《简单机械》单元测试题(含答案)

《简单机械》单元测试题(含答案)

一、简单机械选择题

1．如图所示的滑轮组上:挂两个质量相等的钩码A B,放手后将出现的现象是（忽略滑轮重,绳重及摩擦）（）

A．A下降 B．B下降 C．保持静止 D．无法确定

【答案】A

【解析】分析：利用动滑轮、定滑轮的省力特点分析解答此题。定滑轮只能改变力的方向，不能省力，动滑轮可以省一半的力。

解答：B所在的滑轮为动滑轮，动滑轮省一半的力，A所在的滑轮为定滑轮，定滑轮不省力；A与B质量相等，重力相等，将B拉起只需A重力的一半即可，所以A下降，B上升。

故选：A。

【点睛】此题考查了动滑轮、定滑轮的省力特点，难点是判断动滑轮和定滑轮，属于基础题目。

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．下列几种方法中，可以提高机械效率的是

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的比值，总功等于有用功和额外功之和，所以有用功一定，增大额外功时，总功增大，因此有用功与总功的比值减小，故A不符合题意；

B．额外功不变，增大有用功，总功变大，因此有用功与总功的比值将增大，故B符合题意；

C．有用功不变，总功增大，则有用功与总功的比值减小，故C不符合题意；

D．因为总功等于有用功和额外功之和，所以总功一定，增大额外功，有用功将减小，则有用功与总功的比值减小，故D不符合题意．

5．利用如图所示的滑轮组提起一个重为2000N 的物体，绳子自由端的拉力F =600N 。10s 内物体被匀速提升2m 。不忽略绳重和机械部件间的摩擦，则下列说法中正确的是

A ．动滑轮总重为400N

B ．绳子自由端移动的速度为0.8m/s

C ．拉力F 做功为6000J

D ．增加物体被提升的高度可提高该滑轮组的机械效率 【答案】B 【解析】 【详解】

A ．由图知道，承担物重的绳子是四段，即n =4，若忽略绳重及摩擦，则拉力是：

()1

4

F G G =

+动 ， 由此可得动滑轮的总重是：

4=4600N 2000N=400N G F G =-?-动 ，

由于是不忽略绳重和机械部件间的摩擦，故A 错误； B ．绳子自由端移动的距离是： s =4h =4×2m=8m ， 绳子自由端移动的速度是：

8m 0.8m/s 10s s v t =

== ， 故B 正确；

C ．拉力做的功是： W 总 =Fs =600N ×8m=4800J ， 故C 错误；

D ．该滑轮组的机械效率是：

=

44W Gh Gh G

W Fs F h F

η=

==有用总

， 即机械效率与高度无关，所以，增加物体被提升的高度不可能提高该滑轮组的机械效率，故D 错误。

6．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．

7．在生产和生活中经常使用各种机械，在使用机械时，下列说法中正确的是

A．可以省力或省距离，但不能省功

B．可以省力，同时也可以省功

C．可以省距离，同时也可以省功

D．只有在费力情况时才能省功

【答案】A

【解析】

【详解】

使用机械可以省力、省距离或改变力的方向，但都不能省功，故A选项正确；

使用任何机械都不能省功，故B、C、D选项错误；

8．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.

9．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，右端下沉

C．杠杆不能平衡，左端下沉

D．无法判断

【答案】C

【解析】

【详解】

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，由图示可知，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，此时左边为：m A g（OC﹣△L）=m A gOC﹣m A g△L，

右边为：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．

因此杠杆将向悬挂A 物体的一端即左端倾斜． 故选C ．

10．下列简单机械中既可以省力，同时又可以改变力的方向的是 A ．定滑轮 B ．动滑轮

C ．斜面

D ．滑轮组

【答案】D 【解析】 【分析】

不同机械的优缺点都不一样：动滑轮省力，但不能改变力的方向；定滑轮可以改变方向，但不能省力；斜面只能改变力的大小；滑轮组既可以改变力的大小也可以改变力的方向． 【详解】

A 、定滑轮只能改变力的方向，不能省力，不符合题意；

B 、动滑轮可以省力，但不能改变力的方向，不符合题意；

C 、斜面可以省力，不能改变力的方向，不符合题意；

D 、滑轮组既可以省力，也可以改变力的方向，符合题意； 故选D ．

11．用如图所示的滑轮组拉动水平地面上重1000N 的物体A ，使物体A 在4s 内匀速前进了4m ，物体A 受到地面的摩擦力f =300N ，所用拉力F =120N ，忽略绳重、滑轮重及绳与滑轮间的摩擦．下列说法中正确的是

