第九章 机械和功 单元练 2025-2026学年北师大版八年级下册物理

**基本信息** 本单元卷聚焦初中物理“机械和功”主题，通过真实情境与梯度设计，全面考查杠杆、滑轮、功及功率等核心知识，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|13题|杠杆平衡条件、滑轮类型及机械效率|结合道口栏木机、健身拉力器等生活场景，考查模型建构与科学推理| |填空题|8题|斜面省力原理、滑轮组效率影响因素|融入旅行箱配重、跳绳功率估算等实际问题，体现物理观念应用| |实验题|1题|杠杆平衡条件探究|通过多组数据归纳规律，培养科学探究与证据分析能力| |计算题|1题|引体向上功率计算|联系体育锻炼情境，强化能量观念与数学运算结合|

第九章机械和功练习题 一、单选题 1．用图所示的装置来提升物体，既能省力又能改变施力方向的装置是（　　） A． B． C． D． 2．如图所示是安装在铁道路口的道口栏木机，当火车接近道口时，落下电动栏木机栏杆，阻挡行人和车辆通过，当火车通过后，在A处施加一个动力，可将栏杆拉起来，此时它是一根(    ) A．省力杠杆 B．费力杠杆 C．等臂杠杆 D．无法确定 3．为锻炼身体，小粤制作了如图所示的简易拉力器，关于图中滑轮的说法正确的是（　　） A．是动滑轮 B．可以省距离 C．可以省功 D．可以改变力的方向 4．如图所示，每个钩码的质量为50g，此时杠杆恰好水平平衡。下列操作之后杠杆仍能保持平衡的是（　　） A．左右两边钩码各去掉一个 B．左右两边钩码均向左移动一格 C．左边向左移动一格，右边增加一个钩码 D．左右两边钩码各增加一个 5．如图，轻质杠杆两端分别悬挂着同种材料制成的大小不同的两个实心金属球a、b，此时杠杆处于平衡状态；为继续保持杠杆平衡，下列措施中可行的是（    ） A．同时将两个金属球浸没在水中 B．左边浸没在水中，右边浸没在酒精中 C．左边浸没在酒精中，右边浸没在水中 D．将支点适当向右移动后，都浸没在水中 6．如图所示，工人利用该滑轮组和箱子将砖块匀速运送到一定高度，其中砖块总重，动滑轮重，忽略绳子重力和摩擦。砖块匀速上升的过程中，人提供的拉力大小为，在该过程中，以下描述正确的是（　　） A．绳子自由端移动了 B．该滑轮组的机械效率约为66.7％ C．该滑轮组做的额外功为 D．该滑轮组做的有用功为 7．如图甲所示，虚线框内是两个滑轮连成的滑轮组，工人利用该滑轮组，用200N的拉力F，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，已知动滑轮重120N，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．该滑轮组的机械效率为80% D．拉力F的功率为100W 8．如图，用同一个滑轮按甲、乙两种方式提起同一个物体，不计绳重和摩擦，则以下说法中正确的是（　　） A．图甲中的滑轮相当于一个等臂杠杆 B．图甲中的滑轮比图乙中的滑轮省力 C．图乙中滑轮的特点是可以改变力的方向 D．图乙中的滑轮的机械效率比甲高 9．如图所示，小明和小强分别将甲、乙两物体提高到相同的高度H，此过程两人所用的时间相同，对甲、乙的拉力大小也相同，对甲做的功为，功率为，对乙做的功为，功率为，则（　　） A． B． C． D． 10．如图所示，甲、乙两个滑轮组，动滑轮所受重力分别为、，被提升的两个物体重力分别为、；在相同时间内匀速提升相同高度，拉力分别为、；拉力的功率分别为、，两个滑轮组的机械效率分别为、。若此过程中，，不计绳重和摩擦。则下列说法正确的是（　　） A．若，则 B．若，则 C．若，则 D．若，则 11．如图所示，轻质杠杆AB长为L，O是杠杆AB的支点，杠杆两端各挂重力为G的物体时处于水平平衡状态。将支点向B端移动时，在B端再增加重力为的物体，杠杆仍可在水平位置平衡；若将支点再向B端移动，要使杠杆在水平位置平衡，须在B端再增加的物体的重量为，则及分别为（　　） A．