第11章 机械与功 单元练习 2025-2026学年教科版八年级下册物理

**基本信息** 本单元卷聚焦初中物理“机械与功”单元复习，以2024年乒乓世界杯、西藏牛皮船赛等时代热点及杆秤等文化素材为情境，融合物理观念与科学态度，适配单元知识巩固与能力提升。 **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、滑轮、力与运动、功|结合乒乓发球（力的作用效果）、牛皮船赛（杠杆分类）等情境| |填空题|8题|机械能转化、杠杆力臂、机械效率|如斜面提升货物（机械效率计算）、俯卧撑杠杆模型（力臂分析）| |实验题|2题|杠杆平衡条件、滑轮组机械效率|“探究杠杆平衡条件”设计倾斜拉力实验，体现科学探究| |计算题|1题|杠杆平衡、滑轮组功率|路灯杆吊装综合题，融合杠杆平衡与滑轮组功率计算，体现科学思维|

第11章机械与功 一、单选题 1．2024年12月，我国乒乓球队在第二届国际乒联混合团体世界杯赛事中夺得冠军。根据规则发球时运动员必须将球向上抛起至少，并且要在球落到台面之前进行发球。下列说法正确的是（　　） A．乒乓球接触球拍后被弹回，说明力可以改变物体的运动状态 B．乒乓球离开球拍后在空中运动的过程中，球拍对乒乓球做功 C．乒乓球向上运动时，相对于运动员是静止的 D．乒乓球运动到最高点时，不受重力 2．2024年6月9日，西藏首次、也是中国国内海拔最高的牛皮船(龙舟)赛在拉萨市滨河公园水域成功举办。如图所示是运动员奋力划动牛皮船(龙舟)的场景，运动员一手撑住桨的末端(视为支点),另一手用力划桨。下列说法正确的是（　　） A．划牛皮船时桨是省力杠杆 B．运动员划牛皮船时，桨向后推水，水就向前推桨，原因是物体间力的作用是相互的 C．以河两岸的观众为参照物，牛皮船是静止的 D．当牛皮船冲过终点时，运动员不再划桨，牛皮船将慢慢停下来，说明运动要靠力来维持 3．我国很早就有使用滑轮的记载。关于图中使用滑轮提升重物的说法正确的是（　　）    A．甲图是动滑轮，可以省力 B．甲图是动滑轮，改变了用力方向 C．乙图是定滑轮，可以省力 D．乙图是定滑轮，不能改变用力方向 4．全国中小学生安全教育日这天老师为同学们讲解了高空抛物的危害：一个鸡蛋从高空落下，可以使人头皮受损，甚至危及人的生命。如果一个鸡蛋从20m高处落下，则下列数值与鸡蛋重力所做的功最接近的是（   ） A．1J B．10J C．100J D．0.1J 5．杆秤是中国最古老的称量工具。如图甲所示，当不挂秤砣时，在点提起提纽，杆秤水平平衡。用秤钩悬挂物体，秤砣移到点时，杆秤再次水平平衡，如图乙所示。忽略杆秤及秤钩重力，下列说法正确的是（　　） A．杆秤是利用二力平衡原理进行称量的 B．若，则“秤砣”的质量为 C．若秤钩再加挂物体，秤砣向左移动可使杆秤再次水平平衡 D．如果“秤砣”磨损，则测量值比真实值偏小 6．如图甲，A、B是两个完全相同的物体，小明分别将A、B两物体匀速拉至斜面顶端。物体做功情况如图乙所示。下列有关说法不正确的是（　　） A．小明对A、B物体做的有用功相等 B．物体B的额外功为0.5J C．斜面对物体B的摩擦力为5N D．物体B被匀速拉至斜面顶端的机械效率为80% 7．码头工人利用图所示的装置将体积为8×10m-3的金属物块打捞上岸，在1min内使金属物块匀速升高6m，工人对绳子的拉力大小为400N，此过程中金属物块没有露出水面，不计绳重及摩擦。下列判断正确的是（金属物块密度为8.0×103kg/m3）（ ） A．工人拉绳子移动的速度为0.3m/s B．动滑轮的重力大小为160N C．