2019中考科学真题专项汇编34简单机械

专题34简单机械一、单选题1.如图所示，，，此时物体A相对于地面静止，物体B以的速度在物体A表面向左做匀速直线运动（不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮转轴处的摩擦）。下列说法错误的是（）A.F2的功率为B.弹簧测力计读数为C.物体A和地面之间有摩擦力D.如果增大F2，物体A可能向左运动【答案】D【解析】【详解】A．由图知道，水平使用滑轮组，n=2，所以，拉力端移动速度是：v=2v物，拉力做功功率是：P2=F2v，故A正确，不符合题意；B．不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦，弹簧测力计的示数是：F=3F2=3×3N=9N，故B正确，不符合题意；C．对于物体A，受到的力是B向左的摩擦力和向右的拉力，且摩擦力和拉力分别是：fB=2F2=2×3N=6N，F1=4N，由于A静止，所以，地面向右的摩擦力是：f地=fBF1=6N4N=2N，即物体A与地面之间有摩擦力，故C正确，不符合题意；D．如果增大F2，B将做加速运动，B对A的压力和接触面的粗糙程度不变，B与A之间的摩擦力不变，A受力不变，还是处于静止状态，故D错误，符合题意；故选D。2.归纳推理是一种重要的科学思维方法。下列归纳推理正确的是（

）A.甲图：向右移动滑片，若通过R1的电流增加a安，则通过R2的电流也增加a安B.乙图：仍呈清晰的像，若物距增加b厘米，则像距也要增加b厘米C.丙图：加水液面升高，若小铁球受到的浮力增加c牛，则大铁球受到的浮力也增加c牛D.丁图：保持天平平衡，若左侧增加d个钩码，则右侧也要增加d个钩码【答案】A【解析】【详解】A.由图知，两电阻串联，串联电路中电流处处相等，所以向右移动滑片，若通过R1的电流增加a安，则通过R2的电流也增加a安，故A正确；B.凸透镜成实像时，若要使所成像仍然清晰，物距增大时应使像距减小，故B错误；C.加水液面升高，铁球仍然沉在容器底部，图中大铁球排开水的体积增加量大于小铁球，所以大铁球受到浮力的增加量大于c牛，故C错误；D.杠杆原来平衡，两边力与力臂的乘积相等，由图知左侧力臂小于右侧的力臂；若左右两侧增加同样的钩码，由于右侧的力臂较大，所以右侧力与力臂的乘积增加量较大，右侧下沉，杠杆不能平衡，故D错误。故选A。3.如图为吸盘式挂杆，将吸盘压在瓷砖上排尽其中的空气，挂杆就能被固定在瓷砖上。挂有平底锅的挂钩沿光滑水平横杆从P点开始向吸盘B移动，若吸盘与横杆的重力、吸盘大小均忽略不计，设挂钩与吸盘A的距离为L，则吸盘B受到的摩擦力F的大小与L的关系图像为（）A. B. C. D.【答案】D【解析】【详解】以吸盘A为支点，设AP的距离为L，根据杠杆的平衡条件可得，G×L＝F×AB，F＝，因为AB、G不变，L不为零且L越大拉力F越大，故吸盘B受到的摩擦力F的大小与L的关系图象为D。故选D。4.如图，用刻度均匀的匀质杠杆进行“杠杆平衡条件”的实验（每个钩码重为0.5牛）。下列说法正确的是（

）A.实验前出现图甲所示情况，应将杠杆的平衡螺母向左调B.图乙，在AB处各增加一个钩码，杠杆仍然能保持平衡C.图丙，弹簧测力计从a位置转到b，为保持杠杆在水平位置平衡，其示数需变大D.图丁，用弹簧测力计在c点向上拉杠杆，为保持杠杆在水平位置平衡，其示数小于3牛【答案】C【解析】【详解】分析：（1）探究杠杆平衡条件之前首先要调节杠杆在水平位置平衡，螺母向上翘的一端移动；（2）原来杠杆平衡，是因为两边的力和力臂的乘积相等，现在各加一个同样的钩码，就要看现在的力和力臂的乘积是否相等，据此分析得出结论；（3）根据钩码个数与每个钩码的重力求出测力计拉力；当拉力F向右倾斜时，保持B点不动，弹簧测力计的方向向右倾斜，这时杠杆右侧的力臂变短，根据杠杆的平衡条件可知，使杠杆仍在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将变大；（4）图中，支点位于动力和阻力的右侧，弹簧测力计不但提了钩码，而且还提了杠杆，杠杆的重力对杠杆转动产生了影响。解答：A、由图可知，杠杆的右端上翘，要使杠杆在水平位置平衡，平衡螺母应向右端移动，故A错误；B、设一个钩码重为G，一格的长度为L，原来：，杠杆平衡；在杠杆两侧挂钩码处各增加一个质量相等的钩码，现在：，所以杠杆不再平衡，杠杆的右端下沉，故B错误；C、图中弹簧测力计从a位置转到b，此时拉力F的力臂变短，根据杠杆的平衡条件可知，拉力变大，即测力计的示数变大，故C正确；D、若不计杠杆的重力，根据杠杆的平衡条件可得：，解得测力计的示数：；利用如图所示装置进行探究，杠杆的重力不能忽略，且杠杆的重心在杆的中点（杠杆的重心没有通过支点），杠杆的重力与钩码的重力都会使杠杆向逆时针方向转动，所以弹簧测力计的示数应大于3N，故D错误。故选C。【点睛】此题是探究杠杆平衡实验，考查了杠杆的调平及杠杆平衡条件的应用，在利用平衡条件公式时，要注意分析力和对应的力臂。5.如图所示是汽车起重机，其中A，B组成滑轮组（结构如示意图），C杆伸缩可改变吊臂的长短，D杆伸缩可改变吊臂与水平面的角度，O为吊臂的转动轴。装在E里的电动机牵引钢丝绳，利用滑轮组提升重物，H为在车身外侧增加的支柱，F为吊臂顶端受到竖直向下的力。下列有关汽车起重机的叙述中错误的是（

