2019年中考物理试题分项版解析汇编(第03期)专题09 简单机械及其效率(含解析).doc
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1、1专题专题 0909 简单机械及其效率简单机械及其效率一、单选题1A、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【来源】广东省 2018 年中考物理试题【答案】B【解析】根据图 1 得物体 A、B 的密度为:; 体积相等时,两物体的重为:,即;如图 2,A 物体上面为一个动滑轮,由两段绳子承担物重,所以:,代入得,即虚线框内悬挂 B 物体的个数是 2。故 B 正确。2如图所示,用滑轮组提升重物时,
2、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 400J B. 拉力 F 的功率是 25WC. 绳子自由端被拉下 1m D. 滑轮组的机械效率是 80%2【来源】四川省自贡市 2018 年中考物理试题【答案】D【解析】AC、由图知,n2,则绳子自由端移动的距离:s2h21m2m,故 C 错误;拉力做的总功:W总Fs250N2m500J,故 A 错误;B、拉力 F 的功率:P 50W,故 B 错误;D、有用功:W有用Gh400N1m400J,滑轮组的机械效率: 100% 100%80%,故 D 正确。故选:D。点睛:(
3、1) (3)已知拉力大小,由图可知使用滑轮组承担物重的绳子股数 n2,则 s2h,求出拉力端移动距离,利用 WFs 可求总功;(2)知道做功时间,利用 P 求出拉力 F 的功率;(4)已知物重和物体被提升高度,根据公式 WGh 可计算出有用功;利用效率公式 求滑轮组的机械效率。3如图所示,小红用 10N 的拉力将重为 20N 的物体在 5s 内匀速提升了 0.2m,则以下说法正确的是( )A. 绳子自由端移动的距离为 0.4m B. 有用功为 4JC. 滑轮组的机械效为 83.3% D. 拉力的功率为 12W【来源】2018 年湖南省常德市中考物理试题【答案】B【解析】A. 如图,由三段绳子拉
4、着动滑轮,所以绳子自由端移动的距离为:,故 A 错误;B. 有用功为:,故 B 正确;C. 总功为:;滑轮组的机械效为:,故 C 错误;3D. 拉力的功率为:,故 D 错误;故选 B。点睛:涉及机械效率的问题时,关键是要清楚总功、有用功、额外功都在哪,特别要清楚额外功是对谁做的功,弄清楚这些功后,求效率和功率就显得简单了。4如图所示,用滑轮组在 4s 内将重为 160N 的物体匀速提升 2m,若动滑轮重 20N,不计滑轮与轴之间的摩擦及绳重。则在此过程中,下列说法正确的是( )A. 绳子自由端向上移动了 4m B. 拉力 F 的功率为 90WC. 拉力 F 为 90N D. 滑轮组的机械效率为
5、 80%【来源】湖北省咸宁市 2018 年中考物理试题【答案】B【解析】A. 如图的滑轮组,由三段绳子拉着动滑轮,即,故 A 错误;C. 根据,得拉力 F 为:,故 C 错误;B. 拉力做的总功为:;拉力 F 的功率为:,故 B 正确;D. 有用功为:;滑轮组的机械效率为:,故 D 错误;故选 B。点睛:涉及机械效率的问题时,关键是要清楚总功、有用功、额外功都在哪,特别要清楚额外功是对谁做的功,弄清楚这些功后,求功率、效率就很简单了。5图甲中用力 F1水平拉着重为 G 的物体在水平路面上匀速移动 s 的距离。图乙中用动滑轮拉着它也在同一路面上匀速移动 s 的距离,水平拉力为 F2使用动滑轮的过
6、程中( )4A. 总功为 W总=F2s B. 有用功为 W有=GsC. 机械效率为 = D. 额外功为 W额=2F2sF1S【来源】四川省乐山市 2018 年中考物理试题【答案】D【解析】A、如图使用动滑轮时,拉力端移动距离是物体移动距离的 2 倍,即,拉力做的总功为:,故 A 错误;B、由于两图中物体和接触面都相同,所以使用动滑轮做的有用功,等于甲图中直接拉物体做的功,即,故 B 错误;C、机械效率为: ,故 C 错误;D、有用功与额外的和为总功,所以额外功为:,故 D 正确。故选 D。点睛:涉及机械效率的问题时,关键是要清楚总功、有用功、额外功都在哪,本题中两图的状况相同,所以甲图做的功等
