专题06机械与机械效率(专项测试)(原卷版+解析)

专题06机械与机械效率专项测试（满分100分，时间60分钟）学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________选择题（共10小题，每小题1分，共10分）1.（2020·常州）如图所示，起瓶器开启瓶盖时，可看作是（）A.以B为支点，动力方向向下的杠杆B.以B为支点，动力方向向上的杠杆C.以A为支点，动力方向向下的杠杆D.以A为支点，动力方向向上的杠杆2.（2020·无锡）如图所示的钓鱼竿可以看成一个杠杆，关于钓鱼竿下列说法正确的是（）

A.钓鱼竿是省力杠杆，B点是支点B.A点是支点，使用钓鱼竿可以省功C.钓鱼竿是费力杠杆，它的好处是可以省距离D.钓鱼竿是省力杠杆，增大两只手之间的距离能更省力3.（2019·成都）如图所示是自卸车的示意图，车箱部分可视为杠杆，则下列分析正确的是（）A.C点是支点，物体A放在车箱前部（靠近车头）可省力B.C点是支点，物体A放在车箱后部（靠近车尾）可省力C.B点是支点，物体A放在车箱前部（靠近车头）可省力D.B点是支点，液压杆施加的力是动力，货物重力是阻力4.（2019·南宁）下列工具中，属于省力杠杆的是（

）A.天平 B.筷子 C.钓鱼竿 D.撬棒5.（2020·南京）如图所示，在轻质杠杆上吊一重物G，在一端施加一个始终与杠杆垂直的动力F，使杠杆缓慢地从OA转至水平位置OB，则在转动过程中（）A.F变大B.F先变大后变小C.F变小D.F先变小后变大（2019·桂林）两个物体所受重力分别为G1和G2，将它们按图所示悬挂在空中时，恰好静止．忽略滑轮自重、绳重和摩擦，则G1与G2之比为（）A.1:1B.1:2C.2:1D.2:3（2020·亳州）利用相应规格型号的较质滑轮，如图所示的甲、乙两种方式，把质量相等的重物G提升了相同的高度，所用的拉方分别为F甲、F乙，机械效率分别是ƞ甲、ƞ乙（忽略绳重与摩擦，且动滑轮G动小于物重G），下列关系式正确的是（）A.F甲<F乙ƞ甲<ƞ乙B.F甲>F乙ƞ甲＝ƞ乙C.F甲>F乙ƞ甲>ƞ乙D.F甲＝F乙ƞ甲＝ƞ乙（2020·淮北）质量是6kg的物体A放在水平桌面上，利用如图所示的装置使物体A以2m/s的速度做匀速直线运动，弹簧测力计始终保持水平，其示数为2N，不计绳重、弹簧测力计重、绳子的伸长和滑轮组内部的摩擦，则下列不正确的是（）A.作用在绳端的拉力F为2NB.水平桌面对物体A的摩擦力为6NC.在1s内拉力F做功12JD.在1s内拉力F的功率为4W9.（2020·南京）关于功、功率、机械效率的说法正确的是（

）A.功率越大，做功越快，机械效率越大 B.做功越少，功率越小，机械效率越小C.功率越大，反映做功越快，与机械效率无关 D.机械效率越大，表明它做的功越多10.（2020·延安）下列有关机械效率的说法中正确的是（

）A.机械做的有用功越多，机械效率越高 B.机械效率越高，越省力C.机械效率可以提高到100% D.机械做的有用功占总功的比例越大，机械效率越高二、作图题（共3小题，共15分）11.（2020·泰州）如图所示，使用羊角锤拔钉子，请作出拔钉子时所用最小动力F及对应的动力臂L的示意图；12.（2019·岳阳）为使轻质杠杆AB在如图所示位置静止，请你在杠杆上画出所施加最小动力F1的示意图，并作出阻力F2的力臂．13.（2020·驻马店）画出图中拉力F的力臂L和重物A所受重力的示意图．

