(物理)简单机械测试卷(含答案解析)

（物理）简单机械测试卷（含答案解析）
一、选择题
1．如图所示，用相同的滑轮不同的绕法提起相同的重物，摩擦力可以忽略不计，在物体匀速上升的过程中
A ．甲图省力，机械效率甲图大
B ．甲图省力，机械效率一样大
C ．乙图省力，机械效率乙图大
D ．乙图省力，机械效率一样大 【答案】B 【解析】 【详解】
分析甲、乙两图可知，n 甲=3、n 乙=2；因绳重和摩擦忽略不计，所以由1
F G n
G =+动（）可
知，甲图更省力；由η=W W 有
总=Gh Gh G h
+动可知，甲乙滑轮组的机械效率一样，故选B ．
2．如图，小明分别用甲、乙两滑轮把同一沙桶从1楼地面缓慢地提到2楼地面，用甲滑轮所做的功为W 1，机械效率为1η；用乙滑轮所做的总功率为W 2，机械效率为2η，若不计绳重与摩擦，则（ ）
A ．W 1＜W 2，η1＞η2 B. W 1=W 2，η1＜η2 C ．W 1＞W 2 , 1η＜2η D ．W 1=W 2 , 1η=2η 【答案】A
【解析】因为用甲、乙两滑轮把同一桶沙从一楼地面提到二楼地面，所以两种情况的有用功相同；根据η ＝
W W 有总
可知：当有用功一定时，利用机械时做的额外功越少，则总功越
少，机械效率越高。

而乙滑轮是动滑轮,所以利用乙滑轮做的额外功多,则总功越多,机械效率越低。

即W1<W2,η1>η2.故选C.
3．如图所示，利用动滑轮提升一个重为G的物块，不计绳重和摩擦，其机械效率为60%．要使此动滑轮的机械效率达到90%，则需要提升重力为G的物块的个数为（）
A．3 个B．4 个C．5 个D．6 个
【答案】D
【解析】
【详解】
不计绳重和摩擦，，，要使，则
．
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。

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，F 1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F 1=150N ；由图乙可知，n=3，不计绳重和摩擦，则211
()(30060)12033
F G G N N N =
+=⨯+=动，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F 1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F 2=120N ，绳子的自由端的速度为v 绳=0.01m/s×3=0.03m/s ，则乙方式F 2的功率为：221200.03/ 3.6F s W P F v N m s W t t
====⨯=绳绳，故D 正确。

