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

**基本信息** 本卷为初中物理第九章“机械和功”单元复习卷，围绕功、功率、杠杆、滑轮组核心知识，融合高铁、机器人等科技情境及《墨经》《天工开物》文化素材，注重物理观念建构与科学思维培养，适配单元复习巩固与能力提升。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|10题|功和功率概念、杠杆分类、滑轮组机械效率|以“路边空中绿化存车亭”为情境，考查科学推理| |填空题|5题|功和功率计算、滑轮组受力分析|结合《天工开物》桔槔，强化物理观念| |实验题|2题|杠杆平衡条件、滑轮组机械效率|设计多组数据对比，培养科学探究能力| |计算题|2题|牵引力功与功率、滑轮组综合计算|以机器人运行为背景，提升问题解决能力|

第九章机械和功章末检测 一、单选题 1．下列关于功和功率的说法正确的是（　　） A．只要有力作用在物体上，这个力就对物体做了功 B．作用在物体上的力越大，这个力做功的功率就越大 C．重力对在水平地面上滚动的足球做了功 D．功率是表示物体做功的快慢的物理量 2．为解决停车难的问题，设计了如图甲“路边空中绿化存车亭”，其工作原理如图乙。电动机通过钢丝绳BC牵引OB杆绕O点转动，B端悬挂存车架A。小汽车从乙图所示位置（CB⊥OB）缓慢下降到水平地面的过程中，钢丝绳对B点的拉力将（　　） A．逐渐变小 B．逐渐变大 C．保持不变 D．先变大后变小 3．公元前388年的《墨经》记载的杠杆原理，比阿基米德提出的杠杆原理还要早两百多年。如图所示的工具属于省力杠杆的是（　　） A．雨刮器刮雨 B．公园跷跷板 C．镊子夹东西 D．撬棒撬物体 4．建筑工地上，工人常运用简单机械提高工作效率。如图所示，用100N的拉力F向下拉轻绳，将重320N的物体从斜面底端匀速拉至顶端。不计空气阻力，忽略绳与滑轮间的摩擦，已知斜面长4m，高1m，则对于此过程，下列说法正确的是（　　） A．图中的滑轮可以省力 B．物体受到的摩擦力大小为20N C．有用功为1280J D．此装置的机械效率为83.3% 5．如图所示，快递小哥为了把较重的货物装入运输车，用同样的器材设计了甲、乙两种方式提升货物，若把同一货物匀速提升到同一高度，忽略绳重和摩擦，下列分析正确的是（　　） A．甲方式不能改变力的方向 B．甲、乙两图拉力相等 C．两种方式做的有用功相同 D．乙方式的效率更高 6．中国高铁运营里程稳居世界第一。高速铁路的输电线，采用坠砣牵引自动补偿线的张紧，无论冬、夏输电线都绷得直直的，以保障列车电极与输电线的良好接触。输电线的牵引装置工作原理图如图所示，钢绳通过滑轮组悬挂配重为4000N的坠砣，若某段时间内坠砣下降了 20cm，不计滑轮和钢绳自重、摩擦。则（　　） A．A 是动滑轮、B是定滑轮 B．输电线P端向左移动了 40cm C．输电线P端受到的拉力为 2000N D．滑轮组对输电线P端做了800J的功 7．如图所示，小明用铡刀切甘蔗，若把铡刀视为一根能够绕固定点O转动的杠杆，小明在铡刀右端施加一个始终垂直铡刀向下的动力，若甘蔗对铡刀的阻力始终垂直铡刀向上，且大小不变，则下列说法中正确的是（　　） A．甘蔗放在a点时更省力，是因为阻力臂小 B．甘蔗放在a点时更省力，是因为动力臂大 C．甘蔗放在b点时更省力，是因为阻力臂小 D．甘蔗放在b点时更省力，是因为动力臂大 8．在登楼梯比赛中，小明同学从一楼匀速登上五楼，共用了12s，则他登楼时克服重力所做功的功率最接近于（　　） A．5W B．50W C．500W D．5000W 9．如图所示的滑轮组中，物体质量为240kg，在绳子自由端施加1250N拉力，物体以0.5m/s的速度匀速上升10s。不计滑轮组的绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．绳子自由端移动的距离为10m B．此过程中，该装置的机械效率约为96% C．拉力的功率为1875W D．