九年级物理简单机械试题经典及解析.docx

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九年级物理简单机械试题经典及解析

九年级物理简单机械试题经典及解析

一、简单机械选择题

1．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。

2．在生产和生活中经常使用各种机械，使用机械时

A．功率越大，做功越快

B．做功越多，机械效率越高

C．做功越快，机械效率越高

D．可以省力、省距离，也可以省功

【答案】A

【解析】

【分析】

（1）功率是表示做功快慢的物理量，即功率越大，做功越快；

（2）机械效率是表示有用功所占总功的百分比；即效率越高，有用功所占的比例就越大；

（3）功率和效率是无必然联系的；

（4）使用任何机械都不省功．

【详解】

A．功率是表示做功快慢的物理量，故做功越快功率一定越大，故A正确；

B．机械效率是表示有用功所占总功的百分比，故做功多，而不知道是额外功还是有用功，所以无法判断机械效率，故B错误；

C．由于功率和效率没有直接关系，所以功越快，机械效率不一定越高，故C错误；

D．使用任何机械都不省功，故D错误．

故选A．

3．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150JB．总功一定是250J

C．动滑轮重一定是100ND．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=G轮h，据此求动滑轮重；

不计摩擦和绳重，根据F=

（G物+G轮）求拉力大小．

【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有=Gh=150N×1m=150J，由η=

，得：

W总=

=

=250J，因此，W额=W总-W有=250J-150J=100J；因为不计绳重和摩擦，W额=G轮h，所以动滑轮重：

G轮=

=

=100N，拉力F的大小：

F=

（G物+G轮）=

（150N+100N）=

N；对右图滑轮组，承担物重的绳子股数n=2，对物体做的有用功：

W有=Gh=150N×1m=150J，由η=

，得：

W总=

=

=250J，所以W额=W总-W有=250J-150J=100J；因为不计绳重和摩擦，W额=G轮h，因此动滑轮重：

G轮=

=

=100N，拉力F的大小：

F=

（G物+G轮）=

（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．

4．为探究杠杆平衡条件，老师演示时，先在杠杆两侧挂钩码进行实验探究，再用弹簧测力计取代一侧的钩码继续探究（如图），这样做的目的是（）

A．便于直接读出拉力的大小                                    

B．便于同学们观察实验

C．便于正确理解力臂                                              

D．便于测量力臂的大小

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】

从支点到力的作用线的距离叫力臂，在杠杆两侧挂钩码，由于重力的方向是竖直向下的，力臂在杠杆上可以直接读出，当用弹簧测力计倾斜时，拉力不再与杠杆垂直，这样力臂会发生变化，相应变短，由杠杆的平衡条件知道，力会相应增大，才能使杠杆仍保持平衡，所以这样做实验可以加深学生对力臂的正确认识，故C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

，故A错误；

B、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：

，故D正确。

故选D。

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：

，

由此可得动滑轮的总重是：

，

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：

，

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：

，

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．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，右端下沉

C．杠杆不能平衡，左端下沉

D．无法判断

【答案】C

【解析】

【详解】

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：

mAgOC=mBgOD，由图示可知，OC＞OD．所以mA＜mB，

当向支点移动相同的距离△L时，两边的力臂都减小△L，此时左边为：

mAg（OC﹣△L）=mAgOC﹣mAg△L，

右边为：

mBg（OD﹣△L）=mBgOD﹣mBg△L，由于mA＜mB，所以mAg△L＜mBg△L；

所以：

mAgOC﹣mAg△L＞mBgOD﹣mBg△L．

因此杠杆将向悬挂A物体的一端即左端倾斜．

故选C．

8．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．

9．小勇体重600N，利用如图所示的滑轮组在10s内使物体A匀速上升5m．已知物体A重为800N，小勇作用在绳端的拉力大小为500N，在此过程中，下列说法正确的是

A．水平地面对小勇的支持力做功为6000J

B．小勇做的有用功为3000J

C．小勇拉力的功率为250W

D．此滑轮组的机械效率为80%

【答案】D

【解析】

水平地面对小勇的支持力与小勇运动的方向是垂直的，支持力不做功，故A错；小勇做的有用功就是克服物体的重力做的功W有=Gh=800N×5m=4000J，故B错；小勇做的总功为W总=Fs=500N×10m=5000J，拉力的功率为P=W总/t=5000J/10s=500W，故C错；滑轮组的机械效率为η=W有/W总=4000J/5000J=80%，故D正确；应选D．

10．如图，O为拉杆式旅行箱的轮轴，OA为拉杆．现在拉杆端点A处施加一竖直向上的力F，使箱体从图示位置绕O点缓慢逆时针转至接近竖直位置．则力F的大小

A．一直变大B．始终不变

C．一直变小D．先变小后变大

【答案】B

【解析】

【详解】

由题意可知，箱体的重力不变，也就是杠杆的阻力大小不变，动力F竖直向上，重力G竖直向下，这两个力的方向始终平行，根三角形的相似性可知，动力臂与阻力阻的比值是不变的，根据杠杆的平衡条件可知动力与阻力的比值也是不变的，由于阻力不变，所以动力F的大小是始终不变的，故应选B．

11．质量为60kg的工人用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼．已知工人在1min内将货物匀速提高6m，作用在钢绳的拉力为400N，滑轮组的机械效率随货物重力的变化如图乙所示（机械中摩擦和绳重均不计）．下列说法正确的是

A．作用在钢绳上的

拉力的功率为400W

B．动滑轮的重力为200N

C．人对绳子的最大拉力为1000N

D．该滑轮组的最大机械效率为83.3%

【答案】B

【解析】

【分析】

（1）由图可知，n=3，则绳端移动的距离

，利用

求拉力做的功，再利用

求拉力的功率；

（2）由图乙可知，物重G=300N时，滑轮组的机械效率η=60%，利用

求拉力；因机械中摩擦力及绳重忽略不计，拉力

，据此求动滑轮重力；

（3）该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，绳子的最大拉力等于工人的重力；

（4）利用

求提升的最大物重，滑轮组的最大机械效率

.

【详解】

（1）由图可知，n=3，则绳端移动的距离：

，

拉力做的功：

，

拉力的功率：

，故A错；

（2）由图乙可知，物重G=300N时，滑轮组的机械效率η=60%，

根据

可得：

拉力

，

因机械中摩擦力及绳重忽略不计，则

，

所以，

，故B正确；

（3）该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，绳子的最大拉力：

，故C错；

（4）由

可得，提升的最大物重：

，

机械中摩擦和绳重均不计，则滑轮组的最大机械效率：

，故D错．

故选B．

12．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＞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】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，

，并且可以改变力的方向。

乙为动滑轮，

，由题知，G动=20N＜G，因此

。

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，所以使用动滑轮做的总功多，由

可知，定滑轮的机械效率高，所以

，故C正确为答案，选项ABD错误。

13．如图所示，每个滑轮的重力相等，不计绳重和摩擦力，G1＝60N，G2＝38N，甲乙两种情况下绳子在相等拉力F作用下静止。

则每个动滑轮的重力为（　　）

A．3NB．6NC．11ND．22N

【答案】B

【解析】

【分析】

分析可知滑轮组承担物重的绳子股数n，不计绳重和摩擦力，拉力F＝

（G+G轮），因为拉力相同，据此列方程求动滑轮的重力。

【详解】

由图知，承担物重的绳子股数分别为：

n1＝3，n2＝2，滑轮的重力相等，设动滑轮的重力为G轮，不计绳重和摩擦力，则拉力分别为：

F1＝

（G1+G轮），F2＝

（G2+G轮），

由题知F1＝F2，所以

（G1+G轮）＝

（G2+G轮），即：

（60N+G轮）＝

（38N+G轮），

解答动滑轮的重力：

G轮＝6N。

故选：

B。

14．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

，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．

15．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．

16．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．

17．如图所示，可绕O点转动的轻质杠杆，在D点挂一个重为G的物体M．用一把弹簧测力计依次在A、B、C三点沿与圆O相切的方向用力拉，都使杠杆在水平位置平衡，读出三次的示数分别为F1、F2、F3，它们的大小关系是

