辽宁省各地市2022年中考物理真题分项汇编-10简单机械与机械效率（选择、实验、计算、综合题）
一、单选题
1．（2022·辽宁丹东·统考中考真题）如图所示，用滑轮组将重为的物体匀速提升，所用时间为，绳末端施加竖直向上的拉力为，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．此过程总功为600J
B．动滑轮的重力为80N
C．拉力的功率为24W
D．该滑轮组机械效率约为70%
2．（2022·辽宁·统考中考真题）使用如图所示的滑轮组，沿水平方向匀速拉动质量为300kg的物体，弹簧测力计的示数为200N，物体在10s内移动1m。物体所受的摩擦力为物重的0.1倍。不计绳重和滑轮组内的摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．滑轮组的机械效率为50%
B．动滑轮重为100N
C．绳子自由端拉力的功率为20W
D．增大物重机械效率不变
3．（2022·辽宁本溪·统考中考真题）用如图所示的滑轮组拉动重300N的箱子，以0.2m/s的速度在水平地面上做匀速直线运动，箱子与地面间的摩擦力为自身重力的0.2倍，滑轮组的机械效率为75%，下列说法正确的是（ ）
A．拉力F为80N B．10s内绳子自由端移动2m
C．3s内物体重力做功180J D．拉力F的功率为16W
4．（2022·辽宁鞍山·统考中考真题）在下列简单机械中，使用中属于费力杠杆的是（ ）
A．羊角锤 B．镊子 C．瓶起子 D．托盘天平
二、多选题
5．（2022·辽宁营口·统考中考真题）细心的小明帮妈妈做家务时，发现许多厨房用具的工作原理涉及物理知识。下列说法正确的是（ ）
A．高压锅是利用气压增大，沸点降低的原理工作的
B．吸盘式挂钩利用了大气压强
C．排油烟机是利用流体压强与流速关系的原理工作的
D．瓶起子是一种费力杠杆
三、实验题
6．（2022·辽宁丹东·统考中考真题）“探究杠杆的平衡条件”实验。
（1）如图甲所示，杠杆处于静止状态。为方便测量___________，应向___________（选填“左”或“右”）调节螺母，使杠杆在水平位置平衡；
（2）给杠杆两侧挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，使杠杆重新在水平位置平衡。设右侧钩码对杠杆施的力为动力，左侧钩码对杠杆施的力为阻力；测出杠杆平衡时的动力臂和阻力臂；把、、、的数据填入表格中。改变动力和动力臂的大小，相应调节阻力和阻力臂，再做几次实验，实验数据如下表所示；
次数 动力 动力臂 阻力 阻力臂
分析表中的数据得到杠杆的平衡条件：___________用、、、表示；
（3）如图乙所示，在___________（选填“A”、“B”或“C”）点竖直___________（选填“向上”或“向下”）拉时，可使杠杆保持水平位置平衡，此时杠杆属于省力杠杆；
（4）在完成实验后，小辉利用杠杆平衡条件完成了老师提出的问题。如图丙所示，轻质杠杆可绕点转动，它的中点挂有的重物，在杠杆右端用竖直向上的力___________N，可使杠杆在水平位置平衡。
7．（2022·辽宁沈阳·统考中考真题）在“探究杠杆平衡条件”的实验中
（1）杠杆没挂钩码时需要向右调节杠杆两端的螺母，才能使杠杆在水平位置平衡，说明调节前杠杆的______（选填“左”或“右”）端高；
（2）小雨通过改变钩码数量并移动钩码位置，使杠杆在水平位置平衡，多做几次实验，将得到的数据填入表中。分析表中数据，得到杠杆平衡条件是：______；
次数 动力 动力臂 阻力 阻力臂
1 0.5 20 2.0 5
2 1.0 10 0.5 20
3 1.5 10 3.0 5
（3）如图甲所示先在杠杆左侧挂4个钩码，后在右侧A处挂3个钩码，根据得到的杠杆平衡条件可以判断出杠杆的______端会下沉；
（4）小雨想用撬棒撬动地面上的石头，是撬棒的支点，是阻力，是阻力臂，如图乙所示，为了撬动石头，在B点施加的最小动力的方向是______。
8．（2022·辽宁朝阳·统考中考真题）小明利用如图所示实验装置“探究杠杆的平衡条件”：
（1）轻质杠杆静止时如图甲所示，可将左端的平衡螺母向___________（选填“左”或“右”）调节，使其在水平位置平衡，这样操作的目的是便于测量___________；
（2）小明多次实验并记录数据如表，总结数据得出杠杆的平衡条件___________；
次数 动力F1/N 动力臂l1/m 阻力F2/N 阻力臂l2/m
1 1 0.1 2 0.05
2 2 0.15 1.5 0.2
3 3 0.05 1.5 0.1
（3）第2次实验所挂钩码的个数和位置如图乙所示，此时将两侧所挂的钩码同时向支点O靠近一格，杠杆会___________（选填“左侧下降”、“右侧下降”或“仍水平平衡”）；
（4）如图丙所示，用弹簧测力计在A处竖直向上拉，使杠杆在水平位置平衡，在测力计逐渐向左倾斜到虚线位置的过程中，保持杠杆在水平位置平衡，则测力计的示数将___________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
四、计算题
9．（2022·辽宁大连·统考中考真题）如图所示，某工人利用滑轮组将一个重为900N的货箱在6s内匀速提升3m。此过程中，绳子自由端所受的拉力为F，滑轮组的机械效率为75%，试求：
（1）货箱上升的速度是多少？
（2）有用功是多少？
（3）拉力F是多少？
10．（2022·辽宁盘锦·统考中考真题）如图所示，工人师傅利用滑轮组将静止在水平地面上质量为45kg的石板匀速提升6m，用时30s。石板与地面接触面积为9000cm2，动滑轮重为50N。（g取10N/kg，不计绳重和摩擦）求：
（1）提升前石板对地面的压强；
（2）石板上升的速度和工人师傅所用拉力；
（3）拉力的功率。
五、综合题
11．（2022·辽宁大连·统考中考真题）明代学者宋应星所著的《天工开物》是世界上第一部记录农业和手工业生产技术的百科全书。下图是书中记载的古人用脚踏碓（dui）将稻米去皮的情景。该脚踏是用柱子架起一根木杠，杠的前端装有椭圆形碓头，脚连续踏踩杠的后端，木杠可绕O点上、下运动，碓头就不断砸打稻米。
（1）该脚踏碓属于费力杠杆，请分析其属于费力杠杆的原因；_______ （注：可在图上画出力臂示意图以辅助说明）
（2）碓头砸打稻米时动能越大，稻米越容易去皮。请分析这种杠杆使稻米容易去皮的原因。_________
12．（2022·辽宁沈阳·统考中考真题）小雨家买了一台储水式电热水器。外观如图甲所示，图乙是热水器剖视图。热水器的内胆是密封的，里面有两个通到外部的水管，a是热水出水管，b是冷水进水管。c和d是两个外层包有绝缘材料的电加热管。
（1）关于电热水器下列说法中正确的是______；
A．电源指示灯发出的红光是红外线
B．电加热管通电时电能转化为内能
C．电加热管里电阻丝用电阻小、熔点低的材料制成
（2）电热水器要使用三脚插头，是为了使电热水器的金属外壳与______相连；
（3）如图甲所示，在热水管和冷水管交会处安有一个水龙头。水龙头的手柄做的较长，这个水龙头的手柄相当于一个______（选填“省力”、“费力”或“等臂”）杠杆；
（4）电热水器内胆充满水后才能通电加热。电加热管周围的水吸收热量温度升高，水的体积膨胀，密度变______；
