通用版2020年中考物理第一轮复习专题14简单机械检测卷含解析
专题14 简单机械检测卷
（时间40分钟，共100分）
一、选择题（每小题3分，共40分）
1.下列图中的简单机械，不能省力但能省距离的是（ ）。
A．自行车的脚踏装置
B．盘山公路
C．划船用的船桨
D．动滑轮
【答案】C。
【解析】结合图片和生活经验，先判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是否省力、省距离。
解答：A：自行车的脚踏装置，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，省力但费距离。
B：盘山公路实质是利用的斜面，省力但费距离。
C：用船桨划水时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，费力但省距离。
D：动滑轮实质是动力臂等于2倍阻力臂的杠杆，能省力但费距离。故选C。
2.如图所示的简单机械，正常使用时费距离的是（）。
【答案】D。
【解析】筷子、食品夹使用时动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，省距离，A、B不符合题意；定滑轮相当于等臂杠杆，只能改变动力的方向，不省不费距离，C不符合题意；动滑轮能省一半力，但要费一倍的距离，D符合题意。
3．下列关于简单机械在实际应用中的说法正确的是（ ）。
A．指甲剪是省力省功的机械； B．定滑轮不省力，但能改变力的方向；
C．滑轮组既省力，又省距离，还省功；D．斜面的机械效率可以达到100%
【答案】B。
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【解析】A：指甲剪由三条杠杆组成，其中既有省力杠杆也有费力杠杆，但其最终可以达到省力的目的，所以为省力机械，但使用任何机械都不省功，故A错误。
B：定滑轮的实质是等臂杠杆，不省力也不费力，但可以改变力的方向，故B正确。
C：滑轮组可以省力，但费距离，且不可能省功，故C错误。
D：使用任何机械都要做额外功，所以机械效率不可能达到100%，故D错误。故选B。
4.如图所示的四种用具中，正常使用时属于省力杠杆的是（ ）。
A．天平
B．裁纸刀
C．筷子
D．钓鱼竿
【答案】B。
【解析】本题主要考查对杠杆分类方法的了解，动力臂大于阻力臂的杠杆为省力杠杆，动力臂小于阻力臂的杠杆为费力杠杆，动力臂等于阻力臂的杠杆为等臂杠杆。
A：天平在使用过程中，动力臂等于阻力臂，属于等臂杠杆，故A错误。
B：裁纸刀在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故B正确。
C：筷子在使用时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故C错误。
D：钓鱼竿在使用时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故D错误。故选B。
5.如图所示，在均匀杠杆的A处挂3个钩码，B处挂2个钩码，杠杆恰好在水平位置平衡，已知每个钩码的质量均为50g，若在A，B两处各加1个钩码，那么杠杆（ ）。
A．右边向下倾斜；B．左边向下倾斜；C．仍保持水平位置平衡；D．无法确定杠杆是否平衡
【答案】A。
【解析】（1）杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂，即F1×L1=F2×L2；（2）在A、B两处再各加挂一个50g的钩码后，分析两边的力和力臂的乘积是否还相等，据此判断杠杆是否还平衡。
（1）如图所示，每个钩码的质量为50g，重力为G=mg=0.05kg×10N/kg=0.5N，杠杆上每小格的长度假设为1cm，则FA=0.5N×2=1N，LA=1cm×2=2cm，FB=0.5N，LB=1cm×4=4cm；
所以FA×LA=FB×LB；
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（2）在A、B两处再各加挂一个50g的钩码后，FA′=0.5N×3=1.5N，FB′=0.5N×2=1N，LA和LB的长度都不变，则FA′×LA=1.5N×2cm=3N•cm，FB′×LB=1N×4cm=4N•cm
因为FA′×LA＜FB′×LB
所以杠杆右边下倾。故选A。
6.如图，O为杠杆的支点，杠杆右端挂有重为G的物体，杠杆在力F1的作用下在水平位置处于平衡。如果用力F2代替力F1使杠杆仍在图中位置保持平衡，下面关系正确的是（）。
A. F2< F1
F1>G； D. F1> F2>G
【答案】D。
【解析】根据图中所示，可以看出阻力臂大于动力臂，故动力小于阻力G；F2与力臂垂直，要保持图中状态不变，故F2小于F1，所以正确答案是D。
