第11章 机械与功 单元练 2025-2026学年教科版八年级下册物理

**基本信息** 初中物理第11章“机械与功”单元卷，以生活情境与科学探究为载体，覆盖滑轮组、杠杆、斜面等核心知识点，适配单元复习巩固与科学思维培养。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|12题/36分|滑轮组机械效率（题1）、功率计算（题2）、水平滑轮组受力分析（题9）|结合建筑工人提升重物等生活场景，考查科学推理| |填空题|9题/27分|斜面机械效率（题18）、动滑轮功计算（题15）、元代扇车轮轴应用（题14）|融入文化传承素材，强化物理观念| |实验题|1题/10分|杠杆平衡条件探究（题23）|设计多组数据验证规律，培养科学探究能力| |计算题|1题/7分|起重机拉力功与功率计算（题24）|联系工程实际，提升问题解决能力|

第11章机械与功同步练习 一、单选题 1．如图所示的滑轮组提升160N的重物，两个滑轮的重力均为20N，小婷拉动绳子5s将重物提升1m，不计绳重和摩擦。下列说法中正确的是（　　） A．自由端拉力F为80N B．该滑轮组的机械效率约86.7% C．绳子自由端移动的速度为0.2m/s D．拉力的功率是36W 2．小丽质量为 45 kg，教授质量为70 kg。如图所示，小丽和教授同时从1楼走上3楼，用时相同。下列说法正确的是（　　） A．小丽做功较多 B．两个人做功一样多 C．小丽做功的功率比教授做功的功率大 D．教授做功的功率比小丽做功的功率大 3．小成在实验室组装如图所示的滑轮组进行实验探究，实验过程如下：先测出动滑轮所受的重力为0.25N，再使用组装好的滑轮组在10s内将1N的钩码竖直匀速提升20cm，此过程中弹簧测力计的示数为0.5N，下列说法正确的是（　　） A．弹簧测力计对细绳做功为0.3J B．滑轮组的机械效率为80% C．克服绳重和摩擦做的额外功为0.1J D．若增大提升钩码的质量，则滑轮组的机械效率不变 4．在如图所示的滑轮组中用的拉力，在内将重的物体匀速提升。则下列说法正确的是（　　） A．绳子自由端移动的速度为 B．滑轮组对重物所做的功为 C．拉力做功的功率为 D．动滑轮重为 5．如图所示，重力为6N的物体在4N拉力F的作用下，以0.2m/s的速度沿斜面匀速上升。当物体升高0.6m时，恰好沿斜面前进1.2m的距离。（忽略绳重和动滑轮自重）（　　） A．物体对斜面的压力为6N B．该装置的机械效率为75% C．物体与斜面间的摩擦力为5N D．拉力F的功率为1.6W 6．利用如图所示滑轮组，用200N的拉力将重为500N的物体在20s内匀速提升1m，下列说法正确的是（不计绳重和摩擦）（      ） A．绳子自由端移动的距离是2m B．动滑轮所受的重力是50N C．滑轮组的机械效率是85％ D．使用该机械提升600N的物体时，机械效率将提高 7．如图甲所示，工人利用滑轮组提升重480N的建筑材料，已知工人对绳子的拉力F为200N，将物体匀速提高3m，物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．绳子自由端移动的速度为0.5m/s B．工人做的有用功为1800J C．拉力F的功率为300W D．减轻货物重力可以提高该装置的机械效率 8．将规格完全相同的滑轮，用绳子绕成图中的甲、乙滑轮组。使用甲、乙滑轮组分别匀速提升重力为G1、G2的两物体，升高相同的高度。绳自由端施加的拉力大小分别为F1和F2，物重G1>G2，不计绳重和摩擦。则下列判断正确的是（　　） A．拉力F1一定小于F2 B．甲滑轮组的机械效率较高 C．F1和F2做的功相同 D．甲的有用功与额外功的比值较小 9．用如图所示的滑轮组拉着物体A在水平桌面上做匀速直线运动。如果拉力F=12N，忽略滑轮重、绳重和滑轮摩擦，下列说法中正确的是（　　） A．物体A对动滑轮的拉力为12N B．物体A受到的拉力为4N C．物体A受到的摩擦力为24N D．竖直墙受到的拉力为24N 10．如图所示，现有四种可以帮助搬运重物的机械，其内部结构均未知。