2021中考物理專(zhuān)題復(fù)習(xí)：簡(jiǎn)單機(jī)械(含答案)VIP

2021中考物理專(zhuān)題復(fù)習(xí)：簡(jiǎn)單機(jī)械一、選擇題1.用四只完全相同的滑輪組成如圖所示的甲、乙兩個(gè)滑輪組，把相同的物體勻速提升相同的高度．若用η甲、η乙表示甲、乙兩滑輪組的機(jī)械效率，W甲、W乙表示拉力所做的功(不計(jì)繩重與摩擦)，則()A.η甲＝η乙，W甲＝W乙B.η甲>η乙，W甲>W乙C.η甲<η乙，W甲<W乙D.η甲>η乙，W甲<W乙2.如圖是一種切甘蔗用的鍘刀示意圖。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是 ()A.刀刃很薄，可以增大壓力B.鍘刀實(shí)質(zhì)上是一種費(fèi)力杠桿C.甘蔗放在a點(diǎn)比b點(diǎn)更易被切斷D.手沿F1方向用力比沿F2方向更省力3.一輛東風(fēng)牌汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)功率為160kW，運(yùn)送5t的貨物，以4m/s的速度沿30°角的斜坡勻速到達(dá)坡頂，已知斜坡長(zhǎng)60m(g＝10N/kg)，則下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.汽車(chē)從斜坡底端到達(dá)坡頂?shù)臅r(shí)間是15sB.汽車(chē)上坡時(shí)的牽引力是4×104NC.汽車(chē)上坡時(shí)受到的摩擦力為1.5×104ND.汽車(chē)運(yùn)送貨物的機(jī)械效率是50%4.如圖所示，利用滑輪組在2s內(nèi)將重400N的物體勻速提升了1m，所用拉力F為150N。不計(jì)繩重和摩擦，下列說(shuō)法正確的是()A.繩子自由端移動(dòng)的速度為2m/sB.動(dòng)滑輪的總重為100NC.滑輪組的機(jī)械效率為83.3%D.提升更重的物體，滑輪組的機(jī)械效率會(huì)變小5.【多選】如圖所示，用相同的滑輪組裝成甲、乙滑輪組，分別將同一重物在相等的時(shí)間內(nèi)提升相同的高度，不計(jì)繩重和摩擦，則 ()A.甲、乙的拉力之比是3∶2B.甲、乙繩的自由端速度之比是1∶1C.甲、乙拉力的功率之比是3∶2D.甲、乙的機(jī)械效率之比是1∶16.用一個(gè)動(dòng)滑輪和一個(gè)定滑輪先后組成如圖甲、乙所示的滑輪組，分別用它們將同一重物勻速提升相同的高度(忽略繩重和摩擦)．下列說(shuō)法正確的是()A.甲滑輪組提起物體的力大B.甲滑輪組提起物體做的有用功多C.甲滑輪組提起物體做的總功少D.甲滑輪組的機(jī)械效率高7.如圖所示，甲、乙兩個(gè)滑輪組，其中每個(gè)滑輪的質(zhì)量都相同，分別用拉力F1、F2將重物G1、G2提升相同高度，不計(jì)繩重和摩擦，下列說(shuō)法正確的是()A.若G1=G2，則拉力F1、F2做的總功相同B.若G1=G2，則拉力F2做的有用功多C.若G1>G2，則甲的機(jī)械效率大于乙的機(jī)械效率D.若G1>G2，則甲、乙兩個(gè)滑輪組的機(jī)械效率相等8.如圖所示，斜面長(zhǎng)20m、高10m，固定在水平地面上。一位同學(xué)用平行于斜面向上40N的拉力，在20s內(nèi)把重60N的物體沿斜面向上勻速拉動(dòng)了10m。在此過(guò)程中()A.斜面的機(jī)械效率是66.7%B.斜面的機(jī)械效率是75%C.該同學(xué)對(duì)物體做功的功率是10WD.該同學(xué)對(duì)物體做功的功率是30W9.