简单机械专项综合练习卷(解析版

1、简单机械专项综合练习卷（解析版）一、选择题1.如图，0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 0点缓慢逆时针转至接近竖直位置.则力 rAF的大小A. 直变大C. 一直变小【答案】B【解析】B.始终不变D.先变小后变大【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竖直向上，重力 G竖F的大小是始终不变的，故应选B .2.小勇体重600N,利用如图所示的滑轮组在10s内

2、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6000JB. 小勇做的有用功为 3000JC. 小勇拉力的功率为 250WD. 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=800NX5m=4000J，故B错；小勇做的总功为 W总=Fs=500NX10m=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 沪W有/W总=4000J

3、/5000J=80%，故D正确；应选 D .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rA. 拉力F为75NB. 绳子自由端向上移动了C. 滑轮组的机械效率约为4m93.3%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，1 、F= （G+G 动）3n=3，不计摩擦及绳重，拉力：1=x( 140N+10N ) =50N，故 A 错误;3B .则绳端移动的距离：s=3h=3 X 2m=6m，故B错误；C.拉力做功： W总=Fs=50N X 6m=300J ,有

4、用功： W有用= Gh=140N X 2m=280J,有用2801X 100%= X 100% 93.3% 故 C 正确。W 总300J滑轮组的机械效率:D .提升200N重物时，重物重力增加，据W有用WfeGh G 动 h G G 动GhG可知滑轮组机械效率变大，故 D错误。300J的有用功，100J的额外4. 如图所示，工人利用动滑轮吊起一袋沙的过程中，做了 功，则该动滑轮的机械效率为()A. 75% B. 66. 7% C. 33. 3% D. 25%【答案】A【解析】试题分析：由题意可知，人所做的总功为W ,PW有+W额=300J+100J=400J故动滑轮的机械效率为 n =Wr/W

5、 总=300J/400J=75%,故应选 A。【考点定位】机械效率5. 下列关于功率和机械效率的说法中，正确的是（做功一定多 效率一定高 功率一定大 功率一定大A. 功率大的机械，B. 做功多的机械，C. 做功快的机械，D. 效率高的机械，【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C6. 用如图所示的滑轮组拉动水平地

6、面上重1000N的物体A,使物体A在4s内匀速前进了4m,物体A受到地面的摩擦力f=300N,所用拉力F=120N,忽略绳重、滑轮重及绳与滑轮 间的摩擦.下列说法中正确的是A.绳子自由端在 4s内移动了 8m HC.物体A克服摩擦力做的功为 480J 【答案】D【解析】B.物体A重力做功的功率为 1000WD.滑轮组的机械效率约为83.3%【详解】A. 由题图可知，承担物体拉力的绳子的股数 绳子自由端在 4s内移动了 s绳子=3X 4m=12mkn=3,因此物体A在4s内匀速前进了 4m，则 故A错误。B. 物体在重力方向上没有做功，所以物体A重力做功的功率为 0，故B错误。C. 物体A克服摩

7、擦力做的功 W有用=fs=300NX 4m=1200J,故C错误。D. 由题可知：物体 A克服摩擦力做的功 W有用=fs=300NX 4m=1200J,拉力F所做的总功 W总=Fs绳子=120NX 12m=1440J,所以滑轮组的机械效率 100% 醜 100% 83.3%，故D正确为答案。7. 如图所示，用手沿竖直方向匀速拉一个动滑轮，使挂在下面重为G的物体缓缓上升，动滑轮的重力不可忽略现改变物体的重力 G,则动滑轮的机械效率 n与物体重力G的关 系可能符合下列图中的I /1.1C.A.B.f?【答案】B【解析】【详解】动滑轮的重力不可忽略，则克服动滑轮的重和绳与滑轮间的摩擦所做的功为额外功

8、，从摩 擦角度考虑，随着物体重力的增加，滑轮与绳子间摩擦会一定程度增大；同时，物重增 大，有用功逐渐增大，有用功占总功的比值在增大，所以机械效率逐渐增大，但由于摩擦 也在增大，故机械效率 n与物体重力G的关系并不成正比，且机械效率逐渐趋近于100%，故B正确符合题意，故选 B .&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0转动的轻质杠杆，已知OA:OB 1:2 , 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33衡.（铝 2.7 103kg/m3 , g10N/kg ）下列结果正确

