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1、2020-2021 年考物理简单机械及答案（word）一、简单机械选择题1 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F 的功率为3W2【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 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
2、， 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：有 /W=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/s 3=0.03m/s，则乙方式 F2 的功率为： P=F2 v 绳=120N 0.03m/s=3
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， 1 2B. W1=W2， 1 2C W1 W2 ,1 2D 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W有功相同；根据 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W总少，机械效率越高。而乙滑轮是动滑轮率越低。即W 12.故选 C
4、.,所以利用乙滑轮做的额外功多,则总功越多,机械效3 如图用同一滑轮，沿同一水平面拉同一物体做匀速直线运动，所用的拉力分别为F2、 F3，下列关系中正确的是F1、A F1 F2 F3B F1 F2 F3C F2 F1F3D F2F1 F3【答案】 D【解析】【详解】第一个图中滑轮为定滑轮，因为定滑轮相当于一个等臂杠杆，不能省力，所以根据二力平衡，此时拉力F 1=f ；第二个图中滑轮为动滑轮，因为动滑轮可省一半的力，1所以根据二力平衡，此时拉力F 2=f；2第三个图中滑轮为动滑轮，由二力平衡可知此时的拉力等于两股绳子向右的拉力，即F3=2 f；由此可得 F 2 F 1 F 3.故 D 正确 .4
5、 山区里的挑夫挑着物体上山时，行走的路线呈“S形”，目的是A加快上山时的速度B省力C减小对物体的做功D工作中养成的生活习惯【答案】 B【解析】斜面也是一种简单机械，使用斜面的好处是可以省力挑物体上山，其实就是斜面的应用，走S 形的路线，增加了斜面的长，而斜面越长，越省力，所以是为了省力故选 B 5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（）A75B 66 7C 333D 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 =W有/W 总
6、 =300J/400J=75%，故应选 A。【考点定位】机械效率6 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 P12，两装置的机械效率分别为12和 P 和 （忽略绳重和摩擦）则下列选项正确的是A F F ； ； P PBF F ； ； P P121212121212C F F ； ；P PD F F ； ； P P121212121212【答案】 A【解析】【详解】不计绳重及摩擦，因为拉力F 1 （ G+G 轮 ）， n12， n2 3，所以绳子受到的拉力分别n
7、为： F11 （ G1+G 轮 ）， F21 （ G2 +G 轮 ），故 F1 F2；故 CD 错误；23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；W有用可知，机械效率相同，由 W总1 2；又因为所用时间相同，由P W 可知，拉力做功的功率 P1 P2，故 B 错误， A 正确t故选 A 7 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： 3G4
8、L=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。8 如图所示，手用 F1的力将物体B 匀速提升1做功为 300J；若借助滑轮组用2的力h， FF把物体 B 匀速提升相同高度，F2 做功为 500J，下列说法错误的是A滑轮组机械效率为60%B两个过程物体B 均匀速运动，机械能增加C滑轮组的自重，绳子和滑轮之间的摩擦等因素导致F2 做的功有一部分属于额外功D F2 做功的功率比F1 做功的功率大【答案】 D【解析】【详解】A根据题意知道，用F1 的力将物体 B 匀速提升 h