為了將放置在水平地面上重為100N的物體提升一定高度，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的滑輪組裝置。當(dāng)用圖乙所示隨時(shí)間變化的豎直向下的拉力F拉繩時(shí)，物體的速度v和上升的高度h隨時(shí)間變化的關(guān)系分別如圖丙和丁所示(不計(jì)繩重和繩與輪之間的摩擦)。下列計(jì)算結(jié)果正確的是 ()A.1~2s內(nèi)，拉力F做的功是187.5JB.0~1s內(nèi)，地面對(duì)物體的支持力是10NC.2~3s內(nèi)，拉力F的功率是100WD.2~3s內(nèi)，滑輪組的機(jī)械效率是62.5%10.(多選)建筑工地上需要將6塊相同的磚從地面運(yùn)送到樓頂，工人師傅利用如圖所示的裝置分三次運(yùn)送，第一次運(yùn)1塊，第二次運(yùn)2塊，第三次運(yùn)3塊，每次運(yùn)送時(shí)，磚都勻速上升，繩重及摩擦均忽略不計(jì)，這三次拉力依次為F1、F2、F3，效率為η1，η2，η3，則()A.F1＋F2＝F3B.F1＋F2＞F3C.η1＋η2＝η3D.η1＜η2＜η3二、填空題11.如圖所示，一根均勻的細(xì)木棒OC，OA＝eq\f(1,4)OC，B為OC的中點(diǎn)，在C點(diǎn)施力將掛在A點(diǎn)的重為180N的物體勻速提升0.2m，木棒的機(jī)械效率為90%，這里的木棒是一種簡(jiǎn)單機(jī)械，稱(chēng)為_(kāi)_______，提升該物體做的有用功是________J，木棒重為_(kāi)_______N(不計(jì)摩擦)．12.如圖所示，輕質(zhì)杠桿OB的重力忽略不計(jì)，OB=3OA，物體G的重力為150N。若要使物體G對(duì)水平地面的壓力為零且輕杠OB仍能處于如圖所示的水平位置，則需要在B端施加的拉力F=N。

13.如圖斜面長(zhǎng)6m，高1.5m，工人用沿斜面向上500N的力，以1.5m/s的速度把重1600N的箱子勻速推到車(chē)上，則推力的功率是________W，該斜面機(jī)械效率是________%.14.如圖所示，工人用滑輪組將重為600N的建筑材料以0.3m/s的速度勻速豎直提升。人對(duì)繩子自由端的拉力F=375N，滑輪組的機(jī)械效率為，拉力F的功率為W。

15.如圖所示，一輕質(zhì)杠桿水平支在支架上，OA=20cm，G1是棱長(zhǎng)為5cm的正方體，G2重為20N。當(dāng)OC=10cm時(shí)，繩子的拉力為N，此時(shí)G1對(duì)地面的壓強(qiáng)為2×104Pa?，F(xiàn)用一水平拉力使G2以5cm/s的速度向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)s后，可使G1對(duì)地面的壓力恰好為零。(OB長(zhǎng)度足夠長(zhǎng))

16.如圖所示，分別利用甲、乙兩個(gè)不同的滑輪組豎直勻速提升A、B兩個(gè)物體，使它們均升高0.2m，測(cè)得A、B所受重力為GA＝4.5N，GB＝9N．甲滑輪組中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)FA＝2N．則甲滑輪組的機(jī)械效率為_(kāi)_______．若兩滑輪組的機(jī)械效率相同，則乙滑輪組中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)FB＝________N(不計(jì)繩重和摩擦)．三、解答題17.[改變物體運(yùn)動(dòng)方向]如圖所示，物體E的質(zhì)量為60kg，在繩子自由端拉力F＝50N的拉力下，物體E以0.1m/s的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)，動(dòng)滑輪自重10N，求：(1)物體E所受的摩擦力？(2)1min內(nèi)物體E克服摩擦力所做的功？

