2021年中考物理真题分类汇编之十一 简单机械

2021年中考物理真题分类汇编之十一简单机械
姓名：__________ 班级：__________考号：__________
一、单选题
1.（2021·岳阳）A中的杠杆和物体处于静止状态，B、C、D中的物体被匀速吊起，所有物体重力均为G，不计动滑轮重力、绳重和一切摩擦，则所用拉力F最小的是（）
A. B. C. D.
2.（2021·潍坊）“节约用水，人人有责”，应养成随手关闭水龙头的好习惯。

水龙头手柄可视为如图所示杠杆，O为支点，F为阻力，分别用力沿a、b、c、d方向关闭水龙头，其中用力最小的是（）
A. a
B. b
C. c
D. d
3.（2021·北京）图示的四种工具中，正常使用时属于费力杠杆的是（）
A. 园艺剪
B. 筷子
C. 瓶盖起子
D. 核桃夹
4.（2021·烟台）用如图所示的四种方式匀連提升同一物体（不计机械自重和摩擦），其中最费力的是（）
A. B.
C. D.
5.（2021·临沂）下列各图所示的工具，正常使用时省力的是（）
A. 镊子
B. 羊角锤
C. 定滑轮
D. 筷子
6.（2021·泰州）如图，在均匀杠杆的A处挂3个钩码，B处挂2个钩码，杠杆恰好在水平位置平衡。

下列操作中，仍能使杠杆在水平位置平衡的是（所用钩码均相同）（）
A. 两侧钩码同时向支点移动一格
B. 两侧钩码下方同时加挂一个钩码
C. 左侧加挂一个钩码，右侧加挂两个钩码
D. 左侧拿去一个钩码，右侧钩码向左移动一格
7.（2021·常德）如图所示的滑轮组将重10N的物体匀速提升1m，所用时间为2s，作用在绳子末端的拉力F为6N（不计绳重和绳与滑轮间的摩擦），下列说法中正确的是（）
A. 所做的有用功为6J
B. 动滑轮自重4N
C. 拉力F做功的功率为5W
D. 该滑轮组的机械效率为83.3%
8.（2021·永州）如图所示，用F＝10N的拉力使重物匀速上升0.1m，已知物体的重力为27N（忽略绳子与滑轮的摩擦及绳子的重力），下列说法正确的是（）
A. 绳子末端移动的距离是0.2m
B. 拉力做的功是2.7J
C. 滑轮组的机械效率是90%
D. 动滑轮的重力是1N
9.（2021·北部湾）图是小华在劳动教育实践活动中体验中国传统农耕“春稻谷”的示意图。

小华若要更省力，下列做法可行的是（）
A. 支点不动，脚在杆上的位置前移
B. 将支点靠近人，脚在杆上的位置不动
C. 将支点靠近人，同时脚在杆上的位置前移
D. 将支点远离人，同时脚在杆上的位置后移
10.（2021·黄石）如图所示，重600N的物体在大小为100N的水平拉力作用下，以0.1m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了10s，滑轮组的机械效率为60%。

在此过程中下列选项正确的是（）
A. 物体与地面间的滑动摩擦力为100N
B. 拉力F做的功为100J
C. 额外功的功率是8W
D. 绳子自由端移动的速度为0.3m/s
11.（2021·深圳）下列杠杆中属于费力杠杆的是( )
A. 撬石头
B. 船桨
C. 小推车
D. 修树剪刀
12.（2021·枣庄）如图所示，一根质地均匀的木杆可绕O点自由转动，在木杆的右端施加一个始终垂直于木杆的作用力F，使木杆从OA位置匀速转到OB位置的过程中，力F的大小将（）
A. 先变大，后变小
B. 先变小，后变大
C. 一直是变大的
D. 一直是变小的
13.（2021·广州）图显示的是甲、乙两机械的参数。

甲、乙相比，甲的（）
A. 总功较大
B. 有用功较小
C. 额外功较大
D. 机械效率较低
14.（2021·新疆）如图所示，用剪刀将一张纸片缓慢地一刀剪断的过程中，阻力臂l阻和动力F动的变化情况是（）
A. l阻不变，F动变大
B. l阻不变，F动不变
C. l阻变大，F动变大
D. l阻变大，F动不变
15.（2021·重庆）如图所示的滑轮组，500N的拉力F在10s内将重800N的箱子匀速提升了2m，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（）
A. 定滑轮的作用是省力
B. 滑轮组机械效率为80%
C. 动滑轮的重力为100N
D. 拉力F的功率为100W
二、填空题
16.（2021·北部湾）图是利用滑轮组帮助汽车脱困的情景。

