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备战2022年中考物理真题分项练习简单机械
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这是一份备战2022年中考物理真题分项练习简单机械，共48页。试卷主要包含了6kg， 20 等内容，欢迎下载使用。
备战2022年中考物理真题分项练习——简单机械
1. （2021怀化）下列情境中的杠杆属于费力杠杆的是（ ）
A. 羊角锤拔钉子 B. 起子开瓶盖
C. 镊子夹物 D. 钳子剪导线
2. （2021北部湾）图是小华在劳动教育实践活动中体验中国传统农耕“春稻谷”的示意图。小华若要更省力，下列做法可行的是（ ）
A. 支点不动，脚在杆上的位置前移
B. 将支点靠近人，脚在杆上的位置不动
C. 将支点靠近人，同时脚在杆上的位置前移
D. 将支点远离人，同时脚在杆上的位置后移
3．（2021营口）如图所示的工具中，属于费力杠杆的是（ ）
A．瓶盖起子 B．食品夹
C．核桃钳 D．起钉锤
4.（2021青海）许多物理学家为人类的进步做出了巨大的贡献，下列叙述中对应关系正确的是
A.牛顿发现了杠杆平衡条件 B.伽利略最早测出了大气压强的值
C.奥斯特发现了电流的磁效应 D.阿基米德最早揭开了光的颜色之谜
5. （2021河南）如图5，工人师傅正在使用一根硬棒撬动石头，使用此硬棒（ ）
A. 省力且省距离 B. 省力但费距离
C. 费力且费距离 D. 费力且省距离
6. （2021长春）图甲是《墨经》中记载的古代提升重物的工具——“车梯”，图乙是其等效图。利用此“车梯”匀速提升重物时，下列说法正确的是（ ）
A. 绳端移动的距离是物体上升距离的5倍
B. 被提升的物重是绳子拉力的4倍
C. 增大物重，所做的有用功增大
D. 增大物重，“车梯”的机械效率变高
7.（2021泸州） 如图所示的滑轮组，动滑轮重3N，物体A在5s内被匀速提升0.5m的过程中，图中绳的拉力均沿竖直方向，滑轮组的机械效率为90%，不计绳重和摩擦，则在本次实验中（ ）
A. 若提升更重的物体，滑轮组的机械效率降低
B. 物体A的重力为27N
C. 绳子自由端的拉力F大小为8N
D. 绳子自由端拉力的功率为3W
8. （2021德州）图所示工具中，属于费力杠杆的是（ ）
A. 镊子 B. 瓶起子
C. 天平 D. 钳子
9. （2021包头）甲、乙两铁块通过滑轮组用细绳连接，吸附在竖直放置且足够长固定磁性平板两侧，m甲=1.8kg、m乙=2kg，如图所示。甲以0.2m/s的速度竖直向下做匀速直线运动。磁性平板对甲的摩擦力大小为4N。对乙的摩擦力大小为2N（细绳足够长且始终处于竖直拉伸状态，不计绳重和绳与滑轮的摩擦，磁性平板对其他器材无磁力作用，g取10N/kg）。下列说法正确的是（ ）
A. 定滑轮质量一定是0.6kg
B. 甲所受拉力为22N
C. 乙所受拉力的功率为2.2W
D. 3s时间内甲、乙克服摩擦力做的功相等
10. （2021呼和浩特）伽利略年轻的时候，他很喜欢阿基米德鉴定王冠的故事。然而他对这个故事感到有点儿不满足，因为故事中没有介绍测定王冠中金、银含量的方法。他想出了一个很简单的方法。他做了一杆小秤，如图所示，先在等臂的情况下测一纯金块的质量（图a），然后将金块浸没在水中，保持砝码数量不变，但将其悬挂点移至A点，以使秤杆恢复平衡，并在A点做一刻度（图b）。下一步用纯银块代替金块重复上述步骤，于是得到又一刻度B（图c与d）。最后用待测的王冠代替银块，得到王冠在水中时砝码的位置C（图e与f）。（依题意图a、b中金块质量、砝码和盘的总质量均为m1，设各图中支点距左端悬挂点的力臂均为L，图b中右侧力臂为L1，图d中右侧力臂为L2，图f中右侧力臂为L3，王冠中金、银的体积分别为V金、V银）。下列结论正确的是
A. 由杠杆平衡条件得b图中：
B. 黄金密度为
C. 纯银密度与王冠平均密度分别为、
D. 王冠中金银的体积比
11. （2021荆州）2022年冬季奥林匹克运动会主办城市是北京，北京成为第一个举办过夏季奥林匹克运动会和冬季奥林匹克运动会以及亚洲运动会三项国际赛事的城市。在某场馆建设中，采用如图所示的装置，滑轮组悬挂在水平支架上，工人站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，使物体A在5s内匀速上升了1m．已知物体A重400N，该工人重500N，两个滑轮质量相等，不计滑轮组的绳重和摩擦，滑轮组的机械效率为80%．关于该过程，下列说法正确的是（ ）
A. 水平地面对工人的支持力为300N
B. 动滑轮重为50N
C. 人对绳子拉力的功率为120W
D. 支架受到滑轮组的拉力为850N
12.（2021锦州）关于学校的各项体育活动中所蕴含的物理知识，下列说法中正确的是（ ▲ ）
A.静止在水平地面上的足球，受到的重力和支持力是一对相互作用力
B.将篮球投向远处的篮筐，当篮球运动到最高点时，篮球的动能不为零
C.奔跑的学生不能立即停下，是因为受到惯性的作用
D.正在做俯卧撑的同学整体可视为省力杠杆
13．（2021沈阳）关于下列四个实验情景的结果预测，正确的是（ ）
A．图中是热机的压缩冲程，将机械能转化为内能
B．图中当向玻璃管中吹风时，U形管A管中的水面下降B管中的水面上升
C．图中将杠杆两端的钩码同时向支点移动一格天平刚好平衡
D．图中将容器侧壁的塞子同时拔出，水一定从a孔喷射最远，从c孔喷射最近
14. （2021恩施州）如图，有人利用该滑轮将G=100N的物体匀速提升了20cm（不计绳重G和摩擦），此过程克服物体重力做的功为______J，若动滑轮重10N，则F=______N。
15. （2021陕西）如图所示，工人师傅用沿斜面向上1000 N的推力。将重为2000 N的物体从斜面底端匀速推至斜面顶端。已知斜面长4m、高1.5m，则此过程中的有用功为______J ，斜面的机械效率为______。使用斜面可以______ （选填“省力”或“省功”）。
16. （2021大连）工人使用独轮车搬运石头，相关信息如图所示，车箱和石头所受的总重力，推车时，双手向上的力______；如果将这些石头偏向车箱前部装载，推车时，双手向上的力为，则______（选填“”、“”或“”）。
17.（2021德阳）用如图所示滑轮组拉动物体A在粗糙的水平面上运动，不计绳和滑轮的自重。当F为20 N时，物体A在水平面上做匀速直线运动，此时物体A受到地面的摩擦力为30 N，则滑轮组的机械效率是 ________；当F增大到50 N时，物体A受到地面的摩擦力为 ________N。
18.（2021达州）如图所示，AC、BC为同一水平面上的两个光滑斜面，AC>BC，∠CAB=30°。在相等时间内把重为80N的同一物体从斜面底端分别沿AC、BC匀速推至C点，物体的机械能______ (选填“增大”“减少”“不变”)，若推力分别为F1、F2，功率分别为P1、P2，则F1 ______ F2，P1 ______ P2(选填“>”“<”或“=”)。
19.（2021无锡）小红和小华用一只弹簧测力计，一根长度为1m、质量为1.2kg粗细均匀、质量均匀分布的圆柱型螺纹钢AB，一只金属筐，制成了如图所示的机械装置。制作时，她们将金属筐系于螺纹钢上的B端，当悬挂螺纹钢的钢索在螺纹钢上的悬吊点移至O点时，螺纹钢在水平位置平衡，测得OB＝4cm，则金属筐的质量为________kg。称重时，将重物放入金属筐中，用弹簧测力计竖直向下拉住螺纹钢的A端，便之再次在水平位置平衡，此时弹簧测力计示数为15N，则重物的质量是________kg。若在她们制作的装置中仅将弹簧测力计换成质量为1kg的“秤砣”，制成杆秤，从O点开始，沿OA每隔1cm标出对应的质量刻度，则该杆秤的分度值为________kg。（g取10N/kg）
20.（2021武威）如图所示是常用的核桃夹，当用力摁住C点夹核桃时，可把________点看作支点，此时核桃夹可看作________杠杆（选填“省力”“费力”或“等臂”）。
21. （2021自贡）用图甲所示的滑轮组运送货物上楼，每件货物重为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像，则动滑轮重为______N；当某次运送4件货物时，滑轮组的机械效率为______%（不考虑绳重和摩擦）。
22. （2021济宁）请按要求完成下列作图。如图所示，顽皮的小象用力向下压跷跷板，猴子被弹起，不计空气阻力，请画出此时猴子的受力示意图。
23. （2021通辽）如图所示是一种抽水马桶水箱自动上水装置的示意图。当水箱内的水达到一定高度时，浮标带动杠杆压住入水口，停止上水。请在图中画出动力、阻力和动力臂。
24．（2021盐城）在图中画出钓鱼竿所受阻力F2的力臂L2。
25. （2021恩施州）如图，在探究杠杆平衡条件的实验中，每个钩码重1N。
（1）实验前需调节平衡螺母使杠杆处于水平位置，这样做的目的是______；
（2）若在A点挂有2个钩码，则B点要挂______个钩码才能使杠杆水平平衡；
（3）若A点钩码数不变，取下B点钩码，用测力计作用在C点，为使杠杆再次水平平衡，测力计上最小示数为______N，方向______。
26. （2021陕西）在：“探究杠杆平衡条件”的实验中：
（1）为方便测量力臂，实验前应先调节杠杆两端的平衡螺母，使之在______位置平衡；
（2）如图-1，此时杠杆处于平衡状态，如果在杠杆两端各挂一个相同的钩码，杠杆将______（选填“保持平衡”“顺时针转动”或“逆时针转动”）；
（3）如图-2是一个加宽的杠杆装置，此时杠杆处于平衡状态。若只将左侧的钩码改挂到A点正上方的B点，力臂是线段______（选填“OA”“OB”或“AB”），此时杠杆______（选填“仍能”或“不能”）保持平衡。
27.（2021广元）小敏在利用斜面搬运物体A的过程中，提出了一个问题：“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有没有关系？”针对这个问题，他通过在斜面上匀速直线拉动物体进行了实验探究（如图所示），测得的实验数据如表所示：
（1）根据表中的数据可求出第③次实验中斜面的机械效率是________%；
（2）通过对上述实验数据的分析可知，斜面的省力情况与斜面倾斜程度的关系是：斜面越陡，越________；
（3）通过对上述实验数据的分析，对斜面机械效率的问题可获得的初步结论是：在其他条件不变的情况下，斜面越陡，机械效率________。
28. （2021新疆）2021年4月29日，我国“天问一号”火星探测器携带“祝融号”火星车成功着陆火星。
（1）“祝融号”火星车在火星上______（填“具有”或“没有”）惯性。匀速爬坡时，“祝融号”火星车的机械能 _______（填“增大”“减小”或“不变”）。照射在“祝融号”上的太阳光是由______（填“三”或“七”）种色光混合而成的。
（2）由于火星上没有类似于地磁场的磁场分布，所以在火星上______（ 填“能”或“不能”）使用指南针辨别方向。火星极地附近的干冰（固态二氧化碳）是大气中的二氧化碳______（填“液化”或“凝华”）形成的，该过程______（填“吸收”或“放出”）热量。
