(物理)简单机械专项综合练习卷(含答案)

（物理）简单机械专项综合练习卷（含答案）

一、选择题

1．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：

400N2m800JGhW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：

250N4m1000JWFs总 ，

B选项错误。

C．滑轮组的机械效率：

800J80%1000JWW有总，

C选项错误。

D．拉力做功的功率：

1000J100Wt10sWP，

D选项错误。

2．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．

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．如图所示，工人利用动滑轮吊起一袋沙的过程中，做了300J的有用功，100J的额外功，则该动滑轮的机械效率为（ ）

A．75％ B．66．7％ C．33．3％ D．25％

【答案】A

【解析】

试题分析：由题意可知，人所做的总功为W总=W有+W额=300J+100J=400J，故动滑轮的机械效率为η=W有/W总=300J/400J=75%，故应选A。

【考点定位】机械效率

5．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

00001200J10010083.3%1440JWW有用总，

故D正确为答案。

6．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．

7．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．

8．如图所示的装置中,物体A重100N,物体B重10N,在物体B的作用下,物体A在水平面，上做匀速直线运动，如果在物体A上加一个水平向左的拉力F,拉力的功率为30W，使物体B匀速上升3m所用的时间为（不计滑轮与轴之间的摩擦，不计绳重）

A．1s B．2s C．3 s D．4s

【答案】B

【解析】分析：（1）物体A在物体B的作用下向右做匀速直线运动，A受到的摩擦力和挂钩的拉力是一对平衡力，可求出摩擦力。

（2）拉动A向左运动，A受到水平向左的拉力F和水平向右的摩擦力、挂钩的拉力三力平衡，可求出拉力。

（3）利用滑轮组距离关系，B移动的距离是A移动距离的3倍，求出A移动的距离，则拉力所做的功为，再利用求出做功时间。

解答：不计滑轮与轴之间的摩擦、不计绳重和滑轮重，物体A在物体B的作用下向右做匀速直线运动时，。拉动A向左运动时，A受到向右的拉力不变，摩擦力的方向向右，此时受力如图：

；，则，因此拉力F做功：，所用时间为。

故选：B。

【点睛】此题注意分析滑轮组的绳子段数，确定所使用的公式，做好受力分析是解题关键。

9．用一个动滑轮和两个定滑轮组成的滑轮组竖直向上提升物体A，要求滑轮的个数要用完（未画出），实验中，拉力F随时间t变化的关系如图甲所示，物体A上升的速度v随时间变化的关系如图乙所示，不计绳重和摩擦，在1～2s内，滑轮组的机械效率为80%，则下列判断中正确的是

A．物体A的重为1500N

B．动滑轮的重为400N

C．物体A从静止开始上升1s后，拉力的功率为500W

D．若将物体A换成重为900N的物体B，则在匀速提升物体B的过程中，滑轮组的机械效率将变为75%

【答案】D

【解析】

【详解】

用一个动滑轮和两个定滑轮组成的滑轮组竖直向上提升物体A，要求滑轮的个数要用完，则承担物重和动滑轮重的绳子段数为3，如图所示：

A、已知在1s～2s内，滑轮组的机械效率为80%， 由甲图可知，在1～2s内拉力500NF，由WGhGWnFhnF有用总可得物体A的重：3?3500N80%1200NAGF，故A错误；

B、不计绳重和摩擦，根据1FGGn物动（）得动滑轮的重：

33500N1200N300NAGFG动，故B错误；

C、由甲图知，1s后的拉力F=500N，由乙图可知1s后物体的速度1m/sv物，则绳子自由端移动的速度：331m/s3m/svv绳物，所以拉力F的功率：500N3m/s1500WPFv绳；故C错误；

D、若将重物A的重力减小为900N，由于滑轮组不变，不计绳重和摩擦，此时滑轮组的机械效率：900N100%75%900N300NWGhGWGGGGh有用总动动，故D正确；

故选D．

【点睛】

重点是滑轮组中功和及效率的计算，首先应根据第一次做功的额外功或拉力的关系求出动滑轮的重，再利用效率的公式计算第二次的机械效率．另外在不计摩擦和绳重时，牢记效率的两个思路：一是WGhGWnFhnF有用总，二是WGhGWGGGGh有用总动动．

10．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