精选湖南省中考物理第一部分教材知识梳理第12章简单机械试题.docx
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精选湖南省中考物理第一部分教材知识梳理第12章简单机械试题
第12章简单机械
湖南三年中考
命题点1 杠杆类型的判断（2016年6次，2015年6次，2014年4次）
1.（2016衡阳7题2分）如图所示的常用工具中属于费力杠杆的是（ ）
2.（2014怀化7题3分）如图所示，属于省力杠杆的是（ ）
3.（2013株洲16题2分）室内垃圾桶平时桶盖关闭不使垃圾散发异味，使用时脚踩踏板，桶盖开启，根据室内垃圾桶的结构示意图，可确定桶中有两个杠杆在起作用，两杠杆支点为O1、O2.则对应的杠杆分别是（ ）
第3题图
A.省力杠杆 省力杠杆
B.省力杠杆 费力杠杆
C.费力杠杆 费力杠杆
D.费力杠杆 省力杠杆
命题点2 杠杆平衡条件的应用（2016年5次，2015年4次，2014年4次）
1.（2016怀化15题3分）如图所示的杠杆正处于水平平衡，若把杠杆的两端各加一个钩码，杠杆将（ ）
第1题图
A.还继续处于水平平衡
B.右端下降，左端上升
C.右端上升，左端下降
D.无法确定杠杆的运动状态
2.（2016株洲5题2分）园
艺师傅使用如图所示的剪刀修剪树枝时（ ）
第2题图
A.尽量让树枝靠近O点，手握剪刀的位置远离O点
B.尽量让树枝远离O点，手握剪刀的位置靠近O点
C.树枝和
手离O点的距离无论远近，修剪树枝时都费力
D.树枝和手离O点的距离无论远近，修剪树枝时都省力
3.（2016长沙27题3分）如图为一健身器材模型，杠杆AB可绕O点在竖直平面内转动．OA∶OB＝1∶4，质量为60kg的小明站在水平放置的体重计上，通过该杠杆提起吊篮中的重物，吊篮重80N．当边长为20cm的正方体重物甲刚被提起时，体重计示数为43kg；当边长为40cm的正方体重物乙刚被提起时，体重计示数为18kg.杠杆始终在水平位置保持平衡，A、B两端绳子拉力保持竖直．不计绳重、杠杆自重及摩擦，g取10N/kg.则重物甲与重物乙的密度之比为（ ）
第3题图
A.1∶3 B.2∶3 C.3∶2 D.3∶1
4.（2014怀化28题2分）如图所示，小明正在做俯卧撑，把他的身体看作一个杠杆，O为支点，A为重心，他的体重为550N，地面对手的支持力F的力臂是______m，力F的大小为________．
第4题图
5.（2015株洲30题10分）一根金属棒AB置于水平地面上，今通过弹簧测力计竖直地将棒的右端B缓慢拉起，如图甲所示．在此过程中．弹簧测力计对棒所做的功W与B端离开地面的高度x的关系如图乙所示．请根据图像解答下列问题．
第5题图
（1）该金属棒的长度l＝________m.
（2）在B端拉起的过程中，当x1＝0.6m时，测力计的示数为F1＝________N；当x2＝1.6m时，测力计的示数为F2＝________N.
（3）求金属棒的重心到A端的距离d.
命题点3 简单机械的作图
类型1 杠杆作图（画力臂、画最小力臂、画力与力臂）（2016年2次，2015年4次，2014年2次）
1.（2016怀
化28题3分）用一杠杆提一重物，如图所示，请画出图中力F的力臂．
第1题图
2.（2016岳阳17题3分
）如图所示，用杠杆绕固定点O撬起地面上的石头，请画出石头所受重力的示意图和动力F的力臂．
第2题图
3.（2015衡阳2
4题2分）图中，请根据杠杆的平衡条件作出拔钉子时所用最小动力F的示意图和它的动力臂L1.
第3题图
4.（2015永州28题4分）杠杆OA可绕O点转动，受力情况如图所示．请在图中作出力F的力臂L.
