初中物理简单机械专项测试(含答案解析)

一、选择题

1．如下图所示的四种机械提起同一重物，不计机械自重和摩擦，最省力的是

A． B．

C． D．

【答案】D 【解析】 【详解】

根据题意知道，在不计机械自重和摩擦的条件下使用的简单机械； A．图的杠杆提升重物时，由于动力臂小于阻力臂，所以是费力杠杆，即 F＞G；

B．用图中的杠杆提升重物时，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆，即 F=G；

C．图中滑轮组承担物重的绳子的有效股数是： n=2，

所以，绳端的拉力是：

；

D．图中滑轮组承担物重的绳子的有效股数是： n=3

所以，绳端的拉力是：

；

综上所述，只有D图中的机械最省力。

2．如图用同一滑轮，沿同一水平面拉同一物体做匀速直线运动，所用的拉力分别为F1、F2、F3，下列关系中正确的是

A．F1＞F2＞F3 B．F1＜F2＜F3 C．F2＞F1＞F3 D．F2＜F1＜F3 【答案】D 【解析】 【详解】

第一个图中滑轮为定滑轮，因为定滑轮相当于一个等臂杠杆，不能省力， 所以根据二力平衡，此时拉力F1=f；

第二个图中滑轮为动滑轮，因为动滑轮可省一半的力， 所以根据二力平衡，此时拉力F2=

1f； 2第三个图中滑轮为动滑轮，由二力平衡可知此时的拉力等于两股绳子向右的拉力，即F3=2f；

由此可得F2< F1< F3. 故D正确.

3．山区里的挑夫挑着物体上山时，行走的路线呈“S”形，目的是 A．加快上山时的速度 B．省力

C．减小对物体的做功 D．工作中养成的生活习惯 【答案】B 【解析】

斜面也是一种简单机械，使用斜面的好处是可以省力．

挑物体上山，其实就是斜面的应用，走S形的路线，增加了斜面的长，而斜面越长，越省力，所以是为了省力． 故选B．

4．在生产和生活中经常使用各种机械，在使用机械时，下列说法中正确的是 A．可以省力或省距离，但不能省功 B．可以省力，同时也可以省功 C．可以省距离，同时也可以省功 D．只有在费力情况时才能省功 【答案】A

【解析】 【详解】

使用机械可以省力、省距离或改变力的方向，但都不能省功，故A选项正确； 使用任何机械都不能省功，故B、C、D选项错误；

5．下列关于功率和机械效率的说法中，正确的是（ ） A．功率大的机械，做功一定多 B．做功多的机械，效率一定高 C．做功快的机械，功率一定大 D．效率高的机械，功率一定大 【答案】C 【解析】

试题分析：根据功、功率、机械效率的关系分析．功率是单位时间内做的功的多少，机械效率是有用功与总功的比值．

解：A、说法错误，功率大，只能说明做功快；

B、说法错误，由于机械效率是有用功与总功的比值，故做功多，不一定机械效率就大； C、说法正确；

D、说法错误，机械效率高，只能说明有用功在总功中占的比例大． 故选C．

6．如图所示，用手沿竖直方向匀速拉一个动滑轮，使挂在下面重为G的物体缓缓上升，动滑轮的重力不可忽略．现改变物体的重力G，则动滑轮的机械效率η与物体重力G的关系可能符合下列图中的

A．

B．

C．

D．

【答案】B 【解析】 【详解】

动滑轮的重力不可忽略，则克服动滑轮的重和绳与滑轮间的摩擦所做的功为额外功，从摩擦角度考虑，随着物体重力的增加，滑轮与绳子间摩擦会一定程度增大；同时，物重增大，有用功逐渐增大，有用功占总功的比值在增大，所以机械效率逐渐增大，但由于摩擦也在增大，故机械效率η与物体重力G的关系并不成正比，且机械效率逐渐趋近于100%，故B正确符合题意，故选B．

7．关于机械效率的问题，下列说法中正确的是（ ） A．做的有用功越多，机械效率一定越高 一定越高

C．省力越多的机械，机械效率一定越高 小，机械效率一定越高 【答案】D 【解析】 【详解】

A、做功多，有用功不一定多，有用功占总功的比例不一定高，所以机械效率不一定高，故A错误；B、有用功占总功的比例与单位时间内做功多少无关，故B错误；C、省力多的机械的机械效率往往偏低，故C错误；D、额外功在总功中所占比例越小，说明有用功在总功中所占的比例越大，机械效率就越高，故D正确；故选D． 【点睛】

