【2021中考物理】简单机械含答案

2021中考物理冲刺训练：简单机械

一、选择题

1.如图所示，物体A、B的重分别为20N、10N,滑轮重和滑轮与绳子间的摩擦忽略不

计，此时物体A在水平面上向右做匀速直线运动。若用力F向左拉物体A,使物体A

向左做匀速直线运动，则（）

A.F=20N

B.F=10N

C.F=5N

D.F=30N

2.如图所示，在“探究杠杆平衡条件”的实验中，轻质杠杆上每个小格长度均为2cm,在

B点竖直悬挂4个重均为0.5N的钩码，在A点用与水平方向成30。角的动力F拉杠杆,

使杠杆在水平位置平衡。对该杠杆此状态的判断，下列说法中正确的是（）

L=3

A.杠杆的动力臂为8cm

B.该杠杆为费力杠杆

C.该杠杆的阻力大小为0.5N

D.动力F的大小为1.5N

3.用水平力P拉动如图所示装置，使木板A在粗糙水平面上向右匀速运动，物块B在

木板A上表面相对地面静止，连接B与竖直墙壁之间的水平绳的拉力大小为F?。不计

滑轮重和绳重，滑轮轴光滑。则P与F2的大小关系是（）

A.F]=F2B.F2<F|<2F2

C.F|=2F2D.F|>2F2

4.如图所示，利用动滑轮将重力为100N的物体在5s内匀速竖直提升，拉力F为60N,

绳子自由端移动的距离为2m,不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（）

I

A.物体移动的速度为0.4m/s

B.所做的有用功为200J

C.动滑轮的机械效率为60%

D.拉力F的功率为24W

5.如图所示，甲、乙两个滑轮组，其中每个滑轮的质量都相同，分别用拉力F”F2将重

物Gi、G2提升相同高度，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（）

向

乙

A.若G产G2，则拉力F1、F2做的总功相同

B.若G|=G2，则拉力F2做的有用功多

C.若GI>G2,则甲的机械效率大于乙的机械效率

D.若GDG2,则甲、乙两个滑轮组的机械效率相等

6.为了将放置在水平地面上重为100N的物体提升一定高度，某同学设计了如图甲所示

的滑轮组装置。当用图乙所示随时间变化的竖直向下的拉力F拉绳时，物体的速度v和

上升的高度h随时间变化的关系分别如图丙和丁所示（不计绳重和绳与轮之间的摩擦）。

下列计算结果正确的是（）

A.l~2s内,拉力F做的功是187.5J

B.0~ls内，地面对物体的支持力是10N

C.2~3s内，拉力F的功率是100W

D.2-3s内，滑轮组的机械效率是62.5%

7.如图，用一个重为2N的动滑轮，把G粉=12N的物体在2s内匀速提升0.2m（不考

虑绳子的重力和摩擦），则（）

A.绳子的拉力F=6NB.绳子自由端移动速度v=0.1m/s

C.有用功W“=2.8JD.动滑轮的机械效率〃=85.7%

2

8.材料相同的甲、乙两个实心物体分别挂在杠杆A、B两端，O为支点（OA<OB）,如图

所示，杠杆处于平衡状态。如果将甲、乙物体（不溶于水）浸没于水中，杠杆将会（）

A.A端下沉B.B端下沉

C.仍保持平衡D.无法确定

二、填空题

9.简单机械在我们的生活中应用广泛.请回答下列有关简单机械的问题：

（1）如图甲，物体处于静止状态，物体的重力是N（不计摩擦及滑轮和绳子的自

重）.

⑵如图乙是一把剪刀，在使用过程中要达到相对省力的效果，则被剪物体应放在

点（选填字母"A”或"8”）.

手用力的

作用点

10.如图所示，轻质杠杆OB的重力忽略不计，OB=3OA,物体G的重力为150N。若要

使物体G对水平地面的压力为零且轻杠OB仍能处于如图所示的水平位置，则需要在B

端施加的拉力F=N„

11.如图斜面长6m,高1.5m,工人用沿斜面向上500N的力，以1.5m/s的速度把重1

600N的箱子匀速推到车上，则推力的功率是W,该斜面机械效率是%.

12.一个重力300N的物体Q,底面积为400cm2.将其放在水平地面上，它对地面的压强

为Pa.如图所示，现将物体Q挂在杠杆的B端，在A端悬挂一个重为100N的

物体P,使杠杆在水平位置平衡，忽略杠杆自重的影响，若04：08=2：5,那么地面

对物体Q的支持力为N.

