1、简单机械专项综合练习卷（含答案）一、选择题1骑自行车上一个陡坡时，有经验的同学会沿S型路线骑行，他这样做是为了（）A缩短上坡过程中所走的路程B减少上坡过程中所做的功C减小上坡过程中所施加的力D缩短上坡过程中所用的时间【答案】C【解析】【详解】A上坡时，自行车上升的高度不变，走S形路线所走的路线较长，A不符合题意B使用任何机械都不省功，B不符合题意C上坡时，走S形路线所走的路线较长，相当于增长了斜面的长度，斜面越长越省力C符合题意D速度一定，走S形路线所走的路线较长，所用的时间较长D不符合题意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
2、为60%则下列选项错误的是（）A有用功一定是150JB总功一定是250JC动滑轮重一定是100ND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=（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=150N1m=150J，由=，得：W总=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
3、动滑轮重：G轮=100N，拉力F的大小：F=（G物+G轮）=（150N+100N）=N；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=150N1m=150J，由=，得：W总=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=100N，拉力F的大小：F=（G物+G轮）=（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D3如图所示，杠杆处于平衡状态且刻度均匀，各钩码质量相等，如果在杠杆两侧各减少一
4、个钩码，杠杆会（ ） A左端下沉B右端下沉C杠杆仍然平衡D无法判断【答案】B【解析】【详解】设一个钩码重为G，一格的长度为L，原来：3G4L=4G3L，杠杆平衡；在杠杆两侧挂钩码处各减少一个质量相等的钩码，现在：2G4L3G3L，所以杠杆不再平衡，杠杆向顺时针方向转动，即右端下沉。故ACD错误，B正确。4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、
5、OD，根据杠杆的平衡条件可得：mAgOC=mBgOD，由图示可知，OCOD所以mAmB，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（OCL）=mAgOCmAgL，右边为：mBg（ODL）=mBgODmBgL，由于mAmB，所以mAgLmBgL；所以：mAgOCmAgLmBgODmBgL因此杠杆将向悬挂A物体的一端即左端倾斜故选C5将一个重为4.5N的物体沿斜面从底端匀速拉到顶端（如图所示），斜面长1.2m，高0.4m，斜面对物体的摩擦力为0.3N（物体大小可忽略）则下列说法正确的是A沿斜面向上的拉力0.3NB有用功0.36J，机械效率20%C有用功1.8J，机械效率20
6、%D总功2.16J，机械效率83.3%【答案】D【解析】试题分析：由题意知：物重G=4.5N，高h=0.4m，斜面长L=1.2m，受到的摩擦力f=0.3N，则所做的有用功W有=Gh=4.5N0.4m=1.8J，所做的额外功W额=fL=0.3N1.2m=0.36J故总功为W总=W有+W额=1.8J+0.36J=2.16J，机械效率=W有/W总=1.8J/2.16J=83.3%故选项D是正确的【考点定位】功、机械效率的相关计算6如图所示，在“探究杠杆平衡条件”的实验中，轻质杠杆上每个小格长度均为2cm，在B点竖直悬挂4个重均为0.5N的钩码，当在A点用与水平方向成30角的动力F拉杠杆，使杠杆在水平
