精品解析：江苏苏州市星港学校2026-2027学年上学期九年级物理10月单元练习试卷（第十一章简单机械和功 ）

2026-2027学年第一学期10月单元练习试卷 九年级物理学科 一、单选题（每题2分，共24分） 1. 下图中的工具在使用过程中，属于省力杠杆的是（ ） A. 筷子 B. 船桨 C. 核桃夹 D. 托盘天平 2. 如图甲是1200年前唐代智造的错银铜剪刀，细节精美又实用，这种剪刀设计的智慧依然被现代人沿用，如图乙使用时像镊子一样，方便剪线头。该剪刀的设计原理是（ ） A. 图甲中剪刀是省力杠杆 B. 图乙中剪刀可以省距离 C. 图甲中剪刀的支点是点Q D. 图乙中剪刀的N点是阻力作用点 3. 体重500N的小明1分钟跳绳120次，平均每次跳起重心上升5cm，则他跳绳一次所做的功是（ ） A. 5J B. 50J C. 25J D. 100J 4. 如图所示，工人用平行斜面向上的恒定推力F，将重6N的物体以1m/s的速度匀速推到斜面顶端，斜面长1m，测得斜面的机械效率为75%，斜面的倾斜角度为30°。则下列说法正确的是（　　 ） A. 推力做的功为3J B. 物体受到的摩擦力为1.5N C. 物体在匀速上升过程中，速度越快受到的摩擦力越大 D. 若以2m/s的速度匀速推动物体，斜面的机械效率仍为75% 5. 如图是《天工开物》中记载的古代人民应用简单机械“踏碓舂米”“井中汲水”时的场景。甲中，碓可绕着点转动，脚反复踩踏碓的一端，另一端的碓头便会连续起落，就可以舂米；乙中，在井的上方悬挂一个滑轮，方便从井中取水。下列分析正确的是（　　 ） A. 踏碓舂米应用了省力杠杆 B. 井中汲水应用了动滑轮 C. 甲中，脚距离点越近越费力 D. 乙中的滑轮可以省距离 6. 如图所示，小明和家人在自家果园栽种树苗，小明用铁锹铲起来一铲泥土，A点为泥土的重心，手对点的力始终沿竖直方向，已知泥土的重力为，，铁锹的重力忽略不计。下列说法正确的是（ ） A. 铲起泥土时，以C点为支点，铁锹是一个省力杠杆 B. 泥土的重力是阻碍杠杆转动的力 C. 手对B点的力大小为 D. 将B点的手向C点移动，该手对铁锹的力会变小 7. 下列生活中的物理数据最接近实际的是（ ） A. 一个中学生从一楼走上二楼做功约300J B. 人骑自行车的功率约为70W C. 滑轮组的机械效率可达100% D. 中学生上楼的功率可达1000W 8. 用如图所示的滑轮组拉动水平地面上重1000N的物体A，使物体A在4s内匀速前进了4m，物体A受到地面的摩擦力f=300N，所用拉力F=120N，忽略绳重、滑轮重及绳与滑轮间的摩擦．下列说法中正确的是 A. 绳子自由端在4s内移动了8m B. 物体A重力做功的功率为1000W C. 物体A克服摩擦力做的功为480J D. 滑轮组的机械效率约为83.3% 9. 某商场中有两种电梯，甲为阶梯式电梯，乙为履带式电梯。如图所示，小明乘甲、乙两种电梯匀速从一楼到二楼，该过程中他与电梯保持相对静止。下列说法正确的是（ ） A. 匀速运动的小明不具有惯性 B. 乘乙电梯过程中，小明受到的重力与电梯对他的支持力是一对平衡力 C. 乘甲电梯过程中，电梯对小明的支持力做功为零 D. 乘乙电梯过程中，电梯对小明的支持力做功为零 10. 小西用如图的动滑轮将一重物M竖直匀速提升2m，额外功为300J，机械效率是75%，不计绳重和摩擦，g取10N/kg。下列说法正确的是（　　） A. 小西做的总功为900J B. 小西做的有用功为600J C. M的重力为450N D. 增加M被提升的高度，动滑轮的机械效率将变大 11. 班里组织一次比赛活动（如图），从一楼登上三楼，看谁的功率最大。为此，需要测量一些物理量，下列物理量中必须测量的是（ ） ①一楼地面到三楼地面的高度 ②从一楼到达三楼所用的时间 ③参赛同学的质量 ④一楼到三楼楼梯的长度 A. ②④ B. ①②④ C. ②③ D. ①②③ 12. 如图，重力为G质量分布均匀的木棒左端与支点O连接，绕O转动时，棒所受的摩擦力可忽略不计。棒重心A处受到竖直向上的拉力F1保持静止，则（ ） A. F1•OA＝G•OB B. 若F1为杠杆的动力，G为杠杆的阻力，此杠杆为费力杠杆 C. 若将F1绕A点逆时针旋转至图中d方向，木棒的位置保持不变且仍保持静止，此过程F1将变小 D. 木棒的位置保持不变，撤去A处的拉力F1，木棒在C点受到一个竖直向上的拉力F2，则F1＜F2 二、填空题（每空1分，功26分）。 13. 使用简单机械可以给人们的生活带来便利。 （1）如图甲，旗杆的顶端安装着一个______滑轮，使用这个滑轮可以______； （2）如图乙，把被剪物体尽量靠近剪刀的转动轴，可减小______臂，剪断物体更省力； （3）如图丙，盘山公路属于简单机械中的______（选填“滑轮”、“杠杆”、“斜面”）。 14. 如图所示，环卫工人使用的扫帚可以__________（省力/省距离）。如图乙所示情景，为了更省力，应该选手柄_________（选填“粗”或“细”）的螺丝刀和螺纹__________（选填“密”或“稀”）一些的螺丝钉。 15. 古书记载：“老妪留下一金簪，二女均分起争端，阿舅用线水平吊，悬处分簪两不怨。”如图所示，若姐姐得到悬挂点左侧部分，左侧部分的重心在A点，妹妹得到右侧部分，右侧部分重心在B点，则姐姐分得的金簪质量________（填“大于”、“小于”或“等于”）妹妹分得的金簪质量。 16. 