第十一章 简单机械和功 单元试卷（含解析） 2025-2026学年苏科版物理九年级上

第十一章 简单机械和功 单元试卷 2025-2026学年苏科版物理九年级上
学校:___________姓名:___________班级:___________学号:___________
一、单选题
1．以下工具使用时属于费力杠杆的是（ ）
A．羊角锤 B．镊子
C．瓶起子 D．剪铁皮剪刀
2．关于功率，下列说法正确的是（　　）
A．做功多的机械，功率一定大
B．做功时间短的机械，功率一定大
C．功率大的机械，做功一定快
D．做相同的功，所用时间短的机械，功率一定小
3．下列过程中，人施加在物体上的力对物体做功的是（　　）
A．中学生抱着书本静止不动
B．售货员用力推货箱没推动
C．工人把水桶从地面上提起的过程
D．足球被运动员踢出后在草地上滚动过程
4．用图所示的杠杆提升重物，设作用在A端的力F始终垂直杠杆向下，在将重物慢慢提升到一定高度的过程中（杠杆越过水平位置），F的大小将
A．保持不变 B．逐渐变小
C．逐渐变大 D．先变大，后变小
5．某同学听到上课铃响了，他一口气从一楼跑到三楼，所用时间为15s。那么他上楼过程中，克服自己重力做功的功率最接近下面哪个值（　　）
A．2W B．20W C．200W D．2000W
6．如图所示的各种情况中，用同样大小的力将重物匀速提升，不计绳与滑轮自重、不计摩擦，物重最大的是（　　）
A． B． C． D．
7．一辆汽车在公路上做直线运动，其s-t图像如图所示。0~12s内，汽车牵引力做功为W1，功率为P1；12~24s内，汽车牵引力做功为W2，功率为P2。若汽车在行驶过程中所受牵引力恒定不变，则下列判断正确的是（　　）
A．W1= W2，P1= P2 B．W1< W2，P1> P2
C．W1>W2，P1= P2 D．W1> W2，P1>P2
8．如图所示，物体 、 的重力分别为 、 ，动滑轮重为 ，此时物体 在水平桌面上向右以 的速度做匀速直线运动，则下列说法正确的是（绳重、滑轮上的摩擦不计）（ ）
A. 物体 所受摩擦力方向水平向左，大小为
B. 物体 下落速度为
C. 若用 的力向左拉物体 ，可以使物体 向左做加速直线运动
D. 若用力 向左拉物体 ，使物体 向左做匀速直线运动，所需力的大小为
9．如图所示，工人在斜面上将一个重为400N的物体匀速从斜面底端拉到顶端，沿斜面向上的拉力F＝200N，斜面长s=5m、高h=2m，关于该过程，下列说法正确的是（　　）
A．有用功为1000J B．额外功为400J
C．物体受到的摩擦力为200N D．斜面的机械效率为80%
10．如图甲所示装置，小欢用力F向下拉绳子，使物体M在水平地面匀速移动，地面ab、bc段粗糙程度不同。物体M重为400N，动滑轮重为5N，ab＝2m，bc＝3m。物体M从a点到c点过程中，拉力F与M移动距离的关系如图乙，忽略绳重及摩擦，下列说法正确的是（　　）
A．物体M从a点到c点过程中，绳子自由端移动的距离为15m
B．物体M从a点到c点过程中，拉力F做的总功为420J
C．物体M从ab段到bc段，滑轮组的机械效率不变
D．物体M从a点到c点过程中，克服摩擦力做功为815J
二、填空题
11．手握图中起瓶器的右端向上用力，便可轻松打开瓶盖。这个起瓶器属于 （填“省力”或“费力”）杠杆，它的支点在 点。
12．2024年11月12日、我国第二款隐形战机歼-35A惊艳亮相珠海航展。歼-35A采用两台国产涡扇19发动机，当发动机以的推力使战机以2马赫（即2倍声速，已知声速为340m/s）匀速巡航时，10s内发动机推力做功 J，它的功率是 W。
13．如图所示，一根重粗细均匀的光滑金属杆可绕O点转动，杆上有一轻质圆环，用竖直向上的测力计拉着圆环缓慢向右移动，使杠杆保持水平静止。当圆环到O点距离为时，测力计示数F为，该金属杆长为 。
14．如图是某手摇晾衣架简化示意图。横梁和衣架总重56N，每个动滑轮都重2N，不计绳重、绳的粗细及轮与轴摩擦，则静止时绳子自由端的拉力F= N。若绳轴的直径是0.1m，手柄逆时针转动10周，可将横梁提升 m。（π取3.14）
15．如图甲是我国古代汲水装置——桔槔，图乙是它水平静止时的简化模型，不计杠杆自重的影响，此时配重物重力为G1=100N，L1∶L2=2∶1，水桶重G2= N。此时若L1减小，则右侧的水桶将 （选填“上升”“不变”或“下沉”）。
