2021-2022年中考物理真题汇编：简单机械作图专题附解析教师版

2021-2022年中考物理真题汇编：简单机械作图专题附解析教师版

一、作图题

1．如图所示，一木箱放在水平地面上，用最小的力F使其向左翻转，请画出支点O和最小力F及力臂L的示意图。

【答案】解：如图所示：

【解析】【解答】木箱向左翻转，则木箱左下角与地面的接触点为支点；由杠杆平衡条件可知，在阻力与阻力臂一定的情况下，动力臂越大，动力越小，由图示可知，当木箱的对角线是为动力臂时，动力臂是最大的，动力是最小的，动力的方向垂直于动力臂斜向上，如下图所示：

【分析】杠杆上最大的力臂是支点到力的作用点的连线，最小的力和最大的力臂垂直。

2．如图所示，请画出最省力的滑轮组绳子的绕法。

【答案】解：如图所示：

【解析】【解答】根据题滑轮组的工作特点可知，使用滑轮组提升重物时，不计绳重和摩擦，绳端拉力F大小与绕过动滑轮且施加拉力的绳子股数n的关系为

因此绕过动滑轮且施加拉力的绳子股数n越大，滑轮组越省力，由图示可知，题中绕过动滑轮且施加拉力的绳子股数最大为n=3，故最省力的滑轮组绳子的绕法如图所示：

【分析】动滑轮上绳子的股数越大越省力，将滑轮组绕线组装。

3．如图所示，用瓶起子起瓶盖时，瓶起子是一个杠杆，O是它的支点，F2是它受到的阻力。请你在图中画出作用在A点的最小动力F1及其力臂l1。

【答案】解：如图所示：

【解析】【解答】由杠杆平衡条件F1l1=F2l2可知，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小；图中支点在O点，因此OA作为动力臂l1最长，动力的方向应该向上，过点A垂直于OA向上作出最小动力F1的示意图，如图所示

【分析】杠杆上支点到力的作用点的连线是最大的力臂，最小的力和最大的力臂垂直。

4．图甲是自行车的手闸，其中ABO部分可视为一种杠杆，其简化示意图如图乙所示，O为支点，F2为阻力，请在图乙中画出：（1）作用在A点的最小动力F1及其力臂；（2）阻力F2的力臂。

【答案】解：如图所示：

【解析】【解答】（1）由杠杆平衡条件可知，当阻力与阻力臂乘积一定时，动力臂越长，动力越小，图中O为支点，因此OA作为动力臂最长；动力方向应该向下，过点A垂直于OA向下作出最小动力F1的示意图。

（2）从支点O作阻力F2作用线的垂线，支点到垂足的距离为阻力臂，如图所示：

【分析】支点到力的作用线的垂线，是杠杆上的力臂；杠杆上的支点到力的作用点的连线是最大力臂，最小的力和最大的力臂垂直。

5．如图所示，若利用滑轮组向下拉绳将重物提升，请画出滑轮组绕绳方法。

【答案】解：如图所示：

【解析】【解答】向下拉绳将重物提升，从绳子自由端向上绕起，先绕过定滑轮，然后再绕过动滑轮，最后系在定滑轮下面的挂钩上，如图所示：

【分析】根据拉力方向及滑轮组组成确定起点及绕绳方法。

6．请在图中画出重物所受重力的示意图，并在杠杆上的B点画出能使杠杆在图示位置保持平衡的最小动力F的示意图。

【答案】解：如图所示：

【解析】【解答】重物所受重力的方向是竖直向下的，作用点在物体的重心，故过物体的重心竖直向下做线段，在线段末尾标上箭头，并标G；要使作用在B点的力动力F最小，其动力臂需最长，当OB为动力F的力臂时，力最小，力F的方向垂直杠杆OB向上。作图如下

【分析】物体受到的重力竖直向下； 杠杆上的支点到力的作用点的连线是最大的力臂；最小的力和最大的力臂垂直。

7．下图是指甲剪的示意图。请在图中画出杠杆ABO以O点为支点时动力的力臂和阻力。（忽略摩擦，保留作图痕迹）

【答案】解：如图所示：

【解析】【解答】把F1的作用线向下延长，过O点做F1的延长线的垂线，就是动力的力臂；阻力F2垂直于支持面向上，如图所示：

【分析】根据杠杆中力和力臂垂直，支持力垂直于接触面，作图即可。

8．中国古代人民为了抵御入侵，常在城池周围建造护城河，通过吊桥升降控制人员进出。如图是吊桥被拉起时的模型图，请在图中画出拉力F的力臂。

【答案】解：如图所示：

【解析】【解答】由题知，杠杆的支点在O处，从支点向力的作用线引垂线，力到垂足的距离就是动力臂，如图所示：

【分析】杠杆上，支点到力的作用线的垂线，是杠杆上的力臂。

9．图甲是小奇用食品夹夹肉饼时的情景，食品夹看作可以绕O点转动的两个杠杆，其中OAB是上方杠杆，图乙是OAB的简化图，F2为作用在点B的阻力。请在图乙中画出：

⑴在A点施加的最小动力F1及动力臂；

⑵阻力臂。

【答案】解：如图所示：

【解析】【解答】由杠杆平衡条件知道，动力最小时，必须使动力臂最长，即连接杠杆支点和动力作用点这两点所得到的线段最长，由图知道，连接支点O与A点，过A点作OA的垂线就得到在A点施加的最小动力F1，OA即为动力臂l1；过B点竖直向上做饼的垂线并延长，即阻力F2，过O点作阻力F2的垂线，即为阻力F2对支点O的力臂l2（如下图）

