模块一 专题12 简单机械（解析版 )

考向一：杠杆 1 （2024 江苏连云港）如图所示是生活中几种常见的杠杆，其中属于费力杠杆的是（ ） 托盘天平 B 钢丝钳 筷子 D 开瓶扳手 【答】 【解析】．托盘天平在使用过程中，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆，故不符合题意； B．钢丝钳在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B 不符合题意； ．筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故符合题意； D． 开瓶扳手在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D 不符合题意。 故选。 2 （2024 山东临沂）2023 年9 月24 日，中国组合邹佳琪/邱秀萍在赛艇女子轻量级双人双桨决赛中 夺冠，斩获杭州亚运会首金。如图所示，赛艇的桨可视为杠杆，下列工具正常使用时，与桨属于同 类杠杆的是（ ） 筷子 B 瓶起子 【好题汇编】2024 年中考物理真题分类汇编（全国通 用） 模块一 声光力热电磁知识真题 专题12 简单机械 基础把关 核桃夹 D 榨汁器 【答】 【解析】桨的动力臂小于阻力臂，是费力杠杆。 ．筷子的动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故符合题意； BD．瓶起子、核桃夹、榨汁器的动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故BD 不符合题意。 故选。 3 （2024 广西）2024 年六五环境日国家主场活动在南宁举行。期间，小明利用垃圾钳捡垃圾，并进 行分类，如图所示。下列说法错误的是（ ） 保护环境，人人有责 B 垃圾钳是省力杠杆 可利用垃圾来发电 D 垃圾钳是费力杠杆 【答】B 【解析】．保护环境，是我们每个公民义不容辞的责任，故正确，不符合题意； BD．由图可知，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故B 错误，符合题意，D 正确，不符合题意； ．垃圾进行收集并分类处理，对于燃烧值较高的垃圾，进行高温焚烧，可以用来发电，故正确，不 符合题意。 故选B。 4 （2024 重庆）同学们模仿中药房的戥秤制作杆秤，用筷子做秤杆，用钩码做秤砣，用细线将秤盘 系在点。当不挂秤砣、且秤盘不放物体时，在点提起提纽，秤杆水平平衡；当秤盘放100g 物体、秤 砣移到B 点时，秤杆再次水平平衡，如图所示。在到B 两条刻线之间均匀地画上49 条刻度线。下列 说法正确的是（ ） 自制杆秤的每一格约表示208g B 称中药时B 端翘起应减少中药恢复水平平衡 如果秤砣磨损则测量结果会比真实质量偏小 D 若将提纽移到点右侧可以增大杆秤的量程 【答】B 【解析】．在到B 两条刻线之间均匀地画上49 条刻度线，则共计50 格，则每一格代表的质量为 即自制杆秤的每一格约表示2g，故错误； B．称中药时B 端翘起说明 ，此时可以减少中药即减小 恢复水平平衡，故B 正确； ．如果秤砣磨损，根据杠杆平衡条件 ， 实际质量偏小，则 长度偏大，则 测量结果会比真实质量偏大，故错误； D．若将提纽移到点右侧，则 增大， 减小，则 变小，则杆秤的量程减小，故D 错误。 故选B。 5（2024 齐齐哈尔市） 端午节时，同学们外出游玩。购买饮料时，售货员用启瓶器开启饮料瓶的情 景如图所示。启瓶器在正常使用时，属于______（选填“省力”、“等臂”或“费力”）杠杆。开 启后的瓶盖中间出现了凹陷，说明力可以使物体发生______。 