专题13 简单机械-2020年中考物理真题分项汇编详细解答（全国通用）02期（教师版）

专题13  简单机械

一、选择题

1.（2020·重庆A）滑轮是提升重物时经常用到的一种机械,工人师傅用500N的拉力F,利用图5所示的滑轮将重800N的重物在30S内匀速提高了6m下列判断正确的是（   ）
A.绳端移动的速度为0.2 m/s
B.该滑轮的机械效率为62.5%
C.工人师傅拉绳子的功率为200W
D.提升重物所做的有用功为3600J

答案：C

解析：

，A错误

，B错误

，C正确

，D错误

2.（2020·重庆B）如图所示，是某建筑工地使用的一种起重机的滑轮组。一次提升货物A的质量为2.7×103kg，30s内货物A被匀速提升了3m，动滑轮的重力3×103N(不计起重机钢绳重和一切摩擦)。下列分析中正确的是（　　）

A. 钢绳自由端的移动速度为0.1m/s

B. 拉力F的功率为1.5×103W

C. 滑轮组的机械效率为90%

D. 钢绳的拉力F的大小为1.0×104N

【答案】C

【解析】

【详解】A．由图可知，承担物重的绳子段数，绳子移动距离

绳子自由端移动速度

故A错误；

BD．货物A的重力为

钢绳的拉力F的大小是

拉力F做功

拉力F的功率为

故BD错误；

C．滑轮组做的有用功是

滑轮组的机械效率为

故C正确。

故选C。

3.（2020·新疆生产建设兵团）小红用滑轮组将重力为1.5 N的物体匀速提升10 cm的过程中，绳子拉力为1.0 N，绳子自由端移动的距离为30 cm，则滑轮组的机械效率为（　　）

A. 50 % B. 60 % C. 70 % D. 80 %

【答案】A

【解析】

【详解】物体克服重力做的功为有用功

绳子拉力做的功为总功

则滑轮组的机械效率

故A正确，BCD错误。

故选A。

4.（2020·四川省乐山市）如图所示，利用滑轮组在4s内将一重为9N的物体匀速向上提升了10cm，拉力为4N，不计一切摩擦和绳重，（g取10N/kg）。下列说法正确的是（　　）

A. 动滑轮重力为5N

B. 滑轮组的机械效率为75％

C. 拉力所做的功为0.4J

D. 拉力的功率为0.4W

【答案】B

【解析】

【详解】A．三股绳子与动滑轮接触，作用在绳子自由端的拉力为4N，则对动滑轮和物体的总拉力为

4N×3=12N

物体重9N，则动滑轮重

12N－9N=3N

A选项错误，不符合题意

B．滑轮组的机械效率为

B选项正确，符合题意

C．物体向上移动了10cm，拉力做的功为

C选项错误，不符合题意

D．拉力的功率为

D选项错误，不符合题意

故选B。

5.（2020·四川省甘孜州）某实验小组分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组（每个滑轮等重），在相同时间内把重物G提升相同高度。若F1和F2大小相等，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（　　）

A. 力F1和F2做功的功率相同

B. 力F1和F2做的总功相同

C. 两个滑轮组机械效率一样大

D. 甲滑轮组的机械效率比乙滑轮组高

【答案】D

【解析】

【详解】因不计绳重及摩擦，故克服动动滑轮重力所做的功为额外功，由

可知，在相同时间内把重力G提升高度，甲乙两组滑轮组所做有用功相同，F1做的总功比F2做的总功少，甲做的额外功比乙做的额外功少，故两者的机械效率甲比乙高。

故选D。

6.（2020·山东省聊城市）如图所示，用相同的滑轮安装成甲。乙两种装置，分别将A、B两物体匀速向上提升，若所用拉力大小相等，绳端在相同时间内移动了相同的距离。不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　）

A. 两物体上升的速度相同

B. 两种装置的机械效率相等

C. 两次提升物体所做的有用功相等

D. 两种装置中拉力做功的功率相等

【答案】D

【解析】

【详解】A．由图可知，甲是定滑轮，乙是动滑轮，绳端在相同时间内移动了相同的距离，由v=可知绳端移动的速度相同，A物体上升的速度等于绳端移动的速度，B物体上升的速度是绳端移动的速度的一半，故A错误；

BCD．所用拉力大小相等，绳端在相同时间内移动了相同的距离，由W总=Fs可知总功相等，不计绳重和摩擦，甲图中物体的重力

GA=F

乙图中物体的重力

GB=2F-G动

A物体上升的高度

hA=s

B物体上升的高度

hB=s

A图中有用功

W有甲=GAhA=Fs

乙图中有用功

W有乙=GBhB=(2F-G动)s=Fs-G动s

W有甲＞W有乙

甲图中机械效率

η甲=

乙图中机械效率

η乙=

η甲＞η乙

由P=可知两种装置中拉力做功的功率相等，故D正确，BC错误。

故选D。

7.（2020·山东省滨州市）如图所示，重的物体在水平拉力F的作用下，以的速度沿水平地面向左匀速直线运动了，滑轮组的机械效率为60%。在此过程中，下列说法正确的是（　　）

