2020年中考物理高频考点精解精练专题14简单机械(含解析)

1专题14简单机械★考点一：杠杆的分类1．（2019•云南）如图所示的简单机械，属于省力杠杆的是（）A．吊车吊臂B．撬棒C．筷子D．钓鱼竿【答案】B【解析】A、吊车吊臂在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故A错误；B、撬棒在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B正确；C、筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故C错误；D、钓鱼竿在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故D错误。2．（2019•鞍山）如图所示，下列工具使用时都相当于杠杆，其中能省距离的是（）A．钳子B．水龙头的手柄C．拉杆箱D．液压汽车起重机【答案】D【解析】A、钳子在使用时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，省力但费距离；B、水龙头的手柄在使用时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，省力但费距离；C、拉杆箱在使用时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，省力但费距离；D、液压汽车起重机的起重杆在使用时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，费力但省距离。23．（2019•北京）如图所示的用具中，在使用时属于费力杠杆的是（）A．筷子B．瓶盖起子C．撬棒D．核桃夹【答案】A【解析】A、筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；B、瓶盖起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；C、撬棒在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；D、核桃夹在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。4．（2019•福建）如图是我国古代劳动人民在工地上运送巨木的情景。架在支架上的横杆属于杠杆（选填“省力”“费力”或“等臂”）；支架下面垫有面积较大的石块，是为了对地面的压强（选填“增大”或“减小”）。【答案】省力；减小【解析】由图知，架在支架上的横杆在使用过程中，动力臂大于力臂，是省力杠杆；支架下面垫有面积较大的石块，是在压力一定时，通过增大受力面积来减小对地面的压强。5．（2019•抚顺）如图所示为吃核桃时使用的一种工具“碎核桃杯”。只要轻轻用力握下手柄，核桃坚硬的外壳就会被压碎。“碎核桃杯”的手柄相当于一个（填“省力”、“等臂”或“费力”）杠杆；核桃的碎片在作用下落到杯底；杯的外壁比较粗糙，是为了增大与手之间的力，防止杯脱落。3【答案】省力；重力；摩擦【解析】（1）由图片可知，“碎核桃杯”的手柄在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；（2）核桃的碎片在重力的作用下落到杯底；（3）杯的外壁比较粗糙，是通过增大接触面的粗糙程度增大与手之间的摩擦力，防止杯脱落。★考点二：杠杆的平衡条件及其应用6．（2019•河南）如图开瓶器开启瓶盖时可抽象为一杠杆，不计自重。下图能正确表示它工作示意图的是（）A．B．C．D．【答案】B【解析】用开瓶器开启瓶盖时，支点是开瓶器与瓶盖上方的接触点，即图中杠杆的左端O，阻力为瓶盖对开瓶器竖直向下的作用力F2，动力为手对开瓶器右侧竖直向上的作用力F1，因为动力臂大于阻力臂，所以开瓶器为省力杠杆，即F1＜F2，故ACD错误，B正确。47．（2019•鄂尔多斯）如图轻杆（不计杠杆重力），O为支点，物重为30N，OA：AB＝1：2，在竖直向上的拉力作用下始终保持平衡状态。下列说法，正确的是（）A．该杠杆与镊子类型相同B．图甲位置时，拉力大小为15NC．图甲位置时，若仅增加物重，则拉力的变化量与物重的变化量之比为3：1D．