专题06 简单机械及机械效率【好题汇编】2024年中考物理二模试题分类汇编（广东专用）

专题06 简单机械及机械效率 【关注古代科技】 （2024·广东湛江·二模）我国古代科技著作《天工开物》记载了脚踏碓，如题图所示。脚向下踏时，脚踏碓属于 杠杆；为了省力些，可将脚踩点适当 （选填“远离”或“靠近”）O点，碓头部较细，是为了增大 。 【关注中国传统文化】 （2024·广东河源·二模）筷子，古称箸、挟，发明于中国，是中国饮食文化的标志之一、如图所示，使用筷子夹起物体时，筷子可以视作杠杆，此杠杆（　　） A．费力，但省距离 B．省力，但费距离 C．不省力也不费距离 D．既省力也省距离 【关注广东本地特殊】 （2024·广东·二模）如图是深圳地标建筑——“湾区之光”摩天轮，转轮直径113.3m，摩天轮属于 杠杆（选填“省力”“等臂”或“费力”）。质量为50kg的小明乘坐摩天轮轿厢，轿厢由最低点匀速运动到最高点的过程中，摩天轮轿厢对小明 功（选填“做”或“不做”），小明的机械能 （选填“增加”“减小”或“不变”）。 一、选择题 1．（2024·广东广州·二模）生活中常借助下列工具完成各种任务，其中使用时属于费力杠杆的是（　　） A．食品夹 B．羊角锤 C．瓶起子 D．扳手 2．（2024·广东广州·二模）用滑轮组拉越野车脱困时的情景如图所示，脱困需要至少2400N的拉力，此时滑轮组的机械效率为80%，下列说法正确的是（　　） A．车对地面的压力与车受到的重力是一对相互作用力 B．F1做的功等于F2做的功 C．绳索自由端的力F1至少为1500N D．斜向上匀速拉绳，需要施加的力F1会变大 3．（2024·广东广州·二模）如图所示，AC>BC，把同一物体分别沿斜面从底端匀速推上顶端，推力分别为F1、F2，摩擦力分别为f1、f2，机械效率分别为η1、η2，则下列说法正确的是（　　） A．若F1= F2，则η1>η2 B．若f1= f2，则η1>η2 C．若η1=η2，则f1< f2 D．若η1=η2，则F1> F2 4．（2024·广东·二模）如图，人借助滑轮组或斜面可以把重均为G的物体A、B匀速提升相同高度h，绳子对 A的拉力为 F1，F3平行于斜面，则（　　） A．斜面的机械效率是 B．滑轮组的额外功2F2h-Gh C．滑轮组的机械效率是 D．斜面的总功是Gh 5．（2024·广东惠州·二模）如题图所示，小明同学使用滑轮组拉动重为600N的货物，在水平路面上由位置A匀速移动3m到位置B，用时15s，此过程中动滑轮对货物的拉力做功的功率，小明在滑轮组绳子自由端的拉力。则下列说法正确的是（　　） A．拉动物体所做的有用功为1800J B．货物受到地面的摩擦力为100N C．滑轮组的机械效率为83.3% D．人拉力做功的功率为90W 6．（2024·广东广州·二模）如图所示装置，在水平拉力的作用下，重为的物体沿水平地面做匀速直线运动，已知弹簧秤读数为10牛，物体的运动速度为1米/秒（若不计滑轮与绳子质量、绳子与滑轮间的摩擦、滑轮与轴间摩擦），那么在此过程中（　　） A．绳子自由端的速度为0.5米/秒 B．物体与地面间的摩擦力为牛 C．秒内滑轮对物体做功为焦 D．地面对物体的支持力为 二、填空题 7．（2024·广东深圳·二模）能量简称“能”，用来表示物体做功的本领，能量存在的形式多种多样，物体的“能”和质量，温度，位置等有关。请回答下列关于“能”的问题。 （1）图甲，探究“杠杆平衡条件”实验中，此时杠杆平衡，接下来将左端钩码在杠杆上悬挂位置右移一段距离，杠杆将会朝 （选填“顺时针”或“逆时针”）方向旋转，旋转时右端钩码的重力势能将会 （选填“增大”“减小”或“不变”）。 （2）图乙，滚摆实验中滚摆上下滚动时，不计空气阻力和摩擦，滚摆和绳组成的系统守恒的是 （选填“动能”“重力势能”或“机械能”）。 （3）图丙，在研究影响动能大小因素的实验中，让甲、乙两辆相同的小车从同一斜面不同高度由静止开始滑下，在下滑过程中小车的重力势能转化为小车的动能，在水平面碰到木块后一起向右运动最终停止，木块的动能最后转化为 。 8．（2024·广东广州·二模）如图1，鼠标的左键可看成杠杆OBA（O为支点），当我们的手指在B点按下鼠标左键时，使电路接通完成操作任务。 （1）请在简图2中画出在B点按下鼠标左键时所需要的最小动力F1的示意图及其力臂l1 ； （2）在图2中画出A端所受阻力F2的示意图 ； （3）杠杆OBA是 （选填“省力”或“费力”）杠杆，判断依据： 。 9．（2024·广东佛山·二模）如图甲所示，虚线框内是滑轮组，利用该滑轮组匀速提升质量为27kg的物体所用的拉力为100N，物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，不计绳重和摩擦，则滑轮组中动滑轮重 N，拉力的功率为 W，该滑轮组的机械效率为 %。（g取10N/kg） 10．（2024·广东阳江·二模）在“探究杠杆的平衡条件”的实验中，使杠杆在水平位置平衡便于 。如图所示，杠杆已经平衡，如果在右侧钩码下增加一个钩码，杠杆将失去平衡，由此可以猜想：杠杆的平衡可能与力的 有关。 11．（2024·广东·二模）如图甲所示是我国古代科技著作《天工开物》中的汲水工具一桔槔。如图乙所示为其原理示意图在一根竖立的架子（或粗大木杆）上一根长细长的木杆，将乙中点看作支点，A端悬挂水桶，B端悬挂一个重石，OA>OB。当要取水时，人用力将A端作下拉，使水桶下降到水面下并让水流入水桶（同时悬挂石的B端位置上升，当水装满水后，人向上拉动绳子，就可让挂重石的B端位置下降，同时将水桶中的水提升。这样一起一落，便能轻易将水桶提升至所需位置。 （1）人将A端下拉时，桔槔的结构相当于一个 杠杆；使用桔槔提水 （选填“能”或“不能”）省功； （2）如果提满水（在空气中）时，A端的水桶和水的总重力为G，人向上提升水桶的力为F，OA=a，OB =b。则拉力F （选填“>”“<”或“=”）总重力G，桔槔B端的重石重力至少为 （用字母表示）才能将水桶匀速向上提升（杆视为轻杆）； （3）要使人在提升水桶时更省力，可采取的方法是 （合理即可）。 12．（2024·广东肇庆·二模）小毅利用如图甲所示的滑轮组，将不同的物体匀速提升1m，图乙所示为克服物体重力做的功和拉力做的功随物重变化的柱状图，不计绳重和摩擦。当物重为150N时，该滑轮组做的有用功为 J，滑轮组的机械效率为 %，动滑轮的重力为 N。 13．（2024·广东惠州·二模）科学家最新揭秘，明代工人在建造故宫时，利用道路冰面洒热水充当润滑剂来实现巨石的滚运，在泼热水的冰面上，只需要的水平力就可以拉着一块质量约百吨的巨石匀速运动，巨石受到的摩擦力为 N。若使用如图所示的滑轮来拉动相同情形下的同一块巨石。拉力F为时，拉动巨石匀速移动了，拉力做的功为 J，滑轮的机械效率是 %。 14．（2024·广东深圳·二模）如图甲，用塔吊来搬运建筑材料，图乙为局部放大图，其中货箱重300N。将重2100N的建筑材料以0.8m/s的速度，沿竖直方向匀速提升5s，绳子自由端的拉力F为1000N，不计绳重及摩擦，则此过程中建筑材料提升的高度为 m，塔吊提升建筑材料做的有用功是 J，塔吊的机械效率为 15．（2024·广东·二模）用滑轮组将重为2.7N的物体匀速提升20cm用时2s，绳子自由端弹簧测力计的示数如图所示，不计绳重及摩擦，则动滑轮重是 N，滑轮组的机械效率为 ，如果要提高滑轮组的机械效率，你的做法是 （答出一条即可）。 16．（2024·广东东莞·二模）如图，如图（a）是一种拉杆式书包，相当于一个 （选填“省力”或“费力”）杠杆。若按图（b）拉起重力为60牛的书包，动力臂为阻力臂的3倍，要使该杠杆平衡，则根据杠杆平衡条件 （写公式），求得竖直向上的拉力F为 牛。 17．（2024·广东深圳·二模）一个重为500N、每只脚与地面的接触面积为200cm2的学生双脚站立在水平地面上，用如下图甲所示的滑轮组将不同的物体匀速提升2m，图乙所示为克服物体重力做的功和拉力做的功随物重变化的柱状图，不计绳的重力和摩擦。当物重为150N时，该同学做的有用功为 J，动滑轮的重力为 N，此时该同学对地面的压强是 Pa。 三、作图题 18．（2024·广东东莞·二模）用切刀将黄芪切片的示意图，请你在图中画出施加在手柄上A点的最小力F的示意图及其力臂L。 19．（2024·广东湛江·二模）请题图中作出物体所受重力的示意图，并画出动力的力臂。 20．（2024·广东佛山·二模）图是我国古人舂【chōng】米工具的结构示意图，请在图中画出动力F1的力臂L1及A点所受阻力F2的示意图。 21．（2024·广东佛山·二模）图是一台活塞式抽水机，在C处用力便可取水，画出在C处所用最小力F1的示意图及阻力臂L2。 22．（2024·广东·二模）如图甲是常见的电脑鼠标，当手指在A点按下鼠标左键时，B端向下移动并按压其下方的金属弹片使电路接通完成操作任务。如图乙是鼠标结构简图，请在图乙中画出在A点按下鼠标左键时所需要的最小动力及其力臂。 23．（2024·广东东莞·二模）如图，画出手作用在独轮车的F1的力臂L1及独轮车所受重力的示意图； 四、计算题 24．（2024·江苏扬州·二模）如图，在斜面上将一个重为900N的物体从长4m，高1m的斜面底部匀速推上斜面顶端，所用时间30s，已知沿斜面的推力是300N，求： （1）推力做功的功率； （2）物体受到的摩擦力； （3）斜面的机械效率。 25．（2024·广东深圳·二模）五一期间，小魏办理行李托运时，显示行李箱质量为12kg，行李箱竖直放置时轮子与地面的总接触面积为。当他拉行李箱时，行李箱和水平地面的夹角保持60°，拉力的作用点在拉杆末端，O点到重力作用线的距离OA为12.5cm，如图所示。到家后，他用了45s把行李箱从一楼提到三楼，共提高6m。（g＝10N/kg）求： （1）行李箱竖直静止放置在水平地面时，对地面的压强； （2）提行李箱上楼时，克服行李箱重力做功的功率； （3）用图示方式拉行李箱时，竖直方向拉力的大小。 五、综合题 26．（2024·广东·二模）深圳至中山的“深中通道”是集“桥、岛、隧、水下互通”于一体的跨海集群工程，全线预计在2024年7月通车。在“深中通道”的水上建筑工程中，起重船是不可或缺的机械，如图甲是“深中通道”建设中起重船正在工作的实景图，图乙是起重船原理的简要示意图。（g取10 N/kg，ρ海水=1.0×103kg/m3） （1）“深中通道”按双向8车道设计，最高时速为100km/h，项目全长约24km，小轿车在通过“深中通道”全程时，在不超速的前提下，其行驶的最短时间为 h； （2）如图丙所示是起重船两侧的“侧推器”，在施工时可使起重船在洋流中保持平稳。若某次工作时洋流仅对船左侧产生冲击力，为了保持船体平稳，需开启“侧推器”，让水从船体 （选填“左”或“右”）侧喷出； （3）当起重船吊起质量为600t的重物时，需要向压载水舱中快速地注入一定量的压载水，这样就能使整船的重力作用线和浮力作用线重合且位置不变，从而保持船的稳定。若以船的重心为支点，起重船可以看作 （填一种简单机械名称）；若压载水舱重心到起重船重力作用线的距离为45m，到重物重力作用线的距离为105m。