2023年山东省九年级物理中考模拟试题分项选编：简单机械

参考答案：1．A【详解】机械臂在使用过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆。A．钓鱼竿在使用过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故A符合题意；B．动滑轮在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故B不符合题意；C．酒起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故C不符合题意；D．羊角锤在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故D不符合题意。故选A。2．D【详解】乐乐的重力和位置不变，即动力力和动力臂不变，燕燕所在的位置比爸爸所在的位置距离支点较远，即燕燕的力臂比爸爸的力臂大，燕燕的重力小于爸爸的重力，则燕燕对跷跷板的压力小于爸爸对跷跷板的压力，说明阻力越小，阻力臂越大，故此实验最有探究价值且易于探究的科学问题是动力和动力臂不变，杠杆平衡时，阻力和阻力臂之间存在着怎样的关系，故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。3．B【详解】A．用手向上举物体时，动力臂小于阻力臂，因此前臂是一根费力杠杆，故A不符合题意；BCD．用手提起物体时，人的前臂相当于一个杠杆，肱二头肌给桡骨的力是动力，重物给前臂的力是阻力，杠杆围绕肘关节转动，因此支点O在肘关节处，故CD不符合题意，B符合题意。故选B。4．B【详解】A．如图画出动力臂和阻力臂

由图可知，动力臂小于阻力臂，根据杠杆平衡条件，可知动力大于阻力，所以吊车的起重臂是一个费力杠杆，故A错误；B．使用滑轮时，轴的位置随被拉物体一起运动的滑轮称为动滑轮。若将重物直接挂在滑轮上，在提升重物时滑轮也一起上升，这样的滑轮叫动滑轮。所以吊车起重臂下方的滑轮是动滑轮，故B正确；C．支腿盘可以增大吊车与地面的受力面积，由于吊车对地面的压力大小等于吊车及货物的总重力，总重力不变，根据可知，其作用是减小吊车对地的压强，故C错误；D．吊车吊着货物上升的过程中，货物在吊车钢绳拉力的作用下向上运动，拉力对货物做了功，故D错误。故选B。5．B【详解】AB．由图可知，垃圾桶盖使用过程中，两个滑轮的轴固定不动，所以该装置中的滑轮为定滑轮；定滑轮虽不省力，可以改变力的方向，故A错误，B正确；C．由图可知，桶盖可视为杠杆，阻力为桶盖的重力，垃圾桶盖使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故C错误；D．不透明物体的颜色是由它反射的色光决定的，蓝色垃圾桶只能反射太阳光中的蓝色光，其它颜色的光被吸收了，看起来是蓝色，故D错误。故选B。6．B【详解】①由图知道，n＝3，拉力端移动距离s＝3h，滑轮组的机械效率则工人所用的拉力故①错误；②忽略摩擦及绳重，则拉力所以，动滑轮的重力G动＝3F﹣G物＝3×250N﹣600N＝150N故②正确；③拉力端移动的速度v＝nv物＝3×0.2m/s＝0.6m/s拉力的功率故C正确；D、忽略摩擦及绳重，由于滑轮组的机械效率由此可知，提升重力不同的货物时，此滑轮组机械效率不同、是变化的，故④错误。故B正确，ACD错误。故选B。7．CD【详解】A．由图可知，滑轮组提起两个钩码，因此有用功为故A错误；B．由图可知，弹簧测力计的分度值是，示数为；由图可知，绳子自由端移动的距离为拉力做的总功为滑轮组的机械效率故B错误；C．拉力做功的功率为故C正确；D．因为不计摩擦时，效率为动滑轮重力不变，提升的物重增加，所以滑轮组机械效率变大，故D正确。故选。8．AD【详解】A．甲方式是两个定滑轮，改变的用力方向，但不能省力；乙方式是一个动滑轮和定滑轮组成的滑轮组，不仅可以省力，也可以改变力的方向，故A正确；B．乙方式，使用滑轮组，省力，但是费距离，故B错误；CD．由题可知，甲、乙两滑轮组均将同一货物提升相同高度，由可知，不计绳重和滑轮的摩擦，甲方式使用两个定滑轮，没有额外功，即甲方式F1做的功等于有用功；乙方式需要克服动滑轮的重力做功，即乙方式的F2做的功为有用功与额外功之和，所以拉力F1做的功小于F2所做的功，甲方式的机械效率大于乙方式的机械效率，故C错误，D正确。故选AD。9．BD【详解】A．拉力做的有用功W有用=Gh=500N×3m=1500J故A错误；B．工人师傅做的功（总功）W总=Fs=400N×5m=2000J故B正确；C．使用斜面，克服瓷砖与斜面间摩擦力做的功为额外功，额外功为W额=W总﹣W有用=2000J﹣1500J=500J瓷砖受到的摩擦力故C错误；D．减小斜面的粗糙程度，斜面的倾斜程度、斜面长、斜面高都不变，在木板上拉上相同的瓷砖，压力不变，瓷砖受到的摩擦力减小，额外功减小，做功相同的有用功，总功减小，由可知斜面的机械效率变大，故D正确。故选BD。10．省力粗【详解】[1]盘山公路相当于斜面，汽车沿着盘山公路驶上高耸入云的山峰时，费了距离省了力。[2]螺丝刀的手柄是轮轴，其实质是省力杠杆，轴半径是阻力臂，轮半径是动力臂，轴半径一定时，轮半径越大越省力，即手柄粗一些的螺丝刀用起来更省力。11．A40300【详解】[1]由甲图可知，动滑轮被3段绳子拉着，绳子移动的距离为物体移动距离的三倍，故反映绳子自由端运动的图线是A。[2]动滑轮的重力为[3]由图可知，3s内物体移动的距离为1.5m，则有用功为12．2583%【详解】[1]不计摩擦和绳重，使用斜面时做的额外功为0，利用斜面拉力做的功等于直接提升物体做的功，即W=Fs=Gh则拉力[2]不计摩擦和绳重，便用滑轮组时，提升动滑轮做的功为额外功，滑轮组的机械效率13．【详解】[1][2]由图知，小车上的滑轮是一个动滑轮，绳端移动的距离等于斜面长的两倍，即工人做的总功克服小车重力做的有用功斜面的机械效率14．