三、填空题（共6小题，每小空1分，共15分）14.（2019·石家庄）如图所示，工人用一个动滑轮匀速提起一个重力为180N的重物，工人所用拉力为100N，不计绳重和摩擦，则滑轮的机械效率为________；如果用此装置匀速提起一袋质量为25kg的大米，当拉绳子的速度为0.4m/s时，拉力的功率为________W；若仅增加重物的质量，则滑轮组的机械效率将________（选填“增大”“减小”或“不变”）．(g=10N/kg)15.（2019·宿州）如图所示，用F=50N的力通过滑轮组水平拉重力为80N的物体，使其向左匀速运动，在这过程中拉力F做功为50J，已知物体受到的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.（2020·江苏）如图所示，把重6N的物体匀速向上提起，弹簧测力计的示数为________N，不计绳重和摩擦，动滑轮重力________N．若绳子自由端上升的速度是0.3m/s，则重物上升的速度是________m/s．17.（2020·延安）如图所示，同时用力F1和F2沿竖直方向匀速提起相同的重物，物体在上升时，滑轮___________（前两空选填“A”或“B”）可以看作省力杠杆，滑轮__________可以看作等臂杠杆；18.（2020·延安）桔槔（如图甲）是我国春秋战国时期劳动人民发明的一种提水工具，《墨经》中已有记载，实际上它就是一种________（填简单机械名称），因为另一端有配重物，所以人们提起水桶时所用的力________（选填“大于”“小于”或“等于”）水桶的重力．19.（2019·河南）搬运砖头的独轮车，车厢和砖头所受的总重力G=1400N，独轮车有关尺寸如图所示，该独轮车是一个________杠杆，动力F=________，为了更省力，工人师傅可以采取的措施是________．（写出一条即可）实验探究题（共2小题，每小题15分，共30分）20.（2019·广元）某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中，实验装置如图所示，得到的数据如表所示．（1）通过表中数据可分析出第2次实验是用________（选填“甲”或“乙”）图所示装置做的实验；（2）通过第1次实验和第2次实验的数据分析可得出结论：使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮的个数越多（动滑轮的质量越大），滑轮组的机械效率________（选填“越高”“不变”或“越低”）；（3）小组同学再用第2次实验中使用的装置做第3次试验，表中第3次实验中绳端移动距离s漏记，根据所学知识，第3次实验中绳端移动距离应该是________m，并计算出第3次的机械效率η=________（保留3位有效数字）.21.如图所示，在探究“杠杆的平衡条件”实验中用到的实验器材有：杠杆、铁架台、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钧码若干个．

