文档内容
苏科版九年级上册《第 11 章 简单机械和功》2022 年单
元测试卷
一 、单选题（本大题共10小题，共30分）
1.（3分）一只木箱放在水平地面上，地面上各处粗糙程度相同。对木箱施加一个方向
不变的水平推力F(如图甲)，F的大小与时间t的关系、木箱的运动速度v与时间t的关
系图象如图乙所示。以下说法正确的是( )
A. 在0～2s内木箱所受摩擦力为2N
B. 在4s～6s内推力F对木箱做功的功率为8W
C. 在0～2s内推力F对木箱所做的功为2J
D. 在2s～4s内木箱所受摩擦力为3N
2.（3分）小金在学习了滑轮之后用下列方法匀速提升同一重物，若不计绳子、滑轮的
重力及摩擦，其中最省力的是( )
A. B. C. D.
3.（3分）下列说法正确的是( )
A. 功率大的机器做功多 B. 功率越大的机器做功时间越短
C. 功率越大的机器做功越快 D. 功率越大的机器做功时间越长
4.（3分）17.如图所示，重力不计的杠杆OA，O为支点，用力F提起重为30N的物体，
恰在水平位置平衡。已知OA=80cm，AB=50cm，杠杆与转轴间摩擦忽略不计，下列
说法中不正确的是( )
A. 利用该机械提起重物时不能省功 B. 拉力F的力臂为40cm
C. 拉力F的大小为22.5N D. 拉力F为作用在A点的最小动力5.（3分）如图所示，用一根绳子绕过定滑轮，一端拴在钩码上，手执另一端，分别用
力F 、F 、F 匀速拉起钩码。忽略绳子与滑轮的摩擦，下列说法中正确的是( )
1 2 3
A. F 较大 B. F 较大
1 3
C. F 较大 D. F 、F 、F 的大小相等
2 1 2 3
6.（3分）用如图所示的几种简单机械提起相同重物G，不考虑摩擦，但机械自重不可
忽略，则拉力最小的是( )
A. B.
C. D.
7.（3分）下列说法中正确的是( )
A. 抽水机的功率越大，抽的水越多 B. 抽水机的功率越小，抽水越快
C. 机器的功率越大，做的功越多 D. 机器的功率越小，做功越慢
8.（3分）如图所示，是一个老人和小孩攀爬同一楼梯时的情景。若需要比较攀爬楼梯
过程中老人和小孩消耗的功率大小，测量的物理量有( )
A. 只需测量各自爬楼梯的高度
B. 只需测量老人的质量、小孩的质量
C. 需要测量老人的质量、小孩的质量，各自爬楼梯所需的时间
D. 需要测量老人的质量、小孩的质量，各自爬楼梯的高度和所需的时间9.（3分）如图所示，工人师傅将油桶推上台阶，下列说法正确的是()
A. 这不能看作杠杆，因为油桶是圆的
B. 这不能看作杠杆，因为没有支点
C. 这可以看作杠杆，因为满足杠杆的所有条件
D. 这可以看作杠杆，支点就是横截面的圆心
10.（3分）工人们需要将货物从地面装载到货车的车厢里，以下方法达不到省力目的
是()