匀速拉动车的过程中，车相对树木是（选填“静止”或“运动”）的，动滑轮上有段绳子承担对车的拉力，若对车的拉力为2400N，F为1500N，则该滑轮组的机械效率是。

17.（2021·娄底）小明用如图所示的滑轮组匀速提升600N的物体上升1m，绳子自由端施加的拉力为250N，不计绳重和一切摩擦，则克服物体重力做的功为 J，滑轮组的机械效率为。

18.（2021·恩施）如图，有人利用该滑轮将G=100N的物体匀速提升了20cm（不计绳重G和摩擦），此过程克服物体重力做的功为 J，若动滑轮重10N，则F= N。

19.（2021·锦州）如图所示，将重为40N的物体G沿水平方向匀速直线向左拉动2m，用时5s。

已知滑轮组中动滑轮重为6N，绳子自由端拉力F为10N，则物体与地面间的摩擦力为 N。

绳子自由端拉力F的功率为 W。

该滑轮组的机械效为（不计绳重和滑轮组的摩擦）。

20.（2021·青海）一名建筑工人用如图所示的滑轮组，将一个重为450N的货物，在10s内沿竖直方向匀速提升了4m，建筑工人所用的拉力是300N。

则该建筑工人所做的有用功是 J，建筑工人做功的功率
是 W，该滑轮组的机械效率是。

21.（2021·龙东）如图所示，为一可绕点自由转动的轻质杠杆，垂直于，且长度为
，长度为，在中点处挂一质量为的物块，要求在端点处施加一个最小的力，使杠杆在图示位置平衡，则力的力臂应是，最小的力是。

22.（2021·黄石）搬运砖头的独轮车，车厢和砖头所受的总重力为800N，独轮车的有关尺寸如图所示，推车时，人手向上的力F= N。

一根60Ω的电阻丝，通电5min产生了6480J的热量，则通过该电阻丝的电流为 A。

23.（2021·泰州）如图，小明将一个重为3N的小车从斜面底端匀速拉到斜面顶端，沿斜面向上的拉力为1.25N，小车沿斜面移动的距离s=1.6m，上升的高度h=0.6m。

则小明对小车做的有用功是 J，斜面的机械效率是。

三、作图题
24.（2021·凉山）用一根钢棒撬动地面上的一块大石头，如图所示，请你在图中作出最省力时的动力方向F 并标出相应支点O的位置。

25.（2021·福建）在图中画出使用铡刀时动力F的力臂l。

26.（2021·山西）中医药文化是中华民族悠久历史文化的重要组成部分。

如图是用切刀将黄芪切片的示意图，请你在图中画出施加在手柄上A点最小力F的示意图及其力臂l。

四、实验探究题
27.（2021·宜昌）小勇在探究“杠杆的平衡条件”实验中，所用的实验器材有杠杆、支架、细线、质量相同的钩码若干。

（1）实验装置如图甲所示静止在桌上，此时杠杆________（选填“是”或“不是”）平衡状态，为了调节杠杆在水平位置平衡，他应将两侧的平衡螺母向________边调；
（2）小勇在水平平衡的杠杆两边挂上钩码后如图乙所示，他应该在下列方法中选择______使杠杆重新在水平位置平衡；
A.向左调节平衡螺母
B.将左侧钩码向左移动
C.增加右侧钩码个数
（3）进行正确操作后测出力和力臂记录在如下表格中。

小勇根据表中记录的多次实验数据分析得出如下结论：动力+动力臂=阻力+阻力臂。

小华说他得出的结论是错误的，小华判断的依据是________。

28.（2021·阜新）在“探究杠杆的平衡条件”实验中，每个钩码质量都相等。

（1）如图甲所示，杠杆在此位置静止，这时杠杆________（选填“平衡”或“不平衡”）。

（2）调节杠杆的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，是为了便于测量________。

（3）如图乙所示，若在A位置挂两个钩码，现有三个钩码，需挂在杠杆O点右侧第________格的位置，使杠杆再次在水平位置平衡。

（4）实验时，多次换用不同数量的钩码，并改变钩码在杠杆上的位置，重复实验，这样做的目的是
________。

（5）如图丙所示，用弹簧测力计在B位置向下拉杠杆，保持杠杆在水平位置平衡，弹簧测力计由图中a 位置移至b位置时，其示数________（选填“变大”“不变”或“变小”）。

