专题06简单机械-2022-2023学年九年级科学上学期期末培优冲刺（浙教版）（原卷版）

06简单机械一、杠杆原理及其应用1．（2022·杭州期中）如图所示，AB为一轻质杠杆，O为支点，OA＜OB，AB两端分别悬挂体积相同的甲、乙两实心球，杠杆在水平位置平衡。则两球（）A．密度相同B．同时浸没在水中，杠杆仍能平衡C．切去相同体积，杠杆仍在水平位置平衡D．同时向O点移动相同的距离，杠杆A端下沉2．（2022九上·杭州月考）如图所示，两个等高的托盘秤甲、乙放在同一水平地面上，质量分布不均匀的木条AB重24N，A、B是木条两端，O、C是木条上的两个点，AO=BO，AC=OC。A端放在托盘秤甲上，B端放在托盘秤乙上，托盘秤甲的示数是6N．现移动托盘秤甲，让C点放在托盘秤甲上。此时托盘秤乙的示数是（）A．8N B．12N C．16N D．18N3．（2022九上·北仑期末）现有一根形变不计、长为L的铁条AB和两根横截面积相同、长度分别为La、Lb的铝条a、b，将铝条a叠在铁条AB上，并使它们的右端对齐，然后把它们放置在三角形支架O上，AB水平平衡，此时OB的距离恰好为La，如图所示。取下铝条a后，将铝条b按上述操作方法使铁条AB再次水平平衡．此时OB的距离为Lx。下列判断正确的是()A．若La<Lb<L、则La<Lx<LaB．若La<Lb<L，则Lx>LaC．若Lb<La，La+Lb2D．若Lb<La，则Lx<La4．（2020九上·杭州月考）三个和尚挑水吃的故事相信大家耳熟能详。如图所示，甲图和尚们商量出新的挑水方案：胖和尚一人挑两小桶，瘦和尚和小和尚两人合抬一大桶，以下说法中正确的是（）A．乙图中水桶向后倾，为保持水平平衡，胖和尚可以将他的肩往前移动一点距离B．乙图中水桶向后倾，为保持水平平衡，胖和尚可以将后面水桶往后移动一点距离C．丙图中小和尚为减轻瘦和尚的负担，可以让瘦和尚往前移动一点距离D．丙图中小和尚为减轻瘦和尚的负担，可以将水桶往前移动一点距离5．（2020九上·兰溪期中）如图所示，光滑带槽的长木条AB（质量不计）可以绕支点O转动，木条的A端用竖直细线连接在地板上，OA=0.6m，OB=0.4m。在木条的B端通过细线悬挂一个长方体木块C，C的密度为0.8×103kg/m3，B端正下方放一盛满水的溢水杯。现将木块C缓慢浸入溢水杯中，当木块浸入水中一半时，从溢水口处溢出0.5N的水，杠杆处于水平平衡状态，然后让质量为300g的小球从B点沿槽向A端匀速运动，经4s的时间系在A端细绳的拉力恰好等于0，下列结果不正确的是（忽略细线的重力，g取10N/kg）（）A．木块受到的浮力为0.5NB．木块C受到细线的拉力为0.3NC．小球刚放在B端时A端受到细线的拉力为2.2ND．小球的运动速度为0.2m/s6．一根金属棒AB置于水平地面上，现通过弹簧测力计竖直地将棒的右端B缓慢拉起，如图甲所示。在此过程中，弹簧测力计对棒所做的功W与B端离开地面的高度x的关系如图乙所示。根据图像，下列说法中正确的是（）A．该金属棒的长度L＝1.6mB．在B端拉起的过程中，当x1＝0.6m时，测力计的示数为F1＝1.5NC．当x2＝1.6m时，测力计的示数为F2＝5ND．金属棒的重心到A端的距离为0.6m7．（2019九上·余杭月考）一均匀木板AB，B端固定在墙壁的转轴上，木板可在竖直面内转动，木板下垫物块C，恰好使木板水平放置，如图所示．现在水平力F将C由B向匀速推动过程中，下列相关说法中（）①物块C对木块AB的摩擦力方向向右②木板AB仅受重力和物块C对它的支持力的作用③物块C受到的重力和地面对它的支持力是一对平衡力④推力F将逐渐变大A．只有①④正确 B．只有②③正确C．只有①②正确 D．只有③④正确8．（2019九上·镇海期末）一块厚度、密度均匀长方形水泥板平放在水平地面上，现分别用竖直向上的力F甲和F乙作用在不同的位置(如图甲、乙)，将其一端缓缓抬离地面，则下列说法正确的是（）A．F甲>F乙，因为甲图中的动力臂长B．F甲<F乙，因为乙图中的阻力臂长C．F甲>F乙，因为乙图中时阻力臂短D．