资料简介
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第 9 章机械和功单元检测试卷
一、选择题（每题 3 分，共 42 分）
1.下列图中的简单机械，不能省力但能省距离的是（ ）。
A．自行车的脚踏装置 B．盘山公路 C．划船用的船桨 D．动滑轮
【答案】C。
【解析】A：自行车的脚踏装置，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，省力但费距离。
B：盘山公路实质是利用的斜面，省力但费距离。
C：用船桨划水时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，费力但省距离。
D：动滑轮实质是动力臂等于 2 倍阻力臂的杠杆，能省力但费距离。故选 C。
2.下列简单机械中属于省力机械的是（ ）。
A．斜面；B．赛艇的船桨；C．定滑轮；D．镊子
【答案】A。
【解析】知道杠杆的动力臂大于阻力臂时，杠杆为省力杠杆，杠杆的动力臂小于阻力臂
时，杠杆为费力杠杆，结合各个选项逐一分析。
A：使用斜面可以省力，属于省力机械，故 A 正确。
B：赛艇的船桨在使用过程中，动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，故 B 错误。
C：定滑轮是等臂杠杆，所以使用定滑轮不省力，故 C 错误。
D：镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，故 D 错误。故选 A。
3.下图所示的简单机械一定省力的是（ ）。
A．撬石头用的木棒 B．华赛艇用的船桨 C．理发用的剪刀 D．升旗用的定滑轮
【答案】A。
【解析】结合图片和生活经验，先判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，
再判断它是否省力。2
A：用木棒撬石头时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。
B：用船桨划水时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆。
C：用图示剪刀理发时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆。
D：定滑轮实质是一等臂杠杆，不能省力，但可以改变力的方向。故选 A。
4.如图所示，使用时属于费力杠杆的是（ ）。
A．镊子夹石块 B．起子开瓶盖 C．羊角锤拔铁钉 D．天平称物体质量
【答案】A。
【解析】结合图片和生活经验，先判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，
再判断它是属于哪种类型的杠杆。
A：用镊子夹石块，在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故 A 正确。
B：用瓶起子开瓶盖，在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故 B 错误。
C：用羊角锤拔钉子，在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故 C 错误。
D：天平在使用过程中，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆，故 D 错误。故选 A。
5.以下分析不合理的是（ ）。
A．甲：a 物质的密度大于 b 物质的密度
B．乙：在 t1～t2 时间内，物体做匀速直线运动
C．丙：比较 a、b、c 三点的液体压强：pa=pb=pc
D．丁：开瓶器是省力杠杆
【答案】B。
【解析】A：由甲图象可知， ， ，3
3 /54
20 mkgm
kg
V
m
a
a
a ===ρ 3
3 /25.18
10 mkgm
kg
V
m
b
b
b ===ρ3
