專題09 簡單機械及其效率（第02期）-2017年中考物理試題分項版解析匯編 帶解析

專題9簡單機械及其效率一、選擇題1．【2017?鄂州卷】到野外郊游時，小明和爸爸喜歡釣魚。魚上鉤后，小明感覺魚在水中時很輕，拉出水面后“變重”，在把魚逐漸拉出水面的過程中，魚受到的A．浮力增大，魚竿是省力杠桿 B．重力增大，魚竿是省力杠桿C．浮力減小，魚竿是費力杠桿 D．重力減小，魚竿是費力杠桿【答案】C【解析】把魚逐漸拉出水面的過程中，魚排開水的體積逐漸減小，根據(jù)F浮=ρ液gV排可知：魚受到的浮力逐漸減小，而魚的重力是不變的，由于釣魚線對魚施加的拉力等于魚的重力減去浮力；所以拉力逐漸變大，即感到魚“變重”；釣魚竿在使用時，動力臂小于阻力臂，是一種費力杠桿；由此發(fā)現(xiàn)可知選項C正確，故選C?？键c：阿基米德原理；杠桿的分類2【2017?東營卷】為導(dǎo)碳市投了量共單圖示共單設(shè)計用許多【答案】C【考點定位】增大、減小壓強、摩擦的方法，光的反射的應(yīng)用，杠桿的應(yīng)用。【2017?東營卷】【答案】B【考點定位】滑輪組的機械效率。4.【2017?菏澤卷】下列工具中，在使用時屬于費力杠桿的是（）A.B.C.D.【答案】B【解析】托盤天平是等臂杠桿，故A不符合題意。使用鑷子時，動力臂小于阻力臂，是費力杠桿，故B符合題意為答案。使用鋼絲鉗時，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿，故C不符合題意。起子是動力臂大于阻力臂的杠桿，是省力杠桿，使用時省力但費距離，故D不符合題意?？键c：杠桿的種類5.【2017?臨沂卷】如圖所示的簡單機械，正常使用時費距離的是【答案】D【解析】筷子是費力杠桿，使用時省距離，故A不符合題意。食品夾使用時，動力臂小于阻力臂，是費力杠桿，使用費力杠桿省距離，故B不符合題意。定滑輪的實質(zhì)是等臂杠桿，使用時不省力，但可以改變力的方向，故C錯誤。動滑輪的實質(zhì)是動力臂是阻力臂二倍的杠桿，使用時，可以省一半力，省力但費距離，故D符合題意為答案?？键c：杠桿的種類6．【2017?黃石卷】下列關(guān)于簡單機械在實際應(yīng)用中的說法正確的是（）A．指甲剪是省力省功的機械B．定滑輪不省力，但能改變力的方向C．滑輪組既省力，又省距離，還省功D．斜面的機械效率可以達到100%【答案】B【考點定位】定滑輪及其工作特點；滑輪組及其工作特點；功的原理；機械效率7．【2017?宜昌卷】下列簡單機械中屬于省力機械的是（）A．斜面 B．賽艇的船槳 C．定滑輪 D．鑷子【答案】A【解析】使用斜面可以省力，屬于省力機械，故A正確；賽艇的船槳在使用過程中，動力臂小于阻力臂，為費力杠桿，故B錯誤；定滑輪是等臂杠桿，所以使用定滑輪不省力，故C錯誤；鑷子在使用過程中，動力臂小于阻力臂，為費力杠桿，故D錯誤；故應(yīng)選A?！究键c定位】杠桿的分類8．【2017?岳陽卷】如圖，用300N的力將重為500N的物體在10s內(nèi)勻速提升2m，不計繩重和摩擦，在此過程中A．繩子自由端移動的距離為6mB．動滑輪重100NC．拉力做功的功率為100W D．滑輪組的機械效率為60%【答案】B【考點定位】滑輪組的機械效率9．【2017?山西卷】下列工具屬于省力杠桿的是（）A．瓶蓋起子 B．笤帚 C．筷子 D．