专题11 简单机械-（解析版）-2021年全国中考物理真题全解全析汇编（第四期）

2021年全国中考物理真题全解全析汇编（第四期）专题11简单机械第一期汇编试题来源：2021年江苏连云港、2021年四川乐山、2021年四川泸州、2021年四川遂宁、2021年云南、2021年浙江湖州、2021年浙江金华、2021年浙江丽水、2021年安徽、2021年浙江嘉兴、2021重庆A卷年、2021年重庆B卷等13套试卷。第二期试题来源：2021年浙江温州、2021年浙江宁波、2021年四川内江、2021年四川南昌、2021年四川成都、2021年甘肃武威、2021年江苏扬州、2021年陕西、2021年山东临沂、2021年山东泰安、2021年上海等12套试卷。第三期试题来源：2021年北京、2021年福建、2021年广东、2021年海南、2021年河北、2021年河南、2021年吉林、2021年宁夏、2021年青海、2021年山西、2021年天津、2021年新疆、2021年云南等12套试卷。第四期试题来源：2021年湖北恩施州、2021湖北宜昌年、2021年湖南岳阳、2021年湖南衡阳、2021湖北邵阳年、2021年江苏苏州、2021年山东济宁、2021年山东潍坊、2021年山东枣庄、2021年四川广安、2021年四川凉山州、2021年浙江衢州等12套试卷。欢迎各位下载。1、（2021·山东潍坊·T1）“节约用水，人人有责”，应养成随手关闭水龙头的好习惯。水龙头手柄可视为如图所示杠杆，O为支点，F为阻力，分别用力沿a、b、c、d方向关闭水龙头，其中用力最小的是（）A．a B．b C．c D．d2、（2021·山东枣庄·T8）一款塔式如图所示，一根质地均匀的木杆可绕O点自由转动，在木杆的右端施加一个始终垂直于木杆的作用力F，使木杆从OA位置匀速转到OB位置的过程中，力F的大小将（）A．先变大，后变小 B．先变小，后变大 C．一直是变大的 D．一直是变小的3、（2021·四川凉山州·T3）一天，小敏同妈妈上街去买菜，看到用杆秤称土豆的情景如图所示，对此现象分析正确的是（）A．杆秤平衡时，秤砣的质量跟秤盘中土豆的质量相等B．杆秤平衡时，盘中土豆所受的合力一定大于秤砣所受的合力C．杆秤平衡时，盘中土豆所受的合力一定等于秤砣所受的合力D．杆秤平衡时，盘中土豆所受的合力一定小于秤砣所受的合力4、（2021·湖南岳阳·T10）A中的杠杆和物体处于静止状态，B、C、D中的物体被匀速吊起，所有物体重力均为G，不计动滑轮重力、绳重和一切摩擦，则所用拉力F最小的是（）A． B．C． D．5、（2021·湖南邵阳·T19）如图所示，物体A在水平拉力F的作用下，沿水平面以的速度匀速运动了5s，弹簧测力计的示数为的8N，（不计滑轮和绳子之间的摩擦），拉力F做功的功率为（）A．1.6W B．8W C．3.2W D．16W6、（2021·湖南衡阳·T15）如图所示，一位同学用滑轮组拉着重的物体A，使它内在水平面上匀速前进，水平拉力，若与地面的摩擦力是物重的0.2倍，下列说法正确的是（）A.他做的总功是 B.他做的有用功是C.拉力做功的功率是 D.该滑轮组的机械效率是7、（2021·湖南衡阳·T4）如图所示，是我国古代《墨经》最早记述了秤的杠杆原理，有关它的说法正确的是（）A.“标”“本”表示力，“权”“重”表示力臂B.图中的点为杠杆的支点C.“权”小于“重”时，端一定上扬D.增大“重”时，应把“权”向端移8．