中考物理试题分项版解析汇编专题09简单机械及其效率原卷版.docx
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中考物理试题分项版解析汇编专题09简单机械及其效率原卷版
2018年中考物理试题分项版解析汇编-专题09-简单机械及其效率(原卷版)
D
A.
B.
C.
D.
8.某实验小组分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组(每个滑轮等重),在相同时间内把重物G提升相同高度,F1和F2大小相等,不计绳重及摩擦,下列说法正确的是( )
A.力F1和F2做功的功率相同
B.力F1和F2做的总功相同
C.乙滑轮组更省力,两个滑轮组机械效率一样大
D.甲滑轮组的机械效率比乙滑轮组高
9.如图所示,斜面长3m,高0.6m,建筑工人用绳子在6s内将重500N的物体从其底端沿斜面向上匀速拉到顶端,拉力是150N(忽略绳子的重力)。
则下列说法正确的是()
A.斜面上的摩擦力是50NB.拉力的功率是50W
C.拉力所做的功是300JD.斜面的机械效率是80%
10.(2018•宁波)如图所示,F1=4N,F2=3N,此时物体A相对于地面静止,物体B以0.1m/s的速度在物体A表面向左做匀速直线运动(不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦)。
下列说法错误的是( )
A.F2的功率为0.6W
B.弹簧测力计读数为9N
C.物体A和地面之间有摩擦力
D.如果增大F2,物体A可能向左运动
11.人体中的许多部位都具有杠杆的功能。
如图是人用手托住物体时手臂的示意图,当人手托5kg的物体保持平衡时,肱二头肌收缩对桡骨所施加力的大小一定( )
A.大于5kgB.大于49NC.小于49ND.等于49N
12.A、B两种实心物体的质量与体积的关系如1图所示,把体积相等的A、B物体挂在滑轮组下,若要使它们处于静止状态,则2图的虚线框内悬挂B物体的个数是(不计摩擦和滑轮的自重)()
A.1个B.2个C.3个D.4个
13.小明在水平地面上推如图所示的一只圆柱形油桶,油桶高40cm,底部直径为30cm,装满油后总重2000N.下列说法中正确的是()
A.要使底部C稍稍离开地面,他至少应对油桶施加600N的力
B.他用水平力虽没推动油桶,但他用了力,所以他对油桶做了功
C.他用水平力没推动油桶,是因为推力小于摩擦力
D.油桶匀速运动时,地面对油桶的支持力和油桶对地面的压力是平衡力
14.如图所示,用滑轮组提升重物时,重400N的物体在10s内匀速上升了1m。
已知拉绳子的力F为250N,则提升重物的过程中()
A.做的总功是400JB.拉力F的功率是25W
C.绳子自由端被拉下1mD.滑轮组的机械效率是80%
15.工人用如图所示的动滑轮,将重1000N的物体在5s内匀速竖直提升了1m,人对绳自由端的拉力F为600N,不计绳重和摩擦。
以下结论正确的是()
A.动滑轮的有用功为600J
B.动滑轮的重力为400N
C.动滑轮的机械效率为83.3%
D.拉力F的功率为120W
16.如图,用刻度均匀的匀质杠杆进行“杠杆平衡条件”的实验(每个钩码重为0.5牛)。
下列说法正确的是()
A.实验前出现图甲所示情况,应将杠杆的平衡螺母向左调
B.图乙,在AB处各增加一个钩码,杠杆仍然能保持平衡
C.图丙,弹簧测力计从a位置转到b,为保持杠杆在水平位置平衡,其示数需变大
D.图丁,用弹簧测力计在c点向上拉杠杆,为保持杠杆在水平位置平衡,其示数小于3牛
二、多选题
17.工人师傅搬运货物时,在地面和卡车的车厢间倾斜放置一长木板搭成斜面,将地面上的货物沿斜面匀速拉上车厢用时15s。
已知车厢高1.5m,木板长3m,货物质量为60kg,沿斜面所用的拉力为400N,g=10N/kg,则下列说法正确的是( )
A.工人做的总功为900JB.工人做的额外功为300J
C.工人做功的功率为60WD.此斜面的机械效率为75%
三、填空题
18.小明用图中的动滑轮匀速拉动水平地面上的物体A,测出A移动的距离s、水平拉力F和A的重力G。
(1)以上条件能否求出此时滑轮的机械效率η?