①总功＝有用功+额外功；②有用功和总功的比值叫机械效率；③由机械效率的定义可知，机械效率的高低只与有用功在总功中所占的比例有关，与做功多少、功率大小无关．

D．额外功在总功中所占比例越B．单位时间内做功越多，机械效率

8．用如图甲所示的装置来探究滑轮组的机械效率η与物重G物的关系，改变G物，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，计算并绘出η与G物关系如图乙所示，若不计绳重和摩擦，则下列说法正确的是（ ）

A．同一滑轮组机械效率η随G物的增大而增大，最终将超过100% B．G物不变，改变图甲中的绕绳方式，滑轮组机械效率将改变 C．此滑轮组动滑轮的重力为2N D．当G物=6N时，机械效率η=66.7% 【答案】D 【解析】 【详解】

A、使用滑轮组时，克服物重的同时，不可避免地要克服动滑轮重、摩擦和绳子重做额外功，所以总功一定大于有用功；由公式η=

知：机械效率一定小于1，即同一滑轮组

机械效率η随G物的增大而增大，但最终不能超过100%，故A错误； B、G物不变，改变图甲中的绕绳方式，如图所示，

因为此图与题干中甲图将同一物体匀速提高相同的高度，所以所做的有用功相同，忽略绳重及摩擦时，额外功：W额=G轮h，即额外功W额相同，又因为W总=W有+W额，所以总功相同，由η=

可知，两装置的机械效率相同，即η1=η2．故B错误；

C、由图可知，G=12N，此时η=80%，则η=

=

=

=

=

，即80%=

，解得G动=3N，故

C错误；

D、G物=6N时，机械效率η=

×100%=

×100%=

×100%=

×100%≈66.7%．故D正确．

故选D．

9．如图所示，一直杆可绕O点转动，杠杆下端挂一重物，为了提高重物，用一个始终跟杠杆垂直的力使杠杆由竖直位置慢慢转到水平位置，在这个过程中直杆

A．始终是省力杠杆 C．先是省力的，后是费力的 【答案】C 【解析】 【详解】

B．始终是费力杠杆 D．先是费力的，后是省力的

由图可知动力F1的力臂始终保持不变，物体的重力G始终大小不变，在杠杆从竖直位置向水平位置转动的过程中，重力的力臂逐渐增大，在L2＜L1之前杠杆是省力杠杆，在L2＞L1之后，杠杆变为费力杠杆．

10．同一滑轮用如图甲、乙两种方式匀速提升重为100N的物体，已知滑轮重20N、绳重和滑轮的摩擦力不计．则 （ ）

A．手的拉力：F甲＞F乙；机械效率：η甲＜η乙 B．手的拉力：F甲=F乙； 机械效率：η甲=η乙 C．手的拉力：F甲＞F乙；机械效率：η甲＞η乙 D．手的拉力：F甲＜F乙；机械效率：η甲＜η乙 【答案】C 【解析】 【详解】

甲为定滑轮，由定滑轮的使用特点可知：绳重和摩擦力不计，F甲G，并且可以改变力的方向。

乙为动滑轮，F乙（G动G），由题知，G动=20N＜G，因此F甲F乙。

如图所示，用定滑轮和动滑轮分别将质量相同的甲、乙两物体匀速提升相同的高度，不计绳重与摩擦，则所做的有用功W有用一样大，由于要克服动滑轮重力的作用，所以使用动滑轮做的总功多，由η12W有用W总 可知，定滑轮的机械效率高，所以甲乙，故C正确为答

案，选项ABD错误。

11．为探究动滑轮和定滑轮的特点，设计如下两种方式拉升重物，下面关于探究的做法和认识正确的是（ ）

A．用动滑轮提升重物上升h高度，测力计也上升h高度

B．若拉升同一物体上升相同高度，用动滑轮拉力更小，且做功更少 C．减小动滑轮质量可以提高动滑轮的机械效率 D．若用定滑轮拉重物，当拉力竖直向下最省力 【答案】C 【解析】 【详解】

A．用动滑轮提升重物上升h高度，因为有两段绳子承重，所以测力计上升2h高度，故A错误；

B．拉升同一物体上升相同高度，用动滑轮时是否省力还取决于动滑轮的重和摩擦力的大小，而因为要提起动滑轮做功，故做功较多，故B错误； C．减小动滑轮质量，可以减小额外功，根据滑轮的机械效率，故C正确．

D．用定滑轮拉重物，拉力的力臂为滑轮的半径，所以向各个方向的拉力都相等，故D错误． 【点睛】

重点理解机械效率为有用功与总功的比，有用功不变，当额外功减小时，总功减小，所以机械效率会提高．

W有用W总W有用W有用+W额外可知，可以提高动

12．农村建房时，常利用如图所示的简易滑轮提升建材。在一次提升建材的过程中，建筑工人用400N的拉力，将重600N的建材在10s内匀速提高3m。不计绳重及摩擦，则下列判断正确的是（ ）