工人做功的功率为120W D．金属物块全部露出水面后，匀速上升的过程中，滑轮组的机械效率约为72.7% 8．如图所示的滑轮组匀速提升20N的重物，绳子自由端的拉力是15N，不计绳重和轮与轴的摩擦，则下列说法正确的是（　　） A．动滑轮重5N B．若使用该滑轮组匀速提升10N的重物，绳子自由端的拉力F为10N C．若物体升高0.5m，则绳子自由端移动1.5m D．若绳子自由端的速度为0.2m/s，物体移动的速度为0.4m/s 9．如图所示，木板A放在一水平面上，用16N的水平拉力F拉滑轮，使足够长的木板A以0.3m/s的速度在水平地面上匀速运动，物体B相对于地面静止，弹簧测力计示数为2N，若不计滑轮重、弹簧测力计重、绳重和滑轮摩擦，则下列说法正确的是（　　） A．木板A与地面的摩擦力为2N B．滑轮向右移动的速度为0.3m/s C．物块B受到的摩擦力为2N，方向水平向左 D．绳子拉木板的功率为2.4W 10．学习简单机械时，想用的拉力借助下面机械提起重的物体，不能实现的是（　　） A．一个定滑轮 B．一个动滑轮 C．杠杆 D．斜面 二、填空题 11．如图，小球从光滑斜面顶端由静止开始下滑，撞击静止在斜面底端的木块，与木块一起沿水平地面运动。小球质量为0.1kg，斜面高2m，斜面长5m。小球从光滑斜面顶端下滑的过程，重力做功将重力势能转化为动能，重力做了多少功，就有多少的重力势能转化为动能。小球撞击木块后，温度升高，机械能减小了30%。（取） （1）小球从光滑斜面顶端下滑到底端，小球的机械能 ___________（选填“守恒或不守恒”），小球的重力做功为 ___________J，则小球撞击木块后损失的机械能为 ___________J； （2）小球撞击木块后减小的机械能去哪了？请写出小球减小的机械能的2个去向：①___________；②___________。 12．如图1所示，人的颈椎起着支撑头部的作用，颈部肌肉群连接颈部和头部，并控制着头部的运动。如图2所示，人在低头时，头部和颈椎可看作一个杠杆，长时间低头会对颈椎和颈部肌肉群造成损伤。因为人在低头过程中，头部重力的力臂______，使得颈部肌肉群对后颅向下的拉力变大；头部向下弯曲角度增大，颈椎所受的压力______。（均选填“变大”“变小”或“不变”） 13．晓亮在研究滑轮特点时，用甲、乙、丙三图匀速提升同一物体G，发现F1＞F2＞F3，请根据以上信息提供一个可探究的物理问题并提出合理猜想。问题：______；猜想：______。 14．如图所示，在100N的水平拉力F作用下，重500N的物体沿水平地面向左做匀速直线运动了3m，物体与地面间的滑动摩擦力为210N，则滑轮组的机械效率为___________。 15．如图所示，工人师傅利用斜面将货物装上汽车，已知货物重为2000N，师傅用沿斜面向上1000N的推力将货物从斜面底端匀速推至斜面顶端，斜面长4m高1.5m，则推力对货物做的功为________J，斜面的机械效率是________，利用斜面提升物体可以省________。 16．如图所示，物体A所受重力为200牛，滑轮上的摩擦力不计。当分别沿力F1和F2的方向匀速提起物体A时，则F1________F2（选填“大于”、“小于”或“等于”）。若10秒种内A物体被匀速提起2米，则拉力F1所做的功为________焦，功率为________瓦。如果把这个滑轮改成动滑轮匀速竖直提升同样的重物，则机械效率将________（填“增大”、“减小”或“不变”）。 17．