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第11章 简单机械和功 必考题检测卷-2025-2026学年物理九年级上册苏科版（2024）
一、单项选择题
1． 下列属于费力杠杆的是（　　）
A．钢丝钳 B．独轮车
C．船桨 D．托盘天平
2．如图所示，表示用滑轮或滑轮组提起同一重物的几种方法，其中最省力的是（动滑轮重和摩擦忽略不计）（　　）
A． B． C． D．
3．如图所示，物体A在拉力F的作用下，5s内水平匀速运动了1m，物体A与地面间滑动摩擦力是50N，拉力F为40N。下列物理量计算正确的是（　　）
A．绳子自由端移动的速度是0.2m/s
B．拉力F的功率为10W
C．拉力F做功为40J
D．该滑轮组的机械效率是62.5%
4．如题图为父子两人一起抬货物的示意图，F1、F2为父子两人肩膀所受压力。走在后边的儿子偷偷将货物从ａ位置移到b位置，则
A．F1变大，F2变小 B．F1F2保持不变
C．F1变大，F2变大 D．F1变小，F2变大
5．晓萌同学用独轮车搬运砖头，车箱和砖头的总质量是，独轮车的有关尺寸如图所示。推车时，下列说法正确的是（　　）
A．独轮车是费力杠杆
B．动力臂是
C．阻力臂是
D．人手竖直向上的力的大小是
6． 如图所示，分别使用甲、乙、丙三种方式把同一物体M匀速提升至相同高度（绳长不变），测得各拉力大小如图所示，则（　　）
A．利用机械丙提升M时省力
B．F乙和F丙两个力所做的功相同
C．机械丙的机械效率比机械乙的低
D．所测的数据不能计算机械乙和丙的机械效率
7．两辆汽车分别在水平公路和盘山公路上行驶， 如果它们的牵引力相同， 当它们行驶了相同的路程后， 汽车牵引力所做的功分别为 和 ， 则（　　）
A． B．
C． D．条件不足，无法比较
8．如图所示，工人用滑轮组将重为的货物内匀速提升，拉力为。忽略绳重及摩擦，下列说法正确的是
A．绳子自由端移动的速度是
B．该滑轮组的机械效率为
C．拉力做功的功率是
D．该滑轮组的动滑轮重为
9． 用完全相同的滑轮和绳子绕制如图所示的甲、乙两个滑轮组，将同一个物体以相同的速度匀速提升相同的高度，绳端拉力分别为F1、F2；甲、乙滑轮组的机械效率分别为η甲、η乙。不计绳重和摩擦，提升物体的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．F1＜F2 B．F1=F2 C．η甲＜η乙 D．η甲=η乙
10．为了探究“二力平衡的条件”，实验小组的同学设计了如图所示的实验。F1是小车受到的向左的拉力。F2是小车受到的向右的拉力。F1与F2在同一水平直线上，下列说法不正确的是（　　）
A．F1、F2的大小相等时，小车一定处于平衡状态
B．实验装置中使用定滑轮是为了省力
C．为了减小摩擦力对实验的影响，应尽量选用光滑的水平桌面
D．将小车水平扭转一个角度可探究相互平衡的两个力是否在一条直线上
二、填空题
11．如图所示，把重力为800N的物体匀速推到斜面顶端，斜面长为2m，高为0.5m，若斜面是光滑的，则推力为　 　N。若斜面不光滑，实际推力为250N，那么斜面的机械效率是　 　，物体与斜面之间的摩擦力是　 　N。
12．如图所示，旗杆顶端的机械是一个　 　滑轮，升旗时使用这种滑轮的目的是改变力的　 　。
13．如图所示，在拉力F=50N的作用下，一个重600N的物体以0.1m/s的速度沿水平地面向右匀速直线运动10s，已知滑轮组的机械效率为80%，则物体与地面间的滑动摩擦力为　 　N，拉力F做功的功率为　 　W。
14． 如图，刻度均匀的杠杆在水平位置平衡，若在A点挂两个相同的钩码时，要使杠杆再次水平平衡，应在B点挂 　 　 个相同的钩码；若将A点向左移动一个小格的同时减少一个钩码，杠杆将 　 　 （选填“顺时针旋转”、“逆时针旋转”或“不变”）。
