【满分备考攻略】2024-2025学年中考物理高频考点精练专题14简单机械

这是一份【满分备考攻略】2024-2025学年中考物理高频考点精练专题14简单机械，共18页。
一、杠杆
1．如图所示是快餐店里常见的筷子盒的内部结构示意图，在A处施加力时，筷子会从出口滚出。不计筷子对杠杆的压力，以下是按下A处时杠杆的示意图，其中正确的是（ ）
A．B．
C．D．
2．如图是《天工开物》中记载的在井上汲水的桔槔，它的前端系一个木桶，木桶装满水后，人竖直向上拉挂木桶的绳子，通过横杆的作用，后端的配重物下降，可以使装有水的木桶匀速上升(假设在上升过程中，水没有洒落)。下列说法正确的是( )
A．图中横杆的支点距离地面约9m
B．上升过程中木桶和水的动能增大
C．人未拉绳时，自然站立对地面的压强约为1.8×103Pa
D．为了减小人向上提水时所需的拉力，应将配重远离支点
3．人体的各种运动相当复杂，但最基本的运动都是由肌肉牵引骨骼绕关节转动产生的，其模型就是杠杆，如我们做抬头，抬腰，垫脚等动作时，就用到了身上各种各样的杠杆。图甲所示，晓华同学正在做俯卧撑，此时人体可视为一个杠杆，下列各图能正确表示其原理的是( )
A．AB．BC．CD．D
4． 图1是我国古代的“舂米石臼”，其简化图如图2所示。人在A端用力踩下，B端翘起，放脚后B端由于重力作用下落，打在石臼内的谷物上。
（1）①在图2中画出重力G的力臂l2；②动力F1= （用G、l、h表示）；
（2）此装置属于 杠杆（选填“省力”“等臂”或“费力”）；当其他条件不变时，若人脚离O点越远则需要用力越 （选填“大”或“小”）。
5．瑜伽是深受大家喜爱的健身运动，练习时人体可视为杠杆，其简化示意图如图所示。请在图中画出：
①阻力F2的力臂l2；
②要使杠杆平衡，作用在A点的最小动力F1。
二、杠杆的平衡
6． 如图所示，足够长的轻质杠杆在水平位置平衡，图中每个钩码的质量相等。若将悬挂点A点向左移动6cm，为保证杠杆仍能在水平位置平衡，需将B点（ ）
A．向左移动9cmB．向右移动9cmC．向左移动4cmD．向右移动4cm
7．如图所示，O为拉杆式旅行箱的轮轴，OA为拉杆。现在拉杆端点A处施加一竖直向上的力F，使箱体从图示位置绕O点缓慢逆时针转至接近竖直位置。则力F的大小（ ）
A．始终不变B．一直变大
C．一直变小D．先变小后变大
8．小明在水平地面上做俯卧撑保持静止，如图甲所示。他的重心在A 点，身体与地面平行，可简化成如图乙所示的杠杆模型，地面对脚的力作用在O点，对手的力作用在B点，且都与身体垂直，小明的体重为750N，OA长为1m，OB长为1.5m。则地面对小明手的作用力为（ ）
A．50NB．250NC．500ND．1125N
9．如图是过去农村用的舂米工具的结构示意图。O为固定转轴，A处连接着石球，脚踏杆的B处可使石球升高，抬起脚，石球会落下去击打稻谷。石球重50N，不计摩擦和杆重。脚沿与杆垂直方向至少用力F1才能将石球抬起。F1的力臂为 m，此时春米工具是一个 杠杆；脚竖直向下至少用力F2为 N，才能将石球抬起。
10．如图所示，杠杆AC（刻度均匀，不计杠杆重）可绕支点O自由转动，在B点挂一120N的重物。为使杠杆平衡，应在杠杆上的 点施加一个作用力F，才能使作用力最小，该最小作用力F= N。
11．我国民俗活动丰富多彩，在立夏时节，有的地方会给孩子称体重，俗称“立夏秤人”。如图所示，小孩和篮子的总质量为10kg，使杆秤处于水平平衡状态（忽略绳重和杆重），此时 OA＝3cm，OB＝10cm（g取10N/kg）
（1）请你写出一个增大杆秤最大称量值的有效措施。
（2）该秤砣的质量是多少？
（3）若所称小孩和篮子的总质量为18kg，当杆秤水平平衡后，O点到B点的距离是多少？
三、杠杆分类
12．下列工具如图所示使用时，属于费力杠杆的是（ ）
A． 食品夹B． 螺丝刀
C． 钳子D． 瓶盖起子
