第十一章 简单机械和功 单元练习--2026-2027学年苏科版物理九年级上册

**基本信息** 本单元卷聚焦“简单机械和功”，以春晚机器人、核桃碎壳器等真实情境为载体，覆盖杠杆平衡、滑轮组机械效率等核心知识点，适配九年级上册单元复习，强化物理观念与科学思维。 **题型特征** |题型|题量|知识覆盖|命题特色| |----|----|----------|----------| |单选题|10|杠杆平衡条件（题1）、机械效率计算（题2）|融入2025春晚机器人爬坡测试（题3）等科技情境| |填空题|5|额外功与功率（题11）、摩擦力做功（题12）|结合铡刀杠杆（题13）等生活工具应用| |作图题|1|杠杆最小动力（题16）|联系家务劳动实际场景| |实验题|2|杠杆平衡条件探究（题17）、动能影响因素（题18）|注重科学探究中的模型建构与推理| |计算题|2|杆秤称量原理（题19）、滑轮组总功计算（题20）|突出真实问题解决与科学论证|

第十一章简单机械和功 练习 一、单选题 1．在一根轻质杠杆的左右两端分别挂上200N和300N的重物时，杠杆恰好平衡，若将两边重物同时减小50N，则杠杆（　　） A．左端下沉 B．右端下沉 C．仍然平衡 D．无法确定 2．用如图所示的滑轮组提升重100N的物体，在10s内，物体被提升了2m，已知绳子自由端的拉力F为60N，不计绳重和摩擦，在此过程中（　　） A．动滑轮重力为10N B．自由端拉力做功为200J C．绳子移动的距离是6m D．滑轮组的机械效率为83.3% 3．如图是2025年春晚创意融合舞蹈节目《秧BOT》的表演机器人。若对其进行爬坡测试，该机器人的质量为72kg，斜坡长为480m，斜坡高为100m，斜坡上阻力恒为100N，下列选项正确的是（　　） A．所做的有用功为7.2×103J B．所做的额外功为1×104J C．斜坡的机械效率为40% D．机器人的牵引力为250N 4．工人用如图所示的滑轮组提升重物，每个滑轮重100N，把质量为40kg的重物在10s内匀速提升2m。不计绳重和摩擦，下列说法中正确的是（   ） A．工人的拉力F约为167N B．工人所做的总功为800J C．工人的有用功率为100W D．滑轮组的机械效率为80% 5．下列关于功、功率、机械效率的说法正确的是（　　） A．做功越快的机械，功率越大 B．做功越快的机械，机械效率越高 C．所做有用功越多的机械，机械效率越高 D．功率越大的机械，做功越多 6．如题图所示，杠杆在水平位置平衡，O为支点，杠杆上每个小格的长度相等，每个钩码的质量相等。当两边钩码同时向支点移动一格后，下列说法中正确的是（　　） A．杠杆仍在水平位置保持平衡 B．若在左侧增加一个钩码，杠杆可恢复水平位置平衡 C．若在右侧减少一个钩码，杠杆可恢复水平位置平衡 D．若在左右两侧都减少一个钩码，杠杆可恢复水平位置平衡 7．某同学用硬棒自制了一个核桃“碎壳器”，用手对上面的硬棒施加压力即可压碎核桃壳。如图所示，同一颗核桃用不同的方法打开，需要的力大小排序正确的是（     ） A．F丙>F丁>F甲>F乙 B．F甲>F乙>F丙>F丁 C．F乙>F甲>F丁>F丙 D．F丙>F甲>F丁>F乙 8．一个物体在水平拉力F的作用下，沿水平地面做匀速直线运动，移动的距离为s。若拉力F做的功为W，则拉力F的大小为（　　） A．Ws B． C． D．无法确定 9．如图所示，用滑轮组将重为12N的物体匀速提升0.2m，作用在绳端的拉力F为5N，不计绳重和摩擦。利用以上信息不能求解的物理量是（　　） A．拉力的功率 B．动滑轮的重力 C．滑轮组的有用功 D．滑轮组的机械效率 10．