15．如图甲所示，我国古代记录传统手工技术的著作《天工开物》里记载了一种捣谷用的舂，其简化图如图乙所示，此杠杆为　 　（选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆。该装置碓头A重200N，不计横木的重力和摩擦。杆长，支点O距离脚踏板，作用在脚踏板上力　 　N；若每次碓头A上升的高度都为0.6m，1min撞击舂中的谷粒20次，克服碓头重力做功的功率　 　W。
16． 小宏给爷爷剪指甲时发现，指甲剪磨甲片表面有粗糙的条纹，这是为了增大　 　力；指甲剪的结构简图如图所示，其中OBD为　 　（选填“省力”或“费力”）杠杆。
17．利用如图所示的“搬重物利器”搬运大件家具时，先用金属棒撬起家具，再将带有滚轮的底座放入家具底部，便可以轻松移动家具。其中，金属棒是　 　（选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆，底座装有滚轮是为了减小　 　。
18．当人戴上可穿戴的“外骨骼”机器人设备后，可在2s内轻松地将50kg的物体匀速举高1m，此过程中物体克服重力做的功为　 　J，功率为　 　 W.(g 取 10N/kg)
三、作图题
19．图甲是一部三折叠手机，A、B、C是能折叠在一起的三个屏幕。若手持C屏保持静止，另一手捏屏沿水平方向向左运动，此时屏可视为绕点旋转的杠杆。请在图乙中画出屏受到的动力及其力臂。
20．要用如图所示的滑轮组吊起重500N的重物。已知绳子能承受的最大拉力为200N，请画出绕绳的方法（不计滑轮重与摩擦）。
四、实验探究题
21．在“探究杠杆平衡条件”的实验中：
（1）实验前，杠杆静止在图甲所示的位置，则此时杠杆处于　 　（选填“平衡”或“非平衡”）状态。
（2）为方便测量力臂，实验前应先调节杠杆两端的平衡螺母，使之在　 　 位置平衡。
（3）如图1，此时杠杆处于平衡状态，如果在杠杆两侧各挂一个相同的钩码，杠杆将　 　（选填“保持平衡”“左端下沉”或“右端下沉”）。
（4）如图2是一个加宽的杠杆装置，此时杠杆处于平衡状态。若只将左侧的钩码改挂到A点正上方的B点，力臂是线段　 　（选填“OA”“OB”或“AB”）。
五、综合题
22． 如图所示，建筑工人正在用滑轮组提升建筑材料。在10s内，工人师傅用竖直向上的拉力F将建筑材料匀速提升高度h=1m，建筑材料的重力G=900N，滑轮组此时的机械效率是75%。（不计滑轮组的摩擦与绳子重力）求：
（1）这一过程中，有用功是多少？
（2）这一过程中，拉力F做的总功是多少？
（3）若用该滑轮组将重力为1200N的建筑材料匀速提升相同的高度，那么此过程中滑轮组的机械效率是多少？
23．斜面是一种简单机械，在我国战国时期，墨子所作的《墨经》一书中就记载了利用斜面来提升重物的方法。在日常生活中经常会使用斜面，常会在车尾斜搭一块木板，工人将货物沿木板推入车厢，斜面长s=8m，高h=3m，货物质量100kg。用平行于斜面F=500N的推力，由斜面的底端匀速推到顶端，所用时间t=10s
（1）物体重力大小；
（2）推力做功的功率；
（3）该斜面的机械效率；
（4）物体受到的摩擦力大小。
答案解析部分
1．【答案】C
【解析】【解答】船桨的动力臂小于阻力臂，动力大于阻力，属于费力杠杆，钢丝钳、独轮车动力小于阻力，属于省力杠杆，托盘天平的动力等于阻力属于等比杠杆，故C正确，ABD错误；
综上选C。
【分析】省力杠杆：动力臂较长，所以动力较小，常见的例子有羊角锤、核桃夹；费力杠杆：动力臂较短，动力较大，常见的例子有镊子、筷子等，等壁杠杆：动力臂等于阻力臂的杠杆，常见的例子有：天平。
2．【答案】A
【解析】【解答】根据图片可知，承担重力的绳子段数n=3、2、1和2，而物体的重力大小相同，
根据可知，A中绳子的拉力最小，即最省力。
故选A。
【分析】根据图片确定承担重力的绳子段数n，再根据比较绳子上拉力的大小。
3．【答案】D
【解析】【解答】A.根据图像，n=2，绳子自由端移动的速度是：，A不符合题意；
B.拉力F的功率为：P=Fv绳=40N×0.4m/s=16W，B不符合题意；
C.拉力F做功为：W=Pt=16W×5s=80J，C不符合题意；
D.该滑轮组的机械效率，D符合题意。
故答案为：D.
