2020年中考专题复习-简单机械

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2020年中考专题复习——简单机械
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一．选择题（共15小题）
1．如图所示，以下器具，在使用时属于省力杠杆的是（　　）




A．筷子 B．食品夹 C．钳子 D．镊子
2．在探究杠杆平衡条件得实验中，我们曾多次改变力和力臂的大小，这样做的目的主要是为了（　　）
A．获取多组实验数据归纳出物理规律 B．使每组数据更准确
C．多次测量取平均值减小误差 D．使杠杆处于平衡状态
3．自行车是简单机械的巧妙结合，如踏脚用到了杠杆原理。若作用在脚踏板上的力为F，下列图中能正确表示出该力的力臂的是（　　）



A． B． C． D．
4．按如下原理制作一杆可直接测量液体密度的秤，称为密度秤，其外形和普通的杆秤差不多，装秤钩的地方吊着一体积为1cm3的较重的合金块，杆上有表示液体密度数值的刻度，当秤砣放在Q点处时秤杆恰好平衡，如图所示。当合金块完全浸没在待测密度的液体中时，移动秤砣的悬挂点，直至秤杆恰好重新平衡，便可直接在杆秤上读出液体的密度，下列说法中错误的是（　　）
A．密度秤的零点刻度在Q点
B．密度秤的刻度都在Q点的左侧
C．密度秤的刻度都在Q点的右侧
D．秤杆上密度读数较大的刻度在较小的刻度的左边
5．重为30牛的A物体，用如右图所示甲、乙两种方法被提升和水平移动。若A物体在水平面滑动时受到的摩擦力为20N，F1＝18N，F2＝8N，A物体在5s内匀速移动的距离均为0.3m，则在该过程中，下列分析正确的是（　　）
A．绳子自由端F1移动的速度比F2移动的速度大
B．F1做功比F2做功少
C．两种方法中所做的有用功一样多
D．两种方法中机械效率相同
6．如图所示，粗细均匀的铁棒AB处于静止状态，若在B点用始终垂直于杆的拉力F，使铁棒绕A点匀速转动至水平位置，转动过程中，拉力F将（　　）
A．一直不变 B．逐渐变小
C．逐渐变大 D．先变大后变小
7．如图所示，将一把米尺从中点O处支起，并在其两边分别挂四个钩码和两个钩码，此时米尺恰好平衡。下列增减或移动钩码的操作中，仍能使米尺继续保持平衡的是（　　）
A．两边各加一个钩码 B．两边的钩码各向外移动一格
C．左边增加一个钩码，右边钩码向外移动一格 D．左右两边的钩码各减少一个
8．如图所示，两个物体所受的重力分别为G1和G2，忽略滑轮自重和摩擦，当滑轮平衡时，
G1与G2的大小关系是（　　）
A．G1＝G2 B．G1＝2G2 C．2G1＝G2 D．3G1＝G2
9．如图所示，在轻质杠杆上吊一重物G，在一端施加一个始终与杠杆垂直的动力F，使杠杆缓慢地从OA转至水平位置OB，则在转动过程中（　　）
A．F变大 B．F先变大后变小
C．F变小 D．F先变小后变大
10．小明在探究杠杆平衡条件时，实验中杠杆始终处于水平平衡状态，如图，若在右端从1位置→2位置逐渐改变弹簧测力计拉力的方向，则拉力的变化情况是（　　）
A．逐渐变大 B．逐渐变小
C．先变小后变大 D．先变大后变小
11．如图所示，均匀木棒AB长为1m，水平放置在O、O′两个支点上。已知AO、O′B长度均为0.25m。若把B端竖直向上稍微抬起一点距离，至少需要用力100N；若把B端竖直向下稍微压下一点距离，则至少需要用力（　　）
A．75N B．100N C．200N D．300N
12．如图所示是某起重机示意图。当重物由主梁右端缓慢移向支点O的过程中，拉力F与重物到支点O的距离s的关系图象是（　　）




B． C． D．
13．如图所示为建筑工地上常用的吊装工具，物体M为重5000N的配重，杠杆AB的支点为O，已知OA：OB＝1：2，滑轮下面挂有建筑材料P，每个滑轮重100N，工人体重为700N，杠杄与绳的自重、滑轮组摩擦均不计，当工人用300N的力竖直向下以1m/s的速度匀速拉动绳子时（　　）
A．工人对地面的压力为400N B．建筑材料P重为600N
C．建筑材料P上升的速度为3m/s D．物体M对地面的压力为4400N






第13题 第14题 第15题
14．在杠杆的两端挂着质量和体积都相同的铝球和铁球，这时杠杆平衡将两球分别浸泡在质量和溶质质量分数都相同的稀硫酸中（如图所示），直至两个烧杯中均没有气泡产生为止，两球的外形变化不大且无孔洞出现。下列推测中正确的是（　　）
①反应结束后，烧杯甲中的溶液质量大 ②反应结束后，烧杯乙中的溶液质量大
③拿掉烧杯后，要使杠杆重新平衡，支点应向A端移动
④拿掉烧杯后，要使杠杆重新平衡，支点应向B端移动
A．①③ B．①④ C．②③ D．②④
15．如图所示，是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图。已知井深10m，水深4m，物体质量为200kg，体积为0.05m3，汽车重为3×104N，汽车受到的阻力恒为车重的0.05倍，物体在汽车的作用下以0.6m/s的速度匀速上升（不计摩擦、绳重和滑轮重）下列说法正确的是（　　）
A．汽车行驶的速度为0.2m/s
B．物体上升过程中机械能保持不变
C．物体露出水面前汽车匀速拉绳子时的拉力大小为500N
D．物体完全离开水面到刚离开井口，汽车做功大小为2.1×104J
二．填空题（共5小题）
16．如图所示是学校里面常用的一种移动指示牌，结构示意图如图所示，其中AB为指示牌牌面，CD和BE为支架（支架重力不计）。指示牌被风吹倒时可看做杠杆，根据图示风向，则支点是　 　点（填图中字母），若增大BE的长度，则指示牌更　 　（填“容易”或“不容易”）被风吹倒。