A. B.
C. D.
二 、填空题（本大题共5小题，共20分）
11.（4分）如图所示物体重100N，用滑轮组使物体沿水平面以0.2m/s的速度匀速运
动10s，所用水平拉力F为20N，若物体水平运动时受到的摩擦力为45N，在运动过
程中拉力F的功率为 ______W，该滑轮组的机械效率为 ______。
12.（4分）如图所示，滑轮重、绳重和等因素不计，若用力F=30N，拉动机械，求两
个弹簧测力计的示数与墙所受的拉力______。
13.（4分）山区陡峭行路难，弯弯曲曲的盘山公路解决了这一问题，它的作用相当于
简单机械中的 ______，可以 ______(选填“省力”、“省距离”或“省功”)。
14.（4分）用水平拉力先后两次拉着重为20N的同一物体，沿同一水平面做直线运
动。第一次拉力为10N，物体恰好做匀速直线运动，拉力对物体做了20J的功；第二
次拉力增大为20N，拉力对物体做了48J的功。分析两次做功过程，第一次物体受到
的摩擦力是 ______N，物体运动了 ______m，第二次物体克服摩擦力做功 ______J
。15.（4分）用如图所示的滑轮组匀速提升300N的重物，5s内提升了4m，动滑轮重
60N。此过程中克服绳重和摩擦所做的额外功占总功的10％，则有用功为 ______J
，额外功为 ______J，拉力为 ______N，滑轮组的机械效率为 ______.
三 、实验题（本大题共1小题，共6分）
16.（6分）(1)小明使用天平测小石块的质量。测量前他将天平放在水平桌面上，然后
进行横梁平衡的调节调节完成后指针静止时的位置和游码的位置如图甲所示。
①请你指出小明调节天平横梁平衡的过程中遗漏的操作步骤：______；
②完成遗漏的操作步骤后，为了调节横梁平衡，他需向 ______(选填“左”或“右”)
调节平衡螺母使指针指到分度盘中央刻度线或在中央刻度线两侧等幅摆动；
③调节横梁平衡后，小明将小石块放在左盘，在右盘中加减砝码并调节游码在标尺上
的位置，直到横梁恢复平衡。这时右盘中的砝码情况和游码在标尺上的位置如图乙所
示，则小石块的质量为 ______g。
(2)如图丙所示，将压强计的金属盒放在同种液体中，橡皮膜的朝向不同。要观察到U
形管两侧液面的高度差相等，必须控制金属盒面的中心在液体中的 ______相等；由上
述实验可知：液体内部某一点，来自各个方向的压强大小是 ______的；
(3)为了探究斜面的机械效率与斜面倾斜程度之间的关系，探究小组的同学利用木板、
刻度尺、弹簧测力计、木块等器材设计了如图所示的实验装置。实验测得的数据如下
表：
实验次 斜面倾斜 木块重力 斜面高度 沿斜面拉 斜面长度 机械效率
数 程度 G/N ℎ/m 力F/N s/m (％)
1 较缓 3 0.2 1.6 1 37.52 较陡 3 0.3 1.8 1
3 最陡 3 0.4 2.0 1 60
⑤第2次实验中，斜面的机械效率为 ______；
⑥斜面的机械效率与斜面的倾斜程度之间的关系是：______。
四 、计算题（本大题共1小题，共12分）
17.（12分）在修建天水市体育中心的施工过程中，起重机在4s内将质量为5×103kg
10N
的钢材沿竖直方向匀速提升了2m，而它的电动机做的功是2×105 J.(g取 )求：
kg
(1)钢材上升过程中的速度。
(2)起重机对钢材所做的有用功。
(3)起重机的机械效率。答案和解析
1.【答案】B;
【解析】解：
A.在0～2s内，由F−t图象可知，木箱受到的推力为1N，由v−t图象可知，木箱静止
处于平衡状态，受到的摩擦力和推力是一对平衡力，所以木箱受到的摩擦力为1N，故
A错误；
B.在4s～6s内，由F−t图象可知，木箱受到的推力为2N，由v−t图象可知，木箱以