船槳【答案】A【解析】瓶蓋起子在使用過程中，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿，故A正確；笤帚在使用時，動力臂小于阻力臂，是費力杠桿，故B錯誤；筷子在使用時，動力臂小于阻力臂，是費力杠桿，故C錯誤；船槳在使用時，動力臂小于阻力臂，是費力杠桿，故D錯誤；故應(yīng)選A?！究键c定位】杠桿的分類10．【2017?威海卷】如圖所示，把重為G的物體沿高為h，長為l的粗糙斜面以速度v由底端勻速拉到頂端的過程中，拉力F做的功為W，則下列選項正確的是（）A．拉力大小為B．物體所受摩擦力大小為C．拉力功率的大小為D．斜面的機械效率為【答案】BC【考點定位】機械效率的計算；斜面的機械效率二、填空題1．【2017?海南卷】如圖所示，圖甲不計滑輪重與摩擦，勻速提升重30N的物體，彈簧測力計的示數(shù)F=N，圖乙杠桿水平平衡，則A、B兩物體對杠桿的拉力大小關(guān)系是FA=FB．【答案】10；2【解析】由圖甲可知，n=3，不計滑輪重與摩擦，則拉力的大?。篎=G=×30N=10N；圖乙杠桿水平平衡，設(shè)杠桿上每個格的相等為L，則A物體對杠桿拉力的力臂LA=2L，B物體對杠桿拉力的力臂LB=4L，由F1L1=F2L2可得，F(xiàn)ALA=FBLB，則===2，即FA=2FB?！究键c定位】滑輪組繩子拉力的計算；杠桿的平衡條件2．【2017?安順卷】某同學(xué)用圖所示裝置做探究杠桿平衡條件的實驗，圖中杠桿勻質(zhì)且均勻刻度．當(dāng)杠桿水平平衡后，在左側(cè)第2格掛3個相同的鉤碼，則應(yīng)在右側(cè)第3格上掛個相同的鉤碼才能使杠桿水平平衡；若在右側(cè)改用彈簧測力計向下拉，彈簧測力計由豎直方向逐漸向左轉(zhuǎn)動，杠桿始終保持水平平衡，則彈簧測力計的示數(shù)將逐漸（選填“增大”、“減小”或“不變”）．【答案】2；增大【解析】設(shè)一個鉤碼的重力為G，杠桿的一個小格為L，根據(jù)杠桿平衡條件得：3G×2L=2G×3L，所以，應(yīng)在右側(cè)第3格上掛2個鉤碼；若在右側(cè)改用彈簧測力計向下拉，彈簧測力計由豎直方向逐漸向左轉(zhuǎn)動時，阻力、阻力臂不變，動力臂逐漸變小，根據(jù)杠桿平衡條件得，動力逐漸變大，彈簧測力計示數(shù)將逐漸增大?！究键c定位】杠桿的平衡條件3．【2017?無錫卷】如圖所示，用動滑輪勻速提起重3N的物體，拉力F為2N，物體在10s內(nèi)上升1m．在此過程中，動滑輪的機械效率為，拉力F的功率為W，若要提高動滑輪提升物體的效率，可以采取的措施是：．【答案】75%；0.4；增加提升的物重、減小動滑輪的重力、減小動滑輪與繩子之間的摩擦力【解析】由圖可知動滑輪繩子的有效股數(shù)為2，則繩端移動的距離：s=nh=2×1m=2m，拉力做的總功：W總=Fs=2N×2m=4J，有用功：W有=Gh=3N×1m=3J，動滑輪的機械效率：η=×100%=×100%=75%；拉力F的功率：P===0.4W；若要提高動滑輪提升物體的效率，可以采取的措施是：增加提升的物重、減小動滑輪的重力、減小動滑輪與繩子之間的摩擦力。學(xué)+科網(wǎng)【考點定位】滑輪（組）的機械效率；FF：功率的計算4、【2017?江西卷】如圖4所示，是小鷹用掃帚打掃地面衛(wèi)生的情景，此時掃帚屬于杠桿（選填“省力”、“費力”或“等臂”）。平時用力掃地，是通過的方法來增大摩擦，可使地面打掃得更干凈?！敬鸢浮抠M力，增大壓力?！窘馕觥扛軛U分為省力杠桿、費力杠桿和等臂杠桿，用掃帚打掃地面衛(wèi)生時，其動力臂小于阻力臂，故此時掃帚屬于費力杠桿?；瑒幽Σ亮Φ拇笮∨c壓力大小和接觸面的粗糙程度有關(guān)，題中用力掃地，是通過增大壓力的方法來增大摩擦的?！究键c定位】杠桿的分類，增大摩擦的方法。三、作圖與探究1．【2017?威海卷】如圖所示，輕質(zhì)杠桿OA在路燈和輕繩AB的共同作用下，在水平方向處于靜止?fàn)顟B(tài)，請畫出輕繩AB對杠桿的動力F1的力臂L1和阻力F2的示意圖．【答案】如下圖所示【解析】由圖可知，杠桿的支點為O，過支點O向動力F1作用線引垂線段，即為其力臂L1，阻力是燈對杠桿A點的拉力，過A點沿豎直向下的方向畫一條有向線段，用F2表示，即為阻力的示意圖．如上圖所示。【考點定位】力臂的畫法2、【2017?成都卷】在“探究杠桿的平衡條件”實驗中，每個鉤碼的重力相等，杠桿刻度均勻。（1）平衡時，應(yīng)該讓杠桿靜止在位置。（2）小周同學(xué)所在實驗小組完成某次操作后，實驗現(xiàn)象如圖15所示，他們記錄的數(shù)據(jù)為：動力F1=1.5N，動力臂L1=0.1m，阻力F2=1N，則阻力臂L2=m。（3）下列四個因素中，不會帶來實驗誤差的是.鐵架臺自身的重力足夠大單個鉤碼的重力不完全相等懸掛鉤碼的繩套重力偏大杠桿與轉(zhuǎn)軸之間的摩擦偏大（4）小周同學(xué)所在實驗小組在完成規(guī)定實驗后，他們進一步探究，如果杠桿受到F2、F3兩個阻力，結(jié)果會怎樣？通知實驗，他們得到了圖16所示的結(jié)果。根據(jù)這個結(jié)果，可以初步得到，在這種情況下杠桿的平衡條件為：F1L1=。（F1、F2、F3的力臂分別用L1、L2、L3【答案】（1）水平；（2）0.15；（3）A；（4）F2L2+F3L3?！究键c定位】杠桿平衡條件的實驗探究過程。3．【2017?宜昌卷】小明同學(xué)做“測量滑輪組機械效率”的實驗．（如圖所示），用相同的滑輪組提升不同數(shù)量的鉤碼，記錄數(shù)據(jù)如表所示．實驗次數(shù)鉤碼的重力G/N鉤碼提升高度h/m拉力F/N繩端移動的距離s/m機械效率η74%83%360.1①0.3②（1）觀察如圖中測力計的示數(shù)，表格中編號①的數(shù)值是，②的數(shù)值是．（2）小明通過分析表格中的數(shù)據(jù)，得到了提高滑輪組機械效率的方法，汽車作為一種“機械”，提高效率對節(jié)能減排有重要意義，請你指出以下三種提高效率的方法中，方法是與本實驗同理的．方法一：鼓勵人們“拼車”出行，使汽車盡量裝滿人員方法二：汽車制造廠用新材料減輕汽車重量．方法三：經(jīng)常給汽車做保養(yǎng)，保持良好的潤滑．（3）小明發(fā)現(xiàn)繩端移動的距離與鉤碼提升高度有固定的倍數(shù)關(guān)系，于是他認為鉤碼數(shù)量一定時，無論將鉤碼提升多高．都不影響該滑輪組的機械效率，小芳則認為：鉤碼提升的高度不同，有用功就不同，機械效率就變化了，你認為的看法是正確的．【答案】（1）2.3；87%；（2）一；（3）小明【解析】（1）由圖知，彈簧測力計的分度值為0.1N，彈簧測力計的示數(shù)為2.3N；第三次實驗滑輪組的機械效率：η===×100%≈87%；（2）小明通過分析表格中的數(shù)據(jù)知，同一滑輪組，物體越重，機械效率越高；方法一：鼓勵人們“拼車”出行，使汽車盡量裝滿人員，是在額外功相同時，人越多，有用功越多，機械效率越高，故符合題意；方法二：汽車制造廠用新材料減輕汽車重量，是通過減小額外功來增加機械效率的，故不符合題意；方法三：經(jīng)常給汽車做保養(yǎng)，保持良好的潤滑．