当起重船吊起重物后，需要向压载水舱中注入 t压载水； （4）利用起重船吊起（3）中的重物时，起重船在4min内将重物匀速吊起10m高，起重船对重物做功的功率是 W，起重船排开海水的体积增加了 m3。 27．（2024·广东广州·二模）如图所示，轻质杠杆OA上挂一物体，在竖直拉力F的作用下，杠杆在图示位置平衡。 （1）请画出杠杆所受阻力F2的示意图和拉力F的力臂l ； （2）若使杠杆在水平位置平衡，此时在A点施加竖直方向的拉力，则F （选填“>”“<”或“=”）。 28．（2024·广东·二模）如图，在O为支点的轻质杠杆上施加一个竖直向下的力F，杠杆同时还受另一个力。 （1）画出F的力臂l 。 （2）表格中，这些竖直方向的力不可能使杠杆处于静止状态的是 。 力 大小 方向 F₁ 2N 向下 F₂ 1N 向下 F₃ 6N 向上 F₄ 2N 向上 由于此力的方向向上，此力应作用在支点左侧第2格处，因此不能使杠杆平衡的力是、。 28．（2024·广东中山·二模）我国劳动人民很早就在农业、军事等方面应用杠杆。如图甲所示是用于稻谷去皮的脚踏碓，图乙是其化图加图丙所示是护城河上安装的吊桥装置。 （1）脚踏碓属于 （选填“省力”或“费力”）杠杆； （2）利用图乙中的脚踏碓捣谷时，劳作者踩踏“碓”尾，“碓”头高高抬起，松脚后“碓”头下落过程中，它的重力势能会 （选填“变大”“变小”或"不变"）。为了省力些，可将脚踩点适当 （选填“靠近”或“远离”）O点； （3）脚踏碓的脚踩位置有粗糙的花纹，这是为了 （选填“增大”或“减小”）摩擦； （4）图丙中，滑轮的作用是 。将吊桥从图丙缓慢拉起到图丁的过程中，人用的力将 （选填“变大”“变小”或“不变”），若桥身木板总质量为60kg，长5m，不计绳重及摩擦，桥身在图丁位置时，拉力F的大小是 N。（g取10N/kg） 六、科普阅读题 29．（2024·广东深圳·二模）铸钱是中国古代持续时间最长、实践量最大的铸造活动，其中蕴含了许多重大的技术发明和技术创新。《天工开物》记载：把铜铸造成钱币，是为了便于民间贸易的流通和使用。冶炼时，先把铜放进熔铜坩埚中加热至液态，然后再加入锌，鼓风使他们熔合。铸钱时，铸工用鹰嘴钳把熔铜坩埚从炉子里提出来，另一个人用钳托着坩埚的底部，共同把坩埚内的液体注入模子中、冷却之后再打开框模。这时，只见密密麻麻的成百个铜钱就像累累的果实结在树枝上一样呈现出来。铜钱冷却后逐个摘下，最后进行磨锉加工。磨锉时，用竹条或木条穿上几百个铜钱一起锉，先锉铜钱的边缘，然后逐个锉平铜钱表面上不规整的地方。 区别铜钱的成色高低，可以将钱投掷在石阶上，若发出像木头或石头落地的声响，表明成色低，质量好的铜钱，会发出铿锵的金属声。 （1）铜钱的铸造过程涉及的物态变化有 （写出一种）。 （2）铜在熔铜坩埚中加热至液态，其温度随时间的变化的关系图是 。 A．        B． C．        D． （3）熔铜坩埚的熔点应 （选填“大于”，“小于”或“等于”）铜的熔化温度。铸工所用鹰嘴钳外型如图所示是 ， A．省力杠杆    B．费力杠杆    C．等臂杠杆 （4）对铜钱磨锉加工，铜钱的质量 （选填“增大”“减小”或“不变”）。 （5）判断铜钱的成色是利用声音传递 。 （6）每一枚铜钱做工都非常精细，质量浮动不会超过2%。现有一堆铜钱，先称出一枚铜钱质量，接下来 ，可以快速得到这堆铜钱的数量。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！18 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！17 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题06 简单机械及机械效率 【关注古代科技】 （2024·广东湛江·二模）我国古代科技著作《天工开物》记载了脚踏碓，如题图所示。脚向下踏时，脚踏碓属于 杠杆；为了省力些，可将脚踩点适当 （选填“远离”或“靠近”）O点，碓头部较细，是为了增大 。 【答案】 费力 远离 压强 【详解】[1]由图可知，脚踏碓使用时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆。 [2]根据杠杆平衡条件可知，当阻力和阻力臂一定时，动力臂越长，动力越小，所以，为了省力些，可将脚踩点适当远离O点。 [3]碓头部较细，是为了通过减小受力面积来增大压强。 【关注中国传统文化】 （2024·广东河源·二模）筷子，古称箸、挟，发明于中国，是中国饮食文化的标志之一、如图所示，使用筷子夹起物体时，筷子可以视作杠杆，此杠杆（　　） A．费力，但省距离 B．省力，但费距离 C．不省力也不费距离 D．既省力也省距离 【答案】A 【详解】使用筷子夹起物体时，筷子可以视作杠杆，此时动力臂小于阻力臂，此杠杆是费力杠杆，但是可以省距离，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 【关注广东本地特殊】 （2024·广东·二模）如图是深圳地标建筑——“湾区之光”摩天轮，转轮直径113.3m，摩天轮属于 杠杆（选填“省力”“等臂”或“费力”）。质量为50kg的小明乘坐摩天轮轿厢，轿厢由最低点匀速运动到最高点的过程中，摩天轮轿厢对小明 功（选填“做”或“不做”），小明的机械能 （选填“增加”“减小”或“不变”）。 【答案】 费力 做 增加 【详解】[1]摩天轮的动力臂小于阻力臂，属于费力杠杠。 [2]轿厢由最低点匀速运动到最高点的过程中，摩天轮轿厢对小明有力的作用，且在力作用的方向上发生了位移，所以摩天轮轿厢对小明做功。 [3]人乘坐摩天轮匀速转动，在上升的过程中，人的质量不变、高度变大，重力势能增大；质量和速度都不变；其动能不变；由于动能不变，重力势能增大，所以其机械能增加。 一、选择题 1．（2024·广东广州·二模）生活中常借助下列工具完成各种任务，其中使用时属于费力杠杆的是（　　） A．食品夹 B．羊角锤 C．瓶起子 D．扳手 【答案】A 【详解】A．食品夹在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故A正确； B．羊角锤在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B错误； C．瓶起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C错误； D．扳手在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D错误。 故选A。 2．（2024·广东广州·二模）用滑轮组拉越野车脱困时的情景如图所示，脱困需要至少2400N的拉力，此时滑轮组的机械效率为80%，下列说法正确的是（　　） A．车对地面的压力与车受到的重力是一对相互作用力 B．F1做的功等于F2做的功 C．绳索自由端的力F1至少为1500N D．斜向上匀速拉绳，需要施加的力F1会变大 【答案】C 【详解】A．车对地面的压力作用在地面上，施力物体为车，车受到的重力方向竖直向下，施力物体为地球，车和地面不是互为施力物体和受力物体，故不属于相互作用力，故A错误； B．由图可知，F2做的功是克服摩擦做的功，是有用功；F1做的功是总功，滑轮组的机械效率为80%，总功大于有用功，即F1做的功大于F2做的功，故B错误； C．由图可知，绳子段数 滑轮组的机械效率 脱困需要至少2400N的拉力，力F1至少 故C正确； D．由图可知，F1作用在定滑轮上，定滑轮可以改变力的方向但不改变力的大小，因此斜向上匀速拉绳F1大小不变，故D错误。 故选C。 3．（2024·广东广州·二模）如图所示，AC>BC，把同一物体分别沿斜面从底端匀速推上顶端，推力分别为F1、F2，摩擦力分别为f1、f2，机械效率分别为η1、η2，则下列说法正确的是（　　） A．若F1= F2，则η1>η2 B．若f1= f2，则η1>η2 C．若η1=η2，则f1< f2 D．若η1=η2，则F1> F2 【答案】C 【详解】A．将物体沿斜面 AC、BC推上顶端，由题可知有用功相等，若F1= F2，因为AC>BC，则AC段的总功要大于BC段的总功，根据可知η1<η2，故A错误； B．若f1= f2，因为AC>BC，则需要AC段额外功外大于BC段额外功，AC段的总功要大于BC段的总功，根据可知η1<η2，故B错误； CD．将物体沿斜面 AC、BC推上顶端，由题可知有用功相等，机械效率相等，则总功也相等，也就是AC段额外功外等于BC段额外功，因为AC>BC，根据，可知f1<f2，，故C正确，D错误。 故选C。 4．（2024·广东·二模）如图，人借助滑轮组或斜面可以把重均为G的物体A、B匀速提升相同高度h，绳子对 A的拉力为 F1，F3平行于斜面，则（　　） A．斜面的机械效率是 B．滑轮组的额外功2F2h-Gh C．滑轮组的机械效率是 D．斜面的总功是Gh 【答案】A 【详解】AD．把重均为G的物体A匀速提升，物体A受平衡力作用，即拉力 F1等于物体A的重力G，拉物体B沿斜面向上运动时，所做有用功为 总功为 则斜面的机械效率为 故A符合题意，D不符合题意； BC．滑轮组的有用功为 由图可知，滑轮组绳子的有效段数n=3，则绳子自由端移动的距离为 滑轮组的总功为 滑轮组的额外功为 滑轮组的机械效率为 故BC不符合题意。 故选A。 5．（2024·广东惠州·二模）如题图所示，小明同学使用滑轮组拉动重为600N的货物，在水平路面上由位置A匀速移动3m到位置B，用时15s，此过程中动滑轮对货物的拉力做功的功率，小明在滑轮组绳子自由端的拉力。则下列说法正确的是（　　） A．拉动物体所做的有用功为1800J B．货物受到地面的摩擦力为100N C．滑轮组的机械效率为83.3% D．人拉力做功的功率为90W 【答案】C 【详解】A．由得，拉动物体所做的有用功为 故A错误； B．由得，拉力 货物匀速移动，由二力平衡得，货物受到地面的摩擦力为 故B错误； C．由图得 滑轮组的机械效率为 故C正确； D．人拉力做功的功率为 故D错误。 故选C。 6．（2024·广东广州·二模）如图所示装置，在水平拉力的作用下，重为的物体沿水平地面做匀速直线运动，已知弹簧秤读数为10牛，物体的运动速度为1米/秒（若不计滑轮与绳子质量、绳子与滑轮间的摩擦、滑轮与轴间摩擦），那么在此过程中（　　） A．绳子自由端的速度为0.5米/秒 B．物体与地面间的摩擦力为牛 C．秒内滑轮对物体做功为焦 D．地面对物体的支持力为 【答案】D 【详解】A．物体A移动的速度为1m/s，因为动滑轮，所以绳子自由端移动的速度为物体A移动速度的2倍，即 v=2×1m/s=2m/s 故A不符合题意； B．因为物体A做匀速直线运动，所以物体A受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，大小相等，拉起动滑轮的绳子段数为n=2，根据 得F拉=20N，故物体A与地面间的摩擦力为 f=F拉=20N 故B不符合题意； C．1s内物体A移动的距离 s=vt=1m/s×1s=1m 所以1s内滑轮对物体A做功 W=F拉s=20N×1m=20J 故C不符合题意； D．地面对物体的支持力和物体受到的重力是一对平衡力，大小相等，即 F支​=G=100N 故D符合题意。 故选D。 二、填空题 7．（2024·广东深圳·二模）能量简称“能”，用来表示物体做功的本领，能量存在的形式多种多样，物体的“能”和质量，温度，位置等有关。请回答下列关于“能”的问题。 （1）图甲，探究“杠杆平衡条件”实验中，此时杠杆平衡，接下来将左端钩码在杠杆上悬挂位置右移一段距离，杠杆将会朝 （选填“顺时针”或“逆时针”）方向旋转，旋转时右端钩码的重力势能将会 （选填“增大”“减小”或“不变”）。 （2）图乙，滚摆实验中滚摆上下滚动时，不计空气阻力和摩擦，滚摆和绳组成的系统守恒的是 （选填“动能”“重力势能”或“机械能”）。 （3）图丙，在研究影响动能大小因素的实验中，让甲、乙两辆相同的小车从同一斜面不同高度由静止开始滑下，在下滑过程中小车的重力势能转化为小车的动能，在水平面碰到木块后一起向右运动最终停止，木块的动能最后转化为 。 【答案】 顺时针 减小 机械能 内能 【详解】（1）[1][2]根据杠杆平衡条件，将左端钩码在杠杆上悬挂位置右移一段距离，左边力臂变小，左边力与力臂乘积变小，则右边下沉，杠杆顺时针旋转；旋转时右端钩码的高度减小，质量不变，所以重力势能减小。 （2）[3]滚摆上下滚动时，不计空气阻力和摩擦，只有动能和重力势能进行相互转化，机械能守恒，机械能不变。 （3）[4]小车撞击木块一起运动，在阻力的作用下最终停止，木块的动能最后转化为克服阻力做功的内能。 8．（2024·广东广州·二模）如图1，鼠标的左键可看成杠杆OBA（O为支点），当我们的手指在B点按下鼠标左键时，使电路接通完成操作任务。 （1）请在简图2中画出在B点按下鼠标左键时所需要的最小动力F1的示意图及其力臂l1 ； （2）在图2中画出A端所受阻力F2的示意图 ； （3）杠杆OBA是 （选填“省力”或“费力”）杠杆，判断依据： 。 【答案】 见解析 见解析 费力 动力臂小于阻力臂 【详解】（1）[1]O是支点，动力F1作用在B点，当OB为动力臂时，动力臂最长，在阻力与阻力臂不变时，根据杠杆的平衡条件可知，此时动力最小，动力的方向垂直于OB向下，过B点做垂直与OB向下的带箭头的直线，即为最小动力F1，如图所示： （2）[2]金属弹片对杠杆的力为阻力F2，从作用点A做竖直向上的带箭头的直线表示阻力F2的示意图，如图所示： （3）[3][4]鼠标在使用过程中，动力臂小于阻力臂，则杠杆OBA是费力杠杆。 9．（2024·广东佛山·二模）如图甲所示，虚线框内是滑轮组，利用该滑轮组匀速提升质量为27kg的物体所用的拉力为100N，物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，不计绳重和摩擦，则滑轮组中动滑轮重 N，拉力的功率为 W，该滑轮组的机械效率为 %。（g取10N/kg） 【答案】 30 150 90 【详解】[1]由图乙知，物体上升高度时，绳子自由端移动距离，绳子的段数 物体的重力 不计绳重和摩擦，由得 [2]拉力的功率 [3]该滑轮组的机械效率为 10．（2024·广东阳江·二模）在“探究杠杆的平衡条件”的实验中，使杠杆在水平位置平衡便于 。如图所示，杠杆已经平衡，如果在右侧钩码下增加一个钩码，杠杆将失去平衡，由此可以猜想：杠杆的平衡可能与力的 有关。 【答案】 测量力臂大小 大小 【详解】[1]因为重力的方向竖直向下，所以钩码对杠杆的拉力也是竖直向下的，当杠杆在水平位置平衡时，由力臂的定义，此时力的作用点与支点的距离大小等于力臂大小，即可在杠杆直接读出力臂大小，故使杠杆在水平位置平衡，是为了方便测量力臂大小。 [2]如果在右侧钩码下增加一个钩码，改变了右侧杠杆所受力的大小，使杠杆将失去平衡，由此可以猜想：杠杆平衡可能与力的大小有关。 11．（2024·广东·二模）如图甲所示是我国古代科技著作《天工开物》中的汲水工具一桔槔。如图乙所示为其原理示意图在一根竖立的架子（或粗大木杆）上一根长细长的木杆，将乙中点看作支点，A端悬挂水桶，B端悬挂一个重石，OA>OB。当要取水时，人用力将A端作下拉，使水桶下降到水面下并让水流入水桶（同时悬挂石的B端位置上升，当水装满水后，人向上拉动绳子，就可让挂重石的B端位置下降，同时将水桶中的水提升。这样一起一落，便能轻易将水桶提升至所需位置。 （1）人将A端下拉时，桔槔的结构相当于一个 杠杆；使用桔槔提水 （选填“能”或“不能”）省功； （2）如果提满水（在空气中）时，A端的水桶和水的总重力为G，人向上提升水桶的力为F，OA=a，OB =b。则拉力F （选填“>”“<”或“=”）总重力G，桔槔B端的重石重力至少为 （用字母表示）才能将水桶匀速向上提升（杆视为轻杆）； （3）要使人在提升水桶时更省力，可采取的方法是 （合理即可）。 【答案】 省力 不能 < 适当增加重石的质量 【详解】（1）[1]人将A端下拉时，人对桔槔施加的力为动力，重石对桔槔施加的力为阻力，由图可知，动力臂大于阻力臂，所以为省力杠杆。 [2]任何机械都不能省功，甚至还要做额外功，所以使用桔槔提水不能省功。 （2）[3]根据杠杆的定义，杠杆A端受到的力应该竖直向下，所以拉力F小于总重力G。 [4]根据杠杆平衡条件则有 利用数学相似知识可知 所以 （3）[5]根据杠杆平衡条件，在动力臂和阻力臂一定时，重石越重，拉力F越小，所以适当增加重石的质量，可以使人在提升水桶时更省力。 12．（2024·广东肇庆·二模）小毅利用如图甲所示的滑轮组，将不同的物体匀速提升1m，图乙所示为克服物体重力做的功和拉力做的功随物重变化的柱状图，不计绳重和摩擦。当物重为150N时，该滑轮组做的有用功为 J，滑轮组的机械效率为 %，动滑轮的重力为 N。 【答案】 150 75 50 【详解】[1]克服物体重力做的功为有用功，由图乙可知，当物重为150N时，该滑轮组做的有用功为150J。 [2]滑轮组的机械效率为 [3]不计绳重和摩擦，则额外功为对动滑轮做的功，额外功大小为 动滑轮的重力为 13．（2024·广东惠州·二模）科学家最新揭秘，明代工人在建造故宫时，利用道路冰面洒热水充当润滑剂来实现巨石的滚运，在泼热水的冰面上，只需要的水平力就可以拉着一块质量约百吨的巨石匀速运动，巨石受到的摩擦力为 N。若使用如图所示的滑轮来拉动相同情形下的同一块巨石。拉力F为时，拉动巨石匀速移动了，拉力做的功为 J，滑轮的机械效率是 %。 【答案】 60 【详解】[1]巨石做匀速直线运动，受到的摩擦力等于拉力，巨石受到的摩擦力为 [2]拉动巨石匀速移动了，自由端移动的距离为 拉力做的功 [3]拉动巨石做的有用功 滑轮的机械效率 14．（2024·广东深圳·二模）如图甲，用塔吊来搬运建筑材料，图乙为局部放大图，其中货箱重300N。将重2100N的建筑材料以0.8m/s的速度，沿竖直方向匀速提升5s，绳子自由端的拉力F为1000N，不计绳重及摩擦，则此过程中建筑材料提升的高度为 m，塔吊提升建筑材料做的有用功是 J，塔吊的机械效率为 【答案】 4 8400 70 【详解】[1]此过程中建筑材料提升的高度为 [2]塔吊提升建筑材料做的有用功是 [3]由图知，由3段绳子吊着动滑轮，绳子自由端移动的距离为 塔吊提升建筑材料做的总功为 塔吊的机械效率为 15．（2024·广东·二模）用滑轮组将重为2.7N的物体匀速提升20cm用时2s，绳子自由端弹簧测力计的示数如图所示，不计绳重及摩擦，则动滑轮重是 N，滑轮组的机械效率为 ，如果要提高滑轮组的机械效率，你的做法是 （答出一条即可）。 【答案】 0.9 75% 增加物重 【详解】[1]由题意可知，测力计的分度值为0.2N，示数为1.2N，即绳子自由端的拉力为F=1.2N，物体的重力为G=2.7N，动滑轮上有三股绳子承重，则有 G动=3F-G=3×1.2N-2.7N=0.9N [2]物体上升的高度为 h=20cm=0.2m 故由W=Fs可得，小林做的有用功为 W有=Gh=2.7N×0.2m=0.54J 绳子移动的距离为 s=3h=3×0.2m=0.6m 总功为 W总=Fs=1.2N×0.6m=0.72J 滑轮组的机械效率为 [3]由上面的表达式可知，要提高滑轮组的机械效率可以增大有用功，即增加物体的重力。 16．（2024·广东东莞·二模）如图，如图（a）是一种拉杆式书包，相当于一个 （选填“省力”或“费力”）杠杆。若按图（b）拉起重力为60牛的书包，动力臂为阻力臂的3倍，要使该杠杆平衡，则根据杠杆平衡条件 （写公式），求得竖直向上的拉力F为 牛。 【答案】 省力 20 【详解】[1] 如图，拉杆式书包使用时，动力臂大于阻力臂，是个省力杠杆。 [2][3] 根据杠杆平衡条件，则有 求得竖直向上的拉力F为 17．（2024·广东深圳·二模）一个重为500N、每只脚与地面的接触面积为200cm2的学生双脚站立在水平地面上，用如下图甲所示的滑轮组将不同的物体匀速提升2m，图乙所示为克服物体重力做的功和拉力做的功随物重变化的柱状图，不计绳的重力和摩擦。当物重为150N时，该同学做的有用功为 J，动滑轮的重力为 N，此时该同学对地面的压强是 Pa。 【答案】 300 50 1×104 【详解】[1]物体上升的高度为2m，由乙图可知，克服重力所做的有用功为W有=300J时，物体的重力为 所以当物重为150N时，该同学做的有用功为300J。 [2]由甲图可知，与动滑轮相连的绳子股数n=2，绳端移动的距离为 s=nh=2×2m=4m 由乙图可知，提升150N的重物时，所做的做功W总=400J，所以绳端的拉力为 不计绳的重力和摩擦，根据可得，动滑轮重力为 G动=nF-G=2×100N-150N=50N [3]此时该同学对地面的压力为 F压=F支=G-F=500N-100N=400N 该同学双脚与地面的接触面积为 S=2×200cm2=400cm2=0.04m2 此时该同学对地面的压强为 三、作图题 18．（2024·广东东莞·二模）用切刀将黄芪切片的示意图，请你在图中画出施加在手柄上A点的最小力F的示意图及其力臂L。 【答案】 【解析】【小题1】根据杠杆平衡条件可知，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小；图中支点在O点，要求在A点用力，连接OA，则OA就是最长的动力臂L；由题意可知，要在A点用最小的力F将药材切开，杠杆应按顺时针转动，则动力应垂直于力臂L向下，据此可画出最小动力F的示意图，如图所示： 19．（2024·广东湛江·二模）请题图中作出物体所受重力的示意图，并画出动力的力臂。 【答案】 【详解】过支点O做动力F1的垂线段，即为力臂l1； 物体的重力，作用点在物体的重心上，方向竖直向下，作图如下所示： 20．（2024·广东佛山·二模）图是我国古人舂【chōng】米工具的结构示意图，请在图中画出动力F1的力臂L1及A点所受阻力F2的示意图。 【答案】 【详解】动力臂表示支点到动力作用线的垂直距离，过支点O作F1所在直线的垂线段。A点所受的阻力即过A点作竖直向下的力F2，如图所示： 21．（2024·广东佛山·二模）图是一台活塞式抽水机，在C处用力便可取水，画出在C处所用最小力F1的示意图及阻力臂L2。 【答案】 【详解】根据杠杆的平衡条件，当阻力和阻力臂一定时，动力臂越长，越省力，连接支点O和力的作用点C，以OC为力臂是最长的动力臂，过C点作OC的垂线画出最小力，方向向下，连接支点到阻力作出阻力臂L2，如图： 22．