资源简介

2025-2026学年苏科版（2024）物理九年级上册
第十一章 简单机械和功 单元试卷
学校:___________姓名:___________班级:___________学号:___________
一、单选题
1．杠杆在我们生活中有非常多的应用，如图所示，下列工具中属于费力杠杆的是（　　）
A．指甲刀 B．镊子
C．起子 D．铡刀
2．如图所示，大人和小孩均从一楼爬楼梯到三楼，大人与小孩的质量之比为2∶1、所用时间之比为3∶2，则大人与小孩克服自身重力做功的功率之比是（　　）
A．2∶3 B．3∶2 C．3∶1 D．4∶3
3．如图所示的情境中，人对物体做功的是（ ）
A． 用力搬石头没有搬动
B． 人将重物从地面拉到高处
C． 人推一块大石头没推动
D． 人使箱子沿水平方向做匀速直线运动
4．如图所示为龙舟船桨示意图，O为支点，为选手施加的力，为水对桨的阻力。使用该船桨可以（ ）
A．只省力 B．只省距离
C．既省力又省距离 D．既不省力又不省距离
5．如图所示是用于城市物流配送的无人驾驶飞行器。飞行器将10颗鸡蛋匀速提升3m，该过程中飞行器对这些鸡蛋所做的功约为（　　）
A．0 B．1.5J C．15J D．150J
6．使用简单机械匀速提升同一物体（不计机械自重和摩擦），下列方式中动力最小的是（　　）
A． B． C．D．
7．初三的小陈同学10s完成5个引体向上。他先两手握住单杠，两脚离地，两臂及身体自然下垂。然后缓缓曲肘，直到下巴超过横杠。小陈同学在10s内做功的功率最接近的是（　　）
A．1.2W B．1200W C．120W D．12W
8．有着“世界工厂”之称的东莞，车间工人们用如图所示的滑轮组把重物提起的高度，下列关于这个滑轮组工作的说法中，正确的是（　　）
A．绳子自由端被拉了 B．这个滑轮组能省距离
C．这个滑轮组能省力 D．这个滑轮组不仅能省力，还能省距离
9．如图，轻质杠杆OA的中点悬挂一个重物，在A端施加一个拉力F，逆时针缓慢改变拉力F的方向到图示虚线的位置，这个过程中杠杆始终在水平位置平衡，下列说法正确的是（　　）
A．力F的大小变大
B．力F的大小先变大后变小
C．力F的力臂先变小后变大
D．力F和它力臂的乘积始终保持不变
10．如图是搬运泥土的独轮车，使用时可视为杠杆。车和泥土的总重，从A点提起独轮车把手的力是F。独轮车抬起过程中，下列说法正确的是（ ）
A．独轮车的重心是支点 B．独轮车属于费力杠杆
C．抬运泥土时，F的力臂是1.6m D．F的大小至少是200N
11．一辆汽车不小心陷进泥潭中，按如图所示的甲乙两种方法安装滑轮。均可将汽车从泥潭中拉出。若将车匀速拉动相同距离。忽略绳和滑轮重及滑轮与轴间的摩擦，下列分析正确的是 （　　）
A．甲方式更省力
B．乙方式使用的滑轮为定滑轮，可以省力
C．甲方式所做的总功大
D．两种方式的机械效率相等
12．如图甲所示，物体在恒为10N的水平拉力作用下经过A、B、C三个粗糙程度不同的区域，且三个区域的距离均为3m，物体的速度随时间变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．拉力在B区不做功
B．拉力在C区所做的功为20J
C．拉力在A区做功的功率为30W
D．拉力在A、C区做功的平均功率相同
二、填空题
13．一个物体重500N，如果用一个定滑轮提起它，需要用力 N，如果用一个动滑轮提起它，又要用力 N。（以上均不计摩擦、滑轮的自重和绳重）
14．2025年是国家卫生健康委启动“体重管理三年行动”的开局之年，肥胖防控被提升至全民健康的战略高度。做俯卧撑能锻炼上肢、腰部及腹部的肌肉。如图所示，小明做俯卧撑时可视为一个杠杆，其重心在A处，手掌作用在地面B处，已知小明体重600N。则动力臂为 m，两只手掌对地面的压力为 N。