故 a 物质的密度大于 b 物质的密度，故 A 正确。
B：由乙图象可知，在 t1～t2 时间内，路程不变，物体处于静止状态，故 B 错误。
C：由丙图可知，ha=hb=hc，根据液体压强公式，p=ρgh 可得，pa=pb=pc，故 C 正确。
D：由丁图可知，以 A 为支点，动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故 D 正确。故选 B。
6.分别使用定滑轮、动滑轮、两个定滑轮和两个动滑轮组成的滑轮组，匀速提升同一物
体到同一高度处，其机械效率分别为 η 定、η 动、η 组（不计绳重和摩擦，设每个滑轮质量
相等），则下列选项中正确的是（ ）。
A．η 组＜η 动＜η 定；B．η 动＜η 定＜η 组；C．η 定＜η 动＜η 组；D．η 定＜η 组＜
η 动
【答案】A。
【解析】克服物体的重力所做的功是有用功，由题知匀速提升同一物体到同一高度处，
可知做的有用功相同；不计绳子质量和摩擦，额外功 W 额=G 轮 h，知道使用定滑轮、动滑轮、
滑轮组的动滑轮的个数为 0、1、2，可以得出做的额外功的大小关系，由于 W 总=W 有用+W 额，
可以得出所做的总功的大小关系，再利用效率公式比较三种情况下机械效率的高低。
匀速提升同一物体到同一高度处，由 W 有用=Gh 可知，三种情况下做的有用功相同，大
小都为 W 有用；不计绳子质量和摩擦，所做的额外功：W 额=G 动 h，使用定滑轮、动滑轮、滑
轮组时，动滑轮的个数分别为 0、1、2，使用定滑轮、动滑轮、滑轮组时，做的额外功：W
额定＜W 额动＜W 额组，由 W 总=W 有用+W 额可知三种情况下做的总功：W 定＜W 动＜W 组，由
可知，使用定滑轮、动滑轮，滑轮组的机械效率：η 组＜η 动＜η 定。故选 A。
7.踮脚是一项很好的有氧运动（如图），它简单易学，不受场地的限制，深受广大群众
的喜爱，踮脚运动的基本模型是杠杆，下列分析正确的是（ ）。
A．脚后跟是支点，是省力杠杆；
B．脚后跟是支点，是费力杠杆；
C．脚掌与地面接触的地方是支点，是省力杠杆；
D．脚掌与地面接触的地方是支点，是费力杠杆
总
有
W
W=η4
【答案】C。
【解析】结合图片和生活经验，先判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，
再判断它是属于哪种类型的杠杆。
如图所示，踮脚时，脚掌与地面接触的地方是支点，小腿肌肉对脚的拉力向上，从图中
可知动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。故选 C。
8.如图所示的简单机械，正常使用时费距离的是（）。
【答案】D。
【解析】筷子、食品夹使用时动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，省距离，A、B 不符合
题意；定滑轮相当于等臂杠杆，只能改变动力的方向，不省不费距离，C 不符合题意；动滑
轮能省一半力，但要费一倍的距离，D 符合题意。
9.下列关于简单机械在实际应用中的说法正确的是（ ）。
A．指甲剪是省力省功的机械； B．定滑轮不省力，但能改变力的方向；
C．滑轮组既省力，又省距离，还省功；D．斜面的机械效率可以达到 100%
【答案】B。
【解析】A：指甲剪由三条杠杆组成，其中既有省力杠杆也有费力杠杆，但其最终可以
达到省力的目的，所以为省力机械，但使用任何机械都不省功，故 A 错误。
B：定滑轮的实质是等臂杠杆，不省力也不费力，但可以改变力的方向，故 B 正确。
C：滑轮组可以省力，但费距离，且不可能省功，故 C 错误。
D：使用任何机械都要做额外功，所以机械效率不可能达到 100%，故 D 错误。故选 B。
10．如图所示装置，在水平拉力 F 的作用下，物体 M 沿水平地面做匀速直线运动，已知5
弹簧秤读数为 10 牛，物体 M 的运动速度为 1 米/秒（若不计滑轮与绳子质量、绳子与滑轮间
的摩擦、滑轮与轴间摩擦），那么在此过程中（ ）。
