2021年中考物理真题全国及解析：简单机械

2021年中考物理真题全国精选及解析：简单机械

1.（2021济南）爸爸领着小梅玩跷跷板。下列四幅图中，最有可能让跷跷板在水平方向上

保持平衡的是（）

【答案】B

2.（2021聊城）如图，在水平拉力户的作用下，使物体A沿水平面以速度r向右匀速运动

了距离s,若物重为G,平面对物体的摩擦力为九下列说法正确的是（）

A.有用功的功率为fv

B.拉力做功的功率为3尸r

C.装置的机械效率为

D.额外功为（3尸一*s

【答案】ABD

3.（2021贺州）现有若干个规格相同的钩码，如图所示，为了使杠杆在水平位置平衡，应

在杠杆的4点挂几个钩码（）

A.1B.2C.3D.4

【答案】C

【解析】解：设每个钩码重为G,杠杆每格长度为L,由杠杆平衡条件得：2GX6L=nGX4L,

则n=3。故选：Co

4.（2021绵阳）在水平地面上，个子较高的甲同学和个子较矮的乙同学共同搬运一个质量

分布均匀的木箱，两人一前一后，手都作用在木箱靠近自己一侧的下边缘上，施力方向都

竖直向上。第一次，甲同学在前，对木箱施加的力大小为F单，乙同学在后，对木箱施加的

力大小为F*第二次，甲、乙同学互换位置，甲同学对木箱施加的力大小为F/,乙同

学对木箱施加的力大小为FJ。假设甲、乙同学身体和手臂都伸直，则（）

A.FT>FLB.F/=F/C.F,>FJD.Fz,=F/

【答案】Do

【解析】解：如图，木箱质量均匀故其重心在几何中心，标为G,个子较高的甲同学抬箱子

时，动力作用点在B处，支点在A点，动力臂为AC,阻力臂为AD,根据杠杆的平衡条件可

得：FzXAC=GXAD①；个子较矮的乙同学抬箱子时，动力作用点在A点，支点在B点，动

力臂为BF,阻力臂为HB；根据杠杆的平衡条件可得：RXBF=GXHB②；由图知：HB>HF

③，AC=BF®,AD=HF⑤，综合①②®④⑤可得：FI>F2,即F甲VF乙；当甲、乙同学互换

位置后，由于物体的重心位置不变，力臂的长短不发生改变，则甲乙所用力的大小不会发

生改变，即与第一次所用力的大小相同，故ABC错误；D正确。

5.（2021德州）图所示工具中，属于费力杠杆的是（）

【答案】A

6.（2021苏州）如图，质量为2勿的物块尸下方连接有一个质量为勿的钩码，上端通过细线

绕过轻质定滑轮连接一质量为2H的物块Q将它们由静止释放，在物块产下落到地面的过程

中，只。间细线拉力大小为汽（细线重力及各处的摩擦均不计，钩码落地后不弹起）

A.钩码落地前F=3〃zg,。的机械能增大

B.钩码落地前F<3mg,。的机械能增大

C.钩码落地后尸=2〃?g,P的机械能不变

D.钩码落地后尸〉,P的机械能减小

【答案】B

令剪刀B.镇子

c.开瓶器

【答案】B

9.（2021青海）许多物理学家为人类的进步做出了巨大的贡献，下列叙述中对应关系正确

的是

A.牛顿发现了杠杆平衡条件B.伽利略最早测出了大气压强的值

C.奥斯特发现了电流的磁效应D.阿基米德最早揭开了光的颜色之谜

【答案】C

10.（2021江西）如图6所示的滑轮组，在拉力尸作用下物体A以0.lm/s的速度匀速

上升，则绳子自由端移动的速度是—m/s若以动滑轮为参照物物体A是—的。

图6

【答案】0.2静止

11.（2021苏州）如图是十三世纪法国亨内考设计的“魔轮”，轮子边缘上通过可以自由转

动的较链等距安装了12个相同的活动短杆，杆端分别套上一个相同重球，他认为由于右侧

重球距离转轴较远，也即重力的▲较大,转轮会沿顺时针方向越转越快，其实根

据▲的原理,无需精确测量就能判定他的这一设想是不能实现的.

