【2021中考物理】簡單機械含答案

2021中考物理沖刺訓(xùn)練：簡單機械

一、選擇題

1.如圖所示，物體A、B的重分別為20N、10N,滑輪重和滑輪與繩子間的摩擦忽略不

計，此時物體A在水平面上向右做勻速直線運動。若用力F向左拉物體A,使物體A

向左做勻速直線運動，則（）

A.F=20N

B.F=10N

C.F=5N

D.F=30N

2.如圖所示，在“探究杠桿平衡條件”的實驗中，輕質(zhì)杠桿上每個小格長度均為2cm,在

B點豎直懸掛4個重均為0.5N的鉤碼，在A點用與水平方向成30。角的動力F拉杠桿,

使杠桿在水平位置平衡。對該杠桿此狀態(tài)的判斷，下列說法中正確的是（）

L=3

A.杠桿的動力臂為8cm

B.該杠桿為費力杠桿

C.該杠桿的阻力大小為0.5N

D.動力F的大小為1.5N

3.用水平力P拉動如圖所示裝置，使木板A在粗糙水平面上向右勻速運動，物塊B在

木板A上表面相對地面靜止，連接B與豎直墻壁之間的水平繩的拉力大小為F?。不計

滑輪重和繩重，滑輪軸光滑。則P與F2的大小關(guān)系是（）

A.F]=F2B.F2<F|<2F2

C.F|=2F2D.F|>2F2

4.如圖所示，利用動滑輪將重力為100N的物體在5s內(nèi)勻速豎直提升，拉力F為60N,

繩子自由端移動的距離為2m,不計繩重及摩擦，下列說法正確的是（）

I

A.物體移動的速度為0.4m/s

B.所做的有用功為200J

C.動滑輪的機械效率為60%

D.拉力F的功率為24W

5.如圖所示，甲、乙兩個滑輪組，其中每個滑輪的質(zhì)量都相同，分別用拉力F”F2將重

物Gi、G2提升相同高度，不計繩重和摩擦，下列說法正確的是（）

向

乙

A.若G產(chǎn)G2，則拉力F1、F2做的總功相同

B.若G|=G2，則拉力F2做的有用功多

C.若GI>G2,則甲的機械效率大于乙的機械效率

D.若GDG2,則甲、乙兩個滑輪組的機械效率相等

6.為了將放置在水平地面上重為100N的物體提升一定高度，某同學(xué)設(shè)計了如圖甲所示

的滑輪組裝置。當(dāng)用圖乙所示隨時間變化的豎直向下的拉力F拉繩時，物體的速度v和

上升的高度h隨時間變化的關(guān)系分別如圖丙和丁所示（不計繩重和繩與輪之間的摩擦）。

下列計算結(jié)果正確的是（）

A.l~2s內(nèi),拉力F做的功是187.5J

B.0~ls內(nèi)，地面對物體的支持力是10N

C.2~3s內(nèi)，拉力F的功率是100W

D.2-3s內(nèi)，滑輪組的機械效率是62.5%

7.如圖，用一個重為2N的動滑輪，把G粉=12N的物體在2s內(nèi)勻速提升0.2m（不考

慮繩子的重力和摩擦），則（）

A.繩子的拉力F=6NB.繩子自由端移動速度v=0.1m/s

C.有用功W“=2.8JD.動滑輪的機械效率〃=85.7%

2

8.材料相同的甲、乙兩個實心物體分別掛在杠桿A、B兩端，O為支點（OA<OB）,如圖

所示，杠桿處于平衡狀態(tài)。如果將甲、乙物體（不溶于水）浸沒于水中，杠桿將會（）

A.A端下沉B.B端下沉

C.仍保持平衡D.無法確定

二、填空題

9.簡單機械在我們的生活中應(yīng)用廣泛.請回答下列有關(guān)簡單機械的問題：

（1）如圖甲，物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，物體的重力是N（不計摩擦及滑輪和繩子的自

重）.

⑵如圖乙是一把剪刀，在使用過程中要達(dá)到相對省力的效果，則被剪物體應(yīng)放在

點（選填字母"A”或"8”）.

手用力的

作用點

10.如圖所示，輕質(zhì)杠桿OB的重力忽略不計，OB=3OA,物體G的重力為150N。若要

使物體G對水平地面的壓力為零且輕杠OB仍能處于如圖所示的水平位置，則需要在B

端施加的拉力F=N?

11.如圖斜面長6m,高1.5m,工人用沿斜面向上500N的力，以1.5m/s的速度把重1

600N的箱子勻速推到車上，則推力的功率是W,該斜面機械效率是%.

12.一個重力300N的物體Q,底面積為400cm2.將其放在水平地面上，它對地面的壓強

為Pa.如圖所示，現(xiàn)將物體Q掛在杠桿的B端，在A端懸掛一個重為100N的

物體P,使杠桿在水平位置平衡，忽略杠桿自重的影響，若04：08=2：5,那么地面

對物體Q的支持力為N.

3

A0B

P|—L-

Q

7777777777

13.某大橋設(shè)計車速為60km/h,圖甲為該大橋的實景圖，其主通航孔橋采用雙塔雙索面

斜拉橋，可逐步抽象成圖乙、圖丙、圖丁所示的模型。

(1)可以看出它用到了(選填“杠桿”或“斜面”)的物理知識。為了減小鋼索承受的

拉力，在需要與可能的前提下，可以適當(dāng)(選填“增加”或“減小”)橋塔的高度。

(2)若某汽車質(zhì)量為5xl()3kg,在大橋上按設(shè)計車速水平勻速直線行駛時受到的阻力為汽

車重力的0.06倍，則汽車通過該大橋時汽車發(fā)動機的功率為Wo(g取10N/kg)

14.如圖所示，由不同物質(zhì)制成的甲和乙兩種實心球的體積相等，此時杠桿平衡(杠桿自

重、掛盤和細(xì)線的質(zhì)量忽略不計)，則杠桿左右兩邊的力臂之比為,1個甲球和

1個乙球的質(zhì)量之比為,甲球和乙球的密度之比為.

15.如圖所示，用F=5()N的力通過滑輪組水平重力為80N的物體，使其向左勻速運動,

在這過程中拉力F做功為40J,已知物體受到水平地面的摩擦力為60N,則物體運動的

距離為m,該滑輪組的機械效率為(忽略繩子和動滑輪的重力).

―

16.圖為吊裝工具示意圖，物體M為重5000N的配重，杠桿AB的支點為O,

OA:OB=1:2,每個滑輪重100N。當(dāng)重為700N的工人用300N的力豎直向下勻速拉

動繩子時，工人對地面的壓力為N,物體M對地面的壓力為No(杠桿

與繩的自重、滑輪組摩擦均不計)

4

三'作圖題

17.如圖所示，不計質(zhì)量的硬桿處于水平靜止?fàn)顟B(tài).。為支點，畫出FA的力臂/小

18.)如圖所示，一輕質(zhì)杠桿AC可繞支點。自由轉(zhuǎn)動，在B點掛一重為G的物體.為使

杠桿在水平位置保持平衡，畫出施加在杠桿上最小力廠的示意圖.

四'實驗題

19.在“探究杠桿平衡條件的實驗”中:

(1)如圖甲所示，實驗前，杠桿左端下沉，則應(yīng)將左端的平衡螺母向(選填“左”

或"右”)調(diào)節(jié)，直到杠桿在水平位置平衡，目的是便于測量_______.

(2)如圖乙所示，杠桿上的刻度均勻，在A點掛4個鉤碼，要使杠桿在水平位置平衡，

應(yīng)在B點掛一個相同的鉤碼；當(dāng)杠桿平衡后，將A、B兩點下方所掛的鉤碼同時朝遠(yuǎn)

離支點0方向移動一個小格，則杠桿(選填“能”或"不能”)在水平位置保持平衡.

(3)如圖丙所示，若不在B點掛鉤碼，改用彈簧測力計在3點向下拉杠桿，使杠桿仍在

水平位置平衡，當(dāng)測力計從a位置轉(zhuǎn)到b位置時，其示數(shù)大小將.

(4)如圖丁所示，已知每個鉤碼重0.5N,杠桿上每小格長度為2cm,當(dāng)彈簧測力計在C

點斜向上拉(與水平方向成30。角)杠桿，使杠桿在水平位置平衡時，拉力F的力臂大小

為cm,彈簧測力計示數(shù)的大小為N.

20.小敏同學(xué)參加研學(xué)旅行時，在湖邊撿到一塊漂亮的小石塊，她用家中常見物品與刻

度尺巧妙地測出了小石塊的密度，她的測量方案如下：

①用細(xì)繩將一直桿懸掛，調(diào)節(jié)至水平位置平衡，記下細(xì)繩在直桿上的結(jié)點位置O;

②將一重物懸于結(jié)點O左側(cè)的A點，小石塊懸于結(jié)點O的右側(cè)，調(diào)整小石塊的位置，

如圖所示，當(dāng)小石塊懸于B點時，直桿在水平位置平衡；

5

\\\\\\

，疝..」《—>jB

'I0I

□工

重物，焉

③用刻度尺測量OA的長度為L”0B的長度為L2；

④保持重物的懸點位置A不變，將結(jié)點O右側(cè)的小石塊浸沒在盛水的杯中(未與杯底、

杯壁接觸)，調(diào)整小石塊的懸點位置，當(dāng)小石塊懸于C點時，直桿在水平位置平衡；

⑤用刻度尺測量OC的長度為L3。

請根據(jù)她的測量方案回答以下問題：

(1)實驗中三次調(diào)節(jié)了直桿在水平位置平衡。其中，第一次調(diào)節(jié)水平平衡是，第

二次調(diào)節(jié)水平平衡是。(均填選項前字母)

a.消除直桿自重的影響b.便于測量力臂

(2)實驗中長度(選填或"L，)的測量是多余的。

(3)C點應(yīng)該在B點的(選填“左”或“右”)側(cè)。

(4)小石塊密度的表達(dá)式為p?=o(從字母p水、L、L2,L3中選擇合適的進(jìn)行表

示)

五、解答題

21.［改變拉力方向］工人重600N,與地面的接觸面積為0.02n?.用如圖所示的滑輪組(動

滑輪自重1()N)來提升重320N物體。，當(dāng)物體。以().1m/s勻速運動時，求：

(1)此時工人對地面的壓強？

(2)工人使用該滑輪組能提升物體的最大重力？

〃〃彳〃〃〃〃&〃〃/

22.如圖甲是坐落在荊州城外關(guān)公文化園的關(guān)公圣像，該像是全球最重的關(guān)公青銅雕

像.他手中的青龍偃月刀，質(zhì)量為136噸，需三臺吊車分段吊起，精確操控才能完成吊

裝.圖乙為其中一臺吊車的滑輪組示意圖.若刀的一部分質(zhì)量為27噸，現(xiàn)將它以0.2m/s

的速度勻速吊起5m高，其中克服鋼繩重力和摩擦力做功為1.4x105J,此時滑輪組的機

械效率為90%(g=10N/kg).求此過程中：

⑴鋼繩拉力的大?。?/p>

(2)拉力功率的大?。?/p>

⑶吊車上動滑輪的重力.

6

甲乙

23.在“大力士”比賽中，需要把一質(zhì)量m=40()kg,邊長/=1m,質(zhì)量分布均勻的立方體,

利用翻滾的方法沿直線移動一段距離，如圖所示.g取10N/kg.求：

(1)立方體靜止時對水平地面的壓強；

(2)翻滾立方體時，使立方體一邊剛剛離開地面，所用最小力尸的大??；

(3)“大力士”用翻滾的方法使立方體沿直線移動了10m,用時20s,“大力士”克服立方體

重力做功的功率.

