2021年全國中考物理真題全解全析匯編（第四期）

專題11簡單機械

一、第一期匯編試題來源:2021年江蘇連云港、2021年四川樂山、2021年四川瀘州、2021年四川遂寧、

2021年云南、2021年浙江湖州、2021年浙江金華、2021年浙江麗水、2021年安徽、2021年浙江嘉興、2021

重慶A卷年、2021年重慶B卷等13套試卷。

二、第二期試題來源：2021年浙江溫州、2021年浙江寧波、2021年四川內江、2021年四川南昌、2021年

四川成都、2021年甘肅武威、2021年江蘇揚州、2021年陜西、2021年山東臨沂、2021年山東泰安、2021

年上海等12套試卷。

三、第三期試題來源：2021年北京、2021年福建、2021年廣東、2021年海南、2021年河北、2021年河南、

2021年吉林、2021年寧夏、2021年青海、2021年山西、2021年天津、2021年新疆、2021年云南等12套

試卷。

四、第四期試題來源：2021年湖北恩施州、2021湖北宜昌年、2021年湖南岳陽、2021年湖南衡陽、2021

湖北邵陽年、2021年江蘇蘇州、2021年山東濟寧、2021年山東濰坊、2021年山東棗莊、2021年四川廣安、

2021年四川涼山州、2021年浙江衢州等12套試卷。歡迎各位下載。

1、（2021?山東濰坊?T1）”節約用水，人人有責”，應養成隨手關閉水龍頭的好習慣。水龍頭手柄可視

為如圖所示杠桿，。為支點，尸為阻力，分別用力沿“、氏c、d方向關閉水龍頭，其中用力最小的是（）

A.aB.bC.cD.d

2、（2021?山東棗莊?T8）一款塔式如圖所示，一根質地均勻的木桿可繞。點自由轉動，在木桿的右端施

加一個始終垂直于木桿的作用力F，使木桿從OA位置勻速轉到。8位置的過程中，力F的大小將（）

A.先變大，后變小B.先變小，后變大C.一直是變大的D.一直是變小的

3、（2021?四川涼山州?T3）一天，小敏同媽媽上街去買菜，看到用桿秤稱土豆的情景如圖所示，對此現

象分析正確的是（）

A,桿秤平衡時，秤蛇的質量跟秤盤中土豆的質量相等

B.桿秤平衡時，盤中土豆所受的合力一定大于秤蛇所受的合力

C.桿秤平衡時，盤中土豆所受的合力一定等于秤花所受的合力

D.桿秤平衡時，盤中土豆所受的合力一定小于秤坨所受的合力

4、（2021?湖南岳陽A中的杠桿和物體處于靜止狀態，B、C、。中的物體被勻速吊起，所有物體重

力均為G,不計動滑輪重力、繩重和一切摩擦，則所用拉力廠最小的是（）

B.

C.D.

G

5、（2021?湖南邵陽?T19）如圖所示，物體A在水平拉力尸的作用下，沿水平面以0.2m/s的速度勻速運

動了5s,彈簧測力計的示數為的8N,（不計滑輪和繩子之間的摩擦），拉力尸做功的功率為（）

A.1.6WB.8WC.3.2WD.16W

6、（2021?湖南衡陽?T15）如圖所示，一位同學用滑輪組拉著重450N的物體A,使它5s內在水平面上勻

速前進1m，水平拉力尸=75N,若與地面的摩擦力是物重的0.2倍，下列說法正確的是（）

A.他做的總功是15（）JB.他做的有用功是450J

C.拉力做功的功率是15WD.該滑輪組的機械效率是60%

7、（2021?湖南衡陽?T4）如圖所示，是我國古代《墨經》最早記述了秤的杠桿原理，有關它的說法正確

的是（)