15．如图所示，把重为40N的物体从斜面底端匀速推到斜面顶端，斜面长2m，高0.8m，沿斜面的推力F为20N，那么，此过程中物体所受摩擦力为 N，有用功是 J，斜面的机械效率是 。
16．如图所示的定滑轮，使用它的优点是 ，分别用力和匀速拉起2个钩码，拉力和的大小关系是 。
17．杠杆是我们生活中一种常见的简单机械，如图所示，轻质杠杆OA可绕O点无摩擦转动，A点悬挂一个重为20N的物体，B点施加一个竖直向上的拉力F，使杠杆在水平位置平衡，且OB＝2m，AB＝1m。则F＝ N，此杠杆是 杠杆（选填“省力”“等臂”或“费力”），若将拉力F逆时针向OB倾斜，则F （选填“变大”“变小”或“不变”）。
18．如图是一款智能送餐机器人，它的重力是400N，如果机器人在水平路面上以0.6m/s的速度沿直线匀速运动20m，它所受到的阻力为50N。机器人的重力做功 J，牵引力对机器人做功 J，功率为 W。
19．如图所示，水平木板上有甲、乙两个木块，甲的质量大于乙的质量。两木块下表面的粗糙程度相同。甲、乙分别在水平拉力和的作用下，以相同速度匀速直线运动了相同时间，则力 ；拉力的功率 ；摩擦力做功 。（选填“大于”“小于”或“等于”）
三、作图题
20．如图所示，要用最省力的方法提升重物，请画出滑轮组绳子的绕法;
21．如图所示，为杠杆的支点，在处挂一小球，，为使杠杆在水平位置平衡，请画出施加在杠杆上的最小动力及相应的力臂。
四、实验题
22．同学们用杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的若干钩码探究“杠杆的平衡条件”。
（1）调节杠杆水平平衡后，第1组同学按图甲进行实验，第2组同学按图乙进行实验，你认为实验更方便的是第 （选填“1”或“2”）组，理由是 ；
（2）如图丙所示，小刚调节杠杆在水平位置平衡。然后在点下方加挂一些钩码，在点挂2个钩码后，杠杆在水平位置保持了平衡，若此时两边各去掉一个钩码，则杠杆 （选填“能”或“不能”）在水平方向保持平衡；
（3）保持所挂钩码位置不变，不断改变弹簧测力计的作用点，每次都使得杠杆在水平位置平衡，弹簧测力计施加的动力与其力臂的图像如图丁所示。由图像可知，各个数据点与两坐标轴所围成的矩形的面积（如图丁中阴影部分）是 （选填“相等”或“不等”）的，由此可以得到结论是： ；
（4）在生活中，杠杆是有自重的，当支点不在杠杆的中点时，杠杆也会平衡。如图戊所示，已知弹簧测力计的示数为，杠杆恰好平衡，则杠杆自身受到的重力为 N；
（5）根据得到的结论，请推断：行路者（如图己）用一根木棒挑着包袱向前赶路，木棒可以看成以肩膀为支点的杠杆，为了减小手部用力，可行的操作是 。为了减小对肩部的压强，可以用 （选填“扁平”或“细圆”）的木棍。
23．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
24．泰山景区利用无人机运输消防物资，满载可运输40kg物资。某次运输过程中，无人机满载，沿竖直方向匀速上升600m，用时5分钟，求此过程中（g取10N/kg）；
（1）无人机对物资的拉力做了多少功；
（2）无人机运输物资的功率是多少？
25．如图，AB为能够绕B点转动、质量分布均匀的杠杆，AB=2BC，在C处用细线悬挂一重物G，在杠杆末端A点施加一个始终竖直向上的拉力F，使质量为3kg的重物在2s内匀速上升0.5m，杠杆重为75N。忽略支点处的摩擦。
（1）求拉力F的大小；
（2）求杠杆对重物做的功；