29.（2021·东营）图甲是某实验小组探究“杠杆的平衡条件”的实验装置。

（1）挂钩码前，杠杆在图甲所示的位置静止，此时杠杆处于________（选填“平衡”或“非平衡”）状态；要想使杠杆在水平位置平衡，接下来应将杠杆两端的螺母向________（选填“左”或“右”）侧调节。

（2）图乙是一个平衡的杠杆，此时若推动右侧钩码的悬线（如图丙所示），就会发现杠杆________（选填“左端下沉”、“仍然平衡”或“右端下沉”）。

（3）在探究过程中，需要进行多次实验的目的是________。

（4）某同学提出，若支点不在杠杆的中点，杠杆的平衡条件是否仍然成立？于是该小组利用图丁所示的装置进行探究，在杠杆O点处挂上2个钩码，用弹簧测力计在A点处竖直向上拉，使杠杆在水平位置平衡，此时弹簧测力计示数为________N。

以弹簧测力计的拉力为动力F1，钩码处绳子拉力为阻力
F2，多次改变动力作用点的位置进行实验发现：当杠杆水平平衡时，F1l1总是________（选填“大于”、“等于”或“小于”）F2l2，其原因可能是________。

（5）图丁中，弹簧测力计处在A点位置时，此杠杆属于________（选填“省力”或“费力”）杠杆，请举出它在生活生产中的一个应用实例：________。

30.（2021·江西）（探究名称）探究杠杆的平衡条件
（猜想与假设）
猜想一：动力×动力臂=阻力×阻力臂；
猜想二：动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离。

（设计实验与进行实验）
（1）如图甲所示，应将杠杆两端的螺母向________（选填“左”或“右”）调节，使杠杆在水平位置平衡；（2）如图乙所示，小明同学挂上钩码并调节钩码的位置，使杠杆水平平衡，记录的数据如下表：
改变钩码的________和钩码的位置，重复上述实验两次，记录的数据如下表：
动力间距离/ 阻力间距离/
（3）（分析与论证）
根据小明同学的数据可验证猜想________（选填“二”或“一和二”）是正确的。

而小红同学则认为小明同学每组数据中的力臂恰好都等于支点到力的作用点的距离，具有一定的特殊性，还应改变动力或阻力的
________进行实验；
于是，小红同学协助小明同学按图丙方式进行实验，获得表中后两组数据。

综合分析表中数据可验证猜想________是错误的。

若要验证另一种猜想是否正确，必须添加的测量工具是________。

通过以上研究，小明同学真正理解了力臂是支点到________的距离。

五、计算题
31.（2021·济宁）测算如图所示滑轮组的机械效率时，实验中得到一组数据如表，求：
钩码重钩码上升的高度拉力弹簧测力计上升距离
（1）拉力所做的功；
（2）滑轮组的机械效率。

32.（2021·郴州）如图所示是小林同学组装的提升重物的装置，动滑轮重80N，不计绳重和摩擦。

在拉力F 的作用下，将重为320N的重物经过20s匀速提升了3m。

求：
（1）拉力F的大小；
（2）拉力F做功的功率；
（3）此过程动滑轮的机械效率。

33.（2021·广安）学校旁老旧小区正在改造施工。

工人用如图所示的装置将质量为120 的建筑材料匀速提升了6m，用时10s。

在此过程中，电动机对绳子的拉力为F，滑轮组的机械效率为80%，g取10 ，求：
（1）滑轮组做的有用功；
（2）拉力F的大小；
（3）根据已知条件，以下物理量：①滑轮组做的额外功，②拉力F的功率，③动滑轮的重力，能求出的有________（填写番号）。

34.（2021·枣庄）如图所示，工人师傅用150N的拉力，使重为1000N的物体以0.2m/s的速度在地面上沿水平方向做匀速直线运动，已知物体在运动时受到地面的摩擦力为物重的0.2倍。

不计绳重及绳与滑轮、滑轮与轴之间的摩擦。

求：
（1）工人师傅拉力的功率；
（2）动滑轮的重；
（3）若物重增大到2000N，则滑轮组的机械效率是多少？
35.（2021·苏州）如图是工人师傅用滑轮组提升建筑材料的示意图，在400N的拉力作用下，使质量为70kg 的建筑材料在10s的时间里，匀速竖直上升了2m。

