甘肃省2020-2022三年中考物理真题分类汇编07简单机械与机械效率
一、单选题
1．（2022·甘肃兰州·统考中考真题）如图所示，斜面长10m，高4m。用平行于斜面F=50N的拉力，将重100N的物体，从斜面的底端匀速拉到顶端。在此过程中，下列说法正确的是（ ）
A．利用此装置既可以省力，也可以省功 B．物体受到的摩擦力为50N
C．对物体所做的有用功为500J D．该斜面的机械效率为
2．（2021·甘肃兰州·统考中考真题）用如图所示的滑轮组提升重物，在电动机拉力的作下，重为40N的物体在10s内匀速竖直上升了2m，已知动滑轮重为8N，忽略绳重与摩擦。下列说法中正确的是（ ）
A．电动机对绳的拉力为12N
B．绳子自由端的移动速度为0.2m/
C．滑轮组的机械效率为80%
D．有用功的功率为8W
3．（2020·甘肃兰州·统考中考真题）关于下列四个实验情景的结果预测，正确的是（ ）
A．甲图中木块与小车一起向右做匀速直线运动时，木块会受到小车对它向右的摩擦力
B．乙图中当向玻璃管中吹风时，U形管A管中的水面下降B管中的水面上升
C．丙图中杠杆不能在水平位置保持平衡，杠杆的左端下降杠杆的右端上升
D．丁图中将容器侧壁的塞子同时拔出，水从a孔喷射最远，从c孔喷射最近
4．（2020·甘肃金昌·统考中考真题）下列工具属于费力杠杆的是（ ）
A． 羊角锤
B． 筷子
C． 起瓶器
D． 钢丝钳
二、填空题
5．（2022·甘肃金昌·中考真题）如图所示，现在很多地方设有轮椅专用通道，为残疾人通行提供方便。它实际上就是简单机械中的 ______（选填“杠杆”、“滑轮”或“斜面”）；属于 ______（选填“省力”、“费力”或“省功”）机械。
6．（2021·甘肃武威·统考中考真题）如图所示是常用的核桃夹，当用力摁住C点夹核桃时，可把______点看作支点，此时核桃夹可看作______杠杆（选填“省力”“费力”或“等臂”）。
7．（2020·甘肃金昌·统考中考真题）如图所示，在不计绳重和摩擦的情况下，用弹簧测力计沿竖直方向匀速拉起重为6N的物体，物体上升0.4m所用时间为4s。此过程中拉力的功率为______W，滑轮组的机械效率为______。
三、实验题
8．（2022·甘肃兰州·统考中考真题）小聪同学按照如图所示的装置对动滑轮特点进行了探究，实验数据见下表。通过分析数据，他觉得与“使用动滑轮能省一半的力”的结论偏差较大。
（1）该实验中出现这样结果的主要原因是没有考虑 ___________；
（2）在实验过程中，提升重物时应该注意沿竖直方向 ___________拉动。动滑轮可视为杠杆的变形，则此时其支点为 ___________（选填“A”、“ B”或“C”）点。
实验次数 物重G/N 弹簧测力计示数F/N
1 1.0 0.7
2 1.5 1.0
3 2.0 1.3
四、作图题
9．（2022·甘肃金昌·中考真题）如图所示，某工人站在地面上使用由三个滑轮组成的滑轮组提升重物，请画出最省力的绕绳方法。
10．（2020·甘肃天水·统考中考真题）如图所示，轻质杠杆的A点挂一重物G，绳受的拉力为F2，O为杠杆的支点．请在杠杆的端点B处画出使杠杆保持静止的最小的力Fl的示意图，并作出F2的力臂l2．
( )
五、计算题
