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甘肃省2021、2022两年物理中考真题、模拟题分类选编—简单机械 练习题
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这是一份甘肃省2021、2022两年物理中考真题、模拟题分类选编—简单机械 练习题，共22页。试卷主要包含了单选题，填空题，作图题，实验题，计算题，综合题等内容，欢迎下载使用。
甘肃省2021、2022两年物理中考真题、模拟题分类选编—简单机械 练习题
一、单选题
1．（2022·甘肃兰州·中考真题）如图所示，斜面长10m，高4m。用平行于斜面F=50N的拉力，将重100N的物体，从斜面的底端匀速拉到顶端。在此过程中，下列说法正确的是（ ）
A．利用此装置既可以省力，也可以省功 B．物体受到的摩擦力为50N
C．对物体所做的有用功为500J D．该斜面的机械效率为
2．（2021·甘肃兰州·中考真题）用如图所示的滑轮组提升重物，在电动机拉力的作下，重为40N的物体在10s内匀速竖直上升了2m，已知动滑轮重为8N，忽略绳重与摩擦。下列说法中正确的是（ ）
A．电动机对绳的拉力为12N
B．绳子自由端的移动速度为0.2m/
C．滑轮组的机械效率为80%
D．有用功的功率为8W
3．（2022·甘肃兰州·一模）利用如图所示的滑轮组，在5s内将重100N的物体匀速提升1m。动滑轮重20N，不计绳重与摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．滑轮组所做的有用功120J
B．滑轮组所做的总功180J
C．滑轮组的机械效率为66.7%
D．滑轮组中绳子自由端的拉力的功率为24W
4．（2021·甘肃金昌·一模）如图所示，小丽用滑轮组匀速提升一个重为600N的物体，物体上升的速度为0.1m/s，人拉绳的力为250N，不计绳重和摩擦，下列说法不正确的是（ ）
A．人拉绳做功的功率为75W B．滑轮组的机械效率为80%
C．绳子自由端移动的速度为0.3m/s D．动滑轮重为100N
二、填空题
5．（2022·甘肃金昌·中考真题）如图所示，现在很多地方设有轮椅专用通道，为残疾人通行提供方便。它实际上就是简单机械中的 ______（选填“杠杆”、“滑轮”或“斜面”）；属于 ______（选填“省力”、“费力”或“省功”）机械。
6．（2021·甘肃武威·中考真题）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”）。
7．（2022·甘肃平凉·一模）如图所示；这是工人用撬棍将石头撬起来的情景，此时撬棍是一个_______（选填“省力”或“费力”）杠杆。为了更省力，工人应沿_______（选填“竖直”或“垂直于撬棒”）方向向下压撬棒。
8．（2022·甘肃武威·二模）如图所示，轻质杠杆OA可绕O点无摩擦转动，A点处挂一个重为20N的物体，B点处加一个竖直向上的力F，杠杆在水平位置平衡，且OB：AB=2：1.则 F=______N，它是______杠杆。
9．（2021·甘肃白银·一模）小明所在的实验小组为“探究影响滑轮组的机械效率的因素”，组装了如图所示的实验装置。已知每个钩码重为0.5 N，施加在绳子自由端的拉力为0.75 N，不计绳重和摩擦，则动滑轮重为______N；若增加钩码的个数，则滑轮组的机械效率将______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
10．（2021·甘肃兰州·一模）如图所示，一辆卡车车厢底板距地面1.5m高，工人把块3m长的钢板AB搭在车厢底板上，构成一个斜面。通过这个斜面，用F＝500N的力，把一个大木箱由B处匀速推到A处，总用时20s，已知木箱重为800N，工人推木箱过程中的功率为______W。木箱在斜面上运动时受到的摩擦力是______N。
11．（2021·甘肃金昌·一模）如图，小儿垂钓时的鱼竿是______（选填“省力”“等臂”或“费力”）杠杆。
12．（2021·甘肃武威·二模）如图所示，在不计绳重和摩擦的情况下，用弹簧测力计沿竖直方向匀速拉起重为6N的物体，物体上升0.4m所用时间为4s。此过程中拉力的功率为______W，滑轮组的机械效率为______。
13．（2021·甘肃兰州·二模）如图所示，杆秤秤砣的质量为0.2kg，杆秤自身质量忽略不计，若杆秤水平静止时，被测物体和秤砣到秤纽的距离分别为0.05m和0.2m，则被测物体的质量为__kg，若秤砣上粘有油污，则测量值比被测物体的真实质量要____（选填 “偏大”或“偏小”）
14．（2021·甘肃庆阳·二模）如图所示的两个滑轮中，属于动滑轮的是____，若滑轮的自重和摩擦不计，当分别用F1、F2匀速提起同一物体时，则F1、F2的大小关系是：F1_____F2。
15．（2021·甘肃天水·二模）某建筑工地用下图所示的滑轮组提升重物，人对绳的拉力F为400 N，能将75 kg的物体以0.1 m/s的速度匀速提升，则拉力F的功率为______W，此时滑轮组的机械效率为______%（不计绳重和摩擦）。