（3）若仅将拉力F的作用点向中点处移动一段距离，其他条件均保持不变，请判断杠杆的机械效率是否改变，并说明理由。
26．如图所示，将重物A匀速提高3m，若物体A质量为60kg，动滑轮重、绳重及滑轮之间的摩擦忽略不计（g=10N/kg），求：
（1）绳自由端移动的距离s。
（2）物体A所受重力G。
（3）拉力F的大小。
27．如图（a）为塔式起重机简易示意图，图（b）所示滑轮是起重机的重要部件之一。
若滑轮a自重为200N，将重为1800N的货物用该滑轮由地面沿竖直方向匀速提升20m，用时40s，不计滑轮与绳之间的摩擦，求：
（1）拉力做功W；
（2）拉力的功率P；
（3）动滑轮的机械效率。
参考答案
1．【答案】B
【详解】A．指甲刀在使用时，动力臂大于阻力臂，因此它是省力杠杆故A不符合题意；
B．镊子在使用时，其动力臂小于阻力臂，因此它是费力杠杆故B符合题意；
C．起子开启瓶盖时，动力臂大于阻力臂，因此它是省力杠杆故C不符合题意；
D．铡刀在使用时，其动力臂大于阻力臂，因此它是省力杠杆故D不符合题意。
2．【答案】D
【详解】大人和小孩均从一楼爬楼梯到三楼，克服重力移动的距离相等，则则大人与小孩克服自身重力做功的功率之比，故A、B、C不符合题意，D符合题意。
3．【答案】B
【详解】A．人用力搬石头但没有搬动，有力，但物体没有在力的方向上通过距离，没有做功，不符合题意；
B．人将重物从地面拉到高处，对物体有向上的拉力，物体在拉力的方向上通过了距离，所以拉力对物体做了功，符合题意；
C．人推一块大石头没推动，有力，但物体没有在力的方向上通过距离，没有做功，不符合题意；
D．人使箱子沿水平方向做匀速直线运动，人给箱子一个向上的力，箱子向上没有移动距离，人对箱子没有做功，不符合题意。
4．【答案】B
【详解】根据杠杆的分类由图可知，O为支点，为选手施加的力，为水对桨的阻力，船桨的阻力臂比动力臂长，是费力杠杆，这类杠杆费力省距离，动力作用点移动的距离比阻力作用点移动的距离小，故B符合题意，A、C、D不符合题意。
5．【答案】C
【详解】一个鸡蛋的质量约，个鸡蛋的质量约为
个鸡蛋的重力约为
该过程中飞行器对这些鸡蛋所做的功约为
故C正确，ABD错误。
6．【答案】D
【详解】A选项中滑轮为定滑轮，不计机械自重和摩擦，由定滑轮特点可知
B选项中滑轮为动滑轮，不计机械自重和摩擦，由动滑轮特点可知
C选项中，提升动滑轮绳子的段数为3段，不计机械自重和摩擦，由滑轮组特点可知
D选项中，杠杆的动力臂
阻力臂，阻力，根据杠杆平衡条件可知，动力
综上所述，动力最小的是，故A、B、C不符合题意，D符合题意。
7．【答案】C
【详解】中学生的体重大约是G＝500N，上提的过程中通过的距离大约为h＝0.5m，小陈做的功最接近W＝Gh＝500N×0.5m＝250J，10s完成5个引体向上，做的总功W总=5W=5×250J=1250J ，小陈同学在10s内做功的功率故A、B、D不符合题意，C符合题意。
8．【答案】C
【详解】A．由图知，承担物重的绳子段数，根据（是物体提升高度 ），物体提升2m，则绳子自由端移动距离故A错误；
BCD．滑轮组的特点是可以省力，但费距离，不能省功。此滑轮组能省力，不能省距离故BD错误，C正确。
9．【答案】D
【详解】由于力臂为支点到力的距离，所以拉力F从图示位置逆时针缓慢转动过程中，拉力F的力臂先增大后减小；由于这个过程中杠杆始终在水平位置平衡，则重物的重力不变，其力臂也不变，由杠杆的平衡条件可知，力F和它力臂的乘积始终等于重物的重力乘其力臂，所以力F的大小先变小后大，故ABC错误，D正确。
10．【答案】D
【详解】A．独轮车的支点是车轮的轴，故A错误；
