2020-2021年简单机械练习题

2020-2021年简单机械练习题一、简单机械选择题1．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（）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．2．下列说法中正确的是A．机械效率越高，机械做功一定越快B．做功越多的机械，机械效率一定越高C．做功越快的机械，功率一定越大D．功率越大的机械做功一定越多【答案】C【解析】机械效率越高，表示有用功与总功的比值越大，功率表示做功快慢，功率越大，机械做功一定越快．机械效率与功率没有关系，故A错误．做功越多的机械，有用功与总功的比值不一定大，机械效率不一定高，故B错误．功率是表示做功快慢的物理量，做功越快的机械，功率一定越大，故C正确，符合题意为答案．功等于功率与时间的乘积，时间不确定，所以功率越大的机械做功不一定越多，故D错误．3．如图是抽水马桶水箱进水自动控制的结构原理图，为一可绕固定点转动的轻质杠杆，已知，端用细线挂一空心铝球，质量为．当铝球一半体积浸在水中，在端施加的竖直向下的拉力时，杠杆恰好在水平位置平衡．（，）下列结果正确的是A．该铝球空心部分的体积为B．该铝球的体积为C．该铝球受到的浮力为D．该铝球受到的浮力为【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：，由杠杆平衡的条件可得：FA×OA=FB×OB，，铝球受到的浮力：，铝球排开水的体积：，铝球的体积：，则空心部分的体积：．【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．4．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=W2η1=η2 B．W1=W2η1<η2C．W1<W2η1>η2 D．W1>W2η1<η2【答案】C【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．然后利用即可比较出二者机械效率的大小．【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．【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．5．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＞F3B．F1＜F2＜F3C．F2＞F1＞F3D．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=f；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.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，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，则有用功与总功的比值减小，故D不符合题意．7．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．8．下列简单机械中既可以省力，同时又可以改变力的方向的是A．定滑轮

B．动滑轮

C．斜面

D．滑轮组【答案】D【解析】【分析】不同机械的优缺点都不一样：动滑轮省力，但不能改变力的方向；定滑轮可以改变方向，但不能省力；斜面只能改变力的大小；滑轮组既可以改变力的大小也可以改变力的方向．【详解】A、定滑轮只能改变力的方向，不能省力，不符合题意；B、动滑轮可以省力，但不能改变力的方向，不符合题意；C、斜面可以省力，不能改变力的方向，不符合题意；D、滑轮组既可以省力，也可以改变力的方向，符合题意；故选D．9．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 B．物体A重力做功的功率为1000WC．物体A克服摩擦力做的功为480J D．