最新简单机械难题及答案(word)

最新简单机械难题及答案（word）
一、简单机械选择题
1．下列杠杆中属于费力杠杆的是
A． B． C．
D．
【答案】C
【解析】
【详解】
A、剪刀在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A错误；
B、起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B错误．
C、如图的镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故C正确；
D、钢丝钳在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D错误；
故选B．
【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。

2．轻质杠杆AB可绕中点O自由转动，现在其A端和B端分别施以大小相等的力F1和
F2，它们的方向如图所示，则下列说法中正确的是
A．杠杆会沿顺时针方向转动
B．杠杆会沿逆时针方向转动
C．杠杆会保持平衡
D．无法判读杠杆转动方向
【答案】A
【解析】
【详解】
由图知道， O 为杠杆的支点，分别从O 点向两力的作用线作垂线交两力的作用线于点C 、D ，则力F 1和F 2的力臂分别为OC 、OD ，如下图所示：
因OA =OB ，由几何知识知道，
故OC ＜OD
又因为F 1 和F 2 的大小相等，由平衡条件知道，力与力臂乘积的大小关系是：
F 1 ×OC ＜F 2 ×OD ，
所以，杠杆不能平衡，杠杆会沿顺时针方向转动，即只有A 正确。

3．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O 转动的轻质杠杆，已知:1:2OA OB =，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．（332.710/kg m ρ=⨯铝，10/g N kg = ）下列结果正确的是
A ．该铝球空心部分的体积为33110m -⨯
B ．该铝球的体积为33310m -⨯
C ．该铝球受到的浮力为20N
D ．该铝球受到的浮力为40N
【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：33332.71102.710/m kg V m kg m
ρ-===⨯⨯实， 由杠杆平衡的条件可得：F A ×
OA=F B ×OB ，2 3.571A B OB F F N N OA ==⨯=， 铝球受到的浮力： 2.710/720F G F mg F kg N kg N N =-=-=⨯-=浮，
铝球排开水的体积：333320210110/10/F N V m g kg m N kg
ρ-===⨯⨯⨯浮排水， 铝球的体积：333322210410V V m m --==⨯⨯=⨯球排，
则空心部分的体积：433333
410110310V V V m m m ---=-=⨯-⨯=⨯空球实．
【点睛】
本题考查杠杆和浮力的题目，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式．
4．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
．
5．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F 1、F 2、F 3，下列关系中正确的是
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
【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=1
2
f；
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.
6．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（）
A．16.7% B．20% C．83.3% D．100%
【答案】C
【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；
∴拉力移动的距离s=2h，
η=====≈83.3%．
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）
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．如图所示甲、乙两套装置所用滑轮质量均相等，用它们分别将所挂重物在相等时间内竖直向上匀速提升相同高度．若G1＝G2，所用竖直向上的拉力分别为F1和F2，拉力做功的功率分别为P1和P2，两装置的机械效率分别为η1和η2（忽略绳重和摩擦）．则下列选项正确的是
A．F1＞F2；η1＝η2；P1＝P2B．F1＞F2；η1＞η2；P1＞P2
C．F1＜F2；η1＜η2；P1＜P2D．F1＜F2；η1＞η2；P1＞P2
【答案】A
【解析】
【详解】
不计绳重及摩擦，因为拉力F＝1
n
（G+G轮），n1＝2，n2＝3，所以绳子受到的拉力分别
为：F1＝1
2
（G1+G轮），F2＝
1
3
（G2+G轮），故F1＞F2；故CD错误；
因为动滑轮重相同，提升的物体重和高度相同，W额＝G轮h，W有用＝G物h，所以利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同，总功相同；
由η＝W
W
有用
总
可知，机械效率相同，η1＝η2；
又因为所用时间相同，由P＝W
t
可知，拉力做功的功率P1＝P2，故B错误，A正确．
故选A．
9．下列简单机械中既可以省力，同时又可以改变力的方向的是
A．定滑轮B．动滑轮C．斜面D．滑轮组
【答案】D
【解析】
【分析】
不同机械的优缺点都不一样：动滑轮省力，但不能改变力的方向；定滑轮可以改变方向，但不能省力；斜面只能改变力的大小；滑轮组既可以改变力的大小也可以改变力的方向．【详解】
A、定滑轮只能改变力的方向，不能省力，不符合题意；
B、动滑轮可以省力，但不能改变力的方向，不符合题意；
C、斜面可以省力，不能改变力的方向，不符合题意；
D、滑轮组既可以省力，也可以改变力的方向，符合题意；
故选D．
10．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．
11．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2N
D．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．
12．下列说法中正确的是
A．机械效率越高，机械做功一定越快
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．
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B错误．
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C正确，符合题意为答案．
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D错误．
13．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η与物体重力G的关系可能符合下列图中的
A．
B．
C．
D．
【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，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η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．
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13
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()13F G G =
+动， 所以，5003N 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()13
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 ．
15．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.
16．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；
17．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．
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．C 点为硬棒AD 的重心，硬棒可绕A 点转动。