户外运动不但能增强人的体质，还能愉悦人的身心。如图所示，是某校一位学生在广场上玩滑板车的情景，下列说法正确的是（　　） A．人和滑板车静止在水平面时，人的重力做了功 B．人和滑板车在下坡路滑行时，人的重力做了功 C．人和滑板车由于惯性滑行时，人对滑板车做了功 D．用脚向后蹬地加速前进时，人没有对滑板车做功 二、填空题 11．如图所示，虚线框内是由两个滑轮组成的滑轮组，工人用200N竖直方向的拉力F将重为480N的物体匀速提升了3m，拉力F的功率恒为300W，动滑轮重100N。则此过程中工人做的额外功为___________J，该滑轮组的机械效率为___________，6s内物体上升的高度为___________m。 12．如图所示，重为20N的物块放在水平桌面上，在10N的水平拉力F作用下，5s内沿水平方向匀速移动了50cm，地面对木箱的支持力做功___________J，摩擦力做功的功率为___________W。 13．小丽发现妈妈切食材的铡刀（如图所示），涉及许多物理知识，刀柄处有花纹，可以__________摩擦力（选填“增大”或“减小”）；用刀切排骨时，属于__________杠杆。 14．在同一水平面上用滑轮以下列图片所示的三种方式拉动同一物块做匀速直线运动，所用水平拉力分别为、、（滑轮和绳的重力及滑轮与绳间的摩擦不计）。其中滑轮属于动滑轮的是图____________，、、三个力的大小关系为____________。 15．甲、乙两个滑轮组如图所示，其中每一个滑轮的重均为 G0，用它们分别将重均为 G的物体提高相同的高度 （不计绳重及摩擦） ，拉力 F1、F2做的总功分别为 W1、W2；甲乙滑轮组的机械效率分别为η1、η2； 则 W1___________（</=/>）W2、η1___________（</=/>） η2；当G= ___________ G0时，可使F1=F2。 三、作图题 16．做家务劳动，妈妈想打扫沙发底下右侧区域的地面，小明帮忙把沙发的右侧抬离地面，便于妈妈来打扫。在沙发右侧D部位被抬起来的过程中，A点部位始终不离地，且与地面不发生滑动，请在右边的简图中，从A、B、C、D四个点中选择合适的作用点，作出最小动力F的示意图。 四、实验题 17．如图所示是某实验小组探究杠杆的平衡条件的实验装置（杠杆刻度均匀，每个钩码重0.5N）。 （1）挂钩码前，杠杆如图甲所示。此时正确的操作是向_________（选填“左”或“右”）调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡。使杠杆在水平位置平衡是为了_______。 （2）接下来，在A、B两处挂上如图乙所示的钩码后，杠杆重新在水平位置平衡，若将A处的钩码拿掉一个，要使杠杆在水平位置再次平衡，则应将B处所挂钩码向_________（选填“左”或“右”）移动_________个格。 （3）某同学用弹簧测力计替代钩码，在B点竖直向下拉，然后将弹簧测力计绕B点逆时针旋转一定角度至如图丙所示位置。在旋转过程中，要使杠杆始终在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将_________（选填“变大”“不变”或“变小”）。 18．在探究“物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中，小帆同学用质量分别为m和M的小钢球（）分别从不同的高度h和静止开始滚下，观察木块B被撞击后移动的距离，实验如图甲、乙、丙所示。 （1）该实验是为了探究__________（选填“钢球”、“木块”、“钢球和木块”或“钢球或木块”）动能大小的影响因素，三次实验中，碰撞前动能最小的是图________（选填“甲”、“乙”或“丙”）中的钢球； （2）要探究动能大小与物体质量的关系，应使钢球从__________（选填“相同”或“不同”）的高度由静止滚下。根据__________两图得出的实验结论，可解释汽车超载带来的危害； （3）丙图中，木块在水平面上滑动的过程中，克服摩擦力做功的功率_________（选填“逐渐变大”、“逐渐变小”或“不变”）。 五、计算题 19．杆秤是我国古老且至今仍在使用的一种称量工具，如图所示的杆秤可视为杠杆，A处悬挂秤盘，提纽处为支点O（），当秤盘内不放置物体且不悬挂秤砣时，杆秤处于平衡状态（如图甲）。（取10N/kg） (1)若秤盘所受重力为10N，秤杆所受重力为20N，根据图甲计算出秤杆重心到O点的距离。 (2)如图乙，当秤盘中物体质量为20kg，秤砣放置在B处，杆秤处于平衡状态，，求秤砣的质量。 (3)如图丙，已知，求该杆秤所能称量的最大质量。 20．如图所示，工人利用滑轮组将沙子从地面提升到距地面6m高的三楼，沙子的质量为50kg，装沙子的桶的质量8kg，动滑轮的质量为2kg，工人匀速拉绳子的力为400N（不能忽略摩擦和绳重，g取10N/kg）求： （1）工人做的总功； （2）工人使用滑轮组的机械效率； （3）工人做的额外功。    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 《第十一章简单机械和功 练习 --2026-2027学年苏科版物理九年级上册》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B D D D A D A B A B 1．B 【详解】设杠杆左端力臂是，右边力臂是，开始时，由杠杆平衡条件可得 将两边重物同时减小时，左边力和力臂的乘积 右边力和力臂的乘积 由此可见，左边力和力臂的乘积小于右边力和力臂的乘积，右端下沉。 故选B。 2．D 【详解】A．由图可知，动滑轮上绳子股数n=2，根据滑轮组公式 绳子自由端的拉力F为60N，可得 解得 故A不符合题意； BC．绳自由端移动距离 拉力做功公式可知，自由端拉力做功为 故BC不符合题意； D． 滑轮组的机械效率为 故D符合题意。 故选D。 3．D 【详解】A．机器人做的有用功W有=Gh=mgh=72kg×10N/kg×100m=7.2×104J 故A错误； B．机器人克服阻力做的额外功W额=fL=100N×480m=4.8×104J 故B错误； C．机器人做的总功W总=W有+W额=7.2×104J+4.8×104J=1.2×105J 则斜坡的机械效率 故C错误； D．机器人的牵引力 故D正确。 故选D。 4．D 【详解】A．根据题意可知，物体重力为 承担物重绳子的股数n=2，按照滑轮组的特点可得，工人的拉力为 故A错误； B．绳子走的距离为 则工人所做的总功为 故B错误； C．工人的有用功为 工人的有用功率为 故C错误； D．滑轮组的机械效率为 故D正确。 故选D。 5．A 【详解】A．功率指的是做功快慢，功率大，指的是做功快，故A正确； B．机械效率是有用功占总功的比值，而功率是做功快慢的物理量，两个物理量之间没有必然的联系，故B错误； C．所做有用功越多的机械，但是总功未知，机械效率的大小未知，故C错误； D．功率越大的机械，做功快，做功时间未知，则做功多少未知，故D错误。 故选A。 6．D 【详解】设杠杆一格长度为l，一个钩码的重为G；当两边钩码同时向支点移动一格。 A．根据杠杆平衡条件得 所以杠杆的右边下沉，故A错误； B．若在左侧增加一个钩码，则根据杠杆平衡条件有 所以杠杆不能保持水平平衡，故B错误； C．