9、， F1 做的是有用功，即 W 有 =300J，借助滑轮组用 F2 的力把物体B 匀速提升相同高度， F2 做的是总功，即 W 总 =500J，由W有用W总100%知道，滑轮组的机械效率是：W有用100%= 300J 100%=60% ,W总500J故 A 不符合题意；B由于两个过程物体B 均做匀速运动，所以，动能不变，但高度增加，重力势能增大，而动能与势能之和是机械能，所以机械能增大，故B 不符合题意；C由于需要克服滑轮组的自重及绳子和滑轮之间的摩擦做功，即由此导致F2 多做一些功，即额外功，故C 不符合题意；D由 PWt 知道，功率由所做的功和完成功所需要的时间决定，根据题意不知道完成功所
10、用的时间，故无法比较功率的大小，故D 符合题意9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、 OD ，根据杠杆的平衡条件可得：mAgOC=m B gOD ，由图示可知，OC OD所以 mA mB，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： mA g（ OC L ） =m AgOC mAg L ，右边为： mB
11、g（OD L ） =mB gOD mB g L ，由于 mA mB ，所以 mA g L mB g L；所以： mAgOC mA g L mB gOD mB g L 因此杠杆将向悬挂A 物体的一端即左端倾斜故选 C10 一均匀木板AB， B 端固定在墙壁的转轴上，木板可在竖直面内转动，木板下垫有长方形木块 C，恰好使木块水平放置，如图所示，现有水平力F 由 A 向 B 缓慢匀速推动，在推动过程中，推力F 将A逐渐增大B逐渐减小C大小不变D先增加后减小【答案】A【解析】【详解】以杆为研究对象，杆受重力G 和C 对它的支持力F 支 ，重力的力臂为l G，支持力的力臂为l支，根据杠杆平衡条件可得：F
12、 支 l支 =GlG ，水平力F 由 A 向B 缓慢匀速推动木块，F 支的力臂在减小，重力G 及其力臂l G 均不变，根据杠杆平衡条件可知，在整个过程中支持力在逐渐增大；由于支持力逐渐变大，且力的作用是相互的，所以可知杆对物体C 的压力也逐渐变大，根据影响摩擦力大小的因素可知，C 和木板间、 C 和地面间的摩擦力逐渐增大，木块 C 匀速运动，受到推力和摩擦力是平衡力，推力大小等于摩擦力大小，由力的平衡条件可知，水平推力 F 也逐渐增大，故 A 符合题意， BCD 不符合题意。11 甲升降机比乙升降机的机械效率高，它们分别把相同质量的物体匀速提升相同的高度则（）A乙升降机提升重物做的有用功较多B
13、甲升降机的电动机做的额外功较多C甲升降机的电动机做的总功较少D乙升降机的电动机做的总功较少【答案】 C【解析】【详解】A提升物体质量和高度相同说明甲、乙升降机做的有用功相等，故A 错误；BCD既然甲机械效率高，则说明甲做的额外功少，总功也就少，故BD 错误， C 正确12 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/sB拉力 F 的大小为4NC拉力 F 的功率为 0.45WD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
14、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：s0.2mv0.2m/s ，t1s故 A 错误；B不计绳重和摩擦，则拉力 F1 GG动= 14N 0.5N2.25N ，n2故 B 错误；C拉力做的总功：W 总 =Fs=2.25N0.2m=0.45J，拉力 F 的功率：W总0.45J0.45W ，Pt 1s故 C 正确；D拉力做的有用功W 有 =Gh=4N0.1m=0.4J，滑轮组的机械效率是：W有100%0.4JW总100% 88.9%，0.45J故 D 错误。13 如图所示的装置中,A重100N,物体B重10N,在物体B,A在水平物体的
15、作用下 物体面，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）A1sB 2sC 3 sD 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、
16、不计绳重和滑轮重，物体速直线运动时， 。拉动A 在物体A 向左运动时，B 的作用下向右做匀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。14 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 F3B F1 F2 F3C F2 F1 F3D 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F
