2021中考物理分类汇编（精简版） 专题10 简单机械

这是一份2021中考物理分类汇编（精简版） 专题10 简单机械，共16页。试卷主要包含了下列属于费力杠杆的是等内容，欢迎下载使用。

A．定滑轮的作用是省力
B．滑轮组机械效率为80%
C．动滑轮的重力为100N
D．拉力F的功率为100W
【答案】B
【解析】A．定滑轮既不省力也不费力，只能改变力的方向，故A错误；
B．有用功为克服物体重力做的功，所以有用功为
连接动滑轮的绳子有两股，物体上升2m，因此绳子自由端移动的距离为4m。所以拉力做的总功为
因此机械效率为

故B正确；
C．对动滑轮和物体做受力分析，向上受到两股绳子拉力，向下受到动滑轮和物体的总重力，因此有
带入数据得

故C错误；
D．拉力的功率

故D错误。
故选B。
2、（2021·重庆市B卷·T7）如图所示，老师在课堂上用自制的滑轮组提升重物，将质量为36kg的重物在5s内匀速提升1m，他对绳的拉力F为200N。不计绳重和摩擦，则下列判断正确的是（ ）
A．动滑轮的重力为20N
B．拉力所做的功为200J
C．拉力做功的功率为40W
D．滑轮组的机械效率为90%
【答案】D
【解析】A．重物的重力
G=mg=36kg×10N/kg=360N
由图可知，重物由2段绳子承担，即n=2，不计绳重和摩擦，动滑轮的重力
G动=2F-G=2×200N-360N=40N
故A错误；
B．绳子自由端移动的距离
s=2h=2×1m=2m
拉力所做的总功
W总=Fs=200N×2m=400J
故B错误；
C．拉力做功的功率

