第17讲 第十一章 简单机械和功 章末自测卷【八升九衔接专用】2026－2027学年九年级物理暑假培优讲义（苏科版新教材）

第17讲 第十一章 简单机械和功 章末自测卷 （考试时间：90分钟；满分：100分） 第一部分 选择题（共24分） 一、选择题（本题共12小题，每小题2分，共24分，每题只有一个选项符合题意） 1．小明使用筷子夹菜时，发现可将筷子视为杠杆。他用学过的杠杆知识对其中一根筷子做了分析，如图所示。以下选项错误的是（　　） A．F1为动力 B．L1为动力臂 C．F2为阻力 D．L2为阻力臂 【答案】D 【解析】杠杆是一根可以绕固定点转动的硬棒。在杠杆中，使杠杆转动的力叫做动力，阻碍杠杆转动的力叫做阻力，从支点到动力作用线的距离叫做动力臂，从支点到阻力作用线的距离叫做阻力臂。 A．在使用筷子夹菜时，手对筷子施加的力使筷子转动，所以为动力，故A正确，不符合题意； B．图中是从支点O到动力作用线的距离，所以是动力臂，故B正确，不符合题意； C．菜对筷子的力阻碍筷子转动，所以为阻力，故C正确，不符合题意； D．图中不是从支点O到阻力作用线的距离，所以不是阻力臂，故D错误，符合题意。 故选D。 2．如图甲所示是欧洲中世纪使用的吊车，如图乙所示是我国古人使用的绞车。关于吊车与绞车的认识，下列说法错误的是（　　） A．图甲的吊车是轮轴与定滑轮的组合 B．图甲中工人脚踩巨轮走过的距离一定大于重物上升的高度 C．图乙的绞车是轮轴与定滑轮、动滑轮的组合 D．图乙中的定滑轮改变了施力方向 【答案】C 【解析】A．图甲所示，吊车顶端是定滑轮，改变力的方向，中间是轮轴，绕着共同的一个轴转动，故A正确，不符合题意； B．轮轴省力，但是费距离，故工人脚踩巨轮走过的距离一定大于重物上升的高度，故B正确，不符合题意； C．图乙的绞车是两个定滑轮和轮轴构成的，故C错误，符合题意； D．图乙中，定滑轮只能够改变力的方向，不能改变力的大小，故D正确，不符合题意。 故选C。 3．机器狗能帮助人们搬运重物；不计空气阻力，下列四种情境中，机器狗对重物A做功的是（　　） A．蹲着不动 B．托举重物匀速竖直上升 C．站着不动 D．承载重物匀速水平移动 【答案】B 【解析】对重物A受力分析可知，机器狗对重物A有竖直向上的支持力的作用，根据力做功的两个必要因素可知，需要在竖直方向上移动一定的距离，因此需要托举重物匀速竖直上升，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 4．如图两名运动员，甲比乙高，若他们举起相同质量的杠铃所用的时间相等，则（　　） A．甲、乙对杠铃做功相等，乙的功率大 B．乙对杠铃做功较多，功率较小 C．甲对杠铃做功较多，甲、乙功率相等 D．甲对杠铃做功较多，功率较大 【答案】D 【解析】由图可知，甲的杠铃上升的高度较大，杠铃的质量相同，即重力相同，根据可知甲做功较多。甲对杠铃做的功大于乙对杠铃做的功，所用时间相同，根据可知，甲的功率大于乙的功率。故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 5．小明用滑轮组把一箱货物从一楼提升到三楼，感到很“吃力”，他在滑轮组的轴上加润滑油后，感觉好多了。则加上润滑油后，下列说法正确的是（　　） A．小明做的有用功减小、总功不变，滑轮组的机械效率减小 B．小明做的有用功增加、总功增加，滑轮组的机械效率不变 C．小明做的有用功减小、总功减小，滑轮组的机械效率不变 D．小明做的有用功不变、总功减小，滑轮组的机械效率增大 【答案】D 【解析】加润滑油后将同样重的货物从一楼提升到三楼时，货物的重力和提升的高度不变，由W有=Gh可知，所做的有用功不变，在滑轮组上加润滑油后，摩擦力减小，克服摩擦力所做的额外功减少，由W总=W有+W额可知，总功减小，由可知，滑轮组的机械效率增大，故D正确，ABC错误。 故选D。 6．如图所示是《天工开物》中古人用脚踏碓（duì）舂米（将稻米去皮）的情景。脚踏碓是用柱子架起一根木杠，木杠绕着O点能够上、下转动，杠的前端装有锥形石头，不断用脚踩踏木杠后端，就可以舂米。下列分析正确的是（　　） A．脚踏碓相当于省力杠杆 B．石头重力做的功是额外功 C．使用这种杠杆可以省功 D．人对碓做的功是总功 【答案】D 【解析】A．用脚踏碓舂米过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故A错误； B．用脚踏碓舂米过程中，克服石头重力做的功对人们来说是有用的，属于有用功，故B错误； C．根据功的原理可知，使用任何机械都不能省功，故C错误； D．用脚踏碓舂米过程中，克服石头重力做的功是有用的，克服木杠重和摩擦做的功是额外功，因此人对碓做的功是总功，故D正确。 故选D。 7．如图，轻质杠杆OA的中点悬挂一个重物，在A端施加一个拉力F，逆时针缓慢改变拉力F的方向到图示虚线的位置，这个过程中杠杆始终在水平位置平衡，下列说法正确的是（　　） A．力F的大小变大 B．