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专题 08 机械能和简单机械（测试）
满分 100分 时间 60分钟
一、选择题（本大题共12小题，每小题3分，共36分。每小题只有一个选项正确）
1. 如图所示，舰载机既要在航母上起飞，又要在航母上降落。下列说法正确的是（ ）
A．舰载机加速升空的过程中，它的机械能不变
B．舰载机的着舰速度越快，它的惯性越大
C．舰载机着舰时，减速运动，其运动状态发生改变
D．空中加油机对匀速飞行的舰载机加油过程中，舰载机动能不变
【答案】C
【详解】A．舰载机加速升空的过程中，重力势能增加，动能增加，它的机械能变大，故A错误；
B．质量是物体惯性大小的唯一量度，舰载机的着舰虽然速度越快，它的惯性不变，故B错误；
C．运动状态变化指的是物体的速度变化，舰载机着舰时，减速运动，受到阻力作用，其运动状态发
生改变，故C正确；
D．空中加油机对匀速飞行的舰载机加油过程中，舰载机的质量变大，速度不变，舰载机动能变大，
故D错误。
故选C。
2. 如图所示，某大学生特种兵式旅游南昌的过程中，打卡“南昌之星”摩天轮的情景。摩天轮在竖直
平面内做匀速圆周运动（摩天轮转动的速度大小不变），当摩天轮中的游客从最低点向最高点运动的过程
中，下列说法正确的是（ ）
A．游客的机械能不变 B．游客的重力势能不变
C．游客的机械能增大 D．游客的动能减小
【答案】C
【详解】当摩天轮中的游客从最低点向最高点运动的过程中，质量和速度不变，因此动能不变，高度
升高，重力势能增大，机械能为动能和势能之和，因此游客的机械能增大。故ABD错误，C正确。
故选C。
3. 在2025年阳江中考体育考试中有一个排球选项，如图所示，是八年级学生小明在练习“跳发球”，
可简化为小明“抛球、腾空、击球、落地”四个过程，其中运动员对排球做功的过程有（ ）A．小明拿着球往上抛球一小段距离 B．小明跳起腾空做出要击球动作
C．小明击球过程手刚碰到球瞬间 D．小明完成击球过程后落地
【答案】A
【详解】A．拿着球向上抛，手对球施加了力，球在力的方向上移动了距离，手对球做了功。故A符
合题意；
B．此时小明未对球施加力，所以没有对球做功。故B不符合题意；
C．手刚碰到球时，球未在力的方向上移动距离，所以没有对球做功。故C不符合题意；
D．完成击球后，手不再接触球，不再对球施加力，不再对球做功。故D不符合题意。
故选A。
4. 2023年5月10日，搭载天舟六号货运飞船的长征七号遥七运载火箭在我国文昌航天发射场点火发
射，约10分钟后，船箭成功分离并进入预定轨道绕地球飞行，发射取得圆满成功。下列说法正确的是（
）
A．天舟六号飞船进入预定轨道后将不受地球吸引
B．天舟六号飞船进入轨道后绕地飞行的过程中处于平衡状态
C．发射过程中火箭的机械能不守恒
D．火箭加速升空时，火箭的动能转化为重力势能
【答案】C
【详解】A．天舟六号飞船进入预定轨道后将绕地球飞行，会受到地球吸引，故A错误；
B．天舟六号飞船进入轨道后绕地飞行的过程中，运动方向不断变化，处于非平衡状态，故B错误；
CD．火箭发射时，将内能转化为火箭的机械能，火箭的机械能增大，动能和重力势能都增加，并不是
动能转化为重力势能，火箭的机械能不守恒，故C正确，D错误。
故选C。
5. 计时结束瞬间毽子被踢后，上升和下落到地面的过程中，曾经经过M、N两点，毽子在这两点的动
能和重力势能如表格所示，则毽子（ ）
M点 N点动能/J 0.1 0.6
重力势能/J 0.5 0.2
A．在M点的速度比N点大 B．在N点的机械能比M点大
C．在M点一定处于上升阶段 D．在N点一定处于下降阶段
【答案】B
【详解】A．同一毽子的质量不变；由表中数据可知，毽子在M点的动能较小，所以在M点的速度较
小，故A不符合题意；
