中考物理 第十二章 簡單機(jī)械真題體驗(yàn) 把脈中考.doc

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第十二章 簡單機(jī)械真題體驗(yàn) 把脈中考考點(diǎn)1 杠桿1.(xx樂山中考)如圖所示的簡單機(jī)械中,屬于費(fèi)力杠桿的是()【解析】選A。本題考查杠桿的分類。剪頭發(fā)的剪刀在使用時(shí),動(dòng)力臂小于阻力臂,因而是費(fèi)力杠桿,故A正確;自行車的腳踏板、剪鐵絲的手鉗和自行車的剎車閘,在使用時(shí),都是動(dòng)力臂大于阻力臂,因而都是省力杠桿?！痉椒w納】判斷杠桿種類的方法(1)經(jīng)驗(yàn)法:由生活經(jīng)驗(yàn)判斷,如:酒起子是省力杠桿。酒瓶蓋直接用手不能打開,使用了酒起子后,用手通過酒起子可以將酒瓶蓋打開,這一定是用一個(gè)較小的力克服了一個(gè)較大的力。道釘撬是省力杠桿。道釘撬多數(shù)人沒有見過,但通過字面可以看出是用來拔釘子用的,使用了道釘撬后,將不能拔出的釘子拔出來了,一定是用一個(gè)較小的力克服了一個(gè)較大的力。(2)簡圖法:利用簡圖找到支點(diǎn)、動(dòng)力作用點(diǎn)、阻力作用點(diǎn)的位置,比較力臂的長短,確定杠桿的種類。如:筷子是費(fèi)力杠桿由簡圖可知,手作用于A,是動(dòng)力;被夾起的物體在B處,是阻力,動(dòng)力臂小于阻力臂,所以是費(fèi)力杠桿。2.(xx廈門中考)用細(xì)繩系住厚度不均勻的木板的O處,木板恰好處于靜止?fàn)顟B(tài),且上表面保持水平。如圖所示,兩玩具車同時(shí)從O點(diǎn)附近分別向木板的兩端勻速運(yùn)動(dòng),要使木板在此過程始終保持平衡,必須滿足的條件是()A.兩車的質(zhì)量相等B.兩車的速度大小相等C.質(zhì)量較小的車速度較大D.兩車同時(shí)到達(dá)木板兩端【解析】選C。本題考查杠桿平衡條件的應(yīng)用。由題意知,小車的重力等于小車對木板的壓力。由杠桿平衡條件知,G左L左=G右L右,若兩車質(zhì)量相等,速度不相等,杠桿不能平衡;若兩車速度相等,質(zhì)量不相等,杠桿不能平衡;若兩車同時(shí)到達(dá)木板的兩端,質(zhì)量、速度都不知道,也不能保證杠桿平衡;若質(zhì)量小的小車,速度較大,即相同時(shí)間內(nèi),運(yùn)動(dòng)的路程(l)較大,有可能使杠桿平衡。故選C。3.(xx杭州中考)小金將長為0.6m,質(zhì)量可忽略不計(jì)的木棒撬在肩上,棒的后端A掛一個(gè)40N的物體,肩上支點(diǎn)O離后端A為0.2m,他用手壓住前端B使木棒保持水平平衡,如圖所示。小金的質(zhì)量為50kg,則此時(shí)手壓木棒的力大小為N,肩對木棒的支持力大小為N,人對地面的壓力大小為N(g取10N/kg)?！窘馕觥勘绢}考查杠桿平衡條件的應(yīng)用。根據(jù)杠桿的平衡條件,有FAOA=FBOB,可得FB=20N;肩對木棒的支持力F=FA+FB=40N+20N=60N;人對地面的壓力大小等于人與物體的總重力,有:F=G總=mg+FA=50kg10N/kg+40N=540N。答案:20605404.(xx眉山中考)如圖所示,O為支點(diǎn),L1為動(dòng)力F1的力臂。請作出此杠桿的動(dòng)力F1和阻力F2的示意圖。世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號(hào)59944156【解析】本題考查對杠桿力臂概念的理解。