9、的是A.该铝球空心部分的体积为 1 1010 3m3B.该铝球的体积为33m3c.该铝球受到的浮力为D.该铝球受到的浮力为【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.【详解】20N40N铝球实心部分的体积:2.7kg._ 33331 10 m ,2.7 10 kg/m由杠杆平衡的条件可得:OBFaX)A=F bX)B , FA FbOA3.5N 7N，铝球受到的浮力:mg F 2.7kg 10N/

10、kg7N 20 N铝球排开水的体积:20N103kg/m3 10N/kg2 10 3 m3，铝球的体积：V球1033, c 33m 4 10 m ,则空心部分的体积:4 104 m3 1 103m33 10 3m3.【点睛】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本题考查杠杆和浮力的题目,式.9. 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 70WB. 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400JD.提升的重物变成【答案】B400N时，滑轮组的机械效率

11、将变大【解析】【详解】A.根据图示可知，n=2,不计绳重和摩擦，拉力:拉力端移动距离:总功:拉力的功率:故A错;B. 有用功:滑轮组的机械效率:故B正确;1F=-2(G+G 轮)=丄(600N+100N) =350N,2s=2h=2 X 2m=4mW 总=Fs=350NX 4m=1400J,P=W总=1400J=140W ;t 10sW 有用=Gh=600NX 2m=1200J,W 1200J总= -85.7%C. 提升重物的过程中所做的额外功：W w=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

12、和总功的比值变小，故滑轮组的机械效率变小，故D错；10. 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3A. 作用在钢绳上的“拉力的功率为400WB. 动滑轮的重力为 200NC. 人对绳子的最大拉力为1000ND. 该滑轮组的最大机械效率为83.3%【答案】B【分析】(1)由图可知，n=3,【解析】则绳端移动的距离 s nh，利用W Fs求拉力做的功，再利用p 求拉力的功率；(2)由图乙可知，物重G=300N寸，滑轮组的机械效

13、率n =60%利用W有 =Gh _Gh_W、= Fs F3hG求拉力；因机械中摩擦力及绳重忽略不计，拉力3F-(G G动)，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;利用F !( G G动)求提升的最大物重，滑轮组的最大机械效率3W有W、G最大hG最大G动hG最大G最大G动6m 18m ,【详解】(1)由图可知，n=3，则绳端移动的距离：S nh 3拉力做的功：W总Fs400N18m7200J ,W、拉力的功率：Pt(2)由图乙可知，物重7200J120W，故 A错；60sG=300N时，滑轮组的机械效率n =60%根据聖有=Gh 宜可得：拉力F

14、9-一3W、Fs F3h 3F300N3 60%500山 167N ,3因机械中摩擦力及绳重忽略不计，则200N所以，G动 nF G 33（3 ）该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时,300N，故B正确;绳子的最大拉力:F大G人mg(4)由F1 G 3G大nF大G动G动 可得，提升的最大物重:60kg 10N/kg 600N，故 c错;3 600N200N1600N机械中摩擦和绳重均不计，则滑轮组的最大机械效率:G最大hG最大1600NG最大G动hG最大 G动1600N200N 100%88.9%，故 D错.故选B.11. 如图所示，物体浸没在水中，工人用 200N的拉力 提升2m，物体没有露

15、出水面，此时滑轮组的机械效率是F在10s内将重为400N的物体匀速80%，不计绳重和摩擦，g=10N/kg，则下列说法中正确的是（）40W80%A. 物体露出水面前，工人匀速提升重物时拉力的功率为B. 物体在水中受到的浮力为320NC. 物体的体积为 8X 10m3D. 物体露出水面后，此滑轮组提升该物体的机械效率将小于【答案】C【解析】【详解】拉力端移动的速度:A. 由图知，n=2，拉力端移动的距离：s=2h=2X 2m=4mv=s/t=4m/10s=0.4m/s，拉力的功率：P=Fv=200NX 0.4m/s=80W 故 A 错；B. 滑轮组的机械效率：n =W有用/ W 总=（G-F 浮

