(物理)简单机械专项检测试题(含答案)

（物理）简单机械专项检测试题（含答案）
一、选择题
1．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．
2．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，F1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F1=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 。

3．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8m
B ．物体A 重力做功的功率为1000W
C ．物体A 克服摩擦力做的功为480J
D ．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
00001200J
10010083.3%1440J
W W η=
⨯=
⨯≈有用总
， 故D 正确为答案。

4．一均匀木板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 ，恰好使木块水平放置，如图所示，现有水平力F 由A 向B 缓慢匀速推动，在推动过程中，推力F 将
A ．逐渐增大
B ．逐渐减小
C．大小不变D．先增加后减小
【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，重力的力臂为l G，支持力的力臂为l 支
，根据杠杆平衡条件可得：F支l支=Gl G，水平力F由A向B缓慢匀速推动木块，F支的力臂在减小，重力G及其力臂l G均不变，根据杠杆平衡条件可知，在整个过程中支持力在逐渐增大；由于支持力逐渐变大，且力的作用是相互的，所以可知杆对物体C的压力也逐渐变大，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增大，木块C匀速运动，受到推力和摩擦力是平衡力，推力大小等于摩擦力大小，由力的平衡条件可知，水平推力F也逐渐增大，故A符合题意，BCD不符合题意。

5．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①A物体比B物体轻②提升A的拉力较大③提升A所做的额外功较少④提升A做的有用功较多
A．只有①③B．只有②④
C．只有②③D．只有①④
【答案】B
【解析】
【详解】
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W额=G动h知，提升A和B所做额外功相同，不计绳重
与摩擦的影响，滑轮组的机械效率：η=W
W
有
总
=
W
W W
有
有额
，额外功相同，提升A物体时滑轮
组的机械效率较大，所以提升A物体所做的有用功较大，由于提升物体高度一样，所以A 物体较重，提升A物体用的拉力较大，故ACD错误，B正确。

6．物理兴趣小组用两个相同滑轮分别组成滑轮组匀速提起质量相同的物体，滑轮的质量比物体的质量小，若不计绳重及摩擦，提升重物的高度一样，对比如图所示甲、乙两滑轮组，下列说法正确的是
A ．甲更省力，甲的机械效率大
B ．乙更省力，乙的机械效率大
C ．乙更省力，甲、乙机械效率一样大
D ．甲更省力，甲、乙机械效率一样大 【答案】D 【解析】 【分析】
（1）由滑轮组的结构知道承担物重的绳子股数n ，则绳子自由端移动的距离s=nh ，
1
F
G n
G =+动（）；
（2）把相同的重物匀速提升相同的高度，做的有用功相同；不计绳重及摩擦，利用相同的滑轮和绳子、提升相同的高度，做额外功相同；而总功等于有用功加上额外功，可知利用滑轮组做的总功相同，再根据效率公式判断滑轮组机械效率的大小关系． 【详解】
（1）不计绳重及摩擦，拉力1
F G n
G =+动（），由图知，n 甲=3，n 乙=2， 所以F 甲<F 乙，甲图省力；
（2）由题知，动滑轮重相同，提升的物体重和高度相同；
根据W 额=G 轮h 、W 有用=G 物h ，利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同，总功相同， 由100%=
⨯有用
总
W W η可知，两滑轮组的机械效率相同． 故选D ．
7．如图所示，在“探究杠杆平衡条件”的实验中，轻质杠杆上每个小格长度均为2cm ，在B 点竖直悬挂4个重均为0.5N 的钩码，当在A 点用与水平方向成30°角的动力F 拉杠杆，使杠杆在水平位置平衡。

对该杠杆此状态的判断，下列说法中正确的是
A ．杠杆的动力臂为8cm
B ．该杠杆为费力杠杆
C ．该杠杆的阻力大小为0.5N
D ．动力F 的大小为1.5N
【答案】B 【解析】【详解】
A、当动力在A点斜向下拉（与水平方向成30°角）动力臂是：1
2
OA=
1
2
×4×2cm=4cm，故
A错误；
B、阻力臂OB，3×2cm=6cm＞1
2
OA，即阻力臂大于动力臂，该杠杆为费力杠杆，故B正
确；
C、该杠杆的阻力大小为：G=4×0.5N=2N，故C错误；
D、根据杠杆的平衡条件，F1l1=F2l2，G×OB=F×1
2
OA，代入数据，2N×8cm=F×4cm，解得，
F=4N，故D错误。