三、作图题
16．（2022·甘肃平凉·二模）在图中，画出力和力臂．
17．（2021·甘肃天水·二模）如图所示，有一杆可绕O转动，在力F作用下静止在水平位置，请在图中作出物体所受重力G示意图和力F的力臂L。
18．（2021·甘肃平凉·二模）如图所示，这是文具用品燕尾夹的侧面图，使用时，在C点用力向下把即可打开夹子，请在杠杆ABC上画出动力F1的力臂l1。
19．（2021·甘肃金昌·一模）如图所示，O是杠杆的支点，画出力F的力臂。
20．（2021·甘肃兰州·一模）如图甲所示，用钢丝钳剪铁丝时，钢丝钳可以看成是两个杠杆的组合，其中一个杠杆如图乙所示。请在图乙中：
（1）画出动力F1的力臂；
（2）从A、B两点中选择更省力的位置，在该点处画出阻力F2的示意图。
21．（2021·甘肃定西·二模）请在图中画出拉力的力臂。
22．（2021·甘肃庆阳·二模）如图甲所示为一个门把手，握住门把手向下压就可以打开这道门，门把手可以看成如图乙OAB所示的一个杠杆，O为支点，请你在图中画出最小动力F1及其力臂L1，阻力臂L2。
23．（2021·甘肃兰州·二模）利用如图1所示的滑轮组拉着重为10N的物体A沿水平方向做匀速直线运动。请画出滑轮组最省力的绕线情况，并画出A对地面压力的示意图。
24．（2022·甘肃金昌·中考真题）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。
四、实验题
25．（2022·甘肃兰州·中考真题）小聪同学按照如图所示的装置对动滑轮特点进行了探究，实验数据见下表。通过分析数据，他觉得与“使用动滑轮能省一半的力”的结论偏差较大。
（1）该实验中出现这样结果的主要原因是没有考虑 ___________；
（2）在实验过程中，提升重物时应该注意沿竖直方向 ___________拉动。动滑轮可视为杠杆的变形，则此时其支点为 ___________（选填“A”、“ B”或“C”）点。
实验次数
物重G/N
弹簧测力计示数F/N
1
1.0
0.7
2
1.5
1.0
3
2.0
1.3
26．（2021·甘肃酒泉·二模）图示，小梦学习小组利用铁架台、带有刻度的杠杆、细线、弹簧测力计、若干钩码（每个钩码重均为 0.5N）等实验器材，探究杠杆的平衡条件。
（1）实验前，小梦观察到杠杆图甲所示，为了使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆右侧的平衡螺母向___________（选填左或右）调节。
（2）将天平调整好后，图乙所示，在A 点挂3个钩码，应在 B点挂___________个钩码，才能使杠杆在水平位置平衡，使杠杆在水平位置平衡的目的是便于测量力臂。在上述实验中。若将水平位置平衡的杠杆，两端同时去掉一个钩码，杠杆___________（选填仍然平衡、沿顺时针旋转或沿逆时针旋转）。
（3）图乙所示，小梦用弹簧测力计替代钩码，在B 点竖直向下拉，然后将弹簧测力计逐渐向右倾斜，要使杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将逐渐___________（选填变大或变小），原因是___________ 。
五、计算题
27．（2021·甘肃兰州·中考真题）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、右两侧的力臂大小分别为L1和L2。然后将物体P、Q取出擦干后左右对调，再次将P、Q分别浸没在该未知液体和水中，重新调节使杠杆仍能水平平衡，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。
28．（2022·甘肃武威·二模）某工人利用如图所示的滑轮组提升重900N的物体，物体在18s内匀速上升了3m，绳子末端的拉力为400N，不计绳重和摩擦，求：
（1）工人做功的总功率；
（2）动滑轮的重力；
（3）若用此滑轮组匀速吊起另一物体时，该滑轮组的机械效率达到80%，求此时工人所用的拉力。
29．（2021·甘肃天水·二模）工人师傅要把一个质量为200kg的箱子装上车他们先搭了个斜面，如图，然后用平行与斜面的水深不变的拉力F将箱子沿斜面一直拉至车厢。拉力F=625N，已知斜面长s=8 m，车厢高h=2m，拉力F=625N，（g取10N/kg），求：
（1）运动过程中箱子克服重力做了多少功？
（2）斜面的机械效率是多大？
（3）运动过程中摩擦力的大小。
六、综合题
30．（2021·甘肃平凉·二模）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5 s时间内绳子自由端移动的距离为s=3 m。图乙是滑轮组工作时的拉力F与绳自由端移动距离s的关系图像。
（1）拉力的功率是______W；
（2）图乙中阴影部分的面积表示的物理量是______。
参考答案：
1．D
【详解】A．使用任何机械都不省功，所以利用此装置不能省功，故A错误；
BC．由题意知，将物体从斜面底端匀速拉到顶端所做的有用功
W有=Gh=100N×4m=400J
所做的总功