（3）小红设想分别在地球和火星上用同一滑轮组匀速提升同一重物。若在地球上绳子自由端的拉力为4.0 N，小红通过查阅资料后推算出，在火星上绳子自由端的拉力为1.5N，不计绳重与摩擦，则该滑轮组在地球上的机械效率______（填 “大于”“小于”或“等于”）在火星上的机械效率；若在火星上大气压能托起水银柱的最大高度为15 mm，则火星上的大气压为______Pa（已知水银的密度为13. 6×103kg/m3）。
29.（2021呼伦贝尔、兴安盟）某实验小组在“探究杠杆的平衡条件”的实验中，进行了如下操作：
（1）将杠杆中点置于支架上，未挂钩码时杠杆静止在图甲位置，实验前需向 （选填“左”或“右”）调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡，这样调节的目的是便于测量 ；
（2）如图乙所示，在杠杆上 A 点挂 4 个钩码，要使杠杆重新在水平位置平衡，应在 B 点挂 个相同的钩码；杠杆水平平衡后，又将 A、B 点所挂钩码同时向远离支点 O的方向移动一格，杠杆的 （选填“左”或“右”）侧下沉。
30.（2021宁波）反思是一种良好的学习品质。
(1)一根轻质硬棒AB，在力的作用下能绕固定点O转动。现在硬棒AB上施加两个力F1和F2，O点到F1和F2的作用线的距离分别为d1和d2。小宁认为，只要满足F1×d1=F2×d2，则硬棒AB一定保持静止状态或匀速转动。你认为小宁的想法正确吗？请说出你的理由。
(2)在“动滑轮”实验中，小宁通过如图所示装置进行实验，得到结论：使用动滑轮匀速提升物体，竖直向上的拉力F小于物重G。小宁思考后认为，即使不计摩擦和绳重，上述结论要成立，物重G和动滑轮重G动之间也必须满足一定条件。请你说出这一条件，并予以证明。
31. （2021广安）学校旁老旧小区正在改造施工。工人用如图所示的装置将质量为120的建筑材料匀速提升了6m，用时10s。在此过程中，电动机对绳子的拉力为F，滑轮组的机械效率为80%，g取10，求：
（1）滑轮组做的有用功；（ ）
（2）拉力F的大小；（ ）
（3）根据已知条件，以下物理量：①滑轮组做的额外功，②拉力F的功率，③动滑轮的重力，能求出的有___________（填写番号）。
32. （2021大连）某建筑工人的重力为，双脚与地面的接触面积是．该工人通过如图所示的滑轮组在内将建材匀速提升，此过程中工人对绳自由端的拉力为，已知动滑轮的重力为，不计绳重及轮与轴的摩擦。试求：
（1）该工人双脚站立在水平地面上没拉绳子时，对地面的压强是多少？
（2）该工人对绳子自由端拉力的功率是多少？
（3）如果绳子承受的拉力足够大，该工人用此滑轮组最大能够提起多重的物体？
33．（2021济南）随着国家发展改革委员会对《济南市城市轨道交通第二期建设规划（2020～2025年）》的批复，我市地铁建设步入快车道。如图为济南地铁建设某工地，工人在20s内用塔吊将质量为2500kg的混凝土预制件匀速提升了6m。若这个混凝土预制件的密度为2.2×103kg/m3。g取10N/kg，通过计算回答：
（1）它受到的重力是多少牛？
（2）它的体积是多少米3？
（3）在提升它的过程中，塔吊对它做了多少焦的功？
（4）塔吊对它做功的功率是多少瓦？
34.（2021达州）如图甲、乙所示，物体M先后浸没在水和浓盐水中(ρ盐水>ρ水)，用同一滑轮组从两种液体中将物体M匀速提出水面，拉力F和F′随时间t变化的图像如图丙所示。不计绳重、摩擦及水的阻力，物体M不吸水、不沾水，g=10N/kg。
(1)图丙中______ (选填“A”“B”)曲线表示拉力F随时间t变化的图像。
(2)求物体M浸没在水中受到的浮力。
(3)如果物体M浸没在水中滑轮组的机械效率为η1，完全拉出水面滑轮组的机械效率为η0，浸没在浓盐水中滑轮组的机械效率为η2，已知η0：η1=25：24，η0：η2=20：19，求物体M浸没在盐水中的浮力。
35．（2021兰州A卷）如图甲所示的轻质杠杆，O为支点。用细线将质量为4kg、密度为4.0g/cm3的物体P悬挂在A点，同时在B点施加竖直向下的力F使杠杆水平平衡，OA：OB＝1：2。撤去力F，用细线将密度为3.0g/cm3的物体Q悬挂在支点O的左侧，再将P、Q分别浸没在水和某种未知液体中，调节细线在杠杆上的悬挂点使杠杆再次水平平衡。如图乙所示，测得杠杆左、右测的力臂大小分别为L1和L2。然后将物体P、Q取出擦干后左右对调，再次将P、Q分别浸没在未知液体和水中，重新调节杠杆仍能水平平衡，测得杠杆左、右两侧的力臂大小分别为L1′和L2′。已知ρ水＝1.0g/cm3，g＝10N/kg，L1L1′＝3L2L2′，杠杆足够长，在调节过程中P、Q始终未露出液面，也未与容器壁和底接触。求：
（1）力F的大小；
（2）物体P浸没在水中时受到的浮力；
（3）未知液体的密度。
36.（2021杭州）已知一根质量分布均匀的圆柱体木料质量为60kg，体积为0.1m3。问：
(1)此木料的密度为多少？
(2)如图所示，甲、乙两人分别在A点和B点共同扛起此木料并恰好水平，其中AO=BO，O为木料的中点。求此时乙对木料的作用力大小。
(3)若在(2)中当乙的作用点从B点向O点靠近时，请列式分析此过程中甲对木料作用力大小变化情况。
备战2022年中考物理真题分项练习——简单机械参考答案
1. （2021怀化）下列情境中的杠杆属于费力杠杆的是（ ）
A. 羊角锤拔钉子 B. 起子开瓶盖
C. 镊子夹物 D. 钳子剪导线
【答案】C
2. （2021北部湾）图是小华在劳动教育实践活动中体验中国传统农耕“春稻谷”的示意图。小华若要更省力，下列做法可行的是（ ）
A. 支点不动，脚在杆上的位置前移
B. 将支点靠近人，脚在杆上的位置不动
C. 将支点靠近人，同时脚在杆上的位置前移
D. 将支点远离人，同时脚在杆上的位置后移
【答案】D
3．（2021营口）如图所示的工具中，属于费力杠杆的是（ ）
A．瓶盖起子 B．食品夹
C．核桃钳 D．起钉锤
【答案】B。
【解析】解：A、瓶盖起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A错误；
B、食品夹在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故B正确；
C、核桃钳在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C错误；
D、起钉锤在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D错误。
4.（2021青海）许多物理学家为人类的进步做出了巨大的贡献，下列叙述中对应关系正确的是
A.牛顿发现了杠杆平衡条件 B.伽利略最早测出了大气压强的值
C.奥斯特发现了电流的磁效应 D.阿基米德最早揭开了光的颜色之谜
【答案】C
5. （2021河南）如图5，工人师傅正在使用一根硬棒撬动石头，使用此硬棒（ ）
A. 省力且省距离 B. 省力但费距离
C. 费力且费距离 D. 费力且省距离
【答案】B
6. （2021长春）图甲是《墨经》中记载的古代提升重物的工具——“车梯”，图乙是其等效图。利用此“车梯”匀速提升重物时，下列说法正确的是（ ）
A. 绳端移动的距离是物体上升距离的5倍
B. 被提升的物重是绳子拉力的4倍
C. 增大物重，所做的有用功增大
D. 增大物重，“车梯”的机械效率变高
【答案】D
【解析】A．由图可知，n=4，s=4h， 即绳端移动的距离是物体上升距离的4倍，故A错误；
B．由于动滑轮自身有重力及克服绳和轮间的摩擦， 被提升的物重小于绳子拉力的4倍，故B错误；
C．增大物重，重物提升的高度不一定，所做的有用功不一定增大，故C错误；
D．增大物重，在动滑轮、摩擦不变的情况下（即额外功不变的情况下），有用功在总功中所占比例增大，所以机械效率增大，故D正确。
故选D。
7.（2021泸州） 如图所示的滑轮组，动滑轮重3N，物体A在5s内被匀速提升0.5m的过程中，图中绳的拉力均沿竖直方向，滑轮组的机械效率为90%，不计绳重和摩擦，则在本次实验中（ ）
A. 若提升更重的物体，滑轮组的机械效率降低
B. 物体A的重力为27N
C. 绳子自由端的拉力F大小为8N
D. 绳子自由端拉力的功率为3W
【答案】BD
【解析】A．用同一滑轮组提升重物时，物重越重，滑轮组机械效率越高，若提升更重的物体，滑轮组的机械效率提高，故A不符合题意；
B．物体A在5s内被匀速提升0.5m的过程中，做的额外功
由滑轮组的机械效率为90%，可知总功
有用功
物体A的重力
故B符合题意；
C．绳子自由端的拉力F大小为
故C不符合题意；
D．绳子自由端拉力的功率
故D符合题意。
故选BD。
8. （2021德州）图所示工具中，属于费力杠杆的是（ ）
A. 镊子 B. 瓶起子
C. 天平 D. 钳子
【答案】A
9. （2021包头）甲、乙两铁块通过滑轮组用细绳连接，吸附在竖直放置且足够长固定磁性平板两侧，m甲=1.8kg、m乙=2kg，如图所示。甲以0.2m/s的速度竖直向下做匀速直线运动。磁性平板对甲的摩擦力大小为4N。对乙的摩擦力大小为2N（细绳足够长且始终处于竖直拉伸状态，不计绳重和绳与滑轮的摩擦，磁性平板对其他器材无磁力作用，g取10N/kg）。下列说法正确的是（ ）
A. 定滑轮质量一定是0.6kg
B. 甲所受拉力为22N
C. 乙所受拉力的功率为2.2W
D. 3s时间内甲、乙克服摩擦力做的功相等
【答案】C
10. （2021呼和浩特）伽利略年轻的时候，他很喜欢阿基米德鉴定王冠的故事。然而他对这个故事感到有点儿不满足，因为故事中没有介绍测定王冠中金、银含量的方法。他想出了一个很简单的方法。他做了一杆小秤，如图所示，先在等臂的情况下测一纯金块的质量（图a），然后将金块浸没在水中，保持砝码数量不变，但将其悬挂点移至A点，以使秤杆恢复平衡，并在A点做一刻度（图b）。下一步用纯银块代替金块重复上述步骤，于是得到又一刻度B（图c与d）。最后用待测的王冠代替银块，得到王冠在水中时砝码的位置C（图e与f）。（依题意图a、b中金块质量、砝码和盘的总质量均为m1，设各图中支点距左端悬挂点的力臂均为L，图b中右侧力臂为L1，图d中右侧力臂为L2，图f中右侧力臂为L3，王冠中金、银的体积分别为V金、V银）。下列结论正确的是
A. 由杠杆平衡条件得b图中：
B. 黄金密度为
C. 纯银密度与王冠平均密度分别为、
D. 王冠中金银的体积比
【答案】ABC
11. （2021荆州）2022年冬季奥林匹克运动会主办城市是北京，北京成为第一个举办过夏季奥林匹克运动会和冬季奥林匹克运动会以及亚洲运动会三项国际赛事的城市。在某场馆建设中，采用如图所示的装置，滑轮组悬挂在水平支架上，工人站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，使物体A在5s内匀速上升了1m．已知物体A重400N，该工人重500N，两个滑轮质量相等，不计滑轮组的绳重和摩擦，滑轮组的机械效率为80%．关于该过程，下列说法正确的是（ ）
A. 水平地面对工人的支持力为300N
B. 动滑轮重为50N
C. 人对绳子拉力的功率为120W
D. 支架受到滑轮组的拉力为850N
【答案】D
【解析】AB．设动滑轮的重力为，则有
解得
人对绳子的拉力
水平地面对工人的支持力为
故AB错误；
C．绳子自由端上升的速度
人对绳子拉力的功率为
故C错误；
D．支架受到滑轮组的拉力为850N