【详解】阻力F2作用点在B点，阻力的方向和物块重力的方向相同，是竖直向下的，如图所示：

15．

【详解】由杠杆平衡条件可知，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小；图中支点在点，因此作为动力臂最长，由图知动力的方向应该向上，过点垂直于向上做出最小动力的示意图；绳子对杠杆拉力作用在杠杆上，方向与重力方向相同，从点向拉力的作用线引垂线段，垂线段的长即为其力臂。如下图所示：

16．【详解】由图知，O为支点，延长力F画出力的作用线，由O点向力F的作用线作垂线，则垂线段长为其力臂l，如图所示17．【详解】由杠杆平衡条件F1l1＝F2l2可知，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小；图中支点在O点，因此OA作为动力臂l1最长；动力的方向应该向下，过点A垂直于OA向下作出最小动力F1的示意图，如图所示：18．

【详解】图中滑轮组由一个动滑轮和一个定滑轮组成，要求最省力，则由3段绳子承担物重是最省力的绕绳方法；绳子先系在动滑轮的上挂钩上，绕过上面的定滑轮，再绕过动滑轮，如图所示：

19．

大于【详解】（1）[1]铅笔在水平位置平衡，受到平衡力的作用，分析可知，铅笔受到竖直向下的重力、竖直向上的拉力，这两个力大小相等，方向相反，是一对平衡力，铅笔的重心为点，从铅笔的重心开始，分别沿竖直向下和竖直向上的方向画一条有向线段，并分别用和表示，如图所示：

（2）[2]反向延长力的作用线，从支点作力的作用线的垂线段，垂线段的长就是力的力臂如图所示：

（3）[3]在图丙中，由杠杆平衡条件得即因为，所以，则酱油的质量大于水的质量。（4）[4]由图丙可知，两塑料袋中分别装有体积相同的酱油和水，即：；根据杠杆平衡，则有即根据可得，，则，则酱油密度。20．右竖直向下2【详解】（1）[1]如图甲所示，杠杆左端低，右端高，为左偏，此时平衡螺母要向右调节。（2）[2][3]杠杆在水平位置平衡，以杠杆为力臂，此时施加的力最小，所以力的方向为竖直向下，设一个长度为L，由杠杆的平衡条件得解得。21．平衡右右4左端下沉变大阻力和阻力臂不变，动力臂变小，动力变大【详解】（1）[1]当杠杆静止不动或匀速转动时，杠杆达到平衡状态。图甲中杠杆静止，此时杠杆平衡。[2][3]由图可知，杠杆左低右高，应调节两端的平衡螺母都向右移动，直至杠杆在水平位置平衡。（2）[4]设每个钩码重为G，每格长度为l，B点的钩码个数为n，根据杠杆的平衡条件3G·4l=nG·3l解之可得：n=4。[5]在A、B两点下方同时附加一个相同的钩码，则4G·4l>5G·3l此时杠杆左端下沉。（3）[6][7]当弹簧测力计从图丙位置转到图丁位置时，阻力和阻力臂不变，动力臂变小，根据杠杆的平衡条件可知，动力会变大。22．省力改变力的方向66.7%1.2所提物体的重量0.20.07【详解】（1）[1][2]定滑轮和动滑轮在构造上是相同的，只是在使用中，不随物体一起移动的滑轮叫定滑轮，和物体一起移动的滑轮叫动滑轮；定滑轮的作用是改变力的方向；动滑轮实质上是动力臂是阻力臂二倍的杠杆，所以使用它可以省一半的力，但不能改变力的方向。（2）[3]由表中第4次实验数据，则测得的机械效率（3）[4]探究滑轮组的机械效率与重物被提升高度关系时，应控制其他因素不变，只改变物体被提升的高度，由表格数据可知，应比较1、2两次实验。[5]比较第3、4次实验数据可知，实验中只改变了提起物体的重力，可得结论：同一滑轮组提升物体的重力越大，滑轮组的机械效率越高。（4）[6]由W有=Gh可得，第4次拉力做的有用功与第3次的差等于G4h-G3h=4N×0.lm-2N×0.1m=0.2J根据W额=W总一W有=Fs-Gh可得，第3次做的额外功W额3=F3s-G3h=1.lN×0.3m-2N×0.lm=0.13J

第4次做的额外功W额4=F4s-G4h=2.0N×0.3m-4N×0.1m=0.2J[7]所以第4次拉力做的额外功与第3次相比增大了0.2J-0.13J=0.07J，由此可知，有用功增加比额外功增加多得多，从而使有用功占总功的比值变大，即滑轮组的机械效率增大。23．匀速无关1、2丙0.67583.3【详解】（1）[1]为了准确测出滑轮组的机械效率，让弹簧测力计的示数稳定，应使弹簧测力计沿竖直方向做匀速直线运动。（2）[2]通过比较1、4两次实验数据知，滑轮组和提升物体的重力相同，绳子段数相同，重物上升高度不同而机械效率相同，故得出结论：使用同一滑轮组提升同一重物时，滑轮组的机械效率与重物上升高度无关。（3）[3]1、2两次实验，s＝0.3m，h＝0.1m，由s＝nh可得n＝3，使用同样的滑轮组，即使用的甲、乙两图，通过得出的实验数据可知提升的物体重力越大，滑轮组的机械效率越高，得出结论：同一滑轮组提升的物体越重，滑轮组机械效率越高。（4）[4]在第3次实验中，s＝0.5m，h＝0.1m，由s＝nh可得n＝5，即承担物重的绳子股数n＝5，所以第3次实验是用丙图所示装置来完成的。[5]第3次实验时所做的有用功为W有用＝Gh＝6N×0.1m＝0.6J[6]第3次做的总功W总＝Fs＝1.6N×0.5m＝0.8J滑轮组的机械效率（5）[7]第1次实验时，不计绳重和摩擦，根据得动滑轮的重力G动＝3F′-G′＝3×1.2N-2N＝1.6N钩码重8N时滑轮组的效率24．很小改变在斜面上静止释放的高度匀速直线80%【详解】（1）[1]图甲所示实验中，斜面很大的坡度，小车运动速度将会很大，运动时间很小，测量运动时间不方便。为便于测量小车在斜面上的运动时间，应使斜面保持很小的坡度。（2）[2]图乙所示实验中，球A的动能是由重力势能转化而来的。对于同一个球A，要改变A撞击木块前的动能大小，可进行的操作是改变在斜面上静止释放的高度。（3）[3]图丙所示实验中，斜面倾斜角为，物体B重为。为了便于读出弹簧测力计的示数，用弹簧测力计沿斜面拉动B时，应使B做匀速直线运动。[4]实验中弹簧测力计示数如图所示，弹簧测力计的分度值为0.1N，其示数为2.5N。设斜面高为h，由数学知识知，斜面长则所测斜面的机械效率为25．（1）90W；（2）77.5%【详解】解：（1）由图知，滑轮组的绳子承重股数为n=3，拉力端移动的速度为拉力做功的功率为（2）不考虑绳重和摩擦，当所提货物重力为630N时，根据可得，动滑轮的重力为不考虑绳重和摩擦，滑轮组的机械效率为则提货物重力G2=930N时，滑轮组的机械效率为答：（1）拉力做功功率为90W；（2）当所提货物重力为930N时，滑轮组的机械效率为77.5%。26．（1）0.2m/s；（2）1.5×104Pa；（3）80%【详解】解：（1）由甲得，当物体上升高度运动的时间为乙图可知，滑轮组小明拉绳子的速度（2）小明双脚站在地面上对地面的压力受力面积小明双脚站在地面上对地面的压强（3）该滑轮组的机械效率答：（1）在匀速提升重物的过程中，小明拉绳子的速度0.2m/s；（2）小明未提重物时，双脚站在地面上对地面的压强1.5×104Pa；（3）该滑轮组的机械效率80%。27．（1），；（2）【详解】解：（1）提升重物时，汽车对水平地面的压力受力面积汽车对水平地面的压强（2）由图可知：滑轮组绳子的有效股数，根据可得，汽车的拉力汽车的速度则汽车拉绳的力做功的功率答：（1）汽车