2020-2021年簡單機械質(zhì)量檢測試題一、簡單機械選擇題1．如圖，用滑輪組將600N的重物在10s內(nèi)勻速提升了2m，動滑輪重為100N（不計繩重和摩擦），下列說法正確的是A．繩子自由端拉力的功率是70WB．滑輪組的機械效率是85.7%C．提升重物的過程中所做的額外功是400JD．提升的重物變成400N時，滑輪組的機械效率將變大【答案】B【解析】【詳解】A．根據(jù)圖示可知，n=2，不計繩重和摩擦，拉力：F=（G+G輪）=（600N+100N）=350N，拉力端移動距離：s=2h=2×2m=4m，總功：W總=Fs=350N×4m=1400J，拉力的功率：P===140W；故A錯；B．有用功：W有用=Gh=600N×2m=1200J，滑輪組的機械效率：η==≈85.7%，故B正確；C．提升重物的過程中所做的額外功：W額=W總﹣W有用=1400J﹣1200J=200J，故C錯；D．當提升重物的重力減小為400N，做的有用功就變小，而額外功幾乎不變，有用功和總功的比值變小，故滑輪組的機械效率變小，故D錯；2．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；因為不計繩重和摩擦，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；因為不計繩重和摩擦，W額=G輪h，因此動滑輪重：G輪===100N，拉力F的大小：F=（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．3．物體做勻速直線運動，拉力F=60N，不計滑輪間的摩擦和動滑輪的自重，則物體受到的摩擦力是A．60NB．120NC．20ND．180N【答案】D【解析】【分析】分析滑輪組的動滑輪繞繩子的段數(shù)，不計滑輪間的摩擦和動滑輪的自重，根據(jù)得到物體受到的摩擦力?！驹斀狻繌膱D中得到動滑輪上的繩子段數(shù)為3，不計滑輪間的摩擦和動滑輪的自重，物體受到的摩擦力：f=3F=3×60N=180N。故選D。【點睛】本題考查滑輪組的特點，解決本題的關(guān)鍵要明確纏繞在動滑輪上的繩子的段數(shù)。4．下列幾種方法中，可以提高機械效率的是A．有用功一定，增大額外功 B．額外功一定，增大有用功C．有用功一定，增大總功 D．總功一定，增大額外功【答案】B【解析】【詳解】A．機械效率是有用功和總功的比值，總功等于有用功和額外功之和，所以有用功一定，增大額外功時，總功增大，因此有用功與總功的比值減小，故A不符合題意；B．額外功不變，增大有用功，總功變大，因此有用功與總功的比值將增大，故B符合題意；C．有用功不變，總功增大，則有用功與總功的比值減小，故C不符合題意；D．因為總功等于有用功和額外功之和，所以總功一定，增大額外功，有用功將減小，則有用功與總功的比值減小，故D不符合題意．5．利用如圖所示的滑輪組提起一個重為2000N的物體，繩子自由端的拉力F=600N。10s內(nèi)物體被勻速提升2m。不忽略繩重和機械部件間的摩擦，則下列說法中正確的是A．動滑輪總重為400NB．繩子自由端移動的速度為0.8m/sC．拉力F做功為6000JD．增加物體被提升的高度可提高該滑輪組的機械效率【答案】B【解析】【詳解】A．由圖知道，承擔物重的繩子是四段，即n=4，若忽略繩重及摩擦，則拉力是：，由此可得動滑輪的總重是：，由于是不忽略繩重和機械部件間的摩擦，故A錯誤；B．繩子自由端移動的距離是：s=4h=4×2m=8m，繩子自由端移動的速度是：，故B正確；C．拉力做的功是：W總=Fs=600N×8m=4800J，故C錯誤；D．該滑輪組的機械效率是：，即機械效率與高度無關(guān)，所以，增加物體被提升的高度不可能提高該滑輪組的機械效率，故D錯誤。6．為了將放置在水平地面上重為100N的物體提升一定高度，設(shè)置了如圖甲所示的滑輪組裝置。