17、1=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1一半力所以F 2=f；2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 F 3=2f；故 F2F 1F 3；答案为 D15 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70WB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400JD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
18、力：F= 1 （ G+G 轮 ） = 1 （600N+100N ） =350N，22拉力端移动距离：s=2h=2 2m=4m，总功：W 总=Fs=350N4m=1400J，拉力的功率：W总1400JP=140W；t10s故 A 错；B有用功：W 有用 =Gh=600N2m=1200J，滑轮组的机械效率：W有1200J= 85.7%，W总1400J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 =1400J1200J=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；16
19、下列关于机械效率的说法正确的是（）A越省力的机械，机械效率越高B做功越少的机械，机械效率越低C做功越慢的机械，机械效率越低D总功相同，有用功越大的机械，机械效率越高【答案】 D【解析】【详解】A机械效率是有用功与总功的比值，与机械省力与否无关，故A 错误B机械效率越低，有用功占总功的比例越低，不一定就是做的功少，故B 错误C做功越慢的机械，功率越小功率和机械效率是两个不同的概念，二者没有关系，不能说做功越慢的机械，机械效率越低，故C 错误D由 W有用100% 可知，总功相同，有用功越大的机械，机械效率越高，故D 正W总确17 为探究动滑轮和定滑轮的特点，设计如下两种方式拉升重物，下面关于探究的
20、做法和认识正确的是（ ）A用动滑轮提升重物上升h 高度，测力计也上升h 高度B若拉升同一物体上升相同高度，用动滑轮拉力更小，且做功更少C减小动滑轮质量可以提高动滑轮的机械效率D若用定滑轮拉重物，当拉力竖直向下最省力【答案】 C【解析】【详解】A 用动滑轮提升重物上升 h 高度，因为有两段绳子承重，所以测力计上升2h 高度，故 A错误；B拉升同一物体上升相同高度，用动滑轮时是否省力还取决于动滑轮的重和摩擦力的大小，而因为要提起动滑轮做功，故做功较多，故B 错误；C减小动滑轮质量，可以减小额外功，根据W有用W有用W总可知，可以提高动W有用 +W额外滑轮的机械效率，故 C 正确D用定滑轮拉重物，拉力
21、的力臂为滑轮的半径，所以向各个方向的拉力都相等，故D 错误【点睛】重点理解机械效率为有用功与总功的比，有用功不变，当额外功减小时，总功减小，所以机械效率会提高“F作用下水平平衡，如图所示，现将弹簧测18 在探究 杠杆平衡条件实验中，杠杆在力力计绕 B 点从 a 位置转动到 b 位置过程中，杠杆始终保持水平平衡，则拉力F 与其力臂的乘积变化情况是（）A一直变小【答案】 CB一直变大C一直不变D先变小后变大【解析】【详解】将测力计绕B 点从a 位置转动到b 位置过程中，钩码的重力不变，其力臂OA 不变，即阻力与阻力臂的乘积不变；由于杠杆始终保持水平平衡，所以根据杠杆的平衡条件FlF l1 12 2
22、可知，拉力F 与其力臂的乘积也是不变的【点睛】重点是杠杆平衡条件的应用，要理解当力与杠杆垂直时，力臂是最长的，倾斜后力臂会变短，正是由于杠杆保持平衡，所以力臂减小的同时，拉力要增大19 下图为“测滑轮组机械效率”的实验在弹簧测力计拉力作用下，重匀速上升 0.1m ，弹簧测力计示数如图示（不计绳重与摩擦）下列说法错误的是6N 的物体（2s 内）A弹簧测力计的拉力是2.4NB物体上升的速度为0.05m/sC弹簧测力计拉力的功率为0.12WD滑轮组的机械效率约83.3【答案】 C【解析】分析：由图可知使用滑轮组承担物重的绳子股数n，拉力端移动的距离，利用求拉力做的总功，再利用求功率；已知物体的重力和
