【物理】簡單機(jī)械本章綜合與測試（解析版）一、簡單機(jī)械選擇題1．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．2．如圖所示，輕質(zhì)杠桿AB，將中點(diǎn)O支起來，甲圖的蠟燭粗細(xì)相同，乙圖的三支蠟燭完全相同，所有的蠟燭燃燒速度相同。在蠟燭燃燒的過程中，則杠桿A．甲左端下沉，乙右端下沉 B．甲左端下沉，乙仍保持平衡C．甲右端下沉，乙右端下沉 D．甲、乙均能保持平衡【答案】B【解析】【詳解】設(shè)甲乙兩圖中的杠桿長均為l。圖甲中，m左l左=m右l右，燃燒速度相同，∴蠟燭因燃燒減少的質(zhì)量m′相同，故左邊為：（m左-m′）l左=m左l左-m′l左，右邊為：（m右-m′）l右=m右l右-m′l右，因為l左小于l右，所以（m左-m′）l左=m左l左-m′l左（m右-m′）l右=m右l右-m′l右，故左端下沉；圖乙中，設(shè)一只蠟燭的質(zhì)量為m∵2m×l=m×l，∴直尺在水平位置平衡；∵三支蠟燭同時點(diǎn)燃，并且燃燒速度相同，∴三支蠟燭因燃燒減少的質(zhì)量m′相同，∵2（m-m′）×l=（m-m′）×l，∴在燃燒過程中直尺仍能平衡．故選B．3．下列幾種方法中，可以提高機(jī)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(jī)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．4．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=因為（m1+m2）2=因為a≠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．5．如圖所示，工人利用動滑輪吊起一袋沙的過程中，做了300J的有用功，100J的額外功，則該動滑輪的機(jī)械效率為（）A．75％B．66．7％C．33．3％D．25％【答案】A【解析】試題分析：由題意可知，人所做的總功為W總=W有+W額=300J+100J=400J，故動滑輪的機(jī)械效率為η=W有/W總=300J/400J=75%，故應(yīng)選A?！究键c(diǎn)定位】機(jī)械效率6．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．7．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(dāng)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(yùn)動C．2s～3s內(nèi)，拉力F的功率是100WD．2s～3s內(nèi)，滑輪組的機(jī)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?fàn)顟B(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(yùn)動，故B正確；（3）由圖可知在2～3s內(nèi),重物做勻速運(yùn)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(dān)物重的繩子股數(shù)）n＝3，所以拉力F的作用點(diǎn)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(jī)械效率：η＝×100%＝×100%＝×100%83.33%，故D正確。故選C.【點(diǎn)睛】由滑輪組的結(jié)構(gòu)可以看出，承擔(dān)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(diǎn)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(diǎn)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(jī)械效率．8．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．9．如圖所示，用相同的滑輪不同的繞法提起相同的重物，摩擦力可以忽略不計，在物體勻速上升的過程中A．甲圖省力，機(jī)械效率甲圖大B．甲圖省力，機(jī)械效率一樣大C．乙圖省力，機(jī)械效率乙圖大D．乙圖省力，機(jī)械效率一樣大【答案】B【解析】【詳解】分析甲、乙兩圖可知，n甲=3、n乙=2；因繩重和摩擦忽略不計，所以由可知，甲圖更省力；由η==可知，甲乙滑輪組的機(jī)械效率一樣，故選B．10．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(fèi)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(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，動力臂大于阻力臂；②費(fèi)力杠桿，動力臂小于阻力臂；③等臂杠桿，動力臂等于阻力臂．11．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(diǎn)是B點(diǎn)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(fèi)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(diǎn)都在D點(diǎn)，動力作用點(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(fèi)力杠桿，故D錯誤．故選A?！军c(diǎn)睛】重點(diǎn)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(fèi)力杠桿，但省力杠桿費(fèi)距離，費(fèi)力杠桿省距離。12．如圖所示，小麗分別用甲、乙兩滑輪把同一桶沙從一樓地面提到二樓地面，用甲滑輪所做的總功為W1，機(jī)械效率為η1；用乙滑輪所做的總功為W2，機(jī)械效率為η2，若不計繩重與摩擦，則A．W1=W2η1=η2 B．W1=W2η1<η2C．W1<W2η1>η2 D．W1>W2η1<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、乙兩滑輪把同一桶沙從一樓地面提到二樓地面”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眉纯杀容^出二者機(jī)械效率的大小．【詳解】因為用甲、乙兩滑輪把同一桶沙從一樓地面提到二樓地面，所以兩種情況的有用功相同；根據(jù)可知：當(dāng)有用功一定時，利用機(jī)械時做的額外功越少，則總功越少，機(jī)械效率越高．