用如图甲的滑轮组提升重240N的物体，已知拉力F为100N，不计绳重和摩擦，物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，反映绳子自由端运动的图线是__________（填“A”或“B”）。 17. 如图所示，小明正在做俯卧撑，把他的身体看作一个省力杠杆，P为支点，A为重心，他的体重为600N，支点P到重心A的水平距离为0.9m，到手的水平距离为0.6m，水平地面对手的支持力F的大小为__________N。他每次将身体撑起，肩部上升0.4m，在某次测试中，他1min内完成30次俯卧撑，将身体撑起一次所做的功为__________J，小明做功的功率是__________W。 18. 利用如图所示装置，将重10N的物体匀速拉高，不计滑轮装置自重、绳重和摩擦。 （1）如图5个滑轮中，共有____________个定滑轮，定滑轮的作用：____________________________。 （2）物体匀速上升时，绳自由端的拉力为____________N，处于上方位置3个滑轮所受的绳子总的拉力为____________N。 （3）若绳子在动滑轮上多绕两圈，所需拉力将____________（选填“增大”“减小”或“不变”，下同），滑轮组的机械效率将____________。 19. 利用斜面将箱子推进车厢，通常比把箱子直接从地面搬进车厢省力多了。如图，工人用100 N的力沿斜面向上匀速推动箱子，已知箱子质量为20 kg，斜面长3 m、高1.2 m。则斜面的机械效率为__________，箱子受到的摩擦力为__________N。（g取10N/kg） 20. 如图甲所示的装置，A是重12N的空吊篮，小科将A提升到高处，施加的拉力大小随时间t变化关系如图乙所示，A上升的速度v随时间t变化关系如图丙所示。忽略绳重及摩擦，则动滑轮所受的重力为________N；1~2s内拉力的功率为________W。用此装置匀速提升34N重物时，小张所需的拉力为________N。 21. season老师用如图所示自制“杆秤”称大象的质量，他动用了吊车、铁笼和槽钢作为辅助工具。吊车的吊钩在槽钢上的固定处距弹簧测力计一端的距离为9m，距系铁笼处的距离为8cm，当槽钢处于水平平衡时弹簧测力计的示数为240N，不计槽钢及铁笼的重量。则该大象质量约为________kg。若弹簧测力计沿竖直方向下拉，使铁笼缓慢匀速上升，弹簧测力计的示数将________（填“变大”、“变小”或“不变”）。把槽钢看成杠杆，________（填“大象受到的重力”、“杠杆受到的拉力”或“大象受到的拉力”）是阻力。 三、解答题（共50分）。 22. （1）如图甲，小伟正打扫卫生，此时扫帚可看作杠杆，点O为杠杆的支点，请在图乙中画出力的力臂lB； （2）如图所示，站在地面上的小华借助滑轮组匀速提升重物，请画出最省力的绕绳方法； （3）如图所示，甲是一种蔬菜挤水器，其手柄可看作杠杆，图乙是其简化的示意图。图中O为支点，F2是其受到的阻力。在图乙中画出在A点施加的最小动力F1的示意图及力臂l1。 23. 如图是小晋同学利用健身器材进行锻炼的示意图，其中横杆可绕固定点O在竖直平面内转动，长1m，长0.6m，在杆的A端用绳子悬挂质量为15的配重，他在B端施加竖直向下的拉力时，杆在水平位置平衡。已知小晋重为450N，g取10，不计杆重与绳重。求此时： （1）配重的重力； （2）拉力； （3）小晋同学此时对地面的压力。 24. 中国是世界基建强国，塔吊是基建的常用设备，如图甲是塔吊的简化模型，图乙是塔吊中滑轮组的局部放大图。用该塔吊将重为1.2×104 N的物体匀速提升10 m，滑轮组的机械效率为80%，不计绳重和摩擦，求： （1）吊起物体所做的有用功； （2）电动机所做的总功； （3）电动机对钢绳的拉力大小。 25. 如图甲所示，工人用推力F将重为1200N的货箱沿斜面推至水平车厢中，斜面长为2m、高为1m，推力F始终与货箱运动方向相同。货箱运动路程s随时间t变化关系如图乙所示，推力F随时间t变化关系如图丙所示。求： （1）在0-10s内，货箱的平均速度； （2）在10-20s内，推力F做的功； （3）重物在水平车厢中受到的摩擦力大小； （4）在斜面运动过程中，货箱克服摩擦力做功的功率。 26. 小华想利用所学的物理知识估测自己跳绳时克服重力的平均功率（不计绳重，）。 （1）①为了顺利完成实验，需要测量出自己的质量m，可选择的测量工具是____________（填“体重计”或“天平”）。 ②估测自己平均每次跳起的高度h（人的重心上升的高度）； ③用秒表记录跳n次所用的时间t； （2）数据处理：平均功率P=______________。 （3）甩绳过程中，手臂相当于____________（填“省力”、“费力”或“等臂”）杠杆。小华的质量为50kg，跳绳时重心高度随时间变化的情况如图所示，根据所给条件可算出此跳绳者在1min内克服重力做功的平均功率为____________W。 27. 小明用如图所示的装置探究二力平衡的条件： （1）把小车放在光滑的水平桌面上，目的是_______________________________________________________； （2）保持两盘砝码质量相等，把小车在水平桌面上扭转一个角度，放手后，小车扭转回来后静止。由上述实验可得：作用在同一物体上大小相等方向相反的两个力，如果在同一条___________上，我们就说这两个力彼此平衡； （3）实验中，定滑轮的作用是____________________________________________。 28. 