简单机械综合训练试题——2022年安徽省各地中考物理模拟题选编

这是一份简单机械综合训练试题——2022年安徽省各地中考物理模拟题选编，共25页。试卷主要包含了选择题，填空题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题（本大题共10小题）
1．（2022·安徽·模拟预测）如图所示，在16N拉力F的作用下，物体以0.2m/s的速度沿斜面匀速向上运动。已知物体重力为24N，斜面高度为1m，长度为2m。物体从斜面底端匀速运动到顶端时，忽略绳重和动滑轮自重；下列说法正确的是（ ）
A．绳子自由端移动的速度为0.1m/sB．物体与斜面间的摩擦力为20N
C．该装置的机械效率为75%D．拉力F的功率为3.2W
2．（2022·安徽·模拟预测）商代时期，古人在农业灌溉方面使用的桔槔俗称“吊杆”，是一种原始的汲水工具，如图甲所示，它是在一根竖立的架子上加上一根细长的杠杆，当中是支点，末端悬挂一个重物，前端悬挂水桶。一起一落，汲水时可以省力。杠杆模型如图乙所示，OB∶OA=3∶2，重物重为100N，若不计整个杠杆重力和水桶的重力，古人汲水时所需的最小力（ ）
A．竖直向上 100NB．竖直向上 150N
C．竖直向下 500ND．竖直向下 150N
3．（2022·安徽·一模）将一重为1400N的建筑材料匀速运送到6m高的楼上，建筑工人用两个相同的滑轮（每个滑轮的重为100N）和一根足够长的绳子组成如图所示的滑轮组，将建筑材料拉到楼上，若站在地面上时，一个建筑工人可产生向下的平均拉力为350N，如果不计绳重和摩擦，下列说法中正确的是（ ）
A．需要2个建练工人，机械效率为93.3%
B．需要2个建第工人，机械效率为66.7%
C．需要3个建筑工人，机械效率为93.3%
D．需要3个建筑工人，机械效率为66.7%
4．（2020·安徽铜陵·一模）如图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。（ ρ铝＝2.7×103kg/m3，g＝10N/kg）下列结果正确的是（ ）
A．该铝球空心部分的体积为1×10﹣3m3B．该铝球的体积为4×10﹣3m3
C．该铝球受到的浮力为20ND．该铝球受到的浮力为40N
5．（2021·安徽·马鞍山市成功学校二模）图甲中力F1水平拉动重为G的物体A在水平路面匀速移动了s。改用滑轮组拉动A在同一路面匀速移动了s，拉力为F2（如图乙），此过程中滑轮组（ ）
A．总功为F2sB．有用功为F1s
C．机械效率为D．额外功为3F2s-F1s
6．（2020·安徽·天长市第四中学模拟预测）如图所示，用滑轮组提升重物时，重200N的物体在5s内匀速上升了1m。已知物体在水面上方时拉绳子的力F为120N，如果不计绳重及摩擦，则提升重物的过程中（ ）
A．绳子自由端被拉下3mB．动滑轮重20N
C．在水面上方时，滑轮组的机械效率是83.3%D．物体在水面上方时拉力F的功率是48W
7．（2021·安徽·模拟预测）近期我国长江中下游许多省份因连续大雨发生洪涝灾害。抗洪抢险小分队成员李军在一次行动中需要帮老百姓把一个质量为的重物搬到高的车上。为了省力采用的长木板搭了一个斜面（如图所示）。用的力用了将重物匀速推到车上。关于此简易斜面装置，下列说法中正确的是（ ）
A．他对重物做了的功
B．他做功的功率为
C．此次简易斜面装置的机械效率为
D．斜面是一种省力杠杆
8．（2015·安徽·模拟预测）甲、乙两个滑轮组如图所示，其中的每一个滑轮的重力都相同，用它们分别将重物G1、G2提高相同的高度，不计绳重和摩擦，下列说法中不正确的是（ ）
A．若G1=G2，则拉力做的总功相同
B．若G1=G2，则甲的机械效率大于乙的机械效率
C．若G1>G2，则拉力做的有用功相同
D．用甲、乙中的任何一个滑轮组提起不同的重物，机械效率不变
9．（2020·安徽·模拟预测）工人用如图所示的滑轮组,在时间t内,将重为G的货物匀速提升了h,人对绳子竖直向下的拉力恒为F．以下说法正确的是
A．拉力F的功率为2Fh/t
B．额外功为(2F-G)h
C．滑轮组的机械效率为G/3F
D．滑轮组的机械效率随h的增大而增大
10．（2019·安徽·怀远县褚集中学二模）如图所示，用滑轮组提升重物时，重800N的物体在10s内匀速上升1m．已知拉绳子的力F为500N，则提升重物的过程中
A．绳子自由端被拉下2m
B．做的有用功是800J
C．拉力F的功率是80W
D．滑轮组的机械效率是60％
二、填空题（本大题共7小题）
11．（2022·安徽·模拟预测）如图所示为古代投石机的简化图。已知杠杆AB与水平地面的夹角为37°，OA为2m，OB为0.4m，当阻力F2为500N时，求动力F1为___________N（已知cs37°=0.8，sin37°=0.6）。
12．（2022·安徽·模拟预测）如图甲所示，小明做家务打扫地面时，经常会把餐桌从一侧抬起，杠杆模型简化成图乙、丙所示；从A点抬起的力为FA，从B点抬起的力为FB，则FA______ FB（选填“>”“＝”或“G2，则甲中拉力做的有用功更大，故C错误，C符合题意。
故选ACD。
9．AB
【解析】
由图分析得动滑轮上为两段绳子，则倍数关系为两倍，则货物上升高度为h时，拉力拉了2h，故拉力F的功率为，额外功，机械效率，由公式可得机械效率与h大小无关．
10．AB
【解析】
A、由图可知，n=2，则绳子自由端被拉下的距离：s=nh=2×1m=2m，故A正确；
B、做的有用功：W有=Gh=800N×1m=800J，故B正确；
C、拉力做的总功：W总=Fs=500N×2m=1000J，
拉力的功率：，故C错误；
D、滑轮组的机械效率： ，故D错误．
11．125
【解析】
已知杠杆AB与水平地面的夹角为37°，动力臂为
由杠杆平衡条件，得
解得F1=125N。
12．=
【解析】
由图示可知，当从A点抬起时，动力臂O1A是阻力臂01P的2倍；当从B点抬起时，动力臂02B也是阻力臂02P的2倍，由杠杆的平衡条件可知
所以
FA=FB
13．16
【解析】
克服物体A与地面之间的摩擦力做的功是有用功，由图可知滑轮组绳子段数为2，若摩擦力大小为f，拉力F=10N，绳子自由端移动的距离为s，A移动的距离为sA，可知满足
η＝＝
整理可得
f＝2ηF＝2×80%×10N＝16N
14．48
【解析】
据图可知绳子根数n=3，由可知，有如下关系成立
所以物体与地面滑动摩擦力为
15．6
【解析】
由题意知，拉动木块所做的有用功
W有=Gh=10N×0.2m=2J
克服摩擦所做的额外功
W额=fs=1N×0.4m=0.4J
则此过程所做的总功
W总=W有+W额=2J+0.4J=2.4J
则拉力
所以弹簧测力计示数为6N。
16．20
【解析】
由题图可知，动滑轮上绳子的股数n=2，滑轮和绳子重力以及滑轮和绳子、滑轮和轴间的摩擦力均忽略不计，则绳子的拉力
F=GB=20N=10N
物体A向右做匀速直线运动时处于平衡状态，受到向左的摩擦力和向右绳子的拉力是一对平衡力，则物体 A受到的摩擦力
f=F=10N
若用一个向左的拉力F使A向左匀速运动，此时A对水平面的压力大小和接触面的粗糙程度不变，则A受到的摩擦力大小不变，仍为10N；此时A受到向左的拉力F向右的绳子拉力F和摩擦力f处于平衡状态，其合力为零，则有
F'=f+F=10N+10N=20N
17．20
【解析】
该过程中拉力所做的总功为
W总=Fs=400N×12m=4800J
对物体所做的有用功为
W有用=Gh=600N×6m=3600J
克服物体所受斜面的摩擦力做的额外功为
W额=W总-W有用=4800J-3600J=1200J
克服物体所受斜面的摩擦力做功的功率是
18． 实际机械效率大于100% 83.3% 变大
【解析】
（1）由表格中数据得，滑轮组的有用功为
总功为
机械效率为
故实验结果违背物理规律。
（2）由图得，弹簧测力计的分度值为0.2N，示数为0.8N，总功为
机械效率为
（3）如果增加钩码，此滑轮组的有用功增大，额外功不变，机械效率将变大。
19． 竖直向上匀速 A
【解析】
（1）在实验操作中应竖直向上匀速拉动弹簧测力计，这样弹簧测力计示数稳定，便于读数。
（3）使用滑轮组，设提升物重的高度为h，做的有用功
不计绳重和摩擦
总功
滑轮组的机械效率
同一滑轮组动滑轮重一定，由此可知，提起重物越重，其机械效率越高，并且G的变化大于G+G动的变化，所以η的变化小于G的变化.