18.如圖所示，用滑輪組勻速提起重1000N的物體，使物體上升10m，所用拉力為400N，繩重和摩擦均忽略不計(jì)。(1)求滑輪組的機(jī)械效率。(2)若用此裝置勻速提起1200N的重物，求此時(shí)拉力的大小。

19.[涉及浮力問(wèn)題]如圖所示，打撈重為400N的物體C，當(dāng)物體C完全浸沒(méi)在水中時(shí)，繩子自由端的拉力F＝20N，求：(1)物體C此時(shí)的浮力？(2)物體C的體積和密度？(3)勻速打撈可分為3個(gè)階段：①物體C處于浸沒(méi)狀態(tài)時(shí)，向上運(yùn)動(dòng)；②物體C上表面剛露出水面到下表面完全離開(kāi)水面；③物體C離開(kāi)水面升空的過(guò)程．在這三個(gè)過(guò)程中，繩子自由端的拉力F如何變化(忽略水對(duì)物體的阻力)？第三階段時(shí)滑輪組的機(jī)械效率？

20.我市經(jīng)濟(jì)建設(shè)中用到大量機(jī)械設(shè)備，某種起重機(jī)結(jié)構(gòu)如圖所示，起重機(jī)的吊臂OAB可以看作杠桿，吊臂前端用鋼繩連著動(dòng)滑輪，立柱CA豎直，OB∶OA＝6∶1.用該起重機(jī)將浸沒(méi)在水中的長(zhǎng)方體石墩提出，放在水平地面上．石墩質(zhì)量為1.5×104kg、底面積為3m2、高為2m(g取10N/kg,ρ水＝1.0×103kg/m3)．(1)浸沒(méi)在水中的石墩(石墩的底部未浸入淤泥中)，受到浮力是多少？(2)石墩放在水平地面上時(shí)，起重機(jī)未對(duì)石墩施力，則石墩對(duì)地面的壓強(qiáng)是多少？(3)石墩完全離開(kāi)水面被提升的過(guò)程中，測(cè)得每根鋼繩的拉力為1.0×105N，此時(shí)動(dòng)滑輪的機(jī)械效率是多少？(4)當(dāng)石墩被提起且仍浸沒(méi)在水中時(shí)，若忽略動(dòng)滑輪、鋼繩和吊臂的重力及各種摩擦，起重機(jī)立柱CA對(duì)吊臂A點(diǎn)豎直向上的作用力是多少？

2021中考物理專(zhuān)題復(fù)習(xí)：簡(jiǎn)單機(jī)械-答案一、選擇題1.【答案】A【解析】鉤碼的重力G相同，鉤碼上升的高度相同，據(jù)W有＝Gh可知，所做的有用功相同；此時(shí)對(duì)動(dòng)滑輪做的功是額外功，不計(jì)繩子和摩擦，動(dòng)滑輪相同，即額外功相同，即W額是相同的，所以W總是相同的，故拉力做的功相同，即W甲＝W乙，機(jī)械效率η＝eq\f(W有,W總)×100%，故也是相同的，即η甲＝η乙．故選A.2.【答案】C[解析]刀刃很薄則減小了受力面積，從而增大了壓強(qiáng)，故A錯(cuò)誤;由圖可知，鍘刀的動(dòng)力臂大于阻力臂，是省力杠桿，故B錯(cuò)誤;甘蔗放在a點(diǎn)比在b點(diǎn)時(shí)阻力臂小，阻力和動(dòng)力臂不變，根據(jù)杠桿平衡條件可知，甘蔗放在a點(diǎn)比在b點(diǎn)時(shí)更省力，更易被切斷，故C正確;由圖知F2的動(dòng)力臂大于F1的動(dòng)力臂，因此沿F2方向更省力，故D錯(cuò)誤。3.