W总=Fs=50N×10m=500J
额外功
W额=W总-W有=500J-400J=100J
物体所受的摩擦力
故BC错误；
D．该斜面的机械效率
故D正确。
故选D。
2．D
【详解】A．电动机对绳的拉力为
故A错误；
B．绳子自由端的移动速度为0.2m
故B错误；
C．滑轮组的机械效率为
故C错误；
D．有用功的功率
故D正确。
故选D。
3．D
【详解】A．滑轮组做的有用功为克服重力做的功
W有=Gh=100N×1m=100J
故A错误；
B．滑轮组做的总功为拉力做的功，因为与动滑轮连接的绳子有3股，且不计绳重和摩擦，所以拉力
绳子自由端移动的距离
s=3h=3×1m=3m
则拉力做的总功
W总=Fs=40N×3m=120J
故B错误；
C．由效率公式，得
故C错误；
D．绳子自由端移动的速度
则拉力的功率
P=Fv=40N×0.6m/s=24W
故D正确。
故选D。
4．D
【详解】AC．物体上升的速度为0.1 m/s，绳子的股数n＝3，因此绳子自由端的速度为
v＝3×0.1 m/s＝0.3 m/s
拉力的功率为
P＝Fv＝250 N×0.3 m/s＝75 W
故AC正确，AC不符合题意；
D．根据公式，可得动滑轮重为
故D不正确，D符合题意；
B．机械效率为
故B正确，B不符合题意。
故选D。
5． 斜面 省力
【详解】[1]轮椅专用通道是一条与水平面成一定角度的倾斜平面，这样的倾斜平面利用的就是斜面，可以省力。
[2]根据功的原理可知，使用斜面时要费距离，但同时省了力，故斜面属于省力机械。
6． A 省力
【详解】[1] 当用力摁住C点夹核桃时，围绕A点转动，故A是支点。
[2]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。
7． 省力 垂直于撬棒
【详解】[1]用撬棍将石头撬起来时人对撬棍的压力为动力，石头的重力为阻力，可分别从支点向动力和阻力所在的直线做垂线得动力臂、阻力臂，比较可知此时动力臂大于阻力臂，故此时撬棍是一根省力杠杆。
[2]当力垂直于支点和力的作用点的连线时力臂最大、力最小，故工人应沿垂直于撬棍的方向向下压撬棒。
8． 30 费力
【详解】[1]根据杠杆平衡条件可知
则
[2]由于动力臂小于阻力臂，故它是费力杠杆。
9． 0.5 变大
【详解】[1]由图可知绳子的股数n=2，根据公式，则滑轮重为
G动=nF-G=2×0.75N-2×0.5N=0.5N
[2]根据公式推导式
可以看出，增加钩码的个数，相当于增大物重G物的值，滑轮组的机械效率将变大。
10． 75 100
【详解】[1]工人所做的功为
W＝Fs＝500N×3m＝1500J
工人推木箱过程中的功率为
[2]工人做的有用功为
W有＝Gh＝800N×1.5m＝1200J
工人做的额外功为
W额＝W﹣W有＝1500J﹣1200J＝300J
木箱在斜面上运动时受到的摩擦力为
11．费力
【分析】根据鱼竿在使用过程中的动力臂与阻力臂的大小关系确定杠杆类型；
【详解】鱼竿在使用过程中，动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，但可以省距离。
12． 0.72 83.3%
【详解】[1]由图可知，滑轮组的动滑轮绕3段绳，弹簧测力计的分度值是0.2N，弹簧测力计的示数是2.4N，拉力做的总功
W总=Fs=F×3h=2.4N×3×0.4m=2.88J
拉力的功率
P==0.72W
[2]有用功
W有=Gh=6N×0.4m=2.4J
滑轮组的机械效率
13． 0.8 偏小
【分析】知道秤砣的质量和两边力臂的大小，利用重力公式和杠杆的平衡条件求被测物的质量；若秤砣上粘有油污时，左边的力和力臂不变，右边的力增大，根据杠杆的平衡条件知道右边的力臂减小，即：杆秤所示的质量值要小于被测物的真实质量值。
【详解】[1]如图所示：
因为杠杆平衡，则有
则有
[2]若秤砣上粘有油污，m2增大，而G1lOA不变，所以lOB要变小，杆秤所示的质量值要偏小。
14． 乙 ﹥
【详解】[1]图乙滑轮随物体一起移动，所以乙属于动滑轮。
[2]若滑轮的自重和摩擦不计，当分别用F1、F2匀速提起同一物体时，因为甲是定滑轮，使用定滑轮不省力，所以F1=G；图乙是动滑轮，使用动滑轮可以省一半力，故。则F1、F2的大小关系是：F1＞F2。
15． 120 62.5
【详解】[1]滑轮组绳子的股数为n=3，所以以0.1m/s的速度匀速提升物体时，绳子自由端移动速度为
v=nv物=3×0.1m/s=0.3m/s
拉力F的功率
P=Fv=400N×0.3m/s=120W
[2]滑轮组的机械效率
16．
【详解】过阻力臂L 的末端作垂直于L 的作用线，与杠杆的交点为F1 的作用点，为使杠杆平衡，F1 的方向应该向下，在线段末端标出箭头；从O向F2 的作用线做垂线，垂足与支点间的距离即是F2力臂．
17．
【详解】重力作用在物体重心处，竖直向下；延长F的作用线，从支点作力的作用线的垂线，垂线段长度为力臂L。
18．
【详解】由图示知，B点为杠杆ABC的支点，过B作力F作用线的垂线段，即为其力臂l1，所以作图如下：
19．
【详解】过支点O作力F的作用线的垂线，垂线段即为力F的力臂，作图如下：