13．聚餐时使用公筷公勺逐渐成为人们的共识，使用筷子夹菜时，筷子是一种杠杆。下列哪个生活用具正常使用时，也是和筷子同样类型的杠杆（ ）
A． 镊子B． 剪子
C． 起子D． 钳子
14．下列工具中，人们正常使用时，属于费力杠杆的是（ ）
A． 钢丝钳B． 筷子
C． 修枝剪刀D． 开瓶器
四、定滑轮
15．如图所示，一根绳子绕过定滑轮，一端拴在一个物体上，分别用力F1、F2、F3拉物体匀速上升。下列关于力F1、F2、F3的大小关系说法正确的是（ ）
A．F1较大B．F2较大
C．F3较大D．三个力一样大
16．厦门市大力推行垃圾分类，为了方便市民便捷投放垃圾，部分收集点增设了如图的垃圾桶“翻盖神器”，向下拉动拉手就能打开桶盖，方便又卫生。下列分析正确的是（ ）
A．装置中的滑轮是动滑轮B．滑轮起到省力作用
C．桶盖相当于费力杠杆D．滑轮起到改变力方向的作用
17．在学校升旗仪式上，当升旗手缓缓向下拉绳子时，旗子就会徐徐上升，这是由于旗杆顶部有一个定滑轮如图所示，它的作用是改变力的 。当旗子徐徐上升时，旗子相对于定滑轮是 （选填“运动”或“静止”）的。
五、动滑轮
18．如图所示，分别用两种滑轮拉同一个物体，忽略摩擦和绳重，且物体的重力远大于滑轮的重力，则拉力F1和F2关系是（ ）
A．F1>F2B．F1F乙，则η甲>η乙
C．若GM F2，η1 =η2B．F1 > F2，η1 η2D．W1 = W2，η1 >η2
28．如图1所示是我国古代科学技术著作《天工开物》记载的水碓图。水流冲击水轮转动，水轮上离支架比较近的板通过碓尾把碓头的石杵举起、落下，不断舂米，如图2所示。水轮一小时可提升质量为2880kg的水升高3.5m，每分钟水对水轮做功为2400J，g取10N/kg，忽略摩擦力，下列说法正确的是（ ）
A．水流冲击水轮的功率为2487W
B．水轮能连续转动是受到惯性的作用
C．水轮旋转一小时提升水的机械效率为70%
D．若考虑木杆的自重，将B向左移动时，杠杆的机械效率不变
29． 如图所示，一辆重为4×104N的货车，以10m/s的速度匀速驶上一段长为130m、高为13m的斜坡，若上坡时货车发动机的功率保持5×104W不变，则斜面的机械效率和货车上坡过程中受到的阻力大小分别为（ ）
A．80% 1000NB．80% 4000NC．96% 5000ND．80% 5000N
八、能力提升
30． 修建房屋时，质量为60kg的建筑工人使用滑轮组提升建材。他用竖直向下的拉力在15s内将重为480N的建材匀速提升了3m，每个滑轮重20N，不计滑轮摩擦和绳重，g取10N/kg。下列结论正确的是（ ）
A．工人拉动绳子的速度为0.2m/s
B．工人对绳子拉力的功率50W
C．此装置的机械效率为96%
D．若工人脚与地接触面积共400cm2，则他对地的压强为1.5×104Pa
31．如图是探究杠杆平衡条件的实验。
（1）在挂钩码前，杠杆如图甲所示，小慧调节杠杆右端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，其目的是 ；
（2）接着小慧在杠杆的两侧挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，使杠杆重新在水平位置平衡（如图乙）。若在A、B下方再各加一个相同的钩码，则杠杆 （选填“左”或“右”）端将下沉；
（3）图丙为小慧制作的简易“杠杆力臂演示仪”，杠杆AOB可绕O点（螺母）转动，不计摩擦和杠杆自身重力；
①杠杆处于丙图所示水平位置平衡；
②松开螺母保持OA水平不动，使OB向下折30°后，再拧紧螺母形成一根可绕O点转动的杠杆AOB'（对应B点）保持左侧物悬挂点位置不变化，要使杠杆在图丁所示位置保持平衡，请你写出一条可行的措施 。
32．
（1）①如题甲图所示是“测定滑轮组机械效率”的装置。弹簧测力计的示数是 N，若钩码的重为3N，则机械效率为 （结果精确到 0.1%）
②如题乙图中所示量筒中液体的质量是 g；液体的密度是 g/cm3.
