(物理)初中物理简单机械测试卷及答案

（物理）初中物理简单机械测试卷及答案

一、选择题

1．下图是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式（不计机械重和摩擦），其中所需动力最小的是（ ）

A ．

B ．

C ．

D ．

【答案】D

【解析】

【详解】

在A 的斜面中，存在F 1×4m=G ×2m ，故F 1=2G ；在B 的滑轮组中，n =3，故F 2=3G ；在C 的定滑轮中，不省力，故F 3=G ；在D 的杠杆中，存在F 4×

4l =G ×l ，故F 4=4G ；可见所需动力最小的是D ．

2．轻质杠杆AB 可绕中点O 自由转动，现在其A 端和B 端分别施以大小相等的力F 1和F 2， 它们的方向如图所示，则下列说法中正确的是

A ．杠杆会沿顺时针方向转动

B ．杠杆会沿逆时针方向转动

C ．杠杆会保持平衡

D ．无法判读杠杆转动方向

【答案】A

【详解】

由图知道， O 为杠杆的支点，分别从O 点向两力的作用线作垂线交两力的作用线于点C 、D ，则力F 1和F 2的力臂分别为OC 、OD ，如下图所示：

因OA =OB ，由几何知识知道，

故OC ＜OD

又因为F 1 和F 2 的大小相等，由平衡条件知道，力与力臂乘积的大小关系是：

F 1 ×OC ＜F 2 ×OD ，

所以，杠杆不能平衡，杠杆会沿顺时针方向转动，即只有A 正确。

3．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:1:2OA OB =，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．（332.710/kg m ρ=?铝，10/g N kg = ）下列结果正确的是

A ．该铝球空心部分的体积为33110m -?

B ．该铝球的体积为33310m -?

C ．该铝球受到的浮力为20N

D ．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．

铝球实心部分的体积：33332.71102.710/m kg V m kg m ρ-===??实， 由杠杆平衡的条件可得：F A ×

OA=F B ×OB ，2 3.571A B OB F F N N OA ==?=， 铝球受到的浮力： 2.710/720F G F mg F kg N kg N N =-=-=?-=浮，

铝球排开水的体积：333320210110/10/F N V m g kg m N kg

ρ-===???浮排水， 铝球的体积：333322210410V V m m --==??=?球排，

则空心部分的体积：433333

410110310V V V m m m ---=-=?-?=?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．

