07简单机械及机械效率-江苏省无锡市五年（2018-2020）中考物理真题分类汇编

这是一份07简单机械及机械效率-江苏省无锡市五年（2018-2020）中考物理真题分类汇编，共13页。试卷主要包含了填空题，作图题，综合题等内容，欢迎下载使用。
07 简单机械及机械效率-江苏省无锡市五年（2018-2020）中考真题分类汇编一、填空题1．（2022·江苏无锡·中考真题）杆秤是我国古代劳动人民的一项发明，是各种衡器中历史最悠久的一种，称量物体质量时，它相当于一个____________（填简单机械名称）。某杆秤的示意图如图所示，C处是秤钩，A、B位置各有一个提纽，BC=7cm，秤砣质量为0.5kg。提起B处提纽，秤钩不挂物体，将秤砣移至D点，杆秤恰好水平平衡，BD=1cm；将质量为2.5kg的物体挂在秤钩上，提起B处提组，秤砣移至最大刻度E处，杆秤再次水平平衡，则BE=____________cm。若要称量质量更大的物体，应选用____________处提纽。2．（2021·江苏无锡·中考真题）小红和小华用一只弹簧测力计，一根长度为1m、质量为1.2kg粗细均匀、质量均匀分布的圆柱型螺纹钢AB，一只金属筐，制成了如图所示的机械装置。制作时，她们将金属筐系于螺纹钢上的B端，当悬挂螺纹钢的钢索在螺纹钢上的悬吊点移至O点时，螺纹钢在水平位置平衡，测得OB＝4cm，则金属筐的质量为______kg。称重时，将重物放入金属筐中，用弹簧测力计竖直向下拉住螺纹钢的A端，便之再次在水平位置平衡，此时弹簧测力计示数为15N，则重物的质量是______kg。若在她们制作的装置中仅将弹簧测力计换成质量为1kg的“秤砣”，制成杆秤，从O点开始，沿OA每隔1cm标出对应的质量刻度，则该杆秤的分度值为______kg。（g取10N/kg）3．（2019·江苏无锡·中考真题）小红利用杠杆制成一种多功能杆秤，使用前，杠杆左端低，右端高，应将平衡螺母向 ________ 调节，直到杠杆处于水平平衡．她取来质量均为100g的实心纯金属块a和b、合金块c（由a、b的材料组成），她将a挂在A处，且浸没于水中，在B处挂上100g钩码，杠杆恰好处于水平平衡，如图所示，测得OA=50cm，OB=40cm，则a的密度为 ________ ．接下来，她分别将b、c挂于A处并浸没于水中，当将钩码分别移至C、D处时，杠杆均水平平衡，测得OC=30cm，OD=34cm；则金属块c中所含金属a和金属b的质量之比为 ________ ．（ρ水=1.0×103kg/m3）二、作图题4．（2022·江苏无锡·中考真题）按要求作图：（1）如图甲所示，一束光斜射向水面，请画出它的反射光线及折射光线的大致位置；（2）如图乙所示，杠杆处于水平平衡，支点为O，请画出A点处所受拉力F1及其力臂l1；（3）根据图丙中小磁针静止时的指向，标出通电螺线管磁感线的方向和电源左端的极性（“+”或“-”）。三、综合题5．（2021·江苏无锡·中考真题）图甲是某居民楼前的无障碍通道，一位中年人正用轮椅推着他年迈的母亲缓缓上行，图乙是该通道斜面示意图。为了解中年人推轮椅时所用力的大小，小红和小华进行了探究。她们从斜面底端A点沿斜面确定了相距1m处的B点。（g取10N/kg）（1）使刻度尺“0”刻度线与水平地面对齐，正确测量B点高度，结果如图乙，为______cm；（2）选用车轮与轮椅相同材质、花纹的小车为研究对象，进行了如下操作：①正确使用弹簧测力计，测出小车重为2.0N；②将弹簧测力计与斜面平行放置并______，然后沿斜面方向匀速拉动小车，如图乙所示，弹簧测力计示数为______N；③计算出将小车从A点拉到B点的过程中，拉力所做的功为______J；利用斜面将小车从水平地面提升到B点时的机械效率为______；（3）在小车上逐渐添加重物，测出小车的总重G，测出沿斜面匀速拉动小车需要的力，计算出拉小车从A点到B点所做的功W1；计算出竖直向上将小车从水平地面提升到B点所做的功W2。