【答】 省力 形变 【解析】启瓶器在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。 开启后的瓶盖中间出现了凹陷，瓶盖发生了形变，说明力可以改变物体的形状。 6 （2024 甘肃威武）用如图所示的扳手拧螺丝时，一只手稳住扳手的十字交叉部位，另一只手用同 样大小和方向的力在___________点（选填“”“B”或“”）更容易拧动螺丝，原因是___________。 【答】 在阻力和阻力臂一定时，动力臂越长越省力 【解析】用扳手拧螺丝时，阻力和阻力臂一定，在点施力时，动力臂最小，动力最大，在点施力时， 动力臂最大，动力最小，所以在点施力更容易拧动螺丝。 7 （2024 天津）利用如图所示的“搬重物利器”搬运大件家具时，先用金属棒撬起家具，再将带有 滚轮的底座放入家具底部，便可以轻松移动家具。其中，金属棒是________（选填“省力”“费 力”或“等臂”）杠杆，底座装有滚轮是为了减小________。 【答】 省力 摩擦 【解析】由图可知，中间垫的物块处为杠杆的支点，手在把手处向下摁动杠杆过程中，动力臂大于 阻力臂，为省力杠杆。 底座装有滚轮，在压力不变的和粗糙程度不变的情况下，变滑动为滚动，减小摩擦力。 8 （2024 重庆B）小兰自制了一把杆秤，由秤盘、提纽、秤杆以及200g 的秤砣构成，如图所示。当 不挂秤砣、秤盘中不放重物时，提起提纽，杆秤在空中恰好能水平平衡。已知间距离为10m。当放 入重物，将秤砣移至距点30m 的B 处时，秤杆水平平衡，则重物质量为______g；往秤盘中再增加 20g 的物体，秤砣需要从B 处移动______m 才能维持秤杆水平平衡。 【答】 600 1 【解析】秤砣的质量 秤砣的重力 秤砣移至距点30m 的B 处时，根据杠杆平衡条件 可得，重物的重力 重物的 质量 往秤盘中再增加20g 的物体后，秤盘中重物的总质量 此时秤砣距点的距离 则秤砣需要从B 处移动向右移动的距离 9 （2024 苏州）健身步道上的坐式划船训练器如图所示。人坐在座板上，用始终与把手垂直的力缓 慢向后将把手拉至身体两侧，此过程中，拉力大小变化情况是_________。若要增加训练强度，应将 配重盘向_________（/b）端移。 【答】 逐渐变小 【解析】人坐在座板上，用始终与把手垂直的力缓慢向后将把手拉至身体两侧，此过程中，阻力 （配重盘的重力）不变，阻力臂变小，动力臂不变，根据杠杆平衡条件 可知，动力变小， 即拉力逐渐变小。 若要增加训练强度，即增大拉力，根据杠杆平衡条件 可知，在阻力（配重盘的重力）不 变的情况下，应增大阻力臂，即将配重盘向b 端移。 10 （2024 安徽省）如图甲所示，用核桃钳夹核桃时，用力握紧手柄即可夹碎核桃。将上部的手柄 B 简化为如图乙所示的杠杆，若F1=20，l1=10m，l2=4m，忽略杠杆自身的重力，则F2的大小为_____ _。 【答】50 【解析】根据杠杆平衡的条件F1l1=F2l2，则F2的大小为 11（2024 福建） 木雕是工匠智慧和艺术修为的价值体现，锯木、刨料、风干、雕刻、开榫、组装、 打磨、油漆，每一环节都讲究科学的工艺流程。如图 ，雕花时，正在挑起木屑的刻刀属于______杠 杆。刻刀要磨锋利使用，是为了增大______。 【答】 费力 压强 【解析】正在挑起木屑的刻刀动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆。 刻刀要磨锋利使用，是为了减小受力面积从而增大压强。 12 （2024 湖北）2024 年6 月2 日至3 日，嫦娥六号完成了人类首次月球背面采样。如图，嫦娥六号 的机械臂正绕点转动，将采集的月球样品送往贮存装置。请画出样品对机械臂上点的作用力F 的力 臂l。 【答】如图所示 【解析】过支点作力F 作用线的垂线段即为力臂l，作图如下： 13 （2024 江苏盐城）如图所示，画出用起子撬图钉的动力 的力臂 。 【答】如图所示 【解析】找出支点，从做F1的垂线就是F1的力臂L1。 14 （2024 四川宜宾）如图是宜宾港一起重机正在吊起货物的情景，请在图中画出此时动力 的力 臂 和阻力 的示意图。 【答】如图所示 【解析】由图可知，动力F1的方向竖直向上，支点到动力作用线的距离为动力臂l1，因货物的重力 竖直向下拉动吊臂，绳子作用在吊臂的点为阻力作用点，方向竖直向下。 15 （2024 四川眉山）同学们在体育课上做下压运动训练，静止不动时人体可以看成杠杆模型，为支 点，肌肉的 拉力 为动力，如图所示。请你在图中画出： （1）动力 的力臂 ； （2）点，脚对地而压力F 的示意图。 【答】如图所示 【解析】（1）从支点向F1的作用线作垂线，支点到垂足的距离就是F1的力臂L1（用大括号表示）， 如图所示： （2）脚对地面的压力F 的作用点在接触面上，方向垂直于地面向下，过压力的作用点，沿压力的方 向画一条带箭头的线段，用F 表示 16 （2024 四川成都）如图甲，小孟书桌上的折叠式台灯由底座、立杆和灯头组成。如图乙所示， 灯头B 可视做绕点转动的杠杆，点是灯头的重心，小孟用拉力F 将灯头拉至图示位置。请在图乙中 画出：①灯头受到的重力G 的示意图；②拉力F 的力臂l。 【答】如图所示 【解析】过支点作拉力F 的作用线的垂线段即为力臂l，灯头受到的重力G 的方向竖直向下，作用在 重心。 17 （2024 黑龙江绥化）请作出杠杆上动力F 的力臂l。 【答】如图所示 【解析】力臂是支点到力的作用线的距离，过支点作力F 的作用线的垂线段，即为对应的力臂。 18 （2024 广东深圳）图甲是飞鸟经过无背索斜拉桥的情景。图乙是其简化的模型，用S 表示飞鸟， 用F 表示桥塔上端收到钢索的拉力。请帮助思考乐亮亮同学在图乙画出： （1）飞鸟S 经水面反射形成的虚像S' （2）拉力F 对应的力臂l（是支点） 【答】如图所示 【解析】（1）平静的水面相当于平面镜，根据平面镜成的像与物关于镜面对称，作出飞鸟S 经水面 反射形成的虚像S'，如下所示： （2）是支点，从支点向力的作用线作垂线段即为拉力F 对应的力臂l，如下所示： 19 （2024 甘肃临夏）俯卧撑是一种健身运动，能够锻炼上肢、腰部及腹部的肌肉，是简单易行却十 分有效的力量训练手段。如图是某同学做俯卧撑的示意图。此过程中，他的身体可视为杠杆，点为 支点，点为重心，请画出重力对应的力臂l。 【答】如图所示 【解析】先在点画出竖直向下的重力示意图，再过支点作重力G 作用线的垂线段即为力臂l。 20 （2024 山西）小明在成长笔记中记录了如下错题，请你帮助他找出错误之处、分析错因并写出 正确解答过程。 错题记录 错题改正 站立地面踏脚跟是中国传统文化“八段锦”的第八式。如图为踏 脚跟时左脚的一些相关数据，当脚跟抬离地面时，请你计算小腿 肌肉拉力F1的大小。 解：如图将左脚看作杠杆，抬脚跟时脚绕支点转动，动力为F1， 阻力为F2。根据杠杆平衡条件 得小腿肌肉拉力 错误之处：_______ _______ 错因分析：_______ ________ 正确解答：_______ ________ 【答】 ① 计算所得的省力杠杆的动力大于阻力 ② 把阻力作用点到动力所在作用线的距离当做 动力臂 ③ 见解析 【解析】计算所得的省力杠杆的动力大于阻力。 解题时错把阻力作用点到动力所在作用线的距离当做动力臂l1了，在杠杆中，动力臂是支点到动力作 用线的距离，图中动力臂的距离应为 解：如图将踏脚的左脚看作省力杠杆，抬脚跟时脚烧支点转动，动力为F1，阻力为F2。根据杠杆平 衡条件 得小腿肌肉拉力 21 （2024 上海）在杠杆平衡时，阻力F2的大小为90，阻力臂L2为02m，动力臂L1为06m，求动力 F1的大小。 