（5）为了防止电热水器漏电，电热水器生产厂家利用自来水导电能力差的特性，发明了一种“防电墙”技术。即用一段空心绝缘管替换一段热水出水管。通过改变此管的内径和长度来改变管内水的电阻的大小。如图丙所示，四个用同种材料制成的空心绝缘管，A和B内径相同，C和D内径相同，A、B的内径大于C、D的内径。为了增大流经空心绝缘管内水的电阻，减小漏电电流，如果你是设计师，会选用下图中的______绝缘管；
（6）电热水器面板上有两个控制开关S1、S2，火线两个电加热管分别用R1、R2表示，要求S1单独控制R1，S2单独控制R2，两个开关同时闭合时R1与R2同时加热。请你在图丁中，用笔画线代替导线，补全开关控制电加热管的电路，且符合安全用电的原则______。
参考答案：
1．C
【详解】．绳端移动的距离为
此过程总功为
故A错误；
B．因为不计绳重和摩擦，绳端拉力为
所以动滑轮的重力为
故B错误；
C．拉力的功率
故C正确；
D．有用功为
该滑轮组机械效率为
故D错误。
故选C。
2．B
【详解】A．物体的重力
G=mg=300kg×10N/kg=3000N
物体受到的摩擦力
f=0.1G=0.1×3000N=300N
则拉力F克服物体摩擦力做的有用功
W有=fL=300N×1m=300J
由图可知，动滑轮用2段绳子拉物体，且弹簧测力计的示数为200N，则拉力F=200N，绳子自由端移动的距离s=2m，拉力做的总功
W总=Fs=200N×2m=400J
滑轮组的效率
故A错误；
B．由可知，动滑轮重
G动=nF-f=2×200N-300N=100N
故B正确；
C．拉力的功率
故C错误；
D．若增大物重，则物体受到的摩擦力变大，物体移动相同的距离，滑轮组所做的有用功变大，而额外功不变，有用功在总功中所占的比例变大，因此机械效率会变大，故D错误。
故选B。
3．D
【详解】A．物体所受摩擦力为
由图可知，相当于两段绳子拉着物体，又由于物体匀速运动，绳子拉物体的拉力等于摩擦力，则有
所以拉力为
故A错误；
B．绳端移动的距离为
故B错误；
C．重力方向竖直向下，在力的方向上，物体没有移动，故重力不做功，故C错误；
D．绳子端移动速度为
拉力功率为
故D正确。
故选D。
4．B
【详解】A．用羊角锤起钉子时动力臂大于阻力臂，比较省力，属于省力杠杆，故A不符合题意；
B．镊子使用时动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故B符合题意；
C．瓶起子起瓶盖时动力臂大于阻力臂，比较省力，属于省力杠杆，故C不符合题意；
D．托盘天平属于等臂杠杆，故D不符合题意。
故选B。
5．BC
【详解】A．高压锅是利用气压增大，沸点升高的原理工作的，故A错误；
B．吸盘式挂钩把吸盘内空气挤压出去，吸盘内形成真空，外界大气压把吸盘压在墙上，利用了大气压强，故B正确；
C．排油烟机是利用流体流速大的地方压强小的原理，是流体压强与流速的关系，故C正确；
D．瓶起子工作时手距离支点更远，所以是一种省力杠杆，故D错误。
故选BC。
6． 力臂 右 A 向上
【详解】（1）[1][2]实验前为方便测量力臂，应将杠杆调节到水平位置平衡，将杠杆的中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆左端下沉，右端偏高，这时应将平衡螺母向右端调节。
（2）[3]分析表中的实验数据，发现：动力动力臂阻力阻力臂，用、、和分别表示动力、阻力、动力臂和阻力臂，杠杆平衡条件可表示为
（3）[4][5]要使杠杆属于省力杠杆，则动力臂应大于阻力臂，所以应该选择在A点施加向上的力。
（4）[6]根据
可得
7． 右 右 垂直于OB向下
【详解】（1）[1]杠杆没挂钩码时需要向右调节杠杆两端的螺母，才能使杠杆在水平位置平衡，说明原来杠杆的重心在支点的左侧，说明调节前杠杆的右端高。
（2）[2]根据表中的数据分析
得出杠杆平衡条件是。
（3）[3]假设每个钩码的重力为1N，左侧挂4个钩码，总重力为4N，距离为0.05m，右侧A处挂3个钩码，总重力为3N，距离为0.1m，通过计算可知
根据得到的杠杆平衡条件可以判断出杠杆的右端会下沉。
（4）[4]已知图中是撬棒的支点，是阻力，是阻力臂，如图乙所示，为了撬动石头，最长的动力臂为OB，所以在B点施加的最小动力的方向是垂直于OB向下。
8． 右 力臂 动力×动力臂＝阻力×阻力臂 右侧下降 变大
【详解】（1）[1]由图可知，杠杆左端向下倾斜，则重心应向右移动，故应向右调节左端的平衡螺母，使其在水平位置平衡。
[2]杠杆在水平位置平衡时，动力和阻力的力臂在杠杆上，在实验过程中便于直接读取力臂的长度。
（2）[3]根据表中数据可得，每次实验时，动力与动力臂的乘积都等于阻力与阻力臂的乘积，所以总结数据得出杠杆的平衡条件是：动力×动力臂＝阻力×阻力臂。
（3）[4]设一个钩码重为G，每一小格长为L，如图乙所示，将两侧所挂的钩码同时向支点O靠近一格，则左端为
4G×2L=8GL
右端为
3G×3L=9GL
因为8GL<9GL，所以杠杆不能平衡，右端会下沉。
（4）[5]如图丙所示，用弹簧测力计在A处竖直向上拉，使杠杆在水平位置平衡，在测力计逐渐向左倾斜到虚线位置的过程中，保持杠杆在水平位置平衡，这个过程中，阻力和阻力臂不变，拉力的力臂逐渐变小，所以拉力变大，故弹簧测力计的示数变大。
9．（1）0.5m/s；（2）2700J；（3）400N
【详解】解：（1）货箱在6s内匀速提升3m，则货箱的速度
（2）由题意可知，将重为900N的货箱提升3m，所做的有用功
（3）根据公式可知，拉力F做的总功
由图可知，滑轮组用3段绳子承担物重，故
s=3h=3×3m=9m
根据公式可知，拉力F的大小
答：（1）货箱上升的速度是0.5m/s；
（2）有用功是2700J；
（3）拉力F是400N。
10．（1）500Pa；（2）0.2m/s， 250N；（3）100W
【详解】解：（1）提升前石板对地面的压力为
受力面积为
提升前石板对地面的压强为
（2）物体上升的速度为
工人师傅所用拉力
（3）绳端移动的距离为
拉力做的总功为
拉力功率为
答：（1）石板对地面压强为500Pa；
（2）石板上升的速度为0.2m/s，工人师傅所用拉力为250N；
（3）拉力功率为100W。
11． 见解析 见解析
【详解】（1）[1] O为杠杆的支点，人对木杠的作用力为动力F1，碓头的重力为阻力F2，如下图所示，分别作出动力臂l1和阻力臂l2，可知，动力臂小于阻力臂，故为费力杠杆。
（2）[2]碓头砸打稻米时动能越大，碓头对稻米能够做的功越多，对稻米的破坏作用就越大，故稻米越容易去皮。
12． B 大地 省力 小 D
【详解】（1）[1]电源指示灯发出的红光是可见光，不是红外线；电加热管里电阻丝用电阻大、熔点高的材料制成；电加热管通电时电能转化为内能，故B正确。
（2）[2]电热水器要使用三脚插头，是为了使电热水器的金属外壳能够接地，防止漏电造成事故。
（3）[3]水龙头的手柄做的较长，使用开关时，动力臂较长能够省力，所以是省力杠杆。
（4）[4]电加热管周围的水吸收热量温度升高，水的体积膨胀，水的质量不变，所以密度变小。
（5）[5]厂家利用自来水导电能力差的特性，发明了一种“防电墙”技术，所以需要电阻大，同种材料，横截面积越小，长度越长，电阻越大，所以选择D绝缘管。
（6）[6]由题意可知R1与R2并联，两个开关分别控制两个电阻，为了用电安全，必须把开关与火线相连，如下图所示：
试卷第1页，共3页
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