速提升货物时的最大机械效率是 。（不计绳重和摩擦，g 取 10N/kg） 【答案】60 90% [ 1] 由图甲知，承担重物绳子的段数 n=2 ，由图乙知，4~8s 内拉力 F=50N ，由图丙知，4~8s物体的速度 v 物=0.6m/s ，则绳端速度 v=nv 物=2×0.6m/s=1.2m/s 拉力的功率P Fv = 50N× 1.2m / s = 60W 第十一章 机械与功 测试卷（解析版） 第 21 页 共 30 页 学科网（北京）股份有限公司 [2]不计绳重和摩擦，绳端的拉力F 所以空吊篮的重力 G 吊篮=2F-G 动=2×50N-60N=40N小明的重力 G 小明=m 小明g=50kg×10N/kg=500N 拉绳能承受的最大拉力为 600N ，因力的作用是相互的，所以为了避免小明被绳子拉上去，则小明对绳端的最大拉力 F 最大=G 小明=500N 由F最大 可得 小明能提起货物的最大重力 G 最大=2F 最大-G 吊篮-G 动=2×500N-40N-60N=900N则提升货物的最大机械效率 24．用图所示的滑轮组提升水中的物体 A，若物体的质量为 140kg，体积为60dm3，动滑轮总重为 200N， g 取 10N/kg，物体 A 在水中被匀速提升时，绳端拉力是 牛，此时滑轮组机械效率是 。 【答案】250 80% [ 1] 由图可知承担物重的绳子段数 n=4 ，物体重力 G 物=mg= 140kg×10N/kg= 1400N物体体积 V 物=60dm3=0.06m3 物体 A 浸没在水中，受到了水对它施加的竖直向上的浮力 F浮 = p水V物g = 1.0 × 103 kg / m3 × 0.06m3 × 10N / kg = 600N静止时动滑轮下端挂钩处的拉力F钩 = G物 _ F浮 = 1400N _ 600N = 800N 匀速提升时，不计绳重和摩擦，忽略向上运动时水的阻力，绳端拉力 [2]此时滑轮组的机械效率 25 ．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象。当某次运送 4 件货物时，不考虑绳重和摩擦，拉绳子的力 F 的功率为 W ，滑轮组的机械效率为 第十一章 机械与功 测试卷（解析版） 第 22 页 共 30 页 学科网（北京）股份有限公司 。 【答案】1000 80% [ 1] 由图甲可知，滑轮组的绳子承重股数 n=2 ，由图乙可知，当货物的重力是 100N 时，机械效率是 50% ，则由 可得，动滑轮的重力G动 N = 100N 运送 4 件货物时，拉绳子的力F = 250N绳子自由端的速度v绳 = nv = 2 × 2m / s = 4m / s 根据P Fv 可得，拉绳子的力 F 的功率P = Fv绳 = 250N× 4m / s = 1000W [2]滑轮组的机械效率 26 ．如图，在 50N 的水平拉力 F 作用下，重 600N 的物体沿水平地面做匀速直线运动，物体与地 面间的滑动摩擦力是自身重力的 0.2 倍，绳子自由端向前移动的速度为 0.6m/s ，则拉力的功率为 W ，物体在 10s 内移动的距离为 m ，该滑轮组的机械效率是 。 【答案】30 2 80% [ 1]水平拉力 F 为 50N ，绳子自由端向前移动的速度为 0.6m/s ，则拉力的功率为 P = Fv = 50N× 0.6m / s = 30W [2]绳子自由端向前移动的速度为 0.6m/s ，由图可知动滑轮上绳子段数为 3，物体在 10s 内移动的距离为s物 = v物t s = 2m [3]重 600N 的物体沿水平地面做匀速直线运动，物体与地面间的滑动摩擦力是自身重力的 0.2 倍，可知直接作用在物体上的水平拉力为F物 = f = 0.2G = 0.2 × 600N = 120N 第十一章 机械与功 测试卷（解析版） 第 23 页 共 30 页 学科网（北京）股份有限公司 绳子在 10s 内移动的距离为s绳 = v绳t = 0.6m / s× 10s = 6m 该滑轮组的机械效率是 三．作图题（本题共 2 小题，共 4 分） 27 ．如图所示杠杆处于平衡，请在杠杆 A 处画出最小的动力 F1 ，并画出阻力 F2。 