F甲=F乙，因为两图中动力臂都是阻力臂的2倍9．（2022九上·杭州月考）小东想估测出某种油的密度ρ油，他手边的测量工具只有刻度尺。小东利用身边的器材设计出一个实验方案。首先找一根直硬棒，用细线系在O点吊起，硬棒在水平位置平衡，然后将已知密度为ρ的金属块B挂在硬棒左端C处，另外找一个重物A挂在硬棒右端，调节重物A的位置，使硬棒在水平位置平衡，此时重物挂在硬棒上的位置为E，如图所示。下面是小东测出ρ油的部分实验步骤，请你按照小东的实验思路，将实验步骤补充完整。⑴用刻度尺测出OE的长度L0；⑵把金属块B浸没在油中，把重物A从E处移动到D处时，硬棒再次在水平位置平衡；⑶；⑷利用上述测量出的物理量和题中的已知量计算ρ油的表达式为：。10．（2021九上·宁波月考）安全阀常作为超压保护装置。如图是利用杠杆原理设计的锅炉安全阀示意图，阀的横截面积S为6cm2，OA∶AB=1∶2，若锅炉能承受的最大压强为5.81×105Pa，大气压强为1.01×105Pa，则在B处应挂N的重物。若锅炉承受的最大压强减小，为保证锅炉安全，应将重物向（选填“左”或“右”）移动。11．（2020九上·温州月考）如图所示，质量为m的人站在质量为m2的均匀木板AB的中点，木板可以绕B端转动，2若以人的重力为动力，这属于（选填“省力”或“费力”）杠杆。要使木板处于水平状态不动，此人拉力的大小为12．如图所示，一轻质杠杆支在支架上，OA=20cm，G1为边长是5cm的正方体，G2重为20N。当OC=10cm时，绳子的拉力为N，此时G1对地面的压强为2×104Pa。现用一水平拉力，使G2以cm/s的速度向右匀速运动，经过12.5s后，可使G1对地面的压力恰好为零。13．如图为油厂的油桶，空桶质量为65Kg，油桶高为1.2m，底部直径为0.5m，据此回答。（1）某次装卸中，小明需要将直立的空油桶(如图甲)沿D点推翻，则甲图上推翻空油桶所需的最小力F1的力臂是。（选填“CD”、“BD”或“AD”）（2）在推翻油桶过程中，小明至少需要对油桶做功焦。（3）若将翻倒的空油桶(如图乙)重新竖起所用的最小力为F2，那么，F1F2(选填“大于”、“等于”或“小于”)。14．（2019九上·临海月考）某同学制作了直接测量液体密度的“密度天平”．其制作过程和原理如下：如图甲所示，选择一个长杠杆，调节两边螺母使杠杆在水平位罝平衡；在左侧离支点10cm的位罝A用细线固定一个质量为110g、容积为50mL的容器．右侧用细线悬挂一质量为50g的钩码（细线的质量忽略不计）。【测量过程】将下对实验空白处补充完整：（1）调节杠杆平衡时，发现杠杆左端下沉，需将平衡螺母向端调节（填“左”或“右”）；测量液体时往容器中加满待测液体，移动钩码使杠杆在水平位置平衡，在钩码悬挂位罝直接读出液体密度。（2）当容器中没有液体时，钩码所在的位置即为“密度天平”的“零刻度”，“零刻度”距离支点Ocm。（3）若测量某种液体的密度时，钩码在距离支点右侧31cm处，液体的密度为g/cm3。（4）【拓展应用】若杠杆足够长，用此“密度天平”还可以测量固体的密度．先在容器中加满水，再将待测固体轻轻浸没在水中，溢出部分水后，调节钩码的位置，使杠杆水平平衡，测出钩码离支点O的距离为56cm；用量筒测出溢出水的体枳如图乙所示，则固体的密度为kg/m3（已知ρ水=1.0g/cm3）。15．（2022九上·杭州期中）如图所示，均匀木棒AB的长L=10m，两根竖直钢绳的上端固定在天花板上，下端分别悬在木棒上的CD两点，且AC=BD，钢绳上连接有测力计a和b，可现实钢绳受到的拉力大小，如图甲所示，当演员站在木棒的中点O时，测力计a、b的示数均为F=500N，当演员悬于木棒的最右端时，如图乙所示，测力计a的示数恰好为零。已知演员重力G1=700N，木棒始终保持水平。（1）木棒的重力G2；（2）BD的长度；（3）甲图中若木棒上的C点随测力计a一起向左平移一端距离，测力计b的示数将（选填“变大”、“变小”、或“不变”）16．