【专项习题】张家口九年级物理简单机械测试卷及答案

【专项习题】张家口九年级物理简单机械测试卷及答案
一、选择题
1．如图，用滑轮组将600N的重物在10s内匀速提升了2m，动滑轮重为100N（不计绳重和摩擦），下列说法正确的是
A．绳子自由端拉力的功率是70W
B．滑轮组的机械效率是85.7%
C．提升重物的过程中所做的额外功是400J
D．提升的重物变成400N时，滑轮组的机械效率将变大
【答案】B
【解析】
【详解】
A．根据图示可知，n=2，不计绳重和摩擦，拉力：
F=1
2
（G+G轮）=
1
2
（600N+100N）=350N，
拉力端移动距离：
s=2h=2×2m=4m，
总功：
W总=Fs=350N×4m=1400J，拉力的功率：
P=W
t
总=
1400J
10s
=140W；
故A错；
B．有用功：
W有用=Gh=600N×2m=1200J，滑轮组的机械效率：
η=W
W
有
总
=
1200J
1400J
≈85.7%，
故B正确；
C．提升重物的过程中所做的额外功：
W额=W总﹣W有用=1400J﹣1200J=200J，
故C错；
D．当提升重物的重力减小为400N，做的有用功就变小，而额外功几乎不变，有用功和总功的比值变小，故滑轮组的机械效率变小，故D错；
2．如图所示，动滑轮重为1 N ，拉力F 为5 N ，则重物G 和弹簧秤读数为
A ．G 为4 N ，弹簧秤读数为5 N
B ．G 为9 N ，弹簧秤读数为10 N
C ．G 为10 N ，弹簧秤读数为5 N
D ．G 为9 N ，弹簧秤读数为5 N
【答案】D
【解析】
此时弹簧秤与拉力F 共同承担重物和滑轮的重力，因拉力F 为5N ，所以弹簧秤读数也为5N ；
，所以G=9N ，故选项D 正确；
故选D ．
3．如图所示，手用F 1的力将物体B 匀速提升h ，F 1做功为300J ；若借助滑轮组用F 2的力把物体B 匀速提升相同高度，F 2做功为500J ，下列说法错误的是
A ．滑轮组机械效率为60%
B ．两个过程物体B 均匀速运动，机械能增加
C ．滑轮组的自重，绳子和滑轮之间的摩擦等因素导致F 2做的功有一部分属于额外功
D ．F 2做功的功率比F 1做功的功率大
【答案】D
【解析】
【详解】
A ．根据题意知道，用F 1的力将物体
B 匀速提升h ，F 1做的是有用功，即W 有=300J ，借助滑轮组用F 2的力把物体B 匀速提升相同高度，F 2做的是总功，即W 总=500J ，由
100%W W η=⨯有用总
知道，滑轮组的机械效率是： 300J 100%=100%=60%500J
W W η=⨯⨯有用总, 故A 不符合题意；
B．由于两个过程物体B均做匀速运动，所以，动能不变，但高度增加，重力势能增大，而动能与势能之和是机械能，所以机械能增大，故B不符合题意；
C．由于需要克服滑轮组的自重及绳子和滑轮之间的摩擦做功，即由此导致F2多做一些功，即额外功，故C不符合题意；
D．由
W
P
t
知道，功率由所做的功和完成功所需要的时间决定，根据题意不知道完成
功所用的时间，故无法比较功率的大小，故D符合题意．
4．如图所示，杠杆处于平衡状态，如果将物体A和B同时向靠近支点的方向移动相同的距离，下列判断正确的是
A．杠杆仍能平衡
B．杠杆不能平衡，右端下沉
C．杠杆不能平衡，左端下沉
D．无法判断
【答案】C
【解析】
【详解】
原来杠杆在水平位置处于平衡状态，此时作用在杠杆上的力分别为物体A、B的重力，其对应的力臂分别为OC、OD，
根据杠杆的平衡条件可得：m A gOC=m B gOD，由图示可知，OC＞OD．所以m A＜m B，
当向支点移动相同的距离△L时，两边的力臂都减小△L，此时左边为：m A g（OC﹣△L）=m A gOC﹣m A g△L，
右边为：m B g（OD﹣△L）=m B gOD﹣m B g△L，由于m A＜m B，所以m A g△L＜m B g△L；所以：m A gOC﹣m A g△L＞m B gOD﹣m B g△L．
因此杠杆将向悬挂A物体的一端即左端倾斜．
故选C．
5．如图所示，用一滑轮组在5s内将一重为200N的物体向上匀速提起2m，不计动滑轮及绳自重，忽略摩擦。