故选D 。

5．某商店有一不等臂天平（砝码准确），一顾客要买2kg 白糖，营业员先在左盘放一包白糖右盘加1Kg 砝码，待天平平衡后；接着又在右盘放一包白糖左盘加1kg 砝码，待天平平衡后．然后把两包白糖交给顾客．则两包白糖的总质量 A ．等于2Kg B ．小于2Kg C ．大于2Kg D ．无法知道 【答案】C 【解析】
解答：由于天平的两臂不相等，故可设天平左臂长为a ，右臂长为b （不妨设a ＞b ），先称得的白糖的实际质量为m 1，后称得的白糖的实际质量为m 2 由杠杆的平衡原理：bm 1=a×1，am 2=b×1，解得m 1=，m 2= 则m 1
m 2=
因为（m 1+m 2）2=
因为a≠b ，所以（m1+m2）-
2＞0，即m 1+m 2＞2这样可知称出的白糖质量大于2kg ．故选C ．
点睛：此题要根据天平的有关知识来解答，即在此题中天平的臂长不等，这是此题的关键．
6．在生产和生活中经常使用各种机械，在使用机械时，下列说法中正确的是 A ．可以省力或省距离，但不能省功 B ．可以省力，同时也可以省功 C ．可以省距离，同时也可以省功 D ．只有在费力情况时才能省功 【答案】A 【解析】 【详解】
使用机械可以省力、省距离或改变力的方向，但都不能省功，故A 选项正确； 使用任何机械都不能省功，故B 、C 、D 选项错误；
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．如图为工人用力撬起石头的情景，小亮在图中画出了四个作用于硬棒上的力，其中能正确表示工人左手施力且最省力的是（）
A．F1B．F2C．F3D．F4
【答案】C
【解析】
解答：因为由图可知,四个力中F3的力臂最长，所以根据杆杆平衡条件可知，最省力的是沿F3方向．故选C.
9．如图所示，小丽分别用甲、乙两滑轮把同一桶沙从一楼地面提到二楼地面，用甲滑轮所做的总功为W 1， 机械效率为η1；用乙滑轮所做的总功为W 2， 机械效率为η2， 若不计绳重与摩擦，则
A ．W 1 = W 2 η1 = η2
B ．W 1 = W 2 η1 < η2
C ．W 1 < W 2 η1 > η2
D ．W 1 > W 2 η1 < η2
【答案】C 【解析】 【分析】
由图可知甲是定滑轮，乙是动滑轮，利用乙滑轮做的额外功多，由“小明分别用甲、乙两滑轮把同一桶沙从一楼地面提到二楼地面”可知两种情况的有用功，再根据总功等于有用功加上额外功，可以比较出两种情况的总功大小．然后利用100%W W 有总
η=⨯即可比较出二者机
械效率的大小． 【详解】
因为用甲、乙两滑轮把同一桶沙从一楼地面提到二楼地面，所以两种情况的有用功相同；根据W W η=
有
总
可知：当有用功一定时，利用机械时做的额外功越少，则总功越少，机械效率越高．而乙滑轮是动滑轮，所以利用乙滑轮做的额外功多，则总功越多，机械效率越低．即1212W W ηη＜，＞． 【点睛】
本题考查功的计算和机械效率的大小比较这一知识点，比较简单，主要是学生明确哪些是有用功，额外功，总功，然后才能正确比较出两种情况下机械效率的大小．
10．如图所示，手用F 1的力将物体B 匀速提升h ，F 1做功为300J ；若借助滑轮组用F 2的力把物体B 匀速提升相同高度，F 2做功为500J ，下列说法错误的是
A ．滑轮组机械效率为60%
B ．两个过程物体B 均匀速运动，机械能增加
C ．滑轮组的自重，绳子和滑轮之间的摩擦等因素导致F 2做的功有一部分属于额外功
D ．F 2做功的功率比F 1做功的功率大 【答案】D 【解析】 【详解】
A ．根据题意知道，用F 1的力将物体
B 匀速提升h ，F 1做的是有用功，即W 有=300J ，借助滑轮组用F 2的力把物体B 匀速提升相同高度，F 2做的是总功，即W 总=500J ，由
