第11章 简单机械和功 单元测试题-2026-2027学年九年级上册物理苏科版

**基本信息** 本单元卷聚焦“简单机械和功”，通过选择、填空、实验等多题型，覆盖杠杆、滑轮、功、功率及机械效率核心知识，结合生活（晾衣架）、科技（港珠澳大桥吊装）、文化（《天工开物》脚踏碓）情境，强化物理观念与科学思维，适配初中物理单元复习。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|19/19|杠杆力臂分析、滑轮分类、功的判断|以《天工开物》脚踏碓考杠杆分类，体现文化传承| |填空题|12/27|滑轮组计算、功率图像分析|结合功率-质量图像考搬运效率，培养科学推理| |实验探究|2/13|杠杆平衡条件、滑轮组机械效率|设计蜡烛跷跷板探究杠杆平衡，渗透科学探究| |计算/解答|6/38|机械效率综合计算、双滑轮组设计|港珠澳大桥吊装考滑轮组省力原理，关联科技前沿|

第11章 简单机械和功 一．选择题（共19小题，满分19分，每小题1分） 1．（1分）用力捏开夹子的过程，夹子可视为杠杆。下列四幅图中，夹子的支点、动力、阻力标注均正确的是（　　） A． B． C． D． 2．（1分）如图所示的各种工具，正常使用时省力的是（　　） A．定滑轮 B．动滑轮 C．筷子 D．天平 3．（1分）一名同学从地上捡起物理书放到课桌上，此过程中他对书做的功约为（　　） A．0.2J B．2J C．20J D．200J 4．（1分）甲、乙两台机器，甲的功率比乙的大，说明和乙相比，甲做功（　　） A．更多 B．更快 C．时间更短 D．效率更高 5．（1分）如图所示是《天工开物》中古人用脚踏碓舂米（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．使用“锥形石头”可以增大压强 6．（1分）如选项图所示，关于动力F1的力臂l1的示意中，正确的是（　　） A． B． C． D． 7．（1分）家用的手摇晾衣架如图所示，它实际是由定滑轮和动滑轮组成的滑轮组。假设衣服和晾衣架的总重为160N（不计动滑轮重、绳重及摩擦），以下说法正确的是（　　） A．静止时，绳子自由端的拉力是80N B．绕在动滑轮上的绳子段数是4段 C．如果晾衣架上升1m，则绳子自由端移动5m D．此滑轮组能省力，但不能改变力的方向 8．（1分）下列实例中，没有对物体做功的是（　　） A．运动员举起杠铃的过程 B．小明将书包背上楼 C．小华推木箱推而未动 D．运动员将弓拉弯的过程 9．（1分）设在平直的公路上以一般速度行驶的自行车所受的阻力约为人和车重的0.02倍，则骑车人的功率最接近于（　　） A．30瓦 B．100瓦 C．500瓦 D．1000瓦 10．（1分）如图所示，甲、乙分别为同一滑轮组的不同绕法，忽略绳重及一切摩擦。用图甲绕法匀速提升重为900N的物体时，机械效率为90%，下列判断正确的是（　　） A．拉力F1的大小为450N B．用图乙绕法匀速提升400N重物时，机械效率为85% C．分别用两种绕法匀速提升相同重物时，图乙绕法机械效率大 D．分别用两种绕法匀速提升相同重物升高相同高度，F1、F2做功相等 11．（1分）图甲是小明手拉拉杆箱静止时的情形，图乙为其示意图。小明施加在拉杆顶端A点的拉力为F，方向与OA成30°夹角；B点为拉杆箱的重心。已知拉杆箱总重为200N，OA长为100cm，OC长为20cm，OA与地面成45°角。下列说法正确的是（　　） A．拉杆箱此时相当于费力杠杆 B．力F的大小为80N C．若拉杆箱保持图乙所示的情况，使拉力方向逆时针旋转60°，则A点的拉力增大 D．若F与拉杆的夹角不变，拉杆箱与地面的夹角越大，使拉杆箱保持静止时所需的力F越大 12．（1分）两位同学爬同一座楼，甲同学先到达楼顶，下列说法正确的是（　　） A．甲同学做功一定多 B．乙同学做功一定多 C．甲同学功率一定大 D．无法确定谁的功率大 13．（1分）港珠澳大桥的成功建成离不开我国自行制造的世界上最大的吊装船“振华30”，如图是“振华30”正在吊装重达6000t沉管隧道最后的一段，吊装中使用了非常复杂的滑轮组，下列有关说法正确的是（　　） A．使用滑轮组是为了省力 B．滑轮组中动滑轮的作用是改变力的方向 C．图中钢丝绳股数很多，是为了提高滑轮组的机械效率 D．该滑轮组的机械效率可能大于100% 14．