第16题 第17题 第18题 第19题
17．如图所示，不计滑轮重及摩擦，物体A、B均重为20牛。当用力F2匀速提升物体B时，此时力F2大小为　 　牛。当用力F1匀速提升物体A时，使用该滑轮可以改变　 　。若F1和F2所做的功相等，物体A、B移动的距离之比是　 　。
18．如图，物体A重50牛，若滑轮的重力，绳重及摩擦不计，那么当滑轮在力的作用下以2米/秒的速度匀速上升时，物体A上升的速度是　 　米/秒，在0.5秒内拉力F做的功是　 　焦。
19．小华利用圆柱形的铅笔、全长15cm的钢尺以及重0.3N的橡皮组装成如图所示的杠杆，此时应沿　 　（顺/逆）时针方向旋动铅笔，调整钢尺到水平平衡；平衡时，发现橡皮的中心在钢尺2.5cm刻度处，铅笔在4.5cm刻度处，则钢尺的重力G＝　 　N。
20．早期市场上销售的电饭锅没有高压功能，其结构如图所示，目前一些家庭还在使用这种电饭锅。从图中可看出，感温磁体和受热面固定在一起并和发热板及内锅底密切接触。煮饭开始时，向下按动开关，通过传动杆AOB使永久磁体在重力和弹簧弹力共同的作用下下落，上下触点接触，电路接通，电热体通电发热，发热板升温，当温度上升到103℃时，感温磁体磁性消失，永久磁体在重力和弹簧弹力共同的作用下下落，上下触点分开（图中所示情形），电路被切断，加热随即停止。该电饭锅在稍大于一标准大气压下，　 　把水烧开（选填“能”或“不能”）。由AOB构成的杠杆是　 　杠杆（选填“省力”或“费力”）；若BO＝4AO，手按下5mm时可使上下触点接触，那么设计永久磁体和感温磁体的间隔应小于　 　mm。
三．实验探究题（共3小题）
21．某同学用如图所示的实验装置探究滑轮组的特点，相关数据记录在下表中。
实验次数 钧码重/N 钩码上升的高度/m 绳端的拉力/N 绳端移动的距离/m
1 4 0.10 1.8 0.3
1 6 0.10 2.5 0.3
3 6 0.15 2.5
（1）实验中，使用滑轮组提升重物时，应竖直向上　 　拉动弹簧测力计。
（2）第二次实验中，2s内钩码上升的高度为0.1m，则它运动的速度为　 　m/s。
（2）第三次实验中，绳端移动的距离为　 　m。
22．小明在“探究杠杆平衡条件”的实验中。
（1）实验前，将杠杆中点置于支架上，杠杆处于如图甲所示的静止状态，他应把杠杆左端的平衡螺母向　 　（选填“左”或“右”）侧调节，使杠杆在水平位置平衡。
（2）某同学用如图乙装置通过多次实验操作及数据分析出杠杆平衡的条件是：动力×动力作用点到支点的距离＝阻力×阻力作用点到支点的距离，你认为他的结论　 　（选填“可靠”或“不可靠”），原因是　 　。
（3）如图乙所示，杠杆在水平位置平衡，若将A、B两点下方挂的钩码同时朝远离支点O方向移动一小格，则杠杆　 　（选填“仍保持平衡”、“左端下沉”或“右端下沉”）。
（4）取下A点下方所挂钩码，改用弹簧测力计在C点竖直　 　（选填“向上”或“向下”）拉杠杆，才能使杠杆在水平位置平衡，此时弹簧测力计的示数为F1，如果将弹簧测力计沿如图丙所示方向拉杠杆，使杠杆仍处于水平位置平衡，此时弹簧测力计的示数为F2，则F2　 　F1（选填“＞”、“＝”或“＜”）
23．用图示装置探究“斜面的机械效率”，实验记录如表：

（1）沿斜面拉动物体时，应使其做　 　运动。
（2）根据图中测力计示数，可知第2次实验的机械效率为　 　%．由实验可得初步结论：
①利用斜面可以省　 　（选填“力”或“功”）；
②斜面倾斜程度相同时，　 　越小，机械效率越大。
（3）第2次实验中，木块所受摩擦力为　 　N。
四．解答题（共2小题）
24．如图所示重力不计的轻杆AOB可绕支点O无摩擦转动，当把甲乙两物体如图分别挂在两个端点A、B上时，轻杆恰好在水平位置平衡，此时乙物体刚好完全浸没在装有水的容器里且水未溢出，物体乙未与容器底接触，已知轻杆长2.2m，支点O距端点B的距离为1.2m，物体甲的质量为8.28kg，物体乙的体积为0.001m3．（g＝l0N/kg。忽略绳重，不计弹簧测力计的重力）
求：（1）甲物体的重力；
（2）乙物体受到水的浮力；
（3）弹簧测力计的示数；
（4）乙物体的密度。





