北京市门头沟区2020-2022三年中考物理模拟试题分类汇编06简单机械与机械效率（有解析）

北京市门头沟区2020-2022三年中考物理模拟试题分类汇编06简单机械与机械效率
一、单选题
1．（2022·北京门头沟·统考一模）图所示的工具在正常使用的过程中，属于费力杠杆的是（　　）
A．羊角锤 B．瓶盖起子
C．核桃夹 D．碗夹
2．（2021·北京门头沟·统考二模）图所示的四种工具中，正常使用时属于省力杠杆的是
A．镊子 B．食品夹
C．瓶盖起子 D．筷子
3．（2020·北京门头沟·统考一模）如图所示的四个实例中，属于费力杠杆的是（　　）
A．筷子 B．瓶盖起子
C．栽纸刀 D．钳子
二、多选题
4．（2022·北京门头沟·统考一模）质量为60kg的工人站在水平地面上，利用如图滑轮组竖直向下拉动绳子自由端，将一质量为80kg的重物A以0.1m/s的速度匀速上升1m，此时该滑轮组的机械效率为80%（g取10N/kg）。对此工作过程及装置以下说法正确的是（　　）
A．动滑轮重为200N B．工人对绳的拉力做功1000J
C．拉力F的功率为50W D．工人对地面的压力为100N
5．（2021·北京门头沟·统考二模）如图是工人通过滑轮组从水中匀速打捞物体的示意图，测得物体出水后工人作用在绳子上的拉力为300N。已知物体重560N，密度为2.8×103kg/m3，该工人的重力为500N。不计滑轮组的绳重和摩擦及水的阻力，水的密度为1.0×103kg/m3，g取10N/kg。关于该过程，下列说法正确的是（　　）
A．动滑轮的重力为40N
B．出水前工人作用在绳子上的拉力为130N
C．出水前工人对地面的压力为240N
D．出水前滑轮组的机械效率为90%
6．（2021·北京门头沟·统考一模）图是一种利用滑轮组提升物体的简化模型示意图。人站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，物体以0.2m/s的速度匀速上升时，滑轮组的机械效率为90%。物体重为720N， g取10N/kg。关于该过程，下列说法正确的是（　　）
A．绳子自由端移动的速度为0.4m/s
B．动滑轮所受的重力为80N
C．拉力F做功的功率为160W
D．绳子自由端受到竖直向下的拉力为450N
7．（2020·北京门头沟·统考二模）如图所示，对其中所涉及的物理知识，下列说法中正确的是（　　）
A．日晷利用了光的反射现象 B．回音壁利用了声音的反射
C．杆秤利用杠杆平衡原理测量物体质量的 D．潜水艇利用改变自重实现上浮和下沉的
三、填空题
8．（2021·北京门头沟·统考一模）（1）如图所示，弹簧测力计的示数是______N；
（2）如图所示，电阻箱的示数是______Ω；
（3）如图所示，电能表的示数是______kW·h；
（4）如图所示，体温计的示数为______℃；
（5）如图所示，OB是以O点为支点的杠杆，F是作用在杠杆B端的力。图中线段AB与力F的作用线在一条直线上，且OA⊥AB、AC⊥OB。线段______（选填“OA"或“AC”）表示力F的力臂；
（6）如图所示，为平面镜，AO为入射光线，ON为法线，入射角∠AON等于45°。已知∠NOB等于30°，∠NOC等于45°，∠NOD等于60°。则入射光线AO的反射光线将沿着______ （选填“OB”、“OC”或“OD”） 射出。
9．（2020·北京门头沟·统考二模）如图所示，OB是以O点为支点的杠杆，F是作用在杠杆B端的力．图中线段AB与力F的作用线在一条直线上，且OA⊥AB、AC⊥OB．线段____表示力F的力臂．（选填“OA”或“AC”）
四、作图题
10．（2022·北京门头沟·统考一模）如图所示，OB是以O点为支点的杠杆，F是作用在杠杆B端的力。请在图中画出动力F的力臂l。
五、计算题
11．（2022·北京门头沟·统考二模）图是一种利用滑轮组提升物体的简化模型示意图。人站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，将重为720N物体以0.1m/s的速度匀速上升时，滑轮组的机械效率为90%。不计绳重及摩擦，g取10N/kg。求：
（1）拉力的大小；
（2）求动滑轮受到的重力。
12．（2022·北京门头沟·统考一模）小敏利用轻质杠杆、刻度尺、金属块甲、小石块乙、圆柱形塑料容器、细线和适量的水测量小石块的密度，实验装置如图所示。以下是小敏的实验步骤：
（1）将金属块甲和小石块乙用细绳分别悬挂在杠杆A和D端，用细线做好的绳套系住杠杆某处后，移动绳套到O点时，杠杆恰好在水平位置平衡，用刻度尺测出AO间的距离为20cm；