故D正确。
故选D。
12.（2021锦州）关于学校的各项体育活动中所蕴含的物理知识，下列说法中正确的是（ ▲ ）
A.静止在水平地面上的足球，受到的重力和支持力是一对相互作用力
B.将篮球投向远处的篮筐，当篮球运动到最高点时，篮球的动能不为零
C.奔跑的学生不能立即停下，是因为受到惯性的作用
D.正在做俯卧撑的同学整体可视为省力杠杆
【答案】BD
13．（2021沈阳）关于下列四个实验情景的结果预测，正确的是（ ）
A．图中是热机的压缩冲程，将机械能转化为内能
B．图中当向玻璃管中吹风时，U形管A管中的水面下降B管中的水面上升
C．图中将杠杆两端的钩码同时向支点移动一格天平刚好平衡
D．图中将容器侧壁的塞子同时拔出，水一定从a孔喷射最远，从c孔喷射最近
【答案】C。
【解析】解：A、图中进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，属于排气冲程，此冲程中没有能量转化，故A错误；
B、A管上面的玻璃管比较细，当向玻璃管中吹风时，空气经过A管上方的流动速度大于B管上方的空气流动速度，A管上方的压强小于B管上方的压强，水被压向A管，所以A管水面上升，B管水面下降，故B错误；
C、设杠杆一个小格代表L，一个钩码重为G，将杠杆两端的钩码同时向支点移动一格，杠杆右端：2G×3L＝6GL，杠杆左端：3G×2L＝6GL，所以，天平刚好平衡，故C正确；
D、液体密度一定时，液体内部压强随深度的增加而增大，越深的位置其压强越大；图中a最浅，所以水的压强最小，水喷射最近；c最深，所以水的压强最大，水喷射最远，故D错误。
14. （2021恩施州）如图，有人利用该滑轮将G=100N的物体匀速提升了20cm（不计绳重G和摩擦），此过程克服物体重力做的功为______J，若动滑轮重10N，则F=______N。
【答案】 (1). 20 (2). 210
【解析】[1]此过程克服物体重力做的功为
[2]若动滑轮重10N，则
15. （2021陕西）如图所示，工人师傅用沿斜面向上1000 N的推力。将重为2000 N的物体从斜面底端匀速推至斜面顶端。已知斜面长4m、高1.5m，则此过程中的有用功为______J ，斜面的机械效率为______。使用斜面可以______ （选填“省力”或“省功”）。
【答案】 (1). 3×103 (2). 75 % (3). 省力
【解析】[1]斜面作为简单机械使用时，有用功等于克服物体重力做的功，因此
[2]总功等于推力做的功，因此
所以，机械效率为
[3]任何机械都不能省功，反而会需要做额外功。使用斜面的时候，推力比重力小，因此可以省力。
16. （2021大连）工人使用独轮车搬运石头，相关信息如图所示，车箱和石头所受的总重力，推车时，双手向上的力______；如果将这些石头偏向车箱前部装载，推车时，双手向上的力为，则______（选填“”、“”或“”）。
【答案】 ①. 300 ②. <
17.（2021德阳）用如图所示滑轮组拉动物体A在粗糙的水平面上运动，不计绳和滑轮的自重。当F为20 N时，物体A在水平面上做匀速直线运动，此时物体A受到地面的摩擦力为30 N，则滑轮组的机械效率是 ________；当F增大到50 N时，物体A受到地面的摩擦力为 ________N。
【答案】75% 30 N
【解析】滑轮组的机械效率是：η=fnF×100%=30N2×20N×100%=75%，当F增大到50 N时，物体A对地面的压力保持不变，接触面的粗糙程度不变，因此物体A受到地面的摩擦力仍为30 N。
18.（2021达州）如图所示，AC、BC为同一水平面上的两个光滑斜面，AC>BC，∠CAB=30°。在相等时间内把重为80N的同一物体从斜面底端分别沿AC、BC匀速推至C点，物体的机械能______ (选填“增大”“减少”“不变”)，若推力分别为F1、F2，功率分别为P1、P2，则F1 ______ F2，P1 ______ P2(选填“>”“<”或“=”)。
【答案】增大 < =
【解析】解：物体匀速运动，物体的动能不变，物体的高度增加，物体的重力势能增大，机械能等于动能与势能的总和，则物体的机械能增大，AC>BC，∠CAB=30°，由图可知斜面AC倾斜角度小于BC的倾角，所以物体沿AC运动时拉力较小，即F1
故答案为：增大；<；=。
19.（2021无锡）小红和小华用一只弹簧测力计，一根长度为1m、质量为1.2kg粗细均匀、质量均匀分布的圆柱型螺纹钢AB，一只金属筐，制成了如图所示的机械装置。制作时，她们将金属筐系于螺纹钢上的B端，当悬挂螺纹钢的钢索在螺纹钢上的悬吊点移至O点时，螺纹钢在水平位置平衡，测得OB＝4cm，则金属筐的质量为________kg。称重时，将重物放入金属筐中，用弹簧测力计竖直向下拉住螺纹钢的A端，便之再次在水平位置平衡，此时弹簧测力计示数为15N，则重物的质量是________kg。若在她们制作的装置中仅将弹簧测力计换成质量为1kg的“秤砣”，制成杆秤，从O点开始，沿OA每隔1cm标出对应的质量刻度，则该杆秤的分度值为________kg。（g取10N/kg）
【答案】13.8 36 0.25
20.（2021武威）如图所示是常用的核桃夹，当用力摁住C点夹核桃时，可把________点看作支点，此时核桃夹可看作________杠杆（选填“省力”“费力”或“等臂”）。
【答案】 A；省力
【解析】 当用力摁住C点夹核桃时，围绕A点转动，A是支点。
C为动力作用点，B为阻力作用点，故动力臂小于阻力臂，故是省力杠杆。
21. （2021自贡）用图甲所示的滑轮组运送货物上楼，每件货物重为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像，则动滑轮重为______N；当某次运送4件货物时，滑轮组的机械效率为______%（不考虑绳重和摩擦）。
【答案】 ①. 100 ②. 80
22. （2021济宁）请按要求完成下列作图。如图所示，顽皮的小象用力向下压跷跷板，猴子被弹起，不计空气阻力，请画出此时猴子的受力示意图。
【答案】
23. （2021通辽）如图所示是一种抽水马桶水箱自动上水装置的示意图。当水箱内的水达到一定高度时，浮标带动杠杆压住入水口，停止上水。请在图中画出动力、阻力和动力臂。
【答案】
【解析】解：
由图和题意可知，O为支点，水对浮标的向上作用力为动力，入水口对B端的向上作用力为阻力；
过杠杆B点作竖直向上的力即为阻力F2；过浮标重心作竖直向上的力即为动力F1，过支点O作动力F1作用线的垂线段即为动力臂L1．如图所示：
24．（2021盐城）在图中画出钓鱼竿所受阻力F2的力臂L2。
【答案】解：人右手与钓鱼竿接触处是支点，线对鱼竿拉力是阻力F2，由支点作阻力作用线的垂线，垂线段为其力臂L2，如图所示：
25. （2021恩施州）如图，在探究杠杆平衡条件的实验中，每个钩码重1N。
（1）实验前需调节平衡螺母使杠杆处于水平位置，这样做的目的是______；
（2）若在A点挂有2个钩码，则B点要挂______个钩码才能使杠杆水平平衡；
（3）若A点钩码数不变，取下B点钩码，用测力计作用在C点，为使杠杆再次水平平衡，测力计上最小示数为______N，方向______。
【答案】 (1). 消除杠杆自身重力对实验的影响 (2). 3 (3). 1.2 (4). 竖直向下
【解析】（1）[1]实验前调节杠杆在水平位置平衡时为了消除杠杆自身重力对实验的影响。
（2）[2]根据杠杆的平衡条件，此时杠杆平衡，则
解得FB=3N，每个钩码重1N，则B点要挂3个钩码才能使杠杆水平平衡。
（3）[3][4]当弹簧测力计竖直向下拉动时，是作用在该点的所有力中力臂最长，力最小的时候，此时弹簧测力计示数最小。此时杠杆平衡。则
解得FC=1.2N。
26. （2021陕西）在：“探究杠杆平衡条件”的实验中：
（1）为方便测量力臂，实验前应先调节杠杆两端的平衡螺母，使之在______位置平衡；
（2）如图-1，此时杠杆处于平衡状态，如果在杠杆两端各挂一个相同的钩码，杠杆将______（选填“保持平衡”“顺时针转动”或“逆时针转动”）；
（3）如图-2是一个加宽的杠杆装置，此时杠杆处于平衡状态。若只将左侧的钩码改挂到A点正上方的B点，力臂是线段______（选填“OA”“OB”或“AB”），此时杠杆______（选填“仍能”或“不能”）保持平衡。
【答案】 (1). 水平 (2). 顺时针转动 (3). OA (4). 仍能
【解析】（1）[1]实验前应先调节杠杆两端的平衡螺母，使其在水平位置平衡，以便于测量力臂。
（2）[2]由于左边的力臂小于右边的力臂，加上相同的钩码后，左边力臂与钩码重力之积小于右边力臂与钩码重力之积，故杠杆顺时针转动。
（3）[3][4]力臂仍然为 OA，因为力臂是支点到力臂的作用线的距离，故力臂是OA；由于力臂大小不变，钩码重力不变，右边的力臂和钩码的重力之积不变，故仍然平衡。
27.（2021广元）小敏在利用斜面搬运物体A的过程中，提出了一个问题：“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有没有关系？”针对这个问题，他通过在斜面上匀速直线拉动物体进行了实验探究（如图所示），测得的实验数据如表所示：
（1）根据表中的数据可求出第③次实验中斜面的机械效率是________%；
（2）通过对上述实验数据的分析可知，斜面的省力情况与斜面倾斜程度的关系是：斜面越陡，越________；
（3）通过对上述实验数据的分析，对斜面机械效率的问题可获得的初步结论是：在其他条件不变的情况下，斜面越陡，机械效率________。
【答案】（1）80.6 （2）费力 （3）越高
【解析】（1）由表格数据知，第③次实验中，斜面的机械效率：η=W有W总=1.25J1.55J×100%=80.6%。（2）由表格数据知，拉动物体的重力相同时，斜面倾斜程度越陡，所需的拉力越大，即斜面越陡，越费力。（3）分析表格数据知，当拉动相同重力的物体移动相同的距离时，斜面越陡，机械效率越高。
28. （2021新疆）2021年4月29日，我国“天问一号”火星探测器携带“祝融号”火星车成功着陆火星。
（1）“祝融号”火星车在火星上______（填“具有”或“没有”）惯性。匀速爬坡时，“祝融号”火星车的机械能 _______（填“增大”“减小”或“不变”）。照射在“祝融号”上的太阳光是由______（填“三”或“七”）种色光混合而成的。
（2）由于火星上没有类似于地磁场的磁场分布，所以在火星上______（ 填“能”或“不能”）使用指南针辨别方向。火星极地附近的干冰（固态二氧化碳）是大气中的二氧化碳______（填“液化”或“凝华”）形成的，该过程______（填“吸收”或“放出”）热量。
（3）小红设想分别在地球和火星上用同一滑轮组匀速提升同一重物。若在地球上绳子自由端的拉力为4.0 N，小红通过查阅资料后推算出，在火星上绳子自由端的拉力为1.5N，不计绳重与摩擦，则该滑轮组在地球上的机械效率______（填 “大于”“小于”或“等于”）在火星上的机械效率；若在火星上大气压能托起水银柱的最大高度为15 mm，则火星上的大气压为______Pa（已知水银的密度为13. 6×103kg/m3）。
【答案】 (1). 具有 (2). 增大 (3). 七 (4). 不能 (5). 凝华 (6). 放出 (7). 等于 (8). 2040
