高中试卷答案网北京市平谷区2020-2022三年中考物理模拟试题汇编-08简单机械与机械效率
一、单选题
1．（2020·北京平谷·统考二模）某工人用如图所示的滑轮组提起重1200N的货物，所用的拉力是500N，绳子自由端被拉下3m，下列说法正确的是（ ）
A．动滑轮重一定是300N，机械效率是80%
B．有用功是1200J，机械效率是80%
C．有用功是1200J，机械效率是60%
D．有用功是3600J，总功是4500J
2．（2020·北京平谷·统考二模）如图所示，国旗杆顶部装有一个滑轮，下列说法中正确的是
A．它是定滑轮，用它可以省力
B．它是定滑轮，用它可以改变力的方向
C．它是动滑轮，用它可以省力
D．它是动滑轮，用它可以改变力的方向
3．（2020·北京平谷·统考一模）如图所示的四种情景中，所使用的杠杆属于费力杠杆的是（ ）
A． 钳子
B． 羊角锤
C． 核桃夹
D． 镊子
4．（2021·北京平谷·统考二模）如图所示的用具中，在使用时属于费力杠杆的是（ ）
A． 古代捣谷用具 B． 瓶盖起子
C． 撬棒 D． 核桃夹
5．（2021·北京平谷·统考二模）用如图甲所示的动滑轮提升总质量为68kg某建筑材料。工人竖直向上拉动绳子的自由端将建筑材料以0.1m/s的速度匀速提升，此过程中，作用在绳子自由端的拉力F所做的功W随时间t的变化关系如图乙所示。g取10N/kg下列说法中正确的是（ ）
A．绳子自由端的拉力F大小为40N
B．绳子自由端拉力做功的功率为800W
C．动滑轮的重力是160N
D．用该滑轮提升建筑材料时的机械效率为85%
二、多选题
6．（2021·北京平谷·统考一模）如图是抽水马桶水箱进水自动控制的结构原理图，AOB为一可绕固定点O转动的轻质杠杆，已知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。（ρ铝=2.7×103kg/m3，g=10N/kg）下列结果正确的是（ ）
A．该铝球重力是27N
B．杠杆A端受到竖直向下的拉力是7N
C．该铝球受到的浮力为5N
D．铝球空心的体积为3×10-3m3
7．（2022·北京平谷·统考二模）如图所示四种情景中，所使用的杠杆属于费力杠杆的是（ ）
A． 食品夹 B． 核桃钳
C． 羊角锤 D． 筷子
8．（2022·北京平谷·统考二模）图是用滑轮组提升建筑材料A的示意图，在竖直向下的拉力F作用下，使重900N的建筑材料A在5s的时间里，匀速竖直上升了1m，绳自由端匀速竖直向下移动了2m。在这个过程中，拉力F为500N。则（ ）
A．滑轮组做的有用功为500J
B．拉力F做功的功率为100W
C．动滑轮重为100N
D．滑轮组的机械效率为90%
三、计算题
9．（2020·北京平谷·统考一模）如图是用滑轮组提升建筑材料A的示意图，在竖直向下的拉力F 作用下，使重1200N的建筑材料A在20s的时间里，匀速竖直上升了4m。在这个过程中，拉力F为750N，滑轮组的机械效率为η，拉力F做功的功率为P。求：
(1)绳子自由端移动的速度v绳；
(2)滑轮组的机械效率η；
(3)拉力F的功率P。
10．（2021·北京平谷·统考一模）在维修汽车发动机时，用如图所示的滑轮组把汽车里的发动机提起来。当卷扬机用750N的力拉钢丝绳，使发动机在10s内匀速上升1m的过程中，滑轮组的机械效率为80%，已知动滑轮的重力是250N。求：
（1）卷扬机做功的功率。
（2）发动机的重力。
11．（2022·北京平谷·统考一模）小明体重600N，用如图所示滑轮组匀速竖直向上提升800N的重物A，提升的过程中，小明用竖直向下的力匀速拉动绳子，使物体A在2s内上升0.8m。已知小明拉力的功率为400W。求：
（1）机械效率；
（2）人对地面的压力。
四、填空题
12．（2020·北京平谷·统考二模）某同学做“探究杠杆的平衡条件”的实验时，调节杠杆水平平衡后，他在杠杆的A点挂上2个钩码（每个钩码重1N，杠杆上相邻刻线距离相等），如图所示。若使杠杆恢复水平平衡状态，可以在________点挂上1个钩码；或者使用最大测量值为1N的弹簧测力计在________点沿着竖直向上的方向拉住杠杆。
五、实验题
13．（2022·北京平谷·统考一模）下图为“探究杠杆平衡条件”的实验装置，请按要求完成下列问题：
（1）如图甲所示，为使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向______侧调节，实验中将杠杆调成水平位置平衡，主要是为了______；
（2）如图乙所示，杠杆恰好处于水平平衡状态，若在A处下方再挂一个钩码，则B处所挂钩码须向右移动______格，才可使杠杆在水平位置再次平衡。
参考答案：
1．B
【详解】A．由图像可知n=3，若不计绳重和摩擦，则满足
此时动滑轮重
但由于不能忽略绳重和摩擦，则动滑轮重不一定为300N，故A错误；
BCD．物体上升的高度为
有用功是
总功为
机械效率是
故B正确，CD错误。
故选B。
2．B
【详解】学校操场旗杆顶部装有滑轮，使用该滑轮时，它的轴固定不动，所以是定滑轮；使用定滑轮的目的不是省力，而是改变用力的方向，方便升降旗子，故只有B正确．
3．D
【详解】A．钳子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆；
B．羊角锤在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆；
C．核桃钳在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆；
D．镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆。
故选D。
【点睛】结合图片和生活经验，判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆。
4．A
【详解】A．古代捣谷用具，动力臂小于阻力臂，故是费力杠杆，故A符合题意；
B．瓶盖起子，阻力臂小于动力臂，故是省力杠杆，故B不符合题意；
C．撬棒，阻力臂小于动力臂，故是省力杠杆，故C不符合题意；
D．核桃夹，阻力臂小于动力臂，故是省力杠杆，故D不符合题意。
故选A。
5．D
【详解】A．由图甲可知，绳子的股数为2，由图乙可知当时间为100s时，作用在绳子自由端的拉力F所做的功为8×103J，绳子自由端移动的速度为
v=2v物=2×0.1m/s=0.2m/s
则绳子自由端移动的距离为
s=vt=0.2m/s×100s=20m
绳子自由端的拉力为
故A错误；
B．绳子自由端拉力做功的功率为
故B错误；
C．物体的重力为
G=mg=68kg×10N/kg=680N
根据公式可得动滑轮的重力为
G动=nF-G=2×400N-680N=120N
故C错误；
D．用该滑轮提升建筑材料时的机械效率为
故D正确。
故选D。
6．ABD
【详解】A．铝球的质量为2.7kg，则铝球的重力
G=mg=2.7kg×10N/kg=27N
故A正确；
B．因为AOB为一可绕固定点O转动的轻质杠杆，由杠杆平衡条件
F1l1=F2l2
可得
F2===3.5N×2=7N
故B正确；
C．对铝球进行受力分析，铝球受到向上的浮力、向上的拉力以及向下的重力，则
F浮=G-F2=27N-7N=20N
故C错误；
D．铝球排开液体中的体积
V排===2×10-3m3
则铝球的总体积
V=2 V排=2×2×10-3m3=4×10-3m3
如果铝球是实心的，则铝球的体积
V实===1×10-3m3
铝球空心的体积
V空=V-V实=4×10-3m3-1×10-3m3=3×10-3m3
故D正确。
故选ABD。
7．AD
【详解】A．食品夹的支点在尾端，手的动力作用在夹子的中间，而阻力作用在前端，阻力臂大于动力臂，根据杠杆平衡条件，动力大于阻力，属于费力杠杆，故A符合题意；
B．核桃钳的支点在前端，核桃在中间，手的作用力在尾端，动力臂大于阻力臂，根据杠杆平衡条件，动力小于阻力，属于省力杠杆，故B不符合题意；
C．羊角锤的支点在锤与木板接触点，钉子的阻力在锤子的羊角口，手的动力作用在锤柄处，动力臂大于阻力臂，根据杠杆平衡条件，动力小于阻力，属于省力杠杆，故C不符合题意；
D．筷子的支点在尾端，手的动力作用在筷子的中间偏向尾端，而阻力作用在前端，动力臂小于阻力臂，根据杠杆平衡条件，动力大于阻力，属于费力杠杆，故D符合题意。
故选AD。
8．D
【详解】A．滑轮组做的有用功为
故A不符合题意；
B．拉力F做的功为
功率为
故B不符合题意；
C．由图得
当不计绳子重和摩擦力时，由
得动滑轮重为
题目没有不计绳子重和摩擦力，故C 不正确；
D．滑轮组的机械效率为
故D符合题意。
故选D。
9．(1)0.4m/s；(2)80%；(3) 300W
【详解】(1)滑轮组的动滑轮绕2段绳，建筑材料上升的高度是4m，绳子自由端移动的距离
s=2h=2×4m=8m
绳子自由端移动的速度
v绳==0.4m/s
(2)有用功为
W有=Gh=1200N×4m=4800J
拉力做的总功为
W总=Fs=750N×8m=6000J
滑轮组的机械效率为
η==80%
(3)拉力的功率为
P==300W
答：(1)绳子自由端移动的速度是0.4m/s；
(2)滑轮组的机械效率是80%；
(3)拉力F的功率是300W。
10．（1）225W；（2）1800N
【详解】解：（1）由图可知，滑轮组承担重物和动滑轮的绳子股数为n=3，则拉力在10s内移动的距离为
s=nh=3×1m=3m
则卷扬机做的功为
W=Fs=750N×3m=2250J
卷扬机做功的功率为
P=225W
（2）卷扬机做的有用功为
W有=Wη=2250J×80%=1800J
因卷扬机对发动机做的功为有用功，根据W有=Gh，则发动机重力为
答：（1）卷扬机做功的功率为225W；
（2）发动机的重力为1800N。
11．（1）80%；（2）100N
【详解】解：（1）滑轮组做的有用功为
小明拉力做的功为
机械效率
（2）绳子的拉力为
根据力的相互性，绳子拉人的力也为500N，故人对地面的压力
答：（1）机械效率为80%；
（2）人对地面的压力为100N。
12． E C
【详解】[1]设杠杆每一个小格代表L，根据杠杆平衡条件得
2N×2L=1N×nL
解得n=4，所以钩码挂的E处。
[2]根据杠杆平衡条件得
2N×2L=1N×nL
解得n=4，所以弹簧测力计是C处竖直向上拉动杠杆。
13． 右 便于测量力臂 1
【详解】（1）[1][2]由图甲可知，此时杠杆左端重右端轻，故为使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向右侧调节；实验中将杠杆调成水平位置平衡，可以从杠杆上直接读出力臂的长度，便于测量力臂。
（2）[3]设杠杆每格的长度为l，每个钩码的重力为G，由题意可知，在A处下方再挂一个钩码后，当杠杆再次水平平衡时，由杠杆的平衡条件可得
FA×l1=FB×l2
解得此时阻力FB对应的力臂为
即此时右侧钩码到支点的距离为4格，故可知B处所挂钩码须向右移动1格，才可使杠杆在水平位置再次平衡。
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