为“探究杠杆的平衡条件”，跨学科学习小组进行了以下实验。 （1）杠杆放在支架上后，在图甲所示位置静止，这时的杠杆处于_________（选填“平衡”或“非平衡”）状态，为了将杠杆调至水平位置平衡，应将左端平衡螺母向_________（选填“左”或“右”）调节。 （2）如图乙，杠杆在水平位置平衡。此时在B点下方再加挂1个钩码并保持位置不变，若仍要保持杠杆在水平位置平衡，可将A点下方的钩码向右移动__________格。 （3）如图丙，在杠杆上A点处用三个不同方向的力F1 、F2 、F3均使杠杆在水平位置平衡，则其中最小的力为_________。 （4）小红认为杠杆平衡条件可以表述为：动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离。小明不同意小红的说法，并设计了圆盘形杠杆，如图丁所示，圆盘可以绕着圆心O转动（转轴阻力忽略不计），圆盘上AC所在直线上相邻两点间距离相等，他先在圆盘的C点挂上4个钩码，然后在D点挂上适量钩码，圆盘恰好平衡。接下来他又进行了如下操作： ①保持力臂不变，改变支点到作用点的距离，可以把D点的这些钩码改挂在_________点，观察圆盘是否平衡； ②保持支点到作用点的距离不变，改变力臂的大小，可以把D点的这些钩码改挂在________点，观察圆盘是否平衡。 通过实验现象，证明了小红的说法是错误的。 29. 物理兴趣小组的同学们利用如图所示的装置共同探究滑轮的特点。 （1）在探究定滑轮特点时，做的实验如图甲所示，据此可证明：使用定滑轮不能省力，_______（选填“能”或“不能”）改变力的方向。 （2）在探究动滑轮特点时，如图乙所示，据此可证明：使用动滑轮_______省力，_______改变力的方向。（均选填“能”或“不能”）。 （3）在探究滑轮组的特点时，他们进行的实验如图丙所示，实验时应__________________（选填“竖直向上”或“斜向上”）拉弹簧测力计，使钩码_______（选填“匀速”或“变速”）上升，读出弹簧测力计的示数。如图丙所示，据此可证明：利用滑轮组提升重物能_______。图丙中，如果物体被提升时的速度为0.2m/s，则绳子自由端移动的速度为_______m/s。 30. “辘轳汲深，践秤量微”，物理兴趣组的同学们对辘轳、践秤进行了专题研究，请回答下列问题： （1）如图甲是《天工开物》中记载的我国传统汲水装置——辘轳，沿用至今。它是由具有共同转动轴的大轮和小轮组成。提水时，用力使大轮转动，小轮随之转动并缠绕井绳，提起水桶： ①辘轳转动时可简化为图乙所示的杠杆，它是一种___________（选填“省力”或“费力”）杠杆，它的支点是___________（选填“A”“B”或“C”）点。 ②若大轮与小轮的半径之比为4：1，水桶的总重为80N，不计井绳的粗细和自重，要使辘轳静止在图乙所示位置，作用在C点最小的力应为多少___________？ （2）传统的度量衡领域，“践子”一般指的是“践秤”，它是一种量程较小、称量精密的小型杆秤，主要用于贵金属和中药材的称量。图丙是用践子称中药的情形，为使问题简化，不考虑杠杆的重力。已知秤砣的质量为m0，零刻度线在提纽右侧、离提纽的距离为l0，秤盘离提纽的距离为l1．当秤盘中放入一定质量的中药后，移动秤砣至杆秤水平平衡时，秤砣悬挂点到提纽的距离是l2，秤盘中所放中药的质量m=____________（用m0、l0、l1、l2表示）。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026-2027学年第一学期10月单元练习试卷 九年级物理学科 一、单选题（每题2分，共24分） 1. 下图中的工具在使用过程中，属于省力杠杆的是（ ） A. 筷子 B. 船桨 C. 核桃夹 D. 托盘天平 【答案】C 【解析】 【详解】AB．筷子和船桨使用时，动力臂小于阻力臂 ，都属于费力杠杆，故AB不符合题意； C．核桃夹使用时，动力臂大于阻力臂 ，属于省力杠杆，故C符合题意； D．托盘天平使用时，动力臂等于阻力臂 ，属于等臂杠杆，故D不符合题意。 故选 C。 2. 如图甲是1200年前唐代智造的错银铜剪刀，细节精美又实用，这种剪刀设计的智慧依然被现代人沿用，如图乙使用时像镊子一样，方便剪线头。该剪刀的设计原理是（ ） A. 图甲中剪刀是省力杠杆 B. 图乙中剪刀可以省距离 C. 图甲中剪刀的支点是点Q D. 图乙中剪刀的N点是阻力作用点 【答案】B 【解析】 【详解】AB．图甲、乙中的剪刀使用时像镊子一样，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，费力省距离，故A不符合题意，B符合题意； C．图甲中剪刀绕固定点P转动，支点是P点，故C不符合题意； D．图乙中剪刀阻力作用点是刀刃和线头接触的位置，在刀刃位置，故D不符合题意。 故选B。 3. 体重500N的小明1分钟跳绳120次，平均每次跳起重心上升5cm，则他跳绳一次所做的功是（ ） A. 5J B. 50J C. 25J D. 100J 【答案】C 【解析】 【详解】统一单位得，跳绳一次做的功为克服自身重力做的功，即，故C正确，ABD错误。 故选C。 4. 如图所示，工人用平行斜面向上的恒定推力F，将重6N的物体以1m/s的速度匀速推到斜面顶端，斜面长1m，测得斜面的机械效率为75%，斜面的倾斜角度为30°。则下列说法正确的是（　　 ） A. 推力做的功为3J B. 物体受到的摩擦力为1.5N C. 