2024年中考物理二轮复习练习 简单机械
一、单选题
1．如图所示，在平行于斜面拉力F作用下物体沿斜面匀速上升，物体重8N，拉力为5N，斜面长为1.2m，高为0.6m。下列说法正确的是（ ）
A．物体的机械能不变 B．斜面的效率为62.5%
C．物体所受的拉力与摩擦力是一对平衡力 D．物体与斜面间的摩擦力为1N
2．如图所示，用滑轮匀速提升同一重物，所用拉力分别为、、、，若不计滑轮自重及摩擦，则下列关系式正确的是（ ）
A． B．
C． D．
3．如图所示的滑轮组中，动滑轮重1N，小强用6N的拉力F通过该滑轮组匀速拉起重10N的物体，物体沿竖直方向上升0.4m．此过程中，额外功和机械效率分别是（ ）
A．0.4J 83.3% B．0.8J 91.7% C．0.8J 83.3% D．0.4J 91.7%
4．如图所示，志愿者为了把两件相同的物资搬运到货车上，用相同材质的木板搭建了AB、CD两个斜面，用沿斜面向上的力将其中一件物资从斜面AB的底端匀速推到顶端，另一件物资用同样的方法沿斜面CD搬运。下列说法错误的是（ ）
A．沿斜面CD推动更省力
B．沿斜面AB推动，志愿者克服物资重力做的功更多
C．志愿者克服物资重力做功的功率可能相同
D．沿斜面推动物资的过程中，物资的机械能增大
5．如图所示，是《天工开物》中记载的我国传统提水工具“桔槔”，用绳子系住一根直的硬棒的O点作为支点，A端挂有重为40N的石块，B端挂有重为20N的空桶，OA长为1.2m，OB长为0.6m。使用时，人向下拉绳放下空桶，装满重为100N的水后向上拉绳缓慢将桶提起。硬棒质量忽略不计，下列说法中正确的是（ ）
A．向下拉绳放下空桶时桔槔为省力杠杆
B．向下拉绳放下空桶时拉力为
C．向上拉绳提起装满水的桶时桔槔为费力杠杆
D．向上拉绳提起装满水的桶时拉力为
6．如图所示，边长为a、密度均匀的正方体物块静止于河岸边，在BB′边上施加一个力F使其绕DD′边转动掉落于河水中，它漂浮时露出水面的高度为h，水的密度为ρ，则下列说法中不正确的是
A．物块的密度为
B．物块的重力为（a﹣h）ρga
C．物块漂浮在水面时底面受水的压强为ρg（a﹣h）
D．为了使物块掉落于河水中，力F至少是
7．如图所示，重力G=700N的水平木板在滑轮组的作用下保持静止．三个滑轮等大、光滑，质量均忽略不计．所有细绳的重力均不计，天花板间的固定点分别叫做A、B、C，与木板间的固定点分别叫做D、E；各条细绳中不与滑轮接触的部分均竖直．则B点处的细绳对天花板的拉力大小为
A．100N B．140N
C．300N D．350N
8．工人师傅用如图所示的两种方式，分别将重力均为400N的货物从图示位置向上缓慢提升一段距离。已知、始终沿竖直方向，图甲中，图乙中每个滑轮重50N，货物上升的速度均为，不计杠杆重、绳重和摩擦。则下列说法正确的是（ ）
A．甲、乙两种方式都能省功 B．大小为300N且保持不变
C．乙方式的机械效率约为 D．的功率为30W
二、多选题
9．用图所示滑轮组匀速提升重为270N的物体时，绳子自由端的拉力100N，物体在5s内上升1m，忽略绳重和摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．绳子自由端移动的速度为0.4m/s B．滑轮组做的有用功为1000J
C．拉力F的功率为60W D．滑轮组的机械效率为90%
10．工人师傅搬运货物时，在地面和卡车的车厢间倾斜放置一长木板搭成斜面，将地面上的货物沿斜面匀速拉上车厢用时15s。已知车厢高1.5m，木板长3m，货物质量为60kg，沿斜面所用的拉力为400N，g=10N/kg，则下列说法正确的是（ ）
A．工人做的总功为900J B．工人做的额外功为300J
C．工人做功的功率为80W D．此斜面的机械效率为75%
三、填空题
11．如图所示，自行车的车把是一个轮轴，我们用很小的力作用在 （“轮”或“轴”）上，就可以转动车把改变方向；遇到路口，我们可以捏闸通过增大 增大摩擦力使车快速停下；自行车的车轮部分有轴承，是利用了 方法减小摩擦力的。
12．如图所示，用力F1直接将物体A匀速提高h，若借助滑轮组把物体A匀速提升相同高度，绳子自由端拉力为F2，滑轮组把物体A匀速提升的过程中，拉力做的有用功为 ，滑轮组的机械效率为 。
13．如图是一种健身器械，AOB可视为一个杠杆，0是它的支点．小明用力向下拉杠杆时，重物被抬起．此时AOB是一个 (选填“省力”或“费力”)杠杆，他若想更容易抬起重物，可采取的措施是 ．
14．天平是用来测量物体质量的工具．当天平使用时，其横梁是 杠杆；钓鱼时的鱼竿是 杠杆．（均选填“省力”、“费力”、“等臂”）
15．如图所示，小明分别使用甲、乙图中两种不同的机械将同一物体M匀速提升同样高度。测得两次拉力F甲、F乙和物体M所受的重力G如下表所示。当使用乙机械时，测得绳子自由端移动的距离是物体M上升高度的2倍。
（1）从表中数据可知：甲机械 （选填“省力”“费力”或“不省力也不费力”），甲机械所做的有用功 （选填“大于”“等于”或“小于”）乙机械所做的有用功：
（2）乙提升物体M时的机械效率是
F甲 F乙 GM
10N 5N 8N
四、实验题
16．探究“杠杆的平衡条件”（请将下面的实验探究报告填充完整）：
准备 实验前调节平衡螺母，使杠杆在 方向静止。
过程 如图所示是小明同学进行3次实验的情景：
第3次实验应当在A处挂 个钩码就能使杠杆重新恢复平衡。
结论 通过实验可以获得的实验结论是：杠杆平衡时 。
17．在探究“杠杆的平衡条件”实验中，所用的实验器材有：带有刻度的杠杆、铁架台、弹簧测力计、弹簧夹和钩码等．
（1）将杠杆的中点装在支架上，发现杠杆左端下沉，如果将杠杆左侧的平衡螺母向右调到头了，杠杆左端仍下沉，此时应将杠杆右侧的平衡螺母向 调（选填“左”或“右”），直到杠杆在水平位置平衡．
（2）某同学进行正确的实验操作后，得到的数据为，， 和该同学根据这些数据得出：的结论．你认为这个结论是 （选填“正确”或“不正确”）的．理由是：
（a） ;
（b） ．
（3）使杠杆在倾斜一定角度的位置做实验，也能得出杠杆平衡条件．这种实验方案与杠杆在水平位置做实验的方案相比较，你认为 （选填“水平”或“倾斜”）方案好，理由是： ．
（4）如图所示，杠杆在水平位置平衡后．如果在两侧钩码下再各挂一个相同的钩码，则杠杆 （选填“左”或“右”）端将下沉．
五、综合题
18．骨骼、肌肉和关节构成了人体的运动系统，踮脚是肌肉牵引骨骼绕关节转动产生的，可以将其看成杠杆模型，如图甲所示，G表示作用在该杠杆上的人的重力，F表示小腿肌肉对该杠杆的拉力.如图乙是小明将脚踮起时单只脚的受力示意图，已知小明的重力为600 N，小腿肌肉对这只脚的拉力竖直向上，小明在1 min内完成了40个双脚同时踮起的动作；脚跟踮起后，每只脚与水平地面的接触面积为。