滑轮组的机械效率约为83.3%【答案】D【解析】【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。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，故D正确为答案。10．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．11．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=可知，机械效率相同，即η甲＝η乙．故A符合题意．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 B．拉力F大小为400NC．拉力F的功率为40W D．拉力F的功率为80W【答案】D【解析】【详解】A．由得体的速度：故A项不符合题意；B．图可知，绳子段数为，不计动滑轮及绳自重，忽略摩擦，则拉力：故B项不符合题意；CD．绳子自由端移动的速度：拉力F的功率：故C项不符合题意，D项符合题意。13．分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组，在5s内将重为100N的物体G匀速提升2m，每个滑轮的重均为10N．不计绳重及摩擦，此过程中（）A．拉力F甲小于拉力F乙B．F甲做的功大于F乙做的功C．甲滑轮组的机械效率小于乙滑轮组的机械效率D．F甲做功的功率等于F乙做功的功率【答案】D【解析】【详解】由题可知,甲乙两滑轮组均将相同物体提升相同高度,由W有＝Gh可知W甲有＝W乙有；不计绳重及摩擦,均只需克服动滑轮自重做额外功,甲乙中均只有一个动滑轮,且动滑轮的重相同,由W额＝G动h可知W甲额＝W乙额，因为W总＝W有+W额,所以W总甲＝W总乙。A.由图可知,n1＝2,n2＝3，不计绳重及摩擦，则F甲＝（G+G动）＝×（100N+10N）＝55N，F乙＝（G+G动）＝×（100N+10N）＝36.7N<F甲，故A不正确。B.F甲与F乙做的功均为总功,由于W总甲＝W总乙,即F甲做的功等于F乙做的功，故B不正确；C.由于W甲有＝W乙有,W总甲＝W总乙,根据η＝可知,η甲＝η乙，故C不正确；D.拉力做功的功率P＝,由于W总甲＝W总乙、时间t也相同,所以P甲＝P乙，故D正确；故选D.【点睛】甲、乙两个滑轮组将同一物体匀速提升至相同的高度，在不计绳重和摩擦的情况下，有用功就是提升重物所做的功，对动滑轮所做的功是额外功，总功等于有用功和额外功之和，机械效率是有用功与总功的比值．14．如图所示，体重为510N的人，用滑轮组拉重500N的物体A沿水平方向以0.02m/s的速度匀速运动．运动中物体A受到地面的摩擦阻力为200N．动滑轮重为20N（不计绳重和摩擦，地面上的定滑轮与物体A相连的绳子沿水平方向，地面上的定滑轮与动滑轮相连的绳子沿竖直方向，人对绳子的拉力与对地面的压力始终竖直向下且在同一直线上，）．则下列计算结果中正确的是A．人对地面的压力为400NB．绳子自由端受到的拉力大小是100NC．人对地面的压力为250ND．绳子自由端运动速度是0.06m/s【答案】A【解析】【详解】由图知，n=2，所以拉力；所以人对地面的压力；绳子自由端运动速度；【点睛】本题中有用功应该是克服摩擦力做功，即拉力F满足．15．如图甲所示，是建筑工地上的塔式起重机示意图，它是通过电动机带动如图乙所示的滑轮组起吊物料的．如果这个滑轮组把6×103N的重物在10s内匀速提升l0m，绳索自由端的拉力F=2.1×103N，不计一切摩擦和绳重，则下列说法中正确的是A．拉力做的功是2.1×104J B．拉力F的功率是2.1×103WC．该滑轮组的动滑轮共重300N D．该滑轮组的机械效率是80%【答案】C【解析】由图乙知道，滑轮组绳子的有效股数是n=3，即绳子自由端移动的距离是：s=3h=3×10m=30m，所以拉力做的功是：W总=Fs=2.1×103N×30m=6.3×104J，故A错误；拉力做功的功率是：P=W总/t=6.3×104N/10s=6.3×103W，故B错误；若不计绳重和摩擦，则由F=（G+G动）/n可知，动滑轮的总重是：G动=nF-G=3×2.1×103N-6×103N=300N，故C正确；拉力做的有用功是：W有=Gh=6×103N×10m=6×104J，滑轮组的机械效率是：η=W有/W总×100%=6×104J/6.3×104J×100%≈95.2%，故D错误，故选C．