資源簡介

中小學(xué)教育資源及組卷應(yīng)用平臺
專題09 簡單機械
五年（2021-2025）中考（一年模擬）物理真題分類匯編，研真題，明考向。為了進一步配合廣大師生復(fù)習(xí)備考，21教育重磅推出《（2021-2025）五年中考真題和一年模擬分類匯編》系列。本套資料設(shè)計科學(xué)，根據(jù)地區(qū)試題匯編，按照知識點構(gòu)成情況，將試題分解組合，全面呈現(xiàn)各學(xué)科知識點在五年中考和一年模擬題中的考查情況，是考生掌握當(dāng)?shù)刂锌济}動向、熟悉中考考查方式、復(fù)習(xí)備考不可或缺的精品資料！
1．（2025 河北）在跨學(xué)科實踐活動中，小明用身邊的器材粗略測量一件魚形工藝品材料的密度。魚形工藝品的材質(zhì)均勻且不吸水，其內(nèi)部為空腔，底部有圓孔。
（1）如圖1所示，利用右側(cè)帶有小孔的刻度尺制成一個簡單的杠桿。應(yīng)在刻度尺的 　 　 （選填“左”或“右”）側(cè)粘貼橡皮泥，使刻度尺在水平位置平衡。
（2）往一個空的塑料瓶內(nèi)，注入400mL水。則瓶內(nèi)水的質(zhì)量為 　 　 g。已知水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3。
（3）將工藝品和注好了水的塑料瓶分別用細(xì)線懸掛在刻度尺兩側(cè)，使刻度尺再次水平平衡，如圖2所示。小明認(rèn)為塑料瓶非常輕，其質(zhì)量可忽略不計。則工藝品的質(zhì)量為 　 　 g。
（4）用一個足夠大的塑料袋，貼著一個硬而薄的正方體（邊長為20cm）紙盒的內(nèi)壁鋪好，注入適量的水。小明將工藝品浸沒在水中，使其空腔內(nèi)也充滿水。因工藝品浸沒，紙盒內(nèi)水面上升了0.9cm，如圖3所示。則工藝品材料的體積為 　 　 cm3。
（5）工藝品材料的密度為 　 　 kg/m3。
（6）實驗中，下列因素對密度的測量結(jié)果沒有影響的是 　 　 （選填序號）。
①忽略硬紙盒的厚度
②計算工藝品的質(zhì)量時，忽略了瓶子的質(zhì)量
③實驗過程中，沒有發(fā)現(xiàn)紙盒內(nèi)底部的小石子
2．（2025 河北）如圖為三峽船閘的示意圖。船閘利用 　 　 的特點實現(xiàn)輪船逐級通過閘室翻越大壩。在某次檢修閘門過程中應(yīng)用到了定滑輪，使用這種滑輪 　 　 （選填“可以”或“不可以”）改變力的方向。
3．（2024 河北）在“探究杠桿的平衡條件”實驗中，小明使用可繞O點自由轉(zhuǎn)動。刻度均勻的杠桿，以及多個重為0.5N的鉤碼進行了以下操作：
（1）不掛鉤碼時，杠桿在如圖1所示的位置靜止。小明將杠桿左邊的螺母調(diào)至最左端，發(fā)現(xiàn)杠桿右側(cè)還略向下傾斜。此時小明應(yīng)向 　 　 （選填“左”或“右”）調(diào)節(jié)杠桿右邊的螺母。使杠桿水平并靜止，達到平衡狀態(tài)。
（2）給杠桿兩側(cè)掛上不同數(shù)量的鉤碼，設(shè)右側(cè)鉤碼對杠桿施的力為動力F1，左側(cè)鉤碼對杠桿施的力為阻力F2，測出杠桿水平平衡時的動力臂l1和阻力臂l2；多次實驗并把數(shù)據(jù)填入如表。
實驗次數(shù) 動力F1/N 動力臂l1/m 阻力F2/N 阻力臂l2/m
1 0.5 0.2 1.0 0.1
2 1.0 0.15 1.5 0.1
3 0.1 3.0 2.0 0.15
4 2.0 0.15 1.5 0.2
…
小明分析表格中的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，第 　 　 次實驗數(shù)據(jù)有誤，剔除這一組數(shù)據(jù)后，初步得出杠桿的平衡條件：動力×動力臂＝阻力×阻力臂。
（3）第4次實驗結(jié)束后，小明撤去右側(cè)鉤碼，改用彈簧測力計繼續(xù)實驗。如圖2所示，他在左側(cè)A點懸掛三個鉤碼，再用彈簧測力計（未畫出）在B點拉杠桿。杠桿重新在水平位置平衡時，彈簧測力計的示數(shù)可能為 　 　 （選填序號）。
①2.0N ②2.5N ③3.0N ④3.5N
（4）筷子是中國傳統(tǒng)餐具，體現(xiàn)了我國古代勞動人民的智慧。用筷子夾東西時，所屬的杠桿類型與第 　 　 次實驗時的杠桿類型相同。
（5）小明選用質(zhì)量分布均勻但兩端粗細(xì)不同的筷子玩“托筷子”游戲時，用一根筷子把另一根筷子MN水平托起來，圖3為筷子穩(wěn)定時的俯視圖，筷子MN的重心在O′點，此時 　 　 （選填“MO′”或“O′N”）段更重一些。
【拓展】如圖4所示，小明在一根均勻硬質(zhì)細(xì)桿上挖出等間距的5道細(xì)凹槽，將細(xì)桿分成6等份，并分別在細(xì)桿兩端和凹槽處標(biāo)記出“0、1、2、3、4、5、6”然后在兩端對稱安裝合適的螺母。支架（未畫出）支撐在任一標(biāo)記處時，都要重新調(diào)節(jié)螺母，使細(xì)桿不掛物體時在水平位置平衡。現(xiàn)把重為2N的物體懸掛在標(biāo)記“6”處，僅在其他標(biāo)記處放置支架和懸掛最大容積為800mL、重為1N的小桶，通過改變支架支撐的位置和小桶懸掛的位置，并調(diào)整小桶內(nèi)的水量，可以有 　 　 種方案使細(xì)桿在水平位置平衡。水的密度為1.0×103kg/m3，g取10N/kg。
4．（2023 河北）在均勻直尺的中央挖一小凹槽，把一個薄金屬片一端插入橡皮中，另一端支在直尺的凹槽內(nèi)制成一個簡易“天平”。靜止時直尺水平平衡。在直尺的兩側(cè)各放一個相同的小盤，在小盤中倒入質(zhì)量不等的大米和小米，調(diào)整小盤在直尺上的位置，使直尺再次水平平衡。如圖所示。由圖可知，大米的質(zhì)量 　 　 （選填“大于”或“小于”）小米的質(zhì)量。F是左盤對直尺施加的力，請在圖中畫出F的力臂。現(xiàn)向左盤中再加入少量大米，寫出一種能夠使直尺恢復(fù)平衡的方法：　 　 。
5．（2023 河北）下列推理正確的是（　　）
A．堿溶液一定呈堿性，則呈堿性的溶液一定是堿溶液
B．石墨和金剛石組成元素相同，則二者性質(zhì)完全相同
C．聲能傳遞信息，超聲波是聲，則超聲波也能傳遞信息
D．簡單機械可以省力，定滑輪是簡單機械，則定滑輪也可以省力
6．（2022 河北）在勞動課上，小明利用鉗子反復(fù)彎折鐵絲，彎折處鐵絲的溫度升高，這是通過 　 　 的方式改變鐵絲內(nèi)能的。如圖所示，在剪斷鐵絲的過程中，鉗子是一個 　 　 （選填“省力”或“費力”）杠桿。
7．（2021 河北一模）如圖所示的杠桿每小格的長度相等，質(zhì)量不計，O為支點，物體A是邊長為0.1m的正立方體。當(dāng)杠桿右側(cè)掛一個重4N的物體B時，杠桿在水平位置平衡。此時物體A對水平桌面的壓強為300Pa．下列說法正確的是（　　）
A．物體A受到的支持力為2N
B．物體A受到的重力為5N
C．物體B向右移動1小格，物體A受到的拉力減小1N
D．物體B向右移動1小格，物體A受到的支持力減小2N
8．（2021 河北一模）用如圖所示的裝置提升深井底部的物體。電動機拉繩端做功的功率保持一定，繩子能承受的最大拉力是1600N。當(dāng)提起重50kg的物品時，10s能上升到井口，當(dāng)提起重90kg的物體時，15s能上升到井口。深井水平底面上剩余的物品共500kg，它們和底面接觸面積為2m2。不計滑輪組的繩重和摩擦。g取10N/kg。求：
