【物理】 简单机械单元检测(附答案)

D．此图是滑轮组，绕在动滑轮上的绳子由 2 股，则 F= 1 G． 2
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．
7．利用如图所示的滑轮，在粗糙水平面上匀速拉动物体，下列叙述正确的是（ ）
A．重力做的功是有用功 B．拉力 F1 做的功是额外功 C．绳子自由端的拉力 F 做的功是总功 D．该滑轮的机械效率可能等于 100% 【答案】C 【解析】A、由图知，是水平使用动滑轮拉动物体，克服物体受到的摩擦力做的功为有用 功，故 A 错； B、由图知，是水平使用动滑轮拉动物体，克服物体受到的摩擦力做的功，即拉力 F1 做的 功为有用功，克服绳与动滑轮之间的摩擦、克服动滑轮和绳重而做的功为额外功，故 B 错； C、绳子自由端的拉力 F 做的功包括有用功、额外功，为总功，故 C 正确； D、在拉动物体的过程中要克服绳与动滑轮之间的摩擦、要克服动滑轮和绳重而做一定的额 外功，使得有用功小于总功，该滑轮的机械效率总小于 100%，故 D 错． 故选 C．
10．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
从支点到力的作用线的距离叫力臂，在杠杆两侧挂钩码，由于重力的方向是竖直向下的， 力臂在杠杆上可以直接读出，当用弹簧测力计倾斜时，拉力不再与杠杆垂直，这样力臂会 发生变化，相应变短，由杠杆的平衡条件知道，力会相应增大，才能使杠杆仍保持平衡， 所以这样做实验可以加深学生对力臂的正确认识，故 C 正确．
13．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（ ）
【物理】 简单机械单元检测（附答案）
一、简单机械选择题
1．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】
度．则（）
A．乙升降机提升重物做的有用功较多
B．甲升降机的电动机做的额外功较
多
C．甲升降机的电动机做的总功较少
D．乙升降机的电动机做的总功较
少
【答案】C
【解析】
【详解】
A．提升物体质量和高度相同说明甲、乙升降机做的有用功相等，故 A 错误；
BCD．既然甲机械效率高，则说明甲做的额外功少，总功也就少，故 BD 错误，C 正确．
②费力杠杆，动力臂小于阻力臂；③等臂杠杆，动力臂等于阻力臂．
12．为探究杠杆平衡条件，老师演示时，先在杠杆两侧挂钩码进行实验探究，再用弹簧测 力计取代一侧的钩码继续探究（如图 ），这样做的目的是（ ）
A．便于直接读出拉力的大小 C．便于正确理解力臂 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
B．便于同学们观察实验 D．便于测量力臂的大小
A．绳子自由端移动速度为 0.3m/s B．拉力 F 的大小为 4N C．拉力 F 的功率为 0.45W D．滑轮组的机械效率为 75% 【答案】C 【解析】 【详解】 由图知道，承担物重的绳子的有效股数是：n=2， A．绳端移动的距离是： s=2h=2×0.1m=0.2m， 绳子自由端移动的速度是：
C．该杠杆的阻力大小为 0.5N 【答案】B 【解析】
D．动力 F 的大小为1.5N
【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 OA= 1 ×4×2cm=4cm，故 22
A 错误；
B、阻力臂 OB，3×2cm=6cm＞ 1 OA，即阻力臂大于动力臂，该杠杆为费力杠杆，故 B 正 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，F1l1=F2l2，G×OB=F× 1 OA，代入数据，2N×8cm=F×4cm，解得， 2
F=4N，故 D 错误。
11．如图所示，属于费力杠杆的是
A．
用镊子夹物品
B．
用汽水扳子开瓶盖
C．
用手推车推货物
D．
用羊角锤起钉子
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
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。
16．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
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
根据杠杆的平衡条件可得：mAgOC=mBgOD，由图示可知，OC＞OD．所以 mA＜mB，
当向支点移动相同的距离△ L 时，两边的力臂都减小△ L，此时左边为：mAg（OC﹣△ L） =mAgOC﹣mAg△ L， 右边为：mBg（OD﹣△ L）=mBgOD﹣mBg△ L，由于 mA＜mB，所以 mAg△ L＜mBg△ L； 所以：mAgOC﹣mAg△ L＞mBgOD﹣mBg△ L． 因此杠杆将向悬挂 A 物体的一端即左端倾斜． 故选 C．
∵不考虑绳重和摩擦，
，
即：
，