A．物体 M 与地面间的摩擦力为 5 牛；B．物体 M 与地面间的摩擦力为 10 牛；
C．水平拉力 F 做功的功率为 20 瓦；D．1 秒内滑轮对物体 M 做功为 10 焦
【答案】C。
【解析】该滑轮为动滑轮，拉力 F 的大小和弹簧测力计的示数一样，因为物体做匀速运
动，所以物体受到的力是平衡力，利用力的平衡可以计算摩擦力的大小；先求物体移动的路
程，再计算拉力移动的距离，然后利用 W=FS 公式计算拉力做的功，再利用功率的公式计算
拉力 F 的功率。
A、B：如图所示，n=2，物体做匀速运动，f=2F=2×10N=20N；故 A、B 错误。
C 、 D ： 物 体 移 动 的 路 程 S′=v 物 t ， 拉 力 移 动 的 距 离 ： S=2S′=2×v 物
t=2×1m/s×1s=2m，
拉力做功：W=FS=10N×2m=20J，拉力做功功率： ；
故 C 正确，D 错误。故选 C。
11.一定质量的物体在水平拉力的作用下沿水平面运动，物体运动的路程 S-t 时间图象
如图所示，根据图象，下列判断正确的是（ ）。
A．物体 10s 时的速度大于 4s 时的速度；
B．0-6s 拉力对物体所做的功大于 6-12s 拉力对物体所做的功；
C．0-6s 拉力对物体做功的功率小于 6-12s 拉力对物体做功的功率；
D．0-6s 物体所受的拉力大于 6-12s 物体所受的拉力
【答案】B。
【解析】从图象上看，0～6s 和 6s～12s 物体以不同的速度做匀速直线运动，而 0～6s
过程中通过的路程是 3m，6～12s 的过程中通过路程为 1m，因为相同时间内通过的路程越多，
Ws
J
t
WP 201
20 ===6
速度越大，因此 0～6s 过程中的速度大于 6～12s 的过程中的速度，即 4s 时的速度大于 10s
时的速度，故 A 错误。
从图中可以看出，0～6s 过程中通过的距离为 3m；6～12s 的过程中通过的距离为 1m；
而拉力相同，由 W=FS 可知，0 至 6s 内钢索拉力做的功大于 6s 至 12s 内钢索拉力做的功；
故 B 正确。
由于速度发生了改变，根据 P=Fv 可知，由 0～6s 过程中的速度大于 6～12s 的过程中的
速度，0-6s 拉力对物体做功的功率大于 6-12s 拉力对物体做功的功率，故 C 错误。
因为物体做匀速直线运动，拉力等于阻力，0～6s 物体所受的拉力等于 6-12s 物体所受
的拉力，故 D 错误。
故应选 B。
12.如图所示，某工地用滑轮组将重为 5000N 的货物匀速提升 6m，所用时间为 20s，在
绳的末端所用拉力为 2200N，下列说法错误的是（ ）。
A．M 处滑轮的作用是改变力的方向；
B．提升货物过程中的有用功是 3×104J；
C．拉力的功率为 660W；
D．若只增加货物所受的重力，滑轮组的机械效率将增大
【答案】C。
【解析】M 处滑轮轴的位置不变，是定滑轮，其作用是改变力的方向，故 A 正确。
提升货物过程中的有用功 ，故 B 正确。
由图可知，n=3，则拉力端移动距离为：S=3h=3×6m=18m，拉力做的总功为：
，故拉力做功功率：
，故 C 错。
只增加货物所受的重力，有用功增加，额外功不变，有用功占总功的比值变大，滑轮的
JmNGhW 410365000 ×=×==有用
JmNFSW 41096.3182200 ×=×==总
Ws
J
t
WP 198020
1096.3 4
=×== 总7
机械效率也会增大，故 D 正确。此题答案是 C。
13.如图，用 300N 的力将重为 500N 的物体在 10s 内匀速提升 2m，不计绳重和摩擦，在
此过程中（）。
A．绳子自由端移动的距离为 6m；B．动滑轮重 100N；
C．拉力做功的功率为 100W； D．滑轮组的机械效率为 60%
【答案】B。
【解析】A．绳子自由端移动的距离为 6m ，错误，绳子段数为 2，移动距离为 4m。
B．动滑轮重 100N，正确，2F=G 物+G 动，代入，解之得。