23、上升高度，利用求有用功，滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比。解答：由图可知，弹簧测力计的拉力是2.4N ，故 A 正确；物体2s 内匀速上升0.1m ，物体上升的速度为，故 B 正确； n=3，拉力端端移动距离，拉力做的总功为：；拉力的功率为：，故 C 错误；拉力做的有用功为：；滑轮组机械效率为：。故 D 正确；故答案为C【点睛 】本题考查了使用滑轮组时有用功、总功、功率、机械效率的计算，根据题图确定n 的大小（直接从动滑轮上引出的绳子股数）是本题的突破口，灵活选用公式计算是关键。20 内有少量饮料的罐子可以斜放在水平桌面上保持平衡下列四个图中，能正确表示饮料罐（含饮料）所受重力的示意图是（
24、）ABCD【答案】 A【解析】【详解】重力的方向始终竖直向下，故CD 错误；根据题意，内有少量饮料的罐子可以斜放在水平桌面上保持平衡，根据杠杆的平衡条件知，只有重力的作用线经过支点时，罐子才会保持平衡，故A 正确， B 错误故选 A【点睛】关键是根据杠杆的平衡条件分析，理解当一个力通过支点时，此力的力臂为零，对杠杆起不到任何作用，即原来平衡的杠杆会仍然平衡21 如图所示的是工人在平台上通过滑轮组向上拉起重物G 的情景已知重物G 所受的重力为700 N，当他沿水平方向用400 N的力拉重物G 时，重物G 恰好做匀速直线运动不计绳重及摩擦，下列说法正确的是A该滑轮组的动滑轮所受的重力为100 NB
25、若工人拉动绳子的速度为0.5 m/s ，则 4 s 后，绳子的拉力所做的功为1 400 JC当工人用等大的力使绳子以不同速度匀速运动，且绳端运动相同的距离时，工人所做的功大小不同D若将重物G 换为质量更大的物体，则在不改变其他条件的情况下，工人将更省力【答案】 A【解析】1A、不计绳重及摩擦，动滑轮组进行受力分析，F（ G物G动），2滑轮组的动滑轮所受的重力：G动 =2F- G物=2400N-700N=100N，故 A 正确；B、绳子移动的距离，s=vt =0.5m/s 4s=2m，绳子的拉力所做的功：W=Fs=400N2m=800J，故B 错误；C、工人所做的功，等于绳子的拉力与绳子移动距离
26、的乘积，与绳子的不同速度无关，大小W=Fs，工人所做的功相同，故 C错误；1D、不计绳重及摩擦，动滑轮组进行受力分析，F（ G物G动），当重物 G换为质量更2大的物体时， F 将变大，更费力，故D 错误故选 A22 某建筑工地要将同一个箱子从地面搬上二楼，如果分别采用如图所示的两种方式搬运， F1 和 F2 做功的情况，以下判断正确的是（）A两种方式机械效率一定相等B两种方式功率一定相等C两种方式所做的总功一定相等D两种方式所做的有用功一定相等【答案】 D【解析】【详解】A有用功相同，总功不同，机械效率等于有用功和总功的比值，所以机械效率也不同，故 A 错误B搬运时间不知道，无法比较功率的大小
27、，故B 错误C但额外功不同，总功等于额外功与有用功之和，所以总功不同，故C 错误，D两只搬运方式所做的有用功根据公式W=Gh 可知是相同的，故D 正确23 如图所示，杠杆上分别放着质量不相等的两个球，杠杆在水平位置平衡，如果两球以相同速度同时匀速向支点移动，则杠杆A仍能平衡B不能平衡，大球那端下沉C不能平衡，小球那端下沉D无法判断【答案】 C【解析】【详解】开始时两球平衡，即力矩相等；当运动时，两球速度相同，则在相同时间内移动的距离相同，大球的力矩减少的快，则大球力矩会小于小球力矩，杠杆向小球那端下沉24 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
28、判断正确的是（）A杠杆仍能平衡B杠杆不能平衡，左端下沉C杠杆不能平衡，右端下沉D无法判断【答案】 C【解析】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、 OD ，根据杠杆的平衡条件可得：mAgOC=m B gOD ，由图知OC OD所以 mA mB ，当向支点移动相同的距离L 时，两边的力臂都减小L ，此时左边的力矩为：mA g（ OC- L ）=m AgOC-m A g L ，右边的力矩为：mB g（ OD- L ） =m B gOD-m B g L ，由于 mA mB ，所以 mA g LmB g L ；所以： mA gOC-m
29、 Ag L mBgOD-m Bg L 因此杠杆不能平衡，将向悬挂B 物体的一端即右端下沉。故 C 正确为答案。25 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，1F（ GG动）；n（ 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 F1G动），由图知， n 甲=3， n 乙=2，（ Gn所以 F 甲F 乙，甲图省力；（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W 有用100% 可知，两滑轮组的机械效率相同W 总故选 D