100%W W η=
⨯有用
总
知道，滑轮组的机械效率是： 300J
100%=100%=60%500J
W W η=
⨯⨯有用总, 故A 不符合题意；
B ．由于两个过程物体B 均做匀速运动，所以，动能不变，但高度增加，重力势能增大，而动能与势能之和是机械能，所以机械能增大，故B 不符合题意；
C ．由于需要克服滑轮组的自重及绳子和滑轮之间的摩擦做功，即由此导致F 2多做一些功，即额外功，故C 不符合题意；
D ．由W
P t
=
知道，功率由所做的功和完成功所需要的时间决定，根据题意不知道完成功所用的时间，故无法比较功率的大小，故D 符合题意．
11．如图所示，用三个滑轮分别拉同一个物体，沿同一水平面做匀速直线运动，所用的拉力分别是F 1、F 2、F 3，比较它们的大小应是（ ）
A ．F 1＞F 2＞F 3
B ．F 1＜F 2＜F 3
C ．F 2＞F 1＞F 3
D ．F 2＜F 1＜F 3
【答案】D 【解析】 【详解】
设物块与地面的摩擦力为f ，
第一个图中滑轮为定滑轮，因为使用定滑轮不省力，所以F 1=f ；
第二个图中滑轮为动滑轮，因为动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆,使用动滑轮能省一半力．所以F 2=
12
f ； 第三个图中滑轮为动滑轮，但F 3处作用在动滑轮上，此时动力臂是阻力臂的二分之一，所以要费力即F 3=2f ； 故F 2<F 1<F 3；答案为D ．
12．甲升降机比乙升降机的机械效率高，它们分别把相同质量的物体匀速提升相同的高度．则（）
A．乙升降机提升重物做的有用功较多B．甲升降机的电动机做的额外功较多
C．甲升降机的电动机做的总功较少D．乙升降机的电动机做的总功较少
【答案】C
【解析】
【详解】
A．提升物体质量和高度相同说明甲、乙升降机做的有用功相等，故A错误；
BCD．既然甲机械效率高，则说明甲做的额外功少，总功也就少，故BD错误，C正确．
13．皮划艇是我国奥运优势项目之一，如图所示，比赛中运动员一手撑住浆柄的末端（视为支点），另一手用力划浆．下列说法正确的是（）
A．为省力，可将用力划浆的手靠近支点
B．为省力，可将用力划浆的手远离支点
C．为省距离，可将用力划浆的手远离支点
D．将用力划浆的手靠近支点，既能省力又能省距离
【答案】B
【解析】
【分析】
结合图片和生活经验，判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆．
【详解】
运动员一手撑住浆柄的末端（视为支点），另一手用力划浆．
根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知，船桨在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆．AB．为省力，可将用力划浆的手远离支点，故A错误，B正确；
CD．为省距离，可将用力划浆的手靠近支点，但费距离，故CD错误；
14．如图所示，是一种指甲刀的结构示意图下列说法中正确的是
A．杠杆ABC是一个省力杠杆
B ．杠杆DBO 的支点是B 点
C ．杠杆DEO 是一个等臂杠杆
D ．指甲刀有三个杠杆，两个省力杠杆，一个费力杠杆 【答案】A 【解析】 【详解】
A 、在使用时，杠杆ABC 的动力臂大于阻力臂，所以它是省力杠杆，故A 正确；
B 、
C 、杠杆DBO 和杠杆DEO ，阻力作用点都在
D 点，动力作用点分别在B 点和
E 点，支点都在O 点，都是费力杠杆，故BC 错误；
D 、可见指甲刀中有三个杠杆：ABC 、OBD 、0ED ，其中ABC 是省力杠杆，其它两个都是费力杠杆，故D 错误． 故选A 。

