《简单机械》单元测试题(含答案)

B．拉力 F 和物块重力 G 是一对平
C．这个过程中物块重力所做的功为 1 GL 2
杠杆
D．这个过程中直杆一直都是费力
【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
1
F=
（G+G 动）= 1 ×（140N+10N）=50N，故 A 错误；
3
3
B．则绳端移动的距离：s=3h=3×2m=6m，故 B 错误；
C．拉力做功：W 总=Fs=50N×6m=300J， 有用功：W 有用=Gh=140N×2m=280J，
滑轮组的机械效率：
W有用
=
×100%=
280J
×100%≈93.3%，故
《简单机械》单元测试题(含答案)
一、简单机械选择题
1．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：
A．该铝球空心部分的体积为1103 m3 B．该铝球的体积为 3103 m3
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】
A．η 甲＝η 乙，W 甲＝W 乙 B．η 甲＞η 乙，W 甲＞W 乙
C．η 甲＜η 乙，W 甲＜W 乙 D．η 甲＞η 乙，W 甲＜W 乙 【答案】A 【解析】
【详解】
物体升高的高度和物体重力都相同，根据公式 W=Gh 可知做的有用功相同；由图可知，动 滑轮个数相同，即动滑轮重力相同，提升的高度相同，不计绳重和摩擦,则拉力做的额外功
铝球实心部分的体积：V实
m
2.7kg 2.7 103 kg
/ m3
1103 m3 ，
由杠杆平衡的条件可得：FA×OA=FB×OB，
FA
OB OA
FB
2 1
3.5N
7N
，
铝球受到的浮力： F浮 G F mg F 2.7kg 10N / kg 7N 20N ，
铝球排开水的体积：V排
F浮 水g
W G h 1 GL ，故 C 正确； 2
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。
10．在不计绳重和摩擦的情况下利用如图所示的甲、乙两装置分别用力把相同的物体匀速 提升相同的高度．若用 η 甲、η 乙表示甲、乙两装置的机械效率，W 甲、W 乙表示拉力所做 的功，则下列说法中正确的是
12．如图所示，用一滑轮组在 5s 内将一重为 200N 的物体向上匀速提起 2m，不计动滑轮 及绳自重，忽略摩擦。则
A．物体上升的速度是 2.5m/s C．拉力 F 的功率为 40W 【答案】D 【解析】 【详解】
B．拉力 F 大小为 400N D．拉力 F 的功率为 80W
A．由 v s 得体的速度： t v h 2m 0.4 m s t 5s
5．下列几种方法中，可以提高机械效率的是
A．有用功一定，增大额外功
B．额外功一定，增大有用功
C．有用功一定，增大总功
D．总功一定，增大额外功
【答案】B
【解析】
【详解】
A．机械效率是有用功和总功的比值，总功等于有用功和额外功之和，所以有用功一定，
增大额外功时，总功增大，因此有用功与总功的比值减小，故 A 不符合题意；
相同．有用功相同、额外功相同，则总功相同，即
W
甲＝W
乙．根据
η= W有 W总
可知，机械效
率相同，即 η 甲＝η 乙．故 A 符合题意．
11．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．
A．0s～1s 内，地面对物体的支持力大于 10N B．1s～2s 内，物体在做加速运动 C．2s～3s 内，拉力 F 的功率是 100W D．2s～3s 内，滑轮组的机械效率是 83.33% 【答案】C 【解析】 【详解】 （1）由图乙可知,在 0∼1s 内,拉力 F＝30N.取动滑轮和重物为研究对象,受到向下的重力 G 和 G 动,向上的支持力 F 支,及三根绳子向上的拉力 F′作用，处于静止状态；地面对重物的支 持力 F 支＝G−F′＝G−3F 拉+G 动＝100N−3×30N+G 动＝G 动+10N 10N，故 A 正确；（2）由图 丙可知，1s～2s 内，物体在做加速运动，故 B 正确；（3）由图可知在 2∼3s 内,重物做匀速 运动,v3＝2.50m/s,拉力 F3＝40N，因为从动滑轮上直接引出的绳子股数（承担物重的绳子股 数）n＝3，所以拉力 F 的作用点下降的速度 v′3＝3v3＝3×2.50m/s＝7.5m/s，拉力做功功率 （总功率）:P 总＝F3v′3＝40N×7.5m/s＝300W，故 C 错误；滑轮组的机械效率：η＝