物体在匀速上升过程中，速度越快受到的摩擦力越大 D. 若以2m/s的速度匀速推动物体，斜面的机械效率仍为75% 【答案】D 【解析】 【详解】A．斜面倾角30°，根据直角三角形性质，斜面长1m时，斜面高度 有用功 则推力做的总功，故A错误； B．额外功是克服摩擦力做的功，额外功为 则摩擦力，故B错误； C．滑动摩擦力大小只与压力大小和接触面粗糙程度有关，与物体运动速度无关，故C错误； D．斜面机械效率，物体重力、斜面高度、摩擦力、斜面长度均不变，改变速度不影响机械效率，仍为，故D正确。 故选D。 5. 如图是《天工开物》中记载的古代人民应用简单机械“踏碓舂米”“井中汲水”时的场景。甲中，碓可绕着点转动，脚反复踩踏碓的一端，另一端的碓头便会连续起落，就可以舂米；乙中，在井的上方悬挂一个滑轮，方便从井中取水。下列分析正确的是（　　 ） A. 踏碓舂米应用了省力杠杆 B. 井中汲水应用了动滑轮 C. 甲中，脚距离点越近越费力 D. 乙中的滑轮可以省距离 【答案】C 【解析】 【详解】脚施加的力为动力，碓头的重力为阻力，O为支点。 A．甲图中，动力臂小于阻力臂，由得，动力为，为费力杠杆，故A错误； BD．乙图中滑轮的轴固定不动，为定滑轮，定滑轮不省力也不省距离，故BD错误； C．甲中，阻力和阻力臂一定，脚距离O点越近，动力臂越小，由可知，动力越大，越费力，故C正确。 故选C。 6. 如图所示，小明和家人在自家果园栽种树苗，小明用铁锹铲起来一铲泥土，A点为泥土的重心，手对点的力始终沿竖直方向，已知泥土的重力为，，铁锹的重力忽略不计。下列说法正确的是（ ） A. 铲起泥土时，以C点为支点，铁锹是一个省力杠杆 B. 泥土的重力是阻碍杠杆转动的力 C. 手对B点的力大小为 D. 将B点的手向C点移动，该手对铁锹的力会变小 【答案】C 【解析】 【详解】A．以点为支点，动力作用在点，阻力作用在点，动力臂小于阻力臂，故铁锹是费力杠杆，故A错误； B．阻碍杠杆转动的力作用在铁锹上，而泥土的重力作用在泥土上，受力物体不同，故B错误； C．力始终沿竖直方向，力臂之比等于杆长之比，由杠杆平衡条件得，,故C正确； D．将点向点移动，动力臂减小，阻力和阻力臂不变，由可知，动力会变大，故D错误。 故选C。 7. 下列生活中的物理数据最接近实际的是（ ） A. 一个中学生从一楼走上二楼做功约300J B. 人骑自行车的功率约为70W C. 滑轮组的机械效率可达100% D. 中学生上楼的功率可达1000W 【答案】B 【解析】 【详解】A．设中学生质量，一楼到二楼高度，中学生所受重力 从一楼走上二楼做功 远大于，故A不符合题意； B．人骑自行车时牵引力约，骑行速度约，人骑自行车的功率 符合实际，故B符合题意； C．滑轮组使用时需克服动滑轮重力、摩擦、绳重做额外功，有用功始终小于总功，由可知机械效率不可能达到，故C不符合题意； D．中学生上一层楼用时约，上楼的功率为 远小于，故D不符合题意。 故选B。 8. 用如图所示的滑轮组拉动水平地面上重1000N的物体A，使物体A在4s内匀速前进了4m，物体A受到地面的摩擦力f=300N，所用拉力F=120N，忽略绳重、滑轮重及绳与滑轮间的摩擦．下列说法中正确的是 A. 绳子自由端在4s内移动了8m B. 物体A重力做功的功率为1000W C. 物体A克服摩擦力做的功为480J D. 滑轮组的机械效率约为83.3% 【答案】D 【解析】 【详解】A．由题图可知，承担物体拉力的绳子的股数n=3，因此物体A在4s内匀速前进了4m，则 绳子自由端在4s内移动了s绳子=3×4m=12m．故A错误． B．物体在重力方向上没有做功，所以物体A重力做功的功率为0，故B错误． C．物体A克服摩擦力做的功W有用=fs=300N×4m=1200J，故C错误． D．由题可知：物体A克服摩擦力做的功W有用=fs=300N×4m=1200J，拉力F所做的总功W总=Fs绳子=120N×12m=1440J，所以滑轮组的机械效率 ， 故D正确为答案． 9. 某商场中有两种电梯，甲为阶梯式电梯，乙为履带式电梯。如图所示，小明乘甲、乙两种电梯匀速从一楼到二楼，该过程中他与电梯保持相对静止。下列说法正确的是（ ） A. 匀速运动的小明不具有惯性 B. 乘乙电梯过程中，小明受到的重力与电梯对他的支持力是一对平衡力 C. 乘甲电梯过程中，电梯对小明的支持力做功为零 D. 乘乙电梯过程中，电梯对小明的支持力做功为零 【答案】D 【解析】 【详解】A．一切物体在任何情况下都具有惯性，故A错误； B．乘乙电梯过程中，小明受到的重力竖直向下，电梯对他的支持力垂直斜面向上，两个力不在同一直线上，不满足二力平衡条件，故B错误； C．乘甲电梯过程中，电梯对小明的支持力竖直向上，且小明在竖直方向上通过一段距离，因此支持力做功，故C错误； D．乘乙电梯过程中，电梯对小明的支持力垂直斜面向上，小明运动方向与所受支持力方向垂直，因此支持力做功为零，故D正确。 故选D。 10. 小西用如图的动滑轮将一重物M竖直匀速提升2m，额外功为300J，机械效率是75%，不计绳重和摩擦，g取10N/kg。下列说法正确的是（　　） A. 小西做的总功为900J B. 小西做的有用功为600J C. M的重力为450N D. 增加M被提升的高度，动滑轮的机械效率将变大 【答案】C 【解析】 【详解】AB．由 可得 解得小西做的有用功；小西做的总功，故AB错误； C．由得，M的重力，故C正确； D．不计绳重和摩擦，动滑轮的机械效率 机械效率与提升高度无关，故D错误。 故选C。 11. 