）A.滑轮组中A滑轮用于改变力的方向 B.当C杆伸长时吊臂对D杆的压力将变大C.当D杆伸长时力F的力臂将变小 D.H的作用是工作时以防翻车和避免轮胎受到的压力过大【答案】A【解析】【详解】A.如图滑轮组中A滑轮由三段绳子拉着，所以是为了省力，B部分的右侧定滑轮用于改变力的方向，故A错误；B.如图，当C杆伸长时，吊臂受到竖直向下的力F不变，但力臂会变长，根据杠杆平衡条件知，吊臂对D杆的压力将变大，故B正确；C.当D杆伸长时，吊臂与水平面的夹角增大，力F的力臂将变小，故C正确；D.H与地面的支援点比车辆宽，可以防止工作时翻车，且H与地面支援时，轮胎会离开地面，从而避免轮胎受到的压力过大，故D正确；故A错误，符合题意。点睛：关键是杠杆平衡条件的应用，要理解当D杆伸长时吊臂与水平面的夹角增大，力F的力臂为，所以夹角增大时，力臂变小。6.小柯用图中提升重为400牛的物体，不计摩擦和滑轮自重，下列说法正确的是（

）A.两个滑轮均为定滑轮 B.人将绳子拉过1米，物体也上升1米C.物体匀速上升时，人对绳子的拉力为200牛 D.使用该装置不能省力，但能改变力的方向【答案】C【解析】【详解】A、由图可知，该装置由一个动滑轮和一个定滑轮组成，故A错误；B、使用动滑轮时，物体上升1m，则绳子的自由端会通过2m，故B错误；C、不计摩擦和滑动自重，使用动滑轮能省一半的力，物体的重力为400N，则拉力为200N，故C正确；D、使用动滑轮能省力，使用定滑轮能改变力的方向，故D错误。故选C。7.如图所示，用同一个动滑轮先后提升同一物体，使物体以相同速度匀速上升相同的高度，所用的力分别是F甲和F乙，拉力做功的功率分别是Ｐ甲和P乙。若不计摩擦、动油轮重和绳重，则F甲与F乙、Ｐ甲与P乙之间的大小关系是（）A.F甲<F乙Ｐ甲=P B.F甲>F乙Ｐ甲>P乙 C.F甲>F乙Ｐ甲=P乙 D.F甲<F乙Ｐ甲<P乙【答案】C【解析】【分析】不计摩擦、动滑轮重和绳重，对于动滑轮，F甲＝2G，F乙＝G；根据P＝Fv比较甲乙的功率。【详解】由题知，两装置都不计摩擦、动滑轮重和绳重，提升物体的重相同，甲图，拉力作用在动滑轮的轴上，费一倍的力，即F甲=2G；乙图，拉力作用在绳子自由端，省一半的力，即F乙=G/2，故F甲＞F乙，AD错误；物体上升的速度相同，则拉力端的速度分别为：v甲=v物/2，v乙=2v物，甲图拉力的功率：P甲=F甲v甲=2G×v物/2=Gv物；乙图拉力的功率：P乙=F乙v乙=G/2×2v物=Gv物，故P甲=P乙，C正确，B错误，故选C。【点睛】知道不计摩擦绳重和动滑轮重力时，求拉力与物体重力的关系和P＝Fv是解答本题的关键。8.如图所示，使用时属于费力杠杆的是（）A.镊子夹石块 B.起子开瓶盖C.羊角锤拔铁钉 D.天平称物体质量【答案】A【解析】【详解】A.镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故A符合题意为答案；B．起子开瓶盖，在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B不符合题意；C．羊角锤拔铁钉，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，省力但费距离，故C不符合题意；D．天平是等臂杠杆，故D不符合题意。9.如图所示装置，在水平拉力F的作用下，物体M沿水平地面做匀速直线运动，已知弹簧秤读数为10牛，物体M的运动速度为1米/秒（若不计滑轮与绳子质量、绳子与滑轮间的摩擦、滑轮与轴间摩擦）（）A.物体M与地面间的摩擦力为5NB.物体M与地面间的摩擦力为10NC.水平拉力F做功的功率为20WD.1s内滑轮对物体M做功为10J【答案】C【解析】【详解】AB.由图知，该滑轮为动滑轮，n=2，弹簧测力计读数为10牛，即水平拉力：F=10N；若不计滑轮与绳子质量、绳子与滑轮间的摩擦、滑轮与轴间摩擦，且物体做匀速运动，则物体M与地面间的摩擦力：f=2F=2×10N=20N，故AB错误。