11．（2021·甘肃兰州·统考中考真题）如图甲所示的轻质杠杆，O为支点，用细线将质量为4kg、密度为4.0g/cm3的物体P悬挂在A点，同时在B点施加竖直向下的力F使杠杆水平平衡，OA:OB=1:2。撤去力F，用细线将密度为3.0g/cm3的物体Q悬挂在支点O的左侧，再将P、Q分别浸没在水和某种未知液体中，调节细线在杠杆上的悬挂点使杠杆再次水平平衡，如图乙所示，测得杠杆左、右两侧的力臂大小分别为L1和L2。然后将物体P、Q取出擦干后左右对调，再次将P、Q分别浸没在该未知液体和水中，重新调节使杠杆仍能水平平衡，测得杠杆左、右两侧的力臂大小分别为L1′和L2′。已知水=1.0g/cm3，g=10N/kg，L1L1′=3L2L2′，杠杆足够长，在调节过程中P、Q始终未露出液面，也未与容器壁和底接触。求：
（1）力F的大小；
（2）物体P浸没在水中时受到的浮力；
（3）未知液体的密度。
12．（2020·甘肃兰州·统考中考真题）建筑工人用如图所示的滑轮组匀速提升货物，当货物的重力为300N时，工人对绳施加的拉力为200N，不计绳重与摩擦。求：
（1）动滑轮的重力G动；
（2）此时滑轮组的机械效率η。
13．（2020·甘肃天水·统考中考真题）在九年级物理拓展课上，李博同学模拟某建筑工地上塔吊的工作情景，设置了如图所示的滑轮组来提升装修材料，若他用的拉力在内将的材料提升了，（不计绳重和摩擦，。求：
(1)拉力的功率是多少？
(2)提升材料时，此滑轮组的机械效率是多少？
(3)若绳子能承受的最大拉力为时，此滑轮组的机械效率最大可提高到多少？
参考答案：
1．D
【详解】A．使用任何机械都不省功，所以利用此装置不能省功，故A错误；
BC．由题意知，将物体从斜面底端匀速拉到顶端所做的有用功
W有=Gh=100N×4m=400J
所做的总功
W总=Fs=50N×10m=500J
额外功
W额=W总-W有=500J-400J=100J
物体所受的摩擦力
故BC错误；
D．该斜面的机械效率
故D正确。
故选D。
2．D
【详解】A．电动机对绳的拉力为
故A错误；
B．绳子自由端的移动速度为0.2m
故B错误；
C．滑轮组的机械效率为
故C错误；
D．有用功的功率
故D正确。
故选D。
3．C
【详解】A．由于木块随小车一起以相同的速度向右做匀速直线运动，不具备摩擦力产生的条件，所以它没有受到摩擦力的作用，故A错误；
B．A管上面的玻璃管比较细，风经过A管上方的流动速度大于B管上方的空气流动速度，A管上方的压强小于B管上方的压强，水被压向A管，所以A管水面上升，B管水面下降，故B错误；
C．设杠杆一个小格代表l，一个钩码重为G，杠杆右端
2G×4l=8Gl
杠杆左端
3G×3l=9Gl
所以，杠杆的左端下降，杠杆的右端上升，故C正确；
D．液体密度一定时，液体内部压强随深度的增加而增大，越深的位置其压强越大；图中a最浅，所以水的压强最小，水喷射最近；c最深，所以水的压强最大，水喷射最远，故D错误。
故选C。
4．B
【详解】A．羊角锤在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，不符合题意；
B．筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，符合题意；
C．起瓶器在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，不符合题意；
D．钢丝钳在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，不符合题意。
故选B。
5． 斜面 省力
【详解】[1]轮椅专用通道是一条与水平面成一定角度的倾斜平面，这样的倾斜平面利用的就是斜面，可以省力。
[2]根据功的原理可知，使用斜面时要费距离，但同时省了力，故斜面属于省力机械。
6． A 省力
【详解】[1] 当用力摁住C点夹核桃时，围绕A点转动，故A是支点。
[2]C为动力作用点，B为阻力作用点，故动力臂小于阻力臂，故是省力杠杆。