7、于乙图中 F2做的有用功,另外注意图中没有将物体升高,所以有用功千万不要表示成:。6如图所示的不锈钢空调架,安装时横杆 OB 伸出墙外由斜杆 AC 支撑,其中 O、A 两点固定在墙上,C 端固定在横杆 OB 上,通常将空调室外机置于该支架上不靠近墙体,下列说法正确的是A. 空调架对墙没有力的作用B. 若以 O 为支点,OB 一定是一个省力杠杆C. 若室外机向外移动,AC 对 OB 的支撑力变大D. 室外机不能紧靠墙体主要是为了防止漏电【来源】陕西省 2018 年中考物理试题【答案】C【解析】解:A空调对空调架有向下的压力,而空调架通过斜杆对墙施加了力的作用,故 A 错误。5B若以 O 为支点,
8、空调对 OB 的压力为阻力,斜杆 AC 对 OB 的支持力为动力,此时动力臂小于阻力臂,则OB 是一个费力杠杆。OB 是什么类型的杠杆取决于空调放置的位置,OB 不一定是省力杠杆。故 B 错误。C以 OB 为杠杆,若室外机向外移动,阻力(空调重力)不变,阻力臂增大,由杠杆平衡条件可知,动力臂不变,则动力变大,即 AC 对 OB 的支撑力变大,故 C 正确。D若室外机紧靠墙体,不利于空气的对流,不能加快热传递达到散热的目的,因此室外机不能紧靠墙体主要是为了加快散热,而不是为了防止漏电,故 D 错误。答案为 C。点睛:本题考查了杠杆分类和杠杆平衡条件的应用,涉及到空调室外机的安装方法,是理论联系实
9、际的题目,有一定的难度。7在高速公路长下坡路端的外侧,常设有如图所示的避险车道,供刹车失灵的车辆自救,当失控车辆冲上该车道时,被强制减速停车,下列说法不正确的是A. 避险车道相当于一个斜面B. 以相同速度行驶时,大货车比小轿车的动能大C. 下坡路段刹车失灵的大货车动能越来越大D. 大货车冲上避险车道时,动能全部转化为重力势能【来源】陕西省 2018 年中考物理试题【答案】D【解析】解:A由图可知,避险车道相当于一个斜面,故 A 正确。B以相同速度行驶时,大货车比小汽车的质量大,所以大货车比小轿车的动能大,故 B 正确。C下坡路段刹车失灵的大货车向下运动过程中,重力势能转化为动能,动能越来越大,
10、故 C 正确。D大货车冲上避险车道时,动能一部分转化为重力势能,由于克服摩擦做功,一部分动能转化为内能,故 D 错误。故答案为 D。点睛:知道动能和势能大小的影响因素,并能结合其能量的转化解决实际问题是解答本题的关键。8如图所示,光滑带槽的长木条 AB(质量不计)可以绕支点 O 转动,木条的 A 端用竖直细线连接在地板上,OA=0.6m,OB=0.4m。在木条的 B 端通过细线悬挂一个长方体木块 C,C 的密度为 0.8103kg/m3,B 端6正下方放一盛满水的溢水杯。现将木块 C 缓慢浸入溢水杯中,当木块浸入水中一半时,从溢水口处溢出0.5N 的水,杠杆处于水平平衡状态,然后让质量为 30
11、0g 的小球从 B 点沿槽向 A 端匀速运动,经 4s 的时间系在 A 端细绳的拉力恰好等于 0,下列结果不正确的是(忽略细线的重力,g 取 10N/kg) ( )A. 木块受到的浮力为 0.5NB. 木块 C 受到细线的拉力为 0.3NC. 小球刚放在 B 端时 A 端受到细线的拉力为 2.2ND. 小球的运动速度为 0.2m/s【来源】四川省达州市 2018 年中考物试题【答案】D【解析】 (1)溢水杯内盛满水,当物体放入后,物体受到的浮力:F浮G排0.5N,故 A 正确;(2)根据F浮液gV排可得排开水的体积:V排5105m3;因为一半浸入水中,所以物体的体积:V物2V排25105m31
12、104m3;由 Gmg 和 可得,物体的重力:Gmg物V物g0.8103kg/m31104m310N/kg0.8N, 则 B 端木块 C 所受的拉力:FBGF浮0.8N0.5N0.3N,故 B 正确;(3)小球的质量为:m球300g0.3kg,小球的重:G球m球g0.3kg10N/kg3N,小球刚放在 B 端时,B 端受到的力为 3N+0.3N3.3N,根据杠杆平衡条件得出关系式:FAOAFBOB,则 A 端受到细线的拉力:FA2.2N,故 C 正确。 (4)设小球的运动速度为 v,则小球滚动的距离 svt,当 A 端的拉力为 0 时,杠杆再次平衡,此时小球到 O 点距离:ssOBvtOBv4
