2023年中考物理简单机械综合练
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．下列办法中，能提高如图滑轮组机械效率的是（ ）
A．增大摩擦 B．增大定滑轮重力
C．增大动滑轮重力 D．增大被提升物体重力
2．图所示的四种用具中，属于费力杠杆的是
A． 镊子 B． 钢丝钳
C． 核桃夹 D． 起子
3．下图是生活中几种常见的杠杆，其中属于省力杠杆的是（ ）
A． 钓鱼竿 B．道钉撬
C．筷子 D． 理发剪刀
4．如图，用大小相同的力，分别在不同位置按图示方向开门，最容易的是（ ）
A． B． C． D．
5．下列工具在正常使用中，属于费力杠杆的是（ ）
A．启瓶器
B．切纸铡刀
C．食品夹
D．羊角锤
6．下列正常使用的杠杆中，属于省力杠杆的是（ ）
A．筷子
B．托盘天平
C．钓鱼杆
D．钢丝钳
7．如图所示，在轻质杠杆的中点处吊一重物G，左端能绕固定点O转动，右端施加一个始终竖直向上的动力F，使杠杆缓慢地从OA转至OB，则在转动过程中（ ）
A．F与它的力臂乘积不变
B．F的力臂不变，F的大小变大
C．F的力臂变大，F的大小变大
D．F的力臂变大，F的大小不变
二、填空题
8．小徐用如图所示的装置将重为600N的木箱A，以0.5m/s的速度从斜面底端匀速拉到顶端。拉力F=150N，斜面长L=5m，高h=2m，滑轮重、绳重、滑轮与绳之间的摩擦均不计，此装置的机械效率是_________，拉力F的功率是_________W，木箱A与斜面间的摩擦力是______N。
9．如图所示，用滑轮组以F1、F2、F3的拉力匀速提起重为G1＝G2＝G＝120N的物体，若滑轮重和摩擦忽略不计，则F1＝_________N，F2＝_________N，F3＝_________N。
10．如图甲在升旗仪式中旗杆顶端A的装置是______滑轮（选填“定”或“动”），国旗在匀速上升过程中动能______（选填“增大”、“不变”或“减小”）。如图乙所示的冰球比赛中，球被击打飞出主要表明力可以改变物体的______。
甲 乙
11．小明在学校运动会上是仪仗队手，如图所示。他竖直举前进时，风给红旗水平向右的阻力为 20N，其作用点可以看成在 A 点。已知 AB=1.6m，BC=0.4m 小明的两只手分别位于 B、C 两点，他用一只手握紧旗杆不让它下滑，用另一只手拉住旗杆不让它倾斜。则另一只手对旗杆加的最小拉力为______N，方向______。沿水平路面匀速前进 10m 的过程中小明克服风力做的功为______ J。
12．如图，用滑轮组帮助汽车脱困时，滑轮B的作用是______；汽车被匀速拉动时，作用在绳子上的拉力F为1000N，滑轮组的机械效率为80%，则汽车受到的摩擦力为______N。
13．如图所示甲、乙两个滑轮中，属于定滑轮的是______（甲/乙），使用该滑轮的特点是可以 ______；若绳重、滑轮的自重和摩擦都不计，当分别用F1、F2匀速提起同一物体时，则F1、F2的大小关系是：F1______F2（大于/等于/小于）。
14．如图所示，轻质杠杆OA可绕O点转动，OA为0.3米，OB为0.2米，A点挂一个质量为4千克的物体G，B点加一个竖直向上的力F，杠杆在水平位置平衡，则物体G的重力大小为___________牛，力F大小为___________牛。
三、实验题
15．在“探究滑轮组的机械效率”时小明利用如图中乙所示滑轮组进行了5次测量测得数据如表：
次数 动滑轮重G动/N 物重G/N 钩码上升高度h/m 动力F/N 动力作用点移动距离s/m 滑轮组的机械效率/%
1 0.5 1 0.1 0.7 0.3 47.6
2 0.5 1 0.2 0.7 0.6 47.6
3 0.5 2 0.1 1.1 0.3 60.6
4 0.5 4 0.1 2 0.3 66.7
5 1 4 0.1 ① 0.5 ②
（1）实验中应沿竖直方向__拉动弹簧测力计；
（2）由表中第3、4组数据可知，同一滑轮组的机械效率与_有关；
（3）第5次实验时，弹簧测力计的示数如图丙所示，则表格中编号①数据为_N，分析第5次实验数据，可知②处数据为__%；
（4）有的同学认为：“机械越省力，它的机械效率越高”。你是用小明收集到数据中的第__两组数据对比分析来判断这句话是错误的；
（5）用如图乙所示的滑轮组提升物，若不计摩擦和绳重，绳子能承受的最大拉力为5N，则该滑轮组的最大机械效率为_。