某同学在做俯卧撑运动，如图所示，他的重心在A点，所受重力为600N，他将身体撑起处于平衡状态时，他的动力臂是___________m，地面对手的支持力为___________N；若他在1分钟内做了30个俯卧撑，每次肩部上升的距离均为0.3m，则他的功率至少为___________W。 18．如图所示，利用动滑轮将重200N的物体匀速提升0.4m，用时2s.不计绳重和摩擦，动滑轮的机械效率为80%，则有用功为__________J，拉力的功率为__________W；若用该动滑轮分别提升重为G和2G的物体，其机械效率之比，则__________N。 三、实验题 19．小强在“探究杠杆的平衡条件”实验中，采用了如图所示的实验装置。 (1)器材安装好后杠杆静止在如图甲所示位置，此时杠杆______（选填“处于”或“不处于”）平衡状态；为使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆左端的平衡螺母向______（选填“左”或“右”）调； (2)如图乙所示，调节好杠杆后在杠杆左边距离支点第3格处挂了4个钩码，每个钩码的质量均为50g。在右侧第4格处用弹簧测力计沿竖直方向拉杠杆，使其在水平位置平衡，此时弹簧测力计的示数为______N；A处所挂钩码数量不变，B处弹簧测力计拉力保持不变，将A、B点同时向靠近支点O的方向移动一格，杠杆的______（选填“左”或“右”）侧下沉； (3)如图丙所示，用弹簧测力计在C处竖直向上拉，使杠杆在水平位置平衡。当弹簧测力计从原来位置逐渐向右倾斜时，为使杠杆仍然在水平位置平衡，弹簧测力计的示数将______； (4)本实验中多次实验的目的是______（选填“减小误差”或“寻找普遍规律”）； (5)下列四个因素中，不会影响探究结果的是______。 A．铁架台没有放在水平桌面上 B．弹簧测力计的弹簧和刻度盘之间摩擦较大 C．实验所用的钩码生锈 20．杠杆、滑轮作为生活的工具，让困难的事情简单化，利用杠杆、滑轮相关知识回答下列问题。 (1)在测量某物体密度的时候，小雅发现不用天平也能够测量物体的质量，于是设计了如图1所示的装置。测量时，总保持杠杆在水平位置平衡，目的是__________； (2)保持左侧重物及其位置不变，改变动力臂，多次测量，根据记录的数据画出如图2所示的动力随动力臂变化的图像，则杠杆左端所挂重物的重力大小是____N（杠杆上每一小格长度为1cm）； (3)接着，小雅利用量筒测量该物体体积如图3所示，其体积为____cm3；该物质的密度为____kg/m3；通过查询，发现该物质可能为加工青铜（取10N/kg）； (4)如图甲、乙所示，用同一个滑轮组，提升不同数量的同种钩码，绳子末端的力____，甲的机械效率____乙的机械效率（前两空均选填“大于”“小于”或“等于”），滑轮组的机械效率与钩码匀速上升的速度____（选填“有关”或“无关”）。 (5)若图乙中，用拉力大小为的力使钩码匀速提升的高度，钩码总重力为，该装置中克服绳重及摩擦所做的功为，则动滑轮重力______（用所给字母表示，空气阻力忽略不计）。 四、计算题 21．为解决宜长路翠屏区李端段无路灯、车辆和行人通行存在安全隐患的问题，翠屏区李端镇从今年2月开始在宜长路李端段安装路灯，护航车辆行人安全通行。为此工程项目组利用如图所示的滑轮组吊起路灯杆OAB，若路灯杆质量为300kg，重心在A点，OA∶OB=1∶2，路灯杆B端刚好离开地面时滑轮组绳子自由端的拉力F为700N；路灯杆在O端离地后15s内被匀速提升2m，不考虑绳重和摩擦，g=10N/kg，求： (1)路灯杆的重力； (2)B端刚离开地面时，路灯杆受到的拉力FB； (3)动滑轮的重力； (4)路灯杆完全离地后匀速上升过程中，拉力F做功的功率。 