【答案】D【解析】汽車(chē)到達(dá)坡頂?shù)臅r(shí)間t＝eq\f(s,v)＝eq\f(60m,4m/s)＝15s，A選項(xiàng)正確，不符合題意；汽車(chē)上坡時(shí)的牽引力F＝eq\f(P,v)＝eq\f(160×103W,4m/s)＝4×104N，B選項(xiàng)正確，不符合題意；汽車(chē)上坡做的總功W總＝Fs＝4×104N×60m＝2.4×106J,有用功W有＝Gh＝5×103kg×10N/kg×60m×eq\f(1,2)＝1.5×106J，額外功W額＝W總－W有＝2.4×106J－1.5×106J＝9×105J，摩擦力為f＝eq\f(W額,s)＝eq\f(9×105J,60m)＝1.5×104N，C選項(xiàng)正確，不符合題意；機(jī)械效率為η＝eq\f(W有,W總)×100%＝eq\f(1.5×106J,2.4×106J)×100%＝62.5%，D選項(xiàng)錯(cuò)誤，符合題意．故選D.4.【答案】A[解析]由圖知，滑輪組承擔(dān)對(duì)物體拉力的繩子段數(shù)n=4，繩子自由端移動(dòng)距離s=nh=4×1m=4m，速度v=st=4m2s=2m/s，A正確;由F=1n(G+G動(dòng))可得，動(dòng)滑輪總重為G動(dòng)=nF-G=4×150N-400N=200N，B錯(cuò)誤;滑輪組機(jī)械效率η=W有W總=W有W額5.【答案】AD[解析]不計(jì)繩重及摩擦，拉力F=1n(G物+G輪)，由圖知，n甲=2，n乙=3，所以甲、乙繩端的拉力分別為F1=12(G物+G輪)，F(xiàn)2=13(G物+G輪)，則甲、乙拉力之比F1∶F2=12(G物+G輪)∶13(G物+G輪)=3∶2，故A正確。將同一重物在相等的時(shí)間內(nèi)提升相同的高度，則提升物體的速度相同，則甲、乙繩的自由端速度分別為v甲=2v，v乙=3v，所以，甲、乙繩的自由端速度之比v甲∶v乙=2v∶3v=2∶3，故B錯(cuò)誤。由P=Wt=Fst=Fv可得，甲、乙拉力的功率之比P甲∶P乙=F1v甲F2v乙=3×22×3=1∶1，故C錯(cuò)誤。不計(jì)繩重及摩擦，動(dòng)滑輪重相同，提升的物體重和高度相同，由W額6.【答案】A【解析】因?yàn)楹雎岳K重的摩擦，所以拉力F＝eq\f(1,n)(G＋G動(dòng))，圖甲n＝2、圖乙n＝3，同一重物，同一動(dòng)滑輪，所以甲滑輪組提起物體的力大，故A正確；物重相同，提升的高度相同，W＝Gh，則兩滑輪組提起物體做的有用功相同，故B錯(cuò)誤；克服動(dòng)滑輪做的額外功相同，則兩滑輪組做的總功相同，故C錯(cuò)誤；有用功相同，總功相同，則機(jī)械效率相同，故D錯(cuò)誤．故選A.7.【答案】C[解析]若G1=G2，且重物被勻速提升的高度相同，由W有=Gh可知，有用功相同，不計(jì)繩重及摩擦，則額外功是克服動(dòng)滑輪自重做的功，即W額=G動(dòng)h，因每個(gè)滑輪質(zhì)量都相等，提升的高度相同，但乙裝置有2個(gè)動(dòng)滑輪，故乙做的額外功多，而W總=W有+W額，所以總功不相同，即F1、F2做的功不相等，故A、B錯(cuò)誤。不考慮繩重、摩擦，則滑輪組的機(jī)械效率η甲=W有甲W總甲=G1hG1h+G動(dòng)h=G1G1+G動(dòng)，η乙=W有乙W8.【答案】B[解析]由題知，斜面長(zhǎng)20m、高10m，則物體沿斜面向上勻速運(yùn)動(dòng)s=10m時(shí)，由幾何關(guān)系可知物體升高h(yuǎn)=5m。拉力F做的總功W總=Fs=40N×10m=400J;拉力做的有用功W有=Gh=60N×5m=300J;斜面的機(jī)械效率η=W有W總=300J9.