4m
的速度做匀速直线运动，则推力F对木箱做功的功率
s
W Fs 4m
P= = =Fv=2N× =8W，故B正确；
t t s
C.在0～2s内，木箱静止，在推力F的方向上没有移动的距离，所以推力F对木箱所做
的功为0J，故C错误；
D.在4s～6s内，木箱做匀速直线运动，受到的摩擦力和推力是一对平衡力，所以木箱
受到的滑动摩擦力为2N，在2s～4s内，由v−t图象可知，木箱做变速运动，因滑动摩
擦力的大小只与接触面的粗糙程度和压力的大小有关、与速度无关，所以木箱所受摩
擦力为2N，故D错误。
故选：B。
(1)根据图象读出在0～2s内木箱受到的推力和对应的速度，然后根据二力平衡条件求
出木箱受到的摩擦力；
W Fs
(2)根据图象读出在4s～6s内木箱受到的推力和对应的速度，根据P= = =Fv求
t t
出推力F对木箱做功的功率；
(3)做功的两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上通过的距
离；
(4)在4s～6s内，木箱做匀速直线运动，根据二力平衡条件求出木箱受到的滑动摩擦
力；根据图象读出在2s～4s内木箱的状态，根据影响滑动摩擦力大小的因素得出此时
木箱受到的摩擦力。
该题考查了学生对图象问题的分析能力，能从图象中得出相关的信息，然后根据二力
平衡条件、功率公式、做功的条件和影响滑动摩擦力大小的因素即可正确答题。
2.【答案】C;
【解析】
根据滑轮组绳子拉力的计算、定滑轮和动滑轮的工作特点对各个选项逐一分析即可。
此题主要考查滑轮组绳子拉力的计算，定滑轮及其工作特点和动滑轮及其工作特点等
知识点，综合性强，难易程度适中，是一道很典型的题目。
不计绳子、滑轮的重力及摩擦，提起的是同一物体G，1
A、此图是动滑轮，由动滑轮及其工作特点可知，省一半的力，即F = G；
1 2
B、此图是定滑轮，由定滑轮及其工作特点可知，不省力，即F =G；
2
1
C、此图是滑轮组，绕在动滑轮上的绳子有3股，则F = G；
3 3
1
D、此图是滑轮组，绕在动滑轮上的绳子有2股，则F = G。
4 2
由以上可知：在不计绳子、滑轮的重力及摩擦的情况下最省力的是C。
故选：C。
3.【答案】C;
【解析】解：A、不知道做功的时间，所以功率大的机器做功不一定多，故A错误；
BD、不知道做功的多少，所以无法确定功率大的机器做功时间的长短，故BD错误；
C、功率是表示做功快慢的物理量，因此，功率越大的机器做功越快，故C正确。
故选：C。
功率是指功与做功时间的比，在数值上等于单位时间内做功的多少，是表示做功快慢
的物理量。
此题主要考查了对功率概念的理解，知道功率与功的多少、做功时间的关系即可顺利
解答。
4.【答案】D;
【解析】
此题主要考查了学生对杠杆平衡条件的掌握和利用。
A.根据功的原理可知：使用任何机械都不省功；所以，利用该机械提起重物时不能省
功，故A正确；
ΔACO ∠CAO=30° F
B.如图，在 中，知道 ，则拉力 的力臂：
B
故 正确；
C.重力的力臂为OB=OA−AB=80cm−50cm=30cm，G=30N，
F⋅OC=G⋅OB C
根据杠杆平衡条件得： ， 故 正确；
D.在阻力×阻力臂一定的情况下，动力臂越大，动力将越小。由图示可知，当OA为动
力臂时，作用在A点的动力最小，即力垂直于杠杆向上，故现在的拉力F不是最小作
用力，故D错误。
故选D。5.【答案】D;
【解析】解：由图可知，图中滑轮是定滑轮，定滑轮不能省力，所以忽略绳子与滑轮
的摩擦，F 、F 、F 都与物体重力相等，所以三种拉法所用拉力一样大，故ABC错
1 2 3
误，D正确。
故选：D。
