第11章《简单机械和功》单元测试卷-2026-2027学年苏科版九年级物理上册

**基本信息** 苏科版九年级上册《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，通过敬老月、健身器材等真实情境，融合物理观念与科学思维，适配单元复习巩固与能力提升。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|12/24|简单机械分类（题1）、做功判断（题2）、杠杆平衡（题6）|结合生活场景（方向盘、剪刀），考查物理观念| |填空题|10/20|斜面省力（题14）、机械效率计算（题21）、功率推导（题20）|联系人体杠杆（题13）、垃圾桶杠杆（题16），体现模型建构| |解答题|8/56|实验探究（滑轮组效率题25）、综合计算（杠杆与压强题28）|科学探究（题24测量做功快慢）与科学推理（题30额外功分析）结合，凸显社会责任（无障碍通道题26）|

第十一章《简单机械和功》单元测试卷（解析版） 注意事项： 1．测试范围：苏科版： 九年级上册第11章。 第Ⅰ卷 选择题 一、选择题（本题共12小题，每小题2分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的） 1．下列简单机械中不能省力的是（     ） A．利用斜面提升物体 B．转弯时的方向盘 C．修剪树枝的剪刀 D．升国旗用的滑轮 【答案】D 【详解】ABC．斜面提升物体时，由得，因，故，省力；方向盘实质为轮轴，动力作用在轮上，由得，因，故，省力；修剪树枝的剪刀动力臂大于阻力臂，由得，因，故，省力，故ABC不符合题意； D．升国旗用的滑轮为定滑轮，实质是等臂杠杆，动力臂等于阻力臂，即，由得，不省力。故D符合题意。 故选D。 2．2025年10月10日至31日是全国第16个“敬老月”，今年的活动主题是“弘扬孝亲敬老美德，共建老年友好社会”。下列情境中，人没有对物体做功的是（     ） A．小明帮爷爷将桶装水提上三楼 B．小陈帮收废品的老人推三轮车穿过马路 C．小美帮老奶奶提着手提包，陪老奶奶在原地等人 D．小华帮取快递的老人搬起地上的快递箱子放到手推车上 【答案】C 【详解】力对物体做功满足公式，物理意义为需同时存在对物体的作用力、物体在力的方向上通过的距离。 A．对桶装水施加向上的力，桶沿力的方向向上移动距离，，，人对物体做功，故A不符合题意； B．对三轮车施加向前的力，车沿力的方向向前移动距离，，，人对物体做功，故B不符合题意； C．对手提包施加向上的力，包在力的方向无位移，，代入得，人对物体不做功，故C符合题意； D．对快递箱施加向上的力，箱沿力的方向向上移动距离，，，人对物体做功，故D不符合题意。 故选C。 3．杠杆在生活与生产中的应用非常的广泛，下列杠杆的使用中属于省力杠杆的是（     ） A．皮划艇的船桨 B．食品夹 C．托盘天平 D．瓶起子 【答案】D 【详解】AB．船桨和食品夹使用时动力臂均小于阻力臂，由可知，均属于费力杠杆，故AB不符合题意； C．托盘天平使用时动力臂等于阻力臂，由可知，属于等臂杠杆，故C不符合题意； D．瓶起子使用时动力臂大于阻力臂，由可知，属于省力杠杆，故D符合题意。 故选D。 4．一个滑轮组改进后提高了机械效率，用它把同一物体匀速提升同样的高度，改进后比改进前相比（     ） A．有用功减少，总功减少 B．有用功增加，总功增加 C．有用功不变，总功减少 D．机械效率提高了，功率也变大了 【答案】C 【详解】ABC．有用功，物体重力和提升高度均不变，因此不变，由机械效率公式变形得，不变，增加，因此减少，故AB不符合题意，C符合题意； D．根据，题目未给出做功时间的变化，无法判断功率变化，故D不符合题意。 故选C。 5．某同学跳绳时，每次跳起的高度约为5 cm，质量为50 kg，1min 跳了120次。则该同学跳绳的平均功率约为（     ）（ 取） A．5 W B．50 W C．500 W D．5000 W 【答案】B 【详解】每次跳起克服重力做功 1 min 内做的总功 平均功率，故选B。 6．如图所示，为一可绕O点转动的杠杆，在A端通过绳作用一竖直向下的拉力F使杠杆平衡，此时部分水平，保持重物静止不动，而使绳绕A点从如图所示的位置沿图中的虚线转动，则（     ） A．顺时针转，F先变小后变大，F与对应力臂的乘积不变 B．逆时针转，F先变小后变大，F与对应力臂的乘积先变小后变大 C．逆时针转，F逐渐变大，F与对应力臂的乘积先变小后变大 D．顺时针转，F逐渐变小，F与对应力臂的乘积逐渐变大 【答案】A 【详解】如图： 连接OA，此时OA是最长动力臂，已知阻力（物重）不变，阻力臂不变；由杠杆的平衡条件可知，在阻力×阻力臂不变的情况下，F与对应力臂的乘积不变，动力臂越长越省力；因此以OA为动力臂时，动力F最小；当绳从图示位置沿顺时针方向旋转时，F的力臂先变大后变小，力F先变小后变大。