7、位置平衡。对该杠杆此状态的判断，下列说法中正确的是A杠杆的动力臂为8cmB该杠杆为费力杠杆C该杠杆的阻力大小为D动力F的大小为【答案】B【解析】【详解】A、当动力在A点斜向下拉（与水平方向成30角）动力臂是：OA=42cm=4cm，故A错误；B、阻力臂OB，32cm=6cmOA，即阻力臂大于动力臂，该杠杆为费力杠杆，故B正确；C、该杠杆的阻力大小为：G=40.5N=2N，故C错误；D、根据杠杆的平衡条件，F1l1=F2l2，GOB=FOA，代入数据，2N8cm=F4cm，解得，F=4N，故D错误。7如图所示，一根木棒在水平动力（拉力）F的作用下以O点为轴，由竖直位置逆时针匀速转到水平位置的过程
8、中，若动力臂为L，动力与动力臂的乘积为M，则 AF增大，L增大，M增大 BF增大，L减小，M减小CF增大，L减小，M增大 DF减小，L增大，M增大【答案】C【解析】【分析】找某一瞬间：画出力臂，分析当转动时动力臂和阻力臂的变化情况，根据杠杆平衡条件求解【详解】如图，l为动力臂，L为阻力臂,由杠杆的平衡条件得：Fl=GL；以O点为轴，由竖直位置逆时针匀速转到水平位置的过程中，l不断变小，L逐渐增大，G不变；由于杠杆匀速转动，处于动态平衡；在公式 Fl=GL 中，G不变，L增大，则GL、Fl都增大；又知：l不断变小，而Fl不断增大，所以F逐渐增大，综上可知：动力F增大，动力臂l减小，动力臂和动力的
9、乘积M=Fl增大；故选C【点睛】画力臂：画力的作用线（用虚线正向或反方向延长）；从支点作力的作用线的垂线得垂足；从支点到垂足的距离就是力臂8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
10、确定，所以功率越大的机械做功不一定越多，故D错误9如图甲所示，长1.6m、粗细均匀的金属杆可以绕O点在竖直平面内自由转动，一拉力位移传感器竖直作用在杆上，并能使杆始终保持水平平衡该传感器显示其拉力F与作用点到O点距离x的变化关系如图乙所示据图可知金属杆重（ ）A5NB10NC20ND40N【答案】B【解析】【分析】杠杆的平衡条件【详解】使金属杆转动的力是金属杆的重力，金属杆重心在中心上，所以阻力臂为：L1=0.8m，取当拉力F=20N，由图象可知此时阻力臂：L2=0.4m，根据杠杆的平衡条件有：GL1=FL2所以G0.8m=20N0.4m解得：G=10N10质量为60kg的工人用如图甲所示的滑
11、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400WB动滑轮的重力为200NC人对绳子的最大拉力为1000ND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 ，利用 求拉力做的功，再利用求拉力的功率；（2）由图乙可知，物重G=300N时，滑轮组的机械效率=60%，利用求拉力；因机械中摩擦力及绳重忽略不计，拉力，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
12、人的重力；（4）利用求提升的最大物重，滑轮组的最大机械效率 .【详解】（1）由图可知，n=3，则绳端移动的距离： ，拉力做的功：，拉力的功率：，故A错；（2）由图乙可知，物重G=300N时，滑轮组的机械效率=60%，根据可得：拉力，因机械中摩擦力及绳重忽略不计，则，所以， ，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： ，故C错；（4）由可得，提升的最大物重： ，机械中摩擦和绳重均不计，则滑轮组的最大机械效率：，故D错故选B11如图所示，作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直的力F，将杠杆缓慢地由位置A拉至位置B，在这个过程中，力F的大小将（ ）A不变B变小C变大D先变大后变