（2021·四川凉山州·T15）如图所示，利用轻质滑轮匀速拉动水平地面上重300N的A物体，使A物体在10s内向右移动了2m，若A物体受到的摩擦力大小为20N，拉力F大小为50N，则：弹簧测力计的示数为______；水平拉力F所做的功为______，功率为______；滑轮的机械效率为_______。9、（2021·江苏苏州·T18）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铰链等距安装了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。10、（2021·湖南邵阳·T27）利用斜面把重60N的物体从斜面底端匀速拉到斜面顶端，已知斜面长1.5m，高0.4m，机械效率为80%，则拉力的大小为______N。11、（2021·湖南邵阳·T31）在“探究杠平衡条件”的实验时：（1）先要调节好杠杆在水平位置平衡，目的是：①消除杠杆自重对平衡的影响；②方便直接读出______的长度；（2）如图甲所示，小刘同学在调节前发现杠杆静止时，左端下沉，可将杠杆右端的平衡螺母向______（选填“左”或“右”）调，直至杠杆在水平位置静止平衡；（3）如图乙所示，小刘同学在杠杆左侧挂了3个钩码，为了使杠杆在水平位置平衡，在右侧A点处应挂______个同样规格的钩码。12、（2021·湖北宜昌·T23）小勇在探究“杠杆的平衡条件”实验中，所用的实验器材有杠杆、支架、细线、质量相同的钩码若干。（1）实验装置如图甲所示静止在桌上，此时杠杆______（选填“是”或“不是”）平衡状态，为了调节杠杆在水平位置平衡，他应将两侧的平衡螺母向______边调；（2）小勇在水平平衡的杠杆两边挂上钩码后如图乙所示，他应该在下列方法中选择______使杠杆重新在水平位置平衡；A．向左调节平衡螺母B．将左侧钩码向左移动C．增加右侧钩码个数（3）进行正确操作后测出力和力臂记录在如下表格中。实验次数动力F1/N动力臂L1/cm阻力F2/N阻力臂L1/cm134432455435665小勇根据表中记录的多次实验数据分析得出如下结论：动力+动力臂=阻力+阻力臂。小华说他得出的结论是错误的，小华判断的依据是______。13、（2021·浙江衢州·T11）将酒敞口放置，酒精度（酒中酒精的体积百分比）会变化吗?小科认为：只要确定酒的密度是否变化就能作出判断。于是利用身边的物品，动手制作“密度秤”米测量酒的密度。步骤Ⅰ：按图甲制作好秤杄，提起提纽，移动秤砣（小螺母），当秤杄水平平衡时用笔将此时秤砣的悬挂点B标记为“0”刻度（单位：g/cm2）步骤Ⅱ：按图乙所示，将大螺母浸没在水中（大螺母必须浸没且不碰底），提起提纽，移动秤砣，当秤杆水平平衡时用笔将此时秤砣的悬挂点C标记为“1”刻度。再将BC两刻度之间分为10等份。步骤Ⅲ：测量酒的密度。（1）应用：小科用该密度秤分别测出瓶盖刚打开和敞口一段时间后酒的密度约为0.92g/cm3和0.96g/cm3，已知酒精密度为0.8g/cm3，应用密度知识可判断出其酒精度______（填“变大”“不变”或“变小”）；（2）反思：在制作和测量过程中，大螺母必须浸没的目的是______；（3）拓展：小科若要测量食盐水的密度，他应先在密度秤上增加大于1的刻度，请你写出利用直尺和笔标定刻度的过程：______。14、（2021·浙江衢州·T10）“认真观察和仔细分析”是科学研究的基本要求。（1）如图甲，在静止指向南北方向的小磁针上方平行地放一根直导线。闭合开关，原来静止的小磁针发生转动，原来静止的直导线仍然未动。