定滑轮的工作特点是：使用定滑轮只能改变力的方向，不能省力。
该题考查了定滑轮及工作特点，属于基本内容，比较简单。知道定滑轮的定义及其特
点是关键。
6.【答案】B;
【解析】解：不考虑摩擦，但机械自重不可忽略，由图知：
1
A、动力臂为阻力臂的2倍，动力竖直向上，重力竖直向下，所以F = (G+G )；
1 2 杠杆
B、动力臂为阻力臂的2倍，动力竖直向下，重力竖直向下，所以动力
1 1
F = (G− G )；
2 2 3 杠杆
C、该装置为定滑轮，不能省力，所以F =G；
3
1
D、该装置为动滑轮，可以省一半的力，所以F = (G+G )；
4 2 动
由以上分析知，B装置最省力．
故选B．
①使用杠杆时，动力臂是阻力臂的几倍，动力就是阻力的几分之一；
②定滑轮不能省力，拉力等于重力；
③动滑轮可以省一半力．
此题主要考查杠杆平衡条件的应用，滑轮组绳子拉力的计算，定滑轮及其工作特点和
动滑轮及其工作特点等知识点，综合性强，难易程度适中，是一道很典型的题目．
7.【答案】D;
【解析】解：A、相同时间内，功率越大，做功就越多，故A错误；
B、功率是表示做功快慢的物理量，功率越小，做功越慢，故B错误；
C、相同时间内，功率越大，做功就越多，故C错误；
D、功率是表示做功快慢的物理量，功率越小，做功越慢，故D正确。
故选：D。
功率是表示物体做功快慢的物理量，相同的时间内功率越大做功就越多。此题主要考查功率的概念，是一道基础题。
8.【答案】C;
【解析】解：爬楼时，克服重力做功，需要测量老人的质量、小孩的质量，由
W =Gh=mgh可比较做功的多少
爬完相同的楼梯，则高度相同，
W mgh
根据P= = 比较功率的大小，因此只需要测量老人的质量、小孩的质量，各自
t t
爬楼梯所需的时间即可比较老人和小孩消耗的功率大小。
故选：C。
W
爬楼时，克服重力做功，根据W =Gh比较做功的多少；根据P= 比较功率的大小。
t
此题主要考查功率大小的比较，关键利用好公式确定高度、重力和时间这三个量的关
系，属于基础题。
9.【答案】C;
【解析】解：由图可知工人师傅将油桶推上台阶的过程中，在推力(可以看作动力)作
用下，油桶绕着与台阶的接触点转动，油桶的重力可以
看作阻力，因此满足杠杆的所有条件，可以看作杠杆。所以选项A、B、D的说法是错
误的。
故选：C。
此题主要考查对杠杆及其支点定义的记忆：能绕着固定点转动的硬棒叫杠杆；杠杆绕
着转动的点叫支点。
本题的解题关键是记住支点、杠杆的定义，体会推动油桶的过程，看其是否具备杠杆
的所有条件。
10.【答案】B;
【解析】解：A、利用斜面装卸货物可以省力，故A错误；
B、定滑轮相当于等臂杠杆，不能省力，故B正确；
C、动滑轮实质是动力臂等于2倍阻力臂的杠杆，可以省力，故C错误；
D、撬棒在撬石头时动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故D错误。
故选：B。
(1)斜面一种简单机械，省力而不省距离；
(2)定滑轮既不省力也不省距离，但可改变力的方向；
(3)动滑轮能省一半力，但不能改变力的方向；
(4)用木棒撬石头时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。
简单机械有时用来省力，有时用来省距离，有时用来改变力的方向，但不能省功。
11.【答案】12 75%;【解析】解：物体移动的距离为：s =vt=0.2m/s×10s=2m；
1
由图可知，n=3，则绳子自由端移动的距离为：s =ns =3×2m=6m；
2 1
则F所做的功为：W =Fs =20N×6m=120J；
总 2
W 120J
拉力的功率为：P= 总= =12W；
