初中物理简单机械测试卷及答案

初中物理简单机械测试卷及答案一、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50WC.拉力所做的功是300JD.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=6卜求出有用功，利用W额=W总-W有求出额外功，然后利用W额=£5计算货物箱在斜面上受的摩擦力大小；（2）利用PW=—求拉力做功功率；（3）由n=而有求斜面的机械效率.总【详解】AC.拉力F做的功：W总=Fs=150Nx3m=450J；有用功：W有用=Gh=500Nx0.6m=300J,额外功：W额=亚总-W有用=4501-3001=1501，由W^=fs可得，物体在斜面上受到的摩TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"W 150J W 450J擦力：f=3=——=50N,故A正确、C错误；B.拉力的功率：P=一总= —s 3m t6s=75W,故B错；D.斜面的机械效率：n=W^=45Jx100%66.7%,故D错误.故rv IJV/J总选A.2.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2.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F「F2、F3,下列关系中正确的是A.F1>F2>F3BF1<F2VF3F2>F1>F3F2vF1vF3【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，1所以根据二力平衡，此时拉力F=-力2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<F1VF3.故D正确.3.工人师傅利用如图所示的两种方式，将重均为300N的货物从图示位置向上缓慢提升0.5m。F1、F2始终沿竖直方向；图甲中OB=2OA,图乙中动滑轮重为60N,重物上升速度为0.01m/s。不计杠杆重、绳重和摩擦，则下列说法正确的是A.甲乙两种方式都省一半的力B.甲方式%由150N逐渐变大C.乙方式的有用功是180JD.乙方式\的功率为3.6W【答案】D2【解析】【分析】(1)根据杠杆的特点和动滑轮的特点分析甲乙两种方式的省力情况；(2)根据动力臂和阻力臂的关系分析甲方式1的变化；(3)根据W有用二Gh可求乙方式的有用功；(4)根据公式P=Fv求出乙方式吃的功率。【详解】 2A、甲图，F1为动力，已知OB=2OA,即动力臂为阻力臂的2倍，由于不计摩擦、杠杆自重，由杠杆平衡条件可知，动力为阻力的一半，即F1=150N；由图乙可知，n=3,不计绳重「 1上一、1和摩擦，则F=-(G+G)=-x(300N+60N)=120N,故A错误；2 3动3B、甲图中，重力即阻力的方向是竖直向下的，动力的方向也是竖直向下的，在提升重物的过程中，动力臂和阻力臂的比值不变，故动力F1为150N不变，故B错误；C、不计绳重和摩擦，乙方式的有用功为：W有用=Gh=300Nx0.5m150J,故C错误；D、乙方式中F2=120N,绳子的自由端的速度为v绳=0.01m/sx3=0.03m/s,则乙方式F2的功率为：p=上=Fs绳=Fv=120Nx0.03m/s=3.6W，故D正确。tt2绳故选D。4.山区里的挑夫挑着物体上山时，行走的路线呈空〃形，目的是A.加快上山时的速度B.省力C.减小对物体的做功D.工作中养成的生活习惯【答案】B【解析】斜面也是一种简单机械，使用斜面的好处是可以省力.挑物体上山，其实就是斜面的应用，走S形的路线，增加了斜面的长，而斜面越长，越省力，所以是为了省力.故选B.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,『W有+W额=300J+100J=400J,故动滑轮的机械效率为n=W有/W总=300J/400J=75%,故应选A。【考点定位】机械效率6.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...

0s~1s内，地面对物体的支持力大于10N1s~2s内，物体在做加速运动2s~3s内，拉力F的功率是100W2s~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=6-尸'=6-3尸拉+G动=100N-3x30N+G动=6动+10N>10N,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=3x2.50m/s=7.5m/s,拉力做功功率（总功率）：P总=尸3V,3=40Nx7.5m/s=300W,故C错误；滑轮组的机械效率：n=山「 Gh -100N总x100%= x100%=」N-：\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F1",=二（F'+G/；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减去整拉动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..如图所示，杠杆处于平衡状态且刻度均匀，各钩码质量相等，如果在杠杆两侧各减少一个钩码，杠杆会（）