（2022九上·舟山月考）徐行同学对建筑工地上的长臂吊车（如图甲）有些疑惑，不吊物体它能平衡，吊重物也能平衡，重物沿臂移动仍能平衡，后来他通过设计“移动支点式杠杆”模型（如图乙）弄懂了类似问题：密度及粗细都均匀的直棒AB＝1.8m，放在一个宽度为40cm的凳子上，当在棒的A端固定一个质量为2kg铅块（忽略大小）时，棒刚好绕O1点有转动的趋势（AO1=30cm）（1）直棒的质量是多少？（2）当在P处挂一重物时（PB=10cm），棒刚好绕O2点有转动的趋势。求重物质量及此时棒对O2点的压力（g取10N/kg）（3）当悬线带着物缓慢便向A端移动时，可以认为登面上只有某点E（即新支点）对棒有支持力。试问：随着重物左移，E点是否会移动？如何移动将向棒的哪一端移动？17．（2022九上·象山月考）图甲为某自动注水装置的部分结构简图，轻质杠杆AOB始终在水平位置保持平衡，O为杠杆的支点，OA：OB＝3：1，竖直细杆a的一端连接在杠杆的A点，另一端与高为0.2m的长方体物块C固定；竖直细杆b的下端通过力传感器固定，上端连接在杠杆的B点（不计杠杆、细杆及连接处的重力和细杆的体积）。圆柱形水箱中有质量为3kg的水，水箱的横截面积为1×10﹣2m2，打开水龙头，将水箱中的水缓慢放出，通过力传感器能显示出细杆b对力传感器的压力或拉力的大小；图乙是力传感器示数F的大小随放出水质量m变化的图像。当放出水的质量达到2kg时，物体C刚好全部露出水面，此时装置由力传感器控制开关开始注水，g＝10N/kg。求：

（1）物块C的重力。（2）物块C浸没在水中时受到的浮力。物块C的横截面积。（3）当力传感器示数为0时，水箱底部受到水的压强。二、滑轮原理及其应用18．（2022九上·杭州期中）高速铁路的输电线，无论冬、夏都需要绷直，以保障列车电极与输电线的良好接触，图乙为输电线的牵引装置工作原理图。图乙为输电线的牵引装置工作原理图。钢绳通过滑轮组悬挂20个相同的坠砣，每个坠砣配重为100N。若某段时间内坠砣串下降了8cm，不计滑轮和钢绳自重及摩擦，下列说法正确的是（）A．滑轮A为动滑轮，滑轮B为定滑轮B．钢绳上的拉力为2000NC．输电线P端受到的拉力大小为1000ND．输电线P端向左移动了16cm19．（2022九上·余姚期末）如图装置中，物体A重100N，物体B重I0N，在物体B的作用下，物体A作水平向右的匀速直线运动。现在物体A上加一个水平向左的拉力F，拉力的功率为30w，使物体B匀速上升，则物体B上升3m所用的时间为(不计滑轮与绳子和轴之间的摩擦，不计绳子重和滑轮重)()A．1s B．2s C．3s D．4s20．（2021九上·义乌期中）如右图所示，竖直固定的测力计下端挂一个滑轮组，滑轮组下端挂有物体B，滑轮组绳的末端通过定滑轮沿水平方向与物体A相连。此时物体A在绳的水平拉力作用下向左做匀速直线运动，此时测力计的示数为450N；在物体B下加挂重为60N的物体C后，用水平向右的力F拉动物体A可使其沿水平桌面向右做匀速直线运动，此时物体B上升的速度大小为5cm/s。已知每个滑轮重均为50N，若不计绳重及滑轮的摩擦，则下列说法中正确的是（）A．物体A所受滑动摩擦力大小为100NB．水平向右的力F的大小为400NC．物体B所受重力为400ND．拉力F做功的功率为63W21．（2020九上·余杭月考）如图所示，用24N的力F沿水平方向拉滑轮，可使重20N的物体A以0.2m/s的速度在水平面上匀速运动。物体B重10N，弹管测力计的示数恒为5N(不计滑轮、测力计、绳子的重量，滑轮的转轴光滑)。下列说法正确的是()A．物体A受到地面的摩擦力是5NB．滑轮移动的速度是0.4m/sC．水平拉力F的功率是4.8WD．在2s内绳子对物体A做的功为4.8J22．（2020九上·镇海月考）为了将放置在水平地面上重为100N的物体提升一定高度，设置了如图所示的滑轮组装置。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和物体上升的高度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．