A. 拉力F做的功为

B. 物体与地面间的滑动摩擦力为

C. 额外功的功率为

D. 若物体的重力和运动速度不变，只增大水平地面的粗糙程度，则滑轮组的机械效率会降低

【答案】BC

【解析】

【详解】A．物体移动距离

s物=v物t=0.1m/s×20s=2m

由图知，n=3，则绳子自由端移动的距离

s=3s物=3×2m=6m

拉力F做的功

W总=Fs=100N×6m=600J

故A错误；

B．有用功

W有=

物体与地面间的滑动摩擦力

f==180N

故B正确；

C．额外功

W额=W总-W有=600J-360J=240J

额外功的功率

P==12W

故C正确；

D．若物体的重力和运动速度不变，只增大水平地面的粗糙程度，故增大了有用功，所以在额外功不变的情况下，滑轮组的机械效率变大，故D错误。

故选BC。

8.（2020·黑龙江省龙东地区）下图是杠杆原理在生活中的应用，能省距离的是（   ）

A. 用羊角锤起钉子

B. 用撬棒撬石头

C. 用启子起瓶盖

D. 用钓鱼竿钓鱼

【答案】D

【解析】

【详解】A．能省距离的杠杆为费力杠杆。用羊角锤起钉子，是省力杠杆，费距离，故A错误，不符合题意；

B．用撬棒撬石头，是省力杠杆，费距离，故B错误，不符合题意；

C．用起子开瓶盖，是省力杠杆，费距离，故C错误，不符合题意；

D．用钓鱼竿钓鱼，是费力杠杆，省距离，故D正确，符合题意。

故选D

二、填空题

9.（2020·四川省南充市）如图所示，用沿斜面向上大小为4N的拉力，将一个重5N的物体从斜面底端匀速拉至顶端。已知物体沿斜面上滑的距离为5m，上升的高度为3m，则物体受到的摩擦力为________N，斜面的机械效率为________。

【答案】    (1). 1    (2). 75%

【解析】

【详解】[1]有用功

W有=Gh=5N×3m=15J

总功

W总=Fs=4N×5m=20J

额外功

W额=W总-W有=20J-15J=5J

摩擦力

f==1N

[2]斜面的机械效率

η==75%

10.（2020·四川省甘孜州）如图所示，某同学用完全相同的钩码验证杠杆的平衡条件。杠杆调节平衡后，在杠杆上A点处挂4个钩码，为使杠杆重新平衡，应在B点处挂__________个钩码； 如果A、B两处再各挂一个钩码，杠杆的__________（选填 “左”或“右”）端会下沉。

【答案】    (1). 6    (2). 左

【解析】

【详解】[1]设每个钩码所受重力为G，杠杆上每一小格代表的长度为L，由杠杆平衡条件可得

解得

[2]如果A、B两处再各挂一个钩码，则杠杆的左边力与力臂的乘积为

杠杆右边力与力臂的乘积为

因

故杠杆的左端会下沉。

三、作图题

11.（2020·重庆A）按要求完成下列作图:
(2)在图12中力F作用在杠杆的A端，画出它的力臂L。

答案：

12.（2020·重庆B）按要求完成下列作图：

(2)如图所示，硬棒OB能绕支点O转动，A处用绳子拉住固定在墙壁上。画出拉力F的力臂(用l表示)________。

 【答案】   (2).

【解析】

【详解】(2)[2]由图可知，O点是支点，通过支点做F作用线的垂线，如图：

13.（2020·新疆生产建设兵团）请在图中画出动力F的力臂。

（       ）

【答案】

【解析】

【详解】过支点O做力F作用线的垂线段，即为力F的力臂L，如图所示

14.（2020·贵州省黔东南州）如图所示，用一根细绳将杠杆AOB在O点悬挂起来，B处挂一重物G，请你在杠杆上画出最小的动力F1及动力臂l1，使杠杆在图中位置平衡。

（    ）

【答案】

【解析】

【详解】B点离支点最远，故最长的力臂为OB即为力臂l1，过B点作垂直于OB的作用力F1，为使杠杆平衡，力F1的方向向上；如图所示：

15.（2020·山东省聊城市）如图是起重机将货物吊起的情景。O为支点。F1为动力，F2为阻力。请画出阻力F2的力臂l2。

【答案】

【解析】

【详解】从支点O向阻力F2的作用线做垂线段，即可作出阻力的力臂l2，如图所示：

四、综合与应用题

16.（2020·黑龙江省龙东地区）如图所示，人用滑轮组拉着重810N的物体使其沿竖直方向以0.1m/s的速度匀速向上运动了5s，人对绳子向下的拉力为300N。求：

(1)物体上升的高度；

(2)滑轮组的机械效率；

(3)拉力功率。

【答案】(1)0.5m；(2)90%；(3)90W

【解析】

【详解】(1)由可得物体上升的高度

h=vt=01m/s×5s =0.5m

(2)克服物体重力做的功为有用功

W有=Gh=810N×0.5m=405J

由图可知绳子承担重物的段数为3，则绳子的末端通过的距离

s=3h=3×0.5m=1.5m

拉力做的功为总功

W总=Fs=300N×1.5m=450J

所以滑轮组的机械效率

 (3)拉力的功率

答：(1)物体上升的高度0.5m；

(2)滑轮组的机械效率90%；

(3)拉力的功率90W。