C．拉力做功的功率为 100W，错误，正确答案为 120W。
D．滑轮组的机械效率为 60%，错误，正确答案为 83%。故选 B。
14.建筑工人用如图所示的滑轮组，在 4s 内将重为 1500N 的物体沿水平方向匀速移动 2m
的过程中，所用的拉力大小为 375N，物体受到水平地面的摩擦力为物重的 0.4 倍。在此过
程中下列说法正确的是（ ）。
A．绳子自由端沿水平方向移动了 6m；B．物体受到的拉力为 750N；
C．拉力 F 的功率为 750W； D．滑轮组的机械效率为 80%
【答案】D。
【解析】A．由图可知，n=2，则绳子自由端沿水平方向移动的距离 s=nSA=2×2m=4m，
故 A 错误。
B．物体沿水平方向匀速移动时处于平衡状态，物体受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，
则物体受到的拉力 FA=f=0.4G=0.4×1500N=600N，故 B 错误。
C ． 拉 力 F 做 的 功 W 总 =Fs=375N×4m=1500J ， 则 拉 力 F 的 功 率8
，故 C 错误。
D．有用功 W 有=FASA=600N×2m=1200J，则滑轮组的机械效率 ，
故 D 正确。故选 D。
二、填空题（每空 2 分，共 22 分）
15.如题图所示，由不同物质制成的甲和乙两种实心球的体积相等，此时杠杆平衡（杠
杆自重、挂盘和细线的质量忽略不计）。则杠杆左右两边的力臂之比为，1 个甲球和 1 个乙
球的质量之比为，甲球和乙球的密度之比为。
【答案】答案是：2:1、1:3、1:3。
【解析】图中，杠杆平衡，左侧杠杆力臂是右侧杠杆力臂的 2 倍，力臂之比是：2:1；
如果甲物体质量用 m 甲、乙物体质量用 m 乙表示，那么可以得到：
即： ，质量之比为 1:3；由于甲乙两球体积相同，故其密度比也是 1:3。
故答案是：2:1、1:3、1:3。
16.如图甲所示，水平地面上的物体，受到方向不变的推力 F 的作用，其 F-t 和 v-t 的
图象分别如图乙、丙所示．由图象可知，0～3s 内，推力对物体做功 J；t=5s 时，物体
受到的摩擦力是 N。
【答案】0、6。
【解析】由丙图知：0～3s 内物体的速度大小为零，物体处于静止状态，有力无距离，
Ws
J
t
WP 3754
1500 === 总
%801500
1200 ===
J
J
W
W
总
有η
2)342 ×+=×+ 乙甲乙甲 （）（ mmmm
乙甲 mm =39
所以，推力对物体做功 0J；由丙图知，9-12s 时，物体匀速运动，由乙图知，9-12s 时，
F=6N，所以摩擦力与推力 F 平衡，大小为 6N；3-6s 之间，物体加速运动，受力不平衡，推
力大于摩擦力；但由于物体对地面的压力和接触面的粗糙程度没有改变，所以摩擦力大小不
变；即仍为 6N。
答案是：0、6。
17.如图所示，一物体在水平向右的拉力 F1 作用下以 1m/s 速度在水平地面上匀速运动
了 10m，拉力 F1 所做的功为 W1，功率为 P1，若该物体在水平向右的拉力 F2 作用下以 2m/s 的
速度在同一水平地面上匀速运动了 10m，拉力 F2 所做的功为 W2，功率为 P2，则 W1 W2，P1
P2（选填“＞”、“＜”或“=”）。
【答案】=、＜。
【解析】由题可知，同一物体先后以不同的速度在同一水平地面上匀速运动，则物体对
水平地面的压力不变，接触面的粗糙程度不变，因此两次物体受到的滑动摩擦力不变；又因
为物体在水平地面上匀速运动，根据二力平衡条件可知，水平拉力 F 和滑动摩擦力 f 是一对
平衡力，大小相等，即 F1=F2=f；物体运动的距离都为 10m，且 F1=F2，由 W=FS 可知 W1=W2；
因为 v1＜v2，且 F1=F2，由 可知，P1＜P2。
故答案是：=、＜。
18．小可在 A 端用如图所示的动滑轮匀速提起 200N 的水桶，若不计绳重、滑轮重及摩
擦，则人拉绳子 A 端的动力为 N；实际测量 A 端的拉力为 110N，不计绳重及摩擦，则滑