【分析】根据路程和时间的比值，计算速度；利用力和速度的乘积计算功率；根据功率和时间的乘积计算做功多少；有用功和总功的比值， 计算机械效率。
4．【答案】D
【解析】【解答】解：走在后边的儿子偷偷将货物从a位置移到b位置，对于父亲来说，儿子的肩膀为支点，此时阻力大小不变，阻力臂变小，动力臂不变，根据杠杆的平衡条件可知，父亲施加的力变小，即F1变小；对于儿子来说，父亲的肩膀为支点，此时阻力大小不变，阻力臂变大，动力臂不变，根据杠杆的平衡条件可知，儿子施加的力变大，即F2变大，故D正确。
故选：D。
【分析】 根据力臂的定义分析力臂大小的变化，根据杠杆的平衡条件分析力的大小变化。
5．【答案】D
【解析】【解答】根据图像，独轮车的车轮是支点，手的力为动力，物体的重力为阻力，在动力臂为1m，阻力臂为0.3m，由于动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，ABC不符合题意；根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2，计算动力为，D符合题意。
故答案为：D.
【分析】根据杠杆使用时的动力和阻力，判断力臂；结合杠杆的平衡条件F1L1=F2L2，计算力的大小。
6．【答案】C
【解析】【解答】A、由图可知，甲直接提升物体，此时的拉力为10N；乙通过定滑轮提升物体，此时的拉力为11N；丙通过动滑轮提升物体，此时的拉力为11N，大于直接提升物体所用的力，所以利用机械丙提升M时不省力，故A错误。
B、F乙和F丙两个力的大小相同，物体上升相同的高度，由定滑轮和动滑轮的特点可知，F乙移动的距离时F丙移动距离的一半，根据W=Fs可知，F丙所做的功要大，故B错误。
C、机械丙和机械乙把相同的物体提升相同的高度，根据W=Gh可知，所做的有用功是相同的，F丙所做的总功要大，根据可知，机械丙的机械效率比机械乙的低，故C正确。
D、甲直接提升物体，此时的拉力为10N，则物体的重力为G=10N；机械乙和丙的拉力已知，由定滑轮和动滑轮的特点可知s和h的关系，根据可以求出机械效率的大小，故D错误。
C。
【分析】（1）根据拉力的大小分析。
（2）根据W=Fs分析功的大小。
（3）比较有用功和总功的大小，从而判定机械效率的大小。
（4）根据分析。
7．【答案】B
【解析】【解答】根据W=Fs，汽车牵引力相同，在力的方向上移动的距离相同，则牵引力所做的功一样多，W1=W2，B符合题意。
故答案为：B.
【分析】已知牵引力相同在力的方向上移动的距离相同，根据W=Fs，判断牵引力做功大小关系。
8．【答案】D
【解析】【解答】A.根据题意可知，货物上升的速度为：；
由图可知，滑轮组承担重力的绳子段数n=2，
绳子自由端移动的速度为：v′=nv=2×0.6m/s=1.2m/s；
故A错误；
B.拉力所做的总功：W总=Fs=150N×2×6m=1800J，
拉力所做的有用功：W有=Gh=200N×6m=1200J；
滑轮组的机械效率：，
故B错误；
C.拉力的功率：，
故C错误；
D.根据得到：；
解得：G动=100N。
故D正确。
故选D。
【分析】A.根据速度公式得出货物上升的速度，根据图片确定滑轮组绳承担重力的绳子段数n。根据v′=nv得出绳子自由端移动的速度；
B.根据W总=Fs=F×nh得出拉力所做的总功，根据W有=Gh得出拉力所做的有用功；根据机械效率公式得出滑轮组的机械效率；
C.根据功率公式得出拉力的功率；
D.不计绳重和摩擦，根据计算动滑轮的重。
9．【答案】D
【解析】【解答】AB.在滑轮组中绳子自由端的拉力取决于动滑轮上的绳子根数，可知，，可得，故A、B错误；
CD.滑轮组的机械效率为，在本题中甲、乙两个滑轮组提升物体的高度相同、可确定有用功相同，不计绳重与摩擦，甲、乙两个滑轮组所做的额外功都是克服动滑轮的重力所做的功，可知甲乙两个滑轮组的总功相等，其机械效率相等，故C错误、D正确。
故选D。
【分析】AB.在滑轮组中绳子自由端的拉力取决于动滑轮上的绳子根数，绳子自由端移动的距离取决于动滑轮上承担物重的绳子段数；
CD.滑轮组的机械效率为有用功与总功之比，有用功是指提升物体所做的功，总功是指绳子自由端拉力所做的功，本题中有用功相等、额外功相等，可知两滑轮组的机械效率相等。
10．【答案】B
【解析】【解答】BC．探究二力平衡时，应尽量减小物体受到的摩擦力对实验的影响，C正确，不符合题意；图中，定滑轮可以改变力的方向，不能省力；B符合题意，C不符合题意；
AD．图中，F1和F2在同一水平直线上，方向相反，都作用在同一小车上，当F1、F2大小相等时，两个力满足二力平衡的条件，小车处于平衡状态，扭转小车时，可以探究两个力是否在同一直线上，故AD正确，不符合题意
故选B。
【分析】二力平衡时，力的大小相等、方向相反、在同一直线上，同一物体上；定滑轮可以改变力的方向。
11．【答案】200；80%；50
【解析】【解答】解：（1）若斜面是光滑的，不考虑摩擦力，那么额外功为0，总功与有用功相等，即Fs=Gh，故拉力；（2）如果实际推力F'=250N，
克服重力做的功为有用功：W有用=Gh=800N×0.5m=400J；
总功：W总'=F's=250N×2m=500J；
由效率公式可知，斜面的机械效率：；
（3）额外功等于总功减去有用功：W额=W总'-W有用=500J-400J=100J，
因为W额=fs，
所以摩擦力大小：。
故答案为：200；80%；50。
【分析】（1）若斜面是光滑的，即不计摩擦力，额外功为0，总功等于有用功，即Fs=Gh，据此求推力；
（2）知道实际推力，利用W=Fs求总功；利用W=Gh求利用斜面做的有用功；利用求斜面的机械效率；
（3）额外功W额=W总-W有用，再利用W额=fs求摩擦力大小。
12．【答案】定滑轮；方向
【解析】【解答】旗杆顶端的机械不随物体移动，是一个定滑轮，升旗时使用这种滑轮的目的是改变力的方向。
故答案为：定滑轮；方向。
【分析】使用滑轮时，轴的位置固定不动的滑轮称为定滑轮。定滑轮不省力，但是可以改变力的方向，实质上是等臂杠杆。
13．【答案】120；15
【解析】【解答】（1）根据得到：；
解得：f=120N。
（2）根据题意可知，绳子自由端移动的距离s=ns物=3×0.1m/s×10s=3m；
拉力F做功为W总=Fs=50N×3m=150J；
那么拉力F做功的功率为。
【分析】（1）根据滑轮组的机械效率列式计算即可；
（2）首先根据s=ns物计算绳子自由端移动的距离，再根据W总=Fs计算拉力F做的功，最后根据计算卡了做功的功率。
14．【答案】3；顺时针旋转
【解析】【解答】（1）设一个钩码重为G，杠杆一个小格长为L，A点所受拉力等于2G，力臂为3L，B点所受拉力为F2，力臂为2L，根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2知，2G×3L=F2×2L，解得，F2=3G，故B点需要挂3个相同的钩码；
（2）若将A点向左移动一个小格的同时减少一个钩码，则左侧G×4L=4GL，右侧3G×2L=6GL，因为6GL＞4GL，所以杠杆不能平衡，杠杆顺时针转动。
故答案为：3；顺时针旋转。
【分析】设一个钩码重为G，杠杆一个小格长为L，根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2进行计算分析。
15．【答案】费力；400；40
【解析】【解答】图中，O是支点，过O点做F2的作用线作垂线段，可得阻力臂l2，同理可知动力臂为l1，舂在使用过程中，动力臂小于阻力臂，为费力杠杆。
杆长，支点O距离脚踏板；根据相似三角形知识有：
，根据杠杆的平衡条件：，可得，
作用在脚踏板上力：；
不计横木的重力和摩擦，1min内人克服碓头重力做功
；
1min克服碓头重力做功的功率为：，故第1空填：费力；第2空填：400；第3空填：40。
【分析】使用杠杆时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；结合力臂间的比值和阻力，计算动力大小；根据W=Gh，计算做功多少， 根据，计算功率。
16．【答案】摩擦；费力
【解析】【解答】指甲剪的磨甲片上有粗糙的条纹，增大了接触面的粗糙程度，可增大摩擦力；图中，指甲剪的OBD中，O为支点，D处为阻力，B处为动力，由于动力臂小于阻力臂，为费力杠杆。故第1空填：摩擦；第2空填：费力。
【分析】压力一定时，增大接触面的粗糙程度，可以增大摩擦力；使用杠杆时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆。
17．【答案】省力；摩擦
【解析】【解答】（1）根据图片可知，中间垫的物块处为杠杆的支点，家具对杠杆施加阻力，手对杠杆施加动力。由于动力臂大于阻力臂，因此为省力杠杆。
