浙江省2023年中考科学模拟题知识点分类汇编-14简单机械

浙江省2023年中考科学模拟题知识点分类汇编-14简单机械

一、选择题

1．（2023·浙江·一模）小滨同学用如图滑轮组提起一个重物，已知重物重力为G，小滨重力为500N，不计绳重及绳与滑轮之间的摩擦。以下说法正确的是（    ）

A．若不计滑轮重力，小滨可以提起的重物最大重力不超过500N

B．若小滨将绳子竖直向下拉动2m，则重物可以提升4m

C．若G=600N时，滑轮组的机械效率为75%，则动滑轮的重力为200N

D．若小滨向右拉动绳子，所需的拉力将会逐渐增大

2．（2023·浙江·一模）水平地面上有两个平行放置的相同的三棱柱甲和乙，现将一盛水的玻璃缸放置其上，使玻璃缸左右两侧与三棱柱平行且玻璃缸底部的中心到甲、乙两三棱柱的距离相等（l1=l2）；然后将两个体积相等的空心金属球P和Q放入玻璃缸的水中，最终P悬浮、Q漂浮，如图所示。则（    ）

A．P、Q受到的浮力相等

B．P的重力等于Q的重力

C．甲、乙两三棱柱对缸底的支持力相等

D．甲三棱柱对缸底的支持力大于乙三棱柱对缸底的支持力

3．（2023·浙江·一模）小潘同学家里正在修建楼房，他通过调查了解到工人利用如图的装置，将重力为900N的物体匀速提升了6m，工人对绳子施加的拉力F为475N。忽略维重和机械之间的一切摩擦。下列说法中正确的是（　　）

①拉力F做功为2850J

②动滑轮的重力为50N

③拉力F做的额外功为600J

④如用该装置匀速提升重力为950N的物体，则该滑轮组的机械效率为95%

A．①③ B．②④ C．①② D．③④

4．（2023·浙江·校联考一模）如图所示，用40N的力F沿水平方向拉滑轮，可使重20N的物体A以0.3m/s的速度在水平面上匀速运动。物体B重10N，弹簧测力计的示数恒为10N（不计滑轮、测力计、绳子的重力，滑轮的转轴光滑）。下列说法不正确的是（    ）

A．物体A受到水平面的摩擦力是10N

B．滑轮移动的速度是0.15m/s

C．在2s内绳子对物体A做的功为6 J

D．水平拉力F的功率是6 W

二、填空题

5．（2023·浙江·一模）如图所示大李和小李用一根均匀的木棒抬重物。对于大李来说，这是一个______（选填“省力、费力、等臂”）杠杆。其他条件不变的情况下，为了减轻自己的负担，大李的位置可以向______（选填“前、后”）移动；假如大李要承担五分之三的力，那么，小李的肩头到重物挂点O的距离与小李的肩头到大李肩头的距离之比是______。

三、探究题

6．（2023·浙江·一模）小滨同学进行“探究杠杆平衡条件”的实验步骤如下：

（1）实验前杠杆左端下沉，如图甲所示，则应将左端的平衡螺母向______（选填“左”或“右”）调节，直到杠杆在水平位置平衡；

（2）实验时，用弹簧测力计在B点向下拉杠杆，使杠杆仍在水平位置，如图乙，当弹簧测力计从a位置转到b位置时，其示数将______（选填“不变”“变大”或“变小”）；

（3）保持A点钩码数量和力臂不变，杠杆在水平位置平衡时，测出多组动力臂和动力的数据，绘制的关系图像如图丙。当为0.6m时，为______N。

7．（2023·浙江·校联考一模）2022年北京冬奥会成功举办，开幕式上中国人的浪漫惊艳世界，高科技的场馆引人注目。

（1）冬奥会火炬“飞扬”采用氢气作为燃料，由碳纤维及其复合材料制成的外壳和燃烧罐破解了火炬外壳在1000℃高温制备过程中起泡、开裂等难题，火炬呈现“轻、固、美”的特点，下列说法错误的是(    )

A．燃烧时的碳排放为零

B．碳纤维复合材料与相同体积的铝合金相比轻

C．这一材料具有高强度、 耐腐蚀、耐高温等特点    

D．火炬燃烧罐以碳纤维材质为主，所以碳不能燃烧

（2）国家速滑馆首次选用二氧化碳跨临界直接制冰系统，这是目前世界上最环保、也是最节能的制冷技术。应用此技术，国家速滑馆全冰面模式下每年仅制能节省至少2×106度电。若完全燃烧标准煤释放的热可转化为电能的效率为30%，就相当于节约___________千克煤？（标准煤的热值是：3×107J/kg）