轮重为 N。
【答案】100、20。
【解析】（1）不计动滑轮重、绳重和摩擦，根据 F= G 求出拉力；（2）根据 F= （G+G
Fvt
FS
t
WP ===10
动）求出动滑轮重。
（1）因为动滑轮有两段绳子吊着物体，不计动滑轮重、绳重和摩擦，拉力 F= G=
×200N=100N；（2）若不计绳重及摩擦，实际测量 A 端的拉力为 110N 时，根据 F= （G+G
动）得 G 动=2F﹣G=2×110N﹣200N=20N。
故答案为：100、20。
19.某建筑工地用如图所示的滑轮组提升重物，工人对绳的拉力 F 为 400N，并能用 10s
的时间将96kg的重物匀速提升2m，则拉力F的功率为 W，此时滑轮组的机械效率为 %。
（不计绳重和摩擦，取 g=10N/kg）
【答案】240、80。
【解析】（1）由图知，n=3，则绳端移动的距离：s=3h=3×2m=6m，拉力 F 做的功：W 总
=FS=400N×6m=2400J；
拉力 F 做功的功率： ；
（2）重物的重力：G=mg=96kg×10N/kg=960N，
有用功：W 有用=Gh=960N×2m=1920J；
滑轮组的机械效率： 。
故答案为：240、80。
三、作图题（共 6 分）
20.（3 分）如图所示，轻质杠杆 OA 在路灯和轻绳 AB 的共同作用下，在水平方向处于
静止状态，请画出轻绳 AB 对杠杆的动力 F1 的力臂 L1 和阻力 F2 的示意图。
Ws
J
t
WP 24010
2400 === 总
%802400
1920 ===
J
J
W
W
总
有η11
【解析】阻力 F2 的作用点在点 A，方向向下，动力的力臂 L1 为支点 O 到动力的作用线
的距离。
由图可知，杠杆的支点为 O，过支点 O 向动力 F1 作用线引垂线段，即为其力臂 L1，阻
力是灯对杠杆 A 点的拉力，过 A 点沿竖直向下的方向画一条有向线段，用 F2 表示，即为阻
力的示意图；如图所示。
【答案】如图。
21.（3 分）如图所示，质地均匀的圆柱形细木棒放在地面上，另一端与支点 O 连接，
在图中画出木棒所受重力的示意图、重力的力臂。
【解析】重力 G 的作用点在重心（粗细均匀的木棒，中心在几何中心上），方向是竖直
向下，重力的力臂是从支点 O 到重力作用线的垂直距离。
均匀木棒的中心为木棒的重心，从重心沿竖直向下的方向画一条带箭头的线段，并标上
符号 G，即为重力的示意图；从支点 O 作重力作用线的垂线，垂线段的长即为重力的力臂 L，
如图所示。
【答案】如图。
四、实验探究题（共 6 分）
22.（6 分）小明利用刻度均匀的匀质杠杆做探究“杠杆的平衡条件”实验。
（1）实验前，将杠杆的中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆右端下沉，这时应
将平衡螺母向 （填“左”或“右”）端调节，直到杠杆在水平位置平衡。12
（2）得出杠杆的平 衡条件“动力×动力臂=阻力臂”后，小明又进一步探究杠杆平衡
时动力和动力臂的关系。实验过程中，保持阻力和阻力臂不变，在杠杆水平平衡时，测出多
组动力 F1 和动力臂 L1 的数据，并绘制了 F1 与 L1 的关系图象，如图所示，请根据图象推算，
当 L1 为 0.1m 时，F1 为 N。
【答案】（1）左；（2）6。
【解析】（1）杠杆右端下沉，说明杠杆重心右移，应将平衡螺母（左端和右端的均可）
向左调节，直到杠杆在水平位置平衡。
（2）由于此题中的阻力和阻力臂不变，据 F1L1=F2L2 可知，利用图象中任意一组数据都
能得出，F2L2=F1L1=0.2m×3N=0.6N•m；故若当 L1 为 0.1m 时， ；
故答案为：（1）左；（2）6。
四、计算题（共 26 分）
23.（7 分）如图是工人利用滑轮组提升重为 810N 物体的示意图，某段过程中物体匀速
上升的速度为 0.1m/s，工人拉力 F 的功率为 90W，物体上升 10s 拉力 F 克服滑轮组的摩擦做
