中考物理简单机械一、简单机械选择题1.如图所示,属于费力杠杆的是A.用镊子夹物品B.用汽水扳子开瓶盖C.用手推车推货物D.用羊角锤起钉子【答案】A【解析】【详解】A、用镊子夹物品时,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆;B、汽水扳子开瓶盖时,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;C、用手推车推货物,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;D、用羊角锤起钉子,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆.故选A.【点睛】此题考查的是杠杆的分类和特点,主要包括以下几种:①省力杠杆,动力臂大于阻力臂;②费力杠杆,动力臂小于阻力臂;③等臂杠杆,动力臂等于阻力臂.2.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75NB.绳子自由端向上移动了4mC.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:η=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η=WW有用总=GhGh G h+动=GG G+动可知滑轮组机械效率变大,故D错误。
3.工人师傅利用如图所示的两种方式,将重均为300N的货物从图示位置向上缓慢提升0.5m。
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.乙方式的有用功是180JD.乙方式F2的功率为3.6W【答案】D【解析】【分析】(1)根据杠杆的特点和动滑轮的特点分析甲乙两种方式的省力情况;(2)根据动力臂和阻力臂的关系分析甲方式F1的变化;(3)根据W有用=Gh可求乙方式的有用功;(4)根据公式P=Fv求出乙方式F2的功率。
【详解】A、甲图,F1为动力,已知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,n=3,不计绳重和摩擦,则211()(30060)120 33F G G N N N=+=⨯+=动,故A错误;B、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为150N不变,故B错误;C、不计绳重和摩擦,乙方式的有用功为:W有用=Gh=300N×0.5m150J,故C错误;D 、乙方式中F 2=120N ,绳子的自由端的速度为v 绳=0.01m/s×3=0.03m/s ,则乙方式F 2的功率为:221200.03/ 3.6F s W P F v N m s W t t====⨯=绳绳,故D 正确。
故选D 。
4.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( )A .75%B .66.7%C .33.3%D .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η=W 有/W 总=300J/400J=75%,故应选A 。
【考点定位】机械效率5.下列关于功率和机械效率的说法中,正确的是( ) A .功率大的机械,做功一定多 B .做功多的机械,效率一定高 C .做功快的机械,功率一定大 D .效率高的机械,功率一定大 【答案】C 【解析】试题分析:根据功、功率、机械效率的关系分析.功率是单位时间内做的功的多少,机械效率是有用功与总功的比值.解:A 、说法错误,功率大,只能说明做功快;B 、说法错误,由于机械效率是有用功与总功的比值,故做功多,不一定机械效率就大;C 、说法正确;D 、说法错误,机械效率高,只能说明有用功在总功中占的比例大. 故选C .6.如图所示,手用F 1的力将物体B 匀速提升h ,F 1做功为300J ;若借助滑轮组用F 2的力把物体B 匀速提升相同高度,F 2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F 2做的功有一部分属于额外功D .F 2做功的功率比F 1做功的功率大 【答案】D 【解析】 【详解】A .根据题意知道,用F 1的力将物体B 匀速提升h ,F 1做的是有用功,即W 有=300J ,借助滑轮组用F 2的力把物体B 匀速提升相同高度,F 2做的是总功,即W 总=500J ,由100%W W η=⨯有用总知道,滑轮组的机械效率是: 300J100%=100%=60%500JW W η=⨯⨯有用总, 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F 2多做一些功,即额外功,故C 不符合题意;D .由WP t=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用的时间,故无法比较功率的大小,故D 符合题意.7.如图所示,用下列装置提升同一重物,若不计滑轮自重及摩擦,则最省力的是A .B .C.D.【答案】C【解析】【详解】A.此图是动滑轮,由动滑轮及其工作特点可知,省一半的力,即F=12 G;B.