當用如圖乙所示隨時間變化的豎直向下的拉力F拉繩時，物體的速度v和物體上升的高度h隨時間變化的關(guān)系分別如圖丙和丁所示。（不計繩重和繩與輪之間的摩擦）。下列計算結(jié)果不正確的是A．0s～1s內(nèi)，地面對物體的支持力大于10NB．1s～2s內(nèi)，物體在做加速運動C．2s～3s內(nèi)，拉力F的功率是100WD．2s～3s內(nèi)，滑輪組的機械效率是83.33%【答案】C【解析】【詳解】（1）由圖乙可知,在0～1s內(nèi),拉力F＝30N.取動滑輪和重物為研究對象,受到向下的重力G和G動,向上的支持力F支,及三根繩子向上的拉力F′作用，處于靜止狀態(tài)；地面對重物的支持力F支＝G?F′＝G?3F拉+G動＝100N?3×30N+G動＝G動+10N10N，故A正確；（2）由圖丙可知，1s～2s內(nèi)，物體在做加速運動，故B正確；（3）由圖可知在2～3s內(nèi),重物做勻速運動,v3＝2.50m/s,拉力F3＝40N，因為從動滑輪上直接引出的繩子股數(shù)（承擔物重的繩子股數(shù)）n＝3，所以拉力F的作用點下降的速度v′3＝3v3＝3×2.50m/s＝7.5m/s，拉力做功功率（總功率）:P總＝F3v′3＝40N×7.5m/s＝300W，故C錯誤；滑輪組的機械效率：η＝×100%＝×100%＝×100%83.33%，故D正確。故選C.【點睛】由滑輪組的結(jié)構(gòu)可以看出，承擔物重的繩子股數(shù)n＝3，則拉力F移動的距離s＝3h．（1）已知滑輪組繩子的段數(shù)n和拉力F拉，物體靜止，設(shè)滑輪組對物體的拉力F′，其關(guān)系為F拉＝（F′+G動）；地面對物體的支持力等于物體對地面的壓力，等于物體的重力G減去整個滑輪組對物體的拉力F′；（2）由F-t圖象得出在1～2s內(nèi)的拉力F，由h-t圖象得出重物上升的高度，求出拉力F的作用點下降的距離，利用W＝Fs求此時拉力做功．（3）由F-t圖象得出在2～3s內(nèi)的拉力F，由v-t圖象得出重物上升的速度，求出拉力F的作用點下降的速度，利用P＝Fv求拉力做功功率，知道拉力F和物重G大小，以及S與h的關(guān)系，利用效率求滑輪組的機械效率．7．如圖所示，杠桿處于平衡狀態(tài)且刻度均勻，各鉤碼質(zhì)量相等，如果在杠桿兩側(cè)各減少一個鉤碼，杠桿會（）A．左端下沉 B．右端下沉C．杠桿仍然平衡 D．無法判斷【答案】B【解析】【詳解】設(shè)一個鉤碼重為G，一格的長度為L，原來：3G×4L=4G×3L，杠桿平衡；在杠桿兩側(cè)掛鉤碼處各減少一個質(zhì)量相等的鉤碼，現(xiàn)在：2G×4L<3G×3L，所以杠桿不再平衡，杠桿向順時針方向轉(zhuǎn)動，即右端下沉。故ACD錯誤，B正確。8．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.9．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．滑輪組機械效率為60%B．兩個過程物體B均勻速運動，機械能增加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械能，所以機械能增大，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．10．甲升降機比乙升降機的機械效率高，它們分別把相同質(zhì)量的物體勻速提升相同的高度．則（）A．乙升降機提升重物做的有用功較多

B．甲升降機的電動機做的額外功較多C．甲升降機的電動機做的總功較少

