第十一章 简单机械和功 素能测评 （含答案）2025-2026学年苏科版（2024）九年级上册

第十一章简单机械和功素能测评满分:100分
时间:60分钟
一、 选择题(每小题3分,共36分)
1. 下列所使用的杠杆可以省距离的是 (　　)
　　　　
2. 在下列情况中,人对物体肯定做功的是 (　　)
A. 搬运工将货物从地面搬到高为1.5m车上 B. 东京奥运会举重运动员举着杠铃不动时
C. 足球被踢出后在草地上滚动的过程中 D. 小明提着书包在水平地面上匀速行走
3. 健身教练可以通过改变音乐的节奏来调节健身人士的运动量。从物理学视角分析,主要是改变了人的 (　　)
A. 消耗能量多少 B. 做功多少
C. 做功时间 D. 做功快慢
4. 下列简单机械,忽略各种摩擦及杠杆和滑轮的重力,当提起相同重物时,最省力的是(　　)
5. 下列关于功、功率、机械效率的说法中,正确的是 (　　)
A. 功率大的机械,机械效率一定高 B. 机械效率越高,有用功与总功的比值越大
C. 功率大的机器比功率小的机器做功多 D. 机械做功时,做的有用功越多,机械效率越大
6. 小明对四名同学做功情况各测量了一次,把四名同学做功W和所用时间t在坐标系中描点,得到了图中甲、乙、丙、丁四个点,这四名同学中做功功率最大的是 (　　)
A. 甲 B. 乙 C. 丙 D. 丁
　　　　
7. 如图所示,每个滑轮自重相等,不计绳重和轮、轴间摩擦,分别用甲、乙两个滑轮组匀速向上提升重物G1、G2时,甲、乙滑轮组绳端的拉力F恰好相等。已知G1=60N,G2=38N,则每个滑轮的重为 (　　)
A. 3N B. 6N C. 1N D. 22N
8. 同学们模仿中药房的戥秤制作杆秤,用筷子(忽略粗细)做秤杆,用钩码做秤砣,用细线将秤盘系在A点。当不挂秤砣且秤盘不放物体时,在O点提起提纽,秤杆水平平衡;当秤盘放100g物体、秤砣移到B点时,秤杆再次水平平衡,如图所示。在O到B两条刻度线之间均匀地画上49条刻度线。下列说法正确的是 (　　)
A. 自制杆秤的每一格约表示2.08g
B. 称中药时B端翘起应减少中药恢复水平平衡
C. 若秤砣磨损,则测量结果会比真实质量偏小
D. 若将提纽移到O点右侧,则可以增大杆秤的量程
　　　　　
9. 如图所示,小明用桶把一些沙子运上三楼。在此过程中 (　　)
A. 小明克服自身重力所做的功是总功 B. 小明克服沙子重力所做的功是有用功
C. 小明克服沙子重力所做的功是额外功 D. 小明克服桶的重力所做的功是有用功
10. 我国跳水队被称为梦之队,在世界各类跳水比赛中取得了辉煌成绩。如图是世界冠军陈芋汐在某次训练中的跳水简化图,四个点是每隔0.5s拍摄到陈芋汐所在位置。请你估算一下她从最高点跳到水面的功率约为 (　　)
A. 100W B. 200W C. 2000W D. 4000W
　　　　　　　　
11. 如图所示,滑轮组的每个滑轮质量相同,用它们将重为G1、G2的货物提升相同的高度(不计绳重和摩擦),下列说法正确的是 (　　)
A. 用同一滑轮组提起不同货物时,其机械效率不变
B. 若G1=G2,则甲、乙滑轮组所做的额外功相等
C. 若G1=G2,则拉力F1与F2所做的总功相等
D. 若G1=G2,则甲的机械效率大于乙的机械效率
12. 在学校科技节活动中,质量为M的小华骑着一辆质量为m的独轮车,以速度v匀速通过如图的重为G的水平独木桥,从A点到B点,独木桥的两端由两根竖直支柱支撑着。下列能表示A点支柱所受压力F与时间t的关系图像的是 (　　)
二、 填空题(每空1分,共26分)
13. 如图甲所示为用手捏开夹子的情形,捏开夹子是　　　　(省力/费力)的;如图乙所示,可以说明　　　　　　　　　　　;如图丙所示,点燃“蜡烛跷跷板”的两端,发现“蜡烛跷跷板”不停地往返摆动,原理是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
14. 如图甲所示是《天工开物》中记载的一种在农业生产中汲水的装置,称为辘轳,图乙是它的示意图。提水时辘轳可以看作杠杆,其支点在　　　　(A/B/C)点,此时辘轳属于　　　　(省力/费力/等臂)杠杆。如图丙所示,现代家庭中有的水龙头的开关也应用了同样原理,选用转盘　　　　(①/②)作为水龙头的开关省力效果更好。
15. 健身步道上的坐式划船训练器如图所示。人坐在座板上,用始终与把手垂直的力缓慢向后将把手拉至身体两侧,此过程中,拉力大小变化情况是　　　　。若要增加训练强度,则应将配重盘向　　　　(a/b)端移。