（2）将小石块乙完全浸没在水中，且不与塑料容器相接触，金属块甲移至B点，杠杆再次在水平位置平衡，用刻度尺测出AB间的距离为8cm。已知水的密度水=1.0×103kg/m3，请利用已知条件帮助小敏计算出小石块的密度。
13．（2020·北京门头沟·统考二模）如图所示是用动滑轮运送物体A的示意图，卷扬机对绳子的拉力为F=500N，物体A在10s内匀速竖直上升了3m。已知物重850N，所用动滑轮重为50N，g取10N/kg。求：
(1)绳子自由端移动的速度；
(2)滑轮组的机械效率。
六、实验题
14．（2021·北京门头沟·统考二模）小明同学在做“探究杠杆平衡条件”的实验时，进行了如下操作：
（1）将杠杆悬挂在支点O上，如图甲所示，这时发现杠杆左端高、右端低，他应该将杠杆的平衡螺母向________端调节（选填“左”或“右”），才能使杠杆在水平位置平衡；
（2）杠杆水平平衡后，他在A点挂三个钩码，如图乙所示，那么B点挂________个相同的钩码，可使杠杆在水平位置重新平衡。
15．（2020·北京门头沟·统考一模）在“探究——杠杆平衡的条件”时，使用的杠杆如图所示：
(1)实验前，应先调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡，目的是为了__________；
(2)如果在杠杆的A处挂1个相同的钩码，则在B处要挂________个同样的钩码，杠杆才能仍然保持在水平位置平衡。
参考答案：
1．D
【详解】A．羊角锤在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A不符合题意；
B．瓶盖起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B不符合题意；
C．核桃夹在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C不符合题意；
D．碗夹在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故D符合题意。
故选D。
2．C
【详解】A．镊子在使用时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆；不符合题意；
B．食品夹在使用时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆；不符合题意；
C．瓶盖起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；符合题意；
D．筷子在使用过程是，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；不符合题意．
3．A
【详解】A．筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故A符合题意；
B．瓶盖起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B不符合题意；
C．栽纸刀在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C不符合题意；
D．在钳子的使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D不符合题意。
故选A。
4．BD
【详解】B．重物的质量为80kg，则重物的重力
G=mg=80kg×10N/kg=800N
重物上升1m，则有用功
W=Gh=800N×1m=800J
由图可知，动滑轮上的绳子段数是2段，该滑轮组的机械效率为80%，由可知，滑轮组做的总功是
即工人对绳的拉力做功1000J，故B正确；
C．绳子自由端移动的距离
s=nh=2×1m=2m
则绳子自由端的拉力
绳子自由端移动的速度
v=nv物=2×0.1m/s=0.2m/s
拉力F的功率
P=Fv=500N×0.2m/s=100W
故C错误；
A．若不计摩擦和绳重，由可得，动滑轮的重力
G动=2F-G=2×500N-800N=200N
由于实际上绳重和摩擦是存在的，则动滑轮重不等于200N，故A错误；
D．因工人受到竖直向上的支持力和拉力以及竖直向下的重力而处于平衡状态，所以工人受到地面的支持力
F支持=G人-F=mg-F=60kg×10N/kg-500N=600N-500N=100N
又因工人对地面的压力和地面对人的支持力是一对相互作用力，所以工人对地面的压力等于地面对人的支持力，即100N，故D正确。
故选BD。
5．AD
