北京市东城区中考物理三年（2020-2022）模拟题汇编 -10简单机械及机械效率
一、单选题
1．（2022·北京东城·一模）图所示的四种剪刀中，正常使用时属于费力杠杆的是（ ）
A．园艺剪刀
B．剪线头剪刀
C．手术剪刀
D．电工剪刀
2．（2021·北京东城·统考一模）桔槔是利用杠杆原理工作的取水工具，如图甲所示，是我国古代劳动人民利用桔槔灌溉的场景。为了更好地研究该场景中的桔槔配重对需要搬动的重物的影响，小东将桔槔抽象成简单的杠杆模型，如图乙所示，轻质细杆AB代表桔槔，质量较大的物块M模拟重物，质量较小的物块m模拟搬动重物时的配重。支点O在AB的中点，M放置在水平地面上并用细绳悬挂在A点，m悬挂在杠杆上C点，C点可以在OB之间根据需要移动位置，l表示OC的距离。用TA表示细绳对A点的拉力，T表示细绳对C的拉力，F表示地面对M的支持力，p表示M对地面的压强。已知AB始终保持水平位置平衡，则下列关于TA、T、F、p随l大小变化关系的图像中正确的是（ ）
A． B．
C． D．
二、多选题
3．（2022·北京东城·统考二模）用如图所示的滑轮组提起物体A，当卷扬机用500N的力拉钢丝绳，使物体A在10s内匀速上升1m的过程中，滑轮组的机械效率为80%。下列判断正确的是（ ）
A．物体A的重力为1200N
B．动滑轮的重力为300N
C．卷扬机做的总功为1500J
D．卷扬机做总功的功率为120W
4．（2021·北京东城·统考一模）工人师傅为了搬运装修材料，设计了如图所示的滑轮组，已知图中的每个滑轮均重50N。在一次施工中，工人师傅用此装置将重为400 N的材料匀速提升到4.5m高的楼上用时30s。此过程中，绳重和摩擦忽略不计，g取10N/kg。下列说法正确的是（ ）
A．绳自由端移动的速度为0. 45m/s
B．天花板受到竖直向下500N的拉力
C．工人做的有用功是2025J
D．滑轮组的机械效率约为88. 9%
5．（2020·北京东城·统考一模）工人师傅为了搬运装修材料，设计了如图所示的包含口袋滑轮组，已知动滑轮和装货物的口袋共重50N。在一次施工时，用此装置将重为400N的材料匀速提升到9m高的楼上。此过程中，绳重和摩擦忽略不计，g取10N/kg。则下列说法中正确的是（ ）
A．工人提升重物时，绳上的拉力为250N B．工人做的有用功是3600J
C．工人做的总功是4500J D．滑轮组的机械效率为88.9%
三、填空题
6．（2021·北京东城·统考二模）小东利用如图所示器材，做“使用动滑轮是否省功”的实验。请将他的实验步骤补充完整并回答相应的问题。
（1）实验步骤：
①如图甲所示，用弹簧测力计将钩码缓慢地匀速向上提升一定高度，并同时用刻度尺测量，记录拉力F1与高度h，根据公式W1=______，计算拉力所做的功W1；
②如图乙所示，用弹簧测力计并借助一个动滑轮将同样的钩码缓慢地匀速向上提升相同高度h，记录拉力F2，计算拉力所做的功W2；
③比较W1和W2的大小关系，得出结论。
（2）该实验中W1和W2的大小关系应该是W1______ W2(选填“>”、“=”或“<”)，其原因是______。
四、实验题
7．（2021·北京东城·统考二模）小东在“探究杠杆平衡条件”的实验中，组装了如图甲所示的实验装置。
（1）实验前小东同学发现实验装置处于如图甲所示的状态。他将杠杆两端的平衡螺母向______（选填“左”或“右”）调节，使杠杆在水平位置静止平衡，这样做的好处是______；
（2）如图乙所示，杠杆在水平位置静止平衡。若在B点下方加挂一个钩码，仍要保持杠杆在水平位置静止平衡，可以将A点的两个钩码向______（选填“左”或“右”）移动一个格；
（3）若将图乙中A点的钩码取下，仍要保持杠杆在水平位置静止平衡，可以用弹簧测力计在图丙中的______（选填“A”或“C”）点施加一个竖直向上的力。
8．（2020·北京东城·统考一模）如图所示为“探究杠杆平衡条件”的实验装置，杠杆可在竖直平面内绕固定点O自由转动，其上相邻刻线间的距离相等，杠杆在水平位置静止。若在杠杆上的A点位置挂6个重均为0.5N的钩码，则在______点（选填“B”或“C”）用弹簧测力计竖直向上施加力可以使杠杆保持水平平衡，此时弹簧测力计的示数为________N。
五、计算题
9．（2022·北京东城·一模）图是用动滑轮运送建筑材料A的示意图。在卷扬机对绳子的拉力作用下，使重800N的建筑材料A在50s的时间里，匀速竖直上升了10m。在这个过程中，动滑轮提升建筑材料A所做的有用功为W有，卷扬机对绳子的拉力F做功的功率P为200W，不计绳重和摩擦。求：
（1）有用功W有；
（2）动滑轮的重力G动；
（3）动滑轮匀速提升建筑材料A的机械效率。
