簡(jiǎn)單機(jī)械測(cè)試卷及答案(同名1916)

簡(jiǎn)單機(jī)械測(cè)試卷及答案一、選擇題1．如圖所示，是一種指甲刀的結(jié)構(gòu)示意圖下列說(shuō)法中正確的是A．杠桿ABC是一個(gè)省力杠桿B．杠桿DBO的支點(diǎn)是B點(diǎn)C．杠桿DEO是一個(gè)等臂杠桿D．指甲刀有三個(gè)杠桿，兩個(gè)省力杠桿，一個(gè)費(fèi)力杠桿【答案】A【解析】【詳解】A、在使用時(shí)，杠桿ABC的動(dòng)力臂大于阻力臂，所以它是省力杠桿，故A正確；B、C、杠桿DBO和杠桿DEO，阻力作用點(diǎn)都在D點(diǎn)，動(dòng)力作用點(diǎn)分別在B點(diǎn)和E點(diǎn)，支點(diǎn)都在O點(diǎn)，都是費(fèi)力杠桿，故BC錯(cuò)誤；D、可見(jiàn)指甲刀中有三個(gè)杠桿：ABC、OBD、0ED，其中ABC是省力杠桿，其它兩個(gè)都是費(fèi)力杠桿，故D錯(cuò)誤．故選A。【點(diǎn)睛】重點(diǎn)是杠桿的分類，即動(dòng)力臂大于阻力臂時(shí)，為省力杠桿；動(dòng)力臂小于阻力臂時(shí)，為費(fèi)力杠桿，但省力杠桿費(fèi)距離，費(fèi)力杠桿省距離。2．小勇體重600N，利用如圖所示的滑輪組在10s內(nèi)使物體A勻速上升5m．已知物體A重為800N，小勇作用在繩端的拉力大小為500N，在此過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是A．水平地面對(duì)小勇的支持力做功為6000JB．小勇做的有用功為3000JC．小勇拉力的功率為250WD．此滑輪組的機(jī)械效率為80%【答案】D【解析】水平地面對(duì)小勇的支持力與小勇運(yùn)動(dòng)的方向是垂直的，支持力不做功，故A錯(cuò)；小勇做的有用功就是克服物體的重力做的功W有=Gh=800N×5m=4000J，故B錯(cuò)；小勇做的總功為W總=Fs=500N×10m=5000J，拉力的功率為P=W總/t=5000J/10s=500W，故C錯(cuò)；滑輪組的機(jī)械效率為η=W有/W總=4000J/5000J=80%，故D正確；應(yīng)選D．3．如圖所示甲、乙兩套裝置所用滑輪質(zhì)量均相等，用它們分別將所掛重物在相等時(shí)間內(nèi)豎直向上勻速提升相同高度．若G1＝G2，所用豎直向上的拉力分別為F1和F2，拉力做功的功率分別為P1和P2，兩裝置的機(jī)械效率分別為η1和η2（忽略繩重和摩擦）．則下列選項(xiàng)正確的是A．F1＞F2；η1＝η2；P1＝P2 B．F1＞F2；η1＞η2；P1＞P2C．F1＜F2；η1＜η2；P1＜P2 D．F1＜F2；η1＞η2；P1＞P2【答案】A【解析】【詳解】不計(jì)繩重及摩擦，因?yàn)槔＝（G+G輪），n1＝2，n2＝3，所以繩子受到的拉力分別為：F1＝（G1+G輪），F(xiàn)2＝（G2+G輪），故F1＞F2；故CD錯(cuò)誤；因?yàn)閯?dòng)滑輪重相同，提升的物體重和高度相同，W額＝G輪h，W有用＝G物h，所以利用滑輪組做的有用功相同、額外功相同，總功相同；由η＝可知，機(jī)械效率相同，η1＝η2；又因?yàn)樗脮r(shí)間相同，由P＝可知，拉力做功的功率P1＝P2，故B錯(cuò)誤，A正確．故選A．4．如圖所示，小明用相同滑輪組成甲、乙兩裝置，把同一袋沙子從地面提到二樓，用甲裝置所做的總功為W1，機(jī)械效率為η1；用乙裝置所做的總功為W2，機(jī)械效率為η2．若不計(jì)繩重與摩擦，則A．W1=W2，η1=η2 B．W1=W2，η1<η2C．W1<W2，η1>η2 D．W1>W2，η1<η2【答案】C【解析】【分析】由圖可知甲是定滑輪，乙是動(dòng)滑輪，利用乙滑輪做的額外功多，由“小明分別用甲、乙兩滑輪把同一袋沙子從地面提到二樓”可知兩種情況的有用功，再根據(jù)總功等于有用功加上額外功，可以比較出兩種情況的總功大?。缓罄忙?即可比較出二者機(jī)械效率的大?。驹斀狻浚?）因?yàn)樾∶鞣謩e用甲、乙兩滑輪把同一袋沙從一樓地面提到二樓地面，所以兩種情況的有用功相同；（2）當(dāng)有用功一定時(shí)，甲中所做的總功為對(duì)一袋沙所做的功，利用機(jī)械時(shí)做的額外功越少，則總功就越少，機(jī)械效率就越高；（3）又因?yàn)橐沂莿?dòng)滑輪,乙中所做的總功還要加上對(duì)動(dòng)滑輪所做的功,利用乙滑輪做的額外功多,則總功越多,機(jī)械效率越低。