簡單機(jī)械單元檢測（附答案）經(jīng)典1一、簡單機(jī)械選擇題1．如圖所示，是自卸車的示意圖，車廂部分可視為杠桿，則下列分析正確的是A．B點(diǎn)是支點(diǎn)，液壓桿施的力是動力，貨物重力是阻力B．B點(diǎn)是支點(diǎn)，物體A放在車廂前部可省力C．C點(diǎn)是支點(diǎn)，物體A放在車廂后部可省力D．C點(diǎn)是支點(diǎn)，物體A放在車廂前部可省力【答案】C【解析】【詳解】由圖可知車廂繞著點(diǎn)C

轉(zhuǎn)動,所以

點(diǎn)C為支點(diǎn);當(dāng)物體

放在車廂的后部時,動力臂大于阻力臂,因此省力，所以選項ABD

都不正確，故答案為

C.2．如圖用同一滑輪，沿同一水平面拉同一物體做勻速直線運(yùn)動，所用的拉力分別為F1、F2、F3，下列關(guān)系中正確的是A．F1＞F2＞F3B．F1＜F2＜F3C．F2＞F1＞F3D．F2＜F1＜F3【答案】D【解析】【詳解】第一個圖中滑輪為定滑輪，因?yàn)槎ɑ喯喈?dāng)于一個等臂杠桿，不能省力，所以根據(jù)二力平衡，此時拉力F1=f；第二個圖中滑輪為動滑輪，因?yàn)閯踊喛墒∫话氲牧?，所以根?jù)二力平衡，此時拉力F2=f；第三個圖中滑輪為動滑輪，由二力平衡可知此時的拉力等于兩股繩子向右的拉力，即F3=2f；由此可得F2<F1<F3.故D正確.3．某商店有一不等臂天平（砝碼準(zhǔn)確），一顧客要買2kg白糖，營業(yè)員先在左盤放一包白糖右盤加1Kg砝碼，待天平平衡后；接著又在右盤放一包白糖左盤加1kg砝碼，待天平平衡后．然后把兩包白糖交給顧客．則兩包白糖的總質(zhì)量A．等于2KgB．小于2KgC．大于2KgD．無法知道【答案】C【解析】解答：由于天平的兩臂不相等，故可設(shè)天平左臂長為a，右臂長為b（不妨設(shè)a＞b），先稱得的白糖的實(shí)際質(zhì)量為m1，后稱得的白糖的實(shí)際質(zhì)量為m2由杠桿的平衡原理：bm1=a×1，am2=b×1，解得m1=，m2=則m1m2=因?yàn)椋╩1+m2）2=因?yàn)閍≠b，所以（m1+m2）-2＞0，即m1+m2＞2這樣可知稱出的白糖質(zhì)量大于2kg．故選C．點(diǎn)睛：此題要根據(jù)天平的有關(guān)知識來解答，即在此題中天平的臂長不等，這是此題的關(guān)鍵．4．用如圖所示滑輪組提起重G=320N的物體，整個裝置靜止時，作用在繩自由端的拉力F=200N，則動滑輪自身重力是（繩重及摩擦不計）A．120NB．80NC．60ND．無法計算【答案】B【解析】【詳解】由圖可知，n=2，由題知，G物=320N，F(xiàn)=200N，∵不考慮繩重和摩擦，，即：，∴動滑輪重：G輪=80N．5．如圖所示，動滑輪重為1N，拉力F為5N，則重物G和彈簧秤讀數(shù)為A．G為4N，彈簧秤讀數(shù)為5NB．G為9N，彈簧秤讀數(shù)為10NC．G為10N，彈簧秤讀數(shù)為5ND．G為9N，彈簧秤讀數(shù)為5N【答案】D【解析】此時彈簧秤與拉力F共同承擔(dān)重物和滑輪的重力，因拉力F為5N，所以彈簧秤讀數(shù)也為5N；，所以G=9N，故選項D正確；故選D．6．如圖為工人用力撬起石頭的情景，小亮在圖中畫出了四個作用于硬棒上的力，其中能正確表示工人左手施力且最省力的是（）A．F1 B．F2 C．F3 D．F4【答案】C【解析】解答：因?yàn)橛蓤D可知,四個力中F3的力臂最長，所以根據(jù)桿桿平衡條件可知，最省力的是沿F3方向．故選C.7．