简单机械单元测试题(含答案)(word)

简单机械单元测试题(含答案)（word）

一、简单机械选择题

1．骑自行车上一个陡坡时，有经验的同学会沿S型路线骑行，他这样做是为了（）A．缩短上坡过程中所走的路程B．减少上坡过程中所做的功

C．减小上坡过程中所施加的力D．缩短上坡过程中所用的时间

【答案】C

【解析】

【详解】

A．上坡时，自行车上升的高度不变，走S形路线所走的路线较长，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形路线所走的路线较长，相当于增长了斜面的长度，斜面越长越省力．C 符合题意．

D．速度一定，走S形路线所走的路线较长，所用的时间较长．D不符合题意．

2．为探究杠杆平衡条件，老师演示时，先在杠杆两侧挂钩码进行实验探究，再用弹簧测力计取代一侧的钩码继续探究（如图），这样做的目的是（）

A．便于直接读出拉力的大小B．便于同学们观察实验

C．便于正确理解力臂D．便于测量力臂的大小

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】

从支点到力的作用线的距离叫力臂，在杠杆两侧挂钩码，由于重力的方向是竖直向下的，力臂在杠杆上可以直接读出，当用弹簧测力计倾斜时，拉力不再与杠杆垂直，这样力臂会发生变化，相应变短，由杠杆的平衡条件知道，力会相应增大，才能使杠杆仍保持平衡，所以这样做实验可以加深学生对力臂的正确认识，故C正确．

3．如图用同一滑轮，沿同一水平面拉同一物体做匀速直线运动，所用的拉力分别为F1、F2、F3，下列关系中正确的是

A．F1＞F2＞F3

B．F1＜F2＜F3

C．F2＞F1＞F3

D．F2＜F1＜F3

【答案】D

【解析】

【详解】

第一个图中滑轮为定滑轮，因为定滑轮相当于一个等臂杠杆，不能省力，所以根据二力平衡，此时拉力F1=f；

第二个图中滑轮为动滑轮，因为动滑轮可省一半的力，

所以根据二力平衡，此时拉力F2=1

2

f；

第三个图中滑轮为动滑轮，由二力平衡可知此时的拉力等于两股绳子向右的拉力，即

F3=2f；

由此可得F2< F1< F3.

故D正确.

4．山区里的挑夫挑着物体上山时，行走的路线呈“S”形，目的是

A．加快上山时的速度

B．省力

C．减小对物体的做功

D．工作中养成的生活习惯

【答案】B

【解析】

斜面也是一种简单机械，使用斜面的好处是可以省力．

挑物体上山，其实就是斜面的应用，走S形的路线，增加了斜面的长，而斜面越长，越省力，所以是为了省力．

故选B．

5．某商店有一不等臂天平（砝码准确），一顾客要买2kg白糖，营业员先在左盘放一包白糖右盘加1Kg砝码，待天平平衡后；接着又在右盘放一包白糖左盘加1kg砝码，待天平平衡后．然后把两包白糖交给顾客．则两包白糖的总质量

A．等于2Kg B．小于2Kg C．大于2Kg D．无法知道

【答案】C

【解析】

解答：由于天平的两臂不相等，故可设天平左臂长为a，右臂长为b（不妨设a＞b），先称得的白糖的实际质量为m1，后称得的白糖的实际质量为m2

由杠杆的平衡原理：bm1=a×1，am2=b×1，解得m1=，m2=

则m1m2=因为（m1+m2）2=因为a≠b，所以（m1+m2）-2＞0，即m1+m2＞2这样可知称出的白糖质量大于2kg．故选C．

点睛：此题要根据天平的有关知识来解答，即在此题中天平的臂长不等，这是此题的关键．

6．如图为工人用力撬起石头的情景，小亮在图中画出了四个作用于硬棒上的力，其中能正确表示工人左手施力且最省力的是（）

A．F1B．F2C．F3D．F4

【答案】C

【解析】

解答：因为由图可知,四个力中F3的力臂最长，所以根据杆杆平衡条件可知，最省力的是沿F3方向．故选C.