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 1．A 【详解】A．乒乓球接触球拍后被弹回，乒乓球受到球拍对它力的作用，运动方向发生了改变，说明力可以改变物体的运动状态，故A正确； B．乒乓球离开球拍后在空中运动的过程中，球拍对乒乓球没有作用力，不做功，故B错误； C．乒乓球向上运动时，乒乓球相对于运动员位置发生了改变，是运动的，故C错误； D．乒乓球运动到最高点时，仍受到重力作用，故D错误。 故选 A。 2．B 【详解】A．在划船时，运动员一手撑住桨的末端（视为支点），另一手用力划桨动力臂小于阻力臂，所以桨是费力杠杆，故A错误； B．划船时，桨向后推水，给水一个向后的力，由于力的作用是相互的，故水会给桨一个向前的力，故B正确； C．以河两岸的观众为参照物时，船相对于观众的位置发生了改变，故船是运动的，故C错误； D．船冲过终点后，运动员不再划桨，由于惯性，船会继续向前运动。在阻力的作用下，船慢慢地停下来，说明力是改变物体运动状态的原因。故D错误。 故选B。 3．A 【详解】AB．甲图的滑轮是动滑轮，可以省力，不能改变力的方向，故A正确，故B错误； CD．乙图中的滑轮是定滑轮，不省力，不省距离，可以改变力的方向，故CD错误。 故选A。 4．B 【详解】一个鸡蛋的重力约为0.5N，则从20m高处落下，鸡蛋重力所做的功为 故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 5．B 【详解】A．杆秤是利用杠杆的平衡条件进行称量的，故A错误； B．因为忽略杆秤及秤钩重力，根据杠杆平衡条件可得 即 解得 “秤砣”的质量为 故B正确； C．秤钩再加挂20g物体，左侧的拉力和力臂的乘积变大，根据杠杆平衡条件可知，要使杠杆再次水平平衡，则右侧“秤砣”施加的拉力与力臂乘积也需变大，而“秤砣”施加的拉力不变，故需增大力臂，“秤砣”向右移动，故C错误； D．根据杠杆平衡条件得到，在被测量的物体质量不变时，若“秤砣”磨损了，“秤砣”的质量变小，则OB变大，则测量结果将偏大，故D错误。 故选B。 6．C 【详解】A．由图甲可知，两物体上升的高度相同，且A、B是两个完全相同的物体，根据可知小明对A、B物体做的有用功相等，故A正确，不符合题意； B．由乙图可知，提升物体A时做的总功W总A=3J，额外功W额A=1J，对物体A做的有用功W有用A=W总A-W额A=3J-1J=2J 故物体B的有用功也为2J，物体B的额外功W额B=W总B-W有用B=2.5J-2J=0.5J 故B正确，不符合题意； C．斜面对物体B的摩擦力 故C错误，符合题意； D．物体B被匀速拉至斜面顶端的机械效率为 故D正确，不符合题意。 故选C。 7．D 【详解】A．由图知，吊起动滑轮的绳子段数为2，绳子自由端移动的距离为 工人拉绳子移动的速度为 故A错误； B．金属块的重力为 金属块受到的浮力 金属块对上方绳子的拉力 动滑轮的重力为 故B错误； C．工人做功的功率为 故C错误； D．金属物块全部露出水面后，匀速上升的过程中，滑轮组的机械效率约为 故D正确。 故选D。 8．B 【详解】A．不考虑绳重与摩擦，有 故A错误 B．物体重10N时，绳子自由端的拉力为 故B正确 CD．因为两段绳子与动滑轮接触，故在相等的时间内，绳子自由端移动的距离是物体上升距离的2倍，即绳子自由端移动的速度是物体上升速度的2倍。故CD错误。 故选B。 9．D 【详解】A．