______________如果能,写出η的表达式;如果条件不足,写出还需要补充的物理量的测量步骤和符号,并写出η的表达式__________________________(η用题目已知及补充的物理量符号表示)
(2)若A在10s内运动了4m,A的速度为______________。
19.小明用如图所示的动滑轮提起140N的水桶,动滑轮重20N(不计绳重和摩擦),小明拉绳子的动力为_____N;如果向水桶内再加入40N的水,提起时动滑轮的机械效率_____(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
20.小明用图中的动滑轮匀速拉动水平地面上的物体A,测出A移动的距离s、水平拉力F和A的重力G。
(1)以上条件能否求出此时滑轮的机械效率η?
______________如果能,写出η的表达式;如果条件不足,写出还需要补充的物理量的测量步骤和符号,并写出η的表达式__________________________(η用题目已知及补充的物理量符号表示)
(2)若A在10s内运动了4m,A的速度为______________。
21.泸州市为了巩固创文成果下发了宜传手册“绿色低碳生活,从垃圾分类开始”。
如图是一种轮式垃圾桶,拖动时它相当于一个_____杠杆(选填“省力”或“费力”);垃圾桶底部的小轮子是为了_____摩擦力(选填“增大”或“减小”);若拖动时垃圾桶总重为150N,且动力臂为阻力臂的2倍,则保持垃圾桶平衡的拉力F为_____N。
22.一台起重机在10s内将重为3600N的货物匀速提高了4m,起重机做的有用功是______J。
若起重机做的额外功是9600J,则机械效率是_______,起重机的功率是_________W。
23.如图,AB是能绕B点转动的轻质杠杆,在中点C处用绳子悬挂重为100N的物体(不计绳重)在A端施加竖直向上的拉力使杠杆在水平位置平衡,则拉力F=_____N.若保持拉力方向始终垂直于杠杆,将A端缓慢向上提升一小段距离,在提升的过程中,拉力F将_____(选填“增大”、“减小”或“不变”)
24.如图所示,用滑轮组提起一个重为7N的物体,在拉力F=4N的作用下,10s内物体滑竖直方向匀速升高了2m不计绳重和摩擦,可知拉力F的功率为___W,此滑轮组的机械效率为_______。
25.小丽同学用水平力F拉动如图所示装置,使重100N的A物体4s内在水平地面上匀速运动了80cm,物体B重50N(物体B与A始终接触),此过程中地面受到的摩擦力为10N,弹簧测力计的示数为8N.若不计轮重、弹簧测力计重、绳重和绳与滑轮间摩擦,则滑轮移动的速度为_____m/s,物体A受到B施加的摩擦力_____(选填“水平向左”、“水平向右”或“为零”),水平拉力F为_____N,水平拉力F的功率为_____W。
26.如图是用滑轮组提升物体A的示意图,物体A受到的重力大小为GA=100N。
在匀速竖直提升物体A的过程中,物体A上升的速度大小为V=0.4m/s,滑轮质量、绳重及一切摩擦均可忽略不计,
(1)绳子自由端的拉力大小F=________N;
(2)拉力F做功的功率P=_______W。
(3)物体A的机械能____________(填“增加”、“减少”或“不变”)。
27.使用同一个滑轮组提升物体,提升的物体质量越大,滑轮组的机械效率______(填“越高”“越低”或“不变”)
28.如图所示,将长为1.2米的轻质木棒平放在水平方形台面上,左右两端点分别为A、B,它们距台面边缘处的距离均为0.3米。
在A端挂一个重为30牛的物体,在B端挂一个重为G的物体。
(1)若G=30牛,台面收到木棒的压力为_____牛。
(2)若要使木棒右端下沉,B端挂的物体至少要大于_____牛。
(3)若B端挂物体后,木棒仍在水平台面上静止,则G的取值范围为_____牛。
29.如图为吊装工具示意图,物体M为重5000N的配重,杠杆AB的支点为O,OA:
OB=1:
2,每个滑轮重100N.当重为700N的工人用300N的力竖直向下匀速拉动绳子时,工人对地面的压力为_____N,物体M对地面的压力为_____N.(杠杆与绳的自重、滑轮组摩擦均不计)
四、综合题
30.O为支点的轻质杠杆原处于水平静止。
现同时施加大小相等的力F1、F2(如图)。
(1)此时杠杆能否保持平衡?
