簡單機械測試卷及答案(同名1916)

簡單機械測試卷及答案一、選擇題1．如圖所示，是一種指甲刀的結(jié)構(gòu)示意圖下列說法中正確的是A．杠桿ABC是一個省力杠桿B．杠桿DBO的支點是B點C．杠桿DEO是一個等臂杠桿D．指甲刀有三個杠桿，兩個省力杠桿，一個費力杠桿【答案】A【解析】【詳解】A、在使用時，杠桿ABC的動力臂大于阻力臂，所以它是省力杠桿，故A正確；B、C、杠桿DBO和杠桿DEO，阻力作用點都在D點，動力作用點分別在B點和E點，支點都在O點，都是費力杠桿，故BC錯誤；D、可見指甲刀中有三個杠桿：ABC、OBD、0ED，其中ABC是省力杠桿，其它兩個都是費力杠桿，故D錯誤．故選A?！军c睛】重點是杠桿的分類，即動力臂大于阻力臂時，為省力杠桿；動力臂小于阻力臂時，為費力杠桿，但省力杠桿費距離，費力杠桿省距離。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，在此過程中，下列說法正確的是A．水平地面對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．此滑輪組的機械效率為80%【答案】D【解析】水平地面對小勇的支持力與小勇運動的方向是垂直的，支持力不做功，故A錯；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；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；滑輪組的機械效率為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P2，兩裝置的機械效率分別為η1和η2（忽略繩重和摩擦）．則下列選項正確的是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】不計繩重及摩擦，因為拉力F＝（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錯誤；因為動滑輪重相同，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，機械效率相同，η1＝η2；又因為所用時間相同，由P＝可知，拉力做功的功率P1＝P2，故B錯誤，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，機械效率為η1；用乙裝置所做的總功為W2，機械效率為η2．若不計繩重與摩擦，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?即可比較出二者機械效率的大?。驹斀狻浚?）因為小明分別用甲、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，甲中所做的總功為對一袋沙所做的功，利用機械時做的額外功越少，則總功就越少，機械效率就越高；（3）又因為乙是動滑輪,乙中所做的總功還要加上對動滑輪所做的功,利用乙滑輪做的額外功多,則總功越多,機械效率越低。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：因為由圖可知,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.6．物理興趣小組用兩個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，若不計繩重及摩擦，提升重物的高度一樣，對比如圖所示甲、乙兩滑輪組，下列說法正確的是A．甲更省力，甲的機械效率大B．乙更省力，乙的機械效率大C．乙更省力，甲、乙機械效率一樣大D．甲更省力，甲、乙機械效率一樣大【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械效率的大小關(guān)系．【詳解】（1）不計繩重及摩擦，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，上做勻速直線運動，如果在物體A上加一個水平向左的拉力F,拉力的功率為30W，使物體B勻速上升3m所用的時間為（不計滑輪與軸之間的摩擦，不計繩重）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動，A受到的摩擦力和掛鉤的拉力是一對平衡力，可求出摩擦力。（2）拉動A向左運動，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移動的距離是A移動距離的3倍，求出A移動的距離，則拉力所做的功為，再利用求出做功時間。解答：不計滑輪與軸之間的摩擦、不計繩重和滑輪重，物體A在物體B的作用下向右做勻速直線運動時，。拉動A向左運動時，A受到向右的拉力不變，摩擦力的方向向右，此時受力如圖：；，則，因此拉力F做功：，所用時間為。故選：B?！军c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O自由轉(zhuǎn)動，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，則下列說法中正確的是A．杠桿會沿順時針方向轉(zhuǎn)動B．杠桿會沿逆時針方向轉(zhuǎn)動C．杠桿會保持平衡D．無法判讀杠桿轉(zhuǎn)動方向【答案】A【解析】【詳解】由圖知道，O為杠桿的支點，分別從O點向兩力的作用線作垂線交兩力的作用線于點C、D，則力F1和F2的力臂分別為OC、OD，如下圖所示：因OA=OB，由幾何知識知道，故OC＜OD又因為F1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，杠桿會沿順時針方向轉(zhuǎn)動，即只有A正確。9．如圖所示，一根木棒在水平動力（拉力）F的作用下以O(shè)點為軸，由豎直位置逆時針勻速轉(zhuǎn)到水平位置的過程中，若動力臂為L，動力與動力臂的乘積為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：畫出力臂，分析當(dāng)轉(zhuǎn)動時動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為動力臂，L為阻力臂,由杠桿的平衡條件得：Fl=GL；以O(shè)點為軸，由豎直位置逆時針勻速轉(zhuǎn)到水平位置的過程中，l不斷變小，L逐漸增大，G不變；由于杠桿勻速轉(zhuǎn)動，處于動態(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：動力F增大，動力臂l減小，動力臂和動力的乘積M=Fl增大；故選C．【點睛】畫力臂：①畫力的作用線（用虛線正向或反方向延長）；②從支點作力的作用線的垂線得垂足；③從支點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．則A．手的拉力：F甲=F乙；機械效率：η甲=η乙B．