即W1小于W2,η1大于η2.故選C.5．如圖為工人用力撬起石頭的情景，小亮在圖中畫(huà)出了四個(gè)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(gè)力中F3的力臂最長(zhǎng)，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.6．物理興趣小組用兩個(gè)相同滑輪分別組成滑輪組勻速提起質(zhì)量相同的物體，滑輪的質(zhì)量比物體的質(zhì)量小，若不計(jì)繩重及摩擦，提升重物的高度一樣，對(duì)比如圖所示甲、乙兩滑輪組，下列說(shuō)法正確的是A．甲更省力，甲的機(jī)械效率大B．乙更省力，乙的機(jī)械效率大C．乙更省力，甲、乙機(jī)械效率一樣大D．甲更省力，甲、乙機(jī)械效率一樣大【答案】D【解析】【分析】（1）由滑輪組的結(jié)構(gòu)知道承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n，則繩子自由端移動(dòng)的距離s=nh，；（2）把相同的重物勻速提升相同的高度，做的有用功相同；不計(jì)繩重及摩擦，利用相同的滑輪和繩子、提升相同的高度，做額外功相同；而總功等于有用功加上額外功，可知利用滑輪組做的總功相同，再根據(jù)效率公式判斷滑輪組機(jī)械效率的大小關(guān)系．【詳解】（1）不計(jì)繩重及摩擦，拉力，由圖知，n甲=3，n乙=2，所以F甲<F乙，甲圖省力；（2）由題知，動(dòng)滑輪重相同，提升的物體重和高度相同；根據(jù)W額=G輪h、W有用=G物h，利用滑輪組做的有用功相同、額外功相同，總功相同，由可知，兩滑輪組的機(jī)械效率相同．故選D．7．如圖所示的裝置中,物體A重100N,物體B重10N,在物體B的作用下,物體A在水平面，上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，如果在物體A上加一個(gè)水平向左的拉力F,拉力的功率為30W，使物體B勻速上升3m所用的時(shí)間為（不計(jì)滑輪與軸之間的摩擦，不計(jì)繩重）A．1sB．2sC．3sD．4s【答案】B【解析】分析：（1）物體A在物體B的作用下向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，A受到的摩擦力和掛鉤的拉力是一對(duì)平衡力，可求出摩擦力。（2）拉動(dòng)A向左運(yùn)動(dòng)，A受到水平向左的拉力F和水平向右的摩擦力、掛鉤的拉力三力平衡，可求出拉力。（3）利用滑輪組距離關(guān)系，B移動(dòng)的距離是A移動(dòng)距離的3倍，求出A移動(dòng)的距離，則拉力所做的功為，再利用求出做功時(shí)間。解答：不計(jì)滑輪與軸之間的摩擦、不計(jì)繩重和滑輪重，物體A在物體B的作用下向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，。拉動(dòng)A向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，A受到向右的拉力不變，摩擦力的方向向右，此時(shí)受力如圖：；，則，因此拉力F做功：，所用時(shí)間為。故選：B?！军c(diǎn)睛】此題注意分析滑輪組的繩子段數(shù)，確定所使用的公式，做好受力分析是解題關(guān)鍵。8．輕質(zhì)杠桿AB可繞中點(diǎn)O自由轉(zhuǎn)動(dòng)，現(xiàn)在其A端和B端分別施以大小相等的力F1和F2，它們的方向如圖所示，則下列說(shuō)法中正確的是A．杠桿會(huì)沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)B．杠桿會(huì)沿逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)C．杠桿會(huì)保持平衡D．