16．我国是制造业大国。如图甲所示，电动叉车托着重为的货物沿着水平方向匀速行驶了，此过程中支持力对货物做的功为 J；接着在内又将货物匀速竖直提升了，如图乙所示，货物上升过程中电动叉车对货物做功的功率为 。
三、作图题
17．请在图中画出力F的力臂L。

18．建筑工地上，工人师傅将如图所示的滑轮装配成滑轮组，利用它站在地面上向下拉绳提升重物。请在图中画出滑轮组的绕线。
四、实验题
19．小明利用杠杆探究杠杆的平衡条件。
（1）安装好杠杆，将其放到水平位置后松手，发现杠杆右端下沉，如图甲所示。则应将平衡螺母向 （选填“左”或“右”）调节，直到杠杆在水平位置平衡；
（2）如图乙所示，在A点挂3个重力均为0.5N的钩码，在B点用弹簧测力计竖直向下拉杠杆，使其在水平位置平衡，弹簧测力计的示数为 N；
（3）始终垂直于杠杆向下拉弹簧测力计，使杠杆从水平位置缓慢转过一定角度，如图丙所示。此过程中，弹簧测力计拉力的力臂 （选填“变大”“变小”或“不变”）；
（4）实验中小明发现用图丁所示的方式悬挂钩码，杠杆也能在水平位置平衡，但老师建议不宜采用这种方式，其主要原因为______。
A．一个人无法独立操作
B．不方便测量力臂
C．力和力臂数目过多，不易得出结论
D．杠杆不平衡
20．小明和小华在“测量滑轮组机械效率”的实验中，用如图所示的滑轮组（每个滑轮重相同）进行了3次实验，数据如下表。
实验次数 物重G/N 物体上升的高度h/cm 测力计示数F/N 测力计移动的距离s/cm 机械效率/%
1 2 5 1.0 15 66.7
2 4 5 1.8 15 74.1
3 6 5 2.4 15
（1）由表中数据可知，该实验是用 （选填“甲”或“乙”）图所示滑轮组进行操作的；
（2）在实验中，测绳端拉力F时，应沿竖直方向 拉动弹簧测力计；小华同学发现实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，应该静止时读数，他的想法是 （选填“正确”或“错误”）的；
（3）第3次实验中，滑轮组的机械效率是 %（计算结果精确至0.1%）；
（4）比较三次实验，可以得出：同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越 （选填“高”或“低”）
（5）在实验中，除了要克服摩擦力及绳重做额外功外，还需要克服 重力做额外功。若忽略绳重及摩擦，用图甲、图乙所示的滑轮组分别将同一重物提升相同的高度，滑轮组的机械效率 （选填“>”“=”或“<”）。
五、计算题
21．因为杠杆在使用时的摩擦非常小，所以杠杆是一种机械效率非常高的简单机械。如图所示，大石块重720N。
（1）若手对杠杆向下的力为200N，则杠杆的动力臂与阻力臂的比值为多少
（2）若用一根机械效率为90%的杠杆将该石块提升5cm，则有用功为多少 需要做多少总功
22．工人用如图所示的滑轮装置，把重为400N的物体匀速向上提起，在20s内绳子自由端上升了4m。在此过程中，拉力。绳重、滑轮与轴的摩擦忽略不计。求：
（1）物体上升的速度。
（2）拉力F的功率。
23．如图所示，小龙骑行电动平衡车在实验场地的水平路面上以5m/s的速度匀速行驶400s，若小龙与电动平衡车的总质量为70kg，行驶过程中受到的阻力是人与车总重的0.2倍，行驶时轮胎着地的总面积是5×10-3m2。求：
（1）电动平衡车对地面的压强。
（2）电动平衡车克服阻力做的功。
（3）电动平衡车的功率。
参考答案
1．【答案】B
【详解】A．羊角锤在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A不符合题意；
B．镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故B符合题意；
C．瓶起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C不符合题意；
D．剪铁皮剪刀在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D不符合题意。
2．【答案】C
【分析】本题考查的知识点是：对功率物理意义的理解。
【详解】A．功率的大小不但和做功的多少有关，还跟所用时间的长短有关，所以做功多的机械，功率不一定大，故A错误；