如圖所示，手用F1的力將物體B勻速提升h，F(xiàn)1做功為300J；若借助滑輪組用F2的力把物體B勻速提升相同高度，F(xiàn)2做功為500J，下列說法錯誤的是A．滑輪組機(jī)械效率為60%B．兩個過程物體B均勻速運(yùn)動，機(jī)械能增加C．滑輪組的自重，繩子和滑輪之間的摩擦等因素導(dǎo)致F2做的功有一部分屬于額外功D．F2做功的功率比F1做功的功率大【答案】D【解析】【詳解】A．根據(jù)題意知道，用F1的力將物體B勻速提升h，F(xiàn)1做的是有用功，即W有=300J，借助滑輪組用F2的力把物體B勻速提升相同高度，F(xiàn)2做的是總功，即W總=500J，由知道，滑輪組的機(jī)械效率是：,故A不符合題意；B．由于兩個過程物體B均做勻速運(yùn)動，所以，動能不變，但高度增加，重力勢能增大，而動能與勢能之和是機(jī)械能，所以機(jī)械能增大，故B不符合題意；C．由于需要克服滑輪組的自重及繩子和滑輪之間的摩擦做功，即由此導(dǎo)致F2多做一些功，即額外功，故C不符合題意；D．由知道，功率由所做的功和完成功所需要的時間決定，根據(jù)題意不知道完成功所用的時間，故無法比較功率的大小，故D符合題意．8．在斜面上將一個質(zhì)量為5kg的物體勻速拉到高處，如圖所示，沿斜面向上的拉力為40N，斜面長2m、高1m.（g取10N/kg）.下列說法正確的是（）A．物體沿斜面勻速上升時，拉力大小等于摩擦力B．做的有用功是5JC．此斜面的機(jī)械效率為62.5%D．物體受到的摩擦力大小為10N【答案】C【解析】A.沿斜面向上拉物體時，物體受重力、支持力、摩擦力和拉力四個力的作用，故A錯誤；B.所做的有用功：W有用＝Gh＝mgh＝5kg×10N/kg×1m＝50J，故B錯誤；C.拉力F對物體做的總功：W總＝Fs＝40N×2m＝80J；斜面的機(jī)械效率為：η＝×100%＝×100%＝62.5%，故C正確；D.克服摩擦力所做的額外功：W額＝W總?W有＝80J?50J＝30J，由W額＝fs可得,物體受到的摩擦力：f＝＝＝15N，故D錯誤．故選C.點(diǎn)睛：（1）對物體進(jìn)行受力分析，受重力、支持力、摩擦力和拉力；（2）已知物體的重力和提升的高度（斜面高），根據(jù)公式W＝Gh可求重力做功，即提升物體所做的有用功；（3）求出了有用功和總功，可利用公式η＝計算出機(jī)械效率；（4）總功減去有用功即為克服摩擦力所做的額外功，根據(jù)W額＝fs求出物體所受斜面的摩擦力．9．用如圖所示的滑輪組拉動水平地面上重1000N的物體A，使物體A在4s內(nèi)勻速前進(jìn)了4m，物體A受到地面的摩擦力f=300N，所用拉力F=120N，忽略繩重、滑輪重及繩與滑輪間的摩擦．下列說法中正確的是A．繩子自由端在4s內(nèi)移動了8m B．物體A重力做功的功率為1000WC．物體A克服摩擦力做的功為480J D．滑輪組的機(jī)械效率約為83.3%【答案】D【解析】【詳解】A．由題圖可知，承擔(dān)物體拉力的繩子的股數(shù)n=3，因此物體A在4s內(nèi)勻速前進(jìn)了4m，則繩子自由端在4s內(nèi)移動了s繩子=3×4m=12m。故A錯誤。B．物體在重力方向上沒有做功，所以物體A重力做功的功率為0，故B錯誤。C．物體A克服摩擦力做的功W有用=fs=300N×4m=1200J，故C錯誤。D．由題可知：物體A克服摩擦力做的功W有用=fs=300N×4m=1200J，拉力F所做的總功W總=Fs繩子=120N×12m=1440J，所以滑輪組的機(jī)械效率，故D正確為答案。10．