【答案】A[解析]滑輪組繩子的股數(shù)n=3，則拉力F移動(dòng)的距離s=3h，速度v繩=3v。在1~2s內(nèi)，拉力F2=50N，物體上升高度h2=1.25m，拉力的作用點(diǎn)下降的距離為s2=3h2=3×1.25m=3.75m，拉力做的功W=F2s2=50N×3.75m=187.5J，故A正確。由題圖乙可知，在0~1s內(nèi)，拉力F1=30N，由圖丙可知，此時(shí)物體的運(yùn)動(dòng)速度為0，處于靜止?fàn)顟B(tài)。物體受重力G、繩子向上的拉力F'和地面對(duì)物體的支持力，則支持力F支=G-F'=G-(3F1-G動(dòng))=100N-3×30N+G動(dòng)=G動(dòng)+10N≠10N，故B錯(cuò)誤。由圖丙可知，在2~3s內(nèi)，重物做勻速運(yùn)動(dòng)，v3=2.5m/s，拉力F3=40N，繩子自由端移動(dòng)速度v繩'=3v3=3×2.5m/s=7.5m/s，拉力的功率P總=F3v繩'=40N×7.5m/s=300W，故C錯(cuò)誤。在2~3s內(nèi)，滑輪組機(jī)械效率η=W有W總=Gh3F310.【答案】BD【解析】根據(jù)題圖可知，繩子段數(shù)為n＝2，在繩重及摩擦均忽略不計(jì)的情況下，三次拉力分別為F1＝eq\f(1,2)(G0＋G動(dòng))(G0表示一塊磚的重力)，F(xiàn)2＝eq\f(1,2)×(2G0＋G動(dòng))＝G0＋eq\f(1,2)G動(dòng)，F(xiàn)3＝eq\f(1,2)×(3G0＋G動(dòng))＝eq\f(3,2)G0＋eq\f(1,2)G動(dòng)，所以F1＋F2＝eq\f(1,2)(G0＋G動(dòng))＋G0＋eq\f(1,2)G動(dòng)＝eq\f(3,2)G0＋G動(dòng)>eq\f(3,2)G0＋eq\f(1,2)G動(dòng)＝F3,A項(xiàng)錯(cuò)誤、B項(xiàng)正確．第一種情況下，滑輪組的機(jī)械效率可以表示為η1＝eq\f(W有用,W總)×100%＝eq\f(G0h,G0h＋G動(dòng)h)×100%同樣的道理，第二種情況下，滑輪組的機(jī)械效率可以表示為η2＝eq\f(2G0h,2G0h＋G動(dòng)h)×100%，第三種情況下，滑輪組的機(jī)械效率可以表示為η3＝eq\f(3G0h,3G0h＋G動(dòng)h)，顯然可以看出，有用功在總功中所占的比例越來(lái)越大，所以機(jī)械效率是越來(lái)越高，即η1<η2<η3，D項(xiàng)正確；另外，η1＋η2＝eq\f(G0h,G0h＋G動(dòng)h)×100%＋eq\f(2G0h,2G0h＋G動(dòng)h)×100%≠eq\f(3G0h,3G0h＋G動(dòng)h)×100%,C項(xiàng)錯(cuò)誤．故選BD.二、填空題11.【答案】杠桿3610【解析】本題考查杠桿平衡條件、功和機(jī)械效率的計(jì)算．由圖可知，木棒OC在力的作用下可繞固定點(diǎn)O轉(zhuǎn)動(dòng)，因而是杠桿；提升物體做的有用功W有用＝Gh＝180N×0.2m＝36J；將物體勻速提升0.2m時(shí)，木棒的重心B上升的高度為0.4m；克服木棒重力做的功為額外功，W總＝eq\f(W有用,η)＝eq\f(36J,90%)＝40J，則W額外＝G0h0＝W總－W有用＝40J－36J＝4J，故G0＝eq\f(W額外,h0)＝eq\f(40J,0.4m)＝10N.12.【答案】50[解析]因?yàn)槲矬wG對(duì)水平地面的壓力為零，所以A點(diǎn)受到的拉力FA=G=150N。