因为不计滑轮重、绳重和滑轮摩擦，拉力F=16N，根据动滑轮的特点可知，每段绳子上的力为8N。又因为弹簧测力计的示数为2N，物体B相对于地面静止，所以物体B与木板A之间的摩擦力为2N。木板受到向右的绳子拉力等于地面的摩擦力加上B的摩擦力，所以地面对木板A的摩擦力是 fA=8N-2N=6N 故A错误； B．木板A的移动速度为0.3m/s，动滑轮的移动速度等于拉力F的移动速度，等于木板移动速度的二分之一，大小为0.15m/s，故B错误； C．物块B始终静止，由力的平衡条件可得，物块B受到的摩擦力等于弹簧测力计的示数为2N，方向水平向右，故C错误； D．绳子拉木板的功率是 故D正确。 故选D。 10．A 【详解】因为100N的拉力要提起重150N的物体，使用的机械一定是能省力的机械，在使用杠杆、斜面和动滑轮时能达到省力的目的。定滑轮实质是一个等臂杠杆，使用定滑轮不能达到省力的目的。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 11． 守恒 2 2 内能 木块的动能 【详解】（1）[1]小球从光滑斜面顶端下滑到底端，由于没有摩擦，所以小球的机械能守恒。 [2]小球的重力做功为 [3]小球撞击木块后，机械能最终变为零，所以损失的机械能为2J。 （2）[4][5]小球撞击木块后减小的机械能主要转化为了内能和木块的动能。 12． 变大 变大 【详解】[1][2]人在低头过程中，头部重心向前移，头部重力与支点间距离变大，导致重力的力臂变大，由杠杆平衡条件可知，阻力和动力臂不变，阻力臂变大，则动力变大，即颈部肌肉群对后颅向下的拉力变大；头部向下弯曲角度增大，阻力臂变大的程度变大，由杠杆平衡条件可知，颈椎所受的压力也将变大。 13． 见详解 见详解 【详解】[1][2]由图可知甲、乙、丙三图提升物体时，甲图中承担重物的绳子段数为2，乙图中承担重物的绳子段数为3，丙图中承担重物绳子段数为4，而拉力大小满足F1＞F2＞F3，可知提升同一重物时，若不计摩擦、动滑轮重和绳重，承担重物的绳子段数越大则拉力越小，故可提出问题问题：若不计摩擦、动滑轮重和绳重，使用滑轮组提升重物时，绳自由端拉力的大小与什么有关？ 猜想：若不计摩擦、动滑轮重和绳重，使用滑轮组提升重物时，绳自由端拉力可能与承担重物的绳子段数有关。 14．70% 【详解】由图中可知，动滑轮上有三股绳子承重，物体运动的距离为s=3m，故绳子自由端移动的距离为 s0=3s=3×3m=9m 绳子自由端的拉力为F=100N，故滑轮组所做的总功为 W总=Fs0=100N×9m=900J 物体所受摩擦力为f=210N，因物体处于受力平衡状态，故由二力平衡可知，物体所受绳子的拉力等于物体所受摩擦力，即 F拉=f=210N 则滑轮组所做的有用功为 W有=F拉s=210N×3m=630m 故滑轮组的机械效率为 15． 4000 75% 力 【详解】[1]推力 F=1000N，斜面长 s=4m，因此推力做功 [2]有用功是克服货物重力做的功 斜面的机械效率 [3]斜面的特点是利用斜面提升物体时，推力（1000N）小于货物重力（2000N），因此可以省力。 16． 等于 400 40 减小 【详解】[1]图示中的是定滑轮，定滑轮相当于等臂杠杆，它的轴为支点，轮的半径等于力臂的长度，所以沿F1或F2方向拉物体，对应的力臂大小相同，且提升的物体相同，即阻力及阻力臂相同，所以所用力的大小相同，即F1=F2。 [2]不计摩擦时，拉力F1所做的功与提升物体所做的有用功相同，所以有 W=F1s=Gh=200N×2m=400J [3]功率 [4]不计摩擦，用定滑轮提升重物的机械效率为100%。