简单机械练习题含答案

简单机械练习题含答案

一、简单机械选择题

1．如图所示，是自卸车的示意图，车厢部分可视为杠杆，则下列分析正确的是

A．B点是支点，液压杆施的力是动力，货物重力是阻力

B．B点是支点，物体A放在车厢前部可省力

C．C点是支点，物体A放在车厢后部可省力

D．C点是支点，物体A放在车厢前部可省力

【答案】C

【解析】

【详解】

由图可知车厢绕着点C转动,所以点C为支点;

当物体放在车厢的后部时,动力臂大于阻力臂,因此省力，所以选项ABD都不正确，故答案为 C.

2．如图所示，用滑轮组在4s内将重为140N的物体匀速提升2m，若动滑轮重10N，石计滑轮与轴之间的摩擦及绳重。则在此过程中，下列说法正确的是

A．拉力F为75N

B．绳子自由端向上移动了4m

C．滑轮组的机械效率约为93.3%

D．提升200N重物时，滑轮组机械效率不变

【答案】C

【解析】

【详解】

A．由图可知，n=3，不计摩擦及绳重，拉力：

F=1

3

（G+G动）=

1

3

×（140N+10N）=50N，故A错误；

B．则绳端移动的距离：s=3h=3×2m=6m，故B错误；C．拉力做功：W总=Fs=50N×6m=300J，

有用功：W有用=Gh=140N×2m=280J，

滑轮组的机械效率：η=W

W

有用

总

×100%=

280J

300J

×100%≈93.3%，故C正确。

D．提升200N重物时，重物重力增加，据η=W

W

有用

总

=

Gh

Gh G h

+

动

=

G

G G

+

动

可知滑轮组机

械效率变大，故D错误。

3．如图所示，利用动滑轮提升一个重为G的物块，不计绳重和摩擦，其机械效率为60%．要使此动滑轮的机械效率达到90%，则需要提升重力为G的物块的个数为（）

A．3 个B．4 个C．5 个D．6 个

【答案】D

【解析】

【详解】

不计绳重和摩擦，，，要使，则．

4．下列关于功率和机械效率的说法中，正确的是（）

A．功率大的机械，做功一定多

B．做功多的机械，效率一定高

C．做功快的机械，功率一定大

D．效率高的机械，功率一定大

【答案】C

【解析】

试题分析：根据功、功率、机械效率的关系分析．功率是单位时间内做的功的多少，机械效率是有用功与总功的比值．

解：A、说法错误，功率大，只能说明做功快；

B、说法错误，由于机械效率是有用功与总功的比值，故做功多，不一定机械效率就大；

C、说法正确；

D、说法错误，机械效率高，只能说明有用功在总功中占的比例大．

故选C．

5．如图所示，杠杆处于平衡状态且刻度均匀，各钩码质量相等，如果在杠杆两侧各减少一个钩码，杠杆会（）

A．左端下沉B．右端下沉

C．杠杆仍然平衡D．无法判断

【答案】B

【解析】

【详解】

设一个钩码重为G，一格的长度为L，原来：3G×4L=4G×3L，杠杆平衡；在杠杆两侧挂钩码处各减少一个质量相等的钩码，现在：2G×4L<3G×3L，所以杠杆不再平衡，杠杆向顺时针方向转动，即右端下沉。故ACD错误，B正确。

6．如图所示，小明用相同滑轮组成甲、乙两装置，把同一袋沙子从地面提到二楼，用甲装置所做的总功为W1，机械效率为η1；用乙装置所做的总功为W2，机械效率为η2．若不计绳重与摩擦，则

A．W1 = W2，η1 =η2B．W1 = W2，η1 <η2

C．W1 < W2，η1 >η2D．W1 > W2，η1 <η2

【答案】C

【解析】

【分析】

由图可知甲是定滑轮，乙是动滑轮，利用乙滑轮做的额外功多，由“小明分别用甲、乙两滑轮把同一袋沙子从地面提到二楼”可知两种情况的有用功，再根据总功等于有用功加上

额外功，可以比较出两种情况的总功大小．然后利用η=W

W

有用

总

即可比较出二者机械效率

的大小．

【详解】

（1）因为小明分别用甲、乙两滑轮把同一袋沙从一楼地面提到二楼地面，所以两种情况的

有用功相同；

（2）当有用功一定时，甲中所做的总功为对一袋沙所做的功，利用机械时做的额外功越少，则总功就越少，机械效率就越高；

（3）又因为乙是动滑轮,乙中所做的总功还要加上对动滑轮所做的功,利用乙滑轮做的额外功多,则总功越多,机械效率越低。即W1小于W2,η1大于η2.