01s内，地面对物体的支持力是10NB．12s内，拉力F做的功是187.5JC．23s内，拉力F的功率是100WD．23s内，滑轮组的机械效率是62.5%23．（2020九上·拱墅期中）甲、乙两个滑轮组如图所示，其中的每一个滑轮重力都相同，用它们分别将重物G1、G2提高相同的高度，不计滑轮组的摩擦和绳重，下列说法正确的是()A．若G1=G2，甲的机械效率大于乙的机械效率B．若G1=G2，拉力做的总功相同C．若G1=G2，拉力大小相同D．用甲、乙其中的任何一个滑轮组提起不同的重物，机械效率不变24．如图所示，GA=10N，GB=20N，现用一水平向右的力F作用在物体A上，使A向右匀速滑动。已知物体A、B和地面的表面粗糙程度都相同，摩擦力f与表面所受的压力FN成正比，且fFA．拉力F的大小为18N B．弹簧测力计的示数为10NC．B受到A水平向左的摩擦力 D．B受到地面的摩擦力大小为4N25．（2020九上·杭州期中）如图所示，A物体在大小为6N的拉力F作用下，以0.3米/秒的速度向右匀速运动(不计滑轮与细绳的摩擦及绳子的重力)，动滑轮的重为1N，当撤去拉力F时，B物体恰好以原来的速度大小匀速下降，则A物体与桌面间的摩擦力为N；拉力P的功率为W；A物体被水平向右匀速拉动的2秒内，B物体克服重力做功为J。26．小明在测量滑轮组机械效率的实验中，所用装置如图所示，实验中每个钩码重2牛，测得的数据如表：次数钩码总重G/牛钩码上升的高度h/米测力计示数F/牛测力计移动距离s/米机械效率η140.11.80.3260.12.40.383%340.11.40.557%440.21.41.057%（1）在实验中，测绳端拉力F时，应竖直向上拉动弹簧测力计且在拉动过程中读数。（2）第1次实验测得的机械效率为，若不计绳重与摩擦，动滑轮重为牛。（3）分析表中数据可知：第2次实验是用图做的；第4次实验是用图做的。(填“a”“b”或“c”)（4）分析第1、2次实验数据可知：使用同一滑轮组，可以提高滑轮组的机械效率；分析第1、3次实验数据可知：使用不同的滑轮组，提升相同的重物，动滑轮个数越多(即动滑轮总重越重)，滑轮组的机械效率。（5）分析第3、4次实验数据可知：滑轮组的机械效率与物体被提升的高度。（6）若小明在实验时弹簧测力计拉动方向偏离了竖直方向，则测出的机械效率将(填“变大”“不变”或“变小”)。27．（2022·杭州期中）在野外救援时，如图甲所示，汽车通过滑轮组从竖直井中提升物资，已知物资质量为m，体积为V，物资以恒定速度上升，其过程中的st图像如图乙所示，出水后，汽车对绳子的拉力为F，求该过程中（不计绳重及其所有摩擦）：（1）物资的上升速度为m/s，出水后，滑轮组的机械效率（2）出水后，汽车对绳子向右拉力的功率（要求计算过程）（3）比较出水前和出水后的滑轮组机械效率大小，利用公式推证过程。28．（2021九上·乐清期中）工人用如图所示的滑轮组送货物上楼，每次运送量不定。匀速提升货物时，滑轮组的机械效率（η）随货物重量变化如图乙所示。（滑轮和钢绳的摩擦力、绳重、箱子重忽略不计，g取10牛/千克）（1）箱子底部所能承受的最大压强为2千帕，底面积为0.5平方米，请计算所放货物的最大质量是多少？（2）匀速拉动400牛货物，使其上升2米，请计算拉力所做的功为多少？（3）当滑轮组的机械效率为60％时，计算所运送货物的重力。29．（2021九上·温州月考）如图甲所示，滑轮组在竖直向上的拉力F作用下，将重为105N的物体匀速提起，在5s时间内绳子自由端移动的距离为s=3m。图乙是滑轮组工作时的拉力F与绳自由端移动距离s的关系图。（1）在5秒内物体上升的高度是m；物体上升的速度是m/s。（2）图乙中阴影部分的面积表示的物理量是。（3）拉力F的功率是W。（4）计算滑轮组提升该重物时的机械效率。30．（2020九上·临海期末）为了将放置在水平地面上重100N的物体提升到高处，某同学设计了图甲所示的滑轮组。他所用的拉力F、重物的速度v和高度h随时间t变化的关系分别如图乙、丙、丁所示。