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1、2020-2021 年简单机械试题集一、简单机械选择题1 用如图甲所示的装置来探究滑轮组的机械效率与物重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 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2ND当 G 物=6N 时，机械效率=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=知：机械效率一定小于
2、1，即同一滑轮组机械效率 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=可知，两装置的机械效率相同，即1=2故B 错误；C、由图可知，G=12N ，此时 =80%，则=，即 80%=，解得 G 动 =3N ，故C 错误；D、 G 物 =6N 时，机械效率=100%=100%=100%= 100% 66.7%故 D 正确故选 D 2 如图
3、是抽水马桶水箱进水自动控制的结构原理图，AOB为一可绕固定点O 转动的轻质杠杆，已知 OA : OB 1: 2 ， A 端用细线挂一空心铝球，质量为2.7kg 当铝球一半体积浸在水中，在 B 端施加 3.5N的竖直向下的拉力F 时，杠杆恰好在水平位置平衡（ 铝 2.7 103 kg / m3， g 10 N / kg ）下列结果正确的是A该铝球空心部分的体积为1 10 3 m3B该铝球的体积为310 3 m3C该铝球受到的浮力为D该铝球受到的浮力为【答案】 C【解析】【分析】20N40N根据密度的公式得到铝球实心部分的体积，根据杠杆的平衡条件得到A 端的拉力，铝球在水中受到的浮力等于重力减去A
4、 端的拉力，根据阿基米德原理求出排开水的体积，从而得出球的体积，球的体积减去实心部分的体积得到空心部分的体积【详解】铝球实心部分的体积：V实m2.7kg110 3 m3，2.7103 kg / m3由杠杆平衡的条件可得：FAOA=F BOB， FAOB FB23.5N7N ，OA1铝球受到的浮力： F浮GF mgF 2.7kg 10N / kg7N20N ，铝球排开水的体积：V排F浮20N2 10 3 m3 ，水 g10N / kg1 103 kg / m3铝球的体积： V球2V排2 210 3 m34 103 m3 ，则空心部分的体积：V空V球V实410 4 m31 10 3 m33 10
5、3 m3 【点睛】本题考查杠杆和浮力的题目，解决本题的关键知道杠杆的平衡条件和阿基米德原理的公式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F1、F2、 F3，下列关系中正确的是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
6、得 F 2 F 1 F 3.故 D 正确 .4 下列几种方法中，可以提高机械效率的是A有用功一定，增大额外功B额外功一定，增大有用功C有用功一定，增大总功D总功一定，增大额外功【答案】 B【解析】【详解】A机械效率是有用功和总功的比值，总功等于有用功和额外功之和，所以有用功一定，增大额外功时，总功增大，因此有用功与总功的比值减小，故A 不符合题意；B额外功不变，增大有用功，总功变大，因此有用功与总功的比值将增大，故B 符合题意；C有用功不变，总功增大，则有用功与总功的比值减小，故C 不符合题意；D因为总功等于有用功和额外功之和，所以总功一定，增大额外功，有用功将减小，则有用功与总功的比值减小，
7、故 D 不符合题意5 利用如图所示的滑轮组提起一个重为2000N 的物体，绳子自由端的拉力F=600N。10s内物体被匀速提升2m。不忽略绳重和机械部件间的摩擦，则下列说法中正确的是A动滑轮总重为400NB绳子自由端移动的速度为0.8m/sC拉力 F 做功为 6000JD增加物体被提升的高度可提高该滑轮组的机械效率【答案】 B【解析】【详解】A由图知道，承担物重的绳子是四段，即n=4，若忽略绳重及摩擦，则拉力是：1F G G动 ，4由此可得动滑轮的总重是：G动4FG =4600N2000N=400N，由于是不忽略绳重和机械部件间的摩擦，故A 错误；B绳子自由端移动的距离是：s=4h=4 2m=
8、8m ，绳子自由端移动的速度是：s8mv0.8m/s ，t 10s故 B 正确；C拉力做的功是：W 总 =Fs=600N 8m=4800J，故 C 错误；D该滑轮组的机械效率是：W有用GhGhG=FsF 4h4F ，W总即机械效率与高度无关，所以，增加物体被提升的高度不可能提高该滑轮组的机械效率，故 D 错误。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 8mB物体 A 重力做功的功率为10