如图乙保持拉力方向不变，将轻杆匀速提到虚线位置，拉力不变【答案】D【解析】A、根据图示可知，动力臂大于阻力臂，因此为省力杠杆；而镊子使用时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，因此它们的类型不同，故A错误；B、已知物重为30N，OA：AB＝1：2；由杠杆平衡条件可得：F×OB＝G×OA解得：F＝＝＝＝10N，故B错误；C、图甲位置时，若仅增加物重，则（F+△F）×OB＝（G+△G）×OA，显然拉力的变化量与物重的变化量之比不等于OA与OB的比值，故C错误；D、保持拉力方向不变，将轻杆匀速提到虚线位置，其力臂如图所示：OB′为动力臂，OA′为阻力臂，阻力不变为G，因为△OA′A∽△OB′B，所以OA′：OB′＝OA：OB＝1：3由杠杆平衡条件可知，F′×OB′＝G×OA′，F′＝＝＝10N；由此可知保持拉力方向不变，将轻杆匀速提到虚线位置，拉力不变，故D正确。58．（2019•哈尔滨）质地均匀杠杆，每个钩码重0.5N，下列操作中可以使杠杆在水平位置平衡的是（杠杆上有等间隔的刻度）（）A．B．C．D．【答案】D【解析】AC、由图知动力和阻力使得杠杆转动的方向相同，故AC错误；B、左边悬挂2个钩码时，若一个钩码重0.5N，杠杆上一格长L，弹簧秤的示数为1.5N，0.5N×2×4L≠1.5N×5L，故杠杆不平衡，故C错误；D、由边悬挂2个钩码时，若一个钩码重0.5N，杠杆上一格长L，弹簧秤的示数为2N，0.5N×2×6L＝2N×3L，故杠杆平衡，故D正确。9．（2019•青岛）如图为探究杠杆平衡条件的实验装置，杠杆平衡时，钩码对杠杆的阻力F2＝10N，阻力臂l2＝20cm，测力计示数F1＝25N，则动力臂l1为（）6A．15cmB．8cmC．50cmD．80cm【答案】B【解析】根据杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2得动力臂：L1＝＝＝0.08m＝8cm，故B正确。10．（2019•沈阳）如图所示，用一个直杆把飞机机翼模型固定在轻质杠杆上，直杆始终与杠杆垂直。用同一弹簧测力计在a、b、c几种不同情形下拉杠杆，使杠杆始终在水平位置平衡。下列说法中正确的是（）A．测力计在a位置时的示数比模型和直杆的总重大B．测力计从a位置转到b位置后，比a位置的示数小C．测力计从a位置移至c位置后，比a位置的示数大D．测力计在c位置时，对模型水平向右吹风，示数变大【答案】A【解析】由题可知，阻力等于模型和直杆的总重G，由于直杆始终与杠杆垂直，所以阻力臂L2始终不变，ABC、由图可知，用同一弹簧测力计在a、b、c几种不同情形下拉杠杆A时，其力臂分别为La、Lb、Lc，如图所示：7由图可知：Lc＞La＞Lb，由杠杆原理可知G×L2＝F×L可知，F＝，即L越大，F越小，可得：Fb＞Fa＞Fc，故A正确，BC均不正确；D、测力计在c位置时，对模型水平向右吹风，模型上方的流速比下方大，流速大的地方压强小，可知阻力减小，由题可知，阻力臂与动力臂不变，由杠杆原理可得动力变小，即测力计示数变小，故D不正确。11．（2019•广西）如图所示，杠杆在拉力F的作用下水平平衡。现将弹簧测力计绕c点从a位置转动到b位置的过程中，杠杆始终保持水平平衡，则拉力F的变化情况是（）A．一直变大B．一直变小C．一直不变D．先变大后变小【答案】A【解析】将弹簧测力计绕c点从a位置转动到b位置的过程中，钩码的重力不变，其力臂不变，即阻力与阻力臂的乘积不变；将弹簧测力计绕c点从a位置转动到b位置的过程中，拉力F的力臂逐渐变小，由杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2可知，拉力F逐渐变大。12．（2019•泸州）如图所示，在“探究杠杆平衡条件”的实验中，轻质杠杆上每个小格长度均为2cm，在B点竖直悬挂4个重均为0.5N的钩码，当在A点用与水平方向成30°角的动力F拉杠杆，使杠杆在水平位置平衡。对该杠杆此状态的判断，下列说法中正确的是（）A．杠杆的动力臂为8cmB．该杠杆为费力杠杆8C．该杠杆的阻力大小为0.5ND．动力F的大小为1.5N【答案】B【解析】A、当动力在A点斜向下拉（与水平方向成30°角）动力臂是：OA＝×4×2cm＝4cm，故A错误；B、阻力臂OB，3×2cm＝6cm＞OA，即阻力臂大于动力臂，该杠杆为费力杠杆，故B正确；C、该杠杆的阻力大小为：G＝4×0.5N＝2N，故C错误；D、根据杠杆的平衡条件，F1l1＝F2l2，G×OB＝F×OA代入数据，2N×6cm＝F×4cm，解得，F＝3N，故D错误。