绳对滑轮的拉力方向均可看成在竖直方向，不计绳重和摩擦。求:（1）在2～3s内，拉力F的功率。（2）在1～2s内，拉力F做的功。（3）若绳子能承受的最大拉力是2500N，该同学体重60ON，他站在地面向下拉绳子使物体匀速上升，最大能提升多重的物体?三、滑轮和杠杆结合31．如图所示，滑轮下挂重500N的物体G，滑轮重40N，绳和杠杆都是轻质的。要在图示位置使杠杆平衡，在杠杆的A点所加的竖直向上的力F应是(杠杆上标度的间距相等)（）A．270N B．360N C．540N D．720N32．（2020九上·镇海月考）如图甲所示，正方体A边长0.2m，作为配重使用，杠杆OE：OF=2：3，某同学用这个装置和一个密闭容器D提取水中的圆柱体B，圆柱体B的体积是密闭容器D的1/3；旁边浮体C的体积是0.1m3，该同学站在浮体C上，总体积的3/5浸入水中；该同学用力拉动滑轮组绕绳自由端，手拉绳的功率P和密闭容器D匀速被提升的距离关系如图乙所示；密闭容器D上升速度0.05m/s保持不变，密闭容器D被提出水后，圆柱体B从密闭容器D中取出放在浮体C的上面，同时手松开绳子时，浮体C露出水面的体积减少总体积的7/25；在提升全过程中，配重A始终没有离开地面。两个定滑轮总重10N.（绳的重力，滑轮与轴的摩擦及水的阻力不计。g＝10N/kg），求：（1）圆柱体B的重力；（2）密闭容器D离开水面时，滑轮组提升重物B的机械效率；（百分号前面保留一位小数）；（3）圆柱体B的密度；（4）在提升全过程中配重A对地面的压强的最大变化量。33．如图是科技小组利用电子秤监控水库水位的模拟装置，由长方体A和B、滑轮组、轻质杠杆CD、电子秤等组成，杠杆始终在水平位置平衡。已知OC：OD＝1：2，A的体积为0.02m3，A重为400N，B重为300N，动滑轮重100N，不计绳重与摩擦（ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）。求：（1）A的密度。（2）单独使用该滑轮组在空气中匀速提升A时的机械效率。（3）水位上涨过程中，电子秤所受到的最大压力。34．（2021九上·奉化期末）如图是上肢力量健身器示意图。杠杆AB可绕O点在竖直平面内转动，AB=3BO，配重的重力为90N。重力为500N的健身者通过细绳在B点施加400N竖直向下的拉力时，杠杆在水平位置平衡，配重对地面的压力恰好为零。(杠杆AB、绳重及摩擦均忽略不计)。（1）健身过程中，配重被拉起时，健身器中的滑轮为(选填“定滑轮”或“动滑轮”)；（2）求配重对地面的压力恰好为零时A点受到的拉力；（3）求滑轮的重力。35．（2019九上·嘉兴期末）生产、生活中常使用各种机械，正确理解机械的原理，可以更好的利用机械。甲乙（1）图甲为一杠杆，虽作用点不同，但F1、F2、F3大小相同，都能使杠杆在水平位置保持平衡。从杠杆平衡条件分析，三个力都要沿圆的切线方向，目的是让三个力的相同。（2）如图乙所示，若滑轮重为4N，重物重为16N，OB=2OA。要使轻质杠杆保持平衡，则F=N。(不计绳重和摩擦)36．（2021九上·杭州期中）古代护城河上有座吊桥，它的结构原理如图所示。把桥面看成是长为10m，所受重力为3000N的均匀杆AB，可以绕转轴B点在竖直平面内转动，在B点正上方10m处固定一个定滑轮C，绳子通过定滑轮与杆的另一端A相连。（忽略绳子重力、滑轮半径和摩擦，2=1：.4，（1）请在图中画出阻力的方向和动力（拉力）的力臂；（2）滑轮C的类型为；（3）在拉动吊桥缓慢匀速升起的过程中，动力和动力臂F1L1的乘积变化情况是；（4）若从水平位置将吊桥匀速拉至与水平面成30°角，怎此时的拉力F2为N；（5）若在10s内从水平位置将吊桥匀速拉至与水平面成45°角，则该过程中人拉力做功的功率为W37．（2020九上·鄞州期中）如图甲所示，正方体A边长0.2m，作为配重使用，杠杆OE：OF=2：3，某同学用这个装置和一个密闭容器D提取水中的圆柱体B，圆柱体B的体积是密闭容器D的1/3；旁边浮体C的体积是0.1m3，该同学站在浮体C上，总体积的3/