（3）运动员在参加滑雪比赛时会使用运动护具，可依靠紧实的包裹增加关节的牢固性。运动护具与关节结构中的[___________]___________具有相似的作用。运动员比赛过后会感觉到肌肉酸胀，是因为肌肉细胞会发生无氧呼吸，请写出文字表达式___________；在运动比赛中会因为急性损伤引起关节炎症，肌肉注射药物后，最先到达在心脏的___________中（填结构名称）；

（4）修建冬奥会雪道设施过程中，对区域内珍贵的树种资源进行迁地保护和移栽利用，下列叙述不正确的(    )  

A．移栽时根部需保留部分土壤，可减少根毛受损    

B．移栽时可去除部分叶片，目的是降低蒸腾作用

C．移栽后的植物需要及时浇水，水沿着筛管向上运输

D．对珍贵树木进行迁地保护，有利于保护生物多样性

四、简答题

8．（2023·浙江·一模）甘蔗秆直立，粗壮多汁，质地坚硬，食用时常需削皮切断。如图是常用来切甘蔗的铡刀，可以看作是杠杆，O是支点，铡刀OA长36 cm。

（1）铡刀在使用时属于______杠杆（选填“省力”、“费力”或“等臂”）。

（2）如图，甘蔗对铡刀施加的阻力为，的大小为300N，阻力臂为15cm，当手在A点竖直向下作用时，动力臂为25cm，则此时至少为多少牛？(      )

（3）在第二问的基础上，当手作用在A点的力垂直OA向下时，请列式分析与的大小关系。(      )

9．（2023·浙江·一模）我国自主建造的“泰山号”超大型起重机，是全世界起重能力最大的建造海工平台专用的桥、门式起重机，其运行机制是全世界关注的焦点。桥式起重机主要由主梁和两个基座构成，可以提升和平移重物，其示意图如图所示。“泰山号”主梁重4000吨，跨度长达125m。有一质量为16000吨的重物。

（1）当把重物挂在主梁中央吊起时，求右侧基座对主梁的作用力大小。

（2）若该重物从主梁的左端向右端移动，请画出右基座对主梁的支持力F与重物移动距离s的关系图像。

10．（2023·浙江·一模）如图所示，甲物体在绳子拉力作用下沿粗糙斜面匀速上升，甲物体重为1000N，乙物体重为500N。斜面长5m，高2m，不计滑轮摩擦和绳重。求：

（1）甲物体上升过程中受到的摩擦力；

（2）此过程中斜面的机械效率。

11．（2023·浙江·二模）一根质量分布均匀的杠杆，长为，用细绳系于O点处悬挂起来，B端挂一个重为的重物，此时杠杆处于静止状态，其中，如图所示。则：

（1）如图所示杠杆___________（选填“是”或“不是”）处于平衡状态。

（2）杠杆B端所受拉力的力臂___________（选填“等于”或“不等于”）的长度。

（3）杠杆的重力为多少？___________

12．（2023·浙江·校联考一模）某车库出口处的“两段式道闸”开启过程如图甲所示；AO和OB是两段栏杆，长均为2m、质量均为5kg（质量分布均匀）；两段栏杆之间以轻质铰链连接，使AO能绕O转动；CD为轻质链杆，B是电机带动栏杆转动的中心点，如图乙所示；当道闸开启时，电机带动水平的AOB和CD转动，道闸完全开启后，AO水平、OB竖直，CD竖直，如图丙所示。此时CD与OB之间距离为5cm。（不计一切摩擦，g=10N/kg）

（1）如图丙所示，AO重力的力臂是___________m。

（2）如图丙所示，CD对铰链的拉力是多少__________？

（3）AOB由图乙位置到图丙位置，电机至少要对AOB做多少功__________？

参考答案：

1．C

【详解】A．小滨同学重500N，他对绳子的最大拉力为500N。有两根绳子与动滑轮接触，不考虑绳重与摩擦。则他能够提起的重物总重（物重与动滑轮总重）为

而动滑轮的重力为几牛或者几十牛，故小滨同学能够提起的物重远超500N。故A错误；

B．有两段绳子与动滑轮接触，绳子自由端移动的距离为动滑轮上升距离的2倍，所以此时物体上升的距离为

故B错误；

C．不考虑绳重与摩擦，滑轮组的机械效率计算式为

当物重G=600N且机械效率为75%时，可求出动滑轮重为

故C正确；

D．绳子自由端最后接触的是定滑轮，定滑轮能改变力的方向，不会改变力的大小。故向右拉绳子，拉力不会增大。故D错误。

故选C。

2．C

【详解】AB．两个金属球的体积相等，由图可知排开水的体积关系

VP>VQ

根据F浮=ρ水gV排可知两个金属球受到的浮力

FP浮>FQ浮

P悬浮、Q漂浮，由浮沉条件可知它们重力和浮力大小相等，所以它们的重力

GP>GQ

故AB不符合题意；

CD．浮力等于排开液体的重力，它们的浮力等于重力，所以它们的重力等于排开水的重力，可以将两个金属球在水中部分看作水，如图所示：

如果以甲为支点，乙缸底的支持力为动力，玻璃缸、水和两个金属球的总重力为阻力，由杠杆平衡条件得到

F乙(l1+l2)=Gl1

如果以乙为支点，甲缸底的支持力为动力，玻璃缸、水和两个金属球的总重力为阻力，由杠杆平衡条件得到

F甲(l1+l2)=Gl2

因为

l1=l2

所以

F甲=F乙

故C符合题意，D不符合题意。

故选C。

3．B

【详解】①由图可知，滑轮组的动滑轮绕绳子的段数n=2，拉力端移动距离

s=nh=2×6m=12m

拉力做功

W总=Fs=475N×12m=5700J

故①错误；

②不计绳重和摩擦时，则动滑轮的重力

G动=nF-G=2×475N-900N=50N

故②正确；

③拉力做的有用功

W有=Gh=900N×6m=5400J

拉力做的额外功

W额=W总-W有=5700J-5400J=300J

故③错误；

④不计绳重和摩擦时，提升重力为950N的物体，滑轮组的机械效率

故④正确。

故选B。

4．C

【详解】A．因为F=40N，由动滑轮特点可知滑轮细绳对A的拉力为：

×40N=20N

因为物体B静止，因此受力平衡摩擦力等于拉力等于弹簧测力计的示数恒为10N，因为力的作用是相互的则物体B对A的摩擦力为10N，方向向右，因为物体A做匀速直线运动所以拉力与地面对A的摩擦力和B对A的摩擦力三力平衡，所以地面对A的摩擦力为：

20N-10N=10N；故A正确；

B．A移动的速度即绳端移动的速度为0.3m/s，由动滑轮的特点可知，滑轮的移动速度为：

×0.3m/s=0.15m/s；故B正确；

C．在2s内绳子对物体A做的功为：

；故C错误，符合题意。

D．水平拉力F的功率是：

。故D正确。

5．     省力     后     3∶5

【详解】[1]以小李的肩膀为支点可知，大李施加力的力臂大于物重的力臂，根据杠杆平衡条件可知对大李来说是省力杠杆。

[2]根据杠杆平衡条件若大李想要省力可增加力臂，也就是大李向后移动。

[3]由杠杆平衡条件可知

带入数据为

解得

6．     右     变大     0.5

【详解】（1）[1]调节杠杆在水平位置平衡时，杠杆右端偏高，说明杠杆左侧偏重，应将平衡螺母向右端移动，使杠杆在水平位置平衡，此时力臂在杠杆上，便于测量力臂。

（2）[2]保持B点不变，测力计从a位置转动b位置时，此时F的力臂变小，阻力、阻力臂不变，根据杠杆的平衡条件，动力变大，弹簧测力计的示数变大。

（3）[3]由于此题中的阻力和阻力臂不变，利用图像中任意一组数据，根据杠杆平衡条件都能得出

故若当l1为0.6m时，根据杠杆平衡条件可得，动力F1

7．     D     8×105     b     关节囊     葡萄糖 乳酸+能量（少量）     右心房     C

【详解】（1）[1]A．氢气燃烧生成水，燃烧时的碳排放为零，故A正确，A不符合题意；

B．碳纤维复合材料的密度小于铝合金的密度，根据可知，当相同体积时，碳纤维复合材料比铝合金要轻，故B正确，B不符合题意；

C．火炬“飞扬”采用将碳纤维与高性能树脂结合在一起做成碳纤维复合材料，密度只有钢的四分之一左右，但是强度是钢的7-9倍，因此这一材料具有高强度、耐腐蚀、耐高温等特点，故C正确，C不符合题意；