力F的大小先变大后变小 C．力F的力臂先变小后变大 D．力F和它力臂的乘积始终保持不变 【答案】D 【解析】由于力臂为支点到力的距离，所以拉力F从图示位置逆时针缓慢转动过程中，拉力F的力臂先增大后减小；由于这个过程中杠杆始终在水平位置平衡，则重物的重力不变，其力臂也不变，由杠杆的平衡条件可知，力F和它力臂的乘积始终等于重物的重力乘其力臂，所以力F的大小先变小后大，故ABC错误，D正确。 故选D。 8．如下图所示，物体A重50N，物体B重30N，物体A在绳子拉力的作用下向右做匀速直线运动。如果在物体A上加一个水平向左的力F拉动物体A，使物体B匀速上升，则该拉力F的大小为（滑轮和绳子的重力及绳子与滑轮之间的摩擦均不计）（   ） A．10N B．20N C．30N D．50N 【答案】B 【解析】由图可知滑轮组绳子段数为3，因为滑轮和绳子的重力及绳子与滑轮之间的摩擦均不计，当物体A水平向右做匀速直线运动时，绳子自由端的拉力为 物体A受到的滑动摩擦力方向水平向左，根据二力平衡可知，物体A受到的滑动摩擦力大小为 当物体A在水平向左的力F的作用下水平向左运动时，受到的滑动摩擦力方向水平向右，因接触面粗糙程度不变，压力大小不变，所以滑动摩擦力大小不变，物体B匀速上升，绳子自由端对物体A的拉力大小和方向都不变，所以拉力F的大小为 故B正确，ACD错误。 故选B。 9．如图所示，物体在相同力F的作用下分别在光滑水平面、粗糙水平面和斜面上沿力的方向移动了相同的距离s，力F做的功分别为，则它们之间的关系是（   ） A． B． C． D． 【答案】D 【解析】由题可知，力相同，物体在力的方向上移动的距离也相同，根据可知，力所做的功也相同，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 10．如图所示，A、B两物体叠放在水平桌面上，，，A、B均为正方体，边长分别为20cm、10cm。在拉力的作用下，5s内，物体A、B一起向右匀速直线移动了3m。若不计滑轮和绳自重及绳与滑轮间的摩擦，下列说法错误的是（　　） A．A与B之间的摩擦力为0 B．A对地面的压强为2500Pa C．绳子自由端移动的速度为1.2m/s D．拉力F做功的功率为30W 【答案】D 【解析】A．物体A、B一起向右匀速直线运动，A、B之间没有相对运动和相对运动趋势，故A与B之间的摩擦力为0，故A正确，不符合题意； B．A对地面的压力等于A和B组成的整体的重力，为 则A对地面的压强为 故B正确，不符合题意； C．与动滑轮连接的绳子段数n=2，根据滑轮组绳子自由端与物体移动距离的规律可知，绳子自由端移动的距离为 则绳子自由端移动的速度为 故C正确，不符合题意； D．拉力F做功为 则拉力F做功的功率为 故D错误，符合题意。 故选D。 11．如图所示，小明用滑轮组将重为400N的货物匀速提升了2m，小明对绳子的拉力为250N，不计绳重及滑轮上的摩擦。下列说法正确的是（　　） A．动滑轮的重力为50N B．滑轮组做的有用功为500J C．滑轮组做的总功为500J D．滑轮组的机械效率为80% 【答案】D 【解析】A．由图可知n=2，不计绳重及滑轮上的摩擦，根据，所以动滑轮的重力为 故A错误； B．滑轮组做的有用功为 故B错误； C．绳子自由端移动的距离为 滑轮组做的总功为 故C错误； D．滑轮组的机械效率为 故D正确。 故选D。 12．如图甲所示，在粗糙程度均匀的水平地面上运动的物体，受到方向不变的水平拉力F的作用（　　） A．0-3s内拉力做功9J B．3-6s内拉力的功率逐渐变小 C．3~6s物体受到的摩擦力为9N D．9-12s内拉力做功18J 【答案】D 【解析】A．由图乙知，0~3s内，物体速度为0，处于静止状态，物体没有在拉力F的方向上移动距离，拉力不做功，故A错误； B．由图甲可知，3~6s内，拉力为F=9N，由图乙知，3~6s内，物体运动速度逐渐增大，由可知，拉力的功率逐渐变大，故B错误； C．9~12s物体匀速运动，物体所受摩擦力和拉力是平衡力，大小相等，则物体所受滑动摩擦力为6N。6~9s物体做减速运动，由于压力和接触面的粗糙程度不变，则所受摩擦力不变，仍为6N。故C错误； D．由图甲可知，9~12s内，拉力为F=6N，由图乙知，9~12s内，物体做匀速直线运动，v=1m/s。9~12s内物体移动的距离s=vt=1m/s×3s=3m 则拉力做功W=Fs=6N×3m=18J 故D正确。 故选D。 第二部分 非选择题（共76分） 二、填空题（本题共9小题，每空1分，共29分） 13．如图所示是常用的核桃夹，当用力握住C点夹核桃时，可把________点看作支点，此时核桃夹相当于一个________杠杆，动力臂_______阻力臂（选填“大于”或“小于”）。若想更省力一点，手应握在________（选填“靠近”或“远离”）A点处。 【答案】 A 省力 大于 远离 【解析】[1][2][3]当用力握住 C 点夹核桃时，核桃夹绕着 A 点转动，所以可把 A 点看作支点。