7．如图所示，用相同的滑轮不同的绕法提起相同的重物，摩擦力可以忽略不计，在物体匀速上升的过程中

A．甲图省力，机械效率甲图大

B．甲图省力，机械效率一样大

C．乙图省力，机械效率乙图大

D．乙图省力，机械效率一样大

【答案】B

【解析】

【详解】

分析甲、乙两图可知，n甲=3、n乙=2；因绳重和摩擦忽略不计，所以由

1

F G

n

G

=+

动

（）可

知，甲图更省力；由η=W

W

有

总

=

Gh

Gh G h

+

动

可知，甲乙滑轮组的机械效率一样，故选B．

8．如图，用滑轮组将600N的重物在10s内匀速提升了2m，动滑轮重为100N（不计绳重和摩擦），下列说法正确的是

A．绳子自由端拉力的功率是70W

B．滑轮组的机械效率是85.7%

C．提升重物的过程中所做的额外功是400J

D．提升的重物变成400N时，滑轮组的机械效率将变大

【答案】B

【解析】

【详解】

A．根据图示可知，n=2，不计绳重和摩擦，拉力：

F=1

2

（G+G轮）=

1

2

（600N+100N）=350N，

拉力端移动距离：

s=2h=2×2m=4m，

总功：

W总=Fs=350N×4m=1400J，拉力的功率：

P=W

t

总=

1400J

10s

=140W；

故A错；

B．有用功：

W有用=Gh=600N×2m=1200J，滑轮组的机械效率：

η=W

W

有

总

=

1200J

1400J

≈85.7%，

故B正确；

C．提升重物的过程中所做的额外功：

W额=W总﹣W有用=1400J﹣1200J=200J，故C错；

D．当提升重物的重力减小为400N，做的有用功就变小，而额外功几乎不变，有用功和总功的比值变小，故滑轮组的机械效率变小，故D错；

9．人直接用F1的拉力匀速提升重物，所做的功是W1；若人使用某机械匀速提升该重物到同一高度则人的拉力为F2，所做的功是W2（）

A．F1一定大于F2B．F1一定小于F2

C．W2一定大于W1D．只有F2大于F1，W2才大于W1

【答案】C

【解析】

【详解】

AB．直接用F1的力匀速提升重物，则

F1=G，

使用滑轮匀速提升该重物，由于滑轮种类不清楚，F2与G的大小关系不能判断，则无法比较F1与F2的大小．故A、B均错误；

CD．直接用F1的力匀速提升重物，所做的功是：

W1=W有用=Gh；

使用滑轮匀速提升该重物到同一高度，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正确、D错误。

故选C。

10．如图所示，工人用250N的力F将重为400N的物体在10s内匀速提升2m，则此过程中

A．工人做的有用功为800J B．工人做的总功为500J

C．滑轮组的机械效率为60% D．拉力做功的功率为20W

【答案】A

【解析】 【详解】

A ．工人做的有用功：

400N 2m 800J Gh W ==?=有 ，

A 选项正确。

B ．绳子的自由端移动的距离是4m ，工人做的总功：

250N 4m 1000J W Fs ==?=总 ，

B 选项错误。

C ．滑轮组的机械效率：

800J

80%1000J

W W =

=

=有总

η， C 选项错误。 D ．拉力做功的功率：

1000J 100W t 10s

W P =

==， D 选项错误。

11．如图所示，斜面长3m ，高0.6m ，建筑工人用绳子在6s 内将重500N 的物体从其底端沿斜面向上匀速拉到顶端，拉力是150N （忽略绳子的重力）．则下列说法正确的是

A ．斜面上的摩擦力是50N

B ．拉力的功率是50W

C ．拉力所做的功是300J

D ．斜面的机械效率是80%

【答案】A 【解析】 【分析】

（1）利用W ＝Fs 计算该过程拉力F 做的功；利用W 有＝Gh 求出有用功，利用W 额＝W 总﹣W 有求出额外功，然后利用W 额＝fs 计算货物箱在斜面上受的摩擦力大小；（2）利用P

＝W

t

求拉力做功功率；（3）由η＝ W W 有总求斜面的机械效率．

【详解】

AC.拉力F 做的功：W 总＝Fs ＝150N×3m ＝450J ；有用功：W 有用＝Gh ＝500N×0.6m ＝300J ，额外功：W 额＝W 总﹣W 有用＝450J ﹣300J ＝150J ，由W 额＝fs 可得，物体在斜面上受到的摩擦力：f ＝