C.绳子自由端移动的速度v=2v物=2×1m/s=2m/s水平拉力F做功的功率P=Fv=10N×2m/s=20W故C正确。

D.物体M做匀速直线运动，则动滑轮对物体施加的力F′=f=20N1秒内物体M沿水平地面移动的路程s物=v物t=1m/s×1s=1m则动滑轮对物体做功W=F′s物=20N×1m=20J故D错误。

故选C。10.如图甲是制作面团的情景，把竹竿的一端固定在绳扣中，人骑在另一端施加一个向下的大小为F的力，面团被不断挤压后变得更有韧性，图乙为压面团原理图。关于压面团过程的叙述正确的是A.面团对杆的作用力方向向下 B.面团对杆的作用力大小等于FC.面团被压扁说明力能使物体发生形变 D.A点向下移动的距离小于B点向下移动的距离【答案】C【解析】【分析】物体间力的作用是相互的；根据图示应用杠杆平衡条件分析答题；力可以改变物体的形状。【详解】由图示可知，面团在B点受到的力向下，根据物体间力的作用是相互的，则杠杆在B点受到的力向上，故A错误；力F1是动力，在B点受到的力是阻力，由图示可知，动力臂大于阻力臂，由杠杆平衡条件可知，阻力大于动力，即杠杆在B点受到的力大于F1，故B错误；面团受力后被压扁说明力能使物体发生形变，故C正确；由图示可知，A点的力臂大于B点的力臂，省力，但要多移动距离，A点移动的距离大于B点移动的距离，故D错误。【点睛】本题考查了判断物体间力的作用是相互的、力的方向、力的大小比较、力的作用效果、受力点移动距离大小问题，分析清楚图示情景、应用杠杆平衡条件即可正确解题。11.如图是一种切甘蔗用的铡刀示意图。下列有关说法正确的是（

）A.刀刃很薄可以增大压力B.铡刀实质上是一种费力杠杆C.甘蔗放在a点比b点更易被切断D.手沿F1方向用力比沿F2方向更省力【答案】C【解析】【分析】（1）根据增大压强的方法判定；（2）对于杠杆类型的判断可从动力臂与阻力臂的大小关系上入手；（3）在阻力不变的情况下，减小阻力臂，能减小动力；（4）在阻力、阻力臂不变的情况下，动力臂越大，动力越小．【详解】A.刀刃很薄是通过减小接触面积来增大压强的，故A错误；B.铡刀在使用时动力臂大于阻力臂，实质上是一种省力杠杆，故B错误；C.甘蔗放在a点比b点时的阻力臂更小，根据杠杆的平衡条件可知，动力会越小，更易被切断，故C正确；D.手F1沿方向用力比沿F2方向时的动力臂要小，根据杠杆平衡条件可知，动力越大，故D错误。故选C。12.小明在按压式订书机的N点施加压力，将订书针钉入M点下方的纸张中，能正确表示他使用该订书机时的杠杆示意图是（）A. B. C. D.【答案】A【解析】【详解】支点是杠杆绕着转动的固定点，动力和阻力都是外界作用在杠杆上的力，都是杠杆受到的力，分析可知O是支点，动力F1作用N点，阻力F2作用在M点；N点向下施力，M点受力方向向上，故应选A。13.如图所示是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式(不计机械自重和摩擦)，其中所需动力最小的是

（

）A. B. C. D.【答案】D【解析】【详解】在A的斜面中，存在F1×4m=G×2m，故F1=；在B的滑轮组中，n=3，故F2=；在C的定滑轮中，不省力，故F3=G；在D的杠杆中，存在F4×4l=G×l，故F4=；可见所需动力最小的是D。考点：简单机械的少上力特点。14.下列杠杆平衡的是（杆重和摩擦均不计）（