A．图像表示，η随G增大而增大，且η变化小于G的变化，故A正确；
B．图像表示，η随G增大而减小，且η变化大于G的变化，故B错误；
C．图像表示，η与G成正比，故C错误；
D．图像表示，η与G成反比，故D错误。
故选A。
20． 匀速 83.3% 3
【解析】
（1）匀速拉动弹簧测力计时，绳子自由端和钩码均处于匀速直线运动状态，处于平衡状态，此时由二力平衡可知，弹簧测力计示数与绳子的拉力大小相等。
钩码提升的高度
h=10cm=0.1m
如图共计三个钩码，钩码总重力G=6N，弹簧测力计示数为F=2.4N，动滑轮上有三段绳子，绳子自由端移动的距离为
s=3h=0.1m×3=0.3m
机械效率有
（2）图乙中机械效率η=75%，G动=1N，若提升的物体重力为G2，则有
代入数据整理得
21．（1）250N；（2）25W
【解析】
解：（1）把秸秆卷推到木板上，支点是D，要使动力最小，必须使动力臂最大，如图过直径DN上的N点作ND的垂线段，就是最小动力的作用线，方向沿木板向上。
杠杆的阻力为秸秆卷的重力大小为
G=mg=100kg×10N/kg=1000N
由数学知识可知
由杠杆平衡条件可知
F·DN＝G·DM
整理可得
解得推力大小为
F＝250N
（2）克服秸秆卷重力做功
W＝Gh＝1000N×1m＝1000J
小明克服秸秆卷重力做功的功率
答：（1）小明至少要用250N的力才能把该秸秆卷推到木板上；
（2）小明克服秸秆卷重力做功的功率是25W。
22．（1）见解析；（2）83.3%
【解析】
解：（1）证明：由题意可知，轮轴相当于一个杠杆，轮轴的中心是杠杆的支点，由杠杆平衡条件可知，因为轮半径R是轴半径r的n倍，所以有
（2）由题意可知，物体上升2m意味绳子绕轴的长度为2m，已知r=10cm，即r=0.1m，其周长为
轮转动的圈数为
外轮的半径为
R=50cm=0.5m
转动的长度为
轮轴的有用功为
总功为
机械效率为
答：（2）该轮轴的机械效率为83.3%。
23．（1）3.6×104J；（2）5.4×103N
【解析】
解：（1）由图像可知滑轮组动滑轮上绳子的段数为3，拉力F移动的距离
s=3×6m=18m
拉力做的总功为
W总=Fs=2×103N×18m=3.6×104J
（2）若汽车受到的阻力为f，汽车移动的距离s0，整个过程的机械效率有

整理得
f=3Fη=3×2×103N×90%=5.4×103N
答：（1）拉力F做的总功为3.6×104J；
（2）汽车受到的阻力大小为5.4×103N。
24．（1）200N；（2）200J
【解析】
解：（1）由几何关系得，小明用100N竖直向上的力将木棒A端举过头顶时，动力臂为OC，阻力臂为，由杠杆平衡条件得
则
（2）由几何关系得，小明缓慢向O点移动，直至将木棒的中点B位置举过头顶的过程中，木棒的中心升高的高度为
此过程中克服木棒重力做的功
答：（1）木棒的重力为200N；
（2）小明缓慢向O点移动，直至将木棒的中点B位置举过头顶，此过程中克服木棒重力做的功为200J。
25．（1）180N；（2）无需拉力
【解析】
解：（1）当空水桶匀速下降时，此时人在向下拉绳子，根据杠杆的平衡条件可得
（G桶＋F）×LOA＝G石×LOB
则
（20N＋F）×2m＝400N×1m
解得F＝180N。
（2）当装满水的水桶上升时，动力动力臂的乘积为
G石×LOB＝400N×1m＝400N·m
阻力阻力臂的乘积为
G总×LOA＝190N×2m＝380N·m
由于动力与动力臂的乘积大于阻力与阻力臂的乘积，所以人无需给绳子向上的拉力。
答：（1）人至少要用180N的力才能使空水桶匀速下降；
（2）人无需要给绳子向上的拉力。
26．（1）F1小于F2；（2）98J
【解析】
解：（1）由甲、乙两图知道，
两种推倒方法推倒铁块的过程中阻力始终为圆柱的重力不变，阻力臂的变化情况相同；按照甲的方法，支点为B，F1力臂为BD，按照乙图方法，支点为C，F2力臂为D′C，因为BD大于D′C，故
F1＜F2
（2）无论如何将圆柱铁块倒下都是克服重力做功，两种方法使得柱体重心移动距离相等，故两个力做功相等，故比较使用甲、乙两种方法，人至少要做的功的大小
W1＝W2
由图知道
要将圆柱铁块倒下，克服重力把BD推到竖直即可，克服圆柱铁块重力做功为

答：（1）F1与F2的大小相等；
（2）在推倒的过程中，推力F1做功至少是98J。