故选C.

7．用如图甲所示的装置来探究滑轮组的机械效率η与物重G物的关系，改变G物，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，计算并绘出η与G物关系如图乙所示，若不计绳重和摩擦，则下列说法正确的是（）

A．同一滑轮组机械效率η随G物的增大而增大，最终将超过100%

B．G物不变，改变图甲中的绕绳方式，滑轮组机械效率将改变

C．此滑轮组动滑轮的重力为2N

D．当G物=6N时，机械效率η=66.7%

【答案】D

【解析】

【详解】

A、使用滑轮组时，克服物重的同时，不可避免地要克服动滑轮重、摩擦和绳子重做额外

功，所以总功一定大于有用功；由公式η=知：机械效率一定小于1，即同一滑轮组

机械效率η随G物的增大而增大，但最终不能超过100%，故A错误；

B、G物不变，改变图甲中的绕绳方式，如图所示，

因为此图与题干中甲图将同一物体匀速提高相同的高度，所以所做的有用功相同，忽略绳重及摩擦时，额外功：W额=G轮h，即额外功W额相同，又因为W总=W有+W额，所以总功

相同，由η=可知，两装置的机械效率相同，即η1=η2．故B错误；

C、由图可知，G=12N，此时η=80%，则

η=====，即80%=，解得G动=3N，故

C错误；

D、G物=6N时，机械效率

η=×100%=×100%=×100%=×100%≈66.7%．故D正确．

故选D．

8．将一个重为4.5N的物体沿斜面从底端匀速拉到顶端（如图所示），斜面长1.2m，高0.4m，斜面对物体的摩擦力为0.3N（物体大小可忽略）．则下列说法正确的是

A．沿斜面向上的拉力0.3N B．有用功0.36J，机械效率20%

C．有用功1.8J，机械效率20% D．总功2.16J，机械效率83.3%

【答案】D

【解析】

试题分析：由题意知：物重G=4.5N，高h=0.4m，斜面长L=1.2m，受到的摩擦力f=0.3N，则所做的有用功W有=Gh=4.5N×0.4m=1.8J，所做的额外功W额=fL=0.3N×1.2m=0.36J．故总功为W总=W有+W额=1.8J+0.36J=2.16J，机械效率η=W有/W总=1.8J/2.16J=83.3%．故选项D是正确的．

【考点定位】功、机械效率的相关计算．

9．关于机械效率的问题，下列说法中正确的是（）

A．做的有用功越多，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．省力越多的机械，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，有用功占总功的比例不一定高，所以机械效率不一定高，故A错误；

B、有用功占总功的比例与单位时间内做功多少无关，故B错误；

C、省力多的机械的机械效率往往偏低，故C错误；

D、额外功在总功中所占比例越小，说明有用功在总功中所占的比例越大，机械效率就越高，故D正确；故选D．

【点睛】

①总功＝有用功+额外功；②有用功和总功的比值叫机械效率；③由机械效率的定义可知，机械效率的高低只与有用功在总功中所占的比例有关，与做功多少、功率大小无关．

10．甲乙两个滑轮组如图所示 ，其中的每一个滑轮都相同，用它们分别将重物G 1、G 2提高相同的高度，不计滑轮组的摩擦，下列说法中正确的是（ ）

A ．若G 1= G 2，拉力做的额外功相同

B ．若G 1= G 2，拉力做的总功相同

C ．若G 1= G 2，甲的机 械效率大于乙的机械效率

D ．用甲乙其中的任何一个滑轮组提起不同的重物，机械效率不变 【答案】C 【解析】 【详解】

有用功为GH ，若12G G =则有用功相等．对动滑轮做的功为额外功W G H =?额动，乙的动滑轮质量大额外功多，因此乙的总功多，机械效率低．答案AB 错，C 对．同一个滑轮组提起不同的重物，有用功不同，额外功相同，机械效率不同，提升重物越重机械效率越高．D 错．