沿逆时针方向旋转时，动力臂变小，力F变大，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 7．小明去健身房用如图所示的牵引装置来锻炼腿部和手部肌肉。使用时，若绳a处固定不动，手在b处需用力拉绳，使重物G匀速上升；若绳b处固定不动，腿在a处需用力拉绳，使重物G匀速上升。不计绳重和摩擦，则（　　） A． B． C． D．条件不足，无法确定 【答案】A 【详解】当绳b处固定不动，腿在a处用力拉绳时，该图中所有滑轮均为定滑轮，则； 当绳a处固定不动，手在b处用力拉绳时，上下两滑轮为定滑轮，a处的拉力和物体的重力G相等；物体G匀速上升时，中间的滑轮处于平衡状态，中间的滑轮受向上的拉力、2段绳子向下的拉力和中间滑轮向下的重力，由平衡条件可得 因此。故选A。 8．如图甲所示，长1.6m、粗细均匀的金属杆可以绕O点在竖直平面内自由转动。当金属杆始终保持水平平衡时，用传感器测出竖直作用在杆上的拉力F及其作用点到O点距离L的多组数据，并绘制了F与L的变化关系图像如图乙所示，分析图像信息，则下列说法中错误的是（     ） A．金属杆自始至终是省力杠杆 B．金属杆的重力为10N C．阻力与阻力臂的乘积为8N•m D．保持拉力F始终与杠杆垂直，将杠杆缓慢提升一段距离，在提升过程中，拉力F将变小 【答案】A 【详解】A．金属杆粗细均匀，阻力臂 由图乙可知当时，此时动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，故A错误。 BC．由图乙可知当时，由杠杆平衡条件得阻力与阻力臂的乘积 金属杆的重力，故BC正确； D．保持拉力始终与杠杆垂直，动力臂不变，提升过程中阻力不变，阻力臂变小，由杠杆平衡条件得拉力，故拉力变小，故D正确。 本题选择描述错误的，故选A。 9．如下图所示，水平地面上有一块质量为100千克、底边为40厘米×50厘米、高1米的长方体木块。小明用水平推力F把木块向前推动，此过程中，推力F和木块前进的速度v的大小随时间t的变化情况分别如图2甲、乙所示。下列说法正确的是（     ） A．0~1s内，物块受到的摩擦力为0N B．1~3s内物体所受摩擦力大小为300N C．3~5s内，物体移动的距离为2m D．3~5s内，推力对物块做功为200J 【答案】C 【详解】A．由图乙可知0~1s内物体速度为0，处于静止状态，由图甲可知此时推力，根据二力平衡条件可知静摩擦力，故A错误； B．由图乙可知3~5s内物体做匀速直线运动，由图甲可知此时推力，根据二力平衡条件可知滑动摩擦力 1~3s内物体做加速运动，因压力和接触面粗糙程度不变，滑动摩擦力大小不变，仍为，故B错误； C．由图乙可知3~5s内物体速度，时间 移动距离，,故C正确； D．由图甲可知3~5s内推力，推力做功，故D错误。 故选C。 10．汽车在平直公路上以速度匀速行驶，发动机功率为，牵引力为，时刻开始，司机减小了油门，使汽车保持恒定功率P行驶，到时刻，汽车又开始做匀速直线运动，速度为v。已知运动过程中汽车所受阻力f恒定不变，汽车牵引力F随时间t变化的图像如图所示，则（     ） A． B．至时间内，汽车做加速运动 C． D．时刻之后，汽车将保持功率行驶 【答案】A 【详解】AD．由题知，在时刻以前，汽车以速度匀速行驶，发动机功率；在时刻，司机减小了油门，在该瞬间汽车的速度不变，牵引力由突然减小为，所以有，时刻后汽车的功率保持恒定，故时刻之后，汽车将保持功率行驶。 到时刻后，汽车又开始做匀速直线运动，由图可知，汽车再次做匀速运动时的牵引力与最初做匀速运动的牵引力大小相等，均为；根据可得第二次做匀速直线运动时的速度 即，故A符合题意，D不符合题意； BC．在时间内，汽车做匀速直线运动，牵引力与阻力平衡，所以；在时间内，阻力大小不变，但牵引力由逐渐增大到，牵引力小于阻力，由此可知，汽车在时间内做减速运动，故BC不符合题意。 故选A。 11．如图所示，物体浸没在水中，工人用200N的拉力F在10s内将重为400N的物体匀速提升2m，物体没有露出水面，此时滑轮组的机械效率是80%，不计绳重和摩擦，，则下列说法中正确的是（     ） A．物体露出水面前，工人匀速提升重物时拉力的功率为40W B．物体在水中受到的浮力为80N C．动滑轮重为0 D．物体露出水面后，此滑轮组提升该物体的机械效率将小于80% 【答案】B 【详解】由图可知，滑轮组承担拉力的绳子段数。 A．拉力做的总功 拉力的功率，故A错误； B．物体浸没在水中时，滑轮组对物体的拉力，有用功 机械效率 代入数据得，解得，故B正确； C．不计绳重和摩擦，绳端拉力，代入已知得，解得，故C错误； D．