2020年中考物理试题分项版解析汇编(第02期)专题09简单机械及其效率(含解析)

i0i0D.热量、 能量和功的单位都是焦耳，故D正确；故选B。点睛：注意A选项的判断，通常来说，费距离的机械是省力的，但由于摩擦力的存在，费距离又费力的机械是可能存在的。.如图所示，。为杠杆的支点，杠杆右端挂有重为 G的物体，杠杆在力Fi的作用下在水平位置平衡。如果用力F2代替力Fi使杠杆仍在水平位置保持平衡，下列关系中正确的是（ ）A.FKF2B.Fi>F2C.F2<GD.Fi=G【来源】江苏省连云港市2018年中考物理试题【答案】B【解析】AB、设动力臂为L：,杠杆长为L（即阻力臂为由图可知，F：与杠杆垂直，因此其力臂为最长的动力臂，由杠杆平衡条件可知F?为最小的动力，则上〉三二，故A错误,3正确：6、用力已使杠杆在水平位置保持平衡时，由杠杆平衡条件可得：丘工二二G,L,由图知Li<L,所以F:>G^故C错误孑因为F>F"F；>G,所以Fl>丘〉G,故D错误口故选；Bo点睛：由题知，。为支点，当阻力、阻力臂不变时，由杠杆的平衡条件知：动力和动力臂的乘积一定，当动力臂较大时，动力将较小；动力臂较小时，动力将较大。因此先判断出 Fi、F2的力臂大小，即可判断出两力的大小关系从而比较出Fi、F2与G的关系。二、多选题.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i5s。已知车厢高i.5m,木板长3m,货物质量为60kg,沿斜面所用的拉力为400N,g=i0N/kg,则下列说法正确的是（ ）A.工人做的总功为900JB. 工人做的额外功为300JC.工人做功的功率为60WD.此斜面的机械效率为 75%【来源】山东省聊城市20i8年中考物理试题【答案】BD1解析】A、工人做的总功为：Ni=Fs=4OCiNx3ii;=12CiOTJ故A错误jE、做的有用功为：W罟=Gh=mgh=60kgx1ONkgx1L>m=9001;所做额外功为：Wu=*V_7V¥=120讨-900J=300J;故拶正确；C、工人做功的功率为：P=^=*=80旧故C错误jD、斜面的机械蟀为：『、=瑞乂100%=乃汨故工 」H二 A.awv||D正确孑故选：BD口W点睛：根据功的计算公式WFs可求出拉力做的功，即总功；再根据 P=t可求功率；再根据WGh求出有用功；然后根据机械效率的计算公式可求出斜面的效率。三、实验题.如图所示是小李和小王利用刻度均匀的轻质杠杆探究“杠杆平衡条件”的实验装置。甲 △西 T(1)实验前没挂钩码时，杠杆静止的位置如图甲所示，此时应将螺母向调节，使杠杆在水平位置平衡。(2)杠杆平衡后，小李在左右两侧分别挂上钩码，如图乙所示，杠杆的端会下沉，要使杠杆重新在水平位置平衡，在不改变钩码悬挂点的位置和改变较少钩码的前提下，只需将即可。(3)小李和小王又分别设计了两种实验方案， 小李的方案如图丙所示，小王的方案如图丁所示。你认为的实验方案更好，请说明你的理由。(4)实验中小王发现：如果在杠杆的 。点用弹簧测力计施加一个向上的力，这个力在探究实验时是否影响到杠杆的平衡？请说明理由。【来源】山东省枣庄市2018年中考物理试题【答案】 右左将左侧的钩码去掉一个 小李弹簧测力计在图丙的力与力臂垂直，力臂在杠杆上便于测量这个作用在杠杆。点的力的力臂等于零，不影响杠杆的平衡【解析】解：(1)因为杠杆右端偏高，所以应将平衡螺母应右端移动，使杠杆在水平位置平衡，力臂在杠

（2）设杠杆每个格的长度为 （2）设杠杆每个格的长度为 L,每个钩码的重力为G,根据杠杆的平衡条件： F左L左=5右1右，即4Gx2L>2GX3L,左端大，故左端下沉；要使杠杆重新在水平位置平衡，如果不改变钩码总个数和悬挂点位置，根据杠杆的平衡条件可得只需要将左侧的钩码去掉一个即可平衡；（3）小李的实险方案更好，因为丙的力与力臂垂直，力臂在杠杆上便于测量，图丁的力不与杠杆垂直，力臂不方便测量i（4）力过知道。时力臂为零，不会影响到杠杆的平衡0点睛：（1）调节杠杆在水平位置平衡时，平衡螺母向上翘的一端移动；探究杠杆平衡条件时，使杠杆在水平位置平衡，这样方便测量力臂； （2）设一个钩码重为G,杠杆一个小格是L,根据杠杆平衡条件判断杠杆向那端下降，要保持平衡，根据杠杆的平衡条件判断移动那侧钩码； （3）根据钩码个数与每个钩码的重力求出测力计拉力，根据杠杆的平衡条件可知，图丙弹簧测力计方向向上，容易测量力臂，图丁方向不与杠杆垂直，不易测量力臂；（4）过支点的力，力臂为零。.图甲是某学习小组“测量滑轮组的机械效率”的示意图。用弹簧测力计竖直向上拉动绳子自由端，将重为4.5N的物体从A位置提升到A位置，同时弹簧测力计从图中的 B位置上升到B'位置，在这个过程中，弹簧测力计的示数如图乙所示。请你根据他们做的实验完成下列问题:甲 乙甲 乙（1）物体提升的高度是cm,拉力是N,该滑轮组的机械效率刀=;（2）若在图甲装置的基础上，增加一个动滑轮，改为图丙所示的装置，提升同一物体，则滑轮组的机械效率（选填“变大”、“变小”或“不变”） 。【来源】2018年山东省泰安市中考物理试题【答案】5.0275%变小【解析】（1）如图刻度尺的单位是cm,分度值为1cm,A'的位置对应的刻度为0刻度上面第5格，所以物体提升白高度h是5.0cm,拉力移动的距离为:5=30.0cm-15.0cm=15Ocm.拉力移动的距离为:如图测力计的分度值为0.2N,拉力是2N;该动滑轮的机械效率：卬有GhG 4.5N—二六二 x100%=75%%Fs3F x2N（2）若在图甲装置的基础上，增加一个动滑轮，改为图丙所示的装置，提升同一物体，有用功不变，而滑轮的重增加，由于对滑轮做的功为额外功，所以额外功增大，则滑轮组的机械效率变小。点睛：涉及机械效率的问题时，关键是要清楚总功、有用功、额外功都在哪，特别要清楚额外功是对谁做的功，使用滑轮或滑轮组时，额外功为提高滑轮做的功、克服摩擦及绳子重做的功。.“探究杠杆的平衡条件”实验甲 乙①如图甲所示，为了使杠杆在水平位置平衡， 应把杠杆右的平衡螺母向（选填“左”或“右”） 调节;②如图乙所示，保持杠杆水平位置平衡， 测力计从a位置转到b位置，其示数将（选填“变大”、“变小”或“不变”）③在实验中，改变力和力臂的大小得到多组数据的目的是（填序号）A.使测量数据更准确B.多次测量取平均值减小误差C.避免偶然性，使实验结论具有普遍性【来源】广东省深圳市2018年中考物理真题【答案】 左变大C【解析】分析：（1）调节杠杆在水平位置平衡时，平衡螺母向上翘的一端移动；探究杠杆平衡条件时，使杠杆在水平位置平衡，这样方便测量力臂；（2）弹簧测力计的方向向右倾斜，这时杠杆右侧的力臂变短，根据杠杆的平衡条件可知，使杠杆仍在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将变大；（3）通过实验总结实验结论时，一般要进行多次实验，如果只用一组数据得到结论，偶然性太大，因此应获取多组实验数据归纳出物理规律。解答：(1)调节杠杆在水平位置平衡，杠杆左端偏高，应把杠杆右的平衡螺母向左端移动，使杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂大小，同时消除杠杆自重对杠杆平衡的影响；(2)保持杠杆水平位置平衡，测力计从 a位置转到b位置，此时拉力的力臂变短，根据杠杆的平衡条件，力变大；C3)通过实脸总结归纳出物理规律时，一般要进行多次实险，荻取多组实险数据归纳出物理规律才具有普遍性，结论才正确厘所以在探究杠杆平衡的条件时,多次改变力和力臂的大小主要是为了获取多组实验数据归纳出物理规律。故选项C符合题意。故答案为：口),左{2＞变大⑶C【点睛】此题是探究杠杆平衡实验，考查了杠杆的调平及杠杆平衡条件的应用，在利用平衡条件公式时，要注意分析力和对应的力臂。.结合图中的实验情景，按照要求回答下列问题，甲乙①②③(1)对图①中的两支蜡烛的要求是;(2)图②中，的机械效率高；(3)图③研究的是电流产生的热量跟的关系；(4)图④中的(填 “铁屑”或“小磁针”)能更好的显示磁场的分布。【来源】山东省济宁市2018年高中段学校招生考试(中考)物理试题【答案】 大小相等乙电流和电阻铁销【解析】(1)图①是研究平面镜成像的实验，因为平面镜成像时，像与物的大小相等，所以为了比较像与物的大小，对图①中的两支蜡烛的要求是大小相等；(2)图②中，同样的滑轮组，即动滑轮的重相同，当提升的物体越重时，有用功越多，根据%用Gh G斗= = - —“总(G+ G+°动可知物体越重机械效率越高，所以乙图的机械效率高；(3)图③是研究焦耳定律的实验，当滑动变阻器的滑片固定不动时，两电阻串联，电流相等，可以研究电热与电阻的关系，当改变滑片的位置时，电流改变，通过任一只电阻可以比较电流不同时电热的多少，所以该装置可以研究电流产生的热量跟电流和电阻的关系；(4)图④中实验，使用小磁针时，只能显示出磁场的方向，使用铁屑时，能直观的显示出磁场的分布特点，即铁屑的疏密情况代表磁场的强弱分布特征，所以铁屑能更好的显示磁场的分布。点睛：实验②中理解影响机械效率的因素，特别要清楚额外功是对谁做的功，使用滑轮或滑轮组时，额外功为提高动滑轮做的功，所以额外功相同时，提升的物体越重，有用功越大，则机械效率越高。四、填空题.如图所示，用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置，分别用 Fa、Fb匀速提升重力为G、G的A、B两物体,不计绳重和摩擦。若GA>GB,则Y］甲Y］乙；若Fa=Fb,则GAG.(选填“>”、"V”或“=”)【来源】山东省枣庄市2018年中考物理试题TOC\o"1-5"\h\z【答案】 >VE解析】试题分析:不计绳重和摩摭，克服物体重力做的功为有用功，克服物体重力和动滑轮重力做的功1\o"CurrentDocument"-有 Gh G G.为总功，则滑轮组的机械效率：1r的总"+G动)1工［口口口户(}+'动.1^=11gxioo%,因物体1°动 动的重力G越大，1-G越小IG越大，且动滑轮的重力相等，所以jGa>Gs时，n公由图可知,nV,n工=3,由F=n 可得，提升物体的重力;G-nF-G^则F广庄时，提升物体的重力关系为【考点定位】机械效率的大小比较；滑轮组绳子拉力的计算.如图所示，将长为1.2米的轻质木棒平放在水平方形台面上，左右两端点分别为 A、B,它们距台面边缘处的距离均为0.3米。在A端挂一个重为30牛的物体，在B端挂一个重为G的物体。03米(1)若G=30牛，台面收到木棒的压力为牛。(2)若要使木棒右端下沉， B端挂的物体至少要大于牛。(3)若B端挂物体后，木棒仍在水平台面上静止，则G的取值范围为牛。【来源】浙江省杭州市2018年中考物理试题【答案】609010~90【解析】<1)若G=30牛，以木棒为研究对象，木棒受力平衡，故木棒受台面的支持力为607台面收到木棒的压力与木棒受到台面的支持力为相互作用力，即为(50X5(.)若要使木棒右端下苏，则B点为支点,根据杠杆平衡条件每xO3=GAxO.9r解得"二即m端挂的物体至少要大于我牛J<3)若B端挂物体后，木棒仍在水平台面上静止，以4点为支点，根据杠杆平衡条件GsxO.9=GAx0,3,解得则0=10凡即G的取值范围为一:10~90牛0点睛：1.以木棒为研究对象，木棒受力平衡，据二力平衡知识解答； 2.若要使木棒右端下沉，则 B点为支点，确定动力臂和阻力臂，由杠杆平衡条件求出 B端挂的物体的重力；3.木棒在水平台面上静止，分别以A、B为支点，由杠杆平衡条件求出 B端挂的物体的重力，即为G的取值范围。.高速铁路的输电线，无论冬、夏都绷的直直的，以保障列车电极与输电线的良好接触。如图为输电线的牵引装置。钢绳通过滑轮组悬挂 20个相同的坠泥，每个坠泥质量为 25kg,不计滑轮和钢绳自重和摩擦，输电线A端受到的拉力大小为N。若某段时间内坠泥串下降了 30cm,则输电线A端向左移动了cm。(g取10N/kg,不考虑钢绳的热胀冷缩)【来源】河南省2018年中考物理试题【答案】1015【解析】分析:（1）知道钢绳通过滑轮组悬挂加个相同的坠6邑每个坠旎质量为二kg,可以知道坠苑的总质量，再利用重力公式G二切向算总重力厂滑轮的轴固定不动的叫定滑轮，轴随物体一起运动的滑轮叫动滑轮，据此判断fG相当于物重，F为工端受到的为拉力，根据图得出口=2,不计滑轮和钢绳自重和摩擦，可以得出F之Gm（2）根据公式h=（求出输电线V端向左移动的距离j解答：（1）m#-20x25kg=500kmG#-m-fg=500^xi0+¥/^=5000.