以功为纵坐标，以小车总重为横坐标，建立平面直角坐标系，作出W1和W2与小车总重G的关系图像，分别如图丙中的线段a和b；①由图像可知：用该通道斜面提升物体时的机械效率与物重______（选填“有关”或“无关”）；②若这位母亲的质量为50kg，所坐的轮椅质量为20kg，则中年人用沿着通道斜面方向的力推轮椅匀速上坡时，力的大小为______N。6．（2020·江苏无锡·中考真题）如图所示，在科普节目《加油，向未来》中，有一项对抗性实验，甲、乙两人站在平衡板上。滑轮组将平衡板提升至一定高度后。两人在平衡板上挪动，并保持平衡板平衡。若甲的质量为55kg，乙的质量为45kg。平衡板质量为900kg，且质量分布均匀，重心在点。(1)当平衡板在水平地面上时，甲静止站在平衡板上，与板的接触面积为，则甲对平衡板的压强为______？(2)甲、乙两人竖直站在平衡板上，滑轮组将平衡板匀速提升至离地面的高度处，提升过程中平衡板始终保持水平平衡，拉力为6250N，求在此过程中：①平衡板提升两人所做的功为______？②在提升平衡板和人的过程中，滑轮组的机械效率为______？(3)当甲、乙两人竖直站立在图中、位置时，平衡板在空中处于水平平衡。甲、乙两人从图中位置同时向平衡板左，右两侧沿同一直线向相反方向缓慢挪动至、竖直站立时，平衡板也恰好处于水平平衡，则两人挪动的距离和之比为______。7．（2019·江苏·中考真题）在更换家用轿车的轮胎时，剪式千斤项是一种常用工具，图中是某型号剪式千斤顶的结构示意图．使用时，将底部支撑台置于水平地面，保持千斤顶竖直，将顶升置于汽车车身下，用手摇动板手使板手绕O点不断旋转，带动丝杆转动．通过杠杆水平拉动左端铰链，使支架向内收缩，顶升升高，从而将汽车车身顶起，丝杆上刻有梯形扣，图乙是梯形扣的实物图． （1）该型号的剪式千斤顶是由一些简单机械组合而成的，在顶起车身的过程中，丝杆上的梯形扣属于下列哪一种简单机械？ ________A．滑轮 B．滑轮组 C．杠杆 D．斜面（2）现使用该剪式千斤顶更换轮胎，顶起汽车车身后，若顶升受到车身竖直向下的压力大小始终为10000N，且等于顶升对车身的支持力，千斤顶自身重量忽略不计．①若底部支撑台与地面接触面积为0.04m2，顶起汽车车身后手不再用力，则千斤顶对地面产生的压强是多大 _____ ？②顶起汽车车身后，为了方便更换轮胎，需要继续摇动扳手，使顶升继续升高一段距离，若人摇动扳手使顶升在lmin内升高12cm，用千斤顶顶起车身时的机械效率为80%，则人做功的功率是多大 ______ ？8．（2018·江苏无锡·中考真题）小红和爸爸散步时，看见小区内的一种健身器械坐拉器，如图甲所示，为了对它进行研究，小红简化了它的结构，画出了它的模型图，如图乙所示．她发现坐在坐拉器座椅上的人，用力向下拉动手柄A时，操作杆AB会绕着转轴O转动，连杆BD拉动杆OC绕转轴O转动，将座椅向上抬起，（g取10N/kg）（1）小红让爸爸静止坐在坐拉器的座椅上，小红竖直向下拉动手柄，将爸爸抬起经过测量，手柄竖直向下移动30cm，座椅竖直升高9cm，用时5s①小红利用坐拉器抬起爸爸时，以下说法正确的是____A．可以省功B．一定定费力C．爸爸越重，坐拉器的机械效率越高D．爸爸被抬得越高，坐拉器的机械效率越高②若爸爸的质量为60kg，利用坐拉器抬起爸爸的机械效率为90%，则小红抬起爸爸所做功的功率为多少____？（2）小红想通过图乙的模型，估算自己坐在坐拉器上抬起自己的拉力．图乙中OA：OB＝6：1，O′C：O’D＝2：1，此时AB杆处于水平位置，BD杆垂直于杆AB和O′′C，BD杆对AB和OC杆的拉力均沿着BD，且大小相等．若手臂对手柄A的拉力方向和人的重力方向视作同一直线，物体间相互作用力的大小相等、方向相反，忽略坐拉器的自重、转动是的摩擦和座椅的尺度，若小红的质量为40kg，则此时小红让自己保持图乙的状态，需要对手柄A施加竖直向下的拉力为多大____？