________________________________________________
(2)画出图中F1的力臂l1。
31.O为支点的轻质杠杆原处于水平静止。
现同时施加大小相等的力F1、F2(如图)。
(1)此时杠杆能否保持平衡?
________________________________________________
(2)画出图中F1的力臂l1。
32.(2018•宁波)为响应宁波市政府提出的“创建海绵型城市”的号召,小科设计了如图所示的市政自动排水装置模型,控制电路由电压为12V、最大容量为100Ah的蓄电池供电,蓄电池用“发电玻璃”制成的太阳能电板充电。
R0为定值电阻,R为压敏电阻,压敏电阻通过杠杆ABO与圆柱形浮体相连,AB:
BO=4:
1,压敏电阻的阻值随压力变化的关系如下表。
(压板、杠杆和硬质连杆的质量及电磁铁线圈电阻忽略不计,所用绿灯、红灯及排水泵的额定电压均为220V)
(1)当水位在安全位置以下时绿灯亮,排水泵不工作;当水位达到安全位置上限时红灯亮,同时排水泵正常工作。
请按要求完成图中工作电路的连接_____。
(2)“发电玻璃”光电转化率接近18%.要求在5h内对控制电路的蓄电池充满电,则选用的“发电玻璃”面积至少为_____m2.(太阳能辐射到每平方米地面上的平均功率按1000W计算,计算结果精确到0.1m2)
(3)按照设计要求,当水位上升到浮体刚好全部浸入水中时,压敏电阻受到压力为360N,通过电磁铁线圈的电流为100mA,排水泵启动;当水位回落到浮体只有
体积浸入水中时,硬质杠杆ABO仍处于水平位置,线圈中电流为30mA,排水泵停止工作,则小科应选择重力为多大的浮体______?
(4)在实际调试过程中,小科发现水位已达到安全位置上限,但排水装置还未启动。
如果在其他条件保持不变的前提下,要使排水装置符合设计要求,应该将与压敏电阻相连的压板向_____(填“左”或“右“)移动。
五、计算题
33.某物理兴趣小组设计了一个压力报警装置,工作原理如图所示。
ABO为一水平杠杆,OA长120cm,O为支点,AB:
OB=5:
1;已知报警器R0的阻值恒为10Ω,压力传感器R固定放置,R的阻值随所受压力F变化的关系如表所示。
闭合开关S,水平踏板空载时,电压表的示数为2V;当水平踏板所受压力增大,电压表示数达到5V时,报警器R0开始发出报警信号。
踏板、压杆和杠杆的质量均忽略不计。
求:
(1)电源电压为多少?
(2)当报警器开始报警时,踏板设定的最大压力值为多少?
(3)若电源电压变为14V,为保证报警器仍在踏板原设定的最大压力值时报警,应在杠杆上水平调节踏板触点B的位置。
试计算说明触点B应向哪个方向移动多少厘米?