用如圖甲所示的裝置來探究滑輪組的機(jī)械效率η與物重G物的關(guān)系，改變G物，豎直向上勻速拉動彈簧測力計，計算并繪出η與G物關(guān)系如圖乙所示，若不計繩重和摩擦，則下列說法正確的是（）A．同一滑輪組機(jī)械效率η隨G物的增大而增大，最終將超過100%B．G物不變，改變圖甲中的繞繩方式，滑輪組機(jī)械效率將改變C．此滑輪組動滑輪的重力為2ND．當(dāng)G物=6N時，機(jī)械效率η=66.7%【答案】D【解析】【詳解】A、使用滑輪組時，克服物重的同時，不可避免地要克服動滑輪重、摩擦和繩子重做額外功，所以總功一定大于有用功；由公式η=知：機(jī)械效率一定小于1，即同一滑輪組機(jī)械效率η隨G物的增大而增大，但最終不能超過100%，故A錯誤；B、G物不變，改變圖甲中的繞繩方式，如圖所示，因?yàn)榇藞D與題干中甲圖將同一物體勻速提高相同的高度，所以所做的有用功相同，忽略繩重及摩擦?xí)r，額外功：W額=G輪h，即額外功W額相同，又因?yàn)閃總=W有+W額，所以總功相同，由η=可知，兩裝置的機(jī)械效率相同，即η1=η2．故B錯誤；C、由圖可知，G=12N，此時η=80%，則η=====，即80%=，解得G動=3N，故C錯誤；D、G物=6N時，機(jī)械效率η=×100%=×100%=×100%=×100%≈66.7%．故D正確．故選D．11．甲乙兩個滑輪組如圖所示，其中的每一個滑輪都相同，用它們分別將重物G1、G2提高相同的高度，不計滑輪組的摩擦，下列說法中正確的是（）A．若G1=G2，拉力做的額外功相同B．若G1=G2，拉力做的總功相同C．若G1=G2，甲的機(jī)械效率大于乙的機(jī)械效率D．用甲乙其中的任何一個滑輪組提起不同的重物，機(jī)械效率不變【答案】C【解析】【詳解】有用功為GH，若則有用功相等．對動滑輪做的功為額外功，乙的動滑輪質(zhì)量大額外功多，因此乙的總功多，機(jī)械效率低．答案AB錯，C對．同一個滑輪組提起不同的重物，有用功不同，額外功相同，機(jī)械效率不同，提升重物越重機(jī)械效率越高．D錯．12．用一個定滑輪和一個動滑輪組成的滑輪組把重150N的物體勻速提升1m，不計摩擦和繩重時，滑輪組的機(jī)械效率為60%．則下列選項錯誤的是（）A．有用功一定是150J B．總功一定是250JC．動滑輪重一定是100N D．拉力大小一定是125N【答案】D【解析】【分析】知道物體重和物體上升的高度，利用W=Gh求對物體做的有用功；又知道滑輪組的機(jī)械效率，利用效率公式求總功，求出了有用功和總功可求額外功，不計繩重和摩擦，額外功W額=G輪h，據(jù)此求動滑輪重；不計摩擦和繩重，根據(jù)F=（G物+G輪）求拉力大?。驹斀狻繉ψ髨D滑輪組，承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n=3，對物體做的有用功：W有=Gh=150N×1m=150J，由η=，得：W總===250J，因此，W額=W總-W有=250J-150J=100J；因?yàn)椴挥嬂K重和摩擦，W額=G輪h，所以動滑輪重：G輪===100N，拉力F的大?。篎=（G物+G輪）=（150N+100N）=N；對右圖滑輪組，承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n=2，對物體做的有用功：W有=Gh=150N×1m=150J，由η=，得：W總===250J，所以W額=W總-W有=250J-150J=100J；因?yàn)椴挥嬂K重和摩擦，W額=G輪h，因此動滑輪重：G輪===100N，拉力F的大?。