分析滑轮组的动滑轮绕绳子的段数，不计滑轮间的摩擦和动滑轮的自重，根据
得到
物体受到的摩擦力。
【详解】
从图中得到动滑轮上的绳子段数为 3，不计滑轮间的摩擦和动滑轮的自重，物体受到的摩
擦力：f=3F=3×60N=180N。
故选 D。
【点睛】
本题考查滑轮组的特点，解决本题的关键要明确缠绕在动滑轮上的绳子的段数。
故 C 项不符合题意，D 项符合题意。
13．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；
B．额外功不变，增大有用功，总功变大，因此有用功与总功的比值将增大，故 B 符合题
意； C．有用功不变，总功增大，则有用功与总功的比值减小，故 C 不符合题意； D．因为总功等于有用功和额外功之和，所以总功一定，增大额外功，有用功将减小，则 有用功与总功的比值减小，故 D 不符合题意．
6．山区里的挑夫挑着物体上山时，行走的路线呈“S”形，目的是 A．加快上山时的速度 B．省力 C．减小对物体的做功 D．工作中养成的生活习惯 【答案】B 【解析】 斜面也是一种简单机械，使用斜面的好处是可以省力． 挑物体上山，其实就是斜面的应用，走 S 形的路线，增加了斜面的长，而斜面越长，越省 力，所以是为了省力． 故选 B．
3．如图所示，用滑轮组在 4s 内将重为 140N 的物体匀速提升 2m，若动滑轮重 10N，石计 滑轮与轴之间的摩擦及绳重。则在此过程中，下列说法正确的是
A．拉力 F 为 75N B．绳子自由端向上移动了 4m C．滑பைடு நூலகம்组的机械效率约为 93.3% D．提升 200N 重物时，滑轮组机械效率不变 【答案】C 【解析】 【详解】 A． 由图可知，n=3，不计摩擦及绳重，拉力：
C
正确。
W总
300J
D．
提升 200N 重物时，重物重力增加，据 = W有用 W总
Gh
G
=
=
Gh G动h G G动
可知滑轮组机
械效率变大，故 D 错误。
4．物体做匀速直线运动，拉力 F=60N，不计滑轮间的摩擦和动滑轮的自重，则物体受到的 摩擦力是
A．60 N B．120 N C．20 N D．180 N 【答案】D 【解析】 【分析】
1103 kg
20N / m3 10N
/
kg
2103 m3
，
铝球的体积：V球 2V排 2 2103m3 4103m3 ，
则空心部分的体积：V空 V球 V实 4104 m3 1103m3 3103m3 ．
【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．
×100%＝ ×100%＝
×100% 83.33%，故 D 正确。故选 C.
【点睛】
由滑轮组的结构可以看出，承担物重的绳子股数 n＝3，则拉力 F 移动的距离 s＝3h．（1）
已知滑轮组绳子的段数 n 和拉力 F 拉，物体静止，设滑轮组对物体的拉力 F′，其关系为 F
拉＝ （F′+G 动）；地面对物体的支持力等于物体对地面的压力，等于物体的重力 G 减去整 个滑轮组对物体的拉力 F′；（2）由 F-t 图象得出在 1～2s 内的拉力 F，由 h-t 图象得出重物 上升的高度，求出拉力 F 的作用点下降的距离，利用 W＝Fs 求此时拉力做功．（3）由 F-t 图象得出在 2～3s 内的拉力 F，由 v-t 图象得出重物上升的速度，求出拉力 F 的作用点下降 的速度，利用 P＝Fv 求拉力做功功率，知道拉力 F 和物重 G 大小，以及 S 与 h 的关系，利 用效率求滑轮组的机械效率．