A．该滑轮的机械效率η=75% C．滑轮自身的重力为100N

B．滑轮所做的有用功为1200J D．绳子自由端移动的距离大小为3m

【答案】A 【解析】 【详解】

AB．滑轮所做的有用功为：

W有用=Gh=600N×3m=1800J，

因为是动滑轮，所以拉力移动的距离是物体提高距离的2倍，即6m，则拉力做的总功为：

W总=Fs=400N×6m=2400J，

所以动滑轮的机械效率为：

故A正确，B错误；

W有用1800J×100%=100%=75%， W总2400JC．不计绳重及摩擦，则拉力为：

1F（GG动），

2那么动滑轮的重为：

G动=2F-G=2×400N-600N=200N，

故C错误；

D．由图知，使用的是动滑轮，承担物重的绳子股数n=2，绳子自由端移动的距离为：

s=nh=2×3m=6m，

故D错误； 故选A。

13．如图所示，可绕 O 点转动的轻质杠杆，在 D 点挂一个重为 G 的物体 M．用一把弹簧测力 计依次在 A、B、C 三点沿与圆 O 相切的方向用力拉，都使杠杆在水平位置平衡，读出三 次的示数分别为 F1、F2、F3，它们的大小关系是

A．F1=F2=F3=G B．F1＜F2＜F3＜G C．F1＞F2＞F3＞G D．F1＞F2=F3=G 【答案】A 【解析】 【分析】

利用杠杆平衡条件分析，当阻力和阻力臂不变时，如果动力臂不变，只改动用力方向，其

动力不变，据此分析解答。 【详解】

OD=F×L 设拉力的力臂为L，则由题意可知，当杠杆在水平位置平衡时：G×由此可得：FGOD L因为G，OD不变，OD=L=r，故F=G，由于F1、F2、F3的力臂都为圆的半径都相等，所以得：F1=F2=F3=G。 故选：A。

14．如图所示，体重为510N的人，用滑轮组拉重500N的物体A沿水平方向以0.02m/s的速度匀速运动．运动中物体A受到地面的摩擦阻力为200N．动滑轮重为20N（不计绳重和摩擦，地面上的定滑轮与物体A相连的绳子沿水平方向，地面上的定滑轮与动滑轮相连的绳子沿竖直方向，人对绳子的拉力与对地面的压力始终竖直向下且在同一直线上，）．则下列计算结果中正确的是

A．人对地面的压力为400N

B．绳子自由端受到的拉力大小是100N C．人对地面的压力为250N D．绳子自由端运动速度是0.06m/s 【答案】A 【解析】 【详解】

由图知，n=2，所以拉力F1(G轮f地)110N； 2所以人对地面的压力F压GF510N110N400N； 绳子自由端运动速度v20.02m/s0.04m/s； 【点睛】

本题中有用功应该是克服摩擦力做功，即拉力F满足F1(G轮f地)． 2

15．用一个动滑轮和两个定滑轮组成的滑轮组竖直向上提升物体A，要求滑轮的个数要用完（未画出），实验中，拉力F随时间t变化的关系如图甲所示，物体A上升的速度v随时间变化的关系如图乙所示，不计绳重和摩擦，在1～2s内，滑轮组的机械效率为80%，则下列判断中正确的是

A．物体A的重为1500N B．动滑轮的重为400N

C．物体A从静止开始上升1s后，拉力的功率为500W

D．若将物体A换成重为900N的物体B，则在匀速提升物体B的过程中，滑轮组的机械效率将变为75% 【答案】D 【解析】 【详解】

用一个动滑轮和两个定滑轮组成的滑轮组竖直向上提升物体A，要求滑轮的个数要用完，则承担物重和动滑轮重的绳子段数为3，如图所示：

A、已知在1s～2s内，滑轮组的机械效率为80%， 由甲图可知，在1～2s内拉力F500N，由W有用GhG可得物体A的重：W总nFhnFGA3F?3500N80%1200N，故A错误；