提紐

A.“標”“本”表示力，“權”“重”表示力臂

B.圖中的3點為杠桿的支點

C.“權”小于“重”時，A端一定上揚

D.增大“重”時，應把“權”向A端移

8.（2021?四川涼山州?T15）如圖所示，利用輕質滑輪勻速拉動水平地面上重300N的A物體，使A物體

在10s內向右移動了2m,若A物體受到的摩擦力大小為20N,拉力尸大小為50N,則：彈簧測力計的示數

為;水平拉力F所做的功為,功率為；滑輪的機械效率為。

9、（2021?江蘇蘇州?T18）如圖是十三世紀法國亨內考設計的“魔輪”,輪子邊緣上通過可以自由轉動的

錢鏈等距安裝了12個相同的活動短桿，桿端分別套上一個相同重球，他認為由于右側重球距離轉軸較遠,

也即重力的較大，轉輪會沿順時針方向越轉越快，其實根據的原理，無需精確測量就能判定

他的這一設想是不能實現的。

10、（2021?湖南邵陽?T27）利用斜面把重6ON的物體從斜面底端勻速拉到斜面頂端，已知斜面長1.5m,

高0.4m,機械效率為80%,則拉力的大小為No

11、（2021?湖南邵陽?T31）在“探究杠平衡條件”的實驗時:

（1）先要調節好杠桿在水平位置平衡，目的是：

①消除杠桿自重對平衡的影響；

②方便直接讀出的長度；

（2）如圖甲所示，小劉同學在調節前發現杠桿靜止時，左端下沉，可將杠桿右端的平衡螺母向（選

填“左”或“右”）調，直至杠桿在水平位置靜止平衡；

（3）如圖乙所示，小劉同學在杠桿左側掛了3個鉤碼，為了使杠桿在水平位置平衡,在右側A點處應掛

個同樣規格的鉤碼。

12、（2021?湖北宜昌?T23）小勇在探究“杠桿的平衡條件”實驗中，所用的實驗器材有杠桿、支架、細

線、質量相同的鉤碼若干。

（1）實驗裝置如圖甲所示靜止在桌上，此時杠桿（選填“是”或“不是"）平衡狀態，為了調節杠

桿在水平位置平衡，他應將兩側的平衡螺母向邊調；

（2）小勇在水平平衡的杠桿兩邊掛上鉤碼后如圖乙所示，他應該在下列方法中選擇使杠桿重新在水

平位置平衡;

A.向左調節平衡螺母

B.將左側鉤碼向左移動

C.增加右側鉤碼個數

（3）進行正確操作后測出力和力臂記錄在如下表格中。

阻力臂

實驗次數動力F/N動力臂Li/cm阻力F2/NIi/cm

13443

24554

35665

小勇根據表中記錄的多次實驗數據分析得出如下結論：動力+動力臂邛且力+阻力臂。小華說他得出的結論是

錯誤的，小華判斷的依據是。

13、（2021?浙江衢州?門1）將酒敞口放置，酒精度（酒中酒精的體積百分比）會變化嗎?小科認為：只要

確定酒的密度是否變化就能作出判斷。于是利用身邊的物品，動手制作“密度秤”米測量酒的密度。

步驟I：按圖甲制作好秤桿，提起提紐，移動秤蛇（小螺母），當秤桿水平平衡時用筆將此時秤蛇的懸掛點

B標記為“0”刻度（單位:g/cm2）

步驟II：按圖乙所示，將大螺母浸沒在水中（大螺母必須浸沒且不碰底），提起提紐，移動秤坨，當秤桿水

平平衡時用筆將此時秤坨的懸掛點C標記為“1”刻度。再將BC兩刻度之間分為10等份。

步驟IH：測量酒的密度。

（1）應用：小科用該密度秤分別測出瓶蓋剛打開和敞口一段時間后酒的密度約為0.92g/cm3和0.96g/cm3,

已知酒精密度為O.8g/cm3,應用密度知識可判斷出其酒精度（填“變大”“不變”或“變小”）；

（2）反思：在制作和測量過程中，大螺母必須浸沒的目的是；

（3）拓展：小科若要測量食鹽水的密度，他應先在密度秤上增加大于1的刻度，請你寫出利用直尺和筆標

定刻度的過程：。

14、（2021?浙江衢州?T10）“認真觀察和仔細分析”是科學研究的基本要求。

（1）如圖甲，在靜止指向南北方向的小磁針上方平行地放一根直導線。閉合開關，原來靜止的小磁針發生

轉動，原來靜止的直導線仍然未動。

①小磁針發生轉動，可以說明它一定受到力的作用，因為;