20．
【详解】从支点向动力作用线做垂线，垂线段的长度即为动力臂L1；要想用更小的力，阻力不变、动力臂不变，根据杠杆平衡条件知，要减小阻力臂，所以铁丝要靠近转轴A处。由图知，人手对柄部作用力F1，使钳子将沿顺时针方向转动，所以阻力F2垂直钳口向上；如图所示：
21．
【详解】从支点O向力的作用线作垂线，垂线段长度为力臂L1。
22．
【详解】由杠杆平衡条件可知，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OB作为动力臂L1最长；动力的方向应该向下，过点B垂直于OB向右作出最小动力F1的示意图；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L2；如图所示：
23．
【详解】最省力的方法，即与动画轮相连的绳子股数越多越好，故绳子的一端固定在动滑轮上，如图所示绕过定滑轮，动滑轮即可，物体A对地面的压力是首先需要找到接触面的中心，即压力的作用点，过作用点垂直于地面，并指向地面画出压力的示意图，故如下图所示
。
24．
【详解】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
25． 滑轮的自重 匀速 A
【详解】（1）[1]“使用动滑轮能省一半力”是在理想情况下得出的结论，而实际情况中动滑轮的重力和摩擦是客观存在的。由表中数据知道，随着物重的增加，测力计的示数变大，但比物重的一半要大，这与“使用动滑轮能省一半的力”的结论偏差较大，其主要原因是没有考虑滑轮的自重。
（2）[2][3]使用动滑轮时，只有匀速竖直向上拉，拉力的力臂才等于滑轮的直径，使得弹簧测力计的示数稳定，便于读出拉力的大小。此时动滑轮的实质是动力臂等于阻力臂2倍的省力杠杆，支点是A点。
26． 左 2 沿逆时针旋转 变大 见详解
【详解】（1）[1]杠杆右端下沉，为了使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆右侧的平衡螺母向左调节。
（2）[2]设一个钩码的重力G，一格的长度为L，由杠杆的平衡条件得
3G×2L=nG×3L
解得n=2，故应在B点挂2个钩码，才能使杠杆在水平位置平衡。
[3]在上述实验中，若将水平位置平衡的杠杆，两端同时去掉一个钩码，则杠杆左边力与力臂的乘积
2G×2L=4GL
右边力与力臂的乘积
G×3L=3GL
故杠杆沿逆时针旋转。
（3）[4][5]当拉力F向右倾斜时，拉力F力臂变小，要保持杠杆仍在水平位置平衡，根据杠杆的平衡条件，因阻力和阻力臂不变，则拉力F将变大。
27．（1）20N；（2）10N；（3）2.0g/cm3
【详解】解：（1）由题意知，物体P的重力
G1=m1g=4kg×10N/kg=40N
施加竖直向下的力F，杠杆水平平衡，则有
F⋅OB=G1⋅OA
即
F⋅2=40N⋅1
解得
F=20N
（2）物体P的体积
它浸没在水中时受到的浮力
F浮=ρ水gV1=1.0×103kg/m3×10N/kg×10-3m3=10N
（3）P浸没在水中、Q浸没在液体后，对杠杆的作用力分别为
FP=G1-F浮=ρ1gV1-ρ水gV1=(ρ1-ρ水)gV1，FQ=G2-F液=ρ2V2g-ρ液gV2=(ρ2-ρ液)gV2
对调后，P浸没在液体中、Q浸没在水中，对杠杆的作用力分别为
FP′=G1-F浮′=ρ1gV1-ρ液gV1=(ρ1-ρ液)gV1，FQ′=G2-F水=ρ2V2g-ρ水gV2=(ρ2-ρ水)gV2
据杠杆的平衡条件有
FPL2=FQL1，Fp′L1′=FQ′L2′
则
而
L1L1′=3L2L2′
所以
3(ρ2-ρ液)( ρ1-ρ液)=( ρ1-ρ水)( ρ2-ρ水)
即有
3(3.0g/cm3-ρ液)(4g/cm3-ρ液)=(4.0g/cm3-1.0g/cm3)(3.0g/cm3-1.0g/cm3)
解得
ρ液=2.0g/cm3
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。
28．（1）200W ；（2）300N；（3）500N
【详解】解：（1）由图可知，n=3，则绳子自由端移动的距离
s=3h=3×3m=9m
使用滑轮组做的总功
W总=Fs=400N×9m=3600J
工人做功的总功率
（2）不计绳重和摩擦力，绳子自由端的拉力
则动滑轮的重力
G动=3F-G物=3×400N-900N=300N
（3）不计绳重和摩擦，由
机械效率为80%时，物体的重力
工人所用的拉力
答：（1）工人做功的总功率为200W；
（2）动滑轮的重力为300N；
（3）工人所用的拉力为500N。
29．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）运动过程中箱子克服重力做的功为
（2）拉力做的总功为
斜面的机械效率为
（3）额外功为
运动过程中摩擦力的大小为
答：（1）运动过程中箱子克服重力做了的功。
（2）斜面的机械效率是。
（3）运动过程中摩擦力的大小为。
30． 30 拉力所做的功
