2018届中考物理习题分项版解析汇编（第05期）专题09简单机械及其效率（含解析）.docx

专题09 简单机械及其效率一、单选题1如图中的物品使用时利用了杠杆原理的是（ ）A 洗手盘下防臭水管B 指甲钳C 塑料吸盘挂钩D 汽车逃生安全锤【来源】2018年广西钦州市中考物理试题【答案】B【解析】【点睛】安全锤是增大压强的方法的应用，要牢记影响压强大小的两个因素，可以通过增大压力或减小受力面积的方法来增大压强，反之减小压强。2如图所示，使用同一滑轮的甲、乙两种装置，匀速提升重均为10N的A、B两物体，已知滑轮重1N不计绳重和绳与滑轮间的摩擦，则下列说法中正确的是 A 手的拉力F乙=10NB A物体受到的合力与B物体受到的合力相等C 若A、B两物体都被提升0.5m，则手的拉力F乙做的有用功比较多D 若A、B两物体都被提升0.5m，则手的拉力F甲做的功比F乙做的功多【来源】广西贵港市2018年中考物理试题【答案】B【解析】【点睛】本题考查了定滑轮和动滑轮的工作特点，使用定滑轮不省力但可以改变力的方向；使用动滑轮可以省一半力，但费距离；3如图所示，在处于水平平衡的杠杆上A点，挂上4个钩码（每个钩码的质量为50g），若使杠杆在水平位置保持平衡，作用在杠杆B点的力最小的是（ ）A 6N B 1.5N C 3N D 15N【来源】2018年四川省巴中市中考物理试题【答案】B【解析】【点睛】此题考查杠杆平衡条件的应用，关键知道以动力作用点到支点间距离为力臂是最长的力臂。4关于下列四幅图的说法，其中正确的是（）A 图甲所示，小孔成像是光的折射形成的像B 图乙所示，加油机相对歼击机是静止的，相对地面是运动的C 图丙所示，我们吃饭使用的筷子是省力杠杆D 图丁所示，用抽气机将玻璃钟罩内的空气抽出时，我们听到声音的音调越来越低【来源】2018年四川省内江市中考物理试题【答案】B【解析】【详解】A、小孔成像是光沿由于直线传播形成的现象，故A错误；B、加油机和地面之间发生了位置的改变，所以以地面为参照物，加油机是运动的。相对歼击机位置的没改变，加油机相对歼击机是静止的，故B正确；C、筷子在使用时动力臂小于阻力臂，所以是费力杠杆，故C错误；D、随着玻璃钟罩内空气的逐渐抽出，可以听到手机的声音越来越小，即响度逐渐变小，故D错误。故选B。【点睛】理解运动和静止的相对性，选择不同的参照物来描述同一个物体的运动状态，可能得出不同结论，所以运动和静止是相对的。5人们应用不同的简单机械来辅助工作，正常使用下列简单机械时说法正确的是（ ）A 筷子可以省距离 B 所有剪刀都一定省力C 定滑轮可以省力 D 撬棒越短一定越省力【来源】2018年贵州省贵阳市中考物理试题【答案】A【解析】【点睛】重点是杠杆的分类，即动力臂大于阻力臂时，为省力杠杆；动力臂小于阻力臂时，为费力杠杆，但省力杠杆费距离，费力杠杆省距离。二、多选题6测量滑轮组机械效率的装置如图所示，用5N拉力F将重8N的物体匀速提升，用时不计摩擦和绳重，则下列说法中正确的是 A 拉力做的总功为8J B 有用功为4JC 滑轮组的机械效率为 D 拉力的功率为【来源】2018年黑龙江省龙东地区中考物理试题【答案】BC【解析】【点睛】涉及机械效率的问题时，关键是要清楚总功、有用功、额外功都在哪，特别要清楚额外功是对谁做的功，弄清楚这些功后，求效率和功率就显得简单了。三、填空题7如图的电工钳是一个_杠杆（选填“省力”或“费力”），手柄上的橡胶套是_（选填“导体”、“绝缘体”或“半导体”）。【来源】广西贵港市2018年中考物理试题【答案】省力绝缘体【解析】【详解】电工钳使用时，动力臂大于阻力臂，是一个省力杠杆；手柄上的橡胶套不容易导电，是绝缘体；【点睛】根据杠杆平衡条件，比较动力臂和阻力臂的大小来判断杠杆的类型。8如图所示，用滑轮组将3kg的物体匀速提高1m，拉力F为200N，则有用功为_J，滑轮组机械效率为_。若增加所提物体的重力，滑轮组机械效率_（选填“变小”、“变大”或“不变”）。（不计绳重和摩擦）【来源】2018年四川省巴中市中考物理试题【答案】30075%变大【详解】（1）有用功为：；（2）由图可知，n=2，拉力端移动距离。