3

A0B

P|—L-

Q

7777777777

13.某大桥设计车速为60km/h,图甲为该大桥的实景图，其主通航孔桥采用双塔双索面

斜拉桥，可逐步抽象成图乙、图丙、图丁所示的模型。

(1)可以看出它用到了(选填“杠杆”或“斜面”)的物理知识。为了减小钢索承受的

拉力，在需要与可能的前提下，可以适当(选填“增加”或“减小”)桥塔的高度。

(2)若某汽车质量为5xl()3kg,在大桥上按设计车速水平匀速直线行驶时受到的阻力为汽

车重力的0.06倍，则汽车通过该大桥时汽车发动机的功率为Wo(g取10N/kg)

14.如图所示，由不同物质制成的甲和乙两种实心球的体积相等，此时杠杆平衡(杠杆自

重、挂盘和细线的质量忽略不计)，则杠杆左右两边的力臂之比为,1个甲球和

1个乙球的质量之比为,甲球和乙球的密度之比为.

15.如图所示，用F=5()N的力通过滑轮组水平重力为80N的物体，使其向左匀速运动,

在这过程中拉力F做功为40J,已知物体受到水平地面的摩擦力为60N,则物体运动的

距离为m,该滑轮组的机械效率为(忽略绳子和动滑轮的重力).

―

16.图为吊装工具示意图，物体M为重5000N的配重，杠杆AB的支点为O,

OA:OB=1:2,每个滑轮重100N。当重为700N的工人用300N的力竖直向下匀速拉

动绳子时，工人对地面的压力为N,物体M对地面的压力为No(杠杆

与绳的自重、滑轮组摩擦均不计)

4

三'作图题

17.如图所示，不计质量的硬杆处于水平静止状态.。为支点，画出FA的力臂/小

18.)如图所示，一轻质杠杆AC可绕支点。自由转动，在B点挂一重为G的物体.为使

杠杆在水平位置保持平衡，画出施加在杠杆上最小力厂的示意图.

四'实验题

19.在“探究杠杆平衡条件的实验”中:

(1)如图甲所示，实验前，杠杆左端下沉，则应将左端的平衡螺母向(选填“左”

或"右”)调节，直到杠杆在水平位置平衡，目的是便于测量_______.

(2)如图乙所示，杠杆上的刻度均匀，在A点挂4个钩码，要使杠杆在水平位置平衡，

应在B点挂一个相同的钩码；当杠杆平衡后，将A、B两点下方所挂的钩码同时朝远

离支点0方向移动一个小格，则杠杆(选填“能”或"不能”)在水平位置保持平衡.

(3)如图丙所示，若不在B点挂钩码，改用弹簧测力计在3点向下拉杠杆，使杠杆仍在

水平位置平衡，当测力计从a位置转到b位置时，其示数大小将.

(4)如图丁所示，已知每个钩码重0.5N,杠杆上每小格长度为2cm,当弹簧测力计在C

点斜向上拉(与水平方向成30。角)杠杆，使杠杆在水平位置平衡时，拉力F的力臂大小

为cm,弹簧测力计示数的大小为N.

20.小敏同学参加研学旅行时，在湖边捡到一块漂亮的小石块，她用家中常见物品与刻

度尺巧妙地测出了小石块的密度，她的测量方案如下：

①用细绳将一直杆悬挂，调节至水平位置平衡，记下细绳在直杆上的结点位置O;

②将一重物悬于结点O左侧的A点，小石块悬于结点O的右侧，调整小石块的位置，

如图所示，当小石块悬于B点时，直杆在水平位置平衡；

5

\\\\\\

，疝..」《—>jB

'I0I

□工

重物，焉

③用刻度尺测量OA的长度为L”0B的长度为L2；

④保持重物的悬点位置A不变，将结点O右侧的小石块浸没在盛水的杯中(未与杯底、

杯壁接触)，调整小石块的悬点位置，当小石块悬于C点时，直杆在水平位置平衡；

⑤用刻度尺测量OC的长度为L3。

请根据她的测量方案回答以下问题：

(1)实验中三次调节了直杆在水平位置平衡。其中，第一次调节水平平衡是，第

二次调节水平平衡是。(均填选项前字母)

a.消除直杆自重的影响b.便于测量力臂

(2)实验中长度(选填或"L，)的测量是多余的。

(3)C点应该在B点的(选填“左”或“右”)侧。

(4)小石块密度的表达式为p«=o(从字母p水、L、L2,L3中选择合适的进行表

示)