故C错误；
D．有用功
W有=Gh=360N×1m=360J
滑轮组的机械效率为

故D正确。
故选D。
3、（2021·浙江金华·T2）生活中处处有科学。下列日常工具，在使用时属于费力杠杆的是（ ）
A．独轮车B．开瓶器
C．钓鱼竿D．大铡刀
【答案】C
【解析】独轮车、开瓶器和大铡刀的动力臂都大于阻力臂，都是省力杠杆，而钓鱼竿的动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
4、（2021·云南·T8）如图甲所示，用动滑轮将正方体物块从装有水的容器底部缓慢匀速提起，拉力F随提升高度h变化的关系如图乙所示。物块完全离开水面后，动滑轮的机械效率为87.5%，绳重和摩擦忽略不计，下列选项正确的是（ ）
A．物块的边长为0.6m
B．动滑轮重为300N
C．提升物块完全离开水面前，动滑轮的机械效率大于87.5%
D．将物块提升至上表面与水面相平的过程中拉力F做的功为1650J
【答案】D
【解析】A．由图，0.6m开始出水，1.1m完全出水，所以物块边长为0.5m，故A错误；
B．物块完全离开水面后，拉力2000N，动滑轮的机械效率为
解得G=3500N，动滑轮重为
G1=2F-G=2×2000N-3500N=500N
故B错误；
C．提升物块完全离开水面前，因为存在浮力，所以对物体的实际拉力小于重力，所以机械效率小于87.5%，故C错误；
D．将物块提升至上表面与水面相平的过程中拉力F做的功为
W=2F1h1=2×1375N×0.6m=1650J
故D正确。
故选D。
5、（2021·四川泸州·T11）如图所示的滑轮组，动滑轮重3N，物体A在5s内被匀速提升0.5m的过程中，图中绳的拉力均沿竖直方向，滑轮组的机械效率为90%，不计绳重和摩擦，则在本次实验中（ ）
A．若提升更重的物体，滑轮组的机械效率降低
B．物体A的重力为27N
C．绳子自由端的拉力F大小为8N
D．绳子自由端拉力的功率为3W
【答案】BD
【解析】A．用同一滑轮组提升重物时，物重越重，滑轮组机械效率越高，若提升更重的物体，滑轮组的机械效率提高，故A不符合题意；
B．物体A在5s内被匀速提升0.5m的过程中，做的额外功
由滑轮组的机械效率为90%，可知总功
有用功
物体A的重力
故B符合题意；
C．绳子自由端的拉力F大小为
故C不符合题意；
D．绳子自由端拉力的功率
故D符合题意。
故选BD。
6、（2021·四川乐山·T7）下列属于费力杠杆的是
【答案】A
【解析】杠杆的分类，动力臂大于阻力臂，动力小于阻力，为省力杠杆；动力臂小于阻力臂，动力大于阻力，为费力杠杆；动力臂等于阻力臂，动力等于阻力，为等臂杠杆。A为费力杠杆，B、C、D为省力杠杆，故选A。
7、（2021·四川乐山·T15）如图所示，在斜面上将一个重4.5N的物体匀速拉到高处，沿斜面向上的拉力为1.8N，斜面长s=1.2m、高h=0.3m。把重物直接提升h所做的功作为有用功，则
A.有用功为1.35J,机械效率为75％
B.有用功为2.16J,机械效率为62.5％
C.有用功为1.35J,机械效率为62.5％
D.有用功为1.35J,机械效率为100％
【答案】C
【解析】W有用=Gh=4.5N×0.3m=1.35J；W总=Fs=1.8N×1.2m=2.16J；η=W有用/W总=1.35J/2.16J=62.5%。故选C
8、（2021·云南·T20）（1）如图甲所示，木块的长度是__________cm。
（2）在图乙中，画出动力F的力臂l________。
（3）如图丙所示，按照安全用电原则，用笔画线代替导线，将开关、灯泡接入家庭电路中________。
【答案】3.40
【解析】（1）[1]左端在零刻度线，右端在3.40cm，所以长度3.40cm。
（2）[2]延长F的作用线，从O向力的作用线作垂线，垂线段长度为力臂l。
（3）[3]开关在灯和火线之间，灯的另一边接零线。
9、（2021·四川泸州·T20）在泸州市第36届青少年科技创新大赛上，秋雨同学展示了如图所示的“硬币玩转杠杆”装置，活动中使用的硬币完全相同。在刻度均匀的杠杆上放硬币之前，杠杆在水平位置平衡，说明该杠杆的重心在_______点。在A点叠放两枚硬币时，则可在E点叠放_______枚硬币能使杠杆再次水平平衡。保持A点叠放两枚硬币不变，在杠杆上已标出的其余6个点上放硬币，有些点无论放多少枚硬币都无法使杠杆再次水平平衡，这些点是_______。
【答案】D 6 B、C、D
【解析】[1]杠杆在水平位置平衡时，其重心在杠杆的几何中心，即D点。
[2]设杠杆上每两点间的距离为l，每个硬币的重为G，据题意及杠杆的平衡条件有
2G⋅3l=nG⋅l
解得，在E点放置的硬币枚数
n=6枚
[3]保持A点叠放的硬币不变，那么在B、C、D这三点放硬币无法让杠杆两次水平平衡，因为BC两点上放置硬币时，动力和阻力在杠杆的同一侧且力的方向相同，而D点放置硬币时，阻力作用在杠杆的重心上，那么杠杆只受到一个动力的作用，也无法平衡。
10、（2021·四川乐山·T39）工人用如图所示装置从水井中匀速吊起一个重为800N的物体，所用拉力F为250N，20s内物体上升了6m（物体的上表面始终未露出水面），已知动滑轮重20N，绳重及摩擦均忽略不计。求：
（1）20s内绳子自由端A移动的距离；
（2）拉力F做功的功率；
（3）物体在水中所受浮力的大小。
【答案】（1）12m；（2）150W；（3）320N
【解析】
11、（2021·四川遂宁·T17）涪江六桥建筑工地上矗立的塔吊，是用电动机来带动滑轮组提升重物的设备。如何提高滑轮组机械效率，节约电能呢？为此同学们进行了“影响滑轮组机械效率因素”的实验探究，用到的装置如图，实验数据记录如下表所示：

（1）实验中应沿竖直方向 拉动弹簧测力计。
（2）分析表中数据可知：第4次实验是用 图所示装置来完成的。
（3）通过比较1、2两次实验数据可得出：使用同一滑轮组提升相同重物，滑轮组的机械效率与重物上升高度无关。
（4）通过比较 两次实验数据可得出：同一滑轮组提升的物体越重，滑轮组机械效率越高(填实验次数的序号)。
（5）通过比较3、4两次实验数据可得出：不同滑轮组提升相同重物，动滑轮越重机械效率越小。
（6）为提高滑轮组机械效率节约电能，根据以上结论和生活经验，你建议可采取的措
施有（多选） 。
A. 减轻动滑轮重 B. 增加所提物体重
C. 机械加润滑油 D. 增加重物上升高度
【解析】（1）实验时要竖直向上匀速拉动弹簧测力。
（2）第4次实验，绕在动滑轮上绳子的股数n===5，所以第4次实验是用丙图所示装置来完成的。
（4）通过比较1、3两次实验数据可得出：同一滑轮组提升的物体越重，滑轮组机械效率越高。
（6）根据η＝=知，为提高滑轮组的机械效率，可以减轻动滑轮重力、或 机械加润滑油来减小额外功，或 增加所提物体重力增大有用功，增加重物上升高度不能改变机械效率，故ABC项正确。
【答案】（1）匀速 （2）丙 （4）1、3 （6）ABC
12、（2021·浙江丽水·T9）杆秤（如图甲）是我国古老的衡量工具，现今人们仍然在使用。某兴趣小组在老师的指导下动手制作量程为20克的杆秤（如图乙）。
（制作步骤）
①做秤杆：选取一根筷子，在筷子左端选择两点依次标上“A“、“B“；
②挂秤盘：取一个小纸杯，剪去上部四分之三，系上细绳，固定在秤杆的“A”处；
③系秤纽：在秤杆的“B”处系上绳子；
④标零线：将5克的砝码系上细绳制成秤砣，挂到秤纽的右边，手提秤纽，移动秤砣，使秤杆在水平位置处于平衡状态，在秤砣所挂的位置标上“0”；
⑤定刻度：……
（交流评价）
（1）杆秤是一种测量______的工具；
（2）当在秤盘上放置物体称量时，秤砣应从“0”刻度向______侧移动；
（3）步骤④标零线的目的是______；
（4）根据杠杆平衡条件可知，杆秤的刻度是均匀的。定刻度时，小科和小思采用不同的方法，你认为______的方法更合理；
小科：先在秤盘上放1克物体，移动秤砣，使秤杆在水平位置处于平衡状态，在秤砣所挂的位置标上1；然后在秤盘上放2克物体……；按上述方法直到标出所有刻度；
小思：在秤盘上放20克物体，移动秤砣，使秤杆在水平位置处于平衡状态，在秤砣所挂的位置标上20，0和20之间分为20等份，依次标上相应刻度。
【答案】质量 右 避免杆秤自身重力对称量的干扰 小思
【解析】（1）[1]杆秤是利用杠杆平衡原理来工作的，杆上标记的是质量单位，是一种测量质量的工具。
（2）[2]A处挂纸杯，以放置待测物体，B点是系秤纽，0位置是纸杯不装物体，秤砣挂上时，杆秤平衡，若要在纸杯中放物体，根据杠杆平衡条件，秤砣应向右移，增大力臂才能使杠杆再次平衡。
（3）[3]0位置是纸杯不装物体，秤砣挂上时，杆秤平衡，以避免杆秤自身重力影响。
（4）[4]小科的方法测量次数多比较烦琐，小思的方法操作简单，测量20克物体再分成20等份还可以减小误差，所以小思的方法更合理。
13、（2021·浙江湖州·T12）下列是某科学研究小组探究杠杆平衡条件的实验过程：（本实验均使用轻质杠杆）
实验1：在直杠杆水平平衡时（如图甲所示）进行实验记录多组数据得出：F1s1=F2s2（注：s1和s2分别表示支点O到F1和F2的作用点的距离）。在直杠杆倾斜平衡时（如图乙所示）进行实验，也得到了同样的结论。
该结论适用于所有平衡时的杠杆吗？
实验2：科学研究小组用一侧弯曲的杠杆进行如图丙所示的实验，移动钩码，改变钩码数量，记录数据如表，分析表格数据发现上述结论并不成立，但发现一个新的等量关系，即：（待填）s和l（支点到力的作用线的距离）这两个量在研究杠杆平衡条件时，哪个量才是有价值的呢？研究小组的同学观察到：支点到F1的作用点的距离（s1）与支点到F1的作用线的距离（l1）是相等的。研究小组的同学又进行了实验。
实验3：
①移动钩码，使杠杆（待填）并使杠杆处于平衡状态；
②记录F1、s1、l1和F2、s2、l2 ；
③改变钩码数量，移动钩码，记录杠杆处于平衡时的多组F1、s1、l1和F2、s2、l2；
④分析实验数据，得出弯杠杆的平衡条件。
最后，通过科学思维，得出所有杠杆的平衡条件都是： F1l1=F2l2.杠杆的平衡条件可用于解释许多杠杆应用，如用图1方式提升物体比用图2方式省力，就可用杠杆的平衡条件作出合理解释
请回答
（1）在研究一侧弯曲的杠杆时，发现的一个新的等量关系是__________；
