第十一章 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** 初中物理第十一章《简单机械和功》单元卷，覆盖杠杆、滑轮、功、功率、机械效率等核心知识点，通过多样化题型与真实情境设计，适配单元复习，强化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| |----|-----------|----------|----------| |选择题|10/30|杠杆类型、滑轮省力分析、功的判断|结合生活实例（如椅子杆件受力、镊子使用），考查物理观念| |填空题|5/12|压强计算、杠杆模型、功率|以树被吹倒为情境，建构杠杆模型，体现科学思维| |作图题|2/16|力臂画法、滑轮组绕法|规范操作技能，强化模型建构能力| |实验探究题|2/18|杠杆平衡条件、滑轮组机械效率|通过数据表格分析效率与物重关系，培养科学探究能力| |解答题/计算题|2/24|功、功率、机械效率计算|结合自行车骑行、起重机应用，联系实际，落实科学态度与责任|

第十一章 简单机械和功 一．选择题（共10小题，满分30分，每小题3分） 1．（3分）下列四把椅子中，杆件受拉的是（　　） A． B． C． D． 2．（3分）下列物品使用时属于费力杠杆的是（　　） A．金属镊子 B．瓶盖启子 C．工具钳子 D．托盘天平 3．（3分）如图所示的简单机械中，忽略机械自重、绳重以及摩擦，提升同一重物，最省力的是（　　） A． B． C． D． 4．（3分）如图所示，利用动滑轮提升物体，使其在10s内匀速上升4m，物体的重力为10N，动滑轮的重力为2N，不计绳重与摩擦。下列说法正确的是（　　） A．使用动滑轮可以省距离 B．物体运动的速度为4m/s C．拉力的大小为5N D．绳子自由端移动的距离为8m 5．（3分）如图所示的各种情况中，若不计损失，用同样大小的力F将重物匀速提升，物重最大的是（　　） A． B． C． D． 6．（3分）下列情景中，人对物体做了功的是（　　） A．用力搬石头但没有搬动 B．提着水桶在水平地面上走 C．推着小车在水平路面上前进 D．投掷出去的实心球在空中飞行 7．（3分）跳绳是杭州市体育中考的选考项目之一，男女生满分皆为185次/分。某位男生在体育中考中跳了190下，得了满分，则他的功率最接近于（　　） A．0.7W B．7W C．70W D．700W 8．（3分）如图，是一位同学组装的提升重物装置，他用100N的拉力F，在10s内把重150N的重物G提升4m，则此过程中（　　） A．该滑轮组的效率为75% B．他做的总功为1200J C．他做的有用功为800J D．他对滑轮组做功的功率为60W 9．（3分）如图，人们借助辘轳从井中汲水时，转动摇把，使绳子在轴筒上不断叠绕，从而将水桶从井中提出。下列说法不正确的是（　　） A．该装置相当于简单机械中的轮轴 B．该装置既可以省力，又可以省功 C．打水时克服绳重和桶重做的功是额外功 D．使用更轻的桶可以提高该装置的机械效率 10．（3分）如图甲所示的装置，A是重10N的空吊篮，绳子B和C能承受的最大拉力分别为100N和60N。质量为50kg的小张同学将A提升到高处，施加的拉力F随时间变化关系如图乙所示，A上升的速度v随时间变化关系如图丙所示。忽略绳重及摩擦（g＝10N/kg）。下列结论正确的是（　　） ①动滑轮的重力为9N； ②1～2s内拉力F做的功为4J； ③1～2s内拉力F的功率为4W； ④此装置提升重物的最大机械效率约为81.8% A．①④ B．①③ C．②③④ D．②③ 二．填空题（共5小题，满分12分） 11．（2分）如图甲所示，边长10cm的均匀正方体，重为90N，放在水平桌面中央，此时正方体对桌面的压强为 　 　 Pa。