B．独轮车工作时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故B错误；
C．抬运泥土时，F的力臂是1.6m+0.4m=2m，故C错误；
D．根据杠杆平衡条件得，动力大小至少为
故D正确。
11．【答案】D
【详解】由图可知，甲图使用的是定滑轮，拉力等于汽车受到的阻力，定滑轮可以改变力的方向；乙图使用的是动滑轮，拉力为汽车所受阻力的一半，所以乙方法能省力，动滑轮不能改变力的方向；根据功的原理可知，使用任何机械都不省功；因忽略绳和滑轮重及滑轮与轴间的摩擦，甲乙两图所做总功相等，机械效率一样大故D正确，ABC错误。
12．【答案】D
【详解】A．根据做功的必要条件可知，拉力在B区受到恒为10N的水平拉力且沿着力的方向移动了3m，所以做功，故A错误；
B．根据可知，拉力在C区所做的功为
故B错误；
C．由图可知，0到2秒，物体做加速运动，运动时间是2s，根据可知，拉力在A区做功的功率为
故C错误；
D．根据题意可知，物体在恒为10N的水平拉力作用下经过A、B、C三个粗糙程度不同的区域，且三个区域的距离均为3m，所以拉力在A、C区做功相同，由图乙可知，在A、C区的运动时间相同，所以平均功率相同，故D正确。
13．【答案】500；250
【详解】使用定滑轮不省力，不计摩擦、滑轮的自重和绳重，使用定滑轮将物体提起时，所用拉力等于物体的重力，是500N。
使用动滑轮可以省力，不计摩擦、滑轮的自重和绳重，使用动滑轮将物体提起时，可以省一半力，则所用拉力为
14．【答案】1.5；
400
【详解】做俯卧撑时，地面对两只手掌的支持力为动力，脚尖与地面的接触点为支点，则动力臂
小明的体重对杠杆的拉力为阻力，根据杠杆平衡条件可知可得，动力为
两只手掌对地面的压力和支持力是相互作用力，大小相等，所以两只手掌对地面的压力是400N。
15．【答案】4；32；
【详解】在斜面上推动物体克服物体的重力做功属于有用功，则做的有用功为
推力做的功为总功，则总功为
推动物体过程中做的额外功为克服物体受到的摩擦力做功为
此过程中物体所受摩擦力为
斜面的机械效率是
16．【答案】可以改变力的方向；F1=F2
【详解】由图可知，图中滑轮是定滑轮，定滑轮只能改变力的方向，不能省力，则、都与物体重力相等，所以两种拉法所用拉力一样大，即。
17．【答案】30；费力；变大
【详解】如图所示，根据杠杆平衡条件可得
则拉力F为
此杠杆动力臂OB小于阻力臂OA，动力大于阻力，属于费力杠杆。
将拉力F逆时针向OB倾斜，则拉力的力臂变为以OB为直角三角形的直角边，小于OB，力臂变短了，阻力与阻力臂不变，根据杠杆平衡条件，拉力F变大。
18．【答案】0；1000；30
【详解】机器人在水平路面上运动时，在重力方向上没有移动距离，所以重力不做功，即重力做功为0。
在水平方向做匀速直线运动，所以牵引力等于阻力故牵引力对机器人做功
功率
19．【答案】大于；大于；大于
【详解】由题意可知，甲的质量大于乙的质量，根据可知，，则两木块对木板的压力，两个木块下表面的粗糙程度相同，放在相同木板上，所以，两木块受到的摩擦力；两木块匀速前进，所受摩擦力和拉力是平衡力，所以，两木块受到的拉力。
两木块受到的拉力，且速度相同，根据
可知拉力的功率。
两个木块以相同速度匀速直线运动了相同时间，根据速度的变形式可知两木块运动的路程相同，且两木块受到的摩擦力，根据可知摩擦力做功。
20．【答案】
【详解】如图，滑轮组有两种绕线方法，一种是由两根绳子承担重物，一种是由三根绳子承担重物，因为绳子的股数越多越省力，应选用三根绳子承担的绕法，即从动滑轮开始缠绕，如图所示：
21．【答案】
【详解】杠杆平衡时，动力F1要最小，F1的力臂应最大，即CO为动力臂，力F1作用点在C点，方向竖直向上，如图