34.如图甲所示的滑轮组装置,不计绳重和摩擦,绳对滑轮的拉力方向均为竖直方向。
用该滑轮组提升放置在水平地面上重为G=80N的重物到高处。
用竖直向下的拉力拉绳的自由端,拉力F随时间t变化的图象如图乙所示,重物上升的速度v随时间变化的图象如图丙所示。
已知在2s~4s内重物上升的竖直高度为2m,求:
(1)在4s~6s内,重物克服重力做功的功率____;
(2)在2s~4s内,绳自由端下降的平均速度____;
(3)在0~2s内,重物对地面的压力大小_____。
35.如图是利用滑轮组打捞水中物体的简化模型示意图,工人用一滑轮组从水中打捞物体。
已知:
物体的质量为90kg且以恒定速度匀速上升,当物体完全露出水面,工人对滑轮组绳子自由端的拉力F1为400N,此时滑轮组的机械效率η1为75%(绳的质量、滑轮与轴的摩擦以及水的阻力均忽略不计,g=10N/kg)。
(1)请你根据题目中的条件,判断出工人所使用的滑轮组是下列中的_____图。
(2)工人的质量为60kg,双脚与地面接触面积为2.5×10﹣3m2,物体浸没在水中和完全被打捞出水面时工人对地面的压强变化了4×104Pa,求物体浸没在水中时受到的浮力_____。
(3)若物体完全浸没在水中时,工人拉力的功率为180W,求物体上升的速度_____。
36.如图所示为某品牌四旋翼无人机,该无人机具有一键起降和返航、空中悬停、高清拍摄、GPS定位等功能,下表是该无人的部分参数:
在某次火灾中,该无人机参与火情的勘测,它先以最大速度匀速直线上升,且达到60m高处时,再以最大速度水平匀速直线飞行到达1.6km远处的火场上空。
若无人机整个过程四个电动机同时工作,电动机将电能转化为机械能的效率为90%,假设无人机以最大速度匀速直线上升时,受到的阻力大小为10N,通过计算回答下列问题:
(g取10N/kg)
(1)无人机从起飞到火场上空,这一过程共耗时多少秒____?
(2)无人机到达火场上空后,悬停观测10分钟,则10分钟内电动机消耗多少电能____?
(3)无人机以最大速度匀速直线上升60m,这个过程中消耗多少电能____?
37.考古工作者在河底发现了古代的石像,经潜水者测量它的体积约为2m3.如图所示,在打捞石像的过程中,考古工作者用动滑轮将石像匀速提升,需要竖直向上的拉力F=1.6×104N.在没有将石像提出水面前,若不计摩擦和滑轮重力,(ρ水=1.0×103kg/m,g=10N/kg)求:
(1)石像受到的浮力___。
(2)石像的重力____。
(3)石像的密度____。
(4)若将石像提升了3m,石像受到水的压强减少了多少_____?
38.如图是建筑工地上的起重机示意图,起重机的电动机功率为
W,当它把质量为1t的重物匀速提起24m时,用时100s.(g=10N/kg)求:
(1)在这段时间内起重机提起重物做功的功率是多少____?
机械效率是多少____?
(2)若起重机AB长为20m,吊起重物时B端的配重质量为4t,为使起重机不翻倒,则OB长为多少_____?
(不计摩擦和起重机自重)
39.质量为60kg的工人站在水平地面上,用如图装置匀速打捞浸没在长方形水池中的物体,水池底面积为15m2,物体重2000N、体积为0.1m3,物体未露出水面前,此装置机械效率为80%.(不考虑水对物体的阻力、绳重及绳与滑轮间的摩擦)g取10N/kg求:
(1)物体浸没在水中受到的浮力;
(2)动滑轮的重力;
(3)若工人双脚与地面的接触面积为500cm2,当他对地面的压强为2×103Pa时,池底受到水的压强的变化量。
40.图甲是海上打捞平台装置示意图,使用电动机和滑轮组将实心物体A从海底竖直向上始终以0.05m/s的速度匀速吊起,图乙是物体A所受拉力F随时间t变化的图象(不计摩擦、水的阻力及绳重,ρ水=1.0×103kg/m3.g=10N/kg)。
请解答下列问题:
(1)物体A的体积是多少?
(2)物体A完全浸没在水中时滑轮组的机械效率为80%,当物体A完全离开水面后,滑轮组的机械效率是多少?
(3)当物体A完全离开水面后,电动机两端电压为380V,通过的电流为5A,电动机线圈的电阻为多少?