B．功率的大小不但和做功的时间长短有关，还跟做功的多少有关，所以做功时间短的机械，功率不一定大，故B错误；
C．功率表示物体做功的快慢，功率越大表示物体做功越快，故C正确；
D．根据公式P=可知，做相同的功时，功率和所用时间的长短成反比，所用时间短的机械，功率一定大，故D错误。
3．【答案】C
【详解】A．中学生抱着书本静止不动，对书本有力的作用，但书本没有移动距离，所以不做功，故A不符合题意；
B．售货员用力推货箱没推动，对箱子有力的作用，但箱子没有移动距离，所以不做功，故B不符合题意；
C．工人把水桶从地面上提起的过程，对水桶有力的作用，水桶在的力的方向上移动了距离，所以做功，故C符合题意；
D．足球被运动员踢出后由于惯性在草地上滚动过程，人不再对足球有力的作用，对足球不再做功，故D不符合题意。
4．【答案】D
【详解】根据题意知道，当慢慢提升重物不越过水平位置时，重力（阻力）不变，阻力臂增大（水平时最大），动力臂不变，即G不变、L1不变，L2增大，由于FL1＝GL2，所以力F逐渐变大；当杠杆越过水平位置时，阻力和动力臂还是不变，但是阻力臂变小，由于FL1＝GL2，所以动力F减小；综上所述，动力F先变大后减小．
5．【答案】C
【详解】中学生受到的重力约为500N，从一楼跑到三楼上升的高度约为6m，克服重力做的功约为W=Gh=500N×6m=3000J
克服自己重力做功的功率约为
故C符合题意，A、B、D不符合题意。
6．【答案】C
【详解】不计绳与滑轮自重、不计摩擦，定滑轮的实质是动力臂等于阻力臂的杠杆，所以使用定滑轮不能省力，好处是能够改变力的方向；动滑轮的实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，使用动滑轮的好处是能够省一半的力。
A．拉力等于物体重力，即F = GA，所以GA= F，故A不符合题意；
B．拉力是物体重力的一半，即，所以GB= 2F，故B不符合题意；
C．由图可知，滑轮组承重绳子股数为3股，拉力是物体重力的，即，所以GC=3F，故C符合题意；
D．由图可知，滑轮组承重绳子股数为2股，拉力是物体重力的一半，即，所以GD= 2F，故D不符合题意。
7．【答案】D
【详解】由图可知，0~12s内，汽车行驶的路程s1=120m，速度为
12~24s内，汽车行驶的路程为
12~24s内，汽车行驶的时间为
12~24s内，汽车行驶的速度为
若汽车在行驶过程中所受牵引力恒定不变，0~12s 汽车牵引力做功为
12~24s 汽车牵引力做功为
由于，故。0~12s 汽车牵引力做功的功率为
12~24s 汽车牵引力做功的功率为
由于，故。故D正确，ABC错误。
8．【答案】D
【详解】
绳重、滑轮上的摩擦不计，由图知， ，所以物体 对绳子的拉力 ，由物体间力的作用是相互的可知，物体 受到的拉力 ，此时物体 在水平桌面上向右做匀速直线运动，则物体 受到的摩擦力水平向左，大小为 ，故 错误
由 可知，物体 下落速度为 ，故 错误
、 由于物体 对水平桌面的压力和接触面的粗糙程度均不变，故物体 受到的摩擦力大小不变，要使物体 向左做匀速直线运动，所受摩擦力方向向右，则向左拉物体 的力 ，要使物体 向左做加速直线运动，则向左拉物体 的力应大于 ，故 错误， 正确
9．【答案】D
【详解】A．克服物体重力做的有用功为W有=Gh=400N×2m=800J
故A错误；
BCD．工人拉力做的总功为W总=Fs=200N×5m=1000J
克服摩擦力做的额外功为W额=W总-W有=1000J-800J=200J
物体受到斜面的摩擦力为
斜面的机械效率为
故BC错误，D正确。
10．【答案】D
【详解】A．由图甲可知，滑轮组由2段绳子承担拉力。物体M从a点到c点移动的总距离为5m（ab=2m，bc=3m），因此绳子自由端移动的距离应为2×5m=10m，故A错误；
B．根据图乙，ab段拉力F1=60N，做功W1=60N×4m=240J
bc段拉力F2=100N，做功W2=100N×6m=600J
总功W总=240J+600J=840J，故B错误；
C．ab段摩擦力f1=2F1-G动=2×60N-5N=115N
bc段摩擦力f2=2F2-G动=2×100N-5N=195N
ab段机械效率
bc段机械效率
ab段和bc段的机械效率不同，故C错误；
D．克服摩擦力做功W摩==f1·sab+ f2·sbc=115N×2m+195N×3m=230J+585J=815J，故D正确。
