2025年中考物理二轮专题综合练习--简单机械

2025年中考物理二轮专题综合练习----简单机械 1、如图所示，杠杆处于平衡状态，如果将物体A和B同时向靠近支点的方向移动相同的距离，下列判断正确的是（　　） A．杠杆仍能平衡 B．杠杆不能平衡，左端下沉 C．杠杆不能平衡，右端下沉 D．无法判断 第1题图 第2题图 第3题图 2、如图所示，可绕O点转动的轻质杠杆，在D点挂一个重为G的物体M，用一把弹簧测力计依次在A，B，C三点沿圆O相切的方向用力拉，都使杠杆在水平位置平衡，读出三次的示数分别为F1、F2、F3，它们的大小关系是（　　） A．F1＜F2＜F3＜G B．F1＞F2＞F3＞G C．F1＝F2＝F3＝G D．F1＞F2＝F3＝G 3、如图所示，杠杆OA的B点挂着重物G，A端用细绳挂在圆弧形架EF上，此时OA恰好水平，且A点与圆弧形架EF的圆心重合。在绳AM的M端从E点缓慢滑到F点的过程中，绳对A点的拉力的大小将（　　） A．逐渐变小 B．逐渐变大 C．先变小再变大 D．先变大再变小 4、如图所示是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式（不计机械重和摩擦），其中所需动力最小的是（　　） A． B． C． D． 5、如图所示，有一斜面长为L，高为h，现用力F沿斜面把物重为G的物体从底端匀速拉到顶端。已知物体受到斜面的摩擦力为f，则下列关于斜面机械效率η的表达式正确的是（　　） A．η＝×100% B．η＝×100% C．η＝×100% D．η＝×100% 第5题图 第6题图 6、如图所示，将长为1.2米的轻质木棒平放在水平方形台面上，左右两端点分别为A、B，它们距台面边缘处的距离均为0.3米。在A端挂一个重为30牛的物体，在B端挂一个重为G的物体。 （1）若G＝30牛，台面受到木棒的压力为　 　牛。 （2）若要使木棒右端下沉，B端挂的物体至少要大于　 　牛。 （3）若B端挂物体后，木棒仍在水平台面上静止，则G的取值范围为　 　牛。 7、轻质木杆AB可以绕O点转动，OA：OB＝3：1，A端细线下挂300N的重物静止在水平地面上，若使木杆保持水平位置，且重物对水平地面的压力为零，在B点要用　 　N的力竖直向下拉。此木杆为　 　（填“省力”或“费力”或“等臂”）杠杆。 第7题图 第8题图 第9题图 第10题图 8、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，把相同的物体提升相同的高度，在不计绳重及机械摩擦的情况下，甲所用的拉力　 　乙所用的拉力；甲滑轮组的效率　 　乙滑轮组的效率（填“大于”、“等于”或“小于”）。 9、如图所示，一滑轮下端悬吊一个重50N的物体，在拉力F的作用下使物体在2s内上升了2m，（不计滑轮、绳的重力和摩擦）则拉力F＝　 　N，动滑轮上升的速度是v＝　 　m/s，拉力F所做的功W＝　 　J。 10、如图是运动员在水平地面上做俯卧撑时的情景。已知地面对两个手掌的支持力为360N，对两个脚尖的支持力为240N，手掌到脚尖的距离为1.5m，则运动员所受的重力为　 　N，人体重心到脚尖的水平距离为　 　m。 11、如图是某装置利用浮力进行自动控制的原理图AOB为一杠杆（质量忽略不计），OA：OB＝1：2． A端用细线挂一空心铝球，质量为2.7kg．当铝球一半体积浸在水中，在B端施加3.5N的竖直向下的拉力F时，杠杆恰好在水平位置平衡。则铝球实心部分的体积为　 　m3，铝球受到的浮力为　 　N，铝球空心部分体积为　 　m3．（ρ铝＝2.7×103kg/m3，g＝10N/kg） 第11题图 第12题图 12、如图所示，滑轮　 　可以看作等臂杠杆（选填“A”或“B”）；若物体所受重力均为20牛且处于静止状态，不计摩擦和滑轮重力，力F2的大小为　 　牛；物体上升时，它的重力势能　 　（选填“增大”、“不变”和“减小”）。 13、如图所示的三个滑轮中，属于动滑轮的是　 　，若滑轮的自重和摩擦不计，当分别沿力F1、F2和F3方向匀速提起同一物体时，则F1、F2、F3的大小关系是　 　。 第13题图 第14题图 14、如图所示是列车上常用的手推车，车内货物均匀摆放。车前行时，需经过障碍物。当车的前轮遇到障碍物A时，售货员向下按扶把，这时手推车可以视为杠杆，若手推车和货物总重200N，动力臂和阻力臂之比为2：3，则服务员作用在扶把上的动力为　 　N．当后轮遇到障碍物A时，售货员竖直向上提扶把，这时支点是　 　（选填“A”、“B”或“C”）点，这种情况下，手推车可以视为　 　杠杆（选填“省力”或“费力”）。 15、小周学过有关“机械效率”的知识后提出了一个问题：“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有没有关系？”针对这个问题他做了在斜面上匀速拉动物块的探究实验，并记录实验数据如下： 实验次数 斜面的倾斜程度 物体重 G/N 物体上升高度 h/m 沿斜面拉力F/N 物体移动距离 S/m 有用功 W有/J 总功 W总/J 机械效率η 1 较缓 5.0 0.10 1.6 0.50 0.50 0.80 63% 2 较陡 5.0 0.15 2.2 0.50 0.75 1.1 68% 3 最陡 5.0 0.25 3.1 0.50 （1）根据表中数据，可求出第三次实验的有用功为　 　焦，总功为　 　焦，机械效率是　 　； （2）通过对上述实验数据的分析，你认为斜面省力情况与斜面倾斜程度的关系是：斜面越陡，越　 　； （3）通过对上述实验数据的分析，你对斜面机械效率的问题可获得的初步结论是：　 　。 第15题图 第16题图 16、用如图所示的机械拉着重500N的物体在水平地面上匀速运动，物体受到的摩擦力为120N，绳子末端的水平拉力为50N，则滑轮组的机械效率为　 　；若物体运动的速度为0.2m/s，则10s内拉力做的功是　 　J。 17、杆秤是一种用来测量物体质量的工具。小金尝试做了如图所示的杆秤。在秤盘上不放重物时，将秤砣移至O点提纽处，杆秤恰好水平平衡，于是小金将此处标为0刻度。当秤盘上放一个质量为2kg的物体时，秤砣移到B处，恰好能使杆秤水平平衡，测得OA＝5cm，OB＝10cm。 （1）计算秤砣的质量。 （2）小金在B处标的刻度应为　 　kg．若图中OC＝2OB，则C处的刻度应为　 　kg。 （3）当秤盘上放一个质量为2kg的物体时，若换用一个质量更大的秤砣，移动秤砣使杆秤再次水平平衡时，其读数　 　（选填“＜”或“＞”）2kg，由此可知一杆杆秤不能随意更换秤砣。 18、小雨通过如图甲所示滑轮组将水中物体匀速提升至空中，他所用拉力F与绳子自由端移动的距离s的关系图象如图乙所示。其中物体在空中匀速上升过程中滑轮组的机械效率为85%．每个滑轮等重，不计绳重、摩擦和水的阻力。求： （1）物体在空中上升1m，小雨做的功是多少？ （2）每个滑轮的重力是多少？ （3）物体的密度是多少？ 19、在探究杠杆平衡条件的实验中 （1）杠杆的平衡状态是指杠杆处于　 　或匀速转动状态。实验前没有挂钩码时，调节平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，其主要目的是　 　。 （2）实验中，用装置A的方式悬挂钩码，杠杆也能水平平衡（杠杆上每格等距），但老师建议同学不宜采用这种方式，该种方式的不足主要是因为　 　 A．一个人无法独立操作　　　　 B．力臂与杠杆不重合 C．力和力臂数目过多，不易得出结论 D．杠杆受力不平衡 （3）若用装置B进行实验，则此时弹簧测力计的示数是　 　N；将弹簧测力计沿虚线方向拉，仍然使杠杆在原来的位置平衡，此时拉力的力臂将　 　，弹簧测力计的示数将　 　（均选填“变大”、“变小”或“不变”）。 