A.C.左端下沉杠杆仍然平衡B.DA.C.左端下沉杠杆仍然平衡B.D.右端下沉

无法判断【解析】【详解】设一个钩码重为G,一格的长度为L原来：3Gx4L=4Gx3L,杠杆平衡；在杠杆两侧挂钩码处各减少一个质量相等的钩码，现在：2Gx4L<3Gx3L,所以杠杆不再平衡，杠杆向顺时针方向转动，即右端下沉。故ACD错误，B正确。.如图为工人用力撬起石头的情景，小亮在图中画出了四个作用于硬棒上的力，其中能正确表示工人左手施力且最省力的是（）A.F1 B.F2 C.F3 D.F4【答案】C【解析】解答：因为由图可知，四个力中F3的力臂最长，所以根据杆杆平衡条件可知，最省力的是沿F3方向.故选C..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250JC.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，不计绳重和摩擦,额外功W额二G轮h,据此求动滑轮重；1不计摩擦和绳重,根据F=-（G物+G轮）求拉力大小.

【详解】【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=Gh=150Nx1m=150J,有由n=＞，得：W=W有=150J=250J，因此，W=W-W=250J-150J=100J；因为不W 总r60% 额总有总计绳重和摩擦W100J计绳重和摩擦W产轮h,所以动滑轮重：G轮二十F二由，拉力F的大小:TOC\o"1-5"\h\z1 1 250F=-(G+G)=-(150N+100N)=—「N；对右图滑轮组，承担物重的绳子股数3 物轮3 3n=2，对物体做的有用功：W=Gh=150Nx1m=150J，in=)，得：W有 W 总总W右150J%有二而%=250J,所以W额二W总-W有=250J-150J=100J；因为不计绳重和摩擦,W额二G轮\o"CurrentDocument"W100J 1 1h，因此动滑轮重：G产〔额= =100N，拉力F的大小：F=-(G+G/=-轮h1m 2 物轮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，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..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 D.动力F的大小为1.5N【答案】B【解析】【详解】一 一 1 1A、当动力在A点斜向下拉（与水平方向成30°角）动力臂是：-OA=；yx4x2cm=4cm,故A错误；1B、阻力臂OB，3x2cm=6cm>-OA,即阻力臂大于动力臂，该杠杆为费力杠杆，故B正确；C、该杠杆的阻力大小为：G=4x0.5N=2N,故C错误；1D、根据杠杆的平衡条件，F111=F212,GxOB=Fx-8,代入数据，2Nx8cm=Fx4cm,解得，F=4N,故D错误。.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（）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：gl.=fl2所以Gx0.8m=20Nx0.4m解得：G=10N12.分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组，在5s内将重为100N的物体G匀速提升2m,每个滑轮的重均为10N.不计绳重及摩擦，此过程中（ ）A.拉力F甲小于拉力F乙F甲做的功大于F乙做的功C.甲滑轮组的机械效率小于乙滑轮组的机械效率D.F甲做功的功率等于F乙做功的功率【答案】D【解析】【详解】由题可知,甲乙两滑轮组均将相同物体提升相同高度，由W有=6卜可知W甲有=W乙有；不计绳重及摩擦，均只需克服动滑轮自重做额外功，甲乙中均只有一个动滑轮，且动滑轮的重相同，由W额=G动h可知W甲额=W乙额，因为W总=W有+W额，所以W总甲=W总乙。A.由图可知,\=1112,n2=3,不计绳重及摩擦，则F甲=5（G+G动）=^x（100N+10N）=55N,F乙=三（G+GS）=：，（100N+10N）=36.7N＜F，故A不正确。B.F与F做的功均为总功，由于W动 甲 甲乙 总甲=W总乙，即F甲做的功等于尸乙做的功，故B不正确；C.由于W甲有=W乙有,W总甲=亚总乙，根据希有 “总n='2可知,n甲="乙，故C不正确；D.拉力做功的功率p=।,由于W总甲=亚总乙、时间t也相同，所以P甲=P乙，故D正确；故选D.【点睛】甲、乙两个滑轮组将同一物体匀速提升至相同的高度，在不计绳重和摩擦的情况下，有用功就是提升重物所做的功，对动滑轮所做的功是额外功，总功等于有用功和额外功之和，机械效率是有用功与总功的比值.13.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＞「乙；机械效率：n甲＜n乙B•手的拉力：下甲=F乙；机械效率：n甲=n乙c•手的拉力：F甲＞下乙机械效率：n甲〉n乙d•手的拉力：下甲＜f户机械效率：n甲＜n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，F甲=G，并且可以改变力的方向。「 1/一一、乙为动滑轮，F=-(G+G),由题知，G=20N＜G,因此F〉F。乙2动 动 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W轮做的总功多，由n=廿可知，定滑轮的机械效率高，所以“田＞“7，故C正确为答W 甲乙案，选项ABD错误。14.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自・■O*|EdJJ0CfA.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FJjF,，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3GXL,右侧力与力臂的积为2GX2L,因3GXLW2GX2L,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3GXL,右侧力与力臂的积为3GX2L,因3GXLW3GX2L,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2GX2L,右侧力与力臂的积为GXL,因2GX2LWGXL,所以木板不会平衡，故D错误；故选C.15.用图所示装置提升重为15.用图所示装置提升重为350N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200NC.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;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:350N350N+5°N=200N故B正确;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：WGh 350N丑=有用= x100%= x100%=87.5%故d错误W \G+G)h 350N+50N ，故D错误。总 轮16.下图所示的工具中，属于费力杠杆的是:A. 钢丝钳16.下图所示的工具中，属于费力杠杆的是:A. 钢丝钳起子B.【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。.如图甲所示，是建筑工地上的塔式起重机示意图，它是通过电动机带动如图乙所示的滑轮组起吊物料的.如果这个滑轮组把6X103N的重物在10s内匀速提升10m,绳索自由端C.该滑轮组的动滑轮共重300N D.该滑轮组的机械效率是80%【答案】C【解析】由图乙知道，滑轮组绳子的有效股数是n=3,即绳子自由端移动的距离是：s=3任3x10m=30m,所以拉力做的功是：W=Fs=2.1x103Nx30m=6.3x104J,故A错误；拉总力做功的功率是：P=W/1=6.3x104N/10s=6.3x103W,故B错误；若不计绳重和摩擦，则由总F=（G+G动）/n可知，动滑轮的总重是：G动=nF-G=3x2.1x103N-6X103N=300N,故C正确；拉力做的有用功是：W=Gh=6x103Nx10m=6x104J,滑轮组的机械效率是：n=W/W有 有x100%=6x104j/6.3x104jx100%%95.2%故D错误，故选C.总.用如图甲所示的装置来探究滑轮组的机械效率n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n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n随G物的增大而增大，最终将达到100%B.当G物RN时，弹簧测力计读数为5N