（2024·广东·二模）如图甲是常见的电脑鼠标，当手指在A点按下鼠标左键时，B端向下移动并按压其下方的金属弹片使电路接通完成操作任务。如图乙是鼠标结构简图，请在图乙中画出在A点按下鼠标左键时所需要的最小动力及其力臂。 【答案】 【详解】点击鼠标完成操作任务时可将其看成一个杠杆，O为支点，阻力是弹簧对B点的弹力，方向竖直向上，根据杠杆平衡的条件，F1l1＝F2l2，在杠杆中的阻力、阻力臂一定的情况下，以OA为动力臂时是最长的动力臂，此时要使作用在A点的动力最小，从A点作OA的垂线，方向向下即为最小动力F1，如图所示： 23．（2024·广东东莞·二模）如图，画出手作用在独轮车的F1的力臂L1及独轮车所受重力的示意图； 【答案】 【详解】O1为支点，从支点向F1的作用线作垂线，垂线段的长度即为F1的力臂；O2为重心，重力方向竖直向下，如图： 四、计算题 24．（2024·江苏扬州·二模）如图，在斜面上将一个重为900N的物体从长4m，高1m的斜面底部匀速推上斜面顶端，所用时间30s，已知沿斜面的推力是300N，求： （1）推力做功的功率； （2）物体受到的摩擦力； （3）斜面的机械效率。 【答案】（1）40W；（2）75N；（3）75% 【详解】解：（1）由题意可知，沿斜面的推力是300N，斜面长4m，推力做功 W总=Fs=300N×4m=1200J 推力做功的功率 （2）整个过程所做有用功为 W有=Gh=900N×1m=900J 则额外功为 W额=W总-W有=1200J-900J=300J 物体受到的摩擦力 （3）斜面的机械效率 答：（1）推力做功的功率为40W； （2）物体受到的摩擦力为75N； （3）斜面的机械效率为75%。 25．（2024·广东深圳·二模）五一期间，小魏办理行李托运时，显示行李箱质量为12kg，行李箱竖直放置时轮子与地面的总接触面积为。当他拉行李箱时，行李箱和水平地面的夹角保持60°，拉力的作用点在拉杆末端，O点到重力作用线的距离OA为12.5cm，如图所示。到家后，他用了45s把行李箱从一楼提到三楼，共提高6m。（g＝10N/kg）求： （1）行李箱竖直静止放置在水平地面时，对地面的压强； （2）提行李箱上楼时，克服行李箱重力做功的功率； （3）用图示方式拉行李箱时，竖直方向拉力的大小。 【答案】（1）；（2）；（3）30N 【详解】解：（1）行李箱重力为 则行李箱竖直静止放置在水平地面时，对地面的压强为 （2）提行李箱上楼时，克服行李箱重力做功为 则克服行李箱重力做功的功率为 （3）行李箱和水平地面的夹角保持60°，根据数学知识可知竖直方向拉力的力臂为 根据杠杆平衡条件则有 解得竖直方向拉力。 答：（1）行李箱竖直静止放置在水平地面时，对地面的压强为； （2）提行李箱上楼时，克服行李箱重力做功的功率为； （3）用图示方式拉行李箱时，竖直方向拉力的大小为30N。 五、综合题 26．（2024·广东·二模）深圳至中山的“深中通道”是集“桥、岛、隧、水下互通”于一体的跨海集群工程，全线预计在2024年7月通车。在“深中通道”的水上建筑工程中，起重船是不可或缺的机械，如图甲是“深中通道”建设中起重船正在工作的实景图，图乙是起重船原理的简要示意图。（g取10 N/kg，ρ海水=1.0×103kg/m3） （1）“深中通道”按双向8车道设计，最高时速为100km/h，项目全长约24km，小轿车在通过“深中通道”全程时，在不超速的前提下，其行驶的最短时间为 h； （2）如图丙所示是起重船两侧的“侧推器”，在施工时可使起重船在洋流中保持平稳。若某次工作时洋流仅对船左侧产生冲击力，为了保持船体平稳，需开启“侧推器”，让水从船体 （选填“左”或“右”）侧喷出； （3）当起重船吊起质量为600t的重物时，需要向压载水舱中快速地注入一定量的压载水，这样就能使整船的重力作用线和浮力作用线重合且位置不变，从而保持船的稳定。若以船的重心为支点，起重船可以看作 （填一种简单机械名称）；若压载水舱重心到起重船重力作用线的距离为45m，到重物重力作用线的距离为105m。当起重船吊起重物后，需要向压载水舱中注入 t压载水； （4）利用起重船吊起（3）中的重物时，起重船在4min内将重物匀速吊起10m高，起重船对重物做功的功率是 W，起重船排开海水的体积增加了 m3。 【答案】 0.24 右 杠杆 800 2.5×105 1400 【详解】（1）[1]由知道，小轿车在通过“深中通道”全程时，其行驶的最短时间为 （2）[2]由于水对船左侧产生冲击力，所以，为了保持船体的平稳，开启“侧推器”，船左侧受到的冲击力是向右的，那为了平衡，开启侧推器应该产生一个作用在右侧的向左的作用力与之平衡，所以水应该向右喷获得向左的侧推力。 （3）[3]根据题意知道，以船的重心为支点，所以，起重船可以看作是杠杆模型，如下图 [4]由杠杆的平衡条件知道 注入压载水的质量为 （4）[5]起重船对重物做的功为 起重船对重物做功的功率为 [6]由于起重船始终漂浮，船增加的浮力等于增加的重力，即 由阿基米德原理知道 且 则 27．（2024·广东广州·二模）如图所示，轻质杠杆OA上挂一物体，在竖直拉力F的作用下，杠杆在图示位置平衡。 （1）请画出杠杆所受阻力F2的示意图和拉力F的力臂l ； （2）若使杠杆在水平位置平衡，此时在A点施加竖直方向的拉力，则F （选填“>”“<”或“=”）。 【答案】 = 【详解】（1）[1]由题意可得O为支点，过支点往力F作垂直，则从支点到力的作用线的距离就是力臂，又因该杠杆挂一个物体并保持平衡，所以阻力是物体由于受到重力而对杠杆产生的拉力，具体如图所示： （2）[2]假设重物悬挂点到支点的长度为a，从悬挂点到A点的长度为b，具体如图所示： 则根据相似三角形的性质得 再根据杠杆平衡原理可得 若杠杆在水平位置平衡，悬挂点不变，重物不变，即阻力不变，则动力臂就是OA的长度，即a+b，阻力臂长为a，如图所示： 根据杠杆平衡原理可知 由上述三个式子计算可得 28．（2024·广东·二模）如图，在O为支点的轻质杠杆上施加一个竖直向下的力F，杠杆同时还受另一个力。 （1）画出F的力臂l 。 （2）表格中，这些竖直方向的力不可能使杠杆处于静止状态的是 。 力 大小 方向 F₁ 2N 向下 F₂ 1N 向下 F₃ 6N 向上 F₄ 2N 向上 【答案】 、 【详解】（1）[1]由于力F垂直作用于杠杆，故过支点O作出力F作用线的垂线，即为F的力臂l，如图所示： （2）[2]由图可知，设杠杆每一小格的长度为L，则支点左侧的竖直向下的力F，大小为4N，力臂为3L，若另一个力是大小为2N的力，根据杠杆平衡条件可得，该力的力臂为 由于左侧只有4个格，因此力的作用点应在右侧第6格处，方向竖直向下，若另一个力是大小为1N的力，该力的力臂为 则此力不能使杠杆平衡，若另一个力是大小为6N的力，该力的力臂为 由于此力的方向向上，此力应作用在支点左侧第2格处，因此不能使杠杆平衡的力是、。 28．（2024·广东中山·二模）我国劳动人民很早就在农业、军事等方面应用杠杆。如图甲所示是用于稻谷去皮的脚踏碓，图乙是其化图加图丙所示是护城河上安装的吊桥装置。 （1）脚踏碓属于 （选填“省力”或“费力”）杠杆； （2）利用图乙中的脚踏碓捣谷时，劳作者踩踏“碓”尾，“碓”头高高抬起，松脚后“碓”头下落过程中，它的重力势能会 （选填“变大”“变小”或"不变"）。为了省力些，可将脚踩点适当 （选填“靠近”或“远离”）O点； （3）脚踏碓的脚踩位置有粗糙的花纹，这是为了 （选填“增大”或“减小”）摩擦； （4）图丙中，滑轮的作用是 。将吊桥从图丙缓慢拉起到图丁的过程中，人用的力将 （选填“变大”“变小”或“不变”），若桥身木板总质量为60kg，长5m，不计绳重及摩擦，桥身在图丁位置时，拉力F的大小是 N。（g取10N/kg） 【答案】 费力 变小 远离 增大 改变力的方向 变小 240 【详解】（1）[1]由图可知，脚施加的力为动力，脚踏碓在使用过程中动力臂小于阻力臂，因此属于费力杠杆。 （2）[2]松脚后“碓”头下落过程中，质量不变，高度减小，它的重力势能会变小。 [3]为了省力些，根据杠杆原理，在阻力和阻力臂一定时，动力臂越大，越省力，可将脚踩点适当远离O点。 （3）[4]在压力一定时，接触面的粗糙程度越大，滑动摩擦力越大。脚踏碓的脚踩位置有粗糙的花纹，这是为了增大摩擦。 （4）[5]图中的滑轮是一个定滑轮，定滑轮不省力，可以改变力的方向。 [6]从丙图缓缓拉起到丁图的过程中，根据杠杆的平衡条件可知，阻力一定，阻力臂减小，动力臂增大，人用的力将变小。 [7]木板的重力为 根据杠杆的平衡条件得 所以 六、科普阅读题 29．（2024·广东深圳·二模）铸钱是中国古代持续时间最长、实践量最大的铸造活动，其中蕴含了许多重大的技术发明和技术创新。《天工开物》记载：把铜铸造成钱币，是为了便于民间贸易的流通和使用。冶炼时，先把铜放进熔铜坩埚中加热至液态，然后再加入锌，鼓风使他们熔合。铸钱时，铸工用鹰嘴钳把熔铜坩埚从炉子里提出来，另一个人用钳托着坩埚的底部，共同把坩埚内的液体注入模子中、冷却之后再打开框模。这时，只见密密麻麻的成百个铜钱就像累累的果实结在树枝上一样呈现出来。铜钱冷却后逐个摘下，最后进行磨锉加工。磨锉时，用竹条或木条穿上几百个铜钱一起锉，先锉铜钱的边缘，然后逐个锉平铜钱表面上不规整的地方。 区别铜钱的成色高低，可以将钱投掷在石阶上，若发出像木头或石头落地的声响，表明成色低，质量好的铜钱，会发出铿锵的金属声。 （1）铜钱的铸造过程涉及的物态变化有 （写出一种）。 （2）铜在熔铜坩埚中加热至液态，其温度随时间的变化的关系图是 。 A．        B． C．        D． （3）熔铜坩埚的熔点应 （选填“大于”，“小于”或“等于”）铜的熔化温度。铸工所用鹰嘴钳外型如图所示是 ， A．省力杠杆    B．费力杠杆    C．等臂杠杆 （4）对铜钱磨锉加工，铜钱的质量 （选填“增大”“减小”或“不变”）。 （5）判断铜钱的成色是利用声音传递 。 （6）每一枚铜钱做工都非常精细，质量浮动不会超过2%。现有一堆铜钱，先称出一枚铜钱质量，接下来 ，可以快速得到这堆铜钱的数量。 【答案】 熔化 C 大于 A 减小 信息 见解析 【详解】（1）[1]冶炼时，先把铜放进熔铜坩埚中加热至液态，属于熔化过程；把坩埚内的液体注入模子中、冷却之后，成百个铜钱呈现出来，属于凝固过程。 （2）[2]铜是晶体，在熔化过程中温度不变，故C符合题意，ABD不符合题意。故选C。 （3）[3]为了避免熔铜坩埚被烧熔化，所以熔铜坩埚的熔点应比铜的熔点高，即大于铜的熔化温度。 [4]由图可知鹰嘴钳钳把较长，使用时动力臂大于阻力臂，所以是省力杠杆，故选A。 （4）[5]对铜钱磨锉加工，铜钱的部分物质被锉掉，质量减小。 （5）[6]成色高质量好的铜钱，会发出铿锵的金属声，这是利用声音来传递信息，辨别铜钱成色好坏。 （6）[7]现有一堆铜钱，先称出一枚铜钱质量，接下来测出一堆铜钱的总质量，根据可以快速得到这堆铜钱的数量。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！18 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！17 学科网（北京）股份有限公司 $$