（2）将实验3中的①填写完整。___________；
（3）“支点到力的作用线的距离”在科学上被称为_______通过探究杠杆平衡条件的实验，使我们深深认识到建立这一科学量的价值；
（4）用图1方式提升物体比用图2方式省力的原因是___________。
【答案】 倾斜或转动 力臂 图1 的动力臂大于阻力臂，图2的动力臂等于阻力臂
【解析】（1）[1]分析表格中的数据，可以得到一个等量关系：。
（2）[2]实验探究已经研究了杠杆在水平方向平衡的状态，现在应该移动钩码，使杠杆倾斜或转动并使杠杆处于平衡状态，使支点到力的作用点的距离，不等于支点到力的作用线的距离，此时再于去研究原来的等式是否合理。
（3）[3]“支点到力的作用线的距离”在科学上被称为力臂。
（4）[4]用图1方式提升物体比用图2方式省力的原因是：图1 动滑轮的动力臂大于阻力臂，图2定滑轮的动力臂等于阻力臂。
14、（2021·安徽）如图，用滑轮组将一重物竖直向上匀速提升2m，所用拉力F=100N，若该过程中滑轮组的机械效率为80%，则滑轮组对重物做的有用功为______J。
【答案】320
【解析】
滑轮组的动滑轮绕2段绳，绳子自由端移动的距离
s=2h=2×2m=4m
总功
W总=Fs=100N×4m=400J
对重物做的有用功为
W有=W总η=400J×80%=320J
15、（2021·安徽）研究物理问题时，常需要突出研究对象的主要因素，忽略次要因素，将其简化为物理模型。
（1）如图甲，一质量分布均匀的杠杆，忽略厚度和宽度，长度不可忽略，用细线将它从中点悬起，能在水平位置平衡。将它绕悬点在坚直面内缓慢转过一定角度后（如图乙）释放，为研究其能否平衡，可将它看成等长的两部分，请在图乙中画出这两部分各自所受重力的示意图和力臂，并用杠杆平衡条件证明杠杆在该位置仍能平衡；
（2）如图丙，一质量分布均匀的长方形木板，忽略厚度，长度和宽度不可忽略，用细线将它AB边的中点悬起，能在水平位置平衡。将它绕悬点在坚直面内缓慢转过一定角度后（如图丁）释放，木板在该位置能否平衡？写出你的判断依据。
【答案】（1）；见解析；（2）不能平衡；答案见解析
【解析】
（1）设杠杆的中点为O，杠杆与水平方向的夹角为θ，由于杠杆质量分布均匀，且左右两部分等长，因此杠杆左右两部分重力G1=G2，重心分别在两部分的中点处，分别设为O1和O2，则易知OO1=OO2，左右两部分重力的力臂
l1=OO1cs，l2=OO1cs
因此
L1=L2
因此有
G1L1=G2L2
满足杠杆平衡条件，因此杠杆在该位置仍能平衡。
（2）不能平衡，转过一定角度释放的瞬间，木板只受重力和细线的拉力的作用，重力的方向竖直向下，拉力的方向竖直向上；此时木板的重心不在悬点的正下方，重力和细线的拉力不在一条直线上，不是一对平衡力，木板受力不平衡，因此不能平衡。
16、（2021·重庆市A卷·T13）如图所示，ABC是以O为支点的轻质杠杆AB=40cm，OB=30cm，OC=60cm，水平地面上的实心均匀正方体物块M重为80N，用细线与C点相连，在A点用60N的力沿某方向拉杠杆，使M对地面的压力最小，且杠杆处于水平位置平衡，此时细线的拉力为___________N；保持A点的拉力大小和方向以及杠杆的状态不变，要使M对地面的压强变为原来的，可将物块M沿竖直方向切去的质量为___________kg。（忽略支点处的摩擦）
【答案】50 1.75
【解析】[1]绳子对C点的拉力对应的力臂为OC，为定值，作用在A点的拉力为60N，为定值，为使M对地面的压力最小，则应使C点绳子拉力最大，由杠杆平衡公式F1l1=F2l2可知，此时作用在A点的拉力的力臂应最大，作图如下
由勾股定理可求拉力对应力臂为
由杠杆平衡公式可求细线的拉力为
[2]切去之前物块M对地面压强可表示为
设切去质量为m切，则此时M对地面压力和与地面接触面积分别为
此时对地面压强为
又有要使M对地面的压强变为原来的，即
解得
m切=1.75kg
实验次数
钩码重G/N
钩码上升高度h/m
绳端拉力F/N
绳端移动距离s/m
机械效率η
1
2
0.1
1.2
0.3
55.6%
2
2
0.2
1.2
0.6
55.6%
3
4
0.1
1.9
0.3
70.2%
4
4
0.1
1.3
0.5
61.5%
实验次数
F1/N
s1/cm
F2/N
s2/cm
l2/cm
1
1.0
10.0
0.5
21.3
20.1
2
1.5
20.0
1.5
31.7
29.8
3
2.0
30.0
2.5
25.5
24.0