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

**基本信息** 初中物理“简单机械和功”单元卷，涵盖功、杠杆、滑轮组等核心知识，通过选择、实验、计算等题型，结合生活情境与传统文化，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|知识覆盖|命题特色| |----|----|----------|----------| |单选题|12|功的判断、杠杆类型、机械效率|结合荆邑大桥（斜拉桥）、抽水机等真实情境| |填空题|9|滑轮组特点、力臂、功率计算|融入无人机航拍（功的判断）、高空抛物（重力做功）| |实验题|1|功率测量|设计引体向上实验，培养科学探究能力| |计算题|3|杠杆平衡、机械效率|结合斜面、滑轮组，强化科学推理| |科普阅读|1|桔槔（杠杆应用）|渗透传统文化，体现科学态度与责任|

第十一章 简单机械和功 一、单选题 1．下列关于功的说法正确的是（　　） A．足球在水平地面上滚动一段距离时，重力对足球做了功 B．树叶从高处下落的过程中，重力对树叶做了功 C．举重运动员从地面将杠铃举起后静止不动，静止过程运动员对杠铃做了功 D．推出去的铅球在空中运动的过程中，推力对铅球做了功 2．如图所示的情况中，人对物体没做功的是（    ） A．如图甲所示，用手托两个鸡蛋上升 B．如图乙所示，人提着滑板在水平路面上前行 C．如图丙所示，人拉车在水平路面上前进 D．如图丁所示，人将油桶推到车厢中 3．荆邑大桥位于宜兴市城东新区，横跨城南河、大溪河及溪隐小岛，连接城市南北交通。其主体为两个巨大的弧形拱塔，主拱塔高73.76米，副拱塔高61.7米，形成独特的形结构，兼具现代感与艺术性，如图所示，甲图为荆邑大桥，乙图为其结构图，从桥梁结构的类型看，宜兴荆邑大桥属于（    ） A．拱桥 B．悬索桥 C．斜拉桥 D．梁式桥 4．下列情况中，人对物体没有做功的是（　　） A．将水桶从地面提起 B．将杠铃从地面举起 C．用力搬石头但没有搬动 D．把箱子推走 5．小明用独轮车搬运砖头，车厢和砖头的总质量是130kg，独轮车的有关尺寸如图所示，推车时下列说法正确的是（　　）（g取10N/kg） A．独轮车是费力杠杆 B．动力臂是0.7m C．阻力臂是1m D．人手竖直向上的力F的大小是300N 6．用一个动滑轮把重为200N的货物匀速提高4m，所用的拉力是125N，则有用功是（    ） A．500J B．1000J C．800J D．1200J 7．在“探究杠杆的平衡条件”时，小旺得出“阻力×阻力作用点到支点的距离＝动力×动力作用点到支点的距离”，杠杆就能平衡。能说明该结论不正确的操作是（　　） A． B． C． D． 8．如图所示，一块厚度、密度都均匀的长方体水泥板放在水平地面上，用一个竖直向上的力将其一端抬离地面。则（　　） A．，因为甲方法的动力臂长 B．，因为乙方法的动力臂长 C．，因为乙方法的动力臂长 D．，因为两种方法中动力臂都是阻力臂的2倍 9．如图所示，甲、乙两人用不同的装置，在相同时间内把质量相等的货物匀速提升到同一平台，不计绳重及摩擦。下列判断错误的是（    ） A．甲、乙做的有用功相等 B．乙对绳子的拉力做功的功率更大 C．甲所用装置的机械效率更高 D．缩短提升货物的时间可以提高乙所用装置的机械效率 10．用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼，每件货物重50N，每次运送的量不定。如图乙记录了滑轮组的机械效率随货物重力增加而变化的图像，若不计绳重和摩擦，则下列说法正确的是（　　） A．动滑轮的重力为50N B．当某次运送8件货物时，机械效率η=90% C．同一滑轮组，机械效率η大小是不变的 D．提升物重不变，改变甲图的绕线方式，滑轮组机械效率不变 11．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 12．如图所示是活塞式抽水机工作原理的示意图。活塞与圆筒紧密接触但可以上下滑动， A、B 是只能向上开启的阀门。