观察可知，此时动力臂大于阻力臂，根据杠杆的平衡条件可知，动力小于阻力，所以核桃夹相当于一个省力杠杆。 [4]根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2​，在阻力和阻力臂一定时，动力臂越长越省力。手离 A 点越远，动力臂越长，所以若想更省力一点，手应握在远离 A 点处。 14．在我国古代，简单机械就有了许多巧妙的应用。如图甲所示，护城河上安装的吊桥，在拉起吊桥过程中，滑轮C属于________（选填“定”或“动”）滑轮，吊桥可看作支点为________（选填“A”“B”或“C”）点的杠杆。如图乙所示，用滑轮拉着一重为50N的物体竖直向上匀速运动，利用该滑轮能省________（选填“力”或“功”）。若滑轮重10N，不计绳重及摩擦，拉力F为________N。 【答案】 定 B 力 30 【解析】[1]在拉起吊桥过程中，滑轮组C的轴固定不动，为定滑轮，定滑轮的作用是改变力的方向，不能省力。 [2]由图可知，在拉起吊桥过程中，吊桥绕着B点转动，所以护城河上安装的吊桥的支点是B点。 [3]由图知，施加拉力F时，物体上升过程中滑轮也同时上升，所以此滑轮是一个动滑轮，由动滑轮的工作特点可知，使用动滑轮不能改变力的方向且费距离，但可以省力。 [4]已知物体重50N，滑轮重10N，动滑轮上承受重物的绳子股数；不计绳重及轮与轴间的摩擦，绳子自由端的拉力为 15．小梅同学先用10N的水平力推动水平地面上重50N的小车匀速直线前进5m，推力所做的功为 _______J；再用20N的水平力推动小车加速直线前进5m，则该加速过程中推力所做的功为 ________J；整个过程中，小车重力做的功为 _____J。 【答案】 50 100 0 【解析】[1]小梅同学先用10N的水平力推动水平地面上重50N的小车匀速直线前进5m，推力所做的功为 W1＝F1s1＝10N×5m＝50J [2]当他再用20N的水平力推动小车加速直线前进5m时，做的功为W2＝F2s2＝20N×5m＝100J； [3]在整个过程中，小车在重力方向上没有移动距离，故重力做功为0J。 16．某老旧小区改造工地，工人用起重机将重的施工材料匀速吊上6m高工作台，用了10s。施工材料上升的速度是___________m/s；起重机对施工材料做功___________J，做功的功率是___________W。 【答案】 0.6 7.2×104 7.2×103 【解析】[1]施工材料上升的速度 [2]起重机对施工材料做的功W=Gh=1.2×104N×6m=7.2×104J [3]起重机做功的功率 17．如图所示，在斜面上将一个重600N的物体匀速拉到高处，沿斜面向上的拉力，拉动的距离，提升高度，所用时间。则此过程中对物体做的有用功为_______J，拉力F做的总功为_______J。此斜面的机械效率为_______。 【答案】 1800 2400 75% 【解析】[1]此过程中对物体做的有用功为 [2]拉力F做的总功为 [3]此斜面的机械效率 18．如图，是使用手机和自拍杆自拍时的示意图。已知自拍杆长1m（质量忽略不计），手机对杆竖直向下的作用力F2为3N，图中l1为10cm、l2为80cm，则手垂直于杆的动力F1为______N；若F2的大小和方向不变，l1不变，延伸自拍杆到1.5m，则F1的大小变为______N；若自拍杆长度、F2的大小和方向、F1的位置和方向不变，减小自拍杆与水平方向夹角的过程中，F1的大小______（选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】 24 36 变大 【解析】[1]由题可知，动力臂为 阻力臂为 由杠杆的平衡条件可得，即 解得 [2]自拍杆、动力臂l2、阻力作用线构成了一个直角三角形，已知自拍杆长1.0m，l2=0.8m；若F2的大小和方向不变，l1不变，延伸自拍杆到1.5m，根据相似三角形知识可得 解得，根据杠杆的平衡条件可知，F₁的大小变为 [3]若自拍杆长度、F2的大小和方向、F1的位置和方向不变，减小自拍杆与水平方向夹角的过程中，阻力大小不变，动力臂大小不变，阻力臂变大，根据杠杆平衡条件可知，动力变大。 19．如图所示，物体甲、乙在滑轮组的作用下均保持静止，物体甲重12N，乙重10N，不计滑轮重、绳重和摩擦时，则A点受到的力是________N，B点受到的力是________N，物体甲对地面的压力是________N。 【答案】 5 10 7 【解析】[1][2]由题知，物体乙重，因为提升物体乙的滑轮为动滑轮，所以绳子上的拉力 点受到的力 B点受到的力 地面对甲的支持力 由力的作用相互性可知，甲对地面的压力 20．如图甲所示，小华用水平推力F把放在水平地面上的木箱向前推动。在此过程中，推力F的大小随时间t变化的情况如图乙所示，木箱运动速度v的大小随时间t变化的情况如图丙所示，则1~3s内木箱做___________（选填“匀速”或“变速”）运动；3~5s内推力对木箱做的功是___________J，功率是___________W。 