(物理)初三物理简单机械各地方试卷集合汇编及解析
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(物理)初三物理简单机械各地方试卷集合汇编及解析
一、简单机械选择题
1.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。
2.如图所示,定滑轮重4N,动滑轮重0.5N,在拉力F的作用下,1s内将重为4N的物体A沿竖直方向匀速提高了10cm.如果不计绳重和摩擦.则以下计算结果正确的是
A.绳子自由端移动速度为0.3m/s
B.拉力F的大小为4N
C.拉力F的功率为0.45W
D.滑轮组的机械效率为75%
【答案】C
【解析】
【详解】
由图知道,承担物重的绳子的有效股数是:n=2,
A.绳端移动的距离是:
s=2h=2×0.1m=0.2m,
绳子自由端移动的速度是:
0.2m0.2m/s1ssvt ,
故A错误; B.不计绳重和摩擦,则拉力11=4N0.5N2.25N2FGGn动,
故B错误;
C.拉力做的总功:W总 =Fs=2.25N×0.2m=0.45J,拉力F的功率:
0.45J0.45W1sWPt总 ,
故C正确;
D.拉力做的有用功W有 =Gh=4N×0.1m=0.4J,滑轮组的机械效率是:
0.4J100%100%0.45JWW有总≈88.9%,
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.物体做匀速直线运动,拉力F=60N,不计滑轮间的摩擦和动滑轮的自重,则物体受到的摩擦力是
A.60 N B.120 N C.20 N D.180 N
【答案】D
【解析】
【分析】
分析滑轮组的动滑轮绕绳子的段数,不计滑轮间的摩擦和动滑轮的自重,根据得到物体受到的摩擦力。 【详解】
从图中得到动滑轮上的绳子段数为3,不计滑轮间的摩擦和动滑轮的自重,物体受到的摩擦力:f=3F=3×60N=180N。
故选D。
【点睛】
本题考查滑轮组的特点,解决本题的关键要明确缠绕在动滑轮上的绳子的段数。
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.物理兴趣小组用两个相同滑轮分别组成滑轮组匀速提起质量相同的物体,滑轮的质量比物体的质量小,若不计绳重及摩擦,提升重物的高度一样,对比如图所示甲、乙两滑轮组,下列说法正确的是
A.甲更省力,甲的机械效率大
B.乙更省力,乙的机械效率大
C.乙更省力,甲、乙机械效率一样大
D.甲更省力,甲、乙机械效率一样大
【答案】D
【解析】
【分析】
(1)由滑轮组的结构知道承担物重的绳子股数n,则绳子自由端移动的距离s=nh,1FGnG动();
(2)把相同的重物匀速提升相同的高度,做的有用功相同;不计绳重及摩擦,利用相同的滑轮和绳子、提升相同的高度,做额外功相同;而总功等于有用功加上额外功,可知利用滑轮组做的总功相同,再根据效率公式判断滑轮组机械效率的大小关系.
【详解】
(1)不计绳重及摩擦,拉力1FGnG动(),由图知,n甲=3,n乙=2,
所以F甲
(2)由题知,动滑轮重相同,提升的物体重和高度相同;
根据W额=G轮h、W有用=G物h,利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同,总功相同,
由100%有用总WW可知,两滑轮组的机械效率相同.
故选D.
8.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.
9.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。
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.
11.质量为60kg的工人用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼.已知工人在1min内将货物匀速提高6m,作用在钢绳的拉力为400N,滑轮组的机械效率随货物重力的变化如图乙所示(机械中摩擦和绳重均不计).下列说法正确的是
A.作用在钢绳上的拉力的功率为400W
B.动滑轮的重力为200N
C.人对绳子的最大拉力为1000N
D.该滑轮组的最大机械效率为83.3%
【答案】B
【解析】
【分析】 (1)由图可知,n=3,则绳端移动的距离snh ,利用WFs
求拉力做的功,再利用WPt求拉力的功率;
(2)由图乙可知,物重G=300N时,滑轮组的机械效率η=60%,利用=33WGhGhGWFsFhF有总求拉力;因机械中摩擦力及绳重忽略不计,拉力13FGG动(),据此求动滑轮重力;
(3)该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时,绳子的最大拉力等于工人的重力;
(4)利用13FGG动()求提升的最大物重,滑轮组的最大机械效率
WGhGWGGhGG有最大最大大总最大动最大动 .
【详解】
(1)由图可知,n=3,则绳端移动的距离:36m18msnh ,
拉力做的功:400N18m7200JWFs总,
拉力的功率:7200J120W60sWPt总,故A错;
(2)由图乙可知,物重G=300N时,滑轮组的机械效率η=60%,
根据=33WGhGhGWFsFhF有总可得:拉力300N500167N3360%3GNF,
因机械中摩擦力及绳重忽略不计,则13FGG动,
所以,5003N200N300N3GnFG动 ,故B正确;
(3)该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时,绳子的最大拉力:60kg10N/kg600NFGmg人大 ,故C错;
(4)由13FGG动可得,提升的最大物重:3600N200N1600NGnFG大大动 ,
机械中摩擦和绳重均不计,则滑轮组的最大机械效率:1600N100%88.9%1600N200NWGhGWGGhGG有最大最大大总最大动最大动,故D错.
故选B.
12.分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组,在5s内将重为100N的物体G匀速提升2m,