不计绳子重力和摩擦，g取10N/kg，求：
（1）拉力的功率P；
（2）滑轮组的机械效率η；
（3）动滑轮的重力G动。

36.（2021·怀化）某工人用如图所示的滑轮组匀速打捞水中的工件。

已知工件的体积为30dm3，密度为。

每个滑轮的重力为20N，不计绳与滑轮间的摩擦、绳重及水的阻力。

（，）求：
（1）工件浸没在水中时所受的浮力；
（2）工件受到的重力；
（3）工件在水中上升6m的过程中（工件始终浸没在水中），工人做了多少功。

37.（2021·张家界）党的十九大报告提出，要建设生态宜居、生活富裕的新农村。

某兴趣小组在社会实践中来到某乡村建筑工地，建筑工地工人们用如图甲所示的滑轮组来提升重物，不计绳重和摩擦。

（1）一个工人质量为60kg，竖直向上匀速拉动700N的重物时，绳上拉力为400N，将重物提升2m用时20s，滑轮组的机械效率为多少？
（2）在这20s的时间内拉力的功率为多少？
（3）该工人能够提升的最重的物体约为多少kg？
（4）请你设计另一种最省力的绕线方式，并画于图乙中。

（5）利用最省力的方式，提升800N的重物，求绳上拉力的大小？
（6）利用最省力的方式，竖直向上以0.15m/s的速度匀速拉动绳子，求20s物体上升的距离？
38.（2021·泰安）如图所示，甲工人用水平推力F甲推动重为750N的货物，在水平路面上匀速移动2m至仓库门口A处，用时10s，此过程中甲工人做功的功率P甲=30W；乙工人接着使用滑轮组拉动该货物在同样的路面上匀速移动3m到达指定位置B，拉力F乙为80N。

求：
（1）甲工人做的功；
（2）该滑轮组的机械效率。

39.（2021·扬州）如图所示，工人用滑轮组将重为400N的重物从井底匀速吊起2m用时为8s，工人所用拉力F为250N，求：
（1）滑轮组的机械效率；
（2）拉力F的功率。

40.（2021·南充）如图所示，图甲是某大型起吊装置，图乙是其机械起吊部分的简化示意图，已知物体A 质量为500kg，底面积为1.25m2，不计绳重量、机械部分摩擦和水的阻力，请完成以下问题。

（g=10N/kg）
（1）起吊前物体A静止在地面上，其对地面的压强是多少？
（2）如图乙所示，当绳子自由端的拉力为1000N时，地面对物体A的支持力为1650N，增加绳子自由端的拉力后物体A被成功匀速提升2m，请计算此时整个机械的机械效率。

（3）工人师傅利用该装置将另一物体B以0.1m/s的速度匀速放入水中过程中，绳子拉力功率随时间变化关系如图丙所示，请计算物体B的密度。

（）
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】D
2.【答案】B
3.【答案】B
4.【答案】A
5.【答案】B
6.【答案】D
7.【答案】D
8.【答案】 C
9.【答案】D
10.【答案】 C
11.【答案】B
12.【答案】A
13.【答案】B
14.【答案】C
15.【答案】B
二、填空题
16.【答案】运动；2；80%
17.【答案】600J；80%
18.【答案】20；210
19.【答案】24；12；80%
20.【答案】1800；240；75%
21.【答案】50；4
22.【答案】160；0.6
23.【答案】1.8；90%
三、作图题
24.【答案】解：如图所示：
25.【答案】解：如图所示：
或
26.【答案】解：如图所示：
四、实验探究题
27.【答案】（1）是；左
（2）B
（3）不同的物理量不能相加
28.【答案】（1）平衡
（2）力臂
（3）2
（4）避免结论的偶然性，得出普遍规律
（5）变大
29.【答案】（1）平衡；左
（2）左端下沉
（3）避免偶然性，寻找普遍规律
（4）2.3；大于；杠杆自重对杠杆平衡有影响（5）费力；钓鱼竿
30.【答案】（1）左
（2）数量
（3）一和二；方向；二；刻度尺；力的作用线五、计算题
31.【答案】（1）解：拉力所做的功为
答：拉力所做的功为0.09J；
（2）解：滑轮组的机械效率为
答：滑轮组的机械效率55.6%。

32.【答案】（1）解：由于绳重和摩擦不计，所以拉力为
答：拉力F的大小；
（2）解：拉力F作用端绳子上升的高度
拉力所做的功
拉力做功的功率
答：拉力F做功的功率为
（3）解：机械效率
答：机械效率
33.【答案】（1）解：物体重力为G=mg=120kg×10N/kg=1200N
滑轮组做的有用功W有=Gh=1200N×6m=7200J
答：滑轮组做的有用功7200J；
（2）解：总功为
有两股绳，物体上升6m，绳自由端移动
拉力为
答：拉力F的大小750N
（3）①②
34.【答案】（1）解：该滑轮组动滑轮上有两段绳子承载，整个过程克服摩擦力做功。

