第九章 机械和功 单元练习----2025-2026学年北师大版物理八年级下册

**基本信息** 北师大版物理八年级下学期第九章《机械和功》单元卷，通过生活情境（如厨房工具、工人搬运）和实验探究，覆盖杠杆、滑轮、功、机械效率等核心知识，融合物理观念与科学思维，适配单元复习检测。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|10题|杠杆类型、定滑轮特点、功的判断|结合厨房用品（启瓶器）、踮脚运动等生活情境，考查物理观念| |填空题|5题|滑轮组机械效率、杆秤平衡、压强计算|通过挑夫运货、水平拉动物体等场景，体现科学思维的模型建构| |实验题|2题|杠杆平衡条件、滑轮组机械效率影响因素|设计多变量探究（动滑轮个数、物重），培养科学探究能力| |计算题|2题|斜面拉力功、滑轮组功率与效率|联系工人拉箱、提升货箱等实际问题，强化科学推理与应用|

第九章机械和功章末检测 一、单选题 1．厨房用品中有很多被称为“神器”的小工具，下列“神器”中，属于省力杠杆的是（　　） A．筷子 B．食品夹 C．启瓶器 D．防烫夹 2．如图所示，斜面高2m、长4m，小明用平行于斜面的拉力F将重400N的物体从斜面底端匀速拉到顶端，已知拉力F＝250N。对此过程，下列计算结果中正确的是（　　）    A．有用功为400J B．摩擦力为250N C．额外功为100J D．机械效率为80% 3．如图甲所示，用滑轮组提升质量为的重物，物体在拉力的作用下以匀速上升了。此过程中，拉力做的功随时间的变化图像如图乙所示。此过程中下列判断正确的是（　　） A．绳子自由端上升的速度为 B．动滑轮的重力大小为 C．滑轮组的机械效率为 D．拉力的大小为250N 4．如图所示，工人站在水平台面上用滑轮组提货物。工人第一次竖直向上用200N的力拉绳子时，货物未离开水平地面；第二次竖直向上拉动绳子，使货物以0.09m/s的速度匀速上升。已知工人体重为600N，货物重为900N，货物与地面的接触面积为0.1m²，动滑轮重为100N。不计滑轮组的绳重和摩擦，下列说法错误的是（　　）    A．第一次拉绳子时，工人对水平台面的压力为800N B．第一次拉绳子时，货物对地面的压强为4000Pa C．第二次拉绳子的过程中，该滑轮组的机械效率为90% D．第二次拉绳子的过程中，工人拉力的功率为81W 5．如图所示，一根绳子绕过定滑轮，一端拴在一个物体上，分别用力F1、F2、F3拉起物体匀速上升。则关于F1、F2、F3的大小，下列说法中正确的是（　　） A．F1较大 B．F2较大 C．F3较大 D．三个力一样大 6．如图所示，长20m、高10m的斜面固定在水平地面上。一位同学用平行于斜面向上35N的拉力，在20s内把重力为50N的物体从斜面的底端拉到顶端，在此过程中（　　）    A．该同学所做的有用功为1000J B．斜面的机械效率是 C．斜面的摩擦力为150N D．拉力的功率是35W 7．如图所示为等刻度的轻质杠杆，在A处挂一个重为4牛的物体，若要使杠杆在水平位置平衡，则在B处施加的力（　　） A．可能是1N B．一定是2N C．一定是4N D．可能是4N 8．踮脚是一项很好的有氧运动，它简单易学，不受场地的限制，深受广大群众的喜爱.踮脚运动的基本模型是杠杆，前脚掌着地，小腿肌腱就会对脚后跟产生一个拉力，使人体重心提高（如图）.下列踮脚动作分析正确的是（　　） A．脚后跟是支点，是省力杠杆 B．脚后跟是支点，是费力杠杆 C．脚掌与地面接触的地方是支点，是省力杠杆 D．脚掌与地面接触的地方是支点，是费力杠杆 9．对下列四幅图中的物理情境，描述不正确的是（　　） A．甲中，人从滑梯上滑下时斜面对人的弹力做了功 B．乙中，人举着杠铃在空中停留3s的过程中，人对杠铃不做功 C．丙中，人将书包扔出，书包离手前的运动过程中人对书包做了功 D．丁中，人背着书包站在水平运行的自动人行道上时，人对书包不做功 10．甲、乙两个滑轮组如图所示，其中的每一个滑轮都相同，用它们分别将重物、提高相同的高度，不计绳重及摩擦，下列说法中正确的是（　　） A．若G1=G2，拉力做的总功相同，甲的机械效率大于乙的机械效率 B．若G1=G2，拉力做的额外功相同，甲的机械效率小于乙的机械效率 C．若G2=2G1，甲的机械效率等于乙的机械效率 D．用甲乙其中的任何一个滑轮组提起不同的重物，机械效率不变 二、填空题 11．如图所示，某同学把重为15N的物体匀速提升10cm，所用的拉力是8N，则他做的有用功为___________J。滑轮组的机械效率为___________，若提升的物重增大到20N，则该滑轮组的机械效率将___________（填“变大”、“变小”或“不变”）。    12．古代挑夫搬运货物的情景如图所示，杆水平静止，忽略杆重，货物重800N。若货物恰好在两挑夫的中间，则挑夫1受到的压力为________N。若以挑夫1对杆的力为动力，货物对杆的力为阻力，挑夫2为支点，则该杆相当于一个________（选填“省力”、“费力”或“等臂”）杠杆；若要使挑夫1受到的压力变小，则应将货物沿杆向________移动，或挑夫1向________移动（后面两空均选填“左”或“右”）。 13．用如图所示的滑轮组拉动水平地面上重1000N的物体A，使物体A在4s内匀速前进了4m，物体A受到地面的摩擦力f＝300N，所用拉力F＝120N，忽略绳重、滑轮重及绳与滑轮间的摩擦。则A物体克服摩擦力所做的功是________，该滑轮组的机械效率是________。（结果保留百分数一位小数点）                  14．如图所示是杆秤的示意图。秤钩上不挂物体，提起秤纽，当秤砣移动到C点时，杆秤刚好水平平衡，则杆秤的零刻度在_______（选项“O点”“O点左侧”或“O点右侧”）；杆秤上的刻度是_______（选填“均匀”或“不均匀”）的。某标准杆秤的秤砣质量为1kg，秤和秤钩的总质量为0.5kg，OC为4cm，OD为10cm，要称量质量为2kg的物体，则秤砣离O点_______cm。若因长期使用，秤砣磨损，质量变为0.8kg，再测真实质量2kg的物体时，称出来的质量为_______kg。 15．如图所示，重为30N，边长为10cm的正方体物块放在水平桌面上，在20N的水平拉力F作用下，5s内沿水平方向匀速移动了50cm，则物块对水平桌面的压强为______Pa，水平拉力F做功的功率为______W。 三、作图题 16．如图所示，O为支点，在图中A点画出使用该羊角锤拔钉子时最小力。 四、实验题 17．在“探究杠杆的平衡条件”实验中： (1)小王把杠杆放在支架上后，静止时的情形如图甲所示，此时杠杆处于___________（平衡/不平衡）状态；为了使杠杆在水平位置平衡，他可将左端的平衡螺母向___________（左/右）调节。 (2)将杠杆调平衡后，在左侧挂上钩码，将弹簧测力计倒挂于杠杆上竖直向下拉动直至杠杆水平平衡，如图乙所示，这样做的好处是便于在杠杆上直接测量___________。 (3)若将弹簧测力计在处由竖直向下拉动改为倾斜向下拉动，为使杠杆仍在水平位置平衡，则弹簧测力计示数将___________（变大/变小/不变）。 (4)得到杠杆平衡条件后，小王利用杠杆平衡条件制作了如图丙所示的杆秤。 a.不挂重物与秤砣，调节悬挂点的位置使杆秤在水平位置平衡。 b.将物体挂在挂钩处，调节秤砣的位置，将杆秤再次调节到水平位置平衡，通过测量相关物理量，即可测出物体的质量。 ①在某次测量过程中，将杆秤调节到水平位置平衡后，测量杆秤中的长为长为，长为，秤砣的质量为，则本次所测物体的质量为___________。 ②杆秤的最大测量值为___________。 ③在某次测量过程中，挂上物体后，杆秤无法调节到水平平衡，其原因是超过了杆秤的最大测量值。小王提出了两个方案来解决这个问题： 方案一：只增加的长度，将增加的部分标上刻度。 方案二：只增加秤砣的质量，将原来示数按比例重新标上示数。 如果你来选择，会选用___________（方案一/方案二/两个方案都可以）。 18．在学习了机械效率的相关知识后，课外研究小组有同学猜想：同一个机械的机械效率是不变的。为了验证猜想，他们用如图所示的滑轮组进行实验，改变钩码个数，用弹簧测力计沿竖直方向拉着细绳，使钩码匀速向上运动，测得的数据如表一所示。 表一： 实验次序 钩码重力G/N 钩码上升高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动距离s/m 有用功W有用/J 总功 W总/J 机械效率η 1 2.0 0.1 1.0 0.3 0.2 0.30 66.7% 2 4.0 0.1 1.7 0.3 0.4 0.51 78.4% 3 6.0 0.1 2.3 0.3 0.6 0.69 87.0% (1)分析表一中的数据，他的猜想是________（选填“正确”或“错误”）的； (2)小组又进行了如下的探究：改变滑轮的个数组成不同的滑轮组，仍用弹簧测力计沿竖直方向向上匀速拉动细绳，测得的数据如表二所示。 表二： 实验次序 动滑轮个数 钩码重力G/N 绳端拉力F/N 钩码上升高度h/m 绳端移动距离s/m 有用功W有用/J 总功 W总/J 机械效率η 4 1 6 3.6 0.2 0.4 1.2 1.44 83.3% 5 2 6 2.4 0.2 0.8 1.2 1.92 62.5% 6 3 6 2.2 0.2 1.2 1.2 2.64 45.5% 分析数据可知：物体重力相同，动滑轮个数越多越省力，但机械效率越___________（选填“大”或“小”）。进一步分析还发现，当滑轮组越来越省力时，它的额外功越来越大，甚至会出现额外功___________有用功的情况，所以设计一个机械模型时，既要考虑省力，还要考虑___________； (3)根据表二中的数据，如果增加动滑轮个数继续实验，那么将会出现的困难是___________，你的改进方法是___________； (4)分析表一中的数据可知：随着物体重力增加，额外功________（选填“变大”“变小”或“不变”），原因是______________； (5)分析表二中的数据可知：若不考虑绳重及摩擦，实验中所选动滑轮的规格___________（选填“相同”或“不同”）。 五、计算题 19．如图甲所示，工人沿斜面把装有货物的箱子从底端拉进车厢，箱子移动的距离s与时间t的关系如图乙所示。在此期间，工人拉这个箱子沿斜面匀速运动时的拉力为600N，此斜面的长为5m，高为1m，箱子和货物共重为1500N，g取10N/kg，求： (1)在0-5s内，拉力做的功是多少？ (2)移动时拉力做功的功率是多少？ 20．底面积为900cm2，重为720N的货箱静止在水平地面上，工人用图甲所示的滑轮组将它提升到3.5m的高处，提升过程中，拉力F的功率为156W，货箱上升高度h随时间t变化的关系如图乙所示。不计摩擦及绳重。求： (1)由乙图知，物体匀速上升的速度为______m/s； (2)将该货箱放置在水平地面上，对地面的压强是多少？ (3)在提升过程中，工人所用拉力F为多大？ (4)如果仍用该滑轮组匀速提升重为1140N的重物，滑轮组的机械效率多大？ 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 《第九章机械和功章末检测----2025-2026学年北师大版物理八年级下学期》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C D ACD D D D D C A C 1．