20、一根金属棒AB置于水平地面上，今通过弹簧测力计竖直地将棒的右端B缓慢拉起，如图甲所示，在此过程中，弹簧测力计对棒所做的功W与B端离开地面的高度x的关系如图乙所示，请根据图象解答下列问题。 （1）该金属棒的长度l＝　 　m； （2）在B端拉起的过程中，当x1＝0.6m时，测力计的示数为F1＝　 　N；当x2＝1.6m时，测力计的示数F2＝　 　N。 （3）求金属棒的重心到A端的距离d。 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页） ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $$ 参考答案与试题解析 1、 【解答】解：杠杆在水平位置处于平衡状态，此时作用在杠杆上的力分别为物体A、B的重力，其对应的力臂分别为OC、OD，根据杠杆的平衡条件可得：mAgOC＝mBgOD；由图示可知，OC＜OD．所以mA＞mB， 当向支点移动相同的距离△L时，两边的力臂都减小△L，此时左边的力和力臂的乘积为： mAg（OC﹣△L）＝mAgOC﹣mAg△L，右边的力和力臂的乘积为：mBg（OD﹣△L）＝mBgOD﹣mBg△L，由于mA＞mB，所以mAg△L＞mBg△L；所以：mAgOC﹣mAg△L＜mBgOD﹣mBg△L。因此杠杆将向悬挂B物体的一端即右端倾斜。故选：C 2、【解答】解：设拉力的力臂为L，则由题意可知，当杠杆在水平位置平衡时：G×OD＝F×L 由此可得：F＝；因为G，OD不变，OD＝L＝r，故F＝G，由于F1、F2、F3的力臂都为圆的半径，相等，故F1＝F2＝F3＝G；故选：C 3、【解答】解：图中O为支点，G为阻力、A点的拉力为动力。当杠杆水平时，OB为阻力臂，OA为动力臂，此时动力臂最长，所以根据杠杆的平衡条件可知，所用的拉力最小。当绳的M端从E点向中间滑时，力臂由小变大，拉力则由大变小；当从中间再向F滑时，力臂由大变小，拉力则由小变大。因此，绳对A点拉力的大小将是先变小再变大。故选：C 4、【解答】解：不计机械重和摩擦，A、由图知，F1×4m＝G×2m，所以F1＝；B、滑轮组由三段绳子承担，所以F2＝；C、由图知，是动滑轮，物体挂在自由端，所以F3＝2G；D、根据杠杆的平衡条件：F4×（L+3L）＝G×L，所以F4＝。由以上分析得D最省力。故选：D 5、【解答】解：∵斜面的高为h，物体的重力为G，∴有用功为：W有用＝Gh， 又∵斜面长为L，拉力为F，∴总功为：W总＝FL，则机械效率为：η＝＝， 而物体与斜面的摩擦力为f，∴额外功为：W额外＝fL，则总功为：W总＝W有用+W额外＝Gh+fL， 故机械效率为：η＝×100%＝×100%，故D正确；A选项中，是有用功与额外功的比值，不是机械效率，故A错；B选项中，是有用功与有用功的比值，不是机械效率，故B错；C选项中，是有用功与（总功加上额外功）的比值，不是机械效率，故C错。故选：D 6、【解答】解：（1）放在水平方形台面上轻质木棒受左右两物体的竖直向下的拉力和台面竖直向上的支持力，即F支持＝F拉力＝2G＝2×30N＝60N；因为木板对台面的压力和台面对木棒的支持力是一道相互作用力，大小相等，即F压力＝F支持＝60N；（2）此时L左＝1.2m﹣0.3m＝0.9m，L右＝0.3m，根据杠杆的平衡条件：GA×L左＝GB×L右得。B端挂的物体的重力：GB＝＝＝90N；（3）以右边缘为支点，右边力臂最小，力最大为90N；若以左边缘为支点，右边力臂最大，力最小，此时L左′＝0.3m，L右′＝1.2m﹣0.3m＝0.9m，最小为：F小＝＝＝10N。 故答案为：（1）60；（2）90；（3）10～90。 7、【解答】解：由题知，OA：OB＝3：1，则OA＝3OB，由杠杆平衡条件F1L1＝F2L2得，G×OA＝F×OB， 则F＝＝＝3G＝3×300N＝900N；图中杠杆动力臂小于阻力臂，所以是费力杠杆。 故答案为：900；费力。 8、 【解答】解：由图知：甲由两段绳子承担物重，所以F甲＝（G物+G动）；乙由3段绳子承担物重，所以F乙＝（G物+G动）。所以甲所用的拉力大于乙所用的拉力。而甲乙两滑轮组动滑轮和物体的重力相同，所以额外功与有用功大小相等。根据η＝，所以机械效率相等。 故答案为：大于；等于。 9、【解答】解：据图可知：该滑轮动滑轮的特殊使用方法，根据动滑轮的特点可知：F＝2G，则F＝2×50N＝100N；F移动的距离是物体移动距离的二分之一，则滑轮在2s内移动的距离为1m，故动滑轮上升的速度：v＝＝＝0.5m/s；拉力所做的功：W＝Fs＝100N×1m＝100J。 故答案为：100；0.5；100。 10、【解答】解：（1）运动员在竖直方向受竖直向上的支持力F1、F2，竖直向下的重力G的作用，物体受力平衡，则G＝F1+F2＝360N+240N＝600N；（2）以脚尖为支点，则支持力的力臂为L1，人体重心到脚尖为L2，根据杠杆平衡条件得：F1L1＝GL2，L2＝＝＝0.9m。 故答案为：600；0.9。 11、【解答】解：由ρ＝可知，铝球实心部分的体积：V＝＝＝10﹣3m3； 由杠杆平衡的条件可得：（G﹣F浮）×OA＝FB×OB （2.7kg×10N/kg﹣F浮）×OA＝3.5N×OB；2.7kg×10N/kg﹣F浮＝7N；F浮＝20N； 由于F浮＝ρ水gv排；所以v排＝＝＝2×10﹣3m3； 则v球＝2v排＝2×2×10﹣3m3＝4×10﹣3m3， 则空心部分的体积：v空心＝v球﹣v实心＝4×10﹣3m3﹣10﹣3m3＝3×10﹣3m3。 故答案为：10﹣3；20；3×10﹣3m3。 12、【解答】解：（1）A是定滑轮，本质是等臂杠杆，B是动滑轮，本质是动力臂是阻力臂二倍的杠杆；（2）不计摩擦和滑轮重力，B是动滑轮可以省一半的力，因此F2＝×20N＝10N；（3）物体上升时，高度增加，它的重力势能增大。故答案为：A；10；增大。 13、【解答】解：不计摩擦和滑轮重；用F1的力提升重物时，用的是定滑轮；根据定滑轮不省力，故F1＝G。用F2的力提升重物时，用的是动滑轮；根据动滑轮能够省力一半，故F2＝。用F3的力提升重物时，用的是定滑轮；根据定滑轮不省力，但可以改变力的方向，故F3＝G。 故答案为：乙；F1＝F3＞F2。 14、【解答】解：（1）由杠杆平衡条件可知：FL动＝GL阻，∵G＝200N，L动：L阻＝2：3， ∴F＝G＝×200N＝300N；（2）当小推车后轮遇到障碍物A时，售货员向上提扶把，车体是绕着B点转动的，故B点就是支点。因为货物在车内摆放均匀，重心就在车箱的中心，重力是阻力，人对车的力作用在车把上，方向是竖直向上，所以手推车在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。故答案为：300；B；省力。 15、【解答】解：（1）第3次实验有用功为：W有＝Gh＝5.0N×0.25m＝1.25J； 总功为：W总＝FS＝3.1N×0.50m＝1.55J；斜面的机械效率为：η＝×100%＝×100%＝81%。 （2）由表格可知，当倾斜程度增大时，拉力F也变大，所以越陡越费力。（3）由表格可知，当倾斜程度增大时，机械效率变大，前提是同一个物体，即物重一定，同一个斜面，即斜面粗糙程度一定。 故答案为：（1）1.25；1.55；81%。（2）费力。 （3）斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关，在物重和接触面的粗糙程度一定时，斜面倾斜程度越大，机械效率越高。 16、【解答】解：（1）物体在水平地面上匀速运动，需要克服的是物体与地面间的摩擦力。 机械效率η＝；故答案为：80%。 （2）10s内拉力作用点移动的距离S拉＝nS物＝3×0.2m/s×10s＝6m， 拉力所做的功W总＝FS拉＝50N×6m＝300J；故答案为：300。 17、【解答】解：（1）由题知，秤盘上放一个质量为2kg的物体时，秤砣移到B处，恰好能使杆秤水平平衡，由杠杆的平衡条件有：m物g×AO＝m砣g×OB﹣①，秤砣的质量：m砣＝×m物＝×2kg＝1kg；（2）由题知，秤盘上不放重物时，将秤砣移至O点提纽处，杆秤恰好水平平衡，由此知O处为0刻度，秤盘上放一个质量为2kg的物体时，秤砣移到B处，恰好能使杆秤水平平衡，所以在B处标的刻度应为2kg；秤砣在C处时杆秤恰好水平平衡，此时秤盘上放的重物质量为m，则mg×AO＝m砣g×OC，且OC＝2OB，所以mg×AO＝m砣g×2OB﹣﹣﹣②；①÷②可得：m＝4kg，所以C处刻度应为4kg。（3）当秤盘上放一个质量为2kg的物体时，若换用一个质量更大的秤砣，移动秤砣使杆秤再次水平平衡时，由杠杆的平衡条件可知：G物×OA＝G砣×l，G物×OA的值不变，G砣增大，力臂l变小，读数变小，故读数小于2kg。故答案为：（1）秤砣的质量为1kg；（2）2；4；（3）＜。 18、【解答】解：（1）由图乙可知，绳子自由端移动的距离为0﹣4m时，拉力为100N不变，此时物体没有露出水面，4﹣6m时，物体开始逐渐露出水面，拉力不断增大，6﹣8m时拉力为200N不变，此时物体完全离开水面，故物体在空中匀速上升过程中受到的拉力F＝200N，由图可知，n＝4，所以绳子自由端移动的距离s＝nh＝4×1m＝4m，小雨做的功是W＝Fs＝200N×4m＝800J； （2）根据η＝可得，物体在空中上升1m做的有用功：W有用＝ηW总＝85%×800J＝680J， 根据W＝Gh可得，物体的重力：G＝＝＝680N，根据F＝（G+G动）可得，2G动＝4F﹣G＝4×200N﹣680N＝120N，所以每个滑轮的重力为＝60N； （3）物体没有露出水面之前，整个滑轮组受到的拉力为F′＝4×100N＝400N，重力G＝680N，2个动滑轮的重力为120N，所以，物体完全浸没时受到的浮力F浮＝G+2G动﹣F′＝680N+120N﹣400N＝400N，根据F浮＝ρ水gV排可得物体的体积： V＝V排＝＝＝4×10﹣2m3，物体的质量m＝＝＝68kg， 则物体的密度ρ＝＝＝1.7×103kg/m3。 答：（1）物体在空中上升1m，小雨做的功是800J；（2）每个滑轮的重力是60N； （3）物体的密度是1.7×103kg/m3。 19、【解答】解：（1）杠杆处于平衡状态，是指杠杆处于静止状态或匀速转动状态；杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于直接从杠杆上测量力臂；（2）实验中，如图所示的方式悬挂钩码，杠杆平衡是杠杆的左侧在多个力共同作用的结果，采用这种方式是不妥当的。这主要是因为杠杆的力和力臂数目过多，故选C。（3）图中所示的弹簧测力计的分度值是0.2N，故示数为1.8N；弹簧测力计沿虚线方向拉，仍然使杠杆在原来的位置平衡时，动力臂变小，阻力、阻力臂不变，根据杠杆平衡条件得，动力变大，弹簧测力计示数变大。 故答案为：（1）静止；便于测量力臂；（2）C；（3）1.8；变小；变大。 20、【解答】解：（1）由于拉力始终竖直向上，由杠杆的平衡条件可知，拉力不变（动力臂与阻力臂之比不变）。由图乙可知，当B端离地1.2m时，A端刚离地，所以金属棒长1.2米；（2）因为W＝Gh，所以金属棒的重力G＝＝＝5N，即F2＝5N；杆未离地前，动力臂与阻力臂的比值不变，拉力大小不变，由图乙可知拉力F1＝＝＝3N；（3）由杠杆平衡条件得，重心到A端的距离d＝＝0.72m。 答：（1）1.2；（2）3；5；（3）金属棒的重心到A端的距离d为0.72m。 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页） ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $$