2024年中考物理母題解密專題12 簡單機(jī)械 機(jī)械效率考點精練（附答案）

專題12簡單機(jī)械機(jī)械效率菁選好題菁選好題一．選擇題（共18小題）1．（2023?岳陽二模）如圖甲、乙所示，是某人分別用兩種方式挑著同一物體行走時的情景，小強(qiáng)看后感到疑惑：改變物體的位置，人用的力更大了嗎？于是想用實驗的方法一探究竟。他要探究的問題是：在杠桿平衡的情況下A．動力和阻力一定時，動力臂和阻力臂的關(guān)系B．動力臂和阻力臂一定時，動力和阻力的關(guān)系C．動力和阻力臂一定時，動力臂和阻力的關(guān)系D．阻力和動力臂一定時，動力和阻力臂的關(guān)系2．（2023?東臺市校級模擬）如圖甲是《天工開物》中記載農(nóng)戶用舂搗米勞作時的情景，用腳按住舂較短的一端，就可以把舂較長的另一端高高抬起。下列工具使用時與圖中舂工作原理相同的是A．起子B．核桃夾C．鉗子D．食品夾3．（2023?孟州市模擬）如圖，在學(xué)?？萍脊?jié)活動中，質(zhì)量為的小華騎著一輛質(zhì)量為的獨輪車，以速度從點勻速通過一重為的水平獨木橋，獨木橋的兩端由兩根豎直支柱支撐著。圖中能表示端支柱所受壓力與時間的關(guān)系是A．B．C．D．4．（2023?鼓樓區(qū)校級模擬）如圖為小柯在科技節(jié)中制作的“杠桿力臂演示儀”。（杠桿自身質(zhì)量和摩擦忽略不計，固定裝置未畫出）為支點，米，米。在做背景的白紙上作有以為圓心半徑為0.2米的圓。在點掛5牛頓的重物，使杠桿水平平衡，按圖示方向分別施加、、三個力，則下列說法正確的是A．的力臂長為0.4米B．三個力大小C．作用在點的力為D．力作用點時杠桿為等臂杠桿5．（2023?順德區(qū)三模）用下列簡單機(jī)械，使重量同為的物體都處于靜止?fàn)顟B(tài)，如圖所示，其中用力最大的是（均不計摩擦和機(jī)械自重）A．B．C．D．6．（2023?南關(guān)區(qū)校級二模）如圖所示，用不同的機(jī)械將同一物體提升，若不計機(jī)械重力及摩擦，下列裝置中最省力的是A．B．C．D．7．（2023?惠山區(qū)三模）桿秤作為華夏國粹，它制作輕巧、使用便利，如圖所示，是小陽同學(xué)制作的桿秤的示意圖，使用時將貨物掛在秤鉤上，用手提起或（相當(dāng)于支點）處的秤紐，移動秤砣在秤桿上的位置，當(dāng)秤桿水平平衡時，可讀出貨物的質(zhì)量。秤砣最遠(yuǎn)可移至點，此秤最大稱量是。秤桿、秤鉤和秤紐的質(zhì)量忽略不計，、、的長度如圖所示。下列說法不正確的是A．秤砣的質(zhì)量是B．提起秤紐，可以達(dá)到最大稱量C．距離點，有兩個刻度，分別為和D．如果秤砣磨損，用該秤稱量貨物質(zhì)量偏小8．（2023?平南縣一模）如圖所示的四種簡單機(jī)械中，不能省力的裝置是A．定滑輪B．斜面C．門把手D．水龍頭9．（2023?陽信縣模擬）如圖所示，和為由銅和鐵制成的實心球，它們的體積相同，此時杠桿恰好水平平衡，若將它們同時浸沒水中則A．杠桿仍然保持平衡B．杠桿不能平衡下沉C．杠桿不能保持平衡下沉D．無法確定10．（2023?姑蘇區(qū)校級二模）小明去健身房用如圖所示的牽引裝置來鍛煉腿部和手部肌肉。使用時，若繩處固定不動，手在處需用力拉繩，使重物勻速上升；若繩處固定不動，腿在處需用力拉繩，使重物勻速上升。不計繩重和摩擦，則A．B．C．D．11．（2023?東莞市校級模擬）滬蘇通長江公鐵大橋開創(chuàng)了世界建橋史上公鐵兩用橋跨度進(jìn)入千米級的篇章。