不计绳重和摩擦，物体露出水面后，受到的浮力减小，滑轮组对物体的拉力增大，提升相同高度，有用功变大，额外功不变，因此机械效率增大，即大于，故D错误。 故选B。 12．重的工人用如图甲所示的滑轮组和箱子将建材匀速运送到一定高度，该滑轮组的机械效率与所提升建材的重力的关系如图乙所示，已知箱子的重力为。若忽略绳子的重力和摩擦力，绳子不会断，则下列有关说法中不正确的是（     ） A．该滑轮组中动滑轮的重力为 B．当该滑轮组的机械效率为60%时，所提升建材的重力为 C．工人用该滑轮组最多可提升的建材 D．工人用该滑轮组提升重物时，机械效率最高可达65.2% 【答案】D 【详解】A．由图乙可知，当时，，根据，箱子和动滑轮的总重为 所以动滑轮的重力为，故A正确； B．当该滑轮组的机械效率为60%时，提升物体的重力为，故B正确； C．如图甲，绳子段数为，当绳子拉力等于工人的重力750N时，提升的建材重力最大，此时根据，最多提升建材的重力为，故C正确； D．根据，当提升重物的重力越大，机械效率越高，所以当提升物体的重力为1100N时，最大机械效率为，故D错误。 本题选择错误的，故选D。 二、填空题（本题共10小题，每题2分，共20分） 13．人体中有很多结构可简化为杠杆。如图所示，手提起物体时，桡骨在肱二头肌的收缩牵引下绕肘关节转动，这是一种_____（选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆，请写出一种生活中用到同类型的杠杆：_____。 【答案】 费力 筷子 【详解】手提起物体时，桡骨在肱二头肌的收缩牵引下绕肘关节转动，这个杠杆的支点是肘关节，肱二头肌收缩的拉力是动力，手提起的物体对手的作用力是阻力，能明显观察到动力臂的长度远小于阻力臂的长度，故为费力杠杆；生活中筷子、镊子、钓鱼竿等均属于同类型杠杆。 14．为了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，沿专用通道至入口和直接上楼梯相比较，可以___________（填“省力”“省功”或“省距离”）；门把手、汽车方向盘属于另一类简单机械——___________。 【答案】 省力 轮轴 【详解】【小题1】[1]残疾人专用通道是斜面的应用，斜面是一种省力机械，在高度相同的情况下，斜面越长越省力，但费距离，且不省功。所以和直接上楼梯相比，沿专用通道可以省力。 [2] 门把手、汽车方向盘都属于轮轴，轮轴是由轮和轴组成的简单机械，动力作用在轮上可以省力。 15．如图所示，用纸筒穿过购物袋的提手提重物就不勒手，这是通过增大________来减小压强，提着袋子在水平地面上前进时手对袋子的拉力________做功（选填“有”或“没有”）。 【答案】 受力面积 没有 【详解】根据压强公式，压力一定时，增大受力面积可以减小压强。用纸筒穿过提手，增大了提手与手的接触（受力）面积，从而减小压强，所以不勒手。 做功需要满足两个条件：①对物体有力的作用；②物体在力的方向上移动距离。提着袋子水平前进时，手对袋子的拉力方向是竖直向上，而袋子的移动方向是水平，没有在拉力方向上移动距离，因此拉力没有做功。 16．室内垃圾桶平时桶盖关闭防止垃圾散发异味，使用时用脚踩踏板，桶盖开启。如图所示为室内垃圾桶的结构示意图，使用时有两个杠杆和在起作用。则为_____________杠杆，为_____________杠杆（选填“省力”或“费力”或“等臂”）。 【答案】 费力 省力 【详解】杠杆的支点为，使用时动力臂小于阻力臂，可知为费力杠杆。 杠杆的支点为，使用时动力臂大于阻力臂，可知为省力杠杆。 17．如图，一个重为10牛的物体在大小为6牛的拉力F的作用下，先后经过光滑的水平面和粗糙的斜面，AB和CD段的距离均为2米，CD间的垂直高度为1米。物体通过AB和CD段时，力F做功分别为和，则______（选填“＞”、“＜”或“＝”）。若已知物体在斜面上匀速运动，则斜面CD段物体所受的摩擦力大小为______牛。 【答案】 ＝ 1 【详解】由功的计算公式可知，两次拉力大小相同，物体在拉力方向上通过的距离相同，故； 拉力做的总功为 克服重力做的有用功为 因物体沿斜面匀速运动，总功等于有用功与克服摩擦力的额外功之和，故克服摩擦力做的额外功为 斜面CD段的摩擦力为 18．一体重为的同学在跳绳测试中，跳180次，每次腾空的最大高度平均为，则他在跳绳过程中，跳一次做的功是_____________J，在整个过程中跳绳的平均功率为_____________W。 【答案】 25 75 【详解】该同学的重力为 跳一次克服重力做功 1min内跳绳的总功 跳绳的平均功率 19．如图，在水平拉力的作用下重的物体A沿水平桌面做匀速直线运动，弹簧测力计B的示数为，物体A移动的速度为，则拉力的大小为___________，拉力移动的速度为___________。 