第12章 简单机械（易错模拟题汇编）-2025年中考物理一轮复习高频考点精讲与热点题型精练（全国通用）

第十二章 简单机械（易错模拟题汇编） 一、选择题（共14小题） 1．（2024•长沙二模）如图是我国空间站的机械臂，它类似于人的手臂，可以省距离，下列工具使用时与机械臂属同类型杠杆的是（　　） A．用羊角锤起钉子 B．用镊子夹砝码 C．用老虎钳剪断铁丝 D．用瓶盖起子起瓶盖 2．（2024•沈阳模拟）停放自行车时，若要从如图中四点选择一点施加竖直向上的力，将后轮略微提起。其中最省力的点是（　　） A．A点 B．B点 C．C点 D．D点 3．（2024•保定模拟）一均匀木板AB，B端固定在墙壁的转轴上，木板可在竖直面内转动，木板下垫有长方形木块C，恰好使木块水平放置，如图所示。现有水平力F由A向B缓慢匀速推动，在推动过程中，推力F将（　　） A．大小不变 B．逐渐增大 C．逐渐减小 D．先增加后减小 4．（2024•长沙二模）如图所示的轻质杠杆一端挂有一重为20N的动滑轮，滑轮下挂的物体重100N，物体与水平地面接触，接触面积为0.1m2。在轻质杠杆的A处施加竖直向上的力60N，杠杆始终在水平位置静止，不计绳重和摩擦，下列说法错误的是（　　） A．物体对地面的压强为300Pa B．动滑轮受平衡力作用 C．若要物体对地的压力为0，保持A点位置不变，力F的大小为80N D．若要物体对地的压力为0，保持力F的大小不变，将A点向右移动 5．（2024•济南二模）小谦想把歪倒的甲树拉正，他把绳子的一端系在乙树上，然后绕过甲树用力拉绳子，如果不计绳重和摩擦，甲树受到了300N的拉力，则小谦对绳子的拉力至少为（　　） A．300N B．200N C．150N D．100N 6．（2024•淮安模拟）如图所示使用下列三个装置分别用F1、F2、F3匀速提起同样的重物，不计滑轮的重力和摩擦，则F1、F2、F3的大小关系为（　　） A．F1＜F3＜F2 B．F1＜F2＜F3 C．F1＝F3＜F2 D．F1＜F2＝F3 7．（2024•扬州模拟）下列关于机械效率的说法正确的是（　　） A．越省力的机械，机械效率越高 B．做功越少的机械，机械效率越低 C．做功越慢的机械，机械效率越低 D．总功相同，有用功越大的机械，机械效率越高 8．（2024•自贡模拟）如图所示，工人用160N的拉力F将重为300N的木箱在10s内匀速拉到长3m、高1m的斜面顶端。下列说法正确的是（　　） A．拉力F做功的功率是16W B．克服木箱重力做的功是900J C．斜面的机械效率是62.5% D．若只改变斜面的倾斜角度，斜面的机械效率不变 9．（2024•南京模拟）用相同的滑轮和绳子分别组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，相同时间把相同的重物匀速提升相同的高度。若不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（　　） A．绳子受的拉力F1和F2大小相等 B．拉力对重物做功的功率相等 C．甲、乙两个滑轮组的机械效率不同 D．甲、乙两图中绳子自由端速度相等 10．（2024•北京二模）用如图所示的滑轮组提升重为500N的物体A，滑轮组的绳子自由端在拉力F作用下竖直匀速移动6m，物体A被竖直匀速提升2m，用时20s，滑轮组的额外功是200J。下列说法中正确的是（　　） A．物体A上升的速度是0.3m/s B．滑轮组的机械效率小于90% C．动滑轮所受的重力为100N D．拉力F的功率为50W 11．（2024•龙岩二模）如图所示，水平地面上放一个重800N的物体，一个人利用滑轮组拉动物体匀速运动时，物体与地面间的摩擦力为160N，不计滑轮重、绳重及绳与滑轮间的摩擦，下列选项正确的是（　　） A．A是动滑轮 B．拉力F为80N C．物体移动10cm，绳子自由端移动30cm D．增大拉力F时，物体与地面之间的摩擦力也会增大 12．（2024•重庆二模）用如图所示的滑轮组，匀速直线拉动水平地面上重为35N的物体，手的拉力为20N，物体移动的速度为0.1m/s，物体受到地面的摩擦力为32N，不计绳重、滑轮组的摩擦，下列说法正确的是（　　） A．滑轮组的机械效率为80% B．动滑轮重为5N C．拉力的功率为2W D．10s内物体的重力做功为35J 13．（2024•重庆模拟）用如图甲所示的装置来探究滑轮组的机械效率η与物重G物的关系，改变G物，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，计算并绘出η与G物的关系如图乙所示，若不计绳重和摩擦，则下列说法正确的是（　　） A．此滑轮组动滑轮的重为5N B．当G物＝15N时，滑轮组机械效率为η＝75% C．同一滑轮组的机械效率η随G物的增大而增大，最后等于100% D．G物不变，改变图甲中的绕绳方式，滑轮组的机械效率仍不改变 14．（2024•大庆二模）如图所示，用24N的力F沿水平方向拉滑轮，可使重为20N的物体A以0.2m/s的速度在水平地面上匀速运动。物体B重为10N，弹簧测力计的示数恒为5N（不计滑轮、测力计、绳子的重力及绳与滑轮摩擦）。下列说法正确的是（　　） A．物体A受到地面的摩擦力是12N B．滑轮移动的速度是0.4m/s C．水平拉力F的功率是4.8W D．在2s内绳子对物体A做的功为4.8J 二、填空题（共8小题） 15．（2024•珠海模拟）如图所示，当用镊子夹取物体时，镊子就相当于 　 　（选填“省力”或“费力”）杠杆，它的支点在 　 　点。若要用较小的力夹起物体，则手压的地方应尽量靠近 　 　点。 16．（2024•广州模拟）图是小明做俯卧撑时撑地静止的情景，O、B分别为脚、手与地面的接触点（双手接触点视为1个），A为其重心，已知小明体重为560N。将小明做俯卧撑过程中的身体视为杠杆，　 　点为支点；小明撑地静止时，双手所受地面支持力 　 　（选填“大于”“小于”或“等于”）双脚所受地面支持力，地面对双手的支持力为 　 　N。 17．（2024•昆明模拟）如图甲所示，AB为轻质杠杆，AC为轻质硬棒且与力传感器相连。已知OA的长度为30cm，OB足够长，AC能承受的最大拉力大小为15N。图乙是物体M从A点开始向右匀速运动过程中力传感器读数大小与时间的关系图象，则物体M的质量大小为 　 　g，物体M运动的速度为 　 　cm/s，若要杆不断，物体从A点开始运动时间最长为 　 　s。（g取10N/kg） 18．（2024•孝感三模）使用简单机械可以给人们的生活带来便利：旗杆的顶端安装着一个 　 　（选填“动”或“定”）滑轮，用来改变力的方向；用剪枝刀剪树枝时，为了剪起来更省力应将树枝 　 　（选填“靠近”或“远离”）剪刀的转动轴。 19．（2024•西安模拟）道路救援车对故障车辆拖移时可构建成如图所示的模型，将重为1×104N的车辆A沿斜面匀速拉至斜面顶端，用时10s，钢绳对车辆的拉力为5000N，已知斜面高为2m，斜面长为5m，则有用功是 　 　J，拉力的功率是 　 　W，斜面的机械效率为 　 　。 20．（2024•日照模拟）为了既能省力，又能改变力的方向，小明设计了如图所示的装置来搬运货物。如果把重为800N的货物提升2m，绳子末端需要下降 　 　m；若所用拉力F为500N，则此时滑轮组的机械效率是 　 　%。 21．（2024•重庆模拟）小明放学回家发现一辆轿车陷入了泥泞路面，不使用工具很难将小车拉出，于是小明找来滑轮组成了如图所示的滑轮组，这样设计过后使用F＝1.2×103N拉力恰好能拉动小车。已知小车的质量为3.5×103kg，在拉力作用下小车移动了1.5m。不计滑轮和绳子的重及摩擦，求小车受到的阻力为 　 　N，拉力F端绳子移动的距离为 　 　m。 22．（2024•南京二模）如图所示，是为了搬运建筑材料而使用的简单机械。某次用该机械匀速起吊600kg的物体时，物体上升5m用时3s，滑轮组的机械效率是80%，则所做有用功是　 J，总功的功率是 　W，拉力F是　 N。若用该装置提升质量更大的物体，其机械效率将 　 　。 三、作图题（共2小题） 23．（2024•苏州模拟）如图所示，O为杠杆的支点，B为阻力的作用点，画出阻力的力臂L和使杠杆平衡时，在A点作用的最小动力F的示意图。 24．（2024•上海三模）如图，小明站在地面上用图中滑轮组提起重物，画出最省力的绕绳方法。 四、实验探究题（共3小题） 25．（2024•珠海模拟）图甲是某实验小组探究“杠杆平衡条件”的实验装置。 （1）挂钩码前，杠杆在图甲所示的位置静止，此时杠杆处于 　 　（选填“平衡”或“非平衡”）状态。 （2）图乙是一个平衡的杠杆，此时若推动右侧钩码的悬线（如图丙），就会发现杠杆 　 　（选填“左端下沉”“仍然平衡”或“右端下沉”）。 （3）某同学提出，若支点不在杠杆的中点，杠杆的平衡条件是否仍然成立？于是该小组利用图丁所示的装置进行探究，在杠杆O点处挂上2个钩码，用弹簧测力计在A点处竖直向上拉，使杠杆在水平位置平衡，此时弹簧测力计的示数为 　 　N。以弹簧测力计的拉力为动力F1，钩码处绳子的拉力为阻力F2，多次改变动力作用点的位置进行实验发现：当杠杆水平平衡时，F1l1总是 　 　（选填“大于”“等于”或“小于”F2l2）。 （4）图丁中，弹簧测力计处在A点位置时，此杠杆属于 　 　（选填“省力”或“费力”）杠杆。 26．（2024•西安模拟）利用轻质杠杆“探究杠杆平衡条件”的实验中： （1）杠杆静止时如图甲所示，要使杠杆在水平位置平衡，则应将平衡螺母向　 （选填“左”或“右”）调节； （2）如图乙所示，在A点挂4个钩码，在B点挂 　 　个钩码，仍可使其在水平位置平衡； （3）用弹簧测力计代替钩码，如图丙所示，不断改变弹簧测力计的作用点和力的大小，使杠杆在水平位置平衡，弹簧测力计的拉力F与其力臂l1的图像如图丁所示。图像中每个点与两坐标轴围成的方形面积 　 　（选填“相等”或“不等”），其原因是 　 　。 （4）该同学在科技创新实验中将此装置改装成了一个杠杆液体密度计，该装置可测量小桶内液体的密度，如图戊所示，将容积为20mL的小桶挂在M点，调节平衡螺母使杠杆水平平衡，已知OM＝OA＝5cm，则杠杆密度计的“O刻度”线应在 　 　（选填“O”或“A”）点，将待测液体倒满小桶，在杠杆右端挂上重物并调节至N点位置时，杠杆刚好水平平衡，重物质量10g，ON＝12cm，N点位置应标注的密度刻度值是 　 　g/cm3。（g＝10N/kg） 27．（2024•惠州模拟）某同学们进行了“影响滑轮组机械效率因素”的实验探究，用到的装置如图，实验数据记录如表所示： 实验次数 钩码重G/N 钩码上升高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效率η 1 2 0.1 1.2 0.3 55.6% 2 2 0.2 1.2 0.6 55.6% 3 4 0.1 1.9 0.3 4 4 0.1 1.3 0.5 61.5% （1）实验中应沿竖直方向 　 　拉动弹簧测力计； （2）分析表中数据可知：第4次实验是用 　 　图所示装置来完成的； （3）第3次实验时，滑轮组的机械效率是 　 　（结果精确到0.1%）； （4）通过比较1、2两次实验数据可得出：使用同一滑轮组提升相同重物，滑轮组的机械效率与重物上升高度 　 　（选填“有关”或“无关”）；通过比较 　 　两次实验数据可得出：同一滑轮组提升的物体越重，滑轮组机械效率越高；通过比较3、4两次实验数据可得出：不同滑轮组提升相同重物，动滑轮越重机械效率越　 　； （5）实验过程中边拉边读数，弹簧测力计示数不稳定，有同学认为应静止时读数，你认为他的想法 　 　（选填“正确”或“不正确”），因为他没有考虑到 　 　对滑轮组机械效率的影响。 五、计算题（共2小题） 28．（2024•北京模拟）如图所示杠杆AB可绕O点在竖直平面内转动，AO：OB＝2：3，D是OB的中点，滑轮重为100N。第一次在B点施加竖直向下的拉力F时，杠杆在水平位置平衡，底面积为0.04m2的物体M对水平地面的压强为7500Pa；第二次在D点施加同样竖直向下的拉力F时，杠杆在水平位置平衡，物体M对水平地面的压强为15000Pa（不计杠杆重、绳重和摩擦）。 （1）求第一次施加拉力时，物体M对地面的压力； （2）求拉力F的大小。 29．（2024•扬州三模）用如图所示的滑轮组匀速提升重力为60N的物体，在绳子自由端移动6m的过程中，拉力F做的功为150J，所用时间为5s．求： （1）拉力F做功的功率。 （2）滑轮组的机械效率。 （3）若克服摩擦和绳重所做的功为总功的2%，则动滑轮的重力多大？ 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第十二章 简单机械（易错模拟题汇编） 一、选择题（共14小题） 1．（2024•长沙二模）如图是我国空间站的机械臂，它类似于人的手臂，可以省距离，下列工具使用时与机械臂属同类型杠杆的是（　　） A．用羊角锤起钉子 B．用镊子夹砝码 C．用老虎钳剪断铁丝 D．用瓶盖起子起瓶盖 解：人的手臂和机械臂使用时动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，与镊子属于同一类杠杆；羊角锤、老虎钳、瓶盖起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。 答案：B。 2．（2024•沈阳模拟）停放自行车时，若要从如图中四点选择一点施加竖直向上的力，将后轮略微提起。其中最省力的点是（　　） A．A点 B．B点 C．C点 D．D点 解：根据杠杆平衡的条件，F1×L1＝F2×L2，在杠杆中的阻力、阻力臂一定的情况下，要使所用的动力最小，必须使动力臂最长．若要从如图四点中选择一点施加竖直向上的力，将后轮略微提起，是围绕前轮转轴为支点，力的方向是竖直向上的，所以在D点施加竖直向上的力时，此时的力臂是最大的，根据杠杆的平衡条件可知，此时所用的力是最小的。 答案：D。 3．（2024•保定模拟）一均匀木板AB，B端固定在墙壁的转轴上，木板可在竖直面内转动，木板下垫有长方形木块C，恰好使木块水平放置，如图所示。现有水平力F由A向B缓慢匀速推动，在推动过程中，推力F将（　　） A．大小不变 B．逐渐增大 C．逐渐减小 D．先增加后减小 解： 以杆为研究对象，杆受重力G和C对它的支持力F支，两力臂如图所示： 根据杠杆平衡条件可得：F支•L支＝G•LG， 水平力F由A向B缓慢匀速推动木块，F支的力臂在减小，重力G及其力臂LG均不变， 所以根据杠杆平衡条件可知，在整个过程中支持力在逐渐增大； 由于支持力逐渐变大，且力的作用是相互的，所以可知杆对物体C的压力也逐渐变大， 根据影响摩擦力大小的因素可知，C和木板间、C和地面间的摩擦力逐渐增大，由力的平衡条件知，水平推力F也逐渐增大，故B正确。 答案：B。 4．（2024•长沙二模）如图所示的轻质杠杆一端挂有一重为20N的动滑轮，滑轮下挂的物体重100N，物体与水平地面接触，接触面积为0.1m2。在轻质杠杆的A处施加竖直向上的力60N，杠杆始终在水平位置静止，不计绳重和摩擦，下列说法错误的是（　　） A．物体对地面的压强为300Pa B．动滑轮受平衡力作用 C．若要物体对地的压力为0，保持A点位置不变，力F的大小为80N D．若要物体对地的压力为0，保持力F的大小不变，将A点向右移动 解：A．设杠杆上一个小格长为L，绳子作用在杠杆左端竖直向下的力为F绳，根据杠杆的平衡条件可得：F绳×4L＝F×3L，即F绳F60N＝45N； 因为物体间力的作用是相互的，所以杠杆对绳子竖直向上的拉力为45N，不计绳重和摩擦，由动滑轮的特点可知，F′绳（F动+G动）， 故作用在动滑轮挂钩上竖直向下的拉力为：F动＝2F′绳﹣G动＝2×45N﹣20N＝70N， 因为物体间力的作用是相互的，所以动滑轮对物体向上的拉力为F′动＝70N， 故物体对地面的压力为：F压＝G﹣F′动＝100N﹣70N＝30N， 物体对地面的压强：p300Pa，故A正确； B．因为杠杆始终在水平位置静止，所以动滑轮处于静止状态，因此动滑轮处于平衡状态，受到的是平衡力，故B正确； C．若要物体对地的压力为0，则动滑轮对物体的拉力为100N，可知杠杆对绳子的拉力F″绳（F′动+G动）（100N+20N）＝60N， 因为物体间力的作用是相互的，绳子对杠杆的拉力为60N，根据杠杆的平衡条件可知， F60×4L＝F′×3L，即60N×4L＝F′×3L，解得F′＝80N，故C正确； D．由选项C的分析可知，若要物体对地的压力为0，作用在杠杆A处的拉力要增大，若保持拉力不变，根据杠杆的平衡条件，就要使动力臂长一些，即将A点向左移动，故D错误。 答案：D。 5．（2024•济南二模）小谦想把歪倒的甲树拉正，他把绳子的一端系在乙树上，然后绕过甲树用力拉绳子，如果不计绳重和摩擦，甲树受到了300N的拉力，则小谦对绳子的拉力至少为（　　） A．300N B．200N C．150N D．100N 解：如图用绳子拉甲树时，甲相当于一个动滑轮，此时有两段绳子拉甲树； 不计绳重和摩擦，甲树受300N拉力，则每段绳子承担的力是300N的， 所以人对绳子的拉力至少为：FF甲300N＝150N。 答案：C。 6．（2024•淮安模拟）如图所示使用下列三个装置分别用F1、F2、F3匀速提起同样的重物，不计滑轮的重力和摩擦，则F1、F2、F3的大小关系为（　　） A．F1＜F3＜F2 B．F1＜F2＜F3 C．F1＝F3＜F2 D．F1＜F2＝F3 解：不计滑轮的重力和摩擦且不计绳重的情况下； 左边的滑轮是动滑轮，能够省一半的力，故F1； 中间的滑轮是动滑轮，F2作用在动滑轮的轴上，费一倍的力，则F2＝2G； 右边的滑轮是定滑轮，只能改变力的方向，不省力也不费力，故F3＝G； 所以，F1＜F3＜F2。 答案：A。 7．（2024•扬州模拟）下列关于机械效率的说法正确的是（　　） A．越省力的机械，机械效率越高 B．做功越少的机械，机械效率越低 C．做功越慢的机械，机械效率越低 D．总功相同，有用功越大的机械，机械效率越高 解：A、机械效率是有用功与总功的比值，机械省力与否与机械效率大小没有关系，故A错误； B、机械效率越低，说明做的功中有用功所占的比例越低，并不一定就是做的功少。故B错误； C、做功越慢的机械功率越小，功率与机械效率是两个没有关系的概念，不能说做功越慢的机械。机械效率越低，故C错误； D、机械效率是有用功与总功的比值，在总功相同时，有用功越大，机械效率就越高，故D正确。 答案：D。 8．（2024•自贡模拟）如图所示，工人用160N的拉力F将重为300N的木箱在10s内匀速拉到长3m、高1m的斜面顶端。下列说法正确的是（　　） A．拉力F做功的功率是16W B．克服木箱重力做的功是900J C．斜面的机械效率是62.5% D．若只改变斜面的倾斜角度，斜面的机械效率不变 解： A、拉力做的功为W总＝FL＝160N×3m＝480J， 拉力做功的功率为P48W．故A错误； B、克服木箱重力做的功是W有用＝Gh＝300N×1m＝300J．故B错误； C、斜面的机械效率为η100%＝62.5%．故C正确； D、改变斜面的倾斜角度，木箱对斜面压力发生改变，斜面与木箱接触面粗糙程度不变，所以摩擦力发生改变；木箱上升过程中，克服摩擦力做的功是额外功，虽然有用功不变，但额外功发生变化，由公式知，斜面的机械效率发生变化。故D错误。 答案：C。 9．（2024•南京模拟）用相同的滑轮和绳子分别组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，相同时间把相同的重物匀速提升相同的高度。若不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（　　） A．绳子受的拉力F1和F2大小相等 B．拉力对重物做功的功率相等 C．甲、乙两个滑轮组的机械效率不同 D．甲、乙两图中绳子自由端速度相等 解：A、由图得，甲滑轮组n甲＝2，乙滑轮组n乙＝3， 滑轮完全相同，不计绳重及摩擦：，， 绳子受的拉力F1大于F2，故A错误； B．重物提升高度相同，拉力对重物做功 ， ， 则拉力做功相同，拉力做功所用时间相同，由得，拉力的功率相等，故B正确； C．不计绳重及摩擦时，滑轮组的额外功相等，均等于克服动滑轮重力做的功，做的有用功W有＝G物h也相等，则滑轮组的机械效率相等，故C错误； D．甲、乙两图中绳子自由端移动距离不同，所用时间相同，由得，绳子自由端移动速度不相等，D错误。 答案：B。 10．（2024•北京二模）用如图所示的滑轮组提升重为500N的物体A，滑轮组的绳子自由端在拉力F作用下竖直匀速移动6m，物体A被竖直匀速提升2m，用时20s，滑轮组的额外功是200J。下列说法中正确的是（　　） A．物体A上升的速度是0.3m/s B．滑轮组的机械效率小于90% C．动滑轮所受的重力为100N D．拉力F的功率为50W 解：A、物体A被竖直匀速提升2m，用时20s，则物体A上升的速度为： v0.1m/s，故A错误； B、滑轮组的有用功为： W有＝Gh＝500N×2m＝1000J， 滑轮组的机械效率为： η100%≈83.3%＜90%，故B正确； C、不计绳重和摩擦，根据W额＝G动h可知，动滑轮重为： G动100N，而题干中没有不计绳重和摩擦，因此动滑轮重应小于100N，故C错误； D、拉力F的功率为： P60W，故D错误。 答案：B。 11．（2024•龙岩二模）如图所示，水平地面上放一个重800N的物体，一个人利用滑轮组拉动物体匀速运动时，物体与地面间的摩擦力为160N，不计滑轮重、绳重及绳与滑轮间的摩擦，下列选项正确的是（　　） A．A是动滑轮 B．拉力F为80N C．物体移动10cm，绳子自由端移动30cm D．增大拉力F时，物体与地面之间的摩擦力也会增大 解：AB、根据图知，左侧B为动滑轮，A滑轮轴固定是定滑轮，绳子的股数n＝2； 不计滑轮重及绳与轮之间的摩擦，人的水平拉力Ff160N＝80N，故A错误，B正确。 C、物体移动10cm，绳子自由端移动s＝ns物＝2×10cm＝20cm，故C错误； D、增大拉力F时，物体与地面之间的压力和接触面的粗糙程度不变，摩擦力不变，故D错误。 答案：B。 12．（2024•重庆二模）用如图所示的滑轮组，匀速直线拉动水平地面上重为35N的物体，手的拉力为20N，物体移动的速度为0.1m/s，物体受到地面的摩擦力为32N，不计绳重、滑轮组的摩擦，下列说法正确的是（　　） A．滑轮组的机械效率为80% B．动滑轮重为5N C．拉力的功率为2W D．10s内物体的重力做功为35J 解：A、由图知，n＝2，拉力端移动距离s＝2s物，滑轮组的机械效率：η100%100%＝80%，故A正确； B、不计绳重和滑轮组的摩擦，根据F（f+G轮）可得动滑轮重力：G轮＝2F﹣f＝2×20N﹣32N＝8N，故B错误； C、拉力端移动速度v＝2v物＝2×0.1m/s＝0.2m/s，则拉力做功功率：P＝Fv＝20N×0.2m/s＝4W，故C错误； D、重力的方向是竖直向下的，物体运动的方向是水平的，没有在力的方向上通过距离，重力没有做功，故D错误。 答案：A。 13．（2024•重庆模拟）用如图甲所示的装置来探究滑轮组的机械效率η与物重G物的关系，改变G物，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，计算并绘出η与G物的关系如图乙所示，若不计绳重和摩擦，则下列说法正确的是（　　） A．此滑轮组动滑轮的重为5N B．当G物＝15N时，滑轮组机械效率为η＝75% C．同一滑轮组的机械效率η随G物的增大而增大，最后等于100% D．G物不变，改变图甲中的绕绳方式，滑轮组的机械效率仍不改变 解： A、由图可知，G物1＝12N时，滑轮组的机械效率η1＝80%， 不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率η， 即：80%， 解得动滑轮重力：G动＝3N，故A错误； B、同理可得，当G物＝15N时，滑轮组的机械效率：η′100%≈83.3%，故B错误； C、由图像可知，同一滑轮组机械效率η随G物的增大而增大；但使用滑轮组时，不可避免地要克服动滑轮重做额外功，所以总功一定大于有用功；由公式η知机械效率一定小于100%，故C错误； D、不计绳重和摩擦，G物不变，改变图甲中的绕绳方式，由公式η可知，该滑轮组的机械效率不变，故D正确。 答案：D。 14．（2024•大庆二模）如图所示，用24N的力F沿水平方向拉滑轮，可使重为20N的物体A以0.2m/s的速度在水平地面上匀速运动。物体B重为10N，弹簧测力计的示数恒为5N（不计滑轮、测力计、绳子的重力及绳与滑轮摩擦）。下列说法正确的是（　　） A．物体A受到地面的摩擦力是12N B．滑轮移动的速度是0.4m/s C．水平拉力F的功率是4.8W D．在2s内绳子对物体A做的功为4.8J 解：A、因为F＝24N，所以对A的拉力为24N＝12N，弹簧测力计的示数恒为5N，则物体B对A的摩擦力为5N，方向向右，所以地面对A的摩擦力为12N﹣5N＝7N，所以A错误； B、A移动的速度即绳端移动的速度为0.2m/s，所以滑轮的移动速度为0.2m/s＝0.1m/s，所以B错误； C、水平拉力F的功率PFv＝24N×0.1m/s＝2.4W，所以C错误； D、绳子的拉力是12N，根据v可得2s物体A移动的距离为s＝vt＝0.2m/s×2s＝0.4m， 所以W＝Fs＝12N×0.4m＝4.8J．故D正确。 答案：D。 二、填空题（共8小题） 15．（2024•珠海模拟）如图所示，当用镊子夹取物体时，镊子就相当于 　费力　（选填“省力”或“费力”）杠杆，它的支点在 　A　点。若要用较小的力夹起物体，则手压的地方应尽量靠近 　C　点。 解：（1）如图，在使用镊子时，绕A点转动，所以A是支点，AC的长度为阻力臂，AB的长度为动力臂，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆； （2）动力垂直作用在B点，阻力垂直作用在C点，A为支点，由杠杆平衡条件可知，在阻力和阻力臂一定时，动力臂越大、动力越小。所以，要用较小的力夹起物体，应该减小动力臂，即手压的地方应尽量靠近C点。 答案：费力；A；C。 16．（2024•广州模拟）图是小明做俯卧撑时撑地静止的情景，O、B分别为脚、手与地面的接触点（双手接触点视为1个），A为其重心，已知小明体重为560N。将小明做俯卧撑过程中的身体视为杠杆，　O　点为支点；小明撑地静止时，双手所受地面支持力 　大于　（选填“大于”“小于”或“等于”）双脚所受地面支持力，地面对双手的支持力为 　400　N。 解：观察图片，我们可以发现，小明在做俯卧撑时，他的脚并没有离开地面，也就是说脚与地面的接触点O是固定不动的，因此，点O就是杠杆的支点。 由于小明的身体是一个整体，他受到的支持力应该作用在他的重心A上，并且由双手和双脚共同承担，此时可以看做以A点为支点的杠杆，手的支持力为动力F1，动力臂l1＝1.0m，脚的支持力为动力F2，阻力臂l2＝0.4m，则根据杠杆平衡原理F1l1＝F2l2可知，当l1＜l2时，双手所受地面支持力F1大于双脚所受地面支持力F2，即F1＞F2。 由杠杆平衡条件F×l1'＝G×l2'， 即F×（0.4m+1m）＝560N×1m， 解得地面对双手的支持力F＝400N。 答案：O；大于；400。 17．（2024•昆明模拟）如图甲所示，AB为轻质杠杆，AC为轻质硬棒且与力传感器相连。已知OA的长度为30cm，OB足够长，AC能承受的最大拉力大小为15N。图乙是物体M从A点开始向右匀速运动过程中力传感器读数大小与时间的关系图象，则物体M的质量大小为 　1000　g，物体M运动的速度为 　6　cm/s，若要杆不断，物体从A点开始运动时间最长为 　12.5　s。（g取10N/kg） 解：（1）由乙图知，M在A点时，传感器受到的压力是F＝10N， 物体M在A点，传感器受到的力的大小等于M 重力大小， 则M受到的重力G＝F＝10N，则M的质量为m1kg＝1000g。 （2）由乙图知，当M运动到支点O时，传感器受到的力是0，用时5s，OA＝30cm， 则M的运动速度v6cm/s。 （3）当M运动到支点O的右端时，AC能承受的最大拉力F'＝15N，此时M距离支点O距离为L， 根据杠杆平衡条件得：F'×OA＝G×L， 代入数据有：15N×30cm＝10N×L， 解得：L＝45cm， 则M运动距离为s'＝OA+L＝30cm+45cm＝75cm， 由速度公式得，则M运动的时间t'12.5s。 答案：1000；6；12.5。 18．（2024•孝感三模）使用简单机械可以给人们的生活带来便利：旗杆的顶端安装着一个 　定　（选填“动”或“定”）滑轮，用来改变力的方向；用剪枝刀剪树枝时，为了剪起来更省力应将树枝 　靠近　（选填“靠近”或“远离”）剪刀的转动轴。 解：使用简单机械可以给人们的生活带来便利；旗杆的顶端安装着一个定滑轮，用来改变力的方向：用剪枝刀剪树枝时，根据杠杆的平衡条件，在阻力和动力臂一定时，减小阻力臂可以更省力。 答案：定；靠近。 19．（2024•西安模拟）道路救援车对故障车辆拖移时可构建成如图所示的模型，将重为1×104N的车辆A沿斜面匀速拉至斜面顶端，用时10s，钢绳对车辆的拉力为5000N，已知斜面高为2m，斜面长为5m，则有用功是 　2×104　J，拉力的功率是 　2500　W，斜面的机械效率为 　80%　。 解：（1）克服车辆重力做的有用功： W有用＝Gh＝1×104N×2m＝2×104J； （2）拉力做的总功： W总＝Fs＝5000N×5m＝2.5×104J， 拉力做功功率： P2500W； （3）斜面的机械效率： η100%＝80%。 答案：2×104；2500；80%。 20．（2024•日照模拟）为了既能省力，又能改变力的方向，小明设计了如图所示的装置来搬运货物。如果把重为800N的货物提升2m，绳子末端需要下降 　4　m；若所用拉力F为500N，则此时滑轮组的机械效率是 　80　%。 解：（1）由图可知n＝2，则绳子末端需要下降s＝nh＝2×2m＝4m。 （2）此时滑轮组的机械效率是。 答案：4；80。 21．（2024•重庆模拟）小明放学回家发现一辆轿车陷入了泥泞路面，不使用工具很难将小车拉出，于是小明找来滑轮组成了如图所示的滑轮组，这样设计过后使用F＝1.2×103N拉力恰好能拉动小车。已知小车的质量为3.5×103kg，在拉力作用下小车移动了1.5m。不计滑轮和绳子的重及摩擦，求小车受到的阻力为 　3.6×103　N，拉力F端绳子移动的距离为 　4.5　m。 解：由图可知n＝3，根据Ff知， 阻力f＝nF＝3×1.2×103N＝3.6×103N； 拉力端移动距离s＝ns车＝3×1.5m＝4.5m. 答案：3.6×103；4.5。 22．（2024•南京二模）如图所示，是为了搬运建筑材料而使用的简单机械。某次用该机械匀速起吊600kg的物体时，物体上升5m用时3s，滑轮组的机械效率是80%，则所做有用功是 　3×104　J，总功的功率是 　1.25×104　W，拉力F是 　2.5×103　N。若用该装置提升质量更大的物体，其机械效率将 　变大　。 解：有用功为： W有＝Gh＝mgh＝600kg×10N/kg×5m＝3×104J； 根据η可知，总功为： W总3.75×104J， 总功的功率为： P1.25×104W； 由图可知，n＝3， 根据W总＝Fs＝Fnh可知，拉力F为： F2.5×103N； 若用该装置提升质量更大的物体时，额外功不变、有用功增大，有用功与总功的比值变大，机械效率变大。 答案：3×104；1.25×104；2.5×103；变大。 三、作图题（共2小题） 23．（2024•苏州模拟）如图所示，O为杠杆的支点，B为阻力的作用点，画出阻力的力臂L和使杠杆平衡时，在A点作用的最小动力F的示意图。 解：图中OB是阻力臂L；OA是最长的动力臂，根据杠杆平衡的条件，要使杠杆平衡动力方向为左下方，据此可画出最小的动力F；如图： 24．（2024•上海三模）如图，小明站在地面上用图中滑轮组提起重物，画出最省力的绕绳方法。 解：要使滑轮组最省力，需要承担物重的绳子段数最多，所以要从动滑轮绕起，依次绕过上面的定滑轮、下面的动滑轮，再绕过上面的另一个定滑轮，如图所示： 四、实验探究题（共3小题） 25．（2024•珠海模拟）图甲是某实验小组探究“杠杆平衡条件”的实验装置。 （1）挂钩码前，杠杆在图甲所示的位置静止，此时杠杆处于 　平衡　（选填“平衡”或“非平衡”）状态。 （2）图乙是一个平衡的杠杆，此时若推动右侧钩码的悬线（如图丙），就会发现杠杆 　左端下沉　（选填“左端下沉”“仍然平衡”或“右端下沉”）。 （3）某同学提出，若支点不在杠杆的中点，杠杆的平衡条件是否仍然成立？于是该小组利用图丁所示的装置进行探究，在杠杆O点处挂上2个钩码，用弹簧测力计在A点处竖直向上拉，使杠杆在水平位置平衡，此时弹簧测力计的示数为 　2.3　N。以弹簧测力计的拉力为动力F1，钩码处绳子的拉力为阻力F2，多次改变动力作用点的位置进行实验发现：当杠杆水平平衡时，F1l1总是 　大于　（选填“大于”“等于”或“小于”F2l2）。 （4）图丁中，弹簧测力计处在A点位置时，此杠杆属于 　费力　（选填“省力”或“费力”）杠杆。 解： （1）挂钩码前，杠杆在如图甲所示的位置静止，此时杠杆处于平衡状态； （2）图乙中支点在中心时，杠杆平衡，根据杠杆平衡条件知F左l左＝F右l右，图丙中改变了右侧拉力的力臂，使右侧拉力的力臂减小，故此时F左l左＞F右l右，故左端会下沉； （3）分度值为0.1N，弹簧测力计示数为2.3N； 图丁中，设杠杆的重力为G，力臂为LG，当杠杆平衡时，根据杠杆的平衡条件：F1l1＝F2l2+GlG， 由丁图可知LG≠0，所以杠杆自重对杠杆平衡有影响，此时F1l1＞F2l2； （5）由图丁可知此时l1＜l2，故为费力杠杆。 答案：（1）平衡；（2）左端下沉； （3）2.3；大于；（4）费力。 26．（2024•西安模拟）利用轻质杠杆“探究杠杆平衡条件”的实验中： （1）杠杆静止时如图甲所示，要使杠杆在水平位置平衡，则应将平衡螺母向 　左　（选填“左”或“右”）调节； （2）如图乙所示，在A点挂4个钩码，在B点挂 　6　个钩码，仍可使其在水平位置平衡； （3）用弹簧测力计代替钩码，如图丙所示，不断改变弹簧测力计的作用点和力的大小，使杠杆在水平位置平衡，弹簧测力计的拉力F与其力臂l1的图像如图丁所示。图像中每个点与两坐标轴围成的方形面积 　相等　（选填“相等”或“不等”），其原因是 　阻力和阻力臂保持不变，根据杠杆的平衡条件可知，动力与动力臂的乘积保持不变　。 （4）该同学在科技创新实验中将此装置改装成了一个杠杆液体密度计，该装置可测量小桶内液体的密度，如图戊所示，将容积为20mL的小桶挂在M点，调节平衡螺母使杠杆水平平衡，已知OM＝OA＝5cm，则杠杆密度计的“O刻度”线应在 　O　（选填“O”或“A”）点，将待测液体倒满小桶，在杠杆右端挂上重物并调节至N点位置时，杠杆刚好水平平衡，重物质量10g，ON＝12cm，N点位置应标注的密度刻度值是 　1.2　g/cm3。（g＝10N/kg） 解：（1）实验前，将杠杆中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆右端下沉，说明杠杆的重心在支点右侧，要使其在水平位置平衡，应将杠杆平衡螺母向左调节，直到杠杆在水平位置平衡，目的是为了便于测量力臂和避免杠杆自重对实验的影响； （2）设杠杆每个格的长度为L，每个钩码的重力为G，根据杠杆平衡条件可得 4G×3L＝nG×2L， 解得n＝6，所以应在杠杆右边B处挂同样钩码6个，使杠杆在水平位置平衡； （3）由于此题中的阻力和阻力臂不变，利用图像中任意一组数据都能得出： F2×l2＝F1×l1＝3N×2cm＝2N×3cm＝6N•cm； 图像中每个点与两坐标轴围成的方形面积相等，其原因是阻力和阻力臂保持不变，根据杠杆的平衡条件可知，动力与动力臂的乘积保持不变； （4）小桶内没有液体时：根据杠杆平衡条件可知，当右侧挂上重物时杠杆不可能在水平位置平衡，只有重物在O点时杠杆才能在水平位置平衡，故密度计的“0刻度”在O点。 小桶内装入液体时：根据杠杆平衡条件可知，当杠杆处于水平平衡状态时， G液×lOM＝G物×lON， 小桶内所装液体的重力为： G液＝ρ液Vg， 所以，待测液体的密度为： 。 答案：（1）左；（2）6；（3）相等；阻力和阻力臂保持不变，根据杠杆的平衡条件可知，动力与动力臂的乘积保持不变；（4）O；1.2。 27．（2024•惠州模拟）某同学们进行了“影响滑轮组机械效率因素”的实验探究，用到的装置如图，实验数据记录如表所示： 实验次数 钩码重G/N 钩码上升高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效率η 1 2 0.1 1.2 0.3 55.6% 2 2 0.2 1.2 0.6 55.6% 3 4 0.1 1.9 0.3 4 4 0.1 1.3 0.5 61.5% （1）实验中应沿竖直方向 　匀速　拉动弹簧测力计； （2）分析表中数据可知：第4次实验是用 　丙　图所示装置来完成的； （3）第3次实验时，滑轮组的机械效率是 　70.2%　（结果精确到0.1%）； （4）通过比较1、2两次实验数据可得出：使用同一滑轮组提升相同重物，滑轮组的机械效率与重物上升高度 　无关　（选填“有关”或“无关”）；通过比较 　1、3　两次实验数据可得出：同一滑轮组提升的物体越重，滑轮组机械效率越高；通过比较3、4两次实验数据可得出：不同滑轮组提升相同重物，动滑轮越重机械效率越 　低　； （5）实验过程中边拉边读数，弹簧测力计示数不稳定，有同学认为应静止时读数，你认为他的想法 　不正确　（选填“正确”或“不正确”），因为他没有考虑到 　摩擦　对滑轮组机械效率的影响。 解：（1）实验中应该匀速竖直向上拉动弹簧测力计，以保证拉力大小不变； （2）分析表中数据可知，第4次实验绳子的有效股数为： 即承担物重的绳子股数 n＝5，所以第 4 次实验是用丙图所示装置来完成的。 （3）第3次实验时，滑轮组的机械效率是： （4）通过比较1、2两次实验数据可知，提升物体重相同，提升物体的高度不同，但机械效率相同，故得出：使用同一滑轮组提升相同重物，滑轮组的机械效率与重物上升高度无关； 通过比较1、3两次实验数据可得出：同一滑轮组提升的物体越重，滑轮组机械效率越高； 第3次实验是用乙装置完成的，第4次实验是用丙图所示装置来完成的，通过比较3、4两次实验数据可得出：不同滑轮组提升相同重物，动滑轮越重机械效率低； （5）实验中应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，静止时读数，测力计示数偏小，他的想法不正确，因为他没有考虑到摩擦对滑轮组机械效率的影响。 答案：（1）匀速；（2）丙；（3）70.2%；（4）无关；1、3；低；（5）不正确；摩擦。 五、计算题（共2小题） 28．（2024•北京模拟）如图所示杠杆AB可绕O点在竖直平面内转动，AO：OB＝2：3，D是OB的中点，滑轮重为100N。第一次在B点施加竖直向下的拉力F时，杠杆在水平位置平衡，底面积为0.04m2的物体M对水平地面的压强为7500Pa；第二次在D点施加同样竖直向下的拉力F时，杠杆在水平位置平衡，物体M对水平地面的压强为15000Pa（不计杠杆重、绳重和摩擦）。 （1）求第一次施加拉力时，物体M对地面的压力； （2）求拉力F的大小。 解：（1）由p得，正方体M对水平地面的压力： F压＝p1S＝7500Pa×0.04m2＝300N； （2）因正方体M对水平地面的压力和地面对正方体M的支持力是一对相互作用力， 所以，正方体M受到的支持力F支持＝F压＝300N， 把动滑轮和正方体M看做整体，受到竖直向上地面的支持力、两股竖直向上绳子的拉力和竖直向下总重力处于平衡状态， 当在B点施加大小为F的竖直向下的拉力时，杠杆在水平位置平衡， 由杠杆的平衡条件可得：F•OB＝FA•AO， 则作用在A端绳子的拉力FAFF， 由整体受到的合力为零可得：F支持+2FA＝G动+G，即300N+3F＝100N+G﹣﹣﹣﹣﹣① 当在D点施加大小为F的竖直向下的拉力时，杠杆在水平位置平衡， 由杠杆的平衡条件可得：F•OD＝FA′•AO， 则作用在A端绳子的拉力FA′FFF， 正方体M对水平地面的压力： F压′＝p2S＝15000Pa×（0.2m）2＝600N， 则正方体M受到的支持力F支持′＝F压′＝600N， 把动滑轮和正方体M看做整体，受到竖直向上地面的支持力、两股竖直向上绳子的拉力和竖直向下总重力处于平衡状态， 由整体受到的合力为零可得：F支持′+2FA′＝G动+G，即600NF＝100N+G﹣﹣﹣﹣② 由①②可得：F＝200N，G＝800N。 答：（1）第一次施加拉力时，物体M对地面的压力为300N； （2）拉力F的大小为200N。 29．（2024•扬州三模）用如图所示的滑轮组匀速提升重力为60N的物体，在绳子自由端移动6m的过程中，拉力F做的功为150J，所用时间为5s．求： （1）拉力F做功的功率。 （2）滑轮组的机械效率。 （3）若克服摩擦和绳重所做的功为总功的2%，则动滑轮的重力多大？ 解： （1）拉力F做的功为W＝150J， 则拉力F做功的功率： P30W； （2）由图可知n＝3， 则物体上升的高度为：h2m， 做的有用功为：W有用＝Gh＝60N×2m＝120J， 滑轮组的机械效率为： η100%100%＝80%； （3）克服动滑轮重力做的功： W动＝（1﹣80%﹣2%）×W总＝18%×150J＝27J， 由W动＝G动h可得，动滑轮的重力： G动13.5N。 答：（1）拉力的功率是30W； （2）滑轮组的机械效率为80%； （3）动滑轮的重力为13.5N。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$