(物理)初三物理简单机械测试题及答案
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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
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】
(2)当有用功一定时,甲中所做的总功为对一袋沙所做的功,利用机械时做的额外功越 少,则总功就越少,机械效率就越高;
(3)又因为乙是动滑轮,乙中所做的总功还要加上对动滑轮所做的功,利用乙滑轮做的额外 功多,则总功越多,机械效率越低。即 W1 小于 W2,η1 大于 η2. 故选 C.
5.如图所示,用下列装置提升同一重物,若不计滑轮自重及摩擦,则最省力的是
t 10s
W 有用=Gh=600N×2m=1200J,
η= W有 = 1200J ≈85.7%, W总 1400J
故 B 正确; C.提升重物的过程中所做的额外功:
W 额=W 总﹣W 有用=1400J﹣1200J=200J, 故 C 错; D.当提升重物的重力减小为 400N,做的有用功就变小,而额外功几乎不变,有用功和总 功的比值变小,故滑轮组的机械效率变小,故 D 错;
A.只有①③
B.只有②④
C.只有②③
D.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有 = W有 ,额外功相同,提Fra Baidu bibliotek A 物体时滑轮 W总 W有 W额
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 3.5N 1
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
100
0 0
83.3%
,
故 D 正确为答案。
7.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
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。
8.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 OA: OB 1: 2 , 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.( 铝 2.7 103 kg / m3 , g 10N / kg )下列结果正确的是
2.关于机械效率的问题,下列说法中正确的是( )
A.做的有用功越多,机械效率一定越高
B.单位时间内做功越多,机械效率
一定越高
C.省力越多的机械,机械效率一定越高
D.额外功在总功中所占比例越
小,机械效率一定越高
【答案】D
【解析】
【详解】
A、做功多,有用功不一定多,有用功占总功的比例不一定高,所以机械效率不一定高,
知,机械效率的高低只与有用功在总功中所占的比例有关,与做功多少、功率大小无关.
3.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
故选 D。
4.如图所示,小明用相同滑轮组成甲、乙两装置,把同一袋沙子从地面提到二楼,用甲装 置所做的总功为 W1,机械效率为 η1;用乙装置所做的总功为 W2,机械效率为 η2.若不计 绳重与摩擦,则
A.W1 = W2,η1 =η2 C.W1 < W2,η1 >η2 【答案】C 【解析】
B.W1 = W2,η1 <η2 D.W1 > W2,η1 <η2
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 F2=120N,绳子的自由端的速度为 v 绳=0.01m/s×3=0.03m/s,则乙方式 F2 的功
率为: P
W t
F2 s绳 t
F2v绳
120N 0.03m / s 3.6W
,故 D 正确。
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
W有用 W总
100
0 0
1200J 1440J
由以上可知:在滑轮重及摩擦不计的情况下最省力的是 C,C 符合题意.
6.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 C.物体 A 克服摩擦力做的功为 480J 【答案】D 【解析】
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.
【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
P W 求拉力的功率; t
(2)由图乙可知,物重 G=300N 时,滑轮组的机械效率 η=60%,利用
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
B.物体 A 重力做功的功率为 1000W D.滑轮组的机械效率约为 83.3%
【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。
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
F2
1 3
(G
G动 )
1 (300N 3
60N )
120N
,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 F1 为 150N 不变,故 B 错误;
故 A 错误;B、有用功占总功的比例与单位时间内做功多少无关,故 B 错误;C、省力多
的机械的机械效率往往偏低,故 C 错误;D、额外功在总功中所占比例越小,说明有用功
在总功中所占的比例越大,机械效率就越高,故 D 正确;故选 D.
【点睛】
①总功=有用功+额外功;②有用功和总功的比值叫机械效率;③由机械效率的定义可
10.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】
【详解】
A.根据图示可知,n=2,不计绳重和摩擦,拉力:
拉力端移动距离:
F= 1 (G+G 轮)= 1 (600N+100N)=350N,
2
2
总功:
s=2h=2×2m=4m,
拉力的功率:
W 总=Fs=350N×4m=1400J,
故 A 错; B.有用功:
滑轮组的机械效率:
P= W总
1400J
=
=140W;
【分析】
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
滑轮把同一袋沙子从地面提到二楼”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 η= W有用 即可比较出二者机械效率 W总
的大小.
【详解】
(1)因为小明分别用甲、乙两滑轮把同一袋沙从一楼地面提到二楼地面,所以两种情况的 有用功相同;
A.
B.
C.
D.
【答案】C 【解析】 【详解】
A.此图是动滑轮,由动滑轮及其工作特点可知,省一半的力,即 F= 1 G; 2
B.此图是定滑轮,由定滑轮及其工作特点可知,不省力,即 F=G;
C.此图是滑轮组,绕在动滑轮上的绳子由 3 股,则 F= 1 G; 3
D.此图是滑轮组,绕在动滑轮上的绳子由 2 股,则 F= 1 G. 2
(物理)初三物理简单机械测试题及答案
一、选择题
1.如图,用滑轮组将 600N 的重物在 10s 内匀速提升了 2m,动滑轮重为 100N(不计绳重 和摩擦),下列说法正确的是
A.绳子自由端拉力的功率是 70W B.滑轮组的机械效率是 85.7% C.提升重物的过程中所做的额外功是 400J D.提升的重物变成 400N 时,滑轮组的机械效率将变大 【答案】B 【解析】
小于乙滑轮组做的总功,由 W有 可知,甲滑轮组的机械效率高,故 B 正确,C 错误; W总
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.