最新 简单机械综合测试卷

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 【答案】D 【解析】 【详解】
B．4 个
不计绳重和摩擦，
．
C．5 个
D．6 个
，
，要使
，则
5．如图所示，工人利用动滑轮吊起一袋沙的过程中，做了 300J 的有用功，100J 的额外 功，则该动滑轮的机械效率为（ ）
，
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．
13．物理兴趣小组用两个相同滑轮分别组成滑轮组匀速提起质量相同的物体，滑轮的质量 比物体的质量小，若不计绳重及摩擦，提升重物的高度一样，对比如图所示甲、乙两滑轮 组，下列说法正确的是
5N；
，所以 G=9N，故选项 D 正确；
故选 D．
11．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
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，
∵不考虑绳重和摩擦，
，
即：
，
∴动滑轮重：G 轮=80N．
7．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
Байду номын сангаас
A．甲更省力，甲的机械效率大 B．乙更省力，乙的机械效率大 C．乙更省力，甲、乙机械效率一样大 D．甲更省力，甲、乙机械效率一样大 【答案】D 【解析】
A．拉力 F 为 75N B．绳子自由端向上移动了 4m C．滑轮组的机械效率约为 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：
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；
×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．
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
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
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•lG，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 lG 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．
12．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
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
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
【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：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
1103 kg
20N / m3 10N
/
kg
2103 m3
2
3
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有用 W总
可知，机械效率相同，η1＝η2；
又因为所用时间相同，由 P＝ W 可知，拉力做功的功率 P1＝P2，故 B 错误，A 正确． t
故选 A．
8．为了将放置在水平地面上重为 100N 的物体提升一定高度，设置了如图甲所示的滑轮组 装置。当用如图乙所示随时间变化的竖直向下的拉力 F 拉绳时，物体的速度 v 和物体上升 的高度 h 随时间变化的关系分别如图丙和丁所示。（不计绳重和绳与轮之间的摩擦）。下 列计算结果不．正．确．的是
A．F1＞F2；η1＝η2；P1＝P2 C．F1＜F2；η1＜η2；P1＜P2 【答案】A 【解析】
B．F1＞F2；η1＞η2；P1＞P2 D．F1＜F2；η1＞η2；P1＞P2
【详解】
不计绳重及摩擦，因为拉力 F＝ 1 （G+G 轮），n1＝2，n2＝3，所以绳子受到的拉力分别 n
为：F1＝ 1 （G1+G 轮），F2＝ 1 （G2+G 轮），故 F1＞F2；故 CD 错误；
B．W1 = W2 η1 < η2 D．W1 > W2 η1 < η2
【解析】
【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
最新 简单机械综合测试卷
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．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＝
械效率变大，故 D 错误。
3．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 η1；用乙滑轮所做的总功为 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
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；
根据 W有 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．
10．如图所示，动滑轮重为 1 N，拉力 F 为 5 N，则重物 G 和弹簧秤读数为
A．G 为 4 N，弹簧秤读数为 5 N
B．G 为 9 N，弹簧秤读数为 10 N
C．G 为 10 N，弹簧秤读数为 5 N
D．G 为 9 N，弹簧秤读数为 5 N
【答案】D
【解析】
此时弹簧秤与拉力 F 共同承担重物和滑轮的重力，因拉力 F 为 5N，所以弹簧秤读数也为
，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。
2．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
9．如图所示，杠杆处于平衡状态且刻度均匀，各钩码质量相等，如果在杠杆两侧各减少一 个钩码，杠杆会（ ）
A．左端下沉
B．右端下沉
C．杠杆仍然平衡
D．无法判断
【答案】B
【解析】
【详解】
设一个钩码重为 G，一格的长度为 L，原来：3G×4L=4G×3L，杠杆平衡；在杠杆两侧挂钩
码处各减少一个质量相等的钩码，现在：2G×4L<3G×3L，所以杠杆不再平衡，杠杆向顺时 针方向转动，即右端下沉。故 ACD 错误，B 正确。
A．75％ B．66．7％ C．33．3％ D．25％ 【答案】A 【解析】 试题分析：由题意可知，人所做的总功为 W 总=W 有+W 额=300J+100J=400J，故动滑轮的机械 效率为 η=W 有/W 总=300J/400J=75%，故应选 A。 【考点定位】机械效率
6．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）