（1分）下列生活中的简单机械，正常使用时属于省力杠杆的是（　　） A．筷子 B．鱼竿 C．托盘天平 D．瓶盖起子 15．（1分）如图所示，物体A重100N，在水平拉力F＝20N的作用下，以0.2m/s的速度沿水平地面匀速直线运动了10s。已知滑轮组的机械效率为80%，下列说法错误的是（　　） A．受到的摩擦力为48N B．拉力F做功的功率为8W C．拉力F做的总功为120J D．拉力F做的有用功为96J 16．（1分）如图所示，O为杠杆的支点，A点挂一重物，为使杠杆在水平位置平衡，在B点施加动力的方向可能沿（　　） A．BM方向 B．BN方向 C．BQ方向 D．BP方向 17．（1分）如图，三个滑轮分别拉同一物体沿同一水平地面做匀速直线运动，所用的拉力分别为F1、F2、F3则下列关系式中正确的是（　　） A．F3＞F1＞F2 B．F3＞F2＞F1 C．F2＞F1＞F3 D．F1＞F2＞F3 18．（1分）如图甲所示，小海同学用弹簧测力计沿水平方向拉动木块，乙图为弹簧测力计的示数F随时间t的变化，丙图为木块的速度v随时间t的变化，下列说法正确的是（　　） A．在0﹣2s内，木块静止，没有受到摩擦力的作用 B．在2﹣4s内，摩擦力大小为5N C．在4﹣6s内，拉力F做功的功率为2.5W D．在4﹣6s内，拉力F做功4J 19．（1分）如图所示，关于简单机械，下列说法正确的是（　　） A．食品夹在正常使用过程中，相当于一个省力杠杆 B．在旗杆顶部安装定滑轮是为了改变拉力的方向 C．盘山公路相当于一个斜面，可以省功 D．不计绳重、滑轮重与摩擦，拉力FG 二．填空题（共12小题，满分27分） 20．（2分）图甲国旗杆顶部这一机械的作用是 　 　 ；图乙是用于松紧内六角螺丝的扳手，AB＞BC。使用时如图丙所示，该工具使用时是一个 　 　 （选填“滑轮”或“轮轴”）。 21．（2分）轴固定不动，不随重物一起移动的滑轮叫作 　 　 滑轮。轴随重物一起移动的滑轮叫作 　 　 滑轮。 22．（2分）如图所示，小江用滑轮组匀速提升一个重为600N的物体，他拉绳的力F为250N，若不计绳重和摩擦，则动滑轮的重力为 　 　 N，当物体上升的速度为0.1m/s时，拉力做功的功率为达 　 　 W。 23．（2分）小明用30N的水平推力，将重为200N的购物车沿水平地面向前推动了10m，在此过程中，推力对购物车做功 　 　 J，支持力对购物车做功 　 　 J。 24．（3分）现有30包大米，每包质量为5kg。小明想尽快将它们搬上10m高处的库房。如图为小明可以提供的用于搬动物体的功率与被搬运物体质量之间的关系图像。由图可知他可以提供的最大功率为 　 　 W；他将大米全部搬上库房总共做功 　 　 J；为了尽可能快地将大米搬上库房，若每次下楼时间是上楼时间的一半，则他最快完成搬运任务并返回原地所用的时间为 　 　 s。（g＝10N/kg） 25．（2分）如图甲所示，放在水平地面上的物体C受到水平拉力F的作用，F﹣t图像和该物体的v﹣t图像分别如图乙、丙所示。第5s时，该物体受到的摩擦力大小为　 　 N；6～9s内，拉力F所做的功为　 　 J。 26．（3分）如图所示的滑轮组，在拉力F的作用下，物体A以0.01m/s的速度匀速直线运动了10s。物体A受到的摩擦力为4.2N，弹簧测力计示数为2N（不计绳、弹簧测力计和滑轮重）。则绳子自由端移动的距离为 　 　 m，拉力F的功率为 　 　 W，滑轮组的机械效率为 　 　 。 27．（3分）图甲中均匀木板AB重为8N、长为20cm，恰好有一半伸出水平桌面静止，在B端施加一个始终竖直向上的力F，当F＝　 　 N时，木板中点O恰好离开桌面；缓缓抬起B端的过程中，F的力臂变 　 　 ，如图乙，若在A端放一重为10N、边长为2cm的均匀物体M，M左端与木板A端对齐，向右缓慢推动木板 　 　 cm，AB恰好翻倒。 28．（2分）在图示固定斜面装置中，将一物块先从该斜面左侧底端沿斜面匀速拉到顶端，总功为3J，额外功为1J。后改为从斜面右侧底端沿斜面将该物块匀速拉到顶端，总功为2.5J。通过计算可知，斜面 　 　 侧的机械效率较高，可能的原因是 　 　 。 29．（2分）如图所示，用始终竖直向上的力匀速拉动较长的杠杆，使重36N的物体缓慢升高10cm，拉力大小F为16N，拉力移动的距离为25cm。将物体从该位置拉到水平位置时，杠杆的机械效率为　 　 。若将物体移到B点，用同样大小的力把物体提升到相同的高度，机械效率　 　 。 30．（2分）如图所示，甲、乙两名同学各持一根较光滑的木根，在相距1m处面对面站立。另外一名同学取一根绳子，将绳子的一端系在其中一根木棍上，再按图示依次绕过两根木棍，木棍和绳子组成了一种简单机械，叫　 　 ，然后用较小的力缓慢拉动绳子的另一端，这两根木棍将　 　 （填“靠拢”或“分开”）。若丙同学用20N的力向左匀速拉绳子，左侧圆木棍不动，右侧圆木棍向左靠近10cm，则甲同学要用的力是　 　 N，此时丙同学拉力做的功是　 　 J。 31．（2分）小明用轻质杆制作了一把如图所示的杆秤，提纽所处位置相当于杠杆的 　 　 ；这把杆秤在不挂秤砣、不放物体时，提起提纽，恰好能水平平衡。在秤盘中放入物体后，将100g的秤砣移至B处时，秤杆再次水平平衡，此时OB＝3OA，则物体的质量为 　 　 g。 三．作图题（共1小题，满分3分，每小题3分） 32．（3分）杠杆OB可绕O点转动，请作出使杠杆在图示位置平衡的最小动力F，以及F的力臂L。（保留作图痕迹）。 四．实验探究题（共2小题，满分13分） 33．（7分）同学们利用蜡烛、细铁丝、杯子等制作了一个蜡烛“跷跷板”，如图甲。一端烛油滴下时，此端就上升，两端交替上下。为了寻找上述现象的原因，同学们用铁架台、杠杆（已在水平位置平衡）、质量相等的钩码等器材进行以下探究。 （1）图乙中杠杆水平平衡，分别改变一侧钩码的个数或悬挂位置，发现杠杆不再平衡。 小聪认为：影响杠杆平衡的因素是力的大小和支点到力的作用点的距离； 小明认为：影响杠杆平衡的因素是力的大小和支点到力的作用线的距离。 为判断谁的观点正确，同学们利用图丙中水平平衡的杠杆（OD＞OA＝OC）进行实验，保持B处悬挂钩码的个数和位置不变。 ①把A处悬挂的钩码改挂在C处，发现杠杆不再平衡。与A处相比，支点到力的作用点的距离　 　 （选填“变小”“不变”或“变大”）； ②把A处悬挂的钩码改挂在D处，发现杠杆仍保持平衡，这两种情况下　 　 的距离不变； ③由此初步判断　 　 的观点是正确的； （2）明确影响因素后，同学们利用图乙的器材探究杠杆平衡的条件，将实验数据记录在设计的表格中。 实验次数 动力F1/N a 阻力F2/N b 1 1.0 10 2.0 5 2 1.5 5 0.5 15 3 2.0 15 1.5 20 ①表格中a处应填写的内容是　 　 ； ②分析表中数据，得出杠杆平衡的条件是　 　 ； ③若在图乙中杠杆两侧钩码下端各加挂一个钩码，杠杆　 　 端下沉； （3）交替上下的蜡烛“跷跷板”，一端烛油滴下时，此端上升。原因是　 　 。 34．（6分）在“测量滑轮组机械效率”的实验中，小兵与同学们用同一滑轮组进行了三次实验（如图所示），实验数据记录如表： 次数 钩码重/N 钩码上升距离/cm 弹簧测力计示数/N 弹簧测力计上升距离/cm 机械效率 1 2 10 0.8 30 83.3% 2 4 10 1.5 30 ① 3 6 10 ② 30 90.9% （ 1）测量滑轮组机械效率实验原理是 　 　 ； （2）实验时应 　 　 拉动弹簧测力计，并用刻度尺测出物体上升的高度和自由端移动的距离； （3）表格中编号①处的数据为 　 　 ；编号②处的数据为 　 　 （观察丙图）； （4）分析数据可得结论：　 　 。 五．解答题（共2小题，满分12分，每小题6分） 35．（6分）某小组在研究动滑轮的使用特点时，发现使用动滑轮有时可以省力，有时不能省力。为了探究上述问题，他们重新进行了实验，分别测量了滑轮所受的重力G滑和物体所受的重力G物，并将相关数据记录在了表格中。 （1）根据表1和表2中的数据，分析使用动滑轮时，“省力”“费力”以及“既不省力也不费力”对应的条件。 表1：G滑＝2N 实验序号 G物/N F/N 1 1 1.5 2 2 2.0 3 4 3.0 表2：G滑＝4N 实验序号 G物/N FN 4 2 3.0 5 4 4.0 6 6 5.0 （2）在不能忽略滑轮所受重力的情况下，总结使用动滑轮所需拉力F与滑轮重力G滑和物体重力G物之间关系的表达式。 36．（6分）如图所示，汽车掉入斜坡下的坑里，斜坡道路附近恰好有一棵大树，车上恰好有两只滑轮和一条足够长的绳子。只使用上述器材，在不剪断绳子的情况下，怎样才能用最小的力把汽车拉上来？试画出你构想的示意图。 六．计算题（共4小题，满分26分） 37．