小明模仿大橋搭建簡易模型。如圖乙所示，其他因素不變，如果只把拉索與橋塔的固定點上移，則可以A．增加動力B．減小阻力C．增加動力臂D．增加阻力臂12．（2023?吉安模擬）把質(zhì)量相等的、兩物體掛在如圖所示的滑輪組下面，不計繩子、滑輪的重力和摩擦，放手后A．上升，上升B．下降，上升C．、均靜止D．上升，下降13．（2023?潮南區(qū)二模）如圖所示，一根質(zhì)地均勻的木桿可繞點自由轉(zhuǎn)動，在木桿的右端施加一個始終垂直于木桿的作用力，使木桿從位置勻速轉(zhuǎn)到水平位置的過程中，力的大小將A．逐漸變大B．逐漸變小C．先變大，后變小D．先變小，后變大14．（2023?鄆城縣三模）如圖所示的滑輪組是用來控制導(dǎo)線的松緊程度的。某次導(dǎo)線對滑輪的拉力為，配重水泥塊（重為被勻速拉升的高度為（不考慮滑輪自重，繩重和繩與滑輪之間的摩擦）。下列說法中正確的是A．是動滑輪B．拉力C．拉力做的功為D．拉力移動的速度與配重移動的速度相同15．（2023?海港區(qū)一模）自行車是一種低碳環(huán)保的交通工具，它的結(jié)構(gòu)及使用與物理知識密切相關(guān)。下列對應(yīng)關(guān)系正確的是A．自行車把上的車閘——費力杠桿B．自行車車座寬大——增大壓強(qiáng)C．自行車輪胎表面有凸起的花紋——增大摩擦力D．騎自行車上坡前加速——增大慣性16．（2023?寧化縣模擬）在今年老舊小區(qū)改造中，工人利用滑輪組將重的建筑材料提升到樓頂，如圖所示。已知工人對繩子的拉力為，建筑材料在內(nèi)勻速上升，不計繩重及摩擦。此過程中，下列說法不正確的是A．動滑輪所受重力為B．滑輪組所做的有用功為C．工人所用拉力的功率為D．滑輪組的機(jī)械效率為17．（2023?零陵區(qū)校級模擬）工人要把一個質(zhì)量為的重物搬到高的車上。為了省力采用長的木板搭了一個斜面，如圖所示，他在內(nèi)用的力將重物勻速推到車上取。下列說法正確的是A．重物受到的摩擦力為B．他做功的功率為C．他做的有用功為D．該斜面裝置的機(jī)械效率為18．（2023?崇川區(qū)校級二模）如圖所示甲、乙兩套裝置所用的滑輪規(guī)格相同，用它們分別將所掛重物在相等時間內(nèi)豎直向上勻速提升相同高度．若，所用豎直向上的拉力分別為和，拉力做功的功率分別為和，兩裝置的機(jī)械效率分別為和（忽略繩重和摩擦），則下列選項正確的是A．B．C．D．二．作圖題（共10小題）19．（2023?清江浦區(qū)模擬）按照要求作圖。如圖所示，是用螺絲刀撬圖釘（C）時的情形，請作出動力的力臂。20．（2023?前郭縣一模）由于土壤松動，一棵珍稀古樹搖搖欲墜。園藝師用繩子將古樹系住，通過山體進(jìn)行固定，對古樹展開救助。如圖甲所示，把古樹視為杠桿，點為支點。請畫出：繩子拉力的力臂。21．（2023?淮安二模）請畫出圖中杠桿動力臂的示意圖。22．（2023?徐州一模）如圖所示，輕質(zhì)杠桿平衡，請畫出動力的力臂。23．（2023?清城區(qū)模擬）如圖所示，利用滑輪組拉著重物體沿水平方向做勻速直線運動。請在圖中畫出滑輪組最省力的繞線情況，并畫出對地面壓力的示意圖。24．（2023?雙流區(qū)校級二模）如圖甲所示為一種搬花神器，用它把花盆抬起時，相當(dāng)于一個繞點轉(zhuǎn)動的杠桿，其簡化示意圖如圖乙所示，請在乙圖中畫出杠桿平衡時作用在點的最小動力及其力臂。25．（2023?清江浦區(qū)二模）請在圖中畫出提升滑輪組最省力的繞法。