沿水平方向切下一部分a立放在水平桌面上，且使a对桌面压强为剩余部分b对桌面压强的1.5倍，如图乙、丙所示，再将b沿水平方向截取高度叠放在a的上表面，如图丁，此时a对桌面的压强为 　 　 Pa。 12．（3分）如图所示的甲、乙两棵树，它们的树冠和根系基本相同，只是乙比甲高。当我们研究哪棵树容易被大风吹倒或折断时，可以把树看作是一个 　 　 模型，由此可以判断出 　 　 树容易被吹倒或折断，理由是 　 　 。 13．（2分）小明用20N的水平推力，使重60N的木箱2s内在水平面上匀速移动了5m，此过程中推力做功的功率 　 　 W，木箱重力做功的功率为 　 　 W。 14．（3分）某同学用如图甲所示的滑轮组提升重210N的物体，不计各种摩擦，提升过程中拉力做功的部分数据如图乙所示，则有用功为 　 　 J，所用拉力为 　 　 N，动滑轮的重力为 　 　 N。 15．（2分）工人用如图所示的滑轮组提升货物，已知拉力大小为F，在时间t内将货物匀速提升了h，不计绳重和摩擦，则拉力做功的功率为 　 　 （用字母表示）；如果以更快的速度匀速提升货物，该滑轮组的机械效率会 　 　 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。 三．作图题（共2小题，满分16分，每小题8分） 16．（8分）如图 所示，杠杆处于平衡状态，物体A重200N，请画出物体A所受重力的示意图和拉力F的力臂。 17．（8分）如图所示，用两个滑轮组成滑轮组提升重物，请画出能改变自由端施力方向的滑轮组的绕法。 四．实验探究题（共2小题，满分18分） 18．（8分）小科利用铁架台、杠杆、钩码和弹簧测力计等器材探究杠杆的平衡条件，实验使用的钩码质量均相等，杠杆上每格长度均相等。 （1）当杠杆静止时如图甲所示，为了方便测量力臂，需要调节杠杆在水平位置平衡，应当将杠杆的平衡螺母向 　 　 （选填“左”或“右”）调节。 （2）在图乙所示的A、B位置各增加一个钩码，杠杆将会 　 　 （选填“仍然平衡”、“左端下沉”或“右端下沉”）。 （3）如图丙所示，用弹簧测力计先后在a、b位置拉杠杆上同一点C，杠杆都在水平位置平衡，弹簧测力计在a位置竖直向上的拉力为Fa，在b位置斜向上的拉力为Fb，则Fa　 　 Fb（选填“大于”、“等于”或“小于”）。 19．（10分）学习小组用如图所示的实验装置，完成“测量滑轮组的机械效率”实验。 次数 钩码重力G/N 提升高度h/m 拉力F/N 绳端移动的距离x/m 机械效率η 1 2 0.1 0.9 0.3 74% 2 4 0.1 1.6 0.3 83% 3 6 0.1 2.3 0.3 （1）本实验装置中，动滑轮的重量小于 　 　 N；（结果保留1位小数） （2）第3次实验中，滑轮组的机械效率为 　 　 %；（结果保留整数） （3）分析表中数据可以得出：使用同一个滑轮组提升物体时，被提升的物体越重，滑轮组的机械效率将越 　 　 （填“高”或“低”）； （4）另一组同学也利用该滑轮组，先后提升2N、4N、6N的钩码，完成了3次实验，但每次测得的机械效率均大于前一组同学的测量值，则可能的原因是 　 　 。（写出一条原因即可） 五．解答题（共1小题，满分12分，每小题12分） 20．（12分）星期一，小明骑自行车去上学。小明和自行车的总质量是80kg，当自行车以5m/s的速度在平直的道路上匀速行驶时，自行车所受阻力是其总重的0.02，小明以这样的速度骑行了2km。（g＝10N/kg） （1）小明施加给自行车的动力为多少？ （2）自行车行驶2km过程中动力所做的功为多少？功率为多少？ 六．计算题（共1小题，满分12分，每小题12分） 21．（12分）如图甲所示，塔式起重机在建设美好家园中大显身手，该起重机抽象出来的物理模型如图乙所示，AB是竖直支架，CD是水平臂，OC段为平衡臂，C端装有配重体，OD段为吊臂。