（1）实验前，将杠杆中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆右端下沉．此时，应把杠杆左端的平衡螺母向________（选填“左”或“右”）调节，使杠杆在不挂钩码时，保持在________位置并静止．（2）杠杆调节平衡后，小明在杠杆上A点处挂4个钩码（如图甲所示），为了使杠杆平衡，可以在B点处挂________个钩码或用弹簧测力计拉杠杆．若采用弹簧测力计，拉力的方向由竖直向下逐渐向右倾斜时，为使杠杆仍然保持平衡，弹簧测力计的示数将________（选填“变大”、“变小”或“不变”），其原因是________．（3）关于“杠杆不处于水平位置能否平衡？”小海和小红意见不同．小海认为能平衡，于是他每次让杠杆倾斜到同一位置静止，这样实验也得出了同样的杠杆平衡条件．小海认为杠杆平衡不一定是水平的，这种说法对吗？________（填“对”或“错”)，小海这种方案与小红让杠杆在水平位置做实验的方案相比较，你认为小海和小红哪位同学的实验方案好？请说明理由．答：________的实验方案好；理由是________．解答题（共2小题，每小题15分，共30分）22.（2020·扬州）做俯卧撑运动的人可视为杠杆．如图所示，一同学重500N，P点为重心，他每次将身体撑起，肩部上升0.4m．某次测试中．他1min内完成30次俯卧撑．求：（1）俯卧撑中的动力臂、阻力臂．（2）将身体匀速撑起，双手对地面的压力．（3）将身体撑起一次所做的功．（4）该同学在这1min内的功率．23.（2020·桂林）在小型建筑工地常用简易的起重设备竖直吊运建筑材料，其工作原理相当于如图所示的滑轮组．某次将总重为4000N砖块匀速吊运到高为5m的楼上，用时10s，卷扬机提供的拉力F为2500N．求在此过程中：（1）滑轮组所做的有用功；（2）拉力F所做功的功率；（3）滑轮组的机械效率．2020年中考科学全真模拟试卷专题06机械与机械效率专项测试（满分100分，时间60分钟）学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________选择题（共10小题，每小题1分，共10分）1.（2020·常州）如图所示，起瓶器开启瓶盖时，可看作是（）A.以B为支点，动力方向向下的杠杆B.以B为支点，动力方向向上的杠杆C.以A为支点，动力方向向下的杠杆D.以A为支点，动力方向向上的杠杆【答案】D【解析】我们在使用起瓶器开启瓶盖时，瓶盖中的B点被撬起，所以B点是阻力的作用点，并且在开启的过程中，起瓶器绕A点转动，所以A是支点，在开启瓶盖时，杠杆应绕A逆时针旋转，所以动力的方向向上，在整个过程中，动力臂大于阻力臂，所以它是省力杠杆。2.（2020·无锡）如图所示的钓鱼竿可以看成一个杠杆，关于钓鱼竿下列说法正确的是（）

A.钓鱼竿是省力杠杆，B点是支点B.A点是支点，使用钓鱼竿可以省功C.钓鱼竿是费力杠杆，它的好处是可以省距离D.钓鱼竿是省力杠杆，增大两只手之间的距离能更省力【答案】C【解析】如图所示的钓鱼竿，钓鱼时鱼竿绕A点转动，A为支点，B为动力作用点，C为阻力作用点，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，好处是可以省距离，但不省功；若增大两只手之间的距离，即增大动力臂，能更省力，故ABD错误、C正确。3.（2019·成都）如图所示是自卸车的示意图，车箱部分可视为杠杆，则下列分析正确的是（）A.C点是支点，物体A放在车箱前部（靠近车头）可省力B.C点是支点，物体A放在车箱后部（靠近车尾）可省力C.B点是支点，物体A放在车箱前部（靠近车头）可省力D.B点是支点，液压杆施加的力是动力，货物重力是阻力【答案】B【解析】由图可知，车厢绕着C点转动，所以C点为支点，液压杆施加的力是动力，货物的重力是阻力；当物体A放在车厢的后部时，动力臂大于阻力臂（下面第2幅图），此时可省力，故ACD错误，B正确。4.（2019·南宁）下列工具中，属于省力杠杆的是（