W s

额 ＝

1503J m ＝50N ，故A 正确、C 错误；B.拉力的功率：P ＝W t

总 ＝4506J

s

＝75W，故B错；D.斜面的机械效率：η＝

300

450

W J

W J

有

总

＝ ×100% 66.7%，故D错误．故

选A．

12．轻质杠杆AB可绕中点O自由转动，现在其A端和B端分别施以大小相等的力F1和F2，它们的方向如图所示，则下列说法中正确的是

A．杠杆会沿顺时针方向转动

B．杠杆会沿逆时针方向转动

C．杠杆会保持平衡

D．无法判读杠杆转动方向

【答案】A

【解析】

【详解】

由图知道，O为杠杆的支点，分别从O点向两力的作用线作垂线交两力的作用线于点C、D，则力F1和F2的力臂分别为OC、OD，如下图所示：

因OA=OB，由几何知识知道，

故OC＜OD

又因为F1和F2的大小相等，由平衡条件知道，力与力臂乘积的大小关系是：

F1×OC＜F2×OD，

所以，杠杆不能平衡，杠杆会沿顺时针方向转动，即只有A正确。

13．如图所示，在水平拉力F的作用下，使重300N的物体在水平桌面上以0.lm/s的速度勻速运动时，物体与桌面的摩擦力为60N（不计绳重、动滑轮重及摩擦），F及其功率的大小分別为（）

A ．20N 2W

B ．20N 6W

C ．60N 2W

D ．30N 6W

【答案】B 【解析】 【详解】

由图可知，与动滑轮相连的绳子段数为3，则绳端的拉力：F=f /3=60N/3=20N ； 绳子自由端的速度为：v 绳=3v 物=3×0.1m/s=0.3m/s ；则拉力F 的功率为：P=Fv 绳=20N×0.3m/s=6W ；故ACD 错误，B 正确．

14．如图所示，甲、乙是固定在水平地面上的两个光滑斜面，长度分别为4 m 、5 m ，高度相同．两个工人分别用沿斜面向上的拉力F 甲、F 乙把完全相同的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 乙所做的功分别为W 甲、W 乙，功率分别为P 甲、P 乙，机械效率分别为η甲、η乙．下列说法正确的是（ ）

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，所以W 有=W 总，即Gh =Fs ，可得：

45

5

4

Gh F Gh F ==甲乙，故A 正确；

B ．因为W 有=W 总=Gh ．两斜面高相同，工件也相同，所以两力做功相等，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，两次做功的效率都为100%，所以η甲∶η乙＝1：1．故D 错误．

15．工人师傅用如图所示的滑轮组，将重为800N 的重物缓慢匀速竖直提升3m ，人对绳的拉力F 为500N ，不计绳重和滑轮转轴处的摩擦，则（ ）

A．绳子自由端移动的距离为9m B．动滑轮的重力为200N

C．人通过滑轮组做的有用功为1500J D．滑轮组的机械效率为53.3%

【答案】B

【解析】

试题分析：由图可知，滑轮组中由2段绳子承担物体和动滑轮的总重，即n=2，物体匀速竖直提升3m，则绳子自由端移动的距离为：s=nh=2×3m=6m，故A错误．

此过程中，所做有用功为：W有=Gh=800N×3m=2400J，故C错误．

所做总功为：W总=Fs=500N×6m=3000J；

额外功为：W额=W总-W有=3000J-2400J=600J，不计绳重和滑轮转轴处的摩擦，则额外功为克服动滑轮重力做的功，即W额=G动h，动滑轮的重力G动=W额/h=600J/3m=200N，故B正确为答案．

滑轮组的机械效率

故D错误．

考点：滑轮组的机械效率有用功额外功

16．如图所示，物体浸没在水中，工人用200N的拉力F在10s内将重为400N的物体匀速提升2m，物体没有露出水面，此时滑轮组的机械效率是80%，不计绳重和摩擦，

g=10N/kg，则下列说法中正确的是（）

A．物体露出水面前，工人匀速提升重物时拉力的功率为40W

B．物体在水中受到的浮力为320N

C．物体的体积为8×10-3m3

D．物体露出水面后，此滑轮组提升该物体的机械效率将小于80%

【答案】C

【解析】

【详解】

A．由图知，n=2，拉力端移动的距离：s=2h=2×2m=4m，拉力端移动的速度：

v=s/t=4m/10s=0.4m/s，拉力的功率：P=Fv=200N×0.4m/s=80W，故A错；

B．滑轮组的机械效率：η=W有用/W总=（G?F浮）h/Fs=（G?F浮）h/F×2h=G?F浮/2F=400N?F浮/2×200N=80%，解得：F浮 =80N，故B错；

C．由F浮 =ρ水V排g得物体的体积：V=V排 =F浮/ρ水g=80N/1×103kg/m3×10N/kg=8×10-3 m3，故C正确；

D．物体露出水面后，没有了浮力，相当于增加了提升物体的重，增大了有用功，不计绳重和摩擦，额外功不变，有用功和总功的比值变大，此滑轮组提升该物体的机械效率将大于80%，故D错。