(1)由图甲可知，踮脚时，可将脚看作一个 （选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆；假设重力作用点的位置不变，且小腿肌肉对每只脚的拉力的方向始终竖直向上，在脚跟离开地面的过程中，小腿肌肉对每只脚的拉力的大小将 （选填“变大”“不变”或“变小”）。
(2)脚跟踮起后，小明对水平地面的压强是多少 ？
(3)脚跟踮起后，小腿肌肉对每只脚的拉力是多少 ？
(4)小明在踮脚过程中克服重力做功的功率是多少 ？
19．“塔吊”是北海新城区建设中随处可见的一种起重设备，图甲所示是某塔吊的工作示意图，AO是塔吊的平衡臂，BO是塔吊的吊臂，C为可控制移动的滑轮组小车，可在B点到O点间移动，AO长4m，BO长26m，AB可绕O点在一定的范围内上下倾斜，已知A端配重物的质量为5t，塔吊利用工作电压为380V、额定功率为10kW的电动机带动滑轮组来吊升工地的建筑材料．问：
（1）从安全角度出发，起吊时应尽量使吊臂水平平衡，在一次匀速吊升钢材时塔吊的吊臂如图乙所示，则滑轮组小车C应向 移动（选填“左”或“右”），这是根据 原理．
（2）将质量为2t的钢材以0.5m/s的速度竖直向上匀速提起，经1min到达施工楼层后再水平移动20m将钢材送到施工点，此过程中塔吊拉力对钢材所做的功是多少？
（3）此塔吊某次吊升钢材时，施工人员移动滑轮组小车C到达离O点16m处，使吊臂和平衡臂刚好处于水平平衡，电动机在额定功率下竖直向上匀速吊升钢材到某高度，此时电动机将电能转化为机械能的效率为75%，则钢材上升过程中的速度是多大？（吊臂、平衡臂、滑轮组的质量及摩擦力忽略不计）
六、计算题
20．如图是挖井时从井中提升沙土的杠杆示意图。杠杆AB可以在竖直平面内绕固定点O转动，已知AO长为1.2m，OB长80cm，悬挂在A端的桶与沙土所受的重力为200N。当杠杆AB在水平位置平衡时，则杠杆B端沿竖直向下的拉力F是多少N？（不计杆重和绳重）
21．如图，斜面长5m，高1m，工人用沿斜面方向400N的推力把重1600N的木箱匀速推到车上，推力对木箱斜面的机械效率是多少？木箱受到的摩擦力为多少？
参考答案：
1．D
【详解】A．物体沿斜面匀速上升，质量不变、速度大小不变，动能不变； 质量不变、高度增大，重力势能增大； 物体的动能不变、重力势能增大，机械能增大，故A错误；
B．拉力做的有用功
总功
斜面的机械效率
故B错误；
D．克服摩擦力所做的额外功
物体与斜面间的摩擦力
故D正确；
C．拉力F=5N，摩擦力f=1N，二者大小不相等，不是一对平衡力，故C错误。
故选D。
2．D
【详解】定滑轮动力臂L1、阻力臂L2都等于滑轮半径，实质是个等臂杠杆。、、拉力方向与滑轮相切，动力臂大小都等于半径，阻力臂大小和阻力相同，则有
拉动动滑轮，不计滑轮自重及摩擦，动滑轮省一半的力，则，所以有、、、的大小关系为
故D符合题意；ABC不符合题意。
故选D。
3．C
【详解】根据图知n=2，拉力端移动距离：
s=2h=2×0.4m=0.8m，
W总=Fs=6N×0.8=4.8J，
W有用=Gh=10N×0.4m=4J，
W额=W总﹣W有用=4.8J﹣4J=0.8J；
滑轮组的机械效率：
η=W有用/W总×100%=（4J/4.8J）×100%≈83.3%；
故应选C．
4．B
【详解】A．AB、CD两个斜面的高度相同，CD斜面比较长，沿CD斜面推动更省力，故A正确，不符合题意；
BC．AB、CD两个斜面的高度相同，货物的重力相同，由W=Gh可知克服货物重力做的功相同，两件货物推到顶端的时间未知，由可知工人克服货物重力做功的功率不一定相同，故B错误，符合题意，C正确，不符合题意；
D．沿斜面推动货物的过程中，速度不变，质量不变，动能不变，高度增大，重力势能增大，机械能等于动能和势能之和，所以货物的机械能增大，故D正确，不符合题意。
故选B。
5．D
【详解】A．向下拉绳放下空桶时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故A错误；
B．向下拉绳放下空桶时，根据杠杆的平衡条件可知
G石·OA=（G桶+F）·OB
即
40N×1.2m=（20N+F）×0.6m
解之可得：F=60N，故B错误；
C．向上拉绳提起装满水的桶时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C错误；
D．向上拉绳提起装满水的桶时，根据杠杆的平衡条件可知：
G石·OA=（G桶+G水-Fˊ）·OB
即
40N×1.2m=（20N+100N-Fˊ）×0.6m
解得Fˊ=40N，故D正确。
故选D。
6．B
【分析】物体在水中漂浮，浮力等于自身重力，根据此关系式可求物体的密度；
根据A中求得的组成物块材料的密度，将其代入G=mg=ρ物gV=ρ物ga3，即可得出结论；
由图可分析出物块底面所处的深度，再根据公式p=ρgh可求出其底面的压强；
由图可知，阻力为重力，阻力的力臂为边长的一半，动力的力臂最大为，根据杠杆的平衡条件可求动力的大小．
【详解】A、因为物块漂浮，所以F浮=ρgV排=ρga2（a-h），G=mg=ρ物gV=ρ物ga3，又知F浮=G，即F浮=ρgV排=ρga2（a-h）=ρ物gV=ρ物ga3，解得，故A正确，不符合题意；
B、物块所受的重力，故B错误，符合题意；
C、物块漂浮时底面所处的深度为a-h，则物块底面所受水的压强p=ρg（a-h），故C正确，不符合题意；
D、物体重力为G=mg=ρ物Vg=ρ物a3g，根据杠杆平衡条件FL1=GL2，所以，故D正确，不符合题意．
故选B．
7．B
【分析】根据滑轮组的特点和绳子的条数计算．
【详解】如图所示：
根据动滑轮和定滑轮的连接方式以及绳子的条数，可知：①，并且绳子对B的拉力大小等于F1，②，联立①②，可得，故B正确．
故选B．
8．C
【详解】A．由功的原理可知，使用任何机械都不能省功，故A错误；
B．由甲图可知，，即动力臂为阻力臂的2倍，由于不计摩擦、杠杆自重，由杠杆平衡条件可知，动力为阻力的一半，即
甲图中，重力的方向竖直向下，则阻力的方向始终是竖直向下的，动力的方向也始终竖直向下，由数学知识可知，在提升重物的过程中，动力臂和阻力臂的比值不变，的大小保持200N不变，故B错误；
C．因为不计绳重和摩擦，所以滑轮组的机械效率为
故C正确；
D．由图乙可知，承担物重绳子的股数是，因为不计绳重和摩擦，所以绳子自由端的拉力为
绳子自由端移动的速度为
的功率为
故D错误。
故选C。
9．CD
【详解】A．由图可知，承担物重的绳子段数为3段，则绳端移动距离
s=nh=3×1m=3m
则绳子自由端移动的速度
故A错误；
B．重为270N的物体上升1m，所以滑轮组做的有用功
W有=Gh=270N×1m=270J
故B错误；
C．拉力的功率
故C正确；
D．滑轮组的机械效率
故D正确。
故选CD。
10．BCD
【详解】A．由题意可知，沿斜面所用的拉力为400N，木板长3m，根据做功公式，可知工人做的总功
工人做的总功为1200J，故A错误；
B．由题意可知，车厢高1.5m，货物质量为60kg，货物的重力
克服重力所做的有用功
总功等于有用功和额外功之和，则工人做的额外功
工人做的额外功为300J，故B正确；
C．由A解析可知，工人做的总功为1200J，匀速拉上车厢用时15s，根据功率公式，可知工人做功的功率
工人做功的功率为80W，故C正确；
D．由A解析可知，工人做的总功为1200J，做的有用功为900J，根据机械效率的公式可知，此斜面的机械效率
此斜面的机械效率为75%，故D正确。
故选BCD。
11． 轮 压力 滚动摩擦代替滑动摩擦
【详解】[1]如图所示，自行车的车把是一个轮轴，根据轮轴的特点，我们用力作用在轮上，相当于增大动力臂，就可以转动车把改变方向。
[2]遇到路口，我们可以捏闸通过增大压力增大摩擦力使车快速停下。
[3]通常情况下滚动摩擦小于滑动摩擦。所以自行车的车轮部分有轴承，是利用了滚动摩擦代替滑动摩擦方法减小摩擦力的。
12． F1h
【详解】[1]两次有用功一样，用力F1直接将物体A匀速提高h，拉力做的有用功为
[2]滑轮组绳子的有效段数n=3，绳子自由端移动的距离s=3h，做的总功
滑轮组的机械效率为
13．省力 将手远离0点或改变用力的方向
【详解】试题分析：健身器械，AOB可视为一个杠杆，0是它的支点．小明用力向下拉杠杆时，重物被抬起．由图可知，动力臂大于阻力臂AOB是一个省力杠杆．他若想更容易抬起重物，可采取的措施是增大动力臂，即将手远离0点或改变用力的方向．
考点：此题考查的是杠杆．
点评：在此题中注意动力臂大于阻力臂的杠杆是省力杠杆．要想省力增大动力臂．
14． 等臂 费力
【分析】[1][2]结合生活经验，先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．
【详解】[1][2]天平使用时，两边力臂相等，是等臂杠杆；钓鱼竿在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆．
【点睛】本题考查的是杠杆的分类，主要包括以下几种：(1)省力杠杆，动力臂大于阻力臂；(2)费力杠杆，动力臂小于阻力臂；(3)等臂杠杆，动力臂等于阻力臂．
15． 费力 等于 80%
【详解】（1）[1]根据表格数据可知
F甲＞GM，F乙＜GM
所以使用甲提升物体M时费力。
[2]将同一物体M匀速提升同样高度，由
W有=Gh
可知，甲乙机械做的有用功相等。
（2）[3]由图乙可知，滑轮组的动滑轮绕2段绳子，乙提升物体M时的机械效率
16． 水平 6 动力×动力臂=阻力×阻力臂（）
【详解】[1]探究杠杆平衡条件实验中，为了便于测量力臂，需要调节平衡螺母使杠杆在水平方向平衡。
[2]若右侧为动力端，第三次的右侧钩码个数为4个，则动力为4F，动力臂长度为3格，则动力臂为3L；由图可知，左侧的阻力臂为2格，则阻力臂为2L，根据杠杆平衡条件，代入数据可知
即需要6个钩码。
[3]以右端为动力和动力臂，第一次实验可知，左侧钩码个数为3个，格数为2，右侧钩码个数为2个，格数为3；第二次的左侧钩码个数为2个，格数为4，右侧钩码个数为4个，格数为2……这几次杠杆都平衡，则结论为杠杆平衡时：动力×动力臂=阻力×阻力臂()。
17． 右 不正确 一次实验获得的数据有偶然性，不能反映普遍规律 力和距离不能相加 水平 见详解 右
【详解】(1)[1]调节杠杆在水平位置平衡时，杠杆左端下沉，左右两端平衡螺母都向右端移动；
(2)[2]这个结论是错误；
[3]一次实验获得的数据有偶然性，不能反映普遍规律；
[4]力和距离不能相加；
(3)
[5][6]探究杠杆平衡条件时，杠杆在倾斜一定角度的位置进行实验，力臂不在杠杆上，不方便测量；杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于读出力臂大小；
(4)[7]如果在两侧钩码下再各挂一个相同的钩码后，由于右端的力臂大于左端的力臂，所以右端钩码的重力与力臂的乘积将大于左端钩码与力臂的乘积；最终会导致右端下沉；
18． 省力 不变 200N 24W
【详解】解：(1)[1][2]踮脚时，脚尖是支点，拉力是动力，脚承担的重力是阻力，此时动力臂大于阻力臂，因此可将脚看作一个省力杠杆；重力作用点的位置不变，且小腿肌肉对每只脚的拉力的方向始终竖直向上，在脚跟离开地面的过程中，重力的方向不变，但力臂在减小，同样拉力方向不变，但力臂在减小，但阻力臂和动力臂的比值始终不变，因此小腿肌肉对每只脚的拉力的大小不变。
(2)[3]小明对水平地面的压力
F压=G总=600N
受力面积
则小明对水平地面的压强
p===1.5×105Pa
(3)[4]图乙中，动力的力臂
阻力的力臂
每只脚承担人体重力的一半，因此
G1=G总=×600N=300N
根据杠杆的平衡条件，则小腿肌肉对单只脚的拉力
(4)[5]双脚踮起一次小腿肌肉对脚的拉力做的功
小明踮脚过程中克服重力做的功等于小腿肌肉对脚的拉力做的功
小明在1 min内完成40个双脚同时踮起动作克服重力所做的功
则小明踮脚过程中克服重力做功的功率
答：(1)可将脚看作一个省力杠杆，拉力的大小不变；
(2)小明对水平地面的压强为1.5×105Pa；
(3)小腿肌肉对每只脚的拉力为200N；
(4)小明在踮脚过程中克服重力做功的功率为24W。
19． C 杆杆原理 6×104J 0.15m/s
【详解】试题分析：（1）起吊时应尽量使吊臂水平平衡，根据杠杆平衡原理F1L1=F2L2，左端下沉，应增加右端力和力臂的乘积，所以滑轮组小车应向右移动．
（2）由得，在上升过程中，移动的距离s=vt=0.5m/s×60s=30m，塔吊对钢材所做的功W1=Gh=2×103kg×30m=6×104J．
在水平移动的过程中，在拉力的方向上没有移动距离，不做功，W2=0J．
（3）配重的重力G=mg=5×103kg×10N/kg=5×104N，吊臂和平衡臂刚好处于水平平衡时，==1.25×104N，电动机转化为机械能为W=W×75%=10kW×75%=7.5kW=7500W，
由得，=0.15m/s．
答：（1）滑轮组小车C应向右，这是根据杆杆原理；（2）此过程中塔吊拉力对钢材所做的功是6×104J；
（3）则钢材上升过程中的速度是0.15m/s．
考点： 杠杆平衡条件的应用、功率的计算．
20．300N
【详解】解：由题意得AO=1.2m，OB=0.8m，阻力
F2=G=200N
根据杠杆的平衡条件可得
F×OB= G×AO
代入数值可得
F×0.8m =200N×1.2m
可得
F=300N
答：杠杆B端沿竖直向下的拉力F是300N。
21．80%，80N
【详解】解：所做的有用功为
W有用＝Gh＝1600N×1m＝1600J
推力对木箱做的总功为
W总＝Fs＝400N×5m＝2000J
则斜面的机械效率为
克服摩擦力做的额外功为
W额＝W总﹣W有用＝2000J﹣1600J＝400J
由W额＝fs可得木箱受到的摩擦力为
答：推力对木箱斜面的机械效率是80%；木箱受到的摩擦力为80N。
