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”，通过双摇跳绳、桔槔汲水、快递斜面等真实情境，覆盖杠杆平衡、滑轮组机械效率、功和功率计算等核心知识点，适配九年级单元复习，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、机械效率影响因素|结合古代桔槔（文化传承）、双摇跳绳（生活情境）考查应用| |填空题|5|功的计算、滑轮组摩擦与效率|以汽车脱困、快递斜面为情境，渗透科学态度与责任| |实验题|2|杠杆平衡探究、滑轮组效率测量|注重科学探究，设计变量控制与数据处理（如机械效率随物重变化）| |计算题|2|功率计算、滑轮组机械效率|联系仰卧起坐、施工提升重物，强化物理观念与实际问题解决|

第十一章简单机械和功 练习 一、单选题 1．学校运动会上举行“双摇跳绳”比赛，“双摇跳绳”是指每次在双脚跳起后，绳连续绕身体两周的跳绳方法。比赛中，初三某同学1min内摇轻绳240圈，则他在整个跳绳过程中的功率约为（　　） A．150W B．400W C．600W D．1000W 2．如图所示，小明利用两个倾角不同的斜面进行实验，将同一木块分别从两斜面底端匀速拉至斜面顶端，下列说法正确的是（　　） A．若甲、乙斜面光滑，则拉力F甲>F乙 B．若甲、乙斜面光滑，则拉力所做的总功W甲总＜W乙总 C．若斜面粗糙程度相同，拉力所做的额外功W甲额=W乙额 D．若斜面粗糙程度相同，拉力所做的额外功W甲额>W乙额 3．我国古代科学著作《天工开物》中记载有井上汲水装置——桔槔，如图甲所示，它相当于一个杠杆。图乙为小明根据其原理自制的模型装置，杠杆左端是悬挂的石块，右端悬挂水桶。下列有关说法正确的是（　　） A．左端悬挂石块越重越好 B．右边水桶越重，提起水时有用功越多 C．当减轻桔槔（模型AB杆）的重时，提水时机械效率可达100% D．汲水后，如图乙所示时，水桶总重比石块大 4．如图所示，利用动滑轮匀速提升重物时，以下做法可以提高动滑轮机械效率的是（　　） A．增大重物上升高度 B．增大提升重物的速度 C．适当增加更重的重物 D．换用质量更大的动滑轮 5．如图所示，相同质量的甲、乙两人，在相同时间内用不同的装置把质量相等的货物匀速提升到同一平台，不计绳重及绳与滑轮间的摩擦。下列说法正确的是（   ） A．乙做的总功比甲多 B．甲做的有用功比乙多 C．甲做功的功率大于乙做功的功率 D．甲所用装置的机械效率较大 6．如图所示，表示一个滑轮组某次提升重物的有用功和额外功的关系，则（　　）    A．额外功为20J B．总功为1000J C．机械效率为 D．做有用功越多的机械，机械效率越高 7．如图所示为一个测量物体所受重力的装置，硬杆，，。在A端悬挂一质量为的物体P，在OB上悬挂待测物体，改变悬挂点的位置使杠杆水平平衡，便可用悬挂点到支点O的距离L来反映待测物体所受重力大小。不计杆重与绳重，g取。下列说法正确的是（　　） A．L越大，对应待测物体所受重力越大 B．此装置能测出的最小重力是0.2N C．要使该装置能测出的最小重力变小，可将O点向右移 D．C、B两点对应的重力差小于D、C两点对应的重力差 8．如图所示，在杠杆OA上的B点悬挂一重物G，A端用细绳吊在小圆环E上，且细绳AE长等于圆弧CED的半径，此时杠杆恰好成水平状态，A点与圆弧CED的圆心重合，E环从C点沿顺时针方向逐渐滑到D点的整个过程中，吊绳对A端的作用力的大小将的变化情况是（　　） A．保持不变 B．逐渐变大 C．先变大后变小 D．先变小后变大 9．如图所示为桔槔的简易示意图，AB长4.5m，用于配重的石头对横杆的作用点视为A点，OA=1.5m。若石头的质量为30kg，赵家镇村民赵四某次利用该桔槔提上来18kg水，不计水桶、桔槔自身重力及内部摩擦，g取10N/kg。向上提水时，如果人不施力，在只借助横杆一端配重的情况下，桔槔一次最多可提水（    ） A．15kg B．30kg C．60kg D．无法确定 10．如图所示，用这个滑轮组提起重物，忽略动滑轮的自重、绳重及摩擦，绳的拉力为F，重物的重力为G，则（    ）    A． B． C． D． 二、填空题 11．一建筑工人用60N的水平推力推小车，使小车在水平地面上匀速前进了15m。撤去推力，小车仍然能继续向前运动0.5m，在上述小车前进15.5m的过程中，建筑工人对小车做的功为________J。 12．如图所示，用滑轮组帮助汽车脱困时，滑轮A的作用是____________________；汽车被匀速拉动时，作用在绳子上的拉力F为1000N，滑轮组的机械效率为80%，则汽车受到的摩擦力为__________N。写出一条可以提高滑轮组机械效率的措施_____________。 13．中国快递业务量规模已经连续4年位居世界第一，如图所示，一邮递员把重1200N的购物箱沿着长、高的斜面从底部以0.5m/s的速度匀速推上斜面的顶端，若沿斜面所用的推力为300N，则邮递员做的有用功为_________J，推力做功的功率是_________W，购物箱所受的摩擦力是_________N。 14．如图1所示，人的颈椎起着支撑头部的作用，颈部肌肉群连接颈部和头部，并控制着头部的运动。如图2所示，人在低头时，头部和颈椎可看作一个杠杆，长时间低头会对颈椎和颈部肌肉群造成损伤。因为人在低头过程中，头部重力的力臂______，使得颈部肌肉群对后颅向下的拉力变大；头部向下弯曲角度增大，颈椎所受的压力______。（均选填“变大”“变小”或“不变”） 15．小明用二个质量相同的滑轮组成如图所示的滑轮组，将重为180N的物体匀速提升了4m，若机械效率为90%，不计绳重及摩擦，则小明所做的有用功为______，每个滑轮重为______N，如果小明的体重为500N，拉动过程中绳子始终未断裂，他用此滑轮组能提升的最大物重为______N，机械效率最高可达______。 三、作图题 16．如图所示是古人用来汲水的桔槔示意图。请在图中画出向上提水时作用在A点的最小动力的示意图及阻力的示意图。 四、实验题 17．物理兴趣小组的同学，利用如图所示的装置，来“探究杠杆的平衡条件” （1）如图甲所示，以杠杆的中心作为支点的目的是______； （2）在实验前应调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，这样做的好处是______；若实验前杠杆如图甲所示，可将杠杆两端的平衡螺母向______（填“左”或“右”）调节，以使杠杆在水平位置平衡； （3）调节完毕后，当在杠杆B点挂3个质量相同的钩码，如图乙所示，那么在杠杆的D点挂______个质量相同的钩码，才能使杠杆恢复在水平位置平衡。当杠杆平衡后，将B、D两点下方所挂的钩码同时向支点靠近1个格，那么杠杆______（填“能”或“不能”）在水平位置保持平衡； （4）实验中若不在D点挂钩码，而在杠杆的A点或C点使用弹簧测力计使杠杆在水平位置平衡，为使弹簧测力计的示数最小，应使弹簧测力计挂______点，且拉力的方向是______。 18．在“测量滑轮组机械效率”的实验中，小北与同学们用同一滑轮组进行了三次实验（如图所示），实验数据记录如下表：    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 2.2 30 90.9% (1)实验时应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，且在______（填“静止”或“拉动过程中”）时读数； (2)表格中编号①处的数据为______； (3)分析数据可得结论：使用同一滑轮组提升不同重物至同一高度时，提升的物重增加时，滑轮组的机械效率______（选填“变大、变小”或“不变”）； (4)小北发现绳端移动的距离与钩码上升的高度有固定的倍数关系，于是他认为：钩码重一定时，无论将钩码提升多高，都不影响该滑轮组的机械效率；小红则认为：钩码提升的高度不同，有用功就不同，机械效率就变化了。你认为______的看法是正确的。 五、计算题 19．如图所示，重为450N的同学在做仰卧起坐运动。若该仰卧起坐同学上半身的重力约为全身的40%，她在1min内做了50个仰卧起坐，每次仰卧起坐上半身重心上升的高度均为0.3m。求： (1)她做一个仰卧起坐克服重力做的功； (2)她在1min内克服重力做功的功率。 20．在某体育馆改造施工过程中，工人师傅用如图甲所示的滑轮组，将重为500N的物体匀速提升到6m高的楼上，图乙为物体提升过程中的s-t图像。已知动滑轮重为100N，不计绳重及摩擦。求： (1)拉力F的大小 (2)拉力F的功率 (3)滑轮组的机械效率（计算结果保留一位小数） 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 A D D C C B D D A D 1．