专题10 简单机械（第02期）试题（学生版+教师版）-2024年中考物理真题分类汇编（全国通用）

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【中考新考法】
1. （2024·广东广州）如图甲，质量不计的晾晒架钩在支撑物上，挂上衣服后，晾晒架可看成以O为支点的杠杆，图乙是其简化图，晾晒架上A、B、C、D四点在同一水平线上。
（1）B、C、D是挂衣处，同一件衣服挂在B时，A点受到的支持力最小，请说明理由：__________，若衣服重为，则此支持力最小值为__________N；
（2）请在图乙中：①画出B点受到衣服的拉力F，②画出拉力F的力臂l。____
【答案】 ①. 同一件衣服挂在B时，阻力不变，阻力臂最小，动力臂不变，因此动力最小 ②. 4 ③.
【解析】
（1）[1]由题意可知，晾晒架可看成一个杠杆，设衣服对晾晒架的作用力为阻力，则支撑物对晾晒架的作用力为动力，根据杠杆平衡条件
动力×动力臂＝阻力×阻力臂
可知，同一件衣服挂在B时，阻力不变，阻力臂最小，动力臂不变，因此动力最小，即A点受到的支持力最小。
[2]若衣服重为，根据杠杆平衡条件可得
当衣服挂在B时，阻力臂最小，所以此支持力最小值为
（2）[3]根据题意，B点受到衣服的拉力的方向为竖直向下，由于力臂是支点到力的作用线的距离，因此反向延长拉力F，画出支点O到拉力F的反向延长线的垂线段，即为拉力F的力臂l。如图所示
【新科技新情境】
2.（2024·湖北） 2024年6月2日至3日，嫦娥六号完成了人类首次月球背面采样。如图，嫦娥六号的机械臂正绕O点转动，将采集的月球样品送往贮存装置。请画出样品对机械臂上A点的作用力F的力臂l。
【答案】
【解析】
过支点O作力F作用线的垂线段即为力臂l，作图如下：
考点1 杠杆
1. （2024·广东）如图为某款剪刀的示意图。握住手柄修剪树枝时，剪刀可视为杠杆，该杠杆的特点是（ ）
A. 省力B. 费力C. 省功D. 省距离
【答案】A
【解析】
该剪刀属于杠杆，支点是O点，动力作用在A点，阻力作用在手柄处，使用时动力臂大于阻力臂，因此是省力杠杆。故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
2. （2024·广西）2024 年六五环境日国家主场活动在南宁举行。期间，小明利用垃圾钳捡垃圾，并进行分类，如图所示。下列说法错误的是（ ）
A. 保护环境，人人有责B. 垃圾钳是省力杠杆
C. 可利用垃圾来发电D. 垃圾钳是费力杠杆
【答案】B
【解析】
A．保护环境，是我们每个公民义不容辞的责任，故A正确，不符合题意；
BD．由图可知，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故B错误，符合题意，D正确，不符合题意；
C．垃圾进行收集并分类处理，对于燃烧值较高的垃圾，进行高温焚烧，可以用来发电，故C正确，不符合题意。
故选B。
3. （2024·吉林）《天工开物》中记载的“六桨课船”（课船：运税银的船）如图所示，关于“六桨课船”下列说法正确的是（ ）
A. 船桨是一种杠杆
B. “六桨课船”只受浮力作用
C. 船桨的机械效率大于100%
D. “六桨课船”浸入水中的体积与运载税银的质量无关
【答案】A
【解析】
A．船桨相当于费力杠杆，故A正确；
B．“六桨课船”受浮力与重力作用，故B错误；
C．船桨由于要克服阻力做功，机械效率小于100%，故C错误；
D．运载税银的质量越大，船的总质量越大，船的总重力越大，船漂浮在水面，受到的浮力等于船的总重力，由得，运载税银的质量越大，“六桨课船”浸入水中的体积越大，故D错误。