無(wú)法判讀杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)方向【答案】A【解析】【詳解】由圖知道，O為杠桿的支點(diǎn)，分別從O點(diǎn)向兩力的作用線作垂線交兩力的作用線于點(diǎn)C、D，則力F1和F2的力臂分別為OC、OD，如下圖所示：因OA=OB，由幾何知識(shí)知道，故OC＜OD又因?yàn)镕1和F2的大小相等，由平衡條件知道，力與力臂乘積的大小關(guān)系是：F1×OC＜F2×OD，所以，杠桿不能平衡，杠桿會(huì)沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，即只有A正確。9．如圖所示，一根木棒在水平動(dòng)力（拉力）F的作用下以O(shè)點(diǎn)為軸，由豎直位置逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)到水平位置的過(guò)程中，若動(dòng)力臂為L(zhǎng)，動(dòng)力與動(dòng)力臂的乘積為M，則A．F增大，L增大，M增大 B．F增大，L減小，M減小C．F增大，L減小，M增大 D．F減小，L增大，M增大【答案】C【解析】【分析】找某一瞬間：畫(huà)出力臂，分析當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)動(dòng)力臂和阻力臂的變化情況，根據(jù)杠桿平衡條件求解．【詳解】如圖，l為動(dòng)力臂，L為阻力臂,由杠桿的平衡條件得：Fl=GL；以O(shè)點(diǎn)為軸，由豎直位置逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)到水平位置的過(guò)程中，l不斷變小，L逐漸增大，G不變；由于杠桿勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，處于動(dòng)態(tài)平衡；在公式Fl=GL中，G不變，L增大，則GL、Fl都增大；又知：l不斷變小，而Fl不斷增大，所以F逐漸增大，綜上可知：動(dòng)力F增大，動(dòng)力臂l減小，動(dòng)力臂和動(dòng)力的乘積M=Fl增大；故選C．【點(diǎn)睛】畫(huà)力臂：①畫(huà)力的作用線（用虛線正向或反方向延長(zhǎng)）；②從支點(diǎn)作力的作用線的垂線得垂足；③從支點(diǎn)到垂足的距離就是力臂．10．用圖3甲、乙兩種方式勻速提升重為100N的物體，已知滑輪重20N、繩重和摩擦力不計(jì)．則A．手的拉力：F甲=F乙；機(jī)械效率：η甲=η乙B．手的拉力：F甲＜F乙；機(jī)械效率：η甲＜η乙C．手的拉力：F甲＞F乙；機(jī)械效率：η甲＜η乙D．手的拉力：F甲＞F乙；機(jī)械效率：η甲＞η乙【答案】D【解析】【詳解】由圖可知，甲滑輪是定滑輪，使用該滑輪不省力，所以拉力等于物體的重力；乙滑輪是動(dòng)滑輪，使用該滑輪可以省一半的力，即拉力等于物體和滑輪總重力的一半，則手的拉力：F甲＞F乙；兩幅圖中的W有是克服物體重力做的功是相同的，但乙圖中拉力做功要克服動(dòng)滑輪的重力做功，比甲圖中做的總功要多，所以結(jié)合機(jī)械效率公式可知，有用功相同時(shí)，總功越大的，機(jī)械效率越小；所以選D．11．如圖所示，工人用250N的力F將重為400N的物體在10s內(nèi)勻速提升2m，則此過(guò)程中A．工人做的有用功為800J B．工人做的總功為500JC．滑輪組的機(jī)械效率為60% D．拉力做功的功率為20W【答案】A【解析】【詳解】A．工人做的有用功：，A選項(xiàng)正確。B．繩子的自由端移動(dòng)的距離是4m，工人做的總功：，B選項(xiàng)錯(cuò)誤。C．滑輪組的機(jī)械效率：，C選項(xiàng)錯(cuò)誤。D．拉力做功的功率：，D選項(xiàng)錯(cuò)誤。12．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(gè)滑輪組，分別提起重為G1和G2的兩個(gè)物體，不計(jì)摩擦與繩重，比較它們的省力情況和機(jī)械效率，下列說(shuō)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(jì)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(cuò)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(wú)關(guān)，即機(jī)械效率相同；故B錯(cuò)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(cuò)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(jì)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(lái)比較省力情況，由于滑輪組相同，并且不計(jì)摩擦則額外功相同通過(guò)比較有用功的大小可比較機(jī)械效率的高低．