篎=（G物+G輪）=（150N+100N）=125N；由以上計算可知，對物體做的有用功都是150J，總功都是250J，動滑輪重都是100N，故A、B、C都正確；但拉力不同，故D錯．故選D．13．工人師傅利用如圖所示的兩種方式，將均為300N的貨物從圖示位置向上緩慢提升一段距離．F1、F2始終沿豎直方向；圖甲中OB=2OA，圖乙中動滑輪重為60N，重物上升速度為0.01m/s．不計杠桿重、繩重和摩擦，則下列說法正確的是（）A．甲乙兩種方式都省一半的力 B．甲方式F1由150N逐漸變大C．乙方式機(jī)械效率約為83.3% D．乙方式F2的功率為3W【答案】C【解析】試題分析：由甲圖可知，OB=2OA，即動力臂為阻力臂的2倍，由于不計摩擦、杠桿自重，由杠桿平衡條件可知，動力為阻力的一半，即F1=150N；由圖乙可知，n=3，不計繩重和摩擦，則F2=G+G動）/3=（300N+60N）/3=120N，故A錯誤；甲圖中，重力即阻力的方向是豎直向下的，動力的方向也是豎直向下的，在提升重物的過程中，動力臂和阻力臂的比值不變，故動力F1的大小不變，故B錯誤；不計繩重和摩擦，則乙方式機(jī)械效率為：η=W有/W總=W有/W有+W額=Gh/Gh+G輪h=G/G+G輪=300N/300N+60N=83.3%，故C正確；乙方式中F2=120N，繩子的自由端的速度為v繩=0.01m/s×3=0.03m/s，則乙方式F2的功率為：P=F2v繩=120N×0.03m/s=3.6W，故D錯誤，故選C．考點(diǎn)：杠桿的平衡條件；滑輪（組）的機(jī)械效率；功率的計算14．質(zhì)量為60kg的工人用如圖甲所示的滑輪組運(yùn)送貨物上樓．已知工人在1min內(nèi)將貨物勻速提高6m，作用在鋼繩的拉力為400N，滑輪組的機(jī)械效率隨貨物重力的變化如圖乙所示（機(jī)械中摩擦和繩重均不計）．下列說法正確的是A．作用在鋼繩上的拉力的功率為400WB．動滑輪的重力為200NC．人對繩子的最大拉力為1000ND．該滑輪組的最大機(jī)械效率為83.3%【答案】B【解析】【分析】（1）由圖可知，n=3，則繩端移動的距離，利用求拉力做的功，再利用求拉力的功率；（2）由圖乙可知，物重G=300N時，滑輪組的機(jī)械效率η=60%，利用求拉力；因機(jī)械中摩擦力及繩重忽略不計，拉力，據(jù)此求動滑輪重力；（3）該工人豎直向下拉繩子自由端運(yùn)送貨物時，繩子的最大拉力等于工人的重力；（4）利用求提升的最大物重，滑輪組的最大機(jī)械效率.【詳解】（1）由圖可知，n=3，則繩端移動的距離：，拉力做的功：，拉力的功率：，故A錯；（2）由圖乙可知，物重G=300N時，滑輪組的機(jī)械效率η=60%，根據(jù)可得：拉力，因機(jī)械中摩擦力及繩重忽略不計，則，所以，，故B正確；（3）該工人豎直向下拉繩子自由端運(yùn)送貨物時，繩子的最大拉力：，故C錯；（4）由可得，提升的最大物重：，機(jī)械中摩擦和繩重均不計，則滑輪組的最大機(jī)械效率：，故D錯．故選B．15．騎自行車上一個陡坡時，有經(jīng)驗(yàn)的同學(xué)會沿S型路線騎行，他這樣做是為了（）A．縮短上坡過程中所走的路程 B．減少上坡過程中所做的功C．減小上坡過程中所施加的力 D．縮短上坡過程中所用的時間【答案】C【解析】【詳解】A．上坡時，自行車上升的高度不變，走S形路線所走的路線較長，A不符合題意．B．使用任何機(jī)械都不省功，B不符合題意．C．上坡時，走S形路線所走的路線較長，相當(dāng)于增長了斜面的長度，斜面越長越省力．C符合題意．D．速度一定，走S形路線所走的路線較長，所用的時間較長．