17．如图所示，有一质量不计的长木板，左端可绕O点转动，在它的右端放一重为G的物块，并用一竖直向上的力F拉着。当物块向左匀速运动时，木板始终在水平位置保持静止，在此过程中，拉力F（）

A．变小B．变大C．不变D．先变大后变小【答案】A

【解析】

【详解】

把长木板看作杠杆，此杠杆在水平位置平衡，根据杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂可知，当动力臂不变，阻力大小不变，物块向左匀速滑动时，阻力臂在减小，可得动力随之减小，答案选A。

18．如图所示，在水平拉力F作用下，使重40N的物体A匀速移动5m，物体A受到地面的摩擦力为5N，不计滑轮、绳子的重力及滑轮与绳子间的摩擦，拉力F做的功为

A．50J B．25J C．100J D．200J

【答案】B

【解析】

【详解】

如图所示，是动滑轮的特殊用法，拉力是A与地面摩擦力的2倍，

故；

物体A在水平方向上匀速移动5m，

则拉力移动的距离：，

拉力F做的功：．

故选B．

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

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的绳子股数n，不计绳重和摩擦力，拉力F＝1

n

（G+G轮），因为

拉力相同，据此列方程求动滑轮的重力。

【详解】

由图知，承担物重的绳子股数分别为：n1＝3，n2＝2，滑轮的重力相等，设动滑轮的重力

为G轮，不计绳重和摩擦力，则拉力分别为：F1＝1

3

（G1+G轮），F2＝

1

2

（G2+G轮），

由题知F1＝F2，所以1

3

（G1+G轮）＝

1

2

（G2+G轮），即：

1

3

（60N+G轮）＝

1

2

（38N+G

轮

），

解答动滑轮的重力：G轮＝6N。

故选：B。

20．下图为“测滑轮组机械效率”的实验．在弹簧测力计拉力作用下，重6N的物体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）．下列说法错误的是（）

A．弹簧测力计的拉力是2.4N

B．物体上升的速度为0.05m/s

C．弹簧测力计拉力的功率为0.12W

D．滑轮组的机械效率约83.3％

【答案】C

【解析】

分析：由图可知使用滑轮组承担物重的绳子股数n，拉力端移动的距离，利用

求拉力做的总功，再利用求功率；已知物体的重力和上升高度，利用

求有用功，滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比。

解答：由图可知，弹簧测力计的拉力是2.4N ，故A正确；物体2s内匀速上升0.1m，物体

上升的速度为，故B正确；n=3，拉力端端移动距离

，拉力做的总功为：；拉力的功

率为：，故C错误；拉力做的有用功为：

；滑轮组机械效率为：

。故D正确；

故答案为C

【点睛】本题考查了使用滑轮组时有用功、总功、功率、机械效率的计算，根据题图确定n的大小（直接从动滑轮上引出的绳子股数）是本题的突破口，灵活选用公式计算是关键。

21．内有少量饮料的罐子可以斜放在水平桌面上保持平衡．下列四个图中，能正确表示饮料罐（含饮料）所受重力的示意图是（）

A．B．

C．D．

【答案】A

【解析】

【详解】

重力的方向始终竖直向下，故CD错误；

根据题意，内有少量饮料的罐子可以斜放在水平桌面上保持平衡，根据杠杆的平衡条件知，只有重力的作用线经过支点时，罐子才会保持平衡，故A正确，B错误．

故选A．

【点睛】

关键是根据杠杆的平衡条件分析，理解当一个力通过支点时，此力的力臂为零，对杠杆起不到任何作用，即原来平衡的杠杆会仍然平衡．

22．分别用如图所示的两个滑轮组，将同一物体提升到相同高度．若物体受到的重力为100N，动滑轮的重力为20N．在把物体匀速提升1m的过程中，（不计绳重和摩擦）下列说法正确的是