t 10s
根据题意可得，有用功为：W =f s =45N×2m=90J；
有 1
W 90J
滑轮组机械效率为：η= 有= ×100％=75％。
W 120J
总
故答案为：12；75％。
根据速度公式求出物体移动的距离，根据连接动滑轮绳子的段数求出绳子自由端通过
W
的距离，根据W =Fs求出拉力所做的功；根据P= 求出拉力的功率；根据W =fs求
t
出有用功，根据机械效率公式求出滑轮组的机械效率。
此题主要考查了速度公式和做功公式、功率公式和机械效率公式的应用，难度不大。
12.【答案】10N、20N、30N;
【解析】解：由图知，1、2、3由同一根绳子缠绕而来，可知
1 1
F =F =F = F= ×30N=10N；
1 2 3 3 3
则测力计A的示数等于F =10N；
A
测力计B由2根绳子拉动，则B的示数等于F =10N×2=20N。
B
墙受到的拉力F'=F +F =10N+20N=30N。
A B
故答案为：10N、20N、30N。
分析与动滑轮接触的绳子段数，根据滑轮组的省力特点进行计算。
此题主要考查了滑轮组省力特点的应用，关键要判断出承担物重的绳子段数。
13.【答案】斜面 省力;
【解析】解：
盘山公路相当于斜面，斜面虽然增加了物体运动的距离，但可以省力，使用任何机械
都不能省功。
故答案为：斜面；省力。
盘山公路相当于斜面，使用斜面可以省力，斜面越平缓，越省力，但同时越费距离；
使用任何机械都不能省功。
生活中应用了很多斜面模型，虽然费距离，但可以省力，减轻我们将物体提升时所需
要的力。
14.【答案】10 2 24;
【解析】解：(1)第一次拉物体时，拉力为10N，这时物体做匀速直线运动时，处于
平衡状态，受到的摩擦力、拉力是一对平衡力，大小相等，故f =F=10N；
(2)物体运动的路程：W 20J
s = 1= =2m；
1 F 10N
1
第二次拉物体时，拉力为20N，物体运动的距离：
W 48J
s = 2= =2.4m；
2 F 20N
2
拉同一物体沿同一水平面做直线运动，压力不变、接触面的粗糙程度不变，故摩擦力
不变，故克服摩擦力做的功：
W =f s =10N×2.4m=24J。
3 2
故答案为：10；2；24。
(1)物体在水平面上做匀速直线运动时，处于平衡状态，受到的摩擦力、拉力是一对平
衡力，大小相等，摩擦力等于拉力。
w
(2)先根据公式s= 计算出物体运动的距离，再根据W =fs计算克服摩擦力做的功。
F
此题主要考查了摩擦力和功的计算，属于基础题。
15.【答案】1200 400 200 75%;
【解析】解：(1)拉力做的有用功：
W =Gℎ =300N×4m=1200J；
有
(2)克服动滑轮重力所做的额外功：
W =G ℎ =60N×4m=240J，
额1 动
因克服绳重和摩擦所做的额外功占总功的10％，
W −W W −240J
所以， 额 额1×100％= 额 ×100％=10％，
W +W 1200J+W
有 额 额
解得：W =400J；
额
(3)拉力做的总功：
W =W +W =1200J+400=1600J，
总 有 额
由图可知，滑轮组绳子的有效股数n=2，则绳子自由端移动的距离：
s=nℎ =2×4m=8m，
由W =Fs可得，拉力：
W 1600J
F= 总= =200N；
s 8m
(4)滑轮组的机械效率：
W 1200J
η= 有×100％= ×100％=75％。
W 1600J
总
故答案为：1200；400；200；75％。
(1)知道重物的重力和提升的高度，根据W =Gℎ求出拉力做的有用功；
(2)根据W =G ℎ求出克服动滑轮重力所做的额外功，克服绳重和摩擦所做的额外
额 动