9、00WC物体 A 克服摩擦力做的功为 480JD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 =34m=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=300N4m=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=300N4m=1200J，拉力 F 所做的总功 W 总=Fs 绳子 =120N12m=1440J，所以滑轮组的机械
10、效率W有用100001200J100 0083.3% ，W总1440J故 D 正确为答案。7 如图所示，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，恰好使木板水平放置现有水平拉力F 拉木块C，在粗糙水平地面上由 B 向A 缓慢运动过程中，拉力F 将A变小B不变C逐渐增大【答案】 AD先减小后增大【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 ，根据杠杆平衡条件可得：F 支 ?l 支=G?l G，水平力 F 由 B 向 A 缓慢匀速推动木块， F 支的力臂在增大，重力 G 及其力臂 l G 均不变，所以根据杠杆平衡条件可知，在整
11、个过程中支持力在逐渐减小；由于支持力逐渐减小，且力的作用是相互的，所以可知杆对物体C 的压力也逐渐减小，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减小，拉力和摩擦力是平衡力，由力的平衡条件可知，水平拉力F 也逐渐减小8 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
12、也就少，故BD 错误， C 正确9 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0.5ND动力 F 的大小为1.5N【答案】 B【解析】【详解】A、当动力在 A 点斜向下拉（与水平方向成1130角）动力臂是：OA= 4 2cm=4cm，故22A 错误；B、阻力臂 OB， 3 2cm=6cm1B 正OA，即阻力臂大于动力臂，该杠杆为费力杠杆
13、，故2确；C、该杠杆的阻力大小为：G=4 0.5N=2N，故 C 错误；D、根据杠杆的平衡条件，F l =F l ， GOB=F OA，代入数据， 2N 8cm=F 4cm，解得，1 12 212F=4N，故 D 错误。10 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，
14、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。11 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】
15、A根据图示可知，n=2，不计绳重和摩擦，拉力：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：P= W总 = 1400J =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
16、功的比值变小，故滑轮组的机械效率变小，故D 错；12 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 OCOD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，
17、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。13 如图所示，工人用 250N 的力 F 将重为 400N 的物体在 10s 内匀速提升 2m，则此过程中A工人做的有用功为800JB工人做的总功为500JC滑轮组的机械效率为60%D拉力做功的功率为20W【答案】 A【解析】【详解】A工人做的有用功：W有Gh 400N 2m 800J ，A 选项正确。B绳子的自由端移动的距离是4m ，工人做的总功：W总Fs250N4m1000J ，B 选项错误。C滑轮组的机械效率：W有800J80% ，W总1000JC 选项错误。D拉力做功的功率：W1000JP100W ，t10sD 选项错误。1
18、4 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】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W有轮的重力做功，比甲图中做的总功要多
