简单机械专项检测试题(含答案解析

1、3简单机械专项检测试题(含答案解析)一、选择题1. 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()九严乙A.水平地面对小勇的支持力做功为6000JA. 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】【详解】由题可知重及摩擦【解析】，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 ，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

2、额，因为 W总=W有+W额所以 W总甲=W总乙。A.由图可知,n1 =1 1 12,n2= 3，不计绳重及摩擦，则F 甲=忆(G+G 动)=2x( 100N+10N )= 55N , F 乙=3 (G+G )=3x( 100N+10N )= 36.7NF甲，故A不正确。B. F甲与F乙做的功均为总功，由于 W总甲 =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n=n乙，故C不正确；D.拉力做功的功率 P= t ，由于 W总甲=W总乙、时间 t也相同,所以P甲=卩乙，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

3、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.AOB为一可绕固定点0转动的轻质2. 如图是抽水马桶水箱进水自动控制的结构原理图，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衡.(铝 2.7 103kg/m3 , g 10N/kg )下列结果正确的是THZB.该铝球的体积为3A.该铝球空心部分的体积为 1 10 3m310 3m3C.该铝球受到的浮力为20N40ND.该铝球受到的浮力

4、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】铝球实心部分的体积:2.7kg2.7 103kg/m313310 m ,由杠杆平衡的条件可得:OBFaXOA=FbXOB , FA FBOA3.5N 7N，铝球受到的浮力:mg F 2.7kg 10N/kg7N 20N ,铝球排开水的体积:20N1 103kg/m3 10N/kg10 3m3,铝球的体积：V球2V排333310 m 4 10 m

5、 ,则空心部分的体积:,- ,-. -_ 4 3 . . _ 3 3V球 V实 4 10 m 1 10 m3310 m .【点睛】本题考查杠杆和浮力的题目,式.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3.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，下列说法正确的是仝B. 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

6、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r=W有/W总=4000J/5000J=80%，故D正确；应选 D .4. 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。 Fi、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fZLA. 甲乙两种方式都省一半的力B. 甲方式Fi由150N逐渐变大C. 乙方式的有用功是 18

7、0JD. 乙方式F2的功率为3.6W【答案】D【分析】(1)(2)(3)(4)【解析】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; 根据动力臂和阻力臂的关系分析甲方式Fi的变化；根据 W有用=Gh可求乙方式的有用功；根据公式P=Fv求出乙方式F2的功率。【详解】2倍，由于不计摩擦、杠杆自Fi=150N ；由图乙可知，n=3,不计绳重11和摩擦，则F2 (G G动)一(300 N33B、甲图中，重力即阻力的方向是竖直向下的，60N)120N，故 A 错误;A、甲图，Fi为动力，已知 0B=20A，即动力臂为阻力臂的 重，由杠杆平衡条件可知，动力为阻力的一半，动力的方向也是竖直向下的，

8、在提升重物的过程中，动力臂和阻力臂的比值不变，故动力Fi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=300NX0.5m150J，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tF2V绳 120N 0.03m/s 3.6W，故 D 正确。故选D。5. 用图中装置匀速提升重为100N的物体，手的拉力为 60N，滑轮的机械效率为（）71A. 16.7%【答案】CB. 20%C. 83.3%D. 100%【解析】【详解】由图可知，提升重物时滑轮的位置跟被拉动的物体一起运动，则该滑轮为动滑轮;拉力

9、移动的距离 s=2h,83.3%F 有用= Gh= Gh = G = LOOH6. 如图用同一滑轮组分别将两个不同的物体A和B匀速提升相同的高度，不计绳重和摩擦的影响，提升 A的过程滑轮组的机械效率较大，则下列判断正确的是A物体比B物体轻 提升A的拉力较大 提升A所做的额外功较少提升A做的有用功较多B.只有D.只有A.只有C.只有【答案】B【解析】【详解】W额=G动h知，提升A和B所做额外功相同，不计绳重W有W有n =，额外功相同，提升 A物体时滑轮与摩擦的影响，滑轮组的机械效率: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，由物体

10、所做的有用功较大，由于提升物体高度一样，所以组的机械效率较大，所以提升 A物体较重，提升 A物体用的拉力较大，故 ACD错误，B正确。7.如图所示，是自卸车的示意图，车厢部分可视为杠杆，则下列分析正确的是叫-F戈JA. B点是支点，液压杆施的力是动力，货物重力是阻力A放在车厢前部可省力A放在车厢后部可省力A放在车厢前部可省力B. B点是支点，物体C. C点是支点，物体D. C点是支点，物体【答案】C【解析】C转动，所以点C为支点；【详解】由图可知车厢绕着点F卷当物体放在车厢的后部时，动力臂大于阻力臂，因此省力，所以选项 ABD都不正确，故答案 为C.&下列说法中正确的是A. 机械效率越高，机械

11、做功一定越快B. 做功越多的机械，机械效率一定越高C. 做功越快的机械，功率一定越大D. 功率越大的机械做功一定越多【答案】C【解析】机械效率越高，表示有用功与总功的比值越大，功率表示做功快慢，功率越大，机械做功 一定越快.机械效率与功率没有关系，故A错误.B错误.C正确，符合题意为做功越多的机械，有用功与总功的比值不一定大，机械效率不一定高，故 功率是表示做功快慢的物理量，做功越快的机械，功率一定越大，故 答案.功等于功率与时间的乘积，时间不确定，所以功率越大的机械做功不一定越多，故 误.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