（2）底座装有滚轮，通过变滑动为滚动的方式减小摩擦力。
18．【答案】500J；250W
【解析】【解答】物体的重力为：
物体克服重力做的功为：
功率为：
【分析】根据G=mg求出物体重力，根据W=Gh求出物体克服重力做的功，根据求出功率。
19．【答案】
【解析】【解答】支点为0点，动力F水平向左作用于A屏，过0点向动力的F作用线作垂线，垂直距离即为力臂L，如图所示：
【分析】支点 ：杠杆绕其转动的固定点；
力臂：支点到力的作用线的垂直距离。
20．【答案】
【解析】【解答】物体的重量为500N，绳子能承受的最大拉力为200N，所以应该有三段承重绳，如下图所示：
【分析】1、动滑轮的工作特点：可以省力，但是费距离，定滑轮的工作特点：可以改变方向但是不省力。
2、拉力的计算，，n为动滑轮缠绕绳子数，绳子移动的距离为物体移动距离的n倍。
21．【答案】（1）平衡
（2）水平
（3）右端下沉
（4）OA
【解析】【解答】（1）杠杆处于静止状态或匀速转动状态是平衡状态，故图甲杠杆是静止的，处于平衡状态；
（2）为了便于测量力臂，应该使杠杆在水平位置平衡；如图甲所示，杠杆右端下沉，要使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向左调节；将杠杆中心作为支点，这样做的好处是：防止杠杆的自重对实验的影响；
（3）设杠杆分度值是L，一个钩码重是G，在左侧处挂了3个钩码，力臂为2L；右侧处挂了2个钩码，力臂为3L，由杠杆平衡条件可知，3G×2L=2G×3L；两边各挂一个相同钩码后，4G×2L<3G×3L，所以杠杆右端下沉；
（4）由图2可知， 只将左侧的钩码改挂到A点正上方的B点， 力的方向不变，由力臂定义可知，从支点O做力的作用线的垂线，力臂仍为OA。
故答案为：平衡；水平；右端下沉；OA。
【分析】（1）当杠杆处于静止状态或匀速转动时，杠杆处于平衡状态；
（2）实验时，使杠杆在水平位置平衡的目的是便于测量力臂；
在调节杠杆平衡时，将平衡螺母向较高的一端调节；实验前先要调节杠杆在水平位置平衡，使杠杆自身的重力通过支点，消除杠杆自重力对杠杆平衡的影响；
（3）设杠杆分度值是L，一个钩码重是G，根据杠杆平衡条件求出；
（4）力臂指支点到力的作用线的垂直距离。
22．【答案】（1）解：根据题目可知重力为900N，上升高度为1m，根据W=Gh可知有用功为W有=900N×1m=900J
（2）解：机械效率为75%，重力做功为900J，所以总功W=
（3）解：据题可知动滑轮的绳子缠绕数为3，所以绳子的运动距离为3m，根据W=Fs可计算F=400N， 重力为900N ，根据拉力的计算，解得G滑=300N，所以 重力为1200N 的材料，根据机械效率η=。
【解析】【分析】 （1）建筑材料的重力G=900N ，移动距离为1m，根据做功公式可知有用功W有=Fs可计算有用功。
（2）根据机械效率公式η=可知，总功为W=；
（3）根据可计算，当 建筑材料的重力G=900N ，拉力为400N，据此计算滑轮的重力，根据机械效率η=计算机械效率。
23．【答案】（1）解：物体的重力G=mg=100kg×10N/kg=1000N；
（2）解：拉力做的总功W总=Fs=500N×8m=4000J；
拉力做功的功率
；
（3）解：物体克服重力所做的有用功W有用=Gh=1000N×3m=3000J；
该斜面的机械效率；
（4）解：物体克服摩擦力做的额外功W额=W总﹣W有用=4000J﹣3000J=1000J；
由W额=fs得物体受到的摩擦力。
【解析】【分析】（1）根据G=mg计算物体的重；
（2）根据W总=Fs计算拉力做的总功，再根据计算拉力做功的功率。
（3）根据W有用=Gh计算物体克服重力所做的有用功，再根据计算该斜面的机械效率；
（4）根据W额=W总﹣W有用计算物体克服摩擦力做的额外功，再根据W额=fs计算物体受到的摩擦力。
（1）物体的重力
G=mg=100kg×10N/kg=1000N
（2）拉力做的总功
W总=Fs=500N×8m=4000J
拉力做功的功率
（3）物体克服重力所做的有用功
W有用=Gh=1000N×3m=3000J
该斜面的机械效率
（4）物体克服摩擦力做的额外功
W额=W总﹣W有用=4000J﹣3000J=1000J
由W额=fs得物体受到的摩擦力

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