*根据图得出n-2,不计滑轮和钢绳自重和摩摭，可以得出乂端受到的拉F=2G=2x5000?；=10』的（2）某段时间内坠曲串下降了30m,所以输电线、端向左移动的距离为入=：=等=15所『故答案为：⑴.10， （2）.15【点睛】本题综合了重力知识、质量知识、滑轮组的知识来解决实际问题，其中判断绳子的股数是关键。.泸州市为了巩固创文成果下发了宣传手册“绿色低碳生活，从垃圾分类开始”。如图是一种轮式垃圾桶，拖动时它相当于一个杠杆（选填“省力”或“费力”）；垃圾桶底部的小轮子是为了摩擦力（选填“增大”或“减小”）；若拖动时垃圾桶总重为150N,且动力臂为阻力臂的2倍，则保持垃圾桶平衡的拉力F为No【来源】四川省泸州市2018年中考物理试题【答案】 省力减小75【解析】（1）图示的垃圾桶，因为是动力臂大于阻力臂的杠杆，所以是一个省力杠杆； （2）垃圾桶底部安装小轮子，采用变滑动为滚动的方式减小了摩擦力； （3）已知垃圾桶总重矢150N,动力臂Li=2L2,根据GL21.50L2杠杆平衡条件：FLi=Gb可得，保持垃圾桶平衡的拉力为： F=L1 %=75N点睛：（1）由示意图分析动力和阻力，然后看动力臂和阻力臂的大小，确定杠杆种类； （2）用滚动代替滑动可以减小摩擦；（3）根据杠杆的平衡条件进行计算求出竖直向上的力。.如图为吊装工具示意图，物体M为重5000N的配重，杠杆AB的支点为O,OAOB=1:2,每个滑轮重100N.当重为700N的工人用300N的力竖直向下匀速拉动绳子时，工人对地面的压力为N,物体M对地面的压力为N.（杠杆与绳的自重、滑轮组摩擦均不计）【来源】山东省威海市2018年中考物理试题【答案】4004500【解析】重为700N的工人用300N的力竖直向下匀速拉动绳子时，由于力的作用是相互的，所以人会受到300N的向上的拉力，所以此时工人对地面的压力为：G压="F=700N-3。帆=40。*从A点看，通过滑轮组，有三段绳子向下拉着滑轮，再加上一个滑轮的重，故A点受到的拉力为：&=3F+2Gd宪=3x300N-100N-1000N根据杠杆平衡条件得：乙X。5二&X代入得：Fsy^2OA-1000Nx。，解得：忌=500，因为力的作用相互,绳子对封向上的拉力也为5CI0N,所以期对地面的压力为：=&丫一％=5000N-500N-4500N.点睛：重点是滑轮组的工作特点，以及杠杆平衡条件的应用，难点是求 A点的拉力时，要理解下方的滑轮由绳子拉着，所以下方滑轮的重计算在绳子的拉力中，故 A点拉力为绳子的拉力加一个滑轮的重。.如图所示，用动滑轮把重为40N的物体A以0.5m/s的速度匀速提升，用时4s,拉力F的大小是25N,则拉力F的功率是WW动滑轮的机械效率是。【来源】海南省2018年中考物理试题【答案】2580%【解析】动滑轮由两段绳子拉着物体上升，即5=2/1。总功为：拉力F的功率是：有用功为:4s=25W；有用功为:4s=25W；W"用=Gh=Gvt-4ONx0.5m/sx4s=80J机械效率为:%用80J%用80J — xW总 1助100%=80%点睛：涉及机械效率的问题时，关键是要清楚总功、有用功、额外功都在哪，特别要清楚额外功是对谁做的功，明确这些功，求效率就很简单了。.如图所示，一轻质杠杆水平支在支架上， OA=20cmG是边长为5cm的正方体，G重为20N.当OC=l0cm时，绳子的拉力为N,此时G对地面的压强为2Xl04Pa.现用一水平拉力使G以5cm/s的速度向右匀速直线运动，经过s后，可使G对地面的压力恰好为零.【来源】湖北省荆州市2018年中考物理试题【答案】1010E解析】根据杠杆的平衡条件，当OC=10cm时，G2XOC=F><OA,即20N><10cm=FM20mb所以F=10NT。此时G】对地面的压强为2乂1优?和艮声m=2父1尸Pa,其中5=1。5mM0.05m=2冈04*代入前面的式子得,G]=60No当Gi对地面的压力为零时，G/0具=6立，即60Xm20m=20M<L,解得L=60cm,根据题意有OC+vt=L,即Wcm+5cm0t=6：〕m,所以t=l：$点睛：本题考查杠杆的平衡条件的应用。由杠杆平衡条件求出 G在C点时，杠杆在A点受到的拉力，由压强公式的变形公式求出G对地面的压力，然后对G进行受力分析，由平衡条件求出 G的重力；由杠杆平衡条件求出G对地面压力为零时G到支点的距离，然后由速度公式求出 G的速度。.用如图装置，在20s内将80N的水桶提升3m,拉力为50N,则拉力白功率为叫该装置的机械效率是%.若不计绳重和摩擦则动滑轮的重力为No【来源】江苏省扬州市2018年中考物理试题【答案】158020【解析】绳子自由端移动的距离拉力做的总功：W£=Fs=50Nx6m=300JJ则拉力的功率:p=?=黑=15W。拉力做的有用功：W三=6卜=加3<31]1=240几则该装置的机械效率叫=会乂1。0%=^100%=SO?不计绳重及摩摭，由F=：(8GQ可得动滑轮的重力：G^2F-G=2x50N-S0N■UUj ==20N,嚓点睛：(1)先根据s=2h求出绳子自由端移动的距离， 然后根据WlFs拉力做的总功，最后卞据P=[求卬有出拉力的功率；(2)先根据Wr=Gh求出拉力做的有用功，然后利用刀=印总*100溢出该装置的机械效率；1(3)不计绳重及摩擦，根据F=2(G+G0求出动滑轮的重力。五、计算题.如图所示，工人用滑轮组提升重为 400N的货物所用拉力恒为240N,货物被匀速提升10ml求：(1)工人做的功(2)滑轮组的机械效率【来源】山东省潍坊市2018年中考物理试题【答案】(1)4800J;(2)83.3%。【解析】(1)由图知道，滑轮组绳子的有效段数是： n=2,所以，绳子自由端移动的距离是： s=2h=2X10m=20m故工人做的功是： W=Fs=240NK20m=4800J(2)由题意知，提升物体做的有用功是： W=Gh=400Nk10m=4000J所以，滑轮组的机械效率是： y]=W/W总X100%=4000J/4800JX100险83.3%点睛：本题考查使用滑轮组做功和机械效率的计算，解题的关键是知道根据动滑轮上绳子的段数及求绳子自由端移动的距离，难度不大。.考古工作者在河底发现了古代的石像，经潜水者测量它的体积约为 2ms.如图所示，在打捞石像的过程中，考古工作者用动滑轮将石像匀速提升，需要竖直向上的拉力 F=1.6X104N.在没有将石像提出水面前，若不计摩擦和滑轮重力，(p水=1.0X103kg/m,g=10N/kg)求：(1)石像受到的浮力—。(2)石像的重力。(3)石像的密度。(4)若将石像提升了3m,石像受到水的压强减少了多少?【来源】山东省聊城市2018年中考物理试题【答案】 2X104N5.2X104N2.6X103kg/m33X104Pa【解析】(1)石像受到的浮力：Fz=G,：=p7gV,=1Mo^kg10Nkgx2ms=2x10*N;(2)不计摩搏和滑轮重力，根据F三(G-FQ可得石像的重力：G=2r+F=八1仆irN+JMiaNKAlO*舟C3)石像的质量：=^7=5.2x10^石像的密度，:二三二—&二二外1加kg (4)石像减少的水的压Ap—pgAh—IxlO'kgtu-xjoxkg^3ni—3*1Lr?a„o点睛：(1)利用阿基米德原理5浮=6排=p液9丫排求出石块受到的浮力；(2)若不计摩擦和滑轮重力，根据GF=(G-F浮)可求石像的重力；(3)根据m=9可求石像的质量，利用密度公式求出石像的密度； (4)已知^h=3m,根据^p=Pg^h可求石像减少的水的压强。.某物理兴趣小组设计了一个压力报警装置，工作原理如图所示。 ABO为一水平杠杆，OA长120cm,。为支点，AB:OB=51;已知报警器R。的阻值恒为10Q,压力传感器R固定放置，R的阻值随所受压力F变化

的关系如表所示。闭合开关 S,水平踏板空载时，电压表的示数为 2V;当水平踏板所受压力增大，电压表示数达到5V时，报警器R0开始发出报警信号。踏板、压杆和杠杆的质量均忽略不计。求:F/N05F/N051015202530RQ453424IS141210(1)电源电压为多少？(2)当报警器开始报警时，踏板设定的最大压力值为多少？(3)若电源电压变为14V,为保证报警器仍在踏板原设定的最大压力值时报警，应在杠杆上水平调节踏板触点B的位置。试计算说明触点B应向哪个方向移动多少厘米？【来源】2018年山东省泰安市中考物理试题【答案】(1)11V;(2)150N;(3)8cm【解析】如图，压力传感器和报警器串联，电压表与报警器并联。(1)闭合开关水平踏板空载时,即压力为0时，电压表的示数为2V,此时电流为：/二*=三"口二%由表格姓据知j压.力为。时庄期电『口的阻值为工。,刊JI弱电阻两端的电(£为：U=IR=0.2Ax45Q=9V,所以电源电压为：=4+」=2\,+9V=HVj(2)电压表示数达到5V时，报警器R0开始发出报警信号，此时电流为:%,5V■=-= 0.5A埼10Q根据串联电路电压特点得，此时压敏电阻两端的电压为:ir=U电源-4,:11V-5V=6V压敏电阻的阻值为:6Vr 压敏电阻的阻值为:6Vr 0.5A—12q由表格知，12a时压敏电阻受到的压力为： 25N,即〃=25*OA长120cm,AB:OB=51,可得：OB=―xOA=-x120cm=20tni1+5 6根据杠杆平衡条件得:

即:FaxOA

OB即:FaxOA

OBFaX -25nX6=ISON20cm所以踏板设定的最大压力值为 150N;(3)若电源电压变为UV,报警时报警器两端电压仍为门「电流仍为0.5A,则压敏电阻的阻值为:=="空=18。H 0JA 7由表格知，此时压敏电阻受到的压力为15Nw即：0*2££=150N12cm,要保证报警器仍在踏板原设定的最大压力值时报警，根据杠杆平衡条件得：&xOB'-F/xOA即：0*2££=150N12cm,所以B应向左移动，移动的距高为：=OB-GB,=20cm-12cm=8mo点睛：综合性较强，有一定难度，关键是思路要清晰，即：跳板压力变化一(利用杠杆平衡条件) A点压力变化一(利用规格信息)压敏电阻变化一(利用欧姆定律)电流变化一(利用欧姆定律)电压表示数变化，解题时通常从电压或电流着手，向前解题。.如图甲所示的滑轮组装置，不计绳重和摩擦，绳对滑轮的拉力方向均为竖直方向。用该滑轮组提升放置在水平地面上重为G=80N的重物到高处。用竖直向下的拉力拉绳的自由端，拉力F随时间t变化的图象如图乙所示，重物上升的速度v随时间变化的图象如图丙所示。 已知在2s〜4s内重物上升的竖直高度为2mx求：(1)在4s〜6s内，重物克服重力做功的功率;(2)在2s〜4s内，绳自由端下降的平均速度;(3)在0〜2s内，重物对地面的压力大小。【来源】四川省泸州市2018【来源】四川省泸州市2018年中考物理试题【答案】160W2m/s40N【解析】⑴由图丙可知，在扣y内，重物做匀速直线运动，其速度vFZOms,由P=3=£=Fv得，重物克服重力做功的功率：p=Gv：=SOXx2,Oms=ldOW.（2）由图甲可知，连接动滑轮绳子的股数口=2,已知在雪〜米内重物上升的竖直高度为Um,则绳子自由端移动的距离二三二曲二»2m=4m,所用的时间t=4s-2s=2s,则在玄〜心内，缩自由端下降的平均速度：v=;=i7=2ms.（3）由丙图可知，物体在依〜L -1、6s内做匀速直线运动，由图乙可知此时的拉力后二%”,因为不计绳重和摩擦，则由F=：1G辽YQ得，动滑轮的重力：G壬=nF3-G^=2M50N-S0N=20N,在—25内，由图乙可知此时的拉力Fi=3ONJ把动滑轮和重物看成整体，则这个整体受到向下的总重力、向上的支持力以及2股绳子向上的拉力而处于静止状态』由力的平衡条件得，Fh-2&=G~Gd则地面对物体的支持力：F之二G至-G1c-2F]=2ONHOX-2'3OX=4ON,根据力的作用是相互的可知，此过程中重物对地面的压力：F==Fx=40No点睛：由滑轮组的结构可以看出，承担物重的绳子股数 n=3,则拉力F移动的距离s=3h。（1）由F-t图WFs象得出在4s〜6s内的拉力F,由v-t图象得出重物上升的速度，利用 P=匚「=Fv求出克服重力做功的5功率；（2）由图甲可知，连接动滑轮绳子的股数，根据s=nh求出绳子自由端移动的距离，利用 V」求出绳子自由端移动的速度；（3）由丙图可知，物体在4s〜6s内做匀速直线运动，由图乙可知此时的拉力，利1用F="（G物+G动）求出动滑轮重，此时物体静止在地面上，根据力的平衡条件求出地面的支持力，根据力的作用是相互的，求出对地面的压力。.图甲是海上打捞平台装置示意图，使用电动机和滑轮组将实心物体 A从海底竖直向上始终以0.05m/s的速度匀速吊起，图乙是物体A所受拉力F随时间t变化的图象（不计摩擦、水的阻力及绳重， p水=1.0x103kg/m3.g=10N/kg）。请解答下列问题：（1）物体A的体积是多少？（2）物体A完全浸没在水中时滑轮组的机械效率为 80%当物体A完全离开水面后，滑轮组的机械效率是多少？（3）当物体A完全离开水面后，电动机两端电压为380V,通过的电流为5A,电动机线圈的电阻为多少?（不计电动机内部摩擦）【来源】山东省威海市2018年中考物理试题3【答案】(1)1m；(2)85.7%;(3)60。【解析】(1)根据图乙知，前30s时，拉力为2乂1。朱；40s以后拉力为3x10朱；30s至U40s时，拉力逐渐增大。根据题中情境可以判断：前30s时，物体浸没在水面下，浮力最大，所以拉力最小； 30s到40s时物体逐渐拉出水面，浮力变小，所以拉力变大； 40s以后拉力最大且不变，说明物体已离开水面，此时拉力即为物体的重。根据称重法测量浮力的原理，得到物体浸没时的浮力为：F.江=G-F1=3x104K-2x1-lxlO4^根据阿基米德原理得，物体的体积为：F浮 IXIOSJ/= = =1mP水gl.Ox10'kg/ni*X1ON/kg 。(2)不计摩擦、水的阻力及绳重时，水面下时的效率为80°0,即：炉才郎卯上丹 Fh E2x104N»=——= ― = 1 = i= =20%W. ”一首+⑷尸一巳卜+G=上―E+2k15N+G.-5 手哼亨」 蚤工毛 军解得：=5000N离开水面后，机械效率为:(3)由图知，两段绳子承担物重，所以电动机的拉力为:F=_(G+。懿)=-(3X105l+50002=1.75X10、根据P=得，电动机的输出功率为:P输出二产廿蝇=F算2%)=1.75x10'x2x0.05m/s=17S0W电动机的输入功率为:P=Ul=380Vx5a=1900W电动机的发热功率为:P他二P-P输出=1900W-1750W=1S0W根据P=l尔得，线圈的电阻为:

%用 。斗. 1 点睛：在涉及机械效率的相关计算在不计摩擦和绳重时，牢记效率的两个思路：一是 w总nFh加二点睛：在涉及机械效率的相关计算有用_Gh_G二是“班总（G+"）h"+%。35.如图所示是蒙华铁路荆州段长江大桥施工现场， 工程师用起吊装置在江中起吊工件.己知工件重4000N,每个滑轮重500N,声音在水中的彳^播速度是 1500m/s.在水面上用超声测位仪向江底的工件垂直发射超声波，经过0.02s后收到回波.（不计绳重和摩擦， g=10N/kg,pk=1.0x103kg/m3）（1）求工件在水下的深度；（2）不计工件的高度，求水对工件产生的压强；（3）当工件在水面下匀速上升时，绳子自由端的拉力为500N,求工件的体积；（4）不计动滑轮体积，求工件在水下匀速上升时滑轮组的机械效率（结果在小数点后保留一位数字） .【来源】湖北省荆州市2018年中考物理试题【答案】见解析所示【解析】（1）出二的31列口m M2）尸二户.二二1.0乂侍kgm以10'kgxl5m= ?C3）不计绳重及摩擦，F^=-(G七+G-+F■F.=G匚+G二一nF,2=4000N4-500N-3x500N=3000NJFTlr 0r 0〜吞 10X102Skg,-■IOKkgV==；（4）工件在水中匀速上升时，斗二0=±Q=华=-心IV*尸空气上nF*, 3X500^点睛：（1）已知超声波在海水中传播的速度以及传播的时间，利用s=vt可以得到工件所在的深度；（2）已知海水的密度和工件所在的深度，利用 P=pgh计算受到的压强；（3）已知作用在动滑轮上的绳子股数和自由端的拉力以及动滑轮的重力，可以得到滑轮组对水下工件的拉力；已知工件重力和滑轮组对它的拉力，可以得到工件受到的浮力；已知浮力和海水的密度，利用公式 V=V排=口液9得到工件的体积；（4）工件在水下匀速上升时，拉力做功为总功，克服重力做的功与浮力做的功之差为有用功， 利用刀=叩总可以得到滑轮组的机械效率。六、综合题36.（2018行波）为响应宁波市政府提出的“创建海绵型城市”的号召，小科设计了如图所示的市政自动排水装置模型，控制电路由电压为 12V、最大容量为100Ah的蓄电池供电，蓄电池用“发电玻璃”制成的太阳能电板充电。R为定值电阻，R为压敏电阻，压敏电阻通过杠杆 ABO与圆柱形浮体相连， AB:BO=4:1,压敏电阻的阻值随压力变化的关系如下表。 （压板、杠杆和硬质连杆的质量及电磁铁线圈电阻忽略不计，所用绿灯、红灯及排水泵的额定电压均为 220V）压敏电阻受到的压力F斗60^128ISOf240^3融3外42加48加1n.压敏电咀R阻值农5即36a2山18a12g8g65小55平…W（1）当水位在安全位置以下时绿灯亮，排水泵不工作；当水位达到安全位置上限时红灯亮，同时排水泵正常工作。请按要求完成图中工作电路的连接。（2）“发电玻璃”光电转化率接近 18%要求在5h内对控制电路的蓄电池充满电，则选用的“发电玻璃”面积至少为m2.（太阳能辐射到每平方米地面上的平均功率按 1000W十算，计算结果精确到0.1m2）（3）按照设计要求，当水位上升到浮体刚好全部浸入水中时，压敏电阻受到压力为 360N,通过电磁铁线圈2的电流为100mA排水泵启动；当水位回落到浮体只有 5体积浸入水中时，硬质杠杆ABO仍处于水平位置，线圈中电流为30mA排水泵停止工作，则小科应选择重力为多大的浮体?（4）在实际调试过程中，小科发现水位已达到安全位置上限，但排水装置还未启动。如果在其他条件保持不变的前提下，要使排水装置符合设计要求，应该将与压敏电阻相连的压板向（填“左”或“右“）移动。【来源】浙江省宁波市2018年中考物理试题【答案】见解析1.3应选择重力为8N的浮体右【解析】（1）当水位在安全位置以下时时，浮体受到浮力较小，则浮体通过连杆对 A端的向上作用力较小,压敏电阻受到杠杆的压力较小，由表格数据可知，压敏电阻的阻值较大，由欧姆定律可知控制电路中电流较小（不能吸引衔铁），电磁继电器衔铁在弹簧作用下被向上拉起，动触点与上方静触点接通，反之与下方静触点接通；由题知，绿灯亮，排水泵不工作，红灯亮，同时排水泵正常工作，说明绿灯与红灯、水泵间互不影响，即为并联，红灯与水泵同时工作，同时停止工作，且它们的额定电压均为 220V,所以红灯与水泵间并联，由此画出工作电路图连接情况如图所示：水型）一水型）一（2）蓄电池充满电时储存的电能;W-UIt-12Vx100Ax3600s-4.3?xlJ-1,2kW-h,由题知j发电玻璃光电转化率接近1胪打在山内对控制电路的蓄电池充满电，太阳能藕射到每平方米地面上的平均功率looomcw,设一发电玻璃“面积至少为S,所以有：SzIkkmHS"klKV®解得：81加二5（3）当浮体刚好浸没时，压敏电阻受到压力为360N,由表中数据知，此时压敏电阻的阻值 R=80Q（3）当浮体刚好浸没时，压敏电阻受到压力为控制电路中R控制电路中R与R串联，措施控制电路中的电流I=100mA=0.1A,由串联电路特点和欧姆定律可得，定值电阻的阻值:12VR0^R»-R= R=120£―80门=40Q@ 01A设此时连杆对A端的作用力为设此时连杆对A端的作用力为Fa,压敏电阻对B处的作用力为Fb,已知AB:BO=4:1,则AQBO=51,根据杠杆的平衡条件有： 0X跖△=%.L0B,则:’on则:’on因为力的作用是相互的，所以 A端对浮体向下的压力： Fa'=Fa=72N,由力的平衡条件可得，此时浮体受到的浮力： F浮=G+H=G+72N ①2 Ff=-F当浮体只有弓体积浸入水中时，由阿基米德原理可得此时的浮力： 浮一号浮，此时控制电路中电流为 30mA=0.03A,由串联电路特点和欧姆定律可得，此时压敏电阻的阻值:12V*=/?/-%= 10C=360a心0.03A由表中数据知，压敏电阻受到压力