专题12 简单机械-【好题汇编】三年（2022-2024）中考物理真题分类汇编（湖北专用）

三年（2022-2024）中考物理真题分类汇编（湖北） 专题12 简单机械 考点1 杠杆分类 1．（2023•恩施州）我们用扫把扫地，左手握住柄的末端，右手向前推扫柄时，扫把是（　　） A．省力杠杆 B．费力杠杆 C．等臂杠杆 D．都不正确 【答案】B 【解析】我们用扫把扫地，左手握住柄的末端，右手向前推扫柄时，扫把的动力臂比阻力臂短，是费力杠杆，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选：B。 2．（2022•襄阳）如图所示，以下器具在使用时属于省力杠杆的是（　　） A．筷子 B．食品夹 C．钢丝钳 D．镊子 【答案】C 【解析】A、筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；故A错误。 B、食品夹在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；故B错误。 C、钳子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；故C正确。 D、镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆。故D错误。 故选：C。 3．（2022•十堰）下列工具正常使用时，能省力的是（　　） A．瓶盖起子 B．托盘天平 C．筷子夹食品 D．理发剪刀 【答案】A 【解析】A、瓶盖起子在使用时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故A符合题意； B、托盘天平是一等臂杠杆，既不省力也费力，故B不符合题意； CD、筷子、理发剪刀在使用时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故CD不符合题意。 故选：A。 4．（2022•荆州）某学校劳动教育课堂上，四位同学利用杠杆原理使用劳动工具的场景如图所示。其中属于使用费力杠杆的是（　　） A．锄地时举起锄头 B．用羊角锤拔钉子 C．用园艺剪修剪树枝 D．用钢丝钳剪铁丝 【答案】A 【解析】A、锄地时举起锄头过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故A符合题意； B、用羊角锤拔钉子过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B不合题意； C、用园艺剪修剪树枝在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C不合题意； D、用钢丝钳剪铁丝在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D不合题意。 故选：A。 考点2 杠杆在生活中的应用 5．（2023•随州）劳动教育越来越重要，许多同学在劳动中获得了愉悦的体验也掌握了许多劳动技能。小芳周末回到乡下姥姥家接过姥姥肩膀上的担子学习挑担技巧。假如一个筐子重一个筐子轻（一头重一头轻），在不考虑手臂帮扶的情况下挑起担子让扁担处于水平平衡。请你根据劳动体验结合杠杆平衡知识，判断下列说法中正确的是（　　） A．肩膀应该靠近“轻的一头” B．肩膀应该靠近“重的一头” C．肩膀应该居于扁担正中间 D．挑着担子走路，扁担一般会上下“闪动”，“闪动”时一定是一个筐子向上运动同时另一个筐子向下运动 【答案】B 【解析】ABC、假如一个筐子重一个筐子轻（一头重一头轻），在不考虑手臂帮扶的情况下挑起担子让扁担处于水平平衡，根据杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2，则重的一头动力大，必须动力臂较小，因而支点即肩膀必须靠近较重的一头，故B正确，AC错误；D、挑着担子走路，扁担一般会上下“闪动”，由于杠杆仍然平衡，则动力臂同时增大或同时减小，即两侧同时向下或同时向上，即一个筐子向上运动同时另一个筐子向上运动，故D错误。 故选：B。 6．（2023•宜昌）如图为我国古人运送巨木的劳动情境示意图，他们通过横杆、支架、石块等，将巨木的一端抬起。当巨木太重无法抬起时，下列改进方法可行的是（　　） A．