①小磁针发生转动，可以说明它一定受到力的作用，因为______；②直导线仍然未动，此时偏转的小磁针对直导线______（填“有”或“没有”）力的作用；（2）如图乙是某饮水器水龙头的结构示意图，A是固定的出水口，B是一根手柄，C是一根连接在阀门上的杆，由弹簧将它拉紧，O1是连接B、C的一根销钉。可将手柄简化为一根杠杆，手柄与A的接触点O2为支点，下压手柄，C就上升，阀门打开水流出；放手后，C自动恢复原位，水龙头关闭。①请在答题纸相应位置图中画出动力F1的力臂；______②正常使用于柄取水时，手柄属于______杠杆。15、（2021·湖北恩施·T16）如图，有人利用该滑轮将G=100N的物体匀速提升了20cm（不计绳重G和摩擦），此过程克服物体重力做的功为______J，若动滑轮重10N，则F=______N。16、（2021·湖北恩施·T20）如图，在探究杠杆平衡条件的实验中，每个钩码重1N。（1）实验前需调节平衡螺母使杠杆处于水平位置，这样做的目的是______；（2）若在A点挂有2个钩码，则B点要挂______个钩码才能使杠杆水平平衡；（3）若A点钩码数不变，取下B点钩码，用测力计作用在C点，为使杠杆再次水平平衡，测力计上最小示数为______N，方向______。17、（2021·四川广安·T21）如图所示是人走路的情形，可将人的脚视为一根杠杆。请在图中画出动力F的力臂l；18、（2021·四川凉山州·T22）用一根钢棒撬动地面上的一块大石头，如图所示，请你在图中作出最省力时的动力方向F并标出相应支点O的位置。19、（2021·山东济宁·T17）请按要求完成下列作图。如图所示，顽皮的小象用力向下压跷跷板，猴子被弹起，不计空气阻力，请画出此时猴子的受力示意图。20、（2021·四川广安·T27）学校旁老旧小区正在改造施工。工人用如图所示的装置将质量为120的建筑材料匀速提升了6m，用时10s。在此过程中，电动机对绳子的拉力为F，滑轮组的机械效率为80%，g取10，求：（1）滑轮组做的有用功；（________）（2）拉力F的大小；（________）（3）根据已知条件，以下物理量：①滑轮组做的额外功，②拉力F的功率，③动滑轮的重力，能求出的有___________（填写番号）。21、（2021·山东枣庄·T23）如图所示，工人师傅用150N的拉力，使重为1000N的物体以0.2m/s的速度在地面上沿水平方向做匀速直线运动，已知物体在运动时受到地面的摩擦力为物重的0.2倍。不计绳重及绳与滑轮、滑轮与轴之间的摩擦。求：（1）工人师傅拉力的功率；（2）动滑轮的重；（3）若物重增大到2000N，则滑轮组的机械效率是多少？22、（2021·山东潍坊·T24）楼房装修常用如图所示装置将物料吊运到楼上。已知该装置电动机的额定功率，电动机将电能转换为机械能的效率，某次吊运过程中将物料匀速提升，所用时间，求：（1）电动机拉绳的速度大小；（2）电动机对绳的拉力大小。23、（2021·山东济宁·T22）测算如图所示滑轮组的机械效率时，实验中得到一组数据如表，求：（1）拉力所做的功；（2）滑轮组的机械效率。钩码重钩码上升的高度拉力弹簧测力计上升距离0.50.10.30.324、（2021·江苏苏州·T28）按照要求作图：（3）图丙中利用羊角锤撬钉子，在锤柄上画出所施加的最小动力F和其力臂l______；25、（2021·江苏苏州·T29）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η；（3）动滑轮的重力G动。