13、小【答案】C【解析】【详解】在杠杆缓慢由A到B的过程中，力F始终与杠杆垂直，所以动力臂OA的长度没有变化，阻力G的大小没有变化，而阻力臂l却逐渐增大；由杠杆的平衡条件知：FOA=Gl，当OA、G不变时，l越大，那么F越大；因此拉力F在这个过程中逐渐变大C符合题意，选项ABD不符合题意12如图所示，用同一滑轮组分别将物体A和物体B匀速提升相同的高度，与提升B相比，提升A的过程滑轮组的机械效率较大，若不计绳重与摩擦的影响，则提升A的过程A额外功较小B额外功较大C总功较小D总功较大【答案】D【解析】解：AB由题知，提起两物体所用的滑轮组相同，将物体提升相同的高度，不计绳重和摩擦，克服动滑轮重力所做的
14、功是额外功，由W额=G动h可知，提升A和B所做额外功相同，故AB错误；CD不计绳重和摩擦的影响，滑轮组的机械效率 ，额外功相同，提升A的过程滑轮组的机械效率较大，所以提升A物体所做的有用功较大，其总功较大，故C错误，D正确答案为D点睛：本题考查对有用功、额外功和总功以及机械效率的认识和理解，注意同一滑轮组提升物体高度相同时额外功是相同的13在探究杠杆平衡条件的时候，小明在均匀木板中间挖孔，孔中插一金属杆，固定在铁架台上，木板可以围绕中间自由转动每个钩码的质量为200g，A、B、C、D、E、F为质量不计的挂钩，己知ABBOOCCD，ABOCD的连线与EDF的连线垂直现在B处挂两个钩码，D处挂一个
15、钩码，木板在水平位置平衡（如图所示）下列做法能使木板仍在水平位置平衡的是A在B、D两处各加挂一个钩码B在B处加挂1个钩码，D处加挂2个钩码CB处挂两个钩码不变，把D处的一个钩码挂在F处D把B处两个钩码挂在A处，把D处的一个钩码挂在C处【答案】C【解析】【分析】（1）符合杠杆平衡条件F1l1=F2l2，杠杆平衡，不符合杠杆平衡条件，力和力臂乘积大的一端下沉（2）力臂是从支点到力的作用线的距离，把钩码挂在E处、F处杠杆水平平衡时，力臂均和钩码挂在D处的力臂相等【详解】设AB=BO=OC=CD=L，每个钩码的重力为GA在B、D两处各加挂一个钩码时，杠杆左侧力与力臂的积为3GL，右侧力与力臂的积为2G
16、2L，因3GL2G2L，所以木板不会平衡，故A错误；B在B处加挂1个钩码、D处加挂2个钩码时，杠杆左侧力与力臂的积为3GL，右侧力与力臂的积为3G2L，因3GL3G2L，所以木板不会平衡，故B错误；C把D处的一个钩码挂在E处或F处，杠杆右侧的力臂不变，仍为OD长，杠杆左右两侧力与力臂的乘积相等，所以木板会平衡，故C正确D把B处两个钩码挂在A处，把D处的一个钩码挂在C处，杠杆左侧力与力臂的积为2G2L，右侧力与力臂的积为GL，因2G2LGL，所以木板不会平衡，故D错误；故选C14如图所示的滑轮组上挂两个质量相等的钩码A、B，放手后将出现的想象是（滑轮重、绳重及摩擦不计）A下降 BB下降 C保持静
17、止 D无法确定【答案】B【解析】不计绳子、滑轮的重力和摩擦，B所在的滑轮为动滑轮，动滑轮省一半的力，B所在的滑轮为定滑轮，定滑轮不省力；A与B质量相等，重力相等，将A拉起只需B重力的一半即可，所以B下降，A上升故选B.点睛：利用动滑轮、定滑轮的省力特点分析解答此题动滑轮可以省一半力，定滑轮不能省力15用图所示装置提升重为350 N的箱子，动滑轮重50N，不计绳重和一切摩擦，下列说法正确的是A该装置不仅省力，还省距离B箱子匀速上升时，人对绳子的拉力为200 NC箱子上升的速度等于绳子自由端伸长的速度D此过程装置的机械效率约为58.3%【答案】B【解析】【详解】A由图知，该装置由两段绳子承重，可以
18、省力，但费距离，故A错误；Bn=2，不计绳重和一切摩擦且箱子匀速上升时，人对绳子的拉力为：，故B正确；Cn=2，所以箱子上升的速度等于绳子自由端伸长的速度一半，故C错误；D不计绳重和一切摩擦时，此装置的机械效率约为：，故D错误。16如图所示，甲、乙是固定在水平地面上的两个光滑斜面，长度分别为4 m 、5 m，高度相同两个工人分别用沿斜面向上的拉力F甲、F乙把完全相同的工件从斜面底端匀速地拉到斜面顶端，且速度大小相等此过程拉力F甲、F乙所做的功分别为W甲、W乙，功率分别为P甲、P乙，机械效率分别为甲、乙下列说法正确的是（）AF甲F乙54BW甲W乙54CP甲P乙45D甲乙45【答案】A【解析】【详
