第十一章 机械与功 单元卷 2025-2026学年教科版物理八年级下册

**基本信息** 本卷为教科版物理八年级下册第十一章“机械与功”单元卷，围绕机械效率、杠杆、功和功率核心知识，融合智能机器狗、《墨经》车梯等科技与文化情境，通过基础到综合的梯度设计，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题|机械效率、杠杆平衡、斜面省力|结合“智能挑夫”机器狗，辨析功率与效率概念| |填空题|6题|功率计算、动滑轮效率|引用《墨经》车梯，考查功与机械效率计算| |实验题|2题|杠杆平衡条件、登楼功率测量|设计探究实验，培养科学探究与数据处理能力| |综合题|2题|辘轳杠杆应用、共享汽车功与压强|融合《天工开物》辘轳及环保议题，体现STSE理念|

第十一章 机械与功 2025-2026学年教科版物理八年级下册 一、单选题 1．下列说法中正确的是（　　） A．机械效率越高，机械做的有用功越多 B．功率越大的机械，机械效率越大 C．做功越多的机械，功率一定越大 D．做功越快的机械，功率一定越大 2．如图所示，轻质杠杆OA可绕O点转动，OB＝AB，用细线将重物悬挂在A点，在B点作用竖直向上的拉力F。则在保持杠杆水平静止的情况下（　　） A．拉力F的大小为物重的0.5倍 B．当重物的悬挂点右移时，F将增大 C．若F改为沿图中虚线方向施力，F将减小 D．若物重减小2N，F的大小将减小4N 3．如图所示，将同一物体分别沿光滑的斜面AB、AC以相同的速度从底部匀速拉到顶点A，已知AB>AC，施加的力分别为F1、F2，拉力做的功为W1、W2，则它们的关系正确的是（　　） A．F1=F2，W1>W2 B．F1=F2，W1<W2 C．P1<P2，W1=W2 D．F1>F2，W1=W2 4．下列情景中，人对物体做功的是（　　） A．举重运动员举着杠铃不动 B．学生背着书包在水平路面上站立不动 C．小朋友用力推一块大石头但没有推动 D．送货员将货物从地面搬到车上 5．物理学上经常把一些复杂的物体建立物理模型方便研究，下列对应的物理模型错误的是（　　） A．盘山公路——斜面 B．滚动轴承——轮轴 C．汽车方向盘——轮轴 D．钓鱼竿——杠杆 6．下列工具中，属于省力杠杆的是（　　） A．天平 B．瓶起子 C．定滑轮 D．钓鱼竿 7．近期，泰山景区出现了一道独特的风景线，“智能挑夫”机器狗正式“上岗”当起了“挑山工”，有效解决了垃圾清运和物资运输难题。下列关于机器狗运送物资做功的说法正确的是（　　） A．机器狗驮着物资站立不动时，它对物资做了功 B．机器狗驮着物资在水平路面上匀速前进时，它对物资做了功 C．机器狗驮着物资上山的过程中，它对物资做了功 D．机器狗驮着物资爬升相同的高度，快速跑步爬升要比正常爬升时做功更多 8．引体向上是中考体育的考试项目之一。某中学生做一次引体向上所做的功约为（　　） A．25J B．250J C．2500J D．25000J 二、填空题 9．小明在超市购物时，用10N的力沿水平方向推着重180N的购物车在水平地面上前进10m，用时10s，则推力做的功等于_____J，推力的功率等于_____W。 10．《墨经》中记载的车梯是先秦墨家巧夺天工的智慧结晶，尽显古人超凡的工程巧思与科学远见。如图是车梯的示意图，筐内土的质量为80 kg，人的拉力为500 N，在10 s内装土的筐被匀速提升2 m，则： (1)拉力做功的功率为_______W。 (2)车梯中动滑轮的机械效率为_______。 11．小明用食品夹夹取糕点，糕点变扁了，说明力可以改变物体的____，如图所示，要使手指捏食品夹的力小一些，手指捏食品夹的位置应离___点近一些。 12．如图所示，斜面长3m，高0.6m。工人用平行于斜面的力将重600N的物体从底端平行于斜面向上匀速拉到顶端，拉力是150N。此过程中工人做的总功为___________J，有用功为___________J，斜面的机械效率为___________。 13．班级里组织登楼比赛活动，比一比谁登楼的功率最大。为此，在活动中必须测量的物理量有：______，_______和________。甲和乙两位同学的质量之比是3：2，登上三楼所用的时间之比是4：3，那么甲、乙两位同学登楼的功率之比是________。 14．如图所示，水平地面上有一重为20N的物块，在水平拉力F=5N作用下向右运动了10m，在这个过程中拉力F对物体做的功为___________J，重力做的功为___________J。 三、实验题 15．