将手柄COD看作杠杆，用力压C点，活塞被提起，低处的水进入圆筒，已知杠杆D处受到的阻力为300N，OC间距离为0.6m，OD间距离为0.15m。下列说法正确的是（　　） A．活塞式抽水机利用大气压强工作，可将水抽到10楼的高度 B．提起活塞时，阀门A受到大气压的作用而关闭，活塞下方气压小于外界的大气压 C．提起活塞时，手作用在C点，此杠杆一定为省力杠杆 D．提起活塞时，手作用在杠杆C点的最小力大小至少为75N， 方向竖直向上 二、填空题 13．生产的发展需要更为强大的动力，17世纪，人类发明了热机。蒸汽机是最早的热机，英国人______在1782年发明了往复式蒸汽机，使蒸汽机成为可以广泛使用的动力机。物理学中用他的名字命名了______这个物理量的单位。 14．滑轮组 （1）定义：滑轮组是由______和______组合成的； （2）特点：既能______力又能______力的方向。 15．如图所示，OA是以O点为支点的杠杆，F是作用在杠杆A端的拉力。线段AB与力F的作用线在同一条直线上，且OB⊥AB；OC⊥AC。则线段_________表示拉力F的力臂。（选填“OB”“OA”或“AC”） 16．中国《民法典》对高空抛物（高空坠物）行为作出了明确规定，旨在保护公众安全并明确归属。如果一个重0.5N的鸡蛋从20m高处自由下落，忽略空气对鸡蛋的阻力，下落过程中鸡蛋的重力势能转化为_________能，重力对鸡蛋所做的功为_________J。我们应宣扬每位社会公民养成文明的行为习惯，严禁高空抛物。 17．某兴趣小组使用无人机航拍采石矶公园，如图所示，当无人机水平飞行时，升力对无人机_______。（选填“做功”或“不做功”） 18．在水平桌面上放一个的重物，现用如图所示装置将物体匀速拉动，物体与桌面的摩擦力是，不考虑滑轮和绳的重力以及滑轮与绳间摩擦，水平拉力为______。若绳子自由端移动速度为，则物体移动速度为______。 19．如图所示，小明用大小为100N、竖直向上的拉力F在2s内将木箱匀速提升1m，拉力F的功率为_________W，不计绳重和滑轮与轮轴间的摩擦，已知动滑轮的重力为40N，则此过程中动滑轮的机械效率为_________%。 20．甲、乙两辆汽车在水平公路上行驶，它们的牵引力F甲︰F乙＝3︰1，速度v甲：v乙＝4︰1，则在相等时间内牵引力做的功W甲︰W乙＝ _________ ，甲车的质量为200千克，甲车的重力在单位时间内做功为 _______ 。 21．如图所示，小明和小杰握住两根较光滑的木棍，小华将绳子的一端系在其中一根木棍上，然后依次将绳子绕过两根木棍，小明和小杰相距一定的距离握紧木棍站稳后，小华在图中A处拉绳子的另一端，用很小的力就能匀速拉动他们。两根木棍和绳子组成的机械相当于______，此过程中小明对木棍的拉力______（选填“大于”、“小于”或“等于”）小杰对木棍的拉力。若绳子多绕几圈，其他条件不变，则小华的拉力将______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 三、作图题 22．请在图中画出杠杆的动力臂和阻力臂。 四、实验题 23．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） 五、计算题 24．为方便残疾人上下台阶，很多公共场所设计了如图所示的专用通道。若将总重为600N的残疾人和轮椅沿8m长的斜面推至2m高的入口处，沿斜面所用的推力为200N，则在此过程中： (1)推力做的功为多少？ (2)克服人和轮椅重力做的功为多少？ (3)楼梯斜面的支持力对轮椅做的功为多少？ 25．工人利用如图所示的滑轮组在20s内将重为400N的物体向上匀速提起2m，所用拉力为250N，不计绳重和摩擦。 (1)求绳子自由端移动的距离s； (2)求动滑轮的重G动； (3)若用此滑轮组将重为900N的物体竖直向上匀速提升，拉力应为多大？ 26．杆秤是我国传统的称量工具。如图所示是小华制作的杆秤示意图，使用时将待测物体挂在A点的秤钩上，用手提起B或C（相当于支点）处的提纽，，，秤砣的质量，称量时秤砣在秤杆上移动至某位置时秤杆达到水平平衡，此时就可以读出待称物体的质量。秤杆和秤钩的质量忽略不计，g取10N/kg。 (1)用B处提纽称量时，秤砣移到距C点11cm处，求所称物体的重力大小。 (2)用C处提纽称量质量为3kg的物体，求秤砣应该移到距C点多远的距离。 六、科普阅读题 27．阅读短文，回答文后的问题。 中国古代农具——桔槔（jié gāo） 桔槔是中国古代的一种汲水工具，如图甲所示，直杆的中间由竖木支撑或悬吊起来，一端用绳子与水桶相连，另一端绑上或悬上一块重石头。当要汲水时，人用力向下拉绳子，使水桶下降到水面以下并让水进入水桶.当水桶装满水后，人向上拉动绳子，就可让绑重石端的位置下降，同时将提水的容器中的水提升。 (1)桔槔本质上是一种______（填简单机械名称）； (2)使用更大的水桶一次打取更多的水时，为了更省力，末端重物不改变其位置的情况下，其质量应______（选填“增大”、“减小”或“不变”）； (3)有同学说桔槔另一端绑上的大石头越重越好，你的看法是：____________； (4)图乙是桔槔的模型，若，，空水桶重，石头重，水桶最大装水量，则人向上提满桶水时所用的最小力为______N。 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 简单机械和功参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B B C C D C C D D D 题号 11 12 答案 D B 1．B 【详解】A．足球在草坪上沿水平方向向前滚动，可以判断球只是在水平方向上运动，在竖直方向上移动的距离为0，所以重力对足球做的功为0，故A错误； B．重力方向是竖直向下，且物体在重力的作用下下落了一段距离高度，所以重力对树叶做了功，故B正确； C．运动员给杠铃一个力，但杠铃在空中停留，没有通过距离，所以，他对杠铃没有做功，故C错误； D．推出去的铅球在空中运动过程中受到竖直向下的重力作用，不再受到推力作用，所以推力没有对铅球做功，故D错误。 故选B。 2．B 【详解】做功的两个必要条件：① 对物体施加力；② 物体在力的方向上通过一段距离。 A．甲：手托鸡蛋上升，手对鸡蛋施加向上的力，鸡蛋沿力的方向移动，做功，故A不符合题意； B．乙：人提着滑板在水平路面上前行，人对滑板的力是竖直向上的，而滑板移动的方向是水平的，力与距离方向垂直，不做功，故B符合题意； C． 丙：人拉车前进，拉力向前，车也向前移动，做功，故C不符合题意； D．丁：人推油桶到车厢，推力沿斜面方向，油桶沿斜面移动，做功，故D不符合题意。 故选B。 3．C 【详解】如图乙所示，该桥有塔，且有斜拉索将桥面与塔相连，属于典型的斜拉桥的结构特点，所以可知宜兴荆邑大桥属于斜拉桥，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 4．C 【详解】A．提水桶施力的方向是竖直向上，水桶在力的方向上移动一段距离，所以人对水桶做功，故A不符合题意； B．将杠铃从地面举起，对杠铃施力，杠铃向上运动，在力的方向上移动一段距离，所以人对杠铃做功，故B不符合题意； C．对石头施力，但没有移动距离，所以没有对石头做功，故C符合题意； D．把箱子推走，推箱子向前施力，且箱子在向前的方向上移动一段距离，所以对箱子做了功，故D不符合题意。 故选C。 5．D 【详解】A．由图可知：独轮车在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A错误； BC．支点在车轮的轴上，力F为动力，所以动力臂的长度为1.3m，阻力是G，阻力臂的长度为0.3m，故BC错误； D．砖头及车厢的总重 G＝mg＝130kg×10N/kg＝1300N 由杠杆平衡条件F1l1＝F2l2可知，人手竖直向上的力 故D正确。 故选D。 6．C 【详解】有用功是对物体做的功，由题可知，货物重，提高的高度，由可得，有用功 故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 7．