提高滑輪組機械效率的方法是通過減小摩擦來增加機械效率的，故不符合題意，故選方法一與與本實驗同理；（3）根據(jù)η====知機械效率與高度無關(guān)，故小明的正確。【考點定位】滑輪（組）機械效率的測量實驗4．【2017?襄陽卷】小明利用刻度均勻的勻質(zhì)杠桿做探究“杠桿的平衡條件”實驗．（1）實驗前，將杠桿的中點置于支架上，當(dāng)杠桿靜止時，發(fā)現(xiàn)杠桿右端下沉，這時應(yīng)將平衡螺母向（填“左”或“右”）端調(diào)節(jié)，直到杠桿在水平位置平衡．（2）得出杠桿的平衡條件“動力×動力臂=阻力臂”后，小明又進一步探究杠桿平衡時動力和動力臂的關(guān)系．實驗過程中，保持阻力和阻力臂不變，在杠桿水平平衡時，測出多組動力F1和動力臂L1的數(shù)據(jù)，并繪制了F1與L1的關(guān)系圖象，如圖所示，請根據(jù)圖象推算，當(dāng)L1為0.1m時，F(xiàn)1為N．【答案】（1）左；（2）6【考點定位】探究杠桿的平衡條件實驗5．【2017?黔西南卷】利用下圖的實驗裝置探究“杠桿的平衡條件”。（1）實驗前應(yīng)先調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡，這樣做的目的是，若出現(xiàn)圖（甲）所示情況，應(yīng)將杠桿的螺母向（選填“左”或“右”）調(diào)。（2）如圖（乙）所示，杠桿在水平位置平衡，記錄數(shù)據(jù)。根據(jù)這一次實驗數(shù)據(jù)，小明立即分析得出杠桿的平衡條件，他這種做法的不足是。經(jīng)老師提醒后，小明繼續(xù)進行實驗，如圖（乙），若將A、B兩點下方掛的鉤碼同時朝遠離支點O方向移動一小格，則杠桿（選填“仍保持平衡”、“左端下沉”或“右端下沉”）。（3）如圖（丙）所示，若不在B點掛鉤碼，可改用彈簧測力計在B點向下拉杠桿，當(dāng)測力計從a位置轉(zhuǎn)動到b位置時，使杠桿仍在水平位置平衡，其示數(shù)大小將?！敬鸢浮浚?）便于測量力臂，右。（2）只做一次實驗，得出的結(jié)論不具有普遍性，左端下沉。（3）變大。【解析】（1）實驗前應(yīng)先調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡，這樣做的目的是便于測量力臂，調(diào)節(jié)時，左偏右調(diào)，右偏左調(diào)。若出現(xiàn)圖（甲）所示情況，應(yīng)將杠桿的螺母向右調(diào)。（2）進行實驗探究時，若使實驗得出的結(jié)論更具有普遍性，應(yīng)進行多次實驗，題中小明立即分析得出杠桿的平衡條件，他這種做法的不足是只做一次實驗，得出的結(jié)論不具有普遍性。若將A、B兩點下方掛的鉤碼同時朝遠離支點O方向移動一小格，由杠桿的平衡條件得左端力與力臂的乘積大于右端力與力臂的乘積，則杠桿左端下沉。（3）如圖（丙）所示，若不在B點掛鉤碼，可改用彈簧測力計在B點向下拉杠桿，當(dāng)測力計從a位置轉(zhuǎn)動到b位置時，左端力與力臂的乘積不變，右端力臂變小，故使杠桿仍在水平位置平衡，其示數(shù)大小將變大?！究键c定位】杠桿平衡條件的實驗探究過程。6．【2017?衡陽卷】小張在探究“杠桿平衡條件”實驗中，給他提供的實驗器材有：杠桿、支架、彈簧測力計、刻度尺、細線和質(zhì)量相同的鉤碼若干個。（1）實驗前，將杠桿中點置于支架上，當(dāng)杠桿靜止時，如右下圖所示，此時應(yīng)把杠桿左端的平衡螺母向選填“左”或“右”）調(diào)節(jié)；（2）小張將實驗數(shù)據(jù)記錄在下表中：表格中空缺的實驗數(shù)據(jù)“▲”是；（3）小張在實驗中多次改變力和力臂的大小主要是為了（只有一個正確答案，選填答案序號）①減小摩擦②多次測量取平均值減小誤差③使每組數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確④獲取多組實驗數(shù)據(jù)歸納出物理規(guī)律【答案】（1）右（2）20（3）④【考點】杠桿平衡條件四、計算題1．【2017?安順卷】小華用如圖所示的滑輪組拉動貨箱，已知貨箱的質(zhì)量為60Kg，在F=50N的拉力作用下，貨箱以0.1m/s的速度做勻速直線運動，地面對貨箱的滑動摩擦力f為貨箱重的0.2倍．求：（1）貨箱的重力是多少？（2）拉力F的功率是多少？（3）貨箱運動了1min，克服摩擦所做的功是多少？（4）此滑輪組的機械效率是多少？【答案】（1）600N；（2）15W；（3）720J；（4）80%【解析】（1）貨箱所受重力：G=mg=60kg×10N/kg=600N；（2）滑輪組n值為3，繩子自由端移動速度：v繩=3v=3×0.1m/s=0.3m/s，拉力的功率是P=Fv繩=50N×0.3m/s=15W；（3）f=0.2G=0.2×600N=120N；由v=得，貨箱移動距離：s=vt=0.1m/s×1×60s=6m，克服摩擦做功：W有=fs=120N×6m=720J；（4）1min內(nèi)繩子自由端移動距離：s繩=3s=3×6m=18m，W總=Fs繩=50N×18m=900J，η=×100%=×100%=80%。【考點定位】重力的計算；功的計算；滑輪（組）的機械效率；功率的計算2．【2017?河南卷】如圖所示，工人用斜面向上、大小為500N的推力，將重800N的貨物從A點勻速推至B點；再用100N的水平推力使其沿水平臺面勻速運動5s，到達C點．已知AB長3m，BC長1.2m，距地面高1.5m．試問：（1）利用斜面搬運貨物主要是為了；（2）貨物在水平面上運動的速度為多少？（3）水平推力做功的功率為多少？[]（4）斜面的機械效率為多少？【答案】（1）省力；（2）0.24m/s；（3）24W；（4）80%．【考點定位】斜面的機械效率；速度公式及其應(yīng)用；功率的計算3．【2017?郴州卷】利用如圖所示的滑輪組，用F=1000N的力拉繩子自由端，貨物A以0.1m/s的速度勻速直線運動l0s，整個過程中，滑輪組的機械效率為75%．求：（1）貨物A在10s內(nèi)移動的距離：（2）這個過程中拉力F的功率：（3）水平地面對貨物A的摩擦力大小．【答案】（1）1m；（2）200W；（3）1500N【解析】學(xué)——科網(wǎng)（1）根據(jù)v=可知貨物A在10s內(nèi)移動的距離：sA=vAt=0.1m/s×10s=1m；（2）由圖可知，動滑輪上繩子的有效股數(shù)：n=2，繩子自由端移動的速度：v繩=nvA=2×0.1m/s=0.2m/s，拉力的功率：P===Fv繩=100