E处装有滑轮，其钢丝绳穿绳简化示意图如图丙所示。（g取10N/kg） （1）某待起吊货物的质量为1.2t，货物与水平地面的接触面积为400cm2，则货物静止在水平地面时，对地面的压强是多少？ （2）已知配重体的质量为4500kg，OC＝10m，OE＝15m，若不计水平臂和滑轮重及部件间的摩擦，在E处可起吊的货物的最大重是多少？ （3）某次将重为8000N的货物竖直匀速提升5m，作用在连接起升电动机上的钢丝绳的拉力为5000N，则图丙中滑轮组的机械效率是多少？ 参考答案与试题解析 一．选择题（共10小题，满分30分，每小题3分） 1．【解答】解：图中的椅子面看成是杠杆，左端为支点，椅子面的重力使得杠杆顺时针转动，因而杆件使得杠杆逆时针转动，ABC都是给椅子面向上的支持力，故杆件受压力，而D杆件受到拉力作用，故D符合题意。 故选：D。 2．【解答】解：A、镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故A正确； B、瓶盖起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B错误； C、钳子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C错误； D、托盘天平在使用过程中，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆，不省力也不费力，故D错误。 故选：A。 3．【解答】解：忽略机械自重、绳重以及摩擦； A、A图为定滑轮，拉力等于重力，即F1＝G； B、B图为杠杆，根据F1L1＝F2L2可知，F2G； C、C图为动滑轮，F3G； D、D图为杠杆，动力臂L1OA，阻力臂L2OA，根据F1L1＝F2L2可知，F4＝G。 故选：B。 4．【解答】解：A、使用动滑轮可以省力，但费距离，故A错误； B、物体运动的速度：v0.4m/s，故B错误； C、不计绳重与摩擦，拉力的大小：F（G+G动）6N，故C错误； D、绳子自由端移动的距离：s＝2h＝2×4m＝8m，故D正确。 故选：D。 5．【解答】解：A、因为动滑轮的实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，使用动滑轮的好处是能够省一半的力；若拉力为F，忽略动滑轮重、绳重和摩擦，GA＝2F； B、因为定滑轮的实质是动力臂等于阻力臂的杠杆，所以使用定滑轮不能省力，好处是能够改变力的方向，若拉力为F，忽略绳重和摩擦，F＝GB； C、如图，滑轮组由两根绳承担物重，设将重物匀速提升的力为F，若不计摩擦、绳重和滑轮重，在C中，GC＝2F； D、如图，滑轮组由三根绳承担物重，设将重物匀速提升的力为F，若不计摩擦、绳重和滑轮重，在D中，GD＝3F； 由以上分析可知，同样大小的力，D图拉起的物体最重，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选：D。 6．【解答】解：A、用力搬石头但没有搬动，对石头施加了力，但石头没有在力的方向上通过距离，人对石头不做功，故A不符合题意； B、提着水桶在水平地面上走，人施加的力竖直向上，水桶在力的方向上没有移动距离，人对水桶没有做功，故B不符合题意； C、推着小车在水平路面上前进，小车在力的方向上通过了距离，人对小车做了功；故C符合题意； D、投掷出去的实心球在空中飞行，人不再对实心球施加力，人对实心球不做功，故D不符合题意。 故选：C。 7．【解答】解：中学生的质量约为50kg，重力约为G＝mg＝50kg×10N/kg＝500N， 每次起跳的高度约为4cm＝0.04m， 则他跳一次绳做的功：W＝Gh＝500N×0.04m＝20J； 他在整个跳绳过程中的功率：P63W，与70W较接近，故C符合题意。 