物理小组利用若干个质量为50g（重力为0.5N）的钩码和弹簧测力计探究杠杆的平衡条件。 (1)小组同学发现杠杆在如图-1所示的位置静止，此时应将杠杆右端的平衡螺母向_________（选填“左”或“右”）调节，使杠杆在水平位置平衡。 (2)在杠杆两侧挂上不同数量的钩码如图-2，使其水平平衡。将左、右两侧细绳对杠杆的拉力分别记为动力F1和阻力F2，对应的力臂分别记为L1和L2，多次实验并把数据填入下表。分析数据发现第________次数据无法从实验中直接获取。将数据正确记录后，归纳出杠杆的平衡条件是（用物理符号表示）：________________。 实验次数 动力F1/N 动力臂L1/m 阻力F2/N 阻力臂L2/m 1 0.1 0.25 0.5 0.05 2 0.5 0.20 1.0 0.10 3 1.0 0.15 1.5 0.10 4 2.0 0.15 1.5 0.20 (3)第4次实验中的杠杆属于________（选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆，图-3中与之原理相同的是________（填字母）。 (4)如图-4所示，改用弹簧测力计完成实验。将弹簧测力计从a位置移到b位置，在此过程中杠杆始终在水平位置保持平衡，则弹簧测力计示数_________（选填“变大”“变小”或“不变”）。 16．如图是我市某小区正在举行的趣味爬楼比赛，先到达顶层楼者获胜。正上初二的小阳认为，这样的评判不公平，只有用物理的方法比较爬楼功率大小才最科学。请你帮他完成实验设计。 （1）实验器材：____________________________； （2）实验步骤：_____________________； （3）计算功率的表达式：__________________________________。 四、综合题 17．明代宋应星在《天工开物》中记载的农业生产汲水装置——辘轳沿用至今。如图甲是一种辘轳，由具有共同转动轴的大轮和小轮组成。提水时，用力使大轮转动，提起水桶。 （1）如图甲所示辘轳可视为不等臂杠杆，为方便提水，它是按照_______（选填“省力”或“费力”）杠杆来设计的。用辘轳提水的某时刻示意图如图乙所示，它的支点是“A”“B”或“C”中的_____点。请在丁图中画出最省力的情况下力的示意图__________； （2）设大轮与小轮的半径比为3︰1，水桶受到的总重力为90N。使周长为3m的大轮转动一圈，水桶匀速上升_______J；若要使辘轳静止在图乙所示位置，作用在C点最小的力应为_______N（不计井绳的粗细和自重）； （3）图丙所示水龙头开关的设计也应用了同样的原理，为了更省力，开关应选用_____（选填“①”或“②”）。消防水龙头要兼具省力和快捷的优点，提出一个方案看可以如何设计这个水龙头__________。 18．如图甲是我市一款按租用时间收费的共享电动汽车；五一期间，小柯一家租用电动汽车去旅游，从租车点到目的地，手机导航显示行驶72千米，共花去租车费45元；如表是该车与某型号燃油汽车部分项目比较表； 项目 电动汽车 某型号燃油汽车 空载质量（吨） 0.8 1.5 每个轮胎与水平地面接触面积（厘米2） 50 80 工作时尾气排放情况 0 燃烧1升汽油排放2.4千克二氧化碳 每百公里油耗 / 10升 租车或燃油价格 0.5元/分钟 6.2元/升 续航里程（公里） 200 500﹣﹣600 （1）当该电动汽车空载停在水平地面上时，求汽车对地面的压强；______ （2）电动汽车载着小柯全家（人和行李共200千克）从一坡底行驶到坡顶，如乙图；求在该过程中，汽车电动机克服重力所做的功；______ （3）若小柯全家驾驶表中的燃油汽车行驶72千米，所需油费______元，汽车排放二氧化碳______千克； （4）分析（3）题数据，小柯认为他们没有必要租用电动汽车，因为没有给家庭带来经济上的节约；对小柯的这种想法，你如何评价并说明理由。______ 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 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 D D C D B B C B 1．D 【详解】A．由机械效率公式可知 机械效率高，总功不确定，有用功不一定多，故A错误； B．功率描述物体做功快慢，机械效率是有用功与总功的比值，两者没有必然联系，所以功率大，机械效率不一定大，故B错误； C．