第4题图
类型2 滑轮组绕线[2016娄底17
（2），2014衡阳21]
5.[2016娄底17题
（2）2分]如图所示，小明利用滑轮组来提升重物．请帮他画出图中滑轮组最省力的绕线方法．
第5题图
6.（2014衡阳21题2分）如图所示，某人站在A处通过一根绳子和两个滑轮匀速提起物体B，所用的拉力F＝100N，物体B重300N（不计滑轮重和绳重，不计摩擦力），画出滑轮组的绕线．
第6题图
命题点4 滑轮、滑轮组的特点及相关计算（2016年5次，2015年6次，2014年6次）
1.（2015娄底9题3分）用如图所示的四种机械提起同一重物，不计机械自重和摩擦，最省力的是（ ）
2.（2014益阳6题3分）如图所示，用甲、乙两个滑轮将同样的钩码缓慢提升相同的高度，则下列说法正确的是（ ）
A.F1与F2大小相等
B.甲中绳的自由端移动的距离比乙大
C.F1做总功比F2多
D.甲的机械效率比乙高
第2题图
3.（2016常德18题3分）如图所示，质量为2kg的物体A在滑轮组的拉动下，沿水平地面以0.3m/s的速度做匀速直线运动．已知A与地面间的摩擦力为12N，弹簧测力计的拉力F为5N．不计滑轮组、绳子、弹簧测力计的重力．若A匀速运动4s，则此过程中（ ）
第3题图
A.物体A的重力做功24J
B.弹簧测力计移动2.4m
C.拉力F做功的功率是1.5W
D.滑轮组的机械效率是80%
4.（2013怀化19题2分）学校升旗仪式上，当升旗手缓缓向下拉绳子时，旗子就会徐徐上升．这是由于旗杆顶部有一个________滑轮，它能改变力的方向，但________（选填“能”或“不能”）省力．
5.（2015株洲20题2分）如图是用高枝剪修剪树枝的情景．仔细观察高枝剪头部的结构和使用情况，发现高枝剪头部有________和滑轮组两类简单机械．当园林工用30N的力向下拉绳时，因拉绳而使图中A处受到的作用力大约增加________N.
第5题图
命题点5 机械效率的理解及计算（2016年6次，2015年3次，2014年7次）
1.（2015湘潭13题2分）下图是四种不同的装置，将同一货物匀速提升到同一高度，若每只滑轮质量均相同，不计绳重和摩擦，机械效率最高的是（ ）
2.（2014衡阳11题2分）下列做法，不能够改变滑轮组机械效率的是（ ）
A.改变提升重物的高度
B.用体积相等的塑料动滑轮代替铸铁动滑轮
C.提升更重的物体
D.给定滑轮加润滑油
3.（2014长沙24题3分）甲、乙两个滑轮组如图所示，其中每一个滑轮的重量都相同，用它们分别将重物G1、G2提高相同的高度，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（ ）
第3题图
A.若G1＝G2，则拉力做的总功相同
B.若G1＝G2，则甲的机械效率大于乙的机械效率
C.若G1＞G2，则拉力做的有用功相同
D.用甲、乙中的任何一个滑轮组提
起不同的重物，机械效率不变
4.（2016郴州19题4分）建筑工人用吊车匀速提升重物，重物的________增大（选填“动能”“重力势能”或“弹性势能”），吊车的机械效率________1（选填“大于”“小于”或“等于”）．
5.（2016怀化25题3分）有一同学用如图所示的动滑轮，把500N的重物提升了2m，此时动滑轮的机械效率是80%，那么这位同学做的有用功是________J，总功是________J.