A．甲、乙两滑轮组所做的有用功都是100J

B．甲滑轮组所做的有用功为200J ，乙滑轮组所做的有用功为300J

C．甲、乙滑轮组中绳子的自由端的拉力相等

D．甲、乙两滑轮组的机械效率不相等

【答案】A

【解析】

（1）甲乙两滑轮组所提的重物相同、上升的高度相同，

根据W=Gh可知两滑轮组所做的有用功相同，则

W有=Gh=100N×1m=100J，故A正确、B不正确．

（2）由图可知滑轮组绳子的有效股数n甲=2，n乙=3，

∵动滑轮的个数和重力以及物体的重力相同，

∴根据

1

F G G

n

=+

物动

（）可知，两滑轮组绳子自由端的拉力不相等，故C不正确，

（3）不计绳重和摩擦时，滑轮组的额外功是由克服动滑轮重力所做的功，根据W=Gh可知，动滑轮重和上升高度相同时，两者的额外功相等，

即W额=G动h=20N×1m=20J，

∵W总=W有+W额，∴两滑轮组的总功相同，即W总=100J+20J=120J，

根据

W

W

η=有

总

可知，两滑轮组的机械效率相等，均为

100J

83.3%

120J

W

W

η==≈

有

总

，故D错

误．

故选A．

23．如图所示，在斜面上将一个重9N的物体匀速拉到高处，沿斜面向上的拉力为5N，斜面长3m，高1m。则下列说法中不正确

．．．的是：

A．该过程中做的有用功为9J

B．这个斜面的机械效率为60%

C．物体所受到的摩擦力是5N

D．减小斜面与物体间的摩擦可以提高斜面的机械效率

【答案】C

【解析】

【分析】

（1）根据公式W=Gh求拉力做的有用功；

（2）根据W=Fs求拉力F对物体做的总功，斜面的机械效率等于有用功与总功之比；（3）克服摩擦力所做的额外功等于总功减去有用功，利用W额=fs求摩擦力；

（4）提高斜面的机械效率的方法：减小摩擦力、增大斜面的倾斜程度。

【详解】

A、拉力做的有用功：W有用=Gh=9N×1m=9J，故A正确，不符合题意；

B、拉力F对物体做的总功：W总=Fs=5N×3m=15J，斜面的机械效率，故B正确，不符合题意；

C、克服摩擦力所做的额外功：W额=W总-W有=15J-9J=6J，由W额=fs得摩擦力

，故C错误，符合题意；

D、减小斜面与物体间的摩擦，可以减小额外功，有用功不变，总功减小，有用功与总功的比值变大，可以提高斜面的机械效率，故D正确，不符合题意。

故选C。

【点睛】

本题考查斜面的机械效率的计算，明确有用功和总功、额外功之间的关系以及额外功为克

服摩擦力所做的功是解决本题的关键。

24．用图所示装置提升重为350 N 的箱子，动滑轮重50N ，不计绳重和一切摩擦，下列说法正确的是

A ．该装置不仅省力，还省距离

B ．箱子匀速上升时，人对绳子的拉力为200 N

C ．箱子上升的速度等于绳子自由端伸长的速度

D ．此过程装置的机械效率约为58.3% 【答案】B 【解析】 【详解】

A ．由图知，该装置由两段绳子承重，可以省力，但费距离，故A 错误；

B ．n=2，不计绳重和一切摩擦且箱子匀速上升时，人对绳子的拉力为：

350N 50N 200N 22

G G F ++===轮，故B 正确；

C ．n=2，所以箱子上升的速度等于绳子自由端伸长的速度一半，故C 错误；

D ．不计绳重和一切摩擦时，此装置的机械效率约为：

()350N

350N 50N 100%100%87.5%W G G h

Gh W η++=

=

?=?=轮有用总

，故D 错误。

25．分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组，在5s 内将重为100N 的物体G 匀速提升2m ，每个滑轮的重均为10N ．不计绳重及摩擦，此过程中（ ）

A ．拉力F 甲小于拉力F 乙

B ．F 甲做的功大于F 乙做的功

C ．甲滑轮组的机械效率小于乙滑轮组的机械效率

D ．F 甲做功的功率等于F 乙做功的功率 【答案】D

【解析】

【详解】

由题可知,甲乙两滑轮组均将相同物体提升相同高度,由W有＝Gh可知W甲有＝W乙有；不计绳重及摩擦,均只需克服动滑轮自重做额外功,甲乙中均只有一个动滑轮,且动滑轮的重相同,由W额＝G动h可知W甲额＝W乙额，因为W总＝W有+W额,所以W总甲＝W总乙。A. 由图可知,n1＝

2,n2＝3，不计绳重及摩擦，则F甲＝（G+G动）＝×（100N+10N）＝55N，F乙＝（G+G 动）＝×（100N+10N）＝36.7N

η＝可知,η甲＝η乙，故C不正确；D. 拉力做功的功率P＝,由于W总甲＝W总乙、时间t也相同,所以P甲＝P乙，故D正确；故选D.

【点睛】

甲、乙两个滑轮组将同一物体匀速提升至相同的高度，在不计绳重和摩擦的情况下，有用功就是提升重物所做的功，对动滑轮所做的功是额外功，总功等于有用功和额外功之和，机械效率是有用功与总功的比值．