【答案】 变速 40 20 【解析】[1]由图像可知，1~3s内木箱的速度逐渐增大，则木箱做变速运动。 [2]从图像可知，3~5s木箱受到的推力，由图像可知，3~5s木箱做匀速直线运动，其速度为1.0m/s。 3~5s木箱移动的距离为 3~5s推力对木箱做的功为 [3]功率是 21．如图所示，用定滑轮匀速提升重为90N的物体，所用拉力F=100N，经过2s物体上升0.2m，拉力F做的功为______J，拉力F做功的功率为______W。此过程中定滑轮的机械效率为______。 【答案】 20 10 【解析】[1]图中为定滑轮，绳子自由端移动距离为 则拉力F做的功为 [2]拉力F做功的功率为 [3]有用功为 则定滑轮的机械效率为 三、解答题（第22题每小题2分，其余每空1分，共47分） 22．（6分）按下列要求作图。 （1）如图甲所示，杠杆OA在动力的作用下可绕O点转动，请画出动力的力臂和阻力的示意图（保留作图痕迹）。 （2）如图乙所示，站在地上的人用滑轮组提升重物，画出最省力的绳子绕法； （3）图丙所示，人们用盘子夹可以既方便又安全的取出蒸食物的盘子。盘子夹的一侧可简化为图丁所示的杠杆，O为支点。请在图丁中画出作用在A点的最小动力及力臂的。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】（1）把动力作用线延长（虚线），画出从支点到力的作用线的距离，标出垂足，再用大括号标出力臂的起止点，标出L1。阻力F2就是重物对杠杆的拉力，据此作图。 （2）地上的人用滑轮组提升重物，因人站在地面上，故人只能用向下的力拉绳子，绳子有效段数为2，据此作图。 （3）由杠杆平衡条件可知，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小。图中支点在O点，因此OA作为动力臂（L1）最长，阻力使杠杆逆时针转动，动力需要使杠杆顺时针转动，过A点垂直于OA向下作出最小动力F1，据此作图。 23．（10分）在“探究杠杆平衡条件”的实验中： （1）实验开始时，杠杆的位置如图甲所示，此时杠杆______（是/不是）平衡状态。为使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆的平衡螺母向______端移动，在实验过程中让杠杆在水平位置平衡的目的是______。 （2）杠杆平衡后，小英同学在图乙所示的A位置挂上两个钩码，可在B位置挂上______个钩码，使杠杆在水平位置平衡。若此时两边同时再加一个钩码，杠杆将向______端倾斜。 （3）取下B位置的钩码，改用弹簧测力计拉杠杆的B点，当弹簧测力计由位置a转至位置b的过程中，杠杆在水平位置始终保持平衡（如图丙），测力计示数将______。 （4）如图丁所示，已知每个钩码重，杠杆上每个小格长度为2cm，当弹簧测力计在C点斜向上拉（与水平方向成角）杠杆，使杠杆在水平位置平衡时，弹簧测力计示数大小为______N。 （5）调节杠杆平衡后，在不同的位置挂不同数量的钩码，使杠杆重新平衡，得到如表中的实验数据： 次数 动力 动力臂 阻力 阻力臂 1 5 8 8 5 2 4 10 10 4 3 3 15 15 3 记录数据后，某同学分析实验数据得到如下结论：；请判断该同学结论与实验结果______，与杠杆平衡条件______（相符/不符），你排除该同学结论的理由是______。 【答案】（1）是 右 便于测量力臂；（2）3 左；（3）变大；（4）3；（5）不符 不符 不同的物理量不能直接相加 【解析】（1）[1]此时杠杆是静止的，处于平衡状态。 [2]杠杆调节原理“左高左调，右高右调”，由图甲可知，杠杆右端高于水平线，为使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆的平衡螺母向右移动。 [3]让杠杆在水平位置平衡时，挂上钩码后两侧拉力竖直向下，动力和阻力的力臂正好与杠杆重合，所以，这样做的的目的是便于测量力臂。 （2）[1] 根据杠杆平衡条件，设每个钩码重为G，每格长度为L，则 解得，故可在B位置挂上3个钩码。 [2] 若此时两边同时再加一个钩码，左边，右边，此时左边的力和力臂的乘积较大，杠杆将向左倾斜。 （3）弹簧测力计由a转至b时，拉力的力臂变短；根据杠杆平衡条件，阻力和阻力臂不变，动力臂减小，则动力变大，测力计示数变大。 （4）由题，每个钩码的重力，每一小格的长度为，弹簧测力计与水平方向成角，故拉力的力臂为 根据杠杆的平衡条件可得 解得，弹簧测力计拉力为，所以，弹簧测力计示数大小为3N。 （5）[1][2]某同学分析实验数据得到的结论为，即力与对应力臂相加之和相等，由实验可知，力和力臂的单位不同，不同单位的物理量是不能相加的，所以，根据表格中的数据可知，该同学结论与实验结果不符，与杠杆平衡条件也不符，这是由于实验数据具有特殊性造成的，应该改变力和力臂，继续进行实验，通过大量数据得出普遍规律。 