13、s0.4m,根据杠杆平衡条件可知:G球sFBOB,即:3N(v4s0.4m)0.3N0.4m,解得:v0.11m/s。故 D 错误。故选:D。点睛:(1)溢水杯内裝满水,当物体放入后,根据阿基米德原理即可求出物体受到的浮力;(2)根据 F浮水V排g 求排开水的体积;此时木块浸入体积为木块体积的一半,可求木块的体积,又知道木块的密度,利用密度公式和重力公式求木块重;根据 FBGF浮求杠杆 B 端受到的拉力 FB, (3)根据杠杆平衡条件得出关系式 FAOAFBOB 求出小球刚放在 B 端时 A 端受到细线的拉力;(4)知道小球的质量可求重力,设小球的运动速度为 v,则小球滚动的距离 svt,可求
14、当 A 端的拉力为 0 时,小球到 O 点距离7(sOBvtOBv4s0.4m) ,再根据杠杆平衡条件得出 G球sFBOB,据此求小球运动速度。9如图所示是汽车起重机,其中 A,B 组成滑轮组(结构如示意图) ,C 杆伸缩可改变吊臂的长短,D 杆伸缩可改变吊臂与水平面的角度,O 为吊臂的转动轴。装在 E 里的电动机牵引钢丝绳,利用滑轮组提升重物,H 为在车身外侧增加的支柱,F 为吊臂顶端受到竖直向下的力。下列有关汽车起重机的叙述中错误的是A. 滑轮组中 A 滑轮用于改变力的方向B. 当 C 杆伸长时吊臂对 D 杆的压力将变大C. 当 D 杆伸长时力 F 的力臂将变小D. H 的作用是工作时以防
15、翻车和避免轮胎受到的压力过大【来源】浙江省衢州市 2018 年中考物理试题【答案】A【解析】A. 如图滑轮组中 A 滑轮由三段绳子拉着,所以是为了省力,B 部分的右侧定滑轮用于改变力的方向,故 A 错误;B. 如图,当 C 杆伸长时,吊臂受到竖直向下的力 F 不变,但力臂会变长,根据杠杆平衡条件知,吊臂对D 杆的压力将变大,故 B 正确;C. 当 D 杆伸长时,吊臂与水平面的夹角增大,力 F 的力臂将变小,故 C 正确;D. H 与地面的支援点比车辆宽,可以防止工作时翻车,且 H 与地面支援时,轮胎会离开地面,从而避免轮胎受到的压力过大,故 D 正确;故 A 错误,符合题意。点睛:关键是杠杆平
16、衡条件的应用,要理解当 D 杆伸长时吊臂与水平面的夹角增大,力 F 的力臂为,所以夹角增大时,力臂变小。10下列四种情况说法正确的是8A. 图甲中,物体在 27s 内的平均速度为 2m/sB. 图乙中,a、b 两种物质的密度之比为 1:4C. 图丙中,物块 M 向左做匀速直线运动,该装置的机械效率为 75D. 图丁中,杠杆在水平位置平衡,OA:AB=1:2,则 F:G=1:2【来源】2018 包头中考物理试题【答案】C【解析】A. 图甲中,物体在 27s 内通过的路程为 4m,所以平均速度为:,故 A 错误;B. 图乙中,根据得,a、b 两种物质的密度之比为:,故 B 错误;C. 图丙中,物块
17、 M 向左做匀速直线运动,该装置的机械效率为:,故 C 正确;D. 图丁中,杠杆在水平位置平衡,OA:AB=1:2,则:,得:,故 D 错误;故选 C。点睛:涉及机械效率的计算时,牢记效求率的两个思路:一是,本题中将物重更改为摩擦力f,二是。11如图所示,杠杆处于平衡状态。如果杠杆两侧的钩码各减少一个,杠杆将( )A. 左端下降 B. 右端下降 C. 仍然平衡 D. 无法判断【来源】山东省潍坊市 2018 年中考物理试题9【答案】B【解析】设一个钩码的重为G,杠杆上一格的长度为L,由杠杆平衡条件知道此时:2G3L=3G2L;若杠杆两侧的钩码各减少一个,则左边力与力臂的乘积是:1G3L,右边力与
18、力臂的乘积是:2G2L,由于右边力与力臂的乘积较大,所以右端下降,故选 B。12如图为吸盘式挂杆,将吸盘压在瓷砖上排尽其中的空气,挂杆就能被固定在瓷砖上,挂有平底锅的挂钩沿光滑水平横杆从 P 点开始向吸盘 B 移动,若吸盘与横杆的重力、吸盘大小均忽略不计,设挂钩与吸盘A 的距离为 L,则吸盘 B 受到的摩擦力 F 的大小与 L 的关系图象为( )A. B. C. D. 【来源】浙江省温州市 2018 年中考物理试题【答案】D【解析】解:以吸盘 A 为支点,设 AP 的距离为 L,根据杠杆的平衡条件可得,GLFAB,F,因为 AB、G 不变,L 不为零且 L 越大拉力 F 越大,故吸盘 B 受到