13．如圖所示，在斜面上將一個(gè)重9N的物體勻速拉到高處，沿斜面向上的拉力為5N，斜面長(zhǎng)3m，高1m。則下列說(shuō)法中不正確的是：A．該過(guò)程中做的有用功為9JB．這個(gè)斜面的機(jī)械效率為60%C．物體所受到的摩擦力是5ND．減小斜面與物體間的摩擦可以提高斜面的機(jī)械效率【答案】C【解析】【分析】（1）根據(jù)公式W=Gh求拉力做的有用功；（2）根據(jù)W=Fs求拉力F對(duì)物體做的總功，斜面的機(jī)械效率等于有用功與總功之比；（3）克服摩擦力所做的額外功等于總功減去有用功，利用W額=fs求摩擦力；（4）提高斜面的機(jī)械效率的方法：減小摩擦力、增大斜面的傾斜程度?！驹斀狻緼、拉力做的有用功：W有用=Gh=9N×1m=9J，故A正確，不符合題意；B、拉力F對(duì)物體做的總功：W總=Fs=5N×3m=15J，斜面的機(jī)械效率，故B正確，不符合題意；C、克服摩擦力所做的額外功：W額=W總-W有=15J-9J=6J，由W額=fs得摩擦力，故C錯(cuò)誤，符合題意；D、減小斜面與物體間的摩擦，可以減小額外功，有用功不變，總功減小，有用功與總功的比值變大，可以提高斜面的機(jī)械效率，故D正確，不符合題意。故選C?！军c(diǎn)睛】本題考查斜面的機(jī)械效率的計(jì)算，明確有用功和總功、額外功之間的關(guān)系以及額外功為克服摩擦力所做的功是解決本題的關(guān)鍵。14．用一個(gè)動(dòng)滑輪和兩個(gè)定滑輪組成的滑輪組豎直向上提升物體A，要求滑輪的個(gè)數(shù)要用完（未畫(huà)出），實(shí)驗(yàn)中，拉力F隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖甲所示，物體A上升的速度v隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖乙所示，不計(jì)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(dòng)滑輪的重為400NC．物體A從靜止開(kāi)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(guò)程中，滑輪組的機(jī)械效率將變?yōu)?5%【答案】D【解析】【詳解】用一個(gè)動(dòng)滑輪和兩個(gè)定滑輪組成的滑輪組豎直向上提升物體A，要求滑輪的個(gè)數(shù)要用完，則承擔(dān)物重和動(dòng)滑輪重的繩子段數(shù)為3，如圖所示：A、已知在1s～2s內(nèi)，滑輪組的機(jī)械效率為80%，由甲圖可知，在1～2s內(nèi)拉力，由可得物體A的重：，故A錯(cuò)誤；B、不計(jì)繩重和摩擦，根據(jù)得動(dòng)滑輪的重：，故B錯(cuò)誤；C、由甲圖知，1s后的拉力F=500N，由乙圖可知1s后物體的速度，則繩子自由端移動(dòng)的速度：，所以拉力F的功率：；故C錯(cuò)誤；D、若將重物A的重力減小為900N，由于滑輪組不變，不計(jì)繩重和摩擦，此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率：，故D正確；故選D．【點(diǎn)睛】重點(diǎn)是滑輪組中功和及效率的計(jì)算，首先應(yīng)根據(jù)第一次做功的額外功或拉力的關(guān)系求出動(dòng)滑輪的重，再利用效率的公式計(jì)算第二次的機(jī)械效率．另外在不計(jì)摩擦和繩重時(shí)，牢記效率的兩個(gè)思路：一是，二是．15．