功率是单位时间内完成的功，做功越多，时间不确定，根据公式，不能确定功率大小，故C错误； D．功率是表示做功快慢的物理量，做功越快功率越大，故D正确。 故选D。 2．D 【详解】因为 OB＝AB，由图可知：AO=2OB，根据杠杆的平衡条件得 故A不符合题意； B．当重物的悬挂点右移时，阻力臂减小，阻力不变，动力臂不变，则动力要减小。故B不符合题意； C．若F改为沿图中虚线方向施力，阻力和阻力臂不变，动力臂减小，则动力要增大，故C不符合题意； D．因为 OB＝AB，由图可知：AO=2OB，在没有改变物重时，根据杠杆的平衡条件 ……① 当物重减小2N时，杠杆依然要保持水平静止，所以根据杠杆平衡条件得 ……② 比较①②式可知，当物重减小2N时，F的大小将减小4N，故D符合题意。 故选D。 3．C 【详解】由图知，斜面AB的倾斜角度小于斜面AC，且分别拉动同一物体，所以物体沿AB运动时拉力F1较小，即：F1＜F2；斜面光滑说明摩擦力为0，即使用光滑的斜面没有做额外功，所以拉力在两斜面上做功都等于克服物体重力做的功，由W=Gh可知，拉力做的功相同，即W1=W2；从底部匀速拉到顶点A物体的速度相同，且F1＜F2，根据公式 可知，物体沿AB运动时拉力F1的功率较小，即P1＜P2。故ABD错误，C正确。 故选C。 4．D 【详解】A．举重运动员举着杠铃不动，对杠铃施加了力，但在力的方向上没有移动距离，故运动员没有对杠铃做功，故A不符合题意； B．人拎着书包使书包沿水平直线匀速运动，人作用在书包的力竖直向上，但在竖直方向上没有移动的距离，故人没有对书包做功，故B不符合题意； C．小朋友用力推一块大石头但没有推动，有力但没有距离，所以没有做功，故C不符合题意； D．送货员将货物从地面搬到车上，送货员对货物一个向上的作用力，而货物在向上力的方向上移动了距离，故送货员对货物做了功，故D符合题意。 故选D。 5．B 【详解】A．盘山公路本质上是斜面，故A不符合题意； B．滚动轴承是用变滑动为滚动的方法来减小摩擦力的，滚动轴承不是轮轴，故B符合题意； C．汽车方向盘属于杠杆，是轮轴，故C不符合题意； D．钓鱼竿是一个费力杠杆，故D不符合题意。 故选B。 6．B 【详解】A．天平属于等臂杠杆，两端所受压力相同时，杠杆平衡，故天平不属于省力杠杆，故A不符合题意； B．瓶起子属于省力杠杆，人施力处距离支点较远，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B符合题意； C．定滑轮只能改变力的方向，不能改变力的大小，是等臂杠杆，不属于省力杠杆，故C不符合题意； D．钓鱼竿的支点距离人手较近，阻力臂大于动力臂，属于费力杠杆，故D不符合题意。 故选B。 7．C 【详解】A．机器狗驮着物资站立不动时，机器狗对物资有力，但是物资没有移动距离，所以它对物资不做功，故A错误； B．机器狗驮着物资在水平路面上匀速前进时，机器狗对物资有向上的力，机器狗向前移动了距离，力的方向与物资运动的方向垂直，所以它对物资不做功，故B错误； C．机器狗驮着物资上山的过程中，机器狗对物资有向上的力，机器狗向上移动了距离，所以它对物资做了功，故C正确； D．机器狗驮着物资爬升相同的高度，由W=Gh得，物资的重力相同，上升的高度相同，所以做的功相同，与爬升速度无关，故D错误。 故选C。 8．B 【详解】中学生的体重约 G=500N 引体向上高度约 h=0.4m 一次克服重力做功在 W=Gh=500N×0.4m=200J 左右，故ACD不符合实际，B符合实际。 故选B。 9． 100 10 【详解】[1]推力做的功 W=Fs=10N×10m=100J [2]推力的功率 10．(1)200 (2)80% 【详解】（1）由图可知，该滑轮组承担物重的绳子段数，绳子自由端移动的距离 拉力所做的功为 拉力做功的功率为 （2）对筐内土所做的有用功为 车梯中动滑轮的机械效率为 11． 形状 B 【详解】[1]用食品夹夹取糕点，糕点变扁了，糕点的形状发生改变，说明力可以改变物体的形状。 [2]由杠杆的平衡条件可知，在阻力和阻力臂不变的情况下，动力臂越大，动力越小，所以要使手指捏食品夹的力小一些，手指捏食品夹的位置应B点近一些。 12． 450 360 80% 【详解】[1]此过程中工人做的总功为 W总＝Fs＝150N×3m＝450J [2]有用功为 W有＝Gh＝600N×0.6m＝360J [3]斜面的机械效率为 13． 人的质量m 登楼的高度h 登楼所用的时间t 9：8 【详解】[1][2][3]登楼功率的推导公式为，其中W是克服自身重力做的功。 