11．用图3甲、乙两种方式匀速提升重为100N 的物体，已知滑轮重20N 、绳重和摩擦力不计．则

A ．手的拉力：F 甲=F 乙；机械效率：η甲=η乙

B ．手的拉力：F 甲＜F 乙；机械效率：η甲＜η乙

C ．手的拉力：F 甲＞F 乙；机械效率：η甲＜η乙

D ．手的拉力：F 甲＞F 乙；机械效率：η甲＞η乙 【答案】D 【解析】 【详解】

由图可知，甲滑轮是定滑轮，使用该滑轮不省力，所以拉力等于物体的重力；乙滑轮是动滑轮，使用该滑轮可以省一半的力，即拉力等于物体和滑轮总重力的一半，则手的拉力：F 甲＞F 乙；两幅图中的W 有是克服物体重力做的功是相同的，但乙图中拉力做功要克服动滑轮的重力做功，比甲图中做的总功要多，所以结合机械效率公式W W η=

有

总

可知，有用功相

同时，总功越大的，机械效率越小；

所以选D．

12．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；

13．下图所示的工具中，属于费力杠杆的是：

A．钢丝钳B．起子

C．羊角锤D．镊子

【答案】D

【解析】

【详解】

动力臂小于阻力臂的杠杆属于费力杠杆，四幅图中只有镊子的动力臂是小于阻力臂的，故应选D。

14．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．

15．同一滑轮用如图甲、乙两种方式匀速提升重为100N的物体，已知滑轮重20N、绳重和滑轮的摩擦力不计．则（）

A．手的拉力：F甲＞F乙；机械效率：η甲＜η乙

B．手的拉力：F甲=F乙；机械效率：η甲=η乙

C．手的拉力：F甲＞F乙；机械效率：η甲＞η乙

D ．手的拉力：F 甲＜F 乙；机械效率：η甲＜η乙 【答案】C 【解析】 【详解】

甲为定滑轮，由定滑轮的使用特点可知：绳重和摩擦力不计，G F =甲，并且可以改变力的方向。

乙为动滑轮，1

2

F G G =+乙动（），由题知，G 动=20N ＜G ，因此F F >甲乙。

如图所示，用定滑轮和动滑轮分别将质量相同的甲、乙两物体匀速提升相同的高度，不计绳重与摩擦，则所做的有用功W 有用一样大，由于要克服动滑轮重力的作用，所以使用动滑轮做的总功多，由ηW W =

有用总

可知，定滑轮的机械效率高，所以ηη>甲乙，故C 正确为答

案，选项ABD 错误。

16．在使用下列简单机械匀速提升同一物体的四种方式，所用动力最小的是（不计机械自重、绳重和摩擦）（ ）

A ．

B ．

C ．

D ．

【答案】D

【解析】不计机械自重绳重和摩擦，即在理想状况下：A. 图示是一个定滑轮拉力F 1＝G ； B. 根据勾股定理知h ＝＝3m,图中为斜面,F 2×5m ＝G×3m,得到F 2＝0.6G ；C. 如图所示,由图可知

，由杠杆平衡条件可得：F 3×L 2＝G×L G ,拉力F 3＝G×

G ＝

0.4G ；D. 由图示可知,滑轮组承重绳子的有效股数n ＝3,拉力F 4＝G ；因此最小拉力是F 4；故选：D 。

点睛：由图示滑轮组，确定滑轮组的种类，根据滑轮组公式求出拉力F 1、F 4；由勾股定理求出斜面的高，根据斜面公式求出拉力F 2的大小；由图示杠杆求出动力臂与阻力臂的关系，然后由杠杆平衡条件求出拉力F 3；最后比较各力大小，确定哪个拉力最小。