7． 0.72 83.3%
【详解】[1]由图可知，滑轮组的动滑轮绕3段绳，弹簧测力计的分度值是0.2N，弹簧测力计的示数是2.4N，拉力做的总功
W总=Fs=F×3h=2.4N×3×0.4m=2.88J
拉力的功率
P==0.72W
[2]有用功
W有=Gh=6N×0.4m=2.4J
滑轮组的机械效率
8． 滑轮的自重 匀速 A
【详解】（1）[1]“使用动滑轮能省一半力”是在理想情况下得出的结论，而实际情况中动滑轮的重力和摩擦是客观存在的。由表中数据知道，随着物重的增加，测力计的示数变大，但比物重的一半要大，这与“使用动滑轮能省一半的力”的结论偏差较大，其主要原因是没有考虑滑轮的自重。
（2）[2][3]使用动滑轮时，只有匀速竖直向上拉，拉力的力臂才等于滑轮的直径，使得弹簧测力计的示数稳定，便于读出拉力的大小。此时动滑轮的实质是动力臂等于阻力臂2倍的省力杠杆，支点是A点。
9．
【详解】由于图中只有一个动滑轮，承担物重的绳子段数最多为3段，此时最省力，其绕法如图所示
10．
【详解】阻力和阻力臂不变，动力臂越长，动力越长，由图可知，力F1作用在B点时，力臂OB最大，此时力F1最小，过支点作力F2作用线的垂线段，即可做出力臂l2，如图所示；
11．（1）20N；（2）10N；（3）2.0g/cm3
【详解】解：（1）由题意知，物体P的重力
G1=m1g=4kg×10N/kg=40N
施加竖直向下的力F，杠杆水平平衡，则有
F OB=G1 OA
即
F 2=40N 1
解得
F=20N
（2）物体P的体积
它浸没在水中时受到的浮力
F浮=ρ水gV1=1.0×103kg/m3×10N/kg×10-3m3=10N
（3）P浸没在水中、Q浸没在液体后，对杠杆的作用力分别为
FP=G1-F浮=ρ1gV1-ρ水gV1=(ρ1-ρ水)gV1，FQ=G2-F液=ρ2V2g-ρ液gV2=(ρ2-ρ液)gV2
对调后，P浸没在液体中、Q浸没在水中，对杠杆的作用力分别为
FP′=G1-F浮′=ρ1gV1-ρ液gV1=(ρ1-ρ液)gV1，FQ′=G2-F水=ρ2V2g-ρ水gV2=(ρ2-ρ水)gV2
据杠杆的平衡条件有
FPL2=FQL1，Fp′L1′=FQ′L2′
则
而
L1L1′=3L2L2′
所以
3(ρ2-ρ液)( ρ1-ρ液)=( ρ1-ρ水)( ρ2-ρ水)
即有
3(3.0g/cm3-ρ液)(4g/cm3-ρ液)=(4.0g/cm3-1.0g/cm3)(3.0g/cm3-1.0g/cm3)
解得
ρ液=2.0g/cm3
答：（1）力F的大小为20N；
（2）物体P浸没在水中时受到的浮力为10N；
（3）未知液体的密度为2.0g/cm3。
12．(1)100N；(2)75%
【详解】解：(1)由图可知，有两段绳子拉着动滑轮，不计绳重与摩擦，根据
F=(G+G动)
可知，动滑轮的重力为
G动=2F-G=2×200N-300N=100N
(2)不计绳重与摩擦，滑轮组的机械效率为
η=
答：(1)动滑轮的重力为100N；
(2)此时滑轮组的机械效率为75%。
13．（1）；（2）；（3）
【详解】(1)由图知，，则绳子自由端移动的距离
拉力做的功
则施加拉力的功率
(2)有用功
机械效率
(3)由可得，动滑轮的重力
由可得，最大物重
此滑轮组的最大机械效率
答：(1)拉力的功率是；
(2)提升材料时，此滑轮组的机械效率是；
(3)若绳子能承受的最大拉力为时，此滑轮组的机械效率最大可提高到。
试卷第1页，共3页
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