拉力做的总功为：则滑轮组的机械效率： （3）增加所提物体的重力时，有用功增大，不计绳重和摩擦，动滑轮重不变，额外功不变，这样有用功在总功中所占的比例增大，滑轮组的机械效率将变大。故答案为：(1). 300 (2). 75% (3). 变大【点睛】本题考查使用滑轮组有用功、总功、机械效率的计算以及增大机械效率的方法，关键是承担物重的绳子股数的确定。9如图所示，沿斜面把质量为12kg的一个物体匀速拉到最高处，沿斜面向上的拉力是F=100N，斜面长2m、高1m，则其机械效率是_%，物体所受摩擦力是_N（取g=10N/kg）【来源】安徽省无为县红庙初中2017-2018学年上学期九年级物理同步练习11.3如何提高机械效率【答案】6040【解析】【点睛】求摩擦力是本题的一个难点，应先根据有用功和总功求出额外功，额外功即克服摩擦力所做的功，所以根据额外功可求摩擦力的大小。10用不计绳重和摩擦的滑轮组把重为720N的货物匀速提高10m，所做的总功为12000J，此时滑轮组的机械效率为_；用该滑轮组提升更重的物体，机械效率会_（选填“变小”、“不变”或“变大”）。【来源】（苏科版）2018-2019学年度九年级物理上册课时练习：第11章 简单机械和功 第5节机械效率【答案】60%变大【解析】【详解】用不计绳重和摩擦的滑轮组把重为720N的货物匀速提高10m，做的有用功为：；此时滑轮组的机械效率为：；用该滑轮组提升更重的物体时，有用功增加，而动滑轮的重不变，即额外功不变，根据知，机械效率会变大。11如图所示，将一根质量均匀的铁棒按4：3的比例折成直角后，一端用绞链固定在墙上，铁棒能绕O点转动，此棒重70N，若要保持此棒在如图所示位置平衡，则加在A端的最小力为_N。【来源】2018年四川省凉山州中考物理试题【答案】40【解析】【详解】由图示杠杆可知，作用在A端的力，以OA为力臂时最长，即最大力臂是OA，此时力与OA垂直，力F最小，如图所示：铁棒按4：3的比例折成直角后，AOB为直角三角形，可得：【点睛】重点是杠杆平衡条件的应用，解题的关键是把OB和BA当作两部分来考虑，在平衡条件中，将两部分加起来即可，而如果作为一个整体考虑，求重心的位置会比较麻烦。12工人利用斜面和滑轮将物体从斜面底端匀速拉到顶端，斜面高1m，长2m，物体重500N，平行于斜面的拉力200N，所用时间10s。在此过程中，物体动能_（选填“增大”、“减小”或“不变”）。重力势能_（选填“增大”、“减小”或“不变”）。拉力的功率为_W，把物体直接提高到斜面顶端做的功为有用功，则这个装置的机械效率为_。【来源】湖北省荆门市2018年中考物理试题【答案】不变增大8062.5%【解析】【分析】影响动能的因素为：质量、速度。而影响重力势能的因素为：质量、高度。运用公式，求出总功，再运用，可求功率。运用公式，求出有用功，再运用机械效率的公式，可求出。（4）此过程的有用功为：；这个装置的机械效率为：；故答案为：(1). 不变 (2). 增大 (3). 80 (4). 62.5%【点睛】明确影响动能和重力势能的因素，熟练运用功、功率、机械效率的计算公式；关键是灵活运用公式即可解答此题。13如图所示，杠杆AOB能绕O点转动。在A点挂一重物G，为使杠杆保持平衡且用力最小，在B点施加一个力，这个力应该是图中的_。【来源】山东省东营市2018年中考物理试题【答案】F2【解析】【详解】如图，杠杆AOB能绕O点转动，O为支点。在A点挂一重物G，阻力的方向向下，根据杠杆平衡条件，阻力、阻力臂一定，当OB为力臂时，动力臂最大， 动力的方向与OB垂直向下，此时最省力，故F2最小。【点睛】本题考查杠杆中最省力问题，由杠杆平衡条件可知，当杠杆平衡时，力臂最长，力最小。14如图所示，工人用250N的拉力将重为400N的装修材料匀速提升6m，所用时间为lmin，则工人做的有用功是_J，工人做功的功率是_W，动滑轮的机械效率是_。【来源】江苏省淮安市2018年中考物理试题【答案】24005080%【解析】【点睛】本题考查的是有用功、总功、功率、机械效率计算公式的理解和掌握，解题的关键是弄清楚s和h之间的关系。15如图所示，在不计绳重和摩擦的情况下，用滑轮在10s内将重为40N的物体匀速提升2m，已知拉力F为25N，则在这个过程中拉力做的功是_J，滑轮组的机械效率是_，若匀速提升重为80N的物体，则这个滑轮组的机械效率将_（变大/变小/不变）【来源】江苏省泰州市2018年中考物理试题【答案】 100 80% 变大【解析】【点睛】本题考查的是滑轮组功及机械效率的计算，解题的关键是搞清各力与距离之间的对应关系，熟练运用相关公式，难度不大。16用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼，每件货物重100N，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增加而变化的图象，则动滑轮重为_N；当某次运送3件货物时，绳子的拉力F是_N（不考虑绳重和摩擦）【来源】2018年四川省内江市中考物理试题【答案】100 200【解析】【详解】由乙图可知，当提升货物重G=100N时，=50%，不考虑绳重和摩擦，滑轮组的机械效率为：，解得动滑轮重：；当运送3件货物时，货物的总重，由图甲可知n=2，不考虑绳重和摩擦，此时绳子的拉力为：。【点睛】牢记在不计绳重和摩擦时，机械效率为：，据此可求出动滑轮的重，再根据求拉力的大小。17如图所示，将一薄木尺的长度用多层报纸紧密地覆盖在水平桌面上（桌面与报纸之间几乎没有空气），已知报纸的上表面积为0.21m2则大气对报纸上表面的压力为_N；在木尺右端快速施加竖直向下的力F，要将报纸掀开，则力F至少为_N（假设报纸不破损，报纸对木尺的压力全部作用在木尺最左端，大气压取1.0105Pa，报纸和薄木尺的重力忽略不计）。【来源】2018年四川省广元市中考物理试题【答案】 21000N 7000N【解析】【点睛】重点是根据压强计算压力和杠杆平衡条件的应用，从题意得出两个力臂的关系是关键，即动力臂是阻力臂的三倍。四、实验题18在“探究杠杆的平衡条件”的实验中。（1）在杠杆上挂钩码前，杠杆静止在甲图中的位置，为使杠杆水平平衡，应将右端的平衡螺母向_（选填“左”或“右”）调节。将杠杆调节水平平衡的目的是避免_对实验的影响和便于_。（2）乙图中杠杆恰好处于水平平衡，若在A处下方再挂一个相同钩码，为使杠杆保持水平平衡，则需将挂在B处的钩码向右移动_格。（3）若取掉乙图中挂在B处的钩码，改用弹簧测力计钩在C处对杠杆施拉力，为使杠杆保持水平平衡，且弹簧测力计示数最小，则弹簧测力计对杠杆的拉力方向是_。（4）此实验多次改变挂在支点O两边钩码的质量和悬挂位置，收集杠杆平衡时多组动力，动力臂、阻力和阻力臂的数据，其目的是_（选填“减小误差”或“寻找普遍规律”）【来源】2018年四川省凉山州中考物理试题【答案】右杠杆自重测量力臂1竖直向上寻找普遍规律【解析】（3）阻力与阻力臂一定时，由杠杆平衡条件可知，当动力臂最大时，动力最小；力的作用点与支点一定，最大力臂为支点到力的作用点的距离，所以力应与杠杆垂直；即为使拉力最小，应竖直向上拉弹簧测力计；（4）探究杠杆平衡的条件时进行多次实验，多次改变挂在支点O两边钩码的质量和悬挂位置，收集杠杆平衡时多组动力，动力臂、阻力和阻力臂的数据，其目的是通过实验数据总结实验结论，使实验结论具有普遍性，避免偶然性，即为了寻找普遍规律。【点睛】重点研究杠杆平衡条件的实验，除了杠杆平衡条件的应用，关键还是力臂变化情况的判断，理解当力与杠杆垂直时，力臂是最长的，倾斜后力臂会变短。19小马和小李设计了如图甲、乙所示两种滑轮组来提升同一重物，在讨论滑轮组机械效率时两人产生了分歧，小马认为：“甲滑轮组的动滑轮个数少，机械效率高”；小李却认为：“乙滑轮组更省力，机械效率高”。两人谁也说服不了谁，于是决定进行实验来验证自己的猜想是否正确。（所用每个滑轮的重相同，绳重和摩擦忽略不计），他们在实验中得到的数据如下表所示：（1）根据所测数据，请计算一个动滑轮的重力是_N，甲滑轮组的机械效率是_；（2）由计结果可以确定_的说法是正确的，这个实验说明了影响滑轮组机械效率的因素是_，由此可知，可采用_的方法来提高滑轮组的机械效率。