）A.天平 B.筷子 C.钓鱼竿 D.撬棒【答案】D【解析】A．天平在使用过程中，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆．B．筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；C．钓鱼竿在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；D．撬棒在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆．5.（2020·南京）如图所示，在轻质杠杆上吊一重物G，在一端施加一个始终与杠杆垂直的动力F，使杠杆缓慢地从OA转至水平位置OB，则在转动过程中（）A.F变大B.F先变大后变小C.F变小D.F先变小后变大【答案】A【解析】由图可知，将杠杆缓慢地由最初位置拉到水平位置时，动力臂不变，阻力不变，阻力臂变大，根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可知，动力逐渐变大。（2019·桂林）两个物体所受重力分别为G1和G2，将它们按图所示悬挂在空中时，恰好静止．忽略滑轮自重、绳重和摩擦，则G1与G2之比为（）A.1:1B.1:2C.2:1D.2:3【答案】B【解析】由图知，G2由两根绳子承担，G1的力作用在绳端上，若滑轮重、绳重及摩擦均忽略不计，则G1=1/2G2，即G1:G2=1:2．故选：B．（2020·亳州）利用相应规格型号的较质滑轮，如图所示的甲、乙两种方式，把质量相等的重物G提升了相同的高度，所用的拉方分别为F甲、F乙，机械效率分别是ƞ甲、ƞ乙（忽略绳重与摩擦，且动滑轮G动小于物重G），下列关系式正确的是（）A.F甲<F乙ƞ甲<ƞ乙B.F甲>F乙ƞ甲＝ƞ乙C.F甲>F乙ƞ甲>ƞ乙D.F甲＝F乙ƞ甲＝ƞ乙【答案】C【解析】左图为定滑轮，右图为动滑轮，忽略绳重与摩擦，动滑轮G动小于物重G由图可知，图甲中拉力F甲＝G，而图乙中拉力为F乙=G+G2；则F甲>F乙；因甲中拉力做的功等于克服物体重力做的功，故甲中没有额外功，故机械效率为100%；而乙中由于要拉动动滑轮，要克服动滑轮重力做额外功，所以η甲>η乙。（2020·淮北）质量是6kg的物体A放在水平桌面上，利用如图所示的装置使物体A以2m/s的速度做匀速直线运动，弹簧测力计始终保持水平，其示数为2N，不计绳重、弹簧测力计重、绳子的伸长和滑轮组内部的摩擦，则下列不正确的是（）A.作用在绳端的拉力F为2NB.水平桌面对物体A的摩擦力为6NC.在1s内拉力F做功12JD.在1s内拉力F的功率为4W【答案】D【解析】A．因为弹簧测力计的示数是2N，所以，作用在绳端的拉力F为2N，故A正确；B．由图可知，承担摩擦力的绳子股数n=3，所以，拉力F=1/nf，则水平桌面对物体A的摩擦力：f=nF=3×2N=6N，故B正确；C．物体A在1s内通过的距离：s=vt=2m/s×1s=2m，绳子自由端移动的距离s′=ns=3×2m=6m，在1s内拉力F做功：W=Fs′=2N×6m=12J，故C正确；D．拉力F的速度v′=nv=3×2m/s=6m/s，拉力的功率P=Fv′=2N×6m/s=12W，故D错误．本题选择错误的，故选D．9.（2020·南京）关于功、功率、机械效率的说法正确的是（

）A.功率越大，做功越快，机械效率越大 B.做功越少，功率越小，机械效率越小C.功率越大，反映做功越快，与机械效率无关 D.机械效率越大，表明它做的功越多【答案】C【解析】功率是单位时间内做的功的多少，是表示做功快慢的物理量，功率大小与做功多少和时间有关，机械效率是有用功与总功的比值．A．功率大，说明做功快，但不能说明机械效率越大，故A错误；B．功率大小与做功多少和时间有关，做功少，功率不一定小，机械效率不一定小，故B错误；C．功率越大，反映做功越快，与机械效率无关，故C正确；D．机械效率越大，说明有用功与总功的比值大，做功不一定多，故D错误．10.（2020·延安）下列有关机械效率的说法中正确的是（

）A.机械做的有用功越多，机械效率越高 B.机械效率越高，越省力C.机械效率可以提高到100% D.机械做的有用功占总功的比例越大，机械效率越高【答案】D【解析】机械效率是有用功与总功的比值，有用功占总功的比例越大，机械效率越高，不是做的有用功越多，机械效率就越高，故A错误，D正确；机械效率的大小与是否省力无关，机械效率不可能提高到100%，故B、C错误．二、作图题（共3小题，共15分）11.（2020·泰州）如图所示，使用羊角锤拔钉子，请作出拔钉子时所用最小动力F及对应的动力臂L的示意图；【答案】【解析】根据力臂的画法，过支点O作动力作用线的垂线段即动力臂，过支点O作阻力作用线的垂线段即阻力臂。（2）由杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2可知，当动力臂最大时，动力最小，即最省力。连接支点和力的作用点A即是最大动力臂，当作用力与之垂直时，作用力最小。力臂越长越省力，最长的力臂即支点与作用点的连线，羊角锤与地面的接触点为支点O，动力作用在羊角锤的最上部A点，然后根据力臂的画法作出垂直于力臂的作用力即可12.（2019·岳阳）为使轻质杠杆AB在如图所示位置静止，请你在杠杆上画出所施加最小动力F1的示意图，并作出阻力F2的力臂．【答案】【解析】在阻力与阻力臂的乘积一定的情况下，最省力，即动力臂最长，由图知OB比OA长，所以OB做动力臂最长，过B点与OB垂直向上作垂线就得到动力F的方向；画出阻力作用线，则支点O到阻力作用线的垂直距离为阻力臂L2.13.（2020·驻马店）画出图中拉力F的力臂L和重物A所受重力的示意图．