8．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．
9．如图所示，滑轮组的每个滑轮质量相同，用它们将重为G1、G2的货物提高相同的高度（不计绳重和摩擦），下列说法正确的是
A．用同一个滑轮组提起不同的重物，机械效率不变
B．若G1＝G2，则甲的机械效率大于乙的机械效率
C．若G1＝G2，则拉力F1与F2所做的总功相等
D．若G1＝G2，则甲、乙滑轮组所做的额外功相等
【答案】B
【解析】
【分析】
（1）同一滑轮组提起重物不同时，所做的额外功相同，有用功不同，根据机械效率为有用功和总功的比值判断滑轮组机械效率是否变化；
（2）滑轮组所做的总功为克服物体的重力和动滑轮重力所做的功，根据W＝Gh比较两者所做总功之间的关系；
（3）滑轮组所做的有用功为克服物体重力所做的功，根据W＝Gh比较两者的大小，再根据机械效率为有用功和总功的比值比较两者机械效率之间的关系；
（4）根据W＝Gh比较有用功的大小．
【详解】
A．用同一个滑轮组提起不同的重物时，额外功不变，但有用功不同，有用功和总功的比值不同，则滑轮组的机械效率不同，故A错误；
BC．若G1=G2，且货物被提升的高度相同，根据W有=G物h可知，两滑轮组所做的有用功相等；
不计绳重和摩擦，拉力所做的总功为克服物体重力和动滑轮重力所做的功，因甲滑轮组只有1个动滑轮（即动滑轮重更小），所以由W总=（G物+G动）h可知，甲滑轮组做的总功
小于乙滑轮组做的总功，由
W
W
η=有
总
可知，甲滑轮组的机械效率高，故B正确，C错误；
D．两物体被提升的高度相同，动滑轮的重力不同，根据W=G动h可知，甲、乙滑轮组所做的额外功不相等，故D错误．
故选B．
【点睛】
涉及机械效率的问题时，关键是要清楚总功、有用功、额外功都在哪，特别要清楚额外功是对谁做的功，使用滑轮或滑轮组时，额外功为提高滑轮做的功、克服摩擦及绳子重做的功．
10．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F1、F2、F3，比较它们的大小应是（）
A．F1＞F2＞F3B．F1＜F2＜F3C．F2＞F1＞F3D．F2＜F1＜F3
【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F1=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F2=1
2
f；
第三个图中滑轮为动滑轮，但F3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F3=2f；
故F2<F1<F3；答案为D．
11．如图，O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O点缓慢逆时针转至接近竖直位置．则力F的大小
A．一直变大B．始终不变
C．一直变小D．先变小后变大
【答案】B
【解析】
【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F竖直向上，重力G竖直向下，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的大小是始终不变的，故应选B．
12．如图所示的滑轮组，用F=30N的拉力，拉动水平地面上重为300N的物体，使物体匀速前进了2m.物体和地面之间的摩擦力为45N，在此过程中，下列说法正确的是
①拉力做的功是120J ②绳子自由端移动的距离是2m ③滑轮组的机械效率是75% ④A 点受到的拉力为300N A ．①④ B ．②③ C ．①③ D ．③④
【答案】C 【解析】 【详解】
①②．由图可知，n =2，则绳子自由端移动的距离：
222m=4m s s ==⨯绳物；故②错误；
拉力做的功：
30N 4m=120J W Fs ==⨯绳总；故①正确；
③．克服物体和地面之间的摩擦力做的功为有用功，则有用功： W 有=fs 物=45N ×2m=90J ， 滑轮组的机械效率：
90J
100%100%=75%120J
W W η=
⨯=
⨯有总
故③正确； ④．因物体在水平地面上做匀速运动，则此时A 处绳子的拉力与物体受到的摩擦力是一对平衡力，所以，A 点受到的拉力：F A =f =45N ；故④错误； 故ABD 错误，C 正确。

13．在使用下列简单机械匀速提升同一物体的四种方式，所用动力最小的是（不计机械自重、绳重和摩擦）（ ）
A ．
B ．
C ．
D ．
【答案】D
【解析】不计机械自重绳重和摩擦，即在理想状况下：A. 图示是一个定滑轮拉力F 1＝G ； B. 根据勾股定理知h ＝＝3m,图中为斜面,F 2×5m ＝G×3m,得到F 2＝0.6G ；C. 如图所示,由图可知
，由杠杆平衡条件可得：F 3×L 2＝G×L G ,拉力F 3＝G×
G ＝
0.4G ；D. 由图示可知,滑轮组承重绳子的有效股数n ＝3,拉力F 4＝G ；因此最小拉力是F 4；故选：D 。

点睛：由图示滑轮组，确定滑轮组的种类，根据滑轮组公式求出拉力F 1、F 4；由勾股定理求出斜面的高，根据斜面公式求出拉力F 2的大小；由图示杠杆求出动力臂与阻力臂的关
系，然后由杠杆平衡条件求出拉力F 3；最后比较各力大小，确定哪个拉力最小。