根據(jù)力和力臂的垂直關(guān)系,過力臂L1的右端,作垂直于力臂L1的直線,與杠桿的交點(diǎn)為力F1的作用點(diǎn),已知阻力F2的方向向下,那么力F1的方向應(yīng)向上,然后標(biāo)出力F1的方向。答案:如圖所示【易錯(cuò)警示】畫力臂時(shí)的常見失誤(1)畫力臂時(shí),直接將支點(diǎn)與力的作用點(diǎn)連接。(2)從支點(diǎn)向力的作用線作垂線時(shí),漏標(biāo)注垂直符號(hào),或力臂與力的作用線不垂直(這也是驗(yàn)證力臂畫得是否正確的依據(jù))。(3)沒有將力臂標(biāo)注出來或者漏標(biāo)注力臂l。5.(xx遵義中考)手機(jī)自拍已成一種時(shí)尚。如圖所示是使用自拍桿輔助手機(jī)進(jìn)行自拍時(shí)的示意圖,將自拍桿看作一個(gè)杠桿,請?jiān)趫D中畫出力F1和F2的力臂l1和l2。【解析】本題考查力臂作圖。過支點(diǎn)O引動(dòng)力作用線的垂線,標(biāo)垂足,即為動(dòng)力臂l1;延長阻力作用線,過支點(diǎn)引阻力作用線的垂線,標(biāo)垂足,即為阻力臂l2。答案:如圖所示6.(xx遵義中考)小錦小組用刻度均勻的勻質(zhì)杠桿進(jìn)行“探究杠桿平衡條件”的實(shí)驗(yàn)中,每個(gè)鉤碼質(zhì)量相等。世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號(hào)59944157(1)將杠桿的中點(diǎn)置于支架上,當(dāng)杠桿靜止時(shí),發(fā)現(xiàn)杠桿左端下沉,他將杠桿左端平衡螺母向右調(diào)節(jié)到最大限度后,杠桿左端仍有輕微下沉,這時(shí)他應(yīng)將右端的平衡螺母向端調(diào)節(jié),才能使杠桿在水平位置平衡。(2)如圖甲所示是他在探究過程中的一個(gè)情境,接下來他在兩邊鉤碼的下方各加一個(gè)相同的鉤碼,并將左端鉤碼移到左端離支點(diǎn)第三格處,為了使杠桿在水平位置平衡,他應(yīng)將右端鉤碼移動(dòng)到右端離支點(diǎn)第格處。(3)通過不斷改變兩端所掛鉤碼的個(gè)數(shù)和位置,使杠桿在水平位置平衡,并記錄各次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),通過對數(shù)據(jù)分析后得出結(jié)論:動(dòng)力支點(diǎn)到動(dòng)力作用點(diǎn)的距離=阻力支點(diǎn)到阻力作用點(diǎn)的距離。與其他小組交流后,他們又做了如圖乙、丙、丁三次實(shí)驗(yàn),其中圖所示實(shí)驗(yàn)?zāi)苤苯诱f明該結(jié)論是錯(cuò)誤的?！窘馕觥勘绢}考查杠桿的平衡條件。(1)現(xiàn)在杠桿左端仍有輕微下沉,說明杠桿左端偏重,為使杠桿在水平位置平衡,這時(shí)應(yīng)將右端的平衡螺母向右端調(diào)節(jié)。(2)設(shè)一個(gè)鉤碼重為G,杠桿一個(gè)格為L,左邊加一個(gè)相同的鉤碼,并將左端鉤碼移到左端離支點(diǎn)第三格處,則左邊力和力臂的乘積為F左L左=4G3L=12GL,右邊加一個(gè)相同的鉤碼,設(shè)右邊的力臂為L右,則右邊的力和力臂的乘積為F右L右=3GL右,為了使杠桿在水平位置平衡,F左L左=F右L右,即12GL=3GL右,所以L右=4L,他應(yīng)將右端鉤碼移動(dòng)到右端離支點(diǎn)第四格處。(3)小錦得到“動(dòng)力支點(diǎn)到動(dòng)力作用點(diǎn)的距離=阻力支點(diǎn)到阻力作用點(diǎn)的距離”,這個(gè)結(jié)論是不正確的;當(dāng)動(dòng)力臂不等于支點(diǎn)到動(dòng)力作用點(diǎn)的距離時(shí),看實(shí)驗(yàn)結(jié)論是否成立,所以利用圖丁進(jìn)行驗(yàn)證。