简单机械单元检测题.doc

【物理】 简单机械单元检测题(1)

一、简单机械选择题
1．如图甲所示，是建筑工地上塔式起重机示意图，它是通过电动机带动如图乙所示滑轮组起吊物料．假如这个滑轮组把6×103N重物在10s内匀速提高l0m，绳索自由端拉力F=2.1×103N，不计一切摩擦和绳重，则下列说法中对是

A．拉力做功是2.1×104J B．拉力F功率是2.1×103W
C．该滑轮组动滑轮共重300N D．该滑轮组机械效率是80%
【答案】C
【解析】
由图乙懂得，滑轮组绳子有效股数是n=3，即绳子自由端移动距离是：s=3h=3×10m=30m，因此拉力做功是：W总=Fs=2.1×103 N×30m=6.3×104 J，故A错误；拉力做功功率是：P=W总/t=6.3×104N/10s=6.3×103 W，故B错误；若不计绳重和摩擦，则由F=（G+G动）/n可知，动滑轮总重是：G动 =nF-G=3×2.1×103 N-6×103 N=300N，故C对；拉力做有用功是：W有=Gh=6×103 N×10m=6×104 J，滑轮组机械效率是：η=W有/W总×100%=6×104J/6.3×104J×100%≈95.2%，故D错误，故选C．

2．有关机械效率问题，下列说法中对是（   ）
A．做有用功越多，机械效率一定越高               B．单位时间内做功越多，机械效率一定越高
C．省力越多机械，机械效率一定越高               D．额外功在总功中所占比例越小，机械效率一定越高
【答案】D
【解析】
【详解】
A、做功多，有用功不一定多，有用功占总功比例不一定高，因此机械效率不一定高，故A错误；B、有用功占总功比例与单位时间内做功多少无关，故B错误；C、省力多机械机械效率往往偏低，故C错误；D、额外功在总功中所占比例越小，阐明有用功在总功中所占比例越大，机械效率就越高，故D对；故选D．
【点睛】
①总功＝有用功+额外功；②有用功和总功比值叫机械效率；③由机械效率定义可知，机械效率高下只与有用功在总功中所占比例有关，与做功多少、功率大小无关．

3．下列几种措施中，可以提高机械效率是
A．有用功一定，增大额外功 B．额外功一定，增大有用功
C．有用功一定，增大总功 D．总功一定，增大额外功
【答案】B
【解析】
【详解】
A．机械效率是有用功和总功比值，总功等于有用功和额外功之和，因此有用功一定，增大额外功时，总功增大，因此有用功与总功比值减小，故A不符合题意；
B．额外功不变，增大有用功，总功变大，因此有用功与总功比值将增大，故B符合题意；
C．有用功不变，总功增大，则有用功与总功比值减小，故C不符合题意；
D．由于总功等于有用功和额外功之和，因此总功一定，增大额外功，有用功将减小，则有用功与总功比值减小，故D不符合题意．

4．山区里挑夫挑着物体上山时，行走路线呈“S”形，目是
A．加紧上山时速度
B．省力
C．减小对物体做功
D．工作中养成生活习惯
【答案】B
【解析】
斜面也是一种简单机械，使用斜面好处是可以省力．
挑物体上山，其实就是斜面应用，走S形路线，增长了斜面长，而斜面越长，越省力，因此是为了省力．
故选B．

5．用如图所示滑轮组提起重G=320N物体，整个装置静止时，作用在绳自由端拉力F=200N，则动滑轮自身重力是（绳重及摩擦不计）

A．120N
B．80N
C．60N
D．无法计算
【答案】B
【解析】
【详解】
由图可知，n=2，由题知，G物=320N，F=200N，
∵不考虑绳重和摩擦，，
即：，
∴动滑轮重：G轮=80N．

6．为了将放置在水平地面上重为100N物体提高一定高度，设置了如图甲所示滑轮组装置。当用如图乙所示随时间变化竖直向下拉力F拉绳时，物体速度v和物体上升高度h随时间变化关系分别如图丙和丁所示。（不计绳重和绳与轮之间摩擦）。下列计算成果不对是

A．0s～1s内，地面对物体支持力不小于10N
B．1s～2s内，物体在做加速运动
C．2s～3s内，拉力F功率是100W
D．2s～3s内，滑轮组机械效率是83.33%
【答案】C
【解析】
【详解】
（1）由图乙可知,在0∼1s内,拉力F＝30N.取动滑轮和重物为研究对象,受到向下重力G和G动,向上支持力F支,及三根绳子向上拉力F′作用，处在静止状态；地面对重物支持力F支＝G−F′＝G−3F拉+G动＝100N−3×30N+G动＝G动+10N10N，故A对；（2）由图丙可知，1s～2s内，物体在做加速运动，故B对；（3）由图可知在2∼3s内,重物做匀速运动,v3＝2.50m/s,拉力F3＝40N，由于从动滑轮上直接引出绳子股数（承担物重绳子股数）n＝3，因此拉力F作用点下降速度v′3＝3v3＝3×2.50m/s＝7.5m/s，拉力做功功率（总功率）:P总＝F3v′3＝40N×7.5m/s＝300W，故C错误；滑轮组机械效率：η＝×100%＝×100%＝×100%83.33%，故D对。故选C.
【点睛】
由滑轮组构造可以看出，承担物重绳子股数n＝3，则拉力F移动距离s＝3h．（1）已知滑轮组绳子段数n和拉力F拉，物体静止，设滑轮组对物体拉力F′，其关系为F拉＝（F′+G动）；地面对物体支持力等于物体对地面压力，等于物体重力G减去整个滑轮组对物体拉力F′；（2）由F-t图象得出在1～2s内拉力F，由h-t图象得出重物上升高度，求出拉力F作用点下降距离，运用W＝Fs求此时拉力做功．（3）由F-t图象得出在2～3s内拉力F，由v-t图象得出重物上升速度，求出拉力F作用点下降速度，运用P＝Fv求拉力做功功率，懂得拉力F和物重G大小，以及S与h关系，运用效率求滑轮组机械效率．

7．如图所示，动滑轮重为1 N，拉力F为5 N，则重物G和弹簧秤读数为

A．G为4 N，弹簧秤读数为5 N
B．G为9 N，弹簧秤读数为10 N
C．G为10 N，弹簧秤读数为5 N
D．G为9 N，弹簧秤读数为5 N
【答案】D
【解析】
此时弹簧秤与拉力F共同承担重物和滑轮重力，因拉力F为5N，因此弹簧秤读数也为5N；，因此G=9N，故选项D对；
故选D．

8．如图所示，用下列装置提高同一重物，若不计滑轮自重及摩擦，则最省力是
A． B．
C． D．
【答案】C
【解析】
【详解】
A．此图是动滑轮，由动滑轮及其工作特点可知，省二分之一力，即F=G；
B．此图是定滑轮，由定滑轮及其工作特点可知，不省力，即F=G；
C．此图是滑轮组，绕在动滑轮上绳子由3股，则F=G；
D．此图是滑轮组，绕在动滑轮上绳子由2股，则F=G．
由以上可知：在滑轮重及摩擦不计状况下最省力是C，C符合题意．

9．在不计绳重和摩擦状况下运用如图所示甲、乙两装置分别用力把相似物体匀速提高相似高度．若用η甲、η乙表达甲、乙两装置机械效率，W甲、W乙表达拉力所做功，则下列说法中对是

A．η甲＝η乙，W甲＝W乙
B．η甲＞η乙，W甲＞W乙
C．η甲＜η乙，W甲＜W乙
D．η甲＞η乙，W甲＜W乙
【答案】A
【解析】
【详解】
物体升高高度和物体重力都相似，根据公式W=Gh可知做有用功相似；由图可知，动滑轮个数相似，即动滑轮重力相似，提高高度相似，不计绳重和摩擦,则拉力做额外功相似．有用功相似、额外功相似，则总功相似，即W甲＝W乙．根据η=可知，机械效率相似，即η甲＝η乙．故A符合题意．

10．甲升降机比乙升降机机械效率高，它们分别把相似质量物体匀速提高相似高度．则（）
A．乙升降机提高重物做有用功较多                       B．甲升降机电动机做额外功较多
C．甲升降机电动机做总功较少                          D．乙升降机电动机做总功较少
【答案】C
【解析】
【详解】
A．提高物体质量和高度相似阐明甲、乙升降机做有用功相等，故A错误；
BCD．既然甲机械效率高，则阐明甲做额外功少，总功也就少，故BD错误，C对．

11．物理爱好小组用两个相似滑轮分别构成滑轮组匀速提起质量相似物体，滑轮质量比物体质量小，若不计绳重及摩擦，提高重物高度同样，对例如图所示甲、乙两滑轮组，下列说法对是