可以通过增加物体匀速上升的速度提高该装置的机械效率 10．如图所示，一重物悬挂在轻质杠杆的中点处，在杠杆的最右端施加一个始终竖直向上的F，使杠杆在水平位置保持平衡，下列说法正确的是（    ） A．若将重物向左移动，保持杠杆水平平衡，则将不变 B．将杠杆沿顺时针方向缓慢转动，将不变 C．将杠杆沿逆时针方向缓慢转动，将变大 D．若将重物和的作用点向左移动相等的距离，且保持大小不变，杠杆仍能在原位置平衡 二、填空题 11．小丽和爸爸一起爬同一座山，爸爸与小丽爬山的时间之比为2∶3，爸爸的体重是小丽的2倍，则小丽与爸爸登上山顶时克服自身重力做的功之比是______，功率之比是______。 12．如图所示的滑轮组，重物G=100N，滑轮A和B的重力为10N，C的重力为20N，如果要使重物匀速上升，那么F的大小为___________，这个滑轮组的机械效率为___________。（不计绳重和摩擦） 13．如图所示的滑轮组，不计拉线质量及滑轮转动摩擦。重物G＝100N，每一个滑轮重20N。当绳自由端拉力F竖直向上大小为30N时，重物G对地面的压力为_______N。 14．如图为《天工开物》中记载的桔槔，它的前端通过细杆系一木桶，后端捆绑质量适当的配重石块。桔槔属于____（选填“杠杆”“滑轮”或“轮轴”），在桔槔上“O”点为支点，提同样多的水，为了减小人向上提水的力，可适当_______（选填“增大”或“减小”）配重石块的质量。 15．图是液压起重机的示意图，液压杆推动吊臂提起重物。已知动力臂与阻力臂之比为1:5，当匀速提起重为1000牛的物体A时，所需动力为______牛。此过程中物体A的重力势能将______，物体A的惯性将______。（后两空均选填“增大”“减小”或“不变”） 三、作图题 16．如图，某人站在地上用一根绳子和两个滑轮拉力向下提起物体，画出最省力的绕线。 四、实验题 17．在“探究滑轮组的机械效率”时，小明利用如图所示的两组滑轮组进行了4次测量（其中一个钩码重为2N甲图中使用的滑轮重为0.5N，乙图中使用的滑轮重为1N），测得数据如表： 实验次数 动滑轮重 钩码总重 钩码上升高度h/m 测力计示数F/N 测力计移动距离s/m 机械效率η/% 1 0.5 2 0.1 1.4 0.3 47.6 2 0.5 2 0.2 1.4 0.6 47.6 3 0.5 4 0.1 2.2 0.3 60.6 4 1 4 0.1 3.6 0.2 ① (1)测量原理：__________； (2)测量工具：弹簧测力计和__________； (3)请依照上表第3组数据在甲图中画出滑轮组的连线方式：_______ (4)通过第1、2两组数据对比分析可知：滑轮组的机械效率与物体被提高的高度__________（有/无）关； (5)经过计算发现第1次测量中的额外功为___________J，第3次测量中的额外功__________（大于/小于/等于）第1次额外功，其原因可能是__________； (6)表格中编号①处数据为__________； (7)分析表格中3、4两次的数据，得到了提高滑轮组机械效率的另一种方法。生活中汽车作为一种“机械”，提高效率对节能减排有重要意义，请指出以下三种提高效率的方法中，方法__________采用了与此相同的方法： 方法一：鼓励人们“拼车”出行，使汽车尽量满员出行； 方法二：汽车制造厂用新材料减轻汽车重量： 方法三：经常给汽车做保养，保持良好的润滑； (8)用如图乙所示的滑轮组提升重物，若不计摩擦和绳重，绳子能承受的最大拉力为5N，则该滑轮组的最大机械效率为__________。 18．某同学在“探究杠杆平衡条件”的实验中： (1)实验前，发现杠杆如图甲所示，则应将杠杆左端平衡螺母向___________（选填“左”或“右”）端适当调节，使杠杆水平平衡； (2)科学的实验思路是：如图乙所示，先在杠杆左侧挂两个钩码，再在右侧挂三个钩码，并调节___________，使杠杆在水平位置平衡。