C 【详解】为了验证小旺的结论是否正确，应让拉力的方向不沿竖直方向而是在杠杆右侧的不同位置沿倾斜方向向下拉，使杠杆在水平位置平衡，会发现：“阻力×阻力作用点到支点的距离≠动力×动力作用点到支点的距离”可判断这个结论错误，故C符合题意，ABD不符合题意； 故选C。 8．D 【详解】长方形水泥板厚度、密度均匀，所以重心在其几何中心，把甲、乙都看作是杠杆，则有 由图可知，甲、乙两图中，动力臂均为阻力臂的两倍，由杠杆平衡条件可知，动力臂是阻力臂的两倍，则动力为阻力的一半，两图中阻力均为水泥板的重力，所以两图中动力相等，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 9．D 【详解】A．有用功是对我们有用的功，公式为 甲、乙提升的货物质量相等（m相同）、提升高度h相同、重力加速度g相同，因此有用功W有相等，故 A 正确，不符合题意； B．功率是表示做功快慢的物理量，公式为。甲使用的是定滑轮，不计绳重及摩擦时，拉力，总功（s甲=h） 乙使用的是动滑轮，不计绳重及摩擦时，拉力 总功（s乙=2h） 可见，且时间t相同，根据，乙的总功率更大，故 B正确，不符合题意； C．机械效率公式为。甲的总功（无额外功），因此η甲=100%。乙的总功（额外功为克服动滑轮重力的功），因此η乙<100%。所以甲的机械效率更高，故 C正确，不符合题意； D．机械效率，与做功时间无关，功率与时间有关，但效率只与有用功和总功的比例有关。缩短提升时间只会改变功率，不会改变机械效率，故D错误，符合题意； 故选D。 10．D 【详解】A．由图甲可知，滑轮组的绳子承重股数为n=2；由图乙可知，当货物的重力是100N时，机械效率是50%，则由 可得，动滑轮的重力为 故A错误； B．运送8件货物时，滑轮组的机械效率为 故B错误； C．由 可知，同一滑轮组，动滑轮的重力不变，若不计绳重和摩擦，机械效率随提升物重的增大而增大，故C错误； D．其它条件不变，改变图甲中的绕绳方式，当将同一物体匀速提高相同的高度，所以所做的有用功相同，忽略绳重及摩擦时，额外功是，即额外功相同，总功相同，由可知滑轮组的机械效率不变，故D正确。 故选D。 11．D 【详解】A．使用动滑轮可以省力，但费距离，故A错误； B．物体在10s内匀速上升4m，物体运动的速度为 故B错误； C．由图可知，滑轮组绳子的有效股数 n＝2 物体的重力为10N，动滑轮的重力为2N，故拉力的大小为 故C错误； D．绳子自由端移动的距离为 故D正确。 故选D。 12．B 【详解】AB．提起活塞时，阀门A受到向下的大气压的作用而关闭，此时活塞以下部分圆筒内部的气体体积变大，压强变小，小于外界大气压，于是大气压把水压进圆筒。1个标准大气压的大小约为，据得，可将水抽到的高度约为 一层楼的高度约为3m，活塞式抽水机大概可将水抽到3层楼的高度，故A错误，B正确； C．提起活塞时，手作用在C点，即动力作用在C点，作用在D点的力竖直向下，为阻力，当作用在C点的力垂直于OC，则动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，当作用在C点的力不是垂直于OC，则动力臂不一定大于阻力臂，不一定是省力杠杆，故C错误； D．提起活塞时，当手作用在C点的对应的力臂最大为OC时，对应的动力最小，据杠杆的平衡条件有 解得最小动力F=75N，方向垂直于OC向下，当OC在水平方向时，最小动力方向竖直向下，故D错误。 故选B。 13． 瓦特 功率 【详解】[1][2]根据物理学史可知，蒸汽机是最早的热机，英国人瓦特在1782年发明了往复式蒸汽机，使蒸汽机成为可以广泛使用的动力机。物理学中用他的名字命名了功率这个物理量的单位。 14． 定滑轮 动滑轮 省 改变 【详解】（1）[1][2]将动滑轮和定滑轮组合到一块，就构成了一个滑轮组。 （2）[3][4]使用滑轮组既可以省力，又可以改变力的方向，但要费距离。 15．OB 【详解】力臂是杠杆的支点到力的作用线的距离。由图可知，O点为杠杆支点，线段AB与力F的作用线在同一条直线上，且OB⊥AB，则OB为支点O到力F的作用线的距离，所以线段OB表示拉力F的力臂。 16． 