故选A。
4. （2024·天津）利用如图所示的“搬重物利器”搬运大件家具时，先用金属棒撬起家具，再将带有滚轮的底座放入家具底部，便可以轻松移动家具。其中，金属棒是________（选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆，底座装有滚轮是为了减小________。
【答案】 ①. 省力 ②. 摩擦
【解析】
[1]由图可知，中间垫的物块处为杠杆的支点，手在把手处向下摁动杠杆过程中，动力臂大于阻力臂，为省力杠杆。
[2] 底座装有滚轮，在压力不变的和粗糙程度不变的情况下，变滑动为滚动，减小摩擦力。
5. （2024·黑龙江齐齐哈尔）端午节时，同学们外出游玩。购买饮料时，售货员用启瓶器开启饮料瓶的情景如图所示。启瓶器在正常使用时，属于______（选填“省力”、“等臂”或“费力”）杠杆。开启后的瓶盖中间出现了凹陷，说明力可以使物体发生______。
【答案】 ①. 省力 ②. 形变
【解析】
[1]启瓶器在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。
[2]开启后的瓶盖中间出现了凹陷，瓶盖发生了形变，说明力可以改变物体的形状。
6. （2024·甘肃武威）用如图所示的扳手拧螺丝时，一只手稳住扳手的十字交叉部位，另一只手用同样大小和方向的力在___________点（选填“A”“B”或“C”）更容易拧动螺丝，原因是___________。
【答案】 ①. C ②. 在阻力和阻力臂一定时，动力臂越长越省力
【解析】
[1][2]用扳手拧螺丝时，阻力和阻力臂一定，在A点施力时，动力臂最小，动力最大，在C点施力时，动力臂最大，动力最小，所以在C点施力更容易拧动螺丝。
7. （2024·黑龙江龙东）用手提起重物，从生物学的视角，可认为桡骨在肱二头肌的牵引下绕着肘关节转动如图，从物理学的视角来看，这可以简化为一种简单机械模型。___________部位是支点，此模型属于什么杠杆_________？请说明理由_________。
【答案】 ①. 肘关节 ②. 费力杠杆 ③. 见解析
【解析】
[1]用手提起重物时，前臂围绕肘关节转动，因此支点在肘关节处。
[2][3]用手提起物体时，人的前臂相当于一个杠杆，肱二头肌给桡骨的力是动力，物体给前臂的力是阻力，用手向上提物体时，动力臂小于阻力臂，因此前臂是一根费力杠杆。
8. （2024·黑龙江绥化）请作出杠杆上动力F的力臂l。
【答案】
【解析】
力臂是支点到力的作用线的距离，过支点O作力F的作用线的垂线段，即为对应的力臂。作图如下：
9. （2024·广东深圳）图甲是飞鸟经过无背索斜拉桥的情景。图乙是其简化的模型，用S表示飞鸟，用F表示桥塔上端收到钢索的拉力。请帮助思考乐亮亮同学在图乙画出：
（1）飞鸟S经水面反射形成的虚像S'
（2）拉力F对应的力臂l（O是支点）
【答案】
【解析】
（1）平静的水面相当于平面镜，根据平面镜成的像与物关于镜面对称，作出飞鸟S经水面反射形成的虚像S'，如下所示：
（2）O是支点，从支点向力的作用线作垂线段即为拉力F对应的力臂l，如下所示：
10. （2024·湖北武汉）某同学利用若干个质量为50g的钩码和弹簧测力计探究杠杆的平衡条件。
（1）调节平衡螺母，使杠杆在不挂钩码时，保持水平并______，达到平衡状态，如图所示。
（2）在杠杆左侧15cm刻度线处挂上4个钩码，在杠杆右侧挂上6个钩码，移动右侧钩码到______cm刻度线处使杠杆重新在水平位置平衡。这时动力或阻力是______（填“钩码受到的重力”“钩码对杠杆的拉力”或“杠杆对钩码的拉力”）。
