2020-2021年物理│中考物理简单机械(有难度)

2020-2021年物理│中考物理简单机械(有难度)
一、简单机械选择题
1．如图所示，在水平拉力F作用下，使重40N的物体A匀速移动5m，物体A受到地面的摩擦力为5N，不计滑轮、绳子的重力及滑轮与绳子间的摩擦，拉力F做的功为
A．50J B．25J C．100J D．200J
【答案】B
【解析】
【详解】
如图所示，是动滑轮的特殊用法，拉力是A与地面摩擦力的2倍，
故；
物体A在水平方向上匀速移动5m，
则拉力移动的距离：，
拉力F做的功：．
故选B．
2．关于机械效率的问题，下列说法中正确的是（）
A．做的有用功越多，机械效率一定越高B．单位时间内做功越多，机械效率一定越高
C．省力越多的机械，机械效率一定越高D．额外功在总功中所占比例越小，机械效率一定越高
【答案】D
【解析】
【详解】
A、做功多，有用功不一定多，有用功占总功的比例不一定高，所以机械效率不一定高，故A错误；
B、有用功占总功的比例与单位时间内做功多少无关，故B错误；
C、省力多的机械的机械效率往往偏低，故C错误；
D、额外功在总功中所占比例越小，说明有用功在总功中所占的比例越大，机械效率就越高，故D正确；故选D．
【点睛】
①总功＝有用功+额外功；②有用功和总功的比值叫机械效率；③由机械效率的定义可知，机械效率的高低只与有用功在总功中所占的比例有关，与做功多少、功率大小无关．
3．用图中装置匀速提升重为100N的物体，手的拉力为60N，滑轮的机械效率为（）
A．16.7% B．20% C．83.3% D．100%
【答案】C
【解析】
【详解】
由图可知，提升重物时滑轮的位置跟被拉动的物体一起运动，则该滑轮为动滑轮；
∴拉力移动的距离s=2h，
η=====≈83.3%．
4．下列关于功率和机械效率的说法中，正确的是（）
A．功率大的机械，做功一定多
B．做功多的机械，效率一定高
C．做功快的机械，功率一定大
D．效率高的机械，功率一定大
【答案】C
【解析】
试题分析：根据功、功率、机械效率的关系分析．功率是单位时间内做的功的多少，机械效率是有用功与总功的比值．
解：A、说法错误，功率大，只能说明做功快；
B、说法错误，由于机械效率是有用功与总功的比值，故做功多，不一定机械效率就大；
C、说法正确；
D、说法错误，机械效率高，只能说明有用功在总功中占的比例大．
故选C．
5．如图所示，杠杆处于平衡状态且刻度均匀，各钩码质量相等，如果在杠杆两侧各减少一个钩码，杠杆会（）
A．左端下沉B．右端下沉
C．杠杆仍然平衡D．无法判断
【答案】B
【解析】
【详解】
设一个钩码重为G，一格的长度为L，原来：3G×4L=4G×3L，杠杆平衡；在杠杆两侧挂钩码处各减少一个质量相等的钩码，现在：2G×4L<3G×3L，所以杠杆不再平衡，杠杆向顺时针方向转动，即右端下沉。