在棒的B 点施加力F 1，F 1的方向沿OO '线，棒在图所示位置处于静止状态。

则
A ．F 1>G
B ．F 1=
1
2
G s s C ．重力的力臂等于S 1 D ．F 1方向沿OO ′线向下
【答案】A 【解析】 【详解】
AB ．由图像可得，A 点到F 1的距离为s 2，若令A 点到重力的距离为s 3，根据杠杆的平衡条件“动力×动力臂=阻力×阻力臂”可知
123F s G s ⨯=⨯
可以推出
3
12
s F G s =
由于
32s s >
可得
1F G >
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C 选项错误，不符合题意；
D ．F 1与G 在支点同侧，重力方向竖直向下，所以F １的方向应该向上，故D 选项错误，不符合题意。

21．分别用如图所示的两个滑轮组，将同一物体提升到相同高度．若物体受到的重力为100N ，动滑轮的重力为20N ．在把物体匀速提升1m 的过程中，（不计绳重和摩擦）下列说法正确的是
A ．甲、乙两滑轮组所做的有用功都是100J
B ．甲滑轮组所做的有用功为200J ，乙滑轮组所做的有用功为300J
C ．甲、乙滑轮组中绳子的自由端的拉力相等
D ．甲、乙两滑轮组的机械效率不相等 【答案】A 【解析】
（1）甲乙两滑轮组所提的重物相同、上升的高度相同， 根据W =Gh 可知两滑轮组所做的有用功相同，则
W 有=Gh =100N×1m=100J，故A 正确、B 不正确．
（2）由图可知滑轮组绳子的有效股数n 甲=2，n 乙=3， ∵动滑轮的个数和重力以及物体的重力相同，
∴根据1
F G G n
=+物动（）可知，两滑轮组绳子自由端的拉力不相等，故C 不正确， （3）不计绳重和摩擦时，滑轮组的额外功是由克服动滑轮重力所做的功， 根据W =Gh 可知，动滑轮重和上升高度相同时，两者的额外功相等， 即W 额=G 动h =20N×1m=20J，
∵W 总=W 有+W 额，∴两滑轮组的总功相同，即W 总=100J+20J=120J ，
根据W W η=有
总可知，两滑轮组的机械效率相等，均为100J 83.3%120J
W W η=
=≈有总，故D 错
误．
故选A．
22．如图所示的是工人在平台上通过滑轮组向上拉起重物G的情景．已知重物G所受的重力为700 N，当他沿水平方向用400 N的力拉重物G时，重物G恰好做匀速直线运动．不计绳重及摩擦，下列说法正确的是
A．该滑轮组的动滑轮所受的重力为100 N
B．若工人拉动绳子的速度为0.5 m/s，则4 s后，绳子的拉力所做的功为1 400 J
C．当工人用等大的力使绳子以不同速度匀速运动，且绳端运动相同的距离时，工人所做的功大小不同
D．若将重物G换为质量更大的物体，则在不改变其他条件的情况下，工人将更省力
【答案】A
【解析】
A、不计绳重及摩擦，动滑轮组进行受力分析，
1
2
F G G
=+
物动
（），
滑轮组的动滑轮所受的重力：G动=2F-G物=2×400N-700N=100N，故A正确；
B、绳子移动的距离，s=vt=0.5m/s×4s=2m，
绳子的拉力所做的功：W=Fs=400N×2m=800J，故B错误；
C、工人所做的功，等于绳子的拉力与绳子移动距离的乘积，与绳子的不同速度无关，大小W=Fs，工人所做的功相同，故C错误；
D、不计绳重及摩擦，动滑轮组进行受力分析，
1
2
F G G
=+
物动
（），当重物G换为质量更
大的物体时，F将变大，更费力，故D错误．
故选A．
23．如图所示，某人用扁担担起两筐质量为m1、m2的货物，当他的肩处于O点时，扁担水平平衡，已知l1＞l2，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）2
1
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。

24．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 =F 1h ，故A 错误；BC.
B.拉力所做的总功：W 总=F 2L ，额外功W 额= W 总-W 有= F 2L - F 1h ，故B 正确，C 错误；D. 机械效率η1
2Fh?F L
W W =
=
有总
，故D 错误．故选B.
25．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．。