参考答案：1．     杠杆     34     A【解析】【详解】[1]杆秤在使用时是一个绕支点转动的硬棒，相当于一个杠杆。[2]杠杆前后两次在水平位置平衡，根据杠杆平衡条件，动力与动力臂的乘积等于阻力和阻力臂的乘积，在挂物体前挂上物体后上下两式相减有则[3]若要称量质量更大的物体，根据杠杆平衡条件，在杆秤长度一定时，应选用A处的提纽，这样可以减小阻力臂，增大动力臂，在秤砣重力一定时称量质量更大的物体，使杠杆仍旧平衡，所以应选用A处的提纽。2．     13.8     36     0.25【解析】【分析】【详解】[1]螺纹钢重力G=mg=1.2kg×10N/kg=12N因为质量均匀分布，所以重力作用在重心位置，即中点，重心到O距离为L1=0.5m-0.04m=0.46m由杠杆平衡条件可知G×L1=G1×OB解得金属筐的质量为[2]因为之前已经调平衡，所以根据杠杆平衡条件可得F×OA=G2×OB解得重物的质量是[3]1kg的“秤砣”重力为G3=m3g=1kg×10N/kg=10N根据杠杆平衡条件最大物重为最大质量为OA=96cm，所以该杆秤的分度值为3．     右     5g/cm3     2:3【解析】【详解】调节杠杆在水平位置平衡，杠杆右端偏高，平衡螺母应向上翘的右端移动；将a挂在A处，浸没于水中，在B处挂上100g钩码，杠杆恰好处于水平平衡，根据杠杆的平衡条件得到G×OB=Fa×OA，0.1kg×10N/kg×0.4m= Fa×0.5m，Fa=0.8N，a受到的浮力F浮a=Ga-Fa=0.1kg×10N/kg-0.8N=0.2N，a的体积Va=V排==2×10-5m3=20cm3，a的密度ρa==5g/cm3；将b挂在A处，浸没于水中，在C处挂上100g钩码，杠杆恰好处于水平平衡，根据杠杆的平衡条件得到G×OC=Fb×OA，0.1kg×10N/kg×0.3m= Fb×0.5m，Fb=0.6N，b受到的浮力F浮b=Gb-Fb=0.1kg×10N/kg-0.6N=0.4N，b的体积Vb=V排==4×10-5m3=40cm3，b的密度ρb==2.5g/cm3；将c挂于A处并浸没于水中，当将钩码移至D处时，杠杆均水平平衡，由杠杆的平衡条件得到G×OD=Fc×OA，0.1kg×10N/kg×0.34m= Fc×0.5m，Fc=0.68N，Gc- F浮c =Fc，（ma+mb）g-ρ水g(Va1+Vb1)=(ma+mb)g-ρ水g ()=0.68N，ma+mb-=68g①，ma+mb=100g②，由①和②得到ma =40g，mb=60g，ma:mb=40g:60g=2:3．4．（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）过入射点作垂直于界面的法线，根据反射角等于入射角，在法线右侧的空气中画出反射光线，光从空气斜射向水中，折射光线会向法线偏折，根据折射角小于入射角，在法线右侧的水中画出折射光线，如图所示：（2）弹簧测力计对杠杆的拉力即为A点处所受拉力F1，过支点O作拉力F1作用线的垂直距离即为其力臂l1，如图所示：（3）由图可知，小磁针左侧为S极，右侧为N极，由磁极间的相互作用规律可知，通电螺线管的左侧为S极，右侧为N极，磁体外部的磁感线由N极指向S极，根据安培定则，伸出右手握住通电螺线管，大拇指指向通电螺线管的N极，四根手指所指方向为电流方向，由此可知，电源左侧为正极，如图所示：5．     9.00cm     重新调零     0.3     0.3     60％     无关     105【解析】【详解】（1）[1]由图乙可知，该刻度尺每大格为1cm，平均分成10小格，即分度值为0.1cm，故B点高度为9.00cm。