B、不计绳重和摩擦，根据F（G物G动）得动滑轮的重：

1nG动3FGA3500N1200N300N，故B错误；

C、由甲图知，1s后的拉力F=500N，由乙图可知1s后物体的速度v物1m/s，则绳子自由端移动的速度：v绳3v物31m/s3m/s，所以拉力F的功率：

PFv绳500N3m/s1500W；故C错误；

D、若将重物A的重力减小为900N，由于滑轮组不变，不计绳重和摩擦，此时滑轮组的机械效率：确； 故选D． 【点睛】

W有用GhG900N100%75%，故D正W总GG动hGG动900N300N重点是滑轮组中功和及效率的计算，首先应根据第一次做功的额外功或拉力的关系求出动滑轮的重，再利用效率的公式计算第二次的机械效率．另外在不计摩擦和绳重时，牢记效

W有用W有用GhGhGG率的两个思路：一是，二是．

W总GG动hGG动W总nFhnF

16．如图所示，在“探究杠杆平衡条件”的实验中，轻质杠杆上每个小格长度均为2cm，在B点竖直悬挂4个重均为0.5N的钩码，当在A点用与水平方向成30°角的动力F拉杠杆，使杠杆在水平位置平衡。对该杠杆此状态的判断，下列说法中正确的是

A．杠杆的动力臂为8cm C．该杠杆的阻力大小为0.5N 【答案】B 【解析】 【详解】

B．该杠杆为费力杠杆 D．动力F的大小为1.5N

A、当动力在A点斜向下拉（与水平方向成30°角）动力臂是：A错误；

B、阻力臂OB，3×2cm=6cm＞确；

C、该杠杆的阻力大小为：G=4×0.5N=2N，故C错误； D、根据杠杆的平衡条件，F1l1=F2l2，G×OB=F×F=4N，故D错误。

11OA=×4×2cm=4cm，故221OA，即阻力臂大于动力臂，该杠杆为费力杠杆，故B正21OA，代入数据，2N×8cm=F×4cm，解得，2

17．物体做匀速直线运动，拉力F=60N，不计滑轮间的摩擦和动滑轮的自重，则物体受到的摩擦力是

A．60 N B．120 N C．20 N D．180 N 【答案】D 【解析】 【分析】

分析滑轮组的动滑轮绕绳子的段数，不计滑轮间的摩擦和动滑轮的自重，根据

得到

物体受到的摩擦力。 【详解】

从图中得到动滑轮上的绳子段数为3，不计滑轮间的摩擦和动滑轮的自重，物体受到的摩60N=180N。 擦力：f=3F=3×故选D。 【点睛】

本题考查滑轮组的特点，解决本题的关键要明确缠绕在动滑轮上的绳子的段数。

18．如图所示的装置,重100 N的物体A在水平面做匀速直线运动,作用在绳自由端的拉力F是20 N,则下列判断正确的是（不计滑轮重和滑轮间摩擦）

A．作用在物体A上水平拉力是100 N B．作用在物体A上水平拉力是20 N C．物体A受到的滑动摩擦力是80 N D．物体A受到的滑动摩擦力是40 N 【答案】D 【解析】 【详解】

AB．根据二力平衡的条件进行分析,因为有两条绳子作用在动滑轮上,所以作用在物体A上的水平拉力F=2×20 N=40 N;故AB错误；

CD．因为物体匀速运动,所以摩擦力等于作用在A上的水平拉力,大小为40 N，故C错误，D正确。

19．用四只完全相同的滑轮和两根相同的绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，在绳自由端用大小分别为F1和F2的拉力，将相同的物体匀速提升相同的高度。若不计绳重和摩擦，下列说法不正确的是（ ）

A．F1大于F2

B．F1和F2做的功一定相等 C．甲、乙的机械效率不相等

D．绳子自由端移动的距离不相等，物体运动时间可能相等 【答案】C 【解析】 【详解】

A．不计绳重及摩擦，因为拉力：

F=（G物+G轮）/n，n1=2，n2=3，

所以绳子受的拉力：

F1 =（G物+G轮）/2，F2=（G物+G轮）/3，

所以

F1 ＞F2，

故A正确；

B．不计绳重及摩擦，拉力做的功：

W1 =F1s1=（G物+G轮）/2×2h=（G物+G轮）h W2=F2s2=（G物+G轮）/3×3h=（G物+G轮）h

所以

W1=W2，

故B正确。

C．因为动滑轮重相同，提升的物体重和高度相同，

W额=G轮h，W有用=G物h，

所以利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同，总功相同，因为

η=W有用/W总，

所以滑轮组的机械效率相同，故C错误； D．因为绳子自由端移动的距离

s=nh，n1=2，n2=3，

提升物体的高度h相同，所以

s1 =2h，s2 =3h，

所以

s1≠s2，

故D正确；

20．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6 m 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】

【详解】

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P=错误；

D．有用功W有=FAsA=600N×2m=1200J，则滑轮组的机械效率η=

×100%=

×100%=80%，故D正确；

=

=375W，故C