【物理】北京市初三物理简单机械专项检测试卷(含答案)

【物理】北京市初三物理简单机械专项检测试卷（含答案）
一、选择题
1．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．
2．如图所示，用滑轮组在4s 内将重为140N 的物体匀速提升2m ，若动滑轮重10N ，石计滑轮与轴之间的摩擦及绳重。

则在此过程中，下列说法正确的是
A ．拉力F 为75N
B ．绳子自由端向上移动了4m
C ．滑轮组的机械效率约为93.3%
D ．提升200N 重物时，滑轮组机械效率不变 【答案】C 【解析】 【详解】
A ． 由图可知，n =3，不计摩擦及绳重，拉力：
F =
13 （G +G 动）=1
3
×（140N+10N ）=50N ，故A 错误； B ．则绳端移动的距离：s =3h =3×2m=6m ，故B 错误； C ．拉力做功：W 总=Fs =50N ×6m=300J ， 有用功：W 有用=Gh =140N ×2m=280J ，
滑轮组的机械效率：η=
W W 有用总
×100%=
280J
300J
×100%≈93.3%，故C 正确。

D ． 提升200N 重物时，重物重力增加，据η=W W 有用总=Gh Gh G h +动=G G G +动
可知滑轮组机械效率变大，故D 错误。

3．如图，小明分别用甲、乙两滑轮把同一沙桶从1楼地面缓慢地提到2楼地面，用甲滑轮所做的功为W 1，机械效率为1η；用乙滑轮所做的总功率为W 2，机械效率为2η，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 , 1η＜2η D ．W 1=W 2 , 1η=2η 【答案】A
【解析】因为用甲、乙两滑轮把同一桶沙从一楼地面提到二楼地面，所以两种情况的有用功相同；根据η ＝
W W 有总
可知：当有用功一定时，利用机械时做的额外功越少，则总功越
少，机械效率越高。

而乙滑轮是动滑轮,所以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<W 2,η1>η2.故选C.
4．用图中装置匀速提升重为100N 的物体，手的拉力为60N ，滑轮的机械效率为（ ）
A ．16.7%
B ．20%
C ．83.3%
D ．100%
【答案】C 【解析】 【详解】
由图可知，提升重物时滑轮的位置跟被拉动的物体一起运动，则该滑轮为动滑轮； ∴拉力移动的距离s=2h ， η=
=
=
=
=
≈83.3%．
5．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
6．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．
7．如图所示甲、乙两套装置所用滑轮质量均相等，用它们分别将所挂重物在相等时间内竖直向上匀速提升相同高度．若G1＝G2，所用竖直向上的拉力分别为F1和F2，拉力做功的功率分别为P1和P2，两装置的机械效率分别为η1和η2（忽略绳重和摩擦）．则下列选项正确的是
A．F1＞F2；η1＝η2；P1＝P2B．F1＞F2；η1＞η2；P1＞P2
C．F1＜F2；η1＜η2；P1＜P2D．F1＜F2；η1＞η2；P1＞P2
【答案】A
【解析】
【详解】
不计绳重及摩擦，因为拉力F＝1
n
（G+G轮），n1＝2，n2＝3，所以绳子受到的拉力分别
为：F1＝1
2
（G1+G轮），F2＝
1
3
（G2+G轮），故F1＞F2；故CD错误；
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；
由η＝W
W
有用
总
可知，机械效率相同，η1＝η2；
又因为所用时间相同，由P＝W
t
可知，拉力做功的功率P1＝P2，故B错误，A正确．
故选A．
8．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．
9．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F1和
F2，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。