）A. B.C. D.【答案】C【解析】【详解】试题分析：设杠杆每一个格为L，A、力和力臂的乘积：左边=10N×3L，右边=10N×2L，因为10N×3L＞10N×2L，所以左边下沉；B、力F和物体对杠杆的作用效果一致，使杠杆沿逆时针转动，此时杠杆不能平衡；C、力和力臂的乘积：左边=10N×3L，右边=15N×2L，因为10N×3L=15N×2L，所以杠杆平衡；D、力F和物体对杠杆的作用效果一致，使杠杆沿逆时针转动，此时杠杆不能平衡．故选C．【考点定位】杠杆的平衡条件二、填空题15.如图所示，将长为1.2米的轻质木棒平放在水平方形台面上，左右两端点分别为A、B，它们距台面边缘处的距离均为0.3米。在A端挂一个重为30牛的物体，在B端挂一个重为G的物体。（1）若G=30牛，台面受到木棒的压力为___________牛。（2）若要使木棒右端下沉，B端挂的物体至少要大于___________牛。（3）若B端挂物体后，木棒仍在水平台面上静止，则G的取值范围为_________牛。【答案】①.60②.90③.10~90【解析】【详解】（1）若G＝30牛，以木棒为研究对象，木棒受力平衡，故木棒受台面的支持力为60N,台面收到木棒的压力与木棒受到台面的支持力为相互作用力，即为60N；（2）若要使木棒右端下沉，则B点为支点，根据杠杆平衡条件GB.3＝GA0.9,解得GB＝90N，即B端挂的物体至少要大于90牛；（3）若B端挂物体后，木棒仍在水平台面上静止，以A点为支点，根据杠杆平衡条件GB×0.9＝GA，解得则GB＝10N,即G的取值范围为.：l0~90牛。点睛：1.以木棒为研究对象，木棒受力平衡，据二力平衡知识解答；2.若要使木棒右端下沉，则B点为支点，确定动力臂和阻力臂，由杠杆平衡条件求出B端挂的物体的重力；3.木棒在水平台面上静止，分别以A、B为支点，由杠杆平衡条件求出B端挂的物体的重力，即为G的取值范围。16.一根均匀的长方体细长直棒重1.5牛，下底面积为20厘米2，将它放在水平桌面上，并有1/4的长度露出桌面外，如图所示。（1）直棒对桌面的压强为________帕。（2）在棒的右端至少应施加________牛的竖直向下的力，才能让它的左端离开桌面。【答案】①.1000②.1.5N。【解析】【详解】（1）直棒对桌面的压强：p===1000Pa；（3）长方体放在水平桌面上，有的长度露出桌面外，在棒的右端施加竖直向下的力，直棒与桌子右侧边缘接触点为支点，设直棒总长为L，此时阻力臂L2==，动力臂L1=，阻力F2，根据杠杆的平衡条件可得：动力：F1==。17.小金将长为0.6米、质量可忽略不计的木棒搁在肩上，棒的后端A挂一个40牛的物体，肩上支点O离后端A为0.2米，他用手压住前端B使木棒保持水平平衡，如图所示。小金的质量为50千克，则此时手压木棒的力大小为________牛，肩对木棒的支持力大小为________牛，人对地面的压力大小为________牛（g=10牛/千克）。【答案】①.20②.60③.560【解析】【详解】杠杆的平衡条件：，代入数据得：，解得：=20N由于木棒竖直方向上处于受力平衡状态，有肩对木棒的支持力:。代入数据得：；整体受力分析人对地面的压力大小：。故答案为：206054018.如图为小柯制作的“杠杆力臂演示仪”，杠杆AOB可绕O点(螺母)转动，OA=0.2m，OB=0.1m，G1=2N，杠杆自身重力和摩擦不计，固定装置未画出。（1）当杠杆处于甲图所示水平位置平衡时，G2的重力为________N。（2）松开螺母保持OA不动，使OB向下折一个角度后，再拧紧螺母形成一根可绕O点转动的杠杆AOB'（B'点对应B点），保持G1位置不变，要使杠杆在图乙位置保持平衡，则G2应该移动到__________。A.B’点处B.①点处C.②点处D.③点处【答案】①.4②.C【解析】【详解】（1）如图甲，杠杆在水平位置平衡，由杠杆平衡条件得：，即：，解得：G2=4N；（2）保持G1位置不变，即左边力和力臂不变；G2不变，要使杠杆在图乙位置保持平衡，应该使右边的力臂不变；原来G2的力臂为OB，所以G2应该移动到②点处，故选C．19.在对汽车的发动机做检修时需要引擎盖抬起，抬起过程应用了杠杆原理。图2为引擎盖的受力分析模式图：引擎盖可绕O点自由转动，A为引擎盖重心位置。由图2可知，该杠杆属于________杠杆。在引擎盖抬起过程中，重力G的力臂逐渐________。【答案】①.省力②.变短【解析】【详解】试题分析：（1）由图2可知，OB＞OA，动力臂大于阻力臂，该杠杆属于省力杠杆。（2）在引擎盖抬起过程中，重力G的力臂逐渐变短。考点：杠杆平衡条件20.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）．（2）如图乙是一把剪刀，在使用过程中要达到相对省力效果，则被剪物体应放在________点（填字母“A”或“B”）．【答案】①.②.B【解析】【详解】试题分析：（1）图甲弹簧测力计的分度值为0.2N，示数为2.4N。因为使用动滑轮可以省一半力，所以，故G=2F=2×2.4N=4.8N。（2）图乙剪刀是省力杠杆，根据杠杆平衡条件，阻力不变，动力臂不变，阻力臂越小越省力。因此将物体放在B点时，阻力臂更小更省力。【考点定位】动滑轮杠杆平衡条件21.如图是三类不同用途的杠杆模型．这三类杠杆中，一定是省力杠杆的是第________类，钓鱼竿与第________类杠杆原理相同．【答案】①.二②.三【解析】【详解】动力臂大于阻力臂的杠杆是省力杠杆；动力臂小于阻力臂的杠杆是费力杠杆；动力臂等于阻力臂的杠杆是等臂杠杆，既不省力也不费力。第一类杠杆动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆；第二类杠杆动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；第三类杠杆动力臂小于阻力臂，是费力杠杆。钓鱼竿是费力杠杆，故与第三类杠杆原理相同。三、解答题22.为响应宁波市政府提出的“创建海绵型城市”的号召，小科设计了如图所示的市政自动排水装置模型，控制电路由电压为12V、最大容量为100Ah的蓄电池供电，蓄电池用“发电玻璃”制成的太阳能电板充电。R0为定值电阻，R为压敏电阻，压敏电阻通过杠杆AB0与圆柱形浮体相连，AB：BO=4：1，压敏电阻的阻值随压力变化的关系如下表。（压板、杠杆和硬质连杆的质量及电磁铁线圈电阻忽略不计，所用绿灯红灯及排水袋的额定电压均为220V）压级电阻受到的压力F/N60120180240300360420480…压敏电阻R阻值/Ω500360260180120806555…（1）当水位在安全位置以下时绿灯亮，排水泵不工作；当水位达到安全位置上限时红灯亮，同时排水泵正常工作。请按要求完成图中工作电路的连接。________（2）“发电玻璃”光电转化率接近18%。要求在5h内对控制电路的蓄电池充满电、则选用的“发电玻璃”面积至少为________m2。（太阳能辐射到每平方米地面上的平均功率按1000W计算，计算结果精确到0.1m）（3）按照设计要求，当水位上升到浮体刚好全部浸入水中时，压敏电阻受到压力为360N，通过电磁铁线圈的电流为100mA，排水泵启动；当水位回落到浮体只有体积浸入水中时，杠杆ABO仍处于水平位置，线圈中电流为30mA，排水泵停止工作，则小科应选择重力为多大的浮体。________（4）在实际调试过程中，小科发现水位已达到安全位置上限，但排水装置还未启动。如果在其他条件保持不变的前提下，使排水装置符合设计要求。应将与压敏电阻相连的压板向________（填“左”成“右”）移动。【答案】①.②.③.应选择重力为8N的浮体④.右【解析】【详解】（1）当水位在安全位置以下时时，浮体受到浮力较小，则浮体通过连杆对A端的向上作用力较小，压敏电阻受到杠杆的压力较小，由表格数据可知，压敏电阻的阻值较大，由欧姆定律可知控制电路中电流较小（不能吸引衔铁），电磁继电器衔铁在弹簧作用下被向上拉起，动触点与上方静触点接通，反之与下方静触点接通；由题知，绿灯亮，排水泵不工作，红灯亮，同时排水泵正常工作，说明绿灯与红灯、水泵间互不影响，即为并联，红灯与水泵同时工作，同时停止工作，且它们的额定电压均为220V，所以红灯与水泵间并联，由此画出工作电路图连接情况如图所示：

（2）蓄电池充满电时储存的电能：W=UIt=12V×100A×3600s=4.32×106J=1.2kW•h，由题知，发电玻璃光电转化率接近18%，在5h内对控制电路的蓄电池充满电，太阳能辐射到每平方米地面上的平均功率1000W=1kW，设“发电玻璃”面积至少为S，所以有：18%×1kW/m2×S×5h=1.2kW•h，解得：2；（3）当浮体刚好浸没时，压敏电阻受到压力为360N，由表中数据知，此时压敏电阻阻值R=80Ω，控制电路中R与R0串联，措施控制电路中的电流，由串联电路特点和欧姆定律可得，定值电阻的阻值：R0=R总R=R=80Ω=40Ω，

设此时连杆对A端的作用力为FA，压敏电阻对B处的作用力为FB，已知AB:BO=4:1，则AO:BO=5:1，根据杠杆的平衡条件有：FA×LOA=FB×LOB，则：FA=FB×=360N×15=72N，因为力的作用是相互的，所以A端对浮体向下的压力：FA'=FA=72N，由力的平衡条件可得，此时浮体受到的浮力：F浮=G+FA'=G+72N①当浮体只有体积浸入水中时，由阿基米德原理可得此时的浮力：F浮'=F浮，此时控制电路中电流为，由串联电路特点和欧姆定律可得，此时压敏电阻的阻值：R'=R总'R0=40Ω=360Ω，由表中数据知，压敏电阻受到压力FB'=120N，由杠杆平衡条件有：FA'×LOA=FB'×LOB，所以：FA'=FB'×=120N×15=24N，同理可得，此时浮体受到的浮力：F浮'=G+FA'，即：F浮=G+24N②