则
A ．物体上升的速度是2.5m/s
B ．拉力F 大小为400N
C ．拉力F 的功率为40W
D ．拉力F 的功率为80W 【答案】D
【解析】
【详解】
A ．由s v t
=得体的速度： 2m 0.4m 5s
h v t === 故A 项不符合题意；
B ．图可知，绳子段数为2n =，不计动滑轮及绳自重，忽略摩擦，则拉力：
11200N 100N 22
F G ==⨯= 故B 项不符合题意；
CD ．绳子自由端移动的速度：
220.4m s 0.8m s v v ==⨯=绳物
拉力F 的功率：
100N 0.8m s 80W W Fs P Fv t t
====⨯= 故C 项不符合题意，D 项符合题意。

6．利用如图所示的滑轮组提起一个重为2000N 的物体，绳子自由端的拉力F =600N 。

10s 内物体被匀速提升2m 。

不忽略绳重和机械部件间的摩擦，则下列说法中正确的是
A ．动滑轮总重为400N
B ．绳子自由端移动的速度为0.8m/s
C ．拉力F 做功为6000J
D ．增加物体被提升的高度可提高该滑轮组的机械效率
【答案】B
【解析】
【详解】
A ．由图知道，承担物重的绳子是四段，即n =4，若忽略绳重及摩擦，则拉力是： ()14
F G G =+动 ， 由此可得动滑轮的总重是：
4=4600N 2000N=400N G F G =-⨯-动 ，
由于是不忽略绳重和机械部件间的摩擦，故A 错误；
B ．绳子自由端移动的距离是：
s =4h =4×2m=8m ，
绳子自由端移动的速度是：
8m 0.8m/s 10s
s v t =
== ， 故B 正确；
C ．拉力做的功是： W 总 =Fs =600N ×8m=4800J ，
故C 错误；
D ．该滑轮组的机械效率是：
=44W Gh Gh G W Fs F h F
η===有用
总 ， 即机械效率与高度无关，所以，增加物体被提升的高度不可能提高该滑轮组的机械效率，故D 错误。

7．如图所示，小明用相同滑轮组成甲、乙两装置，把同一袋沙子从地面提到二楼，用甲装
置所做的总功为W1，机械效率为η1；用乙装置所做的总功为W2，机械效率为η2．若不计绳重与摩擦，则
A．W1 = W2，η1 =η2B．W1 = W2，η1 <η2
C．W1 < W2，η1 >η2D．W1 > W2，η1 <η2
【答案】C
【解析】
【分析】
由图可知甲是定滑轮，乙是动滑轮，利用乙滑轮做的额外功多，由“小明分别用甲、乙两滑轮把同一袋沙子从地面提到二楼”可知两种情况的有用功，再根据总功等于有用功加上
额外功，可以比较出两种情况的总功大小．然后利用η=W
W
有用
总
即可比较出二者机械效率
的大小．
【详解】
（1）因为小明分别用甲、乙两滑轮把同一袋沙从一楼地面提到二楼地面，所以两种情况的有用功相同；
（2）当有用功一定时，甲中所做的总功为对一袋沙所做的功，利用机械时做的额外功越少，则总功就越少，机械效率就越高；
（3）又因为乙是动滑轮,乙中所做的总功还要加上对动滑轮所做的功,利用乙滑轮做的额外功多,则总功越多,机械效率越低。

即W1小于W2,η1大于η2.
故选C.
8．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 B．该杠杆为费力杠杆
C．该杠杆的阻力大小为0.5N D．动力F的大小为1.5N
【答案】B
【解析】
【详解】
A、当动力在A点斜向下拉（与水平方向成30°角）动力臂是：1
2
OA=
1
2
×4×2cm=4cm，故
A错误；
B、阻力臂OB，3×2cm=6cm＞1
2
OA，即阻力臂大于动力臂，该杠杆为费力杠杆，故B正
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×1
2
OA，代入数据，2N×8cm=F×4cm，解得，
F=4N，故D错误。