小红对它们分别进行测试，用水平拉力拉动机械前端绳子沿水平方向匀速移动，移动距离s1；机械与重物连接的绳子的水平拉力为，重物沿水平方向匀速移动距离为s2。各机械的详细数据如下图所示，其中机械效率最高的是（　　） A．机械① B．机械② C．机械③ D．机械④ 11．如图，同一水平面上，用水平向左的拉力F1匀速拉动重为G的物体A前进距离s；现在改用如图滑轮装置，拉着物体A沿水平方向匀速移动相同的距离s，此时绳端拉力为F2，绳子长度不变。则（　　） A．F2做的有用功为Gs B．F2做的额外功为3F2s-F1s C．该滑轮组的机械效率为 D．该滑轮组的机械效率为 12．一定质量的货物在吊车钢索的拉力作用下，竖直向上运动（不考虑空气的阻力和钢索重力），货物运动的路程（s）—时间（t）图像如图所示，根据图像，下列判断错误的是（　　） A．4s时钢索的拉力大小等于10s时钢索的拉力大小 B．货物竖直向上运动时，2s时的速度大于8s时的速度 C．0至6s内钢索拉力做的功大于6s至12s内钢索拉力做的功 D．货物在0至12s内的竖直向上运动过程中，钢索拉力的功率保持不变 二、填空题 13．某建筑工人用大小为600N的拉力F，通过定滑轮将重500N的物体匀速提升2m，如图所示，则这名建筑工人做的有用功为______J，这名建筑工人做的总功为_____J，此定滑轮的机械效率为_____。 14．如图是元代王祯《农书》中描绘的农民使用扇车清选谷物的情景。农民快速摇动摇柄，扇轮转动产生气流，当把谷物倒入扇车时，谷物在重力的作用下落入扇车，气流使秕瘪谷物从出风口飞出，谷物就筛选好了。农民使用的扇车的摇柄是________（填简单机械名称）。 15．如图所示，小明用重的动滑轮将重为的物体竖直匀速提升高度，则动滑轮自由端绳子移动的距离为___________m，该过程中有用功为__________J。 16．如图甲，质量为m的货物在拉力作用下，沿粗糙斜面向上运动（不考虑空气的阻力），斜面长L、高H。物块上升高度h与时间t关系图像如图乙，0至t1时间内的拉力为F1，t1至 t2时间内拉力为F2。已知H>4h0，t2=2t1，不计速度变化时的时间，斜面粗糙程度不变。 (1)0至t2时间内拉力做的有用功是 ______ ； (2)0至时间内的拉力做功的功率为P1，t1至t2时间内的拉力 做功的功率为P2，则P1______P2。时斜面的机械效率为η1，F2时斜面的机械效率为η2，则 η1______η2。注：两空均填“”、“”或“。 17．如图所示，在200N的拉力F作用下，用滑轮组将重为300N的货物匀速提升，在20s内货物竖直上升了2m，不计绳重及摩擦。此时拉力F做功的功率为 _______ W，滑轮组的机械效率为 ________ ，此滑轮组提升的物重增大时，其机械效率 _______ （选填“增大”、“不变”或“变小”）。 18．如图是一搬运工利用斜面将货物推上货车的情景，已知斜面长5m，高1m，该搬运工沿斜面方向把质量为160kg的物体从斜面底端匀速推至顶端，如果物体与斜面间的摩擦力为80N（不计空气阻力），搬运工使用斜面推货物的好处是________；在上述推货物的过程中，斜面的机械效率为______。（g取10N/kg）    19．斜面是一种简单机械，它在生活中的应用非常广泛。如图所示，将一箱重为600N的货物从2.4m长的固定斜面匀速拉到高为1.2m的货车上，所用拉力F=400N，则该物体受到斜面的摩擦力是________N。 20．如图所示，在的拉力作用下，将重物匀速提升了，用时，在此过程中，滑轮组的机械效率为80%，则物重为________N，拉力的功率为________，若增大提升的物重，则滑轮组的机械效率将________。 21．代步机器人缓慢匀速带动座椅上的老年人，通过斜面长、高的无障碍通道上台阶，耗时完成，假设人和代步机总重，代步机器人使用输出功率为的锂电池供电，此次工作中，机器人将电能主要转化为_______能，做了_______J的有用功，机械效率为_______%。（g取） 22．