中考物理简单机械测试题(含答案)
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中考物理简单机械测试题(含答案)
一、选择题
1.如图所示甲、乙两套装置所用滑轮质量均相等,用它们分别将所挂重物在相等时间内竖直向上匀速提升相同高度.若G1=G2,所用竖直向上的拉力分别为F1和F2,拉力做功的功率分别为P1和P2,两装置的机械效率分别为η1和η2(忽略绳重和摩擦).则下列选项正确的是
A.F1>F2 η1<η2 P1<P2 B.F1>F2 η1=η2 P1=P2
C.F1<F2 η1<η2 P1<P2 D.F1<F2 η1>η2 P1>P2
【答案】B
【解析】
【详解】
甲滑轮组n是2,乙滑轮组n是3,乙更省力.由于两个滑轮组做的有用功相同,额外功相同,它们的机械效率也相同.在相同时间内做的总功相同,它们的功率也相同.故B正确.
2.如图,小明分别用甲、乙两滑轮把同一沙桶从1楼地面缓慢地提到2楼地面,用甲滑轮所做的功为W1,机械效率为1;用乙滑轮所做的总功率为W2,机械效率为2,若不计绳重与摩擦,则( )
A.W1<W2,η1>η2 B. W1=W2,η1<η2
C.W1>W2 , 1<2 D.W1=W2 , 1=2
【答案】A
【解析】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η =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W1η2.故选C.
3.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.
4.如图所示,一长为L的直杆可绕O点转动,杆下挂一所受重力为G的物块,刚开始直杆与竖直方向夹角为60º.为了安全下降物块,用一个始终水平向右且作用于直杆中点的拉力F,使直杆缓慢地转动到竖直位置(可以认为杠杆每一瞬间都处于平衡状态),则下列说法正确的
A.拉力F的大小保持不变 B.拉力F和物块重力G是一对平衡力
C.这个过程中物块重力所做的功为12GL D.这个过程中直杆一直都是费力杠杆
【答案】C
【解析】
【详解】
A.由图知,杠杆由与竖直方向成60°角逐渐转到竖直位置时,由于拉力始终水平,所以其力臂逐渐变大;物体对杠杆拉力为阻力,转动过程中阻力臂逐渐变小;由杠杆平衡条件可知拉力F逐渐变小,故A错误;
B.拉力F和物块重力大小不等、不一条直线上,不作用在一个物体上,所以不是一对平衡力,故B错误;
C.杠杆由与竖直方向成60°角时,杠杆右端高度12hL,转到竖直位置时杠杆下端高度降到L处,所以物体下降高度1122hLLLV,所以物体重力做功
12WGhGLV,故C正确;
D.当杠杆转到竖直位置时,阻力臂为0,杠杆为省力杠杆,故D错误。
5.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.
6.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。
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,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=13
(G+G动)=13×(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:=WW有用总×100%=280J300J×100%≈93.3%,故C正确。
D. 提升200N重物时,重物重力增加,据=WW有用总=GhGhGh动=GGG动可知滑轮组机械效率变大,故D错误。
9.如图,用滑轮组将600N的重物在10s内匀速提升了2m,动滑轮重为100N(不计绳重和摩擦),下列说法正确的是
A.绳子自由端拉力的功率是70W
B.滑轮组的机械效率是85.7%
C.提升重物的过程中所做的额外功是400J
D.提升的重物变成400N时,滑轮组的机械效率将变大
【答案】B 【解析】
【详解】
A.根据图示可知,n=2,不计绳重和摩擦,拉力:
F=12(G+G轮)=12(600N+100N)=350N,
拉力端移动距离:
s=2h=2×2m=4m,
总功:
W总=Fs=350N×4m=1400J,
拉力的功率:
P=Wt总=1400J10s=140W;
故A错;
B.有用功:
W有用=Gh=600N×2m=1200J,
滑轮组的机械效率:
η=WW有总=1200J1400J≈85.7%,
故B正确;
C.提升重物的过程中所做的额外功:
W额=W总﹣W有用=1400J﹣1200J=200J,
故C错;
D.当提升重物的重力减小为400N,做的有用功就变小,而额外功几乎不变,有用功和总功的比值变小,故滑轮组的机械效率变小,故D错;
10.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.
11.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( )