C 【详解】ABD．筷子、食品夹、防烫夹的动力臂小于阻力臂，所以动力大于阻力，属于费力杠杆，故ABD不符合题意。 C．起瓶器的动力臂大于阻力臂，动力小于阻力，属于省力杠杆，故C符合题意。 故选 C。 2．D 【详解】A．小明做的有用功 故A错误； BC．小明做的总功 小明做的额外功 由得物体与斜面间的摩擦力 故BC错误； D．斜面的机械效率为 故D正确。 故选D。 3．ACD 【详解】A．由图可知，该滑轮组绳子承担物重的绳子股数n=3，绳子自由端上升的速度 故A正确； B．由于题目中没有提供使用此滑轮组时不计绳重及摩擦，动滑轮的重力无法计算，故B错误； C．物体在拉力F的作用下以0.4m/s匀速上升了8m，上升时间 由图乙可知，当时间为20s时，拉力F做的功W总=6000J，拉力做的有用功 滑轮组的机械效率 故C正确； D．在20s内拉力端移动距离 由W总=Fs可知，拉力F的大小 故D正确。 故选ACD。 4．D 【详解】A．工人施加的拉力F=200N，由于力的作用是相互的，工人受到的拉力 F拉=F=200N 提升重物时工人对水平台面的压力 F压=F拉+G人=200N+600N=800N 故A正确，不符合题意； B．不计滑轮组的绳重和摩擦，由图可知，滑轮组的动滑轮绕3段绳，工人的拉力 货物对地面的支持力 F支=400N 由于力的作用是相互的，所以货物地面的压力 F压′=F支=400N 第一次拉绳子时，货物对地面的压强为 故B正确，不符合题意； C．不计滑轮组的绳重和摩擦，第二次拉绳子的过程中，该滑轮组的机械效率 故C正确，不符合题意； D．不计滑轮组的绳重和摩擦，第二次拉绳子的过程中，工人拉力 自由端绳子移动的速度 v=3v物=3×0.09m/s=0.27m/s 工人拉力的功率 故D错误，符合题意。 故选D。 5．D 【详解】不计滑轮摩擦及绳重，图中使用同一定滑轮提升同一物体，定滑轮不省力，即所用的力都相等，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 6．D 【详解】A．根据题图可知，斜面长L=20m，高h=10m，在此过程中，该同学做的有用功为 故A不符合题意； B．该同学做的总功为 斜面的机械效率为 故B不符合题意； C．克服摩擦力做的额外功为 斜面上受到的摩擦力为 故C不符合题意； D．拉力做的功即为总功，则拉力的功率为 故D符合题意。 故选D。 7．D 【详解】设杠杆一格长为L，当力作用在B点使杠杆平衡时，在B处施加竖直向下的力，由杠杆平衡条件得到G×2L=F×4L 此时B处施加的力的大小为 阻力和阻力臂不变，当作用在B点的力没有竖直向下时，力臂变短，力变大，由杠杆平衡条件得，作用在B点的力大于2N，则力作用在B点使杠杆平衡，FB≥2N，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 8．C 【详解】如下图所示： 踮脚时，脚掌与地面接触的地方是支点，小腿肌肉对脚的拉力向上，从图中可知动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故ABD错误，C正确。 故选C。 9．A 【详解】A．人从滑梯上滑下时，斜面对人的弹力与斜面垂直，人在弹力的方向上没有移动距离，弹力对人没有做功，故A不正确，符合题意； B．人举着杠铃在空中停留3s的过程中，人对杠铃有力的作用，但杠铃没有在力的方向上移动距离，人对杠铃不做功，故B正确，不符合题意； C．人将书包扔出，书包离手前的运动过程中，人对书包有力的作用，并且书包在力的方向上通过了一定的距离，人对书包做了功，故C正确，不符合题意； D．人背着书包站在水平运行的自动人行道上时，人对书包的力是竖直向上，而书包的运动方向是水平的，力的方向与运动方向垂直，人对书包不做功，故D正确，不符合题意。 