【详解】A．出水后，物体不受浮力，故动滑轮受到了向下的拉力，大小为560N，而后工人作用在绳子上的拉力为300N，而对动滑轮进行受力分析，其受到了2段绳子的拉力，还受到了重物对其向下的拉力和自身的重力，故动滑轮的重力为
故A正确；
B．根据可知，重物的体积为
出水前，物体完全浸没，物体所受的浮力为
对物体受力分析，其受到了动滑轮对其向上的拉力和水对其向上的浮力，还有重力，故动滑轮对物体向上的拉力为
对动滑轮进行受力分析，其受到了向上的拉力，和向下的拉力和自身的重力，故工人作用在绳子上的拉力为
故B错误；
C．出水前，工人作用在绳子上的拉力为为200N，对工人进行受力分析，其受到了地面对其的支持力，和绳子对其向上的拉力和自身向下的重力，故支持力为
故C错误；
D．出水前滑轮组的机械效率为
故D正确。
故选AD。
6．ABC
【详解】A．由图可知，滑轮组承担重物和动滑轮的绳子股数为n=2，物体以0.2m/s的速度匀速上升，则绳子自由端移动的速度为
v绳=nv物=2×0.2m/s=0.4m/s
故A正确；
D．根据
η=
可知，绳子自由端的拉力F为
F=400N
故D错误；
B．根据F=可知动滑轮重力为
G动=nF-G=2×400N-720N=80N
故B正确；
C．拉力F做功的功率为
P=Fv=400N×0.4m/s=160W
故C正确。
故选ABC。
7．BCD
【详解】A．日晷利用了光的直线传播原理来计时的一种工具，故A错误；
B．回音壁利用了声音的反射原理来工作的，故B正确；
C．杆秤属于杠杆，是利用杠杆平衡原理测量物体质量的，故C正确；
D．潜水艇是利用改变自身重力实现上浮和下沉的，故D正确。
故选BCD。
8． 3.6 55 2161.8 37.3 OA OC
【详解】（1）[1]由图知，测力计的分度值为0.2N，其示数为3.6N。
（2）[2]由图知，电阻箱的示数为
（3）[3]由图知，电能表的示数的最后一位是小数位，其示数为2161.8。
（4）[4]由图知，体温计的分度值为0.1℃，其示数为37.3℃。
（5）[5]力臂指的是：支点到力作用线的距离，故OA为F的力臂。
（6）[6]根据光的反射定律知，反射角等于入射角，则OA的反射光线沿OC方向。
9．OA．
【详解】由于力臂是指过支点向力的作用线做垂线时，垂足与支点的长度，故OA是力F的力臂．
10．
【详解】O点为杠杆的支点，过O点作F作用线的垂线段即为动力F的力臂l，如下所示
11．（1）400N；（2）80N
【详解】解：（1）滑轮组的机械效率为
经整理可知
（2）因不计绳重和摩擦，故动滑轮受到的重力
答：（1）拉力的大小为400N；
（2）动滑轮受到的重力为80N。
12．2.5×103kg/m3
【详解】解：根据杠杆平衡条件可知，将金属块甲和小石块乙用细绳分别悬挂在杠杆A和D端，用细线做好的绳套系住杠杆某处后，移动绳套到O点时，杠杆恰好在水平位置平衡。则可得出
m甲g·OA=m乙g·OD
m甲·OA=m乙·OD①
将小石块乙完全浸没在水中，且不与塑料容器相接触，金属块甲移至B点，杠杆再次在水平位置平衡，根据杠杆平衡条件得到
FB·OB=FD·OD
m甲g·(OA-AB)=(m乙-m排)g·OD
m甲·OA- m甲·AB=m乙·OD-m排·OD
m甲·AB= m排·OD
m甲·AB =ρ水V乙·OD
由①得到
小石块的密度
答：小石块的密度是2.5×103kg/m3。
13．(1) 0.6m/s；(2)85%
【详解】(1)从图中可以看到，有两条绳子托着动滑轮，物体A匀速竖直上升了3m，则绳子自由端移动的距离
根据可知，绳子自由端移动的速度
绳子自由端移动的速度是0.6m/s。
(2)滑轮组所做的有用功
滑轮组所做的总功
滑轮组的机械效率
滑轮组的机械效率是85%。
答：(1)绳子自由端移动的速度是0.6m/s；(2)滑轮组的机械效率是85%。
14． 左 2
【详解】（1）[1]图甲中杠杆左端高、右端低，则应将平衡螺母向左调节，直到杠杆在水平位置平衡。
（2）[2]设杠杆上每格长L，每个钩码重力为G，在A点挂三个钩码，设应在B点挂n个钩码，根据杠杆平衡条件，则有
3G×2L=nG×3L
解得n=2，即应在B点挂2个钩码。
15． 便于测量力臂 2
【详解】(1)[1]实验前，应先调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡，这样可以直接从杠杆上读出力臂也可以消除杠杆自身重力对实验的影响。
(2)[2]设每个钩码的重力为G，每个小格的长度为l，在B处所挂钩码的数量为n，则根据杠杆平衡的条件可得
则所挂钩码的数量为
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