答案:(1)右(2)四(3)丁7.(xx呼和浩特中考)如圖甲所示是大剛同學(xué)兩手做俯臥撐時(shí)的示意圖。他的身體可視為杠桿,如圖乙所示,O點(diǎn)為支點(diǎn),A點(diǎn)為重心。已知每只手所受的支持力大小為200N,求:(g取10N/kg)(1)若每只手掌與水平地面的接觸面積為100cm2,計(jì)算手掌對地面的壓強(qiáng)。(2)該同學(xué)的質(zhì)量?！窘忸}思路】本題考查杠桿的平衡條件以及壓強(qiáng)公式的應(yīng)用。(1)根據(jù)壓強(qiáng)公式p=可得手掌對地面壓強(qiáng)。(2)根據(jù)杠桿平衡條件:F1L1=F2L2可得該同學(xué)重力G=,根據(jù)重力公式G=mg,可得m=?！窘馕觥?1)手掌對地面的壓強(qiáng):p=20000Pa。(2)因?yàn)楦軛U平衡所以GL2=FL1G=600N根據(jù)重力公式G=mg,可得m=60kg。答案:(1)20000Pa(2)60kg考點(diǎn)2 滑輪及滑輪組8.(xx臺(tái)州中考)小柯用圖中裝置提升重為400N的物體,不計(jì)摩擦和滑輪自重,下列說法正確的是()A.兩個(gè)滑輪均為定滑輪B.人將繩子拉過1m,物體也上升1mC.物體勻速上升時(shí),人對繩子的拉力為200ND.使用該裝置不能省力,但能改變力的方向【解析】選C。本題考查滑輪組的特點(diǎn)。由圖可知,該裝置由一個(gè)動(dòng)滑輪和一個(gè)定滑輪組成,故A錯(cuò)誤。使用動(dòng)滑輪時(shí),物體上升1m,則繩子的自由端會(huì)通過2m,故B錯(cuò)誤。不計(jì)摩擦和滑輪自重,使用動(dòng)滑輪能省一半的力,物體的重力為400N,則拉力為200N,故C正確。使用動(dòng)滑輪能省力,使用定滑輪能改變力的方向,故D錯(cuò)誤。故選C。9.(xx黑龍江中考)利用如圖所示的滑輪組將一個(gè)重200N的物體,勻速提高5m,不計(jì)滑輪自重、繩重及摩擦,繩子自由端施加的拉力F為N。若實(shí)際拉力為60N,則實(shí)際拉力所做的功為J?！窘馕觥勘绢}考查使用滑輪組時(shí)拉力和功的計(jì)算。由題圖知,承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n=4。不計(jì)滑輪自重、繩重及摩擦,拉力F=G=200N=50N;拉力端移動(dòng)的距離s=4h=45m=20m。實(shí)際拉力做功:W=Fs=60N20m=1200J。答案:50120010.(xx東營中考)如圖所示,某人在A處提起物體,請?jiān)趫D中畫出最省力的繩子繞法?！窘馕觥勘绢}考查滑輪組的設(shè)計(jì)和組裝。本題中繩子可以從定滑輪或動(dòng)滑輪繞起,當(dāng)繩子從動(dòng)滑輪繞起時(shí)有三段繩子承擔(dān)物重,當(dāng)繩子從定滑輪繞起時(shí)有兩段繩子承擔(dān)物重,第一種繞法更省力。答案:如圖所示考點(diǎn)3 機(jī)械效率11.(xx南充中考)將一個(gè)重為4.5N的物體沿斜面從底端勻速拉到頂端(如圖所示),斜面長1.2m,高0.4m,斜面對物體的摩擦力為0.3N(物體大小可忽略)。則下列說法正確的是()A.沿斜面向上的拉力為0.3NB.有用功為0.36J,機(jī)械效率為20%C.有用功為1.8J,機(jī)械效率為20%D.總功為2.16J,機(jī)械效率為83.3%【解析】選D。本題考查功、機(jī)械效率的計(jì)算。