A．甲更省力，甲机械效率大
B．乙更省力，乙机械效率大
C．乙更省力，甲、乙机械效率同样大
D．甲更省力，甲、乙机械效率同样大
【答案】D
【解析】
【分析】
（1）由滑轮组构造懂得承担物重绳子股数n，则绳子自由端移动距离s=nh，；
（2）把相似重物匀速提高相似高度，做有用功相似；不计绳重及摩擦，运用相似滑轮和绳子、提高相似高度，做额外功相似；而总功等于有用功加上额外功，可知运用滑轮组做总功相似，再根据效率公式判断滑轮组机械效率大小关系．
【详解】
（1）不计绳重及摩擦，拉力，由图知，n甲=3，n乙=2，
因此F甲<F乙，甲图省力；
（2）由题知，动滑轮重相似，提高物体重和高度相似；
根据W额=G轮h、W有用=G物h，运用滑轮组做有用功相似、额外功相似，总功相似，
由可知，两滑轮组机械效率相似．
故选D．

12．小勇体重600N，运用如图所示滑轮组在10s内使物体A匀速上升5m．已知物体A重为800N，小勇作用在绳端拉力大小为500N，在此过程中，下列说法对是

A．水平地面对小勇支持力做功为6000J
B．小勇做有用功为3000J
C．小勇拉力功率为250W
D．此滑轮组机械效率为80%
【答案】D
【解析】
水平地面对小勇支持力与小勇运动方向是垂直，支持力不做功，故A错；小勇做有用功就是克服物体重力做功W有=Gh=800N×5m=4000J，故B错；小勇做总功为W总=Fs=500N×10m=5000J，拉力功率为P=W总/t=5000J/10s=500W，故C错；滑轮组机械效率为η=W有/W总=4000J/5000J=80%，故D对；应选D．

13．骑自行车上一种陡坡时，有经验同学会沿S型路线骑行，他这样做是为了（　　）
A．缩短上坡过程中所走旅程 B．减少上坡过程中所做功
C．减小上坡过程中所施加力 D．缩短上坡过程中所用时间
【答案】C
【解析】
【详解】
A．上坡时，自行车上升高度不变，走S形路线所走路线较长，A不符合题意．
B．使用任何机械都不省功，B不符合题意．
C．上坡时，走S形路线所走路线较长，相称于增长了斜面长度，斜面越长越省力．C符合题意．
D．速度一定，走S形路线所走路线较长，所用时间较长．D不符合题意．

14．质量为60kg工人用如图甲所示滑轮组运送货物上楼．已知工人在1min内将货物匀速提高6m，作用在钢绳拉力为400N，滑轮组机械效率随货物重力变化如图乙所示（机械中摩擦和绳重均不计）．下列说法对是

A．作用在钢绳上拉力功率为400W
B．动滑轮重力为200N
C．人对绳子最大拉力为1000N
D．该滑轮组最大机械效率为83.3%
【答案】B
【解析】
【分析】
（1）由图可知，n=3，则绳端移动距离 ，运用 求拉力做功，再运用求拉力功率；
（2）由图乙可知，物重G=300N时，滑轮组机械效率η=60%，运用求拉力；因机械中摩擦力及绳重忽视不计，拉力，据此求动滑轮重力；
（3）该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，绳子最大拉力等于工人重力；
（4）运用求提高最大物重，滑轮组最大机械效率
.
【详解】
（1）由图可知，n=3，则绳端移动距离： ，
拉力做功：，
拉力功率：，故A错；
（2）由图乙可知，物重G=300N时，滑轮组机械效率η=60%，
根据可得：拉力，
因机械中摩擦力及绳重忽视不计，则，
因此， ，故B对；
（3）该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，绳子最大拉力： ，故C错；
（4）由可得，提高最大物重： ，
机械中摩擦和绳重均不计，则滑轮组最大机械效率：，故D错．
故选B．

15．如图所示，每个滑轮重力相等，不计绳重和摩擦力，G1＝60N，G2＝38N，甲乙两种状况下绳子在相等拉力F作用下静止。则每个动滑轮重力为（　　）

A．3N B．6N C．11N D．22N
【答案】B
【解析】
【分析】
分析可知滑轮组承担物重绳子股数n，不计绳重和摩擦力，拉力F＝（G+G轮），由于拉力相似，据此列方程求动滑轮重力。
【详解】
由图知，承担物重绳子股数分别为：n1＝3，n2＝2，滑轮重力相等，设动滑轮重力为G轮，不计绳重和摩擦力，则拉力分别为：F1＝（G1+G轮），F2＝（G2+G轮），
由题知F1＝F2，因此（G1+G轮）＝（G2+G轮），即：（60N+G轮 ）＝（38N+G轮），
解答动滑轮重力：G轮＝6N。
故选：B。

16．下图为“测滑轮组机械效率”试验．在弹簧测力计拉力作用下，重6N物体2s内匀速上升0.1m，弹簧测力计示数如图示（不计绳重与摩擦）．下列说法错误是（ ）

A．弹簧测力计拉力是2.4N
B．物体上升速度为0.05m/s
C．弹簧测力计拉力功率为0.12W
D．滑轮组机械效率约83.3％
【答案】C
【解析】
分析：由图可知使用滑轮组承担物重绳子股数n，拉力端移动距离，运用求拉力做总功，再运用求功率；已知物体重力和上升高度，运用求有用功，滑轮组机械效率等于有用功与总功之比。
解答：由图可知，弹簧测力计拉力是2.4N ，故A对；物体2s内匀速上升0.1m，物体上升速度为，故B对；n=3，拉力端端移动距离，拉力做总功为：；拉力功率为：，故C错误；拉力做有用功为：；滑轮组机械效率为：。故D对；
故答案为C
【点睛】本题考察了使用滑轮组时有用功、总功、功率、机械效率计算，根据题图确定n大小（直接从动滑轮上引出绳子股数）是本题突破口，灵活选用公式计算是关键。

17．内有少许饮料罐子可以斜放在水平桌面上保持平衡．下列四个图中，能对表达饮料罐（含饮料）所受重力示意图是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】A
【解析】
【详解】
重力方向一直竖直向下，故CD错误；
根据题意，内有少许饮料罐子可以斜放在水平桌面上保持平衡，根据杠杆平衡条件知，只有重力作用线通过支点时，罐子才会保持平衡，故A对，B错误．
故选A．
【点睛】
关键是根据杠杆平衡条件分析，理解当一种力通过支点时，此力力臂为零，对杠杆起不到任何作用，即本来平衡杠杆会仍然平衡．

18．用如图所示滑轮组在10s内将300N重物匀速提高3m，已知动滑轮重30N，不计绳重与摩擦，则

A．运用滑轮组所做有用功是450J
B．绳子自由端移动速度是0.9m/s
C．拉力功率是99W
D．滑轮组机械效率是80%
【答案】C
【解析】
运用滑轮组所做有用功：W有=Gh=300N×3m=900J，故A错误；拉力做功：W总=（G+G动）h=（300N+30N）×3m=990J，拉力功率：P=W/t=990W10s=99W，故C对；滑轮组机械效率：η=W有/W总×100%=900J/990J×100%≈90.9%，故D错误；由图可知，n=2，则绳端移动距离：s=nh=2×3m=6m，绳子自由端移动速度：v=s/t=6m/10s=0.6m/s，故B错误，故选C。

19．如图所示滑轮组上挂两个质量相等钩码A、B，放手后将出现想象是（滑轮重、绳重及摩擦不计）

A．下降 B．B下降 C．保持静止 D．无法确定
【答案】B
【解析】
不计绳子、滑轮重力和摩擦，B所在滑轮为动滑轮，动滑轮省二分之一力，B所在滑轮为定滑轮，定滑轮不省力；A与B质量相等，重力相等，将A拉起只需B重力二分之一即可，因此B下降，A上升．故选B.
点睛：运用动滑轮、定滑轮省力特点分析解答此题．动滑轮可以省二分之一力，定滑轮不能省力．

20．如图所示，杠杆上分别放着质量不相等两个球，杠杆在水平位置平衡，假如两球以相似速度同步匀速向支点移动，则杠杆

A．仍能平衡
B．不能平衡，大球那端下沉
C．不能平衡，小球那端下沉
D．无法判断
【答案】C
【解析】
【详解】
开始时两球平衡，即力矩相等；当运动时，两球速度相似，则在相似时间内移动距离相似，大球力矩减少快，则大球力矩会不不小于小球力矩，杠杆向小球那端下沉．

21．如图所示，体重为510N人，用滑轮组拉重500N物体A沿水平方向以0.02m/s速度匀速运动．运动中物体A受到地面摩擦阻力为200N．动滑轮重为20N（不计绳重和摩擦，地面上定滑轮与物体A相连绳子沿水平方向，地面上定滑轮与动滑轮相连绳子沿竖直方向，人对绳子拉力与对地面压力一直竖直向下且在同一直线上，）．则下列计算成果中对是

A．人对地面压力为400N
B．绳子自由端受到拉力大小是100N
C．人对地面压力为250N
D．绳子自由端运动速度是0.06m/s
【答案】A
【解析】
【详解】
由图知，n=2，因此拉力；
因此人对地面压力；
绳子自由端运动速度；
【点睛】
本题中有用功应当是克服摩擦力做功，即拉力F满足．

22．用四只完全相似滑轮和两根相似绳子构成如图所示甲、乙两个滑轮组，在绳自由端用大小分别为F1和F2拉力，将相似物体匀速提高相似高度。若不计绳重和摩擦，下列说法不对是（ ）

A．F1不小于F2
B．F1和F2做功一定相等
C．甲、乙机械效率不相等
D．绳子自由端移动距离不相等，物体运动时间也许相等
【答案】C
【解析】
【详解】
A．不计绳重及摩擦，由于拉力：
F=（G物+G轮）/n，n1=2，n2=3，
因此绳子受拉力：
F1 =（G物+G轮）/2，F2=（G物+G轮）/3，
因此
F1 ＞F2，
故A对；
B．不计绳重及摩擦，拉力做功：
W1 =F1s1=（G物+G轮）/2×2h=（G物+G轮）h
W2=F2s2=（G物+G轮）/3×3h=（G物+G轮）h
因此
W1=W2，
故B对。
C．由于动滑轮重相似，提高物体重和高度相似，
W额=G轮h，W有用=G物h，
因此运用滑轮组做有用功相似、额外功相似，总功相似，由于
η=W有用/W总，
因此滑轮组机械效率相似，故C错误；
D．由于绳子自由端移动距离
s=nh，n1=2，n2=3，
提高物体高度h相似，因此
s1 =2h，s2 =3h，
因此
s1≠s2，
故D对；

23．如图所示，一直杆可绕O点转动，杠杆下端挂一重物，为了提高重物，用一种一直跟杠杆垂直力使杠杆由竖直位置慢慢转到水平位置，在这个过程中直杆

A．一直是省力杠杆 B．一直是费力杠杆
C．先是省力，后是费力 D．先是费力，后是省力
【答案】C
【解析】
【详解】
由图可知动力F1力臂一直保持不变，物体重力G一直大小不变，在杠杆从竖直位置向水平位置转动过程中，重力力臂逐渐增大，在L2＜L1之前杠杆是省力杠杆，在L2＞L1之后，杠杆变为费力杠杆．

24．如图所示，甲、乙是固定在水平地面上两个光滑斜面，长度分别为4 m 、5 m，高度相似．两个工人分别用沿斜面向上拉力F甲、F乙把完全相似工件从斜面底端匀速地拉到斜面顶端，且速度大小相等．此过程拉力F甲、F乙所做功分别为W甲、W乙，功率分别为P甲、P乙，机械效率分别为η甲、η乙．下列说法对是（　　）

A．F甲∶F乙＝5∶4 B．W甲∶W乙＝5∶4
C．P甲∶P乙＝4∶5 D．η甲∶η乙＝4∶5
【答案】A
【解析】
【详解】
A．斜面光滑，则不做额外功，因此W有=W总，即Gh=Fs，可得：，故A对；
B．由于W有=W总=Gh．两斜面高相似，工件也相似，因此两力做功相等，即W甲：W乙=1：1，故B错误；
C．由A知，F甲∶F乙＝5∶4，且速度大小相等．根据P= Fv得，P甲：P乙=F甲：F乙=5：4，故C错误；
D．不做额外功时，两次做功效率都为100%，因此η甲∶η乙＝1：1．故D错误．

25．人直接用F1拉力匀速提高重物，所做功是W1；若人使用某机械匀速提高该重物到同一高度则人拉力为F2，所做功是W2（ ）
A．F1一定不小于F2 B．F1一定不不小于F2
C．W2一定不小于W1 D．只有F2不小于F1，W2才不小于W1
【答案】C
【解析】
【详解】
AB．直接用F1力匀速提高重物，则
F1=G，
使用滑轮匀速提高该重物，由于滑轮种类不清晰，F2与G大小关系不能判断，则无法比较F1与F2大小．故A、B均错误；
CD．直接用F1力匀速提高重物，所做功是：
W1=W有用=Gh；
使用滑轮匀速提高该重物到同一高度，即
W有用=Gh；
但由于至少要克服摩擦力做额外功，故
W2=W有用+W额外，
则
W2＞W1，
故C对、D错误。
故选C。