16．如图所示是小海同学“研究定滑轮和动滑轮特点”的实验装置，实验中测得数据如下表所示：
钩码重G/N 钩码升高高度h/m 测力计示数F/N 测力计移动距离s/m
甲 0.98 0.2 0.98 0.2
乙 0.98 0.2 1.02 0.2
丙 0.98 0.2 0.55 0.4
（1）比较弹簧测力计示数的大小，可知：使用动滑轮的好处是______；
（2）把钩码升高相同的高度，比较（b）和（c）实验弹簧测力计移动的距离，可知：使用动滑轮______，所以在提升重物的过程中，如果要同时兼顾定滑轮和动滑轮的特点，则应选择滑轮组______；
（3）请在图（d）中画出最省力的绕线方式。______
17．如图是小海同学“研究定滑轮和动滑轮特点”的实验装置。他按图示提起钩码时注意保持测力计匀速移动，分别测得一组数据如下表所示
钩码重G/N 钩码升高高度h/m 测力计示数F/N 测力计移动距离S/m
甲 0.98 0.2 0.98 0.2
乙 0.98 0.2 1.02 0.2
丙 0.98 0.2 0.55 0.4
请你分析：
（1）比较测力计示数的大小，可知：使用动滑轮的好处是______；
（2）比较测力计拉力的方向，可知：使用定滑轮的好处是______；
（3）把钩码升高相同的高度，比较乙和丙实验测力计移动的距离，可知：使用动滑轮______；
四、计算题
18．如图所示，小明利用滑轮组匀速提升重为240N的重物A上升了3m，拉力F1大小为100N，不计绳重与摩擦，求：
（1）此过程中拉力做的总功，滑轮组的机械效率；
（2）当用该滑轮组匀速提升重为360N的另一重物B时，小明的拉力F2大小为多少？
19．为了方便船上用水，客轮上有一蓄水池，通过抽水机将河水抽到水池上。水池的底面积为，深度，池底到河的水面的高度为。水的密度为，取。求：
（1）当水池灌满水时，池底受到水的压强是多少？
（2）若水池原来没有水，当抽水机抽满一池水时，船受到水的浮力增加了多少？
（3）功率为的抽水机在内能将一个空的水池灌满，则抽水机的机械效率为多少？
五、作图题
20．图中是钓鱼竿的杠杆模型图，O为支点，请在图中作出F1的力臂及阻力F2的示意图；
21．如图所示，O点为杠杆OA的支点，拉力F作用在杠杆A点上。请作出拉力F的力臂。
22．如图甲所示，小红开暖壶盖的过程相当于使用杠杆。图乙为这个杠杆简化的示意图，图中O点为支点，F2为杠杆所受阻力。请在乙图中画出手指作用在A点的最小动力F1、动力臂L1和阻力臂L2。
六、综合题
23．工人师傅常利用木板搭成斜面把重物搬运到汽车上，如图，车厢底板高度h＝1.5m，斜面长度s＝3m，用力F沿着斜面把G＝1800N的重物匀速拉到车上。
（1）若汽车车厢的高度不变，增加木板的长度，则斜面的机械效率______（选填“变大”“变小”“不变”）；
（2）若不计摩擦，求拉力F；( )
（3）若实际拉力，求出该斜面的机械效率和物体所受的摩擦力。( )、( )
24．如图1，从深井中匀速提取泥土，动滑轮和筐总重力为30N。图2是某次拉力做的功W随绳自由端拉下的长度s变化的关系。不计绳重和摩擦，求：
（1）当s为10m时，由图2可知拉力做了_______J的功，筐和泥土上升了_______m；
（2）拉力为_______N，筐中泥土的重力是_______N；
（3）本次利用该装置提升泥土的机械效率_______。
25．冬天，首府经历了多次降雪，人们纷纷动员起来及时清扫积雪，使首府交通保持通畅。
(1)降雪由大量不同大小的冰晶组成，冰晶是水蒸气遇冷空气_____形成的（填写物态变化名称），这一过程中需要_____（选填“吸收”或“放出”）热量。
(2)降雪量是用一定面积的雪化成水后的高度来衡量的，分为小雪、中雪、大雪和暴雪四个等级。某天雪停后，某同学用刻度尺测出水平地面雪的厚度为120mm，然后他脚使劲将雪踏实，测出脚踩出的雪坑的深度为111mm，根据下图表格中的信息可以判断出这场降雪属于_____等级。
小雪 中雪 大雪 暴雪
0.1-2.4mm/天 2.5-4.9mm/天 5.0-9.9mm/天 ≥mm/天
(3)人们利用铁锹铲雪时，相当于使用一个_____（选填“省力”或“费力”）杠杆，它是以距离铁锹头_____（选填“较近”或“较远”）的手为支点的。