25．如图甲是小明设计的“空气浮力演示器”：将一空心金属球与配重通过细线悬挂在定滑轮上，调节配重质量使二者保持静止，用气泵往玻璃容器内缓慢压入空气，可根据现象证明空气浮力的存在。已知金属球重5牛，体积为5×10﹣3米3．（滑轮和细线的重力、配重的体积及各种摩擦均忽略不计）
（1）用气泵向甲装置玻璃容器内压入空气，观察到什么现象可以说明金属球受到空气浮力的作用？　 　。
（2）制作该演示器中的空心金属球，用了体积为5×10﹣5米3的金属材料求该金属材料的密度。
（3）小明想通过最小刻度为0.1牛的弹簧测力计反映空气浮力大小的变化，他设想将该演示器改进成如图乙所示装置。压入空气前，容器内原有的空气密度为1.2千克/米3，现通过气泵向玻璃容器内压入空气，使容器内空气密度增大到3.0千克/米3，能否使演示器中的弹簧测力计示数变化值大于0.1牛，请通过计算说明。



参考答案与试题解析
1-5：CABCD
6-10：CCBAC
11-15：DAACC
C；容易
10；力的方向；1：1
4；100
逆；0.2
能；费力；20mm
（1）匀速；（2）0.05；（3）0.45
（1）右；（2）不可靠； 杠杆一直处于水平位置进行实验比较特殊，不能得到普遍结论；（3）左端下沉；（4）向上；＞
（1）匀速直线；（2）75；①力；②摩擦力；（3）0.2
24、（1）甲物体的重力为82.8N；
（2）乙物体受到水的浮力为10N；
（3）弹簧测力计的示数为69N；
（4）乙物体的密度为7.9×103kg/m3。
25、（1）金属球上升（或配重下降）；
（2）该金属材料的密度为10×103kg/m3；
（3）能使演示器中的弹簧测力计示数变化值大于0.1牛。










一．选择题（共15小题）
1．如图所示，以下器具，在使用时属于省力杠杆的是（　　）
A． 筷子 B． 食品夹
C． 钳子 D． 镊子
【解答】解：A、筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；故A错误。
B、食品夹在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；故B错误。
C、钳子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；故C正确。
D、镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆。故D错误。
故选：C。
2．在探究杠杆平衡条件得实验中，我们曾多次改变力和力臂的大小，这样做的目的主要是为了（　　）
A．获取多组实验数据归纳出物理规律
B．使每组数据更准确
C．多次测量取平均值减小误差
D．使杠杆处于平衡状态
【解答】解：
在探究杠杆平衡条件得实验中，我们曾多次改变力和力臂的大小，这样做的目的主要是为了获取多组实验数据归纳出物理规律，避免实验结论的偶然性。
故选：A。
3．自行车是简单机械的巧妙结合，如踏脚用到了杠杆原理。若作用在脚踏板上的力为F，下列图中能正确表示出该力的力臂的是（　　）
A． B．
C． D．
【解答】解：已知作用在脚踏板上的力为F，过支点作力F作用线的垂线段。图示如下：

只有B选项正确。
故选：B。
4．按如下原理制作一杆可直接测量液体密度的秤，称为密度秤，其外形和普通的杆秤差不多，装秤钩的地方吊着一体积为1cm3的较重的合金块，杆上有表示液体密度数值的刻度，当秤砣放在Q点处时秤杆恰好平衡，如图所示。当合金块完全浸没在待测密度的液体中时，移动秤砣的悬挂点，直至秤杆恰好重新平衡，便可直接在杆秤上读出液体的密度，下列说法中错误的是（　　）

A．密度秤的零点刻度在Q点
B．密度秤的刻度都在Q点的左侧
C．密度秤的刻度都在Q点的右侧
D．秤杆上密度读数较大的刻度在较小的刻度的左边
【解答】解：A、合金块没有浸入液体时，液体的密度应为零，所以秤的零刻度应该在Q处；故A正确；
BC、若秤砣由Q向右移动，它的力臂变长，则左边合金块拉秤杆的力应增大，但合金块受到的浮力不可能竖直向下，所以零点的右边应该是没有刻度的，其刻度都在Q点的左侧。故B正确，C错误。
D、秤砣的质量不变，由Q向左移动时，它的力臂变短，则左边合金块拉秤杆的力减小，说明合金块受到的浮力增大，而合金块排开液体的体积不变，说明液体的密度变大，所以刻度应逐渐变大，即秤杆上较大的刻度在较小的刻度的左边；故D正确
故选：C。
5．重为30牛的A物体，用如右图所示甲、乙两种方法被提升和水平移动。若A物体在水平面滑动时受到的摩擦力为20N，F1＝18N，F2＝8N，A物体在5s内匀速移动的距离均为0.3m，则在该过程中，下列分析正确的是（　　）

