(物理)九年级物理简单机械专项测试(含答案)
（物理）九年级物理简单机械专项测试（含答案）
一、选择题
1．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．
2．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；
3．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%．
4．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．
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，其中能正确表示工人左手施力且最省力的是（）
A ．F 1
B ．F 2
C ．F 3
D ．F 4
【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．如图所示，手用F 1的力将物体B 匀速提升h ，F 1做功为300J ；若借助滑轮组用F 2的力把物体B 匀速提升相同高度，F 2做功为500J ，下列说法错误的是
A ．滑轮组机械效率为60%
B ．两个过程物体B 均匀速运动，机械能增加
C ．滑轮组的自重，绳子和滑轮之间的摩擦等因素导致F 2做的功有一部分属于额外功
D ．F 2做功的功率比F 1做功的功率大 【答案】D 【解析】 【详解】
A ．根据题意知道，用F 1的力将物体
B 匀速提升h ，F 1做的是有用功，即W 有=300J ，借助滑轮组用F 2的力把物体B 匀速提升相同高度，F 2做的是总功，即W 总=500J ，由
100%W W η=
?有用
总
知道，滑轮组的机械效率是： 300J
100%=100%=60%500J
W W η=
??有用总, 故A 不符合题意；
B ．由于两个过程物体B 均做匀速运动，所以，动能不变，但高度增加，重力势能增大，而动能与势能之和是机械能，所以机械能增大，故B 不符合题意；
C ．由于需要克服滑轮组的自重及绳子和滑轮之间的摩擦做功，即由此导致F 2多做一些功，即额外功，故C 不符合题意；
D．由
W
P
t
=知道，功率由所做的功和完成功所需要的时间决定，根据题意不知道完成
功所用的时间，故无法比较功率的大小，故D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，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．如图所示，用相同的滑轮不同的绕法提起相同的重物，摩擦力可以忽略不计，在物体匀速上升的过程中
A．甲图省力，机械效率甲图大
B．甲图省力，机械效率一样大
C．乙图省力，机械效率乙图大
D．乙图省力，机械效率一样大
【答案】B
【解析】
【详解】
分析甲、乙两图可知，n甲=3、n乙=2；因绳重和摩擦忽略不计，所以由
1
F G
n
G
=+
动
（）可
知，甲图更省力；由η=W
W
有
总
=
Gh
Gh G h
+
动
可知，甲乙滑轮组的机械效率一样，故选B．
9．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。
10．如图所示，是自卸车的示意图，车厢部分可视为杠杆，则下列分析正确的是
A．B点是支点，液压杆施的力是动力，货物重力是阻力
B．B点是支点，物体A放在车厢前部可省力
C．C点是支点，物体A放在车厢后部可省力
D．C点是支点，物体A放在车厢前部可省力
【答案】C
【解析】
【详解】
由图可知车厢绕着点C转动,所以点C为支点;
当物体放在车厢的后部时,动力臂大于阻力臂,因此省力，所以选项ABD都不正确，故答案为 C.
11．用图3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】D
【解析】
【详解】
由图可知，甲滑轮是定滑轮，使用该滑轮不省力，所以拉力等于物体的重力；乙滑轮是动滑轮，使用该滑轮可以省一半的力，即拉力等于物体和滑轮总重力的一半，则手的拉力：F甲＞F乙；两幅图中的W有是克服物体重力做的功是相同的，但乙图中拉力做功要克服动滑
轮的重力做功，比甲图中做的总功要多，所以结合机械效率公式
W
W
η=有
总
可知，有用功相
同时，总功越大的，机械效率越小；
所以选D．
12．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．
13．如图所示，有一质量不计的长木板，左端可绕O点转动，在它的右端放一重为G的物块，并用一竖直向上的力F拉着。当物块向左匀速运动时，木板始终在水平位置保持静止，在此过程中，拉力F（）
A．变小B．变大C．不变D．先变大后变小【答案】A
【解析】
【详解】
把长木板看作杠杆，此杠杆在水平位置平衡，根据杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂可知，当动力臂不变，阻力大小不变，物块向左匀速滑动时，阻力臂在减小，可得动力随之减小，答案选A。
14．如图所示的滑轮组，用F =30N 的拉力，拉动水平地面上重为300N 的物体，使物体匀速前进了2m.物体和地面之间的摩擦力为45N ，在此过程中，下列说法正确的是
①拉力做的功是120J ②绳子自由端移动的距离是2m ③滑轮组的机械效率是75% ④A 点受到的拉力为300N A ．①④ B ．②③ C ．①③ D ．③④
【答案】C 【解析】 【详解】
①②．由图可知，n =2，则绳子自由端移动的距离：
222m=4m s s ==?绳物；故②错误；
拉力做的功：
30N 4m=120J W Fs ==?绳总；故①正确；
③．克服物体和地面之间的摩擦力做的功为有用功，则有用功： W 有=fs 物=45N ×2m=90J ， 滑轮组的机械效率：
90J
100%100%=75%120J
W W η=
?=
?有总
故③正确； ④．因物体在水平地面上做匀速运动，则此时A 处绳子的拉力与物体受到的摩擦力是一对平衡力，所以，A 点受到的拉力：F A =f =45N ；故④错误； 故ABD 错误，C 正确。
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F 1＝G ； B. 根据勾股定理知h ＝＝3m,图中为斜面,F 2×5m ＝G×3m,得到F 2＝0.6G ；C. 如图所示,由图可知
，由杠杆平衡条件可得：F 3×L 2＝G×L G ,拉力F 3＝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．如图所示，用同一滑轮组分别将物体A和物体B匀速提升相同的高度，与提升B相比，提升A的过程滑轮组的机械效率较大，若不计绳重与摩擦的影响，则提升A的过程
A．额外功较小
B．额外功较大
C．总功较小
D．总功较大
【答案】D
【解析】
解：AB．由题知，提起两物体所用的滑轮组相同，将物体提升相同的高度，不计绳重和摩擦，克服动滑轮重力所做的功是额外功，由W额=G动h可知，提升A和B所做额外功相同，故AB错误；
CD．不计绳重和摩擦的影响，滑轮组的机械效率η
W W
W W W
==
+
有有
总有额
，额外功相同，提
升A的过程滑轮组的机械效率较大，所以提升A物体所做的有用功较大，其总功较大，故C错误，D正确．
答案为D．
点睛：本题考查对有用功、额外功和总功以及机械效率的认识和理解，注意同一滑轮组提升物体高度相同时额外功是相同的．
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）
A．下降B．B下降C．保持静止D．无法确定
【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．
18．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．
19．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．
20．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，最终将达到 100%
B．当G物=12N 时，弹簧测力计读数为 5N
C．此滑轮组动滑轮的重力为 4N
D．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 W Gh G
W W W Gh G h G G η=
=
=
=+++有用有总
有额
动动
求得动滑轮的重力，再计算G 物=12N 时弹
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η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η=80%， 不计绳重和摩擦，W W Gh G
W W W Gh G h G G η=
=
=
=+++有用有总
有额
动动
，
即：
12N 80%12N G =+动
， 解得动滑轮的重力：G 动=3N ，故C 错误； G 物=12N 时，弹簧测力计读数：1112N 3N 5N 33
F G G 物动（）（）=
?+=?+=，故B 正确； D 、G 物不变，改变图甲中的绕绳方式，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 G h =额轮，即额外功W 额相同，总功相同，则两装置的机械效率相同。故D 错误。 故选：B 。