【答案】 20 0.1 【详解】弹簧测力计B的示数为10N，说明这根绳子的拉力为10N，物体A做匀速直线运动，物体A受到绳子的拉力也等于10N，图中拉力作用在动滑轮的轴上，动滑轮轴上的拉力等于两段绳子拉力之和，因此拉力 物体A移动速度为0.2m/s，拉力作用在滑轮轴上，此时动滑轮费力但省距离，拉力F移动的距离是物体A移动距离的二分之一，因此拉力F移动的速度也为物体A速度的二分之一，则拉力移动的速度 20．功率相等的两汽车，走完相同的路程所用时间比为2∶3，则两车牵引力之比为___________。若两车的功率之比为3∶2，完成相同的功所用的时间之比为___________。 【答案】 2:3 2:3 【详解】根据 ， 可知，牵引力 。两车牵引力之比 根据功率公式 变形可得 。两车所用时间之比 21．建筑工地上，起重机吊臂上的滑轮组如图所示，在匀速起吊重N的物体时，绳子自由端5s内上升了18m，此过程中有用功为________J；若滑轮组的机械效率为70%，拉力F的功率为________W。 【答案】 /7200 【详解】由图可知，承担物重的绳子段数。物体上升的高度为 物体匀速上升，动滑轮对物体的拉力等于物体的重力，即 有用功为 由可知，拉力做的总功为 拉力的功率为 22．如图所示A物体重为20N，在水平拉力的作用下，物体以0.2m/s的速度做匀速直线运动，它受到的水平面的摩擦力为A重的0.2倍，拉力F的功率是________W，此滑轮的机械效率是________。 【答案】 1 80% 【详解】由图可知，绳子自由端移动的速度 拉力做功的功率 由题意可知，物体受到的摩擦力 滑轮的机械效率 三．解答题（本题共8小题，共56分） 23．按题目要求作图： (1)请在图中画出动力臂和阻力臂。 (2)用线代表绳子，将两个滑轮连成省力的滑轮组，要求人用力往下拉绳使重物升起。 (3)画出使杠杆在如图所示位置静止时所用最小力F的作用点和方向。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）反向延长动力作用线，过支点O作动力作用线的垂线段，垂线段即为动力臂；反向延长阻力作用线，过支点O作阻力作用线的垂线段，垂线段即为阻力臂，据此作图。 （2）人用力往下拉绳使重物升起，说明最后绕过的是定滑轮，按此反向绕线，绳子的起始端系在定滑轮上，据此作图。 （3）在B点用力，用力方向与垂直，这样动力臂最长（等于），最省力，据此作图。 24．测量两位同学从一楼上到三楼做功快慢的实验： (1)已提供的器材是体重计和皮尺，还需要的器材是________； 下表是两位同学的实验数据： 实验次数 同学 做功时间t/s 做功W/J 1 甲 30 6000 2 甲 60 12000 3 乙 30 4000 4 乙 50 6000 (2)比较实验次数1和3可得到：当________________相同时，做的功越多，做功越快； (3)比较实验次数________________可知：当两位同学做功相同时，所用时间越少，做功越快； (4)当他们做功多少和做功时间均不相同时，________________，做功越快。因此，为了比较两位同学做功的快慢，应该在表格最后一列增加一栏项目，这个项目是________________，为此物理学中引入了一个新的物理量来称呼这个项目，叫________，这种定义物理量的方法是________________。 【答案】(1)秒表 (2)做功时间 (3)1和4 (4)单位时间内做的功越多 功与时间的比值 功率 比值定义法 【详解】（1）由可知，测做功快慢需测量功和做功时间，体重计与皮尺可测上楼所做的功，还需秒表测量做功时间。 （2）1和3两次实验中，做功时间相同，做功多少不同，因此可得：做功时间相同的情况下，做功越多，做功越快。 （3）探究做功相同时时间对做功快慢的影响，需选取做功相等、时间不同的实验组，实验1和4符合要求。 （4）功与做功时间均不同时，单位时间内做的功越多，做功越快；该项目为功与时间的比值，物理学中称其为功率，采用比值定义法定义。 25．小林在测量如图所示滑轮组机械效率的实验时，部分实验数据如下表所示。 实验次数 钩码重力G/N 钩码上升高度h/cm 拉力F/N 绳端移动距离S/cm 机械效率η 1 1 5 0.6 15 55.60% 2 1.5 5 15 3 2 5 1 15 66.70% 4 2 10 1 30 66.70% (1)实验过程中，应竖直向上__________缓慢拉动弹簧测力计。 (2)第2次实验时，弹簧测力计示数如图所示，为__________N，由表格数据可得，此次拉力做的总功为__________J，滑轮组的机械效率为__________。 (3)分析1、2、3次实验数据可知，用同一滑轮组提升重物时，重物越__________，滑轮组的机械效率越高；分析3、4次实验数据可知，滑轮组的机械效率与钩码上升高度__________（选填“有关”或“无关”）。 