10．甲升降机比乙升降机的机械效率高，它们分别把相同质量的物体匀速提升相同的高
度．则（）
A ．乙升降机提升重物做的有用功较多
B ．甲升降机的电动机做的额外功较
多
C ．甲升降机的电动机做的总功较少
D ．乙升降机的电动机做的总功较少 【答案】C 【解析】 【详解】
A ．提升物体质量和高度相同说明甲、乙升降机做的有用功相等，故A 错误； BCD ．既然甲机械效率高，则说明甲做的额外功少，总功也就少，故BD 错误，C 正确．
11．如图所示，甲、乙是固定在水平地面上的两个光滑斜面，长度分别为4 m 、5 m ，高度相同．两个工人分别用沿斜面向上的拉力F 甲、F 乙把完全相同的工件从斜面底端匀速地拉到斜面顶端，且速度大小相等．此过程拉力F 甲、F 乙所做的功分别为W 甲、W 乙，功率分别为P 甲、P 乙，机械效率分别为η甲、η乙．下列说法正确的是（ ）
A ．F 甲∶F 乙＝5∶4
B ．W 甲∶W 乙＝5∶4
C ．P 甲∶P 乙＝4∶5
D ．η甲∶η乙＝4∶5
【答案】A 【解析】 【详解】
A ．斜面光滑，则不做额外功，所以W 有=W 总，即Gh =Fs ，可得：
45
5
4
Gh F Gh F ==甲乙，故A 正确；
B ．因为W 有=W 总=Gh ．两斜面高相同，工件也相同，所以两力做功相等，即W 甲：W 乙=1：1，故B 错误；
C ．由A 知，F 甲∶F 乙＝5∶4，且速度大小相等．根据P = Fv 得，P 甲：P 乙=F 甲：F 乙=5：4，故C 错误；
D ．不做额外功时，两次做功的效率都为100%，所以η甲∶η乙＝1：1．故D 错误．
12．下列杠杆中属于费力杠杆的是
A． B． C．
D．
【答案】C
【解析】
【详解】
A、剪刀在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A错误；
B、起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B错误．
C、如图的镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故C正确；
D、钢丝钳在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D错误；
故选B．
【点睛】
重点是杠杆的分类，即动力臂大于阻力臂时，为省力杠杆；动力臂小于阻力臂时，为费力杠杆，但省力杠杆费距离，费力杠杆省距离。

13．如图所示的装置中,物体A重100N,物体B重10N,在物体B的作用下,物体A在水平面，上做匀速直线运动，如果在物体A上加一个水平向左的拉力F,拉力的功率为30W，使物体B匀速上升3m所用的时间为（不计滑轮与轴之间的摩擦，不计绳重）
A．1s B．2s C．3 s D．4s
【答案】B
【解析】分析：（1）物体A在物体B的作用下向右做匀速直线运动，A受到的摩擦力和挂钩的拉力是一对平衡力，可求出摩擦力。

（2）拉动A向左运动，A受到水平向左的拉力F和水平向右的摩擦力、挂钩的拉力三力平衡，可求出拉力。

（3）利用滑轮组距离关系，B移动的距离是A移动距离的3倍，求出A移动的距离，则拉力所做的功为，再利用求出做功时间。

解答：不计滑轮与轴之间的摩擦、不计绳重和滑轮重，物体A在物体B的作用下向右做匀速直线运动时，。

拉动A向左运动时，A受到向右的拉力不变，摩擦力的方向向右，此时受力如图：
；，则，因此拉力F做
功：，所用时间为。

故选：B。

【点睛】此题注意分析滑轮组的绳子段数，确定所使用的公式，做好受力分析是解题关键。

14．皮划艇是我国奥运优势项目之一，如图所示，比赛中运动员一手撑住浆柄的末端（视为支点），另一手用力划浆．下列说法正确的是（）
A．为省力，可将用力划浆的手靠近支点
B．为省力，可将用力划浆的手远离支点
C．为省距离，可将用力划浆的手远离支点
D．将用力划浆的手靠近支点，既能省力又能省距离
【答案】B
【解析】
【分析】
结合图片和生活经验，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．
【详解】
运动员一手撑住浆柄的末端（视为支点），另一手用力划浆．
根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知，船桨在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆．AB．为省力，可将用力划浆的手远离支点，故A错误，B正确；
CD．为省距离，可将用力划浆的手靠近支点，但费距离，故CD错误；
15．在使用下列简单机械匀速提升同一物体的四种方式，所用动力最小的是（不计机械自重、绳重和摩擦）（）
A． B． C． D．
【答案】D
【解析】不计机械自重绳重和摩擦，即在理想状况下：A. 图示是一个定滑轮拉力F1＝G；
B. 根据勾股定理知h＝＝3m,图中为斜面,F2×5m＝G×3m,得到F2＝0.6G；
C. 如图所示,由图可知，由杠杆平衡条件可得：F3×L2＝G×L G,拉力F3＝G×G＝
0.4G；D. 由图示可知,滑轮组承重绳子的有效股数n＝3,拉力F4＝G；因此最小拉力是F4；故选：D。