A ．绳子自由端在4s 内移动了8m

B ．物体A 重力做功的功率为1000W

C ．物体A 克服摩擦力做的功为480J

D ．滑轮组的机械效率约为83.3%

【答案】D 【解析】 【详解】

A ．由题图可知，承担物体拉力的绳子的股数n =3，因此物体A 在4s 内匀速前进了4m ，则 绳子自由端在4s 内移动了s 绳子=3×4m=12m 。故A 错误。

B ．物体在重力方向上没有做功，所以物体A 重力做功的功率为0，故B 错误。

C ．物体A 克服摩擦力做的功W 有用=fs =300N×4m=1200J ，故C 错误。

D ．由题可知：物体A 克服摩擦力做的功W 有用=fs =300N×4m=1200J ，拉力F 所做的总功W 总=Fs 绳子=120N×12m=1440J ，所以滑轮组的机械效率

00001200J

10010083.3%1440J

W W η=

?=

?≈有用总

， 故D 正确为答案。

12．小勇体重600N，利用如图所示的滑轮组在10s内使物体A匀速上升5m．已知物体A 重为800N，小勇作用在绳端的拉力大小为500N，在此过程中，下列说法正确的是

A．水平地面对小勇的支持力做功为6000J

B．小勇做的有用功为3000J

C．小勇拉力的功率为250W

D．此滑轮组的机械效率为80%

【答案】D

【解析】

水平地面对小勇的支持力与小勇运动的方向是垂直的，支持力不做功，故A错；小勇做的有用功就是克服物体的重力做的功W有=Gh=800N×5m=4000J，故B错；小勇做的总功为W 总=Fs=500N×10m=5000J，拉力的功率为P=W总/t=5000J/10s=500W，故C错；滑轮组的机械效率为η=W有/W总=4000J/5000J=80%，故D正确；应选D．

13．如图用同一滑轮组分别将两个不同的物体A和B匀速提升相同的高度，不计绳重和摩擦的影响，提升A的过程滑轮组的机械效率较大，则下列判断正确的是①A物体比B物体轻②提升A的拉力较大③提升A所做的额外功较少④提升A做的有用功较多

A．只有①③B．只有②④

C．只有②③D．只有①④

【答案】B

【解析】

【详解】

由题知，提起两物体所用的滑轮组相同，将物体提升相同的高度，不计绳重和摩擦，克服动滑轮重力所做的功是额外功，由W额=G动h知，提升A和B所做额外功相同，不计绳重

与摩擦的影响，滑轮组的机械效率：η=W

W

有

总

=

W

W W

有

有额

，额外功相同，提升A物体时滑轮

组的机械效率较大，所以提升A物体所做的有用功较大，由于提升物体高度一样，所以A 物体较重，提升A物体用的拉力较大，故ACD错误，B正确。

14．用四只完全相同的滑轮和两根相同的绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，在绳自由端用大小分别为F1和F2的拉力，将相同的物体匀速提升相同的高度。若不计绳重和摩擦，下列说法不正确的是（）

A．F1大于F2

B．F1和F2做的功一定相等

C．甲、乙的机械效率不相等

D．绳子自由端移动的距离不相等，物体运动时间可能相等

【答案】C

【解析】

【详解】

A．不计绳重及摩擦，因为拉力：

F=（G物+G轮）/n，n1=2，n2=3，

所以绳子受的拉力：

F1 =（G物+G轮）/2，F2=（G物+G轮）/3，

所以

F1 ＞F2，

故A正确；

B．不计绳重及摩擦，拉力做的功：

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

所以

W1=W2，

故B正确。

C．因为动滑轮重相同，提升的物体重和高度相同，

W额=G轮h，W有用=G物h，

所以利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同，总功相同，因为

η=W有用/W总，

所以滑轮组的机械效率相同，故C错误；

D．因为绳子自由端移动的距离

s=nh，n1=2，n2=3，

提升物体的高度h相同，所以

s1 =2h，s2 =3h，

所以

s1≠s2，

故D正确；

15．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．

16．工人师傅利用如图所示的两种方式，将均为300N 的货物从图示位置向上缓慢提升一段距离．F 1、F 2始终沿竖直方向；图甲中OB=2OA ，图乙中动滑轮重为60N ，重物上升速度为0.01m/s ．不计杠杆重、绳重和摩擦，则下列说法正确的是（ ）

A ．甲乙两种方式都省一半的力

B ．甲方式F 1由150N 逐渐变大

C ．乙方式机械效率约为83.3%

D ．乙方式F 2的功率为3W

【答案】C 【解析】

试题分析：由甲图可知，OB=2OA ，即动力臂为阻力臂的2倍，由于不计摩擦、杠杆自重，由杠杆平衡条件可知，动力为阻力的一半，即F 1=150N ；由图乙可知，n=3，不计绳重和摩擦，则F 2=G+G 动）/3=（300N+60N ）/3=120N ，故A 错误；甲图中，重力即阻力的方向是竖

直向下的，动力的方向也是竖直向下的，在提升重物的过程中，动力臂和阻力臂的比值不变，故动力F1 的大小不变，故B错误；不计绳重和摩擦，则乙方式机械效率为：η=W有/W

总=W

有

/W

有

+W

额

=Gh/Gh+G

轮

h=G/G+G

轮

=300N/300N+60N=83.3%，故C正确；乙方式中

F2=120N，绳子的自由端的速度为v绳=0.01m/s×3=0.03m/s，则乙方式F2的功率为：P=F2 v绳=120N×0.03m/s=3.6W，故D错误，故选C．

考点：杠杆的平衡条件；滑轮（组）的机械效率；功率的计算

17．如图所示，一根木棒在水平动力（拉力）F的作用下以O点为轴，由竖直位置逆时针匀速转到水平位置的过程中，若动力臂为L，动力与动力臂的乘积为M，则

A．F增大，L增大，M增大B．F增大，L减小，M减小

C．F增大，L减小，M增大D．F减小，L增大，M增大

【答案】C

【解析】

【分析】

找某一瞬间：画出力臂，分析当转动时动力臂和阻力臂的变化情况，根据杠杆平衡条件求解．

【详解】

如图，

l为动力臂，L为阻力臂,由杠杆的平衡条件得：F l=GL；以O点为轴，由竖直位置逆时针匀速转到水平位置的过程中，l不断变小，L逐渐增大，G不变；由于杠杆匀速转动，处于动态平衡；在公式 F l=GL 中，G不变，L增大，则GL、F l都增大；又知：l不断变小，而F l 不断增大，所以F逐渐增大，综上可知：动力F增大，动力臂l减小，动力臂和动力的乘积M=F l增大；

故选C．

【点睛】

画力臂：

①画力的作用线（用虚线正向或反方向延长）；

②从支点作力的作用线的垂线得垂足；

③从支点到垂足的距离就是力臂．

18．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。

19．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．

20．如图甲所示，是建筑工地上的塔式起重机示意图，它是通过电动机带动如图乙所示的滑轮组起吊物料的．如果这个滑轮组把6×103N的重物在10s内匀速提升l0m，绳索自由端的拉力F=2.1×103N，不计一切摩擦和绳重，则下列说法中正确的是

A．拉力做的功是2.1×104J B．拉力F的功率是2.1×103W

C．该滑轮组的动滑轮共重300N D．该滑轮组的机械效率是80%

【解析】

由图乙知道，滑轮组绳子的有效股数是n =3，即绳子自由端移动的距离是：

s=3h =3×10m=30m ，所以拉力做的功是：W 总=Fs =2.1×103 N×30m=6.3×104 J ，故A 错误；拉力做功的功率是：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，动滑轮的总重是：G 动 =nF-G =3×2.1×103 N -6×103 N=300N ，故C 正确；拉力做的有用功是：W 有=Gh =6×

103 N×10m=6×104 J ，滑轮组的机械效率是：η=W 有/W 总

×100%=6×104J/6.3×104J×100%≈95.2%，故D 错误，故选C ．

21．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 。

22．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

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η

W

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。

23．如图所示，作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直的力F，将杠杆缓慢地由位置A拉至位置B，在这个过程中，力F的大小将（）

A．不变B．变小C．变大D．先变大后变小【答案】C

【解析】

【详解】

在杠杆缓慢由A到B的过程中，力F始终与杠杆垂直，所以动力臂OA的长度没有变化，阻力G的大小没有变化，而阻力臂l却逐渐增大；由杠杆的平衡条件知：F?OA=G?l，当OA、G不变时，l越大，那么F越大；因此拉力F在这个过程中逐渐变大．C符合题意，选项ABD不符合题意．

24．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。

25．利用如图所示的滑轮，在粗糙水平面上匀速拉动物体，下列叙述正确的是（）

A．重力做的功是有用功

B．拉力F1做的功是额外功

C．绳子自由端的拉力F做的功是总功

D．该滑轮的机械效率可能等于100%

【答案】C

【解析】A、由图知，是水平使用动滑轮拉动物体，克服物体受到的摩擦力做的功为有用

功，故A错；

B、由图知，是水平使用动滑轮拉动物体，克服物体受到的摩擦力做的功，即拉力F1做的功为有用功，克服绳与动滑轮之间的摩擦、克服动滑轮和绳重而做的功为额外功，故B 错；

C、绳子自由端的拉力F做的功包括有用功、额外功，为总功，故C正确；

D、在拉动物体的过程中要克服绳与动滑轮之间的摩擦、要克服动滑轮和绳重而做一定的额

外功，使得有用功小于总功，该滑轮的机械效率总小于100%，故D错．

故选C．