【答案】(1)匀速 (2) 0.8 0.12 62.5% (3) 重 无关 【详解】（1）实验时竖直向上匀速缓慢拉动弹簧测力计，此时钩码和动滑轮处于平衡状态，弹簧测力计的示数等于绳子自由端的拉力大小，示数稳定便于读数，所以此处应填“匀速”。 （2）由图可知，弹簧测力计的分度值为0.1N，指针指向0.8N刻度处，因此示数为0.8N。 第2次实验中，总功 有用功 机械效率 （3） 1、2、3次实验使用同一滑轮组，额外功近似相等，提升的重物重力越大，有用功越大，有用功在总功中的占比越高，机械效率越高，所以用同一滑轮组提升重物时，重物越重，滑轮组的机械效率越高。 3、4次实验提升重物重力相同，钩码上升高度不同，但机械效率相同，说明滑轮组机械效率与钩码上升高度无关。 26．图甲是某居民楼前的无障碍通道，一位中年人正用轮椅推着他的母亲缓缓上行。为估测中年人推轮椅时所用力的大小，小明进行了实验测量。如图乙所示，他设置了与通道坡度相同的斜面，确定了与A点沿斜面相距1m处的B点。 (1)选用与轮椅的车轮相同材料的小车为研究对象，进行了如下操作： ①测出小车重为2.0N； ②将弹簧测力计与斜面平行放置，沿斜面方向匀速直线拉动小车，弹簧测力计示数如图乙所示为______N； ③将小车从A点拉到B点的过程中，拉力所做的功为________J；此时，该斜面的机械效率为________； 结论：斜面可以省_______（选填“力”“距离”或“功”）； (2)在小车上逐渐添加重物，重复上述实验，计算出小车从A点到B点拉力所做的总功W1；重力做的有用功为W2，并根据数据画出W1和W2与小车总重G的关系图像，如图丙图线a和b所示： ①由图像可知：用该通道斜面提升物体的机械效率与物重_______（选填“有关”或“无关”）； ②图甲的无障碍通道上坡的机械效率与图乙中斜面的相同。若母亲的质量为55kg，所坐的轮椅质量为15kg，则中年人用沿着通道斜面方向的力F推轮椅匀速上坡时，力F的大小为______N。 【答案】(1) 0.3 0.3 60% 力 (2) 无关 105 【详解】（1）由图可知，弹簧测力计的分度值是，弹簧测力计的示数为，刻度尺的分度值为0.1cm，A点到B点的高度 将小车从A点拉到B点的过程中，路程，拉力做的功为 利用斜面将小车从水平地面提升到B点时所做的有用功为 该斜面的机械效率为 任何机械都不能省功，因为拉力为，小于重力，故斜面可以省力。 （2）①用该通道斜面提升物体的机械效率 。由于图丙可知 和 都与 成正比，故 和 的比值固定，说明用该通道斜面提升物体时的机械效率与物重无关（例如 ， 机械效率 ）。 ②这位母亲和所坐的轮椅总重力为 中年人用沿着通道斜面方向的力推轮椅匀速上坡时，从A点到B点所做的有用功为 由得，中年人用沿着通道斜面方向的力推轮椅匀速上坡时，从A点到B点所做的总功为 由得，力F的大小为 27．小华为探究杠杆的平衡条件，设计了如图所示的实验。 (1)实验前，杠杆在如图甲所示位置静止，此时杠杆处于_________（填“平衡”或“非平衡”）状态；为了使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向__________（填“左”或“右”）调节。 (2)调节好杠杆后，为了获取实验数据，在图乙、丙两个方案中，按_______方案进行实验更加方便，原因是_______________。 (3)经过实验，得到部分数据如下表。 序号 动力 动力臂 阻力 阻力臂 1 1.5 0.10 1.0 0.15 2 1.0 0.30 2.0 0.15 3 2.0 0.15 1.5 0.20 … … … … … 由数据可初步得到的结论是：____________________ (4)保持杠杆一直处于水平位置平衡，当弹簧测力计由图中乙逐渐旋转至图中丙所示位置时，弹簧测力计的示数______________（填“变小”“变大”“不变”）。 (5)下列实验中多次测量的目的与本次探究多次测量目的相同的是_______ A．用刻度尺测量课本的长度 B．探究浮力大小与哪些因素有关 【答案】(1) 平衡 右 (2) 乙 便于直接测量力臂 (3) (4)变大 (5)B 【详解】（1）杠杆的平衡状态包括静止状态、匀速转动状态，所以图甲中静止的杠杆处于平衡状态。图中杠杆左边下沉，说明左侧偏重，若要使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆重心右移，根据“左高左调、右高右调”的原则，应当将平衡螺母向右调节。 （2）力臂等于支点到力的作用线的距离，当杠杆在水平位置平衡时，力的方向与杠杆垂直，力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来，图乙所示实验，测力计拉力与杠杆垂直，可以直接从杠杆上读取测力计拉力力臂，图丙所示实验，拉力与杠杆不垂直，不便于测量测力计拉力力臂，图乙中竖直向上拉动实验操作更方便。 （3）由表中实验数据可知： 此时杠杆平衡，由此可得杠杆平衡条件是动力与动力臂的乘积等于阻力与阻力臂的乘积，即。 （4）由题意知，当弹簧测力计逐渐由图乙中的竖直方向，逐渐旋转至图丙的位置时，弹簧测力计拉力的力臂在减小，而阻力和阻力臂不变，根据杠杆的平衡条件可知，此时拉力会变大，即弹簧测力计的示数变大。 （5）本次探究杠杆平衡条件多次测量的目的是：寻找普遍规律，避免偶然性。 A．用刻度尺测量课本的长度，多次测量是为了减小误差；故A不符合题意； B．探究浮力大小与哪些因素有关，多次测量是为了寻找普遍规律；故B符合题意。 故选B。 28．如图所示，轻质杠杆可绕O点转动，将边长为10 cm，质量为6 kg的正方体合金块，用细绳挂在杠杆左端A处。在杠杆右端B处施加一个大小为15 N的拉力FB，此时杠杆在水平位置平衡，已知OA=30 cm，OB=20 cm，求：（g取10 N/kg） (1)细绳对A点的拉力FA； (2)合金块对水平地面的压强。 【详解】（1）杠杆水平平衡时，满足，由题意可知A点拉力的力臂为，B点拉力的力臂为，因此有 代入数值可得 （2）合金块的重力 对合金块受力分析，可得地面对合金块的支持力 根据力的作用相互性，合金块对地面的压力大小等于地面的支持力，即 正方体边长 底面积 合金块对水平地面的压强 29．一辆轿车以的速度在水平路面上沿直线匀速行驶，轿车的质量为，行驶时所受阻力为车重的0.2倍（g取）。求： (1)汽车受到的牵引力； (2)在这段时间内牵引力所做的功； (3)在这段时间内牵引力所做的功的功率。 【详解】（1）车的重力 行驶阻力 轿车水平匀速直线行驶，牵引力与阻力二力平衡，大小相等，故牵引力 （2）轿车行驶的路程 牵引力做功为 （3）牵引力做功的功率 30．工人用如图所示的滑轮组运送一批建材上楼。货物重360N，动滑轮重力为60N，不计绳重，工人拉绳子的手距离定滑轮顶部的竖直高度是3m，他从滑轮正下方起在3s内沿水平方向移动了4m，将物体匀速提升，滑轮组的机械效率，求： (1)拉力做的有用功； (2)工人做功的功率； (3)该过程中，克服滑轮组摩擦力做的功占额外功的比例。 【详解】（1）根据勾股定理可知，斜边长为 原来的绳子长为3m，移动后绳子的长为5m，工人拉过的绳子长度 由图可知，滑轮组的动滑轮绕绳子的段数，货物上升的高度为 拉力做的有用功为 （2）拉力做的总功 工人做功的功率 （3）克服动滑轮重力做的功为 不计绳重，根据 可知，克服滑轮组摩擦力做的功为 额外功 克服滑轮组摩擦力做的功占额外功的比例 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $第十一章《简单机械和功》单元测试卷(原卷版) 注意事项: 1.测试范围:苏科版: 九年级上册第11章。 第 卷 选择题 一、选择题(本题共12小题,每小题2分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的) 1.下列简单机械中不能省力的是( ) A.利用斜面提升物体 B.转弯时的方向盘 C.修剪树枝的剪刀 D.升国旗用的滑轮 2.2025年10月10日至31日是全国第16个“敬老月”,今年的活动主题是“弘扬孝亲敬老美德,共建老年友好社会”。下列情境中,人没有对物体做功的是( ) A.小明帮爷爷将桶装水提上三楼 B.小陈帮收废品的老人推三轮车穿过马路 C.小美帮老奶奶提着手提包,陪老奶奶在原地等人 D.小华帮取快递的老人搬起地上的快递箱子放到手推车上 3.杠杆在生活与生产中的应用非常的广泛,下列杠杆的使用中属于省力杠杆的是( ) A.皮划艇的船桨 B.食品夹 C.托盘天平 D.瓶起子 4.一个滑轮组改进后提高了机械效率,用它把同一物体匀速提升同样的高度,改进后比改进前相比( ) A.有用功减少,总功减少 B.有用功增加,总功增加 C.有用功不变,总功减少 D.机械效率提高了,功率也变大了 5.某同学跳绳时,每次跳起的高度约为5 cm,质量为50 kg,1min 跳了120次。则该同学跳绳的平均功率约为( )( 取) A.5 W B.50 W C.500 W D.5000 W 6.如图所示,为一可绕O点转动的杠杆,在A端通过绳作用一竖直向下的拉力F使杠杆平衡,此时部分水平,保持重物静止不动,而使绳绕A点从如图所示的位置沿图中的虚线转动,则( ) A.顺时针转,F先变小后变大,F与对应力臂的乘积不变 B.逆时针转,F先变小后变大,F与对应力臂的乘积先变小后变大 C.逆时针转,F逐渐变大,F与对应力臂的乘积先变小后变大 D.顺时针转,F逐渐变小,F与对应力臂的乘积逐渐变大 7.小明去健身房用如图所示的牵引装置来锻炼腿部和手部肌肉。