②直導線仍然未動，此時偏轉的小磁針對直導線（填“有”或“沒有”）力的作用；

（2）如圖乙是某飲水器水龍頭的結構示意圖，A是固定的出水口，B是一根手柄，C是一根連接在閥門上

的桿，由彈簧將它拉緊，。1是連接B、C的一根銷釘。可將手柄簡化為一根杠桿，手柄與A的接觸點。2為

支點，下壓手柄，C就上升，閥門打開水流出；放手后，C自動恢復原位，水龍頭關閉。

①請在答題紙相應位置圖中畫出動力Q的力臂4；

②正常使用于柄取水時，手柄屬于杠桿。

15、（2021?湖北恩施?T16）如圖，有人利用該滑輪將G=100N的物體勻速提升了20cm（不計繩重G和摩

擦），此過程克服物體重力做的功為J,若動滑輪重10N,則尸=No

o

G

////////

16、（2021?湖北恩施?T20）如圖，在探究杠桿平衡條件的實驗中，每個鉤碼重1N。

（1）實驗前需調節平衡螺母使杠桿處于水平位置，這樣做的目的是；

（2）若在A點掛有2個鉤碼，則B點要掛______個鉤碼才能使杠桿水平平衡；

（3）若A點鉤碼數不變，取下B點鉤碼，用測力計作用在C點，為使杠桿再次水平平衡，測力計上最小示

數為N,方向o

17、（2021?四川廣安*T21）如圖所示是人走路的情形，可將人的腳視為一根杠桿。請在圖中畫出動力產

的力臂/；

18、（2021?四川涼山州?T22）用一根鋼棒撬動地面上的一塊大石頭，如圖所示，請你在圖中作出最省力

時的動力方向尸并標出相應支點。的位置。

19、（2021?山東濟寧?T17）請按要求完成下列作圖。如圖所示，頑皮的小象用力向下壓蹺蹺板，猴子被

彈起，不計空氣阻力，請畫出此時猴子的受力示意圖。

20、（2021?四川廣安?T27）學校旁老舊小區正在改造施工。工人用如圖所示的裝置將質量為120kg的建

筑材料勻速提升了6m,用時10s。在此過程中，電動機對繩子的拉力為巴滑輪組的機械效率為80%,g

取10N/kg,求:

（1）滑輪組做的有用功；（）

（2）拉力廠的大小；（）

（3）根據0期條件，以下物理量：①滑輪組做的額外功，②拉力尸的功率，③動滑輪的重力，能求出的有

___________（填寫番號）。

21、（2021?山東棗莊?T23）如圖所示，工人師傅用150N的拉力，使重為1000N的物體以0.2m/s的速度

在地面上沿水平方向做勻速直線運動，已知物體在運動時受到地面的摩擦力為物重的0.2倍。不計繩重及

繩與滑輪、滑輪與軸之間的摩擦。求:

（1）工人師傅拉力的功率;

（2）動滑輪的重;

（3）若物重增大到2000N,則滑輪組的機械效率是多少？

22、（2021?山東濰坊?T24）樓房裝修常用如圖所示裝置將物料吊運到樓上。己知該裝置電動機的額定功

率P=2.2kW,電動機將電能轉換為機械能的效率袱=50%,某次吊運過程中將物料勻速提升〃=16m,

所用時間r=40s,求：

（1）電動機拉繩的速度大小:

（2）電動機對繩的拉力大小。

23、（2021?山東濟寧?T22）測算如圖所示滑輪組的機械效率時，實驗中得到一組數據如表，求:

（1）拉力所做的功;