的功是 60J，不计绳重。求：
（1）工人拉绳子的速度；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）滑轮组中的动滑轮的重力。
【答案】（1）工人拉绳子的速度是 0.3m/s；（2）滑轮组的机械效率是 90%；（3）滑轮
组中的动滑轮的重力是 30N。
【解析】（1）由图可知，n=3，绳端移动的速度：v 绳=nv 物=3×0.1m/s=0.3m/s；
Nm
mN
L
LFF 61.0
·6.0
1
22
1 ===13
（2）根据 可得，工人的拉力： ，
滑轮组的机械效率： ；
（3）重物上升的高度：h=vt=0.1m/s×10s=1m，拉力做的有用功：W有用=Gh=810N×1m=810J，
拉力做的总功：W 总=FS=Fnh=300N×3×1m=900J，
提升动滑轮做的额外功：W 轮=W 总﹣W 有用﹣Wf=900J﹣810J﹣60J=30J，
由 W 轮=G 轮 h 可得，动滑轮的重：G 轮= = =30N。
答：（1）工人拉绳子的速度是 0.3m/s；（2）滑轮组的机械效率是 90%；（3）滑轮组
中的动滑轮的重力是 30N。
24.（12 分）如图是现代家庭使用的升降衣架的结构示意图，它可以很方便晾起洗好的
衣服，其实就是通过一些简单机械的组合来实现此功能的。已知晾衣架上所挂一幅质量为
4kg，动滑轮、杆和晾衣架总质量为 1kg。小燕同学用力 F 拉动绳子自由端，在 5s 时间内使
衣服匀速上移 0.5m（g=10N/kg，不计绳重和摩擦）求：
（1）绳子自由端拉力 F 的大小；
（2）拉力所做的功 W；
（3）拉力的功率 P；
（4）整个过程中机械效率 η。
【解析】（1）由图知，使用滑轮组承担物重的绳子股数 n=4，所承受的总重力：
G 总=m 总 g=（4kg+1kg）×10N/kg=50N，
不计绳重和摩擦，拉力： ；
（2）拉力端移动的距离 S=4h=4×0.5m=2m，拉力做功：W 总=FS=12.5N×2m=25J；
FvP = Nsm
W
v
PF 300/3.0
90 ===
绳
%903003
810 =×====
N
N
nF
G
FS
Gh
W
W
总
有η
NNGF 5.12504
1
4
1 =×== 总14
（3）拉力做功功率： ；
（4）有用功：W 有用=G 衣 h=m 衣 gh=4kg×10N/kg×0.5m=20J，整个过程中机械效率：
。
答：（1）绳子自由端拉力 F 的大小为 12.5N；（2）拉力所做的功为 25J；（3）拉力的
功率为 5W；（4）整个过程中机械效率为 80%。
25.（7 分）小华和妈妈去超市购物，她们将 17kg 物品放在小推车中推行，小推车在某
段时间内速度 v 随时间 t 化的关系图像如图所示；已知小推车重 130N，所受阻力是总重的
0.15 倍。（g 取 10N/kg）
（1）在 0～l0s 内，水平推力（大于／小于／等于）阻力，阻力大小为 N。
（2）10～20s 内水平推力做了多少功？
（3）10～20s 内水平推力的功率多大？
【答案】（1）大于、45；（2）360J；（3）36W。
【解析】（1）由图像可知，在 0-10s 时间内小车加速运动，所以水平推力大于阻力；阻
力大小是 ；
（2）10s-20s 内，小车匀速运动，则 ,小车速度是 0.8m/s，所以小车
运动距离为： ，水平推力所做的功为：
（3）10s-20s 内，水平推力的功率： 。
故答案是：（1）大于、45；（2）360J；（3）36W。
Ws
J
t
WP 55
25 === 总
%8025
20 ===
J
J
W
W
总
有用η
NkgNkgGF 45/10175.15.1 =××==阻
NFF 45== 阻推
mssmvtS 810/8.0 =×==
JmNSFW 360845 =×== 推推
Ws
J
t
WP 3610
360 === 推
推
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