简单机械单元检测(附答案)经典1

简单机械单元检测（附答案）经典1一、简单机械选择题1．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A．B点是支点，液压杆施的力是动力，货物重力是阻力B．B点是支点，物体A放在车厢前部可省力C．C点是支点，物体A放在车厢后部可省力D．C点是支点，物体A放在车厢前部可省力【答案】C【解析】【详解】由图可知车厢绕着点C转动,所以点C为支点;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.2．如图用同一滑轮，沿同一水平面拉同一物体做匀速直线运动，所用的拉力分别为F1、F2、F3，下列关系中正确的是A．F1＞F2＞F3B．F1＜F2＜F3C．F2＞F1＞F3D．F2＜F1＜F3【答案】D【解析】【详解】第一个图中滑轮为定滑轮，因为定滑轮相当于一个等臂杠杆，不能省力，所以根据二力平衡，此时拉力F1=f；第二个图中滑轮为动滑轮，因为动滑轮可省一半的力，所以根据二力平衡，此时拉力F2=12f；第三个图中滑轮为动滑轮，由二力平衡可知此时的拉力等于两股绳子向右的拉力，即F3=2f；由此可得F2< F1< F3.故D正确.3．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m1，后称得的白糖的实际质量为m2由杠杆的平衡原理：bm1=a×1，am2=b×1，解得m1=，m2=则m1m2=因为（m1+m2）2=因为a≠b，所以（m1+m2）-2＞0，即m1+m2＞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．4．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．120NB．80NC．60ND．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．5．如图所示，动滑轮重为1 N，拉力F为5 N，则重物G和弹簧秤读数为A．G为4 N，弹簧秤读数为5 NB．G为9 N，弹簧秤读数为10 NC．G为10 N，弹簧秤读数为5 ND．G为9 N，弹簧秤读数为5 N【答案】D【解析】此时弹簧秤与拉力F共同承担重物和滑轮的重力，因拉力F为5N，所以弹簧秤读数也为5N；，所以G=9N，故选项D正确；故选D．6．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.7．如图所示，手用F1的力将物体B匀速提升h，F1做功为300J；若借助滑轮组用F2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%500JW 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WP 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．8．在斜面上将一个质量为5kg 的物体匀速拉到高处，如图所示，沿斜面向上的拉力为40N ，斜面长2m 、高1m.（g 取10N/kg ）.下列说法正确的是（ ）A ．物体沿斜面匀速上升时，拉力大小等于摩擦力B ．做的有用功是5JC ．此斜面的机械效率为62.5%D ．物体受到的摩擦力大小为10N 【答案】C 【解析】A. 沿斜面向上拉物体时，物体受重力、支持力、摩擦力和拉力四个力的作用，故A 错误；B. 所做的有用功：W 有用＝Gh ＝mgh ＝5kg×10N/kg×1m ＝50J ，故B 错误；C. 拉力F 对物体做的总功：W 总＝Fs ＝40N×2m ＝80J ；斜面的机械效率为：η＝W W 有用总×100%＝50J80J×100%＝62.5%，故C 正确；D. 克服摩擦力所做的额外功：W 额＝W 总−W 有＝80J−50J ＝30J ，由W额＝fs 可得,物体受到的摩擦力：f ＝sW 额＝30J2m＝15N ，故D 错误．故选C. 点睛：（1）对物体进行受力分析，受重力、支持力、摩擦力和拉力；（2）已知物体的重力和提升的高度（斜面高），根据公式W ＝Gh 可求重力做功，即提升物体所做的有用功；（3）求出了有用功和总功，可利用公式η＝W W 有用总计算出机械效率；（4）总功减去有用功即为克服摩擦力所做的额外功，根据W 额＝fs 求出物体所受斜面的摩擦力．9．用如图所示的滑轮组拉动水平地面上重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8mB ．物体A 重力做功的功率为1000WC ．物体A 克服摩擦力做的功为480JD ．滑轮组的机械效率约为83.3%【答案】D 【解析】 【详解】A ．由题图可知，承担物体拉力的绳子的股数n =3，因此物体A 在4s 内匀速前进了4m ，则 绳子自由端在4s 内移动了s 绳子=3×4m=12m 。

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 克服摩擦力做的功W 有用=fs =300N×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 =300N×4m=1200J ，拉力F 所做的总功W 总=Fs 绳子=120N×12m=1440J ，所以滑轮组的机械效率00001200J10010083.3%1440JW W η=⨯=⨯≈有用总， 故D 正确为答案。

10．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2ND．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．11．甲乙两个滑轮组如图所示 ，其中的每一个滑轮都相同，用它们分别将重物G 1、G 2提高相同的高度，不计滑轮组的摩擦，下列说法中正确的是（ ）A ．若G 1= G 2，拉力做的额外功相同B ．若G 1= G 2，拉力做的总功相同C ．若G 1= G 2，甲的机 械效率大于乙的机械效率D ．用甲乙其中的任何一个滑轮组提起不同的重物，机械效率不变 【答案】C 【解析】 【详解】有用功为GH ，若12G G =则有用功相等．对动滑轮做的功为额外功W G H =⨯额动，乙的动滑轮质量大额外功多，因此乙的总功多，机械效率低．答案AB 错，C 对．同一个滑轮组提起不同的重物，有用功不同，额外功相同，机械效率不同，提升重物越重机械效率越高．D 错．12．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150J B ．总功一定是250J C ．动滑轮重一定是100N D ．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=1n（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=WW有总，得：W总=Wη有=15060%J=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=Wh额=1001Jm=100N，拉力F的大小：F=13（G物+G轮）=13（150N+100N）=2503N；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=WW有总，得：W总=Wη有=15060%J=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=Wh额=1001Jm=100N，拉力F的大小：F=12（G物+G轮）=12（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．13．工人师傅利用如图所示的两种方式，将均为300N的货物从图示位置向上缓慢提升一段距离．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．乙方式机械效率约为83.3% D．乙方式F2的功率为3W【答案】C【解析】试题分析：由甲图可知，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F 2=G+G 动）/3=（300N+60N ）/3=120N ，故A 错误；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 的大小不变，故B 错误；不计绳重和摩擦，则乙方式机械效率为：η=W 有/W总=W 有/W 有+W 额=Gh/Gh+G 轮h=G/G+G 轮=300N/300N+60N=83.3%，故C 正确；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：P=F 2 v 绳=120N×0.03m/s=3.6W ，故D 错误，故选C ．考点：杠杆的平衡条件；滑轮（组）的机械效率；功率的计算14．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 【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WP 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 GW Fs F h Fη===有总求拉力；因机械中摩擦力及绳重忽略不计，拉力13F 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13F 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：7200J120W 60sW 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 Fη===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()13F G G =+动， 所以，5003N 200N 300N 3G 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()13F 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 200NW 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 ．15．骑自行车上一个陡坡时，有经验的同学会沿S 型路线骑行，他这样做是为了（ ） A ．缩短上坡过程中所走的路程 B ．减少上坡过程中所做的功 C ．减小上坡过程中所施加的力 D ．缩短上坡过程中所用的时间【答案】C 【解析】 【详解】A ．上坡时，自行车上升的高度不变，走S 形路线所走的路线较长，A 不符合题意．B ．使用任何机械都不省功，B 不符合题意．C ．上坡时，走S 形路线所走的路线较长，相当于增长了斜面的长度，斜面越长越省力．C 符合题意．D．速度一定，走S形路线所走的路线较长，所用的时间较长．D不符合题意．16．如图所示，规格完全相同的滑轮，用相同的绳子绕成甲、乙两个滑轮组，分别提起重为G1和G2的两个物体，不计摩擦与绳重，比较它们的省力情况和机械效率，下列说法正确的是A．若G1=G2，则F1＜F2，甲的机械效率高 B．若G1=G2，则F1＞F2，乙的机械效率高C．若G1＜G2，则F1＜F2，甲、乙的机械效率相同 D．若G1＜G2，则F1＜F2，乙的机械效率高【答案】D【解析】【详解】A. 由于滑轮组相同,并且不计摩擦则额外功相等,若G1=G2，则有用功也相同，所以机械效率相等，故A错误；B. 甲图n=3,F1=G1,乙图n=2,F2=G2,若G1=G2,则F1<F2，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B错误；C. 甲图n=3,F1=G1,乙图n=2,F2=G2,若G1<G2,则F1<F2,若G1<G2，则乙图有用功多，机械效率高，故C错误；D. 甲图n=3,F1=G1,乙图n=2,F2=G2,若<,则F1<F2;甲乙两图由于滑轮组相同,并且不计摩擦则额外功相等,若G1<G2，由W=Gh，可得，则乙图有用功多，机械效率高，故D正确；故选D.【点睛】要判断甲、乙两图的绳子段数来比较省力情况，由于滑轮组相同，并且不计摩擦则额外功相同通过比较有用功的大小可比较机械效率的高低．17．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．18．如图所示，作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直的力F，将杠杆缓慢地由位置A拉至位置B，在这个过程中，力F的大小将（）A．不变B．变小C．变大D．先变大后变小【答案】C【解析】【详解】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l却逐渐增大；由杠杆的平衡条件知：F•OA=G•l，当OA、G不变时，l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．19．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．20．如图所示，物理兴趣小组分别用甲、乙两个滑轮组匀速提起质量相同的物体，不计绳重及摩擦．若每个滑轮质量相同，对比两个滑轮组，下列说法正确的是A ．甲更省力，甲机械效率大B ．乙更省力，机械效率一样大C ．乙更省力，乙机械效率大D ．甲更省力，机械效率一样大【答案】B【解析】【详解】由图可知，作用在乙上绳子的股数是3，更省力些；用甲、乙两个滑轮组匀速提起质量相同的物体，不计绳重及摩擦，只克服动滑轮重做额外功，若每个滑轮质量相同， 则提升相同高度时，甲乙所做的有用功和额外功均相同，故机械效率一样大．故本题正确选项是B ．21．C 点为硬棒AD 的重心，硬棒可绕A 点转动。