使用时,若绳a处固定不动,手在b处需用力拉绳,使重物G匀速上升;若绳b处固定不动,腿在a处需用力拉绳,使重物G匀速上升。不计绳重和摩擦,则( ) A. B. C. D.条件不足,无法确定 8.如图甲所示,长1.6m、粗细均匀的金属杆可以绕O点在竖直平面内自由转动。当金属杆始终保持水平平衡时,用传感器测出竖直作用在杆上的拉力F及其作用点到O点距离L的多组数据,并绘制了F与L的变化关系图像如图乙所示,分析图像信息,则下列说法中错误的是( ) A.金属杆自始至终是省力杠杆 B.金属杆的重力为10N C.阻力与阻力臂的乘积为8N•m D.保持拉力F始终与杠杆垂直,将杠杆缓慢提升一段距离,在提升过程中,拉力F将变小 9.如下图所示,水平地面上有一块质量为100千克、底边为40厘米 50厘米、高1米的长方体木块。小明用水平推力F把木块向前推动,此过程中,推力F和木块前进的速度v的大小随时间t的变化情况分别如图2甲、乙所示。下列说法正确的是( ) A.0~1s内,物块受到的摩擦力为0N B.1~3s内物体所受摩擦力大小为300N C.3~5s内,物体移动的距离为2m D.3~5s内,推力对物块做功为200J 10.汽车在平直公路上以速度匀速行驶,发动机功率为,牵引力为,时刻开始,司机减小了油门,使汽车保持恒定功率P行驶,到时刻,汽车又开始做匀速直线运动,速度为v。已知运动过程中汽车所受阻力f恒定不变,汽车牵引力F随时间t变化的图像如图所示,则( ) A. B.至时间内,汽车做加速运动 C. D.时刻之后,汽车将保持功率行驶 11.如图所示,物体浸没在水中,工人用200N的拉力F在10s内将重为400N的物体匀速提升2m,物体没有露出水面,此时滑轮组的机械效率是80%,不计绳重和摩擦,,则下列说法中正确的是( ) A.物体露出水面前,工人匀速提升重物时拉力的功率为40W B.物体在水中受到的浮力为80N C.动滑轮重为0 D.物体露出水面后,此滑轮组提升该物体的机械效率将小于80% 12.重的工人用如图甲所示的滑轮组和箱子将建材匀速运送到一定高度,该滑轮组的机械效率与所提升建材的重力的关系如图乙所示,已知箱子的重力为。若忽略绳子的重力和摩擦力,绳子不会断,则下列有关说法中不正确的是( ) A.该滑轮组中动滑轮的重力为 B.当该滑轮组的机械效率为60%时,所提升建材的重力为 C.工人用该滑轮组最多可提升的建材 D.工人用该滑轮组提升重物时,机械效率最高可达65.2% 二、填空题(本题共10小题,每题2分,共20分) 13.人体中有很多结构可简化为杠杆。如图所示,手提起物体时,桡骨在肱二头肌的收缩牵引下绕肘关节转动,这是一种(选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆,请写出一种生活中用到同类型的杠杆:。 14.为了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,沿专用通道至入口和直接上楼梯相比较,可以(填“省力”“省功”或“省距离”);门把手、汽车方向盘属于另一类简单机械——。 15.如图所示,用纸筒穿过购物袋的提手提重物就不勒手,这是通过增大来减小压强,提着袋子在水平地面上前进时手对袋子的拉力做功(选填“有”或“没有”)。 16.室内垃圾桶平时桶盖关闭防止垃圾散发异味,使用时用脚踩踏板,桶盖开启。如图所示为室内垃圾桶的结构示意图,使用时有两个杠杆和在起作用。则为杠杆,为杠杆(选填“省力”或“费力”或“等臂”)。 17.如图,一个重为10牛的物体在大小为6牛的拉力F的作用下,先后经过光滑的水平面和粗糙的斜面,AB和CD段的距离均为2米,CD间的垂直高度为1米。物体通过AB和CD段时,力F做功分别为和,则(选填“>”、“<”或“=”)。若已知物体在斜面上匀速运动,则斜面CD段物体所受的摩擦力大小为牛。 18.一体重为的同学在跳绳测试中,跳180次,每次腾空的最大高度平均为,则他在跳绳过程中,跳一次做的功是J,在整个过程中跳绳的平均功率为W。 19.如图,在水平拉力的作用下重的物体A沿水平桌面做匀速直线运动,弹簧测力计B的示数为,物体A移动的速度为,则拉力的大小为,拉力移动的速度为。 20.功率相等的两汽车,走完相同的路程所用时间比为2∶3,则两车牵引力之比为。若两车的功率之比为3∶2,完成相同的功所用的时间之比为。 21.建筑工地上,起重机吊臂上的滑轮组如图所示,在匀速起吊重N的物体时,绳子自由端5s内上升了18m,此过程中有用功为J;若滑轮组的机械效率为70%,拉力F的功率为W。 22.如图所示A物体重为20N,在水平拉力的作用下,物体以0.2m/s的速度做匀速直线运动,它受到的水平面的摩擦力为A重的0.2倍,拉力F的功率是W,此滑轮的机械效率是。 三.解答题(本题共8小题,共56分) 23.按题目要求作图: (1)请在图中画出动力臂和阻力臂。 (2)用线代表绳子,将两个滑轮连成省力的滑轮组,要求人用力往下拉绳使重物升起。 (3)画出使杠杆在如图所示位置静止时所用最小力F的作用点和方向。 24.测量两位同学从一楼上到三楼做功快慢的实验: (1)已提供的器材是体重计和皮尺,还需要的器材是; 下表是两位同学的实验数据: 实验次数 同学 做功时间t/s 做功W/J 1 甲 30 6000 2 甲 60 12000 3 乙 30 4000 4 乙 50 6000 (2)比较实验次数1和3可得到:当相同时,做的功越多,做功越快; (3)比较实验次数可知:当两位同学做功相同时,所用时间越少,做功越快; (4)当他们做功多少和做功时间均不相同时,,做功越快。因此,为了比较两位同学做功的快慢,应该在表格最后一列增加一栏项目,这个项目是,为此物理学中引入了一个新的物理量来称呼这个项目,叫,这种定义物理量的方法是。 25.小林在测量如图所示滑轮组机械效率的实验时,部分实验数据如下表所示。 实验次数 钩码重力G/N 钩码上升高度h/cm 拉力F/N 绳端移动距离S/cm 机械效率 1 1 5 0.6 15 55.60% 2 1.5 5 15 3 2 5 1 15 66.70% 4 2 10 1 30 66.70% (1)实验过程中,应竖直向上缓慢拉动弹簧测力计。 (2)第2次实验时,弹簧测力计示数如图所示,为N,由表格数据可得,此次拉力做的总功为J,滑轮组的机械效率为。 (3)分析1、2、3次实验数据可知,用同一滑轮组提升重物时,重物越,滑轮组的机械效率越高;分析3、4次实验数据可知,滑轮组的机械效率与钩码上升高度(选填“有关”或“无关”)。 26.图甲是某居民楼前的无障碍通道,一位中年人正用轮椅推着他的母亲缓缓上行。为估测中年人推轮椅时所用力的大小,小明进行了实验测量。如图乙所示,他设置了与通道坡度相同的斜面,确定了与A点沿斜面相距1m处的B点。 (1)选用与轮椅的车轮相同材料的小车为研究对象,进行了如下操作: ①测出小车重为2.0N; ②将弹簧测力计与斜面平行放置,沿斜面方向匀速直线拉动小车,弹簧测力计示数如图乙所示为N; ③将小车从A点拉到B点的过程中,拉力所做的功为J;此时,该斜面的机械效率为; 结论:斜面可以省(选填“力”“距离”或“功”); (2)在小车上逐渐添加重物,重复上述实验,计算出小车从A点到B点拉力所做的总功W1;重力做的有用功为W2,并根据数据画出W1和W2与小车总重G的关系图像,如图丙图线a和b所示: ①由图像可知:用该通道斜面提升物体的机械效率与物重(选填“有关”或“无关”); ②图甲的无障碍通道上坡的机械效率与图乙中斜面的相同。若母亲的质量为55kg,所坐的轮椅质量为15kg,则中年人用沿着通道斜面方向的力F推轮椅匀速上坡时,力F的大小为N。 27.小华为探究杠杆的平衡条件,设计了如图所示的实验。 (1)实验前,杠杆在如图甲所示位置静止,此时杠杆处于(填“平衡”或“非平衡”)状态;为了使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向(填“左”或“右”)调节。 (2)调节好杠杆后,为了获取实验数据,在图乙、丙两个方案中,按方案进行实验更加方便,原因是。 (3)经过实验,得到部分数据如下表。 序号 动力 动力臂 阻力 阻力臂 1 1.5 0.10 1.0 0.15 2 1.0 0.30 2.0 0.15 3 2.0 0.15 1.5 0.20 … … … … … 由数据可初步得到的结论是: (4)保持杠杆一直处于水平位置平衡,当弹簧测力计由图中乙逐渐旋转至图中丙所示位置时,弹簧测力计的示数(填“变小”“变大”“不变”)。 (5)下列实验中多次测量的目的与本次探究多次测量目的相同的是 A.用刻度尺测量课本的长度 B.探究浮力大小与哪些因素有关 28.如图所示,轻质杠杆可绕O点转动,将边长为10 cm,质量为6 kg的正方体合金块,用细绳挂在杠杆左端A处。在杠杆右端B处施加一个大小为15 N的拉力FB,此时杠杆在水平位置平衡,已知OA=30 cm,OB=20 cm,求:(g取10 N/kg) (1)细绳对A点的拉力FA; (2)合金块对水平地面的压强。 29.一辆轿车以的速度在水平路面上沿直线匀速行驶,轿车的质量为,行驶时所受阻力为车重的0.2倍(g取)。求: (1)汽车受到的牵引力; (2)在这段时间内牵引力所做的功; (3)在这段时间内牵引力所做的功的功率。 30.工人用如图所示的滑轮组运送一批建材上楼。货物重360N,动滑轮重力为60N,不计绳重,工人拉绳子的手距离定滑轮顶部的竖直高度是3m,他从滑轮正下方起在3s内沿水平方向移动了4m,将物体匀速提升,滑轮组的机械效率,求: (1)拉力做的有用功; (2)工人做功的功率; (3)该过程中,克服滑轮组摩擦力做的功占额外功的比例。 2 / 2 学科网(北京)股份有限公司 $