初三物理简单机械专项综合练习题(含答案解析)

一、选择题

1．如图，用滑轮组将600N的重物在10s内匀速提升了2m，动滑轮重为100N（不计绳重和摩擦），下列说法正确的是

A．绳子自由端拉力的功率是70W B．滑轮组的机械效率是85.7%

C．提升重物的过程中所做的额外功是400J

D．提升的重物变成400N时，滑轮组的机械效率将变大 【答案】B 【解析】 【详解】

A．根据图示可知，n=2，不计绳重和摩擦，拉力：

F=

拉力端移动距离：

s=2h=2×2m=4m，

总功：

W总=Fs=350N×4m=1400J，

拉力的功率：

P=

故A错； B．有用功：

W有用=Gh=600N×2m=1200J，

滑轮组的机械效率：

11（G+G轮）=（600N+100N）=350N， 22W总1400J==140W； 10stW有1200Jη==≈85.7%， W总1400J故B正确；

C．提升重物的过程中所做的额外功：

W额=W总﹣W有用=1400J﹣1200J=200J，

故C错；

D．当提升重物的重力减小为400N，做的有用功就变小，而额外功几乎不变，有用功和总功的比值变小，故滑轮组的机械效率变小，故D错；

2．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 一定越高

C．省力越多的机械，机械效率一定越高 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．

D．额外功在总功中所占比例越B．单位时间内做功越多，机械效率

3．如图所示，用滑轮组在4s内将重为140N的物体匀速提升2m，若动滑轮重10N，石计滑轮与轴之间的摩擦及绳重。则在此过程中，下列说法正确的是

A．拉力F为75N

B．绳子自由端向上移动了4m C．滑轮组的机械效率约为93.3%

D．提升200N重物时，滑轮组机械效率不变 【答案】C 【解析】 【详解】

A． 由图可知，n=3，不计摩擦及绳重，拉力： F=

11 （G+G动）=×（140N+10N）=50N，故A错误； 33B．则绳端移动的距离：s=3h=3×2m=6m，故B错误； C．拉力做功：W总=Fs=50N×6m=300J， 有用功：W有用=Gh=140N×2m=280J，

滑轮组的机械效率：=

W有用W总×100%=

280J×100%≈93.3%，故C正确。 300JD． 提升200N重物时，重物重力增加，据=械效率变大，故D错误。

W有用W总GhG==可知滑轮组机GhG动hGG动

4．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=

1f； 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< F1< F3. 故D正确.

5．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F1由150N逐渐变大 C．乙方式的有用功是180J D．乙方式F2的功率为3.6W 【答案】D 【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F1的变化； （3）根据W有用=Gh可求乙方式的有用功； （4）根据公式P=Fv求出乙方式F2的功率。 【详解】

A、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，不计绳重和摩擦，则F211(GG动)(300N60N)120N，故A错误； 33B、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=300N×0.5m150J，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/s×3=0.03m/s，则乙方式F2的功率为：P故选D。

WF2s绳F2v绳120N0.03m/s3.6W，故D正确。 tt

6．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．

7．用如图所示滑轮组提起重G=320N的物体，整个装置静止时，作用在绳自由端的拉力

F=200N，则动滑轮自身重力是（绳重及摩擦不计）

A．120N B．80N C．60N D．无法计算 【答案】B 【解析】 【详解】

由图可知，n=2，由题知，G物=320N，F=200N， ∵不考虑绳重和摩擦，即：

∴动滑轮重：G轮=80N．

，

，

8．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F1和F2， 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 【解析】 【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F1和F2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F1 和F2 的大小相等，由平衡条件知道，力与力臂乘积的大小关系是： F1 ×OC＜F2 ×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。

9．如图所示的装置中,物体A重100N,物体B重10N,在物体B的作用下,物体A在水平面，上做匀速直线运动，如果在物体A上加一个水平向左的拉力F,拉力的功率为30W，使物体B匀速上升3m所用的时间为（不计滑轮与轴之间的摩擦，不计绳重）

A．1s B．2s C．3 s D．4s 【答案】B

【解析】分析：（1）物体A在物体B的作用下向右做匀速直线运动，A受到的摩擦力和挂钩的拉力是一对平衡力，可求出摩擦力。

（2）拉动A向左运动，A受到水平向左的拉力F和水平向右的摩擦力、挂钩的拉力三力平衡，可求出拉力。

（3）利用滑轮组距离关系，B移动的距离是A移动距离的3倍，求出A移动的距离，则拉力所做的功为

，再利用

求出做功时间。

解答：不计滑轮与轴之间的摩擦、不计绳重和滑轮重，物体A在物体B的作用下向右做匀速直线运动时，

不变，摩擦力的方向向右，此时受力如图：

。拉动A向左运动时，A受到向右的拉力

；

功：故选：B。

，则

。

，因此拉力F做

，所用时间为

【点睛】此题注意分析滑轮组的绳子段数，确定所使用的公式，做好受力分析是解题关键。

10．用图所示装置提升重为350 N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200 N C．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； B．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：

