九年级物理简单机械各地方试卷集合汇编含解析

九年级物理简单机械各地方试卷集合汇编含解析
一、简单机械选择题
1．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．
2．为了将放置在水平地面上重为100N 的物体提升一定高度，设置了如图甲所示的滑轮组装置。

当用如图乙所示随时间变化的竖直向下的拉力F 拉绳时，物体的速度v 和物体上升的高度h 随时间变化的关系分别如图丙和丁所示。

（不计绳重和绳与轮之间的摩擦）。

下列计算结果不正确．．．
的是
A．0s～1s内，地面对物体的支持力大于10N
B．1s～2s内，物体在做加速运动
C．2s～3s内，拉力F的功率是100W
D．2s～3s内，滑轮组的机械效率是83.33%
【答案】C
【解析】
【详解】
（1）由图乙可知,在0∼1s内,拉力F＝30N.取动滑轮和重物为研究对象,受到向下的重力G 和G动,向上的支持力F支,及三根绳子向上的拉力F′作用，处于静止状态；地面对重物的支持力F支＝G−F′＝G−3F拉+G动＝100N−3×30N+G动＝G动+10N10N，故A正确；（2）由图丙可知，1s～2s内，物体在做加速运动，故B正确；（3）由图可知在2∼3s内,重物做匀速运动,v3＝2.50m/s,拉力F3＝40N，因为从动滑轮上直接引出的绳子股数（承担物重的绳子股数）n＝3，所以拉力F的作用点下降的速度v′3＝3v3＝3×2.50m/s＝7.5m/s，拉力做功功率（总功率）:P总＝F3v′3＝40N×7.5m/s＝300W，故C错误；滑轮组的机械效率：η＝
×100%＝×100%＝×100%83.33%，故D正确。

故选C.
【点睛】
由滑轮组的结构可以看出，承担物重的绳子股数n＝3，则拉力F移动的距离s＝3h．（1）已知滑轮组绳子的段数n和拉力F拉，物体静止，设滑轮组对物体的拉力F′，其关系为F
拉＝（F′+G动）；地面对物体的支持力等于物体对地面的压力，等于物体的重力G减去整个滑轮组对物体的拉力F′；（2）由F-t图象得出在1～2s内的拉力F，由h-t图象得出重物上升的高度，求出拉力F的作用点下降的距离，利用W＝Fs求此时拉力做功．（3）由F-t 图象得出在2～3s内的拉力F，由v-t图象得出重物上升的速度，求出拉力F的作用点下降的速度，利用P＝Fv求拉力做功功率，知道拉力F和物重G大小，以及S与h的关系，利用效率求滑轮组的机械效率．
3．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.
4．如图所示，用下列装置提升同一重物，若不计滑轮自重及摩擦，则最省力的是A．B．
C．D．
【答案】C
【解析】
【详解】
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=1
2 G；
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；
C．此图是滑轮组，绕在动滑轮上的绳子由3股，则F=1
3 G；
D．此图是滑轮组，绕在动滑轮上的绳子由2股，则F=1
2 G．
由以上可知：在滑轮重及摩擦不计的情况下最省力的是C，C符合题意．
5．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．
6．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
7．如图所示，用完全相同的四个滑轮和两根相同的细绳组成甲、乙两个滑轮组，在各自的自由端施加大小分别为F1和F2的拉力，将相同的重物缓慢提升相同的高度（不计绳重和一切摩擦）．下列说法正确的是（）
A．拉力F1小于拉力F2
B．甲、乙两滑轮组的机械效率相同
C．甲、乙两滑轮组中的动滑轮都是费力机械
D．甲、乙两滑轮组中绳子自由端移动的距离相等
【答案】B
【解析】
【详解】
不计绳重及摩擦，因为拉力F=（G物+G动），n1=2，n2=3，所以绳端的拉力：F1=（G物
+G动），F2=（G物+G动），所以F1＞F2，故A错误；
因为动滑轮重相同，提升的物体重和高度相同，W额=G动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，则总功相同；因为η=，所以两滑轮组的机械效率相
同，故B正确；
使用动滑轮能够省力，动滑轮为省力杠杆，故C错误；
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，则s1≠s2，故D错误；
8．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．
9．如图所示，工人利用动滑轮吊起一袋沙的过程中，做了300J的有用功，100J的额外功，则该动滑轮的机械效率为（）
A．75％ B．66．7％ C．33．3％ D．25％
【答案】A
【解析】
试题分析：由题意可知，人所做的总功为W总=W有+W额=300J+100J=400J，故动滑轮的机械效率为η=W有/W总=300J/400J=75%，故应选A。