解①②可得：F浮=80N，G=8N；所以，应选择重力为8N的浮体。（4）水位已达到安全位置上限，排水装置还未启动（说明控制电路的电流减小），由欧姆定律可知，应减小控制电路中的电阻以增大控制电路中电流，从而使电磁铁磁性增强吸下衔铁，而其他条件保持不变，则应减小压敏电阻R的阻值，根据表格数据可知，应增大压敏电阻受到的压力；在A端作用力和动力臂不变的情况下，由杠杆平衡条件知，将压板向右移动时，减小了阻力臂，可增大对压敏电阻的压力。23.图甲是一种壶口处配有自动开合小壶盖的电水壶。（1）如图乙，电水壶底部的导线连接装置有铜环①、铜环②和铜柱③．经测试发现：①、②之间是绝缘的，②、③之间常温下有十几欧姆的电阻。则与水壶金属外壳相连的装置是_____。（2）图丙是自动开合小壶盖简化侧视图。OA是小壶盖，C是其重力作用点。B是小壶盖的配重。OB是配重柄。AOB能绕固定点O自由转动。请在答题纸图丙中作出小壶盖的重力G及其力臂L。______________________（3）已知：小壶盖质量为4克，OA=3厘米，OC=1.4厘米，OB=1厘米，∠AOB=135°．要求倒水时，壶身最多倾斜45°，小壶盖便自动打开；壶身竖直时，小壶盖在水平位置自动闭合。求配重B的质量取值范围。（配重柄质量和O点的摩擦均忽略不计，取1.4）_____________________________【答案】①.（1）铜环①；②.（2）如图1所示；③.（3）配重B的质量取值范围为4g﹣7.89g。（最小值为3.92g、3.96g、3.98g等，最大值为7.8g、7.84g、7.9g、8g等都可）【解析】【分析】（1）外壳金属，应该与火线、零线绝绿，根据已知条件分析。（2）重力G方向竖直向下，根据力臂的定义做出重力的力臂。（3）根据杠杠的平衡条件，当配重柄水平时，配重的质量最小；当水壶盖水平时，配重的质量最大，利用数学知识结合杠杆的平衡条件求解。【详解】（1）铜是导体，由题意，铜环①、铜环②之间是绝缘的，说明之间有底盘的绝缘体，②、③之间常温下有十几欧姆的电阻，为加热电阻，故与水壶金属外壳相连的装置只能是铜环①，否则与②或③相连则有触电的危险。（2）小壶盖的重力G方向竖直向下，根据力臂的定义做出重力的力臂，如下图l所示：（3）当配重柄水平时，可求出配重的最小质量，杠杆示意图如图2：OD=×OC=×1.4cm=1cm，根据杠杆的平衡条件：G1l1=G2l2，m1gl1=m2gl2，m2=m1=4g；当小壶盖水平时，可求出配重的最大质量，杠杆示意图如图3：OE=×OB=×1cm=0.71cm，根据杠杆的平衡条件：G1l1′=G2l2′，m1gl1′=m2gl2′，m2′=m1≈7.89g。【点睛】本题是结合实际考查导体和绝缘体知识及杠杆的平衡条件的运用，掌握导体、绝缘体和力臂的概念，正确运用杠杆平衡条件是解答的关键，有一定难度。24.2018年3月28日绍兴风情旅游新干线开通试运行。“鉴湖号”城际列车从绍兴站驶出开往上虞站，两站相距40千米，列车运营速度120千米/小时．（1）列车从绍兴站出发至少需要________分钟到达上虞站。（2）在图中旅行箱和拉杆构成的杠杆中，能表示拉力F的力臂是________。（3）列车牵引总功率为5152千瓦，表示的意义是________，并计算列车以运营速度匀速直线运行时所受水平阻力大小________（用科学记数法表示，保留两位小数）。【答案】①.20②.l1③.列车每秒钟做功5152千焦④.1.55×105N【解析】【分析】（1）知道列车的运行速度和路程，利用速度公式求运行时间；（2）力臂是支点到力的作用线的垂线；（3）物体在1s做的功叫功率，功率是描述物体做功快慢的物理量；根据P＝Fv可求得列车以运营速度匀速直线运行时所受水平阻力大小。【详解】（1）由v＝可得，t＝h＝20min；（2）根据力臂的概念：力臂是支点到力的作用线的垂线，可知拉力F的力臂是L1；（3）列车牵引总功率为5152千瓦，表示列车每秒做功5152焦耳，已知v＝120km/h≈33.33m/s，由P＝＝Fv可得，F＝×105N。因为列车以运营速度匀速直线运行，所以×105N。25.在拓展课上，小泉同学模拟某建筑工地上拉动工件的情景，设置了如图所示的滑轮组。他用该滑轮组在4秒内将一个重为100牛的物体，沿着水平地面匀速拉动了2米。人的拉力为18牛，物体移动时受到地面的摩擦力为物重的0.35倍，不计绳重及机械的摩擦。求：（1）人的拉力所做的功。_________________________（2）人的拉力做功的功率。_____________________（3）动滑轮受到的重力。___________________________【答案】①.解：s=2×2米=4米W=Fs=18牛×4米=72焦②.解：F=W/S=72/4=18③.