简单机械单元测试题(含答案)
一、简单机械选择题
1．如图甲所示，是建筑工地上的塔式起重机示意图，它是通过电动机带动如图乙所示的滑 轮组起吊物料的．如果这个滑轮组把 6×103N 的重物在 10s 内匀速提升 l0m，绳索自由端的 拉力 F=2.1×103N，不计一切摩擦和绳重，则下列说法中正确的是
A．拉力做的功是 2.1×104J
力做功的功率是：P=W 总/t=6.3×104N/10s=6.3×103 W，故 B 错误；若不计绳重和摩擦，则由
F=（G+G 动）/n 可知，动滑轮的总重是：G 动 =nF-G=3×2.1×103 N-6×103 N=300N，故 C 正
确；拉力做的有用功是：W 有=Gh=6×103 N×10m=6×104 J，滑轮组的机械效率是：η=W 有/W
有 1 个动滑轮（即动滑轮重更小），所以由 W 总=（G 物+G 动）h 可知，甲滑轮组做的总功
小于乙滑轮组做的总功，由 W有 可知，甲滑轮组的机械效率高，故 B 正确，C 错误； W总
D．两物体被提升的高度相同，动滑轮的重力不同，根据 W=G 动 h 可知，甲、乙滑轮组所 做的额外功不相等，故 D 错误． 故选 B． 【点睛】 涉及机械效率的问题时，关键是要清楚总功、有用功、额外功都在哪，特别要清楚额外功 是对谁做的功，使用滑轮或滑轮组时，额外功为提高滑轮做的功、克服摩擦及绳子重做的 功．
B．4 个
不计绳重和摩擦，
．
C．5 个
D．6 个
，
，要使
，则
3．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
11．下图所示的工具中，属于费力杠杆的是：
A．
钢丝钳
B．
起子
C．
羊角锤
D．
镊子
【答案】D 【解析】 【详解】 动力臂小于阻力臂的杠杆属于费力杠杆，四幅图中只有镊子的动力臂是小于阻力臂的，故 应选 D。
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
力和提升的高度（斜面高），根据公式 W＝Gh 可求重力做功，即提升物体所做的有用
功；（3）求出了有用功和总功，可利用公式 η＝ W有用 计算出机械效率；（4）总功减去 W总
有用功即为克服摩擦力所做的额外功，根据 W 额＝fs 求出物体所受斜面的摩擦力．
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
故 B 项不符合题意； CD．绳子自由端移动的速度：
v绳 2v物 2 0.4 m s 0.8 m s
拉力 F 的功率：
P W Fs Fv 100N 0.8m s 80W tt
故 C 项不符合题意，D 项符合题意。
13．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．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。
5．在斜面上将一个质量为 5kg 的物体匀速拉到高处，如图所示，沿斜面向上的拉力为 40N，斜面长 2m、高 1m.（g 取 10N/kg）.下列说法正确的是（ ）
A．物体沿斜面匀速上升时，拉力大小等于摩擦力
B．做的有用功是 5J
C．此斜面的机械效率为 62.5%
D．物体受到的摩擦力大小为 10N
【答案】C
A．缩短上坡过程中所走的路程
C．该杠杆的阻力大小为 0.5N 【答案】B 【解析】
D．动力 F 的大小为1.5N
【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： 1 OA= 1 ×4×2cm=4cm，故 22
A 错误；
B、阻力臂 OB，3×2cm=6cm＞ 1 OA，即阻力臂大于动力臂，该杠杆为费力杠杆，故 B 正 2
8．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 8cm
B．该杠杆为费力杠杆
【解析】
A. 沿斜面向上拉物体时，物体受重力、支持力、摩擦力和拉力四个力的作用，故 A 错误；
B. 所做的有用功：W 有用＝Gh＝mgh＝5kg×10N/kg×1m＝50J，故 B 错误；C. 拉力 F 对物体
做的总功：W
总＝Fs＝40N×2m＝80J；斜面的机械效率为：η＝
W有用 W总
×100%＝
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，F1l1=F2l2，G×OB=F× 1 OA，代入数据，2N×8cm=F×4cm，解得， 2
F=4N，故 D 错误。