A 【详解】中学生的质量约为50kg，其重力约为 G=mg=50kg×10N/kg=500N 每次起跳的高度约为 15cm=0.15m 则他跳一次绳做的功 W=Gh=500N×0.15m=75J 因为“双摇跳绳”是指每次在双脚跳起后，绳连续绕身体两周的跳绳方法，所以1min内摇轻绳240圈，则人跳起的次数为120次，在1min内一共做的功 W总=nW=120×75J=9000J 他在整个跳绳过程中的功率 故选A。 2．D 【详解】AB．同一木块在高度相同的光滑斜面上运动，所以拉力做的功等于克服重力做的功，即Fs = Gh，则拉力所做的总功W甲总=W乙总，故B错误；由W=Fs可知，甲的路程长，所以F甲<F乙，故A错误； CD．因为两斜面的粗糙程度相同，甲斜面的倾斜程度较小，压力较大，所以甲斜面的摩擦力较大，同时甲斜面长度较大，由W额=fs可知，W甲额>W乙额，故C错误，D正确。 故选D。 3．D 【详解】A．如果后端的重物过重，虽然向上汲水时人可以省力，但要将水桶拉下时需要更大的力，所以后端的重物不能过重，故A错误； B．右边水桶越重，提起水时对水桶做的功是额外功，额外功越多，故B错误； C．当减轻桔槔模型AB杆的重时，由于水桶的重力不可忽略，仍要做额外功，因而提水时机械效率不可能达，故C错误； D．汲水后，如图乙所示时，杠杆平衡，此时水桶总重拉力的力臂比石块拉力的力臂短，根据杠杆平衡条件知，水桶拉力比石块拉力大，即水桶重力比石块重力大，故D正确。 故选D。 4．C 【详解】AB．由可知，机械效率与物体上升的高度和提升重物的速度无关，因此增大重物上升高度、增大提升重物的速度不能提高滑轮组的机械效率，故AB不符合题意； CD．由可知，适当增加更重的重物，可以提高滑轮组的机械效率；换用质量更大的动滑轮，动滑轮的重力增大，则滑轮组的机械效率减小，故C符合题意，D不符合题意。 故选C。 5．C 【详解】A．图甲使用的是动滑轮，不计绳重和摩擦，总功为 使用乙定滑轮时，拉力，拉力做功 所以乙装置中拉力F做的总功少，故A错误； B．提升物体的重力相等，在相同的时间内物体升高了相同的距离，由可知，两次提升物体所做的有用功相等，故B错误； C．甲、乙做功时间相同，因为，由功率公式可得，、，因此，故C正确； D．不计绳重及滑轮的摩擦，甲提升重物和动滑轮，乙只需要提升重物，有用功相同，总功越大，机械效率越低；因此甲所用装置的机械效率小，故D错误。 故选C。 6．B 【详解】ABC．由图可知，有用功，额外功占比为20%，则机械效率为 所以总功为 则额外功为 故AC不符合题意，B符合题意； D．有用功越多，机械效率不一定高，机械效率是有用功在总功中所占的比例，故D不符合题意。 故选B。 7．D 【详解】AB．物体P的重力GP=mpg=0.3kg×10N/kg=3N 由杠杆平衡条件可知GP×OA=G×L GP和OA不变，如果L越大，对应的物体所受重力G越小，当L=OB时，能测出的重力最小，最小重力为 故AB错误； C．由杠杆平衡条件可知GP×OA=G×L 要使该装置能测出的最小重力变小，GP不变，OA越小，L越大，可将O点向左移，故C错误； D．已知，，OA的长度 OB的长度OB=AB-OA=50cm-20cm=30cm 由杠杆平衡条件可知GP×OA=G1×OD 得到 由杠杆平衡条件可知GP×OA=G2×OC 得到 由杠杆平衡条件可知GP×OA=G3×OB 得到 C、B两点对应的重力差 D、C两点对应的重力差 则 设OD为x，因为 所以 因为x最大不能超过30cm，所以 即C、B两点对应的重力差小于D、C两点对应的重力差，故D正确。 故选D。 8．D 【详解】由题意可知，在圆环转动中，A的位置保持不变，故杠杆始终处于平衡状态；因为重力与重力的力臂的乘积不变，根据杠杆平衡的条件可得，动力臂越大，动力会越小，又因为圆环在图示位置时，力臂最大，动力最小，所以从C端移动到D端的过程中，动力会由大到小，再由小到大。故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 9．A 【详解】力臂是支点到力的作用线距离，根据相似三角形可知动力臂和阻力臂之比等于OA与OB之比，OB=AB-OA=4.5m-1.5m=3m 则OB=2OA，所以。向上提杆时人不施力，只借助重石块，动力等于石块的重力，即F1=m石g=30kg×10N/kg=300N 阻力等于水的重力，即F2=mg，根据平衡条件可得桔槔一次最多可提水的质量为 故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A 。 10．D 【详解】由图知，提升重物的绳子段数n=3，忽略绳子和摩擦，则绳端的拉力 故选D。 11．