24．（7分）如图所示小海在“探究使用定滑轮和动滑轮工作时的特点”的实验中，测得数据如表所示： 钩码重G/N 钩码升高高度h/m 测力计示数F/N 测力计移动距离s/m 甲 1 0.2 1 0.2 乙 1 0.2 1 0.2 丙 1 0.2 0.55 0.4 请你分析： （1）比较甲、乙两图及实验数据，可得到的初步结论是：使用定滑轮___________； （2）在探究定滑轮工作的特点时，按照图乙操作，觉得读数不方便，于是把测力计倒过来，即测力计吊环系在拉绳上，用手拉挂钩，测力计的示数___________（变大/变小/不变）； （3）在探究动滑轮工作特点时，先测出钩码和动滑轮的总重力，然后按照图丙组装动滑轮，实验时，___________向上拉弹簧测力计，使钩码___________上升。 （4）把钩码升高相同的高度，比较乙和丙实验数据，可得到的初步结论是：使用动滑轮可以___________，但必须费___________； （5）如果要得到正确的结论，还必须进行多次测量，目的是___________。 A．从多次实验中选取最准确的数据 B．多次测量取平均值，减小误差 C．从特殊现象中得到普遍规律 D．利用控制变量法 【答案】（1）不省力但可以改变力的方向；（2）变小；（3）（匀速）竖直 匀速；（4）省力 距离；（5）C 【解析】（1）甲、乙两图中，使用定滑轮时，拉力大小与钩码重力相等，说明定滑轮不省力，但能改变力的方向。 （2）测力计倒过来后，测力计自身重力会对测量产生影响，使得测量的拉力变小。 （3）[1][2]实验时，需沿竖直方向匀速向上拉弹簧测力计，使钩码匀速上升，这样才能准确得出拉力和动滑轮与钩码总重力的关系。 （4）[1][2]乙图用定滑轮，拉力等于钩码重力；丙图用动滑轮，拉力小于钩码和动滑轮总重力，说明动滑轮省力，但动滑轮费距离，因为绳子自由端移动距离大于钩码上升高度。 （5）多次测量是为了从特殊现象中得到普遍规律，避免实验的偶然性。故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。 25．（6分）小明同学利用所学的物理知识测量自己引体向上时克服重力做功的平均功率。 （1）用_________测量自己的质量m。 （2）用刻度尺测出自己每次引体向上的平均高度h。 （3）用_________测出引体向上n次所用的_________（填物理量与其对应字母）。 （4）引体向上时，克服自身重力的平均功率P=_________（用所测物理量和已知量符号表示）。 （5）小华和小明引体向上的平均高度相同，假设把每分钟做引体向上的平均次数定义为频率。则( ) A．体重相同，频率高的平均功率小 B．频率相同，引体向上时间长的平均功率大 C．频率相同，体重大的平均功率大 D．体重相同，引体向上时间长的平均功率大 （6）若小华的质量为60kg，每次重心上升高度为40cm，每分钟引体向上25次，在1min内他克服重力做功的平均功率为_________W。（g取10N/kg） 【答案】 体重秤 秒表 时间t C 100 【解析】[1]人的质量超过了天平的量程，所以可以用体重秤测量自己的质量。 [2][3]测出了人的质量、引体向上的平均高度h，根据，可以计算克服重力所做的功，由可知，只有测出时间，就可以计算功率，所以用秒表测出引体向上n次所用的时间t。 [4] 引体向上n次所做的功为，结合 可得，克服自身重力的平均功率 [5]A．体重相同，频率高，在相同时间里做的功多，所以功率大，故A错误； B．频率相同，由及频率的定义可知，平均功率与体重成正比，与引体向上的总时间无关，故B错误。 C．频率相同，体重大的，在相同时间里做的功多，功率大，故C正确； D．根据可知，体重相同，由于n不知道，不能根据时间长短来判断功率的大小，故D错误。 故选C。 [6]每次重心上升高度为 一次克服重力做功 每分钟做功 克服重力做功的平均功率为 26．（4分）在“再探动滑轮”活动中，实验装置如图所示。 （1）实验时，用弹簧测力计匀速拉绳的一端，弹簧测力计拉力的方向应该是_________。 （2）一次实验时，所挂重物的重为4N，重物上升的高度为0.2m，弹簧测力计的示数为2.5N，绳端上升的高度为0.4m。则动滑轮的机械效率为_________。 （3）如果要提升更重的物体，动滑轮的机械效率将（　　） A．变大 B．变小 C．不变 D．都有可能 （4）使用动滑轮提升重物时，产生额外功的原因有（写出两条）：___________ 【答案】（1）竖直向上；（2）80%；（3）A；（4）克服动滑轮的重力做功、克服绳重和摩擦做功 【解析】（1）使用动滑轮时，拉力方向应为竖直向上，这样力臂与动力方向垂直且最大，便于测量力臂且最省力。 （2）有用功 总功 机械效率 （3）提升更重的物体，有用功增大，因为动滑轮重、摩擦等近似不变，所以额外功基本不变，所以机械效率变大。 （4）克服动滑轮自身的重力做功：动滑轮本身有重量，在提升重物时，也必须将动滑轮一起提起来，这部分功是额外功。克服绳重和绳与滑轮之间的摩擦做功：绳子和滑轮之间的摩擦，以及绳子自身的重量，都会消耗一部分能量，属于额外功。 27．（6分）杆秤是我国古代劳动人民的一项伟大发明，小明仿照图甲所示的杆秤用轻质细杆制作了一个杆秤（如图乙所示），B、C处各有一秤纽。秤砣最远可移至E点，已知AB=BC=4cm，BD=DE。秤砣的质量为0.4kg，秤杆、秤钩和秤纽的质量均忽略不计。为了在杆秤上标定出测量需要的刻度值，将质量为3kg的钩码挂在秤钩上，用手提起B处的秤纽，移动秤砣在秤杆上悬挂的位置，至D点时，秤杆达到水平平衡，此时就可以在D点标定出刻度值为m1=3kg。g=10N/kg。求： （1）BD的长度； （2）提起C处的秤纽时，在D点应标定出的刻度值m1'； （3）此杆秤能称量物体的最大质量m最大。 【答案】（1）30cm；（2）1.3kg；（3）6kg 【解析】（1）由题意知，提起B处的秤钮，秤杆在水平平衡时，A处受到的力的大小 D处受到力的大小 由 所以BD的长度 （2）提起C处的秤纽时，AC的长度 CD的长度 由杠杆的平衡条件知，A处受到的力的大小 所以在D点应标定出的刻度值 （3）分析可知，当提起B处的秤纽，秤砣移至E点时，此杆秤称量物体的质量最大。BE的长度 据杠杆的平衡条件有 28．（8分）某起重机的滑轮组结构示意如图所示，其最大载重为5t。起重机将4800kg的钢板匀速提升到10m高的桥墩上，用时100s。若拉力的功率恒为6kW，提升过程克服钢丝绳重、摩擦做的功为J，每个滑轮均相同，g取10N/kg。求： （1）克服钢板重力做的功； （2）拉力做的总功； （3）本次起重过程中滑轮组的机械效率； （4）每个滑轮的重力。 【答案】（1）；（2）；（3）；（4） 【解析】（1）由已知条件可知，钢板的重力 起重机克服钢板重力做的总功 （2）已知拉力的功率 所以拉力做的总功 （3）由机械效率公式可得，本次起重过程中滑轮组的机械效率 （4）克服动滑轮重做的额外功 所以每个滑轮的重力 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 第17讲 第十一章 简单机械和功 章末自测卷 （考试时间：90分钟；满分：100分） 第一部分 选择题（共24分） 一、选择题（本题共12小题，每小题2分，共24分，每题只有一个选项符合题意） 1．小明使用筷子夹菜时，发现可将筷子视为杠杆。他用学过的杠杆知识对其中一根筷子做了分析，如图所示。以下选项错误的是（　　） A．F1为动力 B．L1为动力臂 C．F2为阻力 D．L2为阻力臂 2．如图甲所示是欧洲中世纪使用的吊车，如图乙所示是我国古人使用的绞车。关于吊车与绞车的认识，下列说法错误的是（　　） A．图甲的吊车是轮轴与定滑轮的组合 B．图甲中工人脚踩巨轮走过的距离一定大于重物上升的高度 C．图乙的绞车是轮轴与定滑轮、动滑轮的组合 D．图乙中的定滑轮改变了施力方向 3．机器狗能帮助人们搬运重物；不计空气阻力，下列四种情境中，机器狗对重物A做功的是（　　） A．蹲着不动 B．托举重物匀速竖直上升 C．站着不动 D．承载重物匀速水平移动 4．如图两名运动员，甲比乙高，若他们举起相同质量的杠铃所用的时间相等，则（　　） A．甲、乙对杠铃做功相等，乙的功率大 B．乙对杠铃做功较多，功率较小 C．甲对杠铃做功较多，甲、乙功率相等 D．甲对杠铃做功较多，功率较大 5．小明用滑轮组把一箱货物从一楼提升到三楼，感到很“吃力”，他在滑轮组的轴上加润滑油后，感觉好多了。则加上润滑油后，下列说法正确的是（　　） A．小明做的有用功减小、总功不变，滑轮组的机械效率减小 B．小明做的有用功增加、总功增加，滑轮组的机械效率不变 C．小明做的有用功减小、总功减小，滑轮组的机械效率不变 D．小明做的有用功不变、总功减小，滑轮组的机械效率增大 6．如图所示是《天工开物》中古人用脚踏碓（duì）舂米（将稻米去皮）的情景。脚踏碓是用柱子架起一根木杠，木杠绕着O点能够上、下转动，杠的前端装有锥形石头，不断用脚踩踏木杠后端，就可以舂米。下列分析正确的是（　　） A．脚踏碓相当于省力杠杆 B．石头重力做的功是额外功 C．使用这种杠杆可以省功 D．人对碓做的功是总功 7．如图，轻质杠杆OA的中点悬挂一个重物，在A端施加一个拉力F，逆时针缓慢改变拉力F的方向到图示虚线的位置，这个过程中杠杆始终在水平位置平衡，下列说法正确的是（　　） A．力F的大小变大 B．力F的大小先变大后变小 C．力F的力臂先变小后变大 D．力F和它力臂的乘积始终保持不变 8．如下图所示，物体A重50N，物体B重30N，物体A在绳子拉力的作用下向右做匀速直线运动。如果在物体A上加一个水平向左的力F拉动物体A，使物体B匀速上升，则该拉力F的大小为（滑轮和绳子的重力及绳子与滑轮之间的摩擦均不计）（   ） A．10N B．20N C．30N D．50N 9．如图所示，物体在相同力F的作用下分别在光滑水平面、粗糙水平面和斜面上沿力的方向移动了相同的距离s，力F做的功分别为，则它们之间的关系是（   ） A． B． C． D． 10．如图所示，A、B两物体叠放在水平桌面上，，，A、B均为正方体，边长分别为20cm、10cm。在拉力的作用下，5s内，物体A、B一起向右匀速直线移动了3m。若不计滑轮和绳自重及绳与滑轮间的摩擦，下列说法错误的是（　　） A．A与B之间的摩擦力为0 B．A对地面的压强为2500Pa C．绳子自由端移动的速度为1.2m/s D．拉力F做功的功率为30W 11．如图所示，小明用滑轮组将重为400N的货物匀速提升了2m，小明对绳子的拉力为250N，不计绳重及滑轮上的摩擦。下列说法正确的是（　　） A．动滑轮的重力为50N B．滑轮组做的有用功为500J C．滑轮组做的总功为500J D．滑轮组的机械效率为80% 12．如图甲所示，在粗糙程度均匀的水平地面上运动的物体，受到方向不变的水平拉力F的作用（　　） A．0-3s内拉力做功9J B．3-6s内拉力的功率逐渐变小 C．3~6s物体受到的摩擦力为9N D．9-12s内拉力做功18J 第二部分 非选择题（共76分） 二、填空题（本题共9小题，每空1分，共29分） 13．如图所示是常用的核桃夹，当用力握住C点夹核桃时，可把________点看作支点，此时核桃夹相当于一个________杠杆，动力臂_______阻力臂（选填“大于”或“小于”）。若想更省力一点，手应握在________（选填“靠近”或“远离”）A点处。 14．在我国古代，简单机械就有了许多巧妙的应用。如图甲所示，护城河上安装的吊桥，在拉起吊桥过程中，滑轮C属于________（选填“定”或“动”）滑轮，吊桥可看作支点为________（选填“A”“B”或“C”）点的杠杆。如图乙所示，用滑轮拉着一重为50N的物体竖直向上匀速运动，利用该滑轮能省________（选填“力”或“功”）。若滑轮重10N，不计绳重及摩擦，拉力F为________N。 15．小梅同学先用10N的水平力推动水平地面上重50N的小车匀速直线前进5m，推力所做的功为 _______J；再用20N的水平力推动小车加速直线前进5m，则该加速过程中推力所做的功为 ________J；整个过程中，小车重力做的功为 _____J。 16．某老旧小区改造工地，工人用起重机将重的施工材料匀速吊上6m高工作台，用了10s。施工材料上升的速度是___________m/s；起重机对施工材料做功___________J，做功的功率是___________W。 [2]起重机对施工材料做的功W=Gh=1.2×104N×6m=7.2×104J [3]起重机做功的功率 17．如图所示，在斜面上将一个重600N的物体匀速拉到高处，沿斜面向上的拉力，拉动的距离，提升高度，所用时间。则此过程中对物体做的有用功为_______J，拉力F做的总功为_______J。此斜面的机械效率为_______。 18．如图，是使用手机和自拍杆自拍时的示意图。已知自拍杆长1m（质量忽略不计），手机对杆竖直向下的作用力F2为3N，图中l1为10cm、l2为80cm，则手垂直于杆的动力F1为______N；若F2的大小和方向不变，l1不变，延伸自拍杆到1.5m，则F1的大小变为______N；若自拍杆长度、F2的大小和方向、F1的位置和方向不变，减小自拍杆与水平方向夹角的过程中，F1的大小______（选填“变大”“变小”或“不变”）。 19．如图所示，物体甲、乙在滑轮组的作用下均保持静止，物体甲重12N，乙重10N，不计滑轮重、绳重和摩擦时，则A点受到的力是________N，B点受到的力是________N，物体甲对地面的压力是________N。 20．如图甲所示，小华用水平推力F把放在水平地面上的木箱向前推动。在此过程中，推力F的大小随时间t变化的情况如图乙所示，木箱运动速度v的大小随时间t变化的情况如图丙所示，则1~3s内木箱做___________（选填“匀速”或“变速”）运动；3~5s内推力对木箱做的功是___________J，功率是___________W。 21．如图所示，用定滑轮匀速提升重为90N的物体，所用拉力F=100N，经过2s物体上升0.2m，拉力F做的功为______J，拉力F做功的功率为______W。此过程中定滑轮的机械效率为______。 三、解答题（第22题每小题2分，其余每空1分，共47分） 22．（6分）按下列要求作图。 （1）如图甲所示，杠杆OA在动力的作用下可绕O点转动，请画出动力的力臂和阻力的示意图（保留作图痕迹）。 （2）如图乙所示，站在地上的人用滑轮组提升重物，画出最省力的绳子绕法； （3）图丙所示，人们用盘子夹可以既方便又安全的取出蒸食物的盘子。盘子夹的一侧可简化为图丁所示的杠杆，O为支点。请在图丁中画出作用在A点的最小动力及力臂的。 23．（10分）在“探究杠杆平衡条件”的实验中： （1）实验开始时，杠杆的位置如图甲所示，此时杠杆______（是/不是）平衡状态。