云南省2023年中考备考物理一轮复习 简单机械 练习题
一、单选题
1．（2022·云南文山·统考一模）生活中处处有物理，下列说法正确的是（ ）
A．钳子是费力杠杆
B．破窗锤的敲击端做成锥状是通过减小受力面积来增大压强
C．自行车刹车时用力捏车闸是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力
D．在火车站站台候车时，人必须站在安全线以外，是为了避免列车驶过时空气流速增大压强也增大造成危险
2．（2022·云南昆明·统考一模）如图所示，置于水平桌面上的物体A重50N，物体B重30N，动滑轮重10N，物体B在匀速下降了40cm的过程中，拉动物体A在水平桌面上匀速移动了一段距离，忽略绳重及滑轮轴上的摩擦，则下列说法正确的是（ ）
A．物体A移动了20cm
B．绳子拉力对物体A做的功是8J
C．物体A与桌面的滑动摩擦力为30N
D．若对物体A施加一个水平向左的力F，使物体B可以匀速上升，则力F的大小为40N
3．（2022·云南·统考中考真题）如图所示，工人利用滑轮组将质量为57kg的建筑材料匀速提升，绳子自由端移动的速度为0.4m/s，动滑轮的质量为3kg，忽略绳重和摩擦，则（ ）
A．经过10s建筑材料被提升4m B．工人对绳子的拉力为300N
C．经过10s工人做的有用功为2280J D．此过程中该滑轮组的机械效率为90%
4．（2022·云南曲靖·统考一模）如图甲所示，用动滑轮将正方体物块从装有水的容器底部缓慢匀速提起，拉力F随提升高度h变化的关系如图乙所示。物块完全离开水面后，动滑轮的机械效率为87.5%，绳重和摩擦忽略不计，下列选项正确的是（ ）
A．物块的边长为0.6m
B．动滑轮重为300N
C．提升物块完全离开水面前，动滑轮的机械效率大于87.5%
D．将物块提升至上表面与水面相平的过程中拉力F做的功为1650J
二、填空题
5．（2022·云南临沧·统考一模）某次小明乘坐高铁出行，坐在座位上的小明以高铁的车厢为参照物，他是 ___________（选填“运动”或“静止”）的；中午，小明在高铁上用筷子来吃饭，筷子在使用时属于 ___________（选填“省力”、“费力”或“等臂”）杠杆。
6．（2022·云南·云南师范大学实验中学校考三模）如图所示，人的头颅也可以看成杠杆，当头颅低下时，颈部肌肉会产生一定的拉力。A点为头颅模型的重心，B点为肌肉拉力的作用点，拉力的方向始终垂直于OB，低头过程中，拉力逐渐 ___________（填“增大”、“减小”或“不变”）；若头颅质量为4.5kg，OA：OB=5：1，当他低头角度θ=30°时，肌肉对B点的拉力是 ___________N。
7．（2022·云南昆明·统考一模）放在水平地面上的拉杆箱如图甲所示，箱子总重120N，重心距支点O的水平距离为30cm，现将拉杆箱A点抬离地面，至少需要________N的力，若对A点施加的力F始终竖直向上，让拉杆箱围绕支点O匀速转动到如图乙所示位置，则所用力F的大小________（选填“变大”、“不变”或“变小”）。
8．（2022·云南昆明·统考一模）如图AB为能绕B点转动的轻质杠杆，中点C处用细线悬挂一重物，在A端施加一个竖直向上大小为10N的拉力F，使杠杆在水平位置保持平衡，则物重G=_____N，此杠杆为_____（选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆．