∴动滑轮重：G 轮=80N．
5．如图所示，杠杆处于平衡状态，如果将物体 A 和 B 同时向靠近支点的方向移动相同的 距离，下列判断正确的是
A．杠杆仍能平衡 B．杠杆不能平衡，右端下沉 C．杠杆不能平衡，左端下沉 D．无法判断 【答案】C 【解析】 【详解】 原来杠杆在水平位置处于平衡状态，此时作用在杠杆上的力分别为物体 A、B 的重力，其 对应的力臂分别为 OC、OD，
【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=ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
==
==
≈83.3%．
4．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）
A．120N 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，
15．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
v s 0.2m 0.2m/s ， t 1s
故 A 错误；
B．不计绳重和摩擦，则拉力
F
1 n
G
G动
=
1 2
4N
0.5N
2.25N
，
故 B 错误；
C．拉力做的总功：W 总 =Fs=2.25N×0.2m=0.45J，拉力 F 的功率：
P W总 0.45J 0.45W ， t 1s
故 C 正确；
6．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
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
8．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
【答案】A 【解析】 【详解】 A、用镊子夹物品时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆； B、汽水扳子开瓶盖时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆； C、用手推车推货物，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆； D、用羊角锤起钉子，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆． 故选 A． 【点睛】 此题考查的是杠杆的分类和特点，主要包括以下几种：①省力杠杆，动力臂大于阻力臂；
A．F 甲∶ F 乙＝5∶ 4 C．P 甲∶ P 乙＝4∶ 5 【答案】A 【解析】 【详解】
B．W 甲∶ W 乙＝5∶ 4 D．η 甲∶ η 乙＝4∶ 5
Gh
A．斜面光滑，则不做额外功，所以
W
有=W
总，即
Gh=Fs，可得：
F甲 F乙
4 Gh
5 4
，故
A
正
5
确；
B．因为 W 有=W 总=Gh．两斜面高相同，工件也相同，所以两力做功相等，即 W 甲：W 乙 =1：1，故 B 错误； C．由 A 知，F 甲∶ F 乙＝5∶ 4，且速度大小相等．根据 P= Fv 得，P 甲：P 乙=F 甲：F 乙=5：4， 故 C 错误； D．不做额外功时，两次做功的效率都为 100%，所以 η 甲∶η 乙＝1：1．故 D 错误．
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．
14．如图所示，甲、乙是固定在水平地面上的两个光滑斜面，长度分别为 4 m 、5 m，高度 相同．两个工人分别用沿斜面向上的拉力 F 甲、F 乙把完全相同的工件从斜面底端匀速地拉 到斜面顶端，且速度大小相等．此过程拉力 F 甲、F 乙所做的功分别为 W 甲、W 乙，功率分别 为 P 甲、P 乙，机械效率分别为 η 甲、η 乙．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：
s绳 2s物 2 2m=4m ；故②错误；
D．拉力做的有用功 W 有 =Gh=4N×0.1m=0.4J，滑轮组的机械效率是：
W有 100% 0.4J 100% ≈88.9%，
W总
0.45J
故 D 错误。
3．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%
【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．
， ．
2．如图所示，定滑轮重 4N，动滑轮重 0.5N，在拉力 F 的作用下，1s 内将重为 4N 的物体 A 沿竖直方向匀速提高了 10cm．如果不计绳重和摩擦．则以下计算结果正确的是
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%=
故选 D．
×100%=
×100%≈66.7%．故 D 正确．
9．甲升降机比乙升降机的机械效率高，它们分别把相同质量的物体匀速提升相同的高