(物理)九年级物理简单机械题20套(带答案)及解析

（物理）九年级物理简单机械题20套(带答案)及解析

一、简单机械选择题

1．如图所示，斜面长3m，高0.6m，建筑工人用绳子在6s内将重500N的物体从其底端沿斜面向上匀速拉到顶端，拉力是150N（忽略绳子的重力）．则下列说法正确的是

A．斜面上的摩擦力是50N B．拉力的功率是50W

C．拉力所做的功是300J D．斜面的机械效率是80%

【答案】A

【解析】

【分析】

（1）利用W＝Fs计算该过程拉力F做的功；利用W有＝Gh求出有用功，利用W额＝W总﹣W有求出额外功，然后利用W额＝fs计算货物箱在斜面上受的摩擦力大小；（2）利用P

＝W

t

求拉力做功功率；（3）由η＝

W

W

有

总

求斜面的机械效率．

【详解】

AC.拉力F做的功：W总＝Fs＝150N×3m＝450J；有用功：W有用＝Gh＝500N×0.6m＝300J，额外功：W额＝W总﹣W有用＝450J﹣300J＝150J，由W额＝fs可得，物体在斜面上受到的摩

擦力：f＝W

s

额＝

150

3

J

m

＝50N，故A正确、C错误；B.拉力的功率：P＝

W

t

总＝

450

6

J

s

＝75W，故B错；D.斜面的机械效率：η＝

300

450

W J

W J

有

总

＝ ×100% 66.7%，故D错误．故

选A．

2．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 ．

3．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：

()1

4

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。

4．在生产和生活中经常使用各种机械，在使用机械时，下列说法中正确的是 A ．可以省力或省距离，但不能省功 B ．可以省力，同时也可以省功 C ．可以省距离，同时也可以省功 D ．只有在费力情况时才能省功 【答案】A 【解析】 【详解】

使用机械可以省力、省距离或改变力的方向，但都不能省功，故A 选项正确； 使用任何机械都不能省功，故B 、C 、D 选项错误；

5．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．

6．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1

2

GL 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1

2

h 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11

22

h L L L =-

=V ，所以物体重力做功 1

2

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。

7．用如图所示的滑轮组拉动水平地面上重1000N 的物体A ，使物体A 在4s 内匀速前进了4m ，物体A 受到地面的摩擦力f =300N ，所用拉力F =120N ，忽略绳重、滑轮重及绳与滑轮间的摩擦．下列说法中正确的是

A ．绳子自由端在4s 内移动了8m

B ．物体A 重力做功的功率为1000W

C ．物体A 克服摩擦力做的功为480J

D ．滑轮组的机械效率约为83.3%

【答案】D 【解析】 【详解】

A ．由题图可知，承担物体拉力的绳子的股数n =3，因此物体A 在4s 内匀速前进了4m ，则 绳子自由端在4s 内移动了s 绳子=3×4m=12m 。故A 错误。

B ．物体在重力方向上没有做功，所以物体A 重力做功的功率为0，故B 错误。

C ．物体A 克服摩擦力做的功W 有用=fs =300N×4m=1200J ，故C 错误。

D ．由题可知：物体A 克服摩擦力做的功W 有用=fs =300N×4m=1200J ，拉力F 所做的总功W 总=Fs 绳子=120N×12m=1440J ，所以滑轮组的机械效率

00001200J

10010083.3%1440J

W W η=

?=

?≈有用总

， 故D 正确为答案。

8．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．

9．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F2=1

2

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F3=2f；

由此可得F2< F1< F3.

故D正确.

10．如图所示，属于费力杠杆的是

A．用镊子夹物品B．用汽水扳子开瓶盖C．用手推车推货物D．用羊角锤起钉子

【答案】A

【解析】

【详解】

A、用镊子夹物品时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；

B、汽水扳子开瓶盖时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；

C、用手推车推货物，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；

D 、用羊角锤起钉子，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆． 故选A ． 【点睛】

此题考查的是杠杆的分类和特点，主要包括以下几种：①省力杠杆，动力臂大于阻力臂；②费力杠杆，动力臂小于阻力臂；③等臂杠杆，动力臂等于阻力臂．

11．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．

12．下图所示的工具中，属于费力杠杆的是：

A ． 钢丝钳

B ． 起子

C ．羊角锤

D ．镊子

【答案】D 【解析】 【详解】

动力臂小于阻力臂的杠杆属于费力杠杆，四幅图中只有镊子的动力臂是小于阻力臂的，故应选D 。

13．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F 1和F 2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；

14．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

C. 甲图n=3,F1=G1,乙图n=2,F2=G2,若G1

D. 甲图n=3,F1=G1,乙图n=2,F2=G2,若<,则F1

【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．

15．如下图所示的四种机械提起同一重物，不计机械自重和摩擦，最省力的是

A．B．

C．D．

【答案】D

【解析】

【详解】

根据题意知道，在不计机械自重和摩擦的条件下使用的简单机械；

A．图的杠杆提升重物时，由于动力臂小于阻力臂，所以是费力杠杆，即

F＞G；

B．用图中的杠杆提升重物时，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆，即

F=G；

C．图中滑轮组承担物重的绳子的有效股数是：

n=2，

所以，绳端的拉力是：

；

D．图中滑轮组承担物重的绳子的有效股数是：

n=3

所以，绳端的拉力是：

；

综上所述，只有D图中的机械最省力。

16．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，1

2

F 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。

17．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．

18．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．

19．如图所示，在斜面上将一个重9N的物体匀速拉到高处，沿斜面向上的拉力为5N，斜面长3m，高1m。则下列说法中不正确

．．．的是：

A．该过程中做的有用功为9J

B．这个斜面的机械效率为60%

C．物体所受到的摩擦力是5N

D．减小斜面与物体间的摩擦可以提高斜面的机械效率

【答案】C

【解析】

【分析】

（1）根据公式W=Gh求拉力做的有用功；

（2）根据W=Fs求拉力F对物体做的总功，斜面的机械效率等于有用功与总功之比；（3）克服摩擦力所做的额外功等于总功减去有用功，利用W额=fs求摩擦力；

（4）提高斜面的机械效率的方法：减小摩擦力、增大斜面的倾斜程度。

【详解】

A、拉力做的有用功：W有用=Gh=9N×1m=9J，故A正确，不符合题意；

B、拉力F对物体做的总功：W总=Fs=5N×3m=15J，斜面的机械效率，故B正确，不符合题意；

C、克服摩擦力所做的额外功：W额=W总-W有=15J-9J=6J，由W额=fs得摩擦力

，故C错误，符合题意；

D、减小斜面与物体间的摩擦，可以减小额外功，有用功不变，总功减小，有用功与总功的比值变大，可以提高斜面的机械效率，故D正确，不符合题意。

故选C。

【点睛】

本题考查斜面的机械效率的计算，明确有用功和总功、额外功之间的关系以及额外功为克服摩擦力所做的功是解决本题的关键。

20．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。