2020-2021年 简单机械基础测试题(word)

13．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
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；
2020-2021 年 简单机械基础测试题（word）
一、简单机械选择题
1．如图甲所示，长 1.6m、粗细均匀的金属杆可以绕 O 点在竖直平面内自由转动，一拉力 ﹣﹣位移传感器竖直作用在杆上，并能使杆始终保持水平平衡．该传感器显示其拉力 F 与 作用点到 O 点距离 x 的变化关系如图乙所示．据图可知金属杆重（ ）
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．
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 F1、F2、F3，比较它们的大小应是（ ）
A．F1＞F2＞F3 【答案】D 【解析】
B．F1＜F2＜F3
C．F2＞F1＞F3
由
W有
η=
W总
，得：W
总=
W有
150J
=
60%
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=250J，因此，W
额=W
总-W
有=250J-150J=100J；因为不
计绳重和摩擦，W 额=G 轮 h，所以动滑轮重：G 轮= W额
100J
=
=100N，拉力
F 的大小：
h 1m
F= 1 （G 物+G 轮）= 1 （150N+100N）= 250 N；对右图滑轮组，承担物重的绳子股数
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】
B．便于同学们观察实验 D．便于测量力臂的大小
【详解】
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．
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；
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
W总
500J
故 A 不符合题意；
B．由于两个过程物体 B 均做匀速运动，所以，动能不变，但高度增加，重力势能增大，
而动能与势能之和是机械能，所以机械能增大，故 B 不符合题意；
C．由于需要克服滑轮组的自重及绳子和滑轮之间的摩擦做功，即由此导致 F2 多做一些
功，即额外功，故 C 不符合题意；
D．由 P
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，
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
G=10N
2．用一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组把重 150N 的物体匀速提升 1m，不计摩擦和
绳重时，滑轮组的机械效率为 60%．则下列选项错误的是（ ）
A．有用功一定是 150J
B．总功一定是 250J
C．动滑轮重一定是 100N
D．拉力大小一定是 125N
【答案】D
【解析】
【分析】
知道物体重和物体上升的高度，利用 W=Gh 求对物体做的有用功；
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+m2＞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．
W t
知道，功率由所做的功和完成功所需要的时间决定，根据题意不知道完成
功所用的时间，故无法比较功率的大小，故 D 符合题意．
11．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
【解析】
【详解】
A．根据题意知道，用 F1 的力将物体 B 匀速提升 h，F1 做的是有用功，即 W 有=300J，借助 滑轮组用 F2 的力把物体 B 匀速提升相同高度，F2 做的是总功，即 W 总=500J，由
W有用 100%知道，滑轮组的机械效率是： W总
W有用 100%= 300J 100%=60% ,
5N；
，所以 G=9N，故选项 D 正确；
故选 D．
10．如图所示，手用 F1 的力将物体 B 匀速提升 h，F1 做功为 300J；若借助滑轮组用 F2 的力 把物体 B 匀速提升相同高度，F2 做功为 500J，下列说法错误的是
A．滑轮组机械效率为 60%
B．两个过程物体 B 均匀速运动，机械能增加 C．滑轮组的自重，绳子和滑轮之间的摩擦等因素导致 F2 做的功有一部分属于额外功 D．F2 做功的功率比 F1 做功的功率大 【答案】D
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； 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
轮）=
1
h 1m
2
2
（150N+100N）=125N；由以上计算可知，对物体做的有用功都是 150J，总功都是 250J，
动滑轮重都是 100N，故 A、B、C 都正确；但拉力不同，故 D 错．
故选 D．
3．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（ ）
9．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
（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 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 )
4．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 F1、 F2、F3，下列关系中正确的是
A．F1＞F2＞F3 B．F1＜F2＜F3 C．F2＞F1＞F3 D．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 F1=f； 第二个图中滑轮为动滑轮，因为动滑轮可省一半的力，
所以根据二力平衡，此时拉力 F2= 1 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=2f； 由此可得 F2< F1< F3. 故 D 正确.
5．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
有用功与总功的比值减小，故 D 不符合题意．
7．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】 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 b（不妨设 a＞b），先 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
率为： P
W t
F2 s绳 t
F2v绳
120N 0.03m / s 3.6W
，故 D 正确。
故选 D。
6．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，
A．5N
B．10N
C．20N
D．40N
【答案】B
【解析】
【分析】
杠杆的平衡条件
【详解】
使金属杆转动的力是金属杆的重力，金属杆重心在中心上，所以阻力臂为：
L1=0.8m， 取当拉力 F=20N，由图象可知此时阻力臂：
根据杠杆的平衡条件有：
L2=0.4m，
所以
GL1=FL2
解得：
G×0.8m=20N×0.4m
3
3
3
n=2，对物体做的有用功：W
有=Gh=150N×1m=150J，由
W有
η=
W总
，得：W
总
= W有
150J
=
60%
=250J，所以
W
额=W
总-W
有=250J-150J=100J；因为不计绳重和摩擦，W
额=G
轮
h，因此动滑轮重：G 轮= W额
100J
=
=100N，拉力
F 的大小：F=
1
（G
物+G
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 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．
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；
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
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．
12．关于机械效率的问题，下列说法中正确的是（ ）
8．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（ ）
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
D．F2＜F1＜F3
【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
一半力．所以 F2= 1 f； 2
又知道滑轮组的机械效率，利用效率公式求总功，求出了有用功和总功可求额外功，不计
绳重和摩擦，额外功 W 额=G 轮 h，据此求动滑轮重；
不计摩擦和绳重，根据 F= 1 （G 物+G 轮）求拉力大小． n
【详解】
对左图滑轮组，承担物重的绳子股数 n=3，对物体做的有用功：W 有=Gh=150N×1m=150J，