点睛：由图示滑轮组，确定滑轮组的种类，根据滑轮组公式求出拉力F1、F4；由勾股定理求出斜面的高，根据斜面公式求出拉力F2的大小；由图示杠杆求出动力臂与阻力臂的关系，然后由杠杆平衡条件求出拉力F3；最后比较各力大小，确定哪个拉力最小。

16．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 ，
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 。

17．用图所示装置提升重为350 N 的箱子，动滑轮重50N ，不计绳重和一切摩擦，下列说法正确的是
A ．该装置不仅省力，还省距离
B ．箱子匀速上升时，人对绳子的拉力为200 N
C ．箱子上升的速度等于绳子自由端伸长的速度
D ．此过程装置的机械效率约为58.3%
【答案】B
【解析】
【详解】
A ．由图知，该装置由两段绳子承重，可以省力，但费距离，故A 错误；
B ．n=2，不计绳重和一切摩擦且箱子匀速上升时，人对绳子的拉力为：
350N 50N 200N 22
G G F ++===轮，故B 正确； C ．n=2，所以箱子上升的速度等于绳子自由端伸长的速度一半，故C 错误；
D ．不计绳重和一切摩擦时，此装置的机械效率约为：
()
350N 350N 50N 100%100%87.5%W G G h Gh W η++=
=⨯=⨯=轮有用总，故D 错误。

18．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 F 1、F 2、F 3，它们的大小关系是
A ．F 1=F 2=F 3=G
B ．F 1＜F 2＜F 3＜G
C ．F 1＞F 2＞F 3＞G
D ．F 1＞F 2=F 3=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】
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×
OD=F×L 由此可得：G
OD F L
⨯= 因为G ，OD 不变，OD=L=r ，故F=G ，由于F 1、F 2、F 3的力臂都为圆的半径都相等，所以得：F 1=F 2=F 3=G 。

故选：A 。

19．用F 1的拉力直接将重为G 的物体A 匀速提升h （如图甲）；换用斜面把物体A 匀速提升相同的高度，拉力为F 2 ， 物体沿斜面运动的距离为L （如图乙），利用斜面工作过程中
A ．有用功为F 2h
B ．额外功为F 2L －F 1h
C ．总功为（F 1+F 2）L
D ．机械效率为12
F F 【答案】B
【解析】 A.借助斜面做的有用功即为克服物体重力所做的功，则W 有=Gh =F 1h ，故A 错误；BC.B.拉力所做的总功：W 总=F 2L ，额外功W 额= W 总-W 有= F 2L - F 1h ，故B 正确，C 错误；D. 机械效率η12Fh?F L
W W ==有
总，故D 错误．故选B.
20．如图所示，一长为L 的直杆可绕O 点转动，杆下挂一所受重力为G 的物块，刚开始直杆与竖直方向夹角为60º.为了安全下降物块，用一个始终水平向右且作用于直杆中点的拉力F ，使直杆缓慢地转动到竖直位置（可以认为杠杆每一瞬间都处于平衡状态），则下列说法正确的
A ．拉力F 的大小保持不变
B ．拉力F 和物块重力G 是一对平衡力
C ．这个过程中物块重力所做的功为12GL
D ．这个过程中直杆一直都是费力
杠杆
【答案】C
【解析】
【详解】 A ．由图知，杠杆由与竖直方向成60°角逐渐转到竖直位置时，由于拉力始终水平，所以其力臂逐渐变大；物体对杠杆拉力为阻力，转动过程中阻力臂逐渐变小；由杠杆平衡条件可知拉力F 逐渐变小，故A 错误；
B ．拉力F 和物块重力大小不等、不一条直线上，不作用在一个物体上，所以不是一对平衡力，故B 错误；
C ．杠杆由与竖直方向成60°角时，杠杆右端高度12h L =，转到竖直位置时杠杆下端高度降到L 处，所以物体下降高度1122
h L L L =-=V ，所以物体重力做功 12
W G h GL ==V ，故C 正确； D ．当杠杆转到竖直位置时，阻力臂为0，杠杆为省力杠杆，故D 错误。