10:1及2:5 B．5:1及5:2 C．10:1及1:4 D．5:1及4:1 12．用相同的滑轮和绳子分别组成如图所示的甲乙两个滑轮组，把相同的重物在相同的时间内匀速提升相同的高度，若不计绳重和摩擦，下列说法不正确的是（   ） A．甲乙两滑轮组绳子自由端移动的距离之比为 B．甲乙两滑轮组拉力做功的功率之比为 C．甲乙两滑轮组做的有用功之比为 D．甲乙两滑轮组机械效率之比为 13．如图所示，OB=BA，在A点施加一个力，使轻质杠杆OA在水平位置静止，以下说法正确的是（　　） A．杠杆OA一定是一个省力杠杆 B．杠杆OA一定是一个费力杠杆 C．在A点施加的最小力的大小为 D．在A点施加的力不能大于G 二、填空题 14．一木箱重400N，工人用沿斜面向上的拉力F将木箱匀速拉到高处，如图甲所示。已知整个过程中拉力F做的功W与木箱沿斜面运动距离s的关系如图乙所示，则拉力________N，使用斜面可以________（选填“省力”或“省功”）。 15．通过九年的不懈努力，小明考入了自己心仪的高中。去报到时他拉着如图所示的拉杆旅行箱，拉杆旅行箱里一半空间装比较轻的衣物，另一半空间装比较重的书籍。根据所学物理知识，小明把书籍装在了_____（选填“A”或“B”）空间，这样安排的原因是：_________。 16．用如图所示的滑轮组，分别匀速提升甲、乙两个重物。若重物甲被提升的速度为v1，同时绳子自由端的速度为v2，则v1______v2。以G甲、G乙分别表示甲、乙两个重物的重力，若G甲>G乙，且不计绳重和摩擦，匀速提升甲、乙两个重物时滑轮组的机械效率η甲______η乙（以上两空均选填“大于”、“小于”或“等于”）。 17．如图所示，利用动滑轮匀速提升物体，已知物重200N，在100s内将绳子自由端提升10m，此过程中动滑轮的机械效率为80%。上升过程中，物体的机械能___________（选填“变大”、“变小”或“不变”），拉力对物体做的有用功为___________J，拉力的功率为___________W。 18．如图所示，这是一种健身用的简易拉力器，它的滑轮属于________（选填“定”或“动”）滑轮，作用是改变力的________，不计绳重和摩擦，配重的重力为200N，人拉动配重的最小力为________N。 19．如图所示，在100 N的水平拉力F作用下物体沿水平地面向左匀速直线运动了3 m，物体与地面间的滑动摩擦力为210 N，则滑动摩擦力做功大小为__________J；滑轮组的机械效率为__________。 20．小华估测自己跳绳时克服重力做功的平均功率时（不计绳重），他用体重计测出自己的质量m；用刻度尺测出自己每次跳起的平均高度h（人重心上升的高度）；用秒表记录跳n次所用的时间t；则他跳绳时克服自身重力做功的平均功率P=___________（用字母表示）；若小华的质量为50kg，重心高度随时间变化的情况如图所示，可估算出他在1min内克服重力做功的平均功率为___________W。（g取10N/kg） 21．某轿车以的恒定功率启动并沿水平路面做直线运动，运动的速度v与时间t的关系如图所示。从静止开始到行驶25s的时间内，若前15s内通过了总路程的一半，由此可知前15s内轿车运动的距离是________m，15s至25s内轿车受到的阻力为________N，前15s内轿车牵引力所做功________J。 三、实验题 22．某同学用图甲所示的装置探究“杠杆的平衡条件”，实验中所用钩码的规格相同。 (1)图甲中，安装好杠杆，将平衡螺母向左适当调节后，杠杆在水平位置平衡，说明一开始杠杆的______（选填“左”或“右”）端下沉。 (2)如图乙所示，在杠杆两侧悬挂数量不同的钩码，并移动钩码的位置，使杠杆在水平位置平衡，此时让杠杆在水平位置平衡的好处是方便测量______。 (3)该同学进行了多次实验，将测量数据填入表中，分析实验数据，初步归纳出杠杆的平衡条件是______（用表格中的物理量符号表示）。 实验序号 动力 动力臂 阻力 阻力臂 1 10 5 2 10 10 3 15 20 4 20 10 5 25 20 四、计算题 23．体育课上，小峰挑战引体向上并测算功率。在某次挑战中，他在15s内成功完成6次引体向上，已知小峰质量为60kg，他每完成一次引体向上，身体重心上升高度均为0.5m，g取10N/kg。求： (1)本次挑战中，小蜂克服重力所做的功； (2)本次挑战中，小峰克服重力所做功的功率。 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．C 【详解】A．图中是定滑轮，只能改变力的方向，不能省力，故A不符合题意； B．是动滑轮，只能省力，不能改变力的方向，故B不符合题意； C．是滑轮组，与动滑轮相连的有2段绳子，动力的方向向下，可以省力，可以改变力的方向，故C符合题意； D．是滑轮组，与动滑轮相连的有3段绳子，动力的方向向上，可以省力，不可以改变力的方向，故D不符合题意。 故选C。 2．B 【详解】由图可知杠杆绕O点转动，则A点的动力臂远小于杠杆重力的阻力臂，所以杠杆是一个费力杠杆。 故选B。 3．D 【详解】ABD．图中滑轮的轴固定不动，属于定滑轮，定滑轮实质是等臂杠杆，不省力也不省距离，但可以改变力的方向，故AB错误，D正确； C．根据功的原理，使用任何机械都不能省功，故C错误。 故选D。 4．C 【详解】杠杆水平平衡时，设每个钩码重为mg,设杠杆每格长L，如图根据杠杆的平衡条件知，杠杆平衡。 A．左右两边钩码各去掉一个，左侧，右侧，，杠杆不能平衡，故A不符合题意； B．左右两边钩码均向左移动一格，左侧，右侧，，杠杆不能平衡，故B不符合题意； C．左边向左移动一格，右边增加一个钩码，左侧，右侧，，杠杆平衡，故C符合题意； D．左右两边钩码各增加一个，左侧，右侧，，杠杆不能平衡，故D不符合题意。 故选 C。 5．A 【详解】杠杆两端分别挂上体积不同的两个球时，杠杆在水平位置平衡，所以有 ρVag×OA=ρVbg×OB 化简得 Va×OA=Vb×OB A ．若将两球同时浸没水中，杠杆左端、右端力与力臂的乘积分别为 (ρVag-ρ水Vag)×OA=ρVag ×OA-ρ水Vag×OA，(ρVbg-ρ水Vbg)×OB=ρVbg ×OB-ρ水Vbg×OB 又因为 Va×OA=Vb×OB 所以 ρ水Vag×OA =ρ水Vbg×OB 则 (ρVag-ρ水Vag)×OA =(ρVbg-ρ水Vbg)×OB 因此杠杆仍然平衡,故A符合题意； B．若左边浸没在水中，右边浸没在酒精中，杠杆左端、右端力与力臂的乘积分别为 (ρVag-ρ水Vag)×OA=ρVag ×OA-ρ水Vag×OA，(ρVbg-ρ酒精Vbg)×OB=ρVbg ×OB-ρ酒精Vbg×OB 由于 Va×OA=Vb×OB 所以 ρ水Vag×OA>ρ酒精Vbg×OB 所以 (ρVag-ρ水Vag)×OA <(ρVbg-ρ水Vbg)×OB 即杠杆右端下沉，故B符合题意； C．若左边浸没在酒精中，右边浸没在水中，杠杆左端、右端力与力臂的乘积分别为 (ρVag-ρ酒精Vag)×OA=ρVag ×OA-ρ酒精Vag×OA，(ρVbg-ρ水Vbg)×OB=ρVbg ×OB-ρ水Vbg×OB 由于 Va×OA=Vb×OB 所以 ρ酒精Vag×OA<ρ水Vbg×OB 所以 (ρVag-ρ酒精Vag)×OA >(ρVbg-ρ水Vbg)×OB 即杠杆左端下沉，故C符合题意； D．设杠杆向右移动Δl，杠杆左端、右端力与力臂的乘积分别为 ρVag×(OA+Δl)=ρVag ×OA-ρVag×Δl，ρVbg×(OB-Δl)=ρVbg ×OB-ρVbg×Δl 由图可知 Va>Vb 所以 ρVag×Δl>ρVbg×Δl 故 ρVag×(OA+Δl)<ρVbg×(OB-Δl) 故D不符合题意。 