D．乙升降機的電動機做的總功較少【答案】C【解析】【詳解】A．提升物體質(zhì)量和高度相同說明甲、乙升降機做的有用功相等，故A錯誤；BCD．既然甲機械效率高，則說明甲做的額外功少，總功也就少，故BD錯誤，C正確．11．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．12．在生產(chǎn)和生活中經(jīng)常使用各種機械，使用機械時A．功率越大，做功越快B．做功越多，機械效率越高C．做功越快，機械效率越高D．可以省力、省距離，也可以省功【答案】A【解析】【分析】（1）功率是表示做功快慢的物理量，即功率越大，做功越快；（2）機械效率是表示有用功所占總功的百分比；即效率越高，有用功所占的比例就越大；（3）功率和效率是無必然聯(lián)系的；（4）使用任何機械都不省功．【詳解】A．功率是表示做功快慢的物理量，故做功越快功率一定越大，故A正確；B．機械效率是表示有用功所占總功的百分比，故做功多，而不知道是額外功還是有用功，所以無法判斷機械效率，故B錯誤；C．由于功率和效率沒有直接關(guān)系，所以功越快，機械效率不一定越高，故C錯誤；D．使用任何機械都不省功，故D錯誤．故選A．13．如圖所示,用滑輪組提升重物時,重200N的物體在5s內(nèi)勻速上升了1m.已知拉繩子的力F為120N,如果不計繩重及摩擦,則提升重物的過程中A．繩子自由端被拉下3mB．拉力F做的功為200JC．滑輪組的機械效率是83.3%D．拉力F的功率是40W【答案】C【解析】【詳解】A、物重由兩段繩子承擔，因此，當物體提升1m時，繩子的自由端應(yīng)被拉下2m，故A錯誤；B、拉力為120N，繩子的自由端應(yīng)被拉下2m，則拉力做功為：，故B錯誤；C、滑輪組的機械效率，故C正確；D、拉力F的功率，故D錯誤．故選C．【點睛】涉及機械效率的問題時，關(guān)鍵是要清楚總功、有用功、額外功都在哪，特別要清楚額外功是對誰做的功，弄清楚這些功后，求效率和功率就顯得簡單了。14．用如圖所示的滑輪組在10s內(nèi)將300N的重物勻速提升3m，已知動滑輪重30N，不計繩重與摩擦，則A．利用滑輪組所做的有用功是450JB．繩子自由端移動的速度是0.9m/sC．拉力的功率是99WD．滑輪組的機械效率是80%【答案】C【解析】利用滑輪組所做的有用功：W有=Gh=300N×3m=900J，故A錯誤；拉力做的功：W總=（G+G動）h=（300N+30N）×3m=990J，拉力的功率：P=W/t=990W10s=99W，故C正確；滑輪組的機械效率：η=W有/W總×100%=900J/990J×100%≈90.9%，故D錯誤；由圖可知，n=2，則繩端移動的距離：s=nh=2×3m=6m，繩子自由端移動的速度：v=s/t=6m/10s=0.6m/s，故B錯誤，故選C。15．工人師傅用如圖所示的滑輪組，將重為800N的重物緩慢勻速豎直提升3m，人對繩的拉力F為500N，不計繩重和滑輪轉(zhuǎn)軸處的摩擦，則（）A．繩子自由端移動的距離為9m B．動滑輪的重力為200NC．人通過滑輪組做的有用功為1500J D．滑輪組的機械效率為53.3%【答案】B【解析】試題分析：由圖可知，滑輪組中由2段繩子承擔物體和動滑輪的總重，即n=2，物體勻速豎直提升3m，則繩子自由端移動的距離為：s=nh=2×3m=6m，故A錯誤．此過程中，所做有用功為：W有=Gh=800N×3m=2400J，故C錯誤．所做總功為：W總=Fs=500N×6m=3000J；額外功為：W額=W總-W有=3000J-2400J=600J，不計繩重和滑輪轉(zhuǎn)軸處的摩擦，則額外功為克服動滑輪重力做的功，即W額=G動h，動滑輪的重力G動=W額/h=600J/3m=200N，故B正確為答案．滑輪組的機械效率故D錯誤．考點：滑輪組的機械效率有用功額外功16．如圖所示，有一質(zhì)量不計的長木板，左端可繞O點轉(zhuǎn)動，在它的右端放一重為G的物塊，并用一豎直向上的力F拉著。當物塊向左勻速運動時，木板始終在水平位置保持靜止，在此過程中，拉力F（）A．變小 B．變大 C．不變 D．