五、解答题

21.［改变拉力方向］工人重600N,与地面的接触面积为0.02n?.用如图所示的滑轮组(动

滑轮自重1()N)来提升重320N物体。，当物体。以().1m/s匀速运动时，求：

(1)此时工人对地面的压强？

(2)工人使用该滑轮组能提升物体的最大重力？

〃〃彳〃〃〃〃&〃〃/

22.如图甲是坐落在荆州城外关公文化园的关公圣像，该像是全球最重的关公青铜雕

像.他手中的青龙偃月刀，质量为136吨，需三台吊车分段吊起，精确操控才能完成吊

装.图乙为其中一台吊车的滑轮组示意图.若刀的一部分质量为27吨，现将它以0.2m/s

的速度匀速吊起5m高，其中克服钢绳重力和摩擦力做功为1.4x105J,此时滑轮组的机

械效率为90%(g=10N/kg).求此过程中：

⑴钢绳拉力的大小；

(2)拉力功率的大小；

⑶吊车上动滑轮的重力.

6

甲乙

23.在“大力士”比赛中，需要把一质量m=40()kg,边长/=1m,质量分布均匀的立方体,

利用翻滚的方法沿直线移动一段距离，如图所示.g取10N/kg.求：

(1)立方体静止时对水平地面的压强；

(2)翻滚立方体时，使立方体一边刚刚离开地面，所用最小力尸的大小；

(3)“大力士”用翻滚的方法使立方体沿直线移动了10m,用时20s,“大力士”克服立方体

重力做功的功率.

24.为了模拟水中物体被打捞的情景，同学们课外作如下探究：如图，用滑轮组将重200

N的物体从底面积为400cn?的圆柱形容器中提起，容器中水面由9()cm降到7()cm.已

知每个滑轮重均为20N(不计绳重、水的阻力及滑轮与中心轴间的摩擦).

求：(1)所提起物体的密度；

(2)物体完全出水后继续上升的过程中，滑轮组的机械效率.

7

答案

一、选择题

1.【答案】B［解析］由图知，此滑轮组由2段绳子承担物重，所以物体A水平向右做匀

速直线运动时，受到绳的拉力FA=*JB=3<10N=5N;在水平方向A受到的摩擦力和绳对

A的拉力平衡，所以f=FA=5N,方向水平向左;若使物体A向左做匀速直线运动，则A

受摩擦力水平向右，则F=FA+f=5N+5N=10No

2.【答案】B［解析］动力臂为ll=OAsin30°=4x2cmx：=4cm,故A错误;阻力臂为

12=OB=3X2cm=6cm>4cm,即阻力臂大于动力臂，该杠杆为费力杠杆，故B正确;该杠

杆的阻力大小为F2=4XO.5N=2N,故C错误;根据杠杆的平衡条件FJ产F2I2,代入数据，

2Nx6cm=Fx4cm,解得动力F=3N,故D错误。

3.【答案】D

4.【答案】D［解析］物体被提升的高度h=^=l2m=lm,物体移动速度v=M以0.2m/s,

22t5B

故A错误。所做的有用功W『G物h=100Nxlm=100J,故B错误。拉力做的总功W总

=Fs=60Nx2m=120J,动滑轮的机械效率rp&=竺也83.3%,故C错误。拉力F的功率

w豆1201

W.