动 10 【详解】[1]鸡蛋下落过程中，忽略空气对鸡蛋的阻力，质量不变，高度减小，重力势能减小；速度增大，动能增大，重力势能转化为动能。 [2]重力对鸡蛋所做的功为W=Gh=0.5N×20m=10J 17．不做功 【详解】升力的方向是竖直向上，当无人机水平飞行时，没有在升力的方向上通过距离，所以升力对无人机不做功。 18． 18 0.2 【详解】[1]由于物体在做匀速直线运动，故物体受到的绳子的拉力应与滑动摩擦力大小相等，即 根据题图可知，滑轮组中的动滑轮上所挂的绳子的股数，故水平拉力 [2]若绳子自由端移动的速度为0.6m/s，则物体移动的速度 19． 100 80 【详解】[1]从图中可知绳子的有效股数 ，绳子自由端移动的距离为 拉力F做的总功 拉力F的功率为 [2]不计绳重和滑轮与轮轴间的摩擦，额外功为 动滑轮的机械效率 20． 12︰1 0J 【详解】[1]根据，可得 由，可得 即W甲︰W乙=12︰1。 [2]甲车在水平公路行驶，重力与甲车移动的距离垂直，所以重力对车不做功，即单位时间内重力做功为0J。 21． 滑轮组 小于 变小 【详解】[1]从使用的情况看，两根木棍和绳子组成的机械相当于滑轮组，小华在图中A处拉绳子的另一端，用很小的力便能拉动他们，说明使用滑轮组可以省力。 [2]小明那端木棍有6段绳子相连，小杰那端木棍有7段绳子相连，拉力的大小与绳子的段数有关，绳子段数越多，受到的拉力越大，因此小明受到的拉力小于小杰受到的拉力。 [3]本题中小明和小杰手握的木棍，站在小华的角度，都相当于动滑轮，装置静止时，小明和小杰对棍子的拉力大小相等，记为，连接木棍的施力绳股数为，则小华拉绳端的力，所以若绳子多绕几圈，其他条件不变，则小华的拉力将变小。 22． 【详解】力臂为支点到力的作用线的距离，过支点分别画动力F1作用线和阻力F2作用线的垂线段，分别表示杠杆的动力臂和阻力臂，如图所示： 23． 体重秤 秒表 时间t C 100 【详解】[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 24．(1)1600J (2)1200J (3)0 【详解】（1）由推力做的功为 （2）克服人和轮椅重力做的功为 （3）斜面支持力的方向垂直斜面向上，轮椅沿斜面运动过程中，在支持力的方向上没有移动距离，因此支持力对轮椅做功为。 25．(1)4m (2)100N (3)500N 【详解】（1）由图可知，承担物重的绳子股数n为2，则绳子自由端移动的距离 （2）由 可知，动滑轮的重 （3）由 可知，若用此滑轮组将重为900N的物体竖直向上匀速提升，拉力应为 26．(1)25N (2)42cm 【详解】（1）BC的长度为 用B处提纽称量时，秤砣移到距C点11cm处假设是E点，，秤砣的力臂为 秤杆、秤钩和提纽的质量忽略不计，根据杠杆的平衡条件可得 代入数据 解得所称物体的重力。 （2）用C处提纽称量质量为3kg的物体，由杠杆平衡条件得到 代入数据 解得。 27．(1)杠杆 (2)增大 (3)见解析 (4)120 【详解】（1）由题意可知，桔槔是一个在力的作用下绕着固定点转动的硬棒，所以桔槔本质上是一种杠杆。 （2）桔槔B端悬挂一个重物，A端悬挂水桶，如果使用更大的水桶一次打取更多的水时，为了更省力，根据杠杆平衡条件可知，B端重物在不改变其位置的情况下，其质量应该增大。 （3）根据杠杆平衡条件可知，在动力臂和阻力臂一定时，阻力越大，需要的动力也就越大，所以大石头越重，人向井内放送水桶时，向下的拉力更大，所以这个说法不正确。 （4）由题意可知，当人向上提桶时，根据杠杆平衡条件可得 G空桶×OA-F拉×L拉=G石×OB 因为G空桶、G石、OA、OB都不变，所以拉力的力臂越大，拉力越小，当人竖直向上拉时，拉力的力臂L拉最大，为OA，此时的拉力最小，由杠杆平衡条件可得 (G桶水-F拉)×OA=G石×OB 代入数据得 (200N+20N-F拉)×2m=200N×1m 解得 F拉=120N 则人竖直向上提满桶水时所用的最小力为120N。 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 $