【详解】（1）[1]由图乙可知，纵坐标表示拉力F=50N不变，横坐标表示绳自由端移动距离s=3m，由W=Fs可知，拉力所做的总功
W总=Fs=50N×3m=150J
拉力做功的功率
（2）[2]由（1）知，阴影部分的面积表示拉力所做的总功。
甘肃省2021、2022两年物理中考真题、模拟题分类选编—简单机械 练习题
一、单选题
1．（2022·甘肃兰州·中考真题）如图所示，斜面长10m，高4m。用平行于斜面F=50N的拉力，将重100N的物体，从斜面的底端匀速拉到顶端。在此过程中，下列说法正确的是（ ）
A．利用此装置既可以省力，也可以省功 B．物体受到的摩擦力为50N
C．对物体所做的有用功为500J D．该斜面的机械效率为
2．（2021·甘肃兰州·中考真题）用如图所示的滑轮组提升重物，在电动机拉力的作下，重为40N的物体在10s内匀速竖直上升了2m，已知动滑轮重为8N，忽略绳重与摩擦。下列说法中正确的是（ ）
A．电动机对绳的拉力为12N
B．绳子自由端的移动速度为0.2m/
C．滑轮组的机械效率为80%
D．有用功的功率为8W
3．（2022·甘肃兰州·一模）利用如图所示的滑轮组，在5s内将重100N的物体匀速提升1m。动滑轮重20N，不计绳重与摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．滑轮组所做的有用功120J
B．滑轮组所做的总功180J
C．滑轮组的机械效率为66.7%
D．滑轮组中绳子自由端的拉力的功率为24W
4．（2021·甘肃金昌·一模）如图所示，小丽用滑轮组匀速提升一个重为600N的物体，物体上升的速度为0.1m/s，人拉绳的力为250N，不计绳重和摩擦，下列说法不正确的是（ ）
A．人拉绳做功的功率为75W B．滑轮组的机械效率为80%
C．绳子自由端移动的速度为0.3m/s D．动滑轮重为100N
二、填空题
5．（2022·甘肃金昌·中考真题）如图所示，现在很多地方设有轮椅专用通道，为残疾人通行提供方便。它实际上就是简单机械中的 ______（选填“杠杆”、“滑轮”或“斜面”）；属于 ______（选填“省力”、“费力”或“省功”）机械。
6．（2021·甘肃武威·中考真题）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”）。
7．（2022·甘肃平凉·一模）如图所示；这是工人用撬棍将石头撬起来的情景，此时撬棍是一个_______（选填“省力”或“费力”）杠杆。为了更省力，工人应沿_______（选填“竖直”或“垂直于撬棒”）方向向下压撬棒。
8．（2022·甘肃武威·二模）如图所示，轻质杠杆OA可绕O点无摩擦转动，A点处挂一个重为20N的物体，B点处加一个竖直向上的力F，杠杆在水平位置平衡，且OB：AB=2：1.则 F=______N，它是______杠杆。
9．（2021·甘肃白银·一模）小明所在的实验小组为“探究影响滑轮组的机械效率的因素”，组装了如图所示的实验装置。已知每个钩码重为0.5 N，施加在绳子自由端的拉力为0.75 N，不计绳重和摩擦，则动滑轮重为______N；若增加钩码的个数，则滑轮组的机械效率将______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
10．（2021·甘肃兰州·一模）如图所示，一辆卡车车厢底板距地面1.5m高，工人把块3m长的钢板AB搭在车厢底板上，构成一个斜面。通过这个斜面，用F＝500N的力，把一个大木箱由B处匀速推到A处，总用时20s，已知木箱重为800N，工人推木箱过程中的功率为______W。木箱在斜面上运动时受到的摩擦力是______N。
11．（2021·甘肃金昌·一模）如图，小儿垂钓时的鱼竿是______（选填“省力”“等臂”或“费力”）杠杆。
12．（2021·甘肃武威·二模）如图所示，在不计绳重和摩擦的情况下，用弹簧测力计沿竖直方向匀速拉起重为6N的物体，物体上升0.4m所用时间为4s。此过程中拉力的功率为______W，滑轮组的机械效率为______。
13．（2021·甘肃兰州·二模）如图所示，杆秤秤砣的质量为0.2kg，杆秤自身质量忽略不计，若杆秤水平静止时，被测物体和秤砣到秤纽的距离分别为0.05m和0.2m，则被测物体的质量为__kg，若秤砣上粘有油污，则测量值比被测物体的真实质量要____（选填 “偏大”或“偏小”）
14．（2021·甘肃庆阳·二模）如图所示的两个滑轮中，属于动滑轮的是____，若滑轮的自重和摩擦不计，当分别用F1、F2匀速提起同一物体时，则F1、F2的大小关系是：F1_____F2。
15．（2021·甘肃天水·二模）某建筑工地用下图所示的滑轮组提升重物，人对绳的拉力F为400 N，能将75 kg的物体以0.1 m/s的速度匀速提升，则拉力F的功率为______W，此时滑轮组的机械效率为______%（不计绳重和摩擦）。
三、作图题
16．（2022·甘肃平凉·二模）在图中，画出力和力臂．
17．（2021·甘肃天水·二模）如图所示，有一杆可绕O转动，在力F作用下静止在水平位置，请在图中作出物体所受重力G示意图和力F的力臂L。
18．（2021·甘肃平凉·二模）如图所示，这是文具用品燕尾夹的侧面图，使用时，在C点用力向下把即可打开夹子，请在杠杆ABC上画出动力F1的力臂l1。
19．（2021·甘肃金昌·一模）如图所示，O是杠杆的支点，画出力F的力臂。
20．（2021·甘肃兰州·一模）如图甲所示，用钢丝钳剪铁丝时，钢丝钳可以看成是两个杠杆的组合，其中一个杠杆如图乙所示。请在图乙中：
（1）画出动力F1的力臂；
（2）从A、B两点中选择更省力的位置，在该点处画出阻力F2的示意图。
21．（2021·甘肃定西·二模）请在图中画出拉力的力臂。
22．（2021·甘肃庆阳·二模）如图甲所示为一个门把手，握住门把手向下压就可以打开这道门，门把手可以看成如图乙OAB所示的一个杠杆，O为支点，请你在图中画出最小动力F1及其力臂L1，阻力臂L2。
23．（2021·甘肃兰州·二模）利用如图1所示的滑轮组拉着重为10N的物体A沿水平方向做匀速直线运动。请画出滑轮组最省力的绕线情况，并画出A对地面压力的示意图。
24．（2022·甘肃金昌·中考真题）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。
四、实验题
25．（2022·甘肃兰州·中考真题）小聪同学按照如图所示的装置对动滑轮特点进行了探究，实验数据见下表。通过分析数据，他觉得与“使用动滑轮能省一半的力”的结论偏差较大。
（1）该实验中出现这样结果的主要原因是没有考虑 ___________；
（2）在实验过程中，提升重物时应该注意沿竖直方向 ___________拉动。动滑轮可视为杠杆的变形，则此时其支点为 ___________（选填“A”、“ B”或“C”）点。
实验次数
物重G/N
弹簧测力计示数F/N
1
1.0
0.7
2
1.5
1.0
3
2.0
1.3
26．（2021·甘肃酒泉·二模）图示，小梦学习小组利用铁架台、带有刻度的杠杆、细线、弹簧测力计、若干钩码（每个钩码重均为 0.5N）等实验器材，探究杠杆的平衡条件。
（1）实验前，小梦观察到杠杆图甲所示，为了使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆右侧的平衡螺母向___________（选填左或右）调节。
（2）将天平调整好后，图乙所示，在A 点挂3个钩码，应在 B点挂___________个钩码，才能使杠杆在水平位置平衡，使杠杆在水平位置平衡的目的是便于测量力臂。在上述实验中。若将水平位置平衡的杠杆，两端同时去掉一个钩码，杠杆___________（选填仍然平衡、沿顺时针旋转或沿逆时针旋转）。
（3）图乙所示，小梦用弹簧测力计替代钩码，在B 点竖直向下拉，然后将弹簧测力计逐渐向右倾斜，要使杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将逐渐___________（选填变大或变小），原因是___________ 。
五、计算题
27．（2021·甘肃兰州·中考真题）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、右两侧的力臂大小分别为L1和L2。然后将物体P、Q取出擦干后左右对调，再次将P、Q分别浸没在该未知液体和水中，重新调节使杠杆仍能水平平衡，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。
28．（2022·甘肃武威·二模）某工人利用如图所示的滑轮组提升重900N的物体，物体在18s内匀速上升了3m，绳子末端的拉力为400N，不计绳重和摩擦，求：
（1）工人做功的总功率；
（2）动滑轮的重力；
（3）若用此滑轮组匀速吊起另一物体时，该滑轮组的机械效率达到80%，求此时工人所用的拉力。
29．（2021·甘肃天水·二模）工人师傅要把一个质量为200kg的箱子装上车他们先搭了个斜面，如图，然后用平行与斜面的水深不变的拉力F将箱子沿斜面一直拉至车厢。拉力F=625N，已知斜面长s=8 m，车厢高h=2m，拉力F=625N，（g取10N/kg），求：
（1）运动过程中箱子克服重力做了多少功？
（2）斜面的机械效率是多大？
（3）运动过程中摩擦力的大小。
六、综合题
30．（2021·甘肃平凉·二模）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5 s时间内绳子自由端移动的距离为s=3 m。图乙是滑轮组工作时的拉力F与绳自由端移动距离s的关系图像。
（1）拉力的功率是______W；
（2）图乙中阴影部分的面积表示的物理量是______。
参考答案：
1．D
【详解】A．使用任何机械都不省功，所以利用此装置不能省功，故A错误；
BC．由题意知，将物体从斜面底端匀速拉到顶端所做的有用功
W有=Gh=100N×4m=400J
所做的总功
W总=Fs=50N×10m=500J
额外功
W额=W总-W有=500J-400J=100J
物体所受的摩擦力
故BC错误；
D．该斜面的机械效率
故D正确。
故选D。
2．D
【详解】A．电动机对绳的拉力为
故A错误；
B．绳子自由端的移动速度为0.2m
故B错误；
C．滑轮组的机械效率为
故C错误；
D．有用功的功率
故D正确。
故选D。
3．D
【详解】A．滑轮组做的有用功为克服重力做的功
W有=Gh=100N×1m=100J
故A错误；
B．滑轮组做的总功为拉力做的功，因为与动滑轮连接的绳子有3股，且不计绳重和摩擦，所以拉力
绳子自由端移动的距离
s=3h=3×1m=3m
则拉力做的总功
W总=Fs=40N×3m=120J
故B错误；
C．由效率公式，得
故C错误；
D．绳子自由端移动的速度
则拉力的功率
P=Fv=40N×0.6m/s=24W
故D正确。
故选D。
4．D
【详解】AC．物体上升的速度为0.1 m/s，绳子的股数n＝3，因此绳子自由端的速度为
v＝3×0.1 m/s＝0.3 m/s
拉力的功率为
P＝Fv＝250 N×0.3 m/s＝75 W
故AC正确，AC不符合题意；
D．根据公式，可得动滑轮重为
故D不正确，D符合题意；
B．机械效率为
故B正确，B不符合题意。
故选D。
5． 斜面 省力
【详解】[1]轮椅专用通道是一条与水平面成一定角度的倾斜平面，这样的倾斜平面利用的就是斜面，可以省力。
[2]根据功的原理可知，使用斜面时要费距离，但同时省了力，故斜面属于省力机械。
6． A 省力
【详解】[1] 当用力摁住C点夹核桃时，围绕A点转动，故A是支点。
[2]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。
7． 省力 垂直于撬棒
【详解】[1]用撬棍将石头撬起来时人对撬棍的压力为动力，石头的重力为阻力，可分别从支点向动力和阻力所在的直线做垂线得动力臂、阻力臂，比较可知此时动力臂大于阻力臂，故此时撬棍是一根省力杠杆。
[2]当力垂直于支点和力的作用点的连线时力臂最大、力最小，故工人应沿垂直于撬棍的方向向下压撬棒。
8． 30 费力
【详解】[1]根据杠杆平衡条件可知
则
[2]由于动力臂小于阻力臂，故它是费力杠杆。
9． 0.5 变大
【详解】[1]由图可知绳子的股数n=2，根据公式，则滑轮重为
G动=nF-G=2×0.75N-2×0.5N=0.5N
[2]根据公式推导式
可以看出，增加钩码的个数，相当于增大物重G物的值，滑轮组的机械效率将变大。
10． 75 100
【详解】[1]工人所做的功为
W＝Fs＝500N×3m＝1500J
工人推木箱过程中的功率为
[2]工人做的有用功为
W有＝Gh＝800N×1.5m＝1200J
工人做的额外功为
W额＝W﹣W有＝1500J﹣1200J＝300J
木箱在斜面上运动时受到的摩擦力为
11．费力
【分析】根据鱼竿在使用过程中的动力臂与阻力臂的大小关系确定杠杆类型；
【详解】鱼竿在使用过程中，动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，但可以省距离。
12． 0.72 83.3%
【详解】[1]由图可知，滑轮组的动滑轮绕3段绳，弹簧测力计的分度值是0.2N，弹簧测力计的示数是2.4N，拉力做的总功
W总=Fs=F×3h=2.4N×3×0.4m=2.88J
拉力的功率
P==0.72W
[2]有用功
W有=Gh=6N×0.4m=2.4J
滑轮组的机械效率
13． 0.8 偏小
【分析】知道秤砣的质量和两边力臂的大小，利用重力公式和杠杆的平衡条件求被测物的质量；若秤砣上粘有油污时，左边的力和力臂不变，右边的力增大，根据杠杆的平衡条件知道右边的力臂减小，即：杆秤所示的质量值要小于被测物的真实质量值。
【详解】[1]如图所示：
因为杠杆平衡，则有
则有
[2]若秤砣上粘有油污，m2增大，而G1lOA不变，所以lOB要变小，杆秤所示的质量值要偏小。
14． 乙 ﹥
【详解】[1]图乙滑轮随物体一起移动，所以乙属于动滑轮。
[2]若滑轮的自重和摩擦不计，当分别用F1、F2匀速提起同一物体时，因为甲是定滑轮，使用定滑轮不省力，所以F1=G；图乙是动滑轮，使用动滑轮可以省一半力，故。则F1、F2的大小关系是：F1＞F2。
15． 120 62.5
【详解】[1]滑轮组绳子的股数为n=3，所以以0.1m/s的速度匀速提升物体时，绳子自由端移动速度为
v=nv物=3×0.1m/s=0.3m/s
拉力F的功率
P=Fv=400N×0.3m/s=120W
[2]滑轮组的机械效率
16．
【详解】过阻力臂L 的末端作垂直于L 的作用线，与杠杆的交点为F1 的作用点，为使杠杆平衡，F1 的方向应该向下，在线段末端标出箭头；从O向F2 的作用线做垂线，垂足与支点间的距离即是F2力臂．
17．
【详解】重力作用在物体重心处，竖直向下；延长F的作用线，从支点作力的作用线的垂线，垂线段长度为力臂L。
18．
【详解】由图示知，B点为杠杆ABC的支点，过B作力F作用线的垂线段，即为其力臂l1，所以作图如下：
19．
【详解】过支点O作力F的作用线的垂线，垂线段即为力F的力臂，作图如下：
20．
【详解】从支点向动力作用线做垂线，垂线段的长度即为动力臂L1；要想用更小的力，阻力不变、动力臂不变，根据杠杆平衡条件知，要减小阻力臂，所以铁丝要靠近转轴A处。由图知，人手对柄部作用力F1，使钳子将沿顺时针方向转动，所以阻力F2垂直钳口向上；如图所示：