9．（2022·云南昆明·校联考模拟预测）在泸州市第36届青少年科技创新大赛上，秋雨同学展示了如图所示的“硬币玩转杠杆”装置，活动中使用的硬币完全相同。在刻度均匀的杠杆上放硬币之前，杠杆在水平位置平衡，说明该杠杆的重心在D点。在A点叠放两枚硬币时，则可在E点叠放______枚硬币能使杠杆再次水平平衡。保持A点叠放两枚硬币不变，在杠杆上已标出的其余6个点上放硬币，有些点无论放多少枚硬币都无法使杠杆再次水平平衡，这些点是______。
10．（2022·云南昭通·统考二模）周末小明随爸爸去池塘边钓鱼，小明看到水中的鱼儿在快速的游动，以池塘边的树木为参照物，在水中快速游动的鱼儿是 ___________（选填“运动”或“静止”）的；爸爸使用的钓鱼竿是 ___________（选填“省力”、“费力”或“等臂”）杠杆。
11．（2022·云南昆明·统考一模）如图所示是我国古代的人运送巨木的情境示意图。他们利用图中器材抬起巨木前，在支架下端垫有底面积较大的石块，这是为了减小支架对地面的_____（选填“压强”“压力”或“摩擦力”）；如果在现有条件下无法将巨木抬起，请你提出一个有可能抬起巨木的办法________。
12．（2022·云南昆明·统考一模）如图所示，在拉力F作用下，重200N的物体以0.2m/s的速度沿竖直方向匀速运动，动滑轮重100N。则F=______N，拉力的功率P=______W（不计绳重及摩擦）。
13．（2022·云南红河·统考一模）如图甲所示，体重为80N的小宇用滑轮组提升重为900N的物体M，加在绳子自由端的拉力F将物体M以0.4m/s的速度匀速提升到8m的高度，拉力F做的功W随时间t的变化图像如图乙所示。不计绳子的重力、摩擦力，滑轮组提升重物的机械效率为 _______%；小宇匀速提升物体M时拉力F做功的功率为 _______W。
14．（2022·云南昭通·统考二模）用如图所示的装置将重为200N的物体在10s内匀速提升1.5m，已知所用拉力大小为125N，则滑轮组的机械效率为 ___________，拉力F做功的功率为 ___________W。
15．（2022·云南昆明·统考一模）如图所示，物体A所受重力为200N。若滑轮重力和摩擦不计，当分别沿力F1和F2，的方向匀速提起物体A时，则F1_____F2（选填“＞“、“＜“或“＝“）。若实际拉力F1＝240N，则该滑轮的机械效率是 _____。
16．（2022·云南玉溪·统考模拟预测）如图所示，工人师傅用沿滑斜面向上1000N的推力，将重为2000N的物体从斜面底端匀速推至斜面顶端。已知斜面长4m、高1.5m，则此过程中的有用功为______J，斜面的机械效率为______。
17．（2022·云南临沧·统考一模）用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼，每件货物重200N，每次运送的量不定，图乙记录了在整个过程中滑轮组的机械效率随货物重力的增加而变化的图象，当绳子拉力为200N时，滑轮组的机械效率为 ___________；某次在4s内将3件货物同时匀速提升1m时，绳子拉力F做功的功率为 ___________W。（不计绳重和摩擦）
18．（2022·云南·云南师范大学实验中学校考三模）如图，小丽用滑轮组拉动重为600N的物体A，水平向左匀速直线运动1m，所施加的拉力F=100N（忽略绳重和滑轮重），若该滑轮组的机械效率为75%，则滑轮组做的有用功为 ___________J，地面对物体A的摩擦力为 ___________N。
三、作图题
19．（2022·云南昆明·统考一模）如图OAB轻质杠杆，O为支点，请在图中B点处画出能使杠杆保持平衡的最小力F的示意图．
20．（2022·云南·校联考模拟预测）如图所示，用轻质杆将一电灯吊起，O点是支点，作出动力F1的力臂。
21．（2022·云南红河·统考二模）请在图中画出使用羊角锤拔钉子时，在A点施加的最小动力的示意图和相应的力臂。
22．（2022·云南曲靖·统考一模）如图中，画出动力F的力臂l。
四、实验题
23．（2022·云南昆明·统考一模）某研究小组在做探究杠杆平衡条件的实验，每个钩码重0.5N，实验均使用轻质杠杆。
（1）实验1：如图所示，直杠杆在水平方向平衡时进行实验，记录多组数据并得出结论：F1s1=F2s2（s1和s2分别表示支点O到F1和F2作用点的距离）。该结论适用于所有平衡时的杠杆吗？
（2）实验2：研究小组接着设计了曲臂杠杆，杠杆的支点位于零刻度线处，移动钩码，改变钩码数量，使其在图所示位置平衡，记录数据如下表，分析表格数据发现上述结论并不成立，但发现一个新的等量关系______；
实验次数 F1/N s1/cm F2/N s2/cm /cm
1 1.0 6 1.5 4.5 4
2 1.5 4 2 3.4 3
3 2.5 3 1.5 5.6 5
上表中l表示支点到力的作用线的距离。此时同学们又发现：s1______（选填“=”或“≠”），s2≠，s和l这两个量在研究杠杆平衡条件时，哪个量才是有价值的呢？为此他们继续进行实验。
（3）实验3：①改变钩码数量，移动钩码，使曲臂杠杆______，并处于平衡状态。
②记录F1、s1、和F2、s2、；
③重复以上操作，数据记录如下表：
实验次数 F1/N s1/cm /cm F2/N s2/cm /cm
1 2.0 3.2 3 1.5 425 4
2 3 5.3 5 2.5 6.3 6
3 2.5 4.3 4 2 5.2 5
④分析数据可以发现，“力到力的作用线的距离”影响了杠杆的平衡，物理学中引入一个物理量______来描述它，最后得出杠杆的平衡条件都是______。
（4）该剪刀是______（选填“省力”或“费力”）杠杆：剪较厚的纸，阻力作用点为______（选填“A”或“B”）较合适。
24．（2022·云南红河·统考二模）“测定动滑轮机械效率”的实验中，用如图所示的动滑轮沿 ___________方向匀速拉动弹簧测力计，不计绳重及摩擦，根据下表中记录的实验数据可知：同一动滑轮，当 ___________时，机械效率越高。
实验序号 钩码重G/N 钩码上升的高度H/cm 拉力F/N 绳端移动的距离s/cm
① 1.0 20 0.7 40
② 2.0 20 1.2 40
③ 3.0 20 1.7 40
五、计算题
25．（2022·云南昆明·校联考模拟预测）用如图所示的装置来提升水下物体C，C的体积为 0.02m3、重 800N，其中AB是一个以 O为支点的杠杆，且AO∶OB=1∶2，小明站在B端竖直向下匀速拉绳子，小明的体重为500N，不计绳重和摩擦，物体C全部离开水面时杠杆刚好在水平位置．已知每个滑轮的重力为50N，杠杆的重力及滑轮与轴的摩擦不计，求：
（1）物体C未出水面时受到的浮力：
（2）物体C未出水面时受到绳子的拉力Fc；
（3）物体C未出水面时滑轮组的机械效率（结果保留一位小数）；
（4）若小明用这个装置将物体完全拉出水面，这个物体的最大重力是多少．
26．（2022·云南昆明·统考一模）小明利用如图所示的滑轮组将所受重力为900N的物体从一楼匀速提升至五楼，所用的拉力为360N，绳子自由端移动的速度为0.3m/s。（已知每层楼高3m）
（1）求小明提升物体所用的时间；
（2）求拉力的功率；
（3）求所做的额外功；
（4）求滑轮组的机械效率。
27．（2022·云南昆明·统考一模）小青用如图所示的滑轮组5s内将质量为74.7kg的重物提升了2m，此过程中滑轮组的机械效率为83%，滑轮的摩擦和绳重均可忽略不计。求∶
（1）小青对绳的拉力；
（2）动滑轮的重力；
（3）拉力的功率。
参考答案：
1．B
【详解】A．钳子在使用时，动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故A错误；
B．破窗锤的敲击端做成锥状，是在压力一定时，通过减小受力面积来增大压强的，故B正确；
C．刹车时用力捏车间，是在接触面粗糙程度一定时，通过增大压力来增大摩擦力，故C错误；
D．当列车驶进站台时，会带动人和车之间的空气流动速度加快，根据流体压强与流速的关系可知：安全线以内的地方空气流速增大，压强减小，而此时安全线外侧的空气流动速度慢，压强大，会产生一个向内侧的压强差，将人推向火车，易出现危险，故D错误。
故选B。
2．D
【详解】A．由图可知，有两段绳子拉着动滑轮，则拉力移动的距离为物体上升高度的2倍，物体B下降了40cm，则A移动的距离为
故A错误；
B．物体B重30N，动滑轮重10N，忽略绳重及滑轮轴上的摩擦，则拉动A的力的大小为
绳子拉力对物体A做的功为
故B错误；
C．物体A在水平方向上做匀速直线运动，在水平方向上受到向左的摩擦力和向右的拉力，这两个力是一对平衡力，大小相等，所以摩擦力为
故C错误；
D．用一水平向左的力F拉动物体A，则A在水平方向上受到三个力的作用：向左的拉力F、向右的物体B的拉力和向右的摩擦力，物体B匀速上升，物体A也匀速移动，这时物体A受到平衡力，则拉力为
故D正确。
故选D。
3．B
【详解】A．两根绳子分担动滑轮重，故建筑材料移动的速度为
经过10s建筑材料被提升
故A错误；
B．工人对绳子的拉力为
故B正确；
C．经过10s工人做的有用功为
故C错误；
D．此过程中该滑轮组的机械效率为
故D错误。
故选B。
4．D
【详解】A．由图，0.6m开始出水，1.1m完全出水，所以物块边长为0.5m，故A错误；
B．物块完全离开水面后，拉力2000N，动滑轮的机械效率为
解得G=3500N，动滑轮重为
G1=2F-G=2×2000N-3500N=500N
故B错误；
C．提升物块完全离开水面前，因为存在浮力，所以对物体的实际拉力小于重力，所以机械效率小于87.5%，故C错误；
D．将物块提升至上表面与水面相平的过程中拉力F做的功为
W=2F1h1=2×1375N×0.6m=1650J
故D正确。
故选D。
5． 静止 费力
【详解】[1]坐在座位上的小明与高铁车厢之间没有位置的变化，以高铁车厢为参照物，小明是静止的。
[2]筷子的支点位于上端，阻力在下端夹菜的部位，动力作用在中间手拿的位置，所以阻力臂大于动力臂，为费力杠杆。
6． 增大 112.5
【详解】[1]低头过程中，头颅重力的力臂变大，在重力（即阻力）、动力臂OB不变的情况下，阻力臂变大，根据杠杆平衡条件 可知，动力（肌肉拉力）会增大。
[2]由于实际头颅重力
阻力臂
动力臂 ，根据杠杆的平衡条件，肌肉对B点的拉力
7． 40 不变
【详解】[1]由图可知O为支点，重心为阻力作用点，A点为动力作用点，力臂是支点到力的作用线的距离，现将拉杆箱A点抬离地面，最大的动力臂为90cm，根据杠杆平衡条件可得
FA×OA＝G×lG
即
FA＝＝40N
所以至少需要40N的力。
[2]若对A点施加的力F始终竖直向上，让拉杆箱围绕支点O匀速转动到如图乙所示位置，动力和阻力的方向不变，根据相似三角形的性质可知动力臂和阻力臂之比不变，阻力大小不变，根据杠杆平衡条件可知所用力F的大小不变。
8． 20 省力
【分析】如图，BA、BC为动力F和阻力G的力臂，知道C是BA的中点，也就知道两力臂的大小关系，知道阻力G的大小，利用杠杆的平衡条件求G的大小；画出动力和阻力的作用线，找出动力臂的阻力臂，判断杠杆是否省力，并利用三角形的相似关系，确定动力臂和阻力臂的大小关系，再利用杠杆平衡条件分析拉力F的大小变化情况．