（8分）如图所示是建筑工人用滑轮组提升建筑材料的场景，在10s的时间内，工人师傅用竖直向上的拉力将建筑材料匀速提升了1m，已知拉力F为400N，建筑材料的重力G为1100N，不计绳重和摩擦，g取10N/kg。求这个过程中： （1）绳子自由端移动的距离； （2）拉力做的有用功是多少？ （3）滑轮组的机械效率是多少？ （4）动滑轮的质量是多少？ 38．（6分）一辆在水平路面上沿直线匀速行驶的货车，行驶时所受的阻力为车总重的10%，货车（含驾驶员）空载时重为2.5×104N。 （1）求货车空载行驶时所受的阻力。 （2）求货车以72km/h的速度空载匀速行驶时，10s内货车牵引力做的功。 （3）当货车装载1.1×104N重的货物，以72kW的额定功率匀速行驶时，求货车行驶的速度为多少m/s。 39．（6分）为创建文明城市，提升城市品味，我市对主要街道进行改造。如图是一辆汽车，发动机功率为160kW，运送5000kg的沙石，以5m/s的速度匀速运到坡顶，已知坡长300m坡与地面的夹角30°。求： （1）汽车上坡时的牵引力。 （2）汽车做的有用功。 （3）汽车运送沙石的机械效率。 40．（6分）在常州大观楼建设工地上，工人利用如图所示滑轮组将建筑材料提升至高处。 （1）若要在如图情况下使用最省力，请在图中用笔画线组装滑轮组； （2）在200N的拉力F作用下，用组装好的滑轮组将重为300N的建筑材料匀速提升，在20s内建筑材料竖直上升2m。不计绳重及摩擦，求：拉力F做功的功率； （3）若利用此滑轮组匀速提升400N货物，机械效率为多少？ 参考答案与试题解析 一．选择题（共19小题，满分19分，每小题1分） 1．【解答】解： A、阻力的方向应为垂直于杠杆向下，动力方向以及作用点、支点位置正确，故A正确； B、阻力的方向应该向下，故B错误； CD、阻力作用点不对，故CD错误。 故选：A。 2．【解答】解：A、定滑轮是等臂杠杆，不省力不省距离，故A不符合题意； B、动滑轮可以省力，故B符合题意； C、筷子是费力杠杆，故C不符合题意； D、天平是等臂杠杆，故D不符合题意。 故选：B。 3．【解答】解：根据生活经验可知，一本物理书的重力约2N，课桌高度在0.8m左右， 将一本物理书从地上捡起来放到课桌上所做的功约为：W＝Gh＝2N×0.8m＝1.6J，与2J最为接近。 故选：B。 4．【解答】解：A、甲的功率比乙的大，只能说明甲做功快，由于不知道时间，所以甲做的功不一定比乙多，故A错误； B、功率是反映做功快慢的物理量，甲的功率比乙的大，说明甲做功比乙做功快，故B正确； C、由功率的变形公式W＝Pt可知，不知道做功多少，所以无法确定做功时间，故C错误； D、功率是反映做功快慢的物理量，而机械效率是指有用功占总功的比值，二者没有必然的联系，故D错误。 故选：B。 5．【解答】解：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、使用任何机械都不能省功，故C错误； D、使用“锥形石头”，是在压力一定的情况下，减小受力面积增大压强，故D正确。 故选：D。 6．【解答】解：因为动力的力臂的作法是过支点作动力作用线的垂线段，而AB选项中力臂与动力作用线不垂直，则所作力臂是错误的，所以A、B选项错误； 又因为D选项中，表示力臂在力的作用线上，不是支点到动力作用线的距离，故D选项错误，C选项正确。 故选：C。 7．【解答】解：AB、由图可知，n＝4，不计动滑轮重、绳重及摩擦，静止时，绳子自由端的拉力为： FG160N＝40N，故A错误，B正确； C、如果晾衣架上升1m，则绳子自由端移动的距离为s＝nh＝4×1m＝4m，故C错误； D、滑轮组是将定滑轮与动滑轮结合在一起，既能省力，又能改变力的方向，故D错误。 故选：B。 8．【解答】解：A、运动员举起杠铃的过程中，有力作用在杠铃上，杠铃在力的方向上通过了距离，举力对物体做功，故A不合题意； B、背着书包上楼，有力作用在书包上，书包在力的方向上通过了距离，有力对物体做功，故B不合题意； C、小华推木箱推而未动，木箱没有在力的方向上通过距离，力对木箱没有做功，故C符合题意； D、运动员将弓拉弯的过程，弓发生形变，力对弓做了功，故D不符合题意。 故选：C。 9．【解答】解：人和车的总质量可能为80kg，则人以5m/s的速度在平直公路上骑行时，人对自行车的牵引力F＝f＝0.02G＝0.02mg＝0.02×80kg×10N/kg＝16N，则骑车人的功率P＝Fv＝16N×5m/s＝80W，与100W最接近，故B正确。 