从公式可知，需要测量人的质量（或体重，由，测量体重可间接获取重力相关量）,需要测量登楼的高度h, 需要测量登楼所用的时间t。 [4] 推导功率比的表达式：，因登楼高度h相同，gh可约去； 代入已知的质量比、时间比，计算得。 14． 50 0 【详解】[1]物块受到的水平拉力F=5N，在拉力的作用下移动的距离为10m，所以拉力做的功为 W=Fs=5N×10m=50J [2]重力的方向是竖直向下的，而的物块在水平方向上向右运动了10m，物块没有在重力的方向上移动距离，所以此过程中重力对物块不做功，即做功为0。 15．(1)右 (2) 1 (3) 费力 B (4)变大 【详解】（1）杠杆左低右高，平衡螺母向偏高的一侧调节，也就是向右调，让杠杆在水平位置平衡。 （2）每个钩码重力0.5N，拉力只能是0.5N的整数倍，第1次动力，无法用钩码直接得到，该数据无法从实验中直接获取；在杠杆两侧挂不同个数钩码，改变动力、动力臂、阻力、阻力臂，做多组实验，记录每组实验4个物理量，对每一组数据分别计算得出。 （3）第4次实验中的动力臂L1小于阻力臂L2是费力杠杆。 起瓶器的动力臂大于阻力臂是省力杠杆，筷子动力臂小于阻力臂是费力杠杆，天平动力臂等于阻力臂是等臂杠杆，第4次实验中是费力杠杆，和筷子原理相同。故选B。 （4）杠杆水平静止，左边钩码的阻力、阻力臂始终不变，因此动力和动力臂的乘积也为定值不变，弹簧测力计在图中a位置时，竖直向下拉，动力臂是杠杆上作用点到支点的水平长度，动力臂最大，移到b位置时，斜向右侧拉，拉力倾斜，支点到拉力作用线的垂直距离变小，就是动力臂变小，为保证乘积不变，拉力变大，弹簧测力计示数变大。 16． 刻度尺、电子称、秒表 见详解 【详解】（1）[1]实验中需要测量爬楼层高度，爬楼者的体重，爬楼所用时间，所以需要测量器材有：刻度尺、电子称、秒表。 （2）[2]①用电子秤测出爬楼者的质量m；②用刻度尺测出一层楼高h；③用秒表测量出爬到顶层提需时间t；④知道爬楼层数n。 （3）[3]爬楼者的重力 爬楼的高度 爬楼做的功 所以爬楼功率大小 17． 省力 B 90 30 ① 见解析 【详解】（1）[1]辘轳的实质是轮轴，动力作用在轮上，支点是绕着转动的固定点，动力臂大于阻力臂，所以是省力杠杆。 [2]辘轳提水时，绕着B点转动，所以支点是B点。 [3]由可知，阻力与阻力臂一定时，动力臂越大，动力越小，所以最省力为 （2）[4]设大轮与小轮的半径比为3︰1，水桶受到的总重力为90N。使周长为3m的大轮转动一圈，小轮也转一圈，水桶匀速上升高度是小轮的周长，即为1m，井绳对水桶做功 [5]若要使辘轳静止在图乙所示位置，由杠杆平衡条件可知，作用在C点最小的力为 代入数据，得 （3）[6]水龙头开关的设计也应用了轮轴，增大轮的半径可以增大动力臂，可以减小动力。 故选①。 [7]消防水龙头要兼具省力和快捷的优点，可以采用轻质材料制作，同时配备易于连接的软管和压力控制装置，以便迅速投入使用，同时尽量增大动力臂，在阻力与阻力臂一定时，可以达到省力的目的。 18． 4×105Pa 5×105J 44.64 17.28 见解析 【详解】解：（1）[1]当该电动汽车空载停在水平地面上时，汽车对地面的压力 F＝G车＝m车g＝0.8×103kg×10N＝8×103N 汽车对地面的压强 （2）[2]电动汽车载着小柯全家（人和行李共200千克），则总重力 G总＝G车+G人行李＝G车+m人行李g＝8×103N+200kg×10N/kg＝1×104N 由图知，汽车从一坡底行驶到坡顶，其上升高度h＝50m，汽车电动机克服重力所做的功 W＝G总h＝1×104N×50m＝5×105J （3）[3][4]由表格数据可知，燃油汽车每百公里耗油10升，则行驶72km耗油的体积 油费为 6.2元/升×7.2升＝44.64元 因燃烧1升汽油排放2.4千克二氧化碳，则二氧化碳的排放量为 m=7.2L×2.4kg/L＝17.28kg （4）[5]租电动汽车花费45元大于燃油汽车费用44.64元，从经济考虑没有节约，但是减少了环境污染,起到了保护环境的作用。 答（1）电动汽车对地面的压强为4×105Pa； （2）汽车电动机克服重力所做的功为5×105J； （3）若小柯全家驾驶表中的燃油汽车行驶72千米，所需油费44.64元，汽车排放二氧化碳17.28kg； （4）从经济考虑没有节约，但是减少了环境污染。 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 $