初三物理简单机械专项综合练习题及答案

初三物理简单机械专项综合练习题及答案一、选择题1.如图所示，工人用250N的力F将重为400N的物体在10s内匀速提升2m,则此过程中A.工人做的有用功为800JB.工人做的总功为500JC.滑轮组的机械效率为60%D.拉力做功的功率为20W【答案】A【解析】【详解】工人做的有用功：心=Gh=400Nx2m=800J有A选项正确。B.绳子的自由端移动的距离是4m，工人做的总功：W乂=Fs=250Nx4m=1000J,总B选项错误。C.滑轮组的机械效率:W800J=80%r=——有==80%W1000J总C选项错误。D•拉力做功的功率:1000J10s1000J10s=100WD选项错误。山区里的挑夫挑着物体上山时，行走的路线呈"S"形，目的是A.加快上山时的速度B•省力减小对物体的做功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．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（）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+W=300J+100J=400J，故动滑轮的机械总有额效率为n=W/W=300J/400J=75%，故应选A。有总【考点定位】机械效率4.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4.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G］=G2，所用竖直向上的拉力分别为F］和F2,拉力做功的功率分别为P］和p2，两装置的机械效率分别为询和n2（忽略绳重和摩擦）.则下列选项正确的是A.A.F]>F2；口戶2；P]=P2C.F]VF2；n]<n2；pt<p2【答案】Ab.F]>f2；珀讥；P]>p2d.F]<f2；口宀；P]>p2解析】详解】1不计绳重及摩擦，因为拉力F=（G+G轮），叫=2,n.=3，所以绳子受到的拉力分别n轮1211为：片=（G]+G轮），F2=（G2+G轮），故F]>F2；故CD错误；2轮3轮因为动滑轮重相同，提升的物体重和高度相同，W额=6轮h,W有用=G物h,所以利用滑轮额轮有用物组做的有用功相同、额外功相同，总功相同；W由n=w有用可知，机械效率相同，ni=n2；总W又因为所用时间相同，由p=可知，拉力做功的功率P[=P2，故b错误，a正确.t12故选A．5．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【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.6.在斜面上将一个质量为5kg的物体匀速拉到高处，如图所示，沿斜面向上的拉力为做的有用功是5J此斜面的机械效率为62.5%物体受到的摩擦力大小为10N【答案】C【解析】沿斜面向上拉物体时，物体受重力、支持力、摩擦力和拉力四个力的作用，故A错误；所做的有用功：W=Gh=mgh=5kgxl0N/kgxlm=50J,故B错误；C.拉力F对物体有用W50J做的总功：W=Fs=40Nx2m=80J；斜面的机械效率为：n==有用x100%=xlOO%总W80J总=62.5%,故C正确；D.克服摩擦力所做的额外功：W=W-W=80J-50J=30J,由W额总有W30J^=fs可得，物体受到的摩擦力：f=额==15N，故D错误.故选C.额s2m点睛：（1）对物体进行受力分析，受重力、支持力、摩擦力和拉力；（2）已知物体的重力和提升的高度（斜面高），根据公式W=Gh可求重力做功，即提升物体所做的有用W功；（3）求出了有用功和总功，可利用公式n=［有用计算出机械效率；（4）总功减去总有用功即为克服摩擦力所做的额外功，根据W^=fs求出物体所受斜面的摩擦力.额7.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A7.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ABCDCD【答案】C【解析】【详解】1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=2G；此图是定滑轮，由定滑轮及其工作特点可知，不省力，即F=G；1此图是滑轮组，绕在动滑轮上的绳子由3股，则F=3G；

1此图是滑轮组，绕在动滑轮上的绳子由2股，则F=2G.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.如图是抽水马桶水箱进水自动控制的结构原理图，AOB为一可绕固定点O转动的轻质杠杆，已知OA:OB=1:2,A端用细线挂一空心铝球，质量为2.7kg.当铝球一半体积浸在水中，在B端施加3.5N的竖直向下的拉力F时，杠杆恰好在水平位置平衡.（p二2.7x103kg/m3，g二ION/kg）下列结果正确的是铝该铝球空心部分的体积为lx10-3m3该铝球的体积为3x10-3m3该铝球受到的浮力为20N该铝球受到的浮力为40N【答案】C【解析】【分析】根据密度的公式得到铝球实心部分的体积，根据杠杆的平衡条件得到A端的拉力，铝球在水中受到的浮力等于重力减去A端的拉力，根据阿基米德原理求出排开水的体积，从而得出球的体积，球的体积减去实心部分的体积得到空心部分的体积．【详解】铝球实心部分的体积：=1x10-3m3，V=铝球实心部分的体积：=1x10-3m3，实p2.7x103kg/m3OB2由杠杆平衡的条件可得：FaXOA-Fb®,匚二0AFb「x3.5"=7匚铝球受到的浮力：F铝球受到的浮力：F浮二G-F二mg-F二2.7kgx10N/kg-7N二20N铝球排开水的体积：V排4二二2x10-3m3铝球排开水的体积：V排pg1x103kg/m3x10N/kg水铝球的体积：V=2V=2x2x10-3m3=4x10-3m3，球排则空心部分的体积：V=V-V=4x10-4m3-1x10-3m3=3x10-3m3空球实【点睛】本题考查杠杆和浮力的题目，解决本题的关键知道杠杆的平衡条件和阿基米德原理的公式.

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8cmB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8cmB•该杠杆为费力杠杆C.该杠杆的阻力大小为0.5ND.动力F的大小为1.5N【答案】B解析】11OA=—11OA=—x4x2cm=4cm，22A、当动力在A点斜向下拉（与水平方向成30°角）动力臂是: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，F1l1=F2l2，GxOB=Fx-OA,代入数据，2Nx8cm=Fx4cm,解得,F=4N，故D错误。10.如图所示，用三个滑轮分别拉同一个物体，沿同一水平面做匀速直线运动，所用的拉10.如图所示，用三个滑轮分别拉同一个物体，沿同一水平面做匀速直线运动，所用的拉力分别是F2、F3，比较它们的大小应是（）A.F1>F2>F3B.F1<F2<F3C.F2>F1>F3D.F.<Fr<F.【答案】D【解析】【详解】设物块与地面的摩擦力为f,第一个图中滑轮为定滑轮，因为使用定滑轮不省力，所以F=f；第二个图中滑轮为动滑轮，因为动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆,使用动滑轮能省1一半力.所以F2=f；2第三个图中滑轮为动滑轮，但F3处作用在动滑轮上，此时动力臂是阻力臂的二分之一，所以要费力即F3=2f；故F2<F1<F3；答案为D.11.如图甲所示，长1.6m、粗细均匀的金属杆可以绕0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0点距离x的变化关系如图乙所示.据图可知金属杆重（）A．5NB．10NC．20ND．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Gx0.8m=20Nx0.4m解得：G=10N12.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【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FlFl1122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，下列说法正确的是甲更省力，甲机械效率大乙更省力，机械效率一样大乙更省力，乙机械效率大甲更省力，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．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（）物体上升的速度为0.05m/s弹簧测力计拉力的功率为0.12W滑轮组的机械效率约83.3%【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拉力端移动的距离匸山：，利用W一求拉力做的总功，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s0.1m1?=-==上升的速度为："，故B正确；n=3,拉力端端移动距离-泊-：|：'':n,拉力做的总功为："-■'；二山」匸^1，■■■'■；拉力的功M.：.0.72/P——-一一036W率为：，■'，故C错误；拉力做的有用功为：'■''iI八卞小宀•：■；滑轮组机械效率为：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。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（）【答案】A【解析】【详解】AB.滑轮所做的有用功为：W有用=Gh=6°°Nx3m=18°°J,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=Fs=400Nx6m=2400J,总所以动滑轮的机械效率为：W1800J耳=用x100%=x100%=75%W2400J，总故A正确，B错误；不计绳重及摩擦，则拉力为：那么动滑轮的重为：G=2FG=2x400N-600N=200N，动故C错误；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=2x3m=6m，故D错误;故选A。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

在B、D两处各加挂一个钩码在B处加挂1个钩码，D处加挂2个钩码B处挂两个钩码不变，把D处的一个钩码挂在F处把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】符合杠杆平衡条件Fl=Fl,杠杆平衡，不符合杠杆平衡条件，力和力臂乘积大的一1122端下沉.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.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3GXLH2GX2L，所以木板不会平衡，故A错误；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3GXLH3GX2L，所以木板不会平衡，故B错误；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0D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.17.如图所示的滑轮组上挂两个质量相等的钩码A、B,放手后将出现的想象是(滑轮重、绳重及摩擦不计)B.B下降C.保持静止D.无法确定把B处两个钩码挂在A处，把D处的一个钩码挂在17.如图所示的滑轮组上挂两个质量相等的钩码A、B,放手后将出现的想象是(滑轮重、绳重及摩擦不计)B.B下降C.保持静止D.无法确定A.下降【答案】B【解析】

不计绳子、滑轮的重力和摩擦，B所在的滑轮为动滑轮，动滑轮省一半的力，B所在的滑轮为定滑轮，定滑轮不省力；A与B质量相等，重力相等，将A拉起只需B重力的一半即可，所以B下降，A上升.故选B.点睛：利用动滑轮、定滑轮的省力特点分析解答此题．动滑轮可以省一半力，定滑轮不能省力．如图所示，轻质杠杆AB，将中点0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，则杠杆甲甲A•甲左端下沉，乙右端下沉A•甲左端下沉，乙右端下沉甲右端下沉，乙右端下沉【答案】B【解析】【详解】设甲乙两图中的杠杆长均为1。甲左端下沉，乙仍保持平衡甲、乙均能保持平衡图甲中，化1图甲中，化1左=m右1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（m左-m）1=ml-m'l，左左左左右边为：（m右-m'）1亠（m右-m'）1亠=〃1-m右,右右因为1左小于1右，所以(m-m')左1=m1-m'l■-左左左左（m右-m）1=ml-m'1，右右右右故左端下沉；图乙中，设一只蜡烛的质量为m・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（*.*2（m-m'）・•・在燃烧过程中直尺仍能平衡.故选B.建筑工人用如图所示的滑轮组，在4s内将重为1500N的物体沿水平方向匀速移动2m的过程中，所用的拉力大小为375N，物体受到水平地面的摩擦力为物重的0.4倍.在此过程中下列说法正确的是()

物体受到的拉力为750N拉力F的功率为750W滑轮组的机械效率为80%【答案】D【解析】【详解】由图可知，n=2,则绳子自由端沿水平方向移动的距离s=nsA=2x2m=4m，故A错误；物体沿水平方向匀速移动时处于平衡状态，物体受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，则物体受到的拉力FA=f=0.4G=0.4x1500N=600N