第5题图
6.（2013
长沙32题2分）用图甲所示的滑轮组运送货物上楼，每件货物重100N，每次运送的量不定，图乙记录了在整个过程中滑轮组的机械效率随货物重力增加而变化的图像，由图可知动滑轮重为________N，当某次运送4件货物时，绳子的拉力F是________N，滑轮组的机械效率为________．（不考虑绳重和摩擦）
第6题图
7.（2016邵阳34题9分）在一次车辆故障处置过程中，拖车所用装置简化如图，为了尽快疏通道路，交警只用了30s的时间，指挥拖车在水平路面上将质量是1.5t的故障车匀速拖离了现场．若故障车被拖离的速度是6m/s，绳子自由端的拉力F是500N，该装置的机械效率为80%.求：
（1）故障车在30s内通过的路程；
（2）拉力F在30s内所做的功；
（3）故障车在被拖离过程中受到的阻力．
第7题图
8.（2015张家界28题5分）新农村建设中，某工人利用如图所示的滑轮组提升重2700N的物体，物体上升了2m，绳子末端的拉力为750N，不计绳重和摩擦力，求：
（1）工人做的有用功是多少？
（2）该滑轮组的机械效率是多少？
（3）动滑轮的总重力是多少N?
第8题图
命题点6 探究杠杆的平衡条件的实验（2016常德27，2015长沙36）
1.（2016常德27题6分）小明利用刻度均匀的轻质杠杆进行探究“杠杆的平衡条件”实验，已知每个钩码重0.5N.
第1题图
（1）实验前，将杠杆的中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆左端下沉，这时应将平衡螺母向________（选填“左”或“右”）调节，直到杠杆在水平位置平衡．你认为实验中让杠杆在水平位置平衡的好处是____________________________．
（2）在图甲中的A点悬挂4个钩码，要使杠杆仍保持水平位置平衡，需在B点悬挂________个钩码．
（3）如图乙所示，取走悬挂在B点的钩码，改用弹簧测力计在C点竖直向上拉，仍使杠杆水平位置平衡，测力计的拉力为________N；若在C点改变弹簧测力计拉力的方向，使之斜向右上方，杠杆仍然水平位置平衡，则测力计的读数将________（选填“变大”“变小”或“不变”），画出此时力F的力臂．
命题点7 机械效率相关实验（2016、2015年各1次）
类型1 测量滑轮组的机械效率
1.（2016衡阳28题8分）某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如下表所示，实验装置如图所示．
实验次数物理量
1
2
3
钩码重G/N
4
4
6
钩码上升的高度h/m
0.1
0.1
0.1
绳端拉力F/N
1.8
1.6
1.8
绳端移动的距离s/m
0.3
0.4
机械效率η
74.1%
62.5%
第1题图
（1）实验操作中应竖直向上________拉动弹簧测力计．
（2）通过表中数据可分析出第2次实验是用______（选填“甲”或“乙”）图所示装置做的实验．
（3）通过第1次实验和第2次实验的数据分析可得出结论：
使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮的个数越多（动滑轮的质量越大），滑轮组的机械效率________（选填“越高”“不变”或“越低”）．
（4）小组同学再用第2次实验中使用的装置做第3次实验，表中第3次实验中绳端移动距离s漏记，但仍能计算出第3次实验的机械效率η＝________（保留3位有效数字）．
类型2 测量斜面的机械效率
2.（2012张家界25
题6分）小华同学对“斜面的机械效率跟什么因素有关”这一课题提出了一些值得探究的猜想．斜面的机械效率跟：
A.斜面的倾斜程度有关；B.斜面的粗糙程度有关；C.斜面的长度有关；D.物体的重力有关．他为了证实其中的部分猜想是否正确，自己设计了如图所示的装置，并将实验记录在下面表格（小华拉着物体在斜面上每次做的都是匀速直线运动）：
实验
序号
斜面
倾角
斜面
粗糙
程度
物重
G/N
斜面
高度
h/m
沿斜
面拉
力F/N
斜面
长度
s/m
有用功
W有/J
总功
W总/J
机械
效率
η（%）
1
30°
玻璃
7
0.5
4.9
1
3.5
4.9
71.4
2
30°
木板
7
0.5
6.0
1
3.5
3
30°
毛巾
7
0.5
6.5
1
3.5
6.5
53.8
4
20°
木板
7
0.34
4.9
1
2.38
4.9
48.6
5
15°
毛巾
7
0.26
5.1
1
1.82
5.1
35.7
（1）在第2次实验中，拉力做的总功是______J，斜面的机械效率是______%.