29.（2021呼伦贝尔、兴安盟）某实验小组在“探究杠杆的平衡条件”的实验中，进行了如下操作：
（1）将杠杆中点置于支架上，未挂钩码时杠杆静止在图甲位置，实验前需向 （选填“左”或“右”）调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡，这样调节的目的是便于测量 ；
（2）如图乙所示，在杠杆上 A 点挂 4 个钩码，要使杠杆重新在水平位置平衡，应在 B 点挂 个相同的钩码；杠杆水平平衡后，又将 A、B 点所挂钩码同时向远离支点 O的方向移动一格，杠杆的 （选填“左”或“右”）侧下沉。
【答案】（1） 左 力臂 （2） 6 右
30.（2021宁波）反思是一种良好的学习品质。
(1)一根轻质硬棒AB，在力的作用下能绕固定点O转动。现在硬棒AB上施加两个力F1和F2，O点到F1和F2的作用线的距离分别为d1和d2。小宁认为，只要满足F1×d1=F2×d2，则硬棒AB一定保持静止状态或匀速转动。你认为小宁的想法正确吗？请说出你的理由。
(2)在“动滑轮”实验中，小宁通过如图所示装置进行实验，得到结论：使用动滑轮匀速提升物体，竖直向上的拉力F小于物重G。小宁思考后认为，即使不计摩擦和绳重，上述结论要成立，物重G和动滑轮重G动之间也必须满足一定条件。请你说出这一条件，并予以证明。
【答案】解：(1)F1与F2必须是一个为使杠杆绕支点转动的动力，另一个为阻碍杠杆转动的阻力，然后满足F1L1=F2L2的条件杠杆才平衡，则杠杆一定保持静止状态或匀速转动；硬棒AB上施加两个力F1和F2使杠杆绕支点转动的方向相同，那么即使满足F1×d1=F2×d2，则硬棒AB也不能保持静止状态或匀速转动；
(2)使用动滑轮匀速提升物体时，不计摩擦和绳重，拉力：F=12(G+G滑)，
若拉力F
即：使用动滑轮匀速提升物体，满足竖直向上的拉力F小于物重G的条件是：物重G大于动滑轮重G动。
答：(1)小宁的想法不正确。若硬棒AB上施加两个力F1和F2使杠杆绕支点转动的方向相同，那么即使满足F1×d1=F2×d2，则硬棒AB也不能保持静止状态或匀速转动；
(2)条件：物重G大于动滑轮重G动。
使用动滑轮匀速提升物体时，不计摩擦和绳重，拉力：F=12(G+G滑)，
若拉力FG滑。
【解析】(1)根据杠杆各要素的物理意义分析判断，知道F1是使杠杆绕支点转动的动力，F2是阻碍杠杆转动的阻力；当满足F1L1=F2L2的条件杠杆才平衡；
(2)不计摩擦和绳重，则拉力F=12(G物+G滑)，据此分析即可。
31. （2021广安）学校旁老旧小区正在改造施工。工人用如图所示的装置将质量为120的建筑材料匀速提升了6m，用时10s。在此过程中，电动机对绳子的拉力为F，滑轮组的机械效率为80%，g取10，求：
（1）滑轮组做的有用功；（ ）
（2）拉力F的大小；（ ）
（3）根据已知条件，以下物理量：①滑轮组做的额外功，②拉力F的功率，③动滑轮的重力，能求出的有___________（填写番号）。
【答案】 (1). 7200J (2). 750N (3). ①②
32. （2021大连）某建筑工人的重力为，双脚与地面的接触面积是．该工人通过如图所示的滑轮组在内将建材匀速提升，此过程中工人对绳自由端的拉力为，已知动滑轮的重力为，不计绳重及轮与轴的摩擦。试求：
（1）该工人双脚站立在水平地面上没拉绳子时，对地面的压强是多少？
（2）该工人对绳子自由端拉力的功率是多少？
（3）如果绳子承受的拉力足够大，该工人用此滑轮组最大能够提起多重的物体？
【答案】（1）；（2）；（3）
33．（2021济南）随着国家发展改革委员会对《济南市城市轨道交通第二期建设规划（2020～2025年）》的批复，我市地铁建设步入快车道。如图为济南地铁建设某工地，工人在20s内用塔吊将质量为2500kg的混凝土预制件匀速提升了6m。若这个混凝土预制件的密度为2.2×103kg/m3。g取10N/kg，通过计算回答：
（1）它受到的重力是多少牛？
（2）它的体积是多少米3？
（3）在提升它的过程中，塔吊对它做了多少焦的功？
（4）塔吊对它做功的功率是多少瓦？
【答案】2.5×104N 1.14m3 1.5×105J 7.5×103W
【解析】
34.（2021达州）如图甲、乙所示，物体M先后浸没在水和浓盐水中(ρ盐水>ρ水)，用同一滑轮组从两种液体中将物体M匀速提出水面，拉力F和F′随时间t变化的图像如图丙所示。不计绳重、摩擦及水的阻力，物体M不吸水、不沾水，g=10N/kg。
(1)图丙中______ (选填“A”“B”)曲线表示拉力F随时间t变化的图像。
(2)求物体M浸没在水中受到的浮力。
(3)如果物体M浸没在水中滑轮组的机械效率为η1，完全拉出水面滑轮组的机械效率为η0，浸没在浓盐水中滑轮组的机械效率为η2，已知η0：η1=25：24，η0：η2=20：19，求物体M浸没在盐水中的浮力。
【答案】A
【解析】解：(1)当物体M浸没在液体中时，由F浮=ρ液gV排可知，液体的密度越大，物体M受到浮力越大，
因为ρ甲<ρ乙，所以M浸在两种液体受到的浮力F甲
又因为绳自由端的拉力F=12(FM+G动)，
所以拉力F>F′，则图丙中A曲线表示拉力F随时间t变化的图像；
(2)由图丙可知物体M在完全离开水面时绳自由端的拉力F0=180N，
此时有：F0=12(G+G动)——①
当物体M浸没在水中时绳自由端受到的拉力FA=150N，令此时物体M在水中受到的拉力为F1，
则有：FA=12(F1+G动)——②
①−②有：G−F1=2(F0−FA)=2×(180N−150N)=60N
所以物体M浸没在水中受到的浮力为：F浮=G−F1=60N；
(3)由于绳重和摩擦不计，则η=W有W总=GhFs=G2F，
所以，物体离开水面前，滑轮组的机械效率：η1=F12FA=G−F浮2FA=G−60N2×150N=G−60N300N，
物体离开水面后，滑轮组的机械效率：η0=G2F0=G2×180N=G360N，
所以，η0η1=G×300N360N×(G−60N)=2524，
解得：G=300N，
则动滑轮的重力为：G动=2F0−G=2×180N−300N=60N，
令物体M在浓盐水中受到的拉力为F2，浮力为F浮′，绳自由端受到的拉力为FB，物体离开浓盐水前，滑轮组的机械效率：η2=F22FB=F2F2+G动=G−F浮′G−F浮′+G动，
所以，η0η2=G(G−F浮′+G动)360 N×(G−F浮′)=300N×(300N−F浮′+60N)360N×(300N− F浮′)=2019，
解得：F浮′=72N。
答：(1)A；
(2)物体M浸没在水中受到的浮力为60N；
(3)物体M浸没在盐水中的浮力72N。
35．（2021兰州A卷）如图甲所示的轻质杠杆，O为支点。用细线将质量为4kg、密度为4.0g/cm3的物体P悬挂在A点，同时在B点施加竖直向下的力F使杠杆水平平衡，OA：OB＝1：2。撤去力F，用细线将密度为3.0g/cm3的物体Q悬挂在支点O的左侧，再将P、Q分别浸没在水和某种未知液体中，调节细线在杠杆上的悬挂点使杠杆再次水平平衡。如图乙所示，测得杠杆左、右测的力臂大小分别为L1和L2。然后将物体P、Q取出擦干后左右对调，再次将P、Q分别浸没在未知液体和水中，重新调节杠杆仍能水平平衡，测得杠杆左、右两侧的力臂大小分别为L1′和L2′。已知ρ水＝1.0g/cm3，g＝10N/kg，L1L1′＝3L2L2′，杠杆足够长，在调节过程中P、Q始终未露出液面，也未与容器壁和底接触。求：
（1）力F的大小；
（2）物体P浸没在水中时受到的浮力；
（3）未知液体的密度。
【答案】解：（1）由题知，OA：OB＝1：2，A点受到P的拉力大小等于P的重力，
根据杠杆的平衡条件有：F×OB＝GP×OA＝mPg×OA，
所以F＝×mPg＝×4kg×10N/kg＝20N；
（2）由ρ＝可得，物体P的体积：
VP＝＝＝10﹣3m3，
物体P浸没在水中，V排P＝VP，
受到水的浮力F浮＝ρ水gVP＝1.0×103kg/m3×10﹣3m3×10N/kg＝10N；
（3）图乙中，将P、Q分别浸没在水和某种未知液体中，左、右测的力臂大小分别为L1和L2时，杠杆水平平衡，
根据G＝mg＝ρVg和F浮＝ρ液gV排可得，Q对杠杆拉力：
FQ＝GQ﹣F浮Q＝ρQVQg﹣ρ液gVQ＝（ρQ﹣ρ液）gVQ，
同理：P对杠杆的拉力：
FP＝GP﹣F浮P＝ρPVPg﹣ρ水gVP＝（ρP﹣ρ水）gVP，
根据杠杆的平衡条件有：FQL1＝FPL2，
即：（ρQ﹣ρ液）gVQL1＝（ρP﹣ρ水）gVPL2﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
将P、Q分别浸没在未知液体和水中，即P、Q对调，重新调节杠杆仍能水平平衡，杠杆左、右两侧的力臂大小分别为L1′和L2′时，杠杆平衡，
P对杠杆的拉力F：
P′＝GP﹣F浮P′＝ρPVPg﹣ρ液gVP＝（ρP﹣ρ液）gVP，
Q对杠杆拉力：
FQ′＝GQ﹣F浮Q′＝ρQVQg﹣ρ水gVQ＝（ρQ﹣ρ水）gVQ，
根据杠杆的平衡条件有：FQ′L1′＝FP′L2′，
即：（ρP﹣ρ液）gVPL1′＝（ρQ﹣ρ水）gVQ L2′﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
①×②化简得：
（ρQ﹣ρ液）（ρP﹣ρ液）L1L1′＝（ρP﹣ρ水）（ρQ﹣ρ水）L2 L2′，
由题知，L1L1′＝3L2L2′，代入上式可得：
3（ρQ﹣ρ液）（ρP﹣ρ液）＝（ρP﹣ρ水）（ρQ﹣ρ水），
3（3.0g/cm3﹣ρ液）（4.0g/cm3﹣ρ液）＝（4.0g/cm3﹣ρ水）（3.0g/cm3﹣1.0g/cm3），
解得：ρ液＝2.0g/cm3或ρ液＝5.0g/cm3，
因为P、Q始终未露出液面且杠杆有拉力，所以P、Q的密度大于水和液体的密度，故ρ液＝5.0g/cm3不合题意。
答：（1）力F的大小为20N；
（2）物体P浸没在水中时受到的浮力为10N；
（3）未知液体的密度为2.0g/cm3。
36.（2021杭州）已知一根质量分布均匀的圆柱体木料质量为60kg，体积为0.1m3。问：
(1)此木料的密度为多少？
(2)如图所示，甲、乙两人分别在A点和B点共同扛起此木料并恰好水平，其中AO=BO，O为木料的中点。求此时乙对木料的作用力大小。
(3)若在(2)中当乙的作用点从B点向O点靠近时，请列式分析此过程中甲对木料作用力大小变化情况。
【答案】解：(1)由题知木料质量为60kg，体积为0.1m3，带入密度公式得：ρ=mV=60kg0.1m3=600kg/m3；
(2)木料重力G=mg=60kg×10N/kg=600N；
以A为支点，可以将质量分布均匀的木料所受的重力等效于其重心O点，则 AOAB=12；
则由杠杆平衡条件F1l1=F2l2得：F乙×AB=G×AO；
即F乙= G×AOAB=600N2=300N；
(3)当乙的作用点向O靠近时，此时作用点记为B′；
以A为支点，由杠杆平衡条件F1l1=F2l2得：F乙×AB′=G×AO；
即F乙= G×AOAB′；
当乙向O点靠近，AB′减小，G与AO不变，则F乙变大；
因为木料处于平衡状态，故所受合力为零，则有F乙+F甲=G；
因F乙变大，所以F甲变小。
答：(1)木料密度为600kg/m3；
(2)此时乙对木料的作用力F乙=300N；
(3)当乙的作用点从B点向O点靠近时，F甲变小。