11．【答案】省力；A
【详解】使用起瓶器向上用力打开瓶盖时，起瓶器绕A点转动，A点是支点。阻力的作用点在B点，动力作用点在右端，所以阻力臂小于动力臂，是省力杠杆。
12．【答案】；
【详解】10s内，战机行驶的距离
这个时间段内发动机推力做功
它的功率
13．【答案】100
【详解】金属杆在测力计的拉力作用下保持水平静止，此时杠杆处于平衡状态。由于金属杆是粗细均匀的，所以其重心位于杆的中点。当圆环到点距离为时，测力计示数为，动力臂为，阻力为金属杆的重力，阻力臂为杠杆长度的一半（因为重心位于杆的中点）。根据杠杆的平衡条件，可得
解得杠杆长度为
14．【答案】15；0.785
【详解】由图可知，与动滑轮相连的绳子股数为4，所以绳子自由端的拉力
手柄逆时针转动10周，绳子自由端移动的距离s=10×π×d=10×3.14×0.1m=3.14m
则横梁上升的高度
15．【答案】200；下沉
【详解】根据杠杆平衡条件，已知L1∶L2=2∶1，可得100N×2L2=F2×L2
解得水桶重G2=F2=200N
当L1减小时，左侧减小，则右侧，因此右侧的水桶会下沉。
16．【答案】0；400
【详解】叉车对货物的支持力垂直向上，电动叉车托着货物在水平方向行驶时，货物在支持力的方向上没有移动距离，所以此过程中支持力对货物做的功为0J。
如图乙所示，电动叉车对货物做的功为
电动叉车对货物做功的功率为
17．【答案】
【详解】反向延长力F的作用线，画出支点到力的作用线的距离，即为力臂L，标出垂直符号，力臂符号。
18．【答案】
【详解】因为是工人师傅站在地面上向下拉绳提升重物，拉力方向向下，所以由2段绳子承担物重，是最省力的绕绳方法。
19．【答案】（1）左
（2）2
（3）不变
（4）C
【详解】（1）图甲中，杠杆右端下沉，应向左端调节平衡螺母，直至杠杆在水平位置平衡。
（2）图乙中，设杠杆每小格的长度为L，据杠杆平衡条件有
解得，弹簧测力计的示数为2N。
（3）图丙中，弹簧测力计的拉力方向始终与杠杆垂直，则支点到力的作用线的大小不变，测力计拉力的力臂不变。
（4）实验中小明的实验方式，杠杆支点左侧钩码数量过多，每个钩码对杠杆的拉力对应了每个拉力的 力臂，力和力臂数目过多，不易得出结论，故A、B、D不符合题意，C符合题意。
20．【答案】（1）甲　（2）匀速；错误　（3）83.3　（4）高　（5）动滑轮；=
【详解】（1）由表中数据可知，滑轮组的动滑轮绕绳子的段数，该实验是用甲图所示滑轮组进行操作的。
（2）在测绳端拉力时，需竖直向上匀速拉动测力计，且在拉动时读数；一定要在拉动的过程中读拉力，若在静止时读拉力，则不包括绳与轮之间的摩擦力。
（3）第3次实验中，滑轮组的机械效率。
（4）比较三次实验，第3次物重最大，机械效率最大，所以可得同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越大。
（5）在实验中，克服摩擦力和绳子重力及克服动滑轮重力做的功都是额外功；用图甲、图乙所示的滑轮组分别将同一重物提升相同的高度，忽略绳重及摩擦，根据，可知，两滑轮组的机械效率相等，即η甲=η乙。
21．【答案】（1）
（2）36J，40J
【详解】（1）由题知，杠杆受到的阻力为N
动力N，由杠杆的平衡条件可得，杠杆的动力臂与阻力臂的比值
（2）使用杠杆做的有用功为
由得，使用杠杆做的总功为
22．【答案】（1）
（2）50W
【详解】（1）图中滑轮为动滑轮，根据可得，物体上升的高度
物体上升的速度
（2）拉力F做的功为
拉力F的功率为
23．【答案】（1）
（2）2.8×105J
（3）700W
【详解】（1）电动平衡车在实验场地的水平路面上行驶，对地面压力的大小等于人与车的总重力，即F=G=mg
所以电动平衡车对地面的压强
（2）由题意可知，阻力等于人与车总重的0.2倍，匀速行驶时牵引力等于阻力为F'=f=0.2G=0.2mg=0.2×70kg×10N/kg=140N
行驶的路程为s=vt=5m/s×400s=2000m
所以电动平衡车克服阻力做的功为W= F's=140N×2000m=2.8×105J
（3）电动平衡车在水平路面上匀速行驶，电动平衡车的功率为
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