19、，所以结合机械效率公式可知，有用功相W总同时，总功越大的，机械效率越小；所以选 D15 如图所示，斜面长 3m ，高沿斜面向上匀速拉到顶端，拉力是0.6m ，建筑工人用绳子在150N（忽略绳子的重力6s 内将重 500N 的物体从其底端）则下列说法正确的是A斜面上的摩擦力是50NB拉力的功率是50WC拉力所做的功是【答案】 A300JD斜面的机械效率是80%【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 W 求拉力做功功率；（3）由 W有求斜面的机
20、械效率tW总【详解】AC. 拉力 F 做的功： W 总 Fs150N3m 450J；有用功： W 有用 Gh 500N0.6m 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： fW额150 JW总450J50N，故A正确、C错误； B. 拉力的功率：Ps3mt6s75W ，故 B 错； D.斜面的机械效率：W有 300J100%66.7%，故 D 错误故W总 450J选 A 16 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
21、提升相同的高度（不计绳重和一切摩擦）下列说法正确的是（）A拉力 F1 小于拉力F2B甲、乙两滑轮组的机械效率相同C甲、乙两滑轮组中的动滑轮都是费力机械D甲、乙两滑轮组中绳子自由端移动的距离相等【答案】 B【解析】【详解】不计绳重及摩擦，因为拉力F= （ G 物+G 动 ）， n1=2， n2=3 ，所以绳端的拉力：F1= （ G 物+G 动 ）， F2 = （ G 物+G 动 ），所以 F1 F2，故 A 错误；因为动滑轮重相同，提升的物体重和高度相同，W 额=G 动 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，则总功相同；因为=，所以两滑轮组的机械效率相同，故 B
22、 正确；使用动滑轮能够省力，动滑轮为省力杠杆，故C 错误；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，s =3h，则 s s，故 D 错误；21217 如图所示，在水平拉力F 的作用下，使重300N的物体在水平桌面上以0.lm/s的速度勻速运动时，物体与桌面的摩擦力为60N（不计绳重、动滑轮重及摩擦），F 及其功率的大小分別为（）A20N 2WB 20N 6WC 60N 2WD 30N 6W【答案】 B【解析】【详解】由图可知，与动滑轮相连的绳子段数为3，则绳端的拉力：F=f/3=60N/3=20N；绳子自由端的速度为：v 绳 =3v 物
23、 =30.1m/s=0.3m/s；则拉力F 的功率为： P=Fv 绳=20N 0.3m/s=6W；故 ACD 错误， B 正确 18 下图是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式（不计机械重和摩擦），其中所需动力最小的是（ ）ABCD【答案】 D【解析】【详解】在 A 的斜面中，存在F 14m=G2m，故 F1 =G2；在 B 的滑轮组中，n=3，故 F2= G ；在 C3的定滑轮中，不省力，故F3=G；在 D 的杠杆中，存在F44l=Gl，故 F 4= G ；可见所需动4力最小的是D 19 如图所示，每个滑轮的重力相等，不计绳重和摩擦力，G160N，G2 38N，甲乙两种情况下绳子在相等拉力
24、F 作用下静止。则每个动滑轮的重力为（）A3NB 6NC 11ND 22N【答案】 B【解析】【分析】分析可知滑轮组承担物重的绳子股数n，不计绳重和摩擦力，拉力F 1 （ G+G 轮 ），因为n拉力相同，据此列方程求动滑轮的重力。【详解】由图知，承担物重的绳子股数分别为：n13， n2 2，滑轮的重力相等，设动滑轮的重力为 G 轮，不计绳重和摩擦力，则拉力分别为：F11 （G1+G轮 ）， F21 （ G2轮），3+G2由题知 F121（ G1轮 ） 1 （ G2+G轮），即： 1（ 60N+G 轮 ） 1（ 38N+G F ，所以3+G232轮），解答动滑轮的重力：G 轮 6N 。故选： B
25、。20 农村建房时，常利用如图所示的简易滑轮提升建材。在一次提升建材的过程中，建筑工人用 400N 的拉力，将重600N 的建材在10s 内匀速提高3m。不计绳重及摩擦，则下列判断正确的是（）A该滑轮的机械效率=75%B滑轮所做的有用功为1200JC滑轮自身的重力为【答案】 A100ND绳子自由端移动的距离大小为3m【解析】【详解】AB滑轮所做的有用功为：W 有用 =Gh=600N3m=1800J，因为是动滑轮，所以拉力移动的距离是物体提高距离的2 倍，即6m，则拉力做的总功为：W 总=Fs=400N6m=2400J，所以动滑轮的机械效率为：W有用 100%= 1800J 100%=75% ，