【解析】(1)利用密度公式可求解木料的密度；
(2)利用杠杆平衡条件求解作用力大小；
(3)考察杠杆的动态平衡问题。
备战2022年中考物理真题分项练习——简单机械
1. （2021怀化）下列情境中的杠杆属于费力杠杆的是（ ）
A. 羊角锤拔钉子 B. 起子开瓶盖
C. 镊子夹物 D. 钳子剪导线
2. （2021北部湾）图是小华在劳动教育实践活动中体验中国传统农耕“春稻谷”的示意图。小华若要更省力，下列做法可行的是（ ）
A. 支点不动，脚在杆上的位置前移
B. 将支点靠近人，脚在杆上的位置不动
C. 将支点靠近人，同时脚在杆上的位置前移
D. 将支点远离人，同时脚在杆上的位置后移
3．（2021营口）如图所示的工具中，属于费力杠杆的是（ ）
A．瓶盖起子 B．食品夹
C．核桃钳 D．起钉锤
4.（2021青海）许多物理学家为人类的进步做出了巨大的贡献，下列叙述中对应关系正确的是
A.牛顿发现了杠杆平衡条件 B.伽利略最早测出了大气压强的值
C.奥斯特发现了电流的磁效应 D.阿基米德最早揭开了光的颜色之谜
5. （2021河南）如图5，工人师傅正在使用一根硬棒撬动石头，使用此硬棒（ ）
A. 省力且省距离 B. 省力但费距离
C. 费力且费距离 D. 费力且省距离
6. （2021长春）图甲是《墨经》中记载的古代提升重物的工具——“车梯”，图乙是其等效图。利用此“车梯”匀速提升重物时，下列说法正确的是（ ）
A. 绳端移动的距离是物体上升距离的5倍
B. 被提升的物重是绳子拉力的4倍
C. 增大物重，所做的有用功增大
D. 增大物重，“车梯”的机械效率变高
7.（2021泸州） 如图所示的滑轮组，动滑轮重3N，物体A在5s内被匀速提升0.5m的过程中，图中绳的拉力均沿竖直方向，滑轮组的机械效率为90%，不计绳重和摩擦，则在本次实验中（ ）
A. 若提升更重的物体，滑轮组的机械效率降低
B. 物体A的重力为27N
C. 绳子自由端的拉力F大小为8N
D. 绳子自由端拉力的功率为3W
8. （2021德州）图所示工具中，属于费力杠杆的是（ ）
A. 镊子 B. 瓶起子
C. 天平 D. 钳子
9. （2021包头）甲、乙两铁块通过滑轮组用细绳连接，吸附在竖直放置且足够长固定磁性平板两侧，m甲=1.8kg、m乙=2kg，如图所示。甲以0.2m/s的速度竖直向下做匀速直线运动。磁性平板对甲的摩擦力大小为4N。对乙的摩擦力大小为2N（细绳足够长且始终处于竖直拉伸状态，不计绳重和绳与滑轮的摩擦，磁性平板对其他器材无磁力作用，g取10N/kg）。下列说法正确的是（ ）
A. 定滑轮质量一定是0.6kg
B. 甲所受拉力为22N
C. 乙所受拉力的功率为2.2W
D. 3s时间内甲、乙克服摩擦力做的功相等
10. （2021呼和浩特）伽利略年轻的时候，他很喜欢阿基米德鉴定王冠的故事。然而他对这个故事感到有点儿不满足，因为故事中没有介绍测定王冠中金、银含量的方法。他想出了一个很简单的方法。他做了一杆小秤，如图所示，先在等臂的情况下测一纯金块的质量（图a），然后将金块浸没在水中，保持砝码数量不变，但将其悬挂点移至A点，以使秤杆恢复平衡，并在A点做一刻度（图b）。下一步用纯银块代替金块重复上述步骤，于是得到又一刻度B（图c与d）。最后用待测的王冠代替银块，得到王冠在水中时砝码的位置C（图e与f）。（依题意图a、b中金块质量、砝码和盘的总质量均为m1，设各图中支点距左端悬挂点的力臂均为L，图b中右侧力臂为L1，图d中右侧力臂为L2，图f中右侧力臂为L3，王冠中金、银的体积分别为V金、V银）。下列结论正确的是
A. 由杠杆平衡条件得b图中：
B. 黄金密度为
C. 纯银密度与王冠平均密度分别为、
D. 王冠中金银的体积比
11. （2021荆州）2022年冬季奥林匹克运动会主办城市是北京，北京成为第一个举办过夏季奥林匹克运动会和冬季奥林匹克运动会以及亚洲运动会三项国际赛事的城市。在某场馆建设中，采用如图所示的装置，滑轮组悬挂在水平支架上，工人站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，使物体A在5s内匀速上升了1m．已知物体A重400N，该工人重500N，两个滑轮质量相等，不计滑轮组的绳重和摩擦，滑轮组的机械效率为80%．关于该过程，下列说法正确的是（ ）
A. 水平地面对工人的支持力为300N
B. 动滑轮重为50N
C. 人对绳子拉力的功率为120W
D. 支架受到滑轮组的拉力为850N
12.（2021锦州）关于学校的各项体育活动中所蕴含的物理知识，下列说法中正确的是（ ▲ ）
A.静止在水平地面上的足球，受到的重力和支持力是一对相互作用力
B.将篮球投向远处的篮筐，当篮球运动到最高点时，篮球的动能不为零
C.奔跑的学生不能立即停下，是因为受到惯性的作用
D.正在做俯卧撑的同学整体可视为省力杠杆
13．（2021沈阳）关于下列四个实验情景的结果预测，正确的是（ ）
A．图中是热机的压缩冲程，将机械能转化为内能
B．图中当向玻璃管中吹风时，U形管A管中的水面下降B管中的水面上升
C．图中将杠杆两端的钩码同时向支点移动一格天平刚好平衡
D．图中将容器侧壁的塞子同时拔出，水一定从a孔喷射最远，从c孔喷射最近
14. （2021恩施州）如图，有人利用该滑轮将G=100N的物体匀速提升了20cm（不计绳重G和摩擦），此过程克服物体重力做的功为______J，若动滑轮重10N，则F=______N。
15. （2021陕西）如图所示，工人师傅用沿斜面向上1000 N的推力。将重为2000 N的物体从斜面底端匀速推至斜面顶端。已知斜面长4m、高1.5m，则此过程中的有用功为______J ，斜面的机械效率为______。使用斜面可以______ （选填“省力”或“省功”）。
16. （2021大连）工人使用独轮车搬运石头，相关信息如图所示，车箱和石头所受的总重力，推车时，双手向上的力______；如果将这些石头偏向车箱前部装载，推车时，双手向上的力为，则______（选填“”、“”或“”）。
17.（2021德阳）用如图所示滑轮组拉动物体A在粗糙的水平面上运动，不计绳和滑轮的自重。当F为20 N时，物体A在水平面上做匀速直线运动，此时物体A受到地面的摩擦力为30 N，则滑轮组的机械效率是 ________；当F增大到50 N时，物体A受到地面的摩擦力为 ________N。
18.（2021达州）如图所示，AC、BC为同一水平面上的两个光滑斜面，AC>BC，∠CAB=30°。在相等时间内把重为80N的同一物体从斜面底端分别沿AC、BC匀速推至C点，物体的机械能______ (选填“增大”“减少”“不变”)，若推力分别为F1、F2，功率分别为P1、P2，则F1 ______ F2，P1 ______ P2(选填“>”“<”或“=”)。
19.（2021无锡）小红和小华用一只弹簧测力计，一根长度为1m、质量为1.2kg粗细均匀、质量均匀分布的圆柱型螺纹钢AB，一只金属筐，制成了如图所示的机械装置。制作时，她们将金属筐系于螺纹钢上的B端，当悬挂螺纹钢的钢索在螺纹钢上的悬吊点移至O点时，螺纹钢在水平位置平衡，测得OB＝4cm，则金属筐的质量为________kg。称重时，将重物放入金属筐中，用弹簧测力计竖直向下拉住螺纹钢的A端，便之再次在水平位置平衡，此时弹簧测力计示数为15N，则重物的质量是________kg。若在她们制作的装置中仅将弹簧测力计换成质量为1kg的“秤砣”，制成杆秤，从O点开始，沿OA每隔1cm标出对应的质量刻度，则该杆秤的分度值为________kg。（g取10N/kg）
20.（2021武威）如图所示是常用的核桃夹，当用力摁住C点夹核桃时，可把________点看作支点，此时核桃夹可看作________杠杆（选填“省力”“费力”或“等臂”）。
21. （2021自贡）用图甲所示的滑轮组运送货物上楼，每件货物重为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像，则动滑轮重为______N；当某次运送4件货物时，滑轮组的机械效率为______%（不考虑绳重和摩擦）。
22. （2021济宁）请按要求完成下列作图。如图所示，顽皮的小象用力向下压跷跷板，猴子被弹起，不计空气阻力，请画出此时猴子的受力示意图。
23. （2021通辽）如图所示是一种抽水马桶水箱自动上水装置的示意图。当水箱内的水达到一定高度时，浮标带动杠杆压住入水口，停止上水。请在图中画出动力、阻力和动力臂。
24．（2021盐城）在图中画出钓鱼竿所受阻力F2的力臂L2。
25. （2021恩施州）如图，在探究杠杆平衡条件的实验中，每个钩码重1N。
（1）实验前需调节平衡螺母使杠杆处于水平位置，这样做的目的是______；
（2）若在A点挂有2个钩码，则B点要挂______个钩码才能使杠杆水平平衡；
（3）若A点钩码数不变，取下B点钩码，用测力计作用在C点，为使杠杆再次水平平衡，测力计上最小示数为______N，方向______。
26. （2021陕西）在：“探究杠杆平衡条件”的实验中：
（1）为方便测量力臂，实验前应先调节杠杆两端的平衡螺母，使之在______位置平衡；
（2）如图-1，此时杠杆处于平衡状态，如果在杠杆两端各挂一个相同的钩码，杠杆将______（选填“保持平衡”“顺时针转动”或“逆时针转动”）；
（3）如图-2是一个加宽的杠杆装置，此时杠杆处于平衡状态。若只将左侧的钩码改挂到A点正上方的B点，力臂是线段______（选填“OA”“OB”或“AB”），此时杠杆______（选填“仍能”或“不能”）保持平衡。
27.（2021广元）小敏在利用斜面搬运物体A的过程中，提出了一个问题：“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有没有关系？”针对这个问题，他通过在斜面上匀速直线拉动物体进行了实验探究（如图所示），测得的实验数据如表所示：
（1）根据表中的数据可求出第③次实验中斜面的机械效率是________%；
（2）通过对上述实验数据的分析可知，斜面的省力情况与斜面倾斜程度的关系是：斜面越陡，越________；
（3）通过对上述实验数据的分析，对斜面机械效率的问题可获得的初步结论是：在其他条件不变的情况下，斜面越陡，机械效率________。
28. （2021新疆）2021年4月29日，我国“天问一号”火星探测器携带“祝融号”火星车成功着陆火星。
（1）“祝融号”火星车在火星上______（填“具有”或“没有”）惯性。匀速爬坡时，“祝融号”火星车的机械能 _______（填“增大”“减小”或“不变”）。照射在“祝融号”上的太阳光是由______（填“三”或“七”）种色光混合而成的。
（2）由于火星上没有类似于地磁场的磁场分布，所以在火星上______（ 填“能”或“不能”）使用指南针辨别方向。火星极地附近的干冰（固态二氧化碳）是大气中的二氧化碳______（填“液化”或“凝华”）形成的，该过程______（填“吸收”或“放出”）热量。
（3）小红设想分别在地球和火星上用同一滑轮组匀速提升同一重物。若在地球上绳子自由端的拉力为4.0 N，小红通过查阅资料后推算出，在火星上绳子自由端的拉力为1.5N，不计绳重与摩擦，则该滑轮组在地球上的机械效率______（填 “大于”“小于”或“等于”）在火星上的机械效率；若在火星上大气压能托起水银柱的最大高度为15 mm，则火星上的大气压为______Pa（已知水银的密度为13. 6×103kg/m3）。