A．绳子自由端F1移动的速度比F2移动的速度大
B．F1做功比F2做功少
C．两种方法中所做的有用功一样多
D．两种方法中机械效率相同
【解答】解：
A、A物体移动的速度v物＝＝＝0.06m/s，
甲图中n＝2，则乙图中n＝3，
则绳子自由端F1移动的速度：v绳1＝2v物＝2×0.06m/s＝0.12m/s，
绳子自由端F2移动的速度：v绳2＝3v物＝3×0.06m/s＝0.18m/s，
比较可知，绳子自由端F1移动的速度比F2移动的速度小，故A错误。
B、甲图中绳子自由端移动的距离：s1＝2s＝2×0.3m＝0.6m，
乙图中绳子自由端移动的距离：s2＝3s＝3×0.3m＝0.9m，
则F1做功：W总1＝F1s1＝18N×0.6m＝10.8J，
F2做功：W总2＝F2s2＝8N×0.9m＝7.2J，
比较可知，F1做功比F2做功多，故B错误。
C、甲图中的有用功：W有1＝Gs＝30N×0.3m＝9J，
乙图中的有用功：W有2＝fs＝20N×0.3m＝6J，
比较可知，甲方法中做的有用功大，故C错误。
D、甲图中的机械效率为：η1＝×100%＝×100%≈83.3%，
乙图中的机械效率为：η2＝×100%＝×100%≈83.3%，
比较可知，两种方法中机械效率相同，故D正确。
故选：D。
6．如图所示，粗细均匀的铁棒AB处于静止状态，若在B点用始终垂直于杆的拉力F，使铁棒绕A点匀速转动至水平位置，转动过程中，拉力F将（　　）

A．一直不变 B．逐渐变小
C．逐渐变大 D．先变大后变小
【解答】解：在杠杆缓慢地从地面匀速转动到水平位置的过程中，动力臂L的长度没有变化，阻力G的大小没有变化，而阻力臂L却逐渐增大；
由杠杆的平衡条件知：F?L＝G?L′，当L、G不变时，L′越大，那么F越大，因此拉力F在这个过程中逐渐增大。
故选：C。
7．如图所示，将一把米尺从中点O处支起，并在其两边分别挂四个钩码和两个钩码，此时米尺恰好平衡。下列增减或移动钩码的操作中，仍能使米尺继续保持平衡的是（　　）

A．两边各加一个钩码
B．两边的钩码各向外移动一格
C．左边增加一个钩码，右边钩码向外移动一格
D．左右两边的钩码各减少一个
【解答】解：设一格为L，一个钩码的重力为G；
A、两边各加一个钩码，由杠杆的平衡条件可得5G×2L＜3G×4L，米尺不平衡，故A错误；
B、两边钩码各向外移动一格，由杠杆的平衡条件可得4G×3L＞2G×5L，米尺不平衡，故B错误；
C、左端增加一个钩码，右端向外移动一格，由杠杆的平衡条件可得5G×2L＝2G×5L，米尺平衡，故C正确；
D、左右两边的钩码各减少一个，3G×2L＞G×4L，米尺不平衡，故D错误。
故选：C。
8．如图所示，两个物体所受的重力分别为G1和G2，忽略滑轮自重和摩擦，当滑轮平衡时，G1与G2的大小关系是（　　）

A．G1＝G2 B．G1＝2G2 C．2G1＝G2 D．3G1＝G2
【解答】解：图中是一定一动的滑轮组，可以将G2由于重力而对绳子施加的拉力看作是绳子末端的拉力（该拉力等于G2），
最后一段绳子是由定滑轮引出的，绳子股数是2，
不计摩擦及滑轮重，即在理想状况下，F＝G，
所以G2＝G1，即G1＝2G2。
故选：B。
9．如图所示，在轻质杠杆上吊一重物G，在一端施加一个始终与杠杆垂直的动力F，使杠杆缓慢地从OA转至水平位置OB，则在转动过程中（　　）

A．F变大 B．F先变大后变小
C．F变小 D．F先变小后变大
【解答】解：由图可知，将杠杆缓慢地由最初位置拉到水平位置时，动力臂不变，阻力不变，阻力臂变大，根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可知，动力逐渐变大。
故选：A。
10．小明在探究杠杆平衡条件时，实验中杠杆始终处于水平平衡状态，如图，若在右端从1位置→2位置逐渐改变弹簧测力计拉力的方向，则拉力的变化情况是（　　）

A．逐渐变大 B．逐渐变小
C．先变小后变大 D．先变大后变小
【解答】解：
由图知，测力计在竖直位置时，其动力臂最长；因此测力计由1→2的过程中动力臂先变大后变小，根据杠杆平衡条件可知，测力计的示数先变小后变大。
故选：C。
11．如图所示，均匀木棒AB长为1m，水平放置在O、O′两个支点上。已知AO、O′B长度均为0.25m。若把B端竖直向上稍微抬起一点距离，至少需要用力100N；若把B端竖直向下稍微压下一点距离，则至少需要用力（　　）

A．75N B．100N C．200N D．300N
【解答】解：由图可知，若把B端竖直向上稍微抬起一点距离时，O为杠杆的支点，杠杆的中心为C，
动力臂LOB＝1m﹣0.25m＝0.75m，阻力臂LOC＝0.5m﹣0.25m＝0.25m，
由杠杆平衡条件可知：FBLOB＝GLOC，
即：100N×0.75m＝G×0.25m
解得：G＝300N，
由图可知，若把B端竖直向下稍微压下一点距离时，O′为杠杆的支点，
动力臂LO′B＝0.25m，阻力臂LO′C＝0.5m﹣0.25m＝0.25m，
由杠杆平衡条件可知：FB′LO′B＝GLO′C
即：FB′×0.25m＝300N×0.25m
解得：FB′＝300N
故选：D。
12．如图所示是某起重机示意图。当重物由主梁右端缓慢移向支点O的过程中，拉力F与重物到支点O的距离s的关系图象是（　　）

A． B．
C． D．
【解答】解：当重物由主梁右端缓慢移向支点O的过程中，以左侧的支柱为支点，拉力F为动力，重物对杠杆的拉力为重力，大小等于物体的重力G，动力臂为整个主梁的长度，设为L，阻力臂为s，
根据的平衡条件：FL＝Gs得，
拉力F为：F＝G，
由关系式知：拉力F与重物到支点O的距离s成一次函数关系，且拉力随s的减小而减小，故A符合题意。
故选：A。
13．如图所示为建筑工地上常用的吊装工具，物体M为重5000N的配重，杠杆AB的支点为O，已知OA：OB＝1：2，滑轮下面挂有建筑材料P，每个滑轮重100N，工人体重为700N，杠杄与绳的自重、滑轮组摩擦均不计，当工人用300N的力竖直向下以1m/s的速度匀速拉动绳子时（　　）

A．工人对地面的压力为400N
B．建筑材料P重为600N
C．建筑材料P上升的速度为3m/s
D．物体M对地面的压力为4400N
【解答】解：
（1）当工人用300N的力竖直向下拉绳子时，因力的作用是相互的，则绳子对工人会施加竖直向上的拉力，其大小也为300N，
此时人受竖直向下的重力G、竖直向上的拉力F、竖直向上的支持力F支，
由力的平衡条件可得：F+F支＝G，
则F支＝G﹣F＝700N﹣300N＝400N，
因为地面对人的支持力和人对地面的压力是一对相互作用力，大小相等，
所以工人对地面的压力：F压＝F支＝400N，故A正确；
B、由图可知n＝2，且滑轮组摩擦均不计，
由F＝（G+G动）可得，建筑材料P重；
G＝2F﹣G动＝2×300N﹣100N＝500N，故B错误；
C、物重由2段绳子承担，建筑材料P上升的速度v＝v绳＝×1m/s＝0.5m/s，故C错误；
D、定滑轮受向下的重力、3段绳子向下的拉力、杠杆对定滑轮向上的拉力，
由力的平衡条件可得：FA′＝3F+G定＝3×300N+100N＝1000N；
杠杆对定滑轮的拉力和定滑轮对杠杆的拉力是一对相互作用力，大小相等，即FA＝F′A＝1000N；
根据杠杆的平衡条件：FA×OA＝FB×OB，且OA：OB＝1：2，
所以，FB＝＝＝500N；
因为物体间力的作用是相互的，
所以杠杆对物体M的拉力等于物体M对杠杆的拉力，即FB′＝FB＝500N；
物体M受竖直向下的重力、竖直向上的支持力、竖直向上的拉力，
则物体M受到的支持力为：FM支持＝GM﹣FB′＝5000N﹣500N＝4500N，
因为物体间力的作用是相互的，
所以物体M对地面的压力：FM压＝FM支持＝4500N．故D错误；
故选：A。
14．在杠杆的两端挂着质量和体积都相同的铝球和铁球，这时杠杆平衡将两球分别浸泡在质量和溶质质量分数都相同的稀硫酸中（如图所示），直至两个烧杯中均没有气泡产生为止，两球的外形变化不大且无孔洞出现。下列推测中正确的是
①反应结束后，烧杯甲中的溶液质量大
②反应结束后，烧杯乙中的溶液质量大
③拿掉烧杯后，要使杠杆重新平衡，支点应向A端移动
④拿掉烧杯后，要使杠杆重新平衡，支点应向B端移动（　　）

A．①③ B．①④ C．②③ D．②④
【解答】解：通过化学方程式可算出铁球和铝球减少的质量比。
设消耗的铁和铝的质量分别为x、y，硫酸的质量为100g，质量分数为a%则：
Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑　　　 2Al+3H2SO4＝Al2（SO4）3+3H2↑
56　　98　　　　　　　　　　　　　 　54　　294
x　　100g×a%　　　　　　　　　 　　 y　　100g×a%
即 ＝，
解得：x＝g，
＝，
解得：y＝g，
故消耗的铁和铝的质量之比为：g：g＝28：9
①②、因为铁球减少的质量大，则放铁球的那个烧杯溶液质量增加的多，即烧杯乙中溶液质量大，故①错误，②正确；
③④因为铁球减少的质量大，所以拿掉烧杯后杠杆向铝球倾斜，要想使杠杆平衡，支点应向A端移动，故③正确，④错误。
故选：C。
15．如图所示，是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图。已知井深10m，水深4m，物体质量为200kg，体积为0.05m3，汽车重为3×104N，汽车受到的阻力恒为车重的0.05倍，物体在汽车的作用下以0.6m/s的速度匀速上升（不计摩擦、绳重和滑轮重）下列说法正确的是（　　）