根據(jù)杠桿的平衡條件可得FA×OA=F×OB，即150N×OA=F×3OA，解得F=50N。13.【答案】75080【解析】推力的功率為P＝Fv＝500N×1.5m/s＝750W；推力做的總功為W總＝Fs＝500N×6m＝3000J，克服箱子的重力做的有用功為W有＝Gh＝1600N×1.5m＝2400J，則該斜面的機(jī)械效率為η＝eq\f(W有,W總)×100%＝eq\f(2400J,3000J)×100%＝80%.14.【答案】80%225[解析]由圖知n=2，拉力端移動(dòng)距離s=2h，滑輪組的機(jī)械效率η=W有W總=GhFs=GhF×2h=G2F=600N375N×215.【答案】1010[解析]物體G2在C點(diǎn)時(shí)，由杠桿平衡條件得FA×OA=G2×OC，即FA×20cm=20N×10cm，解得FA=10N;正方體與地面的接觸面積S=5cm×5cm=25cm2=0.0025m2;由p=FS得，物體G1對(duì)地面的壓力F=pS=2×104Pa×0.0025m2=50N，由于物體G1對(duì)地面的壓力與地面對(duì)物體G1的支持力是一對(duì)相互作用力，則地面對(duì)物體G1的支持力F'=F=50N，G1受豎直向下的重力G1、地面的支持力F'、繩子的拉力FA的作用而處于平衡狀態(tài)，則物體G1的重力G1=FA+F'=10N+50N=60N。當(dāng)G1對(duì)地面的壓力為0時(shí)，杠桿在A點(diǎn)受到的拉力FA'=G1=60N，設(shè)G2位于D點(diǎn)，由杠桿平衡條件得FA'×OA=G2×OD，即60N×20cm=20N×OD，解得OD=60cm，G2運(yùn)動(dòng)的路程s=OD-OC=60cm-10cm=50cm，G2運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t=sv=16.【答案】75%4【解析】用滑輪組提升重物時(shí)，克服物體重力所做的功是有用功，則W有＝Gh，拉力F所做的功是總功，即W總＝Fs，甲滑輪組中有三股繩承擔(dān)物重，則s＝3h，則甲滑輪組的機(jī)械效率為η甲＝eq\f(GAh,FAs)×100%＝eq\f(4.5N×0.2m,2N×3×0.2m)×100%＝75%；依題意可知，η乙＝η甲＝75%，則有η乙＝eq\f(GBh,FBsh)×100%＝eq\f(9N,FB×3)×100%＝75%，解得FB＝4N.三、解答題17.【答案】(1)由題可知，滑輪組由3股繩子承重所以F拉＝eq\f(1,3)(G滑＋f)即f＝3F拉－G滑＝3×50N－10N＝140N所以E所受的摩擦力為140N.(2)由于物體E做勻速運(yùn)動(dòng)W＝f·s＝f·v·t＝140N×0.1m/s×60s＝840J18.【答案】解:(1)由圖可知，繞過(guò)動(dòng)滑輪的繩子股數(shù)為n=4，則繩子自由端移動(dòng)的距離s=nh=4×10m=40m，克服物體重力做的有用功W有=Gh=1000N×10m=10000J，拉力做的總功W總=Fs=400N×40m=16000J，該滑輪組的機(jī)械效率η=W有W總(2)因繩重和摩擦不計(jì)，則提升重物時(shí)做的額外功W額=G動(dòng)h，動(dòng)滑輪的總重G動(dòng)=W額h=W總?cè)粲么搜b置勻速提起1200N的重物，則此時(shí)的拉力F'=1n(G'+G動(dòng))×119.【答案】當(dāng)物體已全浸沒(méi)在水中后，在豎直方向上受力平衡：GC＝F?。獸因?yàn)镕拉＝eq\f(1,3)(G滑＋F)所以F?。紾C－3F拉＋G滑＝400N－60N＋10N＝350N