29.（2021呼伦贝尔、兴安盟）某实验小组在“探究杠杆的平衡条件”的实验中，进行了如下操作：
（1）将杠杆中点置于支架上，未挂钩码时杠杆静止在图甲位置，实验前需向 （选填“左”或“右”）调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡，这样调节的目的是便于测量 ；
（2）如图乙所示，在杠杆上 A 点挂 4 个钩码，要使杠杆重新在水平位置平衡，应在 B 点挂 个相同的钩码；杠杆水平平衡后，又将 A、B 点所挂钩码同时向远离支点 O的方向移动一格，杠杆的 （选填“左”或“右”）侧下沉。
30.（2021宁波）反思是一种良好的学习品质。
(1)一根轻质硬棒AB，在力的作用下能绕固定点O转动。现在硬棒AB上施加两个力F1和F2，O点到F1和F2的作用线的距离分别为d1和d2。小宁认为，只要满足F1×d1=F2×d2，则硬棒AB一定保持静止状态或匀速转动。你认为小宁的想法正确吗？请说出你的理由。
(2)在“动滑轮”实验中，小宁通过如图所示装置进行实验，得到结论：使用动滑轮匀速提升物体，竖直向上的拉力F小于物重G。小宁思考后认为，即使不计摩擦和绳重，上述结论要成立，物重G和动滑轮重G动之间也必须满足一定条件。请你说出这一条件，并予以证明。
31. （2021广安）学校旁老旧小区正在改造施工。工人用如图所示的装置将质量为120的建筑材料匀速提升了6m，用时10s。在此过程中，电动机对绳子的拉力为F，滑轮组的机械效率为80%，g取10，求：
（1）滑轮组做的有用功；（ ）
（2）拉力F的大小；（ ）
（3）根据已知条件，以下物理量：①滑轮组做的额外功，②拉力F的功率，③动滑轮的重力，能求出的有___________（填写番号）。
32. （2021大连）某建筑工人的重力为，双脚与地面的接触面积是．该工人通过如图所示的滑轮组在内将建材匀速提升，此过程中工人对绳自由端的拉力为，已知动滑轮的重力为，不计绳重及轮与轴的摩擦。试求：
（1）该工人双脚站立在水平地面上没拉绳子时，对地面的压强是多少？
（2）该工人对绳子自由端拉力的功率是多少？
（3）如果绳子承受的拉力足够大，该工人用此滑轮组最大能够提起多重的物体？
33．（2021济南）随着国家发展改革委员会对《济南市城市轨道交通第二期建设规划（2020～2025年）》的批复，我市地铁建设步入快车道。如图为济南地铁建设某工地，工人在20s内用塔吊将质量为2500kg的混凝土预制件匀速提升了6m。若这个混凝土预制件的密度为2.2×103kg/m3。g取10N/kg，通过计算回答：
（1）它受到的重力是多少牛？
（2）它的体积是多少米3？
（3）在提升它的过程中，塔吊对它做了多少焦的功？
（4）塔吊对它做功的功率是多少瓦？
34.（2021达州）如图甲、乙所示，物体M先后浸没在水和浓盐水中(ρ盐水>ρ水)，用同一滑轮组从两种液体中将物体M匀速提出水面，拉力F和F′随时间t变化的图像如图丙所示。不计绳重、摩擦及水的阻力，物体M不吸水、不沾水，g=10N/kg。
(1)图丙中______ (选填“A”“B”)曲线表示拉力F随时间t变化的图像。
(2)求物体M浸没在水中受到的浮力。
(3)如果物体M浸没在水中滑轮组的机械效率为η1，完全拉出水面滑轮组的机械效率为η0，浸没在浓盐水中滑轮组的机械效率为η2，已知η0：η1=25：24，η0：η2=20：19，求物体M浸没在盐水中的浮力。
35．（2021兰州A卷）如图甲所示的轻质杠杆，O为支点。用细线将质量为4kg、密度为4.0g/cm3的物体P悬挂在A点，同时在B点施加竖直向下的力F使杠杆水平平衡，OA：OB＝1：2。撤去力F，用细线将密度为3.0g/cm3的物体Q悬挂在支点O的左侧，再将P、Q分别浸没在水和某种未知液体中，调节细线在杠杆上的悬挂点使杠杆再次水平平衡。如图乙所示，测得杠杆左、右测的力臂大小分别为L1和L2。然后将物体P、Q取出擦干后左右对调，再次将P、Q分别浸没在未知液体和水中，重新调节杠杆仍能水平平衡，测得杠杆左、右两侧的力臂大小分别为L1′和L2′。已知ρ水＝1.0g/cm3，g＝10N/kg，L1L1′＝3L2L2′，杠杆足够长，在调节过程中P、Q始终未露出液面，也未与容器壁和底接触。求：
（1）力F的大小；
（2）物体P浸没在水中时受到的浮力；
（3）未知液体的密度。
36.（2021杭州）已知一根质量分布均匀的圆柱体木料质量为60kg，体积为0.1m3。问：
(1)此木料的密度为多少？
(2)如图所示，甲、乙两人分别在A点和B点共同扛起此木料并恰好水平，其中AO=BO，O为木料的中点。求此时乙对木料的作用力大小。
(3)若在(2)中当乙的作用点从B点向O点靠近时，请列式分析此过程中甲对木料作用力大小变化情况。
备战2022年中考物理真题分项练习——简单机械参考答案
1. （2021怀化）下列情境中的杠杆属于费力杠杆的是（ ）
A. 羊角锤拔钉子 B. 起子开瓶盖
C. 镊子夹物 D. 钳子剪导线
【答案】C
2. （2021北部湾）图是小华在劳动教育实践活动中体验中国传统农耕“春稻谷”的示意图。小华若要更省力，下列做法可行的是（ ）
A. 支点不动，脚在杆上的位置前移
B. 将支点靠近人，脚在杆上的位置不动
C. 将支点靠近人，同时脚在杆上的位置前移
D. 将支点远离人，同时脚在杆上的位置后移
【答案】D
3．（2021营口）如图所示的工具中，属于费力杠杆的是（ ）
A．瓶盖起子 B．食品夹
C．核桃钳 D．起钉锤
【答案】B。
【解析】解：A、瓶盖起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A错误；
B、食品夹在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故B正确；
C、核桃钳在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C错误；
D、起钉锤在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D错误。
4.（2021青海）许多物理学家为人类的进步做出了巨大的贡献，下列叙述中对应关系正确的是
A.牛顿发现了杠杆平衡条件 B.伽利略最早测出了大气压强的值
C.奥斯特发现了电流的磁效应 D.阿基米德最早揭开了光的颜色之谜
【答案】C
5. （2021河南）如图5，工人师傅正在使用一根硬棒撬动石头，使用此硬棒（ ）
A. 省力且省距离 B. 省力但费距离
C. 费力且费距离 D. 费力且省距离
【答案】B
6. （2021长春）图甲是《墨经》中记载的古代提升重物的工具——“车梯”，图乙是其等效图。利用此“车梯”匀速提升重物时，下列说法正确的是（ ）
A. 绳端移动的距离是物体上升距离的5倍
B. 被提升的物重是绳子拉力的4倍
C. 增大物重，所做的有用功增大
D. 增大物重，“车梯”的机械效率变高
【答案】D
【解析】A．由图可知，n=4，s=4h， 即绳端移动的距离是物体上升距离的4倍，故A错误；
B．由于动滑轮自身有重力及克服绳和轮间的摩擦， 被提升的物重小于绳子拉力的4倍，故B错误；
C．增大物重，重物提升的高度不一定，所做的有用功不一定增大，故C错误；
D．增大物重，在动滑轮、摩擦不变的情况下（即额外功不变的情况下），有用功在总功中所占比例增大，所以机械效率增大，故D正确。
故选D。
7.（2021泸州） 如图所示的滑轮组，动滑轮重3N，物体A在5s内被匀速提升0.5m的过程中，图中绳的拉力均沿竖直方向，滑轮组的机械效率为90%，不计绳重和摩擦，则在本次实验中（ ）
A. 若提升更重的物体，滑轮组的机械效率降低
B. 物体A的重力为27N
C. 绳子自由端的拉力F大小为8N
D. 绳子自由端拉力的功率为3W
【答案】BD
【解析】A．用同一滑轮组提升重物时，物重越重，滑轮组机械效率越高，若提升更重的物体，滑轮组的机械效率提高，故A不符合题意；
B．物体A在5s内被匀速提升0.5m的过程中，做的额外功
由滑轮组的机械效率为90%，可知总功
有用功
物体A的重力
故B符合题意；
C．绳子自由端的拉力F大小为
故C不符合题意；
D．绳子自由端拉力的功率
故D符合题意。
故选BD。
8. （2021德州）图所示工具中，属于费力杠杆的是（ ）
A. 镊子 B. 瓶起子
C. 天平 D. 钳子
【答案】A
9. （2021包头）甲、乙两铁块通过滑轮组用细绳连接，吸附在竖直放置且足够长固定磁性平板两侧，m甲=1.8kg、m乙=2kg，如图所示。甲以0.2m/s的速度竖直向下做匀速直线运动。磁性平板对甲的摩擦力大小为4N。对乙的摩擦力大小为2N（细绳足够长且始终处于竖直拉伸状态，不计绳重和绳与滑轮的摩擦，磁性平板对其他器材无磁力作用，g取10N/kg）。下列说法正确的是（ ）
A. 定滑轮质量一定是0.6kg
B. 甲所受拉力为22N
C. 乙所受拉力的功率为2.2W
D. 3s时间内甲、乙克服摩擦力做的功相等
【答案】C
10. （2021呼和浩特）伽利略年轻的时候，他很喜欢阿基米德鉴定王冠的故事。然而他对这个故事感到有点儿不满足，因为故事中没有介绍测定王冠中金、银含量的方法。他想出了一个很简单的方法。他做了一杆小秤，如图所示，先在等臂的情况下测一纯金块的质量（图a），然后将金块浸没在水中，保持砝码数量不变，但将其悬挂点移至A点，以使秤杆恢复平衡，并在A点做一刻度（图b）。下一步用纯银块代替金块重复上述步骤，于是得到又一刻度B（图c与d）。最后用待测的王冠代替银块，得到王冠在水中时砝码的位置C（图e与f）。（依题意图a、b中金块质量、砝码和盘的总质量均为m1，设各图中支点距左端悬挂点的力臂均为L，图b中右侧力臂为L1，图d中右侧力臂为L2，图f中右侧力臂为L3，王冠中金、银的体积分别为V金、V银）。下列结论正确的是
A. 由杠杆平衡条件得b图中：
B. 黄金密度为
C. 纯银密度与王冠平均密度分别为、
D. 王冠中金银的体积比
【答案】ABC
11. （2021荆州）2022年冬季奥林匹克运动会主办城市是北京，北京成为第一个举办过夏季奥林匹克运动会和冬季奥林匹克运动会以及亚洲运动会三项国际赛事的城市。在某场馆建设中，采用如图所示的装置，滑轮组悬挂在水平支架上，工人站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，使物体A在5s内匀速上升了1m．已知物体A重400N，该工人重500N，两个滑轮质量相等，不计滑轮组的绳重和摩擦，滑轮组的机械效率为80%．关于该过程，下列说法正确的是（ ）
A. 水平地面对工人的支持力为300N
B. 动滑轮重为50N
C. 人对绳子拉力的功率为120W
D. 支架受到滑轮组的拉力为850N
【答案】D
【解析】AB．设动滑轮的重力为，则有
解得
人对绳子的拉力
水平地面对工人的支持力为
故AB错误；
C．绳子自由端上升的速度
人对绳子拉力的功率为
故C错误；
D．支架受到滑轮组的拉力为850N
故D正确。
故选D。
12.（2021锦州）关于学校的各项体育活动中所蕴含的物理知识，下列说法中正确的是（ ▲ ）
A.静止在水平地面上的足球，受到的重力和支持力是一对相互作用力
B.将篮球投向远处的篮筐，当篮球运动到最高点时，篮球的动能不为零