【答案】如解答图所示【解析】重物的重心在物体的几何中心，重力的方向是竖直向下的，从作用点起沿竖直向下的方向，画一条带箭头的线段；O点是杠杆的支点，从支点向力F作用线做垂线，即是力臂．三、填空题（共6小题，每小空1分，共15分）14.（2019·石家庄）如图所示，工人用一个动滑轮匀速提起一个重力为180N的重物，工人所用拉力为100N，不计绳重和摩擦，则滑轮的机械效率为________；如果用此装置匀速提起一袋质量为25kg的大米，当拉绳子的速度为0.4m/s时，拉力的功率为________W；若仅增加重物的质量，则滑轮组的机械效率将________（选填“增大”“减小”或“不变”）．(g=10N/kg)【答案】90%54增大【解析】图中使用的是动滑轮，拉力端移动的距离s=2h，动滑轮的机械效率：η=W有用/W总×100%=G/2F×100%=180N/2×100N×100%=90%；绳重与摩擦不计，F=1/2(G+G轮)，动滑轮重：G轮=2F−G=2×100N−180N=20N，质量为25kg的大米重力：G′=m′g=25kg×10N/kg=250N，此时拉力F′=1/2(G′+G轮)=1/2(250N+20N)=135N，由P=Fv=54W，同一个滑轮组，当所提重物质量增加时，滑轮组的机械效率增大．15.（2019·宿州）如图所示，用F=50N的力通过滑轮组水平拉重力为80N的物体，使其向左匀速运动，在这过程中拉力F做功为50J，已知物体受到的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）【答案】0.560%【解析】由W总=F拉s绳可得绳子自由端移动的距离：s绳=W总/F拉=50J/50N=1m，由图可知，n=2，因为s绳=2s物，所以物体运动的距离：s物=1/2s绳=1/2×1m=0.5m，滑轮组所做的有用功：W有用=fs物=60N×0.5m=30J，滑轮组的机械效率：η=W有用/W总=30J/50J×100%=60%．16.（2020·江苏）如图所示，把重6N的物体匀速向上提起，弹簧测力计的示数为________N，不计绳重和摩擦，动滑轮重力________N．若绳子自由端上升的速度是0.3m/s，则重物上升的速度是________m/s．【答案】2.41.20.1【解析】弹簧测力计的分度值为0.2N，所以拉力为F=2N+0.4N=2.4N；滑轮组的绳子股数为：n=3，不计绳重和摩擦F=1/3(G+G动)，即：2.4N=1/3×(6N+G动)，解得：G动=1.2N；因为s=nh，时间相同，所以v拉=nv物，所以v物=1/nv拉=1/3×0.3m/s=0.1m/s．17.（2020·延安）如图所示，同时用力F1和F2沿竖直方向匀速提起相同的重物，物体在上升时，滑轮___________（前两空选填“A”或“B”）可以看作省力杠杆，滑轮__________可以看作等臂杠杆；【答案】BA【解析】滑轮B为动滑轮，其实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，因此，可以省一半的力，是省力杠杆；而滑轮A为定滑轮，不能省力，拉力等于物重，可以看作等臂杠杆18.（2020·延安）桔槔（如图甲）是我国春秋战国时期劳动人民发明的一种提水工具，《墨经》中已有记载，实际上它就是一种________（填简单机械名称），因为另一端有配重物，所以人们提起水桶时所用的力________（选填“大于”“小于”或“等于”）水桶的重力．【答案】杠杆小于【解析】由图可见，这种提水工具是杠杆；根据杠杆的平衡条件可知，往上提水时，因为有石头帮忙，人的力气比水和桶的总重力小；19.（2019·河南）搬运砖头的独轮车，车厢和砖头所受的总重力G=1400N，独轮车有关尺寸如图所示，该独轮车是一个________杠杆，动力F=________，为了更省力，工人师傅可以采取的措施是________．（写出一条即可）【答案】省力420N手向后移动【解析】由图可知，独轮车在使用过程中，动力臂大于阻力臂，所以该独轮车是省力杠杆．根据杠杆平衡条件可得：FL1=GL2，即：F×1m=1400N×0.3m解得F=420N．已知车厢和砖头所受的总重力不变，根据杠杆的平衡条件可知，增大动力臂（即手向后移动）或减小阻力臂（即重物向前移动），能减小动力，更省力．实验探究题（共2小题，每小题15分，共30分）20.（2019·广元）某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中，实验装置如图所示，得到的数据如表所示．（1）通过表中数据可分析出第2次实验是用________（选填“甲”或“乙”）图所示装置做的实验；（2）通过第1次实验和第2次实验的数据分析可得出结论：使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮的个数越多（动滑轮的质量越大），滑轮组的机械效率________（选填“越高”“不变”或“越低”）；（3）小组同学再用第2次实验中使用的装置做第3次试验，表中第3次实验中绳端移动距离s漏记，根据所学知识，第3次实验中绳端移动距离应该是________m，并计算出第3次的机械效率η=________（保留3位有效数字）.【答案】（1）乙（2）越低（3）0.483.3%【解析】（1）由表中实验数据可知，第2次实验绳端移动的距离是钩码上升高度的4倍，由图示滑轮组可知，实验使用的是乙图所示装置做的实验．（2）由表中第1次实验和第2次实验的数据可知，使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮的个数越多（动滑轮的质量越大），滑轮组的机械效率越低．（3）由表中第2次实验数据可知，绳端移动的距离是钩码上升高度的4倍，第3次实验使用同样的装置，则第3次实验：绳端移动距离s=4h=4×0.1m=0.4m，机械效率η=W有/W总×100%=(Gh)/(Fs)×100%=(6N×0.1m)/(1.8N×0.4m)×100%≈83.3%．21.如图所示，在探究“杠杆的平衡条件”实验中用到的实验器材有：杠杆、铁架台、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钧码若干个．