【详解】(1)如图，杠杆在水平位置，
LBA＝2LBC，杠杆平衡,FLBA＝GLBC，所以G＝ ＝＝2×10N＝20N，
因为在使用此杠杆的过程中F的力臂（即动力臂）大于G的力臂（阻力臂）故为省力杠杆；
9． 6 B、C、D
【详解】[1]设杠杆上每两点间的距离为l，每个硬币的重为G，设在E点叠放n枚硬币能使杠杆再次水平平衡，由杠杆的平衡条件有
2G×3l=nG×l
解得在E点放置的硬币枚数为
[2]保持A点叠放的硬币不变，那么在B、C、D这三点放硬币无法让杠杆两次水平平衡，因为B、C两点上放置硬币时，动力和阻力在杠杆的同一侧且力的方向相同，无法使杠杆平衡；而D点放置硬币时，阻力作用线通过支点，不能使杠杆转动，那么杠杆只受到一个动力的作用，也无法平衡。
10． 运动 费力
【详解】[1]小明看到水中的鱼儿在快速的游动，鱼儿相对于池塘边的树木的位置在变化，所以以池塘边的树木为参照物，鱼儿是运动的。
[2]钓鱼竿在使用过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，费力但省距离。
11． 压强 减小阻力臂
【详解】[1]支架下面垫有面积较大的石块，是在压力一定时，通过增大受力面积来减小对地面的压强。
[2]由图知，架在支架上的横杆在使用过程中，动力臂大于力臂，是省力杠杆；根据杠杆的平衡条件可知，阻力臂减小，可以减小动力，所以此时可以减小阻力臂抬起巨木。
12． 500 50
【详解】[1]对动滑轮受力分析，动滑轮受到了向下的重力100N，还受到了两段绳子的拉力，一共为400N，向上的拉力F，故向上的拉力F为
[2]拉力的功率
13． 90 400
【详解】[1]由题意知，提升物体M所做的有用功
W有=Gh=900N×8m=7200J
提升物体M所用的时间
由图乙知，此过程拉力F做的总功
W总=8000J
滑轮组的机械效率
[2]拉力做功的功率
14． 80% 37.5
【详解】[1]由图可知n=2，绳子自由端移动的距离
拉力做的有用功
拉力做的总功
滑轮组的机械效率
[2]拉力做功的功率
15． ＝ 83.3%
【详解】[1]提升物体A时，滑轮的轴固定不动，是定滑轮，定滑轮只能改变力的方向，而不省力，故定滑轮拉同一物体A，沿不同方向用的拉力大小相等，所以F1＝F2。
[2]由题意可得滑轮的机械效率
16． 3000 75%
【详解】[1]克服物体重力所做的功为有用功，大小为
W有用=Gh=2000N1.5m=3000J
[2]推力所做的功为总功，大小为
W总=Fs=1000N4m=4000J
斜面的机械效率为
17． 50% 200
【详解】[1]由乙图可知，当提升物重G=200N时，=50%，不及绳重和摩擦，滑轮组的机械效率
即
解得
由甲图可知，，当拉力为200N时，不及绳重和摩擦
提升货物的重力
由乙图可知，当提升物重G=200N时，=50%。
[2]当运送三件货物时
不及绳重和摩擦，此时的拉力为
绳子移动的距离
拉力做的功为
拉力的功率为
18． 150 150
【详解】[1]由图可知n=2，绳子自由端移动的距离
拉力做的总功
由可知，滑轮组做的有用功
[2]由可知，地面对物体A的摩擦力
19．
【详解】由O点到杆顶端的距离是最长的力臂，所以动力应作用在杠杆的顶端B处，且根方向垂直于杆向上，据此可画出最小的动力，如图所示：
【点睛】由杠杆平衡条件F1l1＝F2l2可知，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小．
20．
【详解】O为支点，从支点O作力F1的作用线的垂线，支点到垂足的距离为力F1的力臂l，如图所示
