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(含解析)

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

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′


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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