B．由表中数据可得，在M点的机械能等于0.1J+0.5J=0.6J
在N点的机械能等于0.6J+0.2J=0.8J
所以在N点的机械能比M点的大，故B符合题意；
CD．N点的机械能比M点的大，存在机械能损失，说明小球先后经过N、M两点；N点的重力势能比
M点的小，说明M点位置比N点高；毽子在上升过程中，速度减慢，动能减小；毽子在下降过程中，速度
增大，动能增大；由表中数据知道，N点动能大于M点的动能，M点比N点高，且M点出现在N点之后，
所以N点不可能处于下降状态，则N点一定处于上升阶段，M点可能在上升阶段，也可能在下降阶段，故
CD不符合题意。
故选B。
6. 公元前400多年，墨子所著《墨经》中有大量的物理知识，其中包括杠杆原理，比阿基米德还早
两百多年。墨子将阻力臂叫“本”，动力臂叫“标”。下列杠杆属于“本短标长”的是（ ）
A． 钢丝钳 B． 食品夹 C． 钓鱼竿 D． 筷子
【答案】A
【详解】A．根据题意可知，“本短标长”是指动力臂长，阻力臂短，属于省力杠杆；钢丝钳在使用
过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A符合题意；
B．食品夹在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故B不符合题意；
C．钓鱼竿在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故C不符合题意；
D．筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故D不符合题意。
故选A。
7. 600N的人站在跷跷板某一位置时，跷跷板处于如图所示的平衡状态．忽略跷跷板自重和转动的摩
擦，以下说法正确的是（ ）A．球的质量约为200N
B．球的质量约为120 kg
C．使跷跷板平衡的力是球的压力和人的重力
D．当人往中点O走时，跷跷板右端下降
【答案】D
【详解】AB．如图所示：
由图推断，L ≈3 L ，跷跷板处于平衡状态，由杠杆平衡条件知GL ＝GL
OB OA 1 OA 2 OB
球的重力
球的质量
故AB错误；
C．使杠杆平衡的力是人对杠杆的压力以及球对杠杆的压力，故C错误；
D．由题图可知当人往O点走时，动力和阻力不变，但是L 减小了，使得GL ＜GL ，所以跷跷
OA 1 OA 2 OB
板右端下降，故D正确。
故选D。
8. 如图所示，小球从M点由静止沿粗糙轨道开始运动，到达P点时离开轨道，球在空中上升至最高
点N后开始下落，经过Q点。O、P处在同一水平高度。下列说法正确的是（ ）
A．O、P两点的动能相同
B．小球到达的最高点N与M点高度相同
C．小球从M到O的过程，重力势能转化为内能和动能
D．从P到Q的过程，小球的重力势能转化为动能，再由动能转化为重力势能
【答案】C
【详解】A．小球从M点由静止沿粗糙轨道开始运动，在轨道上运动过程中要克服摩擦阻力做功，有
部分机械能转化为内能，因此球到达P点的机械能一定小于在O点的机械能，O、P处在同一水平高度，
小球的重力势能相等，则小球在P点的动能一定小于在O点的动能，故A错误；B．小球从M点由静止沿粗糙轨道开始运动，小球在M点只有重力势能，在M点到P的过程中部分机
械能转化为内能，使得P点的机械能小于M点的重力势能；小球上升至最高点N时，仍水平方向飞行，既
有动能又有重力势能，小球到达的最高点N的重力势能小于P点的机械能，所以小球到达的最高点N的重
力势能小于M点的重力势能，小球质量不变，所以小球到达的最高点N的高度小于M点的高度，故B错
误；
C．小球在M点只有重力势能，小球从M到O的过程中，小球在轨道上运动过程中要克服摩擦阻力做
功，小球的重力势能有一部分机械能转化为内能，还有一部分转化为小球的动能，故C正确；