4．关于机械效率的问题，下列说法中正确的是（ ）

A ．做的有用功越多，机械效率一定越高

B ．单位时间内做功越多，机械效率一定越高

C ．省力越多的机械，机械效率一定越高

D ．额外功在总功中所占比例越小，机械效率一定越高

【答案】D

【解析】

【详解】

A 、做功多，有用功不一定多，有用功占总功的比例不一定高，所以机械效率不一定高，故A 错误；

B 、有用功占总功的比例与单位时间内做功多少无关，故B 错误；

C 、省力多的机械的机械效率往往偏低，故C 错误；

D 、额外功在总功中所占比例越小，说明有用功在总功中所占的比例越大，机械效率就越高，故D 正确；故选D ．

【点睛】

①总功＝有用功+额外功；②有用功和总功的比值叫机械效率；③由机械效率的定义可知，机械效率的高低只与有用功在总功中所占的比例有关，与做功多少、功率大小无关．

5．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

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 ．

6．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： ()14

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。

7．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 ．

8．如图所示，动滑轮重为1 N ，拉力F 为5 N ，则重物G 和弹簧秤读数为

A ．G 为4 N ，弹簧秤读数为5 N

B ．G 为9 N ，弹簧秤读数为10 N

C ．G 为10 N ，弹簧秤读数为5 N

D ．G 为9 N ，弹簧秤读数为5 N

【答案】D

【解析】

此时弹簧秤与拉力F 共同承担重物和滑轮的重力，因拉力F 为5N ，所以弹簧秤读数也为5N ；

，所以G=9N ，故选项D 正确；

故选D ．

9．如图所示，用一滑轮组在5s 内将一重为200N 的物体向上匀速提起2m ，不计动滑轮及绳自重，忽略摩擦。则

A ．物体上升的速度是2.5m/s

B ．拉力F 大小为400N

C ．拉力F 的功率为40W

D ．拉力F 的功率为80W 【答案】D

【解析】

【详解】

A ．由s v t

=得体的速度： 2m 0.4m 5s

h v t === 故A 项不符合题意；

B ．图可知，绳子段数为2n =，不计动滑轮及绳自重，忽略摩擦，则拉力：

11200N 100N 22

F G ==?= 故B 项不符合题意；

CD ．绳子自由端移动的速度：

220.4m s 0.8m s v v ==?=绳物

拉力F 的功率：

100N 0.8m s 80W W Fs P Fv t t

====?= 故C 项不符合题意，D 项符合题意。

10．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

B．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＝Gh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,n1＝

2,n2＝3，不计绳重及摩擦，则F甲＝（G+G动）＝×（100N+10N）＝55N，F乙＝（G+G 动）＝×（100N+10N）＝36.7N

η＝可知,η甲＝η乙，故C不正确；D. 拉力做功的功率P＝,由于W总甲＝W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．

11．如图所示，体重为510N的人，用滑轮组拉重500N的物体A沿水平方向以0.02m/s的速度匀速运动．运动中物体A受到地面的摩擦阻力为200N．动滑轮重为20N（不计绳重和摩擦，地面上的定滑轮与物体A相连的绳子沿水平方向，地面上的定滑轮与动滑轮相连的绳子沿竖直方向，人对绳子的拉力与对地面的压力始终竖直向下且在同一直线上，）．则下列计算结果中正确的是

A ．人对地面的压力为400N

B ．绳子自由端受到的拉力大小是100N

C ．人对地面的压力为250N

D ．绳子自由端运动速度是0.06m/s

【答案】A

【解析】

【详解】

由图知，n=2，所以拉力1()1102

F G f N =+=轮地； 所以人对地面的压力510110400F G F N N N =-=-=压；

绳子自由端运动速度20.02/0.04/v m s m s =?=；

【点睛】

本题中有用功应该是克服摩擦力做功，即拉力F 满足1()2

F G f =+轮地．

12．下列关于机械效率的说法正确的是（ ）

A ．越省力的机械，机械效率越高

B ．做功越少的机械，机械效率越低

C ．做功越慢的机械，机械效率越低

D ．总功相同，有用功越大的机械，机械效率越高

【答案】D

【解析】

【详解】

A ．机械效率是有用功与总功的比值，与机械省力与否无关，故A 错误．

B ．机械效率越低，有用功占总功的比例越低，不一定就是做的功少，故B 错误．

C ．做功越慢的机械，功率越小．功率和机械效率是两个不同的概念，二者没有关系，不能说做功越慢的机械，机械效率越低，故C 错误．

D ．由η100%W W 有用总=

?可知，总功相同，有用功越大的机械，机械效率越高，故D 正

确．

13．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。

14．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（ ）

A ．弹簧测力计的拉力是2.4N

B ．物体上升的速度为0.05m/s

C ．弹簧测力计拉力的功率为0.12W

D ．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，利用求拉力做的总功，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 ，物体上升的速度为，故B 正确；n=3，拉力端端移动距离，拉力做的总功为：

；拉力的功率为：，故C 错误；拉力做的有用功为：；滑轮组机械效率为：

。故D 正确；

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。

15．C 点为硬棒AD 的重心，硬棒可绕A 点转动。在棒的B 点施加力F 1，F 1的方向沿OO '线，棒在图所示位置处于静止状态。则

A ．F 1>G

B ．F 1=12G s s

C ．重力的力臂等于S 1

D ．F 1方向沿OO ′线向下

【答案】A

【解析】

【详解】 AB ．由图像可得，A 点到F 1的距离为s 2，若令A 点到重力的距离为s 3，根据杠杆的平衡条件“动力×动力臂=阻力×阻力臂”可知

123F s G s ?=?