此图是定滑轮,由定滑轮及其工作特点可知,不省力,即F=G;C.此图是滑轮组,绕在动滑轮上的绳子由3股,则F=13 G;D.此图是滑轮组,绕在动滑轮上的绳子由2股,则F=12 G.由以上可知:在滑轮重及摩擦不计的情况下最省力的是C,C符合题意.8.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.9.如图所示,用相同的滑轮不同的绕法提起相同的重物,摩擦力可以忽略不计,在物体匀速上升的过程中A.甲图省力,机械效率甲图大B.甲图省力,机械效率一样大C.乙图省力,机械效率乙图大D.乙图省力,机械效率一样大【答案】B【解析】【详解】分析甲、乙两图可知,n甲=3、n乙=2;因绳重和摩擦忽略不计,所以由1F GnG=+动()可知,甲图更省力;由η=WW有总=GhGh G h+动可知,甲乙滑轮组的机械效率一样,故选B.10.如图所示,用手沿竖直方向匀速拉一个动滑轮,使挂在下面重为G的物体缓缓上升,动滑轮的重力不可忽略.现改变物体的重力G,则动滑轮的机械效率η与物体重力G的关系可能符合下列图中的A.B.C.D.【答案】B【解析】【详解】动滑轮的重力不可忽略,则克服动滑轮的重和绳与滑轮间的摩擦所做的功为额外功,从摩擦角度考虑,随着物体重力的增加,滑轮与绳子间摩擦会一定程度增大;同时,物重增大,有用功逐渐增大,有用功占总功的比值在增大,所以机械效率逐渐增大,但由于摩擦也在增大,故机械效率η与物体重力G的关系并不成正比,且机械效率逐渐趋近于100%,故B正确符合题意,故选B.11.如图所示的滑轮组上:挂两个质量相等的钩码A B,放手后将出现的现象是(忽略滑轮重,绳重及摩擦)()A.A下降 B.B下降 C.保持静止 D.无法确定【答案】A【解析】分析:利用动滑轮、定滑轮的省力特点分析解答此题。
定滑轮只能改变力的方向,不能省力,动滑轮可以省一半的力。
解答:B所在的滑轮为动滑轮,动滑轮省一半的力,A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B拉起只需A重力的一半即可,所以A下降,B上升。
故选:A。
【点睛】此题考查了动滑轮、定滑轮的省力特点,难点是判断动滑轮和定滑轮,属于基础题目。
12.如图所示,用一滑轮组在5s内将一重为200N的物体向上匀速提起2m,不计动滑轮及绳自重,忽略摩擦。
则A .物体上升的速度是2.5m/sB .拉力F 大小为400NC .拉力F 的功率为40WD .拉力F 的功率为80W【答案】D 【解析】 【详解】 A .由sv t=得体的速度: 2m 0.4m 5sh v t === 故A 项不符合题意;B .图可知,绳子段数为2n =,不计动滑轮及绳自重,忽略摩擦,则拉力:11200N 100N 22F G ==⨯=故B 项不符合题意; CD .绳子自由端移动的速度:220.4m s 0.8m s v v ==⨯=绳物拉力F 的功率:100N 0.8m s 80W W Fs P Fv t t====⨯= 故C 项不符合题意,D 项符合题意。
13.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30°角)动力臂是:12OA =12×4×2cm=4cm ,故A 错误;B 、阻力臂OB ,3×2cm=6cm >12OA ,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 =4×0.5N=2N ,故C 错误;D 、根据杠杆的平衡条件,F 1l 1=F 2l 2,G ×OB =F ×12OA ,代入数据,2N×8cm=F×4cm ,解得,F =4N ,故D 错误。
14.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η甲、η乙.下列说法正确的是( )A .F 甲∶F 乙=5∶4B .W 甲∶W 乙=5∶4C .P 甲∶P 乙=4∶5D .η甲∶η乙=4∶5【答案】A 【解析】 【详解】A .斜面光滑,则不做额外功,所以W 有=W 总,即Gh =Fs ,可得:4554Gh F Gh F ==甲乙,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=5∶4,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η甲∶η乙=1:1.故D错误.15.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()A.5N B.10N C.20N D.40N【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G×0.8m=20N×0.4m解得:G=10N16.如下图所示的四种机械提起同一重物,不计机械自重和摩擦,最省力的是A.B.C.D.【答案】D【解析】【详解】根据题意知道,在不计机械自重和摩擦的条件下使用的简单机械;A.图的杠杆提升重物时,由于动力臂小于阻力臂,所以是费力杠杆,即F>G;B.用图中的杠杆提升重物时,动力臂等于阻力臂,是等臂杠杆,即F=G;C.图中滑轮组承担物重的绳子的有效股数是:n=2,所以,绳端的拉力是:;D.图中滑轮组承担物重的绳子的有效股数是:n=3所以,绳端的拉力是:;综上所述,只有D图中的机械最省力。