第2题图
（2）通过对比实验1、2、3的数据，可验证猜想________（填写字母）．
（3）通过对比实验2、4或3、5的数据，可以得出的探究结论是：
当斜面的粗糙程度一定时，斜面的倾斜程度越大，斜面的机械效率越________．
（4）若要验证猜想D，应控制斜面的倾斜程度和__________
________不改变．
（5）实验还发现，斜面材料相同时，斜
答案
命题点1杠杆类型的判断
1.A 【解析】本题考查杠杆的分类．筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故A正确；用起子起瓶盖时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，B错误；钳子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，C错误；天平在使用时，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆，D错误．故选A.
2.B 【解析】判断杠杆是否省力的依据是动力臂和阻力臂的关系，动力臂大于阻力臂则省力，动力臂小于阻力臂则费力．鱼竿钓鱼动力臂小于阻力臂是费力杠杆，A错误；羊角锤拔钉子动力臂大于阻力臂是省力杠杆，B正确；用筷子夹取食物动力臂小于阻力臂是费力杠杆，C错误；用扫帚扫地动力臂小于阻力臂是费力杠杆，D错误．故选B.
3.B 【解析】以O1为支点的杠杆中，由于动力臂大于阻力臂，属于省力的杠杆，而以O2为支点的杠杆中，由于动力臂小于阻力臂，属于费力的杠杆．故选B.
命题点2 杠杆的平衡条件的应用
1.B 【解析】图中根据杠杆平衡条件可得左边的力臂小．杠杆原来平衡，力与力臂的乘积相等，给两边各加一个钩码时，因为两边所加力的大小相等，而右边的力臂大，所以右边所加的力与力臂的乘积大，故杠杆的右端下降，左端上升．故选B.
2.A 【解析】要使剪刀修剪树枝时更省力，应该让剪刀的动力臂尽可能地大一些，阻力臂尽可能地小一些，即尽量让树枝靠近O点，手握剪刀的位置远离O点，故A项正确，B项错误；树枝和手离O点的距离远近不同，动力臂和阻力臂的关系不确定，修剪树枝时可能省力，也可能费力，故C、D两项错误．
3.D 【解析】由杠杆平衡条件可得：
（G甲＋80N）×OA＝（60kg－43kg）g×OB，代入OA∶OB＝1∶4，即得：
G甲＝600N，同理还可以得到G乙＝1600N，而物体的质量与重力成正比，所以两个物体的质量之比是m甲∶m乙＝G甲∶G乙＝3∶8；而两个物体的边长之比为1∶2，而体积与边长的立方成正比，所以体积之比是1∶8，而不同物体的密度比值与质量之比成正比，与体积之比成反比，故其密度之比为（3∶8）×（8∶1）＝3∶1.
4.1.5 330N 【解析】地面对手的支持力F的力臂是支点O到力F作用线的距离，由图可看出此时力臂为0.9m＋0.6m＝1.5m．由杠杆平衡的条件可得：
F＝550N×＝330N.
5.
（1）1.2
（2）3 5 （3）0.72
【解析】
（1）由图乙可知，B端离开地面1.2m后，W－x图像斜率增大，即拉力变大，说明此时A端已经离开了地面，故金属棒的长度l＝1.2m；
解：
（2）由图乙可知，x1＝0.6m时，W1＝1.8J，则
F1＝＝＝3N，
A端离开地面的高度h＝1.6m－1.2m＝0.4m，则克服重力做的功为W2＝5.6J－3.6J＝2J，则
G＝＝＝5N，即为此时弹簧测力计的示数．
（3）金属棒A端离地之前，动力臂和阻力臂按同比例减小，其比值不变，此时，测力计的示数保持3N不变，对水平位置而言有：
d·G＝F1·l，则d＝＝＝0.72m
命题点3 简单机械的作图
类型1 杠杆作图
1.如答图所示
第1题答图
【解析】从支点O向力F的作用线作垂线段即为力F的力臂L.
