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1、2021年中考物理真题全国精选及解析：简单机械专题1.（2 0 2 1 北京）图4所示的四种工具中，正常使用时属于费力杠杆的是【答案】B【解析】解：AC D、园艺剪、瓶盖起子、核桃夹在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故 AC D 错误;B、筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故 B正确。2.（2 0 2 1 营口）如图所示的工具中，属于费力杠杆的是（）【答案】B.【解析】解：A、瓶盖起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故 A 错误;B、食品夹在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故 B正确；C、核桃钳在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故 C错误
2、；D、起钉锤在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故 D错误。3.（2 0 2 1 乐山）下列属于费力杠杆的是A.赛艇的梁 B.独轮车 C.许子 D.修剪树枝的翦7：【答案】A【解析】杠杆的分类，动力臂大于阻力臂，动力小于阻力，为省力杠杆；动力臂小于阻力臂，动力大于阻力，为费力杠杆；动力臂等于阻力臂，动力等于阻力，为等臂杠杆。A为费力杠杆，B、C、D为省力杠杆，故选A。4.（2021毕节）下列说法正确的是（）A.使用杠杆一定可以省力B.钢丝钳是费力杠杆C.定滑轮是等臂杠杆，可以改变力的方向D.滑轮组既可以省力也可以省功【答案】C【解析】解 A、使用杠杆时，若动力臂小于阻力臂，例如镶子，费
3、力但省距离，故 A错误B、使用钢丝钳时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故 B错误C、定滑轮实质是等臂杠杆，使用定滑轮不能省力，但能改变力的方向，故 C正确D、使用任何机械都不能省功，将定滑轮和动滑轮组合使用，组成滑轮组，既能省力、又能改变用力方向，但不能省功，故 D错误5.（2021达州）如图所示，A0B为轻质杠杆，B端用细线挂一重物G,在 A端分别施加作用力F i、F2、F3时，杠杆都能在图示位置平衡。则下列说法正确的是（）A.F 最小B.Fz最大C.使用此杠杆、筷子、轮轴等机械一定能省力，但不能省功D.若作用力为F 3,保持F3与 0A垂直，使重物匀速上升，F3将逐渐减小【答案】D【解析】
4、解：A B,由图可知，在 A 点用力时，F i 的力臂最短，F 3 的力臂最长，根据杠杆平衡条件FILI=FZL2可知，在阻力和阻力臂一定时，所施加的动力F I 最大，F 3 最小，故 A B 错误；C、图中杠杆为省力杠杆，而筷子是费力杠杆，轮轴可以看作是省力杠杆的变形，它们都不能省功，故 C错误D、若作用力为F 3,保持F 3 与 0 A 垂直，则动力臂不变，使重物匀速上升时，阻力G不变，阻力臂逐渐小于0 B,即阻力臂变小，杠杆平衡条件FILI=FZL2可知，F 3 将逐渐减小，故 D正确6.（2 0 2 1 乐山）如图所示，在斜面上将一个重4.5 N 的物体匀速拉到高处，沿斜面向上的拉力
5、为 1.8 N,斜面长s=l.2 m、高炉0.3 m。把重物直接提升力所做的功作为有用功，则A.有用功为1.3 5 J,机械效率为7 5%B.有用功为2.1 6 J,机械效率为6 2.5%C.有用功为1.3 5 J,机械效率为6 2.5%D.有用功为1.3 5 J,机械效率为1 0 0%【答案】C【解析】W 有 用=G h=4.5 N X 0.3 m=L 3 5 J；W =F s=l.8 N X 1.2 m=2.1 6 J；n =W w a/W A=l.3 5 J/2.1 6 J=6 2.5%。故选 C7.（2 0 2 1 北京）如图所示，用滑轮组提升所受重力为9 0 0 N 的物体A,滑轮组