故选：C。 8．【解答】解：C、拉力F做的有用功为： W有＝Gh＝150N×4m＝600J，故C错误； B、由图可知，n＝2，拉力F做的总功为： W总＝Fs＝Fnh＝100N×2×4m＝800J，故B错误； A、该滑轮组的效率为： η100%＝75%，故A正确； D、他对滑轮组做功的功率为： P80W，故D错误。 故选：A。 9．【解答】解：A．该装置由具有共同转动轴的大轮和小轮组成，因此该装置相当于简单机械中的轮轴，故A正确； B．由图可知，动力作用在该装置的轮上，阻力作用在轴上，此时动力臂大于阻力臂，由杠杆的平衡条件可知，该装置可以省力，但由功的原理使用任何机械都不省功可知，该装置不可以省功，故B错误； C．打水时对水做的功为有用功，但不得不对绳重和桶重做功，对绳重和桶重做的功是额外功，故C正确； D．使用更轻的桶，在提升高度相同时，由W额＝G桶h可知，额外功减小，在有用功相同时，由η分可知，此时可以提高该装置的机械效率，故D正确。 故选：B。 10．【解答】解： ①由图丙可知，在1～2s内，A被匀速提升，由图乙可知拉力F＝10N， 由图知，n＝2，忽略绳重及摩擦，拉力F（GA+G动），则动滑轮重力：G动＝2F﹣GA＝2×10N﹣10N＝10N，故①错误； ②由图丙可知，1～2s内，物体A做匀速运动，速度为vA＝0.2m/s，则物体A上升的距离为h＝0.2m， 则自由端移动的距离：s＝2h＝2×0.2m＝0.4m， 由图乙可知，1～2s内拉力F＝10N， 则1～2s内拉力F做的功：W＝Fs＝10N×0.4m＝4J，故②正确； ③由图丙可知，1～2s内，A上升的速度vA＝0.2m/s，拉力端移动速度v＝2vA＝2×0.2m/s＝0.4m/s， 1～2s内拉力F的功率：P＝Fv＝10N×0.4m/s＝4W，故③正确； ④忽略绳重及摩擦，C处绳子拉力FC（FB+G动）（FB+10N）， 则当C处最大拉力为60N时，B处拉力为110N＞100N； 当B处最大拉力为100N时，C处拉力为55N＜60N， 所以要以B处最大拉力为准，B处的拉力：FB＝GA+G货物＝100N， 则此装置最多能匀速提升货物的重力：G货物＝FB﹣GA＝100N﹣10N＝90N； 此装置提升重物的机械效率随提升物重的增大而增大，此装置提升重物的最大机械效率： η100%≈81.8%，故④正确。 故选：C。 二．填空题（共5小题，满分12分） 11．【解答】解：（1）正方体棱长l＝10cm＝0.1m，重为90N，放在水平桌面中央，此时正方体对桌面的压强为： ； （2）均匀正方体的体积为： V＝（10cm）3＝1000cm3＝1×10﹣3m3； 正方体的质量为： m9kg； 正方体的密度为： ρ9×103kg/m3； 沿水平方向切下一部分a立放在水平桌面上，且使a对桌面压强为剩余部分b对桌面压强的1.5倍，则pa＝1.5pb，根据pρhg得ha＝1.5hb＝10cm＝0.1m， 则b的深度为：， 由此可得a、b的重力分别为： ， ； 再将b沿水平方向截取高度叠放在a的上表面，如图丁，此时a对桌面的压强为： 。 故答案为：9×103；1.8×104。 12．【解答】解：我们可以把树看作一个杠杆模型，支点为树根处，当都受到同样大小的风力作用时，树越高，其力臂越大，越容易被风吹倒。 故答案为：杠杆；乙；风力相同时，树越高，其动力臂越大，越容易被风吹倒。 13．【解答】解：（1）推力对物体做的功： W＝Fs＝20N×5m＝100J； 推力做功的功率P50W； （2）重力的方向是竖直向下的，而物体是在水平方向上移动了一段距离，没有在重力的方向上移动距离，所以，重力对物体做功为0J，木箱重力做功的功率为0W。 故答案为：50；0。 14．