(物理)初三物理简单机械专项测试卷(含答案解析)

（物理）初三物理简单机械专项测试卷（含答案解析）
一、选择题
1．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．
2．小勇体重600N，利用如图所示的滑轮组在10s内使物体A匀速上升5m．已知物体A 重为800N，小勇作用在绳端的拉力大小为500N，在此过程中，下列说法正确的是
A．水平地面对小勇的支持力做功为6000J
B．小勇做的有用功为3000J
C．小勇拉力的功率为250W
D．此滑轮组的机械效率为80%
【答案】D
【解析】
水平地面对小勇的支持力与小勇运动的方向是垂直的，支持力不做功，故A错；小勇做的有用功就是克服物体的重力做的功W有=Gh=800N×5m=4000J，故B错；小勇做的总功为W 总=Fs=500N×10m=5000J，拉力的功率为P=W总/t=5000J/10s=500W，故C错；滑轮组的机械效率为η=W有/W总=4000J/5000J=80%，故D正确；应选D．
3．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B．单位时间内做功越多，机械效率一定越高
C．省力越多的机械，机械效率一定越高D．额外功在总功中所占比例越小，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．
4．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F 2=12
f ； 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F 3=2f ；
由此可得F 2< F 1< F 3.
故D 正确.
5．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： ()14F 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。

6．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W 1，机械效率为η1；用乙装置所做的总功为W 2，机械效率为η2．若不计绳重与摩擦，则
A ．W 1 = W 2，η1 =η2
B ．W 1 = W 2，η1 <η2
C ．W 1 < W 2，η1 >η2
D ．W 1 > W 2，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W 1小于W 2,η1大于η2.
故选C.
7．轻质杠杆AB 可绕中点O 自由转动，现在其A 端和B 端分别施以大小相等的力F 1和F 2， 它们的方向如图所示，则下列说法中正确的是
A．杠杆会沿顺时针方向转动
B．杠杆会沿逆时针方向转动
C．杠杆会保持平衡
D．无法判读杠杆转动方向
【答案】A
【解析】
【详解】
由图知道，O为杠杆的支点，分别从O点向两力的作用线作垂线交两力的作用线于点C、D，则力F1和F2的力臂分别为OC、OD，如下图所示：
因OA=OB，由几何知识知道，
故OC＜OD
又因为F1和F2的大小相等，由平衡条件知道，力与力臂乘积的大小关系是：
F1×OC＜F2×OD，
所以，杠杆不能平衡，杠杆会沿顺时针方向转动，即只有A正确。

8．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
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．
9．室内垃圾桶平时桶盖关闭不使垃圾散发异味，使用时用脚踩踏板，桶盖开启．根据室内垃圾桶的结构示意图可确定：（）
A．桶中只有一个杠杆在起作用，且为省力杠杆
B．桶中只有一个杠杆在起作用，且为费力杠杆
C．桶中有两个杠杆在起作用，用都是省力杠杆
D．桶中有两个杠杆在起作用，一个是省力杠杆，一个是费力杠杆
【答案】D
【解析】
图中的垃圾桶有两个杠杆，DEF为一个杠杆，动力臂大于阻力臂属于省力杠杆；ABC为另一个杠杆，动力臂小于阻力臂属于费力杠杆，故答案选D．
点睛：本题考查杠杆的分类，难点是如何从生活中的工具中抽象出杠杆，解题方法是判断省力费力杠杆时从动力臂和阻力臂的大小入手．
10．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】
（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 ，1F 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1F 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 ．
11．如图所示,用滑轮组提升重物时,重200N 的物体在5s 内匀速上升了1m.已知拉绳子的力F 为120N,如果不计绳重及摩擦,则提升重物的过程中
A ．绳子自由端被拉下3m
B ．拉力F 做的功为200J
C ．滑轮组的机械效率是83.3%
D ．拉力F 的功率是40W
【答案】C
【解析】
【详解】
A 、物重由两段绳子承担，因此，当物体提升1m 时，绳子的自由端应被拉下2m ，故A 错误；
B 、拉力为120N ，绳子的自由端应被拉下2m ，则拉力做功为：
，故B 错误；
C 、滑轮组的机械效率
，故C 正确；
D 、拉力F 的功率
，故D 错误． 故选C ．
【点睛】
涉及机械效率的问题时，关键是要清楚总功、有用功、额外功都在哪，特别要清楚额外功是对谁做的功，弄清楚这些功后，求效率和功率就显得简单了。

12．如图甲所示，长1.6m、粗细均匀的金属杆可以绕O点在竖直平面内自由转动，一拉力﹣﹣位移传感器竖直作用在杆上，并能使杆始终保持水平平衡．该传感器显示其拉力F与作用点到O点距离x的变化关系如图乙所示．据图可知金属杆重（）
A．5N B．10N C．20N D．40N
【答案】B
【解析】
【分析】
杠杆的平衡条件
【详解】
使金属杆转动的力是金属杆的重力，金属杆重心在中心上，所以阻力臂为：
L1=0.8m，
取当拉力F=20N，由图象可知此时阻力臂：
L2=0.4m，
根据杠杆的平衡条件有：
GL1=FL2
所以
G×0.8m=20N×0.4m
解得：
G=10N
13．如图所示，规格完全相同的滑轮，用相同的绳子绕成甲、乙两个滑轮组，分别提起重为G1和G2的两个物体，不计摩擦与绳重，比较它们的省力情况和机械效率，下列说法正确的是
A．若G1=G2，则F1＜F2，甲的机械效率高 B．若G1=G2，则F1＞F2，乙的机械效率高C．若G1＜G2，则F1＜F2，甲、乙的机械效率相同 D．若G1＜G2，则F1＜F2，乙的机械效
率高
【答案】D
【解析】
【详解】
A. 由于滑轮组相同,并且不计摩擦则额外功相等,若G1=G2，则有用功也相同，所以机械效率相等，故A错误；
B. 甲图n=3,F1=G1,乙图n=2,F2=G2,若G1=G2,则F1<F2，提升相同的重物，其机械效率与绳子的绕法无关，即机械效率相同；故B错误；
C. 甲图n=3,F1=G1,乙图n=2,F2=G2,若G1<G2,则F1<F2,若G1<G2，则乙图有用功多，机械效率高，故C错误；
D. 甲图n=3,F1=G1,乙图n=2,F2=G2,若<,则F1<F2;甲乙两图由于滑轮组相同,并且不计摩擦则额外功相等,若G1<G2，由W=Gh，可得，则乙图有用功多，机械效率高，故D正确；故选D.
【点睛】
要判断甲、乙两图的绳子段数来比较省力情况，由于滑轮组相同，并且不计摩擦则额外功相同通过比较有用功的大小可比较机械效率的高低．
14．下图是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式（不计机械重和摩擦），其中所需动力最小的是（）
A．B．
C．D．
【答案】D
【解析】
【详解】
在A 的斜面中，存在F 1×4m=G ×2m ，故F 1=2G ；在B 的滑轮组中，n =3，故F 2=3G ；在C 的定滑轮中，不省力，故F 3=G ；在D 的杠杆中，存在F 4×
4l =G ×l ，故F 4=4G ；可见所需动力最小的是D ．
15．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。

16．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+W W W W W η==
有用有用总
有用额外
可知，可以提高动
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．
17．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。

18．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，物体受到的摩擦力：f=3F=3×60N=180N。

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。

19．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．
20．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。