故选A。 6．B 【详解】A．如图动滑轮由两段绳子承担拉力，则砖块上升 1 m 时，自由端绳子需拉动 2 m，故 A 错误； B．忽略绳子重力和摩擦滑轮组的机械效率 故B正确； CD．该滑轮组做的有用功 总功 则该滑轮组做的额外功为 故CD错误。 故选B。 7．C 【详解】A．滑轮组省力费距离，由图乙可知，内，物体匀速提高，绳子自由端匀速移动，则绳子自由端移动的速度，故A错误； B．物体提高，绳子自由端移动，则动滑轮上承担物重的绳子段数 不计绳重和摩擦，由可得物体的重力 工人做的有用功，故B错误； C．工人做的总功 该滑轮组的机械效率，故C正确； D．拉力的功率，故D错误。 故选C 。 8．A 【详解】A．图甲中的滑轮是定滑轮，它不省力，相当于一个等臂杠杆，故A正确； B．图甲中的滑轮为定滑轮，图乙中的滑轮为动滑轮，相当于动力臂为阻力臂二倍的杠杆，则动滑轮使用时省一半的力，因滑轮的重力小于物体重力，所以使用图甲中的滑轮提升物体比使用图乙中的滑轮提升物体费力，故B错误； C．图乙中滑轮是动滑轮，它的特点是可以省力，但不可以改变力的方向，故C错误； D．不计绳重与摩擦，使用定滑轮，拉力做的功等于克服物体重力做的功，即W1=Gh； 不计绳重与摩擦，使用动滑轮，拉力做的功等于克服物体重力和动滑轮重力做的功，即W2=（G+G动）h 所以，使用动滑轮所做的功大于使用定滑轮所做的功，即使用动滑轮所做的总功大，根据W有=Gh可知两者所做有用功相同，由于使用动滑轮所做的总功大，所以由可知，动滑轮的机械效率要小于定滑轮的机械效率，即甲装置的机械效率更高，故D错误。 故选A。 9．D 【详解】AB．从图中可知，甲在拉力作用下移动的距离小于乙在拉力作用下移动的距离，此过程两人对甲、乙的拉力大小相同，根据W=Fs可知对甲、乙做的功为 WAB<WCD 故AB不符合题意； CD．此过程两人所用的时间相同，根据可知功率 PAB<PCD 故C不符合题意，D符合题意。 故选D。 10．D 【详解】由图可知，甲、乙两个滑轮组中承担物重的绳子段数分别为n1=3，n2=2。 ABC．不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率为 甲滑轮组的机械效率 乙滑轮组的机械效率 若GA=GB 且此过程中η1<η2 则GA+G动1>GB+G动2 所以G动1>G动2 不计绳重和摩擦，甲滑轮组绳端的拉力 乙滑轮组绳端的拉力 虽然GA+G动1>GB+G动2 但 所以无法判断F1、F2的大小关系，若 且此过程中η1<η2 无法判断两滑轮组中物体与动滑轮的总重力的关系，所以无法判断F1、F2的大小关系，在相同时间内匀速提升相同高度，由可知AB物体上升的速度相同，甲图中拉力的速度v甲=3v 乙图中拉力的速度v乙=3v 由 可知甲图中拉力的功率 乙图中拉力的功率 若GA=GB 且此过程中η1<η2 则GA+G动1>GB+G动2 所以P1>P2 故ABC错误； D．甲滑轮组的机械效率 乙滑轮组的机械效率 若GA>GB 且此过程中η1<η2 则GA+G动1>GB+G动2 则G动1>G动2 故D正确。 故选D。 11．A 【详解】将支点向B端移动时，在B端再增加重力为的物体，杠杆仍可在水平位置平衡，根据杠杆平衡条件，有 则 将支点再向B端移动，使杠杆在水平位置平衡，在B端再增加的物体的重量为，根据杠杆平衡条件，有 ，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 12．B 【详解】A．由图可知，，设重物上升的高度为h，则，因此甲、乙两滑轮组绳子自由端移动的距离之比 故A正确，不符合题意； BC．因为不计绳重和摩擦，把重物提升相同的高度，所以滑轮组拉力做的额外功和有用功均相同，做的有用功之比为1∶1，总功等于有用功加额外功，所以做的总功也相同，因时间相同，所以做功的功率之比为1:1，故B错误，符合题意，C正确，不符合题意； D．