专题13 简单机械-2020年中考物理真题分项汇编详细解答（全国通用）01期（教师版）

这是一份专题13 简单机械-2020年中考物理真题分项汇编详细解答（全国通用）01期（教师版），共14页。试卷主要包含了单项选择题，填空题，作图题，实验探究题，计算题等内容，欢迎下载使用。







一、单项选择题


1.（2020·四川省成都市）如图甲所示装置，A是重15N的空吊篮，绳子B和C能承受的最大拉力分别为100N和50N。质量为50kg的小张同学将A提升到高处，施加的拉力F随时间变化关系如图乙所示，A上升的速度v随时间变化关系如图丙所示。忽略绳重及摩擦，常数g取10N/kg。下列结论正确的是（ ）





A. 动滑轮的重力为9N


B. 第2s内拉力F的功率为40W


C. 此装置最多能匀速运载80N的货物


D. 此装置提升重物的最大机械效率为85%


【答案】BC


【解析】


【详解】A．由图丙可知，在1~2s内物体匀速运动，图乙可知，拉力为10N，由图甲知绳子股数n=2，则根据





即





解得


G动=5N


故A错误；


B．第2s内绳子自由端的速度为





第2s内拉力F的功率为





故B正确；


C．当拉力最大为50N时，可以拉动物重为





绳子B不断，故C正确；


D．由C可得，重物最重为80N，则最大的机械效率为





故D错误。


故选BC。


2.（2020·河南省）在如图所示的工具中，使用时属于费力杠杆的是（ ）


A. 瓶盖起子


B. 食品夹


C. 起钉锤


D. 核桃夹


【答案】B


【解析】


【详解】A．支点在瓶盖边缘，动力臂较长，是省力杠杆，A项不合题意；


B．支点在夹子两壁连接处，动力臂较短，是费力杠杆，选项B符合题意；


C．支点是锤子与地面的接触点，动力臂较长，是省力杠杆，C项不合题意；


D．支点在夹子两壁连接处，动力臂较长，是省力杠杆，D项不合题意。


故选B。


3.（2020·湖南省常德市）如图所示，用F1的力将物体B匀速提升h， F1做功600J，若借助滑轮组用F2的力把物体B匀速提升相同高度，F2 做功为1000J。下列说法正确的是（ ）





A. 两个过程中的拉力F1= 3F2B. F1 做功的功率比F2做功的功率小


C. 滑轮组机械效率为40%D. F2 做功的距离为3h


【答案】D


【解析】


【详解】A．F1做功600J，由 可知





由图可知，滑轮组的绳子股数n=3，所以绳子自由端移动的距离s2=3h，F2做功1000J，由 可知





所以 ，故A错误；


B．题中没有给出两次运动的时间，所以无法比较两个力做功的功率，故B错误；


C．因为用F1的力将物体B匀速提升，所以物体B的重力G等于拉力F1，所以滑轮组的有用功为





滑轮组的总功等于拉力F2做的功，即





所以滑轮组的机械效率





故C错误；


D．由图可知，滑轮组的绳子股数n=3，所以绳子自由端移动的距离s2=3h，即F2 做功的距离为3h，故D正确。


故选D。





二、填空题


4.（2020·四川省雅安市）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”）





【答案】 (1). 0.8 (2). 偏小


【解析】


【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。


5.（2020·山东省济宁市）杠杆两端螺母的作用是图中的杠杆在水平位置平衡，若在两侧各减掉一个等重的钩码，杠杆______（选填“能”或“不能”）保持水平平衡。





【答案】不能


【解析】


【详解】从图中可以看到，杠杆在水平位置平衡，根据杠杆的平衡原理可知





若在两侧各减掉一个等重的钩码，那么





可知杠杆不能保持水平平衡


6.（2020·江苏省连云港市）用如图所示滑轮组在10s内将重为300N的物体匀速提升1m，拉力大小为120N，拉力做功的功率为______W，有用功为______J，滑轮组的机械效率为______。





【答案】 (1). 36 (2). 300 (3). 83.3%


【解析】


【详解】[1]由图可知，承担重物的绳子段数n=3，所以绳子自由端通过距离


s=3×1m=3m


总功


W总=Fs=120N×3m=360J


拉力做功的功率


P==36W


[2]有用功为


W有=Gh=300N×1m=300J


[3]滑轮组机械效率为


η==83.3%


7.（2020·湖南省常德市）农忙时节小明帮爷爷挑谷子，初次干农活的他在左筐中装了20kg，右筐中装了25kg， 如果扁担的长度为1. 8m，则他在距扁担左端_____m处将谷子挑起来才能使挑担水平（扁担和筐的重力均不考虑）；为了方便行走，小明将两筐谷子同时向内移动了0. lm，则需要______筐（选填“左”或“右”）增加约_____kg （保留1位小数）谷子，才能基本保持挑担水平。


【答案】 (1). 1 (2). 右 (3). 0.7


【解析】


【详解】[1]根据杠杆平衡条件有





则





扁担的长度为1. 8m，则他在距扁担左端





处将谷子挑起来才能使挑担水平，右筐距离0.8m。


[2][3]将两筐谷子同时向内移动了0. lm，则左端距离变为0.9m，右端距离变为0.7m，此时








左边力与力臂乘积大于右边力与力臂乘积；要使挑担基本保持水平，根据杠杆平衡条件应该在右边增加谷子





8.（2020·贵州省黔西南州）如图所示，工人们用同一滑轮组，根据需要有两种方式来提起等重的建筑材料，若不计摩擦和绳重，则F1______F2，机械效率ηA______ηB。（填“>”“=”或“<”）





【答案】 (1). < (2). =


【解析】


【详解】[1]由图可知，不计摩擦及绳重，绳子自由端拉力分别为


，


所以





[2]不计摩擦和绳重，两种方式来提起等重的建筑材料到相同高度，则对物体做的有功相同，动滑轮相同，则所做额外功相同。所以机械效率相同，即。


9.（2020·安徽）如图所示，工人沿斜面用一定大小的力F把一重为600N的物体从斜面底部匀速推到顶部（不考虑物体的大小）。已知斜面长L=3m，高h=1.5m。若该过程中斜面的效率为60%，力F所做的功为________J。





【答案】1500


【解析】


【详解】工人所做的有用功为


W有=Gh=600N×1.5m=900J


由得





10.（2020·安徽）停车场入口处常用横杆来控制车辆的进出 ，如图甲所示。我们可以把该装置简化成如图乙所示的杠杆。若横杆AB粗细相同、质量分布均匀，重G=120N，AB=2.8m ，AO=0.3 m。要使横杆AB保持水平平衡，需在A端施加竖直向下的力F=________N。





【答案】440


【解析】


【详解】横杆AB粗细相同、质量分布均匀，则横杆的重心在AB中点，故重力G的力臂为





力F的力臂





由杠杆平衡条件得





解得





故需在A端施加竖直向下的力为440N。


三、作图题


11.（2020·四川省成都市）(2)深蹲运动是靠腿部肌肉收缩产生动力，克服人体上部的重力G，从而达到锻炼目的(如图甲)。图乙是将人体抽象为杠杆的示意图，O为支点，请在图乙中画出G的示意图及其力臂L(A点为人体上部的重心)________。





【答案】 (2).


【解析】


【详解】(2)[2]重力方向竖直向下，支点O到重力方向的作用线的垂线为力臂，如图所示：





12.（2020·江苏省泰州市）根据要求完成下列作图。


(2)如图乙所示，画出拉力F的力臂l和物体B所受重力G的示意图__________；





【答案】 (2).


【解析】


【详解】(2)[2]物体B所受重力方向竖直向下，重心在物体的几何中心，从支点O向力的作用线作垂线，支点到垂足的距离就是拉力F的力臂l。如图:





13.（2020·贵州省黔南州）在“探究杠杆的平衡条件”实验中，在B点用弹簧测力计沿CD方向拉杠杆，使杠杆水平平衡，如图所示。画出∶①弹簧测力计对杠杆拉力F的示意图；②F的力臂。


（ ）





【答案】


【解析】


【详解】用弹簧测力计沿CD方向拉杠杆，拉力的作用点在B点，方向沿BD向下，过拉力的作用点，沿拉力的方向画一条有向线段，用F表示，过支点O做F的垂线即为F的力臂，如图所示：