D．忽略空气阻力，小球从N点到Q点机械能守恒。小球在P点时离开轨道冲到空中，说明小球在P
点具有动能，随着高度的增加，重力势能增大，小球的动能转化为重力势能，下落过程中，动能增大，高
度降低，重力势能减小，重力势能转化动能，故D错误。
故选C。
9. 如图1，小明分别使用甲、乙两种机械匀速提升物体M（绳长不变），做功情况如图2，则
（ ）
A．甲的总功大于乙 B．甲的机械效率等于乙
C．甲的机械效率高于乙 D．甲提升M的高度小于乙
【答案】C
【详解】A．由图2可知，甲和乙的有用功相同，甲的额外功小于乙的额外功，由因
所以甲的总功小于乙，故A不符合题意；
BC．因 ，甲乙有用功相同，且
故甲的机械效率大于乙的机械效率，故B不符合题意，C符合题意；
D．因W =Gh，物体M重力一定，甲乙有用功相同，因此甲提升M的高度等于乙，故D不符合题
有用
意。
故选C。
10. 如图所示，AB为一可绕O点转动的杠杆，在A端通过绳子作用一个拉力F，使杠杆平衡，保持重
物不动，而使绳绕A点沿图中虚线从竖直位置C顺时针缓慢转动到D位置，则以下判断正确的是（
）A．F变大 B．F变小 C．F不变D．无法判断
【答案】A
【详解】根据杠杆平衡条件可知，阻力与阻力臂的乘积等于动力与动力臂的乘积。由题意可知，阻力
与阻力臂不变，当使绳绕A点沿图中虚线从竖直位置C顺时针缓慢转动到D位置时，动力臂变小，根据杠
杆平衡条件可知，动力变大，即F变大。故A正确，BCD错误。故选A。
11. 如图所示，用F=250N的拉力，把重G=400N的物体在10s内匀速提升2m，不计绳重和摩擦，则
（ ）
A．拉力做的有用功为500J B．拉力的功率为50W
C．滑轮组的机械效率为80% D．增大提升重物的高度，可以提高该滑轮组的机械效率
【答案】C
【详解】A．对物体所做的有用功为W =Gh=400N×2m=800J
有用
故A不符合题意；
BC．由图可知，与动滑轮相连的绳子股数n=2，绳端移动的距离为s=nh=2×2m=4m
拉力所做的总功为W =Fs=250N×4m=1000N
总
拉力的功率为
滑轮组的机械效率为
故B不符合题意，C符合题意；
D．滑轮组的效率为
由上式可知，滑轮组的机械效率的高低与重物的上升的高度无关，故D不符合题意。故选C。
12. 如图所示，小慧分别使用甲、乙两种机械匀速直线提升物体，且物体上升的高度h相同，其中M
物体受到的重力是10N，N物体受到的重力是5N。 测得拉力如表所示。 根据上述信息，以下说法正确的
是（ ）
F F
甲 乙
5. 5N 8N
A．使用甲、乙提升物体时一定省力
B．甲与乙的绳子自由端移动的距离相等
C．使用乙提升物体既可以省力，也可以省功
D．由于不知道h的大小，无法计算甲、乙的机械效率
【答案】B
【详解】A．如图甲所示，N物体的重力为5N，而甲装置用的拉力是5.5N，故使用甲并没有省力，故
A错误；
B．由于物体上升的高度h相同，都有两段绳子分担动滑轮重，故绳子移动的距离为
s =nh =2h
绳 物
故B正确；
C．使用任何机械，额外功不可避免，故总功大于有用功，都不能省功，故C错误；
D．甲、乙的机械效率
故D错误。
故选B。
二、作图、填空题（每空1分，共25分）
13. 如图甲所示为我国古代劳动人民舂米的情景，图乙是工作示意图，请在图乙中作出力F 的力臂l
1 1
和A端受到的阻力F 的示意图。
2【答案】见下图。
【详解】从支点O向动力F 的作用线作垂线段，垂线段的长即为其力臂l；动力F的作用是使杠杆沿逆
1 1
时针方向转动，而阻力F 的作用是阻碍其转动，所以F 的方向竖直向下，作用点在A点，如图所示：
2 2
14. 如图是在北京冬奥会的滑雪项目中运动员正在斜坡上下滑的情景，下滑过程中，运动员的质量将