C.奔跑的学生不能立即停下，是因为受到惯性的作用
D.正在做俯卧撑的同学整体可视为省力杠杆
【答案】BD
13．（2021沈阳）关于下列四个实验情景的结果预测，正确的是（ ）
A．图中是热机的压缩冲程，将机械能转化为内能
B．图中当向玻璃管中吹风时，U形管A管中的水面下降B管中的水面上升
C．图中将杠杆两端的钩码同时向支点移动一格天平刚好平衡
D．图中将容器侧壁的塞子同时拔出，水一定从a孔喷射最远，从c孔喷射最近
【答案】C。
【解析】解：A、图中进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，属于排气冲程，此冲程中没有能量转化，故A错误；
B、A管上面的玻璃管比较细，当向玻璃管中吹风时，空气经过A管上方的流动速度大于B管上方的空气流动速度，A管上方的压强小于B管上方的压强，水被压向A管，所以A管水面上升，B管水面下降，故B错误；
C、设杠杆一个小格代表L，一个钩码重为G，将杠杆两端的钩码同时向支点移动一格，杠杆右端：2G×3L＝6GL，杠杆左端：3G×2L＝6GL，所以，天平刚好平衡，故C正确；
D、液体密度一定时，液体内部压强随深度的增加而增大，越深的位置其压强越大；图中a最浅，所以水的压强最小，水喷射最近；c最深，所以水的压强最大，水喷射最远，故D错误。
14. （2021恩施州）如图，有人利用该滑轮将G=100N的物体匀速提升了20cm（不计绳重G和摩擦），此过程克服物体重力做的功为______J，若动滑轮重10N，则F=______N。
【答案】 (1). 20 (2). 210
【解析】[1]此过程克服物体重力做的功为
[2]若动滑轮重10N，则
15. （2021陕西）如图所示，工人师傅用沿斜面向上1000 N的推力。将重为2000 N的物体从斜面底端匀速推至斜面顶端。已知斜面长4m、高1.5m，则此过程中的有用功为______J ，斜面的机械效率为______。使用斜面可以______ （选填“省力”或“省功”）。
【答案】 (1). 3×103 (2). 75 % (3). 省力
【解析】[1]斜面作为简单机械使用时，有用功等于克服物体重力做的功，因此
[2]总功等于推力做的功，因此
所以，机械效率为
[3]任何机械都不能省功，反而会需要做额外功。使用斜面的时候，推力比重力小，因此可以省力。
16. （2021大连）工人使用独轮车搬运石头，相关信息如图所示，车箱和石头所受的总重力，推车时，双手向上的力______；如果将这些石头偏向车箱前部装载，推车时，双手向上的力为，则______（选填“”、“”或“”）。
【答案】 ①. 300 ②. <
17.（2021德阳）用如图所示滑轮组拉动物体A在粗糙的水平面上运动，不计绳和滑轮的自重。当F为20 N时，物体A在水平面上做匀速直线运动，此时物体A受到地面的摩擦力为30 N，则滑轮组的机械效率是 ________；当F增大到50 N时，物体A受到地面的摩擦力为 ________N。
【答案】75% 30 N
【解析】滑轮组的机械效率是：η=fnF×100%=30N2×20N×100%=75%，当F增大到50 N时，物体A对地面的压力保持不变，接触面的粗糙程度不变，因此物体A受到地面的摩擦力仍为30 N。
18.（2021达州）如图所示，AC、BC为同一水平面上的两个光滑斜面，AC>BC，∠CAB=30°。在相等时间内把重为80N的同一物体从斜面底端分别沿AC、BC匀速推至C点，物体的机械能______ (选填“增大”“减少”“不变”)，若推力分别为F1、F2，功率分别为P1、P2，则F1 ______ F2，P1 ______ P2(选填“>”“<”或“=”)。
【答案】增大 < =
【解析】解：物体匀速运动，物体的动能不变，物体的高度增加，物体的重力势能增大，机械能等于动能与势能的总和，则物体的机械能增大，AC>BC，∠CAB=30°，由图可知斜面AC倾斜角度小于BC的倾角，所以物体沿AC运动时拉力较小，即F1
故答案为：增大；<；=。
19.（2021无锡）小红和小华用一只弹簧测力计，一根长度为1m、质量为1.2kg粗细均匀、质量均匀分布的圆柱型螺纹钢AB，一只金属筐，制成了如图所示的机械装置。制作时，她们将金属筐系于螺纹钢上的B端，当悬挂螺纹钢的钢索在螺纹钢上的悬吊点移至O点时，螺纹钢在水平位置平衡，测得OB＝4cm，则金属筐的质量为________kg。称重时，将重物放入金属筐中，用弹簧测力计竖直向下拉住螺纹钢的A端，便之再次在水平位置平衡，此时弹簧测力计示数为15N，则重物的质量是________kg。若在她们制作的装置中仅将弹簧测力计换成质量为1kg的“秤砣”，制成杆秤，从O点开始，沿OA每隔1cm标出对应的质量刻度，则该杆秤的分度值为________kg。（g取10N/kg）
【答案】13.8 36 0.25
20.（2021武威）如图所示是常用的核桃夹，当用力摁住C点夹核桃时，可把________点看作支点，此时核桃夹可看作________杠杆（选填“省力”“费力”或“等臂”）。
【答案】 A；省力
【解析】 当用力摁住C点夹核桃时，围绕A点转动，A是支点。
C为动力作用点，B为阻力作用点，故动力臂小于阻力臂，故是省力杠杆。
21. （2021自贡）用图甲所示的滑轮组运送货物上楼，每件货物重为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像，则动滑轮重为______N；当某次运送4件货物时，滑轮组的机械效率为______%（不考虑绳重和摩擦）。
【答案】 ①. 100 ②. 80
22. （2021济宁）请按要求完成下列作图。如图所示，顽皮的小象用力向下压跷跷板，猴子被弹起，不计空气阻力，请画出此时猴子的受力示意图。
【答案】
23. （2021通辽）如图所示是一种抽水马桶水箱自动上水装置的示意图。当水箱内的水达到一定高度时，浮标带动杠杆压住入水口，停止上水。请在图中画出动力、阻力和动力臂。
【答案】
【解析】解：
由图和题意可知，O为支点，水对浮标的向上作用力为动力，入水口对B端的向上作用力为阻力；
过杠杆B点作竖直向上的力即为阻力F2；过浮标重心作竖直向上的力即为动力F1，过支点O作动力F1作用线的垂线段即为动力臂L1．如图所示：
24．（2021盐城）在图中画出钓鱼竿所受阻力F2的力臂L2。
【答案】解：人右手与钓鱼竿接触处是支点，线对鱼竿拉力是阻力F2，由支点作阻力作用线的垂线，垂线段为其力臂L2，如图所示：
25. （2021恩施州）如图，在探究杠杆平衡条件的实验中，每个钩码重1N。
（1）实验前需调节平衡螺母使杠杆处于水平位置，这样做的目的是______；
（2）若在A点挂有2个钩码，则B点要挂______个钩码才能使杠杆水平平衡；
（3）若A点钩码数不变，取下B点钩码，用测力计作用在C点，为使杠杆再次水平平衡，测力计上最小示数为______N，方向______。
【答案】 (1). 消除杠杆自身重力对实验的影响 (2). 3 (3). 1.2 (4). 竖直向下
【解析】（1）[1]实验前调节杠杆在水平位置平衡时为了消除杠杆自身重力对实验的影响。
（2）[2]根据杠杆的平衡条件，此时杠杆平衡，则
解得FB=3N，每个钩码重1N，则B点要挂3个钩码才能使杠杆水平平衡。
（3）[3][4]当弹簧测力计竖直向下拉动时，是作用在该点的所有力中力臂最长，力最小的时候，此时弹簧测力计示数最小。此时杠杆平衡。则
解得FC=1.2N。
26. （2021陕西）在：“探究杠杆平衡条件”的实验中：
（1）为方便测量力臂，实验前应先调节杠杆两端的平衡螺母，使之在______位置平衡；
（2）如图-1，此时杠杆处于平衡状态，如果在杠杆两端各挂一个相同的钩码，杠杆将______（选填“保持平衡”“顺时针转动”或“逆时针转动”）；
（3）如图-2是一个加宽的杠杆装置，此时杠杆处于平衡状态。若只将左侧的钩码改挂到A点正上方的B点，力臂是线段______（选填“OA”“OB”或“AB”），此时杠杆______（选填“仍能”或“不能”）保持平衡。
【答案】 (1). 水平 (2). 顺时针转动 (3). OA (4). 仍能
【解析】（1）[1]实验前应先调节杠杆两端的平衡螺母，使其在水平位置平衡，以便于测量力臂。
（2）[2]由于左边的力臂小于右边的力臂，加上相同的钩码后，左边力臂与钩码重力之积小于右边力臂与钩码重力之积，故杠杆顺时针转动。
（3）[3][4]力臂仍然为 OA，因为力臂是支点到力臂的作用线的距离，故力臂是OA；由于力臂大小不变，钩码重力不变，右边的力臂和钩码的重力之积不变，故仍然平衡。
27.（2021广元）小敏在利用斜面搬运物体A的过程中，提出了一个问题：“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有没有关系？”针对这个问题，他通过在斜面上匀速直线拉动物体进行了实验探究（如图所示），测得的实验数据如表所示：
（1）根据表中的数据可求出第③次实验中斜面的机械效率是________%；
（2）通过对上述实验数据的分析可知，斜面的省力情况与斜面倾斜程度的关系是：斜面越陡，越________；
（3）通过对上述实验数据的分析，对斜面机械效率的问题可获得的初步结论是：在其他条件不变的情况下，斜面越陡，机械效率________。
【答案】（1）80.6 （2）费力 （3）越高
【解析】（1）由表格数据知，第③次实验中，斜面的机械效率：η=W有W总=1.25J1.55J×100%=80.6%。（2）由表格数据知，拉动物体的重力相同时，斜面倾斜程度越陡，所需的拉力越大，即斜面越陡，越费力。（3）分析表格数据知，当拉动相同重力的物体移动相同的距离时，斜面越陡，机械效率越高。
28. （2021新疆）2021年4月29日，我国“天问一号”火星探测器携带“祝融号”火星车成功着陆火星。
（1）“祝融号”火星车在火星上______（填“具有”或“没有”）惯性。匀速爬坡时，“祝融号”火星车的机械能 _______（填“增大”“减小”或“不变”）。照射在“祝融号”上的太阳光是由______（填“三”或“七”）种色光混合而成的。
（2）由于火星上没有类似于地磁场的磁场分布，所以在火星上______（ 填“能”或“不能”）使用指南针辨别方向。火星极地附近的干冰（固态二氧化碳）是大气中的二氧化碳______（填“液化”或“凝华”）形成的，该过程______（填“吸收”或“放出”）热量。
（3）小红设想分别在地球和火星上用同一滑轮组匀速提升同一重物。若在地球上绳子自由端的拉力为4.0 N，小红通过查阅资料后推算出，在火星上绳子自由端的拉力为1.5N，不计绳重与摩擦，则该滑轮组在地球上的机械效率______（填 “大于”“小于”或“等于”）在火星上的机械效率；若在火星上大气压能托起水银柱的最大高度为15 mm，则火星上的大气压为______Pa（已知水银的密度为13. 6×103kg/m3）。
【答案】 (1). 具有 (2). 增大 (3). 七 (4). 不能 (5). 凝华 (6). 放出 (7). 等于 (8). 2040
29.（2021呼伦贝尔、兴安盟）某实验小组在“探究杠杆的平衡条件”的实验中，进行了如下操作：
（1）将杠杆中点置于支架上，未挂钩码时杠杆静止在图甲位置，实验前需向 （选填“左”或“右”）调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡，这样调节的目的是便于测量 ；