【考点定位】机械效率
10．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=2
G ；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=4
G
；可见所需动力最小的是D ．
11．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F 1和F 2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 ．F 1大于F 2
B ．F 1和F 2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；
12．在探究“杠杆平衡条件“实验中，杠杆在力F作用下水平平衡，如图所示，现将弹簧测力计绕B点从a位置转动到b位置过程中，杠杆始终保持水平平衡，则拉力F与其力臂的乘积变化情况是（）
A．一直变小B．一直变大C．一直不变D．先变小后变大【答案】C
【解析】
【详解】
将测力计绕B点从a位置转动到b位置过程中，钩码的重力不变，其力臂OA不变，即阻力与阻力臂的乘积不变；由于杠杆始终保持水平平衡，所以根据杠杆的平衡条件
1122Fl F l
可知，拉力F 与其力臂的乘积也是不变的． 【点睛】
重点是杠杆平衡条件的应用，要理解当力与杠杆垂直时，力臂是最长的，倾斜后力臂会变短，正是由于杠杆保持平衡，所以力臂减小的同时，拉力要增大．
13．如图所示，物理兴趣小组分别用甲、乙两个滑轮组匀速提起质量相同的物体，不计绳重及摩擦．若每个滑轮质量相同，对比两个滑轮组，下列说法正确的是
A ．甲更省力，甲机械效率大
B ．乙更省力，机械效率一样大
C ．乙更省力，乙机械效率大
D ．甲更省力，机械效率一样大 【答案】B 【解析】 【详解】
由图可知，作用在乙上绳子的股数是3，更省力些；用甲、乙两个滑轮组匀速提起质量相同的物体，不计绳重及摩擦，只克服动滑轮重做额外功，若每个滑轮质量相同， 则提升相同高度时，甲乙所做的有用功和额外功均相同，故机械效率一样大．故本题正确选项是B ．
14．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
【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。

15．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，
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 ，
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 。

16．在探究杠杆平衡条件的时候，小明在均匀木板中间挖孔，孔中插一金属杆，固定在铁架台上，木板可以围绕中间自由转动．每个钩码的质量为200g ，A 、B 、C 、D 、E 、F 为质量不计的挂钩，己知AB ＝BO ＝OC ＝CD ，ABOCD 的连线与EDF 的连线垂直．现在B 处挂两个钩码，D 处挂一个钩码，木板在水平位置平衡（如图所示）．下列做法能使木板仍在水平位置平衡的是
A ．在
B 、D 两处各加挂一个钩码
B ．在B 处加挂1个钩码，D 处加挂2个钩码
C ．B 处挂两个钩码不变，把
D 处的一个钩码挂在F 处
D ．把B 处两个钩码挂在A 处，把D 处的一个钩码挂在C 处
【答案】C
【解析】
【分析】
（1）符合杠杆平衡条件F 1l 1=F 2l 2，杠杆平衡，不符合杠杆平衡条件，力和力臂乘积大的一端下沉．
（2）力臂是从支点到力的作用线的距离，把钩码挂在E 处、F 处杠杆水平平衡时，力臂均和钩码挂在D 处的力臂相等．
【详解】
设AB=BO=OC=CD=L ，每个钩码的重力为G ．
A．在B、D两处各加挂一个钩码时，杠杆左侧力与力臂的积为3G×L，右侧力与力臂的积为2G×2L，因3G×L≠2G×2L，所以木板不会平衡，故A错误；
B．在B处加挂1个钩码、D处加挂2个钩码时，杠杆左侧力与力臂的积为3G×L，右侧力与力臂的积为3G×2L，因3G×L≠3G×2L，所以木板不会平衡，故B错误；
C．把D处的一个钩码挂在E处或F处，杠杆右侧的力臂不变，仍为OD长，杠杆左右两侧力与力臂的乘积相等，所以木板会平衡，故C正确．
D．把B处两个钩码挂在A处，把D处的一个钩码挂在C处，杠杆左侧力与力臂的积为
2G×2L，右侧力与力臂的积为G×L，因2G×2L≠G×L，所以木板不会平衡，故D错误；故选C．
17．如图所示，杠杆上分别放着质量不相等的两个球，杠杆在水平位置平衡，如果两球以相同速度同时匀速向支点移动，则杠杆
A．仍能平衡
B．不能平衡，大球那端下沉
C．不能平衡，小球那端下沉
D．无法判断
【答案】C
【解析】
【详解】
开始时两球平衡，即力矩相等；当运动时，两球速度相同，则在相同时间内移动的距离相同，大球的力矩减少的快，则大球力矩会小于小球力矩，杠杆向小球那端下沉．
18．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。

19．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500N F =，由W Gh G W nFh nF
η===有用总可得物体A 的重：3?3500N 80%1200N A G F η==⨯⨯=，故A 错误；
B 、不计绳重和摩擦，根据1
F G G n
=+物动（）得动滑轮的重： 33500N 1200N 300N A G F G =-=⨯-=动，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1m/s v 物=，则绳子自由端移动的速度：331m/s 3m/s v v 绳物==⨯=，所以拉力F 的功率：
500N 3m/s 1500W P Fv 绳==⨯=；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：()900N 100%75%900N 300N
W Gh G W G G G G h η=
===⨯=+++有用总动动，故D 正确；
故选D ．
【点睛】 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
率的两个思路：一是W Gh G W nFh nF
η===有用总，二是()W Gh G W G G G G h η===++有用总动动．
20．如图所示，有一质量不计的长木板，左端可绕O 点转动，在它的右端放一重为G 的物块，并用一竖直向上的力F 拉着。

当物块向左匀速运动时，木板始终在水平位置保持静止，在此过程中，拉力F （ ）
A ．变小
B ．变大
C ．不变
D ．先变大后变小
【答案】A
【解析】
【详解】
把长木板看作杠杆，此杠杆在水平位置平衡，根据杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂可知，当动力臂不变，阻力大小不变，物块向左匀速滑动时，阻力臂在减小，可得动力随之减小，答案选A 。