【点睛】
重点是杠杆的分类，即动力臂大于阻力臂时，为省力杠杆；动力臂小于阻力臂时，为费力杠杆，但省力杠杆费距离，费力杠杆省距离。

15．为探究动滑轮和定滑轮的特点，设计如下两种方式拉升重物，下面关于探究的做法和认识正确的是（ ）
A ．用动滑轮提升重物上升h 高度，测力计也上升h 高度
B ．若拉升同一物体上升相同高度，用动滑轮拉力更小，且做功更少
C ．减小动滑轮质量可以提高动滑轮的机械效率
D ．若用定滑轮拉重物，当拉力竖直向下最省力 【答案】C 【解析】 【详解】
A ．用动滑轮提升重物上升h 高度，因为有两段绳子承重，所以测力计上升2h 高度，故A 错误；
B ．拉升同一物体上升相同高度，用动滑轮时是否省力还取决于动滑轮的重和摩擦力的大小，而因为要提起动滑轮做功，故做功较多，故B 错误；
C ．减小动滑轮质量，可以减小额外功，根据+W W W W W η==
有用有用总
有用额外
可知，可以提高动
滑轮的机械效率，故C 正确．
D ．用定滑轮拉重物，拉力的力臂为滑轮的半径，所以向各个方向的拉力都相等，故D 错误．
【点睛】
重点理解机械效率为有用功与总功的比，有用功不变，当额外功减小时，总功减小，所以机械效率会提高．
16．在探究“杠杆平衡条件“实验中，杠杆在力F 作用下水平平衡，如图所示，现将弹簧测力计绕B 点从a 位置转动到b 位置过程中，杠杆始终保持水平平衡，则拉力F 与其力臂的乘积变化情况是（ ）
A ．一直变小
B ．一直变大
C ．一直不变
D ．先变小后变大
【答案】C 【解析】 【详解】
将测力计绕B 点从a 位置转动到b 位置过程中，钩码的重力不变，其力臂OA 不变，即阻力与阻力臂的乘积不变；由于杠杆始终保持水平平衡，所以根据杠杆的平衡条件
1122Fl F l
可知，拉力F 与其力臂的乘积也是不变的． 【点睛】
重点是杠杆平衡条件的应用，要理解当力与杠杆垂直时，力臂是最长的，倾斜后力臂会变短，正是由于杠杆保持平衡，所以力臂减小的同时，拉力要增大．
17．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s nh = ，利用W Fs = 求拉力做的功，再利用
W
P t
=
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
=
33W Gh Gh G
W Fs F h F
η=
==有总
求拉力；因机械中摩擦力及绳重忽略不计，拉力1
3
F 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； （4）利用1
3
F G G =+动（）求提升的最大物重，滑轮组的最大机械效率
()()
W G h G W G G h G G 有最大最大
大总最大动最大动η=
==++ . 【详解】
（1）由图可知，n=3，则绳端移动的距离：36m 18m s nh ==⨯= ， 拉力做的功：400N 18m 7200J W Fs ==⨯=总， 拉力的功率：7200J
120W 60s
W P t =
==总，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=
33W Gh Gh G W Fs F h F
η=
==有总
可得：拉力300N 500167N 3360%3G N F η=
==≈⨯， 因机械中摩擦力及绳重忽略不计，则()1
3
F G G =+动， 所以，500
3N 200N 300N 3
G nF G =-=⨯
-=动 ，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：
60kg 10N/kg 600N F G mg ===⨯=人大 ，故C 错；
（4）由()1
3
F G G =
+动可得，提升的最大物重：3600N 200N 1600N G nF G =-=⨯-=大大动 ，
机械中摩擦和绳重均不计，则滑轮组的最大机械效率：
()()1600N 100%88.9%1600N 200N
W G h G W G G h G G 有最大最大大总最大动最大动η=
===⨯=+++，故D
错．
故选B．
18．如图所示，一均匀木板AB，B端固定在墙壁的转轴上，木板可在竖直面内转动，木板下垫有长方形木块C，恰好使木板水平放置．现有水平拉力F拉木块C，在粗糙水平地面上由B向A缓慢运动过程中，拉力F将
A．变小B．不变
C．逐渐增大D．先减小后增大
【答案】A
【解析】
【详解】
以杆为研究对象，杆受重力G和C对它的支持力F支，根据杠杆平衡条件可得：F支•l支
=G•l G，水平力F由B向A缓慢匀速推动木块，F支的力臂在增大，重力G及其力臂l G均不变，所以根据杠杆平衡条件可知，在整个过程中支持力在逐渐减小；由于支持力逐渐减小，且力的作用是相互的，所以可知杆对物体C的压力也逐渐减小，根据影响摩擦力大小的因素可知，C和木板间、C和地面间的摩擦力逐渐减小，拉力和摩擦力是平衡力，由力的平衡条件可知，水平拉力F也逐渐减小．
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 W Gh G W W W Gh G h G G η====+++有用
有总有额动动
求得动滑轮的重力，再计算G 物=12N 时弹簧测力计读数；
（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 W Gh G W W W Gh G h G G η====+++有用
有总有额动动
， 即：12N 80%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：1112N 3N 5N 33
F G G 物动（）（）=⨯+=⨯+=，故B 正确； D 、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 G h =额轮，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。