（2）如图乙所示，在杠杆上 A 点挂 4 个钩码，要使杠杆重新在水平位置平衡，应在 B 点挂 个相同的钩码；杠杆水平平衡后，又将 A、B 点所挂钩码同时向远离支点 O的方向移动一格，杠杆的 （选填“左”或“右”）侧下沉。
【答案】（1） 左 力臂 （2） 6 右
30.（2021宁波）反思是一种良好的学习品质。
(1)一根轻质硬棒AB，在力的作用下能绕固定点O转动。现在硬棒AB上施加两个力F1和F2，O点到F1和F2的作用线的距离分别为d1和d2。小宁认为，只要满足F1×d1=F2×d2，则硬棒AB一定保持静止状态或匀速转动。你认为小宁的想法正确吗？请说出你的理由。
(2)在“动滑轮”实验中，小宁通过如图所示装置进行实验，得到结论：使用动滑轮匀速提升物体，竖直向上的拉力F小于物重G。小宁思考后认为，即使不计摩擦和绳重，上述结论要成立，物重G和动滑轮重G动之间也必须满足一定条件。请你说出这一条件，并予以证明。
【答案】解：(1)F1与F2必须是一个为使杠杆绕支点转动的动力，另一个为阻碍杠杆转动的阻力，然后满足F1L1=F2L2的条件杠杆才平衡，则杠杆一定保持静止状态或匀速转动；硬棒AB上施加两个力F1和F2使杠杆绕支点转动的方向相同，那么即使满足F1×d1=F2×d2，则硬棒AB也不能保持静止状态或匀速转动；
(2)使用动滑轮匀速提升物体时，不计摩擦和绳重，拉力：F=12(G+G滑)，
若拉力F
即：使用动滑轮匀速提升物体，满足竖直向上的拉力F小于物重G的条件是：物重G大于动滑轮重G动。
答：(1)小宁的想法不正确。若硬棒AB上施加两个力F1和F2使杠杆绕支点转动的方向相同，那么即使满足F1×d1=F2×d2，则硬棒AB也不能保持静止状态或匀速转动；
(2)条件：物重G大于动滑轮重G动。
使用动滑轮匀速提升物体时，不计摩擦和绳重，拉力：F=12(G+G滑)，
若拉力F
【解析】(1)根据杠杆各要素的物理意义分析判断，知道F1是使杠杆绕支点转动的动力，F2是阻碍杠杆转动的阻力；当满足F1L1=F2L2的条件杠杆才平衡；
(2)不计摩擦和绳重，则拉力F=12(G物+G滑)，据此分析即可。
31. （2021广安）学校旁老旧小区正在改造施工。工人用如图所示的装置将质量为120的建筑材料匀速提升了6m，用时10s。在此过程中，电动机对绳子的拉力为F，滑轮组的机械效率为80%，g取10，求：
（1）滑轮组做的有用功；（ ）
（2）拉力F的大小；（ ）
（3）根据已知条件，以下物理量：①滑轮组做的额外功，②拉力F的功率，③动滑轮的重力，能求出的有___________（填写番号）。
【答案】 (1). 7200J (2). 750N (3). ①②
32. （2021大连）某建筑工人的重力为，双脚与地面的接触面积是．该工人通过如图所示的滑轮组在内将建材匀速提升，此过程中工人对绳自由端的拉力为，已知动滑轮的重力为，不计绳重及轮与轴的摩擦。试求：
（1）该工人双脚站立在水平地面上没拉绳子时，对地面的压强是多少？
（2）该工人对绳子自由端拉力的功率是多少？
（3）如果绳子承受的拉力足够大，该工人用此滑轮组最大能够提起多重的物体？
【答案】（1）；（2）；（3）
33．（2021济南）随着国家发展改革委员会对《济南市城市轨道交通第二期建设规划（2020～2025年）》的批复，我市地铁建设步入快车道。如图为济南地铁建设某工地，工人在20s内用塔吊将质量为2500kg的混凝土预制件匀速提升了6m。若这个混凝土预制件的密度为2.2×103kg/m3。g取10N/kg，通过计算回答：
（1）它受到的重力是多少牛？
（2）它的体积是多少米3？
（3）在提升它的过程中，塔吊对它做了多少焦的功？
（4）塔吊对它做功的功率是多少瓦？
【答案】2.5×104N 1.14m3 1.5×105J 7.5×103W
【解析】
34.（2021达州）如图甲、乙所示，物体M先后浸没在水和浓盐水中(ρ盐水>ρ水)，用同一滑轮组从两种液体中将物体M匀速提出水面，拉力F和F′随时间t变化的图像如图丙所示。不计绳重、摩擦及水的阻力，物体M不吸水、不沾水，g=10N/kg。
(1)图丙中______ (选填“A”“B”)曲线表示拉力F随时间t变化的图像。
(2)求物体M浸没在水中受到的浮力。
(3)如果物体M浸没在水中滑轮组的机械效率为η1，完全拉出水面滑轮组的机械效率为η0，浸没在浓盐水中滑轮组的机械效率为η2，已知η0：η1=25：24，η0：η2=20：19，求物体M浸没在盐水中的浮力。
【答案】A
【解析】解：(1)当物体M浸没在液体中时，由F浮=ρ液gV排可知，液体的密度越大，物体M受到浮力越大，
因为ρ甲<ρ乙，所以M浸在两种液体受到的浮力F甲
又因为绳自由端的拉力F=12(FM+G动)，
所以拉力F>F′，则图丙中A曲线表示拉力F随时间t变化的图像；
(2)由图丙可知物体M在完全离开水面时绳自由端的拉力F0=180N，
此时有：F0=12(G+G动)——①
当物体M浸没在水中时绳自由端受到的拉力FA=150N，令此时物体M在水中受到的拉力为F1，
则有：FA=12(F1+G动)——②
①−②有：G−F1=2(F0−FA)=2×(180N−150N)=60N
所以物体M浸没在水中受到的浮力为：F浮=G−F1=60N；
(3)由于绳重和摩擦不计，则η=W有W总=GhFs=G2F，
所以，物体离开水面前，滑轮组的机械效率：η1=F12FA=G−F浮2FA=G−60N2×150N=G−60N300N，
物体离开水面后，滑轮组的机械效率：η0=G2F0=G2×180N=G360N，
所以，η0η1=G×300N360N×(G−60N)=2524，
解得：G=300N，
则动滑轮的重力为：G动=2F0−G=2×180N−300N=60N，
令物体M在浓盐水中受到的拉力为F2，浮力为F浮′，绳自由端受到的拉力为FB，物体离开浓盐水前，滑轮组的机械效率：η2=F22FB=F2F2+G动=G−F浮′G−F浮′+G动，
所以，η0η2=G(G−F浮′+G动)360 N×(G−F浮′)=300N×(300N−F浮′+60N)360N×(300N− F浮′)=2019，
解得：F浮′=72N。
答：(1)A；
(2)物体M浸没在水中受到的浮力为60N；
(3)物体M浸没在盐水中的浮力72N。
35．（2021兰州A卷）如图甲所示的轻质杠杆，O为支点。用细线将质量为4kg、密度为4.0g/cm3的物体P悬挂在A点，同时在B点施加竖直向下的力F使杠杆水平平衡，OA：OB＝1：2。撤去力F，用细线将密度为3.0g/cm3的物体Q悬挂在支点O的左侧，再将P、Q分别浸没在水和某种未知液体中，调节细线在杠杆上的悬挂点使杠杆再次水平平衡。如图乙所示，测得杠杆左、右测的力臂大小分别为L1和L2。然后将物体P、Q取出擦干后左右对调，再次将P、Q分别浸没在未知液体和水中，重新调节杠杆仍能水平平衡，测得杠杆左、右两侧的力臂大小分别为L1′和L2′。已知ρ水＝1.0g/cm3，g＝10N/kg，L1L1′＝3L2L2′，杠杆足够长，在调节过程中P、Q始终未露出液面，也未与容器壁和底接触。求：
（1）力F的大小；
（2）物体P浸没在水中时受到的浮力；
（3）未知液体的密度。
【答案】解：（1）由题知，OA：OB＝1：2，A点受到P的拉力大小等于P的重力，
根据杠杆的平衡条件有：F×OB＝GP×OA＝mPg×OA，
所以F＝×mPg＝×4kg×10N/kg＝20N；
（2）由ρ＝可得，物体P的体积：
VP＝＝＝10﹣3m3，
物体P浸没在水中，V排P＝VP，
受到水的浮力F浮＝ρ水gVP＝1.0×103kg/m3×10﹣3m3×10N/kg＝10N；
（3）图乙中，将P、Q分别浸没在水和某种未知液体中，左、右测的力臂大小分别为L1和L2时，杠杆水平平衡，
根据G＝mg＝ρVg和F浮＝ρ液gV排可得，Q对杠杆拉力：
FQ＝GQ﹣F浮Q＝ρQVQg﹣ρ液gVQ＝（ρQ﹣ρ液）gVQ，
同理：P对杠杆的拉力：
FP＝GP﹣F浮P＝ρPVPg﹣ρ水gVP＝（ρP﹣ρ水）gVP，
根据杠杆的平衡条件有：FQL1＝FPL2，
即：（ρQ﹣ρ液）gVQL1＝（ρP﹣ρ水）gVPL2﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
将P、Q分别浸没在未知液体和水中，即P、Q对调，重新调节杠杆仍能水平平衡，杠杆左、右两侧的力臂大小分别为L1′和L2′时，杠杆平衡，
P对杠杆的拉力F：
P′＝GP﹣F浮P′＝ρPVPg﹣ρ液gVP＝（ρP﹣ρ液）gVP，
Q对杠杆拉力：
FQ′＝GQ﹣F浮Q′＝ρQVQg﹣ρ水gVQ＝（ρQ﹣ρ水）gVQ，
根据杠杆的平衡条件有：FQ′L1′＝FP′L2′，
即：（ρP﹣ρ液）gVPL1′＝（ρQ﹣ρ水）gVQ L2′﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
①×②化简得：
（ρQ﹣ρ液）（ρP﹣ρ液）L1L1′＝（ρP﹣ρ水）（ρQ﹣ρ水）L2 L2′，
由题知，L1L1′＝3L2L2′，代入上式可得：
3（ρQ﹣ρ液）（ρP﹣ρ液）＝（ρP﹣ρ水）（ρQ﹣ρ水），
3（3.0g/cm3﹣ρ液）（4.0g/cm3﹣ρ液）＝（4.0g/cm3﹣ρ水）（3.0g/cm3﹣1.0g/cm3），
解得：ρ液＝2.0g/cm3或ρ液＝5.0g/cm3，
因为P、Q始终未露出液面且杠杆有拉力，所以P、Q的密度大于水和液体的密度，故ρ液＝5.0g/cm3不合题意。
答：（1）力F的大小为20N；
（2）物体P浸没在水中时受到的浮力为10N；
（3）未知液体的密度为2.0g/cm3。
36.（2021杭州）已知一根质量分布均匀的圆柱体木料质量为60kg，体积为0.1m3。问：
(1)此木料的密度为多少？
(2)如图所示，甲、乙两人分别在A点和B点共同扛起此木料并恰好水平，其中AO=BO，O为木料的中点。求此时乙对木料的作用力大小。
(3)若在(2)中当乙的作用点从B点向O点靠近时，请列式分析此过程中甲对木料作用力大小变化情况。
【答案】解：(1)由题知木料质量为60kg，体积为0.1m3，带入密度公式得：ρ=mV=60kg0.1m3=600kg/m3；
(2)木料重力G=mg=60kg×10N/kg=600N；
以A为支点，可以将质量分布均匀的木料所受的重力等效于其重心O点，则 AOAB=12；
则由杠杆平衡条件F1l1=F2l2得：F乙×AB=G×AO；
即F乙= G×AOAB=600N2=300N；
(3)当乙的作用点向O靠近时，此时作用点记为B′；
以A为支点，由杠杆平衡条件F1l1=F2l2得：F乙×AB′=G×AO；
即F乙= G×AOAB′；
当乙向O点靠近，AB′减小，G与AO不变，则F乙变大；
因为木料处于平衡状态，故所受合力为零，则有F乙+F甲=G；
因F乙变大，所以F甲变小。
答：(1)木料密度为600kg/m3；
(2)此时乙对木料的作用力F乙=300N；
(3)当乙的作用点从B点向O点靠近时，F甲变小。
【解析】(1)利用密度公式可求解木料的密度；
(2)利用杠杆平衡条件求解作用力大小；
(3)考察杠杆的动态平衡问题。
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