2.如答图所示
第2题答图
【解析】重力的作用点在物体的重心上，其方向竖直向下；力臂是从支点到力的作用线的垂直距离，先沿着力F的方向画出力的作用线，然后，从支点向力的作用线作垂线，则支点到垂足之间的距离即为所求的力臂．
3.如答图所示
第3题答图
【解析】力臂越长越省力，最长的力臂即支点与作用点的连线，然后根据力臂的画法作出垂直于力臂的作用线，支点到垂足间的距离即为所求的力臂．
4.如答图所示
第4题答图
5.如答图所示
第5题答图
【解析】要使该滑轮组最省力，绳子自由端的拉力应该向上，即n＝3.
6.如答图所示
第6题答图
【解析】不计滑轮重和绳重，不计摩擦力，承担物重的绳子段数为n＝＝＝3，滑轮组由3段绳子承担重物，绕线如答图所示．
命题点4 滑轮、滑轮组的特点及相关计算
1.D 【解析】A选项动力臂小于阻力臂，是个费力杠杆，F>G；B选项是个等臂杠杆，F＝G；不计机械自重和摩擦，
C选项物体由两段绳子承担，所以F＝；
D选项物体由三段绳子承担，所以F＝，所以最省力的是选项D.故选D.
2.D 【解析】F1＝G，F2＝（G＋G动），拉力F1和F2大小不相等，A错误；甲只是改变力的方向，不省力，也不费距离，乙省力但费距离，故乙中绳的自由端移动的距离比甲大，B错误；F1要克服摩擦、绳重和钩码重力做功，F2要克服摩擦、绳重、动滑轮重力和钩码重力做功，所以F2做的功较多，C错误；把相同的重物匀速提升相同的高度
，做的有用功相同；而总功等于有用功加上额外功，可知利用动滑轮做的总功多，机械效率η＝×100%，故甲的机械效率比乙大，D正确．故选D.
3.D 【解析】如题图所示，物体A为水平移动，重力方向竖直向下，所以重力不做功，故A错误；滑轮组n＝3，自由端拉力F速度为A速度的3倍，s＝0.3m/s×3×4s＝3.6m，故B错误；已知拉力F＝5N，v＝0.3m/s×3＝0.9m/s，所以拉力功率P＝Fv＝5N×0.3m/s×3＝4.5W，故C错误；因A匀速直线运动，摩擦力等于拉力等于12N，W有＝fs＝12N×0.3m/s×4s＝14.4J，拉力F做的总功W总＝F×s＝5N×3.6m＝18J，滑轮组的机械效率是η＝×100%＝×100%＝80%，故D对．故选D.
4.定 不能 【解析】升旗时，旗杆顶部的滑轮是固定不动的，故属于定滑轮；它是一个等臂杠杆，因此不能省力．
5.杠杆 90 【解析】前面的剪枝部分可以绕固定点转动，则它属于杠杆；拉动A处动滑轮，下端有定滑轮，拉绳子自由端有三段绳子通过动滑轮，所以A处受到的作用力FA＝3F＝3×30N＝90N.
命题点5 机械效率的理解及计算
1.A 【解析】机械效率等于有用功与总功的比值．将同样的重物提升相同的高度时，做的有用功相等，而A属于定滑轮，不需要克服动滑轮的重力做额外功，而B、C、D都有动滑轮，需要克服动滑轮的重力做额外功，故选A.
2.A 【解析】改变提升重物的高度，拉力端移动的距离s＝nh成倍数的变化，不影响拉力大小，有用功和总功的比值不变，不能改变滑轮组机械效率，A符合题意；用体积相等的塑料动滑轮代替铸铁动滑轮，减轻了动滑轮重，减小摩擦力，减小做的额外功，在有用功一定时，总功减小，使有用功和总功的比值增大，机械效率增大，可以改变滑
轮组机械效率，B不符合题意；使用同样的机械提升更重的物体，增大有用功，在额外功一定时，有用功越大，总功越大，有用功和总功的比值越大，机械效率越高，可以改变滑轮组机械效率，C不符合题意；给定滑轮加润滑油，减小额外功，在有用功一定时，总功减小，有用功和总功的比值增大，机械效率增大，可以改变机械效率，D不符合题意．故选A.