（2）②[2]弹簧测力计在不同方向上使用时，都需要重新进行调零。[3]由图乙可知，弹簧测力计每大格表示0.2N，平均分成10小格，即分度值为0.02N，故弹簧测力计示数为0.3N。③[4]将小车从A点拉到B点的过程中，距离为1m，则拉力所做的功为[5]有用功为故机械效率为（3）①[6]机械效率等于有用功与总功的比值，即W2与W1的比值，由图丙可得，W1与W2分别与物体的重力成正比，即，则W2与W1的比值为而k1、k2为定值，即W2与W1的比值也为定值，故用该通道斜面提升物体时的机械效率与物重无关。②[7]由图丙可以，随着总重的增加，拉小车从A点到B点所做的功W1成正比例增加，当总重为1N时，W1为0.15J，故它们之间的函数关系为若这位母亲的质量为50kg，所坐的轮椅质量为20kg，则此时总重则此时拉小车从A点到B点所做的功则此时推力6．          5000J     80%     9:11【解析】【详解】(1)[1]当平衡板在水平地面上时，甲静止站在平衡板上对板的压力则甲对平衡板的压强(2)[2]乙的重力平衡板提升两人所做的功[3]平衡板的重力在提升平衡板和人的过程中，拉力做的有用功由图可知则拉力做的总功滑轮组的机械效率(3)[4]当甲、乙两人竖直站立在图中、位置时，平衡板在空中处于水平平衡，由杠杆的平衡条件可得①当甲、乙两人分别位于、竖直站立时，平衡板也恰好处于水平平衡，由杠杆的平衡条件可得②由可得整理可得③由①③可得7．     D     2.5×105Pa     25W【解析】【详解】（1）丝杆上的梯形扣呈斜坡状，属于斜面；（2）①千斤顶自身重量忽略不计，千斤顶对地面的压力大小F=10000N，千斤顶对地面产生的压强p==2.5×105Pa；②有用功W有=F支持h=10000N×0.12m=1.2×103J，人做的功W总==1.5×103J，人做功的功率P==25W．8．     （1）①C；     ②12W；     （2）100N．【解析】【分析】（1）使用任何机械都不能省功；费力的机械一定省距离；根据机械效率的定义和影响其大小的因素即可判断；先求出爸爸的体重，然后根据W=Gh求出有用功，再利用效率的公式求出小红抬起爸爸所做的总功，最后根据功率的公式求出小红抬起爸爸所做功的功率：（2）根据杠杆平衡条件得，对于杠杆AOB来说有：FA×OA=FB×OB，对于杠杆O′CD来说有：（G′-FA′）×O′C=FD×O′D，结合题意二者联立即可得出答案．【详解】（1）①A、根据功的原理可知，使用任何机械都不能省功，故A错误；B、由题意知，当手柄竖直向下移动30cm，座椅竖直升高9cm，该装置费距离，一定省力，故B错误；C、爸爸越重，有用功占总功的比值越大，则坐拉器的机械效率越高，故C正确；D、手柄竖直向下移动30cm，座椅竖直升高9cm，即二者的比值不变，根据知，坐拉器的机械效率与爸爸的被抬的高度无关，故D错误．故选C．②爸爸的体重：G=mg=60kg×10N/kg=600N，有用功：W有=Gh=600N×0.09m=54J，小红抬起爸爸所做的总功：，则小红抬起爸爸所做功的功率：；（3）小红的重力G′=mg=40kg×10N/kg=400N，由杠杆平衡条件得，对于杠杆AOB来说：FA×OA=FB×OB，即：---①对于杠杆O′CD来说有：（G′-FA′）×O′C=FD×O′D，即：---②由题意知，FB=FD，由于物体间相互作用力的大小相等，即FA=FA′，由①和②得，解得：FA=100N．【点睛】本题以生活的健身器材为情景，主要考查了重力公式、功的公式，效率公式、功率公式以及杠杆平衡条件的应用，关键是杠杆模型的建立，两次利用杠杆平衡条件即可正确解题，有一定的难度．