绳端移动的速度
拉力做功的功率
答：工人师傅拉力的功率为60W
（2）解：根据F= ，动滑轮重力为G动=nF-f=nF-0.2G=2×150N-0.2×1000N=100N
答：动滑轮重力为100N；
（3）解：若物重增大到2000N，则此时物体与地面之间的摩擦力
绳端拉力
滑轮组的机械效率
答：滑轮组的机械效率为80％。

35.【答案】（1）解：由图可知，滑轮组承重绳子根数为2，绳子端移动的距离
绳子端所做的总功
拉力的功率
或者：绳子端的移动速度
拉力的功率
答：拉力的功率P为160W；
（2）解：建筑材料的重力
提升建筑材料所做的有用功
滑轮组的机械效率
答：滑轮组的机械效率η为87.5%；
（3）解：据滑轮组的特点，有
动滑轮的重力
或者：滑轮组所做的额外功
不计绳子重力和摩擦，据得
答：动滑轮的重力G动为100N。

36.【答案】（1）解：工件的体积为30dm3，工件浸没在水中时所受的浮力为答：工件浸没在水中时所受的浮力是300N；
（2）解：工件受到的重力
答：工件受到的重力是900N；
（3）解：每个滑轮的重力为20N，绳子拉力与重力、浮力和滑轮重关系
绳子拉力为
工件在水中上升6m的过程中，绳子移动距离为
工人做功
答：工件在水中上升6m的过程中（工件始终浸没在水中），工人做功3720J。

37.【答案】（1）解：滑轮组的机械效率为
答：滑轮组的机械效率为；
（2）解：20s的时间内拉力的功率为
答：20s的时间内拉力的功率为；
（3）解：由人的体重可知，最大的拉力为人的体重，即为
动滑轮的重力为
则最大的物重为
该工人能够提升的最重的物体约为
答：该工人能够提升的最重的物体约为110kg；
（4）解：一个定滑轮和一个动滑轮，最省力的是绳子的固定端从动滑轮起始，绕到定滑轮、动滑轮最后至小红的手中，故如下图所示：
（5）解：最省力的方式，提升800N的重物，绳上拉力的大小
答：最省力的方式，提升800N的重物，绳上拉力的大小为300N
（6）解：物体上升的速度为
20s物体上升的距离
答：20s物体上升的距离3m。

38.【答案】（1）解：甲工人做的功W甲P甲t 300J
答：甲工人做的功为300J；
（2）货物与地面的摩擦力f=F甲150N
滑轮组对货物的拉力F牵=f=150N
滑轮组的机械效率
62.5%
答：该滑轮组的机械效率为62.5%。

39.【答案】（1）解：由图可知，滑轮组的有效绳子段数为n=2，则滑轮组的机械效率为η=
80%
答：滑轮组的机械效率为80%；
（2）绳子自由端移动的距离为s=nh=2×2m=4m
拉力F做的功为W=Fs=250N×4m=1000J
则拉力F的功率为P= 125W
答：拉力F的功率为125W。

40.【答案】（1）解：物体A质量为500kg，g=10N/kg，物体A的重力
物体A静止在地面上，它对地面的压力大小等于其自身的重力大小，底面积为1.25m2，则根据可知，其对地面的压强
其对地面的压强是4000Pa。

答：起吊前物体A静止在地面上，其对地面的压强是4000Pa；
（2）物体A静止在地面时，对物体A受力分析，它受到重力、滑轮组对它的拉力、地面对它的支持力作用，则滑轮组对物体A的拉力
滑轮组对物体A的拉力是3350N；
根据得动滑轮的重力
提升重物过程中所做有用功
提升重物过程中所做的额外功
滑轮组的机械效率
滑轮组的机械效率约是88.5%。

答：此时整个机械的机械效率约是88.5%；
（3）4条绳子托着动滑轮，物体B以0.1m/s的速度匀速运动，则绳端移动的速度
从图丙可以看到，物体B未接触水面前，绳端拉力功率，由得，物体B未接触水面前绳端的拉力
由
可得，物体B的重力
又因为物体B全部浸没在水中时绳端的拉力
所以物体B全部浸没在水中时滑轮组对物体B的拉力物体B在水中所受浮力
根据
可知，物体B的体积
由得，物体B的质量
再根据可知物体B的密度
物体B的密度是。

答：物体B的密度是。