6、绳子自由端在拉力尸作用下竖直匀速移动了 1 2 m,同时物体A 被竖直匀速提升了如，用时4 0 s,滑轮组的额外功是4 0 0 J。下列说法中正确的是（）119H而图9A.动滑轮所受的重力为1 0 0 NB.物体A 上升的速度是0.3 m/sC.拉力尸的功率是1 0 0 WD.滑轮组的机械效率是9 0%【答案】C D【解析】解：A、物体A 被提高了 h=4 m,由于动滑轮随物体一起运动，动滑轮提升的高度也是h=4 m,不计绳重和摩擦，提升动滑轮做的功为额外功，由动h得动滑轮重力：Ga=I .=2 J _=i 0 0 N,h 4 m但题目没有提供 不计绳重和摩擦”这一条件，动滑轮的重力不等于1
7、0 0 N,故 A错误；B、物体上升的速度：v物=皂=-!_=0.l m/s,故 B 错误；t 4 0 sC、拉力做的有用功：W 有 用=G h=90 0 NX 4 m=3 60 0 J,拉力做的总功：W .=W 有 用+W （=3 60 0 J+4 0 0 J=4 0 0 0 J,拉力的功率:P=-=400QJ=1 0 0 W,故 C 正确；t 40 sD、滑轮组的机械效率：n =曳=3 2 L x i 0 0%=9 0%,故 D 正确。w 总 4000.T8.（2 0 2 1 通辽）如图所示，重为80 0 N的物体在1 0 0 N的水平拉力产的作用下以（）.l m/s 的速度沿水平地面，向
8、左匀速直线运动了 2 0 s,滑轮组的机械效率为60%,在此过程中，下列说法正确的是（）A.绳子自由端移动距离为4 mB.物体与地面间的滑动摩擦力大小为1 2 0 NC.额外功的功率为1 2 WD.若物体的重力和运动速度不变，只增大水平地面的粗糙程度，则滑轮组的机械效率会降低【答案】C【解析】A、由丫=且可得，物体移动的距离：s ,=v t=0.l m/s X 2 0 s=2 m,t由图知，n=3,则绳子自由端移动的距离：s邑 由 域=3 s 物=3 X 2 m=6 m,故 A错误;W有 f s物s物B、由 n =W总F s自 由 端FX ns自 由 端3FX1 0 0%可得，物体与地面间的滑
9、动摩擦力:f=T)X 3 F=60%X 3 X 1 0 0 N=1 80 N,故 B 错误;C、总功：W =Fs 自 由 腐=1 0 0 NX6m=60 0 J,有用功：W =n W .=60%X 60 0 J=3 60 J,额外功：W -W fiC.zCAB=30o在相等时间内把重为8 0N 的同一物体从斜面底端分别沿A C、B C 匀速推至C点，物体的机械能（选 填“增大”“减少”“不变”），若推力分别为Fi、F2,功率分别为PI、P2,则Fi F2,PI P 2（选 填“”“”或 =）o【答案】增大 BC,ZCAB=3 0 ,由图可知斜面AC倾斜角度小于BC的倾角，所以物体沿AC运动时拉
10、力较小，即FF2；由题知，A C 和 B C 是两个光滑的斜面，额外功为0,根据W=Gh可知拉力在两斜面上做功相同，即W I =W2,所用时间相等，根据功率公式P =:可知P i =P 2。故答案为：增大；;=.1 3.（2 02 1 通辽）如图所示是一种抽水马桶水箱自动上水装置的示意图。当水箱内的水达到一定高度时，浮标带动杠杆AOB压住入水口，停止上水。请在图中画出动力片、阻力吊和动力臂。o【解析】解:由图和题意可知，。为支点，水对浮标的向上作用力为动力，入水口对B端的向上作用力为阻力；过杠杆B点作竖直向上的力即为阻力F z；过浮标重心作竖直向上的力即为动力F“过支点0作动力件作用线的垂线段
11、即为动力臂L.如图所示:1 4.（2 02 1 毕节）用滑轮组将放在水平地面上的重物G 提起，在图中画出最省力的绳子绕法。【答案】解：为奇数时，承担物重的有3段绳子，此时最省力，根据奇动偶定，绳子的固定端在动滑轮上，如图所示:【解析】要使滑轮组省力，就是使最多的绳子段数来承担动滑轮的拉力，图中滑轮组由一个动滑轮和一个定滑轮组成，有两种绕线方法。若n为偶数，绳子固定端在定滑轮上；若n为奇数，绳子固定端在动滑轮上；即：“奇动偶定”15.（2021资阳）如图所示，在“研究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中：n 平衡螺目（1）将图甲装置放于水平桌面上，固定悬挂在P点的置物盘空载时调节平衡螺母使横梁处于水