A．汽车行驶的速度为0.2m/s
B．物体上升过程中机械能保持不变
C．物体露出水面前汽车匀速拉绳子时的拉力大小为500N
D．物体完全离开水面到刚离开井口，汽车做功大小为2.1×104J
【解答】解：
A、由图可知，滑轮组中由3股绳子承担重物，已知物体上升的速度为0.6m/s，则汽车行驶的速度v＝3v物＝3×0.6m/s＝1.8m/s，故A错误；
B、物体匀速上升过程中，质量不变、速度不变，则动能不变；同时高度变大，重力势能变大；因物体的动能不变、重力势能变大，所以机械能变大，故B错误；
C、物体的重力：
G＝mg＝200kg×10N/kg＝2000N；
物体露出水面前，物体受到的浮力：
F浮＝ρ水gV排＝ρ水gV＝1×103kg/m3×10N/kg×0.05m3＝500N，
滑轮组对物体的拉力：
F拉＝G﹣F浮＝2000N﹣500N＝1500N，
由图知，n＝3，不计摩擦、绳重和滑轮重，物体露出水面前汽车匀速拉绳子时的拉力：
F＝F拉＝×1500N＝500N，故C正确；
D、由题知，汽车受到的阻力为：f＝0.05G车＝0.05×3×104N＝1500N；
物体完全离开水面后汽车对绳子的拉力：
F′＝G物＝×2000N＝，
汽车匀速直线运动，受到平衡力作用，在水平方向上，汽车受到向右的牵引力、向左的拉力、向左的阻力作用；
由力的平衡条件可得牵引力：
F牵＝F′+f＝+1500N＝；
汽车运动的距离：s车＝3h＝3×（10m﹣4m）＝18m；
牵引力做功为：W牵＝F牵s车＝×18m＝3.9×104J，故D错误。
故选：C。
二．填空题（共5小题）
16．如图所示是学校里面常用的一种移动指示牌，结构示意图如图所示，其中AB为指示牌牌面，CD和BE为支架（支架重力不计）。指示牌被风吹倒时可看做杠杆，根据图示风向，则支点是　C　点（填图中字母），若增大BE的长度，则指示牌更　容易　（填“容易”或“不容易”）被风吹倒。

【解答】解：根据图示风向可知，当指示牌刚好把D端吹离地面时，支点为C点；
根据题意可知，指示牌的模型可以看作杠杆模型，当指示牌的D端被吹离地面时，支点为C点，如下图：

把风力看成动力，那阻力是指示牌重力；
根据杠杆平衡条件可得：G?CE＝F?L，
因此若增大BE的长度，则力臂L增大，则它更容易被风吹倒。
故答案为：C；容易。
17．如图所示，不计滑轮重及摩擦，物体A、B均重为20牛。当用力F2匀速提升物体B时，此时力F2大小为　10　牛。当用力F1匀速提升物体A时，使用该滑轮可以改变　力的方向　。若F1和F2所做的功相等，物体A、B移动的距离之比是　1：1　。

【解答】解：（1）提升B物体使用的是动滑轮，不计滑轮的重和摩擦，能省一半力，拉力F2＝G＝×20N＝10N。
（2）提升A物体使用的是定滑轮，使用定滑轮虽然不能省力，但可以改变力的方向。
（3）使用任何机械都不省功，不计滑轮重和摩擦，则拉力做功等于克服物体重力做的功；
若F1和F2所做的功相等，即克服物体重力做的功相等，因物体A、B的重力G相同，则根据W＝Gh可知，A、B移动的距离h相同，即A、B移动距离之比是1：1。
故答案：10；力的方向；1：1。
18．如图，物体A重50牛，若滑轮的重力，绳重及摩擦不计，那么当滑轮在力的作用下以2米/秒的速度匀速上升时，物体A上升的速度是　4　米/秒，在0.5秒内拉力F做的功是　100　焦。

【解答】解：
（1）由图知，物体移动的速度是滑轮移动速度的2倍，
即：v物＝2v轮＝2×2m/s＝4m/s，
（2）拉力端移动的速度：
vF＝v轮＝2m/s，
0.5s拉力端移动的距离：
s＝vt＝2m/s×0.5s＝1m，
若滑轮的重力、绳重及摩擦力不计，拉力F＝2G＝2×50N＝100N，
W＝Fs＝100N×1m＝100J。
故答案为：4；100。
19．小华利用圆柱形的铅笔、全长15cm的钢尺以及重0.3N的橡皮组装成如图所示的杠杆，此时应沿　逆　（顺/逆）时针方向旋动铅笔，调整钢尺到水平平衡；平衡时，发现橡皮的中心在钢尺2.5cm刻度处，铅笔在4.5cm刻度处，则钢尺的重力G＝　0.2　N。

【解答】解：
由图可知，此时以铅笔为杠杆，右端下沉，为了使钢尺在水平位置平衡，应使得橡皮的压力的力臂变大，钢尺的重力的力臂减小，所以使铅笔逆时针转动；
钢尺在水平位置平衡时，以铅笔为支点，根据杠杆的平衡条件可知：
F1L橡皮＝GL钢尺，则钢尺的重力为：
G＝＝＝0.2N。
故答案为：逆；0.2。
20．早期市场上销售的电饭锅没有高压功能，其结构如图所示，目前一些家庭还在使用这种电饭锅。从图中可看出，感温磁体和受热面固定在一起并和发热板及内锅底密切接触。煮饭开始时，向下按动开关，通过传动杆AOB使永久磁体在重力和弹簧弹力共同的作用下下落，上下触点接触，电路接通，电热体通电发热，发热板升温，当温度上升到103℃时，感温磁体磁性消失，永久磁体在重力和弹簧弹力共同的作用下下落，上下触点分开（图中所示情形），电路被切断，加热随即停止。该电饭锅在稍大于一标准大气压下，　能　把水烧开（选填“能”或“不能”）。由AOB构成的杠杆是　费力　杠杆（选填“省力”或“费力”）；若BO＝4AO，手按下5mm时可使上下触点接触，那么设计永久磁体和感温磁体的间隔应小于　20　mm。