参考答案：
1．B
【详解】A．由图可知，园艺剪刀动力臂大于阻力臂，园艺剪刀为省力杠杆，故A不符合题意；
B．由图可知，剪线头剪刀动力臂小于阻力臂，剪线头剪刀为费力杠杆，故B符合题意；
C．由图可知，手术剪刀动力臂大于阻力臂，手术剪刀为省力杠杆，故C不符合题意；
D．由图可知，电工剪刀动力臂大于阻力臂，电工剪刀为省力杠杆，故D不符合题意。
故选B。
2．D
【详解】A．由杠杆的平衡条件可知
mgl=TAlOA
TA=
因为lOA和mg不变，TA与l成正比，故A错误；
B．细绳对C的拉力等于物体的重力，即
T=mg
物体的重力不变，所以T随着l的增大而不变，故B错误；
C．由力的作用相互性可知绳对M的拉力
FM=TA
地面对M的支持力
F=Mg-FM= Mg- TA= Mg-
因为lOA、Mg和mg不变，F随着l的增大而减小，故C错误；
D．由力的作用相互性可知M对地面的压力
F压=F= Mg-
M对地面的压强
p=
因为lOA、S、Mg和mg不变，当l为零时，压强最大为
当l＞0时，p随着l的增大而减小，故D正确。
故选D。
3．AC
【详解】CD．由图知，承重绳子股数n=3，卷扬机拉力端移动的距离
卷扬机做的总功
卷扬机做功的功率
故C正确；故D错误；
A．由可得有用功
由可得物体的重力
故A正确；
B．若忽略绳重和摩擦，拉力
则动滑轮的重力
但题目中缺少条件“忽略绳重和摩擦”，则动滑轮的重力不等于300N，故B错误。
故选AC。
4．AD
【详解】A．由题意可知，材料匀速被提升4.5m，用时30s，根据速度公式可知，材料移动的速度
材料移动的速度是0.15m/s，从图中可以看到，三条绳子托着动滑轮，则绳自由端移动的速度
绳自由端移动的速度是0. 45m/s，故A正确；
B．力的作用是相互的，滑轮组对天花板的拉力大小等于天花板对滑轮组的拉力，设天花板对滑轮组的拉力是，把滑轮组和材料看成一个整体，这个整体匀速上升，处于平衡状态，受到重力、天花板对滑轮组的拉力、绳自由端受到的拉力，绳重和摩擦忽略不计，则
三条绳子托着动滑轮，绳重和摩擦忽略不计，则绳自由端受到的拉力符合下式
解得；由上述可知，这个整体受到重力、天花板对滑轮组的拉力、绳自由端受到的拉力，这三力平衡，可得
解得
天花板对滑轮组的拉力是350N，即天花板受到竖直向下350 N的拉力，故B错误；
C．工人所做的有用功
工人所做的有用功是1800J，故C错误；
D．三条绳子托着动滑轮，材料匀速提升4.5m高，则绳端移动的距离
自由端受到的拉力，则工人所做的总功
由C解析可知，工人所做的有用功，则滑轮组的机械效率
滑轮组的机械效率约为88. 9%，故D正确。
故选AD。
5．BD
【详解】A．由图知，n=2，绳重和摩擦忽略不计则绳端的拉力
故A错误；
B．工人做的有用功
故B正确；
C．拉力端移动的距离
拉力做的总功
故C错误；
D．滑轮组的机械效率
故D正确。
故选BD。
6． < 受滑轮重力及摩擦的影响，需要多做功
【详解】（1）[1]功等于物体受到的力乘以物体在力的方向上通过的距离，所以，根据公式W1=F1h，计算拉力所做的功W1。
（2）[2][3]该实验中W1和W2的大小关系应该是W1
【详解】（1）[1][2]杠杆的右端上翘，应将杠杆的平衡螺母向右调节，使杠杆处于水平位置平衡，这样做便于测量力臂，并能消除杠杆自身重力的影响。
（2）[3]若在B点下方加挂一个钩码，则左边力和力臂乘积变大，右边力不变，需要把A钩码右移，增大力臂。
（3）[4]如果在A施加向上的力，杠杆会转动起来，在C施加向上的力，杠杆可以在水平位置静止平衡，故应在C点施加力。
8． B 2
【详解】[1][2]设相邻刻线间的距离为L，如果作用点在C点，作用力方向竖直向上，则杠杆会发生顺时针旋转，所以需要作用在B点，根据杠杆平衡条件
即
解得
9．（1）；（2）；（3）
【详解】解：（1）物体A匀速直线上升，以物体A为研究对象，其受力分析如图1所示，所受拉力T与其重力G二力平衡
所以有T=GA，故动滑轮提升建筑材料A所做的有用功为
（2）根据可知，物体运动的速度为
由动滑轮特点可知，绳子末端移动距离是物体移动的二倍，运动时间相同，故绳子末端运动的速度时物体速度的二倍，速度为
根据
可得物体运动过程中所受牵引力大小为
以动滑轮和物体A为研究对象，其受力分析如图2所示
可得
故动滑轮重力为
（3）卷扬机做的总功为
则动滑轮匀速提升建筑材料A的机械效率为
答：（1）有用功W有为8000J；
（2）动滑轮的重力G动为200N；
（3）动滑轮匀速提升建筑材料A的机械效率为80%。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