【分析】由杠杆平衡条件知道，动力最小时，必须使动力臂最长，力臂与力垂直。

10．如图所示，用杠杆将物体A提起，请画出使杠杆平衡最小力F的示意图和物体A所受重力的示意图。

【答案】解：如图所示

【解析】【解答】重力的方向是竖直向下的，从物体的重心画一条带箭头的竖直向下的有向线段，用G表示，即为物体所受重力的示意图；由杠杆平衡条件F1L1=F2L2

可知，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小；图中支点在O点，动力作用在B点，则OB为最长的动力臂，因此连接OB，过B点作垂直于OB向上的力，即为最小动力F的示意图，如图所示：

【分析】重力的方向竖直向下；在阻力和阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小。

11．如图甲所示，清明假期，亮亮同学回到老家，看到工程队正施工埋电线杆，进行电网改造。亮亮发现他们挖的坑形很特别，如图乙所示。工程师告诉亮亮这种坑不仅省力，还能缩短移动的距离。要把图乙中的电线杆竖立到坑内，请你画出作用在杆上A点最小力的示意图。

【答案】解：如图所示：

【解析】【解答】由图可知，O为支点，要使作用在A的力最小，需力臂最大，当OA作为力臂时，拉力的力臂最大，力最小，作图如下：

【分析】杠杆上支点到力的作用点的连线是最大的力臂，最小的力和最大的力臂垂直。

12．在图中画出杠杆的阻力臂l，并在A点画出使杠杆静止在图示位置的最小力F；

【答案】解：如图所示：

【解析】【解答】由图可知，O为支点，重物向下拉杠杆的力为阻力，则过支点做阻力作用线的垂线段即为阻力臂l；；由杠杆平衡条件可知，在阻力、阻力臂一定时，动力臂越大，动力越小。最小力F作用在A点，当OA为F的力臂时，力臂最长，此时力F最小，且F的方向垂直杠杆向上，从A点垂直OA向上画出F的示意图，如图所示：

【分析】杠杆上最大的力臂是支点到力的作用点的连线，最小的力和最大的力臂垂直。

13．如图所示，某工人站在地面上使用由三个滑轮组成的滑轮组提升重物，请画出最省力的绕绳方法。

【答案】解：如图所示：

【解析】【解答】由于图中只有一个动滑轮，承担物重的绳子段数最多为3段，此时最省力，其绕法如图所示

【分析】根据人的位置，将定滑轮和动滑轮依次绕线连接。

14．请在图中画出木棒此时所受重力的示意图以及重力的力臂（O点为转轴，O´点为木棒的重心）。

【答案】解：如图所示：

【解析】【解答】重力的方向竖直向下，过重心O’作重力示意图。从支点O向重力作用线作垂线段即为力臂l，如下图

【分析】杠杆上支点到力的作用线的垂线，是力臂大小。

15．如图是小兰在练习“斜身引体”项目时的情景。把人体视为杠杆，O为支点，动力等效为F1，请画出F1的力臂l1。

【答案】解：如图所示：

【解析】【解答】画动力F1的力臂，应过支点O作动力F1作用线的垂线段，由于垂线不能与动力F1作用线的实线部分相交，所以要将动力F1作用线用虚线反向延长，注意支点O的垂线也要用虚线，并且需要标出垂直符号，然后用大括号将所画的垂线段括起来，要求大括号两端分别对齐支点O和垂足，然后在大括号外标注出力臂符号l1，如图所示