【答】30 【解析】由杠杆平衡条件 得 答：动力F1的大小为30。 考向二：滑轮 1（2024 天津） 高高的旗杆矗立在操场上。旗手缓缓向下拉绳子，旗子就会徐徐上升。这是因为旗 杆顶部有一个滑轮，关于该滑轮的说法正确的是（ ） 它是动滑轮 B 利用它可以省力 利用它可以省距离 D 利用它可以改变力的方向 【答】D 【解析】旗杆顶部滑轮的轴固定不动，是一个定滑轮；升旗仪式上，旗手缓缓向下拉动绳子，旗子 就会徐徐上升，这是因为用定滑轮可以改变力的方向。定滑轮不省力也不省距离。 故选D。 2 （2024 江苏盐城）下列挪动球形石墩的方法中，最省力的是（ ） B D 【答】 【解析】从图中可以看到，方法中有两段绳子挪动石墩，人对绳子的拉力为石墩与地面的摩擦力的 一半；BD 方法中，人对绳子的拉力都等于石墩与地面的摩擦力，即不省力。 故选。 3 （2024 甘肃临夏）如图是我国古代劳动人民利用自制的工具汲水的场景。图中装置顶端的轮子相 当于现代人们所使用的定滑轮，其作用是可以改变力的________，但不能省力。图中的扁担做得较 宽，主要是为了增大受力面积，________（选填“增大”或“减小”）压强。 【答】 方向 减小 【解析】定滑轮实质是一个等臂杠杆，所以不省力，也不距离，但可以改变用力方向。 把扁担做得较大是增大受力面积，在压力一定时可以减小扁担对人肩膀的压强，压力的作用效果就 不明显，这样人肩膀就不会感到疼。 4 （2024 云南）如图所示，美丽乡村建设的工地上，工人使用一个_______（选填“定”或“动”） 滑轮匀速提升重300 的建筑材料（不计绳重和摩擦），则人的拉力为_______。 【答】 定 300 【解析】图中滑轮不随着物体一起运动，所以是定滑轮。 定滑轮不能省力，所以人的拉力等于重力，为300。 5 （2024 湖北）如图是汉代画像砖上描绘的《史记》中“泗水取鼎”画面，两边各有数人用绳子通 过滑轮拉起掉落水中的鼎。图中的这种滑轮_________（选填“能”或“不能”）起到省力的作用； 此时两边绳子对鼎竖直向上的拉力分别为 、 ，鼎受到的拉力之和为_________。鼎在水中上升 的过程中，其底部所受水的压强_________（选填“增大”、“减小”或“不变”）。 【答】 不能 减小 【解析】图中的滑轮是固定的，不能随重物一起移动，所以是定滑轮，定滑轮不能省力，只能改变 力的方向。 两边绳子都对鼎施加竖直向上的拉力，鼎受到的合力方向竖直向上，所以鼎受到的拉力之和 F 合=F1+F2 鼎在水中上升的过程中，其底部在水中的深度逐渐减小，由于液体压强随深度减小而减小，所以其 底部所受水的压强减小。 16 （2024 甘肃威武）将物体、B 置于如图所示的装置中，物体B 恰好匀速下降，已知重 ，B 重 ，则所受地面的摩擦力为___________；若对施加一个水平向左的拉力F，刚好使在原来的水平 面上匀速向左运动，则拉力F 大小为___________。（不计绳重、滑轮重及绳子与滑轮间的摩擦） 【答】 20 40 【解析】如图所示，物体和B 通过动滑轮相连，动滑轮上有2 段绳子，已知B 重10，物体B 恰好匀 速下降，则匀速向右运动，说明物体处于平衡状态，则所受地面的摩擦力与动滑轮的钩子拉的力是 一对平衡力，即 f=F 拉=2GB=2×10=20 若对施加一个水平向左的拉力F，则物体受到三个力的作用：水平向左的拉力F，水平向右的拉力 2GB， 水平向右的摩擦力20，所以水平刚好使匀速向左运动，则拉力 F=f+F 拉=f+2GB=20+2×10=40 考向三：机械效率 1 （2024 河南）如图，甲、乙两人用不同的装置，在相同时间内把质量相等的货物匀速提升到同 一平台，不计绳重及滑轮的摩擦。