(4)首府高架路段需要铲雪车连夜清雪。当铲雪车攀行高架路段时，可以通过_____（选填“增大”或“减小”）车速来增大牵引力。铲雪车所配的推雪铲与雪堆的接触面积为3m2，当铲雪车以28.8km/h的速度匀速清雪时，推雪铲受到雪堆产生的平均压强是6250Pa，忽略其他阻力的影响，此时铲雪车的功率是_____kW。
参考答案：
1．D
【详解】A．增大摩擦，会增大额外功在总功所占比值，使机械效率降低，故A不符合题意；
B．增大定滑轮重力，不会改变额外功和有用功，即机械效率不变，故B不符合题意；
C．增大动滑轮重力，会增大额外功在总功所占比值，使机械效率降低，故C不符合题意；
D．增大被提升物体重力，增大有用功在总功所占比值，使机械效率增大，故D符合题意。
故选D。
2．A
【分析】杠杆的分类：①省力杠杆，动力臂大于阻力臂；②费力杠杆，动力臂小于阻力臂；③等臂杠杆，动力臂等于阻力臂．
【详解】A、镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故A正确；
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错误；
C、核桃夹在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C错误；
D、起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D错误．
故选A．
3．B
【详解】A．钓鱼竿在使用过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故A不符合题意；
B．道钉撬在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故B符合题意；
C．筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故C不符合题意；
D．理发剪刀在使用过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故D不符合题意。
故选B。
4．C
【详解】ABC．推门是一个轮轴，离门轴越远，相当于动力臂越大，越省力，故AB不符合题意，故C符合题意；
D．而沿门方向向外拉，力的作用线过轴的位置，相当于动力臂为0，无法推开门，故D不符合题意。
故选C。
5．C
【详解】ABD．启瓶器、切纸铡刀、羊角锤在使用过程中动力臂大于阻力臂，都是省力杠杆，故ABD不符合题意；
C．食品夹在使用的过程中动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故C符合题意。
故选C。
6．D
【详解】A．筷子在使用时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故A不符合题意；
B．托盘天平在使用时，动力臂等于阻力臂，属于等臂杠杆，故B不符合题意；
C．钓鱼竿在使用时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故C不符合题意；
D．钢丝钳在使用时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故D符合题意。
故选D。
7．D
【详解】由题意可知，拉力F的方向始终是竖直向上的，阻力也就是下面物体的重力是始终不变的，杠杆的长度也始终没变，由几何知识可知拉力F在拉动杠杆从A到B的过程中，动力臂的长度在变大，同时阻力臂的长度也在变大，并且它们之比是一个定值，该值在杠杆运动过程中大小不变，再由杠杆平衡的条件可知
F是一个定值，前后大小不变。故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
8． 80% 150 60
【详解】[1]将木箱拉到顶端所做的有用功
而动滑轮绳子端的拉力F=150N，滑轮重、绳重、滑轮与绳之间的摩擦均不计,那么木箱受到的拉力
F1=2F=2×150N=300N
通过斜面所做的总功
W总=F1s=300N×5m=1500J
所以此装置的机械效率
[2]由题意知，木箱的速度为0.5m/s，则绳子端的速度
v=2×0.5m/s=1m/s
那么拉力F的功率
P=Fv=150N×1m/s=150W