（3）保持杠杆左侧钩码的数量和位置不变，取下右侧钩码，改用弹簧测力计拉杠杆使杠杆在水平位置平衡，当弹簧测力计的示数为3N时，该拉力的作用点可能在杠杆______（填序号）刻度线处。
①左侧10cm ②右侧5cm ③右侧15cm
【答案】 ①. 静止 ②. 10 ③. 钩码对杠杆的拉力 ④. ①③
【解析】
（1）[1]杠杆静止时处于平衡状态，杠杆在不挂钩码时，保持水平并静止，杠杆处于水平平衡状态，便于测量力臂。
（2）[2]设一个钩码的重力为G，根据杠杆平衡条件
解得
L=10cm
则移动右侧钩码到10cm刻度线处时，杠杆重新在水平位置平衡。
[3]动力或阻力是作用在杠杆上使杠杆转动的力，则动力或阻力是钩码对杠杆的拉力。
（3）[4]一个钩码的重力
若使用弹簧测力计拉杠杆使杠杆在水平位置平衡，根据杠杆平衡条件
代入数据后有
解得拉力力臂
若竖直使用弹簧测力计拉杠杆使杠杆在水平位置平衡，此时力臂等于该拉力的作用点到支点的距离，故①符合题意，若弹簧测力计倾斜，力臂小于该拉力的作用点到支点的距离，则③符合题意，则符合条件的为①③。
考点2 滑轮
11. （2024·天津）高高的旗杆矗立在操场上。旗手缓缓向下拉绳子，旗子就会徐徐上升。这是因为旗杆顶部有一个滑轮，关于该滑轮的说法正确的是（ ）
A. 它是动滑轮B. 利用它可以省力
C. 利用它可以省距离D. 利用它可以改变力的方向
【答案】D
【解析】
旗杆顶部滑轮的轴固定不动，是一个定滑轮；升旗仪式上，旗手缓缓向下拉动绳子，旗子就会徐徐上升，这是因为用定滑轮可以改变力的方向。定滑轮不省力也不省距离。
故选D。
12. （2024·江苏无锡）如图所示，用滑轮组匀速提升重为200N的物体，拉力F为125N，物体升高的高度为4m，不计绳重和摩擦，则在此过程中，下列说法中正确的是（ ）
A. 总功为800JB. 动滑轮重为5N
C. 绳端移动的距离为4mD. 滑轮组的机械效率为80%
【答案】D
【解析】
AC．由图可知，滑轮组的动滑轮绕2段绳，绳子自由端移动的距离
s=2h=2×4m=8m
总功
W总=Fs=125N×8m=1000J
故A正确，C错误；
B．不计绳重和摩擦，动滑轮重为
G动=2F-G=2×125N-200N=50N
故B错误；
D．有用功
W有=Gh=200N×4m=800J
滑轮组的机械效率为
故D正确。
故选D。
13. （2024·山东滨州）（多选）如图所示装置，工人用250N的拉力，在30s内将重为400N的物体匀速提高了6m，在此过程中，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（ ）
A. 绳子自由端移动的速度是0.2m/s
B. 拉力做的有用功为2400J
C. 拉力做功的功率为100W
D. 若用此滑轮提升重500N的物体，滑轮的机械效率为80%
【答案】BC
【解析】
A．由图可知，承担物重绳子的股数是n=2，则绳子自由端移动的距离
s=nh=2×6m=12m
则绳子自由端移动的速度
故A错误；
B．拉力做的有用功为
W有=Gh=400N×6m=2400J
故B正确；
C．拉力所做的功
W总=Fs=250N×12m=3000J
功率为
故C正确；
D．根据可知，动滑轮的重为
G动=nF-G=2×250N-400N=100N
当物体重500N时，拉力为
滑轮的机械效率为
故D错误。
故选BC。
14. （2024·甘肃临夏）如图是我国古代劳动人民利用自制的工具汲水的场景。图中装置顶端的轮子相当于现代人们所使用的定滑轮，其作用是可以改变力的________，但不能省力。图中的扁担做得较宽，主要是为了增大受力面积，________（选填“增大”或“减小”）压强。
【答案】 ①. 方向 ②. 减小