故ACD错误，B正确。

6．如图为工人用力撬起石头的情景，小亮在图中画出了四个作用于硬棒上的力，其中能正确表示工人左手施力且最省力的是（）
A．F1B．F2C．F3D．F4
【答案】C
【解析】
解答：因为由图可知,四个力中F3的力臂最长，所以根据杆杆平衡条件可知，最省力的是沿F3方向．故选C.
7．如图所示，杠杆处于平衡状态，如果将物体A和B同时向靠近支点的方向移动相同的距离，下列判断正确的是
A．杠杆仍能平衡
B．杠杆不能平衡，右端下沉
C．杠杆不能平衡，左端下沉
D．无法判断
【答案】C
【解析】
【详解】
原来杠杆在水平位置处于平衡状态，此时作用在杠杆上的力分别为物体A、B的重力，其对应的力臂分别为OC、OD，
根据杠杆的平衡条件可得：m A gOC=m B gOD，由图示可知，OC＞OD．所以m A＜m B，
当向支点移动相同的距离△L时，两边的力臂都减小△L，此时左边为：m A g（OC﹣△L）=m A gOC﹣m A g△L，
右边为：m B g（OD﹣△L）=m B gOD﹣m B g△L，由于m A＜m B，所以m A g△L＜m B g△L；所以：m A gOC﹣m A g△L＞m B gOD﹣m B g△L．
因此杠杆将向悬挂A物体的一端即左端倾斜．
故选C．
8．利用如图所示的滑轮，在粗糙水平面上匀速拉动物体，下列叙述正确的是（）
A．重力做的功是有用功
B．拉力F1做的功是额外功
C．绳子自由端的拉力F做的功是总功
D．该滑轮的机械效率可能等于100%
【答案】C
【解析】A、由图知，是水平使用动滑轮拉动物体，克服物体受到的摩擦力做的功为有用功，故A错；
B、由图知，是水平使用动滑轮拉动物体，克服物体受到的摩擦力做的功，即拉力F1做的功为有用功，克服绳与动滑轮之间的摩擦、克服动滑轮和绳重而做的功为额外功，故B 错；
C、绳子自由端的拉力F做的功包括有用功、额外功，为总功，故C正确；
D、在拉动物体的过程中要克服绳与动滑轮之间的摩擦、要克服动滑轮和绳重而做一定的额外功，使得有用功小于总功，该滑轮的机械效率总小于100%，故D错．
故选C．
9．如图所示，一均匀木板AB，B端固定在墙壁的转轴上，木板可在竖直面内转动，木板下垫有长方形木块C，恰好使木板水平放置．现有水平拉力F拉木块C，在粗糙水平地面上由B向A缓慢运动过程中，拉力F将
A．变小B．不变
C．逐渐增大D．先减小后增大
【答案】A
【解析】
【详解】
以杆为研究对象，杆受重力G和C对它的支持力F支，根据杠杆平衡条件可得：F支•l支
=G•l G，水平力F由B向A缓慢匀速推动木块，F支的力臂在增大，重力G及其力臂l G均不变，所以根据杠杆平衡条件可知，在整个过程中支持力在逐渐减小；由于支持力逐渐减小，且力的作用是相互的，所以可知杆对物体C的压力也逐渐减小，根据影响摩擦力大小的因素可知，C和木板间、C和地面间的摩擦力逐渐减小，拉力和摩擦力是平衡力，由力
的平衡条件可知，水平拉力F 也逐渐减小．
10．甲乙两个滑轮组如图所示 ，其中的每一个滑轮都相同，用它们分别将重物G 1、G 2提高相同的高度，不计滑轮组的摩擦，下列说法中正确的是（ ）
A ．若G 1= G 2，拉力做的额外功相同
B ．若G 1= G 2，拉力做的总功相同
C ．若G 1= G 2，甲的机 械效率大于乙的机械效率
D ．用甲乙其中的任何一个滑轮组提起不同的重物，机械效率不变 【答案】C 【解析】 【详解】