D不符合題意．16．如圖所示，規(guī)格完全相同的滑輪，用相同的繩子繞成甲、乙兩個滑輪組，分別提起重為G1和G2的兩個物體，不計摩擦與繩重，比較它們的省力情況和機(jī)械效率，下列說法正確的是A．若G1=G2，則F1＜F2，甲的機(jī)械效率高B．若G1=G2，則F1＞F2，乙的機(jī)械效率高C．若G1＜G2，則F1＜F2，甲、乙的機(jī)械效率相同D．若G1＜G2，則F1＜F2，乙的機(jī)械效率高【答案】D【解析】【詳解】A.由于滑輪組相同,并且不計摩擦則額外功相等,若G1=G2，則有用功也相同，所以機(jī)械效率相等，故A錯誤；B.甲圖n=3,F1=G1,乙圖n=2,F2=G2,若G1=G2,則F1<F2，提升相同的重物，其機(jī)械效率與繩子的繞法無關(guān)，即機(jī)械效率相同；故B錯誤；C.甲圖n=3,F1=G1,乙圖n=2,F2=G2,若G1<G2,則F1<F2,若G1<G2，則乙圖有用功多，機(jī)械效率高，故C錯誤；D.甲圖n=3,F1=G1,乙圖n=2,F2=G2,若<,則F1<F2;甲乙兩圖由于滑輪組相同,并且不計摩擦則額外功相等,若G1<G2，由W=Gh，可得，則乙圖有用功多，機(jī)械效率高，故D正確；故選D.【點(diǎn)睛】要判斷甲、乙兩圖的繩子段數(shù)來比較省力情況，由于滑輪組相同，并且不計摩擦則額外功相同通過比較有用功的大小可比較機(jī)械效率的高低．17．如圖所示，在水平拉力F作用下，使重40N的物體A勻速移動5m，物體A受到地面的摩擦力為5N，不計滑輪、繩子的重力及滑輪與繩子間的摩擦，拉力F做的功為A．50JB．25JC．100JD．200J【答案】B【解析】【詳解】如圖所示，是動滑輪的特殊用法，拉力是A與地面摩擦力的2倍，故；物體A在水平方向上勻速移動5m，則拉力移動的距離：，拉力F做的功：．故選B．18．如圖所示，作用在杠桿一端且始終與杠桿垂直的力F，將杠桿緩慢地由位置A拉至位置B，在這個過程中，力F的大小將（）A．不變 B．變小 C．變大 D．先變大后變小【答案】C【解析】【詳解】在杠桿緩慢由A到B的過程中，力F始終與杠桿垂直，所以動力臂OA的長度沒有變化，阻力G的大小沒有變化，而阻力臂l卻逐漸增大；由杠桿的平衡條件知：F?OA=G?l，當(dāng)OA、G不變時，l越大，那么F越大；因此拉力F在這個過程中逐漸變大．C符合題意，選項ABD不符合題意．19．在探究“杠桿平衡條件“實(shí)驗(yàn)中，杠桿在力F作用下水平平衡，如圖所示，現(xiàn)將彈簧測力計繞B點(diǎn)從a位置轉(zhuǎn)動到b位置過程中，杠桿始終保持水平平衡，則拉力F與其力臂的乘積變化情況是（）A．一直變小 B．一直變大 C．一直不變 D．先變小后變大【答案】C【解析】【詳解】將測力計繞B點(diǎn)從a位置轉(zhuǎn)動到b位置過程中，鉤碼的重力不變，其力臂OA不變，即阻力與阻力臂的乘積不變；由于杠桿始終保持水平平衡，所以根據(jù)杠桿的平衡條件可知，拉力F與其力臂的乘積也是不變的．【點(diǎn)睛】重點(diǎn)是杠桿平衡條件的應(yīng)用，要理解當(dāng)力與杠桿垂直時，力臂是最長的，傾斜后力臂會變短，正是由于杠桿保持平衡，所以力臂減小的同時，拉力要增大．20．如圖所示，物理興趣小組分別用甲、乙兩個滑輪組勻速提起質(zhì)量相同的物體，不計繩重及摩擦．若每個滑輪質(zhì)量相同，對比兩個滑輪組，下列說法正確的是A．甲更省力，甲機(jī)械效率大B．乙更省力，機(jī)械效率一樣大C．乙更省力，乙機(jī)械效率大D．