【解答】解：
（1）一标准大气压下水的沸点是100℃，该电饭锅在稍大于一标准大气压下水的沸点不会低于100℃，所以能把水烧开；
（2）由图可知：煮饭时用手向下按开关，动力作用在A处、阻力作用在B处，O为支点，动力臂小于阻力臂，所以由AOB构成的杠杆为费力杠杆；
（3）由于BO＝4AO，根据杠杆平衡条件可知，动力臂和阻力臂之比：＝
由题意和图示可知，手在A端按下开关5mm时，B端上升的高度应等于永久磁体和感温磁体之间的距离，
由功的原理有：FAhA＝FBhB，
所以永久磁体和感温磁体之间的距离：L＝hB＝。
故答案为：能；费力；20mm。
三．实验探究题（共3小题）
21．某同学用如图所示的实验装置探究滑轮组的特点，相关数据记录在下表中。
实验次数 钧码重/N 钩码上升的高度/m 绳端的拉力/N 绳端移动的距离/m
1 4 0.10 1.8 0.3
1 6 0.10 2.5 0.3
3 6 0.15 2.5
（1）实验中，使用滑轮组提升重物时，应竖直向上　匀速　拉动弹簧测力计。
（2）第二次实验中，2s内钩码上升的高度为0.1m，则它运动的速度为　0.05　m/s。
（2）第三次实验中，绳端移动的距离为　0.45　m。

【解答】解：
（1）实验中，使用滑轮组提升重物时，应竖直向上匀速拉动弹簧测力计，测力计示数才等于拉力大小；
（2）第二次实验中，钩码运动的速度：v＝＝＝0.05m/s；
（3）由图知，绳子的有效段数n＝3，第三次实验中，绳端移动的距离为s＝nh＝3×0.15m＝0.45m。
故答案为：（1）匀速；（2）0.05；（3）0.45。
22．小明在“探究杠杆平衡条件”的实验中。

（1）实验前，将杠杆中点置于支架上，杠杆处于如图甲所示的静止状态，他应把杠杆左端的平衡螺母向　右　（选填“左”或“右”）侧调节，使杠杆在水平位置平衡。
（2）某同学用如图乙装置通过多次实验操作及数据分析出杠杆平衡的条件是：动力×动力作用点到支点的距离＝阻力×阻力作用点到支点的距离，你认为他的结论　不可靠　（选填“可靠”或“不可靠”），原因是　杠杆一直处于水平位置进行实验比较特殊，不能得到普遍结论　。
（3）如图乙所示，杠杆在水平位置平衡，若将A、B两点下方挂的钩码同时朝远离支点O方向移动一小格，则杠杆　左端下沉　（选填“仍保持平衡”、“左端下沉”或“右端下沉”）。
（4）取下A点下方所挂钩码，改用弹簧测力计在C点竖直　向上　（选填“向上”或“向下”）拉杠杆，才能使杠杆在水平位置平衡，此时弹簧测力计的示数为F1，如果将弹簧测力计沿如图丙所示方向拉杠杆，使杠杆仍处于水平位置平衡，此时弹簧测力计的示数为F2，则F2　＞　F1（选填“＞”、“＝”或“＜”）
【解答】解：（1）调节杠杆在水平位置平衡，杠杆右端偏高，左端的平衡螺母应向上翘的右端移动，使杠杆在水平位置平衡；
（2）杠杆在水平位置平衡，并且动力和阻力垂直作用在杠杆上，此时动力臂和阻力臂都在杠杆上，“动力×支点到动力作用点的距离＝阻力×支点到阻力作用点的距离”成立；原因是 杠杆一直处于水平位置进行实验比较特殊，不能得到普遍结论，当动力和阻力不垂直作用在杠杆上，动力臂和阻力臂小于支点和作用点之间的距离，“动力×支点到动力作用点的距离＝阻力×支点到阻力作用点的距离”不成立；
（3）若A、B两点的钩码同时向远离支点的方向移动一个格，则左侧3G×3L＝9GL，右侧2G×4L＝8GL，因为9GL＞8GL 杠杆不能平衡，左端下沉；
（4）取下A点下方所挂钩码，根据杠杆的平衡条件，改用弹簧测力计在C点向上拉，此时弹簧测力计的示数为F1，力与力臂的乘积相等，才能使杠杆在水平位置平衡；
将弹簧测力计沿如图丙所示方向拉杠杆，使杠杆仍处于水平位置平衡，阻力与阻力臂不变，动力臂减小，此时弹簧测力计的示数为F2变大，则F2＞F1。
故答案为：（1）右；（2）不可靠； 杠杆一直处于水平位置进行实验比较特殊，不能得到普遍结论；（3）左端下沉；（4）向上；＞。
23．用图示装置探究“斜面的机械效率”，实验记录如表：
实验次数 物体种类 物重G/N 斜面高h/cm 沿斜面的拉力F/N 斜面长s/cm 机械效率η/%
1 木块 4 15 1 100 60
2 小车 4 15 100
（1）沿斜面拉动物体时，应使其做　匀速直线　运动。
（2）根据图中测力计示数，可知第2次实验的机械效率为　75　%．由实验可得初步结论：
①利用斜面可以省　力　（选填“力”或“功”）；
②斜面倾斜程度相同时，　摩擦力　越小，机械效率越大。
（3）第2次实验中，木块所受摩擦力为　0.2　N。
【解答】解：（1）沿斜面拉动物体时，为使弹簧测力计的示数稳定，便于读数，所以应尽量使物体做匀速直线运动。
（2）由图可知，第2次实验弹簧测力计的示数即拉力F＝0.8N，
则斜面的机械效率：η＝＝＝×100%＝75%。
①因0.8N和1N都小于4N，故利用斜面可以省力；（因机械效率小于1，故利用机械做的功大于直接用手做的功，不能省功）；
②比较两次的机械效率可知，第2次机械效率大，斜面的倾斜程度相同，在同样条件下，滚动摩擦小于滑动摩擦，则第2次小车所受的摩擦力小，
由此可得结论：斜面倾斜程度相同时，摩擦力越小，机械效率越大。
（3）由第2次实验的数据可知，沿斜面拉木块做的有用功：W有＝Gh＝4N×0.15m＝0.6J，
拉力做的总功：W总＝Fs＝0.8N×1m＝0.8J，
则额外功W额＝W总﹣W有＝0.8J﹣0.6J＝0.2J，
由W额＝fs得，木块所受摩擦力：f＝＝＝0.2N。
故答案为：（1）匀速直线；（2）75；①力；②摩擦力；（3）0.2。
四．解答题（共2小题）
24．如图所示重力不计的轻杆AOB可绕支点O无摩擦转动，当把甲乙两物体如图分别挂在两个端点A、B上时，轻杆恰好在水平位置平衡，此时乙物体刚好完全浸没在装有水的容器里且水未溢出，物体乙未与容器底接触，已知轻杆长2.2m，支点O距端点B的距离为1.2m，物体甲的质量为8.28kg，物体乙的体积为0.001m3．（g＝l0N/kg。忽略绳重，不计弹簧测力计的重力）
求：（1）甲物体的重力；
（2）乙物体受到水的浮力；
（3）弹簧测力计的示数；
（4）乙物体的密度。