如图所示的一轻质硬棒，AB＝BC＝CD，在A点悬挂重物G，硬棒在力F 的作用下处于水平平衡，则硬棒的支点可能在杠杆上的___（选填“A ”“B”“C”或“D”）点，当G＝150N时，F的大小为_____N ，若使F与杠杆的夹角大小不变，随着重物G被拉起，力F的大小将______（选填“变大”或“变小”或“不变”）。 三、实验题 23．如图是小华同学用于“探究杠杆的平衡条件”的实验装置。 ① 1 10 2 5 ② 2 10 4 5 ③ 3 4 2 6 (1)实验前杠杆静止如图甲，此时杠杆__________（选填“平衡”或“不平衡”），应将平衡螺母向__________（选填“左”或“右”）调节使杠杆在水平位置平衡，目的是：更方便测量__________（选填“力”或“力臂”）。 (2)在杠杆调节到水平位置平衡后，利用钩码和刻度尺测量出杠杆平衡时各个力及其力臂，实验数据如上表表格设计的错误是：__________，多次实验的目的是：__________（选填“减小误差”或“找正确规律”）。最终得到杠杆的平衡条件是：动力与动力臂的乘积等于阻力与阻力臂的乘积。 (3)如图乙，由杠杆的平衡条件可知杠杆的__________（选填“左”或“右”）端会下沉；要使杠杆重新在水平位置平衡，在不改变两侧钩码各自数量的前提下，仅需把左侧钩码向右移动__________格； 四、计算题 24．一台起重机在50s内将重为2.4×103N的钢材匀速提高10m。求这个过程中： （1）起重机对钢材的拉力； （2）拉力F所做的功； （3）拉力F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．D 【详解】A．由图可知承担物重的绳子的股数n=3，因为不计绳重和摩擦，所以绳子自由端的拉力 故A错误； B．因为不计绳重和摩擦，所以滑轮组的机械效率 故B错误； C．绳子自由端移动的距离 绳子自由端移动的速度 故C错误； D．拉力做功的功率 故D正确。 故选D。 2．D 【详解】AB．教授的质量大于小丽的质量，则教授的重力大于小丽的重力，两人从1楼走上3楼，上升高度相等，根据W=Gh可知，教授做的功大于小丽做的功，故AB错误； CD．两人从1楼走上3楼用时相同，教授做的功大于小丽做的功，根据P=可知，教授做功的功率比小丽做功的功率大，故C错误，D正确。 故选D。 3．A 【详解】A．由图示知，滑轮组的承重绳子为3根，钩码竖直匀速提升20cm，绳子自由端移动的距离 弹簧测力计对细绳做的总功，故A正确； B．提升钩码所做的有用功 滑轮组的机械效率，故B错误； C．克服动滑轮的重力所做的额外功 提升物体所做的总功 克服绳重和摩擦做的额外功，故C错误； D．若增大提升钩码的质量，则有用功增大，克服摩擦等做的额外功增加较小，因此滑轮组的机械效率将变大，故D错误。 故选A。 4．B 【详解】A．由题可知，承担物重绳子的股数是n=3，则绳子自由端移动的距离s=3h=3×3m=9m 绳子自由端移动的速度，故A错误； B．提升重物过程的有用功W有​=Gh=50N×3m=150J，故B正确； C．拉力做功的功率，故C错误； D．若不计绳重和摩擦，动滑轮重 而题目中并未说明不计绳重和摩擦，故D错误。 故选B。 5．D 【详解】A．物体在斜面上运动，对斜面的压力小于重力，故A不符合题意； B．滑轮是动滑轮，有用功 W有=Gh=6N×0.6m=3.6J 总功 W总=Fs=4N×2×1.2m=9.6J 该装置的机械效率为 =37.5% 故B不符合题意； C．忽略绳重和动滑轮自重，额外功 W额= W总- W有=9.6J-3.6J=6J 物体与斜面间的摩擦力为 =5N 而题目条件没有忽略轮与轴之间的摩擦，因此物体与斜面的实际摩擦力比所求摩擦力5N要小，故C不符合题意； D．拉力F的功率为 故D符合题意。 故选D。 6．D 【详解】A．由图可知，滑轮组绳子段数为3，绳子自由端移动的距离是，故A错误； B．因为不计绳重和摩擦，所以，则动滑轮所受的重力是，故B错误； C．滑轮组的机械效率是，故C错误； D．滑轮组的机械效率与被提升的物重有关，被提升物体重力越大，滑轮组机械效率越高，使用该机械提升600N的物体时，物体的重力增大，滑轮组机械效率提高，故D正确。 故选D。 7．