[3]在斜面上克服摩擦力做的额外功为
W额=W总-W有=1500J-1200J=300J
木箱所受的摩擦力
f==60N
9． 60 40 60
【详解】[1][2][3]由图知，承担物重的绳子股数分别为
n1＝2，n2＝3，n3＝2
若滑轮重和摩擦忽略不计，根据可得，拉力大小分别为
10． 定 不变 运动状态
【详解】[1][2]甲在升旗仪式中旗杆顶端A的装置是定滑轮，国旗在匀速上升过程中，质量和速度都不变，因此动能也不变。
[3]如图乙所示的冰球比赛中，球被击打飞出，球受到力，运动状态发生改变，表明力可以改变物体的运动状态。
11． 80 水平向右 200
【详解】[1][2]小明在竖直举旗前进时，若以C为支点时，B处垂直于旗杆向左的力为动力，A处垂直杠杆向右的力为阻力，BC为动力臂，AC为阻力臂；若以B点为支点时，在C处用力，且动力的方向垂直于旗杆向右，BC为动力臂，AB为阻力臂。两种情况的动力臂均为BC，但以B为支点，阻力臂较小，根据杠杆的平衡条件知，此时的动力最小。根据杠杆的平衡条件：F1×LBC=F2×LAB，所以最小的动力为
方向水平向右。
[3]沿水平路面匀速前进10m的过程中小明克服风力做的功为
W=fs=20N×10m=200J
12． 改变力的方向 1600
【详解】[1]滑轮B工作时位置不发生改变，因此该滑轮为定滑轮，定滑轮不能省力，只能改变力的方向。
[2]汽车被匀速拉动时处于平衡状态，所受的牵引力和摩擦力是一对平衡力，大小相等。动滑轮上有两端绳子，则n=2，由滑轮组的机械效率可得
汽车受到的摩擦力
13． 甲 改变力的方向，但不省力 大于
【详解】[1][2]图甲滑轮的轮轴是固定，属于定滑轮，使用定滑轮不能省力，但可以改变力的方向。
[3]不计摩擦和滑轮重，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，滑轮的自重和摩擦不计，根据动滑轮能够省一半的力，故
所以
F1＞F2
14． 40 60
【详解】[1]物体G的重力
[2]根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2得
FOB=GOA
所以
15． 匀速 提升物重 1.6 50 4、5 96%
【详解】（1）[1]实验中应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，此时几股绳的总拉力等于物重加滑轮重。
（2）[2]由表中第3、4组数据可知，所挂物重不同，上升的高度相同，拉力不同，机械效率不同，由此可知：同一滑轮组的机械效率与提升的物重有关。
（3）[3]第5次实验时，弹簧测力计的分度值0.2N，则表格中编号①数据为1.6N。
[4]分析第5次实验数据知，滑轮组的机械效率
（4）[5]有的同学认为：“机械越省力，它的机械效率越高”。比较4、5组数据所挂物重相同，滑轮组不同，拉力不同，第5组数据更省力，但滑轮组的效率更低，因此机械越省力，它的机械效率越高的说法是错误的。
（5）[6]由表格数据知，实验中所用动滑轮，每个的重力为0.5N，图乙的滑轮组中动滑轮有2个，所以动滑轮的总重
G动=1N
绳子能承受的最大拉力为5N，有5段绳子承担物重，所挂物重
则该滑轮组的最大机械效率为
16． 可省力 要多移动距离 （d）
【详解】（1）[1]根据表中数据可知，图（a）中，测力计示数为0.98N，即钩码的重力为0.98N，图（b）中测力计示数为1.02N，在图（c）中，测力计示数为0.55N，因拉力
F=0.55N
（2）[2]由表中数据，把钩码升高的高度均为0.2m，（b）和（c）中测力计移动的距离分别为0.2m和0.4m，因把钩码升高的高度0.2m小于0.4m，可知：使用动滑轮要多移动离。
[3]所以在提升重物的过程中，如果要同时兼顾定滑轮和动滑轮的特点，既省力也要改变力的方向，则应选择由定滑轮和动滑轮组成的滑轮组（d）。
（3）[4]由一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组，绳子的有效段数可为2或3，要求画出最省力的绕线方式，故绳子的有效段数为3，绳子的一端先从动滑轮的挂钩上连起，如下所示：
17． 省力 改变了用力的方向 费距离
【详解】（1）[1]由表中的数据知，在丙中，拉力
故使用动滑轮的好处是省力。