解：f=0.35G=0.35×100牛=35牛,F轮=2X1835=1牛【解析】【详解】（1）由图可知滑轮组绳子的有效股数是：n=2，故绳端移动的距离是：s绳=ns物=2×2m=4m，所以，人的拉力所做的功是：W=Fs绳=18N×4m=72J；（2）根据题意知道，拉力F做功时间是t=4s，则做功的功率是：P=W/t=72J/4s=18W；（3）由于物体移动时受到地面的摩擦力为物重的倍，所以物体受到的摩擦力是：fG=0.35×100N=35N；又因为物体匀速移动时处于平衡状态，故物体受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，所以，滑轮组对物体的拉力是：F拉=f=35N，由于不计绳重及机械的摩擦，所以，由F=（G动+F拉）/n可知，动滑轮的重力是：G动=nFF拉=2×18N35N=1N【点睛】本题考查的是功率公式、做功公式、滑轮组绳子拉力公式的应用，解题的关键是滑轮组公式的灵活运用。26.建筑工人利用如图所示装置，将质量为100千克的沙袋从地面匀速提到3米高的一楼楼面，用时30秒．已知动滑轮的质量为8千克，不计绳子重力和摩擦．求：（1）拉力的大小．________（2）这段时间内人拉绳子做功的功率．________【答案】①.解：物体的重力为：G=mg=100kg×10N/kg=1000N；动滑轮的重力为：G轮=m轮g=8kg×10N/kg=80N；则拉力为：F=（G+G轮）=×（1000N+80N）=540N；答：拉力的大小为540N；②.拉力移动的距离为s=2h=2×3m=6m；拉力做的功为：W=Fs=540N×6m=3240J；拉力的功率为：P===108W．答：这段时间内人拉绳子做功的功率为108W．【解析】【详解】试题分析：（1）物体的重力为：G=mg=100kg×10N/kg=1000N，动滑轮的重力为：G轮=m轮g=8kg×10N/kg=80N，动滑轮承担重物的绳子的股数为n=2，则拉力为：；（2）拉力移动的距离为s=2h=2×3m=6m，则拉力做的功为：W=Fs=540N×6m=3240J；拉力的功率。考点：动滑轮功率的计算27.桥式起重机在工业生产上有广泛应用．如图是某桥式起重机的示意图，水平横梁MN架在轨道A和B上，电动机D可沿横梁左右移动．横梁、电动机、挂钩、滑轮、钢索、导线的质量以及滑轮上的摩擦均不计．（1）电动机通过滑轮组，将质量为600千克的零件，以0.4米/秒的速度匀速吊高4米．求：电动机对零件做的功为多少焦？________电动机的功率至少为多少瓦？________（g取10牛/千克）（2）已知横梁长度为L，零件质量为m，电动机吊着零件从M点出发并开始计时，以水平速度v匀速运动到N点，横梁对轨道A的压力F与时间t的关系式为：F=________．【答案】①.×104J；②.2.4×103W；③.mg﹣t。【解析】【详解】（1）电动机对零件做的功：W＝Gh＝mgh＝600kg×10N/kg×4m＝×104J，因横梁、电动机、挂钩、滑轮、钢索、导线的质量以及滑轮上的摩擦均不计，所以，拉力做的功即为克服零件重力所做的功，则电动机对零件做功的功率：P＝＝mgv＝600kg×10N/kg×＝×103W，则电动机的最小功率为×103W；（2）横梁对轨道A的压力F和轨道对横梁的支持力是一对相互作用力，把MN看作一根杠杆，B为支点，A端对横梁的支持力为动力，零件的重力为阻力（其它重力和摩擦力不计）；由v＝可得，t时间内AD段的长度：LAD＝vt，则零件重力的力臂：LG＝L﹣LAD＝L﹣vt，轨道A对横梁支持力的力臂为L，由杠杆的平衡条件可得：F支持•L＝G•（L﹣vt），则F支持＝，由相互作用力的特点可知，横梁对轨道A的压力F与时间t的关系式：F＝F支持＝mg﹣t。答：（1）电动机对零件做的功为×104J，电动机的功率至少为×103W；（2）mg﹣t。28.如图甲为塔式起重机简易示意图，塔式起重机主要用于房屋建筑中材料的输送及建筑构件的安装．（动滑轮重、绳重及摩擦均不计，g取10牛/千克）（1）为保持平衡，起重臂的长度越长的塔式起重机，配备的平衡重的质量应越________．（2）图乙为起重机钢丝绳穿绳简化示意图，滑轮a的作用是________．若钢丝绳能承受的最大拉力为3×104牛，则能吊起货物的质量不能超过________千克？（3）若将重为1.2×104牛的货物由地面沿竖直方向匀速提升30米，再沿水平方向移动20米，则此过程中克服货物重力做功多少焦？________（4）若该起升电动机的效率为90%，将重为1.2×104牛的货物提升到30米的高度，用时50秒，则该起升电动机的实际功率是多少瓦？________【答案】①.大②.改变力的方向③.6000④.由于水平移动时，重力方向上没移动距离，故水平移动过程中重力没做功；W=Fs=Gh=1.2×104N×30m=3.6×105J，答：此过程中克服货物重力做功3.6×105J；⑤.有用功W有用=Gh=1.2×104牛×30米=3.6×105焦，总功W总==