22．【答案】（1）1；甲图便于测量力臂
（2）不能
（3）相等；动力×动力臂=阻力×阻力臂
（4）4
（5）将手适当向人的前方移动（或将包袱向靠近肩部的方向移动或其它合理答案均可）；扁平
【详解】（1）甲图中两个力作用在竖直方向，当杠杆水平位置平衡时，杠杆与这两个力互相垂直故支点到这两个力作用线的垂线的长度就是杠杆上支点到力的作用点的长度故这两个力的力臂可以从杠杆上直接读出，乙图中弹簧测力计斜着拉杠杆，这个力不与杠杆相互垂直，力臂不能从杠杆上直接读出故甲图中的操作更方便。故第1组实验可以直接读出力臂的大小，操作更方便。
（2）假设每个钩码的重力为G，杠杆每小格的长度为x，两边各去掉一个钩码后，则在B端有
在A端有
则，不满足杠杆平衡条件故不能平衡。
（3）由图像可知，各个数据点与两坐标轴所围成的矩形的面积是相等的。
每次面积相等，说明在阻力和阻力臂不变的情况下，虽然每次实验中动力与动力臂的大小会发生改变，但是每次实验中动力与动力臂的乘积不变，即
故能得出杠杆的平衡条件。
（4）假设每个钩码的重力为G，杠杆每小格的长度为x，杠杆的重心位置在离支点3小格处，弹簧测力计在离支点6小格处，根据杠杆的平衡条件可得
（5）根据杠杆的平衡条件可知，手部提供的力可以表示为，在阻力不变时，要减小手部用力，可以减小l2或增大l1，即可以把手向前移动、将包袱靠近肩膀、将扁担向前移等方式。
在压力不变的情况下，可以采取增大受力面积的方式，减小压强，扁平木棍与细圆木棍相比，扁平木棍受力面积更大故选扁平木棍时，可以减小肩部压强。
23．【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。
24．【答案】（1）
（2）800W
【详解】（1）无人机匀速上升，对物资的拉力等于物资的重力
无人机拉力做的功
（2）运输物资功率
25．【答案】（1）52.5N
（2）15J
（3）见解析
【详解】（1）由题意可知，重物对杠杆产生的拉力等于重物的重力FG=G=mg=3kg×10N/kg=30N，
AB=2BC，则C为杠杆AB的中点，因为杠杆质量分布均匀，C为杠杆重心，可知杠杆受到的阻力为F阻=G杠杆+FG=75N+30N=105N，
阻力作用点为C点，则AB为动力臂，BC为阻力臂，根据杠杆平衡条件可得F×AB=F阻×BC，
代入数据可得F=0.5F阻=0.5×105N=52.5N。
（2）由题意可知，杠杆使重物提升了0.5m，则杠杆对重物做的功为W=Gh=30N×0.5m=15J。
（3）由题意可知，若仅将拉力F的作用点向中点处移动一段距离，其他条件均保持不变，重物提升的高度不变，则杠杆对重物做的功即有用功不变，杠杆的重心提升的高度也不变，则做的额外功也不变，根据机械效率的定义可知，有用功和总功都不变，那么此杠杆的机械效率也不变。
26．【答案】（1）9m；（2）600N；（3）200N
【详解】（1）从图中可知n=3，绳自由端移动的距离s=3h=3×3m=9m
（2）物体A所受重力G=mg=60kg×10N/kg=600N
（3）动滑轮重、绳重及滑轮之间的摩擦忽略不计，可知拉力为
答：（1）绳自由端移动的距离s为9m；
（2）物体A所受重力G为600N；
（3）拉力F的大小为200N。
27．【答案】（1）4×104J
（2）1000W
（3）90%
【详解】（1）图中连接动滑轮绳子的股数是2股，不计滑轮与绳之间的摩擦，绳末端的拉力为
绳末端移动的距离为
拉力做功为
（2）拉力的功率为
（3）动滑轮的机械效率为
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