【答案】 根据杠杆平衡条件可知，在阻力、阻力臂一定的情况下，要使所用的动力最小，必须使动力臂最长；图中支点在 O 点，动力作用在最远端 A，则 OA 为最长的动力臂，根据杠杆平衡的条件可知此时最省力；要使杠杆平衡，动力方向应向上；所以作图方法为：连接 OA ，过 A 端作垂直于OA 向上的力，即为最小的动力 F1 ；阻力是物体通过绳子对杠杆的拉力，所以阻力的作用点在绳子与杠杆的接触点，方向竖直向下，据此画出阻力 F2 的示意图，如图所示： 28 ．如图所示，画出滑轮组提起重物最省力时绳子的绕法。 第十一章 机械与功 测试卷（解析版） 第 24 页 共 30 页 学科网（北京）股份有限公司 ( 【答案】 ) 图中定滑轮和动滑轮各有一个，要求最省力，则通过动滑轮的绳子段数最多为 3 ，绳子先固定在动滑轮上面的挂钩上，再依次绕绳，如图所示： 四．实验题（本题共 2 小题，每空 1 分，共 13 分） 29 ．小张利用杠杆开展相关实验探究： （1）安装好杠杆，将其放到水平位置后松手，发现杠杆右端下沉，如图甲所示。则应将平衡螺母向 （选填“左 ”或“右 ”）调节，直到杠杆在水平位置平衡；实验中调节杠杆在水平位置平衡的目的是 ； （2）如图乙所示，在 A 点挂 3 个重力均为 0.5N 的钩码，在B 点用弹簧测力计竖直向下拉杠杆，使其在水平位置平衡，弹簧测力计的示数为 N ； （3）始终垂直于杠杆向下拉弹簧测力计，使杠杆从水平位置缓慢转过一定角度，如图丙所示。此过程中，弹簧测力计拉力的力臂 （选填“变大 ”、“变小 ”或“不变 ”，下同），拉力的大小 ； （4）实验中小明发现用图丁所示的方式悬挂钩码，杠杆也能在水平位置平衡，但老师建议不宜采用这种方式，其主要原因为 ； A ．一个人无法独立操作 第 25 页 共 30 页 学科网（北京）股份有限公司 B ．不方便测量力臂 C ．力和力臂数目过多，不易得出结论 D ．杠杆不平衡 【答案】（1）左 便于测量力臂 （2）2 （3）不变 变小 （4）C （1）[ 1] 图甲中，杠杆右端下沉，应向左端调节平衡螺母，直至杠杆在水平位置平衡。 [2]调节杠杆在水平位置平衡，则力臂与杠杆重合，方便测量力臂。 （2）图乙中，设杠杆每小格的长度为 L ，据杠杆平衡条件有3× 0.5N× 4L = F × 3L解得，弹簧测力计的示数 F=2N。 （3）[ 1][2] 图丙中，弹簧测力计的拉力方向始终与杠杆垂直，则支点到力的作用线的大小不变，测力计拉力的力臂不变。但钩码对应的力臂变小，钩码对杠杆的作用力大小不变，即阻力不变，阻力臂变小，动力臂不变，据杠杆的平衡条件知，动力变小，即测力计拉力大小变小。 （4）实验中小明的实验方式，杠杆支点左侧钩码数量过多，每个钩码对杠杆的拉力对应了每个拉力的力臂，力和力臂数目过多，不易得出结论，故 ABD 不符合题意，C 符合题意。 故选 C。 30．在“探究影响滑轮组机械效率的因素 ”实验中，小芳用如图所示的滑轮组分别做了甲、乙、丙 3 次实验，实验数据记录如表所示。 次数 钩码重/N 钩码上升的距离/cm 弹簧测力计的示数/N 绳端上升的距离/cm 机械效率/% 1 2 5 1 15 66.7 2 3 5 1.4 15 71.4 3 4 5 15 （1）在实验操作中应该 拉动弹簧测力计。 （2）进行第 3 次测量时，弹簧测力计示数为 N，机械效率约为 ％（保留到 0. 1％）。 第十一章 机械与功 测试卷（解析版） 第 26 页 共 30 页 学科网（北京）股份有限公司 （3）分析实验数据，小芳得出的实验结论是：使用同一滑轮组提升不同重物， 可以提高机械效率。 （4）第 1 次实验时，钩码上升的速度为 0.05m/s ，则拉力的功率为 W。 （5）小芳进一步分析数据，发现用同一滑轮组提升不同重物至同一高度，提升的物重增加时，所做的额外功将 （选填“变大 ”“不变 ”或“变小 ”），分析原因： 。 【答案】（1）竖直匀速 （2）1.8 74.1 （3）增大重物的重力（4）0.15 （5）变大 摩擦力变大 （1）在实验操作中，为了使拉力大小不变，应该竖直匀速拉动弹簧测力计。 （2）[ 1] 由图丙得，测力计的分度值为 0.2N ，示数为 1.8N ，即进行第 3 次测量时，弹簧测力计示数为 1.8N。 [2]进行第 3 次测量滑轮组的机械效率约为x 100%≈ 74.1 % （3）分析实验数据，使用同一滑轮组提升不同重物上升相同的高度，重物重力越大，滑轮组的机械效率越高，则小芳得出的实验结论是：使用同一滑轮组提升不同重物，增大重物的重力可以提高机械效率。 （4）第 1 次实验时，钩码上升的速度为 0.05m/s ，由v 得，钩码上升的时间为t s拉力的功率为P W （5）[ 1][2]小芳进一步分析数据，发现用同一滑轮组提升不同重物至同一高度，提升的物重增加时，由于物重增加，轮与轴、绳之间的压力变大，摩擦力变大，则滑轮组所做的额外功将变大。 五．计算题（共 3 小题，每题 9 分，共 27 分） 31 ．南昌市海昏侯博物馆已对外开放，其在建设中采用了如图所示的装置，工人师傅用 1200N 的拉力 F 向下拉绳，10s 内使重 2000N 的物体匀速上升 7m ，不计绳重和摩擦，g 取 10N/kg 。求： 第十一章 机械与功 测试卷（解析版） 第 27 页 共 30 页 学科网（北京）股份有限公司 （1）拉力 F 做的有用功。 （2）拉力 F 的的总功。 （3）该滑轮组的机械效率（保留整数）。 【答案】（1）1.4 × 104 J （2）1.68× 104 J （3）83% （1）根据W有 = Gh 求拉力做的有用功为W有 = Gh = 2000N× 7m = 1.4 × 104 J （2）根据W = Fs 求拉力做的总功为W总 = Fs = nFh = 2× 1200N× 7m = 1.68× 10 4J （3）根据求该滑轮组的机械效率（保留整数）为 32 ．小雨通过如图甲所示滑轮组将水中的物体匀速提升至空中，绳子自由端的拉力 F 与绳子自由端移动的距离的关系图象如图乙所示，其物体在空中匀速上升过程中滑轮组的机械效率为90% ，不计绳重、摩擦和水的阻力。（p水 = 1.0 × 103 kg / m3 ，g 取10N / kg ）求： （1）物体在空中上升 2m ，小雨做的功； （2）动滑轮的重力； （3）物体的密度。 【答案】（1）1800J （2）90N 第十一章 机械与功 测试卷（解析版） 第 28 页 共 30 页 学科网（北京）股份有限公司 （3）1.8 x 103 kg / m3 （1）由图甲知道，绳子承重段数n = 3 ，物体在空中上升 2m ，由图乙知道，在空中的绳子自由端的拉力F = 300N 小雨做的功W = Fs = 300N x 3 x 2m = 1800J （2）有用功W有 = ηW总 = 90%x 1800J = 1620J物体的重力G N 动滑轮的重力G轮 = 3F _ G = 3 x 300N _ 810N = 90N （3）由图乙知道，物体浸没在水中时，拉力F, = 150N 物体所受浮力F浮 = G + G轮 _3F , = 810N +90N _3 x150N = 450N物体的体积V = V排 m3 物体的质量m kg 物体的密度 p x 103 kg / m3 33．某款消毒机器人，可在无人控制的情况下，对需要消毒的场所进行智能消毒。消毒完毕后，关闭喷洒装置并使机器人在水平地面上沿直线返回。此过程中，牵引力 F 随时间 t 的变化图象如图甲所示，消毒机器人前进的速度 v 的大小随时间 t 的变化图象如图乙所示，在 1s~6s 内机器人通过的距离为 3.5m ，则： （1）求在 0~6s 的时间内，机器人运动的平均速度；（精确到 0.01） （2）求机器人在运动的过程中受到的阻力大小； （3）求在 3s~5s 内，牵引力所做的功； （4）求该机器人在匀速直线运动时，牵引力做功的功率。 【答案】（1）0.58m/s （2）200N （3）400J （4）200W 第 29 页 共 30 页 学科网（北京）股份有限公司 （1）由图乙可知，0~ 1s ，机器人的速度为 0 ，因此处于静止状态，1s~6s 内机器人通过的距离为 3.5m ，则机器人在 0~6s 的时间内运动的平均速度v平 m / s （2）由题图乙可知机器人在 3s~5s 内做匀速直线运动，由题图甲可知此过程中机器人的牵引力F=200N ，由二力平衡条件可知，机器人受到的阻力f = F = 200N （3）由v 可知，在 3s~5s 内，机器人运动的距离s = vt = 1.0 m / s× (5 s _ 3 s) = 2 m则牵引力所做的功W = Fs = 200N× 2m = 400J （4）由图乙可知，该机器人在 3s~5s 内做匀速直线运动，所以该机器人在匀速直线运动时，牵引力做功的功率P W 第 30 页 共 30 页 学科网（北京）股份有限公司 $