9．物理兴趣小组用两个相同滑轮分别组成滑轮组匀速提起质量相同的物体，滑轮的质量比物体的质量小，若不计绳重及摩擦，提升重物的高度一样，对比如图所示甲、乙两滑轮组，下列说法正确的是
A．甲更省力，甲的机械效率大
B．乙更省力，乙的机械效率大
C．乙更省力，甲、乙机械效率一样大
D．甲更省力，甲、乙机械效率一样大
【答案】D
【解析】
【分析】
（1）由滑轮组的结构知道承担物重的绳子股数n，则绳子自由端移动的距离s=nh，
1
F G
n G
=+
动
（）；
（2）把相同的重物匀速提升相同的高度，做的有用功相同；不计绳重及摩擦，利用相同的滑轮和绳子、提升相同的高度，做额外功相同；而总功等于有用功加上额外功，可知利用滑轮组做的总功相同，再根据效率公式判断滑轮组机械效率的大小关系．
【详解】
（1）不计绳重及摩擦，拉力
1
F G
n
G
=+
动
（），由图知，n
甲
=3，n乙=2，
所以F甲<F乙，甲图省力；
（2）由题知，动滑轮重相同，提升的物体重和高度相同；
根据W额=G轮h、W有用=G物h，利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同，总功相同，
由100%
=⨯有用总
W W η可知，两滑轮组的机械效率相同． 故选D ．
10．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 ．
11．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，G F =甲，并且可以改变力的方向。

乙为动滑轮，12F G G =+乙动（），由题知，G 动=20N ＜G ，因此F F >甲乙。

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ηW W =有用
总 可知，定滑轮的机械效率高，所以ηη>甲乙，故C 正确为答
案，选项ABD 错误。

12．如图所示的滑轮组，用F =30N 的拉力，拉动水平地面上重为300N 的物体，使物体匀速前进了2m.物体和地面之间的摩擦力为45N ，在此过程中，下列说法正确的是
①拉力做的功是120J ②绳子自由端移动的距离是2m ③滑轮组的机械效率是75% ④A 点受到的拉力为300N
A ．①④
B ．②③
C ．①③
D ．③④
【答案】C
【解析】
【详解】
①②．由图可知，n =2，则绳子自由端移动的距离：
222m=4m s s ==⨯绳物；故②错误；
拉力做的功：
30N 4m=120J W Fs ==⨯绳总；故①正确；
③．克服物体和地面之间的摩擦力做的功为有用功，则有用功：
W 有=fs 物=45N ×2m=90J ，
滑轮组的机械效率： 90J 100%100%=75%120J
W W η=⨯=⨯有
总故③正确； ④．因物体在水平地面上做匀速运动，则此时A 处绳子的拉力与物体受到的摩擦力是一对平衡力，所以，A 点受到的拉力：F A =f =45N ；故④错误； 故ABD 错误，C 正确。

13．下图为“测滑轮组机械效率”的实验．在弹簧测力计拉力作用下，重6N 的物体2s 内匀速上升0.1m ，弹簧测力计示数如图示（不计绳重与摩擦）．下列说法错误的是（ ）
A ．弹簧测力计的拉力是2.4N
B ．物体上升的速度为0.05m/s
C ．弹簧测力计拉力的功率为0.12W
D ．滑轮组的机械效率约83.3％
【答案】C
【解析】
分析：由图可知使用滑轮组承担物重的绳子股数n ，拉力端移动的距离
，利用求拉力做的总功，再利用求功率；已知物体的重力和上升高度，利用
求有用功，滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比。

解答：由图可知，弹簧测力计的拉力是2.4N ，故A 正确；物体2s 内匀速上升0.1m ，物体上升的速度为，故B 正确；n=3，拉力端端移动距离
，拉力做的总功为：
；拉力的功率为：，故C 错误；拉力做的有用功为：；滑轮组机械效率为：。