班里组织一次比赛活动（如图），从一楼登上三楼，看谁的功率最大。为此，需要测量一些物理量，下列物理量中必须测量的是（ ） ①一楼地面到三楼地面的高度 ②从一楼到达三楼所用的时间 ③参赛同学的质量 ④一楼到三楼楼梯的长度 A. ②④ B. ①②④ C. ②③ D. ①②③ 【答案】C 【解析】 【详解】登楼是克服自身重力在竖直方向上做功，功率的计算公式为 因为每位同学上楼的高度相同，所以不需要测量楼高，需要测量的物理量是：每个同学的质量、从一楼到达三楼所用的时间；楼梯的长度是人登楼的总路程，和克服重力做功的竖直移动距离无关，不需要测量。即②③。 故选C。 12. 如图，重力为G质量分布均匀的木棒左端与支点O连接，绕O转动时，棒所受的摩擦力可忽略不计。棒重心A处受到竖直向上的拉力F1保持静止，则（ ） A. F1•OA＝G•OB B. 若F1为杠杆的动力，G为杠杆的阻力，此杠杆为费力杠杆 C. 若将F1绕A点逆时针旋转至图中d方向，木棒的位置保持不变且仍保持静止，此过程F1将变小 D. 木棒的位置保持不变，撤去A处的拉力F1，木棒在C点受到一个竖直向上的拉力F2，则F1＜F2 【答案】C 【解析】 【详解】AB．由图示可知，杠杆受到的动力竖直向上，阻力为杠杆的自重，方向竖直向下，作用点都在A点，动力臂和阻力臂都为OB，由杠杆平衡条件得，动力臂等于阻力臂，此时杠杆是等臂杠杆，故AB不符合题意； C．F1为杠杆的动力，G为杠杆的阻力，若将F1绕A点逆时针旋转至图中d方向棒仍静止，此时动力臂变为OA，阻力和阻力臂不变，动力臂变大，根据杠杆的平衡条件可知，动力F1变小，故C符合题意； D．若将竖直拉力移到C点，动力臂变大，阻力和阻力臂不变，由杠杆平衡条件可得，要使棒仍静止，需减小动力，因此，故D不符合题意。 故选C。 二、填空题（每空1分，功26分）。 13. 使用简单机械可以给人们的生活带来便利。 （1）如图甲，旗杆的顶端安装着一个______滑轮，使用这个滑轮可以______； （2）如图乙，把被剪物体尽量靠近剪刀的转动轴，可减小______臂，剪断物体更省力； （3）如图丙，盘山公路属于简单机械中的______（选填“滑轮”、“杠杆”、“斜面”）。 【答案】（1） ①. 定 ②. 改变力的方向 （2）阻力 （3）斜面 【解析】 【小问1详解】 旗杆顶端的滑轮轴固定不动，属于定滑轮；定滑轮不省力，但可以改变拉力的方向，方便人在地面就将国旗升到旗杆顶部。 【小问2详解】 剪刀是杠杆，转动轴为支点，被剪物体靠近支点时阻力臂减小，由杠杆平衡条件可知，此时剪断物体更省力。 【小问3详解】 盘山公路通过延长上山的通行距离，达到省力的效果，本质属于简单机械中的斜面。 14. 如图所示，环卫工人使用的扫帚可以__________（省力/省距离）。如图乙所示情景，为了更省力，应该选手柄_________（选填“粗”或“细”）的螺丝刀和螺纹__________（选填“密”或“稀”）一些的螺丝钉。 【答案】 ①. 省距离 ②. 粗 ③. 密 【解析】 【详解】扫帚为费力杠杆，由费力杠杆的特点可知，其可省距离。螺丝刀属于轮轴，动力作用在轮上，因手柄越粗轮半径越大，故越省力，应选粗手柄。螺丝钉的螺纹相当于斜面，在斜面高度一定时，因螺纹越密斜面长度越长，故越省力，应选密螺纹。 15. 古书记载：“老妪留下一金簪，二女均分起争端，阿舅用线水平吊，悬处分簪两不怨。”如图所示，若姐姐得到悬挂点左侧部分，左侧部分的重心在A点，妹妹得到右侧部分，右侧部分重心在B点，则姐姐分得的金簪质量________（填“大于”、“小于”或“等于”）妹妹分得的金簪质量。 【答案】大于 【解析】 【详解】金簪在水平位置支起平衡后，我们可以将金簪看成是一个杠杆，杠杆的两个力分别为两部分金簪的重力，其作用点分别在它们各自的重心上，较粗的那一头重心距支点较近，因此该力的力臂较小，而较细的一端重心位置距支点较远，因此力臂较大，由杠杆平衡条件可知，较粗的那一端较重，即姐姐分得的金簪质量大于妹妹分得的金簪质量。 16. 用如图甲的滑轮组提升重240N的物体，已知拉力F为100N，不计绳重和摩擦，物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，反映绳子自由端运动的图线是__________（填“A”或“B”）。 【答案】 【解析】 【详解】由甲图滑轮组可知，承担物重的绳子段数。由可知，相同时间内绳子自由端移动距离大于物体上升距离，即自由端运动速度更大。由图乙可知，图线的运动速度 图线的运动速度 图线的运动速度更大，故反映绳子自由端运动的图线是。 17. 如图所示，小明正在做俯卧撑，把他的身体看作一个省力杠杆，P为支点，A为重心，他的体重为600N，支点P到重心A的水平距离为0.9m，到手的水平距离为0.6m，水平地面对手的支持力F的大小为__________N。他每次将身体撑起，肩部上升0.4m，在某次测试中，他1min内完成30次俯卧撑，将身体撑起一次所做的功为__________J，小明做功的功率是__________W。 【答案】 ①. 360 ②. 144 ③. 72 【解析】 【详解】由图可知，动力臂 由杠杆平衡条件可知，水平地面对手的支持力 由相似三角形关系可知，重心上升高度与肩部上升高度的比值等于阻力臂与动力臂的比值，则重心上升高度 撑起一次克服自身重力做的功为 1min内做的总功为 小明做功的功率 18. 利用如图所示装置，将重10N的物体匀速拉高，不计滑轮装置自重、绳重和摩擦。 （1）如图5个滑轮中，共有____________个定滑轮，定滑轮的作用：____________________________。 （2）物体匀速上升时，绳自由端的拉力为____________N，处于上方位置3个滑轮所受的绳子总的拉力为____________N。 （3）若绳子在动滑轮上多绕两圈，所需拉力将____________（选填“增大”“减小”或“不变”，下同），滑轮组的机械效率将____________。 【答案】（1） ①. 3 ②. 改变力的方向 （2） ①. 2.5 ②. 15 （3） ①. 减小 ②. 不变 【解析】 【小问1详解】 由定滑轮的定义可知，固定在横梁上的3个滑轮轴位置固定不动，为定滑轮； 定滑轮的作用是可以改变力的方向。 【小问2详解】 有图可知，承担物重的绳子段数，不计滑轮装置自重、绳重和摩擦，绳自由端的拉力为 因同一根绳子拉力处处相等，每个定滑轮受两段绳子的拉力，故3个定滑轮所受绳子总的拉力为 【小问3详解】 绳子在动滑轮上多绕两圈，承担物重的绳子段数增大，由可知，所需拉力将减小； 不计滑轮装置自重、绳重和摩擦，额外功为0，滑轮组机械效率恒为100%，故机械效率将不变。 19. 利用斜面将箱子推进车厢，通常比把箱子直接从地面搬进车厢省力多了。如图，工人用100 N的力沿斜面向上匀速推动箱子，已知箱子质量为20 kg，斜面长3 m、高1.2 m。则斜面的机械效率为__________，箱子受到的摩擦力为__________N。（g取10N/kg） 【答案】 ①. 80% ②. 20 【解析】 【详解】克服箱子重力所做的有用功为 推力所做的总功为 斜面的机械效率为 额外功为 因克服斜面摩擦力做的功为额外功，由可得，箱子受到的摩擦力为 20. 如图甲所示的装置，A是重12N的空吊篮，小科将A提升到高处，施加的拉力大小随时间t变化关系如图乙所示，A上升的速度v随时间t变化关系如图丙所示。忽略绳重及摩擦，则动滑轮所受的重力为________N；1~2s内拉力的功率为________W。用此装置匀速提升34N重物时，小张所需的拉力为________N。 【答案】 ①. 4 ②. 40 ③. 25 【解析】 【详解】由图甲可知，，由图丙可知1~2s内A做匀速直线运动，且速度为，据乙图可知，此时绳子拉力为8N，因为忽略绳重及摩擦，根据拉力，可得动滑轮所受的重力为 拉力端移动速度 因此1~2s内拉力F的功率 因为忽略绳重及摩擦，C处绳子拉力 21. season老师用如图所示自制“杆秤”称大象的质量，他动用了吊车、铁笼和槽钢作为辅助工具。吊车的吊钩在槽钢上的固定处距弹簧测力计一端的距离为9m，距系铁笼处的距离为8cm，当槽钢处于水平平衡时弹簧测力计的示数为240N，不计槽钢及铁笼的重量。则该大象质量约为________kg。若弹簧测力计沿竖直方向下拉，使铁笼缓慢匀速上升，弹簧测力计的示数将________（填“变大”、“变小”或“不变”）。把槽钢看成杠杆，________（填“大象受到的重力”、“杠杆受到的拉力”或“大象受到的拉力”）是阻力。 【答案】 ①. 2700 ②. 不变 ③. 杠杆受到的拉力 【解析】 【详解】由杠杆平衡条件得大象重力 大象的质量为 铁笼缓慢匀速上升时杠杆始终平衡，动力、阻力均为竖直方向，两力臂的比值不变，阻力大小不变，故弹簧测力计示数不变。 阻力是阻碍杠杆转动的力，受力物体为杠杆本身。 大象受到的重力的受力物体是大象，不是杠杆，因此不是杠杆的阻力；大象受到的拉力的受力物体是大象，是杠杆对大象的作用力，不是杠杆受到的力；杠杆受到的拉力是大象对杠杆的作用力，会阻碍杠杆转动，因此是阻力。 三、解答题（共50分）。 22. （1）如图甲，小伟正打扫卫生，此时扫帚可看作杠杆，点O为杠杆的支点，请在图乙中画出力的力臂lB； （2）如图所示，站在地面上的小华借助滑轮组匀速提升重物，请画出最省力的绕绳方法； （3）如图所示，甲是一种蔬菜挤水器，其手柄可看作杠杆，图乙是其简化的示意图。图中O为支点，F2是其受到的阻力。在图乙中画出在A点施加的最小动力F1的示意图及力臂l1。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 反向延长力的作用线，从支点O向力的作用线作垂线段，该垂线段就是力臂​，标注直角符号和，据此作图。 【小问2详解】 滑轮组省力程度由承担物重的绳子段数n决定，n越大越省力，同时人站在地面拉绳，最终自由端方向必须竖直向下，故绳子起始端固定在下方动滑轮的上端挂钩，先向上绕过下方的小定滑轮，再向下绕过动滑轮，最后向上绕过最上方的定滑轮，绳子自由端竖直向下回到人的手里，据此作图。 【小问3详解】 根据杠杆平衡条件，在阻力、阻力臂固定时，动力臂越长动力越小；支点到动力作用点的连线是该点能实现的最长动力臂，对应动力最小。故先连接支点O和动力作用点A，该线段就是最长动力臂，标注为​；过A点作OA的垂线，动力的方向斜向下（使杠杆转动方向和阻力的阻碍方向相反），标注箭头和​，据此作图。 23. 如图是小晋同学利用健身器材进行锻炼的示意图，其中横杆可绕固定点O在竖直平面内转动，长1m，长0.6m，在杆的A端用绳子悬挂质量为15的配重，他在B端施加竖直向下的拉力时，杆在水平位置平衡。已知小晋重为450N，g取10，不计杆重与绳重。求此时： （1）配重的重力； （2）拉力； （3）小晋同学此时对地面的压力。 【答案】（1）150N （2）250N （3）200N 【解析】 【小问1详解】 配重的重力  【小问2详解】 横杆AB是杠杆，O为支点，A端受到的拉力等于配重重力​，对应力臂为；B端拉力为，对应力臂为。