如圖所示，一直桿可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，杠桿下端掛一重物，為了提高重物，用一個(gè)始終跟杠桿垂直的力使杠桿由豎直位置慢慢轉(zhuǎn)到水平位置，在這個(gè)過(guò)程中直桿A．始終是省力杠桿 B．始終是費(fèi)力杠桿C．先是省力的，后是費(fèi)力的 D．先是費(fèi)力的，后是省力的【答案】C【解析】【詳解】由圖可知?jiǎng)恿1的力臂始終保持不變，物體的重力G始終大小不變，在杠桿從豎直位置向水平位置轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中，重力的力臂逐漸增大，在L2＜L1之前杠桿是省力杠桿，在L2＞L1之后，杠桿變?yōu)橘M(fèi)力杠桿．16．如圖所示的裝置,重100N的物體A在水平面做勻速直線運(yùn)動(dòng),作用在繩自由端的拉力F是20N,則下列判斷正確的是（不計(jì)滑輪重和滑輪間摩擦）A．作用在物體A上水平拉力是100NB．作用在物體A上水平拉力是20NC．物體A受到的滑動(dòng)摩擦力是80ND．物體A受到的滑動(dòng)摩擦力是40N【答案】D【解析】【詳解】AB．根據(jù)二力平衡的條件進(jìn)行分析,因?yàn)橛袃蓷l繩子作用在動(dòng)滑輪上,所以作用在物體A上的水平拉力F=2×20N=40N;故AB錯(cuò)誤；CD．因?yàn)槲矬w勻速運(yùn)動(dòng),所以摩擦力等于作用在A上的水平拉力,大小為40N，故C錯(cuò)誤，D正確。17．如圖所示，屬于費(fèi)力杠桿的是A．用鑷子夾物品 B．用汽水扳子開(kāi)瓶蓋C．用手推車推貨物 D．用羊角錘起釘子【答案】A【解析】【詳解】A、用鑷子夾物品時(shí)，動(dòng)力臂小于阻力臂，是費(fèi)力杠桿；B、汽水扳子開(kāi)瓶蓋時(shí)，動(dòng)力臂大于阻力臂，是省力杠桿；C、用手推車推貨物，動(dòng)力臂大于阻力臂，是省力杠桿；D、用羊角錘起釘子，動(dòng)力臂大于阻力臂，是省力杠桿．故選A．【點(diǎn)睛】此題考查的是杠桿的分類和特點(diǎn)，主要包括以下幾種：①省力杠桿，動(dòng)力臂大于阻力臂；②費(fèi)力杠桿，動(dòng)力臂小于阻力臂；③等臂杠桿，動(dòng)力臂等于阻力臂．18．如圖甲所示，是建筑工地上的塔式起重機(jī)示意圖，它是通過(guò)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)如圖乙所示的滑輪組起吊物料的．如果這個(gè)滑輪組把6×103N的重物在10s內(nèi)勻速提升l0m，繩索自由端的拉力F=2.1×103N，不計(jì)一切摩擦和繩重，則下列說(shuō)法中正確的是A．拉力做的功是2.1×104J B．拉力F的功率是2.1×103WC．該滑輪組的動(dòng)滑輪共重300N D．該滑輪組的機(jī)械效率是80%【答案】C【解析】由圖乙知道，滑輪組繩子的有效股數(shù)是n=3，即繩子自由端移動(dòng)的距離是：s=3h=3×10m=30m，所以拉力做的功是：W總=Fs=2.1×103N×30m=6.3×104J，故A錯(cuò)誤；拉力做功的功率是：P=W總/t=6.3×104N/10s=6.3×103W，故B錯(cuò)誤；若不計(jì)繩重和摩擦，則由F=（G+G動(dòng)）/n可知，動(dòng)滑輪的總重是：G動(dòng)=nF-G=3×2.1×103N-6×103N=300N，故C正確；拉力做的有用功是：W有=Gh=6×103N×10m=6×104J，滑輪組的機(jī)械效率是：η=W有/W總×100%=6×104J/6.3×104J×100%≈95.2%，故D錯(cuò)誤，故選C．19．用如圖甲所示的裝置來(lái)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(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，計(jì)算并繪出η與G物關(guān)系如圖乙所示，若不計(jì)繩重和摩擦，則下列說(shuō)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，最終將達(dá)到100%B．當(dāng)G物=12N時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)為5NC．此滑輪組動(dòng)滑輪的重力為4