功占总功的10％，据此得出等式即可求出额外功；
(3)拉力做的总功等于有用功加上额外功，根据图示滑轮组可知绳子的有效股数，利用s=nℎ求出绳子自由端移动的距离，再利用W =Fs求出拉力；
W
(4)根据η= 有×100％求出滑轮组的机械效率。
W
总
此题主要考查了做功公式和滑轮组机械效率公式的应用，明确有用功和总功、额外功
以及它们之间的关系是关键。
16.【答案】游码未归零 右 84 深度 相等 50% 同一斜面倾斜程度越大，机
械效率越高;
【解析】解：(1)①使用天平称量物体前，应先把游码移到标尺的零刻度线处，即游码
归零，再调节平衡螺母使天平平衡，而小明调节天平横梁平衡的过程中遗漏了游码归
零这一步骤；
②甲图中没有将游码移至零刻度线，横梁就平衡了，如果将游码调零，则指针会偏向
分度盘左侧，此时要使横梁平衡，则应将平衡螺母向右调节；
③由图知，小石块的质量m=50g+20g+10g+4g=84g；
(2)④如图比较液体内部压强大小的仪器名称是U形管压强计，实验中判断压强大小是
通过观察U形管两边液面的高度差实现的；由图所示现象知，压强计的探头处于同种
液体的同一深度，但朝向不同，而U形管压强计两管液面高度差相等，故得出的初步
结论是：同种液体，在同一深度，液体内部向各个方向的压强均相等；
(3)⑤在第二次实验中的有用功为：W =Gℎ =3N×0.3m=0.9J；
有
总功为：W =FS=1.8N×1m=1.8J；
总
斜面的机械效率为：
η=
W
有=
Gℎ
×100％=
0.9J
×100％=50％；
W Fs 1.8J
总
⑥分析题目中的三次实验不难看出，表格中斜面的倾斜程度变化，物重不变，同一斜
面即长度和粗糙程度不变，但是斜面的机械效率是不同的，故能看出的结论是：同一
斜面倾斜程度越大，机械效率越高(同一斜面越陡，机械效率越高)。
故答案为：(1)①游码未归零；②右；③84；(2)深度；相等；(3)50％；同一斜面倾
斜程度越大，机械效率越高。
(1)①②从天平的正确使用进行分析：把天平放在水平台上，游码移到标尺左端的零刻
度；调节天平的平衡螺母使天平的横梁平衡；指针左偏右调，右偏左调；
③天平平衡时物体的质量等于右盘中砝码的质量与游码在标尺上所对的刻度值。
(2)U形管压强计是通过观察U形管两边液面的高度差判断液体内部压强大小的；分析
图所示现象，找出相同量和不同因素，分析得出液体压强与不同因素的关系；
(3)⑤根据表中数据，由η=
W
有=
Gℎ
×100％求出第2次实验中斜面的机械效率；
W Fs
总
⑥由表中数据，利用控制变量法得出结论。
此题主要考查了质量的测量、液体内部压强的规律、斜面的机械效率，明确各个实验
的原理是解答该题的关键。17.【答案】解：（1）钢材上升过程中的速度：
s 2m
v= = =0.5m/s。
t 4s
（2）钢材的重力：
G=mg=5×103kg×10N/kg=5×104N，
起重机对钢材所做的有用功：
W =Gh=5×104N×2m=1×105J；
有用
（3）由题知，电动机做的总功：W =2×105J，
总
则起重机的机械效率：
W 9×104J 1×105J
η= 有用 ×100%= 100%=50%。
W 2×105J 2×105J
总
答：（1）钢材上升过程中的速度0.5m/s。
（2）起重机对钢材所做的有用功为1×105J；
（3）起重机的机械效率为50%。;
【解析】
s
(1)利用v= 计算钢材上升过程中的速度。
t
(2)利用G=mg求钢材的重力，再利用W =Gh求起重机做的有用功；
(3)知道电动机做的总功，起重机的机械效率等于有用功与总功之比。
该题考查了速度、重力、有用功、机械效率的计算，明确有用功、总功的含义是关
键。
