2018-2022年北京中考物理5年真题1年模拟汇编 专题12 简单机械（学生卷+教师卷）

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1、（2022·北京·T15）如图所示，工人站在水平台面上用滑轮组提货物。工人第一次竖直向上用200N的力拉绳子时，货物未离开水平地面；第二次竖直向上拉动绳子，使货物以0.09m/s的速度匀速上升。已知工人体重为600N，货物重为900N，货物与地面的接触面积为，动滑轮重为100N。不计滑轮组的绳重和摩擦，下列说法正确的是（ ）
A. 第一次拉绳子时，工人对水平台面的压力为800N
B. 第一次拉绳子时，货物对地面的压强为4000Pa
C. 第二次拉绳子的过程中，该滑轮组的机械效率为90%
D. 第二次拉绳子的过程中，工人拉力的功率为81W
【答案】ABC
【解析】
A．工人第一次竖直向上用200N的力拉绳子时，绳子也在用200N的力竖直向下拉工人，所以工人对水平台面的压力为
故A正确；
B．由于滑轮组上承担重量的绳子股数n=3，每股绳子受到的拉力为200N，所以货物和动滑轮受到绳子的拉力为
由于动滑轮重为100N，所以货物受到的拉力为
由于货物重为900N，所以货物对地面的压力为
货物与地面的接触面积为，所以货物对地面的压强为
故B正确；
C．第二次拉绳子时，绳子自由端的拉力为
滑轮组的机械效率为
故C正确；
D．货物以0.09m/s的速度匀速上升，绳子移动的速度为
工人拉力的功率为
故D错误。
故选ABC。
2、（2021·北京·T6）图示的四种工具中，正常使用时属于费力杠杆的是（ ）
A．园艺剪B．筷子
C．瓶盖起子D．核桃夹
【答案】B
【解析】
A．园艺剪在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A不符合题意；
B．筷子使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故B符合题意；
C．瓶盖起子使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C不符合题意；
D．核桃夹使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D不符合题意。
故选B。
3、（2021·北京·T15）如图所示，用滑轮组提升所受重力为900N的物体A，滑轮组绳子自由端在拉力F作用下竖直匀速移动了12m，同时物体A被竖直匀速提升了4m，用时40s，滑轮组的额外功是400J。下列说法中正确的是（ ）
A．动滑轮所受的重力为100N
B．物体A上升的速度是0.3m/s
C．拉力F的功率是100W
D．滑轮组的机械效率是90%
【答案】CD
【解析】
A．物体A被竖直匀速提升了4m，滑轮组的额外功是400J，动滑轮自重及摩擦力一共为
则动滑轮自重小于100N，故A错误；
B．物体A上升的速度是
故B错误；
C．所受重力为900N的物体A，匀速移动了12m，拉力做的有用功为
W有用=Gh=900N×4m=3600J
拉力做的总功为
W总=W有用+W额外=3600J+400J=4000J
拉力F的功率是
故C正确；
D．滑轮组的机械效率是
故D正确。
故选CD。
4、（2020·北京·T20）如图所示，滑轮组悬挂在水平支架上，某工人站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，使物体A以0.2m/s的速度匀速上升，提升过支架过程中滑轮组的机械效率为90%。已知物体A重540N，该工人重500N，两个滑轮质量相等，不计滑轮组的绳重和摩擦，关于该过程，下列说法正确的是（ ）
A. 绳子自由端受到竖直向下的拉力为200N
B. 绳子自由端拉力的功率为120W
C. 该工人对地面的压力为200N
D. 支架受到滑轮组拉力为960N
【答案】BCD
【解析】
A．滑轮组的动滑轮绕2段绳，滑轮组的机械效率
η=
F==300N
故A错误；
B．绳子自由端的速度
v绳=2v物=2×0.2m/s=0.4m/s
绳子自由端拉力的功率为
P=
故B正确；
C．地面对工人支持力
F支=G-F=500N-300N=200N
由力的作用相互性可知工人对地面的压力等于地面对工人的支持力，即
F压=F支=200N
故C正确；
D．不计滑轮组的绳重和摩擦，拉力
F拉=(G+G动)
G动=2F拉-G=2×300N-540N=60N
支架受到滑轮组的拉力为
F支架=3F+G动=3×300N+60N=960N
故D正确。
故选BCD。
5、（2020·北京·T3）如图所示，正在使用的四种工具，属于费力杠杆的是（ ）
A. 羊角锤B. 核桃夹
C. 园艺剪D. 食品夹
【答案】D
【解析】
A．羊角锤在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，不符合题意；
B．核桃夹在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，不符合题意；
C．园艺剪在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，不符合题意；
D．食品夹在使用的过程中，阻力臂大于动力臂，属于费力杠杆，符合题意。
故选D。
6、（2019·北京·T5）图所示的用具中，在使用时属于费力杠杠的是
A. 筷子B. 瓶盖起子
C. 撬棒D. 核桃夹
【答案】A
【解析】
A．筷子的动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故符合题意；
B．瓶盖起子的动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故不符合题意；
C．撬棒的动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故不符合题意；
D．核桃夹的动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故不符合题意．
7、（2019·北京·T20）某同学用滑轮组提升物体，绳子自由端竖直移动的距离随时间变化的关系如图中图线a所示，物体上升的高度随时间变化的关系如图中图线b所示，已知物体的质量为450g，所用动滑轮的质量为50g，绳子自由端的拉力F为1.3N，g取10N/kg.在0~2s的过程中，下列说法中正确的是
A. 绳子自由端移动的速度为5.0cm/s
B. 拉力F的功率为0.26W
C. 有用功为0.45J
D. 滑轮组的机械效率为90%
【答案】BC
【解析】
A．如图线a所示，绳子自由端移动的速度：，故错误；
B．拉力F的功率为：，故正确；
C．如图线b所示，有用功为：=0.45kg× 10N/kg×0.1m=0.45J，故正确；
D．滑轮组的机械效率为： ，故错误．
8、（2019·北京·T26）如图所示，杠杆水平平衡．杠杆可在竖直平面内绕固定点O自由转动，其上相邻刻线间的距离相等，若在杠杆上A点挂2个重均为0.5N的钩码，在B点挂4个重均为0.5N的钩码，杠杆________（选填“能”或“不能”）保持水平平衡．
【答案】不能
【解析】
根据杠杆平衡条件：F1l1=F2l2，进行计算，设杠杆每一个小格长度为l，左端：F1l1=2×0.5N×3l=3l，右端：F2l2=4×0.5N×2=4l ，F1l1≠F2l2，因此杠杆不能平衡．
9、（2018·北京·T25）小华探究杠杆平衡条件时，使用的每个钩码的质量均相等，杠杆上相邻刻线间的距离相等．如图甲所示，为使杠杆在水平位置平衡，应将右端的平衡螺母向____（选填“左”或“右”）端调节．杠杆水平后，在杠杆上的A点悬挂了2个钩码，如图乙所示，为使杠杆保持水平平衡，应在B点悬挂____个钩码．
【答案】 (1). 右 (2). 3
【解析】
如图甲所示，杠杆左端偏低，为使杠杆在水平位置平衡，应将右端的平衡螺母向右端调节．
杠杆水平后，在杠杆上的A点悬挂了2个钩码；
设每个钩码重为G，每格的长度为L，根据杠杆的平衡条件得：
解得：
所以为使杠杆保持水平平衡，应在B点悬挂3个钩码．
点睛：重点是杠杆平衡条件的应用，要清楚杠杆的平衡条件应用时，两等式两边的长度单位一样即可，但求功的时候，单位必须为米．
10、（2022·北京·T27）俯卧撑是一项常见的健身项目，采用不同的方式做俯卧撑，健身效果通常不同。图23甲所示的是小京在水平地面上做俯卧撑保持静止时的情境，她的身体与地面平行，可抽象成如图23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，小京的重心在A点。已知小京的体重为750N，OA长为1m，OB长为1.5m。
（1）图23乙中，地面对手的力F1与身体垂直，求F1的大小；
（2）图24所示的是小京手扶栏杆做俯卧撑保持静止时的情境，此时她的身体姿态与图23甲相同，只是身体与水平地面成一定角度，栏杆对手的力F2与他的身体垂直，且仍作用在B点。分析并说明F2与F1的大小关系。
【答案】（1）500N；（2）