再先在右侧挂钩码，重复上述操作，得出多组数据如下表，由表中数据推测出杠杆的平衡条件是：___________（用、、、表示）； 序号 动力 动力臂 阻力 阻力臂 1 1.0 15.0 1.5 10.0 2 1.0 20.0 1.0 20.0 3 3.0 10.0 2.0 15.0 (3)若将乙图右侧钩码换成弹簧测力计，如图丙所示，保持杠杆水平平衡，弹簧测力计拉力方向由竖直方向变为方向后，弹簧测力计的示数将___________（选填“增大”、“减小”或“不变”）。 五、计算题 19．如图所示，是成都大运会的一款蓉宝机器人，具有人脸识别、引导、翻译等功能，还可以提供急救包，是世界上首款带有应急功能的机器人。若机器人在50N的牵引力作用下，以0.5m/s的速度在水平地面沿直线匀速行驶60s。求： (1)此过程中机器人经过的路程； (2)此过程中牵引力做的功； (3)此过程中牵引力做功的功率。 20．如图所示，工人师傅用100N的拉力将重500N的物体A沿水平方向在1s内匀速移动了10cm，已知运动过程中物体A受到的摩擦力是物重的0.3倍，不计绳重和滑轮间的摩擦，求： (1)绳端拉力做功的功率； (2)动滑轮重力； (3)此滑轮组的机械效率。 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 《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 D B D B C D A C C B 1．D 【详解】A．力做功的两个必备条件：一是要有力作用在物体上，二是物体在力的方向上移动了一段距离，两个条件缺一不可，故A错误； BD．物理学中用功率来表示物体做功的快慢，其大小为功与时间的比值，与作用在物体上的力的大小没有直接关系，故B错误，D正确； C．重力的方向竖直向下，足球水平运动，足球在重力的方向上没有移动距离，此时重力对水平地面上滚动的足球没有做功，故C错误。 故选D。 2．B 【详解】小汽车从乙图所示位置（CB⊥OB）缓慢下降到水平地面的过程中，图中拉力与OB垂直，拉力的力臂最大，当慢慢放下时，动力的力臂L1逐渐变小，汽车远离支点，阻力臂L2变大，且阻力不变（阻力为车架和汽车的总重力），根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，在此过程中作用在B点的动力逐渐变大，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 3．D 【详解】A．雨刮器在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故A不符合题意； B．跷跷板在使用过程中，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆，故B不符合题意； C．镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故C不符合题意； D．撬棒撬物体，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D符合题意。 故选D。 4．B 【详解】A．图中的滑轮为定滑轮，可以改变力的方向，但不能省力，故A错误； BC．已知，，根据有用功公式，得 根据总功公式，，，得 则 额外功用于克服斜面摩擦力，由得物体受到的摩擦力 故B正确，C错误； D．根据机械效率公式，代入数据得此装置的机械效率 故D错误。 故选B。 5．C 【详解】AB．甲方式是两个定滑轮，可以改变力的方向，但不能省力，忽略绳重和摩擦，拉力等于物体的重力；使用动滑轮可以省力，图乙中一个动滑轮，一个定滑轮，动滑轮有两根绳承担物种，拉力等于物体和动滑轮总重力的一半，甲、乙两图拉力不相等，故AB错误； CD．忽略绳重和摩擦，把同一货物匀速提升到同一高度，由可知，甲、乙所做的有用功相同，乙方式需要克服动滑轮的重力做额外功，图甲中两个滑轮都是定滑轮，不需要做额外功，所以甲方式效率更高，故C正确，D错误。 故选C。 6．D 【详解】A．