甲 乙
（2）在探究动能大小与哪些因素有关的实验中：
①如图甲所示，小红先探究动能大小与质量关系，应让小车从斜面的同一高度下滑，使小车到达水平面时 。通过比较 可以比较小车具有的动能大小。
②小磊认为去掉木块，利用粗糙且足够长的木板，通过比较小车在木板上运动的距离也能比较小车动能的大小，即运动的距离越远说明物体的动能越大。于是小磊通过在小车上加砝码来改变质量，得到如图乙所示的实验情形，据此他得出在速度相同的条件下，物体的动能与质量无关，该结论是 （选填“正确”或“错误”）的。
33．家在农村的小强，为家里设计了如图所示的向楼上搬运粮食的装置，粮食及桶总质量为 50kg， 小强爸爸质量为 70kg， 双脚站立在楼上台阶面上，与水平台阶面接触面积为400cm2，一段时间内将粮食及桶缓缓匀速提升了4m。不计滑轮和绳的重量及绳与滑轮之间的摩擦，图中拉力的方向近似认为是竖直方向。求：
（1）小强爸爸拉绳子的力；
（2）提升粮食及桶所做的功；
（3）小强爸爸工作时对水平台阶面的压强。
九、直击中考
34． 如图甲所示，工作人员正在组装神舟飞船。用图乙所示的电动滑轮将质量为2吨的飞船部件在10s内匀速提升2m，电动滑轮的机械效率为80%（g取10N/kg），以下分析正确的是（ ）
A．电动滑轮的总功为5×104JB．飞船部件的重力为2×103N
C．绳子自由端移动的距离为2mD．电动滑轮的功率为5×104W
35．用如图所示的滑轮组将重540N的建筑材料从地面拉到四楼，建筑材料上升10m，绳端拉力为200N（不计绳重和滑轮与绳之间的摩擦）。则动滑轮重 N，此过程该滑轮组的机械效率为 。
36． 如图是《天工开物》中记载的我国古代的提水工具“辘轳”，在两个支架上摆放一根直的硬棒，支点为O1、O2，A端系一石块，B端装有轮轴，轮轴能绕着硬棒转动，悬吊空桶的绳索另一端绕过轮轴后系紧在轮轴上，若空桶质量为10kg，轮轴质量为10kg，空桶和轮轴对硬棒的作用力视作施加在B位置。O1A长为0.6m，O1O2长为1m，O2B长为0.8m，硬棒及绳索质量忽略不计。（g取10N/kg）
（1）人对辘轳不施加力。桶中未装水，为保证硬棒不会翻转，石块质量最多为 kg；若A点系上质量为40kg的石块，提水时为保证硬棒不翻转，桶中最多可装 kg的水；
（2）若桶内水的质量为40kg，人用时20s将桶匀速提升3m，此时辘轳提水的机械效率为50%，则桶对水做的功为 J，人做功的功率为 W。
37．工人利用如图所示装置提升物料，该装置中的滑轮为 滑轮。已知滑轮重80N，货篮重120N，不计绳重及摩擦。工人用该装置匀速提升空货篮时的拉力为 N。若绳子能承受的最大拉力为520N，每根钢条重100N，该装置匀速提升钢条时，所能达到的最大机械效率为 。
38．据统计，每燃烧1kg燃油约排放3.3kg二氧化碳。为实现碳达峰、碳中和的目标，氢能作为一种绿色低碳的清洁能源在我国交通领域的应用场景不断扩大，使用氢燃料电池的交通工具不断丰富，其应用流程如下。
（1）氢燃料电池将化学能直接转化为 能。
（2）当储氢瓶内气体压强为3.5×107Pa时，求瓶内壁1cm2的面积上受到的压力。
（3）以氢燃料电池卡车为例，若卡车在水平路面上匀速行驶72km用时1h，功率为172kW。
①求卡车的行驶速度。
②求卡车所受牵引力。
③与燃油卡车相比，氢燃料电池卡车行驶72km可减排二氧化碳的质量为多少？（燃油机的效率取36%，燃油的热值q取4.3×107J/kg）
39． 如图所示，一重为200N底面积为0.4m2的方形玻璃缸（玻璃缸壁的厚度忽略不计），玻璃缸中装有重1000N的水。上方有一轻质杆OA，在绳子AC的拉力作用下可绕竖直墙上O点转动，现在OA的中点B处悬挂一滑轮组。已知每个滑轮重20N，滑轮组上悬挂着重300N的物体甲，将浸没的重物甲缓慢拉离水面后，玻璃缸中水位下降了5cm，（忽略物体带出的水，ρ水=1×103kg/m3，g取10N/kg）求：
（1）当重物甲拉离水面后，玻璃缸对地面的压强；
（2）重物甲浸没在水中时所受的浮力；
（3）滑轮组的绳子不会断裂，当∠CAO=30°时，杆OA刚好水平，若绳子AC能承受的最大拉力FA=620N时，利用此装置将重物拉离水面后缓慢上升过程中的最大机械效率是多少。（不计杆OA和绳子的重力及绳与滑轮间的摩擦）
答案解析部分
1．【答案】B
2．【答案】D
3．【答案】B
4．【答案】（1）Gl2l1
（2）费力；小
5．【答案】
6．【答案】D
7．【答案】A
8．【答案】C
9．【答案】1；省力；20
10．【答案】A；30
11．【答案】（1）增大秤砣的质量
（2）3kg
小孩和篮子的总质量为10kg，调整秤砣的位置，此时OA=3cm，根据杠杆的平衡条件和G=mg可得：m总g×OA=m砣g×OB，
即10kg×3cm=m砣×10cm，该秤砣的质量m砣=3kg；
（3）18cm
当所称小孩和篮子的总质量为18kg，杆秤水平平衡后：m总'g×OA=m砣g×OB'
即：18kg×3cm=3kg×OB'，O点到B点的距离OB'=18cm
12．【答案】A
13．【答案】A
14．【答案】B
15．【答案】D
16．【答案】D
17．【答案】方向；运动
18．【答案】A
19．【答案】70；0.2
20．【答案】2
21．【答案】8；8
22．【答案】B,D
23．【答案】改变力的方向；50；变大
24．【答案】
25．【答案】A
26．【答案】D
27．【答案】C
28．【答案】C
29．【答案】A
30．【答案】C
31．【答案】方便 测量力臂；右；悬挂点A向右移动
32．【答案】（1）1.2；83.3％；45.2；1.13
（2）速度相同；小车推动木块距离的远近；错误
33．【答案】（1）解：此装犆承担物重的绳子的股数为 n=2， 粮食及桶总重力为G=mg=50kg×10N/kg=500N
不计滑轮和绳的重量及绳与海轮之间的摩擦，小强爸爸拉绳子的力为F=12G=12×500N=250N
（2）解： 提升裉食及桶所做的功为W=Gℎ=500N×4m=2000J
（3）解：小强爸兊工作时对水平台阶面的压力为F压=G人+F=m人g+F=70kg×10N/kg+250N=950N
对水平台阶面的压强为p=F压S=950N400×10−4m2=2.375×104Pa
34．【答案】A
35．【答案】60；90%
36．【答案】（1）60；60
（2）1200；120
37．【答案】动；100；80%
38．【答案】（1）电
（2）由压强公式P=FS得瓶内1cm2的表面上受到气体的压力F=PS=3.5×107Pa×1×10−4m2=3.5×103N
（3）①由速度的定义v=st
卡车的行驶速度v=st=72km1ℎ=72km/ℎ=20m/s
②根据W=Pt可得卡车输出能量
W=172kW×lℎ=172kW⋅ℎ=172×3.6×106J=6.192×108J
由W=Fs可得卡车匀速行驶72km所受牵引力F=Ws=6.192×108J72×103m=8.6×103N
③由效率的定义η=W有W总×100%=WQ×100%
可得Q=Wη×100%=6.192×1080.36J=1.72×109J
由Q=qm可得需要的燃油m燃油=Qq=1.72×109J4.3×107J/kg=40kg
则减排二氧化碳的质量为：
m'=3.3m=3.3×40kg=132kg
39．【答案】（1）解：玻璃缸对地面的压力等于玻璃缸的重力加上水的重力，即F压=G缸+G水=200N+1000N=1200N
则当重物甲拉离水面后，玻璃缸对地面的压强为p=F压S=1200N0.4m2=3000Pa
答：当重物甲拉离水面后，玻璃缸对地面的压强3000Pa；
（2）解：将浸没的重物甲缓慢拉离水面后，玻璃缸中水位下降了5cm，则重物甲排开水的体积为V排=SΔℎ=0.4m2×0.05m=0.02m3
重物甲浸没在水中时所受的浮力为F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.02m3=200N
答：重物甲浸没在水中时所受的浮力200N；
（3）解：先做出绳AC拉力的力臂OD，如图，直角三角形ADO中，∠A=30°，OD=12OA，B是OA的中点，OB=12OA，OB=OD
根据杠杆平衡条件FA×OD=FB×OB
FB=FA，绳子AC能承受的最大拉力FA=620N，B点最大拉力FB=620N；滑轮组绳子的最大拉力F绳=13×(620N−20N)＝200N
F绳=12(G物+G动)
物体最大重力G物=2F绳−G动=2×200N−20N=380N
滑轮组的最大机械效率η=G物G物+G动＝380N380N+20N＝95%
答：滑轮组的绳子不会断裂，当∠CAO=30°时，杆OA刚好水平，若绳子AC能承受的最大拉力FA=620N时，利用此装置将重物拉离水面后缓慢上升过程中的最大机械效率是95%。