19、解】A斜面光滑，则不做额外功，所以W有=W总，即Gh=Fs，可得：，故A正确；B因为W有=W总=Gh两斜面高相同，工件也相同，所以两力做功相等，即W甲：W乙=1：1，故B错误；C由A知，F甲F乙54，且速度大小相等根据P= Fv得，P甲：P乙=F甲：F乙=5：4，故C错误；D不做额外功时，两次做功的效率都为100%，所以甲乙1：1故D错误17用图3甲、乙两种方式匀速提升重为100N的物体，已知滑轮重20N、绳重和摩擦力不计则A手的拉力：F甲=F乙；机械效率：甲=乙B手的拉力：F甲F乙；机械效率：甲乙C手的拉力：F甲F乙；机械效率：甲乙D手的拉力：F甲F乙；机械效率：甲乙【答案】D【解析】【详解
20、】由图可知，甲滑轮是定滑轮，使用该滑轮不省力，所以拉力等于物体的重力；乙滑轮是动滑轮，使用该滑轮可以省一半的力，即拉力等于物体和滑轮总重力的一半，则手的拉力：F甲F乙；两幅图中的W有是克服物体重力做的功是相同的，但乙图中拉力做功要克服动滑轮的重力做功，比甲图中做的总功要多，所以结合机械效率公式可知，有用功相同时，总功越大的，机械效率越小；所以选D18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，
21、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；19用四只完全相同的滑轮和两根相同的绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，在绳自由端用大小分别为F1和F2的拉力，将相同的物体匀速提升相同的高度。若不计绳重和摩擦，下列说法不正确的是（ ）AF1大于
22、F2BF1和F2做的功一定相等C甲、乙的机械效率不相等D绳子自由端移动的距离不相等，物体运动时间可能相等【答案】C【解析】【详解】A不计绳重及摩擦，因为拉力：F=（G物+G轮）/n，n1=2，n2=3，所以绳子受的拉力：F1 =（G物+G轮）/2，F2=（G物+G轮）/3，所以F1 F2，故A正确；B不计绳重及摩擦，拉力做的功：W1 =F1s1=（G物+G轮）/22h=（G物+G轮）hW2=F2s2=（G物+G轮）/33h=（G物+G轮）h所以W1=W2，故B正确。C因为动滑轮重相同，提升的物体重和高度相同，W额=G轮h，W有用=G物h，所以利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同，总功相同，因为
23、=W有用/W总，所以滑轮组的机械效率相同，故C错误；D因为绳子自由端移动的距离s=nh，n1=2，n2=3，提升物体的高度h相同，所以s1 =2h，s2 =3h，所以s1s2，故D正确；20工人师傅利用如图所示的两种方式，将均为300N的货物从图示位置向上缓慢提升一段距离F1、F2始终沿竖直方向；图甲中OB=2OA，图乙中动滑轮重为60N，重物上升速度为0.01m/s不计杠杆重、绳重和摩擦，则下列说法正确的是（）A甲乙两种方式都省一半的力B甲方式F1由150N逐渐变大C乙方式机械效率约为83.3%D乙方式F2的功率为3W【答案】C【解析】试题分析：由甲图可知，OB=2OA，即动力臂为阻力臂的2
24、倍，由于不计摩擦、杠杆自重，由杠杆平衡条件可知，动力为阻力的一半，即F1=150N；由图乙可知，n=3，不计绳重和摩擦，则F2=G+G动）/3=（300N+60N）/3=120N，故A错误；甲图中，重力即阻力的方向是竖直向下的，动力的方向也是竖直向下的，在提升重物的过程中，动力臂和阻力臂的比值不变，故动力F1 的大小不变，故B错误；不计绳重和摩擦，则乙方式机械效率为：=W有/W总=W有/W有+W额=Gh/Gh+G轮h=G/G+G轮=300N/300N+60N=83.3%，故C正确；乙方式中F2=120N，绳子的自由端的速度为v绳=0.01m/s3=0.03m/s，则乙方式F2的功率为：P=F2 v绳=120N0.03m/s=3.6W，故D错误，故选C考点：杠杆的平衡条件；滑轮（组）的机械效率；功率的计算