13．（2019•日照）如图，OA为长2m的轻杆，与固定在竖直墙面上的光滑转轴相连接。将一重为30N的物体用轻绳拴在OA的中点B处，用垂直于OA的力F拉住轻杆，静止在图示位置，则F＝N。【答案】7.5【解析】图中杠杆以O点为支点，因动力F垂直于OA，则动力臂L1＝OA＝2m，重物用轻绳拴在OA的中点B处，由几何知识可得阻力臂L2＝OA×sin30°＝×2m×＝0.5m，根据杠杆平衡条件得：FL1＝GL2，则：F＝＝＝7.5N。14．（2019•安顺）如图所示，用固定在竖直墙上的直角三角形支架ABC放置空调室外机，已知AB长40cm，BC长50cm。室外机的质量为30kg，室外机的重力作用线正好通过AB中9点，则A处钉受到的水平拉力F为N（支架重力不计）。为了安全，从力学的角度分析，室外机的位置应尽量（选填“靠近”或“远离”）墙壁。【答案】200；靠近【解析】由勾股定理可得，AC＝＝＝30cm。由题意可知，以C为支点，ABC是一个杠杆。AC为A处螺钉水平拉力的力臂，室外机对其压力的力臂为AB长的，由杠杆平衡条件可得：F×AC＝G×AB；即：F×30cm＝300N××40cm；解得：F＝200N；为了安全，应减小A处的拉力（若拉力过大，支架对螺钉拉力会使螺钉松动而造成危险）；在A处拉力和阻力G一定时，室外机的位置越靠近墙壁，室外机对支架压力力臂越小，根据杠杆平衡条件可知，A处的拉力将减小，以保证支架和室外机的安全。★考点三：滑轮、其滑轮组及斜面15．（2019•盐城）如图所示，工人用动滑轮匀速提升重物，这样做（）A．省力，不改变施力的方向B．不省力，改变施力的方向C．既省力，也改变施力的方向D．既不省力，也不改变施力的方向【答案】A10【解析】动滑轮的实质是动力臂为阻力臂2倍的杠杆，使用动滑轮时能省力，但不能改变施力的方向，故A正确、BCD错误。16．（2019•自贡）如图所示，物体A、B的重分别为20N、10N，滑轮重和滑轮与绳子之间的摩擦忽略不计，此时物体A在水平面上向右作匀速直线运动，若用力F向左拉物体A，使物体A向左作匀速直线运动，则（）A．F＝20NB．F＝10NC．F＝5ND．F＝30N【答案】B【解析】由图知，此滑轮组由2段绳子承担物重，所以FA＝GB＝×10N＝5N；在水平方向A受到的摩擦力和绳对A的拉力平衡，所以f＝FA＝5N，方向水平向左；若使物体A向左作匀速直线运动，则A受摩擦力水平向右，则F′＝FA+f＝5N+5N＝10N。17．（2019•嘉兴）为便于研究，某健身器材中训练拉力部分的机械结构可简化为如图所示的滑轮组。若不计摩擦，下列有关分析正确的是（）A．两个滑轮在装置中起的作用相同B．拉力移动的距离与配重上升的距离相同C．沿方向1与2匀速拉动配重，所用的力大小相等D．将配重提升相同高度，用该装置与直接提升所做的功相等【答案】C【解析】A、由图可知，该装置由一个动滑轮和一个定滑轮组成，动滑轮能够省力，但不能改变力的方向；定滑轮不能省力，可以改变力的方向，故A错误；B、该滑轮组中n＝2，由s＝2h可知，拉力移动距离等于配重上升高度的二倍，故B错误；C、如图所示，绳子最后绕过的是定滑轮，定滑轮相当于等臂杠杆，沿方向1与2匀速拉11动配重，动力臂都等于定滑轮的半径，所以两次的拉力相等，若不计摩擦，均等于（G+G动），故C正确；D、直接提升配重做的功是有用功，用该装置将配重提升相同高度还要对动滑轮做功，即用该装置所做的功（总功）大于有用功，故D错误。18．（2019•常德）用如图所示的工具提升相同重物G，（不计摩擦，不计绳、滑轮和杠杆重）最省力的是（）A．B．C．D．【答案】B【解析】由题知，不计摩擦和动滑轮、杠杆重，A、使用的是动滑轮，F＝G；B、使用的是滑轮组，n＝3，F＝G；C、使用的是定滑轮，F＝G；D、设杠杆的长度为L，则动力臂为L，阻力臂为，则FL＝G×，F＝。故由以上计算可知B最省力。19．（2019•陕西）工人用如图所示的装置运送砂石，下列说法正确的是（）12A．滑轮组中的定滑轮能改变拉力的大小B．图中动滑轮相当于一个省力杠杆C．绳子自由端下拉1m，桶上升2mD．质量为65kg的工人利用该滑轮组能提起150kg的砂石【答案】B【解析】A、定滑轮能改变力的方向，但