先變大后變小【答案】A【解析】【詳解】把長木板看作杠桿，此杠桿在水平位置平衡，根據(jù)杠桿的平衡條件：動力×動力臂=阻力×阻力臂可知，當動力臂不變，阻力大小不變，物塊向左勻速滑動時，阻力臂在減小，可得動力隨之減小，答案選A。17．如下圖所示的四種機械提起同一重物，不計機械自重和摩擦，最省力的是A． B．C． D．【答案】D【解析】【詳解】根據(jù)題意知道，在不計機械自重和摩擦的條件下使用的簡單機械；A．圖的杠桿提升重物時，由于動力臂小于阻力臂，所以是費力杠桿，即F＞G；B．用圖中的杠桿提升重物時，動力臂等于阻力臂，是等臂杠桿，即F=G；C．圖中滑輪組承擔物重的繩子的有效股數(shù)是：n=2，所以，繩端的拉力是：；D．圖中滑輪組承擔物重的繩子的有效股數(shù)是：n=3所以，繩端的拉力是：；綜上所述，只有D圖中的機械最省力。18．建筑工人用如圖所示的滑輪組，在4s內(nèi)將重為1500N的物體沿水平方向勻速移動2m的過程中，所用的拉力大小為375N，物體受到水平地面的摩擦力為物重的0.4倍．在此過程中下列說法正確的是（）A．繩子自由端沿水平方向移動了6mB．物體受到的拉力為750NC．拉力F的功率為750WD．滑輪組的機械效率為80%【答案】D【解析】【詳解】A．由圖可知，n=2，則繩子自由端沿水平方向移動的距離s=nsA=2×2m=4m，故A錯誤；B．物體沿水平方向勻速移動時處于平衡狀態(tài)，物體受到的拉力和摩擦力是一對平衡力，則物體受到的拉力FA=f=0.4G=0.4×1500N=600N，故B錯誤；C．拉力F做的功W總=Fs=375N×4m=1500J，則拉力F的功率P===375W，故C錯誤；D．有用功W有=FAsA=600N×2m=1200J，則滑輪組的機械效率η=×100%=×100%=80%，故D正確；19．同一滑輪用如圖甲、乙兩種方式勻速提升重為100N的物體，已知滑輪重20N、繩重和滑輪的摩擦力不計．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】C【解析】【詳解】甲為定滑輪，由定滑輪的使用特點可知：繩重和摩擦力不計，，并且可以改變力的方向。乙為動滑輪，，由題知，G動=20N＜G，因此。如圖所示，用定滑輪和動滑輪分別將質(zhì)量相同的甲、乙兩物體勻速提升相同的高度，不計繩重與摩擦，則所做的有用功W有用一樣大，由于要克服動滑輪重力的作用，所以使用動滑輪做的總功多，由可知，定滑輪的機械效率高，所以，故C正確為答案，選項ABD錯誤。20．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．21．在探究“杠桿平衡條件“實驗中，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．【點睛】重點是杠桿平衡條件的應(yīng)用，要理解當力與杠桿垂直時，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．22．在使用下列簡單機械勻速提升同一物體的四種方式，所用動力最小的是（不計機械自重、繩重和摩擦）（）A．B．C．D．【答案】D【解析】不計機械自重繩重和摩擦，即在理想狀況下：A.圖示是一個定滑輪拉力F1＝G；B.根據(jù)勾股定理知h＝＝3m,圖中為斜面,F2×5m＝G×3m,得到F2＝0.6G；C.如圖所示,由圖可知，由杠桿平衡條件可得：F3×L2＝G×LG,拉力F3＝G×G＝0.4G；D.由圖示可知,滑輪組承重繩子的有效股數(shù)n＝3,拉力F4＝G；因此最小拉力是F4；故選：D。點睛：由圖示滑輪組，確定滑輪組的種類，根據(jù)滑輪組公式求出拉力F1、F4；由勾股定理求出斜面的高，根據(jù)斜面公式求出拉力F2的大?。挥蓤D示杠桿求出動力臂與阻力臂的關(guān)系，然后由杠桿平衡條件求出拉力F3；最后比較各力大小，確定哪個拉力最小。23．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