（1）剩余的500kg物品對深井底面的壓強；
（2）動滑輪的重；
（3）使用此裝置提升剩余的物品時，滑輪組的效率最高能達到多少？
一．選擇題（共10小題）
1．（2025 廣陽區(qū)一模）如圖是杠桿在生活中的應(yīng)用，能省距離的是（　　）
2．（2025 張家口一模）石碾（niǎn）是我國歷史悠久的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工具，能夠?qū)κ斋@的糧食進行破碎、去殼等加工。如圖為小朋友在游樂園體驗推石碾樂趣的情景。下列說法正確的是（　　）
A．圖中被推動的石碾屬于費力杠桿
B．手距離石碾中心越遠(yuǎn)，推動石碾越費力
C．石碾碾碎糧食，說明力可以改變物體的形狀
D．停止用力，石碾就會停下來，說明力是維持物體運動的原因
3．（2025 遷安市二模）在勞動實踐活動中，小明在水平地面與車廂間用木板搭一斜面，并用平行于斜面的250N推力，將重為600N的貨物勻速地從斜面底端推到頂端的車廂，如圖所示。已知斜面長L為6m，斜面高h(yuǎn)為1.5m。不計空氣阻力，這一過程中（　　）
A．貨物受到木板的摩擦力沿斜面向上
B．貨物受到的摩擦力大小為100N
C．斜面可以省力也可以省功
D．小明所做的有用功為3600J
4．（2025 正定縣二模）桿秤是我國度量衡“三大件（尺斗秤）”的重要組成部分，凝聚了炎黃子孫的智慧。如圖是某興趣小組用輕質(zhì)桿制作的桿秤，下列說法正確的是（　　）
A．要使如圖所示的桿秤水平平衡，秤砣向左移
B．“秤砣雖小壓千斤”說明使用時桿秤相當(dāng)于省力杠桿
C．如果秤砣磨損則測量結(jié)果會比真實質(zhì)量偏小
D．將提紐移到O點右側(cè)，可以增大桿秤的量程
5．（2025 館陶縣二模）圖中，甲是《墨經(jīng)》中記載的我國古代提升重物的工具“車梯”，乙是其等效圖。若利用此“車梯”使80kg的重物在10s內(nèi)勻速豎直上升2m，所用的拉力為300N，g取10N/kg。則此過程中，下列說法正確的是（　　）
A．使用“車梯”時，人拉繩的速度為0.2m/s
B．“車梯”的動滑輪的重力為400N
C．使用“車梯”時，人做功的功率為160W
D．“車梯”的機械效率約為66.7%
6．（2025 邯鄲模擬）如圖甲所示，一位同學(xué)用滑輪組拉著重700N的物體A，在水平地面上勻速前進，全過程滑輪組的部分?jǐn)?shù)據(jù)如圖乙所示，物體A受到阻力為其重力的0.1倍，下列說法正確的是（　　）
A．拉力F做功700J
B．物體A移動的距離為1m
C．只增大物體的重力，機械效率不變
D．該滑輪組的機械效率是70%
7．（2025 安次區(qū)二模）如圖所示，是《天工開物》中記載的我國傳統(tǒng)汲水工具“桔槔”，用繩子系住一根直的硬棒的O點作為支點，A端掛有重為40N的石塊，B端掛有重為20N的空桶，OA長為1.2m，OB長為0.6m。使用時，人向下拉繩放下空桶，裝滿重為100N的水后向上拉繩緩慢將桶提起。硬棒質(zhì)量忽略不計。下列說法中正確的是（　　）
A．向下拉繩放下空桶時桔槔為省力杠桿
B．桔槔平衡時，A、B兩點所受的拉力之比為2：1
C．為了減小人向上提水所需的拉力，應(yīng)將石塊靠近O點
D．向上拉繩提起裝滿水的桶時拉力至少為40N
8．（2025 邢臺模擬）將圖甲中A、B兩個相同的物體從粗糙程度相同的斜面底端勻速拉到頂端，做功情況如圖乙所示。下列說法正確的是（　　）
A．右側(cè)斜面機械效率為66.7%
B．左側(cè)給A的拉力等于A受到的摩擦力
C．對B做的有用功為2J
D．斜面可省功且傾斜程度越大，省功越多
9．（2025 邯鄲二模）圖甲所示的裝置，A是重15N的空吊籃，質(zhì)量為50kg的小明將A提升到高處，施加的拉力F隨時間變化關(guān)系如圖乙所示，A上升的速度隨時間變化關(guān)系如圖丙所示。系A(chǔ)的繩子足夠牢固，繞過滑輪的繩子能承受的最大拉力為60N。忽略繩重及摩擦，g取10N/kg。下列結(jié)論中正確的是（　　）
A．動滑輪的重力為15N
B．1 2s內(nèi)拉力F的功率為2W
C．此裝置勻速提升重物的最大機械效率約為83.3%
D．用此裝置勻速提升60N的貨物時，小明對地面壓力為470N
10．（2025 徐水區(qū)模擬）小明和家人出門旅游，圖甲是他手拉拉桿箱靜止時的情形，圖乙為其示意圖。小明施加在拉桿頂端A點的拉力為F，方向與OA成30°夾角；B點為拉桿箱的重心。已知拉桿箱總重為200N，OA長為100cm，OC長為20cm，OA與地面成45°角。下列說法正確的是（　　）
A．拉桿箱此時相當(dāng)于費力杠桿
B．力F的大小為80N
C．使拉桿箱保持圖乙所示的情況，所需的最小力為56.56N
D．若F與拉桿的夾角不變，拉桿箱與地面的夾角越大，使拉桿箱保持靜止時所需的力F越大
二．多選題（共2小題）
（多選）11．（2025 邯鄲一模）某施工工地，用圖示的裝置，提升物料。已知物料A重為800N，物料B重為1600N，動滑輪重為200N。在卷揚機對繩子的拉力F作用下，物料A、B均可在10s內(nèi)豎直勻速上升了2m。在此過程中，不計繩重和摩擦，下列說法正確的是（　　）
A．物料A 上升的速度為0.4m/s
B．提升物料B時，天花板的A點所受拉力為900N
C．提升物料A時卷揚機拉力F的功率為200W
D．提上物料B時，滑輪組的機械效率將達到160%
（多選）12．（2025 信都區(qū)模擬）如圖所示是某同學(xué)搬家時用質(zhì)量相同的滑輪設(shè)計的甲、乙兩個滑輪組，將物品拉到高處，利用甲、乙兩個滑輪組勻速提升物品時，不計繩重和摩擦。下列分析正確的是（　　）
A．甲比乙的機械效率高
B．若甲、乙對繩端的拉力相同，乙能提起的物重是甲的2倍
C．甲、乙提起物品的質(zhì)量相等時，a掛鉤承受的拉力大小一定是b掛鉤的2倍
D．提升質(zhì)量相等的物品時，若繩端拉力的速度相同，則拉力功率可能相同
三．填空題（共6小題）
13．（2025 香河縣一模）如圖所示，這是我國古代的“舂米石臼”的簡化示意圖，人用力踩下A端，使B端的重錘翹起，收腳后，重錘由于受到重力作用下落，打在石臼內(nèi)的谷物上，幫谷物脫殼。此裝置屬于　 　 （選填“省力”或“費力”）杠桿。請舉出一個生活中應(yīng)用同類型杠桿的實例：　 　 。
14．（2025 石家莊三模）在高速公路長下坡路段的外側(cè)，常設(shè)有一段上坡的避險車道，供剎車失靈的車輛自救，當(dāng)失控車輛沖上避險車道時，被強制減速停車，如圖所示。避險車道相當(dāng)于一個 　 　 （填簡單機械名稱），避險車道設(shè)計成上坡形式可以使車快速停止，請從能量轉(zhuǎn)化的角度分析原因 　 　 。
15．（2025 石家莊一模）用手提起重物，從生物學(xué)的視角，可認(rèn)為是橈骨在肱二頭肌的牽引下繞著肘關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動，如圖所示；從物理學(xué)的視角來看，這可以簡化為一種簡單機械模型。圖中 　 　 部位是支點，此模型屬于 　 　 （選填“省力”“費力”或“等臂”）杠桿。
16．（2025 館陶縣二模）桿秤是我國古代杠桿應(yīng)用的杰作，圖中的秤是我國傳統(tǒng)的桿秤，常用來測量物體的質(zhì)量。它由帶有刻度的秤桿、秤鉤、秤砣、秤毫（B、C）等組成，不掛重物和秤砣時，手提秤毫C，桿秤可水平平衡，已知秤砣質(zhì)量m＝0.2kg、AC＝8cm，選用秤毫C稱一條魚的質(zhì)量，如圖所示、當(dāng)CD＝40cm時，桿秤水平平衡，則魚的質(zhì)量為 　 　 kg；使用時，由秤毫C換成秤毫B時，桿秤能測的最大值將 　 　 （選填“變大”“變小”或“不變”）。
17．（2025 廊坊一模）同學(xué)們以“廚房中的物理”為主題開展了科學(xué)實踐活動。如圖甲是用金屬螺釘、錫箔紙和飲料瓶制作的一個驗電器，其工作原理是 　 　 。如圖乙，用細(xì)繩將不銹鋼勺子懸掛起來，使其靜止在水平位置，則勺子懸掛點 　 　 （選填“左”或“右”）側(cè)的質(zhì)量較大一些。
18．（2025 裕華區(qū)一模）如圖甲所示，賽龍舟是中國端午節(jié)習(xí)俗之一。圖乙是運動員劃船槳示意圖，OA＝0.6m，AB＝0.4m，運動員一只手在船槳上端O點，另一只手對船槳A處的拉力F1＝500N，船槳可看作一個 　 　 （選填“省力”“費力”或“等臂”）杠桿，水對該船槳的推力F2為 　 　 N。為獲得更大的推力，A點應(yīng) 　 　 （選填“靠近”或“遠(yuǎn)離”）O點一些。
四．作圖題（共3小題）
19．（2024 涿州市模擬）用圖所示的杠桿提起重物。O是杠桿的支點，在A點用力，在圖中畫出力F的力臂，并用字母l表示。
20．（2024 涿州市模擬）某同學(xué)要用滑輪組將陷入泥中的汽車?yán)鰜恚嫵鲎钍×Φ睦@線方法。
21．（2025 河北模擬）按要求作圖：
如圖甲所示是一個鑰匙形“瓶起子”，圖乙為其簡化的示意圖，圖中O為支點，F(xiàn)2是A點受到的阻力。在圖乙中畫出作用在B點的最小動力F1及其力臂L1。
五．實驗探究題（共2小題）
22．（2025 永年區(qū)一模）小明在探究“杠桿平衡條件”的實驗中，采用了如圖甲所示的實驗裝置（實驗中所用鉤碼均相同，杠桿質(zhì)量均勻，相鄰刻度線之間的距離相等）。
（1）實驗前，如圖甲所示，接下來應(yīng)將杠桿左端或右端的平衡螺母向 　 　 （選填“左”或“右”）調(diào)節(jié)，使杠桿在水平位置平衡；
（2）圖乙中杠桿恰好處于水平位置平衡，小明嘗試在A點下方再加2個相同的鉤碼，為使杠桿保持水平平衡，應(yīng)將B點的鉤碼向右移動 　 　 個格；
（3）小明又嘗試用彈簧測力計代替B點懸掛的鉤碼，并始終豎直向下拉彈簧測力計，使杠桿從水平位置緩慢轉(zhuǎn)過一定角度，此過程中彈簧測力計的示數(shù)會 　 　 （選填“變大”、“變小”或“不變”）；（不計阻力影響）
（4）如圖丁所示，為小華在科技創(chuàng)新大賽中，利用杠桿設(shè)計的可以直接測量液體密度的“密度天平”。其制作過程和原理如下：選擇一根長1m的杠桿，使其中點置于支架上，調(diào)節(jié)兩邊螺母使杠桿在水平位置平衡。在左側(cè)離中點10cm的A位置用細(xì)線固定一個質(zhì)量為100g、容積為50cm3的容器。右側(cè)用細(xì)線懸掛一質(zhì)量為50g的鉤碼（細(xì)線的質(zhì)量忽略不計）。測量時往容器中加滿水，移動鉤碼使懸掛點距支點 　 　 cm處杠桿在水平位置平衡。
【拓展】該“密度天平”的量程為 　 　 g/cm3。若將鉤碼的質(zhì)量適當(dāng)增大，該密度天平”的量程將 　 　 。（選填“增大”“減小”或“不變”）
23．（2025 欒城區(qū)二模）如圖所示是小明和小華探究“杠桿的平衡條件”的實驗裝置。
（1）實驗前，將杠桿置于支架上，當(dāng)杠桿靜止時，如圖甲，此時可以把右端的平衡螺母向 　 　 （選填“左”或“右”）調(diào)節(jié)，直至使杠桿在水平位置平衡，這樣做的目的是 　 　 ；
（2）如圖乙，小明在實驗時先豎直向下拉彈簧測力計，然后再斜向下拉彈簧測力計，兩次都能使杠桿在水平位置平衡。則彈簧測力計斜向下時示數(shù) 　 　 （選填“變大”“變小”或“不變”）；
（3）改變鉤碼數(shù)量和位置獲取三次測量數(shù)據(jù)，記錄如表：
實驗次序 動力F1/N 動力臂L1/cm 阻力F2/N 阻力臂L2/cm
1 2.0 5.00 1.0 10.00
2 2.0 10.00 2.0 10.00
3 3.0 10.00 2.0 15.00
根據(jù)表中數(shù)據(jù)可得出杠桿的平衡條件是 　 　 ；
（4）如圖丙，調(diào)節(jié)好杠桿后在杠桿左邊距離支點第3格處掛了4個鉤碼、每個鉤碼的重力均為0.5N，要使杠桿平衡，需在左側(cè)第2格B處豎直向上拉動彈簧測力計，此時測力計的示數(shù)是 　 　 N（杠桿上每小格等距）。
（5）他們繼續(xù)探究：保持鉤碼數(shù)量和位置不變，杠桿在水平位置平衡時，測出多組動力臂L1和動力F1的數(shù)據(jù)，繪制了L1﹣F1的關(guān)系圖像，如圖丁所示。請根據(jù)圖像推算，當(dāng)L1為25cm時，F(xiàn)1為 　 　 N。
六．綜合應(yīng)用題（共6小題）
24．（2025 橋西區(qū)一模）圖甲是《天工開物》里記載的一種搗谷的舂（讀作chōng），可將舂看作一個杠桿，如圖乙所示，其中OA：OB＝3：2。若碓（讀作duì）頭質(zhì)量為10kg，搗谷人的質(zhì)量為75kg，一只腳與地面的接觸面積為200cm2，不計橫木的重力和轉(zhuǎn)動摩擦，搗谷人雙手與扶手之間的作用力為零。g取10N/kg。
（1）在圖乙中畫出力F1的力臂L1。
（2）若碓頭豎直下落0.3m，求重力做的功。
（3）當(dāng)橫木水平時，人的右腳在B點用最小力使橫木剛好轉(zhuǎn)動，求此時人的左腳對地面的壓強。
25．（2025 唐山一模）如圖是《天工開物》中記載的踏碓將稻谷去皮的情景。踏碓用柱子架起一根木杠，木杠的一端裝一塊大石頭，木杠可繞O點轉(zhuǎn)動，用腳連續(xù)踏踩木杠的另一端，石頭就不斷砸打，去掉稻谷的皮。踏碓相當(dāng)于 　 　 （選填“省力”“費力”或“等臂”）杠桿，請你畫出阻力F2的力臂l2。
26．（2025 正定縣二模）如圖所示，質(zhì)量為70kg的工人師傅用滑輪組把重為1200N的物體勻速拉到10m高的樓房頂部，在拉動過程中繩端所加的拉力為600N，已知動滑輪重300N，不計繩重（g取10N/kg）。求：
（1）滑輪組的機械效率；（百分號前保留1位小數(shù)）
（2）克服摩擦所做的功；
（3）若工人師傅的兩只鞋底的面積為500cm2，工人師傅對地面的壓強。
27．（2025 新華區(qū)三模）如圖所示，有一粗細(xì)均勻，同種材料制成的長L＝4m的長木板AB，置于支架上，支點為O，且AO＝1m，長木板的右端B用繩子系住，繩子另一端固定在C處，當(dāng)長木板AB水平時，繩與水平面成30°的夾角，且繩子所能承受的最大拉力為60N。質(zhì)量為5kg、邊長為0.1m的實心正方體滑塊M在水平拉力F的作用下，在長木板上勻速滑動，（g＝10N/kg）求：
（1）M在長木板上水平運動時對長木板的壓強；
（2）當(dāng)滑塊在距離O點左側(cè)0.8米時，繩子的拉力為0，長木板剛好在水平位置平衡，求長木板的重力為多少？
（3）為了保證繩子不被拉斷，滑塊向右滑動到最遠(yuǎn)的位置，距離Q點多遠(yuǎn)？
28．（2025 棗強縣模擬）如圖甲是一種新型吊運設(shè)備的簡化模型示意圖，虛線框里是滑輪組（未畫出），定滑輪和電動機均固定。在一次作業(yè)中，吊運設(shè)備勻速豎直提升物體時，繩子自由端的拉力為200N，此時滑輪組的機械效率為80%，被提升的物體上升的速度為0.5m/s，電動機做的功跟時間的變化關(guān)系如圖乙所示。不考慮滑輪組繩子的質(zhì)量、滑輪與軸和繩子間的摩擦，求：
（1）此次作業(yè)中被提升的物體受到的重力。
（2）繩子自由端移動的速度。
（3）若要使該滑輪組的機械效率提升5%，則物體的重力為多少？
29．（2025 邯鄲一模）如圖所示，圖甲是某大型起吊裝置，圖乙是其機械起吊部分的簡化示意圖，已知物體A質(zhì)量為500kg，底面積為1.25m2，不計繩重量、機械部分摩擦和水的阻力，請完成以下問題（g＝10N/kg）
（1）起吊前物體A靜止在地面上，其對地面的壓強是多少？
（2）如圖乙所示，當(dāng)繩子自由端的拉力為1000N時，地面對物體A的支持力為1650N，增加繩子自由端的拉力后物體A被成功勻速提升2m，請計算此時整個機械的機械效率。
（3）工人師傅利用該裝置將另一物體B以0.1m/s的速度勻速放入水中過程中，繩子拉力功率隨時間變化關(guān)系如圖丙所示，請計算物體B的密度。（ρ水＝1.0×103kg/m3）
五年真題參考答案與試題解析
1．【考點】利用杠桿測量密度．版權(quán)所有
【專題】應(yīng)用題；簡單機械；應(yīng)用能力．
【解答】（1）刻度尺右端上翹，則應(yīng)在刻度尺的右側(cè)粘貼橡皮泥，使刻度尺在水平位置平衡。
（2）已知水的體積V＝400mL＝400cm3，由ρ可得，水的質(zhì)量：
m＝ρV＝1g/cm3×400cm3＝400g，
（3）由杠桿平衡條件可得，m工藝品×（30cm﹣20cm）＝400g×（48cm﹣30cm），
解得m工藝品＝720g，
（4）正方體紙盒的底面積S＝20cm×20cm＝400cm2。水面上升了0.9cm，則工藝品材料的體積V＝SΔh＝400cm2×0.9cm＝360cm3。
（5）工藝品材料密度ρ 2g/cm3＝2×103kg/m3。
（6）①忽略硬紙盒的厚度：若考慮硬紙盒厚度，會使測量的水上升的體積偏小，從而使計算出的工藝品體積偏小，密度偏大，所以忽略硬紙盒厚度對測量結(jié)果有影響。
②計算工藝品的質(zhì)量時，忽略了瓶子的質(zhì)量：由杠桿平衡條件可知，若考慮瓶子質(zhì)量，會使計算出的工藝品質(zhì)量偏大，而體積測量不變，根據(jù)ρ 可知，則密度偏大，所以忽略瓶子質(zhì)量對測量結(jié)果有影響。
③實驗過程中，沒有發(fā)現(xiàn)紙盒內(nèi)底部的小石子：小石子在紙盒底部，不影響水面上升的高度，即不影響工藝品體積的測量，同時對工藝品質(zhì)量測量也無影響，所以對密度測量結(jié)果沒有影響。
故答案為：（1）右；（2）400；（3）720；（4）360；（5）2×103；（6）③。
2．【考點】定滑輪改變力的方向；船閘工作原理．版權(quán)所有
【專題】壓強、液體的壓強；簡單機械；理解能力．
【解答】船閘利用連通器的特點實現(xiàn)輪船逐級通過閘室翻越大壩。
在某次檢修閘門過程中應(yīng)用到了定滑輪，使用這種滑輪不能省力，但可以改變力的方向。
故答案為：連通器；可以。
3．【考點】探究杠桿的平衡條件的實驗中使用彈簧測力計的問題；探究杠桿的平衡條件；探究杠桿的平衡條件的實驗前調(diào)節(jié)杠桿平衡．版權(quán)所有
【專題】實驗題；簡單機械；科學(xué)探究能力．
【解答】（1）小明將杠桿左邊的螺母調(diào)至最左端，發(fā)現(xiàn)杠桿右側(cè)還略向下傾斜，即左端上翹，平衡螺母向上翹的左端移動；
（2）由題知，杠桿兩側(cè)掛上不同數(shù)量的鉤碼，且每個鉤碼重為0.5N，那么動力和阻力應(yīng)為0.5N的整數(shù)倍，由表中數(shù)據(jù)知，第3次實驗中，動力F1為0.1N是一個鉤碼重的五分之一，故第3次實驗數(shù)據(jù)有誤；
（3）設(shè)杠桿上每一格長為L，左側(cè)A點（距離支點5L處）懸掛三個鉤碼（重1.5N），B點在距離支點3L處，當(dāng)作用在B點的彈簧測力計垂直杠桿向上拉（豎直向上）時，力臂最長，彈簧測力計示數(shù)最小，由杠桿的平衡條件有：
1.5N×5L＝F最小×3L，
彈簧測力計作用在杠桿上的最小力：F最小＝2.5N，彈簧測力計與杠桿不垂直，則示數(shù)會大于2.5N，所以示數(shù)可能為②③④；
（4）筷子在使用過程中，動力臂小于阻力臂，是費力杠桿，由表中數(shù)據(jù)知，第4次實驗中動力大于阻力，與筷子的杠桿類型相同；
（5）用一根筷子把另一根筷子MN水平托起來，筷子MN的重心在O′點，將筷子以O(shè)′分為左右兩部分，
根據(jù)杠桿平衡條件：F1L1＝F2L2，由題意可得：GMO′L左＝GO′NL右，
L左＞L右，則GMO′＜GO′N，即O′N段更重一些；
（6）小桶內(nèi)的水量可調(diào)整，不裝水時其重力最小，等于桶重1N，
當(dāng)桶中裝滿水時，裝水重力最大，G水最大＝m水最大g＝ρ水V水最大g＝1.0×103kg/m3×800×10﹣6m3×10N/kg＝8N，
總重力最大為G最大＝G桶+G水最大＝1N+8N＝9N，
即：桶的總重力范圍為：1N≤G總≤9N，
若相鄰兩凹槽間距離為L，重為2N的物體懸掛在標(biāo)記6處，
①若以標(biāo)記5處為支點，桶的總重力最小時，由杠桿的平衡條件有：G總最小×L最大＝2N×L，L最大2L，小桶可掛在標(biāo)記3和4處，即有兩種方案可使細(xì)桿在水平位置平衡；
②若以標(biāo)記4處為支點，桶的總重力最小時，由杠桿的平衡條件有：G總最小×L最大＝2N×2L，L最大4L，小桶可掛在標(biāo)記0、1、2、3處，即有四種方案可使細(xì)桿在水平位置平衡；
③若以標(biāo)記3處為支點，若桶掛在標(biāo)記0處時，由杠桿的平衡條件有：G總×3L＝2N×3L，G總＝2N；
若桶掛在標(biāo)記2處時，G總×L＝2N×3L，G總＝6N，滿足桶的總重力范圍，小桶可掛在標(biāo)記0、1、2處，即有三種方案可使細(xì)桿在水平位置平衡；
④若以標(biāo)記2處為支點，若桶掛在標(biāo)記0處時，由杠桿的平衡條件有：G總×2L＝2N×4L，G總＝4N；
若桶掛在標(biāo)記1處時，G總×L＝2N×4L，G總＝8N，滿足桶的總重力范圍，小桶可掛在標(biāo)記0、1處，即有兩種方案可使細(xì)桿在水平位置平衡；
⑤若以標(biāo)記1處為支點，桶只能掛在標(biāo)記0處時，由杠桿的平衡條件有：G總×L＝2N×5L，G總＝10N，大于桶的總重力最大值，所以不能使細(xì)桿在水平位置平衡。
綜上所述，有2+4+3+2＝11種方案使細(xì)桿在水平位置平衡。
故答案為：（1）左；（2）3；（3）②③④；（4）4；（5）O′N；（6）11。
4．【考點】杠桿的平衡條件；力和力臂的畫法．版權(quán)所有
【專題】應(yīng)用題；簡單機械；應(yīng)用能力．
【解答】直尺水平平衡時，根據(jù)圖示可知，此時L大米＞L小米；杠桿的平衡條件可知：m大米g×L大米＝m小米g×L小米，由于L大米＞L小米，則m大米＜m小米；
過支點O作F的作用線的垂線，該垂線端為F的力臂L，如圖所示：
；
現(xiàn)向左盤中再加入少量大米，左盤中大米的質(zhì)量變大，重力變大，對杠桿的壓力變大，則左側(cè)杠桿受到的力與力臂的乘積變大；使直尺恢復(fù)平衡，根據(jù)杠桿的平衡條件可知，可以向右盤中加入小米或裝有小米的小盤向右移動一段距離。