减少横杆右端的人数 B．将支架向右移动 C．横杆右端的人向支架靠近 D．减小横杆上悬绳与支架间的距离 【答案】D 【解析】A、减少横杆右端的人数，减小了动力，则阻力和阻力的乘积不变，而动力和动力臂的乘积变小，不能将巨木抬起，故A错误。 B、将支架向右移动，阻力和阻力臂变大，动力臂变小，则阻力和阻力的乘积变大，而动力和动力臂的乘积变小，不能将巨木抬起，故B错误。 C、横杆右端的人向支架靠近，减小了动力臂，则阻力和阻力的乘积不变，而动力和动力臂的乘积变小，不能将巨木抬起，故C错误。 D、减小横杆上悬绳与支架间的距离，减小了阻力臂，则阻力和阻力的乘积变小，而动力和动力臂的乘积不变，可能将巨木抬起，故D正确。 故选：D。 7．（2022•恩施州）如图所示，是小强参加劳动实践挑水时的场景。若扁担重10N，每只桶总重均为200N，当扁担在水平位置保持静止时，扁担受到肩的支持力约为（　　） A．210N B．410N C．200N D．400N 【答案】B 【解析】扁担在水平位置保持静止，桶与扁担作为一个整体分析，桶与扁担总重力大小等于扁担受到肩的支持力大小，即扁担受到肩的支持力F＝2G1+G2＝2×200N+10N＝410N，故B正确。 故选：B。 考点3 与滑轮组相关的计算 8．（2023•荆州）一位同学用如图所示的滑轮组拉着重500N的物体，使物体以0.1m/s的速度沿水平地面向右匀速直线运动10s，已知物体与地面间的滑动摩擦力为150N，滑轮组的机械效率为60%，在此过程中下列选项正确的是（　　） A．绳子自由端移动的距离为3m B．拉力做的有用功为500J C．拉力做的额外功为150J D．拉力做功的功率为25W 【答案】D 【解析】A、由v＝可知，物体移动的距离：s物＝v物t＝0.1m/s×10s＝1m， 由图可知n＝2，绳子自由端移动的距离：s＝ns物＝2×1m＝2m，故A错误； B、拉力做的有用功：W有＝fs物＝150N×1m＝150J，故B错误； C、由η＝×100%可知，拉力做的总功：W总＝＝＝250J， 拉力做的额外功：W额＝W总﹣W有＝250J﹣150J＝100J，故C错误； D、拉力做功的功率：P＝＝＝25W，故D正确。 故选：D。 9．（2022•黄石）如图所示，分别用两种机械在相同时间内将相同的物体匀速提升相同的高度，则（　　）（不计绳重及摩擦） A．拉动绳端的速度之比是1：2 B．拉动绳端的力大小一定相同 C．有用功之比是1：2 D．机械效率相同 【答案】A 【解析】A、由左图可知，若不计绳重及摩擦，则拉动绳子移动的速度：v1＝v物， 由右图可知，两股绳子承担物重，v2＝2v物，所以v1：v2＝1：2，故A正确； B、匀速提升物体时，拉力F1＝G物，F2＝，所以拉力不相等，故B错误； C、由W有用＝Gh可知，将相同的物体提升相同的高度，所做的有用功相同，C错误； D、在右图中，除对物体做功外，对动滑轮也要做功，额外功不相同，所以两滑轮组的机械效率也不相同，故D错误。 故选：A。 10．（2022•随州）由于热胀冷缩，户外的导线在夏天会变得松弛，冬天又拉得很紧。某些地方用如图所示的滑轮组来控制导线的松紧程度。某次导线对滑轮N的拉力为F，配重水泥块（重为G）被匀速拉升的高度为h（不考虑滑轮自重，绳重和绳与滑轮之间的摩擦）。下列说法中正确的是（　　） A．M是动滑轮 B．拉力F＝2G C．拉力F做的功为3Fh D．拉力F移动的速度与配重G上升的速度相同 【答案】B 【解析】A、由图可知，M的轴固定不动是定滑轮，故A错误； B、由图可知n＝2，因为不计绳重和摩擦时G＝F，所以轴端拉力：F＝nG＝2G，故B正确； C、由图可知，轴端拉力F移动的距离s＝h＝h，则轴端拉力F做的功：W＝Fs＝F×h＝Fh，故C错误； D、由图可知，轴端拉力F移动的速度v＝v物，故D错误。 故选：B。 考点4 机械效率的计算 11．（2022•武汉）用一个动滑轮在8s内将一重为300N的物体匀速向上提起2m，拉力为200N。这个动滑轮的机械效率和拉力的功率分别是（　　） A．66.7%；50W B．66.7%；100W C．75%；50W D．75%；100W 【答案】D 【解析】（1）有用功：W有用＝Gh＝300N×2m＝600J， 绳子自由端移动的距离：s＝2h＝2×2m＝4m，拉力做的功：W总＝Fs＝200N×4m＝800J； 机械效率为：η＝＝×100%＝75%； （2）拉力的功率：P＝＝＝100W。 