故选A。 10．C 【详解】AB．当 时，不计绳重和摩擦时，提升相同高度，克服重力所做有用功相同，乙中动滑轮甲多一个，克服动滑轮重所做的额外功甲比乙的少，则总功甲装置也比乙的少，根据可知，甲的机械效率比乙大，故AB错误； CD．若，不计绳重和摩擦时，提升相同的高度，根据，可知乙的机械效率，甲的机械效率，即，故C正确； D．根据，可知用同一滑轮组提升不同重物，重物越重机械效率越大，反之越小，D错误； 故选 C。 11． 变大 【详解】[1]拉力做的有用功 [2]由图可知 绳子自由端移动的距离 拉力做的总功 滑轮组的机械效率 [3]在其他量不变的情况下，提升的物重增大到20N，即在额外功不变的情况下，增大了有用功，利用 知，此时滑轮组的机械效率将变大。 12． 400 省力 右 左 【解析】【小题1】[1]挑夫 1 受到的压力，取挑夫 2 的位置为支点，则：货物在中间，设两挑夫间距 ，则货物到挑夫 2 的距离为 ，挑夫 1 到挑夫 2 的距离为 ，由杠杆平衡条件有，即，所以挑夫 1 受到的压力为400N（因为支持力与压力是作用力与反作用力）。 [2]由题可知，以挑夫 1 对杆的力为动力，货物对杆的力为阻力，挑夫 2 为支点。动力：挑夫 1 对杆向上的力（作用在杆右端），阻力：货物重力向下（在中间位置），动力臂：挑夫 1 到挑夫 2 的距离为 ，阻力臂：货物到挑夫 2 的距离，动力臂 > 阻力臂，所以为省力杠杆。 [3][4]挑夫 1 受到的压力 ，由杠杆平衡条件，以挑夫 2 为支点： 其中是货物到挑夫 2 的水平距离。所以：，要使变小，就要减小，即货物向右移动（靠近挑夫 2），或增大动力臂2L，即挑夫1向左移动。 13． 1200J 83.3% 【详解】[1]由图可知，物体在4s内移动的距离为4m，物体A受到地面的摩擦力f＝300N；则A物体克服摩擦力所做的功为 [2]由图可知，绳子股数n=3，绳子自由端移动的距离是物体移动距离的3倍，即为12m，则拉力做的总功为 机械效率为 14． O点右侧 均匀 24 2.6 【详解】[1]秤钩上不挂物体，提起秤纽，当秤砣移动到C点时，杆秤刚好水平平衡，则C点为杆秤的零刻度线，在O点右侧。 [2]根据杠杆的平衡条件可知，可得L秤砣与G物是一次函数关系，因此杆秤的刻度是均匀的。 [3]设秤杆的重心为A，当秤钩上不挂物体时，杠杆平衡时秤砣放在C点，根据杠杆的平衡条件可知，即 解得。 称量质量为2kg的物体时，设秤砣到O点的距离为L，根据杠杆的平衡条件可知，即 解得L=24cm，即秤砣离O点24cm。 [4]秤砣磨损，质量变为0.8kg，设秤砣到O点的距离L′，根据杠杆的平衡条件可知，即 解得L′=30cm。 由于杆秤刻度是均匀的，当秤砣离O点24cm时，由于零刻度线在C点，OC=4cm，则秤砣离C点是20cm，对应物体的质量是2kg，则杆秤1cm对应的质量为 而秤砣磨损后，秤砣到O点的距离是30cm，则秤砣到C点的距离是26cm，对应的质量为 15． 3000 2 【详解】[1]正方体对水平桌面的压力 F=G=30N 正方体的底面积 S=L2=（10cm）2=100cm2=0.01m2 则物块对水平桌面的压强 [2]拉力做的功 拉力做功的功率 16． 【解析】【小题1】由杠杆平衡条件可知，要使动力最小，在阻力和阻力臂一定时，要使动力臂最大，因此首先连接OA，然后在A点画一个垂直于OA的力，方向为使羊角锤逆时针转动，即斜向左上方，标为，这就是最小力，故下图所示： 17．(1) 平衡 右 (2)力臂大小 (3)变大 (4) 320 800 方案二 【详解】（1）[1]杠杆处于静止状态或匀速转动状态时处于平衡状态，故图甲中杠杆静止时处于平衡状态。 [2]由图甲可知，杠杆左端下沉，为使杠杆在水平位置平衡，应将左端的平衡螺母向右调节。 （2）将弹簧测力计倒挂于杠杆上竖直向下拉动直至杠杆水平平衡，此时力臂与杠杆重合，这样做的好处是便于在杠杆上直接测量力臂。 （3）若将弹簧测力计在A处由竖直向下拉动改为倾斜向下拉动，拉力的力臂会变小。根据杠杆平衡条件，阻力和阻力臂不变，动力臂变小，所以弹簧测力计示数将变大。 （4）[1]根据杠杆平衡条件（此处F=G=mg）。设物体的质量为m，则有，代入数据后约掉g得 解得m=320g。 [2]根据杠杆平衡条件（此处F=G=mg）。设最大测量值为m大，则有，代入数据后约掉g得 解得最大质量m大=800g。 [3]方案一 杆秤根据杠杆的原理制成，为了避免杠杆自身重力对使用的影响，O点是杠杆重心的位置。如果只增加OB的长度（秤砣的力臂），重心的位置将会发生改变不再是O点，杠杆自身重力对测量有影响，该操作不可行。 方案二 只增加秤砣M的质量，将原来示数按比例重新标上示数。根据杠杆平衡条件，当m物增大时，OA和OB不变，增大m砣，也能使等式成立。同时，重新按比例标示数，能对应新的物体质量测量，也可实现测量更重物体的目的。 18．(1)错误 (2) 小 大于 尽量减小额外功 (3) 绳端移动距离过大 减小钩码提升的高度 (4) 不变 动滑轮重力和上升高度均不变 (5)不同 【详解】（1）根据表一中的数据，同一个机械，第1~3次实验中，随着提升物体钩码的重力改变，其机械效率也在改变，所以猜想错误。 （2）[1]分析表二中的数据可知，第4~6次实验中，提升物体的重力相同，动滑轮个数越来越多，绳端拉力越来越小，而机械效率越来越小。 [2]第4~6次实验中，由总功减去有用功，可得额外功分别为0.24J、0.72J、1.44J，额外功越来越大，第6次实验的额外功1.44J>1.2J，出现额外功大于有用功的情况。 [3]设计一个机械模型时，要考虑省力，但是由上问分析可知，省力越多，额外功越大，甚至会出现额外功过大，大于有用功的情况。因此为了使机械更加高效节能，设计时也要考虑尽量减小额外功。 （3）[1]根据表二中的数据，第4~6次实验中，随着动滑轮个数越来越多，绳端移动距离s越来越大。由于拉动细绳方向是竖直向上，再增加滑轮，绳端移动距离s将达到1.6m，绳端竖直向上移动的太高，已经不便于在实验室内操作。 [2]由 可知，滑轮组的机械效率与钩码提升的高度无关，为了便于操作，可以减小钩码提升的高度。 （4）[1]分析表一中的数据，第1~3次实验中，由总功减去有用功，可得额外功分别为0.10J、0.11J、0.09J，考虑误差因素，额外功大小相同，因此同一个机械，随着物体重力增加，额外功不变。 [2]因该机械做的有用功为将物体提升到一定高度，则额外功为将动滑轮也提升到此高度。因动滑轮重力和上升高度均不变，故额外功不变。 （5）分析表二中的数据，第4~6次实验中，绕过动滑轮的绳子股数n分别为2、4、6，由 算出动滑轮的总重分别为1.2N、3.6N、7.2N，则第4~6次实验中所选动滑轮的单个重力分别为1.2N、1.8N、2.4N，因此规格不同。 19．(1)0J (2)120W 【详解】（1）由图像可知，货物在0~5s内，处于静止状态，通过的路程为0，根据W=Fs可知工人所做的功为0J。 （2）由图像可知，货物移动时通过5m的距离所用的时间为 30s-5s=25s 移动的距离为5m时拉力做功为 移动时拉力做功的功率是 20．(1)0.2 (2)8000Pa (3)260N (4)95% 【详解】（1）由图乙可知，货箱上升3m所用时间为15s，则货箱匀速上升的速度 （2）货箱对水平地面的压力 货箱对地面的压强 （3）由图可知，绳子自由端移动的速度 拉力的功率 工人所用拉力 （4） 不计绳重和摩擦时，所以动滑轮的重力 不计绳重和摩擦，仍用该滑轮组匀速提升重为1140N的重物，滑轮组的机械效率 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 $