【分析】杠杆上支点到力的作用线的垂线，是力臂。

16．在图中画出力F的力臂l。

【答案】解：如图所示；

【解析】【解答】支点到力的作用线的距离叫力臂，故可过支点O向力F的作用线做垂线，垂线段的长度为力F的力臂l，如下图所示：

【分析】杠杆上的力臂，是从支点到力的作用线的垂线。

17．用一根钢棒撬动地面上的一块大石头，如图所示，请你在图中作出最省力时的动力方向F并标出相应支点O的位置。

【答案】解：如图所示：

【解析】【解答】由图可知，当杠杆与地面的接触点为支点时，作用在O点的动力力臂最大，此时动力最小为F，力垂直于杠杆向上，如图所示：

【分析】杠杆平衡时，如果阻力和阻力臂固定，根据杠杆的平衡条件可得，如果动力臂越大，那么动力就越小，如果动力臂越小，动力就越大。

18．如图所示，利用杠杆 撬动重物M，O为杠杆支点， 为杠杆的动力臂，现杠杆处于水平位置平衡。 

⑴作出杠杆动力 的示意图；

⑵作出重物M对杠杆压力 的示意图。

【答案】解：如图所示：

【解析】【解答】由图可知，杠杆 的O为杠杆支点，已知杠杆的动力臂L1，要让杠杆在水平位置平衡，则F1的方向应向下，且动力臂和动力要垂直且作用在杠杆上，故可以作出动力F1；重物M对杠杆压力作用在杠杆上且垂直于杠杆向下，如图所示：

【分析】（1）已知动力臂，可以运用先判断动力F1的大致方向，然后运用动力臂和力的方向垂直做出动力F1的作用线，即为 杠杆动力 的示意图 ；
（2）关键找到压力的受力物体及压力的方向：总是垂直并指向被压物体，然后运用力的示意图做法做出。

19．如图所示是人走路的情形，可将人的脚视为一根杠杆。请在图中画出动力F的力臂l；

【答案】解：如图所示：

【解析】【解答】首先作力F的力的作用线，过支点O作力F的力的作用线的垂线，标注垂直符号和力臂l，如图所示：

。

【分析】杠杆上的力臂是从支点向力的作用线作垂线。

20．在图中画出使用铡刀时动力F的力臂l。

【答案】解：如图所示：

或

【解析】【解答】O为支点，过O点做力F作用线的垂线，即为力臂，故先延长力F，过O点做力作用线的垂线，标上l，故如下图所示：

或者 。

【分析】杠杆上支点到力的作用线的垂线，是力臂。

21．如图所示，轻质杠杆OAB上挂一物体，拉力F使杠杆在图中位置平衡，请在图中画出力F的力臂l和物体所受的重力示意图。

【答案】解：如图所示：

【解析】【解答】从物体的重心沿竖直向下画出重力的示意图，过O点向F的作用线作垂线，垂线段的长度为F的力臂l，如图所示：

【分析】力臂是从支点到力的作用线的距离。由支点向力的作用线作垂线，垂线段的长度即为力臂。

22．如图是撑杆跳运动员起跳动作示意图，请在图中画出运动员对撑杆A点竖直向下的拉力及其力臂。

【答案】解：如图所示：

【解析】【解答】从撑杆A点沿竖直向下画出拉力的示意图，从支点O向力F的作用线做垂线段，即为力F的力臂l，如图所示：

【分析】根据力与力臂的关系进行画图，即过支点作力的作用线的垂线段即为力臂。

23．如图所示，火车上的售货员正推着小车售卖货物。当小车前行遇到障碍物时，需要使小车前轮翘起。请你画出售货员施加的最小动力 ，动力臂 以及阻力臂 。 

【答案】解：如图所示：

【解析】【解答】当小车前行遇到障碍物时，需要使小车前轮翘起，要按下小车，则O为支点，阻力为车的重力G，根据力臂的定义，从O向重力作垂线段l2，即为阻力臂。因阻力和阻力臂大小不变，根据杠杆的平衡条件 ，当动力臂 最大时，动力最小，动力臂最大为OA（ ），为使动力臂最大为OA，过A点作OA的垂线，因阻力使杠杆顺时针转动，故动力促使杠杆逆时针转动，可知力的方向应斜向下，售货员施加的最小动力为 ，如下所示：

【分析】使用杠杆时，支点到力的作用点的连线是最大力臂，最小的力和最大的力臂垂直。

24．

（1）图甲中，请利用平面镜成像特点画出烛焰S点的像S'，并画出眼睛A点看到像S'的光路图；

（2）图乙是一款升降座椅装置，其简图如图丙、请在图丙中画出滑轮组的绕线情况，要求绳子的末端绕至按钮处。

【答案】（1）解：如图所示：

（2）解：如图所示：

【解析】【解答】（1）从S点做平面镜的垂线，根据物像到平面镜距离相等做出像点S′，连接A与像点S′，与镜面相交于一点即为入射点，分别连接入射点和A、S，即为光线，如下图所示：

（2）人在地上拉，从动滑轮开始绕线，最后到按钮处，如图所示：

【分析】（1）当光发生折射时，根据光的折射规律，结合入射角和折射角的大小关系作图即可；
（2）在滑轮组中，与动滑轮接触的绳子的段数越多，那么这个滑轮组就越省力，但是也越费距离，结合题目要求设计滑轮组的绕线方式即可。

25．请画出图中力F的力臂L。

【答案】解：如图所示：

【解析】【解答】由图中可知，O为杠杆支点，由力臂的定义可知，过O点作力F的延长线的垂线段，即为力F对应的力臂L，如下图所示：

【分析】过O点作力F的延长线的垂线段，即为力F对应的力臂L。