17．农村建房时，常利用如图所示的简易滑轮提升建材。在一次提升建材的过程中，建筑工人用400N 的拉力，将重600N 的建材在10s 内匀速提高3m 。不计绳重及摩擦，则下列判断正确的是（ ）

A ．该滑轮的机械效率η=75%

B ．滑轮所做的有用功为1200J

C ．滑轮自身的重力为100N

D ．绳子自由端移动的距离大小为3m

【答案】A 【解析】 【详解】

AB ．滑轮所做的有用功为：

W 有用=Gh =600N×3m=1800J ，

因为是动滑轮，所以拉力移动的距离是物体提高距离的2倍，即6m ，则拉力做的总功为：

W 总=Fs =400N×6m=2400J ，

所以动滑轮的机械效率为：

1800J

×100%=100%=75%2400J

W W η=

?有用总， 故A 正确，B 错误；

C ．不计绳重及摩擦，则拉力为：

1

2

F G G =+动（），

那么动滑轮的重为：

G 动=2F-G =2×400N-600N=200N ，

故C 错误；

D ．由图知，使用的是动滑轮，承担物重的绳子股数n =2，绳子自由端移动的距离为：

s=nh=2×3m=6m ，

故D 错误； 故选A 。

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

A ．利用滑轮组所做的有用功是450J

B ．绳子自由端移动的速度是0.9m/s

C．拉力的功率是99W

D．滑轮组的机械效率是80%

【答案】C

【解析】

利用滑轮组所做的有用功：W有=Gh=300N×3m=900J，故A错误；拉力做的功：W总=（G+G

）h=（300N+30N）×3m=990J，拉力的功率：P=W/t=990W10s=99W，故C正确；滑轮组的动

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

移动的距离：s=nh=2×3m=6m，绳子自由端移动的速度：v=s/t=6m/10s=0.6m/s，故B错误，

故选C。

19．如图所示，杠杆处于平衡状态，如果将物体A和B同时向靠近支点的方向移动相同的距离，下列判断正确的是（）

A．杠杆仍能平衡 B．杠杆不能平衡，左端下沉

C．杠杆不能平衡，右端下沉 D．无法判断

【答案】C

【解析】

原来杠杆在水平位置处于平衡状态，此时作用在杠杆上的力分别为物体A、B的重力，其

对应的力臂分别为OC、OD，

根据杠杆的平衡条件可得：m A gOC=m B gOD，由图知OC＜OD．所以m A＞m B，当向支点移动相同的距离△L时，两边的力臂都减小△L，此时左边的力矩为：m A g（OC-△L）

=m A gOC-m A g△L，

右边的力矩为：m B g（OD-△L）=m B gOD-m B g△L，由于m A＞m B，所以m A g△L＞

m B g△L；所以：m A gOC-m A g△L＜m B gOD-m B g△L．

因此杠杆不能平衡，将向悬挂B物体的一端即右端下沉。

故C正确为答案。

20．如图所示，在“探究杠杆平衡条件”的实验中，轻质杠杆上每个小格长度均为2cm，在

B点竖直悬挂4个重均为0.5N的钩码，当在A点用与水平方向成30°角的动力F拉杠杆，使杠杆在水平位置平衡。对该杠杆此状态的判断，下列说法中正确的是

A．杠杆的动力臂为8cm B．该杠杆为费力杠杆C．该杠杆的阻力大小为0.5N D．动力F的大小为1.5N 【答案】B

【解析】

【详解】

A、当动力在A点斜向下拉（与水平方向成30°角）动力臂是：1

2

OA=

1

2

×4×2cm=4cm，故

A错误；

B、阻力臂OB，3×2cm=6cm＞1

2

OA，即阻力臂大于动力臂，该杠杆为费力杠杆，故B正

确；

C、该杠杆的阻力大小为：G=4×0.5N=2N，故C错误；

D、根据杠杆的平衡条件，F1l1=F2l2，G×OB=F×1

2

OA，代入数据，2N×8cm=F×4cm，解得，

F=4N，故D错误。