16．建筑工人用如图所示的滑轮组，在4s内将重为1500N的物体沿水平方向匀速移动2m的过程中，所用的拉力大小为375N，物体受到水平地面的摩擦力为物重的0.4倍．在此过程中下列说法正确的是（）A．绳子自由端沿水平方向移动了6mB．物体受到的拉力为750NC．拉力F的功率为750WD．滑轮组的机械效率为80%【答案】D【解析】【详解】A．由图可知，n=2，则绳子自由端沿水平方向移动的距离s=nsA=2×2m=4m，故A错误；B．物体沿水平方向匀速移动时处于平衡状态，物体受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，则物体受到的拉力FA=f=0.4G=0.4×1500N=600N，故B错误；C．拉力F做的功W总=Fs=375N×4m=1500J，则拉力F的功率P===375W，故C错误；D．有用功W有=FAsA=600N×2m=1200J，则滑轮组的机械效率η=×100%=×100%=80%，故D正确；17．如图所示，每个滑轮的重力相等，不计绳重和摩擦力，G1＝60N，G2＝38N，甲乙两种情况下绳子在相等拉力F作用下静止。则每个动滑轮的重力为（）A．3N B．6N C．11N D．22N【答案】B【解析】【分析】分析可知滑轮组承担物重的绳子股数n，不计绳重和摩擦力，拉力F＝（G+G轮），因为拉力相同，据此列方程求动滑轮的重力。【详解】由图知，承担物重的绳子股数分别为：n1＝3，n2＝2，滑轮的重力相等，设动滑轮的重力为G轮，不计绳重和摩擦力，则拉力分别为：F1＝（G1+G轮），F2＝（G2+G轮），由题知F1＝F2，所以（G1+G轮）＝（G2+G轮），即：（60N+G轮）＝（38N+G轮），解答动滑轮的重力：G轮＝6N。故选：B。18．下图为“测滑轮组机械效率”的实验．在弹簧测力计拉力作用下，重6N的物体2s内匀速上升0.1m，弹簧测力计示数如图示（不计绳重与摩擦）．下列说法错误的是（）A．弹簧测力计的拉力是2.4NB．物体上升的速度为0.05m/sC．弹簧测力计拉力的功率为0.12WD．滑轮组的机械效率约83.3％【答案】C【解析】分析：由图可知使用滑轮组承担物重的绳子股数n，拉力端移动的距离，利用求拉力做的总功，再利用求功率；已知物体的重力和上升高度，利用求有用功，滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比。解答：由图可知，弹簧测力计的拉力是2.4N，故A正确；物体2s内匀速上升0.1m，物体上升的速度为，故B正确；n=3，拉力端端移动距离，拉力做的总功为：；拉力的功率为：，故C错误；拉力做的有用功为：；滑轮组机械效率为：。故D正确；故答案为C【点睛】本题考查了使用滑轮组时有用功、总功、功率、机械效率的计算，根据题图确定n的大小（直接从动滑轮上引出的绳子股数）是本题的突破口，灵活选用公式计算是关键。19．内有少量饮料的罐子可以斜放在水平桌面上保持平衡．下列四个图中，能正确表示饮料罐（含饮料）所受重力的示意图是（）A． B．C． D．【答案】A【解析】【详解】重力的方向始终竖直向下，故CD错误；根据题意，内有少量饮料的罐子可以斜放在水平桌面上保持平衡，根据杠杆的平衡条件知，只有重力的作用线经过支点时，罐子才会保持平衡，故A正确，B错误．故选A．【点睛】关键是根据杠杆的平衡条件分析，理解当一个力通过支点时，此力的力臂为零，对杠杆起不到任何作用，即原来平衡的杠杆会仍然平衡．20．农村建房时，常利用如图所示的简易滑轮提升建材。在一次提升建材的过程中，建筑工人用400N的拉力，将重600N的建材在10s内匀速提高3m。不计绳重及摩擦，则下列判断正确的是（）A．该滑轮的机械效率η=75% B．滑轮所做的有用功为1200JC．滑轮自身的重力为100N D．