26．（2023?咸寧模擬）某人利用滑輪組向下拉繩提起物體，請在圖中畫出繩子繞法。27．（2023?碑林區(qū)校級四模）一個工人站在地面上，使用如圖所示的滑輪組將重物從地面提升到樓頂，要求繩子的自由端要向下拉，請你用筆畫代替繩子，畫出滑輪組最省力的繞繩方法。28．（2023?碑林區(qū)校級四模）如圖所示，杠桿處于水平位置平衡，請作出杠桿的動力和阻力的阻力臂。三．計算題（共2小題）29．（2023?石家莊三模）如圖甲所示，用滑輪組拉重物體沿水平方向勻速運動，物體受到地面的摩擦阻力為物重的0.5倍，滑輪組的機(jī)械效率隨物體重力變化的圖像如圖乙所示?；喗M的機(jī)械效率為時，物體以的速度勻速運動，人對地面的壓強(qiáng)為。不計繩重、滑輪軸處摩擦，繞滑輪組的繩子承受最大力為，人雙腳與地的接觸面積為。求：（1）動滑輪的重力；（2）滑輪組的機(jī)械效率為時，拉力的功率；（3）該滑輪組的最大機(jī)械效率。30．（2023?南皮縣校級模擬）小熊在課外實踐活動中，用如圖甲所示的滑輪組勻速拉動放在樹下一水平面上的不同物體，物體受到的摩擦力從開始逐漸增加，每次物體被拉動的距離均為。根據(jù)測量結(jié)果畫出了該滑輪組機(jī)械效率與物體受到摩擦力大小變化的關(guān)系圖象，如圖乙所示。若不計繩重和繩與滑輪間的摩擦，求：（1）由圖乙可知，當(dāng)物體受到的摩擦力為時，求：動滑輪的重力？（2）當(dāng)滑輪組的機(jī)械效率為，物體以的速度勻速運動時，該滑輪組的有用功率是多大？（3）當(dāng)物體與地面的摩擦力為時，體重為的小熊豎直向下拉繩，還能用此滑輪組拉動物體嗎？用計算結(jié)果說明。參考答案參考答案一．選擇題（共18小題）1．【答案】【解答】解：小強(qiáng)想探究的是改變物體的位置，人用的力變化情況，其中改變物體的位置，就會改變阻力臂的大小，人用的力就是動力的大小，所以他要探究的問題是阻力和動力臂一定時，動力和阻力臂的關(guān)系，故正確，錯誤。故選：。2．【答案】【解答】解：用腳按住舂較短的一端，下壓一小段距離，就可以把舂較長的另一端高高抬起，操作過程中動力臂小于阻力臂，故舂是費力杠桿；、起子開瓶的過程中，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿，故不符合題意；、核桃夾在使用過程中，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿，故不符合題意；、老虎鉗在使用過程中，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿，故不符合題意；、鑷子夾食品的過程中，動力臂小于阻力臂，是費力杠桿，故符合題意。故選：。3．【答案】【解答】解：重為、長為的水平獨木橋的兩端由兩根豎直支柱、支撐著，分別對水平獨木橋的支持力為、，水平獨木橋受到重力為，獨輪車對獨木橋的壓力為，以為支點，獨輪車對獨木橋的壓力的力臂為，根據(jù)杠桿平衡條件：，則，壓力與支持力是一對相互作用力，所以端支柱所受壓力，由此可知端支柱所受壓力與時間是一條一次函數(shù)的圖象（不經(jīng)過原點）。故選：。4．【答案】【解答】解：、根據(jù)杠桿平衡條件可得：，，所以，作用在點豎直向下的力：；由圖可知，、兩個力的力臂均與的力臂均為圓的半徑即力臂長為，大小相等，阻力和阻力臂不變，撤去后，按圖示方向分別施加、兩個力，且每次都使杠桿在水平位置平衡，根據(jù)杠桿平衡條件可知，、大小關(guān)系為，故錯誤，正確；、由圖可知，力作用點時，的力臂為圓的半徑，而的力臂為，所以力作用點時杠桿不是等臂杠桿，故錯誤。