若在右侧减少一个钩码，则根据杠杆平衡条件有 所以杠杆不能保持水平平衡，故C错误； D．若在左右两侧都减少一个钩码，则根据杠杆平衡条件有 所以杠杆能保持水平平衡，故D正确。 故选D。 7．A 【详解】本题根据杠杆平衡条件 ： 本题中支点都为硬棒的右端点，同一颗核桃对硬棒的阻力大小不变，动力，因此阻力臂越大、动力臂越小，需要的动力就越大。 对四个图分析：阻力臂（支点到核桃阻力作用点的距离）：丙的核桃离最远，最大；其次是丁，；然后是甲，；乙的核桃离最近，最小，即 动力臂（支点到手动力作用点的距离）：。 整理得：，可得需要的力大小排序： 故选A。 8．B 【详解】拉力所做的功为W，物体在拉力的作用下移动的距离为s，根据可得，拉力为 故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 9．A 【详解】A．根据 可知，题干没有提供时间或速度，不能求出拉力的功率，故A符合题意； B．由图可知n=3，动滑轮的重力为 G动=nF-G=3×5N-12N=3N 因此可以求出动滑轮的重力，故B不符合题意； C．滑轮组的有用功为 W有=Gh=12N×0.2m=2.4J 因此可以求出滑轮组的有用功，故C不符合题意； D．滑轮组的机械效率为 因此可以求出滑轮组的机械效率，故D不符合题意。 故选A。 10．B 【详解】A．重力方向竖直向下，人和滑板在水平方向运动时，人没有在重力方向上移动一段距离，故人的重力没有做功，故A错误； B．重力方向竖直向下，人和滑板车在下坡路滑行时，人在重力方向上移动了一段距离，故人的重力做了功，故B正确； C．人和车由于惯性继续滑行，人对滑板车不施加任何推力或拉力，故人对滑板车不做功，故C错误； D．用脚向后蹬地过程中，人对滑板车施加向前的力，此时滑板车在力的方向上移动了一段距离，故人对滑板车做功，故D错误。 故选B。 11． 360 3 【详解】[1][2][3]若不计绳重和摩擦，根据可知， 虚线框内是由两个滑轮组成的滑轮组，因此该滑轮组绳子股数为，拉力F做的总功为 克服物重做的有用功 此过程中工人做的额外功 该滑轮组的机械效率 根据可知，物体上升的速度 则内物体上升的高度 12． 0 1 【详解】[1]地面对木箱的支持力方向向上，木箱移动方向水平向右，由做功的必要条件可知，地面的支持力对木箱不做功，所以地面对木箱的支持力做功为0。 [2]木箱在10N的水平拉力F作用下，5s内沿水平方向匀速移动了50cm，木箱处于平衡状态，受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，所以摩擦力等于拉力，摩擦力做功 摩擦力做功的功率 13． 增大 省力 【详解】刀柄处的花纹增大了接触面的粗糙程度，在压力一定时，增大了摩擦力，方便握持使用； 使用铡刀切排骨时，动力作用在刀柄，动力臂大于阻力臂，因此属于省力杠杆。 14． 乙、丙 【详解】[1][2]假设物体与地面的摩擦力为f，图甲中滑轮为定滑轮，不省力，则；图乙中滑轮为动滑轮，省一半的力，则；图丙中滑轮为动滑轮，但动力作用在动滑轮的轴上，费1倍的力，则。所以，图乙、丙中的滑轮属于动滑轮，三个力的大小关系为。 15． < > 2 【详解】[1]甲滑轮组中有一个动滑轮，乙滑轮组中有两个动滑轮，每一个滑轮的重量都相同，所以，若把物体提升相同的高度，由W额＝G动h可知乙滑轮组做的额外功多；若G1＝G2，把物体提升相同的高度，则根据W有＝G物h可知甲乙所做的有用功相同；因 W总＝W有用+W额所以乙做的总功多，即拉力做的功W1＜W2。 [2]甲、乙所做的有用功相同，甲做的总功小于乙做的总功，根据可知，甲的机械效率大于乙的机械效率，即η1＞η2。 [3]根据知甲、乙自由端拉力分别为 当F1＝F2，解得G＝2G0。 16． 【详解】在沙发右侧D部位被抬起来的过程中，以沙发A点为支点，沙发重力的力臂一定，当所用动力的力臂最大时，所用的动力最小，而A、B、C、D四个点中，最大的力臂为AC间距离，则当力作用在C点且与AC连线垂直向上时，力最小，如图所示： 17． 右 便于测量力臂 左 2 变大 【详解】（1）[1]挂钩码前，杠杆如图甲所示，此时杠杆的右端偏高，根据“右高右调”的原则，正确的操作是向右调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡。 [2]使杠杆在水平位置平衡的目的是为了方便测量力臂，因为在水平位置时，力臂就是支点到力的作用点的垂直距离，可以直接从杠杆上读出。 （2）[3][4]接下来，在A、B两处挂上如图乙所示的钩码后，杠杆重新在水平位置平衡，设每个格子的长度为L，每个钩码的重量为G，根据杠杆的平衡条件，若将A处的钩码拿掉一个，A处将剩下1个钩码，总重力为 GA​=1G 则左边力与力臂的乘机为 由于B处原本有3个钩码，总重力为 GB​=3×G=3G 设此时右端的格数为n，则右边力与力臂的乘机为 要使杠杆在水平位置再次平衡，则M左=M右，即 解得：n=2，则应将B处所挂钩码向左移动2个格。 （3）[5]某同学用弹簧测力计替代钩码，在B点竖直向下拉时，弹簧测力计的拉力方向与杠杆垂直，其力臂等于支点到力的作用点的距离。然而，当弹簧测力计绕B点逆时针旋转一定角度至如图丙所示位置时，拉力的方向将不再与杠杆垂直，而是与杠杆形成一个锐角，则动力臂减小。根据杠杆平衡条件，当阻力和阻力臂不变时，动力臂减小则动力增大，因此，在旋转过程中，为了保持杠杆始终在水平位置平衡，弹簧测力计的示数将变大。 18． 钢球 乙 相同 乙、丙 逐渐变小 【详解】（1）[1][2]由题意可知实验中物体的动能是指钢球的动能；实验中运用转换法通过钢球对木块B做功的多少来体现钢球动能的大小，木块移动距离越远说明钢球对木块做功越多，钢球动能就越大。由图可知，三次实验中，乙图中钢球在撞击木块移动的距离最近，因此碰撞前动能最小的是图乙。 （2）[3][4]根据控制变量法,要探究钢球的动能与质量的关系，应该控制小球的质量不同，速度相同，即让钢球从斜面的同一高度开始滚下，所以可比较乙、丙两图进行的实验，可看到图丙中木块被推动的距离较远，因此得出结论：当物体速度相同时，质量越大，动能越大，可解释汽车超载带来的危害。 （3）[5]木块在水平面上滑动时，受到水平面的摩擦力是滑动摩擦力，与压力大小和接触面粗糙程度有关，二者不变，滑动摩擦力不变，速度减小，根据克服摩擦力做功的功率P=Fv知，木块在水平面上滑动时，克服摩擦力做功的功率变小。 19．(1) (2) (3) 【详解】（1）根据杠杆平衡条件： 代入数据得： 解得 （2）图乙中杆秤平衡，物体重力 总力矩平衡关系为 由(1)已知 两项抵消后简化得： 代入数据： 解得 （3）秤砣移到最左端C点时，称量质量最大，同理抵消自重和秤盘的平衡项后得： 代入数据： 解得 20．（1）4800J；（2）62.5%；（3）1800J 【详解】解：（1）由图可知，，则绳端移动的距离 工人做的总功 （2）克服沙子重力所做的有用功 滑轮组的机械效率 （3）工人做的额外功 答：（1）工人做的总功为4800J； （2）工人使用滑轮组的机械效率为62.5%； （3）工人做的额外功为1800J。 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 $