由图可知，滑轮A的轴不随物体运动，是定滑轮；滑轮B的轴随物体运动，是动滑轮，故A不符合题意； B．由图知，滑轮组承担P端拉力的绳子段数n=2，坠砣挂在钢绳的自由端，坠砣下降高度为 则输电线P端向左移动的距离为 故B不符合题意； C．图中坠砣挂在钢绳的自由端，不计滑轮和钢绳自重、摩擦，可得 则输电线P端受到的拉力大小为 故C不符合题意； D．滑轮组对输电线P端做的功为 故D符合题意。 故选D。 7．A 【详解】根据杠杆平衡条件可知，O点为支点，切甘蔗处是阻力作用点，刀柄是动力作用点， 甘蔗对铡刀的阻力始终垂直铡刀向上，且大小不变，甘蔗放在b点时，阻力臂更大，动力更大，更费力，放在a点时，阻力臂更小，动力更小，更省力，故A正确，BCD错误。 故选A。 8．C 【详解】一般情况下学生的体重为500N，每层楼高大约为3m，登上5楼共登了4层，所以登的高度是12m，该同学克服重力做的功 W=Gh=500N×12m=6000J 该同学克服重力做功的功率 故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 9．C 【详解】A．物体以0.5m/s的速度匀速上升10s，物体上升的距离h=vt=0.5m/s×10s=5m；由图可知，承担重物的绳子股数n=3，则绳子自由端移动的距离为s=nh=3×5m=15m 故A错误； B．此过程中，克服物体重力所做的有用功为W有用=Gh=240kg×10N/kg×5m=12000J 拉力做的总功为W总=FS=1250N×15m=18750J 该装置的机械效率约为 故B错误； C．拉力做的总功为18750J，时间为10s，拉力的功率为 故C正确； D．由可知，影响滑轮组的机械效率的因素有：提升物体的重力、动滑轮自重，滑轮组的机械效率与提升物体的高度、提升物体的速度无关，故D错误。 10．B 【详解】A．由题知，杠杆最右端的力竖直向上（方向不变），当重物向左移动时，重物对杠杆拉力的力臂变小，的力臂不变（等于杠杆的长），阻力不变，由杠杆平衡条件可知，力将变小，A错误； B．由题意知重物悬挂在杠杆的中点，水平平衡时，动力臂和阻力臂的关系为：，保持力方向不变，杠杆顺时针方向缓慢转动后，由下图可知， 动力臂和阻力臂的关系：，物重不变，由杠杆平衡条件可知，动力的大小始终等于，即力将不变，B正确； C．将杠杆沿逆时针方向缓慢转动，道理同上，力将不变，C错误； D．开始时杠杆平衡，即，因为，所以； 若将重物和的作用点向左移动相等的距离为，即 因为，所以 杠杆不会在原位置平衡，D错误。 故选B。 11． 1∶2 1∶3 【详解】[1]因小丽与爸爸所爬山的高度相同，即上升的高度h相等，由W＝Gh知道，小丽与爸爸登上山顶时克服自身重力做的功之比 [2]因小丽与爸爸登上山顶时克服自身重力做的功之比是1∶2，时间之比是3∶2，由登山时做功的功率 可知功率之比是 12． 27.5N 90.9% 【详解】[1][2]由图可知A为定滑轮，B、C为动滑轮，滑轮上各段绳子所受的拉力如图所示： 不计绳重和摩擦，以动滑轮B为研究对象，B受力平衡，则 以动滑轮C为研究对象，因C随重物匀速上升，受力平衡，所以 即 即 B、C均为动滑轮，由图可知，重物的重力G由4段绳子承担，这个滑轮组的机械效率 13．30 【详解】已知滑轮组每段绳上的拉力大小都相等，所以，当拉力F大小为30N时，将动滑轮看成一个整体，对它进行受力分析可得，动滑轮在向上的绳的拉力、滑轮自身重力及重物向下的拉力三个力的作用下处于受力平衡状态，由题意得，承担物重及滑轮自重的绳子段数为，所以向上的绳的总的拉力大小为 因为动滑轮处于受力平衡状态，故可得关系式: 代入数值，解得： 已知重物G静止在地面上，由对重物G受力分析可得，重物G在本身的重力、向上的拉力及地面的支持力三个力的作用下处于受力平衡状态，故可得关系式为： 所以，根据物体间力的作用的相互性可得，重物G对地面的压力为 14． 杠杆 增大 【详解】[1]桔槔的横杆可以绕着固定点O转动的硬棒，属于杠杆。 [2]提同样多的水，配重A对杠杆的拉力作用在A点，水桶对杠杆的拉力作用在B点，且，，人的向上拉力作用在B处，结合杠杆平衡 要人的拉力减小，需要增大配重的石块质量。 