而乙滑輪是動滑輪，所以利用乙滑輪做的額外功多，則總功越多，機(jī)械效率越低．即．【點(diǎn)睛】本題考查功的計算和機(jī)械效率的大小比較這一知識點(diǎn)，比較簡單，主要是學(xué)生明確哪些是有用功，額外功，總功，然后才能正確比較出兩種情況下機(jī)械效率的大?。?3．如圖所示，物體浸沒在水中，工人用200N的拉力F在10s內(nèi)將重為400N的物體勻速提升2m，物體沒有露出水面，此時滑輪組的機(jī)械效率是80%，不計繩重和摩擦，g=10N/kg，則下列說法中正確的是（）A．物體露出水面前，工人勻速提升重物時拉力的功率為40WB．物體在水中受到的浮力為320NC．物體的體積為8×10-3m3D．物體露出水面后，此滑輪組提升該物體的機(jī)械效率將小于80%【答案】C【解析】【詳解】A．由圖知，n=2，拉力端移動的距離：s=2h=2×2m=4m，拉力端移動的速度：v=s/t=4m/10s=0.4m/s，拉力的功率：P=Fv=200N×0.4m/s=80W，故A錯；B．滑輪組的機(jī)械效率：η=W有用/W總=（G?F?。﹉/Fs=（G?F浮）h/F×2h=G?F浮/2F=400N?F浮/2×200N=80%，解得：F浮=80N，故B錯；C．由F浮=ρ水V排g得物體的體積：V=V排=F浮/ρ水g=80N/1×103kg/m3×10N/kg=8×10-3m3，故C正確；D．物體露出水面后，沒有了浮力，相當(dāng)于增加了提升物體的重，增大了有用功，不計繩重和摩擦，額外功不變，有用功和總功的比值變大，此滑輪組提升該物體的機(jī)械效率將大于80%，故D錯。14．用F1的拉力直接將重為G的物體A勻速提升h（如圖甲）；換用斜面把物體A勻速提升相同的高度，拉力為F2，物體沿斜面運(yùn)動的距離為L（如圖乙），利用斜面工作過程中A．有用功為F2h B．額外功為F2L－F1h C．總功為（F1+F2）L D．機(jī)械效率為【答案】B【解析】A.借助斜面做的有用功即為克服物體重力所做的功，則W有GhF1h，故A錯誤；BC.B.拉力所做的總功：W總F2L，額外功W額W總W有F2LF1h，故B正確，C錯誤；D.機(jī)械效率η，故D錯誤．故選B.15．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(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】C【解析】【詳解】甲為定滑輪，由定滑輪的使用特點(diǎn)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(jī)械效率高，所以，故C正確為答案，選項ABD錯誤。16．下列關(guān)于機(jī)械效率的說法正確的是（）A．越省力的機(jī)械，機(jī)械效率越高B．做功越少的機(jī)械，機(jī)械效率越低C．做功越慢的機(jī)械，機(jī)械效率越低D．總功相同，有用功越大的機(jī)械，機(jī)械效率越高【答案】D【解析】【詳解】A．機(jī)械效率是有用功與總功的比值，與機(jī)械省力與否無關(guān)，故A錯誤．B．機(jī)械效率越低，有用功占總功的比例越低，不一定就是做的功少，故B錯誤．C．做功越慢的機(jī)械，功率越小．功率和機(jī)械效率是兩個不同的概念，二者沒有關(guān)系，不能說做功越慢的機(jī)械，機(jī)械效率越低，故C錯誤．D．由可知，總功相同，有用功越大的機(jī)械，機(jī)械效率越高，故D正確．17．為探究動滑輪和定滑輪的特點(diǎn)，設(shè)計如下兩種方式拉升重物，下面關(guān)于探究的做法和認(rèn)識正確的是（）A．用動滑輪提升重物上升h高度，測力計也上升h高度B．若拉升同一物體上升相同高度，用動滑輪拉力更小，且做功更少C．減小動滑輪質(zhì)量可以提高動滑輪的機(jī)械效率D．若用定滑輪拉重物，當(dāng)拉力豎直向下最省力【答案】C【解析】【詳解】A．用動滑輪提升重物上升h高度，因為有兩段繩子承重，所以測力計上升2h高度，故A錯誤；B．拉升同一物體上升相同高度，用動滑輪時是否省力還取決于動滑輪的重和摩擦力的大小，而因為要提起動滑輪做功，故做功較多，故B錯誤；C．減小動滑輪質(zhì)量，可以減小額外功，根據(jù)可知，可以提高動滑輪的機(jī)械效率，故C正確．D．用定滑輪拉重物，拉力的力臂為滑輪的半徑，所以向各個方向的拉力都相等，故D錯誤．【點(diǎn)睛】重點(diǎn)理解機(jī)械效率為有用功與總功的比，有用功不變，當(dāng)額外功減小時，總功減小，所以機(jī)械效率會提高．18．在探究“杠桿平衡條件“實(shí)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(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．19．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。20．如圖所示的是工人在平臺上通過滑輪組向上拉起重物G的情景．已知重物G所受的重力為700N，當(dāng)他沿水平方向用400N的力拉重物G時，重物G恰好做勻速直線運(yùn)動．不計繩重及摩擦，下列說法正確的是A．該滑輪組的動滑輪所受的重力為100NB．若工人拉動繩子的速度為0.5m/s，則4s后，繩子的拉力所做的功為1400JC．當(dāng)工人用等大的力使繩子以不同速度勻速運(yùn)動，且繩端運(yùn)動相同的距離時，工人所做的功大小不同D．若將重物G換為質(zhì)量更大的物體，則在不改變其他條件的情況下，工人將更省力【答案】A【解析】A、不計繩重及摩擦，動滑輪組進(jìn)行受力分析，，滑輪組的動滑輪所受的重力：G動=2F-G物=2×400N-700N=100N，故A正確；B、繩子移動的距離，s=vt=0.5m/s×4s=2m，繩子的拉力所做的功：W=Fs=400N×2m=800J，故B錯誤；C、工人所做的功，等于繩子的拉力與繩子移動距離的乘積，與繩子的不同速度無關(guān)，大小W=Fs，工人所做的功相同，故C錯誤；D、不計繩重及摩擦，動滑輪組進(jìn)行受力分析，，當(dāng)重物G換為質(zhì)量更大的物體時，F(xiàn)將變大，更費(fèi)力，故D錯誤．故選A．21．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(jī)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(jī)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。22．用圖所示裝置提升重為350N的箱子，動滑輪重50N，不計繩重和一切摩擦，下列說法正確的是A．該裝置不僅省力，還省距離B．箱