故選：。5．【答案】【解答】解：由題知，不計摩擦和機(jī)械自重，、由于杠桿平衡，動力臂大于阻力臂，所以；、由于杠桿平衡，動力臂小于阻力臂，所以；、使用定滑輪，；、使用動滑輪，；由以上分析可知，選項中用力最大。故選：。6．【答案】【解答】解：若不計機(jī)械重力及摩擦。設(shè)物體的重力為。中直接提升物體，則拉力；中使用定滑輪，則拉力；中使用滑輪組，，則拉力；中使用滑輪組，，則拉力；故下列裝置中最省力的是。故選。7．【答案】【解答】解：（1）根據(jù)杠桿的平衡條件可知：當(dāng)提著處秤紐、秤砣在點時，點所掛物體重為，當(dāng)提著處秤紐、秤砣在點時，點所掛物體重為，因、，則，即提處秤紐時，此秤的稱量最大，故正確；當(dāng)提著處秤紐、秤砣掛在點、點秤鉤掛著質(zhì)量為的物體時，秤桿可以在水平位置平衡，根據(jù)杠桿平衡條件可得，由可得，則，故正確；（2）當(dāng)提起處秤紐時，阻力臂為，動力臂，根據(jù)杠桿的平衡條件可列式：。由可得，則，當(dāng)提起處秤紐時，阻力臂為，動力臂，根據(jù)杠桿的平衡條件可列式：。由可得，則，故正確；（3）如果秤砣磨損，根據(jù)杠桿平衡條件可知動力臂變大，所以用該秤稱量貨物質(zhì)量偏大，故錯誤。故選：。8．【答案】【解答】解：、定滑輪是等臂杠桿，動力臂等于阻力臂，既不省力也不費力，故符合題意；、利用斜面可以省力，故不符合題意；、大門上的門把手和水管上的水龍頭都是輪軸，輪半徑大于軸半徑，在使用時動力臂大于阻力臂，是省力機(jī)械，故不符合題意。故選：。9．【答案】【解答】解：如圖，杠桿處于平衡狀態(tài)，鐵球的力臂大于銅球的力臂；它們同時浸沒水中，由于它們的體積相同，根據(jù)阿基米德原理可知，它們受到的浮力是相同的，浮力的方向是豎直向上的；由于鐵球的力臂大于銅球的力臂，則鐵球受到的浮力與力臂的乘積要大于銅球受到的浮力與力臂的乘積，即鐵球的浮力與力臂的乘積減小的多，鐵球受到的力與力臂的乘積要小于銅球的力與力臂的乘積，根據(jù)杠桿的平衡條件可知，鐵球的一端會上升，即上升，下降。故選：。10．【答案】【解答】解：（1）當(dāng)繩處固定不動，在處用力拉繩時，該圖中所有滑輪均為定滑輪，不計繩重和摩擦，則；（2）由圖知，當(dāng)繩處固定不動，手在處用力拉繩時，處的拉力和物體的重力相等，物體勻速上升時，中間的滑輪處于平衡狀態(tài)，不計繩重和摩擦，中間的滑輪受向上的拉力、2段繩子向下的拉力和中間滑輪向下的重力，則由二力平衡條件可得：；即。故選：。11．【答案】【解答】解：將拉索與橋塔的固定點上移，動力臂增大，阻力臂和阻力不變，根據(jù)杠桿平衡條件知，動力減小。故選：。12．【答案】【解答】解：所在的滑輪為動滑輪，動滑輪省一半的力，所在的滑輪為定滑輪，定滑輪不省力；與質(zhì)量相等，重力相等，不計繩子、滑輪的重力和摩擦，將拉起只需重力的一半即可，所以下降，上升。故選：。13．【答案】【解答】解：將杠桿緩慢地由最初位置拉到水平位置時，因作用力始終與垂直，則動力臂不變，阻力為杠桿的重力，則阻力大小也不變，但阻力臂變大，根據(jù)杠桿的平衡條件可知，動力變大。故選：。14．【答案】【解答】解：、由圖可知，的軸固定不動是定滑輪，故錯誤；、由圖可知，因為不計繩重和摩擦?xí)r，所以軸端拉力：，故正確；、由圖可知，軸端拉力移動的距離，則軸端拉力做的功：，故錯誤；、由圖可知，軸端拉力移動的速度，故錯誤。