D．碳通过燃烧而生成二氧化碳，故D错误，D符合题意。

故选D。

（2）[2]标准煤完全燃烧需要放出热量

由可知，节约标准煤的质量为

（3）[3][4]b关节囊具有和运动护具相似的作用，可依靠坚实的包裹增加关节的牢固性。

[5]肌肉细胞会发生无氧呼吸，葡萄糖转化为乳酸，释放少量能量，文字表达式：葡萄糖 乳酸+能量（少量）。

[6]肌肉注射药物后，一般通过静脉血管进行，药物在左静脉血管中随血液循环流动逐渐向上下腔静脉汇集，然后进入右心房，故肌肉注射药物后最先到达在心脏的右心房中。

（4）[7] A．移栽时根部需保留部分土壤，目的是保护幼根和根毛，提高植物的吸水能力，从而提高移栽的成活率，故A正确，A不符合题意；

B．植物体通过根从土壤中吸水，吸收的大部分水通过蒸腾作用散失了，蒸腾作用的主要部位是叶片，移栽时可去除部分叶片，目的是降低蒸腾作用，故B正确，B不符合题意；

C．移栽后的植物需要及时浇水，水沿着导管向上运输，故C错误，C符合题意；

D．对珍贵树木进行迁地保护，有利于保护生物多样性，故D正确，D不符合题意。

故选C。

8．     省力     180N    

【详解】（1）[1]如图，铡刀在使用时动力臂OB大于阻力臂OC，属于省力杠杆。

（2）[2]当手在A点竖直向下作用时，动力臂为25cm，根据杠杆平衡条件可知，动力F1的大小

（3）[3]铡刀在使用时阻力和阻力臂一定，要使动力最小则动力臂最大，手作用在A点的力垂直OA向下，此时动力臂最大为36cm，根据杠杆平衡条件可知，动力最小值为

通过计算可知，。

9．（1）1×108N；（2）

【详解】解：（1）当把重物挂在主梁中央吊起时，以左侧基座为支点，此时的动力臂是阻力臂的二倍，根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2可知右侧基座对主梁的作用力大小为

（2）在重物从主梁的左端向右端移动的过程中，以左侧的支柱为支点，右支架对主梁的支持力F为动力，重物对杠杆的拉力为阻力，大小等于物体的重力G，动力臂为整个主梁的长度，设为L，阻力臂为s，根据杠杆平衡条件FL=Gs得拉力

由关系式可知，右支架对主梁的支持力F与重物移动距离s成正比例函数关系，且支持力随s的增大而增大，重物中主梁的左端，主梁有重力，右支架对主梁的支持力不为零，由于如图所示：

答：（1）当把重物挂在主梁中央吊起时，右侧基座对主梁的作用力大小是1×108N；

（2）见解析。

10．（1）100N；（2）80%

【详解】解：（1）由图可知，物体乙用细绳跨过定滑轮与物体甲连起来。在乙的作用下，甲由斜面底端被匀速拉上顶端，因此绳对甲的拉力的大小等于物体乙的重力；即

F=G乙=500N

拉力对甲做的功

W总=FL=500N×5m=2500J

克服甲的重力做的有用功

W有=G甲h=1000N×2m=2000J

拉力做的额外功

W额=W总-W有=2500J-2000J=500J

由W额=fs可得，甲物体上升过程中受到的摩擦力

（2）此过程中斜面的机械效率

答：（1）甲物体上升过程中受到的摩擦力是100N；

（2）此过程中斜面的机械效率是80%。

11．     是     不等于     60N

【详解】（1）[1]根据题意可知，杠杆处于静止状态，所以杠杆处于平衡状态。

（2）[2]从支点到力的作用线的垂线段叫做力臂，由图可知，B端所受拉力的方向是竖直向下的，O点到该拉力的作用线的垂线段与OB不重合，所以杠杆B端所受拉力的力臂不等于OB的长度。

（3）[3]设杠杆的重力为G，长为，则杠杆长度

AB= OA+OB=1.5m①

OA=2OB②

由①和②得到

OB=0.5m，OA=1m

杠杆与水平方向上的夹角为θ，杠杆的质量分布均匀，则杠杆的重心在杠杆的中点处；杠杆重力的力臂为

根据杠杆的平衡条件可知

Gl杠杆=G重物l重物

Gl杠杆=G重物OBcosθ

则

G×0.25m×cosθ=30N×0.5m×cosθ

解得G=60N。

12．     1     1000N     150J

【详解】（1）[1]如图丙所示，O为支点，已知OA=2m，AO的重心在其中点，则AO重力的力臂为

（2）[2]据杠杆平衡条件可得，CD对铰链的拉力

（3）[3]电机至少要做的功就是克服AOB重力要做的功，

对AO段做功

W1=G1=mAO g×L=5kg×10N/kg×2m=100J

对OB段做功

W2=G2=m g×L=5kg×10N/kg×1m=50J

电机至少要做的功为

W总=W1＋W2=100J＋50J=150J