故选：B。 10．【解答】解：A、图甲中n＝2，因为机械效率η，所以拉力F1500N，故A错误； B、图甲中，忽略绳重及一切摩擦时F（G+G动），则动滑轮的重力：G动＝2F1﹣G＝2×500N﹣900N＝100N， 在图乙中，忽略绳重及一切摩擦，克服动滑轮重做的功为额外功，则滑轮组的机械效率η80%，故B错误； C、分别用两种绕法匀速提升相同重物时，由η可知，两图中的机械效率相等，故C错误； D、分别用两种绕法匀速提升相同重物升高相同高度时，由W有＝Gh可知，两图中的有用功相等， 由W额外＝G动h可知，两图中的额外功相等， 因为W总＝W有+W额外，所以F1、F2做的总功相等，故D正确。 故选：D。 11．【解答】解：AB、根据重力是阻力，阻力臂是OC长为20cm；而动力臂是OA的一半，即50cm，阻力臂大于动力臂，属于省力杠杆，故A错误； 根据杠杆平衡条件可得G×OC＝FL，代入数据可得200N×20cm＝F×L，力F的大小为 故B正确； C．若拉杆箱保持图乙所示的情况，使拉力方向逆时针旋转60°，则A点的拉力对应的力臂变大，由杠杆平衡条件得，A点的拉力减小，故C错误； D．若F与拉杆的夹角不变，拉杆箱与地面的夹角越大，箱子的重力不变，重力对应的力臂越短，拉力的力臂不变，由杠杆平衡条件得，使拉杆箱保持静止时所需的力F越小，故D错误。 故选：B。 12．【解答】解：两个同学的重力不明确，无法得出克服重力做功；甲同学先到达楼顶，由可知无法确定谁的功率大，故D正确，ABC错误。 故选：D。 13．【解答】解：A．使用滑轮组的主要目的是省力，同时还可以改变力的方向，故A正确； B．滑轮组中动滑轮的作用是省力，定滑轮的作用是改变力的方向，故B错误； C．使用滑轮组过程中，克服钢丝绳重和摩擦做的功是额外功，在有用功一定时，钢丝绳股数越多，额外功越多，机械效率越低；图中钢丝绳股数很多，是为了省力，故C错误； D．使用机械时不可避免地要做额外功，总功一定大于有用功，所以机械效率总是小于100%，故D错误。 故选：A。 14．【解答】解：A、筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故A错误； B、鱼竿在使用过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故B错误； C、托盘天平在使用过程中，动力臂等于阻力臂，属于等臂杠杆，故C错误； D、瓶盖起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故D正确。 故选：D。 15．【解答】解：A、由图可知，n＝3，根据η可知，物体与地面间的滑动摩擦力为： f＝nηF＝3×80%×20N＝48N，故A正确； B、拉力F做功的功率为： PFv'＝Fnv＝20N×3×0.2m/s＝12W，故B错误； C、拉力F做的总功为： W总＝Fs'＝Fns＝Fnvt＝20N×3×0.2m/s×10s＝120J，故C正确； D、拉力F做的有用功为： W有＝fs＝fvt＝48N×0.2m/s×10s＝96J，故D正确。 故选：B。 16．【解答】解：A点的物体向下拉杠杆，使得杠杆顺时针转动，为了使杠杆在水平位置平衡，作用在B点的力应使得杠杆逆时针转动，故方向向上，BN方向的力臂为0，不能使得杠杆平衡，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选：A。 17．【解答】解：不计滑轮重和绳子与滑轮之间的摩擦： 假设物块与地面的摩擦力为f， 左滑轮为定滑轮，F1处于绳端，所以F1＝f； 中滑轮为动滑轮，F2处于绳端，则F2f； 右滑轮为动滑轮，滑轮、物体匀速运动，滑轮受到向左的力2f等于向右的拉力F3，即F3＝2f； 故F2＜F1＜F3； 故选：A。 18．【解答】解：A、由图丙可知，在0﹣2s内，木块静止，受到拉力和摩擦力是平衡力，木块受到摩擦力的作用，故A错误； B、由v﹣t图象可知，在4s～6s物体做匀速直线运动，处于平衡状态，受到的摩擦力与推力是一对平衡力，则推力等于摩擦力，由F﹣t图象知F＝4N，故摩擦力f＝4N；2～4s内，物体对水平面的压力不变，接触面的粗糙程度不变，木块受到的摩擦力不变，为4N，故B错误； C、由v﹣t图象可知，在4s～6s物体做匀速直线运动，速度是0.5m/s，拉力F做功的功率PFv＝4N×0.5m/s＝2W，故C错误； D、在4﹣6s内，拉力F做功W＝Pt＝2W×2s＝4J，故D正确。 