C.此滑轮组动滑轮的重力为4ND.G物不变，改变图甲中的绕绳方式，滑轮组机械效率将改【答案】B【解析】【分析】(1)使用机械时，人们为完成某一任务所必须做的功叫有用功；对完成任务没有用，但又不得不做的功叫额外功；有用功与额外功之和叫总功。有用功与总功的比值叫机械效率；(2)不计绳重和摩擦，结合图中信息，根据“"W”二2有不二「Yr-=7G~求得动滑轮的重力，再计算G物=12N时弹W总 W+W额Gh+G动hG+G动簧测力计读数；(3)G物不变，改变图甲中的绕绳方式，分别将同一物体匀速提高到相同高度，做的有用功相同；克服动滑轮做的额外功相同，由此分析机械效率的变化情况。【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做额外功，所以总功一定大于有用功；机械效率一定小于1,即同一滑轮组机械效率n随G物的增大而增大，但最终不能达到和超过100%,故A错误；BC、由图可知，G=12N,此时n=80%,不计绳重和摩擦，”二总GhW不计绳重和摩擦，”二总Gh 有——W+W页12N …即- 二80%即：12N+G，动解得动滑轮的重力：G动=3N,故C错误；_1,一一、1故B正确;G=12N时，弹簧测力计读数：F=~x(G+G)