1、【答案】B【解析】根据杠杆平衡的条件，阻力和阻力臂不变，动力的力臂最大时，动力最小，所以用力沿b方向关闭水龙头时，动力臂最大，用力最小，故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。2、【答案】A【解析】杠杆转动过程中克服自身重力做功，质地均匀的木杆其重力的作用点在木杆的中点，方向始终竖直向下。当木杆由OA位置转动到水平位置的过程中，木杆重力不变，其力臂变大，力F的力臂不变，由杠杆的平衡条件可知，力F变大；当杠杆从水平位置转动到OB位置，木杆重力不变，其力臂变小，力F的力臂不变，由杠杆的平衡条件可知，力F变小。故力F先变大后变小。故A正确；BCD错误。故选A。3、【答案】C【解析】A．杆秤平衡的条件是，秤砣的质量乘以右边力臂跟秤盘中土豆的质量乘以左边力臂相等，由于左边力臂比右边力臂短，所以秤砣的质量不等于土豆的质量，故A错误；BCD．杆秤平衡时，无论是土豆还是秤砣，都处于平衡状态，因此合力都为零，故C正确，BD错误；故选C。4、【答案】D【解析】A．根据杠杆的平衡条件可知杠杆平衡时故拉力；B．图B中为定滑轮提升物体，不能省力，只能改变力的方向，绳端拉力；C．图C中使用滑轮组提升物体，动滑轮上有2段绳子承载，自由端拉力；D．图D中使用滑轮组提升物体，动滑轮上有3段绳子承载，自由端拉力；其中D图中自由端拉力最小。故选D。5、【答案】C【解析】物体速度v1=0.2m/s，绳子移动速度为弹簧测力计的示数为的8N，故绳子拉力也为8N，拉力做功的功率为故C符合题意。故选C。6、【答案】AD【解析】A．滑轮组的动滑轮绕2段绳，绳子自由端移动的距离s=2s物=2×1m=2m总功W总=Fs=75N×2m=150J故A正确；B．摩擦力f=0.2G=0.2×450N=90N他做的有用功W有=fs物=90N×1m=90J故B错误；C．拉力做功的功率故C错误；D．该滑轮组的机械效率=60%故D正确。故选AD。7、【答案】D【解析】A．“标”“本”表示力臂，“权”“重”表示力，故A错误；B．杠杆绕着O转动，故O为支点，故B错误；C．“权”小于“重”时，端可能上扬，因为杠杆平衡原理可知，平衡不仅与力有关还与力臂有关，故C错误；D．增大“重”时，重与OB的乘积变大，在权不变的情况下可以增大标，故应把“权”向端移，故D正确。故选D。8、【答案】20N50J5W80%【解析】[1]对A进行受力分析，其受到了绳子向右的拉力和摩擦力，因做匀速运动，绳子拉力与摩擦力是平衡力，故绳子拉力等于摩擦力等于20N，由于同一根绳子拉力处处相同，故弹簧测力计的示数为20N。[2]拉力F移动的距离是物体的移动距离的一半，故拉力F移动的距离为1m，故拉力做功为故拉力做功为；[3]拉力的功率为拉力的功率为；[4]滑轮的机械效率为滑轮的机械效率为。9、【答案】力臂能量守恒【解析】[1]整个轮子可以看成是多跟杠杆，转轴是杠杆的支点，对右侧重球来说，重力竖直向下，此时，重球到转轴的距离即为重力的力臂，重球距离转轴较远时，重力的力臂也就较大。[2]能量守恒告诉我们能量不会凭空消失也不会凭空产生，只会从一种能量转化成另一种能量或者从一个物体转移到另一个物体，所有在没有能量输入的情况下，转轮的动能是不可能增大的，所以这一设想是不能实现的。10、【答案】75【解析】[1]有用功等于克服物体的重力做的功为W=Gh=60N×0.4m=24J由可得，拉力做的功为又由W=Fs可知，拉力的大小为11、【答案】力臂右4【解析】（1）[1]先要调节好杠杆在水平位置平衡，一方面是消除杠杆自重对平衡的影响；另一方便面是方便直接读出力臂的长度。