14．如图所示，某人用扁担担起两筐质量为m 1、m 2的货物，当他的肩处于O 点时，扁担水平平衡，已知l 1＞l 2，扁担和筐的重力不计。

若将两筐的悬挂点向O 点移近相同的距离△l ，则
A ．扁担仍能水平平衡
B ．扁担右端向下倾斜
C ．要使扁担恢复水平平衡需再往某侧筐中加入货物，其质量为（m 2-m 1）21
l
l l -V
D ．要使扁担恢复水平平衡需再往某侧筐中加入货物，其质量为（m 2-m 1）2l
l l
-V V 【答案】D 【解析】 【详解】
AB ．原来平衡时，m 1gl 1=m 2gl 2， 由图知，l 1＞l 2，所以m 1＜m 2，
设移动相同的距离∆l ，则左边：m 1g （l 1−△l ）=m 1gl 1−m 1g △l ， 右边：m 2g （l 2−△l ）=m 2gl 2−m 2g △l ， 因为m 1＜m 2，所以m 1△lg ＜m 2△lg ，
则m 1（l 1−△l ）g ＞m 2（l 2−△l ）g ，则杠杆的左端向下倾斜，故AB 错误； CD ．因为m 1（l 1−△l ）g ＞m 2（l 2−△l ）g ，故往右边加入货物后杠杆平衡， 即：m 1（l 1−△l ）g =（m 2+m ）（l 2−△l ） g ， 且m 1gl 1=m 2gl 2，
得m =（m 2−m 1）2l
l l
-V V ，故C 错误，D 正确。

15．用F 1的拉力直接将重为G 的物体A 匀速提升h （如图甲）；换用斜面把物体A 匀速提升相同的高度，拉力为F 2 ， 物体沿斜面运动的距离为L （如图乙），利用斜面工作过程中
A ．有用功为F 2h
B ．额外功为F 2L －F 1h
C ．总功为（F 1+F 2）L
D ．机械效率为1
2
F F
【答案】B
【解析】
A.借助斜面做的有用功即为克服物体重力所做的功，则W有=Gh=F1h，故A错误；BC.
B.拉力所做的总功：W总=F2L，额外功W额= W总-W有= F2L-F1h，故B正确，C错误；D.
机械效率η
1 2
Fh?
F L
W
W
==
有
总
，故D错误．故选B.
16．用图3甲、乙两种方式匀速提升重为100N的物体，已知滑轮重20N、绳重和摩擦力不计．则
A．手的拉力：F甲=F乙；机械效率：η甲=η乙
B．手的拉力：F甲＜F乙；机械效率：η甲＜η乙
C．手的拉力：F甲＞F乙；机械效率：η甲＜η乙
D．手的拉力：F甲＞F乙；机械效率：η甲＞η乙
【答案】D
【解析】
【详解】
由图可知，甲滑轮是定滑轮，使用该滑轮不省力，所以拉力等于物体的重力；乙滑轮是动滑轮，使用该滑轮可以省一半的力，即拉力等于物体和滑轮总重力的一半，则手的拉力：F甲＞F乙；两幅图中的W有是克服物体重力做的功是相同的，但乙图中拉力做功要克服动滑轮的重力做功，比甲图中做的总功要多，所以结合机械效率公式
W
W
η=有
总
可知，有用功相同时，总功越大的，机械效率越小；
所以选D．
17．如图所示,用滑轮组提升重物时,重200N的物体在5s内匀速上升了1m.已知拉绳子的力F为120N,如果不计绳重及摩擦,则提升重物的过程中
A．绳子自由端被拉下3m B．拉力F做的功为200J
C．滑轮组的机械效率是83.3% D．拉力F的功率是40W
【答案】C
【解析】
【详解】
A、物重由两段绳子承担，因此，当物体提升1m时，绳子的自由端应被拉下2m，故A错误；
B、拉力为120N，绳子的自由端应被拉下2m，则拉力做功为：
，故B错误；
C、滑轮组的机械效率，故C正确；
D、拉力F的功率，故D错误．
故选C．
【点睛】
涉及机械效率的问题时，关键是要清楚总功、有用功、额外功都在哪，特别要清楚额外功是对谁做的功，弄清楚这些功后，求效率和功率就显得简单了。

18．下列关于功、功率、机械效率的说法中正确的是
A．机械效率越大，做的有用功一定越多
B．功率越大，做功越快
C．有力作用在物体上，力一定对物体做了功
D．功率小，机械效率也一定低
【答案】B
【解析】
【详解】
A．因为机械效率是有用功与总功的比值，所以机械效率越大，做的有用功不一定越多，故A错误；
B．功率是表示做功快慢的物理量，功率越大，做功越快，故B正确；
C．有力作用在物体上，物体力的方向上没有移动距离，力不做功，故C错误；
D．机械效率是有用功与总功的比值，与功率的大小无关，故D错误．
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．建筑工人用如图所示的滑轮组，在4s内将重为1500N的物体沿水平方向匀速移动2m 的过程中，所用的拉力大小为375N，物体受到水平地面的摩擦力为物重的0.4倍．在此过程中下列说法正确的是（）
A．绳子自由端沿水平方向移动了6 m
B．物体受到的拉力为750N
C．拉力F的功率为750W
D．滑轮组的机械效率为80%
【答案】D
【解析】
【详解】
A．由图可知，n=2，则绳子自由端沿水平方向移动的距离s=ns A=2×2m=4m，故A错误；B．物体沿水平方向匀速移动时处于平衡状态，物体受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，则物体受到的拉力F A=f=0.4G=0.4×1500N=600N，故B错误；
C．拉力F做的功W总=Fs=375N×4m=1500J，则拉力F的功率P===375W，故C
错误；
D．有用功W有=F A s A=600N×2m=1200J，则滑轮组的机械效率
η=×100%=×100%=80%，故D正确；。