FGG轮350N50N200N，故B正确； 22C．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：



W有用W总Gh350N100%100%87.5%，故D错误。

350N50NGG轮h11．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（ ）

A．5N 【答案】B 【解析】 【分析】 杠杆的平衡条件 【详解】

B．10N C．20N D．40N

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

G×0.8m=20N×0.4m

解得：

G=10N

12．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）＝×（100N+10N）＝36.7N动

＝W总乙,即F甲做的功等于F乙做的功，故B不正确；C. 由于W甲有＝W乙有,W总甲＝W总乙,根据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．

13．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F1＝G；B. 根据勾股定理知h＝示,由图可知

＝3m,图中为斜面,F2×5m＝G×3m,得到F2＝0.6G；C. 如图所，由杠杆平衡条件可得：F3×L2＝G×LG,拉力F3＝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。

14．内有少量饮料的罐子可以斜放在水平桌面上保持平衡．下列四个图中，能正确表示饮料罐（含饮料）所受重力的示意图是（ ）

A． B．

C． D．

【答案】A 【解析】 【详解】

重力的方向始终竖直向下，故CD错误；

根据题意，内有少量饮料的罐子可以斜放在水平桌面上保持平衡，根据杠杆的平衡条件知，只有重力的作用线经过支点时，罐子才会保持平衡，故A正确，B错误． 故选A． 【点睛】

关键是根据杠杆的平衡条件分析，理解当一个力通过支点时，此力的力臂为零，对杠杆起不到任何作用，即原来平衡的杠杆会仍然平衡．

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F1，F1的方向沿OO'线，棒在图所示位置处于静止状态。则

A．F1>G

C．重力的力臂等于S1 【答案】A 【解析】 【详解】

s1B．F1=G

s2D．F1方向沿OO′线向下

AB．由图像可得，A点到F1的距离为s2，若令A点到重力的距离为s3，根据杠杆的平衡条件“动力×动力臂=阻力×阻力臂”可知

F1s2Gs3

可以推出

F1由于

s3G s2s3s2

可得

F1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F１的方向应该向上，故D选项错误，不符合题意。

16．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F1l1=F2l2，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．

17．如图所示的滑轮组上:挂两个质量相等的钩码A B,放手后将出现的现象是（忽略滑轮重,绳重及摩擦） （ ）

A．A下降 B．B下降 C．保持静止 D．无法确定 【答案】A

【解析】分析：利用动滑轮、定滑轮的省力特点分析解答此题。定滑轮只能改变力的方向，不能省力，动滑轮可以省一半的力。

解答：B所在的滑轮为动滑轮，动滑轮省一半的力，A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B拉起只需A重力的一半即可，所以A下降，B上升。 故选：A。

【点睛】此题考查了动滑轮、定滑轮的省力特点，难点是判断动滑轮和定滑轮，属于基础题目。

18．物体做匀速直线运动，拉力F=60N，不计滑轮间的摩擦和动滑轮的自重，则物体受到的摩擦力是

A．60 N B．120 N C．20 N D．180 N 【答案】D 【解析】 【分析】

分析滑轮组的动滑轮绕绳子的段数，不计滑轮间的摩擦和动滑轮的自重，根据物体受到的摩擦力。 【详解】

得到

从图中得到动滑轮上的绳子段数为3，不计滑轮间的摩擦和动滑轮的自重，物体受到的摩60N=180N。 擦力：f=3F=3×故选D。 【点睛】

本题考查滑轮组的特点，解决本题的关键要明确缠绕在动滑轮上的绳子的段数。

19．如图所示，在水平拉力F作用下，使重40N的物体A匀速移动5m，物体A受到地面的摩擦力为5N，不计滑轮、绳子的重力及滑轮与绳子间的摩擦，拉力F做的功为

A．50J B．25J C．100J D．200J 【答案】B 【解析】 【详解】

如图所示，是动滑轮的特殊用法，拉力是A与地面摩擦力的2倍， 故

；

物体A在水平方向上匀速移动5m， 则拉力移动的距离：拉力F做的功：故选B．

，

．

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有用W总W有W有W额GhG求得动滑轮的重力，再计算G物=12N时弹

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有用W总W有W有W额GhG，

GhG动hGG动12N 80%， 即：

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：F11（G物G动）（12N3N）5N，故B正确； 33D、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额G轮h，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。