根据杠杆平衡条件​，则  代入数值 解得拉力 【小问3详解】 小晋自身重力为，方向竖直向下；根据力的作用是相互的，杠杆对小晋的手施加竖直向上的反作用力，大小等于。 小晋在竖直方向受力平衡，地面对小晋的支持力 根据力的作用是相互的，小晋对地面的压力大小等于地面对小晋的支持力，即。 24. 中国是世界基建强国，塔吊是基建的常用设备，如图甲是塔吊的简化模型，图乙是塔吊中滑轮组的局部放大图。用该塔吊将重为1.2×104 N的物体匀速提升10 m，滑轮组的机械效率为80%，不计绳重和摩擦，求： （1）吊起物体所做的有用功； （2）电动机所做的总功； （3）电动机对钢绳的拉力大小。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 匀速提升物体，有用功为克服物重做的功为 【小问2详解】 电动机所做的总功为 【小问3详解】 由图乙可知，滑轮组承担物重的绳子段数，绳子自由端移动距离为 由得 25. 如图甲所示，工人用推力F将重为1200N的货箱沿斜面推至水平车厢中，斜面长为2m、高为1m，推力F始终与货箱运动方向相同。货箱运动路程s随时间t变化关系如图乙所示，推力F随时间t变化关系如图丙所示。求： （1）在0-10s内，货箱的平均速度； （2）在10-20s内，推力F做的功； （3）重物在水平车厢中受到的摩擦力大小； （4）在斜面运动过程中，货箱克服摩擦力做功的功率。 【答案】（1）0.2m/s （2）1200J （3）300N （4）20W 【解析】 【小问1详解】 由图乙可知，0-10s内货箱运动的路程，时间，平均速度 结合题干条件，该阶段货箱沿斜面运动，路程恰好等于斜面长2m。 【小问2详解】 由图乙可知，10-20s的时间 该阶段货箱运动的路程 由图丙可知该阶段推力，推力F做的功 【小问3详解】 由图乙可知10-20s内货箱的图像为倾斜直线，说明货箱在水平车厢做匀速直线运动，处于平衡状态，水平方向上推力和滑动摩擦力是一对平衡力，大小相等，因此 【小问4详解】 0-10s沿斜面运动时，推力做的总功 提升货箱的有用功 克服斜面摩擦力做的额外功 因此克服摩擦力做功的功率 26. 小华想利用所学的物理知识估测自己跳绳时克服重力的平均功率（不计绳重，）。 （1）①为了顺利完成实验，需要测量出自己的质量m，可选择的测量工具是____________（填“体重计”或“天平”）。 ②估测自己平均每次跳起的高度h（人的重心上升的高度）； ③用秒表记录跳n次所用的时间t； （2）数据处理：平均功率P=______________。 （3）甩绳过程中，手臂相当于____________（填“省力”、“费力”或“等臂”）杠杆。小华的质量为50kg，跳绳时重心高度随时间变化的情况如图所示，根据所给条件可算出此跳绳者在1min内克服重力做功的平均功率为____________W。 【答案】（1）体重计 （2） （3） ①. 费力 ②. 135 【解析】 【小问1详解】 为了顺利完成实验，需要测量自己的质量，因此选用体重计；天平适合测小质量物体，无法测量人的质量。 【小问2详解】 跳绳时克服重力的平均功率为 【小问3详解】 跳绳甩绳时： 支点在手腕， 手的肌肉发力点很短，即动力臂很短，绳子对手腕的拉力作用点离支点更远，即阻力臂更长；动力臂小于阻力臂，根据杠杆平衡条件，动力将大于阻力，所以手臂相当于简单机械中的费力杠杆； 根据题意可知，跳绳者跳一次做的功为 由图可知，做功一次，即1s做功3次，则跳绳者在1min内克服重力做功 在1min内运动员克服重力做功的平均功率为。 27. 小明用如图所示的装置探究二力平衡的条件： （1）把小车放在光滑的水平桌面上，目的是_______________________________________________________； （2）保持两盘砝码质量相等，把小车在水平桌面上扭转一个角度，放手后，小车扭转回来后静止。由上述实验可得：作用在同一物体上大小相等方向相反的两个力，如果在同一条___________上，我们就说这两个力彼此平衡； （3）实验中，定滑轮的作用是____________________________________________。 【答案】（1）减小摩擦力的影响 （2）直线 （3）改变力的方向 【解析】 【小问1详解】 如果桌面不光滑，小车会受到桌面的摩擦力，干扰二力平衡的实验探究，使用光滑桌面可以最大程度减小摩擦力，排除额外力对实验的影响。 【小问2详解】 将小车扭转角度后，两个拉力就不在同一直线上，此时小车无法保持静止，会转动回到两个力共线的位置才静止，由此验证二力平衡需要满足两个力作用在同一直线上的条件。 【小问3详解】 定滑轮的特点是不省力，但可以改变力的方向，本实验中通过定滑轮，把砝码竖直向下的重力转化为对小车沿水平方向的拉力。 28. 为“探究杠杆的平衡条件”，跨学科学习小组进行了以下实验。 （1）杠杆放在支架上后，在图甲所示位置静止，这时的杠杆处于_________（选填“平衡”或“非平衡”）状态，为了将杠杆调至水平位置平衡，应将左端平衡螺母向_________（选填“左”或“右”）调节。 （2）如图乙，杠杆在水平位置平衡。此时在B点下方再加挂1个钩码并保持位置不变，若仍要保持杠杆在水平位置平衡，可将A点下方的钩码向右移动__________格。 （3）如图丙，在杠杆上A点处用三个不同方向的力F1 、F2 、F3均使杠杆在水平位置平衡，则其中最小的力为_________。 （4）小红认为杠杆平衡条件可以表述为：动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离。小明不同意小红的说法，并设计了圆盘形杠杆，如图丁所示，圆盘可以绕着圆心O转动（转轴阻力忽略不计），圆盘上AC所在直线上相邻两点间距离相等，他先在圆盘的C点挂上4个钩码，然后在D点挂上适量钩码，圆盘恰好平衡。接下来他又进行了如下操作： ①保持力臂不变，改变支点到作用点的距离，可以把D点的这些钩码改挂在_________点，观察圆盘是否平衡； ②保持支点到作用点的距离不变，改变力臂的大小，可以把D点的这些钩码改挂在________点，观察圆盘是否平衡。 通过实验现象，证明了小红的说法是错误的。 【答案】（1） ①. 平衡 ②. 左 （2）1 （3） （4） ①. G ②. F 【解析】 【小问1详解】 杠杆的平衡状态定义为杠杆静止或匀速转动，图甲中杠杆静止，因此处于平衡状态； 此时杠杆右端下沉、左端上翘，说明右侧较重，需将平衡螺母向左调节，使杠杆在水平位置平衡。 【小问2详解】 设每个钩码重力为G，每格长度为L，初始平衡时 B点加1个钩码后，左侧力与力臂乘积为 右侧需要满足 解得，即A点钩码需移动到距支点4格处，原本在3格位置，因此向右移动1格。  【小问3详解】 根据杠杆平衡条件，阻力和阻力臂不变时，动力臂越长动力越小。三个力中竖直向下，力臂等于A点到支点的杠杆长度，是三个力里最长的力臂，因此最小。 【小问4详解】 要保持力臂不变、改变支点到作用点的距离：D点的拉力竖直向下，力臂等于OD的水平长度，G点的拉力竖直向下时，力臂和D点的力臂相等，但G点到O的距离大于D点到O的距离，符合实验要求；  支点到作用点的距离不变的点在同一虚线圆周上：F点到O的距离和D点到O的距离相等，但F点竖直向下拉力的力臂小于D点的拉力力臂，符合“支点到作用点距离不变、改变力臂大小”的要求。 29. 物理兴趣小组的同学们利用如图所示的装置共同探究滑轮的特点。 （1）在探究定滑轮特点时，做的实验如图甲所示，据此可证明：使用定滑轮不能省力，_______（选填“能”或“不能”）改变力的方向。 （2）在探究动滑轮特点时，如图乙所示，据此可证明：使用动滑轮_______省力，_______改变力的方向。（均选填“能”或“不能”）。 （3）在探究滑轮组的特点时，他们进行的实验如图丙所示，实验时应__________________（选填“竖直向上”或“斜向上”）拉弹簧测力计，使钩码_______（选填“匀速”或“变速”）上升，读出弹簧测力计的示数。如图丙所示，据此可证明：利用滑轮组提升重物能_______。图丙中，如果物体被提升时的速度为0.2m/s，则绳子自由端移动的速度为_______m/s。 【答案】（1）能 （2） ①. 能 ②. 不能 （3） ①. 竖直向上 ②. 匀速 ③. 省力 ④. 0.6 【解析】 【小问1详解】 从甲图中可看出，每次拉力的方向都不相同，在实验过程中不断改变拉力的方向，观察测力计的示数都为1N，等于物重，可得出使用定滑轮能改变力的方向，但不能省力。 【小问2详解】 在图乙中，物体重力为1N，拉力为0.6N，拉力小于物体重力，所以使用动滑轮时省力，同时发现使用动滑轮不能改变力的方向。 【小问3详解】 实验中应沿竖直方向匀速向上拉动弹簧测力计，使钩码匀速上升，此时处于平衡状态，弹簧测力计示数等于拉力大小。 由图丙可知，物体的重力为2N，测力计的示数为0.8N，拉力小于物体重力，故利用滑轮组提升重物能省力。 相同时间内，物体上升的高度为10cm时，绳子自由端移动的距离为30cm，故绳子自由端移动的速度为重物移动速度的3倍，绳子自由端移动的速度 30. “辘轳汲深，践秤量微”，物理兴趣组的同学们对辘轳、践秤进行了专题研究，请回答下列问题： （1）如图甲是《天工开物》中记载的我国传统汲水装置——辘轳，沿用至今。它是由具有共同转动轴的大轮和小轮组成。提水时，用力使大轮转动，小轮随之转动并缠绕井绳，提起水桶： ①辘轳转动时可简化为图乙所示的杠杆，它是一种___________（选填“省力”或“费力”）杠杆，它的支点是___________（选填“A”“B”或“C”）点。 ②若大轮与小轮的半径之比为4：1，水桶的总重为80N，不计井绳的粗细和自重，要使辘轳静止在图乙所示位置，作用在C点最小的力应为多少___________？ （2）传统的度量衡领域，“践子”一般指的是“践秤”，它是一种量程较小、称量精密的小型杆秤，主要用于贵金属和中药材的称量。图丙是用践子称中药的情形，为使问题简化，不考虑杠杆的重力。已知秤砣的质量为m0，零刻度线在提纽右侧、离提纽的距离为l0，秤盘离提纽的距离为l1．当秤盘中放入一定质量的中药后，移动秤砣至杆秤水平平衡时，秤砣悬挂点到提纽的距离是l2，秤盘中所放中药的质量m=____________（用m0、l0、l1、l2表示）。 【答案】（1） ①. 省力 ②. B ③. 20N （2） 【解析】 【小问1详解】 [1][2]辘轳的动力臂为大轮半径，阻力臂为小轮半径，动力臂大于阻力臂，故为省力杠杆，辘轳绕共同转轴转动，支点为B点。 根据杠杆平衡的条件，当阻力和阻力臂的乘积一定时，动力臂越大，动力越小，动力作用在C点时，动力臂最大为大轮半径，由，可得 解得 【小问2详解】 秤盘空载时秤砣在零刻度线处平衡，放入中药后，中药重力的力矩等于秤砣相对零刻度线增加的力矩，由杠杆平衡条件可得 化简可得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $