第十一章 机械与功 单元测试 -2025-2026学年教科版物理八年级下学期

**基本信息** 本卷为初中物理第11章“机械与功”单元卷，以无人机配送、AI机器人等科技情境及杆秤、桔槔等传统文化工具为载体，覆盖杠杆分类、滑轮组机械效率、功与功率等核心知识，通过基础与能力题梯度设计，适配单元复习，培养物理观念与科学思维。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|8/24|杠杆分类（指甲刀）、滑轮组计算、功的判断（无人机）|结合生活工具与科技情境，考查物理观念| |多选题|4/20|动滑轮机械效率、功的判断（机器狗）|综合图像分析与额外功计算，体现科学推理| |填空题|5空/10|杠杆支点（拔棉秆工具）、桔槔平衡计算|传统文化与实际工具结合，注重模型建构| |实验题|2/24|杠杆平衡条件探究（改进弹簧测力计测重力）|设计实验表格与误差分析，培养科学探究| |计算题|2/22|AI机器人做功功率、动滑轮拉力计算|结合科技热点，考查科学论证与应用能力|

( 第1 1 章 机械与功 ) 分值：100 分 时间：60分钟 学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题（本题共8小题，每小题3分，共24分） 1．如图所示是一个指甲刀的示意图，它由三个杠杆ABC、OBD和OEF组成，用指甲刀剪指甲时，下列分析正确的是(      ) A.杠杆ABC为一根费力杠杆 B.杠杆OBD为一根省力杠杆 C.杠杆OEF为一根费力杠杆 D.三根杠杆都是省力杠杆 2．如图所示的滑轮组，第一次匀速提升重10N的物块时，绳子自由端的拉力F为5N；第二次匀速提升重22N的物块时，绳子自由端的拉力F为10N。若绳重和摩擦导致的额外功占总功百分比为定值，当利用此滑轮组匀速提升重46N的物块时，绳子自由端的拉力F为(      ) A.12N B.16N C.20N D.24N 3．国内一些快递公司已经开始尝试启用无人机配送快递上门的业务，无人机快递物流与其他新兴技术相结合，如人工智能、物联网等，能实现更加智能化和高效的配送服务，对提高物流效率、降低成本、提升用户体验等方面具有巨大潜力。如图为正在运输货物的无人机，下列说法正确的是(      ) A.无人机匀速上升时，货物的机械能保持不变 B.无人机水平匀速飞行时，无人机对货物持续做功 C.无人机悬停在空中时，货物的机械能一定为零 D.无人机在下降过程中，重力对货物做功 4．杆秤是我国度量衡三大件（尺、斗、秤）之一，凝聚了丰富的物理智慧。我校学生在实践课上制作了一把双秤纽杆秤，其结构如图所示。关于该杆秤，下列判断正确的是(      ) A.杆秤是利用二力平衡原理进行称量的 B.若秤砣磨损，则测量结果会比真实质量偏小 C.与使用秤纽B相比，使用秤纽C时可以减小杆秤的量程 D.称量同一筐枇杷，用秤纽B比用秤纽C时，秤砣悬挂的位置更靠右 5．用如图所示的剪刀剪断一根铜线时，为了最省力，铜线应放在(      ) A.E处 B.F处 C.G处 D.都一样 6．某建筑工地，用如图所示滑轮组、吊篮、卷扬机吊运材料。两滑轮重均为40N，当吊篮中不装重物时，卷扬机拉动吊篮匀速上升的拉力为50N。吊篮内最多能装入90kg的重物，每根绳子能承受的最大拉力均为900N。在一次吊运中，用此滑轮组匀速将重为50kg的砖运到了10m高的楼上，不计绳重和摩擦，g取10N/kg。下列结果正确的是(      ) A.此次吊运，天花板A点受到的拉力为600N B.此次吊运，卷扬机做的有用功为5600J C.此次吊运若用时50s，卷扬机做功的功率为120W D.该滑轮组的机械效率最高约为89.4% 7．如图所示是小华同学扔实心球的情景。其中，手对球做功的是(      ) A.捡起球 B.举球停在空中 C.球飞出去 D.球落地后继续滚动 8．旗杆顶部有一个滑轮，升旗时往下拉动绳子，国旗就会上升。这个滑轮是一个(      ) A.动滑轮，可省力 B.定滑轮，可省力 C.动滑轮，可改变力的方向 D.定滑轮，可改变力的方向 二、多选题（本题共4小题，每小题5分，共20分） 9．如图所示，一架无人机通过动滑轮将重20N的货物从深5m的井底拉至井口。若无人机竖直向上匀速飞行的速度为0.4m/s，对绳子的拉力为12N。不计绳重及摩擦，下列说法错误的是(      ) A.货物拉至进口所需要的时间为12.5s B.动滑轮重4N C.无人机拉绳子的拉力做功100J D.若无人机重10N，无人机向上飞行动力的功率为8.8W 10．用图1所示的动滑轮，先后将两个不同重物在相同时间内匀速提升相同高度，两次做功的情况如图2所示。第一次的额外功为900 J，不计绳重和摩擦，则(      ) A.第一次提升重物时机械效率较高 B.第二次提升重物时的额外功较大 C.先后两次提升重物的重力之比为7:9 D.先后两次提升重物的总功率之比为6:5 11．机器狗化身泰山“挑山工”。如图所示，一机器狗驮运货物上山，下列情境中，机器狗对货物不做功的是(      ) A.从趴伏缓缓站起 B.在水平路面顶风前进 C.匀速爬上台阶 D.站立不动 12．学校正在修建新的科技馆，如图所示为施工中的一个动滑轮，一工人用此动滑轮将货物从平台匀速升高到15m的高度，用时1min，绳子自由端的拉力为200N，该过程中动滑轮的机械效率为87.5%，若不计绳重与摩擦，。下列说法正确的是(      ) A.该动滑轮的质量为5kg B.绳子自由端拉力的功率为50W C.提升物体所做的有用功为5250J D.若用该动滑轮匀速拉起质量更大的货物，动滑轮的机械效率降低 三、填空题（每空2分，共10分） 13．如图所示是农民拔去地里的棉秆工具，使用时，将小铲着地，用虎口夹住棉秆的下部，然后在套管上用力，棉秆就拔出来了。该农具整体视为杠杆，则支点对应的位置在_______________。 14．如图甲所示，工人利用滑轮组将重为G的重物沿竖直方向提升一定高度，其中拉力F对整个装置做的总功与额外功相关数据如图乙所示，则滑轮组的机械效率为____________。 15．桔槔俗称“吊杆”，是古代一种汲水工具。图甲是《天工开物》中记载的桔槔图，图乙是桔槔的杠杆模型，已知，空水桶重10N，石头重100N，当重600N的取水人用向下的力作用在系空水桶的绳子上，使杠杆在水平位置静止时，取水人作用在绳子上的最小力为______N。（杠杆自重、绳子自重、摩擦及空气阻力均忽略不计） 16．如图所示的滑轮组忽略绳重及绳与滑轮间的摩擦，将物体放在水平粗糙桌面上。受到水平向左的恒力，滑轮组绳子自由端受到的拉力为。当绳子自由端的拉力为60N时，物体处于静止状态，物体与桌面间的摩擦力恰好为0，则动滑轮的重力为_______N；当绳子自由端拉力为90N时，物体水平向右匀速运动，物体与桌面之间的滑动摩擦力为_______N。 四、实验题（共24分） 17．（12分）小华在测量某金属块所受的重力时，发现金属块所受的重力超出了弹簧测力计的量程，为了测出该金属块所受的重力，他找来木棒、细铁丝等物品进行了如下改进。 (1)将细线系在木棒的A位置，并在木棒左端绕上适量细铁丝，使木棒处于水平位置平衡，如图甲所示；缠绕细铁丝相当于“探究杠杆平衡条件”中实验步骤____________的操作。在木棒左端绕上适量细铁丝，使木棒处于水平位置平衡的目的是防止____________对测量结果的影响； (2)使用弹簧测力计测量前，应对它进行____________； (3)在木棒左端挂上铁块，右端用弹簧测力计竖直向下拉，如图乙所示。当木棒处于水平位置平衡时，弹簧测力计的示数如图丙所示，则该铁块的重力是______N。 18．（12分）牛顿物理小组同学利用下面装置探究“杠杆的平衡条件”。 (1)实验前需调节杠杆在水平位置平衡，其目的是______________________；如图甲所示，发现杠杆右端下沉，则应把杠杆两端的平衡螺母向______________________（选填“左”或“右”）调节； (2)为该实验设计一记录实验数据的表格； (3)调节杠杆在水平位置平衡之后，挂钩码进行实验，如图乙所示，杠杆______________________（选填“能”或“不能”）处于水平平衡。继续实验，如图丙所示，用调好的弹簧测力计竖直向下拉杠杆，杠杆在水平位置平衡时，弹簧测力计的示数为，再将弹簧测力计斜向左下拉，杠杆在水平位置平衡时，其示数为，则                      （选填“大于”、“小于”或“等于”），这一操作可以加深对______________________（填物理量名词）的理解； (4)学习了功的知识后，小组同学思考实验记录的数据，他想能否将：“/（N•m）”中的单位“N•m”换成“J”，根据功的定义，你觉得可以换吗？______________________（选填“可以”或“不可以”）。 五、计算题（共22分） 19．（10分）AI机器人逐渐改变了我们的生活，我国自主研发的某款人形机器人身高1.65 m，质量55 kg。某次测试中该机器人用100 N竖直向上的力将箱子在2 s内匀速抬高取。求： （1）机器人所受的重力； （2）2 s内机器人对箱子所做的功； （3）2 s内机器人对箱子做功的功率。 20．（12分）如图，小明用一个动滑轮和几个相同的杠铃片自制了一个健身器，已知动滑轮的质量为5kg，每个杠铃片的质量为10kg。不计绳重和摩擦，g取10N/kg，小明通过握杆竖直向上匀速拉动绳子提升杠铃片的过程中，求： (1)杠铃片在0.5s内上升0.2m，杠铃片的速度； (2)动滑轮下挂着两个杠铃片，握杆对绳子拉力的大小； (3)动滑轮下挂着四个杠铃片，杠铃片上升了0.1m，在此过程中握杆对绳子的拉力做的功。 参考答案 1．答案：C 解析：A.杠杆ABC的动力臂大于阻力臂，为一根省力杠杆，故A错误； BD.杠杆OBD的动力臂小于阻力臂，为一根费力杠杆，故BD错误； C.杠杆OEF的动力臂小于阻力臂，为一根费力杠杆，故C正确。 故选C。 2．答案：C 解析：如图所示，有3股绳子提升重物，则； 根据绳重和摩擦导致的额外功占总功百分比为定值，假设为k，拉力做的总功，则 第一次匀速提升重10N的物块时，绳子自由端的拉力为5N；有 第二次匀速提升重22N的物块时，绳子自由端的拉力为10N，有 利用此滑轮组匀速提升重为46N的物块时，拉力为F，有 联立可得： 故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 3．答案：D 解析：A.无人机匀速上升过程中，其质量不变，速度不变，即动能不变，而高度变大，即重力势能变大，则无人机及货物机械能逐渐变大，故A错误； B.无人机水平匀速飞行时，无人机对货物的拉力不做功，因为没有在力的方向上通过距离，故B错误； C.无人机在某一高度悬停时，货物的机械能一定不为零，因为货物具有重力势能，故C错误； D.无人机在下降过程中，货物受到的重力竖直向下，货物所受重力对货物做功，故D正确。 故选D。 4．答案：C 解析：A.杆秤利用杠杆平衡原理称量，不是二力平衡原理，故A错误； B.根据杠杆平衡条件，若秤砣磨损，变小，不变，需要的力臂变大，测量结果比真实质量偏大，故B错误； C.最大称量满足：使用秤纽C时，货物的力臂比使用B时更大，因此最大称量值更小，即量程减小，故C正确； D.称量同一货物时不变，由得：使用秤纽B时货物的力臂更小，因此秤砣的力臂更小，秤砣悬挂位置更靠左，故D错误。 故选C。 5．答案：C 解析：使用剪刀剪铜线时，动力臂和阻力的大小一定，根据杠杆的平衡条件，阻力臂越小，动力越小，所以铜线应放在G处。 故选：C。 6．答案：C 解析：A.已知：拉力为50N，不计绳重和摩擦，有两股绳子，滑轮重40N，根据可知 用此滑轮组匀速将重为50kg的砖运到了10m高的楼上，物体的重力为 根据可知 根据力的作用是相互的可知，天花板上的A点受到的向下拉力为 故A错误； B.此次吊运，卷扬机做的有用功为 故B错误； C.此次吊运若用时50s，卷扬机做功的功率为 故C正确； D.滑轮组的机械效率为 根据式子可知物体越重，机械效率越高，最重为 此时拉力为 500N小于绳子能承受的最大拉力900N，故该滑轮组的机械效率最高约为 故D错误。 故选C。 7．答案：A 解析：A、小华将地上的球捡起来，有力作用在球上，球在力的方向上通过了一定的距离，故有力做功，故A符合题意； B、小华将球举起停在空中不动，有力，但球没有在力的方向上移动距离，故没有做功，故B不符合题意； CD、球飞出去和球落地后继续滚动，都是由于惯性向前运动，小华没有对球施加力，没有对球做功，故CD不符合题意。 故选：A。 8．答案：D 解析：升旗时，滑轮的轴固定不动，故滑轮为定滑轮；向下拉动绳子，国旗就会上升，故定滑轮可改变力的方向。故只有D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 9．答案：AC 解析：A.动滑轮绕2段绳，无人机运动的距离 所需时间 故A错误，符合题意； B.不计绳重及摩擦，根据 可知，动滑轮重 故B正确，不符合题意； C.无人机拉绳子的拉力做功 故C错误，符合题意； D.若无人机重10N，无人机向上飞行动力 根据 可知无人机向上飞行动力的功率 故D正确，不符合题意。 故选AC。 10．答案：AD 解析：由图1可知，第一次提升重物的机械效率，第二次提升重物的机械效率，所以第一次提升重物时机械效率较高，故A正确。不计绳重和摩擦，使用动滑轮提升重物时的额外功，因为动滑轮重力不变，提升高度相同，所以两次额外功相同，，故B错误。根据可知：第一次提升重物的机械效率，解得；第二次提升重物的机械效率，解得，则，故C错误。由总功可知，，，提升重物所用的时间相同，根据，有，故D正确。故选AD。 11．答案：BD 解析：A.机器狗驮着货物从趴伏缓缓站起，机器狗对货物有向上的力，货物向上移动了距离，所以机器狗对货物做了功，故A不符合题意； B.机器狗驮着货物在水平路面顶风前进时，机器狗对货物有向上的力，货物向前移动了距离，力的方向与货物运动的方向垂直，所以机器狗对货物不做功，故B符合题意； C.机器狗驮着货物匀速爬上台阶，机器狗对货物有向上的力，货物向上移动了距离，所以机器狗对货物做了功，故C不符合题意； D.机器狗驮着货物站立不动时，机器狗对货物有力，但是货物没有移动距离，所以机器狗对货物不做功，故D符合题意。 故选BD。 12．答案：AC 解析：A.由图可知不计绳重与摩擦时，滑轮的机械效率用公式表示为解得再由解得，因此动滑轮的质量为，故A正确； B.由图可知，绳子自由端移动的距离，拉力做的总功，拉力做功的功率，故B错误； C.