　　　　
16. 如图是一款微型纯电动汽车,其发动机的输出功率为2×104W,它在水平公路上以10m/s的速度沿直线匀速行驶10min时,汽车受到的阻力为　　　　N,牵引力做功　　　　J。
17. 如图为某人在做仰卧起坐,其体重为500N,上半身的重力为体重的五分之三,仰卧起坐时上半身重心上升的高度均为0.3m,做一次仰卧起坐,其克服重力做功约为　　　　J;她一分钟做40个,则她的平均功率约为　　　　W。
　　　
18. 如图所示,用滑轮组拉动汽车,滑轮B的作用是　　　　　　　　;汽车被水平匀速拉动1.2m,用时4s,作用在绳子自由端的拉力F为1000N,汽车受到的摩擦力f为1600N,则此过程中拉力F做功的功率为　　　　W,滑轮组的机械效率为　　　　。
19. 如图所示,斜面底端A与B点的距离为80cm,B点高度为20cm,沿斜面向上用0.8N的拉力F将重为2N的木块从A点缓慢拉到B点,该过程中拉力F做的功是　　　　J,斜面的机械效率为　　　　%,斜面对木块的滑动摩擦力为　　　　N。
　　　
20. 如图所示,在“测杠杆机械效率”的实验中,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使挂在杠杆OB下面的物块缓慢上升至虚线位置,弹簧测力计的示数F为　　　　N,若OA∶OB=2∶3,物块所受重力G为1.4N,则该杠杆的机械效率为　　　　%。若A点向O点移动,始终沿竖直方向拉动弹簧测力计,则机械效率将　　　　(变大/不变/变小)。
21. 阅读材料,回答问题。
变速自行车
第21题
如图是自行车的部分结构示意图,骑行时人在脚踏处施力,通过曲柄带动前齿轮A顺时针转动,再通过链条带动后齿轮B与后轮一起转动。曲柄与齿轮A、后轮与齿轮B,两处都是同轴转动(物体绕同一个中心轴转动,在相同时间转过的圈数相同)的轮轴结构,也可视为杠杆。A、B齿轮通过链条配合工作,在相同时间转过的齿数相同,链条与A、B齿轮间的作用力大小相等。
变速自行车与普通自行车的区别是它的前、后齿轮由多个齿数不同的齿轮组成。变速系统可以调节链条和不同齿数的前、后齿轮配合,即调节齿比(前齿数与后齿数的比值),从而改变车速。如表是小明的变速自行车的部分参数。
结　构 参　数
前齿轮(3速) 齿数:22、32、45
曲柄 长度:L=18cm
后齿轮(7速) 齿数:12、15、17、19、21、24、28
轮胎 直径:D=60cm
(1) 后齿轮和后车轮组成一个　　　　杠杆;骑行时,前齿轮A和后齿轮B　　　　(是/不是)同轴转动。
(2) 小明调节自行车齿比为3,当他通过蹬脚踏使前齿轮转动1圈,后轮转动　　　　圈。
(3) 小明调节自行车为最大齿比,此时地面对后轮的摩擦力为20N,作用在脚踏上的力至少为　　　　N。
(4) 当小明骑自行车爬坡时,为了最省力,应该调整齿比为　　　　。
三、 解答题(共38分)
22. (6分)按要求作图。
(1) 如图甲所示,画出作用在“开瓶起子”上动力F1的力臂和阻力F2的示意图。
(2) 画出图乙中杠杆平衡时,作用在杠杆上的最小力和该力的力臂。
(3) 如图丙,请画出既省力又能改变力的方向的滑轮组绕法。
23. (6分)一辆在水平路面上沿直线匀速行驶的货车,行驶时所受的阻力为车总重的10%,货车(含驾驶员)空载时重为2.5×104N。求:
(1) 货车空载行驶时所受的阻力大小。
(2) 货车以36km/h的速度空载匀速行驶时,10s内货车牵引力做的功。
(3) 当货车以90kW的额定功率、90km/h的速度匀速行驶时,货车最多可装载的货物的重力。
24. (8分)质量为60kg的小湾站在地上用如图所示的滑轮组匀速提升400N的重物,所用的拉力F为250N,5s内绳子自由端被拉下2m,在此过程中(不计摩擦和绳重),绳子所能承受的力足够大,g取10N/kg。求:
(1) 拉力F的功率。
(2) 动滑轮的重。
(3) 小湾使用此滑轮组的最大机械效率。(结果精确到0.1%)
25. (6分)在“探究杠杆的平衡条件”的实验中:
(1) 实验前,杠杆处于静止状态(如图甲所示),此时杠杆　　　　(是/不是)平衡状态,为了使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向　　　　调,此时调节杠杆在水平位置平衡的目的是　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2) 如图乙所示,在A点挂2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) 竖直向下拉弹簧测力计,使杠杆从水平位置缓慢转过一定角度(不考虑杠杆重心位置的变化),如图丙所示,此过程中,弹簧测力计的示数　　　　(变大/不变/变小)。
(4) 若要使图丙状态下的弹簧测力计示数减小,可将弹簧测力计绕B点　　　　(顺时针/逆时针)转动一个小角度。
26. (6分)小丽所在实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如表所示,实验装置如图所示。
实验次序 1 2 3
钩码重力G/N 4 4 6
钩码上升高度h/m 0.1 0.1 0.1
绳端拉力F/N 1.8 1.4 2.4
绳端移动距离s/m 0.3 0.5 0.3
机械效率η/% 74 57
机械效率平均值/%
(1) 小玲同学认为表格设计有问题,请你指出问题:　　　　　　　　　　　　　。在实验中,弹簧测力计应竖直向上　　　　提升钩码。
(2) 通过表中数据可分析出实验1是用　　　　(甲/乙)图滑轮组做的实验。
(3) 3次实验后得出表中的数据,请将第3次测量的效率补充在表中的空白处。
(4) 通过实验1和实验2的数据分析可得出结论:使用不同的滑轮组提升相同的重物时,动滑轮越重,滑轮组的机械效率　　　　。
(5) 比较　　　　两次实验数据可得出结论:使用同一滑轮组提升重物时,增大物重可以提高滑轮组的机械效率。
27. (6分)一根长度为1.2m、重为5N的金属棒AB置于水平地面上,用弹簧测力计始终沿竖直方向拉金属棒的B端使其缓慢匀速拉起,直至离开地面,如图甲所示。
(1) 此过程中,弹簧测力计对棒所做的功W与B端离开地面的高度h的关系,如图乙,最合理的是　　　　。
(2) 在B端拉起的过程中,当h1=1m时,测力计的示数F1为3N;由此推断:金属棒的重心到A端的距离d=　　　　m;当h2=2m时,拉力F1总共做的功W2=　　　　J。
第十一章素能测评
一、 1. A　2. A　3. D　4. A　5. B　6. A　7. B　8. B　9. B　10. D　11. D　12. A
二、 13. 省力　滑轮组可以省力　杠杆的平衡条件(或杠杆原理)　14. B　省力　①　15. 变小　a　16. 2000　1.2×107　17. 90　60　18. 改变力的方向　600　80%　19. 0.64　62.5　0.3　20. 2.8　75　不变　21. (1) 省力　不是　(2) 3　(3) 125　(4)
三、 22. (1) 如图甲所示　(2) 如图乙所示　(3) 如图丙所示
23. (1) 货车空载行驶时所受的阻力f=10%G=0.1G=0.1×2.5×104N=2.5×103N　(2) v=36km/h=36×m/s=10m/s,由v=可知,10s行驶的路程s=vt=10m/s×10s=100m,因为货车匀速行驶,所以牵引力F=f=2.5×103N,10s内货车牵引力做的功W=Fs=2.5×103N×100m=2.5×105J　(3) v'=90km/h=90×m/s=25m/s,由P===Fv可知,此时牵引力F'===3600N,因为货车匀速行驶,所以此时货车受到的阻力f'=F'=3600N,货车总重G'====3.6×104N,货车最多可装载货物的重力G货=G'-G=3.6×104N-2.5×104N=1.1×104N　24. (1) 拉力做的总功W总=Fs=250N×2m=500J,拉力做功的功率P===100W　(2) 由图知,n=2,不计绳重和摩擦,拉力F=(G+G动),则动滑轮的重力G动=nF-G=2×250N-400N=100N　(3) 小湾施加的最大拉力F最大=G人=m人g=60kg×10N/kg=600N,不计绳重和摩擦,拉力F=(G+G动),小湾能提升的最大物重G最大=nF最大-G动=2×600N-100N=1100N,因为滑轮组的机械效率η=×100%=×100%=×100%=×100%,所以滑轮组的最大机械效率η最大=×100%=×100%≈91.7%　25. (1) 是　左　便于测量力臂,消除杠杆自重对实验的影响　(2) 1.5　(3) 不变　(4) 顺时针　26. (1) 设计了机械效率的平均值　匀速　(2) 甲　(3) 83
(4) 越低　(5) 1、3　27. (1) B　(2) 0.72　7.6