21．
【详解】由图知，O为支点，动力作用在A点，连接OA，即为最长动力臂，过A点画垂直于OA，向右的动力F，即为最小的动力，如图：
22．
【详解】根据杠杆力臂的定义，先反向延长动力F的作用线，从支点 O到动力作用线的垂直距离l就是动力臂，如图
23． = 任意一端都不在水平位置 力臂 省力 B
【详解】（2）[1][2]分析表格数据发现
故关系为；力F在水平方向上，支点到力作用线的距离为力臂，也可以等于s1。
（3）[3][4][5]实验二已经证明了在水平位置的杠杆平衡条件，为了使结论更具有普遍性，还需要探究曲臂杠杆任意一端都不在水平位置；“力到力的作用线的距离”影响了杠杆的平衡，物理学中用力臂的来描述支点到力作用线的距离；最后得出杠杆的平衡条件都是。
（4）[6][7]该剪刀是动力臂大于阻力臂，故动力小于阻力，故是省力杠杆；剪较厚的纸，阻力变大，减小阻力臂，在动力臂不变的情况下，比较省力，故阻力作用点为B。
24． 竖直 所提升物重越大
【详解】[1]在测定动滑轮机械效率实验时，应用手沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，使挂在动滑轮下的钩码缓缓上升，这样动滑轮给物体的拉力才和物体的重力大小相等。
[2]由表中实验数据可得三次实验的机械效率
根据三次的机械效率及物重的变化可得，对于同一动滑轮，所提升物重越大，机械效率将增大。
25．（1）200N；（2）600N；（3）85.7%；（4）3900N
【详解】(1)根据计算C未出水面时受到的浮力为
(2)未出水面时物体C受到重力、浮力、向上拉力FC，三个力平衡
所以物体C未出水面时受到绳子的拉力为
(3)如图滑轮组，由四段绳子拉着物体C，每个动滑轮重50N，所以物体C未出水面时，作用在绳子自由端的拉力为
物体C未出水面时滑轮组的机械效率为
(4)小明的体重为 500N，不计绳重和摩擦．根据杠杆平衡条件得：
解得FA最大为
根据滑轮组的工作特点得
即将物体完全拉出水面，这个物体的最大重力3900N。
答：(1)物体C未出水面时受到的浮力是200N
(2)物体C未出水面时受到绳子的拉力600N；
(3)物体C未出水面时滑轮组的机械效率是85.7%；
(4)若小明用这个装置将物体完全拉出水面，这个物体的最大重力是3900N。
26．（1）120s；（2）108W；（3）2160J；（4）83.3%
【详解】解：（1）从一楼匀速提升至五楼的高度为四层楼的高度，即上升的高度
h=3m×4=12m
由图知道，n=3，则绳端移动的距离
s=nh=3×12m=36m
由知道，小明所用的时间
（2）拉力所做的总功
W总=Fs=360N×36m=12960J
由 知道，拉力的功率
（3）此过程所做的有用功
W有=Gh=900N×12m=10800J
因总功等于有用功加上额外功，额外功的大小
W额外=W总-W有=12960J-10800J=2160J
（4）由知道，滑轮组的机械效率
答：（1）小明提升物体所用的时间是120s；
（2）拉力的功率是108W；
（3）所做的额外功是2160J；
（4）滑轮组的机械效率是83.3%。
27．（1）300N；（2）153N；（3）360W
【详解】解：（1）图中有三段绳子在动滑轮上，所以重物和动滑轮靠三段绳子承重。物体上升距离为
h=2m
则拉力移动的距离为
滑轮组的机械效率为
所以小青对绳子的拉力为
（2）由力的平衡可知小青对绳子的拉力为
所以动滑轮重力为
（3）拉力所做的功为
拉力的功率为
答：（1）小青对绳的拉力为300N；
（2）动滑轮的重力为153N；
（3）拉力的功率为360W。