将定滑轮改变动滑轮，提升相同重物，则所做的有用功相同，在不计摩擦时，需要做提升滑轮的那部分额外功，所以机械效率减少。 17． 1.5 400 60 【详解】[1]如图所示，阻力臂为1m，动力臂为 [2]根据杠杆的平衡条件可知 则地面对手的支持力为400N [3]他在1min里做功 则他做功的功率为 18． 80 50 150 【详解】[1]有用功 [2]拉力做的功 拉力的功率 [3]由图可知，绳子承重段数n=2，由得拉力的大小为 则该动滑轮的重为 不计绳重和摩擦，动滑轮的机械效率 则提升重为G和2G的物体时，其机械效率之比 整理可得 19．(1) 处于 右 (2) 1.5 右 (3)变大 (4)寻找普遍规律 (5)A 【详解】（1）[1]杠杆的平衡状态包括静止或匀速转动，图甲中杠杆处于静止状态，所以此时杠杆处于平衡状态。 [2]甲图中杠杆左端下沉，右端偏高，则杠杆的重心在支点的左侧，为使杠杆在水平位置平衡，应将如图甲所示杠杆左端的平衡螺母适当往右调。 （2）[1]由题意可知，每个钩码重力 设每格长度为L，由杠杆的平衡条件，即 解得，即此时弹簧测力计的示数为1.5N。 [2]将A、B点同时向靠近支点O的方向移动一格，由杠杆的平衡条件可得， 故杠杆的右侧下沉。 （3）用弹簧测力计在C处竖直向上拉，使杠杆在水平位置平衡。当弹簧测力计从原来位置逐渐向右倾斜时，为使杠杆仍然在水平位置平衡，阻力和阻力臂不变，拉力力臂变小，拉力变大，即弹簧测力计的示数变大。 （4）探究杠杆平衡的条件时，多次改变力和力臂的大小主要是为了寻找普遍规律，避免实验的偶然性。 （5）A．实验前需要调整杠杆平衡，故铁架台没有放在水平桌面上对杠杆的平衡无影响，故A符合题意； B．弹簧测力计的弹簧和刻度盘之间摩擦较大，对实验中的拉力有影响，故B不符合题意； C．所用的钩码生锈，单个钩码的重力不完全相等，则多个钩码总重力无法确定，对实验结果有影响，对测量结果造成误差，故C不符合题意。 故选A。 20．(1)便于测量力臂大小 (2)1.5 (3) 20 (4) 小于 小于 无关 (5) 【详解】（1）重力的方向竖直向下，测量时，总保持杠杆在水平位置平衡，由力臂的定义，支点到力的作用点的距离即为力臂大小，故目的是便于测量力臂大小。 （2）由题意可知，只改变动力臂，多次测量，则阻力与阻力臂的乘积保持不变，根据杠杆平衡条件可知，利用图像中一组数据能得出动力与动力臂之积为 由图1可知，，则杠杆左端所挂重物的重力 （3）[1]图3中量筒的分度值为2mL，该物体体积 [2]该物质的密度为 （4）[1]如图甲、乙所示，用同一个滑轮组，提升不同重物，到相同的高度，额外功可认为相同，甲中物体的重力小，做的有用功小，拉力也小，即小于； [2]根据 可知甲的机械效率小于乙的机械效率； [3]由 可知，滑轮组的机械效率与钩码匀速上升的速度大小无关； （5）图乙中，绳子的有效段数为3，用拉力大小为F的力使钩码匀速提升h的高度，绳子移动的距离为3h，总功为。钩码总重力为，克服钩码总重力做的有用功为；该装置中克服绳重及摩擦所做的功为W，则克服动滑轮的自重做的额外功 则动滑轮重力 21．(1) (2) (3)600N (4)480W 【详解】（1）路灯杆的重力 （2）由杠杆平衡条件可得，路灯杆受到的拉力 （3）由题图可知：n=3，动滑轮的重力 （4）路灯杆完全离地后匀速上升过程中，拉力F为 绳子自由端移动的距离为 拉力F做的功为 拉力F做功的功率 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 $