（2）[2]如图甲所示，杠杆静止时，左端下沉，杠杆向左偏，可将杠杆右端的平衡螺母向右调。（3）[3]如图乙所示，小刘同学在杠杆左侧第4个小格处挂了3个钩码，为了使杠杆在水平位置平衡，根据杠杆平衡的条件F1l1=F2l2，在杠杆右侧A点是杠杆右侧的第3个小格处应挂4个同样规格的钩码。12、【答案】是左B不同的物理量不能相加【解析】（1）[1]实验装置如图甲所示静止在桌上，杠杆受到的力是平衡力，此时杠杆是平衡状态，处于静止或匀速直线运动状态的物体都是平衡状态。[2]此时杠杆右侧偏重，为了调节杠杆在水平位置平衡，他应将两侧的平衡螺母向左边调。（2）[3]A．小勇在水平平衡的杠杆两边挂上钩码后如图乙所示，杠杆调平，挂上物体后不能再调平衡螺母，故A不符合题意；B．因为此时杠杆向右侧偏，所以应将左侧钩码向左移动适当的距离，直到杠杆平衡，故B符合题意；C．增加右侧钩码个数，杠杆会更向右偏，直到失去平衡，故C不符合题意。故选B，（3）[4]小勇根据表中记录的多次实验数据分析得出如下结论；动力+动力臂=阻力+阻力臂，这个结论是错误的，因为力和力臂相加，无法确定相加后的单位，即不同的物理量不能相加。13、【答案】变小见解析见解析【解析】（1）[1]刚打开和敞口一段时间后酒的密度约为0.92g/cm3和0.96g/cm3，酒精密度小于水的密度，酒的密度变大说明酒精变少了，其酒精度变小。（2）[2]根据题意，一开始两边杠杆平衡，根据杠杆平衡条件有m大螺母gL1=m小螺母gL2完全浸没后，有两式联立，变形可得根据题意，想让刻度按照距离均匀等分，则ρ液与L必须为线性关系，所以为定值，则V必须为定值，所以每次大螺母都必须浸没。（3）[3]因为刻度均匀，故使用刻度尺，测量0~1之间的距离为L0，在“1”右边距离L0的位置标上“2”，并将1~2等分为10份，分别标上1.1~1.9刻度。若总距离不足以标到“2”，则根据杆的实际总长度相应改变最大值。14、【答案】见解析有省力【解析】（1）[1]小磁针发生转动，运动状态改变，力是物体运动状态改变的原因。[2]因为力的作用是相互的，所以小磁针对直导线有力的作用。（2）[3]延长力的作用线，从支点向力的作用线作垂线，垂线段长度即为力臂，如下图所示[4]由图可知，动力臂大于阻力臂，所以是省力杠杆。15、【答案】20210【解析】[1]此过程克服物体重力做的功为[2]若动滑轮重10N，则16、【答案】消除杠杆自身重力对实验的影响31.2竖直向下【解析】（1）[1]实验前调节杠杆在水平位置平衡时为了消除杠杆自身重力对实验的影响。（2）[2]根据杠杆的平衡条件，此时杠杆平衡，则解得FB=3N，每个钩码重1N，则B点要挂3个钩码才能使杠杆水平平衡。（3）[3][4]当弹簧测力计竖直向下拉动时，是作用在该点的所有力中力臂最长，力最小的时候，此时弹簧测力计示数最小。此时杠杆平衡。则解得FC=1.2N。17、【答案】【解析】首先作力F的力的作用线，过支点O作力F的力的作用线的垂线，标注垂直符号和力臂l，如图所示：。18、【答案】【解析】由图可知，当杠杆与地面的接触点为支点时，作用在O点的动力力臂最大，此时动力最小为F，力垂直于杠杆向上，如图所示：19、【答案】【解析】此时猴子只受重力，方向竖直向下。20、【答案】7200J750N①②【解析】解：（1）物体重力为G=mg=120kg×10N/kg=1200N滑轮组做的有用功W有=Gh=1200N×6m=7200J（2）总功为有两股绳，物体上