P=-=U91=24W,故D正确。

t5s

5.【答案】C［解析］若G|=G2,且重物被匀速提升的高度相同，由W*Gh可知，有用

功相同，不计绳重及摩擦，则额外功是克服动滑轮自重做的功，即W额=G#,h,因每个

滑轮质量都相等，提升的高度相同，但乙装置有2个动滑轮，故乙做的额外功多，而W

.B=W«+W额，所以总功不相同，即B、F?做的功不相等，故A、B错误。不考虑绳重、

摩擦，则滑轮组的机械效率1］，产产=「1=上一，nE广一^―；

W豆串Gih+G^hG幺+G于W隹乙G2h+2C^hG2+2G^

.f2G1G—-G2GA

若GI>G2,则,>-n乙=』——:、>o,所以甲的机械效率大于乙的

nG］+G志Gz+ZG^(G工+G南XG-2Gp

机械效率，故D错误，C正确。

6.【答案】A［解析］滑轮组绳子的股数n=3,则拉力F移动的距离s=3h,速度v纯=3v。

在1~2s内，拉力F2=50N,物体上升高度h2=1.25m,拉力的作用点下降的距离为

S2=3h2=3xl.25m=3.75m,拉力做的功W=F2s2=50Nx3.75m=187.5J,故A正确。由题图

乙可知，在0~ls内，拉力F］=30N,由图丙可知，此时物体的运动速度为0,处于静止

8

状态。物体受重力G、绳子向上的拉力F和地面对物体的支持力，则支持力F支

=G-F'=G-（3F「G动）=100N-3x30N+G动=G.+10N#10N，故B错误。由图丙可知，在2~3

s内，重物做匀速运动，V3=2.5m/s,拉力F3=40N,绳子自由端移动速度V£=3V3=3X2.5

m/s=7.5m/s,拉力的功率P朽F3V£=40Nx7.5m/s=300W,故C错误。在2~3s内，滑

w

轮组机械效率展'=外=0_=」-=出匚83.3%,故D错误。

W豆FRsaFanhRFs-n40NX3

7.【答案】D【解析】动滑轮承担重物的绳子股数为2,在不计摩擦和绳重的条件下，

绳子受到的拉力F=、G总=4G物+G动）=T（12N+2N）=7N,A错误；物体上升的速

度v=：=（）.lm/s,由于绳子自由端移动的速度v纯=2丫物，所以绳子自由端移动的速度为

0.2m/s,B错误；动滑轮的有用功W“=G/i=2.4J,C错误；动滑轮的总功W总=八=

2.8J,所以动滑轮的机械效率为85.7%,D正确.故选D.

8.【答案】C［解析］如题图所示，根据杠杆的平衡条件，G甲XOA=G%XOB,甲、乙的密

度相同，则有pV甲gxOA=pV乙gxOB,所以V,xOA=VQOB。当把两个物体浸没在水

中时，F浮甲=p水V中g,F浮乙=p4；Vzig,左侧有（G巾-F浮甲）xOA=GwxOA-F；?（pxOA=GipxOA-p

*V甲gxOA①，右侧有（Gz,-F浮z.）xOB=G乙xOB-F："xOB=G<xOB-p,KVcgxOB②，①-

②得G甲xOA-p水V甲gxOA-Gz.xOB+p木Vz,gxOB=-p木g（V中xOA-Vz.xOB）=0>所以（G甲

-F浮甲）xOA=（GA-F浮z）xOB,故杠杆仍保持平衡。

二'填空题

9.【答案】（1）4.8（2）B【解析】（1）根据图示，甲为动滑轮，由于不计摩擦及滑轮和绳

子的自重，所以绳子自由端的拉力为物体重力的一半，由于弹簧测力计由下往上拉，弹

簧测力计的读数应为2.4N,即物体的重力为4.8N；（2）图乙剪刀为杠杆，为达到省力的

目的，减小阻力臂，即应选择B点.

10.【答案】50

［解析］因为物体G对水平地面的压力为零，所以A点受到的拉力FA=G=150N。根据杠

杆的平衡条件可得FAXOA=FXOB,即150NXOA=FX3OA,解得F=50N。

11.【答案】75080【解析】推力的功率为P=Pu=500Nxl.5m/s=750W；推力做的

总功为W&=Fs=50（）Nx6m=3000J,克服箱子的重力做的有用功为W（i=Gh=］600

Nxl.5m=2400J,则该斜面的机械效率为〃=旨义100%=^;前不yX100%=80%.

W总JUUUJ

12.【答案】7500260【解析］400cm2=4xl02m由公式片）可知，此时「=4黑与

=7500Pa；由杠杆平衡公式F也1=/2依可知,当尸i=100N,且〃：丘=2：5时;右

9

边&=40N,所以右端物体。对地面的压力FN=300N—40N=260N.根据二力平衡，

所以支持力为260N.