（3）随后小马又设计了一个方案，如图丙所示，你认为和图甲装置对比，在提升同一重物时，装置丙的机械效率_（选填“大于”“等于”或“小于”）装置的机械效率。【来源】青海省西宁市2018年中考物理试题【答案】0.883.3%小马动滑轮的个数尽可能的减小动滑轮的个数等于【解析】（2）由计算结果知道，甲滑轮组的机械效率较高，故小马的说法正确；这个实验说明了影响滑轮组机械效率的因素有动滑轮的个数，尽可能的减小动滑轮的个数可以提高滑轮组的机械效率；（3）比较甲装置和丙装置知道，绳子的有效股数相同、动滑轮的个数相同、物体的重力相等，绳子的缠绕方式不同，两装置中，提升相同的物体上升相同的高度时所做的有用功相同，动滑轮的个数相同，绳重和摩擦忽略不计，所以，额外功相等，由=W有用/W总100%知道两者的机械效率应相同。【点睛】本题考查的是测量滑轮组机械效率的实验，考查了滑轮组机械效率的计算和由实验数据分析得出结论、分析实验装置进行合理的猜想及验证，解题的关键是分析好三个实验装置的特点。20小红和小明利用如图所示装置探究杠杆的平衡条件。若实验前杠杆如图甲所示，可将杠杆两端的平衡螺母向_填“左”或“右”调节，使杠杆在水平位置平衡。在实验过程中，调节杠杆在水平位置平衡的目的是_。在杠杆两端加挂钩码，并移动钩码，使杠杆在水平位置平衡，测出力臂，多次实验并把数据记录在表格中。多次实验的目的是_。小明根提以上数据得出杠杆平衡条件是_。杠杆调节平衡后，小红在杠杆上的A点处挂4个钩码，如图乙所示，为使杠杆重新平衡，应在B点挂_个钩码。如图丙所示，用弹簧测力计在C处竖直向上拉，使杠杆在水平位置平衡，当弹簧测力计在原位置逐渐向右倾斜时，使杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将_填“变大”、“变小”或“不变”。【来源】2018年黑龙江省龙东地区中考物理试题【答案】右便于测量力臂使结论具有普遍性 变大。【解析】分析表格中的数据可知，每一次的实验的乘积都等于的乘积，故得出杠杆平衡的条件是：；设杠杆每个格的长度为L，每个钩码的重力为G；根据杠杆的平衡条件：解得：，故需挂6个钩码；当弹簧测力计在原位置逐渐向右倾斜时，拉力与杠杆不再垂直，则该力的力臂短了，由于阻力和阻力臂都不变，根据杠杆的平衡条件知，拉力将变大，即弹簧测力计的示数将变大。【点睛】重点是研究杠杆平衡条件的实验，除了熟悉实验步骤，熟练应用杠杆平衡条件以外，关键还是力臂变化情况的判断，理解当力与杠杆垂直时，力臂是最长的，倾斜后力臂会变短，所以拉力变大。五、作图题21用一个动滑轮和一个定滑轮组成滑轮组来提升重物，请在图中画出最省力的绕法【来源】2018-2019学年度九年级物理上册课时练习：第11章 简单机械和功 第2节滑轮【答案】【解析】【详解】从动滑轮的挂钩开始依次绕绳子，最后有三段绳子承担物重，这就是最省力的绕法。如图所示：。【点睛】滑轮组的省力情况取决于承担物重的绳子的段数，也就是看有几段绳子通过动滑轮，段数越多越省力22如图是生活中常用的杆秤，杆秤可以绕支点O转动，请在图中作出F1和F2的力臂L1、L2。【来源】四川省宜宾市2018年中考物理试题【答案】【解析】【详解】根据题意知道，O是杠杆的支点，从支点到力的作用线作垂线段，支点到垂足的距离为相应的力臂，由此作出F1和F2的力臂L1、L2，如图：【点睛】本题考查的是力臂的画法，画力臂的关键是要画出支点到力的作用线的垂线段，难度不大。23如图所示，曲杆ABC自重不计，O为支点，要使曲杆在图示位置平衡，请作出物体所受重力的示意图和施加在C点最小力F的示意图。【来源】青海省西宁市2018年中考物理试题【答案】【解析】如下图【点睛】本题考查的是重力的示意图的画法及杠杆中最小力的问题，是基础题目，难度不大。24画出图中动力F1的力臂L1。