7.关于简单机械下列说法中正确的是（）。
A．定滑轮能改变力的大小，也能改变力的方向；B．使用滑轮组不仅省力而且省功；
C．做功越多的机械，其机械效率就越高； D．功率越大的机械，做功就越快
【答案】D。
【解析】A．定滑轮能改变力的大小，也能改变力的方向；此说法错误。定滑轮可以改变力的方向但不能改变力的大小。
B．使用滑轮组不仅省力而且省功；此说法错误。使用滑轮组，可以省力，但不能省功。
C．做功越多的机械，其机械效率就越高；此说法错误，简单机械做功多，但不能说明其效率就高。
D．功率越大的机械，做功就越快；此说法正确。功率就是描述做功快慢的物理量，功率大，说明做功快。正确答案是D。
8.如图所示，小明分别用甲、乙两个滑轮把同一袋沙子从地面提到二楼，用甲滑轮所做的总功为W1，机械效率为η1；用乙滑轮所做的总功为W2，机械效率为η2。若不计绳重与摩擦，则（ ）。
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A．W1=W2，η1=η2；B．W1=W2，η1＜η2；C．W1＜W2，η1＞η2；D．W1＞W2，η1＞η2
【答案】C。
【解析】根据总功等于有用功加上额外功，由图可知甲是定滑轮，乙是动滑轮，所以利用乙滑轮做的额外功多，可以比较出两种情况的总功大小；再根据两种情况的有用功相同，利用即可比较出二者机械效率的大小。
因为小明分别用甲、乙两个滑轮把同一袋沙子从地面提到二楼，所以两种情况的有用功相同；当有用功一定时，利用机械时做的额外功越少，则总功越少，机械效率越高；因为乙滑轮是动滑轮，所以利用乙滑轮做的额外功多，则总功越多，机械效率越低。
即W1＜W2，η1＞η2，所以C选项正确。故选C。
9.用相同的滑轮和绳子分别组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，把相同的重物匀速提升相同的高度。若不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（）。
A．绳子受的拉力F1和F2大小相等，滑轮组的机械效率相同；
B．绳子受的拉力F1和F2大小不相等，滑轮组的机械效率不同；
C．绳子自由端移动的距离不相等，拉力对滑轮组所做的功相等；
D．绳子自由端移动的距离不相等，拉力对滑轮组所做的功不相等
【答案】C。
【解析】由图可知，甲滑轮组n=2，乙滑轮组n=3，；货物重相同，故，；甲图中，绳子自由端移动的距离是物体升高h的2倍，乙图中，绳子自由端移动的距离是物体升高h的3倍，所以，两个力对物体做功相同（忽略绳重及摩擦）。
所以，正确答案是C。
10.分别使用定滑轮、动滑轮、两个定滑轮和两个动滑轮组成的滑轮组，匀速提升同一物体到同一高度处，其机械效率分别为η定、η动、η组（不计绳重和摩擦，设每个滑轮质量相等），则下列选项中正确的
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是（ ）。
A．η组＜η动＜η定；B．η动＜η定＜η组；C．η定＜η动＜η组；D．η定＜η组＜η动
【答案】A。
【解析】克服物体的重力所做的功是有用功，由题知匀速提升同一物体到同一高度处，可知做的有用功相同；不计绳子质量和摩擦，额外功W额=G轮h，知道使用定滑轮、动滑轮、滑轮组的动滑轮的个数为0、1、2，可以得出做的额外功的大小关系，由于W总=W有用+W额，可以得出所做的总功的大小关系，再利用效率公式比较三种情况下机械效率的高低。
匀速提升同一物体到同一高度处，由W有用=Gh可知，三种情况下做的有用功相同，大小都为W有用；不计绳子质量和摩擦，所做的额外功：W额=G动h，使用定滑轮、动滑轮、滑轮组时，动滑轮的个数分别为0、1、2，使用定滑轮、动滑轮、滑轮组时，做的额外功：W额定＜W额动＜W额组，由W总=W有用+W额可知三种情况下做的总功：W定＜W动＜W组，由可知，使用定滑轮、动滑轮，滑轮组的机械效率：η组＜η动＜η定。故选A。
11.建筑工人用如图所示的滑轮组，在4s内将重为1500N的物体沿水平方向匀速移动2m的过程中，所用的拉力大小为375N，物体受到水平地面的摩擦力为物重的0.4倍。在此过程中下列说法正确的是（ ）。
A．绳子自由端沿水平方向移动了6m；B．物体受到的拉力为750N；
C．拉力F的功率为750W； D．滑轮组的机械效率为80%
【答案】D。
【解析】A．由图可知，n=2，则绳子自由端沿水平方向移动的距离s=nSA=2×2m=4m，故A错误。
B．物体沿水平方向匀速移动时处于平衡状态，物体受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，
则物体受到的拉力FA=f=0.4G=0.4×1500N=600N，故B错误。