C 【分析】由滑轮组结构分析出承担物重的绳子段数，结合滑轮组相关计算所用的公式及表达式求出有用功、总功和机械效率；利用速度计算公式、功率计算公式计算出速度和功率。 【详解】A．由图甲可知，滑轮组承担动滑轮总重的绳子段数，物体匀速提高，绳子自由端移动的距离 由图乙可知，绳子自由端移动9m所用时间，则绳子自由端移动的速度，故A错误； B．物体克服重力所做的功为有用功，故B错误； C．拉力做的功为总功 拉力的功率，故C正确； D．滑轮组的机械效率，减轻货物重力G，会增大，机械效率会降低。故D错误。 故选C。 8．B 【详解】A．由图示知，甲滑轮组承重绳子为3根，乙滑轮组承重绳子为2根，在不计绳重和摩擦时，有，物重G1>G2，无法判断两个拉力的大小关系，故A错误； B．在不计绳重及摩擦时，滑轮组的机械效率 因为G1>G2，所以 那么甲滑轮组的机械效率比乙的高，故B正确； C．绳端拉力所做的功 而G1>G2，所以F1做的功比F2的大，故C错误； D．不计绳重及摩擦时，使用滑轮组所做的额外功，是克服动滑轮的重力所做的功，因为滑轮规格相同，升高的高度相同，使用两个滑轮组所做的额外功相同，G1>G2，据W有=Gh知，甲滑轮组所做的有用功比乙的大，所以甲的有用功与额外功的比值较大。故D错误。 故选B。 9．D 【详解】A．由图知，吊着动滑轮的绳子段数为3，物体A对动滑轮的拉力为 故A错误； B．物体A受到的拉力与物体A对动滑轮的拉力是一对相互作用力，大小相等，故物体A受到的拉力也为36N，故B错误； C．物体A受到的摩擦力与物体A受到的拉力是一对平衡力，大小相等，所以，物体A受到的摩擦力为36N，故C错误； D．如图，定滑轮左侧由两段绳子吊着，而同一根绳子上的拉力处处相等，根据力的平衡可知，竖直墙对定滑轮的拉力为 竖直墙受到的拉力与竖直墙对定滑轮的拉力是一对相互作用力，大小相等，所以，竖直墙受到的拉力为24N，故D正确。 故选D。 10．C 【详解】根据题意可知，，那么 将各选项数据代入可得 即有，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 11．D 【详解】A．由于两种方法中物体和接触面的粗糙相同, 移动的距离相同，所以使用该滑轮装置做的有用功等于直接拉物体做的功,即F2做的有用功为F1s，故A错误； B．由图知该滑轮组n=2，则绳端移动的距离为2s，则由F2做的总功为 W总= F2×2s=2F2s 所以F2做的额外功为 W额= W总-W有用=2F2s-F1s 故B错误； CD．该滑轮组的机械效率为 η=== 故C错误，D正确。 故选D。 12．D 【详解】A．4s时，货物匀速上升，货物处于平衡态，钢索的拉力大小等于货物的重力，10s时，货物匀速上升，货物处于平衡态，钢索的拉力大小等于货物的重力，故4s钢索的拉力大小等于10s时钢索的拉力大小，故A正确，A不符合题意； B．货物竖直向上运动时，2s时的速度为 8s时的速度为 故，故B正确，B不符合题意； C．0至6s内钢索拉力做的功 6s至12s内钢索拉力做的功 故，C正确，C不符合题意； D．货物在0至12s内的竖直向上运动过程中，根据，钢索拉力的不变，但是速度是变化的，故钢索拉力的功率发生变化，故D错误，D符合题意。 故选D。 13． 1000 1200 83.3% 【详解】[1][2][3]由图可知，此滑轮为定滑轮，只能改变力的方向，不改变力的大小，因此这名建筑工人做的有用功为 做的总功为 机械效率为 14．轮轴 【详解】扇车的摇柄是轮轴。轮轴由轮和轴组成，能绕共同轴线转动，摇动摇柄（轮 ）时，可带动扇轮（轴 ）转动，属于省力的简单机械。 15． 0.2 1 【详解】[1]小明用重2N的动滑轮将重为10N的物体竖直匀速提升0.1m高度，由图可知，动滑轮上绳子股数n=2，则动滑轮自由端绳子移动的距离为 [2]该过程中有用功为 16． 【详解】[1]0至t2时间内拉力做的有用功 [2]由图乙知，物体在0至时间内和t1至t2时间内均做匀速直线运动，但速度不同，；因为物体一直做匀速直线运动，且斜面倾斜程度和滑动摩擦力不变，所以；根据可知，。 [3]拉力为时斜面的机械效率 拉力为F2时斜面的机械效率 由几何关系可知 又 故 17． 40 75% 增大 【详解】[1]由图可知，n＝2，拉力F做功的功率为。 [2]该滑轮组的机械效率为η100%＝75%。 [3]不计绳重及摩擦，滑轮组的机械效率为 可知，提升的物重增大时，机械效率增大。 18． 可以省力 80% 【详解】[1]使用斜面不能省功，但可以省力，故用斜面推货物的好处是可以省力。 [2]物体的重力 G=mg=160kg×10N/kg=1600N 推力做的有用功 W有用=Gh=1600N×1m=1600J 推力做的额外功 W额=fs=80N×5m=400J 推力做的总功 W总=W有用+W额=1600J+400J=2000J 斜面的机械效率 19．100 【详解】依题意得，重力在斜面上的分力大小为 货物被匀速拉到货车上，货物受力平衡，因此该物体受到斜面的摩擦力是 20． 增大 【详解】[1]物体上升的高度，由图可知绳子段数，绳子自由端移动的距离 已知拉力，拉力所做的总功 已知机械效率为80%，由机械效率的计算公式可得有用功 由有用功的计算公式可得物体重力 [2]已知时间，拉力的功率 [3]滑轮组的额外功主要来自动滑轮重力和摩擦，当提升的物重增大时，有用功显著增加，额外功变化不大，有用功在总功中的占比提高，因此机械效率增大。 21． 机械能 1200 40 【详解】[1]代步机器人缓慢匀速带动座椅上的老年人运动的过程中是将电能转化为机械能。 [2][3]根据功的计算公式，代步机器人匀速带动座椅上的老年人向上运动的过程中所做的有用功 在这个过程中消耗电能所做的总电功 根据机械效率的计算公式，可得 22． D 900 变小 【详解】[1]硬棒水平平衡，A点挂重物（阻力，方向向下），力F斜向上拉（动力）。若支点在D点：阻力（G）的阻力臂是AD（向下的力使硬棒绕D点逆时针转），动力F的动力臂是D点到F作用线的垂直距离（向上的力使硬棒绕 D 点顺时针转），符合 “一阻一动使杠杆平衡” 的条件。若支点在 A、B、C 点，无法同时满足阻力、动力的转动方向相反，故支点是D点。 [2]已知 设每段长度为L，则。力F与杠杆夹角为30°，根据几何关系，动力臂（动力臂是 D 点到F作用线的垂直距离） 阻力，阻力臂 根据杠杆平衡条件，代入数据，解得。 [3]当重物被拉起，硬棒仍绕D点转动，阻力G不变，但阻力臂变小（；动力F与杠杆的夹角不变，则动力臂大小不变（始终是0.5L）。根据杠杆平衡条件得，，阻力臂L2变小，动力F变小。 23．(1) 平衡 右 力臂 (2) 表格中未明确区分动力和阻力 找正确规律 (3) 左 1 【详解】（1）[1]杠杆的平衡状态是指杠杆处于静止或匀速转动状态，所以图甲中静止的杠杆处于平衡状态。 [2][3]图甲中，杠杆向左倾斜，所以向右调节平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，这样操作的目的是：便于测量力臂。 （2）[1]在探究杠杆平衡条件的实验中，表格中应标明动力F1，动力臂L1，阻力F2，阻力臂L2，便于分析数据得出杠杆平衡条件，而题目所给表格中未明确区分动力和阻力，这是表格设计的错误。 [2]在这个实验中，多次实验并不是为了减小某一个物理量的测量误差，而是通过多次测量不同的力和力臂的组合，从众多实验数据中总结出普遍适用的杠杆平衡条件，也就是找正确规律。 （3）[1]设杠杆每个格的长度为，每个钩码的重力为，则杠杆两端的力与力臂的乘积 故杠杆左端下沉。 [2]要使杠杆重新在水平位置平衡，在不改变两侧钩码各自数量的前提下，只需要将左侧的钩码靠近支点，即向右移动一个格，则有 则杠杆在水平位置平衡。 24．（1）2.4×103N；（2）2.4×104J；（3）480W 【详解】解：（1）重为2.4×103N的钢材匀速提高10m，钢材受到的拉力与其受到的重力为一对平衡力，大小相等，起重机对钢材的拉力 （2）拉力F所做的功 W=Fs=2.4×103N×10m=2.4×104J （3）拉力F的功率 答：（1）起重机对钢材的拉力为2.4×103N； （2）拉力F所做的功为2.4×104J； （3）拉力F的功率为480W。 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 $