12、平平衡状态；将木块放在置物盘内，在右边适当位置悬挂祛码使横梁再次水平平衡；已知碳码质量m=100g,测得0P=L、0Q=4 L,则木块质量M=g；（2）如图乙所示，为相同的水平木板，在水平木板上铺了一层粗布。实验过程中弹簧测力计必须沿 方向拉木块；如果3次实验所用拉力分别为Fi=0.4N、F2=0.5N,F3=1.5N时，恰能拉着木块沿水平方向做匀速运动，则分析比较（选填实验编号）两组数据可得出结论：在压力一定时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大；（3）在完成实验后，小明将毛巾铺在水平木板上，重复的实验过程，探究木块在毛巾表面的运动情况；根据实验数据，小明得出拉力F与时间t的关系如图丙，木块运动速
13、度v与时间t的关系如图丁。由图可知，在12 s内木块沿毛巾表面做（选填“加速”、“匀速”或“减速”）运动，木块受到的摩擦力f=N；(4)研究表明，滑动摩擦力f与压力N满足关系f=n N,是一个与接触面有关的比例常数，叫做动摩擦因数。根据前面所测得的有关数据，取 g=1 0 N/k g,可求得木块与毛巾表面之间的动摩擦因数u=【答案】(1)4 0 0；(2)水平；(3)加速；2.4；(4)0.6。【解析】解：根据杠杆的平衡条件可知，m.gXOP=M木 块 X g X O Q,贝！I M木 块=m磋 码 乂0 P=0.lk g X 4=0.4 k g=4 0 0 g；1(2)要使测力计的示数与摩擦
14、力相等，木块必须处于平衡状态，使拉力与摩擦力是一对平衡力，故要匀速直线拉动；探究滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度的关系时，需要控制压力一定，所以需要对比两组数据；(3)由图丁可知，在 2 3 s 内，木块做匀速直线运动运动，此时的拉力与滑动摩擦力是一对平衡力，大小相等，对比图丙可知，则 f=2.4 N；在 1 2s内木块沿毛巾表面做加速运动，由于此时木块对毛巾表面的压力不变，接触面的粗糙程度不变，则受到的滑动摩擦力不变，即 f=2.4 N;(4)木块的重力为：G=m g=0.4 k g X 10 N/k g=4 N,对毛巾表面的压力为：F=G=4 N；木块与毛巾表面之间的摩擦力为2.4 N,则
15、木块与毛巾表面之间的动摩擦因数为U =工=F2=0.6。4 N16.(2 0 2 1资阳)新冠疫情期间，为更好的收治重症患者，武汉市集结了约4万名建设者,仅用10 天左右时间就使火神山、雷神山医院成功交付使用，再次让世界见证了“中国速度如图所示，工人用滑轮组装置沿水平轨道运送建筑工件，用 力 F拉绳使工件沿水平轨道匀速运动的速度v=0.5 m/s,经 t=2 0 s 将工件送到目的地。已知工件的质量M=6 0 0 k g,与轨道的接触面积S=L 2 m 2,运动过程中所受阻力f是重力的k=0.2倍；若滑轮组的绳保持竖直方向，不计绳重和滑轮与绳间的摩擦，滑轮组装置的机械效率n =9 6 乐 取
16、g=10 N/k g。求：(1)工件在轨道上匀速前进时对轨道的压强p；(2)工人拉力F做功的功率P；(3)动滑轮的质量n u【答案】解：(1)工件在轨道上匀速前进时，对轨道的压力：F s=G n=i n M g=6 0 0 k g X 10 N/k g=6 0 0 0 N,对轨道的压强：f f i =6 o o o i=5o o o pa;S 1.2 m 2(2)运动过程中所受的阻力：f=0.2 G =0.2 X 6 0 0 0 N=12 0 0 N,由图可知，滑轮组绳子的有效股数n=2,则滑轮组的机械效率：W 有 f s 物 f s 物 f 12 0 0 Nn =-X 10 0%=X10 0%=X10 0%=工X 1 0 0%=LNUUN x i 0 0%=9 6%,W 总 F s 绳 F n s 物 n F 2 F解得：F=6 2 5 N,绳端移动的速度：v%=n v=2 X 0.5 m/s =l m/s,则拉力的功率:p_W_Fs 绳t t=F v 蜷=6 2 5 N X l m/s=6 2 5 W；(3)不计绳重和滑轮与绳间的摩擦，由F=L(f+G 动)可得，动滑轮的重力:6动