（2）[2]由表中的数据知，在乙中，拉力
虽然拉力与物重相等，但是向下用力，故使定滑轮的好处可以改变用力的方向。
（3）[3]乙测力计移动距离为0.2m，丙测力计移动距离为0.4m，故使用动滑轮费距离。
18．（1）900J，80%；（2）140N
【详解】解：（1）由图可知，承重绳子股数
n=3
绳子自由端移动的距离
此过程中拉力做的总功
克服物体重力做的有用功
所以滑轮组的机械效率
（2）不计绳重与摩擦，根据滑轮组特点得，动滑轮重
当用该滑轮组匀速提升重为360N的另一重物B时，小明的拉力F2大小为
答：（1）此过程中拉力做的总功900J，滑轮组的机械效率80%；
（2）当用该滑轮组匀速提升重为360N的另一重物B时，小明的拉力F2大小为140N。
19．（1）；（2）；（3）
【详解】解：（1）当水池灌满水时，池底受到水的压强为
（2）由于船始终处于漂浮状态，浮力等于总重力，增加的重力等于增加的浮力，所以船受到水增加的浮力为
（3）水池灌满时抽水机消耗的电能为
相当于将水举高了4.5m，对增加的水所做的有用功为
则抽水机的机械效率为
答：（1）当水池灌满水时，池底受到水的压强为；
（2）若水池原来没有水，当抽水机抽满一池水时，船受到水的浮力增加了；
（3）功率为的抽水机在内能将一个空的水池灌满，则抽水机的机械效率为。
20．
【详解】过支点O作F1作用线的垂线段（即动力臂l1）；拉力的作用点在鱼线与鱼竿的接触点上，方向竖直向下，过拉力作用点作竖直向下的拉力F2，如下图所示：
21．
【详解】由图知道，O是支点，从O向力F作用线做垂线，即从支点到力的作用线F的距离线段OB，即是力F的力臂，如下图
22．
【详解】根据杠杆平衡条件，动力臂越长越省力，力的作用点确定，从支点到动力作用点的距离便为最长的力臂；图中O为支点，要使杠杆平衡且动力最小，就应该让力F作用在A点，OA是最长的力臂，则力F1应与OA垂直且向下。过O点作F2的垂线即为阻力臂L2。如图所示：
23． 变小 900N 75% 300N
【详解】解：（1）[1]斜面粗糙程度相同时，斜面的倾斜程度越小，斜面受到货物的压力越大，摩擦力越大，将物体推上车的过程中克服摩擦力做的功越多，即做的额外功越多，斜面的机械效率越低，因此斜面的机械效率变小。
（2）[2]若不计摩擦，根据功的原理可知： ，故拉力
（3）若实际拉力 ，则拉力所做的总功
有用功
该斜面的机械效率
克服摩擦力所做的额外功
物体所受的摩擦力
答：（1）若汽车车厢的高度不变，增加木板的长度，则斜面的机械效率变小；
（2）拉力F为900N；
（3）该斜面的机械效率为75%，物体所受的摩擦力为300N。
24． 1250 5 125 220 88%
【详解】（1）[1]由图2可知，当s为10m时，拉力做的功为总功为W总=1250J。
[2]由图可知，滑轮组绳子的有效股数n=2，由s=nh可得，筐和泥土上升的高度为
（2）[3]由W总=Fs可得，拉力为
[4]因不计绳重和摩擦，所以，由
可得，筐中泥土的重力为
G泥土=nF-G动滑轮和筐=2×125N-30N=220N
（3）[5]拉力做的有用功为
W有=G泥土h=220N×5m=1100J
则本次利用该装置提升泥土的机械效率为
25． 凝华 放出 大雪 费力 较远 减小 150
【详解】(1)[1][2]水蒸气由气态变为固态小冰晶，是由于水遇冷放热凝华形成的。
(2)[3]踏雪后雪的实际高度为
120mm-111mm=9mm
此时密度基本等于冰的密度，质量不发生变化，由冰化为水，冰的密度为0.9g/cm3，水的密度为1g/cm3，则由可知，体积与密度成反比
V冰:V水=1g/cm3:0.9g/cm3=10:9
由于底面积相同，由V=Sh可知，高度与体积成正比，则
h冰:h水=V冰:V水=10:9
故化为水后高度为
对照表格可知，为大雪。
(3)[4][5]利用铁锹铲雪时，由于铁锹围绕离铁桥头较远的手旋转，则距离铁锹头较远的手为支点，则可知动力臂小于阻力臂，则为费力杠杆。
(4)[6]由P=Fv可知，功率固定，若要增大牵引力，可减小速度。
[7]由可求铲雪铲对雪堆的推力为
F=pS=6250Pa×3m2=18750N
由于铲车匀速直线运动，则根据力的作用是相互的可知铲车动力为18750N，铲雪车速度为
则由P=Fv可求铲雪车功率为
P=Fv=18750N×8m/s=150000W=150kW