故D 正确；
故答案为C 【点睛】本题考查了使用滑轮组时有用功、总功、功率、机械效率的计算，根据题图确定n 的大小（直接从动滑轮上引出的绳子股数）是本题的突破口，灵活选用公式计算是关键。

14．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%
B ．滑轮所做的有用功为1200J
C ．滑轮自身的重力为100N
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：
1800J ×100%=100%=75%2400J
W W η=
⨯有用总， 故A 正确，B 错误； C ．不计绳重及摩擦，则拉力为：
12
F G G =+动（）， 那么动滑轮的重为：
G 动=2F-G =2×400N-600N=200N ，
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。

15．如图所示，轻质杠杆AB，将中点O支起来，甲图的蜡烛粗细相同，乙图的三支蜡烛完全相同，所有的蜡烛燃烧速度相同。

在蜡烛燃烧的过程中，则杠杆
A．甲左端下沉，乙右端下沉B．甲左端下沉，乙仍保持平衡
C．甲右端下沉，乙右端下沉D．甲、乙均能保持平衡
【答案】B
【解析】
【详解】
设甲乙两图中的杠杆长均为l。

图甲中，m左l左= m右l右，燃烧速度相同，∴蜡烛因燃烧减少的质量m′相同，故左边为：
（m左- m′）l左= m左l左- m′l左，
右边为：
（m右- m′）l右=m右l右- m′l右，
因为l左小于l右，所以
（m左- m′）l左= m左l左- m′l左（m右- m′）l右= m右l右- m′l右，
故左端下沉；
图乙中，设一只蜡烛的质量为m
∵2m×l=m×l，
∴直尺在水平位置平衡；
∵三支蜡烛同时点燃，并且燃烧速度相同，
∴三支蜡烛因燃烧减少的质量m′相同，
∵2（m-m′）×l=（m-m′）×l，
∴在燃烧过程中直尺仍能平衡．故选B．
16．下列几种方法中，可以提高机械效率的是
A．有用功一定，增大额外功B．额外功一定，增大有用功
C．有用功一定，增大总功D．总功一定，增大额外功
【答案】B
【详解】
A．机械效率是有用功和总功的比值，总功等于有用功和额外功之和，所以有用功一定，增大额外功时，总功增大，因此有用功与总功的比值减小，故A不符合题意；
B．额外功不变，增大有用功，总功变大，因此有用功与总功的比值将增大，故B符合题意；
C．有用功不变，总功增大，则有用功与总功的比值减小，故C不符合题意；
D．因为总功等于有用功和额外功之和，所以总功一定，增大额外功，有用功将减小，则有用功与总功的比值减小，故D不符合题意．
17．如图所示，一均匀木板AB，B端固定在墙壁的转轴上，木板可在竖直面内转动，木板下垫有长方形木块C，恰好使木板水平放置．现有水平拉力F拉木块C，在粗糙水平地面上由B向A缓慢运动过程中，拉力F将
A．变小B．不变
C．逐渐增大D．先减小后增大
【答案】A
【解析】
【详解】
以杆为研究对象，杆受重力G和C对它的支持力F支，根据杠杆平衡条件可得：F支•l支
=G•l G，水平力F由B向A缓慢匀速推动木块，F支的力臂在增大，重力G及其力臂l G均不变，所以根据杠杆平衡条件可知，在整个过程中支持力在逐渐减小；由于支持力逐渐减小，且力的作用是相互的，所以可知杆对物体C的压力也逐渐减小，根据影响摩擦力大小的因素可知，C和木板间、C和地面间的摩擦力逐渐减小，拉力和摩擦力是平衡力，由力的平衡条件可知，水平拉力F也逐渐减小．
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．如图所示，轻质杠杆可绕O（O 是杠杆的中点）转动，现在B端挂一重为G的物体，在A端竖直向下施加一个作用力F，使其在如图所示的位置平衡，则
A．F 一定大于G
B．F 一定等于G
C．F 一定小于G
D．以上说法都不正确
【答案】B
【解析】
【详解】
由题意知，O 是杠杆的中点，所以G的力臂与F的力臂相等；则由杠杆的平衡条件知：
F一定等于G。

故ACD错误，B正确。