【解答】解：根据图乙中，额外功占30%，30%×W总＝900J，则总功为W总＝3000J； W有用＝70%×W总＝3000J×70%＝2100J， 物体上升的高度H10m， 根据图中n＝3，s＝3h＝30m； 则F100N； 根据不计各种摩擦，F（G+G动）有：G动＝3F﹣G＝3×100N﹣210N＝90N。 故答案为：2100；100；90。 15．【解答】解：由图可知，n＝2，拉力做功的功率为： P； 由η可知，滑轮组的机械效率与货物提升的速度无关，如果以更快的速度匀速提升货物，该滑轮组的机械效率会不变。 故答案为：；不变。 三．作图题（共2小题，满分16分，每小题8分） 16．【解答】解：物体A所受重力的大小为200N，方向竖直向下，作用在物体的重心； 先将F反向延长，再过O点向F的作用线作垂线，垂线段的长就是该力的力臂，如图所示： 。 17．【解答】解：题目要求改变自由端施力方向，从定滑轮的下挂钩开始绕线，先后绕过动滑轮、定滑轮，最终有两段绳子承担重物，如图所示： 四．实验探究题（共2小题，满分18分） 18．【解答】解：（1）当杠杆静止时，发现左端下沉，如图甲所示，此时，应把杠杆的平衡螺母向右调节，直至杠杆在水平位置平衡； （2）设钩码的重力为G，每一格的长度为L，A、B位置的钩码个数都增加一个钩码， 左侧＝3G×3L＝9GL，右侧＝4G×2L＝8GL，即左侧＞右侧， 所以左端下沉； （3）根据杠杆的平衡条件分析，将测力计绕C点从a位置转动到b位置过程中，钩码的重力不变，其阻力臂不变，即阻力与阻力臂的乘积不变，而动力臂在从a到b的过程逐渐减小，动力逐渐增大，即Fa＜Fb。 故答案为：（1）右；（2）左端下沉；（3）小于。 19．【解答】解： （1）由图知，n＝3，不计绳重和摩擦，拉力F（G+G动）， 根据第一次实验数据可得，动滑轮重力：G动＝nF﹣G＝3×0.9N﹣2N＝0.7N， 由于存在绳重与摩擦，动滑轮重量小于0.7N； 同理，在第二、三次实验中，动滑轮重量小于0.8N、0.9N； 由于提升的物体越重，摩擦力越大，动滑轮的重量小于0.7N； （2）第3次实验中，拉力所做的总功： W总＝Fx＝2.3N×0.3m＝0.69J， 拉力做的有用功： W有用＝Gh＝6N×0.1m＝0.6J， 滑轮组的机械效率：η100%≈87%； （3）比较第1、2、3次实验数据可知，对于同一滑轮组，提升的物重越大，滑轮组的机械效率越高； （4）测拉力时，弹簧测力计未调零，指针指在零刻度线上方，拉力测量小了，计算时有用功不变、总功变小，机械效率变大； 第二组所使用的动滑轮的重力小于第一组，克服动滑轮做的功减小，额外功减小，计算时有用功不变、总功变小，机械效率变大。 故答案为：（1）0.7；（2）87；（3）高；（4）测拉力时，弹簧测力计未调零，指针指在零刻度线上方。 五．解答题（共1小题，满分12分，每小题12分） 20．【解答】解：（1）小明和自行车所受的总重力为：G＝mg＝80kg×10N/kg＝800N； 因为自行车匀速行驶，所以动力与阻力平衡，则动力：F＝f＝0.02G＝0.02×800N＝16N； （2）自行车行驶2km动力做的功为：W＝Fs＝16N×2000m＝3.2×104J； 由PFv得到功率为：P＝Fv＝16N×5m/s＝80W。 答：（1）小明施加给自行车的动力大小为16N； （2）小明给自行车的动力所做功为3.2×104J；功率为80W。 六．计算题（共1小题，满分12分，每小题12分） 21．【解答】解：（1）货物静止在水平地面时，对地面的压力 货物对地面的压强 （2）根据杠杆的平衡条件，在E处可起吊的货物的最大重 （3）滑轮组做的总功 滑轮组做的有用功 滑轮组的机械效率 答：（1）货物静止在水平地面时，对地面的压强是3×105Pa； （2）在E处可起吊的货物的最大重是3×104N； （3）滑轮组的机械效率为80% 学科网（北京）股份有限公司 $