故选：D。 19．【解答】解：A、食品夹在正常使用过程中，杠杆的动力臂小于阻力臂，不能够省力，是费力杠杆，故A错误； B、使用定滑轮可以改变力的方向，故B正确； C、任何机械都不能省功，故使用斜面不可以省功，故C错误； D、若不计滑轮重、绳重与摩擦，由图可知，n＝2，则拉力FG，故D错误。 故选：B。 二．填空题（共12小题，满分27分） 20．【解答】解：图甲中国旗杆顶部的机械是定滑轮，定滑轮的实质是等臂杠杆，其作用是改变力的方向； 图乙用于松紧内六角螺丝的扳手，在使用时，以螺丝的中心为轴转动，符合轮轴的特征（轮轴由轮和轴组成，能绕共同轴线旋转的机械），所以该工具使用时是一个轮轴。 故答案为：改变力的方向；轮轴。 21．【解答】解：边缘有槽，可绕中心轴转动的轮子，叫作滑轮，最基本的有两种：固定在一个地方不能移动的滑轮叫作“定滑轮”，和重物一起移动的滑轮叫作动滑轮。 故答案为：定；动。 22．【解答】解：由图得，滑轮组承担物重绳子的股数n＝3， 不计绳重和摩擦，则， 动滑轮的重力为G动＝nF﹣G物＝3×250N﹣600N＝150N； 拉力移动的速度v＝nv物＝3×0.1m/s＝0.3m/s， 拉力做功的功率为达P＝Fv＝250N×0.3m/s＝75W。 故答案为：150；75。 23．【解答】解： （1）推力对购物车做功： W＝Fs＝30N×10m＝300J； （2）购物车在水平地面上移动10m，支持力的方向竖直向上，购物车没有在支持力的方向上移动距离，所以支持力不做功，即购物车的支持力做功为0J。 故答案为：300；0。 24．【解答】解：①图中曲线最高点的坐标为（15、50），其物理意义是：当搬动质量为15kg物体时，他提供的最大功率（最大输出功率）为50W； ②他将大米全部搬上库房总共做功：W＝nmgh＝30×5kg×10N/kg×10m＝15000J； ③30包大米总质量为150kg，一包大米的质量为5kg，为了尽可能快地将大米搬上库房，他应提供的功率最大，他每次应搬15kg（3包）的大米； 每次搬运的大米的重力：G＝mg＝15kg×10N/kg＝150N， 每次做功：W′＝Gh＝150N×10m＝1500J，每次上楼所用时间： ， 每次下楼所用的时间是15s，下楼时间是上楼时间的一半，一个来回需要的时间是：30s+15s＝45s， 搬30 包大米需要10 个来回，所以所用是时间一共是：45s×10＝450s。 故答案为：50；15000；450。 25．【解答】解：由v﹣t图像可知，6～9s内物体以v＝1m/s的速度做匀速直线运动，由F﹣t图像可知，6～9s内物体受到的拉力F＝4N，因物体做匀速直线运动时，受到的摩擦力和拉力是一对平衡力，二力大小相等，所以，滑动摩擦力的大小为4N； 由v﹣t图像可知，4～6s内物体做匀加速直线运动，因滑动摩擦力的大小只与接触面的粗糙程度和压力的大小有关，与速度无关，所以，当t＝5s时，物体受到的摩擦力是4N； 由v可得，在6～9s过程中物体运动的距离：s＝vt＝1m/s×3s＝3m， 拉力对物体做的功：W＝Fs＝4N×3m＝12J。 故答案为：4；12。 26．【解答】解：从图中可知n＝3，绳子自由端的速度v＝nv物＝3×0.01m/s＝0.03m/s， 绳子自由端移动的距离s＝vt＝0.03m/s×10s＝0.3m； 不计绳、弹簧测力计和滑轮重，弹簧测力计示数为2N，则拉力为2N， 根据PFv可知拉力F的功率P＝Fv＝2N×0.03m/s＝0.06W； 滑轮组的机械效率η100%＝70%。 故答案为：0.3；0.06；70%。 27．【解答】解：（1）在B端施加一个始终竖直向上的力F，此时支点是A，阻力臂为AO，动力臂等于AB长，匀质木板，重心在中点，AB＝2AO， 根据杠杆的平衡条件知F×AB＝G×AO，则FG8N＝4N； 由于重力G和F都是竖直方向，力臂始终在水平方向，将B端缓缓抬起的过程中F的力臂变小； （2）如图乙所示，若在A端放一重为10N、长为2cm的匀质物体M，M的左端与木板的A端对齐， 设向右缓慢推动木板移动的距离为L时，该装置恰好翻倒，此时桌子边缘的C点为支点，木板的重心O向右移动的距离也为L（见上图），此时动力是木板的重力GAB＝8N，动力臂为L， 阻力F2＝GM＝10N，阻力臂：L2＝AO﹣LLM20cm﹣L2cm＝9cm﹣L， 根据杠杆平衡条件有：GABL＝F2L2， 代入数据可得：8N×L＝10N×（9cm﹣L），解得L＝5cm。 