15． 5000 增大 不变 【详解】[1]根据杠杆平衡条件，所需动力为 [2]物体A匀速上升，质量不变，速度不变，动能不变；质量不变，高度增大，重力势能增大。 [3]惯性与物体的质量有关，液压杆推动吊臂提起重物过程中物体A的质量不变，所以物体A的惯性将不变。 16． 【详解】从动滑轮上挂钩开始，依次绕过定滑轮和动滑轮，绳端回到人的手中，则，为最省力的绕法，故如下图所示： 17．(1) (2)刻度尺 (3) (4)无 (5) 0.22 大于 第 3 次测量中物重更大，克服摩擦力做的额外功增加 (6)55.6 (7)二 (8)90% 【详解】（1）实验是通过测量物体的重力G、上升的高度h计算有用功W有，再测出绳端的拉力F和移动的距离s计算总功W总，然后用有用功W有除以总功W总计算出机械效率，测机械效率的实验原理是 （2）测量重力、拉力用弹簧测力计，测物体上升的高度、绳端移动的距离，需要用刻度尺。 （3）根据上表第3组数据可知，承担物重的绳子段数 所以滑轮组应该采用绳子固定端在动滑轮上的接法，故作图如下 （4）分析第1、2次实验数据可知，使用的是同一滑轮组，物体被提高的高度不同，但机械效率相同，故滑轮组的机械效率与物体被提高的高度无关。 （5）[1]第1次测量中的总功为 第1次有用功为 第1次额外功为 [2]第3次测量中的总功为 第3次有用功为 第3次额外功为 故第3次测量中的额外功大于第1次额外功。 [3]第 3 次测量中的额外功大于第 1 次额外功，原因是第 3 次测量中动滑轮重不变，但物重增大，提升相同高度时，虽然克服动滑轮重力做的额外功不变，但克服摩擦力做的额外功增加。 （6）第4次的总功为 有用功为 机械效率为 （7）对比发现，第 4 次测量中动滑轮重比第 3 次测量中动滑轮重大，物重相同，机械效率小。说明在有用功相同的情况下，可以通过减小机械自重产生的额外功，来提高滑轮组机械效率。 方法一：鼓励人们“拼车”出行，使汽车尽量装满人员，是在额外功相同时，人越多，有用功越多，机械效率越高，故不符合题意； 方法二：汽车制造厂用新材料减轻汽车重量，是通过减小机械自重的额外功，来增加机械效率的，故符合题意； 方法三：经常给汽车做保养，保持良好的润滑。提高机械效率的方法是通过减小机械摩擦，来减小额外功，从而增加机械效率的，故不符合题意。 （8）根据乙图可知，滑轮组绳子受力段数，则动滑轮与物重之间满足为 由题可知，，绳子能承受的最大拉力为5N，则物重最大为 不计摩擦和绳重，根据 可知，机械效率最大为 18．(1)右 (2) 钩码的位置 (3)增大 【详解】（1）由图甲可知，杠杆左低右高，说明左端较沉，因此应将杠杆左端平衡螺母向右端适当调节，使杠杆水平平衡。 （2）[1][2]根据实验步骤可知，应当先在杠杆左侧挂两个钩码，再在右侧挂三个钩码，并调节钩码的位置（力臂），使杠杆在水平位置平衡，记录此时的动力、动力臂、阻力和阻力臂；由表中数据可知1.0N×15.0cm=1.5N×10.0cm，1.0N×20.0cm=1.0N×20.0cm，3.0N×10.0cm=2.0N×15.0cm 故可得杠杆平衡的条件。 （3）如图丙所示，保持杠杆水平平衡，弹簧测力计拉力方向由竖直方向变为方向后，阻力和阻力臂不变，动力臂减小，根据杠杆平衡的条件可知，动力将增大，因此弹簧测力计的示数将增大。 19．(1)30m (2)1500J (3)25W 【详解】（1）根据可得，此过程中机器人经过的路程 （2）此过程中牵引力做的功 （3）此过程中牵引力做功的功率 20．(1)20W (2)50N (3)75% 【详解】（1）由图可知，n=2，物体A沿水平方向在1s内匀速移动了10cm，则拉力移动的距离为20cm，绳端拉力做功的功率 （2）运动过程中物体A受到的摩擦力是物重的0.3倍，则摩擦力为 A做匀速直线运动，所以受到的拉力等于滑动摩擦力，则 解得 （3）此滑轮组的机械效率 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 $