9．如图所示，是自卸车的示意图，车厢部分可视为杠杆，则下列分析正确的是
A．B 点是支点，液压杆施的力是动力，货物重力是阻力 B．B 点是支点，物体 A 放在车厢前部可省力 C．C 点是支点，物体 A 放在车厢后部可省力 D．C 点是支点，物体 A 放在车厢前部可省力 【答案】C 【解析】 【详解】
W有用 W总
100
0 0
1200J 1440J
100
0 0
83.3%
，
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
D．先减小后增大
【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，根据杠杆平衡条件可得：F 支•l 支
=G•lG，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 lG 均不
变，所以根据杠杆平衡条件可知，在整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．
总×100%=6×104J/6.3×104J×100%≈95.2%，故 D 错误，故选 C．
2．如图所示，利用动滑轮提升一个重为 G 的物块，不计绳重和摩擦，其机械效率为 60%．要使此动滑轮的机械效率达到 90%，则需要提升重力为 G 的物块的个数为 （ ）
A．3 个 【答案】D 【解析】 【详解】
A．物体上升的速度是 2.5m/s C．拉力 F 的功率为 40W 【答案】D 【解析】 【详解】
B．拉力 F 大小为 400N D．拉力 F 的功率为 80W
A．由 v s 得体的速度： t v h 2m 0.4 m s t 5s
故 A 项不符合题意；
B．图可知，绳子段数为 n 2 ，不计动滑轮及绳自重，忽略摩擦，则拉力： F 1 G 1 200N 100N 22
B．拉力 F 的功率是 2.1×103W
C．该滑轮组的动滑轮共重 300N
D．该滑轮组的机械效率是 80%
【答案】C
【解析】
由图乙知道，滑轮组绳子的有效股数是 n=3，即绳子自由端移动的距离是：
s=3h=3×10m=30m，所以拉力做的功是：W 总=Fs=2.1×103 N×30m=6.3×104 J，故 A 错误；拉
2
3
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；
由
η＝ W有用 W总
可知，机械效率相同，η1＝η2；
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．
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
50J 80J
×100%
＝62.5%，故 C 正确；D. 克服摩擦力所做的额外功：W 额＝W 总−W 有＝80J−50J＝30J，由 W
额＝fs 可得,物体受到的摩擦力：f＝ W额 ＝ 30J ＝15N，故 D 错误．故选 C. s 2m
点睛：（1）对物体进行受力分析，受重力、支持力、摩擦力和拉力；（2）已知物体的重
由图可知车厢绕着点 C 转动,所以 点 C 为支点;
当物体 放在车厢的后部时,动力臂大于阻力臂,因此省力，所以选项 ABD 都不正确，故答案 为 C.
10．如图所示，滑轮组的每个滑轮质量相同，用它们将重为 G1、G2 的货物提高相同的高度 （不计绳重和摩擦），下列说法正确的是
A．用同一个滑轮组提起不同的重物，机械效率不变 B．若 G1＝G2，则甲的机械效率大于乙的机械效率 C．若 G1＝G2，则拉力 F1 与 F2 所做的总功相等 D．若 G1＝G2，则甲、乙滑轮组所做的额外功相等 【答案】B 【解析】 【分析】 （1）同一滑轮组提起重物不同时，所做的额外功相同，有用功不同，根据机械效率为有用 功和总功的比值判断滑轮组机械效率是否变化； （2）滑轮组所做的总功为克服物体的重力和动滑轮重力所做的功，根据 W＝Gh 比较两者 所做总功之间的关系； （3）滑轮组所做的有用功为克服物体重力所做的功，根据 W＝Gh 比较两者的大小，再根 据机械效率为有用功和总功的比值比较两者机械效率之间的关系； （4）根据 W＝Gh 比较有用功的大小． 【详解】 A．用同一个滑轮组提起不同的重物时，额外功不变，但有用功不同，有用功和总功的比 值不同，则滑轮组的机械效率不同，故 A 错误； BC．若 G1=G2，且货物被提升的高度相同，根据 W 有=G 物 h 可知，两滑轮组所做的有用功 相等； 不计绳重和摩擦，拉力所做的总功为克服物体重力和动滑轮重力所做的功，因甲滑轮组只