3.B 【解析】甲滑轮组中有一个动滑轮，乙滑轮组中有两个动滑轮，而每个滑轮的重量相等，所以若把物体提升相同的高度，乙滑轮组做的额外功比甲的多，若G1＝G2，把物体提升相同的高度，则根据W＝Gh可知甲、乙所做的有用功相同，总功＝有用功＋额外功，是不相等的，故A错误；若G1＝G2，甲、乙所做的有用功相同，乙做的总功大于甲做的总功，根据η＝×100%，甲的机械效率大于乙的机械效率，故B正确；若G1＞G2，物体提升相同的高度，则根据W＝Gh可知甲所做的有用功大于乙所做的有用功，故C错误；用同一个滑轮组提起不同的重物，所做的额外功不变，有用功发生变化，有用功与总功中的比值发生变化，机械效率变化，所以D错误．故选B.
4.重力势能 小于 【解析】重物被提升的过程中，质量不变，但高度增大，故重力势能增大；吊车在工作时，总是要克服阻力额外做功，故机械效率永远小于1.
5.1000 1250 【解析】这位同学做的有用功是W有用＝Gh＝500N×2m＝1000J；总功是W总＝＝＝1250J.
6.100 250 80% 【解析】当被提升的货物G＝100N时，机械效率η＝50%，此时有η＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%＝50%，可以解得F＝100N，在不计绳重和摩擦时，根据公式F＝（G物＋G动）得，G动＝nF－G物，解得G动＝100N．当运送4件货物时，G物＝400N，此时F′＝（G动＋G物）＝×（100N＋400N）＝250N，η′＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%＝80%.
7.解：
（1）根据s＝vt可得，故障车在30s内通过的路程为：
s＝vt＝6m/s×30s＝180m.
（2）根据W＝Fs可得，拉力F在30s内做的功为：
W＝Fs′＝500N×180m×3＝2.7×105J
（3）根据η＝×100%可得：
80%＝＝＝；解得f＝1200N.
8.解：
（1）有用功W有＝Gh＝2700N×2m＝5400J.
（2）因n＝4，则W总＝Fs＝Fnh＝750N×4×2m＝6000J，
机械效率η＝×100%＝×100%＝90%.
（3）因F＝，则动滑轮的总重力G动＝4F－G物＝4×750N－2700N＝300N.
命题点6 探究杠杆的平衡条件的实验
1.
（1）右 便于测力臂
（2）3 （3）1.5 变大 如答图所示
第1题答图
【解析】
（1）实验前，将杠杆的中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆左端下沉，说明左端
的力与力臂的乘积大于右端的力与力臂的水积，这时应该将平衡螺母向右调节，才能使杠杆在水平位置平衡．水平平衡的目的是便于测力臂，因为此时支点到钩码的距离就等于杠杆上的那段距离．
（2）一个钩码的重是0.5N，设杠杆一个小格是L，根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2得，2N×3L＝FB×4L，所以FB＝1.5N，即在B处挂3个钩码．（3）根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2
得，2N×3L＝FC×4L，所以FC＝1.5N．如改变弹簧测力计拉力的方向，使之斜向右上方，钩码作为阻力，阻力和阻力臂不变，动力臂减小，动力要增大，所以弹簧测力计示数变大，才能使杠杆仍然水平平衡．
命题点7 机械效率相关实验
1.
（1）匀速
（2）乙 （3）越低 （4）83.3%
【解析】本题考查实验中对滑轮组的分析、机械效率公式的运用，实验中分别探究了机械效率高低与动滑轮个数、提升物体重力等多个量的关系，控制变量法的运用十分关键．
（1）实验中应该匀速竖直向上拉动弹簧测力计，以保证拉力大小恒定.
（2）第2次实验中，s2＝0.4m，h2＝0.1m，n2＝＝＝4，所以第2次实验是用乙图做的实验．（3）比较实验数据1和2可知，使用不同的滑轮组，提升相同的重物时，动滑轮的个数越多，滑轮组的机械效率越低.（4）第3次实验的机械效率η
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