C．拉力F做的功W总=Fs=375N×4m=1500J，则拉力F的功率，故C错误。
D．有用功W有=FASA=600N×2m=1200J，则滑轮组的机械效率，故D正确。故选D。
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12.如图所示的滑轮组中，动滑轮重1N，小强用6N的拉力F通过该滑轮组匀速拉起重10N的物体，物体沿竖直方向上升0.4m．此过程中，额外功和机械效率分别是（ ）。
A．0.4J、83.3%；B．0.8J、91.7%；C．0.8J、83.3%；D．0.4J、91.7%
【答案】C。
【解析】（1）由图知，n=2，拉力端移动距离s=2h=2×0.4m=0.8m，W总=FS=6N×0.8=4.8J，
W有用=Gh=10N×0.4m=4J，W额=W总﹣W有用=4.8J﹣4J=0.8J；
（2）滑轮组的机械效率：。故选C。
13.（多选题，4分）在斜面上将一个质量为5kg的物体匀速拉到高处，如图所示，沿斜面向上的拉力为40N，斜面长2m、高1m；把重物直接提升h所做的功作有用功（g取10N/kg）。下列说法正确的是（ ）。
A．物体只受重力、拉力和摩擦力三个力的作用；
B．做的有用功是50J；
C．此斜面的机械效率为62.5%；
D．物体受到的摩擦力大小为10N
【答案】B、C。
【解析】（1）对物体进行受力分析，受重力、支持力、摩擦力和拉力；（2）已知物体的重力和提升的高度（斜面高），根据公式W=Gh可求重力做功，即提升物体所做的有用功；（3）求出了有用功和总功，可利用公式计算出机械效率；（4）总功减去有用功即为克服摩擦力所做的额外功，根据W额=fS求出物体所受斜面的摩擦力。
A：沿斜面向上拉物体时，物体受重力、支持力、摩擦力和拉力四个力的作用，故A错误。
B：所做的有用功：W有用=Gh=mgh=5kg×10N/kg×1m=50J，故B 正确。
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C：拉力F对物体做的总功：W总=Fs=40N×2m=80J；斜面的机械效率为：
，故C正确。
D：克服摩擦力所做的额外功：W额=W总﹣W有=80J﹣50J=30J，由W额=fs可得，物体受到的摩擦力：，故D错误。故选B、C。
二、填空题（每空2分，共28分）
14.如图所示，撬起瓶盖的起瓶器是属于 杠杆（选填“省力”、“费力”或“等臂”），其支点是图中 点。
【答案】省力、A。
【解析】（1）根据杠杆绕着转动的固定点叫支点，可判断杠杆的支点；（2）结合图片和生活经验，先判断起瓶器在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆。
根据起瓶器的使用可知，支点是A点，动力作用在手与起瓶器接触点，阻力作用在B点，所以，起瓶器在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆。
故答案为：省力、A。
15.如题图所示，由不同物质制成的甲和乙两种实心球的体积相等，此时杠杆平衡（杠杆自重、挂盘和细线的质量忽略不计）。则杠杆左右两边的力臂之比为，1个甲球和1个乙球的质量之比为，甲球和乙球的密度之比为。
【答案】答案是：2:1、1:3、1:3。
【解析】图中，杠杆平衡，左侧杠杆力臂是右侧杠杆力臂的2倍，力臂之比是：2:1；如果甲物体质量用m甲、乙物体质量用m乙表示，那么可以得到：
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即：，质量之比为1:3；由于甲乙两球体积相同，故其密度比也是1:3。
故，答案是：2:1、1:3、1:3。
16.如图所示，在竖直向上大小为10N力F的作用下，重物A沿竖直方向匀速上升。已知重物A上升速度为0.2m/s，不计滑轮重、绳重及绳与滑轮间摩擦，则物体的重力大小和滑轮上升的速度分别为和。
【答案】5N、0.1m/s。
【解析】根据题干中图可知：该滑轮动滑轮的特殊使用方法，根据动滑轮的特点可知：F=2G=10N，则G=5N；
F移动的距离是物体移动距离的二分之一，故重物A上升速度为0.2m/s，F上升的速度就是0.1m/s。
故答案为：5N、0.1m/s。
17.如图所示的三个滑轮中，属于动滑轮的是 ，若滑轮的自重和摩擦不计，当分别沿力F1、F2和F3方向匀速提起同一物体时，则F1、F2、F3的大小关系是 。
【答案】故答案为：乙；F1=F3＞F2。
【解析】不计摩擦和动滑轮重；用F1的力提升重物时，用的是定滑轮；根据定滑轮不省力，故F1=G。
用F2的力提升重物时，用的是动滑轮；根据动滑轮能够省一半的力，故F2=。
用F3的力提升重物时，用的是定滑轮；根据定滑轮不省力，但可以改变力的方向，故F3=G。
故答案为：乙；F1=F3＞F2。