故選：。15．【答案】【解答】解：．自行車把上的車閘使用時，動力臂大于阻力臂，屬于省力杠桿，故不符合題意；．自行車車座寬大，是在壓力一定時，通過增大受力面積來減小壓強(qiáng)，故不符合題意；．自行車輪胎表面有凸起的花紋，是在壓力一定時，通過增大接觸面的粗糙程度來增大摩擦力，故符合題意；．慣性大小取決于物體的質(zhì)量大小，與其運動的速度無關(guān)，騎自行車上坡前加速，質(zhì)量不變，慣性大小不變，故不符合題意。故選：。16．【答案】【解答】解：、由圖知，承擔(dān)重物繩子的段數(shù)，由可得，動滑輪重力，故正確；、滑輪組所做的有用功，故正確；、工人所用拉力的總功，拉力的功率，故正確；、滑輪組的機(jī)械效率，故錯誤。故選：。17．【答案】【解答】解：（1）工人做的有用功：，故錯誤；（2）工人做的總功：，斜面的機(jī)械效率：，故正確；（3）克服摩擦力所做的額外功：，由可得物體與斜面間的摩擦力：，故錯誤；（4）工人做功功率：，故錯誤。故選：。18．【答案】【解答】解：由圖可知，，已知每個滑輪的質(zhì)量相同，且兩滑輪組均只有一個動滑輪，則動滑輪重相同；不計繩重及摩擦，則繩子受到的拉力分別為：，，因，故；因為動滑輪重相同，提升的物體重和高度都相同，且，，所以利用滑輪組做的有用功相同、額外功相同，則總功相同；由可知，兩滑輪組的機(jī)械效率相同，即；又因為所用時間相同、總功相同，所以由可知，拉力做功的功率，故正確。故選：。二．作圖題（共10小題）19．【解答】解：作支點作作用線的垂線段，即動力臂；如下圖所示：20．【答案】【解答】解：過支點做力作用線的垂線段，即為所求作的動力臂，如下圖所示：21．【答案】【解答】解：延長動力的作用線，從支點向動力作用線作垂線，支點到垂足的距離就是力臂，如圖所示：22．【答案】【解答】解：已知動力的方向，作出動力作用線，從支點作動力的作用線的垂線段，即動力臂，如圖所示：23．【答案】【解答】解：水平滑輪組中有一個動滑輪，滑輪組最省力時動滑輪接觸繩子的段數(shù)最多，繩子由動滑輪為連接起點反向繞成；對地面壓力作用點在接觸面中心位置，壓力方向沿接觸面垂直向下；如圖所示：24．【答案】【解答】解：由杠桿平衡條件可知，在阻力跟阻力臂的乘積一定時，動力臂越長，動力越?。粓D中支點在點，因此連接作為動力臂最長；動力的方向應(yīng)該向下，從點垂直于斜向下作出最小動力的示意圖，如圖所示：25．【答案】【解答】解：從動滑輪的掛鉤開始依次繞繩子，最后有三段繩子承擔(dān)物重，這就是最省力的繞法。如圖所示：26．【解答】解：由題意知，站在地面上的人用滑輪組向下拉繩提起物體，所以繩子自由端的拉力方向應(yīng)向下，然后“倒著”把線繞回去，繩子應(yīng)系在定滑輪的固定掛鉤上，如圖所示：27．【答案】【解答】解：要使滑輪組最省力，需要承擔(dān)物重的繩子段數(shù)最多，所以要從動滑輪繞起，依次繞過上面的定滑輪、下面的動滑輪，如圖所示：28．【答案】見解答【解答】解：從支點到動力的作用線的距離為動力臂，動力臂與動力的作用線是垂直的；過力臂的上端作力臂的垂線，可得的作用線，的作用線與杠桿的交點為動力的作用點；從支點向作用線引垂線段，即為其力臂，如圖所示：三．計算題（共2小題）29．【答案】（1）動滑輪的重力為；（2）滑輪組的機(jī)械效率為時，拉力的功率為；（3）該滑輪組的最大機(jī)械效率為?！窘獯稹拷猓海?）由乙圖可知，當(dāng)物重為時，滑輪組的機(jī)械效率為，物體受到地面的摩擦阻力為物重的0.