(不计电动机内部摩擦)
41.如图是工人将重160N的物体匀速放下的过程,已知物体下降的距离为3m,用时3s,工人的拉力为50N,工人质量为50kg。
(物体未浸入水中,且不计绳重及摩擦)
(1)求工人放绳的速度。
(2)求滑舱组的效率η1
(3)如果物体完全浸没水中后滑轮的机械效率为η2,已知η1:
η2=4:
3(物体在水中仍匀速下降,动滑轮不会浸入水中且不计绳重及摩擦,g=10N/kg)。
求当物体完全浸没水中后,工入对地面的压力。
六、实验题
42.图甲是某学习小组“测量滑轮组的机械效率”的示意图。
用弹簧测力计竖直向上拉动绳子自由端,将重为4.5N的物体从A位置提升到A′位置,同时弹簧测力计从图中的B位置上升到B′位置,在这个过程中,弹簧测力计的示数如图乙所示。
请你根据他们做的实验完成下列问题:
(1)物体提升的高度是_____cm,拉力是_____N,该滑轮组的机械效率η=_____;
(2)若在图甲装置的基础上,增加一个动滑轮,改为图丙所示的装置,提升同一物体,则滑轮组的机械效率_____(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
43.某物理实验小组的同学,利用如下图所示的装置,在杠杆支点的两边分别挂上钩码来探究杠杆的平衡条件。
(1)如图甲所示,为使杠杆在水平位置平衡,应将右端的平衡螺母向_____移动。
(选填“左”或“右”)
(2)实验中测得的数据如下表所示:
通过探究,由实验数据可以得出杠杆的平衡条件是___________________。
(3)如图乙所示,将杠杆两端同时减去一个钩码,杠杆左端会_______。
(选填“下沉”或“上升”)
44.如图所示是小李和小王利用刻度均匀的轻质杠杆探究“杠杆平衡条件”的实验装置。
(1)实验前没挂钩码时,杠杆静止的位置如图甲所示,此时应将螺母向_____调节,使杠杆在水平位置平衡。
(2)杠杆平衡后,小李在左右两侧分别挂上钩码,如图乙所示,杠杆的_____端会下沉,要使杠杆重新在水平位置平衡,在不改变钩码悬挂点的位置和改变较少钩码的前提下,只需将_____即可。
(3)小李和小王又分别设计了两种实验方案,小李的方案如图丙所示,小王的方案如图丁所示。
你认为_____的实验方案更好,请说明你的理由_____。
(4)实验中小王发现:
如果在杠杆的O点用弹簧测力计施加一个向上的力,这个力在探究实验时是否影响到杠杆的平衡?
请说明理由_____。
45..探究杠杆的平衡条件。
(1)杠杆两端的螺母作用是_______________。
(2)小明用如图所示装置,进行实验并收集了下表中的数据,分析数据可知,杠杆的平衡条件是____________。
(3)小明又图所示装置进行实验。
请在图中画出拉力F的力臂,弹簧测力计的读数应是_______N。
(一个钩码重0.5N)
(4)如图所示,小红实验时在一平衡杠杆的两端放上不同数量的相同硬币,杠杆仍在水平位置平衡。
她用刻度尺测出L1和L2,则2L1____(选填“>”“<”或“=”)3L2。
(拓展)探究了杠杆的平衡条件后,小红对天平上游码的质量进行了计算。
她用刻度尺测出L1和L2(如图所示),则游码的质量为____g。
46.测量滑轮组的机械效率___________
七、作图题
47.如图所示,一个绕O点的转动的杠杆,已知动力F1的方向和阻力F2的力臂L2,请画出动力F1的力臂L1以及阻力F2_____。
48.如图所示为钓鱼竿钓鱼的示意图,O为支点,画F1、F2的力臂L1和L2____。
49.如图所示,轻质杠杆OA可绕O点转动,请在图中画出杠杆OA的动力臂L____.
50.如图所示,一根木棒以O点为支点撬动石块,画出作用在A点最小动力F,并画出阻力F1,并画出阻力F2的力臂l2____
51.在图中画出拉力F对支点O的力臂L。
52.如图所示,杠杆OA在动力F1作用下处于静止状态,请你画出阻力F2及阻力臂L2.
53.如图所示,轻质杠杆AB可绕O点在竖直平面内旋转,请在图中画出物体M所受重力G和使杠杆保持平衡的最小力F的示意图。
54.手机自拍已成一种时尚。
如图所示是使用自拍杆辅助手机进行自拍时的示意图,将自拍杆看作一个轻质杠杆,O点是支点。
请在图中画出:
(1)施加在A点最小的动力F1;
(2)力F2的力臂L2。
_______
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