26、W总2400J故 A 正确， B 错误；C不计绳重及摩擦，则拉力为：1F（ GG动），2那么动滑轮的重为：G 动 =2F-G=2400N-600N=200N，故 C 错误；D由图知，使用的是动滑轮，承担物重的绳子股数n=2，绳子自由端移动的距离为：s=nh=2 3m=6m，故 D 错误；故选 A。21 分别用如图所示的两个滑轮组，将同一物体提升到相同高度若物体受到的重力为100N，动滑轮的重力为20N在把物体匀速提升1m的过程中，（不计绳重和摩擦）下列说法正确的是A甲、乙两滑轮组所做的有用功都是100JB甲滑轮组所做的有用功为200J ，乙滑轮组所做的有用功为300JC甲、乙滑轮组中绳子的自由
27、端的拉力相等D甲、乙两滑轮组的机械效率不相等【答案】 A【解析】（ 1）甲乙两滑轮组所提的重物相同、上升的高度相同，根据 W=Gh可知两滑轮组所做的有用功相同，则W有 =Gh=100N1m=100J，故A 正确、 B 不正确（2）由图可知滑轮组绳子的有效股数n 甲 =2， n 乙 =3，动滑轮的个数和重力以及物体的重力相同，1根据 F（ G物 G动）可知，两滑轮组绳子自由端的拉力不相等，故 C不正确， n（ 3）不计绳重和摩擦时，滑轮组的额外功是由克服动滑轮重力所做的功，根据 W=Gh可知，动滑轮重和上升高度相同时，两者的额外功相等，即 W额=G动 h=20N1m=20J，W总 =W有 +W额
28、 ，两滑轮组的总功相同，即W总 =100J+20J=120J ，根据W有W有100J83.3% ，故 D 错可知，两滑轮组的机械效率相等，均为W总W总120J误故选 A22 用如图甲所示的装置来探究滑轮组的机械效率与物重 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随 G 物的增大而增大，最终将达到100%B当 G 物 =12N 时，弹簧测力计读数为5NC此滑轮组动滑轮的重力为4ND G 物 不变，改变图甲中的绕绳方式，滑轮组机械效率将改【答案】 B【解析】【分析】（ 1）使用机械时，人
29、们为完成某一任务所必须做的功叫有用功；对完成任务没有用，但又不得不做的功叫额外功；有用功与额外功之和叫总功。有用功与总功的比值叫机械效率；（ 2）不计绳重和摩擦，结合图中信息，根据W有用W有GhGG 物 =12N 时弹W总W有 W额求得动滑轮的重力，再计算Gh G动h G G动簧测力计读数；（ 3） G 物 不变，改变图甲中的绕绳方式，分别将同一物体匀速提高到相同高度，做的有用功相同；克服动滑轮做的额外功相同，由此分析机械效率的变化情况。【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做额外功，所以总功一定大于有用功；机械效率一定小于1，即同一滑轮组机械效率随 G 物的增大
30、而增大，但最终不能达到和超过100%，故 A 错误；BC 、由图可知， G=12N ，此时 =80%，不计绳重和摩擦，W有用W有GhG，W总W有W额Gh G动 h G G动12N80% ，即：12N G动解得动滑轮的重力：G 动=3N ，故 C 错误；G 物 =12N 时，弹簧测力计读数：F1 （ G物 G动）1 （12N3N ） 5N ，故 B 正确；33D、 G 物 不变，改变图甲中的绕绳方式，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，总功相同，则两装置的机械效率相同。故D 错误。故选： B。23 如图所示，某人用
31、扁担担起两筐质量为m1 、m2 的货物，当他的肩处于O 点时，扁担水平平衡，已知l1l 2，扁担和筐的重力不计。若将两筐的悬挂点向O 点移近相同的距离l，则A扁担仍能水平平衡B扁担右端向下倾斜VC要使扁担恢复水平平衡需再往某侧筐中加入货物，其质量为（m2- m1）ll1l 2VD要使扁担恢复水平平衡需再往某侧筐中加入货物，其质量为（m2- m1）lVll2【答案】 D【解析】【详解】AB 原来平衡时， m1gl1=m2gl2，由图知， l1l2，所以 m1 m2，设移动相同的距离 ?l，则左边： m11- =1 1-1g（ lm gll）m g l，右边： m2g（l2- l） =m2gl2- m2gl，因为 m12，所以 m12mlg mlg，则 m1（ l1 - l ）g m2（ l2 - l） g，则杠杆的左端向下倾斜，故 AB 错误；CD因为 m1（ l1- l） gm2（ l2- l） g，故往右边加入货物后杠杆平衡，即： m1（ l1 - l） g=（ m2+m）（ l2- l） g，且 m1gl1=m2gl2，得 m=（m2- m1 ）Vl，故 C 错误， D 正确。l2Vl24 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B B 下