【答案】力臂能量守恒

12.（2021大连）工人使用独轮车搬运石头，相关信息如图所示，车箱和石头所受的总重

力G=1200N,推车时，双手向上的力尸=N；如果将这些石头偏向车箱前部装载，

推车时，双手向上的力为/，则尸F（选填“>"、"="或"<叽

【答案】①.300②.〈

13.（2021青海）一名建筑工人用如图8所示的滑轮组，将一个重为450N的货物，在10s

内沿竖直方向匀速提升了4m,建筑工人所用的拉力是300N。则该建筑工人所做的有用功是

J,建筑工人做功的功率是W,该滑轮组的机械效率是»

图8

【答案】180024075%

14.（2021攀枝花）如图所示，固定的斜面长产1.2m,高加0.3m,沿斜面向上用5N的拉

力在2s内把一个重16N的物体从斜面底端匀速拉到顶端，拉力的功率为W,斜面的

机械效率为.

【答案】①.3②.80%

【解析】解：（1）拉力所做的总功为：Wft=Fs=5NX1.2m=6J；

拉力的功率为：P=%=旦L=3W；

t2s

（2）此过程所做的有用功为：W*=Gh=16NX0.3m=4.8J；

则斜面的机械效率为：n="^亘=生&-=80%。

W总6.T

故答案为：3；80%.

15.（2021德阳）用如图所示滑轮组拉动物体4在粗糙的水平面上运动，不计绳和滑轮的自

重。当尸为20N时，物体4在水平面上做匀速直线运动，此时物体4受到地面的摩擦力为

30N,则滑轮组的机械效率是；当产增大到50N时，物体4受到地面的摩擦力

为N»

【答案】75%30N

【解析】滑轮组的机械效率是：〃=4x100%=黑;;X100%=75%,当尸增大到50N

HrZX20N

时，物体”对地面的压力保持不变，接触面的粗糙程度不变，因此物体/受到地面的摩擦

力仍为30No

16.（2021玉林）如图所示，在F=200N的拉力作用下，物体4以2m/s的速度沿水平面

做匀速直线运动，若滑轮组所做有用功的功率为960%则地面对物体的摩擦力为N,

滑轮组的机械效率为。（忽略绳子和滑轮的重力）

F=200N

【答案】48080%

【解析】解：（1）由P有=?=?=/D多可得，地面对物体的摩擦力

P有_960W

=480N

“物—2mls

（2）由图可知，滑轮组绳子的有效股数n=3,则滑轮组的机械效率

”学x100%=曾x100%=介物f480/V

x100%$100%=荻而而x100%

W总Fs绳Fxns物

=80%

故答案为：480;80%。

17.（2021南充）如图甲所示，为轻质杠杆，AC为轻质硬棒且与力传感器相连，图乙

是物体〃从/点开始向右匀速运动过程中力传感器读数大小与时间的关系图像，则物体〃

的质量大小为g；已知。4的长度为30cm,。6足够长，AC能承受的最大弹力大

小为15N,若要杆不断，物体从4点开始运动时间最长为s（g=10N/kg）.

【答案】10312.5

18.（2021鞍山）某工人用如图所示的装置提升一堆砖。已知每块砖重40N,工人的质量

为70kg,他的双脚与地面的接触面积为400cm2（不计绳重和摩擦）。当工人匀速提升20

块砖时，此装置的机械效率为80%,则工人对地面的压强为Pao在此过程中，砖

块上升的速度是0.2m/s,则工人做功的功率是Wo当工人用此装置提升块砖

时，该装置的机械效率最高。（g取10N/kg）

【答案】①.5000②.200③.30

19.（2021聊城）如图所示，GA=15N,GB=5N.请画出地面对物块A支持力F的示意图，并

标明该力的大小.