故选：D。 12．（2023•宜昌）如图为某景区的盘山公路，汽车行驶过程中遇到陡坡时司机常常要换用低速挡，这样做是因为在发动机的输出功率一定时可以增大 　 　。一辆总重为1×105N的汽车经过某一长为200m的路段时，竖直高度上升了20m，如果汽车的牵引力恒为2.5×104N，此过程中盘山公路斜面的机械效率为 　 　。 【答案】牵引力；40% 【解析】（1）由P＝＝＝Fv可知，当汽车的发动机的输出功率一定时，减小行驶速度时，可以增大牵引力。 （2）有用功：W＝Gh＝1×105N×20m＝2×106J， 总功：W＝Fs＝2.5×104N×200m＝5×106J， 则此过程中盘山公路斜面的机械效率：η＝×100%＝×100%＝40%。 13．（2023•十堰）如图是某电梯的工作原理图，A、B为滑轮，F为电动机对滑轮组施加的拉力。其中滑轮 　 　（选填“A”或“B”）能省力。某次电梯以1m/s速度将60kg的人匀速提升，电动机输出功率为1960W，则人所受重力与 　 　力是一对平衡力，此次电梯的机械效率为 　 　。 【答案】（1）A；（2）电梯对人的支持；（3）30.6% 【解析】（1）图中B滑轮是定滑轮，不能省力，只能改变力的方向；A滑轮是动滑轮，能省力； （2）由题意知，人匀速提升时，人受到平衡力的作用，即人所受重力与电梯对人的支持力是一对平衡力； （3）由题意知，n＝2，则绳子自由端速度v绳＝nv＝2×1m/s＝2m/s； 由P＝Fv得绳子自由端受到的拉力F＝＝＝980N， 人的重力G人＝mg＝60kg×10N/kg＝600N， 则电梯的机械效率η＝＝＝＝×100%≈30.6%。 14．（2022•十堰）如图所示，斜面与水平地面夹角为30°，某快递员用500N的力，将重800N的货物沿斜面匀速推上车厢，不考虑斜面形变，货物所受摩擦力方向沿斜面向 　 　；斜面的机械效率为 　 　。不改变斜面与地面夹角和货物质量，采用 　 　的方法可以提高斜面的机械效率。 【答案】下；80%；减小斜面粗糙程度 【解析】（1）快递员用力将货物沿斜面匀速推上车厢时，摩擦力与推力的方向相反，所以摩擦力的方向是沿斜面向下； （2）由于斜面与水平地面夹角为30°，由数学知识知s＝2h， 斜面的效率为： η＝＝＝＝＝×100%＝80%； （3）斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和粗糙程度有关，在不改变斜面与地面夹角和货物质量，采用减小斜面粗糙程度的方法可以提高斜面的机械效率。 15．（2022•荆门）小睿组装了如图所示的装置，其中物体的质量为48kg。当物体在空中保持静止时，与物体相连的绳子拉力为 　 　N；当物体以1m/s的速度向上做匀速直线运动时，经过10s，物体克服重力所做的功为 　 　J；此时人的拉力大小为320N，该装置的机械效率为 　 　%。 【答案】480；4800；75 【解析】（1）当物体在空中保持静止时，处于平衡状态，与物体相连的绳子对物体的拉力与物体的重力是一对平衡力，则：F拉＝G＝mg＝48kg×10N/kg＝480N。 （2）根据v＝可得，经过10s，物体上升的高度：h＝vt＝1m/s×10s＝10m， 则物体克服重力所做的功：W有用＝Gh＝480N×10m＝4800J； （3）由图可知，n＝2，则绳子自由端移动的距离：s＝2h＝2×10m＝20m， 则拉力做的功：W总＝Fs＝320N×20m＝6400J， 所以该装置的机械效率为：η＝×100%＝×100%＝75%。 考点5 力和力臂的作图 16．（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。 【解析】反向延长力F的作用线，由支点O向F的作用线作垂线，垂线段的长度就是力F的力臂l（红色字母）。如图所示： 17．（2022•仙桃、潜江、天门、江汉石油）如图是指甲剪的示意图。请在图中画出杠杆ABO以O点为支点时动力F1的力臂l1和阻力F2。（忽略摩擦，保留作图痕迹） 【解析】首先延长力F1的作用线，然后过支点O作力F1作用线的垂线段，标出力臂的符号l1，因为动力F1让杠杆绕支点O顺时针转动，所以阻力F2应该让杠杆绕支点O逆时针转动，如图所示： 18．（2022•黄石）《农政全书》中记载：“汤旱，伊尹教民田头凿井，并以溉田，今之桔槔是也。”如图是春秋时期的劳动人民使用桔槔汲水的情景：在一根竖立的架子上拴上一根长杆，末端捆绑石块，前端悬挂水桶，这样可以节省从井里提水的力量。请画出向上提水时： （1）人对绳子作用力的示意图； （2）水桶重力的示意图； （3）石块对长杆作用力的力臂。 【解析】（1）通过绳子提起水桶时，人对绳子施加竖直向上的拉力F拉； （2）从水桶的重心作竖直向下的力，即为水桶重力的示意图； （3）画出石块对长杆作用力F的示意图，然后反向延长F的作用线，从支点作力作用线的垂线段，即可作出力的力臂L，如图所示： 考点6 探究杠杆的平衡条件与测量滑轮组的机械效率 19．（2024•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；钩码对杠杆的拉力；（3）①③ 【解析】（1）调节平衡螺母，使杠杆在不挂钩码时，保持水平并静止，达到平衡状态； （2）如在杠杆左侧15cm刻度线处挂上4个钩码，在杠杆右侧挂上6个钩码，设每个钩码的重力为G，由杠杆平衡条件F1l1＝F2l2可知4G×15cm＝6G×L，解得L＝10cm； 动力和阻力都必须是作用在杠杆上，而钩码受到的重力、杠杆对钩码的拉力作用在钩码上，不是动力或阻力，故钩码对杠杆的拉力是动力或阻力。 （3）当弹簧测力计的示数为3N时，相当于6个质量为50g的钩码重力，因而力臂必须为10cm， ①左侧10cm，竖直向上拉力臂为10cm，恰好能平衡； ②右侧5cm，最大的力臂为5cm，不可能平衡； ③右侧15cm，斜向下拉，使得力臂等于10cm也可以平衡。故选：①③。 20．（2023•襄阳）在“探究杠杆平衡条件”的实验中。 （1）在调节杠杆水平平衡时，如果杠杆左端下沉应将平衡螺母向 　 　调节； （2）如图所示让杠杆保持水平静止，如果在A处挂总重2N的钩码，在B处用测力计竖直向上拉，其示数为 　 　N；如果在B处斜向上拉，测力计的示数将变 　 　。 【答案】（1）右；（2）1；大 【解析】（1）左端下沉，说明右端较高，则应将左边或右边的平衡螺母向右端调节，使杠杆在水平位置平衡； （2）设杠杆一个小格代表L，根据杠杆的平衡条件有2N×2L＝F×4L，解得F＝1N； 弹簧测力计竖直向上拉杠杆时，拉力力臂为OB，弹簧测力计倾斜拉杠杆，拉力的力臂小于OC，拉力力臂变小，拉力变大，弹簧测力计示数变大。 21．（2023•武汉）在探究杠杆平衡条件的实验中： （1）调节平衡螺母，使杠杆在不挂钩码时，保持水平并静止。选取若干个质量均为50g的钩码，在杠杆两侧分别挂上不同数量的钩码，移动钩码，使杠杆重新在水平位置平衡，分别记下F1、F2、l1、l2的数值。重做几次实验，部分实验数据如表所示。 次数 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm 1 3.0 5.0 1.5 10.0 2 2.0 15.0 2.0 15.0 3 1.0 25.0 2.5 10.0 …… …… …… …… …… 由表中数据可得，F1、F2、l1、l2之间的关系式是 　 　。 （2）①在第（1）问的某次实验中，杠杆右侧挂了4个钩码，左侧用弹簧测力计竖直向下拉，当杠杆在如图甲所示位置静止时，弹簧测力计的示数是 　 　N。 ②保持杠杆右侧所挂4个钩码的位置不变，取下弹簧测力计，在杠杆右侧用弹簧测力计沿竖直方向拉杠杆，当杠杆再次水平并静止时，弹簧测力计对杠杆的拉力为F＝1.5N，请在图乙中画出弹簧测力计对杠杆的拉力F的示意图及其力臂l。 【答案】（1）F1l1＝F2l2；（2）①3.0；②见解答图 【解析】（1）分析表格中的数据可得出杠杆平衡的条件是：动力×动力臂＝阻力×阻力臂（F1×l1＝F2×l2）； （2）①根据图甲中的数据，结合杠杆的平衡条件可得：F1×0.1m＝4mg×0.15m，解得：F1＝3.0N； ②在杠杆右侧用弹簧测力计沿竖直方向拉杠杆，要使杠杆平衡，应竖直向上拉，根据杠杆平衡条件得：1.5N×l1＝4mg×0.15m，解得：l1＝0.2m， 根据力和力臂的画法，可画出拉力F和力臂l，如图所示： 22．（2022•襄阳）某同学用如图所示的实验装置测量滑轮组的机械效率，相关数据记录在下表中。 实验/次数 钩码重G/N 钩码上升高度h/cm 拉力F/N 绳端移动距离s/cm 机械效率η 1 1.0 10 0.6 30 55.6% 2 2.0 10 1.0 30 3 4.0 10 1.6 30 83.3% （1）实验中，使用滑轮组提升重物时，应竖直向上 　 　拉动弹簧测力计； （2）第二次实验中，滑轮组的机械效率为 　 　； （3）分析1、2、3次实验数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物越 　 　（选填“重”或“轻”），滑轮组的机械效率越高； （4）小琪同学在仅改变提升物体速度的情况下，又做了上述第三次实验，结果会发现滑轮组的机械效率 　 　 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】（1）匀速；（2）66.7%； （3）重；（4）不变 【解析】（1）实验中应该匀速竖直向上拉动弹簧测力计，以保证拉力大小恒定； （2）由表中数据可知，不计绳重与摩擦，滑轮组的机械效率： η2＝＝＝×100%≈66.7%； （3）分析1、2、3次实验的数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物重力越大，滑轮组的机械效率越高； （4）影响机械效率的只有摩擦力、绳子重力、动滑轮重力，仅改变提升物体速度的情况下，又做了上述第三次实验，结果会发现滑轮组的机械效率不变。 23．（2022•随州）在“探究杠杆的平衡条件”实验中： （1）实验前，杠杆静止在如图甲所示的位置，此时杠杆处于 　 　（选填“平衡”或“非平衡”）状态。为使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆右端的平衡螺母向 　 　（选填“左”或“右”）调。 （2）调节杠杆在水平位置平衡后，某小组的同学得到了如下表所示的实验数据，由此可总结出杠杆的平衡条件：　 　（用F1、F2、l1、l2表示）。 实验序号 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm 1 1 30 3 10 2 2 20 1 40 3 3 20 6 10 （3）在完成实验后，陶子同学在A处挂了3个钩码（每个钩码重1N，杠杆上每格的长度为10cm），如图乙所示，他将弹簧测力计斜向下拉，杠杆水平平衡（OA＝30cm，OB＝40cm），此时拉力与水平方向的夹角为30°，则弹簧测力计的示数为 　 　N。 【答案】（1）平衡；左； （2）F1L1＝F2L2； （3）4.5 【解析】（1）杠杆静止在如图甲所示的位置，静止即为平衡状态； 为使杠杆在水平位置平衡，由于杠杆现在左高右低，所以平衡螺母向左调； （2）由表格中数据知，第一组数据：1N×30cm＝3N×10cm； 第二组数据：2N×20cm＝1N×40cm； 第三组数据：3N×20cm＝6N×10cm； 杠杆的平衡条件是：动力×动力臂＝阻力×阻力臂，F1L1＝F2L2； （3）根据杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2，3N×30cm＝F2×40cm×，解得F2＝4.5N。 考点7 与机械效率有关的计算 24．（2023•恩施州）一桶沙总重200N，工人在高处用绳在30s内将其匀速提升了6m。求： （1）工人做功的功率为多大？ （2）若徒手提着这桶沙，沿着楼梯爬高6m，比较工人两次做功的机械效率大小，并简述理由。 【解析】（1）工人做的功： W＝Gh＝200N×6m＝1200J； 工人做功的功率： P＝＝＝40W； （2）工人做功的目的是将沙子提高到相同高度，因此直接对沙子所做功是有用功，则两次做功的有用功相同；第一次做的额外功是克服桶重和绳重做的功，第二次做的额外功是克服人自身重力和桶重做的功，很明显，第一次做的额外功小，则总功小，由η＝可知，工人第一次做功的机械效率高。 答：（1）工人做功的功率为40W； （2）工人第一次做功的机械效率高；理由：工人做功的目的是将沙子提高到相同高度，因此直接对沙子所做功是有用功，则两次做功的有用功相同；第一次做的额外功是克服桶重和绳重做的功，第二次做的额外功是克服人自身重力和桶重做的功，很明显，第一次做的额外功小，则总功小，由η＝可知，工人第一次做功的机械效率高。 25．（2022•荆州）美的楼宇科技荆州产业园项目是美的集团继冰箱和洗衣机项目后，第三个落地荆 州的生产基地，将成为美的楼宇科技在全国最大的集研发、生产于一体的标杆工厂。项目建设中，工人用如图所示的装置将质量为70kg的建筑材料匀速提升了6m，用时10s。电动机的输出功率恒定为600W，不计绳重和摩擦，g＝10N/kg。求： （1）建筑材料上升的速度； （2）10s内电动机输出的总功； （3）动滑轮所受的重力； （4）若用此滑轮组匀速提升另一批建筑材料时，机械效率是90%，则该建筑材料上升的速度。 【解析】（1）建筑材料上升的速度v＝＝＝0.6m/s； （2）10s内电动机输出的总功：W＝Pt＝600W×10s＝6000J； （3）n＝2，s＝nh＝2×6m＝12m；F＝＝＝500N，G物＝mg＝70kg×10N/kg＝700N； 因为不计绳重和摩擦时F＝（G+G动），所以动滑轮的重力：G动＝nF﹣G物＝2×500N﹣700N＝300N； （4）此时的物重：由η＝ 得 G′＝＝＝2700N； 此时拉力的大小：F′＝（G′+G动）＝（2700N+300N）＝1500N； 电动机拉绳的速度：v′＝＝＝0.4m/s， 建筑材料上升的速度：v″＝×v′＝×0.4m/s＝0.2m/s。 答：（1）建筑材料上升的速度为0.6m/s； （2）10s内电动机输出的总功为6000J； （3）动滑轮所受的重力为300N； （4）该建筑材料上升的速度为0.2m/s。 26．（2022•宜昌）如图甲，宜昌市某中学学生在课外实践活动中对滑轮组进行了探究。他们自制滑轮组的简化图如图乙所示，小华利用此滑轮组用时10s将小军匀速提升了50cm，称得小军的质量为54kg，动滑轮组的质量为6kg。g＝10N/kg，不计绳重和滑轮与绳之间的摩擦，求： （1）小华的拉力是多少？ （2）小华拉力的功率是多少？ （3）此过程中滑轮组的机械效率是多少？ 【解析】（1）由图知，n＝6，则小华的拉力：F＝（G人+G动）＝（m人+m动）g＝（54kg+6kg）×10N/kg＝100N； （2）小华拉力做的功：W总＝Fs＝100N×0.5m×6＝300J； 小华拉力的功率：P＝＝＝30W； （3）小华做的有用功：W有＝G人h＝54kg×10N/kg×0.5m＝270J 滑轮组的机械效率：η＝＝＝90%。 ( 5 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 三年（2022-2024）中考物理真题分类汇编（湖北） 专题12 简单机械（原卷版） 考点1 杠杆分类 1．（2023•恩施州）我们用扫把扫地，左手握住柄的末端，右手向前推扫柄时，扫把是（　　） A．省力杠杆 B．费力杠杆 C．等臂杠杆 D．都不正确 2．（2022•襄阳）如图所示，以下器具在使用时属于省力杠杆的是（　　） A．筷子 B．食品夹 C．钢丝钳 D．镊子 3．（2022•十堰）下列工具正常使用时，能省力的是（　　） A．瓶盖起子 B．托盘天平 C．筷子夹食品 D．理发剪刀 4．（2022•荆州）某学校劳动教育课堂上，四位同学利用杠杆原理使用劳动工具的场景如图所示。其中属于使用费力杠杆的是（　　） A．锄地时举起锄头 B．用羊角锤拔钉子 C．用园艺剪修剪树枝 D．用钢丝钳剪铁丝 考点2 杠杆在生活中的应用 5．（2023•随州）劳动教育越来越重要，许多同学在劳动中获得了愉悦的体验也掌握了许多劳动技能。小芳周末回到乡下姥姥家接过姥姥肩膀上的担子学习挑担技巧。假如一个筐子重一个筐子轻（一头重一头轻），在不考虑手臂帮扶的情况下挑起担子让扁担处于水平平衡。请你根据劳动体验结合杠杆平衡知识，判断下列说法中正确的是（　　） A．肩膀应该靠近“轻的一头” B．肩膀应该靠近“重的一头” C．肩膀应该居于扁担正中间 D．挑着担子走路，扁担一般会上下“闪动”，“闪动”时一定是一个筐子向上运动同时另一个筐子向下运动 6．（2023•宜昌）如图为我国古人运送巨木的劳动情境示意图，他们通过横杆、支架、石块等，将巨木的一端抬起。当巨木太重无法抬起时，下列改进方法可行的是（　　） A．减少横杆右端的人数 B．将支架向右移动 C．横杆右端的人向支架靠近 D．减小横杆上悬绳与支架间的距离 7．（2022•恩施州）如图所示，是小强参加劳动实践挑水时的场景。若扁担重10N，每只桶总重均为200N，当扁担在水平位置保持静止时，扁担受到肩的支持力约为（　　） A．210N B．410N C．200N D．400N 考点3 与滑轮组相关的计算 8．