（2）滑輪組的機械效率。

鉤碼重G/N鉤碼上升的高度/z/m拉力尸/N彈簧測力計上升距離s/m

0.50.10.30.3

24、（2021?江蘇蘇州?T28）按照要求作圖：

（3）圖丙中利用羊角錘撬釘子，在錘柄上畫出所施加的最小動力F和其力臂/______

25、（2021?江蘇蘇州?T29）如圖是工人師傅用滑輪組提升建筑材料的示意圖，在400N的拉力作用下，使

質量為70kg的建筑材料在10s的時間里，勻速豎直上升了2m。不計繩子重力和摩擦，g取10N/kg,求：

（1）拉力的功率尸；

（2）滑輪組的機械效率〃；

（3）動滑輪的重力G.g

1、【答案】B

【解析】

根據杠桿平衡的條件，阻力和阻力臂不變，動力的力臂最大時，動力最小，所以用力沿6方向關閉水龍頭

時，動力臂最大，用力最小，故ACD不符合題意，B符合題意。

故選B?

2、【答案】A

【解析】

杠桿轉動過程中克服自身重力做功，質地均勻的木桿其重力的作用點在木桿的中點，方向始終豎直向下。

當木桿由0A位置轉動到水平位置的過程中，木桿重力不變，其力臂變大，力下的力臂不變，由杠桿的平衡

條件可知，力產變大；當杠桿從水平位置轉動到08位置，木桿重力不變，其力臂變小，力尸的力臂不變,

由杠桿的平衡條件可知，力F變小。故力尸先變大后變小。故A正確；BCD錯誤。

故選A?

3、【答案】C

【解析】

A.桿秤平衡的條件是，秤坨的質量乘以右邊力臂跟秤盤中土豆的質量乘以左邊力臂相等，由于左邊力臂比

右邊力臂短，所以秤坨的質量不等于土豆的質量，故A錯誤；

BCD.桿秤平衡時，無論是土豆還是秤泥，都處于平衡狀態，因此合力都為零，故C正確，BD錯誤；

故選C。

4、【答案】D

【解析】

A.根據杠桿的平衡條件F&=F2l2可知杠桿平衡時

/xl=Gx2

故拉力打=2G；

B.圖B中為定滑輪提升物體，不能省力，只能改變力的方向，繩端拉力4=G；

C.圖C中使用滑輪組提升物體，動滑輪上有2段繩子承載，自由端拉力E=3G；

D.圖D中使用滑輪組提升物體，動滑輪上有3段繩子承載，自由端拉力用=；G；其中D圖中自由端拉

力最小。

故選D。

5、【答案】C

【解析】

物體速度vi=0.2m/s,繩子移動速度為

嶺=2匕=2x0.2m/s=0.4m/s

彈簧測力計的示數為的8N,故繩子拉力也為8N,拉力做功的功率為

P=q嶺=8NxO.4m/s=3.2W

故C符合題意。

故選C。

6、【答案】AD

【解析】

A.滑輪組的動滑輪繞2段繩，繩子自由端移動的距離

s=2s物=2x1m=2m

總功

W,^=F5,=75Nx2m=150J

故A正確;

B.摩擦力

戶0.2G=0.2x450N=90N

他做的有用功

W"小的=90Nx1m=90J

故B錯誤;

C.拉力做功的功率

2=叫=幽=30W

t5s

故c錯誤;

D.該滑輪組的機械效率

_90J

7=60%

唯150J

故D正確。

故選ADo

7、【答案】D

【解析】

A.“標”“本”表示力臂，“權”“重”表示力，故A錯誤;

B.杠桿繞著O轉動，故。為支點，故B錯誤;

