(物理)物理简单机械测试题及答案

（物理）物理简单机械测试题及答案

一、选择题

1．如图所示，是一种指甲刀的结构示意图下列说法中正确的是

A．杠杆ABC是一个省力杠杆

B．杠杆DBO的支点是B点

C．杠杆DEO是一个等臂杠杆

D．指甲刀有三个杠杆，两个省力杠杆，一个费力杠杆

【答案】A

【解析】

【详解】

A、在使用时，杠杆ABC的动力臂大于阻力臂，所以它是省力杠杆，故A正确；

B、C、杠杆DBO和杠杆DEO，阻力作用点都在D点，动力作用点分别在B点和E点，支点都在O点，都是费力杠杆，故BC错误；

D、可见指甲刀中有三个杠杆：ABC、OBD、0ED，其中ABC是省力杠杆，其它两个都是费力杠杆，故D错误．

故选A。

【点睛】

重点是杠杆的分类，即动力臂大于阻力臂时，为省力杠杆；动力臂小于阻力臂时，为费力杠杆，但省力杠杆费距离，费力杠杆省距离。

2．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。

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．用图中装置匀速提升重为100N的物体，手的拉力为60N，滑轮的机械效率为（ ）

A．16.7% B．20% C．83.3% D．100%

【答案】C

【解析】

【详解】

由图可知，提升重物时滑轮的位置跟被拉动的物体一起运动，则该滑轮为动滑轮；

∴拉力移动的距离s=2h，

η=====≈83.3%．

6．为了将放置在水平地面上重为100N的物体提升一定高度，设置了如图甲所示的滑轮组装置。当用如图乙所示随时间变化的竖直向下的拉力F拉绳时，物体的速度v和物体上升的高度h随时间变化的关系分别如图丙和丁所示。（不计绳重和绳与轮之间的摩擦）。下列计算结果不正确．．．的是

A．0s～1s内，地面对物体的支持力大于10N

B．1s～2s内，物体在做加速运动

C．2s～3s内，拉力F的功率是100W

D．2s～3s内，滑轮组的机械效率是83.33%

【答案】C

【解析】

【详解】

（1）由图乙可知,在0∼1s内,拉力F＝30N.取动滑轮和重物为研究对象,受到向下的重力G和G动,向上的支持力F支,及三根绳子向上的拉力F′作用，处于静止状态；地面对重物的支持力F支＝G−F′＝G−3F拉+G动＝100N−3×30N+G动＝G动+10N10N，故A正确；（2）由图丙可知，1s～2s内，物体在做加速运动，故B正确；（3）由图可知在2∼3s内,重物做匀速运动,v3＝2.50m/s,拉力F3＝40N，因为从动滑轮上直接引出的绳子股数（承担物重的绳子股数）n＝3，所以拉力F的作用点下降的速度v′3＝3v3＝3×2.50m/s＝7.5m/s，拉力做功功率（总功率）:P总＝F3v′3＝40N×7.5m/s＝300W，故C错误；滑轮组的机械效率：η＝×100%＝×100%＝×100%83.33%，故D正确。故选C.

【点睛】

由滑轮组的结构可以看出，承担物重的绳子股数n＝3，则拉力F移动的距离s＝3h．（1）已知滑轮组绳子的段数n和拉力F拉，物体静止，设滑轮组对物体的拉力F′，其关系为F拉＝（F′+G动）；地面对物体的支持力等于物体对地面的压力，等于物体的重力G减去整个滑轮组对物体的拉力F′；（2）由F-t图象得出在1～2s内的拉力F，由h-t图象得出重物上升的高度，求出拉力F的作用点下降的距离，利用W＝Fs求此时拉力做功．（3）由F-t图象得出在2～3s内的拉力F，由v-t图象得出重物上升的速度，求出拉力F的作用点下降的速度，利用P＝Fv求拉力做功功率，知道拉力F和物重G大小，以及S与h的关系，利用效率求滑轮组的机械效率．

7．如图所示，用一滑轮组在5s内将一重为200N的物体向上匀速提起2m，不计动滑轮及绳自重，忽略摩擦。则

A．物体上升的速度是2.5m/s B．拉力F大小为400N

C．拉力F的功率为40W D．拉力F的功率为80W

【答案】D

【解析】

【详解】

A．由svt得体的速度：

2m0.4ms5shvt

故A项不符合题意；

B．图可知，绳子段数为2n，不计动滑轮及绳自重，忽略摩擦，则拉力：

11200N100N22FG

故B项不符合题意； CD．绳子自由端移动的速度：

220.4ms0.8msvv绳物

拉力F的功率：

100N0.8ms80WWFsPFvtt

故C项不符合题意，D项符合题意。

8．皮划艇是我国奥运优势项目之一，如图所示，比赛中运动员一手撑住浆柄的末端（视为支点），另一手用力划浆．下列说法正确的是（ ）

A．为省力，可将用力划浆的手靠近支点

B．为省力，可将用力划浆的手远离支点

C．为省距离，可将用力划浆的手远离支点

D．将用力划浆的手靠近支点，既能省力又能省距离

【答案】B

【解析】

【分析】

结合图片和生活经验，判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆．

【详解】

运动员一手撑住浆柄的末端（视为支点），另一手用力划浆．

根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知，船桨在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆．

AB．为省力，可将用力划浆的手远离支点，故A错误，B正确；

CD．为省距离，可将用力划浆的手靠近支点，但费距离，故CD错误；

9．如图所示，用三个滑轮分别拉同一个物体，沿同一水平面做匀速直线运动，所用的拉力分别是F1、F2、F3，比较它们的大小应是（ ）

A．F1＞F2＞F3 B．F1＜F2＜F3 C．F2＞F1＞F3 D．F2＜F1＜F3

【答案】D

【解析】

【详解】

设物块与地面的摩擦力为f，

第一个图中滑轮为定滑轮，因为使用定滑轮不省力，所以F1=f；

第二个图中滑轮为动滑轮，因为动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆,使用动滑轮能省一半力．所以F2=12f；

第三个图中滑轮为动滑轮，但F3处作用在动滑轮上，此时动力臂是阻力臂的二分之一，所以要费力即F3=2f；

故F2

10．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＝Wt 求拉力做功功率；（3）由η＝ WW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＝Ws额 ＝1503Jm ＝50N，故A正确、C错误；B.拉力的功率：P＝Wt总 ＝4506Js

＝75W，故B错；D.斜面的机械效率：η＝ 300450WJWJ有总＝ ×100%66.7%，故D错误．故选A．

11．如图所示，用完全相同的四个滑轮和两根相同的细绳组成甲、乙两个滑轮组，在各自的自由端施加大小分别为F1和F2的拉力，将相同的重物缓慢提升相同的高度（不计绳重和一切摩擦）．下列说法正确的是（ ）