12、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

13、%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，有用功和总功的比值变小，故滑轮组的机械效率变小，故D错；10. 如图所示，甲、乙是固定在水平地面上的两个光滑斜面，长度分别为4 m、5 m，高度相同.两个工人分别用沿斜面向上的拉力F甲、F乙把完全相同的工件从斜面底端匀速地拉到斜面顶端，且速度大小相等.此过程拉力F甲、F乙所做的功分别为 W甲、W乙，功率分别为P甲、P乙，机械效率分别为n甲、n乙.下列说法正确的是（B. W 甲：W 乙=5 : 4C. P 甲：P 乙

14、=4 : 5 【答案】AD. n甲：耳乙=4 : 5【解析】【详解】A.斜面光滑，则不做额外功，所以W 有=W总，即Gh=Fs,可得:GhVGh5确；W 甲: W 乙B. 因为W有=如总=Gh.两斜面高相同，工件也相同，所以两力做功相等，即=1: 1,故B错误；C. 由A知，F甲：F乙=5 : 4,且速度大小相等.根据 P= Fv得，P 甲: P 乙=F 甲: F乙=5： 4 , 故C错误；D. 不做额外功时，两次做功的效率都为100%,所以n甲：耳乙=1:1 故D错误.11. 工人师傅用如图所示的滑轮组，将重为 800N的重物缓慢匀速竖直提升 3m,人对绳的 拉力F为500N，不计绳重和滑轮

15、转轴处的摩擦，则（）A.绳子自由端移动的距离为9mC.人通过滑轮组做的有用功为1500J【答案】B【解析】试题分析：B.动滑轮的重力为 200ND.滑轮组的机械效率为 53.3%竖直提升此过程中，所做总功为：由图可知，滑轮组中由2段绳子承担物体和动滑轮的总重，即n=2，物体匀速3m,则绳子自由端移动的距离为：s=n h=2X 3m=6m故A错误.所做有用功为：W有=Gh=800陈3m=2400J，故C错误.W 总=Fs=500N F2，乙的机械效率高C.若GivG2，则FivF2,甲、乙的机械效率相同D.若Giv G2,贝UFivF2,乙的机械效率高【答案】D【解析】A.由于滑轮组相同，并且不

16、计摩擦则额外功相等，若Gi=G2,则有用功也相同，所以机械效1【详解】1B 错误；C.甲图 n=3,Fi；Gi,率相等，故A错误；B.甲图n=3,Fi=Egi,乙图n=2,F2=2g2，若Gi=G2则FiF2，提升相同的 重物，其机械效率与绳子的绕法无关，即机械效率相同；故1乙图n=2尸2=巧2,若GiG2,则FiF2，若GiG2,则乙图有用功多，机械效率高，故C错误;D.甲图n=3,FiGi,乙图n=2,F2G2,若G闵,则FiF2;甲乙两图由于滑轮组相同，并且不计 摩擦则额外功相等 若GiGB.Fi = GS2C.重力的力臂等于 Si【答案】A【解析】D. Fi方向沿00线向下【详解】AB

17、 由图像可得，A点到Fi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X动力臂=阻力X阻力臂”可知F1 S2G S3可以推出由于可得FiS3FiS3GS2S2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 错误，不符合题意；D . Fi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。C选项15.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

18、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r .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，D. 把B处两个钩码挂在【答案】C【解析】把D处的一个钩码挂在 F处A处，把D处的一个钩码挂在 C处【分析】(1) 符合杠杆平衡条件端下沉.(2) 力臂是从支点到力的作用线的距离，把钩码挂在Fili=F2l2，杠杆平衡，不符合杠杆平衡条件，力和力臂乘积大的一E处、F处杠杆水平平衡时，力臂均和钩码挂在

19、D处的力臂相等.【详解】设AB=BO=OC=CD=L每个钩码的重力为 G3GX L,右侧力与力臂的积A错误；D处加挂2个钩码时，杠杆左侧力与力臂的积为3GX L,右侧力3GX LM 3GX 2L,所以木板不会平衡，故B错误；E处或F处，杠杆右侧的力臂不变，仍为0D长，杠杆左右两侧C正确.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 为2GX 2L,因3GX LM 2GX 2L,所以木板不会平衡，故B. 在B处加挂1个钩码、 与力臂的积为3GX 2L,因C. 把D处的一个钩码挂在力与力臂的乘积相等，所以木板会平衡，故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

20、与力臂的积为 2GX 2L,右侧力与力臂的积为GX L,因2GX 2LM GX L,所以木板不会平衡，故 D错误; 故选C.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，一根木棒在水平动力（拉力） 匀速转到水平位置的过程中，若动力臂为F的作用下以0点为

21、轴，由竖直位置逆时针 L,动力与动力臂的乘积为M,则A. F增大，L增大，M增大C. F增大，L减小，M增大【答案】CB. F增大，L减小，MD. F减小，L增大，M减小增大【解析】【分析】找某一瞬间：画出力臂，分析当转动时动力臂和阻力臂的变化情况，根据杠杆平衡条件求 解.【详解】如图，I为动力臂，L为阻力臂，由杠杆的平衡条件得: 速转到水平位置的过程中，态平衡；在公式不断增大，所以积M=FI增大；故选C.【点睛】画力臂：画力的作用线FI=GL ;以0点为轴，由竖直位置逆时针匀I不断变小，L逐渐增大，G不变；由于杠杆匀速转动，处于动（用虚线正向或反方向延长）； 从支点作力的作用线的垂线得垂足；

22、 从支点到垂足的距离就是力臂.FI =GL中，G不变，L增大，则GL、FI都增大；又知：I不断变小，而F| F逐渐增大，综上可知：动力F增大，动力臂I减小，动力臂和动力的乘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】得到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】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，物体受到的摩擦力：f=3F=3X60N=180N。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. 用如图甲所示的装置来探究滑轮组的机械效率n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n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 n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 5NC. 此滑轮组动滑轮的重力为 4ND. G