A．F1=F2=F3=G

B．F1＜F2＜F3＜G

C．F1＞F2＞F3＞G

D．F1＞F2=F3=G

【答案】A

【解析】

【分析】

利用杠杆平衡条件分析，当阻力和阻力臂不变时，如果动力臂不变，只改动用力方向，其动力不变，据此分析解答。

【详解】

设拉力的力臂为L，则由题意可知，当杠杆在水平位置平衡时：

G×OD=F×L

由此可得：

因为G，OD不变，OD=L=r，故F=G，由于F1、F2、F3的力臂都为圆的半径都相等，所以得：

F1=F2=F3=G。

故选：

A。

18．用四只完全相同的滑轮和两根相同的绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，在绳自由端用大小分别为F1和F2的拉力，将相同的物体匀速提升相同的高度。

若不计绳重和摩擦，下列说法不正确的是（）

A．F1大于F2

B．F1和F2做的功一定相等

C．甲、乙的机械效率不相等

D．绳子自由端移动的距离不相等，物体运动时间可能相等

【答案】C

【解析】

【详解】

A．不计绳重及摩擦，因为拉力：

F=（G物+G轮）/n，n1=2，n2=3，

所以绳子受的拉力：

F1=（G物+G轮）/2，F2=（G物+G轮）/3，

所以

F1＞F2，

故A正确；

B．不计绳重及摩擦，拉力做的功：

W1=F1s1=（G物+G轮）/2×2h=（G物+G轮）h

W2=F2s2=（G物+G轮）/3×3h=（G物+G轮）h

所以

W1=W2，

故B正确。

C．因为动滑轮重相同，提升的物体重和高度相同，

W额=G轮h，W有用=G物h，

所以利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同，总功相同，因为

η=W有用/W总，

所以滑轮组的机械效率相同，故C错误；

D．因为绳子自由端移动的距离

s=nh，n1=2，n2=3，

提升物体的高度h相同，所以

s1=2h，s2=3h，

所以

s1≠s2，

故D正确；

19．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

可知，有用功相同时，总功越大的，机械效率越小；

所以选D．

20．如图所示，滑轮组的每个滑轮质量相同，用它们将重为G1、G2的货物提高相同的高度（不计绳重和摩擦），下列说法正确的是

A．用同一个滑轮组提起不同的重物，机械效率不变

B．若G1＝G2，则甲的机械效率大于乙的机械效率

C．若G1＝G2，则拉力F1与F2所做的总功相等

D．若G1＝G2，则甲、乙滑轮组所做的额外功相等

【答案】B

【解析】

【分析】

（1）同一滑轮组提起重物不同时，所做的额外功相同，有用功不同，根据机械效率为有用功和总功的比值判断滑轮组机械效率是否变化；

（2）滑轮组所做的总功为克服物体的重力和动滑轮重力所做的功，根据W＝Gh比较两者所做总功之间的关系；

（3）滑轮组所做的有用功为克服物体重力所做的功，根据W＝Gh比较两者的大小，再根据机械效率为有用功和总功的比值比较两者机械效率之间的关系；

（4）根据W＝Gh比较有用功的大小．

【详解】

A．用同一个滑轮组提起不同的重物时，额外功不变，但有用功不同，有用功和总功的比值不同，则滑轮组的机械效率不同，故A错误；

BC．若G1=G2，且货物被提升的高度相同，根据W有=G物h可知，两滑轮组所做的有用功相等；

不计绳重和摩擦，拉力所做的总功为克服物体重力和动滑轮重力所做的功，因甲滑轮组只有1个动滑轮（即动滑轮重更小），所以由W总=（G物+G动）h可知，甲滑轮组做的总功小于乙滑轮组做的总功，由

可知，甲滑轮组的机械效率高，故B正确，C错误；

D．两物体被提升的高度相同，动滑轮的重力不同，根据W=G动h可知，甲、乙滑轮组所做的额外功不相等，故D错误．

故选B．

【点睛】

涉及机械效率的问题时，关键是要清楚总功、有用功、额外功都在哪，特别要清楚额外功是对谁做的功，使用滑轮或滑轮组时，额外功为提高滑轮做的功、克服摩擦及绳子重做的功．