18.一辆汽车不小心陷进了泥潭中，按如图所示的甲、乙两种方法安装滑轮，均可将汽车从泥潭中拉出。如果汽车的动力比阻力小800N，则甲图中人拉动汽车的拉力至少为，乙图中人拉动汽车的拉力至少为＿＿
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＿，其中比较省力的是＿＿图。（绳与滑轮间的摩擦不计）。
【答案】800N、400N、乙。
【解析】使用一个动滑轮可以省一半的力，使用定滑轮只能改变力的方向，不能省力。
甲图滑轮为定滑轮，F=f=800N；乙图滑轮为动滑轮，F==400N，比较省力的是乙图。
故答案：800N、400N、乙。
19.如图所示，物重10Ｎ，手拉弹簧测力计在C位置时示数为＿＿＿Ｎ；若手拉弹簧测力计在Ａ、Ｂ、Ｃ三个不同位置时，拉力ＦA、ＦB、ＦC的大小关系是＿＿＿＿＿。
【答案】10、FA=FB=FC。
【解析】使用定滑轮能改变用力方向，但不能省力；不计绳重和摩擦，使用定滑轮时，拉力F=G，据此分析回答。
因为使用的是定滑轮，不计绳重和摩擦，所以拉力F=G=10N，
因为使用定滑轮时，能改变用力方向，但不能省力，所以FA=FB=FC。
故答案为：10、FA=FB=FC。
三、实验探究题（6分）
20.小明利用刻度均匀的匀质杠杆做探究“杠杆的平衡条件”实验。
（1）实验前，将杠杆的中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆右端下沉，这时应将平衡螺母向 （填“左”或“右”）端调节，直到杠杆在水平位置平衡。
（2）得出杠杆的平衡条件“动力×动力臂=阻力臂”后，小明又进一步探究杠杆平衡时动力和动力臂的关系。实验过程中，保持阻力和阻力臂不变，在杠杆水平平衡时，测出多组动力F1和动力臂L1的数据，
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并绘制了F1与L1的关系图象，如图所示，请根据图象推算，当L1为0.1m时，F1为 N。
【答案】（1）左；（2）6。
【解析】（1）杠杆右端下沉，说明杠杆重心右移，应将平衡螺母（左端和右端的均可）向左调节，直到杠杆在水平位置平衡。
（2）由于此题中的阻力和阻力臂不变，据F1L1=F2L2可知，利用图象中任意一组数据都能得出，F2L2=F1L1=0.2m×3N=0.6N•m；故若当L1为0.1m时，；
故答案为：（1）左；（2）6。
四、作图题（4分）
21.（4分）如图所示，轻质杠杆OA在路灯和轻绳AB的共同作用下，在水平方向处于静止状态，请画出轻绳AB对杠杆的动力F1的力臂L1和阻力F2的示意图。
【答案】如图。
【解析】阻力F2的作用点在点A，方向向下，动力的力臂L1为支点O到动力的作用线的距离。
由图可知，杠杆的支点为O，过支点O向动力F1作用线引垂线段，即为其力臂L1，阻力是灯对杠杆A点的拉力，过A点沿竖直向下的方向画一条有向线段，用F2表示，即为阻力的示意图；如图所示。
五、计算题（22分）
22.（10分）利用如图所示的滑轮组，用F=1000N的力拉绳子自由端，货物A以0.1 m/s的速度匀速直线运动l0s，整个过程中，滑轮组的机械效率为75%。求：
（1）货物A在10 s内移动的距离；
（2）这个过程中拉力F的功率；
（3）水平地面对货物A的摩擦力大小。
【解析】（1）根据v=可知货物A在10 s内移动的距离：sA=vAt=0.1m/s×10s=1m；
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（2）由图可知，动滑轮上绳子的有效股数：n=2，绳子自由端移动的速度：
v绳=nvA=2×0.1m/s=0.2m/s，
拉力的功率：；
（3）由η===得摩擦力：f=nηF=2×75%×1000N=1500N。
答：（1）货物A在10 s内移动的距离为1m；（2）这个过程中拉力F的功率200W；（3）水平地面对货物A的摩擦力大小1500N。
23.（12分）搬运煤气罐的工人通常利用斜面装卸煤气罐。如图，煤气罐的质量为30kg，底面积300cm2。工人将煤气罐沿着长2m，高1m的斜面从底部匀速推上斜面的顶端，沿斜面所用的推力F为250N。（不计空气阻力，g取10N/kg）。求：
⑴煤气罐静止放置在水平地面上时对地面的压强。
⑵将煤气罐匀速拉上斜面顶端过程中，推力做了多少功？
⑶工人使用斜面做工的机械效率是多少？
⑷物体和斜面之间的摩擦力是多大？
【解析】（1）煤气罐受到的重力：，故煤气罐对地面的压强是：；
（1） 推力的功：；
（3）货物升高1m克服重力所做的功为：，故斜面的机械效率为：；
（4）物体做匀速直线运动，在沿斜面方向上的推力和摩擦力是一对平衡力，故推力等于摩擦力，大小为250N。
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