，动能将 （以上两空均选填“变大”“变小”或“不变”），该过程主要是运动员的 能转
化为动能。
【答案】 不变 变大 重力势
【详解】质量是物体所含物质的多少，不随位置的改变而改变，因此下滑过程中，运动员的质量不变。
运动员下滑过程中质量不变，速度变大，动能将变大；运动员的质量不变，高度变低，重力势能变小，
该过程主要是运动员的重力势能转化为动能。
15. 图是一座高山的等高线图（即等高线上每点的高度均相同），若质量为60千克的登山运动员从B
点匀速到达A点时，运动员的动能 ，重力势能 （以上两空均选填“增加”“不变”或“减
小”）；登山运动员的重力做了 焦的功。【答案】 不变 减小 5.88×105
【详解】登山运动员从B点匀速到达A点时，质量不变、速度不变，动能不变。
由图知道，B点比A点的高度大，从B点到A点过程中，高度减小、质量不变，其重力势能减小。
A、B两点的高度差h＝2000m﹣1000m＝1000m
重力做功W＝Gh＝mgh＝60kg×9.8N/kg×1000m＝5.88×105J
16. 如图是过山车在A、B、C、D点的动能和重力势能大小的示意图，过山车从A点到B点过程中，
动能 ，重力势能 。（两空选填“增大”、“不变”或“减小”）；A、D两点中，过山
车在 点时的机械能大。
【答案】 增大 减小 A
【详解】由图1知，过山车从A点到B点过程中，动能增大，重力势能减小。
A点处动能和势能之和大于D点动能和势能的和，所以，过山车在A点时的机械能大。
17. 古代挑夫搬运货物的情景如图甲所示，简化成图乙中杠杆AB，移动货物，可使点C在AB间移动，
杆水平静止，忽略杆重。
（1）挑夫1对杆的支持力为F，绳子对杆的拉力为F，方向均在竖直方向，F 的方向与支点O如图
1 2 1
乙所示。 请在图乙中画出F 的示意图及F 的力臂l；______
2 2 2
（2）图乙中，杆保持水平静止，要使挑夫1对杆竖直向上的支持力变小，以下方法一定可行的有
。
A． 其他条件不变，只减小货物的重量
B． 其他条件不变，只把货物向B端移动
C． 其他条件不变，只有挑夫1靠近货物
D． 其他条件不变，只把货物移到AB的正中间位置【答案】 见下图 AB
【详解】（1）绳子阻碍杠杆顺时针转动，故绳子对杠杆的力是向下的，是阻力F，故过支点做阻力
2
的作用线的垂线，即为力臂，故如图所示：
（2） A．根据杠杆平衡条件，Fl=Fl 可知，其他条件不变，只减小货物的重量，Fl 的乘积减小，
11 22 22
动力臂不变，故动力变小，故挑夫1对杆竖直向上的支持力变小，故A符合题意；
B．其他条件不变，只把货物向B端移动，动力臂不变，阻力臂减小，则Fl 乘积减小，动力变小，
22
故B符合题意；
C．其他条件不变，只有挑夫1靠近货物，则动力臂减小，阻力臂不变，阻力不变，Fl 不变，故动力
22
需要增大，故C不符合题意；
D．其他条件不变，只把货物移到AB的正中间位置，增大了阻力臂，阻力与阻力臂的乘积变大，动
力臂不变，故动力变大，故D不符合题意。
故选AB。
18. 如图所示，工人们用相同的滑轮组装成不同的滑轮组A、B，提起等重的建材升高相同的高度，不
计摩擦和绳重，拉力做的有用功W W，两滑轮组的机械效率η η ；若拉力移动的速度相同，
1 2 A B
则拉力的功率P P（均选填“>”、“<”或“=”）。
1 2
【答案】 = = <
【详解】提起等重的建材升高相同的高度，由W=Gh得到有用功相同，即W=W
1 2
不计摩擦和绳重，因滑轮相同，上升高度h相同，由W=G h可知额外功W 相同，因为
动 额
W =W +W
总 有 额W
所以总功相同，根据η= 有 可知，两装置的机械效率相同，即η =η
W A B
总
由图可知，A图中滑轮组的动滑轮绕3段绳，B图中滑轮组的动滑轮绕2段绳，不计摩擦和绳重，A
图中拉力
B图中拉力
所以F