有用功为GH ，若12G G =则有用功相等．对动滑轮做的功为额外功W G H =⨯额动，乙的动滑轮质量大额外功多，因此乙的总功多，机械效率低．答案AB 错，C 对．同一个滑轮组提起不同的重物，有用功不同，额外功相同，机械效率不同，提升重物越重机械效率越高．D 错．
11．工人师傅利用如图所示的两种方式，将均为300N 的货物从图示位置向上缓慢提升一段距离．F 1、F 2始终沿竖直方向；图甲中OB=2OA ，图乙中动滑轮重为60N ，重物上升速度为0.01m/s ．不计杠杆重、绳重和摩擦，则下列说法正确的是（ ）
A ．甲乙两种方式都省一半的力
B ．甲方式F 1由150N 逐渐变大
C ．乙方式机械效率约为83.3%
D ．乙方式F 2的功率为3W
【答案】C 【解析】
试题分析：由甲图可知，OB=2OA ，即动力臂为阻力臂的2倍，由于不计摩擦、杠杆自重，由杠杆平衡条件可知，动力为阻力的一半，即F 1=150N ；由图乙可知，n=3，不计绳重和摩擦，则F 2=G+G 动）/3=（300N+60N ）/3=120N ，故A 错误；甲图中，重力即阻力的方向是竖直向下的，动力的方向也是竖直向下的，在提升重物的过程中，动力臂和阻力臂的比值不
变，故动力F 1 的大小不变，故B 错误；不计绳重和摩擦，则乙方式机械效率为：η=W 有/W
总
=W 有/W 有+W 额=Gh/Gh+G 轮h=G/G+G 轮=300N/300N+60N=83.3%，故C 正确；乙方式中
F 2=120N ，绳子的自由端的速度为v 绳=0.01m/s×3=0.03m/s ，则乙方式F 2的功率为：P=F 2 v 绳=120N×0.03m/s=3.6W ，故D 错误，故选C ．
考点：杠杆的平衡条件；滑轮（组）的机械效率；功率的计算
12．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:1:2OA OB =，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．（33
2.710/kg m ρ=⨯铝，10/g N kg = ）下列结果正确的是
A ．该铝球空心部分的体积为33110m -⨯
B ．该铝球的体积为33310m -⨯
C ．该铝球受到的浮力为20N
D ．该铝球受到的浮力为40N 【答案】C 【解析】 【分析】
根据密度的公式得到铝球实心部分的体积，根据杠杆的平衡条件得到A 端的拉力，铝球在水中受到的浮力等于重力减去A 端的拉力，根据阿基米德原理求出排开水的体积，从而得出球的体积，球的体积减去实心部分的体积得到空心部分的体积． 【详解】
铝球实心部分的体积：3333
2.71102.710/m
kg
V m kg m
ρ
-=
=
=⨯⨯实， 由杠杆平衡的条件可得：F A ×
OA=F B ×OB ，2
3.571
A B OB F F N N OA ==⨯=， 铝球受到的浮力： 2.710/720F G F mg F kg N kg N N =-=-=⨯-=浮， 铝球排开水的体积：33
33
20210110/10/F N V m g kg m N kg
ρ-=
==⨯⨯⨯浮排水， 铝球的体积：3
3
3
3
22210410V V m m --==⨯⨯=⨯球排，
则空心部分的体积：4
3
3
3
3
3
410110310V V V m m m ---=-=⨯-⨯=⨯空球实． 【点睛】
本题考查杠杆和浮力的题目，解决本题的关键知道杠杆的平衡条件和阿基米德原理的公
式．
13．如图所示，有一质量不计的长木板，左端可绕O 点转动，在它的右端放一重为G 的物块，并用一竖直向上的力F 拉着。

