(物理)初中物理简单机械专项测试及答案

低．即W1＜W2，1＞2 ．
【点睛】 本题考查功的计算和机械效率的大小比较这一知识点，比较简单，主要是学生明确哪些是 有用功，额外功，总功，然后才能正确比较出两种情况下机械效率的大小．
3．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．
但不能省力；斜面只能改变力的大小；滑轮组既可以改变力的大小也可以改变力的方向．
【详解】
A、定滑轮只能改变力的方向，不能省力，不符合题意；
B、动滑轮可以省力，但不能改变力的方向，不符合题意；
C、斜面可以省力，不能改变力的方向，不符合题意；
D、滑轮组既可以省力，也可以改变力的方向，符合题意；
故选 D．
8．用一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组把重 150N 的物体匀速提升 1m，不计摩擦和
动滑轮重都是 100N，故 A、B、C 都正确；但拉力不同，故 D 错．
故选 D．
9．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
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：
绳重时，滑轮组的机械效率为 60%．则下列选项错误的是（ ）
A．有用功一定是 150J
B．总功一定是 250J
C．动滑轮重一定是 100N
D．拉力大小一定是 125N
【答案】D
【解析】
【分析】
知道物体重和物体上升的高度，利用 W=Gh 求对物体做的有用功；
又知道滑轮组的机械效率，利用效率公式求总功，求出了有用功和总功可求额外功，不计
（物理）初中物理简单机械专项测试及答案
一、选择题
1．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
4．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 =η2 C．W1 < W2，η1 >η2 【答案】C 【解析】
B．W1 = W2，η1 <η2 D．W1 > W2，η1 <η2
总-W
有=250J-150J=100J；因为不
计绳重和摩擦，W 额=G 轮 h，所以动滑轮重：G 轮= W额
100J
=
=100N，拉力
F 的大小：
h 1m
F= 1 （G 物+G 轮）= 1 （150N+100N）= 250 N；对右图滑轮组，承担物重的绳子股数
3
3
3
n=2，对物体做的有用功：W
有=Gh=150N×1m=150J，由
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 Gh G 可得物体 A 的重： W总 nFh nF
GA 3F ? 3 500N 80% 1200N ，故 A 错误；
B、不计绳重和摩擦，根据 F 1n（G物 G动）得动滑轮的重：
D．此图是滑轮组，绕在动滑轮上的绳子由 2 股，则 F= 1 G． 2
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．
7．下列简单机械中既可以省力，同时又可以改变力的方向的是
A．定滑轮
B．动滑轮
C．斜面
D．滑轮组
【答案】D
【解析】
【分析】
不同机械的优缺点都不一样：动滑轮省力，但不能改变力的方向；定滑轮可以改变方向，
上额外功，可以比较出两种情况的总功大小．然后利用 W有 100% 即可比较出二者机 W总
械效率的大小． 【详解】 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 W有 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 W总
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
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%=
故选 D．
×100%=
×100%≈66.7%．故 D 正确．
10．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
【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有用 即可比较出二者机械效率 W总
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；
6．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 G； 2
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 G； 3
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有用 Gh G ，二是 W有用 Gh G ．
W总 nFh nF
W总 G G动 h G G动
11．如图所示，滑轮组的每个滑轮质量相同，用它们将重为 G1、G2 的货物提高相同的高度 （不计绳重和摩擦），下列说法正确的是
绳重和摩擦，额外功 W 额=G 轮 h，据此求动滑轮重；
不计摩擦和绳重，根据 F= 1 （G 物+G 轮）求拉力大小． n
【详解】
对左图滑轮组，承担物重的绳子股数 n=3，对物体做的有用功：W 有=Gh=150N×1m=150J，
由
W有
η=
W总
，得：W
总=
W有
150J
=
60%
=250J，因此，W
额=W
G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 31m/s 3m/s ，所以拉力 F 的功率：
P Fv绳 500N 3m/s 1500W ；故 C 错误；
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：mAg（OC﹣△ L） =mAgOC﹣mAg△ L， 右边为：mBg（OD﹣△ L）=mBgOD﹣mBg△ L，由于 mA＜mB，所以 mAg△ L＜mBg△ L； 所以：mAgOC﹣mAg△ L＞mBgOD﹣mBg△ L． 因此杠杆将向悬挂 A 物体的一端即左端倾斜． 故选 C．
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
W有
η=
W总
，得：W
总ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
= W有
150J
=
60%
=250J，所以
W
额=W
总-W
有=250J-150J=100J；因为不计绳重和摩擦，W
额=G
轮
h，因此动滑轮重：G 轮= W额
100J
=
=100N，拉力
F 的大小：F=
1
（G
物+G
轮）=
1
h 1m
2
2
（150N+100N）=125N；由以上计算可知，对物体做的有用功都是 150J，总功都是 250J，
（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.
5．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．W1 = W2 η1 = η2 C．W1 < W2 η1 > η2 【答案】C 【解析】
B．W1 = W2 η1 < η2 D．W1 > W2 η1 < η2
【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 轮把同一桶沙从一楼地面提到二楼地面”可知两种情况的有用功，再根据总功等于有用功加
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：mAgOC=mBgOD，由图示可知，OC＞OD．所以 mA＜mB，
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： W有用
W总
Gh G G动
h
G G G动
900N 100% 900N 300N
75% ，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
A．用同一个滑轮组提起不同的重物，机械效率不变 B．若 G1＝G2，则甲的机械效率大于乙的机械效率 C．若 G1＝G2，则拉力 F1 与 F2 所做的总功相等 D．若 G1＝G2，则甲、乙滑轮组所做的额外功相等 【答案】B 【解析】 【分析】 （1）同一滑轮组提起重物不同时，所做的额外功相同，有用功不同，根据机械效率为有用 功和总功的比值判断滑轮组机械效率是否变化； （2）滑轮组所做的总功为克服物体的重力和动滑轮重力所做的功，根据 W＝Gh 比较两者 所做总功之间的关系； （3）滑轮组所做的有用功为克服物体重力所做的功，根据 W＝Gh 比较两者的大小，再根 据机械效率为有用功和总功的比值比较两者机械效率之间的关系； （4）根据 W＝Gh 比较有用功的大小． 【详解】 A．用同一个滑轮组提起不同的重物时，额外功不变，但有用功不同，有用功和总功的比 值不同，则滑轮组的机械效率不同，故 A 错误； BC．若 G1=G2，且货物被提升的高度相同，根据 W 有=G 物 h 可知，两滑轮组所做的有用功 相等； 不计绳重和摩擦，拉力所做的总功为克服物体重力和动滑轮重力所做的功，因甲滑轮组只 有 1 个动滑轮（即动滑轮重更小），所以由 W 总=（G 物+G 动）h 可知，甲滑轮组做的总功
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 【答案】B 【解析】
D．动力 F 的大小为1.5N
【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 OA= 1 ×4×2cm=4cm，故 22
A 错误；
B、阻力臂 OB，3×2cm=6cm＞ 1 OA，即阻力臂大于动力臂，该杠杆为费力杠杆，故 B 正 2
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 OA，代入数据，2N×8cm=F×4cm，解得， 2
F=4N，故 D 错误。
2．如图所示，小丽分别用甲、乙两滑轮把同一桶沙从一楼地面提到二楼地面，用甲滑轮所 做的总功为 W1， 机械效率为 η1；用乙滑轮所做的总功为 W2， 机械效率为 η2， 若不计绳 重与摩擦，则