21.（2021青海）在图9中，画出杠杆平衡时施加在杠杆上的最小动力R的作用点和方向

并画出所挂重物的绳子对杠杆拉力的力臂

【答案】

22.（2021鞍山）如图所示，火车上的售货员正推着小车售卖货物。当小车前行遇到障碍

物时，需要使小车前轮翘起。请你画出售货员施加的最小动力耳，动力臂4以及阻力臂4

23.（2021山西）中医药文化是中华民族悠久历史文化的重要组成部分。如图是用切刀将黄

底切片的示意图，请你在图中画出施加在手柄上4点最小力尸的示意图及其力臂人

【答案】解：由杠杆平衡条件正遇1=尸2人可知，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0点，要求在4点用力，连接力，则曲就是最长的动力臂Z;由题意可知，要

在4点用最小的力尸将黄茜切片时，杠杆应按顺时针转动，则动力应垂直于力臂/向下，

据此可画出最小动力厂的示意图。如图所示

【解析】（1）力臂的概念：力臂是指从支点到力的作用线的距离

（2）杠杆平衡条件：动力x动力臂=阻力x阻力臂（FMi=尸2人），在阻力跟阻力臂的乘积一

定时，动力臂越长，动力越小

24.（2021聊城）小明同学用如图所示的装置测定斜面的机械效率，实验记录结果如下表：

则第3次实验时斜面的机械效率为,分析比较下表中的实验数据，可得到的结论

是：斜面越陡机械效率越（选填"高”、“低”或“不变”）。

实验斜面修木块篁斜的高沿斜囱拉木块沿斜面移斜面的机

次数斜程度GN度〃/・力〃N动的距离WB技效串〃

!较好50.23.30.360.6%

2较陡50.253.80.565.8%

3反K50.34.20.5

【答案】①.71.4%②.高

26.(2021绵阳)用如图所示装置探究斜面省力大小及机械效率是否与斜面倾角、表面粗糙

程度有关。甲、乙斜面倾角相等，与丙的不相等；甲、丙斜面表面粗糙程度相同，与乙的

不相同。先用弹簧测力计竖直向上匀速缓慢提升重物0.24m高，弹簧测力计示数Fo=2O.ON；

再分别在三个斜面上沿斜面向上匀速缓慢拉动这个重物到同一高度，弹簧测力计示数和斜

面长度如表所示。

次数斜而弹簧测力计斜面长度省力大小△F/N机械效率

示数K/NI./B(△1•=1•."F)n%

1甲17.40.30992.0

2乙18.20.30L887.9

3丙14.00.406.02

根据表中数据回答下列问题：

(1)斜面甲省力大小△F>f=N；

(2)斜面丙的机械效率。百=%;

(3)比较甲、乙实验结果，可以认为；比较甲、丙实验结果，可以认为(选

填序号，有可能不止一项正确)。

A.斜面省力大小与斜面倾角有关

B.斜面省力大小与斜面表面粗糙程度有关

C.斜面省力大小与斜面倾角和表面粗糙程度都有关

D.斜面机械效率与斜面倾角有关

E.斜面机械效率与斜面表面粗糙程度有关

F.斜面机械效率与斜面倾角和表面粗糙程度都有关

【答案】(1)2.6；(2)85.7；(3)BE;AD»

【解析】解：(1)由图1次实验数据知，斜面甲省力大小△F¥=F0-F单=20.0N-17.4N=

2.6N;

(2)由题知，弹簧测力计竖直向上匀速缓慢提升重物高h=0.24m,弹簧测力计示数F0=

20.ON,所以物体重力G=Fo=2O.ON,

由表数据，可得斜面丙的机械效率：

n百=匣=20.0NX0.24m~85.7%；

F丙L丙14.ONX0.40m

(3)实验是为了斜面省力大小及机械效率是否与斜面倾角、表面粗糙程度有关。每次实验

将同一物体拉到同一高度。

①由题知，甲、乙两次实验，斜面倾角相等，甲、乙的斜面表面粗糙程度不相同。

由表中数据知，4F甲＞△Fz.,能说明B,即斜面省力大小与斜面表面粗糙程度有关；

同时，由表中数据知，两次实验的机械效率n甲＞n乙，能说明E,即斜面机械效率与斜面表

面粗糙程度有关；

②甲、丙两实验，斜面表面粗糙程度相同，斜面倾角不相等。

由表中数据知，能说明A,即斜面省力大小与与斜面倾角有关；

同时，由表中数据知，n单＞n可，能说明D,即斜面机械效率与斜面倾角有关。

27.(2021德阳)如图是“利用杠杆测量玉石密度”的实验。

（1）如图甲所示，要使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向调节（选填“左”

或“右”）；

（2）如图乙所示，在溢水杯中装满水，将玉石缓慢浸没在水中，让溢出的水全部流入小桶

/中，此时小桶4中水的体积________玉石的体积（选填“大于”“小于”或“等于”）

（3）将玉石从溢水杯中取出，擦干后放入另一相同小桶8中，将装有水和玉石的4、6两

个小桶分别挂在水平平衡的杠杆两端，移动两小桶在杠杆上的位置，直到杠杆在水平位置

恢复平衡，如图丙所示。此时小桶/、8的悬挂点离支点0的距离分别为10cm和4cm,若

不考虑小桶重力，P*=1.0X103kg/m3,则该玉石密度的测量值为kg/m3

（4）若考虑小桶重力，则玉石的实际密度值比上述测量值______（选填“偏大"''偏小”

或“相等

【答案】（1）右（2）等于（3）2.5x103（4）偏大

【解析】（1）如图，杠杆右侧高，说明左侧偏重，调节杠杆在水平位置平衡，平衡螺母应

向上翘的右端移动。（2）在溢水杯中装满水，如图乙所示，将玉石缓慢浸没在水中，让溢

出的水流入小桶A中，玉石浸没使水溢出，此时小桶A中水的体积等于玉石的体积。（3）

若不考虑小桶重力，根据杠杆平衡条件可知：GJLGZ%P^VgL1=pVgL2,因为倒出

的水的体积就是石块的体积，玉石的密度：p="p次=鬻xlxl（）3kg/m3=2.5x

103kg/m30（4）若考虑小桶重力，设小桶重力为G,杠杆平衡时：（G+Gi）G=（G+G2）L2,

因为故GL>GL,GjLi<GL,p^VgLi<pVgL,p>^p水。则玉石的实

LX>L2X2222

际密度值比上述测量值偏大。

28.(2021上海)杠杆平衡时，动力Fi大小为20N,动力臂L为0.8m,阻力臂12为0.4m,

求阻力F2的大小。

【答案】当杠杆平衡时：FL=F2LZ,解得Fz=40N

29.(2021德州)如图所示，滑轮组悬挂在水平支架上，物体A重360N,动滑轮重40N,

绳重和摩擦不计，某同学用力尸竖直向下拉动绳子，使物体A在5s内匀速上升了1m,此过

程中。求：

(1)拉力产的大小；

(2)拉力尸做功的功率；

(3)滑轮组的机械效率。

【答案】(1)200N；(2)80W；(3)90%

30.(2021鞍山)最近几年我国大力发展新能源汽车。一辆质量为L68t的氢燃料新能源

汽车行驶在一段斜坡路上，从坡底以18km/h的速度匀速行驶2min到达高为100m的坡顶,

行驶过程中汽车的输出功率保持56kW不变求：(g取10N/kg,氢的热值为平1.4x105kg)

(1)汽车的牵引力是多大？

(2)斜坡的机械效率是多大？

(3)若汽车发动机的热机效率为50%,则全程共消耗多少克氢燃料？

【答案】(1)11200N；(2)25%；(3)96克

31.(2021大连)某建筑工人的重力为800N,双脚与地面的接触面积是500cm2.该工

人通过如图所示的滑轮组在10s内将建材匀速提升2m,此过程中工人对绳自由端的拉力

为300N,已知动滑轮的重力为80N,不计绳重及轮与轴的摩擦。试求：

(1)该工人双脚站立在水平地面上没拉绳子时，对地面的压强是多少？

(2)该工人对绳子自由端拉力的功率是多少？

(3)如果绳子承受的拉力足够大，该工人用此滑轮组最大能够提起多重的物体？

【答案】(1)1.6xlO4Pa;(2)120W；(3)1520N

32.(2021济南)随着国家发展改革委员会对《济南市城市轨道交通第二期建设规划(2020〜

2025年)》的批复，我市地铁建设步入快车道。如图为济南地铁建设某工地，工人在20s内

用塔吊将质量为2500kg的混凝土预制件匀速提升了6m。若这个混凝土预制件的密度为2.2

X103kg/m3og取10N/kg,通过计算回答：

(1)它受到的重力是多少牛？

(2)它的体积是多少米汨

(3)在提升它的过程中，塔吊对它做了多少焦的功？

(4)塔吊对它做功的功率是多少瓦？

【答案】2.5X10%1.14m31.5X105J7.5X103

【解析】

(9分)解：(1)它受到的重力

G=mg=2500kgx10N/kg=2.5*10^.............................2分

(2)由公式片£,得：它的体积

m2500kgj.......

-2.2*10嬴？"」4"，.................2分

(3)因为预制件被匀速提升.

.................

所以F-G-2.5XKW............

塔吊对它做的功

...............2

W-Fs=2.5*10^*601-I5XIO-J........分

(4)塔吊对它做功的功率

„WL5*1QSJ…、，....

P—.一_-7.5xKPW1....................2分

tZvS

33.(2021攀枝花)如图所示，站在水平地面上的小林想通过杠杆形和动滑轮拉起同样站

在水平地面上的小新。杠杆也可绕转轴0在竖直平面内转动，且以:〃0=1:2,小林的质量

zz?i=50kg。小新的质量您=48kg小新双脚与地面接触面积5=400cm2,当小林施加竖直向下的

拉力打时，小新未被拉动，此时小新对地面的压强p=2.5Xl()3pa,小林对地面的压强

为R当小林施加竖直向下的拉力K时，小新刚好被拉起，小林对地面的压强为R,且

Pi：R=16：15

不计绳重，杠杆重力和一切摩擦，g取10N/kg。求:

(1)小林施加拉力打时，小新对地面的压力

(2)动滑轮重力G动。

AQB

【答案】(1)100N；(2)20N

【解析】解：(1)小林施加拉力件时，小新对地面的压强为P=2.5X103pa,由p=E可知,

S

小新对地面的压力为:

FN=PS=2.5X10^X400X10-m2=100N；

（2）当小林施加拉力Fi时，把小新和动滑轮看作整体进行受力分析，

则有：2FA+FN=G2+G动，

即：FA=—（G2+Ga-FN）;

2

对于小林进行受力分析，有：&+FM=G”

即：Fi=Gi-FNI;

由杠杆平衡条件可知，£&=©殳，

Fi0A

江动-F/_OB_2

即•-----------------...—»

Gf0A1

则此时小林对地面的压力：FNI=GI-A（G2+G动-FN）;

4

当小林施加拉力F2时，小新刚好被拉起，把小新和动滑轮看作整体进行受力分析,

则有：2R'=G2+G动，

即：FA'=—（Gz+G动）;

2

对于小林进行受力分析，有：F2+FN2=G1,

即：F2=G1-FN2；

由杠杆平衡条件可知，以一=四，

F20A

即:/（G2+G动）=OB=2,

G「FN20A1

则此时小林对地面的压力：FN2=G1——（G2+G动）；

4

因为小林与地面的接触面积不变，由p=E可知，小林对地面的压强之比为：

S

p.FM1GI3（G2+G动-FJJ）

---------------------------------①，

p2FN2G「；（G2+G动）

又因为pi：p2=16：15,

G!=mig=50kgX10N/kg=500N,

G2=m2g=48kgX10N/kg=480N,

将它们代入①式，解得G动=20N。

34.(2021苏州)如图是工人师傅用滑轮组提升建筑材料的示意图，在400N的拉力作用下,

使质量为70kg的建筑材料在10s的时间里，匀速竖直上升了2m.不计绳子重力和摩擦，

g取10N/kg,求：

(1)拉力的功率P；

(2)滑轮组的机械效率1；

(3)动滑轮的重力G动.

【答案】解：

(1)由图可知：S=2〃=2x2m=4m

%=FS=400Nx4m=l600J

P*3=160W

t10s

或者：v=-==0.4m/s

t10s

p=Fv=400Nx0.4m/s=160W

(2)G-mg-70kgxION/kg=700N

%=G〃=70()Nx2m=140()J

%X100%=1^221X100%=87.5%

W总1600J

(3)2/=G+G动

G也=2F-G=2x400N-700N=100N

或者：叱原=卬口一%=1600J-1400J=200J

%=G动h

%=200J

=100N

h2m

35.(2021南充)如图所示，图甲是某大型起吊装置，图乙是其机械起吊部分的简化示意图，

已知物体4质量为5(X)kg,底面积为1.25m2,不计绳重量、机械部分摩擦和水的阻力，请

完成以下问题(g=10N/kg)

(1)起吊前物体力静止在地面上，其对地面的压强是多少？

(2)如图乙所示，当绳子自由端的拉力为I000N时，地面对物体力的支持力为1650N,

增加绳子自由端的拉力后物体4被成功匀速提升2m,请计算此时整个机械的机械效率.

(3)工人师傅利用该装置将另一物体8以0.1m/s的速度匀速放入水中过程中，绳子拉力

功率随时间变化关系如图丙所示，请计算物体8的密度.(夕水=l.()xl()3kg/m3)

【答案】解：(1)物体力的重力为：

G=根物g=500kgxION/kg=5000N

物体4静止在地面上，物体对地面的压强为:

_5000N

=4x103p

-1.25m2a

(2)物体静止在地面时滑轮组对物体力的拉力为:

F垃=3物一F支=5000N-l650N=3350N

根据F=：(G动+用)得：

动滑轮的重力为:

G『nF-Fi：,=4x4000N-3350N=650N

提升重物过程中所做有用功为：

卬=G物/?=5000Nx2m=1x1(/J

提升重物过程中所做的额外功为：

%!=G动h=650Nx2m=1300J

滑轮组的机械效率为:

%lxlO4J

7=*88.5%

-1X104J+1300J

(3)由2=口得，物体8未接触水面前绳子的拉力为:

耳=£=335W=837.5N

%0.4m/s

由G=；(G动+GB)得，物体8的重力为:

Gs=44—G动=4x837.5N-650N=2700N

又因为物体5全部浸没在水中时绳子的拉力为:

p'235W

——=——=587.5N

咻0.4m/s

所以物体8全部浸没在水中时滑轮组对物体8的拉力为:

尸'=4居一。动=4x587.5N-650N=1700N

物体8在水中所受浮力为:

%=G-F=2700N-1700N=1000N

根据琮=2水g%=0kg%得，物体夕的体积为:

1000N

%=%==0.1m3

P液g1.0xl03kgxl0N/kg

由GB=0Bg%得，物体8的密度为:

/=肃端&=2.7xl03kg/m3

36.(2021玉林)如图甲所示，是某研究小组设计的一套测量物体重力的模拟装置，OAB

为水平杠杆，加长1卬，。为支点，04：AB=1：4,电源电压保持不变，电流表的量程

为。〜0.6A,定值电阻皿的阻值为100,压力传感器火固定放置，发的阻值随其所受压力产

变化的关系如图乙所示。当平板空载时，闭合开关S,电流表的示数为0.24。(平板、压杆

和杠杆的质量均忽略不计)求：

(1)电源电压；

(2)当电流表示数为0.44时，物体的重力；

(3)在电路安全的情况下，缓慢增加平板上的物体的重力过程中，当电路消耗功率分别达最

大值和最小值时，压力传感器A消耗功率的比值；

(4)当平板上物体重为250M此时电路不安全，若可移动4点使电路安全，则4点移动的方

向和4点移动的最小距离

【答案】解：(1)当平板空载时，电流表的示数