2024年浙江省科学中考三轮复习：专题二十八 简单机械

专题二十八 简单机械---2023-2024学年浙江省科学中考专题突破 一、选择题 1．如图是我国古代人民用工具抬木料的情景。下列说法正确的是 A．如图使用横杆时，横杆可以看作费力杠杆 B．如图抬起木料时，木料可以看作省力杠杆 C．支架下面垫着的石块是为了增大对地面的压强 D．移动木料时，木料底下的小圆木有增大摩擦的作用 2．在野外用滑轮组拉越野车脱困时的情景如图所示，有关力的分析正确的是（　　） A．车对地面的压力与车的重力是一对平衡力 B．车拉滑轮组的力与滑轮组对车的拉力是一对平衡力 C．脱困必需2400N的拉力时，绳索自由端的力F至少为1200N D．脱困必需2400N的拉力时，绳索自由端的力F至少为800N 3．（物）如图所示，用三种方法拉动同一物体以相同速度v匀速上升相同高度h。拉力F1、F2、F3的功率分别是P1、P2、P3。不计滑轮与绳及滑轮与转轴之间的摩擦，不计滑轮、绳的重力，则下列功率大小关系正确的是（　　） A．P1>P2>P3 B．P1>P3>P2 C．P2>P3>P1 D．P1=P2=P3 4．如图所示，两滑轮采取不同的绕绳方法，在粗糙程度相同的木板上，拉着同一重物（不计绳重、滑轮重和摩擦），沿水平方向匀速运动相同的距离。下列说法中正确的是（　　） A．F1所做的额外功多 B．F1＜F2，F2移动距离多 C．两装置的机械效率相同 D．所拉重物越小，机械效率越高 5．如图是小金家阳台上的手摇晾衣架，衣服和晾衣架的总重为100牛，在拉力作用下5s内使衣服匀速上移了1m，不计滑轮重、绳重及摩擦。下列说法正确的是() A．A为动滑轮，B为定滑轮 B．衣服匀速上升时，摇柄对绳的拉力F为20牛 C．利用该装置能省力，也能改变力的方向 D．拉力的功率为80W 6．如图所示，某人通过滑轮提升重为G的重物，人由A到B的过程中，物体保持匀速上升，人对绳子的拉力为F，AB间水平距离为s，不计绳重和摩擦。则此过程中 （） A．F大小保持不变 B．人做的功为Gs C．人做的功为Fs D．人做功的功率逐渐增大 7．用如图所示的滑轮组，在10秒内将重为2400牛的物体匀速提升3米，绳子自由端的拉力为1000牛，下列说法中，正确的是（　　） A．绳子自由端的移动速度为0.3米/秒 B．10秒内拉力做功的功率是900瓦 C．滑轮组提升重物时的机械效率是72% D．若只增大物体的重力，则滑轮组的机械效率会降低 8．如图所示，滑轮组悬挂在水平钢架上，某工人站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，5s 内使物体A匀速上升1.5m，提升过程中拉力F的功率为180W。已知物体A重540N，该工人重700N。不计绳重和摩擦，下列关于该过程的说法正确的是（　　） A．绳子自由端移动的速度为0.3m/s B．动滑轮重160N C．该工人对地面的压力为400N D．工人利用该滑轮组提升物体的最大机械效率为90% 9．如图甲是广州传统美食“竹升面”的制作过程，其原理图如图乙，让竹竿A端固定在绳扣中，人坐竹竿在竹竿C端上下跳动，带动竹竿挤压面团增加韧性。你认为此过面团程中竹竿属于哪类杠杆？人在施力F1、F2、F3、F4四个方向施力，请你分析哪个力是最小的？下列答案正确的是（　　） A．省力、F2 B．费力、F2 C．省力、F1 D．费力、F1 10．如图所示，物体A的重力为180N，物体B的重力为15N。物体A受到一个水平向右的拉力F，拉力F的功率为3W，在拉力F的作用下，物体B在2s内匀速上升0.3m。不计滑轮、绳子的自重及它们之间的摩擦，下列说法正确的是（　　） A．拉力F做的功等于物体B克服重力做的功 B．2s内，物体B克服重力做功5.4J C．拉力F大小为40N D．物体A向右做匀速直线运动的速度为0.3m/s 11．如图所示，F1=10 N，F2=3 N，此时物体A静止在地面上，物体B以0.1m/s的速度在物体A表面向左做匀速直线运动。(不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦)。下列说法正确的是（　　） A．弹簧测力计示数为6 N B．F2的功率为0.9 W C．物体A受到地面向左4 N的摩擦力 D．F2增大到5N时，物体A开始向左运动 12．如图甲所示的力学装置，杠杆OAB始终在水平位置保持平衡，O为杠杆的支点，OB=20A，竖直细杆a的上端通过力传感器相连在天花板上，下端连接杠杆的A点，竖直细杆b的两端分别与杠杆的B点和物体M固定，水箱的质量为0.8kg，底面积为200cm2，不计杠杆、细杆及连接处的重力，力传感器可以显示出细杆a的上端受到作用力的大小，图乙是力传感器的示数大小随水箱中水的质量变化的图像，则（　　） A．物体M的密度为0.6×103kg/m3 B．当传感器示数为0N时，加水质量为1.4kg C．当加水质量为1.8kg时，容器对桌面的压强为 D．加水质量为2kg时，水对水箱底部的压力为31N 二、填空题 13．有一斜面长s＝5m，高h＝2m，用弹簧测力计把一物块沿斜面从底部匀速拉到顶部，弹簧测力计的示数如图所示。若该斜面的机械效率为80％，则物体的重力为　 　N，物体受到斜面的摩擦力为　 　N，使用斜面可以　 　（选填“省力”或“省功”）。 14．图甲的滑轮组提升重200N的物体，已知拉力F为80N，不计绳重和摩擦。物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，反映绳子自由端运动的图线是　 　(选填“A”或“B”)，动滑轮重为　 　N。 15．如图为“杠杆力臂演示仪”，杠杆AOB可绕O点（螺母）转动，OA=0.2m，OB=0.1m，G1=2N，杠杆自身重力和摩擦不计，固定装置未画出。 （1）当杠杆处于甲图所示水平位置平衡时，G2的重力为　 　N； （2）松开螺母保持OA不动，使OB向下折一个角度后，再拧紧螺母形成一根可绕O点转动的杠杆AOB′（B′点对应B点），保持G1位置不变，要使杠杆在图乙位置保持平衡，则G2应该移动至　 　点处。 （选填“①”“②”或“③”） 16．两个实心物体的质量与体积的关系如图甲所示。 （1）物体A的密度是　 　。 （2）分别由A、B两种物质组成的体积相同的甲、乙两个物体的重力比为　 　。 （3）将体积相同的A、B两物体分别挂在滑轮和杠杆下面，如图乙所示，O为杠杆OQ的支点，P为杠杆OQ的中点，若要使他们处于静止，则虚线框内悬挂物体B的个数是　 　。(不计摩擦以及杠杆和滑轮的自重) 17．古代护城河上有座吊桥，它的结构原理如图所示。把桥面看成是长为10m，所受重力为3000N的均匀杆OA，可以绕转轴O点在竖直平面内转动，在O点正上方10m处固定一个定滑轮，绳子通过定滑轮与杆的另一端A相连，用力拉动绳子就可以将杆从水平位置缓慢向上拉起。杆即将离开水平位置时，绳子的拉力为F1，当士兵们把吊桥拉起到与水平面的夹角为30°时，绳子的拉力为F2，所用的时间是0.5min(忽略绳子重力、滑轮半径和摩擦)。则： （1）F1：F2=　 　。 （2）士兵们对吊桥做功的平均功率是　 　W。 三、实验探究题 18．如图甲，小嘉匀速拉升木块时，发现无论往哪个方向拉弹簧测力计，在不计摩擦和绳重时，F与G的大小都相等。小嘉对此很好奇，在老师的引导下展开了探究。 【问题】F与G的大小为什么总是相等？ 【探究】 （1）老师先给小嘉提供了图乙装置进行实验，并告知OB与OA的长度相等，根据杠杆的平衡条件可知此时F1　 　G（选填“>”、“=”或“<”） （2）接着，老师提供了模型丙（已知每根棒大小、长度相等，材质均匀，不计转动时的摩擦)，引导小嘉在C点用弹簧测力计沿F2的方向拉模型匀速转动，记录测力计的示数；为了获得更多数据，小嘉接下来的操作是　 　。 【分析】小嘉根据数量关系　 　，进一步推理，得出定滑轮在使用时相当于一个变形的等臂杠杆。 19．某兴趣小组在探究滑轮组工作的特点时，难以分析每股绳子的受力情况，李老师提供了如图甲所示的自制教具进行进一步探究。该装置中，每一股绳上都加装了相同的弹簧，观察并记录每根弹簧的长度如下表， 实验 次数 重物 弹簧A的 伸长量 △LA/cm 弹簧B的 伸长量 △LB/cm 弹簧C的 伸长量 △LC/cm 弹簧D的 伸长量△ LD/cm 1 X 1.6 1.6 1.6 4.8 2 Y 2.1 2.1 2.1 6.3 3 Z 2.5 2.5 2.5 　 （1）分析表中数岩发现，当挂上某一重物时，弹簧A、B、C的伸长长度相等，我们可以得出的结论是：　 　。 （2）分析表中数据，发现它们之间有一定的定量关系：△LD=　 　（用△LA、△LB、△Lc表示）。 （3）将滑轮组改成图乙绕线方式，并在下端挂上重物Z，则弹簧A的伸长长度△LA为　 　cm，（不计滑轮和绳子的重，以及滑轮和蝇子之何的摩擦） 20．斜面是一种简单机械，在生活和生产中使用斜面的好处是可以省力，那么斜面的省力情况与哪些因素有关呢？（使用斜面的省力情况可以通过比较沿斜面拉力F与物体重力G的比值大小来判定，比值越小，越省力）小明作了如下猜想： 猜想1：与斜面的表面材料有关。 猜想2：与斜面的倾斜程度有关。 猜想3：与物体受到的重力大小有关。 小明为验证上述猜想，利用如图所示的装置进行了实验。实验中所用的物块材料及其表面粗糙程度相同，在沿斜面拉力的作用下，在斜面上做匀速直线运动。实验中相关的记录如下表。 实验序号 1 2 3 4 5 6 斜面倾角 30 30 30 30 35 40 斜面的表面材 木板 毛巾 木板 木板 木板 木板 物块重G/N 2.0 2.0 4.0 6.0 2.0 2.0 沿斜面拉力F/N 1.25 1.45 2.50 3.75 1.35 1.48 得出结论：分析上述数据，斜面的省力情况与　 　有关； 拓展交流：已知实验中，斜面长均为1.2m、第1次实验中斜面高为0.6m，则第1次实验中斜面的机械效率是　 　%。 四、解答题 21．如图所示，有一粗细均匀，重为40N，长为4m的长木板AB，置于支架上，支点为O，且AO=1m，长木板的右端B用绳子系住，绳子另一端固定在C处，当木板AB水平时，绳与水平成30°的夹角，且绳子所能承受的最大拉力为60N。一个重为50N的体积不计的滑块M在F=10N的水平拉力作用下，从AO之间某处以V=1m/s的速度向B端匀速滑动，求： （1）滑块匀速运动时所受的摩擦力的大小； （2）当滑块匀速运动时拉力F做功的功率； （3）滑块在什么范围内滑动才能使AB保持水平。 22．如图所示，用滑轮组提升重200N的物体时，在10s内绳子自由端被匀速拉下6m。已知拉绳子的力F为120N，求： （1）在此过程中滑轮组所做的有用功。 （2）拉力F的功率。 （3）该滑轮组的机械效率。 23．由我国自主研制，体现中国力量与中国速度的大国重器，世界上首台千吨级运、架一体机“昆仑号”，可为高铁、道路桥梁的建设高效铺设箱梁。某次架桥时，要将一段重为1.0×107N的箱梁运到铺设位置. （1）当箱梁静止在水甲桥面时，箱梁与桥面的接触面积为200m2，，求箱梁对桥面的压强。 （2）工作时，“昆仑号”将箱梁自桥面竖直向上提升0.6m，固定好后，载着箱梁水平向前运动了30m，求此过程中克服箱梁所受重力做的功。 （3）如图所示，“昆仑号”将箱梁运到桥墩A、B之间的正上方时水平静止。图中L1表示MN的水平距离，L2表示ON的水平距离，G表示“昆仑号”与箱梁受到的总重力(不包括轮车A受到的重力)、其重心在O点，F表示桥墩B上的支腿对“昆仑号”竖直向上的支持力。请推导支持力F的表达式(用字母表示)。 24．图甲是某简易吊装机，其简化结构如图乙所示。 （1）吊装机总重为1500牛，其重力作用线通过A点。结合乙图数据计算，当吊装机匀速吊起重物时，为防止翻倒，最多能吊起多少牛的重物？ （2）吊装机在使用时，通常在一定位置压上配重防止翻倒。将同一配重分别放在图中D，E，F处时，能达到最佳防翻效果的是　 　。 （3）电动机的额定功率是1200瓦，正常工作时消耗的电能有75%转化为重物的机械能。当吊装机配重足够时，可在10秒内使重物匀速上升3米，求所吊重物受到的重力大小。 25．为牢固树立和践行“绿水青山就是金山银山”的理念，坚持环境保护的基本国策，努力加快天蓝、地绿、水美、空气新鲜的美丽乡村建设。 （1）农村露天焚烧作物秸秆会导致空气中PM2.5的升高。部分PM2.5颗粒会通过呼吸道和肺进入血液，危害人体健康。PM2.5进入血液循环后，最先到达心脏四腔中的　 　。 （2）“绿色低碳生活，从垃圾分类开始”，图1是一种轮式垃圾桶，若拖动时垃圾桶总重为100N，且动力臂为阻力臂的2倍，则保持垃圾桶平衡的力F为　 　N。 （3）美丽乡村建设中大量使用了直接利用太阳能的热水器，太阳能路灯等，太阳能是在太阳内部氢原子核发生　 　（选填“聚变”或“裂变”）时释放的能量。 （4）有人测算，一棵树龄为50年的大树，其产生的生态价值高达十多万美元，树的生态价值包括很多方面，除了能吸收二氧化碳外，还表现在　 　（请写出一条）。 答案解析部分 1．【答案】B 2．【答案】C 3．【答案】D 4．【答案】C 5．【答案】C 6．【答案】A 7．【答案】B 8．【答案】C 9．【答案】C 10．【答案】C 11．【答案】C 12．【答案】C 13．【答案】7.2；0.72；省力 14．【答案】A；40 15．【答案】（1）4 （2）② 16．【答案】（1）28/cm3：(或2×10kg/m3) （2）4：1 （3）4 17．【答案】（1） ：1 （2）250 18．【答案】（1）= （2）用弹簧测力计在D处沿F3的方向拉绳子使棋型匀速转动，记录测力计示数；再用同样的方法在E处拉绳子并记录测力计示数。；F3=F2=F1=G 19．【答案】（1）滑轮组工作时，每股绳子受到的力的大小相同 （2）△LD=△LA +△LB+ △LC /△LD =3△LA （3）3.75 20．【答案】倾斜程度、表面材料；80 21．【答案】（1）解：滑块匀速运动时处于平衡状态，水平方向的拉力和受到的摩擦力是一对平衡力，所以根据二力平衡条件可知f=F=10N （2）解：当滑块匀速运动时拉力做功的功率 （3）解：当在点左侧离点米，且，则 即 解得： 当在点右侧离点米时，且，则 即 解得： 故滑块在点左侧到右测范围内滑动才能使AB保持水平 22．【答案】（1）解：h= s= ×6m=3m， W有用= Gh= 200N×3m = 600J （2）解：Ws=Fs≈120N×6m=720J，P= =72W （3）解：η= ×100%= ×100%≈83.3%。 23．【答案】（1）解：根据公式p= 可得，箱梁对桥面的压强为 p= = =5×104Pa 答：箱梁对桥面的压强为5×104Pa （2）解：根据重力做功的公式W=Gh可得，克服重力做的功为 W=Gh=1.0×107N×0.6 m=6×106J 答：此过程中克服箱梁所受重力做的功为6×106J （3）解：根据杠杆平衡的原理可知 Fl1=G(I1-l2) F= 答：支持力 F的表达式F= 24．【答案】（1）根据图乙可知，担当吊装机要侧翻时，支点为B，它的自重相当于阻力，阻力臂为：1.5m-1.25m=0.25m；重物的重力相当于动力，动力臂为1.25m。 根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：G物×1.25m=1500N×0.25m； 解得：G物=300N。 （2）F （3）对重物做的有用功为：W有=Ptη=1200W×10s×15%=9000J； 则所吊重物的重力为：。 25．【答案】（1）左心房 （2）50 （3）聚变 （4）能涵养水源 1 学科网（北京）股份有限公司 $$