使用斜面的過程中,額外功W額=fs=0.3N1.2m=0.36J,有用功W有=Gh=4.5 N0.4 m=1.8 J,所做總功W總=W額+W有=0.36J+1.8J=2.16J,由W總=Fs得拉力F=1.8N;斜面的機(jī)械效率=100%=100%=83.3%,故選D。12.(xx遵義中考)建筑工人用如圖所示的滑輪組,在4s內(nèi)將重為1500N的物體沿水平方向勻速移動(dòng)2m的過程中,所用的拉力大小為375N,物體受到水平地面的摩擦力為物重的0.4倍。在此過程中下列說法正確的是世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號(hào)59944158()A.繩子自由端沿水平方向移動(dòng)了6mB.物體受到的拉力為750NC.拉力F的功率為750WD.滑輪組的機(jī)械效率為80%【解析】選D。本題考查滑輪組的機(jī)械效率。由圖可知,n=2,則繩子自由端沿水平方向移動(dòng)的距離s=nsA=22m=4m,故A錯(cuò)誤。物體沿水平方向勻速移動(dòng)時(shí)處于平衡狀態(tài),物體受到的拉力和摩擦力是一對平衡力,則物體受到的拉力FA=f=0.4G=0.41500N=600N,故B錯(cuò)誤。拉力F做的功W總=Fs=375N4m=1500J,則拉力F的功率P=375W,故C錯(cuò)誤。有用功W有=FAsA=600N2m=1200J,則滑輪組的機(jī)械效率=100%=100%=80%,故D正確。故選D。13.(xx無錫中考)如圖所示,用動(dòng)滑輪勻速提起重3N的物體,拉力F為2N,物體在10s內(nèi)上升1m,在此過程中,動(dòng)滑輪的機(jī)械效率為,拉力F的功率為W,若要提高動(dòng)滑輪提升物體的效率,可以采取的措施是。【解析】本題考查動(dòng)滑輪的機(jī)械效率。動(dòng)滑輪的機(jī)械效率為:=75%;拉力F的功率為:P=0.4W;若要提高動(dòng)滑輪提升物體的效率,可以增大重物的重力、換用輕質(zhì)的動(dòng)滑輪、減小繩重、減小繩與輪、輪與軸之間的摩擦等。答案:75%0.4換輕質(zhì)動(dòng)滑輪等14.(xx赤峰中考)如圖所示是一種小型千斤頂?shù)氖疽鈭D,當(dāng)手往下壓動(dòng)搖臂時(shí),能把重物抬高一段較小的距離,工人在4s時(shí)間內(nèi)用100N的力豎直向下壓動(dòng)搖臂1m,把1000N的重物勻速抬高8cm。則重物上升的速度為m/s,人做的功為J,千斤頂?shù)男适?。世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號(hào)59944159【解析】本題考查機(jī)械效率的有關(guān)計(jì)算。由題知,4s時(shí)間內(nèi)重物被勻速抬高h(yuǎn)=8cm,所以重物上升的速度:v=0.02m/s;所做的有用功:W有用=Gh=1000N0.08m=80J,人做的功是總功:W總=Fs=100N1m=100J,所以千斤頂?shù)臋C(jī)械效率:=100%=100%=80%。答案:0.021008015.(xx泰州中考)在“探究影響滑輪組機(jī)械效率的因素”的實(shí)驗(yàn)中,小明用同一滑輪組進(jìn)行了三次實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表:序號(hào)動(dòng)滑輪重G動(dòng)/N物重G/N物體上升的高度h/m繩端受到的拉力F/N繩端移動(dòng)的距離s/m滑輪組的機(jī)械效率/%10.510.10.60.355.620.520.11.00.366.730.540.10.3(1)根據(jù)表格中的數(shù)據(jù),在圖甲中畫出滑輪組的繞繩方法。