24.為了模擬水中物體被打撈的情景，同學(xué)們課外作如下探究：如圖，用滑輪組將重200

N的物體從底面積為400cn?的圓柱形容器中提起，容器中水面由9()cm降到7()cm.已

知每個滑輪重均為20N(不計繩重、水的阻力及滑輪與中心軸間的摩擦).

求：(1)所提起物體的密度；

(2)物體完全出水后繼續(xù)上升的過程中，滑輪組的機械效率.

7

答案

一、選擇題

1.【答案】B［解析］由圖知，此滑輪組由2段繩子承擔(dān)物重，所以物體A水平向右做勻

速直線運動時，受到繩的拉力FA=*JB=3<10N=5N;在水平方向A受到的摩擦力和繩對

A的拉力平衡，所以f=FA=5N,方向水平向左;若使物體A向左做勻速直線運動，則A

受摩擦力水平向右，則F=FA+f=5N+5N=10No

2.【答案】B［解析］動力臂為ll=OAsin30°=4x2cmx：=4cm,故A錯誤;阻力臂為

12=OB=3X2cm=6cm>4cm,即阻力臂大于動力臂，該杠桿為費力杠桿，故B正確;該杠

桿的阻力大小為F2=4XO.5N=2N,故C錯誤;根據(jù)杠桿的平衡條件FJ產(chǎn)F2I2,代入數(shù)據(jù)，

2Nx6cm=Fx4cm,解得動力F=3N,故D錯誤。

3.【答案】D

4.【答案】D［解析］物體被提升的高度h=^=l2m=lm,物體移動速度v=M以0.2m/s,

22t5B

故A錯誤。所做的有用功W『G物h=100Nxlm=100J,故B錯誤。拉力做的總功W總

=Fs=60Nx2m=120J,動滑輪的機械效率rp&=竺也83.3%,故C錯誤。拉力F的功率

w豆1201

W.

P=-=U91=24W,故D正確。

t5s

5.【答案】C［解析］若G|=G2,且重物被勻速提升的高度相同，由W*Gh可知，有用

功相同，不計繩重及摩擦，則額外功是克服動滑輪自重做的功，即W額=G#,h,因每個

滑輪質(zhì)量都相等，提升的高度相同，但乙裝置有2個動滑輪，故乙做的額外功多，而W

.B=W?+W額，所以總功不相同，即B、F?做的功不相等，故A、B錯誤。不考慮繩重、

摩擦，則滑輪組的機械效率1］，產(chǎn)產(chǎn)=「1=上一，nE廣一^―；

W豆串Gih+G^hG幺+G于W隹乙G2h+2C^hG2+2G^

.f2G1G—-G2GA

若GI>G2,則,>-n乙=』——:、>o,所以甲的機械效率大于乙的

nG］+G志Gz+ZG^(G工+G南XG-2Gp

機械效率，故D錯誤，C正確。

6.【答案】A［解析］滑輪組繩子的股數(shù)n=3,則拉力F移動的距離s=3h,速度v純=3v。

在1~2s內(nèi)，拉力F2=50N,物體上升高度h2=1.25m,拉力的作用點下降的距離為

S2=3h2=3xl.25m=3.75m,拉力做的功W=F2s2=50Nx3.75m=187.5J,故A正確。由題圖

乙可知，在0~ls內(nèi)，拉力F］=30N,由圖丙可知，此時物體的運動速度為0,處于靜止

8

狀態(tài)。物體受重力G、繩子向上的拉力F和地面對物體的支持力，則支持力F支

=G-F'=G-（3F「G動）=100N-3x30N+G動=G.+10N#10N，故B錯誤。由圖丙可知，在2~3

s內(nèi)，重物做勻速運動，V3=2.5m/s,拉力F3=40N,繩子自由端移動速度V￡=3V3=3X2.5

m/s=7.5m/s,拉力的功率P朽F3V￡=40Nx7.5m/s=300W,故C錯誤。在2~3s內(nèi)，滑

w

輪組機械效率展'=外=0_=」-=出匚83.3%,故D錯誤。

W豆FRsaFanhRFs-n40NX3

7.【答案】D【解析】動滑輪承擔(dān)重物的繩子股數(shù)為2,在不計摩擦和繩重的條件下，

繩子受到的拉力F=、G總=4G物+G動）=T（12N+2N）=7N,A錯誤；物體上升的速

度v=：=（）.lm/s,由于繩子自由端移動的速度v純=2丫物，所以繩子自由端移動的速度為

0.2m/s,B錯誤；動滑輪的有用功W“=G/i=2.4J,C錯誤；動滑輪的總功W總=八=

2.8J,所以動滑輪的機械效率為85.7%,D正確.故選D.

8.【答案】C［解析］如題圖所示，根據(jù)杠桿的平衡條件，G甲XOA=G%XOB,甲、乙的密

度相同，則有pV甲gxOA=pV乙gxOB,所以V,xOA=VQOB。當(dāng)把兩個物體浸沒在水

中時，F(xiàn)浮甲=p水V中g(shù),F浮乙=p4；Vzig,左側(cè)有（G巾-F浮甲）xOA=GwxOA-F；?（pxOA=GipxOA-p

*V甲gxOA①，右側(cè)有（Gz,-F浮z.）xOB=G乙xOB-F："xOB=G<xOB-p,KVcgxOB②，①-

②得G甲xOA-p水V甲gxOA-Gz.xOB+p木Vz,gxOB=-p木g（V中xOA-Vz.xOB）=0>所以（G甲

-F浮甲）xOA=（GA-F浮z）xOB,故杠桿仍保持平衡。

二'填空題

9.【答案】（1）4.8（2）B【解析】（1）根據(jù)圖示，甲為動滑輪，由于不計摩擦及滑輪和繩

子的自重，所以繩子自由端的拉力為物體重力的一半，由于彈簧測力計由下往上拉，彈

簧測力計的讀數(shù)應(yīng)為2.4N,即物體的重力為4.8N；（2）圖乙剪刀為杠桿，為達(dá)到省力的

目的，減小阻力臂，即應(yīng)選擇B點.

10.【答案】50

［解析］因為物體G對水平地面的壓力為零，所以A點受到的拉力FA=G=150N。根據(jù)杠

桿的平衡條件可得FAXOA=FXOB,即150NXOA=FX3OA,解得F=50N。

11.【答案】75080【解析】推力的功率為P=Pu=500Nxl.5m/s=750W；推力做的

總功為W&=Fs=50（）Nx6m=3000J,克服箱子的重力做的有用功為W（i=Gh=］600

Nxl.5m=2400J,則該斜面的機械效率為〃=旨義100%=^;前不yX100%=80%.

W總JUUUJ

12.【答案】7500260【解析］400cm2=4xl02m由公式片）可知，此時「=4黑與

=7500Pa；由杠桿平衡公式F也1=/2依可知,當(dāng)尸i=100N,且〃：丘=2：5時;右

9

邊&=40N,所以右端物體。對地面的壓力FN=300N—40N=260N.根據(jù)二力平衡，

所以支持力為260N.

13.【答案】⑴杠桿增加

(2)5x104

［解析］(1)題圖丁所示的模型，橋可以看成是一個在力的作用下靜止在水平位置的硬棒，

結(jié)合杠桿的定義，即可知道它就是杠桿的模型，所以用到了杠桿的知識。由圖可知，若

增加塔橋的高度,則增加了支點O到鋼索的垂直距離，即增大了動力臂，根據(jù)公式Fk處

可以得到，在阻力和阻力臂不變的情況下，動力臂越大，動力越小，即橋?qū)︿撍鞯睦?/p>

就越小。(2)汽車受到的重力為G=mg=5xl()3kgxlON/kg=5xl04N;因汽車做勻速直線運

動，所受牽引力與阻力大小相等，則汽車發(fā)動機的牽引力為F=f=0.06G=0.06x5xl04

N=3xl03N;汽車行駛的速度為v=60km/h=ym/s;汽車發(fā)動機的功率為P=Fv=3xlO3

Nx處m/s=5xl04W?

3

14.【答案】2：11：31：3【解析】由題圖可知，杠桿在如圖所示的位置水平平衡，

左端托盤掛在距離支點的第4格處，右端托盤掛在距離支點第2格處，則力臂之比/左：

/右=4:2=2：1,根據(jù)杠桿的平衡條件可知(2〃z甲+機乙)g/左=(〃2甲+3加乙)g/右，因為/充：

/右=2：1,解得機甲：加乙=1：3,根據(jù)密度公式"=節(jié)，因為兩球的體積相等，所以p

甲：。乙=甲：機乙=1：3o

15.【答案】0.460%【解析】第一空：由W=內(nèi)可知，繩子自由端移動的距離s繩子

w40J11

八由圖知〃=則物=不繩子義；第—?空：物體勻速

—rp—D4UNT=0.8m,2,sZ5Z=50.8m=0.4m

向左運動，受到的拉力等于摩擦力/=60N,物體做的有用功Wc=A^=60NX0.4m=

Wc24J

24J,滑輪組的機械效率為n=—X100%=7777X100%=60%.

VV&4UJ

16.【答案】4004500

［解析］當(dāng)重為700N的工人用300N的力豎直向下勻速拉動繩子時，工人對地面的壓力

Fff=G-F=700N-300N=400N。杠桿A端所受的力FA=3F+G輪=3X300N+100N=1000N。

根據(jù)杠桿平衡條件FBXOB=FAXOA,則FB=FAX^=1000NXI=500N,所以物體M對地面

OB2

的壓力FM=GM-FB=5000N-500N=4500N?

三、作圖題

17.【答案】

如答圖所示

10

.4H

答圖

18.【答案】

如答圖所示

鼐

【解析】該圖中要求畫出施加在杠桿上最小力F的示意力，這就要求所用動力F的力

臂應(yīng)最長，故應(yīng)選擇離杠桿支點0最遠(yuǎn)的點C作為動力作用點，并以0C為動力臂，

過C點作一豎直向下的力即為最小力F的示意圖.

四、實驗題

19.【答案】（1）右力臂（2）6不能（3）變大（4）43

【解析】（1）第一空：實驗前，杠桿左端下沉，為了使杠桿在水平位置平衡，則應(yīng)將平衡

螺母向右調(diào)節(jié)；第二空：使杠桿在水平位置平衡，目的是便于測量力臂；（2）第一空：設(shè)

一個鉤碼的重力為G,杠桿上每小格的長度為I,根據(jù)杠桿平衡條件F[li=F2l2,得:4Gx3/

=F2X2l,解得：F2=6G,即應(yīng)在8點掛6個相同的鉤碼；第二空：若將A、8兩點下

方所掛的鉤碼同時朝遠(yuǎn)離支點。方向移動一小格，則左端：居/1=4Gx4/=16G/,右端：

F2/2=6GX3/=18G/;由于16G/￥18G/,則杠桿不能在水平位置保持平衡；（3）在圖丙中，

在5點處施加一個豎直向下的拉力R則拉力力臂為。8；當(dāng)拉力尸向右傾斜拉杠桿，

則拉力的力臂小于0B,即動力力臂變??；根據(jù)杠桿平衡條件品（=尸2/2可知拉力將變大，

即彈簧測力計的示數(shù)將變大；（4）如圖所示，當(dāng)彈簧測力計在C點斜向上拉時，O到拉

力廣的作用線的垂直距離即為拉力F的力臂；根據(jù)“在直角三角形中，30°角所對的直

角邊為斜邊的一半”，故拉力下的力臂/=^OC=；X4X2cm=4cm.圖中鉤碼的總重力G

=4x0.5N=2N,根據(jù)杠桿平衡條件尸可知：2Nx3x2cm=FX4cm,故尸=3N.

20.【答案】（l）ab（2）L

⑶右

（4）-4-P*

LS-L2

五、解答題

21.【答案】

（1）由題圖可知，由3股繩子承重

所以