四、实验探究题


14.（2020·江苏省连云港市）密度是物质的重要属性，生产、生活中常常需要测量各种液体的密度。某同学在综合实践活动中自制了测量液体密度的杠杆密度计，可以从杠杆上的刻度直接读出液体密度的数值，受到了老师的肯定和表扬，结构如图所示。


所用器材：轻质杠杆（自身重力忽略不计）、两种规格的空桶（100mL和200mL）、质量为m的物体A、细线。


设计过程如下：





(1)将杠杆在O点悬挂起来，空桶悬挂在B点，质量为m的物体A悬挂在C点时，杠杆水平平衡。测出B点到O点的距离为l，C点到O点的距离为l0，此时C点的密度刻度线应标注为______；


(2)在B点的空桶内注满液体，空桶容积为V，移动物体A至C1位置，使杠杆在水平位置平衡。C1点到O点的距离为l1，此时C1点的密度值为______（用题中所给的字母表示）；


(3)已知密度为1.0×103kg/m3刻度线与零刻度线之间的距离为4cm，则密度为0.8×103kg/m3刻度线与零刻度线之间的距离为______cm；


(4)要使制作的杠杆密度计测量精度更高一些，应选择______规格的空桶（选填“100mL”或“200mL”）。


【答案】 (1). 0 (2). (3). 3.2 (4). 200mL


【解析】


【详解】(1)[1]空桶悬挂在B点，质量为m的物体A悬挂在C点时，杠杆水平平衡，桶中没有液体，液体的密度为零，此时C点的密度刻度线应标注为0。


(2)[2]设空桶的质量为m桶，由杠杆的平衡条件可知


m桶gl=mgl0


桶的质量


m桶=


在B点的空桶内注满液体，根据杠杆的平衡条件可得


(m桶+m)gl=mgl1


(m桶+ρV)gl=mgl1


(+ρV)gl=mgl1


ρ=


(3)[3]由(2)中的公式可知ρ与(l1-l0)成正比，密度为1.0×103kg/m3刻度线与零刻度线之间的距离为4cm，则密度为0.8×103kg/m3刻度线与零刻度线之间的距离为l2





l2=3.2cm


(4)[4]要使制作的杠杆密度计测量精度更高一些，分度值小一些，由ρ=可知增大液体的体积可以使密度小一些，分度值小一些，所以选择200mL规格的空桶，精度更高一些。


五、计算题


15.（2020·江苏省泰州市）小明利用如图所示的滑轮组，将质量为90kg的物体在1min内匀速提升5m，竖直向上的拉力为360N。求：


(1)物体的重力（g取10N/kg）；


(2)小明拉力的功率？


(3)滑轮组的机械效率（结果保留一位小数）。





【答案】(1) 900N；(2) 90W；(3)


【解析】


【详解】(1)物体的重力是





(2)由图可知，承担物重绳子段数，物体匀速提升5m时，绳端移动的距离是





小明拉力做功





小明拉力的功率





(3)有用功





滑轮组的机械效率





答：(1) 物体的重力是900N；


(2) 小明拉力的功率90W；


(3) 滑轮组的机械效率是。


16.（2020·贵州省黔南州）如图所示，某建筑工地用起重机将质量为3.6 t的货箱以0.5 m/s的速度匀速提升，吊臂上的滑轮组如图所示，若忽略绳重和摩擦，该滑轮组的机械效率为80%。（g=10N/kg）求：





(1)在10s内货箱上升的高度；


(2)货箱的重力；


(3)吊臂上电动机拉力F的大小；


(4)依然利用此机械提升质量为4.1 t的货箱，求此时滑轮组的机械效率。


【答案】(1) 5m；(2) 3.6×104N；(3) 1.5×104N；(4) 82%


【解析】


【详解】(1)在10s内货箱上升的高度为





(2)货箱的重力为





(3)由图像可知绳子股数n=3，由可得





即





可解得F=1.5×104N。


(4)动滑轮的重力为





提升质量为4.1 t的货箱，此时滑轮组的机械效率





答：(1)在10s内货箱上升的高度为5m；


(2)货箱的重力为3.6×104N；


(3)吊臂上电动机拉力F为1.5×104N；


(4)此时滑轮组的机械效率为82%。