可以推出

3

1

2

s

F G

s

=

由于

32

s s

>

可得

1

F G

>

故A选项正确，符合题意，B选项错误，不符合题意；

C．重力的力臂为支点A到重力的距离，重力竖直向下，因此力臂为水平方向，故C选项错误，不符合题意；

D．F1与G在支点同侧，重力方向竖直向下，所以F

１

的方向应该向上，故D选项错误，不符合题意。

16．室内垃圾桶平时桶盖关闭不使垃圾散发异味，使用时用脚踩踏板，桶盖开启．根据室内垃圾桶的结构示意图可确定：（）

A．桶中只有一个杠杆在起作用，且为省力杠杆

B．桶中只有一个杠杆在起作用，且为费力杠杆

C．桶中有两个杠杆在起作用，用都是省力杠杆

D．桶中有两个杠杆在起作用，一个是省力杠杆，一个是费力杠杆

【答案】D

【解析】

图中的垃圾桶有两个杠杆，DEF为一个杠杆，动力臂大于阻力臂属于省力杠杆；ABC为另一个杠杆，动力臂小于阻力臂属于费力杠杆，故答案选D．

点睛：本题考查杠杆的分类，难点是如何从生活中的工具中抽象出杠杆，解题方法是判断省力费力杠杆时从动力臂和阻力臂的大小入手．

17．用如图所示的滑轮组在10s内将300N的重物匀速提升3m，已知动滑轮重30N，不计绳重与摩擦，则

A．利用滑轮组所做的有用功是450J

B．绳子自由端移动的速度是0.9m/s

C．拉力的功率是99W

D．滑轮组的机械效率是80%

【答案】C

【解析】

利用滑轮组所做的有用功：W有=Gh=300N×3m=900J，故A错误；拉力做的功：W总=（G+G

）h=（300N+30N）×3m=990J，拉力的功率：P=W/t=990W10s=99W，故C正确；滑轮组的动

机械效率：η=W有/W总×100%=900J/990J×100%≈90.9%，故D错误；由图可知，n=2，则绳端

移动的距离：s=nh=2×3m=6m，绳子自由端移动的速度：v=s/t=6m/10s=0.6m/s，故B错误，

故选C。

18．如图所示，杠杆上分别放着质量不相等的两个球，杠杆在水平位置平衡，如果两球以

相同速度同时匀速向支点移动，则杠杆

A．仍能平衡

B．不能平衡，大球那端下沉

C．不能平衡，小球那端下沉

D．无法判断

【答案】C

【解析】

【详解】

开始时两球平衡，即力矩相等；当运动时，两球速度相同，则在相同时间内移动的距离相

同，大球的力矩减少的快，则大球力矩会小于小球力矩，杠杆向小球那端下沉．

19．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．杠杆仍能平衡 B．杠杆不能平衡，左端下沉

C．杠杆不能平衡，右端下沉 D．无法判断

【答案】C

【解析】

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：m A gOC=m B gOD，由图知OC＜OD．所以m A＞m B，当向支点移动相同的距离△L时，两边的力臂都减小△L，此时左边的力矩为：m A g（OC-△L）

=m A gOC-m A g△L，

右边的力矩为：m B g（OD-△L）=m B gOD-m B g△L，由于m A＞m B，所以m A g△L＞

m B g△L；所以：m A gOC-m A g△L＜m B gOD-m B g△L．

因此杠杆不能平衡，将向悬挂B物体的一端即右端下沉。

故C正确为答案。

20．利用如图所示的滑轮，在粗糙水平面上匀速拉动物体，下列叙述正确的是（）

A．重力做的功是有用功

B．拉力F1做的功是额外功

C．绳子自由端的拉力F做的功是总功

D．该滑轮的机械效率可能等于100%

【答案】C

【解析】A、由图知，是水平使用动滑轮拉动物体，克服物体受到的摩擦力做的功为有用功，故A错；

B、由图知，是水平使用动滑轮拉动物体，克服物体受到的摩擦力做的功，即拉力F1做的功为有用功，克服绳与动滑轮之间的摩擦、克服动滑轮和绳重而做的功为额外功，故B 错；

C、绳子自由端的拉力F做的功包括有用功、额外功，为总功，故C正确；

D、在拉动物体的过程中要克服绳与动滑轮之间的摩擦、要克服动滑轮和绳重而做一定的额外功，使得有用功小于总功，该滑轮的机械效率总小于100%，故D错．

故选C．