（2023•荆州）一位同学用如图所示的滑轮组拉着重500N的物体，使物体以0.1m/s的速度沿水平地面向右匀速直线运动10s，已知物体与地面间的滑动摩擦力为150N，滑轮组的机械效率为60%，在此过程中下列选项正确的是（　　） A．绳子自由端移动的距离为3m B．拉力做的有用功为500J C．拉力做的额外功为150J D．拉力做功的功率为25W 9．（2022•黄石）如图所示，分别用两种机械在相同时间内将相同的物体匀速提升相同的高度，则（　　）（不计绳重及摩擦） A．拉动绳端的速度之比是1：2 B．拉动绳端的力大小一定相同 C．有用功之比是1：2 D．机械效率相同 10．（2022•随州）由于热胀冷缩，户外的导线在夏天会变得松弛，冬天又拉得很紧。某些地方用如图所示的滑轮组来控制导线的松紧程度。某次导线对滑轮N的拉力为F，配重水泥块（重为G）被匀速拉升的高度为h（不考虑滑轮自重，绳重和绳与滑轮之间的摩擦）。下列说法中正确的是（　　） A．M是动滑轮 B．拉力F＝2G C．拉力F做的功为3Fh D．拉力F移动的速度与配重G上升的速度相同 考点4 机械效率的计算 11．（2022•武汉）用一个动滑轮在8s内将一重为300N的物体匀速向上提起2m，拉力为200N。这个动滑轮的机械效率和拉力的功率分别是（　　） A．66.7%；50W B．66.7%；100W C．75%；50W D．75%；100W 12．（2023•宜昌）如图为某景区的盘山公路，汽车行驶过程中遇到陡坡时司机常常要换用低速挡，这样做是因为在发动机的输出功率一定时可以增大 　 　。一辆总重为1×105N的汽车经过某一长为200m的路段时，竖直高度上升了20m，如果汽车的牵引力恒为2.5×104N，此过程中盘山公路斜面的机械效率为 　 　。 13．（2023•十堰）如图是某电梯的工作原理图，A、B为滑轮，F为电动机对滑轮组施加的拉力。其中滑轮 　 　（选填“A”或“B”）能省力。某次电梯以1m/s速度将60kg的人匀速提升，电动机输出功率为1960W，则人所受重力与 　 　力是一对平衡力，此次电梯的机械效率为 　 　。 14．（2022•十堰）如图所示，斜面与水平地面夹角为30°，某快递员用500N的力，将重800N的货物沿斜面匀速推上车厢，不考虑斜面形变，货物所受摩擦力方向沿斜面向 　 　；斜面的机械效率为 　 　。不改变斜面与地面夹角和货物质量，采用 　 　的方法可以提高斜面的机械效率。 15．（2022•荆门）小睿组装了如图所示的装置，其中物体的质量为48kg。当物体在空中保持静止时，与物体相连的绳子拉力为 　 　N；当物体以1m/s的速度向上做匀速直线运动时，经过10s，物体克服重力所做的功为 　 　J；此时人的拉力大小为320N，该装置的机械效率为 　 　%。 考点5 力和力臂的作图 16．（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。 17．（2022•仙桃、潜江、天门、江汉石油）如图是指甲剪的示意图。请在图中画出杠杆ABO以O点为支点时动力F1的力臂l1和阻力F2。（忽略摩擦，保留作图痕迹） 18．（2022•黄石）《农政全书》中记载：“汤旱，伊尹教民田头凿井，并以溉田，今之桔槔是也。”如图是春秋时期的劳动人民使用桔槔汲水的情景：在一根竖立的架子上拴上一根长杆，末端捆绑石块，前端悬挂水桶，这样可以节省从井里提水的力量。请画出向上提水时： （1）人对绳子作用力的示意图； （2）水桶重力的示意图； （3）石块对长杆作用力的力臂。 考点6 探究杠杆的平衡条件与测量滑轮组的机械效率 19．（2024•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 20．（2023•襄阳）在“探究杠杆平衡条件”的实验中。 （1）在调节杠杆水平平衡时，如果杠杆左端下沉应将平衡螺母向 　 　调节； （2）如图所示让杠杆保持水平静止，如果在A处挂总重2N的钩码，在B处用测力计竖直向上拉，其示数为 　 　N；如果在B处斜向上拉，测力计的示数将变 　 　。 21．（2023•武汉）在探究杠杆平衡条件的实验中： （1）调节平衡螺母，使杠杆在不挂钩码时，保持水平并静止。选取若干个质量均为50g的钩码，在杠杆两侧分别挂上不同数量的钩码，移动钩码，使杠杆重新在水平位置平衡，分别记下F1、F2、l1、l2的数值。重做几次实验，部分实验数据如表所示。 次数 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm 1 3.0 5.0 1.5 10.0 2 2.0 15.0 2.0 15.0 3 1.0 25.0 2.5 10.0 …… …… …… …… …… 由表中数据可得，F1、F2、l1、l2之间的关系式是 　 　。 （2）①在第（1）问的某次实验中，杠杆右侧挂了4个钩码，左侧用弹簧测力计竖直向下拉，当杠杆在如图甲所示位置静止时，弹簧测力计的示数是 　 　N。 ②保持杠杆右侧所挂4个钩码的位置不变，取下弹簧测力计，在杠杆右侧用弹簧测力计沿竖直方向拉杠杆，当杠杆再次水平并静止时，弹簧测力计对杠杆的拉力为F＝1.5N，请在图乙中画出弹簧测力计对杠杆的拉力F的示意图及其力臂l。 22．（2022•襄阳）某同学用如图所示的实验装置测量滑轮组的机械效率，相关数据记录在下表中。 实验/次数 钩码重G/N 钩码上升高度h/cm 拉力F/N 绳端移动距离s/cm 机械效率η 1 1.0 10 0.6 30 55.6% 2 2.0 10 1.0 30 3 4.0 10 1.6 30 83.3% （1）实验中，使用滑轮组提升重物时，应竖直向上 　 　拉动弹簧测力计； （2）第二次实验中，滑轮组的机械效率为 　 　； （3）分析1、2、3次实验数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物越 　 　（选填“重”或“轻”），滑轮组的机械效率越高； （4）小琪同学在仅改变提升物体速度的情况下，又做了上述第三次实验，结果会发现滑轮组的机械效率 　 　 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 23．（2022•随州）在“探究杠杆的平衡条件”实验中： （1）实验前，杠杆静止在如图甲所示的位置，此时杠杆处于 　 　（选填“平衡”或“非平衡”）状态。为使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆右端的平衡螺母向 　 　（选填“左”或“右”）调。 （2）调节杠杆在水平位置平衡后，某小组的同学得到了如下表所示的实验数据，由此可总结出杠杆的平衡条件：　 　（用F1、F2、l1、l2表示）。 实验序号 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm 1 1 30 3 10 2 2 20 1 40 3 3 20 6 10 （3）在完成实验后，陶子同学在A处挂了3个钩码（每个钩码重1N，杠杆上每格的长度为10cm），如图乙所示，他将弹簧测力计斜向下拉，杠杆水平平衡（OA＝30cm，OB＝40cm），此时拉力与水平方向的夹角为30°，则弹簧测力计的示数为 　 　N。 考点7 与机械效率有关的计算 24．（2023•恩施州）一桶沙总重200N，工人在高处用绳在30s内将其匀速提升了6m。求： （1）工人做功的功率为多大？ （2）若徒手提着这桶沙，沿着楼梯爬高6m，比较工人两次做功的机械效率大小，并简述理由。 25．（2022•荆州）美的楼宇科技荆州产业园项目是美的集团继冰箱和洗衣机项目后，第三个落地荆 州的生产基地，将成为美的楼宇科技在全国最大的集研发、生产于一体的标杆工厂。项目建设中，工人用如图所示的装置将质量为70kg的建筑材料匀速提升了6m，用时10s。电动机的输出功率恒定为600W，不计绳重和摩擦，g＝10N/kg。求： （1）建筑材料上升的速度； （2）10s内电动机输出的总功； （3）动滑轮所受的重力； （4）若用此滑轮组匀速提升另一批建筑材料时，机械效率是90%，则该建筑材料上升的速度。 26．（2022•宜昌）如图甲，宜昌市某中学学生在课外实践活动中对滑轮组进行了探究。他们自制滑轮组的简化图如图乙所示，小华利用此滑轮组用时10s将小军匀速提升了50cm，称得小军的质量为54kg，动滑轮组的质量为6kg。g＝10N/kg，不计绳重和滑轮与绳之间的摩擦，求： （1）小华的拉力是多少？ （2）小华拉力的功率是多少？ （3）此过程中滑轮组的机械效率是多少？ ( 5 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$