（1）实验前，将杠杆中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆右端下沉．此时，应把杠杆左端的平衡螺母向________（选填“左”或“右”）调节，使杠杆在不挂钩码时，保持在________位置并静止．（2）杠杆调节平衡后，小明在杠杆上A点处挂4个钩码（如图甲所示），为了使杠杆平衡，可以在B点处挂________个钩码或用弹簧测力计拉杠杆．若采用弹簧测力计，拉力的方向由竖直向下逐渐向右倾斜时，为使杠杆仍然保持平衡，弹簧测力计的示数将________（选填“变大”、“变小”或“不变”），其原因是________．（3）关于“杠杆不处于水平位置能否平衡？”小海和小红意见不同．小海认为能平衡，于是他每次让杠杆倾斜到同一位置静止，这样实验也得出了同样的杠杆平衡条件．小海认为杠杆平衡不一定是水平的，这种说法对吗？________（填“对”或“错”)，小海这种方案与小红让杠杆在水平位置做实验的方案相比较，你认为小海和小红哪位同学的实验方案好？请说明理由．答：________的实验方案好；理由是________．【答案】（1）左水平位置（2）6变大该力的力臂变短了（3）对小红便于测量力臂【解析】（1）实验前，将杠杆中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆右端下沉，说明杠杆重心右移，所以应该把杠杆左端的平衡