因为拉力做的有用功和总功都相等，由可知，甲、乙两滑轮组机械效率之比为1∶1，故D正确，不符合题意。 故选B 。 13．C 【详解】AB．A点力的方向不同，力臂的大小则不同，不能确定动力臂与阻力臂的大小关系，所以此时杠杆可能是等臂杠杆，也可能是省力杠杆，也可能是费力杠杆，故AB错误； C．若在A点施加一个最小的力，应使其力臂最长为OA，所以力应垂直于OA向上；如图所示，根据杠杆的平衡条件得F×OA=G×OB 因为OA是OB的2倍，所以2F=G，解得，故C正确； D．在A点施加力，当动力臂小于阻力臂时，是费力杠杆，此时在A点施加的力大于G，故D错误。 故选C。 14． 100 省力 【详解】[1]由图乙可知，整个过程中拉力F做的功800J，木箱沿斜面运动距离8m，则拉力大小为 [2]由[1]可知，拉力小于重力，因此使用斜面可以省力，使用斜面的过程中木箱与斜面需要克服摩擦力做功，会增加额外功，不能省功。 15． A 可以使重心靠下，阻力臂减小，拉起来更省力 【详解】[1][2]物体的重心与物体质量分布有关，把比较重的书籍放在A空间，可以使整个拉杆箱的重心更靠近支点O处，使阻力臂变小，根据杠杆的平衡条件可知，在阻力（书籍和衣物总重力）和动力臂不变的情况下，动力变小，故拉旅行箱时会更省力。 16． 小于 大于 【详解】[1]图中动滑轮上由3根绳子，所以绳子自由端移动速度是重物被提升速度的3倍，所以v1小于v2。 [2]提高滑轮组的机械效率的方法就是增加提升物重的重力，重物越重，滑轮组的机械效率越大，因G甲>G乙，且不计绳重和摩擦，匀速提升甲、乙两个重物时滑轮组的机械效率η甲大于η乙。 17． 变大 1000 12.5 【详解】[1]机械能是动能和势能的总和，匀速提升，动能不变，势能变大，所以机械能变大。 [2]绳子自由端提升10m，动滑轮上是2股绳子，故物体上升的高度为 拉力对物体做的有用功为 [3]拉力做的总功为 拉力的功率为 18． 定 方向 200 【详解】定滑轮的轴固定不动，动滑轮会随被拉物体一起运动。图中滑轮的轴固定在墙面上，位置不变，因此属于定滑轮；定滑轮不省力，但可以改变力的方向，方便施力； 不计绳重和摩擦时，定滑轮不省力，拉力大小等于配重的重力，因此最小拉力 19． 630 70% 【详解】[1]滑动摩擦力做功大小为 [2]由图中可知，动滑轮上有三股承重绳，绳子自由端移动的距离为 的总功为 滑轮组所做的有用功为 故滑轮组的机械效率为 20． 135 【详解】[1]自己所受的重力是，每次克服重力所做的功 则跳n次所做的总功 则平均功率 [2]由题意知，该同学的重力 跳一次所用时间，1min内所跳的次数 起跳的最大高度，克服重力做功 1min内克服重力做功的平均功率 21． 300 3200/ 【详解】[1]15~25s内轿车的速度为30m/s，则15~25s内通过的路程为 前15s内通过了总路程的一半，由此可知前15s内轿车运动的距离是 [2]15~25s内轿车做匀速直线运动，处于平衡状态，受到的阻力与牵引力是一对平衡力，则15~25s内轿车受到的阻力为 [3]前15s内轿车牵引力所做功为 22．(1)右 (2)力臂 (3) 【详解】（1）平衡螺母的调节方向与下沉一端相反，即左沉右调或右沉左调，由题意可知，向左调节平衡螺母，杠杆在水平位置平衡，说明一开始右边沉。 （2）当杠杆在水平位置平衡时，杠杆的力臂与杠杆本身重合，可以直接通过杠杆上的刻度读取力臂的长度，无需额外测量力臂与杠杆的夹角，简化了实验操作。 （3）通过计算表格数据可得出：动力与动力臂的乘积总是等于阻力与阻力臂的乘积，故可得杠杆的平衡条件是 23．(1)1800J (2)120W 【详解】（1）小蜂所受重力为 完成一次引体向上，克服重力做的功为 15s内做的总功 （2）本次挑战中，小峰克服重力所做功的功率为 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 $