(2)實(shí)驗(yàn)中,沿豎直方向勻速拉動(dòng)彈簧測力計(jì),使物體緩緩上升,在測量繩端所受的拉力時(shí),彈簧測力計(jì)應(yīng)(選填“保持靜止”或“勻速上升”)。(3)第三次實(shí)驗(yàn)時(shí),測力計(jì)示數(shù)如圖乙所示,此時(shí)繩端受到的拉力為N,滑輪組的機(jī)械效率為%。(4)根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)分析可知:隨著物重的增大,額外功(選填“變小”“不變”或“變大”),原因;要提高同一滑輪組機(jī)械效率,可以采取的措施?！窘馕觥勘绢}考查了探究影響滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn),涉及滑輪組的組裝、實(shí)驗(yàn)操作注意事項(xiàng)、彈簧測力計(jì)的讀數(shù)以及機(jī)械效率的計(jì)算。(1)由表格中數(shù)據(jù)可知,n=3。(2)為使拉力相對穩(wěn)定,彈簧測力計(jì)應(yīng)保持勻速上升。(3)由圖乙可知,此時(shí)彈簧測力計(jì)的示數(shù)為1.8N;滑輪組的機(jī)械效率為=74.1%。(4)由表格數(shù)據(jù)可知,隨著物重的增大,額外功變大,原因是:克服摩擦做功更多;要提高同一滑輪組的機(jī)械效率,可采取的措施有:增加提起的物重,減輕動(dòng)滑輪重,或加強(qiáng)轉(zhuǎn)動(dòng)部分的潤滑等。答案:(1)如圖(2)勻速上升(3)1.874.1(4)變大克服摩擦做功更多增加提起的物重(減輕動(dòng)滑輪重,或加強(qiáng)轉(zhuǎn)動(dòng)部分的潤滑等)【知識(shí)拓展】影響滑輪組的多個(gè)因素根據(jù)=可知,分析影響滑輪組機(jī)械效率的因素可以從兩方面來進(jìn)行:(1)額外功的增加引起機(jī)械效率的降低如圖甲、乙兩個(gè)滑輪組中,每個(gè)滑輪重力相同,繩子均勻無彈性,現(xiàn)分別提起相同重物G,升高相同高度h時(shí),有用功為W有=Gh,額外功有:克服動(dòng)滑輪的重力所做的功G輪h、克服繩子重力所做的功G繩h、克服繩與輪之間的摩擦所做的功fl=Nnh=(G+G輪+G繩)nh。在甲、乙兩滑輪組中,W有甲=W有乙=Gh,而W額外甲與W額外乙不同,因?yàn)镚動(dòng)乙G動(dòng)甲(滑輪個(gè)數(shù)多),G繩乙G繩甲(繩子長),所以有W額外乙W額外甲,根據(jù)=?？芍壹?因此,動(dòng)滑輪的重力、繩子的重力、繩子與滑輪之間的摩擦都是影響滑輪組機(jī)械效率的因素。(2)同一滑輪組的機(jī)械效率隨所掛重物重力的變化而變化如使用上例中滑輪組甲,把重為G的重物提升h高度,那么有用功為W有=Gh,額外功有W1=G輪h,W2=G繩h,W3=fl=Nnh=(G+G輪+G繩)nh。根據(jù)=由此公式可知,在滑輪組裝置不變時(shí),所掛重物G增大時(shí),也增大,因此,所掛重物的重力是影響滑輪組機(jī)械效率的又一因素。綜上所述,影響滑輪組機(jī)械效率的主要因素有動(dòng)滑輪的重力、繩子的重力、繩子與滑輪之間的摩擦、所掛重物的重力等。16.(xx襄陽中考)質(zhì)量為60kg的工人用如圖甲所示的滑輪組運(yùn)送貨物上樓,滑輪組的機(jī)械效率隨貨物重力變化的圖象如圖乙,機(jī)械中摩擦力及繩重忽略不計(jì)。(g取10N/kg)世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號(hào)59944160(1)影響滑輪組機(jī)械效率的因素之一是。