手的拉力：F甲＜F乙；機械效率：η甲＜η乙C．手的拉力：F甲＞F乙；機械效率：η甲＜η乙D．手的拉力：F甲＞F乙；機械效率：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滑輪的重力做功，比甲圖中做的總功要多，所以結(jié)合機械效率公式可知，有用功相同時，總功越大的，機械效率越??；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選項正確。B．繩子的自由端移動的距離是4m，工人做的總功：，B選項錯誤。C．滑輪組的機械效率：，C選項錯誤。D．拉力做功的功率：，D選項錯誤。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械效率，下列說法正確的是A．若G1=G2，則F1＜F2，甲的機械效率高B．若G1=G2，則F1＞F2，乙的機械效率高C．若G1＜G2，則F1＜F2，甲、乙的機械效率相同D．若G1＜G2，則F1＜F2，乙的機械效率高【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，其機械效率與繩子的繞法無關(guān)，即機械效率相同；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，機械效率高，故D正確；故選D.【點睛】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械效率的高低．13．如圖所示，在斜面上將一個重9N的物體勻速拉到高處，沿斜面向上的拉力為5N，斜面長3m，高1m。則下列說法中不正確的是：A．該過程中做的有用功為9JB．這個斜面的機械效率為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對物體做的總功，斜面的機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對物體做的總功：W總=Fs=5N×3m=15J，斜面的機械效率，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，可以提高斜面的機械效率，故D正確，不符合題意。故選C?！军c睛】本題考查斜面的機械效率的計算，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），實驗中，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，滑輪組的機械效率將變?yōu)?5%【答案】D【解析】【詳解】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，則承擔(dān)物重和動滑輪重的繩子段數(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錯誤；B、不計繩重和摩擦，根據(jù)得動滑輪的重：，故B錯誤；C、由甲圖知，1s后的拉力F=500N，由乙圖可知1s后物體的速度，則繩子自由端移動的速度：，所以拉力F的功率：；故C錯誤；D、若將重物A的重力減小為900N，由于滑輪組不變，不計繩重和摩擦，此時滑輪組的機械效率：，故D正確；故選D．【點睛】重點是滑輪組中功和及效率的計算，首先應(yīng)根據(jù)第一次做功的額外功或拉力的關(guān)系求出動滑輪的重，再利用效率的公式計算第二次的機械效率．另外在不計摩擦和繩重時，牢記效率的兩個思路：一是，二是．15．如圖所示，一直桿可繞O點轉(zhuǎn)動，杠桿下端掛一重物，為了提高重物，用一個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，在這個過程中直桿A．始終是省力杠桿 B．始終是費力杠桿C．先是省力的，后是費力的 D．先是費力的，后是省力的【答案】C【解析】【詳解】由圖可知動力F1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)動的過程中，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動,作用在繩自由端的拉力F是20N,則下列判斷正確的是（不計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受到的滑動摩擦力是80ND．物體A受到的滑動摩擦力是40N【答案】D【解析】【詳解】AB．根據(jù)二力平衡的條件進行分析,因為有兩條繩子作用在動滑輪上,所以作用在物體A上的水平拉力F=2×20N=40N;故AB錯誤；CD．因為物體勻速運動,所以摩擦力等于作用在A上的水平拉力,大小為40N，故C錯誤，D正確。17．如圖所示，屬于費力杠桿的是A．用鑷子夾物品 B．用汽水扳子開瓶蓋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，動力臂小于阻力臂，是費力杠桿；B、汽水扳子開瓶蓋時，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿；C、用手推車推貨物，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿；D、用羊角錘起釘子，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿．故選A．【點睛】此題考查的是杠桿的分類和特點，主要包括以下幾種：①省力杠桿，動力臂大于阻力臂；②費力杠桿，動力臂小于阻力臂；③等臂杠桿，動力臂等于阻力臂．18．如圖甲所示，是建筑工地上的塔式起重機示意圖，它是通過電動機帶動如圖乙所示的滑輪組起吊物料的．如果這個滑輪組把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，不計一切摩擦和繩重，則下列說法中正確的是A．拉力做的功是2.1×104J B．拉力F的功率是2.1×103WC．該滑輪組的動滑輪共重300N D．該滑輪組的機械效率是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錯誤；拉力做功的功率是：P=W總/t=6.3×104N/10s=6.3×103W，故B錯誤；若不計繩重和摩擦，則由F=（G+G動）/n可知，動滑輪的總重是：G動=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，滑輪組的機械效率是：η=W有/W總×100%=6×104J/6.3×104J×100%≈95.2%，故D錯誤，故選C．19．用如圖甲所示的裝置來探究滑輪組的機械效率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．同一滑輪組機械效率η隨G物的增大而增大，最終將達到100%B．當(dāng)G物=12N時，彈簧測力計讀數(shù)為5NC．此滑輪組動滑輪的重力為4