下列说法正确的是（ ） 甲做的有用功多 B 乙做的总功多 甲做总功的功率大 D 乙所用装置的机械效率小 【答】 【解析】．在相同时间内把质量相等的货物匀速提升到同一平台，不计绳重及滑轮的摩擦，有用功 ，故甲、乙做的有用功一样多，故错误； BD．图甲使用的是动滑轮，拉力端移动距离s 甲=2；图乙使用的是定滑轮，拉力端移动距离s 乙=， 不计绳重和摩擦，使用甲动滑轮时，拉力 拉力做功 使用乙定滑轮时，拉力F 乙=G，所以拉力做功 在相同时间内把质量相等的货物匀速提升到同一平台，甲做的总功多，乙做的总功少，根据 知，甲做总功的功率大；由选项解析知有用一样多，但甲的总功多，根据 知，乙所用装置的机械效率高，综上分析知，故正确，BD 错误。 故选。 2 （2024 齐齐哈尔市）如图所示，小宇用动滑轮把重400 的物体匀速提升了3m，作用在绳子自由端 的拉力F 为250，方向竖直向上。不计绳重和摩擦，则下列选项正确的是（ ） 绳子自由端移动的距离为3m B 动滑轮受到的重力为150 拉力F 做的功为1200 D 该动滑轮的机械效率为80% 【答】D 【解析】．使用动滑轮时，承担物重的绳子股数=2，则绳子自由端移动的距离 s=2=2×3m=6m 故错误； B．不计绳重和摩擦，由 可得，动滑轮受到的重力 G 动=2F−G=2×250−400=100 故B 错误； ．拉力F 做的功 总=Fs=250×6m=1500 故错误； D．该动滑轮的机械效率 故D 正确。故选D。 3 （2024 四川达州）如图所示，、B 两物体叠放在水平桌面上， ， ，、B 均 为正方体，边长分别为20m、10m。在拉力 的作用下，5s 内，物体、B 一起向右匀速直线 移动了3m。若不计滑轮和绳自重及绳与滑轮间的摩擦，下列说法错误的是（ ） 与B 之间的摩擦力为0 B 对地面的压强为2500P 绳子自由端移动的速度为12m/s D 拉力F 做功的功率为30 【答】D 【解析】．物体、B 一起向右匀速直线运动，、B 之间没有相对运动和相对运动趋势，故与B 之间 的摩擦力为0，故正确，不符合题意； B．对地面的压力等于和B 组成的整体的重力，为 则对地面的压强为 故B 正确，不符合题意； ．与动滑轮连接的绳子段数=2，根据滑轮组绳子自由端与物体移动距离的规律可知，绳子自由端移 动的距离为 则绳子自由端移动的速度为 故正确，不符合题意； D．拉力F 做功为 则拉力F 做功的功率为 故D 错误，符合题意。故选D。 4 （2024 重庆）建筑工人通过如图所示的装置将一桶质量为45kg 的涂料从地面提起，桶离开地面后 在4s 内缓慢上升08m，工人所用的拉力为500。下列说法中正确的是（ ） 该装置做的有用功为400 B 该装置的机械效率为90％ 绳子自由端移动的平均速度为04m/s D 桶离开地面前，工人拉力逐渐增大，桶对地面的压强不变 【答】B 【解析】．涂料重力为 所以该装置做的有用功为 故错误； B．定滑轮不省距离也不费距离，即 ，该装置做的总功为 则该装置的机械效率为 故B 正确； ．绳子自由端移动的平均速度为 故错误； D．桶离开地面前，工人拉力逐渐增大，桶对地面的压力变小，根据 ，则压强变小，故D 错 误。 故选B。 5 （2024 山东烟台）如图所示，小明用20 的拉力F 将重为20 的物体匀速提高了10m，用时5s，忽 略绳重和摩擦，在这个过程中，下列说法正确的是（ ） 绳子自由端移动的速度为6m/s B 动滑轮所受的重力为20 小明所做的额外功为200 D 滑轮组的机械效率为75% 【答】B 【解析】．绳子自由端移动的距离为 所以速度为 故错误； B．由滑轮公式可得 故B 正确； ．在该过程中额外功为动滑轮做功，所以额外功为 故正确； D．滑轮组的机械效率为 故D 错误。故选B 。 6 （2024 四川遂宁）修建房屋时，质