(2)若工人在1min內(nèi)將貨物勻速向上提高了6m,作用在鋼繩上的拉力為400N,求拉力的功率。(3)求動(dòng)滑輪受到的重力。(4)該工人豎直向下拉繩子自由端運(yùn)送貨物時(shí),此滑輪組的機(jī)械效率最大值是多少?【解析】本題考查滑輪組機(jī)械效率的影響因素及相關(guān)計(jì)算。(1)已知機(jī)械中摩擦力及繩重忽略不計(jì),則影響滑輪組機(jī)械效率的因素有物重、動(dòng)滑輪重。(2)由圖甲可知,n=3,則繩端移動(dòng)的距離:s=nh=36m=18m,拉力做的功:W=Fs=400N18m=7200J,拉力的功率:P=120 W。(3)由圖乙可知,物重G=300N時(shí),滑輪組的機(jī)械效率=60%,因機(jī)械中摩擦力及繩重忽略不計(jì),克服物重做的功為有用功,克服動(dòng)滑輪重力和物重做的功為總功,所以,滑輪組的機(jī)械效率:=60%,解得:G動(dòng)=200N。(4)已知工人的質(zhì)量為60kg,則該工人豎直向下拉繩子自由端運(yùn)送貨物時(shí),繩子的最大拉力:F大=G人=m人g=60kg10N/kg=600N,由F=(G+G動(dòng))可得,提升的最大物重:G大=nF大-G動(dòng)=3600N-200N=1600N,則滑輪組的最大機(jī)械效率:大=88.9%。答案:(1)物重(或動(dòng)滑輪重)(2)120W(3)200N(4)88.9%【考點(diǎn)綜合練】17.(xx重慶中考B)工人師傅利用如圖所示的兩種方式,將重均為300N的貨物從圖示位置向上緩慢提升一段距離。F1、F2始終沿豎直方向;圖甲中OB=2OA,圖乙中動(dòng)滑輪重為60N,重物上升速度為0.01m/s。不計(jì)杠桿重、繩重和摩擦,則下列說法正確的是()A.甲、乙兩種方式都省一半的力B.甲方式F1由150N逐漸變大C.乙方式機(jī)械效率約為83.3%D.乙方式F2的功率為3W【解析】選C。本題考查簡單機(jī)械的特點(diǎn)和功、功率、機(jī)械效率的計(jì)算。甲省一半的力,乙中有3段繩子承擔(dān)動(dòng)滑輪和重物,拉力是總重的,A錯(cuò)誤;F1在移動(dòng)過程中,動(dòng)力臂變小,但由三角形相似原理可知,其阻力臂也成比例變小,即動(dòng)力臂與阻力臂的比值不變,由杠桿平衡條件可知力F1不變,B錯(cuò)誤;不計(jì)繩重和摩擦,F2=(G+G動(dòng))=(60N+300N)=120N,乙的機(jī)械效率為=83.3%,C正確;拉力F2的功率P=F2v=120N0.03m/s=3.6W,D錯(cuò)誤。18.(xx安徽中考)如圖所示,將一把薄木尺的長度用多層報(bào)紙緊密地覆蓋在水平桌面上,已知報(bào)紙的上表面積為0.25m2,則大氣對報(bào)紙上表面的壓力為N;在木尺右端快速施加豎直向下的力F,要將報(bào)紙掀開,則力F至少為N(假設(shè)報(bào)紙對木尺的壓力全部作用在木尺的最左端,大氣壓取1.0105Pa,報(bào)紙和薄木尺的重力忽略不計(jì))。世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號(hào)59944161【解析】本題考查壓強(qiáng)的有關(guān)計(jì)算和杠桿的平衡條件。大氣對報(bào)紙上表面的壓力F1=p0S=1.0105Pa0.25m2=2.5104N;由于支點(diǎn)在桌的邊緣上,設(shè)薄木尺的長度為L,所以F1的力臂為L,F的力臂為L,由杠桿平衡條件可知F1L=FL,即2.5104NL=FL,解得F=1.25104N。答案:2.5104 1.25104