简单机械单元检测(附答案)经典

简单机械单元检测（附答案）经典

一、简单机械选择题

1．一均匀木板AB，B端固定在墙壁的转轴上，木板可在竖直面内转动，木板下垫有长方形木块C，恰好使木块水平放置，如图所示，现有水平力F由A向B缓慢匀速推动，在推动过程中，推力F将

A．逐渐增大 B．逐渐减小

C．大小不变 D．先增加后减小

【答案】A

【解析】

【详解】

以杆为研究对象，杆受重力G和C对它的支持力F支，重力的力臂为lG，支持力的力臂为l支，根据杠杆平衡条件可得：F支l支=GlG，水平力F由A向B缓慢匀速推动木块，F支的力臂在减小，重力G及其力臂lG均不变，根据杠杆平衡条件可知，在整个过程中支持力在逐渐增大；由于支持力逐渐变大，且力的作用是相互的，所以可知杆对物体C的压力也逐渐变大，根据影响摩擦力大小的因素可知，C和木板间、C和地面间的摩擦力逐渐增大，木块C匀速运动，受到推力和摩擦力是平衡力，推力大小等于摩擦力大小，由力的平衡条件可知，水平推力F也逐渐增大，故A符合题意，BCD不符合题意。

2．如图是抽水马桶水箱进水自动控制的结构原理图，AOB为一可绕固定点O转动的轻质杠杆，已知:1:2OAOB，A 端用细线挂一空心铝球，质量为2.7kg． 当铝球一半体积浸在水中，在B 端施加3.5N 的竖直向下的拉力F 时，杠杆恰好在水平位置平衡．（332.710/kgm铝，10/gNkg ）下列结果正确的是

A．该铝球空心部分的体积为33110m

B．该铝球的体积为33310m

C．该铝球受到的浮力为20N

D．该铝球受到的浮力为40N

【答案】C

【解析】

【分析】 根据密度的公式得到铝球实心部分的体积，根据杠杆的平衡条件得到A端的拉力，铝球在水中受到的浮力等于重力减去A端的拉力，根据阿基米德原理求出排开水的体积，从而得出球的体积，球的体积减去实心部分的体积得到空心部分的体积．

【详解】

铝球实心部分的体积：33332.71102.710/mkgVmkgm实，

由杠杆平衡的条件可得：FA×OA=FB×OB，23.571ABOBFFNNOA，

铝球受到的浮力：2.710/720FGFmgFkgNkgNN浮，

铝球排开水的体积：333320210110/10/FNVmgkgmNkg浮排水，

铝球的体积：333322210410VVmm球排，

则空心部分的体积：433333410110310VVVmmm空球实．

【点睛】

本题考查杠杆和浮力的题目，解决本题的关键知道杠杆的平衡条件和阿基米德原理的公式．

3．用一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组把重150N的物体匀速提升1m，不计摩擦和绳重时，滑轮组的机械效率为60%．则下列选项错误的是（ ）

A．有用功一定是150J B．总功一定是250J

C．动滑轮重一定是100N D．拉力大小一定是125N

【答案】D

【解析】

【分析】

知道物体重和物体上升的高度，利用W=Gh求对物体做的有用功；

又知道滑轮组的机械效率，利用效率公式求总功，求出了有用功和总功可求额外功，不计绳重和摩擦，额外功W额=G轮h，据此求动滑轮重；

不计摩擦和绳重，根据F=1n（G物+G轮）求拉力大小．

【详解】

对左图滑轮组，承担物重的绳子股数n=3，对物体做的有用功：W有=Gh=150N×1m=150J，由η=WW有总，得：W总=W有=15060%J=250J，因此，W额=W总-W有=250J-150J=100J；因为不计绳重和摩擦，W额=G轮h，所以动滑轮重：G轮=Wh额=1001Jm=100N，拉力F的大小：F=13（G物+G轮）=13（150N+100N）=2503N；对右图滑轮组，承担物重的绳子股数n=2，对物体做的有用功：W有=Gh=150N×1m=150J，由η=WW有总，得：W总=W有=15060%J=250J，所以W额=W总-W有=250J-150J=100J；因为不计绳重和摩擦，W额=G轮h，因此动滑轮重：G轮=Wh额=1001Jm=100N，拉力F的大小：F=12（G物+G轮）=12（150N+100N）=125N；由以上计算可知，对物体做的有用功都是150J，总功都是250J，动滑轮重都是100N，故A、B、C都正确；但拉力不同，故D错．

故选D．

4．如图所示，小丽分别用甲、乙两滑轮把同一桶沙从一楼地面提到二楼地面，用甲滑轮所做的总功为W1， 机械效率为η1；用乙滑轮所做的总功为W2， 机械效率为η2， 若不计绳重与摩擦，则

A．W1 = W2 η1 = η2 B．W1 = W2 η1 < η2

C．W1 < W2 η1 > η2 D．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、乙两滑轮把同一桶沙从一楼地面提到二楼地面”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100%WW有总即可比较出二者机械效率的大小．

【详解】

因为用甲、乙两滑轮把同一桶沙从一楼地面提到二楼地面，所以两种情况的有用功相同；根据WW有总可知：当有用功一定时，利用机械时做的额外功越少，则总功越少，机械效率越高．而乙滑轮是动滑轮，所以利用乙滑轮做的额外功多，则总功越多，机械效率越低．即1212WW＜，＞．

【点睛】

本题考查功的计算和机械效率的大小比较这一知识点，比较简单，主要是学生明确哪些是有用功，额外功，总功，然后才能正确比较出两种情况下机械效率的大小．

5．如图所示，轻质杠杆AB，将中点O支起来，甲图的蜡烛粗细相同，乙图的三支蜡烛完全相同，所有的蜡烛燃烧速度相同。在蜡烛燃烧的过程中，则杠杆

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】

【详解】

设甲乙两图中的杠杆长均为l。

图甲中，m左l左= m右l右，燃烧速度相同，∴蜡烛因燃烧减少的质量m′相同，故左边为：

（m左- m′）l左= m左l左- m′l左，

右边为：

（m右- m′）l右=

m右l右- m′l右，

因为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；

图乙中，设一只蜡烛的质量为m

∵2m×l=m×l，

∴直尺在水平位置平衡；

∵三支蜡烛同时点燃，并且燃烧速度相同，

∴三支蜡烛因燃烧减少的质量m′相同，

∵2（m-m′）×l=（m-m′）×l，

∴在燃烧过程中直尺仍能平衡．故选B．

6．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．

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．用如图所示滑轮组提起重G=320N的物体，整个装置静止时，作用在绳自由端的拉力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．

9．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的重力，因拉力F为5N，所以弹簧秤读数也为5N；，所以G=9N，故选项D正确；

故选D．

10．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．F1 B．F2 C．F3 D．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.

11．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：mAgOC=mBgOD，由图示可知，OC＞OD．所以mA＜mB，

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：mAg（OC﹣△L）=mAgOC﹣mAg△L，

右边为：mBg（OD﹣△L）=mBgOD﹣mBg△L，由于mA＜mB，所以mAg△L＜mBg△L；

所以：mAgOC﹣mAg△L＞mBgOD﹣mBg△L．

因此杠杆将向悬挂A物体的一端即左端倾斜．

故选C．

12．下列说法中正确的是

A．机械效率越高，机械做功一定越快

B．做功越多的机械，机械效率一定越高

C．做功越快的机械，功率一定越大

D．功率越大的机械做功一定越多

【答案】C

【解析】

机械效率越高，表示有用功与总功的比值越大，功率表示做功快慢，功率越大，机械做功一定越快．机械效率与功率没有关系，故A错误．

做功越多的机械，有用功与总功的比值不一定大，机械效率不一定高，故B错误．

功率是表示做功快慢的物理量，做功越快的机械，功率一定越大，故C正确，符合题意为答案．

功等于功率与时间的乘积，时间不确定，所以功率越大的机械做功不一定越多，故D错