【解析】
[1]定滑轮实质是一个等臂杠杆，所以不省力，也不距离，但可以改变用力方向。
[2]把扁担做得较大是增大受力面积，在压力一定时可以减小扁担对人肩膀的压强，压力的作用效果就不明显，这样人肩膀就不会感到疼。
15. （2024·湖北）如图是汉代画像砖上描绘的《史记》中“泗水取鼎”画面，两边各有数人用绳子通过滑轮拉起掉落水中的鼎。图中的这种滑轮_________（选填“能”或“不能”）起到省力的作用；此时两边绳子对鼎竖直向上的拉力分别为、，鼎受到的拉力之和为_________。鼎在水中上升的过程中，其底部所受水的压强_________（选填“增大”、“减小”或“不变”）。
【答案】 ①. 不能 ②. ③. 减小
【解析】
[1]图中的滑轮是固定的，不能随重物一起移动，所以是定滑轮，定滑轮不能省力，只能改变力的方向。
[2]两边绳子都对鼎施加竖直向上的拉力，鼎受到的合力方向竖直向上，所以鼎受到的拉力之和
F合=F1+F2
[3]鼎在水中上升的过程中，其底部在水中的深度逐渐减小，由于液体压强随深度减小而减小，所以其底部所受水的压强减小。
16.（2024·陕西A卷）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________。
【答案】 ①. 动 ②. 100 ③. 80%
【解析】
[1]由图可知，滑轮随物料一起运动，所以该装置中的滑轮为动滑轮。
[2]由图可知，动滑轮上有两股绳，已知滑轮重80N，货篮重120N，不计绳重及摩擦，用该装置匀速提升空货篮时的拉力
[3]若绳子能承受的最大拉力为520N，提升钢条的最大重力
由于每根钢条重100N，所以最多能提升8根钢条，则该装置匀速提升钢条时，所能达到的最大机械效率
17. （2024·甘肃武威）将物体A、B置于如图所示的装置中，物体B恰好匀速下降，已知A重，B重，则A所受地面的摩擦力为___________N；若对A施加一个水平向左的拉力F，刚好使A在原来的水平面上匀速向左运动，则拉力F大小为___________N。（不计绳重、滑轮重及绳子与滑轮间的摩擦）
【答案】 ①. 20 ②. 40
【解析】
[1]如图所示，物体A和B通过动滑轮相连，动滑轮上有2段绳子，已知B重10N，物体B恰好匀速下降，则A匀速向右运动，说明物体A处于平衡状态，则A所受地面的摩擦力与动滑轮的钩子拉A的力是一对平衡力，即
f=F拉=2GB=2×10N=20N
[2]若对A施加一个水平向左的拉力F，则物体A受到三个力的作用：水平向左的拉力F，水平向右的拉力2GB， 水平向右的摩擦力20N，所以水平刚好使A匀速向左运动，则拉力
F=f+F拉=f+2GB=20N+2×10N=40N
18. （2024·黑龙江绥化）如图甲，质量为40kg的货物静止在水平地面上，与地面的接触面积是。如图乙。工人用250N的拉力F，将货物用滑轮组匀速提升到3m高的二楼，此过程中货物上升的速度是0.2m/s。求：
（1）货物静止在水平地面上时，对地面的压强；
（2）工人用滑轮组提升货物时做功的功率；
（3）滑轮组的机械效率；
（4）为提高该滑轮组的机械效率，请你提出一条合理建议。
【答案】（1）；（2）；（3）；（4）见解析
【解析】
解：（1）因为货物静止在水平地面上，对地面压力为
则货物对地面的压强为
（2）由图可知，有效绳子段数，绳子自由端移动的速度为
工人做功的功率为
（3）滑轮组的机械效率为
（4）为提高该滑轮组的机械效率，措施有：①增加所提升的物重②减轻动滑轮重。
答：（1）货物静止在水平地面上时，对地面的压强为；
（2）工人用滑轮组提升货物时做功的功率为；
（3）滑轮组的机械效率为；
（4）见解答。