由图可知不计绳重与摩擦时，滑轮的机械效率用公式表示为，解得，货物升高15m，有用功为，故C正确； D.由可知，货物的质量越大，货物的重力越大，由不计绳重和摩擦时，可知，动滑轮重力一定时，货物的重力越大，机械效率越高，故D错误。故选AC。 13．答案：小铲 解析：由题意可知，在拔棉秆时，人是需要向上用力的，因此需要该工具绕小铲与地面接触的位置转动，即支点在小铲上。 14．答案： 解析：由图乙可知，拉力做的总功为1200J，额外功为600J，则克服物体重力做的有用功为 滑轮组的机械效率为 15．答案： 解析：绳子对杠杆A点的拉力可以看作动力，动力臂为OA，石头对杠杆的拉力看作是阻力，大小等于石头的重力100N，阻力臂为OB。根据平衡条件，当取水人用向下的力作用在系空水桶的绳子上使杠杆在水平位置静止时，绳子对A点的拉力为 由于物体间里的作用是相互的绳子对桶的拉力也是200N，人作用在绳子上的最小力为 16．答案：20； 解析：当绳子自由端的拉力为60N时，物体处于静止状态，物体与桌面间的摩擦力恰好为0，由图可知动滑轮上的绳子段数为，忽略绳重及绳与滑轮间的摩擦时 则动滑轮的重力 当绳子自由端拉力为90N时，物体水平向右匀速运动，滑轮组受到的拉力 忽略绳重及绳与滑轮间的摩擦 物体与桌面之间的滑动摩擦力 17．答案：(1)调节平衡螺母；木棒重力 (2)调零 (3)6.6 解析：（1）缠绕铁丝是为了调节木棒水平平衡，探究杠杆平衡实验中未挂重物时，调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡，是为了防止木棒自身重力对测量结果的影响。 （2）弹簧测力计使用前必须先调节指针，使其指在零刻度处。 （3）由图丁知道，测力计的分度值为0.2N，示数为2.2N；根据杠杆的平衡条件 解得 18．答案：(1)便于测量力臂；左 (2) 实验序号 动力/N 动力臂/cm 阻力/N 阻力臂/cm 1                 2                 3                 4                 (3)能；大于；力臂 (4)不可以 解析：（1）实验中使杠杆在水平位置平衡，此时力臂再杠杆身上，为了方便测量力臂。 如图甲所示，发现杠杆右端下沉，说明杠杆的右端沉，则应将平衡螺母向左调节。 （2）实验中需要分别记录动力/N、动力臂、阻力、阻力臂，且进行多次实验，则设计的表格如下图所示： 实验序号 动力/N 动力臂/cm 阻力/N 阻力臂/cm 1                 2                 3                 4                 （3）乙图中设一个钩码的重力为G，杠杆一个的长度为L，则杠杆左侧力与力臂的乘积为 右侧力与力臂的乘积为 两侧相等，则杠杆能处于水平平衡。 将弹簧测力计斜向左下拉，此时力臂变小，杠杆左侧力与力臂的乘积不变，根据杠杆平衡的条件可知，拉力会变大，即大于。该操作过程中，力臂出现变化，因此可以加深对力臂的理解。 （4）功等于力与物体在力的方向上通过距离的乘积，功的单位是焦耳（J），杠杆平衡条件中力与力臂垂直，所以力与力臂的乘积不是功，所以不可以把表格中单位换成J。 19．答案：（1） （2） （3）50 W 解析：（1）机器人所受的重力。 （2）2 s内机器人对箱子所做的功。 （3）2 s内机器人对箱子做功的功率。 20．答案：(1)0.4m/s；(2)125N；(3)45J 解析：(1)杠铃片上升的速度 (2)由图可知，动滑轮由两段绳子承担，即，当动滑轮下挂两个杠铃片，不计绳重和摩擦，握杆对绳子的拉力 (3)动滑轮下挂着四个杠铃片，拉力所做的功 学科网（北京）股份有限公司 $