【解答】解：（1）甲物体的重力：
G甲＝m甲g＝8.28kg×10N/kg＝82.8N；
（2）乙物体受到水的浮力：
F浮乙＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.001m3＝10N；
（3）根据杠杆的平衡条件：FA?OA＝FB?OB得，
FB＝＝＝＝69N；
（4）由力的平衡得G乙＝F浮+FB＝10N+69N＝79N；
m乙＝＝＝7.9kg；
ρ乙＝＝＝7.9×103kg/m3。
答：（1）甲物体的重力为82.8N；
（2）乙物体受到水的浮力为10N；
（3）弹簧测力计的示数为69N；
（4）乙物体的密度为7.9×103kg/m3。
25．如图甲是小明设计的“空气浮力演示器”：将一空心金属球与配重通过细线悬挂在定滑轮上，调节配重质量使二者保持静止，用气泵往玻璃容器内缓慢压入空气，可根据现象证明空气浮力的存在。已知金属球重5牛，体积为5×10﹣3米3．（滑轮和细线的重力、配重的体积及各种摩擦均忽略不计）
（1）用气泵向甲装置玻璃容器内压入空气，观察到什么现象可以说明金属球受到空气浮力的作用？　金属球上升（或配重下降）　。
（2）制作该演示器中的空心金属球，用了体积为5×10﹣5米3的金属材料求该金属材料的密度。
（3）小明想通过最小刻度为0.1牛的弹簧测力计反映空气浮力大小的变化，他设想将该演示器改进成如图乙所示装置。压入空气前，容器内原有的空气密度为1.2千克/米3，现通过气泵向玻璃容器内压入空气，使容器内空气密度增大到3.0千克/米3，能否使演示器中的弹簧测力计示数变化值大于0.1牛，请通过计算说明。
【解答】解：
（1）由题知，演示器容器内定滑轮下所挂金属球和配重平衡，即G球＝G配，
向甲玻璃容器内压入空气后，若金属球受到空气浮力的作用，则金属球对左侧绳子拉力F＝G球﹣F浮，所以F＜G配，金属球会上升（或配重下降）；
（2）金属球重5N，所用金属材料的体积5×10﹣5m3，
则金属材料的密度：ρ＝＝＝＝10×103kg/m3；
（3）由阿基米德原理可得，压入空气前金属球受到的浮力：
F浮1＝ρ气1gV球＝1.2kg/m3×10N/kg×5×10﹣3m3＝0.06N，
金属球对定滑轮左侧拉力F＝G球﹣F浮1，
滑轮和细线的重力不计，定滑轮两边绳子拉力向下且相等，弹簧测力计的拉力向上，
所以，由力的平衡条件可得，测力计的示数（测力计的拉力）：
F1＝2（G球﹣F浮1）＝2×（5N﹣0.06N）＝9.88N，
同理可得，压入空气后金属球受到的浮力：
F浮2＝ρ气2gV球＝3.0kg/m3×10N/kg×5×10﹣3m3＝0.15N，
此时弹簧测力计的示数：
F2＝2（G球﹣F浮2）＝2×（5N﹣0.15N）＝9.7N，
所以弹簧测力计示数变化值：
△F＝F1﹣F2＝9.88N﹣9.7N＝0.18N＞0.1N。
故答案为：（1）金属球上升（或配重下降）；
（2）该金属材料的密度为10×103kg/m3；
（3）能使演示器中的弹簧测力计示数变化值大于0.1牛。
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日期：2020/4/21 23:13:59；用户：初中科学；邮箱：13868650006；学号：36770972















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