13.【答案】⑴杠杆增加

(2)5x104

［解析］(1)题图丁所示的模型，桥可以看成是一个在力的作用下静止在水平位置的硬棒，

结合杠杆的定义，即可知道它就是杠杆的模型，所以用到了杠杆的知识。由图可知，若

增加塔桥的高度,则增加了支点O到钢索的垂直距离，即增大了动力臂，根据公式Fk处

可以得到，在阻力和阻力臂不变的情况下，动力臂越大，动力越小，即桥对钢索的拉力

就越小。(2)汽车受到的重力为G=mg=5xl()3kgxlON/kg=5xl04N;因汽车做匀速直线运

动，所受牵引力与阻力大小相等，则汽车发动机的牵引力为F=f=0.06G=0.06x5xl04

N=3xl03N;汽车行驶的速度为v=60km/h=ym/s;汽车发动机的功率为P=Fv=3xlO3

Nx处m/s=5xl04W«

3

14.【答案】2：11：31：3【解析】由题图可知，杠杆在如图所示的位置水平平衡，

左端托盘挂在距离支点的第4格处，右端托盘挂在距离支点第2格处，则力臂之比/左：

/右=4:2=2：1,根据杠杆的平衡条件可知(2〃z甲+机乙)g/左=(〃2甲+3加乙)g/右，因为/充：

/右=2：1,解得机甲：加乙=1：3,根据密度公式"=节，因为两球的体积相等，所以p

甲：。乙=甲：机乙=1：3o

15.【答案】0.460%【解析】第一空：由W=内可知，绳子自由端移动的距离s绳子

w40J11

八由图知〃=则物=不绳子义；第—•空：物体匀速

—rp—D4UNT=0.8m,2,sZ5Z=50.8m=0.4m

向左运动，受到的拉力等于摩擦力/=60N,物体做的有用功Wc=A^=60NX0.4m=

Wc24J

24J,滑轮组的机械效率为n=—X100%=7777X100%=60%.

VV&4UJ

16.【答案】4004500

［解析］当重为700N的工人用300N的力竖直向下匀速拉动绳子时，工人对地面的压力

Fff=G-F=700N-300N=400N。杠杆A端所受的力FA=3F+G轮=3X300N+100N=1000N。

根据杠杆平衡条件FBXOB=FAXOA,则FB=FAX^=1000NXI=500N,所以物体M对地面

OB2

的压力FM=GM-FB=5000N-500N=4500N»

三、作图题

17.【答案】

如答图所示

10

.4H

答图

18.【答案】

如答图所示

鼐

【解析】该图中要求画出施加在杠杆上最小力F的示意力，这就要求所用动力F的力

臂应最长，故应选择离杠杆支点0最远的点C作为动力作用点，并以0C为动力臂，

过C点作一竖直向下的力即为最小力F的示意图.

四、实验题

19.【答案】（1）右力臂（2）6不能（3）变大（4）43

【解析】（1）第一空：实验前，杠杆左端下沉，为了使杠杆在水平位置平衡，则应将平衡

螺母向右调节；第二空：使杠杆在水平位置平衡，目的是便于测量力臂；（2）第一空：设

一个钩码的重力为G,杠杆上每小格的长度为I,根据杠杆平衡条件F[li=F2l2,得:4Gx3/

=F2X2l,解得：F2=6G,即应在8点挂6个相同的钩码；第二空：若将A、8两点下

方所挂的钩码同时朝远离支点。方向移动一小格，则左端：居/1=4Gx4/=16G/,右端：

F2/2=6GX3/=18G/;由于16G/¥18G/,则杠杆不能在水平位置保持平衡；（3）在图丙中，

在5点处施加一个竖直向下的拉力R则拉力力臂为。8；当拉力尸向右倾斜拉杠杆，

则拉力的力臂小于0B,即动力力臂变小；根据杠杆平衡条件品（=尸2/2可知拉力将变大，

即弹簧测力计的示数将变大；（4）如图所示，当弹簧测力计在C点斜向上拉时，O到拉

力广的作用线的垂直距离即为拉力F的力臂；根据“在直角三角形中，30°角所对的直

角边为斜边的一半”，故拉力下的力臂/=^OC=；X4X2cm=4cm.图中钩码的总重力G

=4x0.5N=2N,根据杠杆平衡条件尸可知：2Nx3x2cm=FX4cm,故尸=3N.

20.【答案】（l）ab（2）L

⑶右

（4）-4-P*

LS-L2

五、解答题

21.【答案】

（1）由题图可知，由3股绳子承重

所以