=4×105焦，实际功率P==

=8000W．答：该起升电动机的实际功率是8000瓦．【解析】【详解】(（1）由杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2（动力×动力臂＝阻力×阻力臂）可得：F2＝，由此可知当阻力臂和动力不变时，阻力与动力臂成正比；即动力臂越大，阻力越大；动力臂越小，阻力越小．故为保持平衡，起重臂的长度越长的塔式起重机，配备的平衡重的质量应越大；2）图示中滑轮a为定滑轮，其作用是改变用力的方向；由题意可知该滑轮组承担总重的绳子有2段，故G＝2F＝3×104N×2＝6×104N,由G＝mg可得：m＝＝6000kg；（3）W＝Fs＝Gh＝1.2×104N×30m＝3.6×105J，由于水平移动时，重力方向上没移动距离，故水平移动过程中重力没做功；（4）有用功W有用＝Gh＝1.2×104N×30m＝3.6×105J，总功W总＝＝4×105J，实际功率P＝＝8000W．点睛：（1）因动力臂及动力的乘积不变，则由杠杆的平衡条件可知配重与配重臂的关系；（2）根据滑轮的特点分析其作用；根据滑轮组特点确定绳子段数求出物体重力；再结合重力公式求出质量；（3）根据功的公式W＝Fs求出克服重力做功大小；（4）求出有用功，利用效率公式求总功，再利用P＝求实际功率.29.小金用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率．实验时竖直向上拉动杠杆，使挂在杠杆下面的钩码缓缓上升．（支点和杠杆的摩擦不计）问：（1）重为5N的钩码挂在A点时，人的拉力F为4N，钩码上升0.3m时，动力作用点C上升0.5m，此时机械效率η1为多大？________（2）小金为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关，仍用该实验装置，将钩码移到B点，再次缓慢提升杠杆使动力作用点C仍然上升0.5m．问：人的拉力F与第一次相比________（选填“变大”“变小”或“不变”）．比较此时的机械效率η2与η1的大小并用学过的知识给以推导．________【答案】①.75%②.变小③.见解析【解析】【分析】（1）根据W=Gh求出有用功；根据W=Fs求出总功，根据η=求出机械效率；（2）将钩码的悬挂点从A点移至B点，改变了钩码重力的力臂，根据杠杆平衡条件分析，改变了弹簧测力计的拉力