16、）h/Fs= （G-F 浮）h/F X 2=G-F 浮/2F=400N- F 浮 /2 X 200N=80% 解得：F 浮=80N，故 B 错；C. 由 F浮=卩水V排 g 得物体的体积：V=V排=F 浮/ P水g=80N/1 X 10kg/m3x 10N/kg=8 x-31m3 , 故C正确；D.物体露出水面后，没有了浮力，相当于增加了提升物体的重，增大了有用功，不计绳 重和摩擦，额外功不变，有用功和总功的比值变大，此滑轮组提升该物体的机械效率将大于80%，故D错。F,将杠杆缓慢地由位置 A拉至位【解析】12.如图所示，作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直的力 ）C.变大D.先变大后变小【详解】1

17、3.在杠杆缓慢由A到B的过程中，力F始终与杠杆垂直，所以动力臂 OA的长度没有变化， 阻力G的大小没有变化，而阻力臂 I却逐渐增大；由杠杆的平衡条件知： F?OA=G?，当 OA、G不变时，I越大，那么F越大；因此拉力F在这个过程中逐渐变大. C符合题意, 选项ABD不符合题意.内有少量饮料的罐子可以斜放在水平桌面上保持平衡下列四个图中，能正确表示饮（含饮料）所受重力的示意图是（）C.D.y【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

18、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.14. 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】ABC为另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；一个杠杆，动力臂小于阻力臂属于费力杠杆，故答案选D.点

19、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.15. 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）BB. B下降C.保持静止PD.无法确定【答案】【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.16.如图所示，在斜面上将一个重9N的

20、物体匀速拉到高处，沿斜面向上的拉力为5N,斜面长3m，高1m。则下列说法中不正确 的是：9JS A. 该过程中做的有用功为B. 这个斜面的机械效率为C. 物体所受到的摩擦力是60%5N(2)(3)(4)D. 减小斜面与物体间的摩擦可以提高斜面的机械效率【答案】C【解析】【分析】(1)根据公式W=Gh求拉力做的有用功；根据W=Fs求拉力F对物体做的总功，斜面的机械效率等于有用功与总功之比; 克服摩擦力所做的额外功等于总功减去有用功，利用W额=fs求摩擦力；提高斜面的机械效率的方法：减小摩擦力、增大斜面的倾斜程度。【详解】A、拉力做的有用功：W有用=Gh=9N 1m=9J,故A正确，不符合题意;B

21、、拉力F对物体做的总功：W总=Fs=5N X 3m=15J斜面的机械效率 故B正确，不符合题意；C、 克服摩擦力所做的额外功：W额=W总-W有=15J-9J=6J由W额=fs得摩擦力/ = = 2NS 3m，故C错误，符合题意；D、减小斜面与物体间的摩擦，可以减小额外功，有用功不变，总功减小，有用功与总功 的比值变大，可以提高斜面的机械效率，故D正确，不符合题意。故选Co【点睛】本题考查斜面的机械效率的计算，明确有用功和总功、额外功之间的关系以及额外功为克 服摩擦力所做的功是解决本题的关键。17.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

22、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 400NB. 绳子自由端受到的拉力大小是100NC. 人对地面的压力为 250N0.06m/sD.绳子自由端运动速度是【答案】A【解析】【详解】由图知，n=2,所以拉力产轮f地）110N ；所以人对地面的压力F压G F 510N110N400N ；绳子自由端运动速度 V0.02m/ s 0.04m/ 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F 2（金 f地）.18.如图所示，轻质杠杆 AB,将中点0支起来，甲图的蜡烛粗细相同，乙图的三支蜡烛完 全相同，所有的蜡烛燃烧速度相同。在蜡烛燃烧的过程中，则杠杆flB甲A.甲左端下沉，乙右端下沉C. 甲右端下沉，乙右端下沉【答案】BB.甲左端下沉，乙仍保持平衡D.甲、乙均能保持平衡【解析】【详解】设甲乙两图中的杠杆长均为图甲中，m左I左=m右I右，燃烧速度相同，.蜡烛因燃烧减少的质量m相同，故左边为:（m左-m ） I左=m左I左-m I左，右边为:（m右-m） I右=m右I右-ml右，因为I左小