故答案為：小于；見解析；向右盤中加入小米。
5．【考點】定滑輪的實質(zhì)；聲與信息；定滑輪；定滑輪不省力．版權(quán)所有
【專題】應(yīng)用題；聲現(xiàn)象；粒子與宇宙、材料世界；簡單機械；應(yīng)用能力．
【解答】A、堿溶液一定呈堿性，呈堿性的溶液不一定是堿溶液，也可能是碳酸鈉等鹽溶液，故A錯誤；
B、石墨和金剛石的組成元素都是碳，但是他們的性質(zhì)不完全相同，例如金剛石不導(dǎo)電，石墨易導(dǎo)電，故B錯誤；
C、聲能傳遞信息，超聲波是聲，則超聲波也能傳遞信息，故C正確；
D、定滑輪是簡單機械，是等臂杠桿，不能省力，但能改變力的方向，故D錯誤。
故選：C。
6．【考點】杠桿的分類；做功改變物體的內(nèi)能．版權(quán)所有
【專題】分子熱運動、內(nèi)能；簡單機械；理解能力．
【解答】（1）彎折鐵絲時，人對鐵絲做功，機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，物體的內(nèi)能增大，溫度升高，分子熱運動更加劇烈，這是通過做功的方式改變鐵絲的內(nèi)能；
（2）鋼絲鉗在使用過程中，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿。
故答案為：做功；省力。
7．【考點】壓強的公式的應(yīng)用；杠桿的平衡條件的計算．版權(quán)所有
【專題】計算題；壓軸題；圖析法；壓強、液體的壓強；簡單機械．
【解答】
A、此時物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，其對地面的壓強是300Pa，其底面積S＝（0.1m）2＝0.01m2，
根據(jù)p可得此時物體對地面的壓力：F＝pS＝300Pa×0.01m2＝3N；
由于此時物體對地面的壓力和地面對物體的支持力是一對作用力與反作用力，大小相等，則此時物體A受到的支持力是3N，故A錯誤；
B、據(jù)杠桿的平衡條件知，此時杠桿對A的拉力是F拉，故F拉LA＝FBLB，
故F拉2N，由于此時的F拉＝G﹣F支，故G＝F拉+F支＝3N+2N＝5N．故B正確；
C、當(dāng)物體B向右移動一個小格，此時符合杠桿的平衡條件，即F拉3N，故此時物體A受到的拉力增大1N，故C錯誤；
D、據(jù)上面的分析不難看出，此時物體A受到的拉力增大1N，即此時物體A受到的支持力減小1N，故D錯誤。
故選：B。
8．【考點】壓強的公式的應(yīng)用；滑輪組繩子上的拉力；滑輪組中的相關(guān)計算；滑輪、滑輪組機械效率的計算．版權(quán)所有
【專題】計算題；壓強、液體的壓強；簡單機械；功、功率、機械效率；分析、綜合能力．
【解答】（1）剩余的500kg物品對深井底面的壓力：
F1＝G1＝m1g＝500kg×10N/kg＝5000N，
剩余的500kg物品對深井底面的壓強：
p2500Pa；
（2）當(dāng)提起重m2＝50kg和m3＝90kg的物體時，兩物體的重力分別為：
G2＝m2g＝50kg×10N/kg＝500N，G3＝m3g＝90kg×10N/kg＝900N，
由圖可知，滑輪組繩子的有效股數(shù)n＝3，
不計滑輪組的繩重和摩擦，兩次滑輪組繩子的拉力分別為：
F2（G2+G動）（500N+G動），F(xiàn)3（G3+G動）（900N+G動），
則，
因電動機拉繩端做功的功率保持一定，且物體上升的高度h相同，由s＝nh可知繩子自由端移動的距離也相同，
所以，由P可得：
，即，
解得：G動＝300N；
（3）由題意可知，繩子能承受的最大拉力F大＝1600N，則滑輪組提升物體的最大重力：
G大＝nF大﹣G動＝3×1600N﹣300N＝4500N，
由η100%100%100%100%可知，
當(dāng)提升物體的重力越大時，滑輪組的機械效率越大，
則η大100%100%＝93.75%。
答：（1）剩余的500kg物品對深井底面的壓強為2500Pa；
（2）動滑輪的重為300N；
（3）使用此裝置提升剩余的物品時，滑輪組的效率最高能達到93.75%。
一年模擬參考答案與試題解析
一．選擇題（共10小題）
1．【考點】杠桿的分類．版權(quán)所有
【專題】應(yīng)用題；簡單機械；應(yīng)用能力．
【解答】A、核桃夾在使用過程中，動力臂大于阻力臂，屬于省力杠桿，省力費距離，故A錯誤；
B、筷子在使用過程中，動力臂小于阻力臂，屬于費力杠桿，費力省距離，故B正確；
C、托盤天平在使用過程中，動力臂等于阻力臂，屬于等臂杠桿，等臂杠桿既不省力也不費力，既不省距離也不費距離，故C錯誤；
D、開瓶器在使用過程中，動力臂大于阻力臂，屬于省力杠桿，省力費距離，故D錯誤。
故選：B。
2．【考點】杠桿的平衡條件的應(yīng)用；杠桿的分類；力可以使物體發(fā)生形變；力與運動的關(guān)系．版權(quán)所有
【專題】簡單機械；分析、綜合能力．
【解答】A、圖中轉(zhuǎn)軸是支點，動力臂大于阻力臂，屬于省力杠桿，故A錯誤；
B、手距離石碾中心越遠(yuǎn)，動力臂越大，根據(jù)杠桿平衡條件知，在阻力和阻力臂一定時，動力臂越大，動力越小，故推動石碾越省力，故B錯誤；
C、壓力作用碾碎糧食是形狀的改變，故說明力可以改變物體的形狀，故C正確；
D、停止用力，石碾受摩擦力的作用就會停下來，說明力是改變物體運動狀態(tài)的原因，故D錯誤。
故選：C。
3．【考點】功的原理；摩擦力的方向；斜面及其應(yīng)用；有用功的計算．版權(quán)所有
【專題】應(yīng)用題；簡單機械；應(yīng)用能力．
【解答】A、小明推著貨物沿斜面向上運動，則貨物受到木板的摩擦力沿斜面向下，故A錯誤；
BD、小明克服貨物重力做的有用功為：
W有＝Gh＝600N×1.5m＝900J，
小明所做的總功為：
W總＝FL＝250N×6m＝1500J，
根據(jù)W總＝W有+W額可知，小明做的額外功為：
W額＝W總﹣W有＝1500J﹣900J＝600J，
則物體受的摩擦力為：
f100N，故B正確、D錯誤；
C、由功的原理可知，使用斜面可以省力，但不能省功，故C錯誤。
故選：B。
4．【考點】杠桿在生活中的應(yīng)用．版權(quán)所有
【專題】簡單機械；理解能力；應(yīng)用能力．
【解答】
A、秤桿右側(cè)抬高，說明動力×動力臂＜阻力×阻力臂，因此希望桿秤在水平位置平衡，應(yīng)當(dāng)讓秤砣向右移，適當(dāng)增大動力臂。故A錯誤。
B、“秤砣雖小壓千斤”意思是秤砣對應(yīng)的動力比秤桿受到的阻力小，說明桿秤省力，是省力杠桿。故B正確。
C、秤砣磨損使得秤砣對桿秤的壓力變小。當(dāng)放的物體相同時，動力偏小，阻力和阻力臂相同，會使得動力臂偏大，秤砣離提紐偏遠(yuǎn)，從秤桿刻度上讀出的物體的質(zhì)量就偏大。故C錯誤。
D、將提紐向右移動，會使得阻力臂變大，動力臂的變化范圍略微變小。當(dāng)使用的秤砣相同時，動力相同，將秤砣移動到最右端，動力臂基本與原來相同，因此阻力×阻力臂大小基本不變。阻力臂變大，阻力變小，秤盤上放的物品最大質(zhì)量變小，量程減小。故D錯誤。
故選：B。
5．【考點】滑輪、滑輪組機械效率的計算；功率的計算；動滑輪的重力；繩子自由端移動的速度．版權(quán)所有
【專題】應(yīng)用題；簡單機械；功、功率、機械效率；應(yīng)用能力．
【解答】A、由圖可知，n＝4，繩子自由端移動的速度為：
v繩＝nv物0.8m/s，故A錯誤；
B、不計繩重和摩擦，動滑輪重為：
G動＝nF﹣mg＝4×300N﹣80kg×10N/kg＝400N，因題干中沒有不計繩重和摩擦，因此動滑輪重應(yīng)該小于400N，故B錯誤；
C、人做的總功為：
W總＝Fs＝Fnh＝300N×4×2m＝2400J，
人做功的功率為：
P240W，故C錯誤；
D、人做的有用功為：
W有＝Gh＝mgh＝80kg×10N/kg×2m＝1600J，
“車梯”的機械效率為：
η100%≈66.7%，故D正確。
故選：D。
6．【考點】滑輪、滑輪組機械效率的計算；功的簡單計算．版權(quán)所有
【專題】計算題；簡單機械；功、功率、機械效率；應(yīng)用能力．
【解答】A、由圖可知，拉力F做的功為：
W總＝W有+W額＝700J+300J＝1000J，故A錯誤；
B、物體A受到阻力為其重力的0.1倍，則阻力f＝0.1G＝0.1×700N＝70N；克服阻力做的功為有用功，根據(jù)W有＝fs可知，物體A移動的距離為：
s10m，故B錯誤；
C、增大物體的重力，物體對地面的壓力變大，與地面間的滑動摩擦力變大，有用功變大，而額外功幾乎不變，由η可知滑輪組的機械效率變大，故C錯誤；
D、該滑輪組的機械效率為：
η100%＝70%，故D正確。
故選：D。
7．【考點】杠桿的平衡條件的計算；杠桿的分類．版權(quán)所有
【專題】簡單機械；分析、綜合能力．
【解答】
A.向下拉繩放下空桶時，動力臂是OB，阻力臂是OA，OA ＝ 1.2m，OB ＝ 0.6m，動力臂小于阻力臂，是費力杠桿，故A錯誤；
B.根據(jù)杠桿平衡條件FA×OA＝FB×OB，即，故B錯誤；
C.向上提水時，根據(jù)杠桿平衡條件，G石×OA＝（G桶+G水﹣F拉）×OB，將石塊靠近O點，OA減小，在G石、G桶、G水、OB不變時，F(xiàn)拉會增大，故C錯誤；
D.向上拉繩提起裝滿水的桶時，根據(jù)杠桿平衡條件，G石×OA＝（G桶+G水﹣F拉）×OB，即40N×1.2m＝（20N+100N﹣F拉）×0.6m，得F拉＝40N，所以拉力至少為40N，故D 正確。
故選：D。
8．【考點】斜面機械效率的計算；有用功的計算．版權(quán)所有
【專題】定量思想；簡單機械；功、功率、機械效率；應(yīng)用能力．
【解答】AC、由題知，A、B是完全相同的物體，則A、B的重力相同，上升的高度相同，由W＝Gh可知，拉力做的有用功相同，拉力對B物體做的有用功：
W有B＝W有A＝W總A﹣W額A＝3J﹣1J＝2J，拉力對B物體做的有用功為2J，故C正確；
右側(cè)斜面機械效率：
ηB100%100%＝80%，故A錯誤；
B、由圖乙知A的總功大于額外功，由于W總＝Fs、W額＝fs，所以左側(cè)給A的拉力大于A受到的摩擦力，故B錯誤；
D、由圖乙知由于額外功的存在，所以有用功會小于總功，所以使用斜面不能省功，故D錯誤。
故選：C。
9．【考點】滑輪、滑輪組機械效率的計算；功率的計算；動滑輪的重力．版權(quán)所有
【專題】計算題；簡單機械；功、功率、機械效率；應(yīng)用能力．
【解答】A、由圖丙可知，在1～2s內(nèi)A被勻速提升，由圖乙可知此時拉力F＝10N，
由圖甲知，通過動滑輪繩子的段數(shù)n＝2，忽略繩重及摩擦，拉力F（GA+G動），則動滑輪重力：
G動＝2F﹣GA＝2×10N﹣15N＝5N，故A錯誤；
B、由圖丙可知，1～2s內(nèi)A上升的速度vA＝0.2m/s，拉力端移動速度v＝2vA＝2×0.2m/s＝0.4m/s，
1～2s內(nèi)拉力F的功率：
PFv＝10N×0.4m/s＝4W，故B錯誤；
C、忽略繩重及摩擦，繞過滑輪的繩子能承受的最大拉力為60N，
C處繩子拉力：FC（FB+G動）（FB+5N），
B處繩子的最大拉力：FB最大＝2FC最大﹣G動＝2×60N﹣5N＝115N，
此裝置最多能勻速運載貨物的重力：G最大＝FB最大﹣GA＝115N﹣15N＝100N，
此裝置提升重物的機械效率隨提升物重的增大而增大，則此裝置提升重物的最大機械效率：
η最大100%≈83.3%，故C正確；
D、提升60N貨物時，繩端人的拉力：
F拉（G貨+GA+G動）（60N+15N+5N）＝40N，
小明對地面壓力：
F壓＝G小明﹣F拉＝m小明g﹣F拉＝50kg×10N/kg﹣40N＝460N，故D錯誤。
故選：C。
10．【考點】杠桿的最小動力；杠桿的分類．版權(quán)所有
【專題】簡單機械；分析、綜合能力．
【解答】AB、根據(jù)重力是阻力，阻力臂是OC長為20cm；而動力臂是OA的一半，即50cm，阻力臂大于動力臂，屬于省力杠桿，故A錯誤；
根據(jù)杠桿平衡條件可得G×OC＝FL，代入數(shù)據(jù)可得200N×20cm＝F×50cm，解方程可得F＝80N；故B正確；
C、使拉桿箱保持圖乙所示的情況，阻力和阻力臂不變，當(dāng)動力臂等于OA的長時，動力最小，則根據(jù)杠桿平衡條件可得G×OC＝FL'，代入數(shù)據(jù)可得200N×20cm＝F×100cm，解方程可得F＝40N；故C錯誤；
D、若F與拉桿的夾角不變，動力臂不變，拉桿箱與地面的夾角越大，OC長變短，則阻力臂減小，根據(jù)杠桿平衡條件可知，動力減小，故D錯誤。
故選：B。
二．多選題（共2小題）
11．【考點】滑輪、滑輪組機械效率的計算；速度公式的簡單計算；功率的計算；滑輪組繩子上的拉力．版權(quán)所有
【專題】應(yīng)用題；簡單機械；功、功率、機械效率；應(yīng)用能力．
【解答】A、物料A上升的速度為：
v0.2m/s，故A錯誤；
B、由圖可知，n＝2，不計繩重和摩擦，繩子自由端的拉力為：
F（GB+G動）（1600N+200N）＝900N，
根據(jù)力的作用是相互的可知，天花板上的A點受到的向下拉力為900N，故B正確；
C、不計繩重和摩擦，提升物料A時繩子自由端的拉力為：
F'（GA+G動）（800N+200N）＝500N，
提升物料A時卷揚機拉力F的功率為：
PF'v'＝F'nv＝500N×2×0.2m/s＝200W，故C正確；
D、提上物料B時，滑輪組的機械效率為：
η100%≈88.9%，故D錯誤。
故選：BC。
12．【考點】機械效率的比較大小；功率的大小比較；滑輪組繩子上的拉力．版權(quán)所有
【專題】簡單機械；功、功率、機械效率；應(yīng)用能力．
【解答】A、甲中兩個定滑輪，乙中一個動滑輪，一個定滑輪，不計繩重和摩擦，將物品拉到相同高處，做的有用功相同，甲的機械效率為100%；而乙中要克服動滑輪做額外功，機械效率小于100%，故甲比乙的機械效率高，故A正確；
B、甲、乙中的拉力分別為
F甲＝G﹣﹣﹣①
F乙②
若甲、乙對繩端的拉力相同，可知乙能提起的物重不是甲的2倍，故B錯誤；
C、a掛鉤承受的拉力大小
Fa＝2G+G輪
FbG輪＝G+2G輪
a掛鉤承受的拉力大小不是b掛鉤的2倍
故C錯誤；
D、若繩端拉力的速度相同，由①②知，當(dāng)動滑輪的重力等于物體的重力時，拉力相同，根據(jù)P＝Fv可知，則拉力功率可能相同，故D正確。
故選：AD。
三．填空題（共6小題）
13．【考點】杠桿的分類．版權(quán)所有
【專題】簡單機械；應(yīng)用能力．
【解答】在圖中B端所受石錐的重力為阻力，腳的力為動力，阻力臂＞動力臂，所以此裝置屬于費力杠桿。
生活中應(yīng)用同類型杠桿的實例：釣魚竿、筷子等。
故答案為：費力；釣魚竿。
14．【考點】斜面及其應(yīng)用；動能和重力勢能的相互轉(zhuǎn)化．版權(quán)所有
【專題】應(yīng)用題；簡單機械；機械能及其轉(zhuǎn)化；應(yīng)用能力．
【解答】由圖可知，避險車道相當(dāng)于一個斜面。
上坡路段剎車失靈的車輛向上運動的過程中，動能轉(zhuǎn)化為重力勢能，車輛的動能減小，速度減小，使剎車失靈的車輛獲得自救。
故答案為：斜面；動能轉(zhuǎn)化為重力勢能。
15．【考點】杠桿的分類；杠桿及其五要素．版權(quán)所有
【專題】定性思想；簡單機械；理解能力．
【解答】（1）杠桿繞著轉(zhuǎn)動的固定點叫支點；用手提起重物時，前臂圍繞肘關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動，因此支點在肘關(guān)節(jié)處；
（2）用手提起物體時，人的前臂相當(dāng)于一個杠桿，肱二頭肌給橈骨的力是動力，物體給前臂的力是阻力，用手向上提物體時，動力臂小于阻力臂，因此前臂是一根費力杠桿。
故答案為：肘關(guān)節(jié)；費力。
16．【考點】杠桿的平衡條件的應(yīng)用．版權(quán)所有
【專題】簡單機械；分析、綜合能力．
【解答】不掛重物和秤砣時，手提秤毫C，桿秤可水平平衡，說明自重對平衡沒有影響，
桿秤繞提紐C轉(zhuǎn)動，點C是桿秤的支點，CA、CD分別為兩邊拉力的力臂，根據(jù)杠桿的平衡條件F1×L1＝F2L2可得：
G物×CA＝G秤砣×CD，
m物g×CA＝m秤砣g×CD，
m物×8cm＝0.2kg×40cm，
解得：m物＝1kg。
使用時，由秤毫C換成秤毫B時，左側(cè)物體的拉力力臂減小，而右側(cè)秤砣的力臂增大，秤砣重力不變時，物體的拉力增大，桿秤能測的最大值將變大。
故答案為：1；變大。
17．【考點】驗電器的原理；杠桿在生活中的應(yīng)用．版權(quán)所有
【專題】應(yīng)用題；電流和電路；簡單機械；應(yīng)用能力．
【解答】驗電器的原理是同種電荷相互排斥；
不銹鋼勺子懸掛起來，使其靜止在水平位置，根據(jù)杠桿平衡條件可得：F左l左＝F右l右，即m左gl左＝m右gl右；因為l左＞l右，所以m左＜m右。
故答案為：同種電荷相互排斥；右。
18．【考點】杠桿的平衡條件的計算；杠桿的分類．版權(quán)所有
【專題】簡單機械；分析、綜合能力．
【解答】由圖可知，動力臂小于阻力臂，故是費力杠桿；
F1×OA＝F2×OB，代入數(shù)據(jù)有：500N×0.6m＝F2×（0.6m+0.4m）解得：F2＝300N；
若想使水對龍舟產(chǎn)生更大的推力，即F2變大，阻力臂不變，動力不變，則動力臂應(yīng)該盡量變大，即A點應(yīng)盡量遠(yuǎn)離O點一些。
故答案為：費力；300；遠(yuǎn)離。
四．作圖題（共3小題）
19．【考點】力和力臂的畫法．版權(quán)所有
【專題】簡單機械；分析、綜合能力．
【解答】過支點O作力F的作用線的垂線，支點與垂足之間的線段l，即為力F的力臂，如下圖所示：
20．【考點】滑輪組的設(shè)計與組裝．版權(quán)所有
【專題】作圖題；設(shè)計與制作題；比較思想；簡單機械．
【解答】只有一個動滑輪，要求最省力，繩子先系在動滑輪的固定掛鉤上，然后繞過左邊的定滑輪，再繞過動滑輪。如圖所示：
21．【考點】杠桿的最小動力；力和力臂的畫法．版權(quán)所有
【專題】定性思想；簡單機械；應(yīng)用能力．
【解答】由杠桿平衡條件F1 L1＝F2 L2可知，在阻力跟阻力臂的乘積一定時，動力臂越長，動力越小；圖中支點在O點，因此OB作為動力臂L1最長；動力的方向應(yīng)該向上，過點B垂直于OB向上作出最小動力F1的示意圖，如圖所示：
五．實驗探究題（共2小題）
22．【考點】探究杠桿的平衡條件；探究杠桿的平衡條件的實驗前調(diào)節(jié)杠桿平衡；探究杠桿的平衡條件的實驗中使用彈簧測力計的問題．版權(quán)所有
【專題】實驗題；密度及其應(yīng)用；簡單機械；應(yīng)用能力；分析、綜合能力；實驗基本能力．
【解答】（1）實驗前發(fā)現(xiàn)杠桿靜止時，左端高，則杠桿的重心在支點的右側(cè)，為了使杠桿在水平位置平衡，接下來應(yīng)將杠桿左端或右端的平衡螺母向左調(diào)節(jié)。
（2）設(shè)杠桿的一個小格為L，一個鉤碼重為G，為使杠桿保持水平平衡，根據(jù)杠桿平衡條件可得（3G+2G）×2L＝2G×nL
解得：n＝5
為使杠桿保持水平平衡，應(yīng)將B點的鉤碼向右移動2個格。
（3）用彈簧測力計代替B點懸掛的鉤碼，并始終豎直向下拉彈簧測力計，結(jié)合數(shù)學(xué)知識可知，則支點左、右兩側(cè)動力臂和阻力臂之比與原來相等，由杠桿平衡條件可知，在阻力不變時，即彈簧測力計的示數(shù)不變。
（4）容積為50cm3的容器加滿水時水的質(zhì)量為
m水＝ρ水V＝1g/cm3×50cm3＝50g
左側(cè)的質(zhì)量為
m1＝100g+50g＝150g＝0.15kg
根據(jù)杠桿的平衡條件公式F1l1＝F2l2得
m1gl1＝m2gl2
即
0.15kg×0.1cm＝0.05kg×l2
解得l2＝0.3m＝30cm
應(yīng)將該“密度天平”的“零刻線”標(biāo)在支點“O”右側(cè)30cm處。
根據(jù)題意鉤碼移動至最右端，該“密度天平”達到最大量程，O點距最右端的距離為l2，容器的質(zhì)量為m容，容器中加滿液體的質(zhì)量為m11，由杠桿的平衡條件得
（m11+m容）gl1＝m2gl22
即（ρ×50×10﹣6m3+0.1kg）×0.1m＝0.05kg×0.5m
ρ＝3×103kg/m3＝3g/cm3
所以“密度天平”的量程為 0～3g/cm3。
當(dāng)鉤碼的質(zhì)量適當(dāng)增大時，說明杠桿一側(cè)的力增大，另一側(cè)的力也會增大，即該“密度天平”的量程將增大。
故答案為：
（1）左；（2）2；（3）不變；（4）30；
【拓展】
0﹣3；增大。
23．【考點】探究杠桿的平衡條件；探究杠桿的平衡條件的實驗前調(diào)節(jié)杠桿平衡；探究杠桿的平衡條件的實驗中杠桿水平平衡的原因；探究杠桿的平衡條件的實驗中使用彈簧測力計的問題．版權(quán)所有
【專題】簡單機械；實驗基本能力．
【解答】（1）發(fā)現(xiàn)杠桿左端下沉，應(yīng)把杠桿的平衡螺母向右調(diào)節(jié)，直至杠桿在水平位置平衡；在杠桿兩端加掛鉤碼并移動鉤碼，使杠桿在水平位置平衡，支點到力的作用點的距離就是力臂，便于在杠桿上直接測量力臂，消除杠桿自重對實驗的影響。
（2）斜向下拉彈簧測力計時，拉力的力臂變小，在阻力和阻力臂不變時，根據(jù)杠桿平衡條件，拉力將會變大，彈簧測力計示數(shù)變大。
（3）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知杠桿平衡時，動力和動力臂的乘積等于阻力和阻力臂的乘積，可得出杠桿平衡條件為動力×動力臂＝阻力×阻力臂。
（4）若杠桿上每個小格長度是L，根據(jù)杠桿的平衡條件有
4×0.5N×3L＝F×2L，
解得F＝3N，所以此時測力計的示數(shù)是3N。
（5）保持鉤碼數(shù)量和位置不變，即阻力和阻力臂大小不變，根據(jù)F1L1＝F2L2可知，F(xiàn)2L2為定值，則F1L1也為定值，由圖像可知
F1L1＝1N×0.15m＝3N×0.05m＝0.15N m，
當(dāng)L1為25cm時，拉力
，F(xiàn)1為0.6N。
故答案為：（1）右；便于測量力臂；（2）變大；（3）F1L1＝F2L2；（4）3；（5）0.6。
六．解答題（共2小題）
24．【考點】杠桿的平衡條件的計算；壓強的公式的應(yīng)用；功的簡單計算；力和力臂的畫法．版權(quán)所有
【專題】簡單機械；分析、綜合能力．
【解答】（1）力臂是從支點到力的作用線的垂直距離；圖乙中畫出力F1的力臂L1如圖所示：
（2）碓頭的重力為：G＝mg＝10kg×10N/kg＝100N；
碓頭豎直下落0.3m，重力做的功為：W＝Gh＝100N×0.3m＝30J；
（3）當(dāng)橫木水平時，人的右腳在B點用最小力使橫木剛好轉(zhuǎn)動，此時動力方向豎直向下，
根據(jù)杠桿的平衡條件可得F1×OB＝G×OA，
F1×2＝100N×3；
解得F1＝150N；
搗谷人的重力為：G人＝m人g＝75kg×10N/kg＝750N，
以搗谷人為研究對象，根據(jù)力的平衡條件可得：G人＝F右支+F左支，
則左腳受到地面的支持力：F左支＝G人﹣F右支＝750N﹣150N＝600N，
左腳對地面的壓力和左腳受到地面的支持力是一對相互作用力，大小相等，則：F壓＝F左支＝600N，
左腳對地面的壓強為：p3×104Pa。
答：（1）見解答；
（2）重力對它做的功為30J；
（3）搗谷人左腳對地面的壓強為3×104Pa。
25．【考點】力和力臂的畫法；杠桿的分類．版權(quán)所有
【專題】應(yīng)用題；簡單機械；應(yīng)用能力．
【解答】由圖及題干信息分析可知：該杠桿的動力臂小于阻力臂，該杠桿為費力杠桿；
作出力F2所在的直線，由支點O向這條線作垂線標(biāo)出力臂l2，如圖所示：
故答案為：費力；見解答。
七．計算題（共4小題）
26．【考點】滑輪、滑輪組機械效率的計算；壓強的公式的應(yīng)用；功的簡單計算．版權(quán)所有
【專題】應(yīng)用題；簡單機械；功、功率、機械效率；應(yīng)用能力．
【解答】（1）由圖可知，n＝3，克服物重做的有用功為：
，
拉力做的總功為：
，
則滑輪組的機械效率為：
；
（2）克服動滑輪重做的功為：
W動＝G動h＝300N×10m＝3000J，
不計繩重，克服摩擦所做的功為：
W摩＝W總﹣W有﹣W動＝1.8×104J﹣1.2×104J﹣3000J＝3000J；
（3）工人師傅對地面的壓力等于自身的重力與繩的拉力之和，即F壓＝G人+F＝m人g+F＝70kg×10N/kg+600N＝1300N，
則工人師傅對地面的壓強為：
。
答：（1）滑輪組的機械效率為66.7%；
（2）克服摩擦所做的功為3000J；
（3）若工人師傅的兩只鞋底的面積為500cm2，工人師傅對地面的壓強為2.6×104Pa。
27．【考點】杠桿的平衡條件的計算；速度公式的應(yīng)用；壓強的公式的應(yīng)用．版權(quán)所有
【專題】壓強、液體的壓強；簡單機械；理解能力．
【解答】（1）M的重力G＝mg＝5kg×10N/kg＝50N，
M對長木板壓強p5000Pa；
（2）長木板的長為4m，OA＝1m，粗細(xì)均勻同種材料制成的長木板的重心在幾何重心，所以阻力臂L2＝1m，動力臂L1＝0.8m，
由杠桿的平衡條件得：F1L1＝F2L2，
F240N
所以長木板的重力G木板＝F2＝40N；
（3）設(shè)M運動到支點O右側(cè)，距離O點長為L時，繩子的拉力到達最大值60N，由杠桿的平衡條件得：LG+L2G木板＝F拉L1，
LG+L2G木板＝F2 sin30° OB
L，
解得：L＝1m，
答：（1）M在長木板上水平運動時對長木板的壓強是5000Pa；
（2）長木板的重力是40N
（3）為了保證繩子不被拉斷，滑塊回右滑動到最遠(yuǎn)的位置，距離Q點1m。
28．【考點】滑輪、滑輪組機械效率的計算；滑輪組的特點；滑輪組繩子上的拉力；繩子自由端移動的速度．版權(quán)所有
【專題】簡單機械；功、功率、機械效率；應(yīng)用能力．
【解答】（1）由圖乙知，當(dāng)t＝1s時，繩子自由端拉力做的總功W總＝300J，繩子自由端拉力的功率P總＝ 300W，
滑輪組的機械效率η＝ 100%＝ 100%＝ 100%，
則有用功功率P有＝ηP總＝80%×300W＝240W，
由PGv得，被提升物體的重力G物＝ 480N；
（2）由η＝ 100%＝ 100%＝ 100%得G物+G動＝ 600N，
由繩端拉力F＝ 可得，n＝ 3，
繩端移動速度v繩＝nv物＝3×0.5m/s＝1.5m/s；
（3）由于G物+G動＝600N，
則動滑輪的重力G動＝600N﹣G物＝600N﹣480N＝120N，
根據(jù)題意要將滑輪組的效率提升5%，
則η′＝η+5%＝80%+5%＝85%，
根據(jù)η′＝ 100%＝ 100%＝ 100%，
代入數(shù)值可得G'物＝680N。
答：（1）此次作業(yè)中被提升的物體受到的重力為480N；
（2）繩子自由端移動的速度為1.5m/s；
（3）若要使該滑輪組的機械效率提升5%，則物體的重力為680N。
29．【考點】功、功率的圖像問題；壓強的公式的應(yīng)用；阿基米德原理的理解；功率的計算；功率的推導(dǎo)式P＝Fv．版權(quán)所有
【專題】計算題；密度及其應(yīng)用；浮力；簡單機械；功、功率、機械效率；分析、綜合能力．
【解答】（1）起吊前物體A靜止在地面上對地面的壓力：FA＝GA＝mAg＝500kg×10N/kg＝5000N，
起吊前物體A靜止在地面上對地面的壓強：p4000Pa；
（2）當(dāng)繩子自由端的拉力為1000N時，地面對物體A的支持力為1650N，
以動滑輪總重力和物體A為整體受力分析可知，受到豎直向上4股繩子的拉力、地面對物體A的支持力和豎直向下的動滑輪與物體總重力作用處于平衡狀態(tài)，
由整體受到的合力為零可得：4F1+F支持＝G動+GA，
則動滑輪的總重力：G動＝4F1+F支持﹣GA＝4×1000N+1650N﹣5000N＝650N，
增加繩子自由端的拉力后物體A被成功勻速提升2m，
因不計繩重量、機械部分摩擦和水的阻力，
所以，此時整個機械的機械效率：η100%100%100%100%≈88.5%；
（3）工人師傅利用該裝置將另一物體B以0.1m/s的速度勻速放入水中過程中，
由圖乙可知，滑輪組繩子的有效股數(shù)n＝4，拉力端移動的速度v＝4v物＝0.4m/s，
由圖丙可知，當(dāng)物體B位于空中勻速下降時，繩子的拉力功率P＝335W，
由PFv可得，繩子的拉力：F2837.5N，
由F（G+G動）可得，物體B的重力：GB＝nF2﹣G動＝4×837.5N﹣650N＝2700N，
則物體B的質(zhì)量：mB270kg，
當(dāng)物體B完全浸沒在水中勻速下降時，繩子的拉力功率P′＝235W，
繩子的拉力：F3587.5N，
由F（G+G動﹣F浮）可得，物體B受到的浮力：F浮＝GB+G動﹣nF3＝2700N+650N﹣4×587.5N＝1000N，
由F浮＝ρ液gV排可得，物體B的體積：VB＝V排0.1m3，
則物體B的密度：ρB2.7×103kg/m3。
答：（1）起吊前物體A靜止在地面上，其對地面的壓強是4000Pa；
（2）此時整個機械的機械效率為88.5%；
（3）物體B的密度為2.7×103kg/m3。
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