为使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆的平衡螺母向______端移动，在实验过程中让杠杆在水平位置平衡的目的是______。 （2）杠杆平衡后，小英同学在图乙所示的A位置挂上两个钩码，可在B位置挂上______个钩码，使杠杆在水平位置平衡。若此时两边同时再加一个钩码，杠杆将向______端倾斜。 （3）取下B位置的钩码，改用弹簧测力计拉杠杆的B点，当弹簧测力计由位置a转至位置b的过程中，杠杆在水平位置始终保持平衡（如图丙），测力计示数将______。 （4）如图丁所示，已知每个钩码重，杠杆上每个小格长度为2cm，当弹簧测力计在C点斜向上拉（与水平方向成角）杠杆，使杠杆在水平位置平衡时，弹簧测力计示数大小为______N。 （5）调节杠杆平衡后，在不同的位置挂不同数量的钩码，使杠杆重新平衡，得到如表中的实验数据： 次数 动力 动力臂 阻力 阻力臂 1 5 8 8 5 2 4 10 10 4 3 3 15 15 3 记录数据后，某同学分析实验数据得到如下结论：；请判断该同学结论与实验结果______，与杠杆平衡条件______（相符/不符），你排除该同学结论的理由是______。 24．（7分）如图所示小海在“探究使用定滑轮和动滑轮工作时的特点”的实验中，测得数据如表所示： 钩码重G/N 钩码升高高度h/m 测力计示数F/N 测力计移动距离s/m 甲 1 0.2 1 0.2 乙 1 0.2 1 0.2 丙 1 0.2 0.55 0.4 请你分析： （1）比较甲、乙两图及实验数据，可得到的初步结论是：使用定滑轮___________； （2）在探究定滑轮工作的特点时，按照图乙操作，觉得读数不方便，于是把测力计倒过来，即测力计吊环系在拉绳上，用手拉挂钩，测力计的示数___________（变大/变小/不变）； （3）在探究动滑轮工作特点时，先测出钩码和动滑轮的总重力，然后按照图丙组装动滑轮，实验时，___________向上拉弹簧测力计，使钩码___________上升。 （4）把钩码升高相同的高度，比较乙和丙实验数据，可得到的初步结论是：使用动滑轮可以___________，但必须费___________； （5）如果要得到正确的结论，还必须进行多次测量，目的是___________。 A．从多次实验中选取最准确的数据 B．多次测量取平均值，减小误差 C．从特殊现象中得到普遍规律 D．利用控制变量法 25．（6分）小明同学利用所学的物理知识测量自己引体向上时克服重力做功的平均功率。 （1）用_________测量自己的质量m。 （2）用刻度尺测出自己每次引体向上的平均高度h。 （3）用_________测出引体向上n次所用的_________（填物理量与其对应字母）。 （4）引体向上时，克服自身重力的平均功率P=_________（用所测物理量和已知量符号表示）。 （5）小华和小明引体向上的平均高度相同，假设把每分钟做引体向上的平均次数定义为频率。则( ) A．体重相同，频率高的平均功率小 B．频率相同，引体向上时间长的平均功率大 C．频率相同，体重大的平均功率大 D．体重相同，引体向上时间长的平均功率大 （6）若小华的质量为60kg，每次重心上升高度为40cm，每分钟引体向上25次，在1min内他克服重力做功的平均功率为_________W。（g取10N/kg） 26．（4分）在“再探动滑轮”活动中，实验装置如图所示。 （1）实验时，用弹簧测力计匀速拉绳的一端，弹簧测力计拉力的方向应该是_________。 （2）一次实验时，所挂重物的重为4N，重物上升的高度为0.2m，弹簧测力计的示数为2.5N，绳端上升的高度为0.4m。则动滑轮的机械效率为_________。 （3）如果要提升更重的物体，动滑轮的机械效率将（　　） A．变大 B．变小 C．不变 D．都有可能 （4）使用动滑轮提升重物时，产生额外功的原因有（写出两条）：___________ 27．（6分）杆秤是我国古代劳动人民的一项伟大发明，小明仿照图甲所示的杆秤用轻质细杆制作了一个杆秤（如图乙所示），B、C处各有一秤纽。秤砣最远可移至E点，已知AB=BC=4cm，BD=DE。秤砣的质量为0.4kg，秤杆、秤钩和秤纽的质量均忽略不计。为了在杆秤上标定出测量需要的刻度值，将质量为3kg的钩码挂在秤钩上，用手提起B处的秤纽，移动秤砣在秤杆上悬挂的位置，至D点时，秤杆达到水平平衡，此时就可以在D点标定出刻度值为m1=3kg。g=10N/kg。求： （1）BD的长度； （2）提起C处的秤纽时，在D点应标定出的刻度值m1'； （3）此杆秤能称量物体的最大质量m最大。 28．（8分）某起重机的滑轮组结构示意如图所示，其最大载重为5t。起重机将4800kg的钢板匀速提升到10m高的桥墩上，用时100s。若拉力的功率恒为6kW，提升过程克服钢丝绳重、摩擦做的功为J，每个滑轮均相同，g取10N/kg。求： （1）克服钢板重力做的功； （2）拉力做的总功； （3）本次起重过程中滑轮组的机械效率； （4）每个滑轮的重力。 / 学科网（北京）股份有限公司 $