故答案为：4；小；5。 28．【解答】解：（1）利用两侧斜面提升同一物体，拉力做的有用功相同，从该斜面左侧底端沿斜面匀速拉到顶端，W总左＝3J；从斜面右侧底端沿斜面将该物块匀速拉到顶端，W总左＝2.5J， 由η可知，η左＜η右，即斜面右侧的机械效率较高； （2）利用斜面时克服物块受到的摩擦力做的功为额外功，斜面左侧倾斜程度较小，物块对斜面的压力较大，接触面粗糙程度相同，左侧斜面对物块的摩擦力较大，左侧斜面较长，由W额＝fs可知利用斜面左侧拉力做的额外功较大，而拉力做的有用功相同，所以左侧的总功较大。 故答案为：右；利用斜面左侧拉力做的额外功较大。 29．【解答】解：（1）拉力所做的总功：W总＝Fs＝16N×0.25m＝4J， 克服物体重力做的有用功：W有＝Gh＝36N×0.1m＝3.6J， 所以杠杆的机械效率：η100%100%＝90%； （2）杠杆提升物体时，对重物做有用功，克服杠杆重做额外功，且W有+W额＝W总； 设杠杆重心升高的距离为h，不考虑摩擦，所以Gh1+G杠h＝Fh2，G不变，h1不变，G杠不变， 若将物体移到B点，用同样大小的力把物体提升到相同的高度，有用功不变； 杠杆上旋的角度减小，杠杆重心升高的距离h变小，克服杠杆重力所做的额外功变小； 则Gh1+G杠h变小，所以Fh2也变小；根据η可知，总功变小，有用功不变，所以η变大； 故答案为：90%；变大。 30．【解答】解：由题意可知，一根木棍相当于定滑轮，另一根相当于动滑轮，那么两根木棍和绳子组成的机械相当于滑轮组；用较小的力可以使两根木棍靠拢，说明了使用滑轮组可以省力； 若丙同学用20N 的力，由图可见甲同学那端木棍有6段绳子相连，因此拉力为20N×6＝120N； 右侧圆木棍向左靠近10cm，丙同学需要移动的距离为s＝7×10cm＝70cm＝0.7m，则W＝Fs＝20N×0.7m＝14J。 故答案为：滑轮组；靠拢；120；14。 31．【解答】解：（1）小明用轻质杆制作了一把如图所示的杆秤，提纽所处位置相当于杠杆的支点。 （2）在秤盘中放入物体后，将100g的秤砣移至B处时，秤杆再次水平平衡，此时OB＝3OA，则阻力F1＝mg＝100×10﹣3kg×10N/kg＝1N，根据杠杆的平衡条件，可得F1•OB＝F2•OA，F23×1N＝3N。 物体的重力G＝F1＝3N，物体的质量m0.3kg＝300g。 故答案为：支点；300。 三．作图题（共1小题，满分3分，每小题3分） 32．【解答】解：由杠杆平衡条件F1L1＝F2L2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，动力作用在B点，则OB为最长的动力臂，因此连接OB，过B点作垂直于OB向上的力，即为最小动力F的示意图，如图所示： 四．实验探究题（共2小题，满分13分） 33．【解答】解：（1）①由题意知，OD＞OA＝OC，当把A处悬挂的钩码改挂在C处，支点到力的作用点的距离不变，但杠杆不再平衡； ②把A处悬挂的钩码改挂在D处，支点到力的作用线的距离相同，发现杠杆仍保持平衡； ③由①②可知影响杠杆平衡的因素是力的大小和支点到力的作用线的距离，故小明的观点是正确的； （2）①由杠杆平衡条件可知，还需要测量力臂，因此a处应填：动力臂l1/cm，b处应填：阻力臂l2/cm； ②由表中数据可知，每一组实验中动力与动力臂的乘积都等于阻力与阻力臂的乘积，故得出杠杆的平衡条件是：动力×动力臂＝阻力×阻力臂。 ③设一个钩码的重为G，标尺上一格的长度为L，则在图乙中杠杆两侧钩码下端各加挂一个钩码，此时左侧：2G×2L＝4GL 右侧：3G×L＝3GL 因左侧力和力臂的乘积较大，故杠杆左端下沉； （3）当一端烛油滴下时，此端蜡烛的重力变小，导致此端的力和力臂的乘积变小，杠杆失去平衡，所以此端上升。 故答案为：（1）①不变；②支点到力的作用线；③小明；（2）①动力臂l1/cm；②动力×动力臂＝阻力×阻力臂；③左；（3）此端力和力臂的乘积变小。 34．【解答】解：（1）测定滑轮组机械效率的实验原理是η； （2）实验中要沿竖直向上匀速直线缓慢拉动弹簧测力计，弹簧测力计示数不变，便于读数； （3）表格中编号①是第2次实验测得滑轮组的机械效率为：η100%≈88.9%； 如图乙，弹簧测力计的分度值是0.2N，读数为2.2N； （4）通过比较1、2、3三次实验数据可知，使用的是同一滑轮组（已知条件），物体提升的高度相同，而物体的重力不同，且物体的重力越大，机械效率越高，所以可以得出结论：使用同一滑轮组提升不同重物（至同一高度）时，滑轮组的机械效率随所提升的物重增加而增大。 