当物块向左匀速运动时，木板始终在水平位置保持静止，在此过程中，拉力F （ ）
A ．变小
B ．变大
C ．不变
D ．先变大后变小
【答案】A 【解析】 【详解】
把长木板看作杠杆，此杠杆在水平位置平衡，根据杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂可知，当动力臂不变，阻力大小不变，物块向左匀速滑动时，阻力臂在减小，可得动力随之减小，答案选A 。

14．如图所示，甲、乙是固定在水平地面上的两个光滑斜面，长度分别为4 m 、5 m ，高度相同．两个工人分别用沿斜面向上的拉力F 甲、F 乙把完全相同的工件从斜面底端匀速地拉到斜面顶端，且速度大小相等．此过程拉力F 甲、F 乙所做的功分别为W 甲、W 乙，功率分别为P 甲、P 乙，机械效率分别为η甲、η乙．下列说法正确的是（ ）
A ．F 甲∶F 乙＝5∶4
B ．W 甲∶W 乙＝5∶4
C ．P 甲∶P 乙＝4∶5
D ．η甲∶η乙＝4∶5
【答案】A 【解析】 【详解】
A ．斜面光滑，则不做额外功，所以W 有=W 总，即Gh =Fs ，可得：
45
5
4
Gh F Gh F ==甲乙，故A 正确；
B ．因为W 有=W 总=Gh ．两斜面高相同，工件也相同，所以两力做功相等，即W 甲：W 乙=1：1，故B 错误；
C ．由A 知，F 甲∶F 乙＝5∶4，且速度大小相等．根据P = Fv 得，P 甲：P 乙=F 甲：F 乙=5：4，故C 错误；
D ．不做额外功时，两次做功的效率都为100%，所以η甲∶η乙＝1：1．故D 错误．
15．如下图所示的四种机械提起同一重物，不计机械自重和摩擦，最省力的是
A．B．
C．D．
【答案】D
【解析】
【详解】
根据题意知道，在不计机械自重和摩擦的条件下使用的简单机械；
A．图的杠杆提升重物时，由于动力臂小于阻力臂，所以是费力杠杆，即
F＞G；
B．用图中的杠杆提升重物时，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆，即
F=G；
C．图中滑轮组承担物重的绳子的有效股数是：
n=2，
所以，绳端的拉力是：
；
D．图中滑轮组承担物重的绳子的有效股数是：
n=3
所以，绳端的拉力是：
；
综上所述，只有D图中的机械最省力。

16．建筑工人用如图所示的滑轮组，在4s内将重为1500N的物体沿水平方向匀速移动2m 的过程中，所用的拉力大小为375N，物体受到水平地面的摩擦力为物重的0.4倍．在此过程中下列说法正确的是（）
A．绳子自由端沿水平方向移动了6 m
B．物体受到的拉力为750N
C．拉力F的功率为750W
D．滑轮组的机械效率为80%
【答案】D
【解析】
【详解】
A．由图可知，n=2，则绳子自由端沿水平方向移动的距离s=ns A=2×2m=4m，故A错误；B．物体沿水平方向匀速移动时处于平衡状态，物体受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，则物体受到的拉力F A=f=0.4G=0.4×1500N=600N，故B错误；
C．拉力F做的功W总=Fs=375N×4m=1500J，则拉力F的功率P===375W，故C
错误；
D．有用功W有=F A s A=600N×2m=1200J，则滑轮组的机械效率
η=×100%=×100%=80%，故D正确；
17．如图所示，每个滑轮的重力相等，不计绳重和摩擦力，G1＝60N，G2＝38N，甲乙两种情况下绳子在相等拉力F作用下静止。

则每个动滑轮的重力为（）
A．3N B．6N C．11N D．22N
【答案】B
【解析】
【分析】
分析可知滑轮组承担物重的绳子股数n，不计绳重和摩擦力，拉力F＝1
n
（G+G轮），因为
拉力相同，据此列方程求动滑轮的重力。

【详解】
由图知，承担物重的绳子股数分别为：n1＝3，n2＝2，滑轮的重力相等，设动滑轮的重力
为G轮，不计绳重和摩擦力，则拉力分别为：F1＝1
3
（G1+G轮），F2＝
1
2
（G2+G轮），
由题知F1＝F2，所以1
3
（
G1+G轮）＝
1
2
（G2+G轮），即：
1
3
（60N+G轮）＝
1
2
（38N+G
轮
），
解答动滑轮的重力：G轮＝6N。

故选：B。

18．C点为硬棒AD的重心，硬棒可绕A点转动。

在棒的B点施加力F1，F1的方向沿OO'线，棒在图所示位置处于静止状态。

则
A．F1>G B．F1=1
2
G
s
s
C．重力的力臂等于S1D．F1方向沿OO′线向下
【答案】A
【解析】
【详解】
AB．由图像可得，A点到F1的距离为s2，若令A点到重力的距离为s3，根据杠杆的平衡条件“动力×动力臂=阻力×阻力臂”可知
123
F s
G s
⨯=⨯
可以推出
3
1
2
s
F G
s
=
由于
32
s s
>
可得
1
F G
>
故A选项正确，符合题意，B选项错误，不符合题意；
C．重力的力臂为支点A到重力的距离，重力竖直向下，因此力臂为水平方向，故C选项错误，不符合题意；
D．F1与G在支点同侧，重力方向竖直向下，所以F１的方向应该向上，故D选项错误，不符合题意。

19．农村建房时，常利用如图所示的简易滑轮提升建材。

在一次提升建材的过程中，建筑
工人用400N 的拉力，将重600N 的建材在10s 内匀速提高3m 。

不计绳重及摩擦，则下列判断正确的是（ ）
A ．该滑轮的机械效率η=75%
B ．滑轮所做的有用功为1200J
C ．滑轮自身的重力为100N
D ．绳子自由端移动的距离大小为3m
【答案】A
【解析】
【详解】
AB ．滑轮所做的有用功为： W 有用=Gh =600N×3m=1800J ，
因为是动滑轮，所以拉力移动的距离是物体提高距离的2倍，即6m ，则拉力做的总功为：
W 总=Fs =400N×6m=2400J ，
所以动滑轮的机械效率为： 1800J ×100%=100%=75%2400J
W W η=
⨯有用总， 故A 正确，B 错误； C ．不计绳重及摩擦，则拉力为：
12
F G G =+动（）， 那么动滑轮的重为：
G 动=2F-G =2×400N-600N=200N ，
故C 错误；
D ．由图知，使用的是动滑轮，承担物重的绳子股数n =2，绳子自由端移动的距离为：
s=nh=2×3m=6m ，
故D 错误；
故选A 。

20．如图所示，某人用扁担担起两筐质量为m 1、m 2的货物，当他的肩处于O 点时，扁担水平平衡，已知l 1＞l 2，扁担和筐的重力不计。

若将两筐的悬挂点向O 点移近相同的距离△l ，则
A ．扁担仍能水平平衡
B ．扁担右端向下倾斜
C ．要使扁担恢复水平平衡需再往某侧筐中加入货物，其质量为（m 2-m 1）21
l l l -V D ．要使扁担恢复水平平衡需再往某侧筐中加入货物，其质量为（m 2-m 1）2l l l
-V V 【答案】D
【解析】
【详解】
AB ．原来平衡时，m 1gl 1=m 2gl 2，
由图知，l 1＞l 2，所以m 1＜m 2，
设移动相同的距离∆l ，则左边：m 1g （l 1−△l ）=m 1gl 1−m 1g △l ，
右边：m 2g （l 2−△l ）=m 2gl 2−m 2g △l ，
因为m 1＜m 2，所以m 1△lg ＜m 2△lg ，
则m 1（l 1−△l ）g ＞m 2（l 2−△l ）g ，则杠杆的左端向下倾斜，故AB 错误；
CD ．因为m 1（l 1−△l ）g ＞m 2（l 2−△l ）g ，故往右边加入货物后杠杆平衡，
即：m 1（l 1−△l ）g =（m 2+m ）（l 2−△l ） g ，
且m 1gl 1=m 2gl 2，
得m =（m 2−m 1）2l l l
-V V ，故C 错误，D 正确。

21．如图所示，杠杆上分别放着质量不相等的两个球，杠杆在水平位置平衡，如果两球以相同速度同时匀速向支点移动，则杠杆
A ．仍能平衡
B ．不能平衡，大球那端下沉
C ．不能平衡，小球那端下沉
D ．无法判断
【答案】C
【解析】
【详解】
开始时两球平衡，即力矩相等；当运动时，两球速度相同，则在相同时间内移动的距离相同，大球的力矩减少的快，则大球力矩会小于小球力矩，杠杆向小球那端下沉．
22．如图所示，杠杆处于平衡状态，如果将物体A 和B 同时向靠近支点的方向移动相同的距离，下列判断正确的是（ ）
A．杠杆仍能平衡 B．杠杆不能平衡，左端下沉
C．杠杆不能平衡，右端下沉 D．无法判断
【答案】C
【解析】
原来杠杆在水平位置处于平衡状态，此时作用在杠杆上的力分别为物体A、B的重力，其对应的力臂分别为OC、OD，
根据杠杆的平衡条件可得：m A gOC=m B gOD，由图知OC＜OD．所以m A＞m B，当向支点移动相同的距离△L时，两边的力臂都减小△L，此时左边的力矩为：m A g（OC-△L）
=m A gOC-m A g△L，
右边的力矩为：m B g（OD-△L）=m B gOD-m B g△L，由于m A＞m B，所以m A g△L＞
m B g△L；所以：m A gOC-m A g△L＜m B gOD-m B g△L．
因此杠杆不能平衡，将向悬挂B物体的一端即右端下沉。

故C正确为答案。

23．用一个动滑轮和两个定滑轮组成的滑轮组竖直向上提升物体A，要求滑轮的个数要用完（未画出），实验中，拉力F随时间t变化的关系如图甲所示，物体A上升的速度v随时间变化的关系如图乙所示，不计绳重和摩擦，在1～2s内，滑轮组的机械效率为80%，则下列判断中正确的是
A．物体A的重为1500N
B．动滑轮的重为400N
C．物体A从静止开始上升1s后，拉力的功率为500W
D．若将物体A换成重为900N的物体B，则在匀速提升物体B的过程中，滑轮组的机械效率将变为75%
【答案】D
【解析】
【详解】
用一个动滑轮和两个定滑轮组成的滑轮组竖直向上提升物体A，要求滑轮的个数要用完，
则承担物重和动滑轮重的绳子段数为3，如图所示：
A 、已知在1s ～2s 内，滑轮组的机械效率为80%，
由甲图可知，在1～2s 内拉力500N F =，由W Gh G W nFh nF η===有用总可得物体A 的重：3?3500N 80%1200N A G F η==⨯⨯=，故A 错误；
B 、不计绳重和摩擦，根据1
F G G n
=+物动（）得动滑轮的重： 33500N 1200N 300N A G F G =-=⨯-=动，故B 错误；
C 、由甲图知，1s 后的拉力F=500N ，由乙图可知1s 后物体的速度1m/s v 物=，则绳子自由端移动的速度：331m/s 3m/s v v 绳物==⨯=，所以拉力F 的功率：
500N 3m/s 1500W P Fv 绳==⨯=；故C 错误；
D 、若将重物A 的重力减小为900N ，由于滑轮组不变，不计绳重和摩擦，此时滑轮组的机械效率：()900N 100%75%900N 300N
W Gh G W G G G G h η=
===⨯=+++有用总动动，故D 正确；
故选D ．
【点睛】
重点是滑轮组中功和及效率的计算，首先应根据第一次做功的额外功或拉力的关系求出动滑轮的重，再利用效率的公式计算第二次的机械效率．另外在不计摩擦和绳重时，牢记效率的两个思路：一是W Gh G W nFh nF
η===有用总，二是()W Gh G W G G G G h η===++有用总动动．
24．如图所示，一直杆可绕O 点转动，杠杆下端挂一重物，为了提高重物，用一个始终跟杠杆垂直的力使杠杆由竖直位置慢慢转到水平位置，在这个过程中直杆
A ．始终是省力杠杆
B ．始终是费力杠杆
C ．先是省力的，后是费力的
D ．先是费力的，后是省力的
【答案】C
【解析】
【详解】 由图可知动力F 1的力臂始终保持不变，物体的重力G 始终大小不变，在杠杆从竖直位置向水平位置转动的过程中，重力的力臂逐渐增大，在L 2＜L 1之前杠杆是省力杠杆，在L 2＞L 1之后，杠杆变为费力杠杆．
25．如图所示，工人用250N 的力F 将重为400N 的物体在10s 内匀速提升2m ，则此过程中
A ．工人做的有用功为800J
B ．工人做的总功为500J
C ．滑轮组的机械效率为60%
D ．拉力做功的功率为20W
【答案】A
【解析】
【详解】
A ．工人做的有用功： 400N 2m 800J Gh W ==⨯=有 ，
A 选项正确。

B ．绳子的自由端移动的距离是4m ，工人做的总功：
250N 4m 1000J W Fs ==⨯=总 ，
B 选项错误。

C ．滑轮组的机械效率：
800J 80%1000J
W W =
==有总η， C 选项错误。

D ．拉力做功的功率： 1000J 100W t 10s
W P =
==， D 选项错误。