【物理】简单机械专项练习经典.docx

【物理】简单机械专项练习经典一、简单机械选择题1．如图所示，物体浸没在水中，工人用200N 的拉力 F 在 10s 内将重为400N 的物体匀速提升 2m，物体没有露出水面，此时滑轮组的机械效率是80%，不计绳重和摩擦，g=10N/ kg，则下列说法中正确的是（）A．物体露出水面前，工人匀速提升重物时拉力的功率为40WB．物体在水中受到的浮力为320N-3 3C．物体的体积为8× 10mD．物体露出水面后，此滑轮组提升该物体的机械效率将小于80%【答案】 C【解析】【详解】A．由图知， n=2，拉力端移动的距离：s=2h=2× 2m=4m，拉力端移动的速度：v=s/t =4m/10s=0.4m/s ，拉力的功率：P=Fv=200N× 0.4m/s=80W，故 A 错；有用 / W 总=（G-F 浮） h/Fs=（ G-F 浮） h/F×2h=G-F 浮/2F=400N- F 浮B．滑轮组的机械效率：η =W/2× 200N=80%，解得： F 浮 =80N，故 B 错；C．由 F 浮 =ρ水 V 排 g 得物体的体积：33-3 3，V=V 排 =F 浮/ ρ水 g=80N/1×10kg/m × 10N/kg=8× 10m故 C正确；D．物体露出水面后，没有了浮力，相当于增加了提升物体的重，增大了有用功，不计绳重和摩擦，额外功不变，有用功和总功的比值变大，此滑轮组提升该物体的机械效率将大于 80%，故 D 错。

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F2、 F3，下列关系中正确的是F1、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 F 1=f ；第二个图中滑轮为动滑轮，因为动滑轮可省一半的力，1所以根据二力平衡，此时拉力 F 2=f；2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=2 f；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】b（不妨设a＞ b），先解答：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 m1 m2=因为（ m1 +m2） 2=因为 a≠b，所以（ m1+m2 ） -2＞ 0，即 m1+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．4．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%．5． 如图所示，一长为 L 的直杆可绕 O 点转动，杆下挂一所受重力为G 的物块，刚开始直杆与竖直方向夹角为60o.为了安全下降物块，用一个始终水平向右且作用于直杆中点的拉力 F ，使直杆缓慢地转动到竖直位置（可以认为杠杆每一瞬间都处于平衡状态），则下列说法正确的A ．拉力 F 的大小保持不变B ．拉力 F 和物块重力 G 是一对平衡力C ．这个过程中物块重力所做的功为1GLD ．这个过程中直杆一直都是费力2杠杆【答案】 C【解析】【详解】A ．由图知，杠杆由与竖直方向成60°角逐渐转到竖直位置时，由于拉力始终水平，所以其力臂逐渐变大；物体对杠杆拉力为阻力，转动过程中阻力臂逐渐变小；由杠杆平衡条件可知拉力 F 逐渐变小，故 A 错误；B ．拉力 F 和物块重力大小不等、不一条直线上，不作用在一个物体上，所以不是一对平衡力，故 B 错误；C ．杠杆由与竖直方向成 60°角时，杠杆右端高度 h1L ，转到竖直位置时杠杆下端高度2降到 L 处，所以物体下降高度1 1 Vh LLL ，所以物体重力做功22WGVh 1GL 2，故 C 正确；D ．当杠杆转到竖直位置时，阻力臂为 0，杠杆为省力杠杆，故 D 错误。

6． 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臂在减小，重力渐增大；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。

7．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．8．如图所示的装置,重 100 N 的物体 A 在水平面做匀速直线运动,作用在绳自由端的拉力F 是 20 N,则下列判断正确的是（不计滑轮重和滑轮间摩擦）A．作用在物体 A 上水平拉力是100 NB．作用在物体 A 上水平拉力是 20 NC．物体 A 受到的滑动摩擦力是80 ND．物体 A 受到的滑动摩擦力是40 N【答案】 D【解析】【详解】AB ．根据二力平衡的条件进行分析,因为有两条绳子作用在动滑轮上,所以作用在物体 A 上的水平拉力F=2×20 N=40 N;故 AB 错误；CD．因为物体匀速运动,所以摩擦力等于作用在 A 上的水平拉力 ,大小为 40 N，故 C 错误，D 正确。

9．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2cm，在F 拉杠杆，使B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1130°角）动力臂是：OA= × 4× 2cm=4cm，故22A 错误；1B 正B、阻力臂 OB， 3× 2cm=6cm＞ OA，即阻力臂大于动力臂，该杠杆为费力杠杆，故2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，1F1l1=F2l2， G×OB=F× OA，代入数据， 2N× 8cm=F× 4cm，解得，2F=4N，故 D 错误。

10．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200JC．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。

11．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，阻力作用点都在点都在 O 点，都是费力杠杆，故BC 错误；D 点，动力作用点分别在 B 点和E 点，支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，故故选 A。

【点睛】D 错误．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。

12．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W1，机械效率为12，机械效率为2η；用乙滑轮所做的总功为Wη，若不计绳重与摩擦，则A． W1 = W2η1=η2 C． W1 < W2η1>η2【答案】 C【解析】【分析】B．W 1 = W2η1<η2 D． W1 > W2η1<η2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W有100% 即可比较出二者机W总械效率的大小．【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；W有根据可知：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W总率越高．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＜W2，1＞2．【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．13．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ηB 错误；1=η．故2C 、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 ．14． 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【答案】 DB ． F 1＜ F 2＜ F 3C ． F 2＞ F 1＞ F 3D ． F 2＜ F 1＜ F 3【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1一半力．所以 F 2=f；2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 F 3=2f；故 F2<F1<F3；答案为D．15．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．16．如下图所示的四种机械提起同一重物，不计机械自重和摩擦，最省力的是A．B．C．D．【答案】 D【解析】【详解】根据题意知道，在不计机械自重和摩擦的条件下使用的简单机械；A．图的杠杆提升重物时，由于动力臂小于阻力臂，所以是费力杠杆，即F＞ G；B．用图中的杠杆提升重物时，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆，即F=G；C．图中滑轮组承担物重的绳子的有效股数是：n=2，所以，绳端的拉力是：；D．图中滑轮组承担物重的绳子的有效股数是：n=3所以，绳端的拉力是：；综上所述，只有 D 图中的机械最省力。