绳子自由端移动的距离大小为3m【答案】A【解析】【详解】AB．滑轮所做的有用功为：W有用=Gh=600N×3m=1800J，因为是动滑轮，所以拉力移动的距离是物体提高距离的2倍，即6m，则拉力做的总功为：W总=Fs=400N×6m=2400J，所以动滑轮的机械效率为：，故A正确，B错误；C．不计绳重及摩擦，则拉力为：，那么动滑轮的重为：G动=2F-G=2×400N-600N=200N，故C错误；D．由图知，使用的是动滑轮，承担物重的绳子股数n=2，绳子自由端移动的距离为：s=nh=2×3m=6m，故D错误；故选A。21．在探究杠杆平衡条件的时候，小明在均匀木板中间挖孔，孔中插一金属杆，固定在铁架台上，木板可以围绕中间自由转动．每个钩码的质量为200g，A、B、C、D、E、F为质量不计的挂钩，己知AB＝BO＝OC＝CD，ABOCD的连线与EDF的连线垂直．现在B处挂两个钩码，D处挂一个钩码，木板在水平位置平衡（如图所示）．下列做法能使木板仍在水平位置平衡的是A．在B、D两处各加挂一个钩码B．在B处加挂1个钩码，D处加挂2个钩码C．B处挂两个钩码不变，把D处的一个钩码挂在F处D．把B处两个钩码挂在A处，把D处的一个钩码挂在C处【答案】C【解析】【分析】（1）符合杠杆平衡条件F1l1=F2l2，杠杆平衡，不符合杠杆平衡条件，力和力臂乘积大的一端下沉．（2）力臂是从支点到力的作用线的距离，把钩码挂在E处、F处杠杆水平平衡时，力臂均和钩码挂在D处的力臂相等．【详解】设AB=BO=OC=CD=L，每个钩码的重力为G．A．在B、D两处各加挂一个钩码时，杠杆左侧力与力臂的积为3G×L，右侧力与力臂的积为2G×2L，因3G×L≠2G×2L，所以木板不会平衡，故A错误；B．在B处加挂1个钩码、D处加挂2个钩码时，杠杆左侧力与力臂的积为3G×L，右侧力与力臂的积为3G×2L，因3G×L≠3G×2L，所以木板不会平衡，故B错误；C．把D处的一个钩码挂在E处或F处，杠杆右侧的力臂不变，仍为OD长，杠杆左右两侧力与力臂的乘积相等，所以木板会平衡，故C正确．D．把B处两个钩码挂在A处，把D处的一个钩码挂在C处，杠杆左侧力与力臂的积为2G×2L，右侧力与力臂的积为G×L，因2G×2L≠G×L，所以木板不会平衡，故D错误；故选C．22．如图所示的是工人在平台上通过滑轮组向上拉起重物G的情景．已知重物G所受的重力为700N，当他沿水平方向用400N的力拉重物G时，重物G恰好做匀速直线运动．不计绳重及摩擦，下列说法正确的是A．该滑轮组的动滑轮所受的重力为100NB．若工人拉动绳子的速度为0.5m/s，则4s后，绳子的拉力所做的功为1400JC．当工人用等大的力使绳子以不同速度匀速运动，且绳端运动相同的距离时，工人所做的功大小不同D．若将重物G换为质量更大的物体，则在不改变其他条件的情况下，工人将更省力【答案】A【解析】A、不计绳重及摩擦，动滑轮组进行受力分析，，滑轮组的动滑轮所受的重力：G动=2F-G物=2×400N-700N=100N，故A正确；B、绳子移动的距离，s=vt=0.5m/s×4s=2m，绳子的拉力所做的功：W=Fs=400N×2m=800J，故B错误；C、工人所做的功，等于绳子的拉力与绳子移动距离的乘积，与绳子的不同速度无关，大小W=Fs，工人所做的功相同，故C错误；D、不计绳重及摩擦，动滑轮组进行受力分析，，当重物G换为质量更大的物体时，F将变大，更费力，故D错误．故选A．23．如图所示，杠杆上分别放着质量不相等的两个球，杠杆在水平位置平衡，如果两球以相同速度同时匀速向支点移动，则杠杆A．仍能平衡B．不能平衡，大球那端下沉C．不能平衡，小球那端下沉D．无法判断【答案】C【解析】【详解】开始时两球平衡，即力矩相等；当运动时，两球速度相同，则在相同时间内移动的距离相同，大球的力矩减少的快，则大球力矩会小于小球力矩，杠杆向小球那端下沉．24．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，左端下沉C．杠杆不能平衡，右端下沉D．无法判断【答案】C【解析】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，根