900/ 【详解】因撤去推力后，小车由于惯性继续前进，工人对小车无作用力，该过程工人对小车不做功，只有推力作用下小车前进15m的过程，工人对小车做功，则工人对小车做的功为 12． 改变力的方向 2400 减小滑轮和轴的摩擦（或加润滑油、减小机械间摩擦等） 【详解】[1]滑轮A工作时位置不发生改变，因此该滑轮为定滑轮，定滑轮不能省力，只能改变力的方向。 [2][3]汽车被匀速拉动时处于平衡状态，所受的牵引力和摩擦力是一对平衡力，大小相等。动滑轮上有两端绳子，则n=2，由滑轮组的机械效率可得 汽车受到的摩擦力为 要提高滑轮组的机械效率，可以减小滑轮和轴等机械之间的摩擦，减少总功，从而提高机械效率。 13． 1200 150 60 【详解】[1]克服购物箱重力做的有用功 W有=Gh=1200N×1m=1200J [2]推力做功的功率 [3]推力做的总功 W总=FL=300N×5m=1500J 克服摩擦做的额外功 W额=W总-W有=1500J-1200J=300J 由W额=fL可得，购物箱所受的摩擦力 14． 变大 变大 【详解】[1][2]人在低头过程中，头部重心向前移，头部重力与支点间距离变大，导致重力的力臂变大，由杠杆平衡条件可知，阻力和动力臂不变，阻力臂变大，则动力变大，即颈部肌肉群对后颅向下的拉力变大；头部向下弯曲角度增大，阻力臂变大的程度变大，由杠杆平衡条件可知，颈椎所受的压力也将变大。 15． 720J 20 980 98% 【详解】[1]小明所做的有用功为 [2]拉力做的总功为 额外功为 不计绳重及摩擦，则每个滑轮重为 [3]如图，由2段绳子吊着动滑轮，他对绳子最大拉力为500N，他用此滑轮组能提升的最大物重为 [4]机械效率最高为 16． 【详解】根据杠杆平衡条件，最小动力对应最长动力臂，连接支点O与作用点A，此线段为最长力臂。过作用点A向下作该线段的垂线，即为最小动力；水桶对杠杆竖直向下的拉力为杠杆受到的阻力，作用点在杠杆左端的悬挂点上。 17． 消除杠杆自重对实验的影响 便于测量力臂 右 4 不能 A 竖直向上 【详解】（1）[1]将杠杆的中点作为支点，杠杆的重心通过支点，其目的是消除杠杆自重对实验的影响。 （2）[2]实验前，通过调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，此时杠杆力臂在杠杆上，因此能更方便于测量力臂大小。 [3]由图甲可知，杠杆左端下沉，右端上翘，说明此时重心偏左，所以应将杠杆两端的平衡螺母向右端移动，直至杠杆在水平位置平衡。 （3）[4]设一个钩码的重力为G，杠杆一个小格代表L，根据杠杆平衡条件 可得 解得 n=4 则为了保持杠杆在水平位置平衡，应在D点挂上4个质量相同的钩码。 [5]由题意知，当杠杆平衡后，将B、D两点所挂钩码，同时向支点O靠近1个格，则杠杆左端 杠杆右端 即 所以杠杆不能在水平位置保持平衡。 （4）[6][7]根据杠杆平衡条件 可知，在阻力和阻力臂一定时，要使动力最小，动力臂要最大；由图可知，在杠杆的A点或C点中A点的力臂最长，所以在A点施加的力最小，重物对杠杆的拉力向下，所以要使杠杆平衡，在A点施加的拉力的方向应竖直向上。 18．(1)拉动过程中 (2)88.9% (3)变大 (4)小北 【详解】（1）在实验中，测绳端拉力时，为了减小摩擦力对实验结果的影响，应竖直向上匀速拉动弹簧测力计且在拉动过程中读数。 （2）第2次的机械效率为 表格中编号①处的数据为88.9% （3）由表格数据可知，使用同一滑轮组提升不同重物至同高一度时，钩码重力越大，滑轮组的机械效率越高，可得出结论：使用同一滑轮组提升不同重物至同一高度时，提升的物重增加时，滑轮组的机械效率变大。 （4）分析表格数据可知，承担物重的绳子段数，由 可知，滑轮组的机械效率与提升的高度无关，故小北的看法正确。 19．(1)54J (2)45W 【详解】（1）该同学上半身的重力 G上=40%G=40%×450N=180N 做一次仰卧起坐克服重力做的功 W=G上h=180N×0.3m=54J （2）做了50个仰卧起坐克服重力做的功 W总=50W=50×54J=2700J 功率为 20．(1) 300N (2) 120W (3) 83.3% 【详解】（1）由图甲滑轮组可知，承担物重绳子段数，不计绳重和摩擦，拉力 （2）绳子自由端移动的距离 拉力做的总功 由图乙图像可知，物体上升6m用时30s，拉力功率 （3）有用功 机械效率 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 $