21．
【详解】从支点O向力的作用线作垂线，垂线段长度为力臂L1。
22．
【详解】由杠杆平衡条件可知，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OB作为动力臂L1最长；动力的方向应该向下，过点B垂直于OB向右作出最小动力F1的示意图；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L2；如图所示：
23．
【详解】最省力的方法，即与动画轮相连的绳子股数越多越好，故绳子的一端固定在动滑轮上，如图所示绕过定滑轮，动滑轮即可，物体A对地面的压力是首先需要找到接触面的中心，即压力的作用点，过作用点垂直于地面，并指向地面画出压力的示意图，故如下图所示
。
24．
【详解】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
25． 滑轮的自重 匀速 A
【详解】（1）[1]“使用动滑轮能省一半力”是在理想情况下得出的结论，而实际情况中动滑轮的重力和摩擦是客观存在的。由表中数据知道，随着物重的增加，测力计的示数变大，但比物重的一半要大，这与“使用动滑轮能省一半的力”的结论偏差较大，其主要原因是没有考虑滑轮的自重。
（2）[2][3]使用动滑轮时，只有匀速竖直向上拉，拉力的力臂才等于滑轮的直径，使得弹簧测力计的示数稳定，便于读出拉力的大小。此时动滑轮的实质是动力臂等于阻力臂2倍的省力杠杆，支点是A点。
26． 左 2 沿逆时针旋转 变大 见详解
【详解】（1）[1]杠杆右端下沉，为了使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆右侧的平衡螺母向左调节。
（2）[2]设一个钩码的重力G，一格的长度为L，由杠杆的平衡条件得
3G×2L=nG×3L
解得n=2，故应在B点挂2个钩码，才能使杠杆在水平位置平衡。
[3]在上述实验中，若将水平位置平衡的杠杆，两端同时去掉一个钩码，则杠杆左边力与力臂的乘积
2G×2L=4GL
右边力与力臂的乘积
G×3L=3GL
故杠杆沿逆时针旋转。
（3）[4][5]当拉力F向右倾斜时，拉力F力臂变小，要保持杠杆仍在水平位置平衡，根据杠杆的平衡条件，因阻力和阻力臂不变，则拉力F将变大。
27．（1）20N；（2）10N；（3）2.0g/cm3
【详解】解：（1）由题意知，物体P的重力
G1=m1g=4kg×10N/kg=40N
施加竖直向下的力F，杠杆水平平衡，则有
F⋅OB=G1⋅OA
即
F⋅2=40N⋅1
解得
F=20N
（2）物体P的体积
它浸没在水中时受到的浮力
F浮=ρ水gV1=1.0×103kg/m3×10N/kg×10-3m3=10N
（3）P浸没在水中、Q浸没在液体后，对杠杆的作用力分别为
FP=G1-F浮=ρ1gV1-ρ水gV1=(ρ1-ρ水)gV1，FQ=G2-F液=ρ2V2g-ρ液gV2=(ρ2-ρ液)gV2
对调后，P浸没在液体中、Q浸没在水中，对杠杆的作用力分别为
FP′=G1-F浮′=ρ1gV1-ρ液gV1=(ρ1-ρ液)gV1，FQ′=G2-F水=ρ2V2g-ρ水gV2=(ρ2-ρ水)gV2
据杠杆的平衡条件有
FPL2=FQL1，Fp′L1′=FQ′L2′
则
而
L1L1′=3L2L2′
所以
3(ρ2-ρ液)( ρ1-ρ液)=( ρ1-ρ水)( ρ2-ρ水)
即有
3(3.0g/cm3-ρ液)(4g/cm3-ρ液)=(4.0g/cm3-1.0g/cm3)(3.0g/cm3-1.0g/cm3)
解得
ρ液=2.0g/cm3
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。
28．（1）200W ；（2）300N；（3）500N
【详解】解：（1）由图可知，n=3，则绳子自由端移动的距离
s=3h=3×3m=9m
使用滑轮组做的总功
W总=Fs=400N×9m=3600J
工人做功的总功率
（2）不计绳重和摩擦力，绳子自由端的拉力
则动滑轮的重力
G动=3F-G物=3×400N-900N=300N
（3）不计绳重和摩擦，由
机械效率为80%时，物体的重力
工人所用的拉力
答：（1）工人做功的总功率为200W；
（2）动滑轮的重力为300N；
（3）工人所用的拉力为500N。
29．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）运动过程中箱子克服重力做的功为
（2）拉力做的总功为
斜面的机械效率为
（3）额外功为
运动过程中摩擦力的大小为
答：（1）运动过程中箱子克服重力做了的功。
（2）斜面的机械效率是。
（3）运动过程中摩擦力的大小为。
30． 30 拉力所做的功
【详解】（1）[1]由图乙可知，纵坐标表示拉力F=50N不变，横坐标表示绳自由端移动距离s=3m，由W=Fs可知，拉力所做的总功
W总=Fs=50N×3m=150J
拉力做功的功率
（2）[2]由（1）知，阴影部分的面积表示拉力所做的总功。
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