故答案为：（1）η；（2）沿竖直向上匀速直线缓慢；（3）88.9%；2.2；（4）使用同一滑轮组提升不同重物（至同一高度）时，滑轮组的机械效率随所提升的物重增加而增大。 五．解答题（共2小题，满分12分，每小题6分） 35．【解答】解：（1）分析1、4可知，当物重小于动滑轮重时，拉力大于物重，此时费力； 分析2、5可知，当物重等于动滑轮重时，拉力等于物重，此时既不省力也不费力； 分析3、6可知，当物重等于动滑轮重时，拉力小于物重，此时省力。 （2）由表格可知，当忽略绳重和摩擦时，绳子自由端的拉力总是等于物重和动滑轮重之和的一半，故可得F。 故答案为：（1）忽略绳重和摩擦时，当物重小于动滑轮重时，拉力大于物重，此时费力；当物重等于动滑轮重时，拉力等于物重，此时既不省力也不费力；当物重等于动滑轮重时，拉力小于物重，此时省力。（2）F。 36．【解答】解：由题意可知，车上恰好有两只滑轮和一条足够长的绳子，在不剪断绳子的情况下，即用一根绳子缠绕而成；要用最小的力把汽车拉上来，两个滑轮应该为动滑轮，此时绳子的拉力为阻力的四分之一，如下图所示： 。 六．计算题（共4小题，满分26分） 37．【解答】解：（1）由图可知，n＝3，则绳子自由端移动的距离为s＝nh＝3×1m＝3m； （2）拉力做的有用功为： W有＝Gh＝1100N×1m＝1100J； （3）拉力做的总功为： W总＝Fs＝400N×3m＝1200J， 机械效率为： ； （4）根据W总＝W有+W额可知，额外功为： W额＝W总﹣W有＝1200J﹣1100J＝100J， 不计绳重和摩擦，克服动滑轮重所做的功为额外功，由W额＝G动h知，动滑轮重力为： ， 动滑轮质量为： 。 答：（1）绳子自由端移动的距离为3m； （2）拉力做的有用功是100J； （3）滑轮组的机械效率是91.7%； （4）动滑轮的质量是10kg。 38．【解答】解：（1）由货车行驶时所受的阻力为车总重的10%可知，货车空载行驶时所受的阻力：f＝10%G空＝10%×2.5×104N＝2.5×103N； （2）因为货车做匀速直线运动，所以，由二力平衡条件可知，货车的牵引力：F＝f＝2.5×103N， 由v可知，货车10s内行驶的距离：s＝vt＝72km/h×10h＝0.2km＝200m， 则10s内货车牵引力做的功：W＝Fs＝2.5×103N×200m＝5×105J； （3）货车装载1.1×104N重的货物行驶时所受的阻力：f'＝10%G总＝10%×（2.5×104N+1.1×104N）＝3.6×103N， 因为货车做匀速直线运动，所以，由二力平衡条件可知，此时货车的牵引力：F'＝f'＝3.6×103N， 由PFv可知，货车行驶的速度：v20m/s。 答：（1）货车空载行驶时所受的阻力为2.5×103N； （2）10s内货车牵引力做的功为5×105J； （3）货车行驶的速度为20m/s。 39．【解答】解： （1）由P＝Fv可知，汽车上坡时的牵引力为； （2）坡长300m，坡与地面的夹角30°，根据三角形关系可知，坡的高度为150m，汽车做的有用功W有＝Gh＝mgh＝5000kg×10N/kg×150m＝7.5×106J； （3）汽车所做的总功为W总＝Fs＝3.2×104N×300m＝9.6×106J， 则汽车运送沙石的机械效率 。 答：（1）汽车上坡时的牵引力为3.2×104N。 （2）汽车做的有用功为7.5×106J。 （3）汽车运送沙石的机械效率为78.1%。 40．【解答】解：（1）按照题目要求﹣﹣人站在地面上向下拉绳子，如下图所示： ； （2）由图可知n＝2，绳子自由端移动的距离：s＝nh＝2×2m＝4m， 拉力做的总功：W总＝Fs＝200N×4m＝800J， 拉力做功的功率： P40W； （3）不计绳重和摩擦时，根据F（G+G动）得动滑轮的重力为： G动＝nF﹣G＝2×200N﹣300N＝100N； 滑轮组的机械效率为： η100%100%100%100%＝80%。 答：（1）见解答图； （2）拉力F做功的功率为40W； （3）若利用此滑轮组匀速提升400N货物，机械效率为80% 学科网（北京）股份有限公司 $