19、的摩擦力 F 的大小与 L 的关系图象为 D。故选:D。点睛:根据杠杆的平衡条件和平衡力分析进行解答。二、多选题13如图所示,其对应判断正确的是( )A. 甲图,用恒定不变的拉力 F,沿斜面匀速向上拉木块。速度 v 随时间 t 的变化规律可用图象表示10B. 乙图,探究“杠杆的平衡条件” ,在阻力与阻力臂一定时,测出多组动力臂 L1和动力 F1的数据,F1L1的关系可用图象表示C. 丙图,往量杯中匀速注水直至注满。此过程中,量杯底部受到水的压强 p 随时间 t 变化的关系可用图象表示D. 丁图,弹簧测力计下挂一物体,将物体从盛有适量水的烧杯上方离水面某一高度处缓缓下降,然后将其逐渐浸入水中。弹
20、簧测力计示数 F 与物体下降高度 h 之间的关系可用图象表示【来源】内蒙古呼和浩特市 2018 年中考物理试题【答案】ABD【解析】解:C、在向量杯中匀速注水时,相同时间倒入水的质量相同;据图可知,量杯的形状是上宽下窄,所以水在量杯中增加的高度越来越小,则根据 p=gh 可知,量杯底部所受水的压强的增加量也会越来越小,图象不正确,故 C 错误;D、将物体从离水面某一高度处缓缓下降,在入水前弹簧测力计的示数 F 不变(等于物重) ;逐渐入水时,因物体所受浮力增大,则弹簧测力计示数逐渐减小;物体完全入水后,浮力不变,则弹簧测力计的示数不变,图象正确,故 D 正确。故选:ABD。点睛:此题考查了图象
21、问题,掌握两坐标轴之间的关系是解题的关键。14如图所示,重 400N 的物体在 30N 的水平拉力 F 的作用下,以 0.1m/s 的速度沿水平地面向左匀速直线运动了 10s,滑轮组的机械效率为 80%,则在此过程中,下列说法正确的是( )A. 绳子自由端移动的距离为 3m B. 有用功为 400JC. 拉力 F 的功率为 9W D. 物体与地面间的滑动摩擦力为 72N【来源】山东省滨州市 2018 年中考物理试题【答案】ACD【解析】由图知道,滑轮组绳子的有效段数是:n=3,所以绳子自由端移动的距离是:s绳=3s物=3v物11t=30.1m/s10s=3m,故 A 正确;拉力做的功是:W总=
22、Fs绳=30N3m=90J,拉力做功的功率是:P=W总/t=90J/10s=9W,由于滑轮组的机械效率为 80%,所以有用功是:W有=W总 =80%90J=72J,故 B 错误, C 正确;且有用功是:W有 =fs物 ,拉力做的总功是:W总=Fs绳,又因为=W有/W总=fs物/Fs绳=fs物/Fns物=f/nF,所以物体与地面间的滑动摩擦力是:f=3F=80%330N=72N,故 D 正确,故选 ACD。点睛:本题考查的是滑轮(组)的机械效率的有关计算,解题的关键是注意水平使用滑轮组时,有用功等于摩擦力与物体移动的距离的乘积。 三、计算题15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
23、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)【来源】广东省 2018 年中考物理试题【答案】 2400W 80% 4m【解析】 (1)提起重物做的功为;起重机提起重物做功的功率是:;机械效率是:;(2)物体重为:,配重的重为:使起重机不翻倒,杠杆是平衡的。即:12解得:。16在综合实践活动中,科技小组设计了一个能反映水平风力大小的装置,如图甲
24、所示,电源电压恒为16V,R0为定值电阻,L 为额定电压是 2.5V 的小灯泡,其 IU 关系的部分数据如图乙所示,AB 为长14cm、阻值 60 粗细均匀的电阻丝(电阻丝的阻值与长度成正比) ,OP 为质量、电阻均不计的金属细杆,下端连接一个重 2N 的圆球 P闭合开关 S,无风时,OP 下垂并与 A 端接触,此时电流表示数为 0.2A;有风时,OP 绕悬挂点 O 转动,风对球的作用力 F 方向始终水平向右,已知 OA 为 10cm,OP 始终与 AB 接触良好且无摩擦;求:(1)电流表示数为 0.2A 时,灯泡的电阻为_;(2)无风时 R0消耗的电功率_。(3)为保护电路,允许风对球施加的
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- 2019 年中 物理试题 分项版 解析 汇编 03 专题 09 简单机械 及其 效率
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