【来源】江苏省淮安市2018年中考物理试题【答案】【解析】【详解】由图知道，支点为O，过点O作力F1 作用线的垂线段，支点到力的作用线的距离即为F1 的力臂L1，如图：【点睛】本题考查的是力臂的画法，力臂是支点到力的作用线的距离，过支点做出力的作用线的垂线，支点到力的作用线的距离，即为所求作的力臂。25如图，用螺丝刀撬图钉，画出在A点所加最小力F1的示意图和阻力F2的力臂l2。【来源】江苏省泰州市2018年中考物理试题【答案】【解析】【点睛】最小力的判断，由杠杆平衡条件可知，当杠杆平衡时，力臂最长，力最小。26如图用螺丝刀撬图钉，请画出在A点处所用最小力F1的示意图，并画出阻力F2的力臂【来源】江苏省泰州市2018年中考物理试题【答案】【解析】【详解】由图知道O是支点，由杠杆的平衡条件知道，力臂最长，力最小；若在A点处所用最小力F1，则力臂应是最长，即OA，此时F1 的方向要与OA垂直，方向向下；过O点向力F2 的作用线作垂线，则为阻力F2 的力臂l2，如图【点睛】本题考查的是杠杆中的最小力的问题，由杠杆的平衡条件知道，当杠杆平衡时，力臂最长，力最小。六、计算题27小熊在课外实践活动中，用如图甲所示的滑轮组匀速拉动放在树下一水平面上的不同物体，物体受到的摩擦力从100N开始逐渐增加，每次物体被拉动的距离均为1m。根据测量结果画出了该滑轮组机械效率与物体受到摩擦力大小变化的关系图象，如图乙所示。若不计绳重和绳与滑轮间的摩擦，求：（1）由图乙可知，当物体受到的摩擦力为100N时，滑轮组机械效率是多大？（2）当滑轮组的机械效率为75%，物体以0.1m/s的速度匀速运动时，该滑轮组的有用功率是多大？（3）当物体与地面的摩擦力为1500N时，体重为500N的小熊竖直向下拉绳，还能用此滑轮组拉动物体吗？用计算结果说明。【来源】广西桂林市2018年中考物理试题【答案】（1）50%；（2）30W；（3）不能用此滑轮组拉动物体【解析】同理，当2 =75%时，滑轮组的机械效率是：2 =W有用2/W总2=f2s/（f2s+G动s）=f2/（f2+G动）=f2/（f2+100N）=75%，解得此时的摩擦力是：f2 =300N；所以，滑轮组的有用功率是：P有=W有用2/t=f2s/t=f2 v=300N0.1m/s=30W；（3）由图知道，滑轮组绳子的有效段数是：n=3，不计绳重及绳与滑轮间的摩擦，当物体与地面的摩擦力是：f3 =1500N时，拉动物体需要的拉力是：F3 =（f3 +G动）/3=（1500N+100N）/3533N，由于小熊的重力为500N，根据力的作用是相互性知道，小熊给绳子的最大拉力等于其重力为500N533N，所以，不能用此滑轮组拉动物体。【点睛】本题考查的是滑轮组的特点、功率、机械效率的计算，解题的关键是利用好机械效率的推导公式=W有用/W总=fs/（fs+G动s）=f/（f+G动），是一道力学综合题。28如图，图a为测量体重的电子秤原理图，它主要由三部分构成：踏板和压力杠杆ABO，压力传感器，电流表A（量程为00.1A转换刻度后可以显示体童大小）。其中AO：BO=5：1，已知压力传感器的电阻R与所受压力F变化的关系如图b所示。设踏板和杠杆组件的质量可以忽略不计，电源电压恒为3V，取g=10N/kg。计算（1）如果某人站在该秤踏板上时，电流表的示数为12mA，这个人的体重是多少kg？（2）该秤能显示的最大体重值是多少kg？【来源】湖北省恩施州2018年中考物理试题【答案】（1）50kg；（2）270kg【解析】解得人的质量为：。（2）由图象知，R与所受压力F变化成线性关系，设，当时，即：当时，即：解可得：，所以，秤的最大体重值：。【点睛】重点是欧姆定律和杠杆平衡条件的应用，根据图像得出电阻与压力的关系是关键，有了此关系才能求出最大电流时的压力大小。292017年5月5日，拥有我国自主知识产权的C919大型客机在上海浦东机场成功首飞。若客机在空中以720km/h的速度沿水平直线匀速飞行5分钟，受到的阻力是其重力的0.1倍；客机发动机靠完全燃烧航空煤油提供能量，其机械效率为75%；已知客机质量m=7.5104kg（1）求客机在这段时间内通过的路程和发动机的功率（2）求发动机在这段时间内燃烧航空煤油的质量