甲更省力，機(jī)械效率一樣大【答案】B【解析】【詳解】由圖可知，作用在乙上繩子的股數(shù)是3，更省力些；用甲、乙兩個滑輪組勻速提起質(zhì)量相同的物體，不計繩重及摩擦，只克服動滑輪重做額外功，若每個滑輪質(zhì)量相同，則提升相同高度時，甲乙所做的有用功和額外功均相同，故機(jī)械效率一樣大．故本題正確選項是B．21．C點(diǎn)為硬棒AD的重心，硬棒可繞A點(diǎn)轉(zhuǎn)動。在棒的B點(diǎn)施加力F1，F(xiàn)1的方向沿OO'線，棒在圖所示位置處于靜止?fàn)顟B(tài)。則A．F1>G B．F1=C．重力的力臂等于S1 D．F1方向沿OO′線向下【答案】A【解析】【詳解】AB．由圖像可得，A點(diǎn)到F1的距離為s2，若令A(yù)點(diǎn)到重力的距離為s3，根據(jù)杠桿的平衡條件“動力×動力臂=阻力×阻力臂”可知可以推出由于可得故A選項正確，符合題意，B選項錯誤，不符合題意；C．重力的力臂為支點(diǎn)A到重力的距離，重力豎直向下，因此力臂為水平方向，故C選項錯誤，不符合題意；D．F1與G在支點(diǎn)同側(cè)，重力方向豎直向下，所以F１的方向應(yīng)該向上，故D選項錯誤，不符合題意。22．在探究杠桿平衡條件的時候，小明在均勻木板中間挖孔，孔中插一金屬桿，固定在鐵架臺上，木板可以圍繞中間自由轉(zhuǎn)動．每個鉤碼的質(zhì)量為200g，A、B、C、D、E、F為質(zhì)量不計的掛鉤，己知AB＝BO＝OC＝CD，ABOCD的連線與EDF的連線垂直．現(xiàn)在B處掛兩個鉤碼，D處掛一個鉤碼，木板在水平位置平衡（如圖所示）．下列做法能使木板仍在水平位置平衡的是A．在B、D兩處各加掛一個鉤碼B．在B處加掛1個鉤碼，D處加掛2個鉤碼C．B處掛兩個鉤碼不變，把D處的一個鉤碼掛在F處D．把B處兩個鉤碼掛在A處，把D處的一個鉤碼掛在C處【答案】C【解析】【分析】（1）符合杠桿平衡條件F1l1=F2l2，杠桿平衡，不符合杠桿平衡條件，力和力臂乘積大的一端下沉．（2）力臂是從支點(diǎn)到力的作用線的距離，把鉤碼掛在E處、F處杠桿水平平衡時，力臂均和鉤碼掛在D處的力臂相等．【詳解】設(shè)AB=BO=OC=CD=L，每個鉤碼的重力為G．A．在B、D兩處各加掛一個鉤碼時，杠桿左側(cè)力與力臂的積為3G×L，右側(cè)力與力臂的積為2G×2L，因3G×L≠2G×2L，所以木板不會平衡，故A錯誤；B．在B處加掛1個鉤碼、D處加掛2個鉤碼時，杠桿左側(cè)力與力臂的積為3G×L，右側(cè)力與力臂的積為3G×2L，因3G×L≠3G×2L，所以木板不會平衡，故B錯誤；C．把D處的一個鉤碼掛在E處或F處，杠桿右側(cè)的力臂不變，仍為OD長，杠桿左右兩側(cè)力與力臂的乘積相等，所以木板會平衡，故C正確．D．把B處兩個鉤碼掛在A處，把D處的一個鉤碼掛在C處，杠桿左側(cè)力與力臂的積為2G×2L，右側(cè)力與力臂的積為G×L，因2G×2L≠G×L，所以木板不會平衡，故D錯誤；故選C．23．用一個動滑輪和兩個定滑輪組成的滑輪組豎直向上提升物體A，要求滑輪的個數(shù)要用完（未畫出），實(shí)驗(yàn)中，拉力F隨時間t變化的關(guān)系如圖甲所示，物體A上升的速度v隨時間變化的關(guān)系如圖乙所示，不計繩重和摩擦，在1～2s內(nèi)，滑輪組的機(jī)械效率為80%，則下列判斷中正確的是A．物體A的重為1500NB．動滑輪的重為400NC．物體A從靜止開始上升1s后，拉力的功率為500WD．若將物體A換成重為900N的物體B，則在勻速提升物體B的過程中，滑輪組的機(jī)械效率將變?yōu)?5%【答案】D【解