C.“權”小于“重”時，A端可能上揚，因為杠桿平衡原理可知，平衡不僅與力有關還與力臂有關，故C

錯誤；

D.增大“重”時，重與OB的乘積變大，在權不變的情況下可以增大標，故應把“權”向A端移，故D正

確。

故選D。

8、【答案】20N50J5W80%

【解析】

川對A進行受力分析，其受到了繩子向右的拉力和摩擦力，因做勻速運動，繩子拉力與摩擦力是平衡力，

故繩子拉力等于摩擦力等于20N,由于同一根繩子拉力處處相同，故彈簧測力計的示數為20N。

[2]拉力尸移動的距離是物體的移動距離的一半，故拉力F移動的距離為Im,故拉力做功為

叱也=Es=50Nxlm=50J

故拉力做功為50J；

[3]拉力的功率為

尸4=需內

拉力的功率為5W；

[4]滑輪的機械效率為

7?M/。倚嚙^

滑輪的機械效率為80%。

9、【答案】力臂能量守恒

【解析】

[1]整個輪子可以看成是多跟杠桿，轉軸是杠桿的支點，對右側重球來說，重力豎直向下，此時，重球到轉

軸的距離即為重力的力臂，重球距離轉軸較遠時，重力的力臂也就較大。

[2]能量守恒告訴我們能量不會憑空消失也不會憑空產生，只會從一種能量轉化成另一種能量或者從一個物

體轉移到另一個物體，所有在沒有能量輸入的情況下，轉輪的動能是不可能增大的，所以這一設想是不能

實現的。

10、【答案】75

【解析】

[1]有用功等于克服物體的重力做的功為

W=G/)=60Nx0.4m=24J

由

n^^1x100%

可得，拉力做的功為

咻二24J

=30J

80%-i)%

又由

W=Fs

可知，拉力的大小為

產；%=30J

=75N

s0.4m

11、【答案】力臂右4

【解析】

(1)UJ先要調節好杠桿在水平位置平衡，一方面是消除杠桿自重對平衡的影響；另一方便面是方便直接讀

出力臂的長度。

(2)[2]如圖甲所示，杠桿靜止時，左端下沉，杠桿向左偏，可將杠桿右端的平衡螺母向右調。

(3)[3]如圖乙所示，小劉同學在杠桿左側第4個小格處掛了3個鉤碼，為了使杠桿在水平位置平衡，根據

杠桿平衡的條件F“尸B/2,在杠桿右側A點是杠桿右側的第3個小格處應掛4個同樣規格的鉤碼。

12、【答案】是左B不同的物理量不能相加

【解析】

(1)[1]實驗裝置如圖甲所示靜止在桌上，杠桿受到的力是平衡力，此時杠桿是平衡狀態，處于靜止或勻速

直線運動狀態的物體都是平衡狀態。

⑵此時杠桿右側偏重，為了調節杠桿在水平位置平衡，他應將兩側的平衡螺母向左邊調。

(2)⑶A.小勇在水平平衡的杠桿兩邊掛上鉤碼后如圖乙所示，杠桿調平，掛上物體后不能再調平衡螺母，

故A不符合題意；

B.因為此時杠桿向右側偏，所以應將左側鉤碼向左移動適當的距離，直到杠桿平衡，故B符合題意；

C.增加右側鉤碼個數，杠桿會更向右偏，直到失去平衡，故C不符合題意。

故選B,

(3)[4]小勇根據表中記錄的多次實驗數據分析得出如下結論；動力+動力臂=阻力+阻力臂，這個結論是錯

誤的，因為力和力臂相加，無法確定相加后的單位，即不同的物理量不能相加。

13、【答案】變小見解析見解析

【解析】

(1)⑴剛打開和敞口一段時間后酒的密度約為0.92g/cm3和0.96g/cm3,酒精密度小于水的密度，酒的密度

變大說明酒精變少了，其酒精度變小。

（2）［2］根據題意，一開始兩邊杠桿平衡，根據杠桿平衡條件有

m大螺母gLi二小螺母g^2

完全浸沒后，有

加大螺母g￡j一夕液gV=加小螺母且4'

兩式聯立，變形可得

_m小螺母g（L-L'}=-小螺母gAL

“液—y'-2y

根據題意，想讓刻度按照距離均勻等分，則P液與AL必須為線性關系，所以母'為定值,則V必須為

定值，所以每次大螺母都必須浸沒。

（3）［3］因為刻度均勻，故使用刻度尺，測量0~1之間的距離為Lo,在“1”右邊距離及的位置標上“2”，

并將1~2等分為10份，分別標上1.1T.9刻度。若總距離不足以標到“2”，則根據桿的實際總長度相應改

變最大值。

14、【答案】見解析省力

【解析】

（1）［1］小磁針發生轉動，運動狀態改變，力是物體運動狀態改變的原因。

⑵因為力的作用是相互的，所以小磁針對直導線有力的作用。

（2）［3］延長力的作用線，從支點向力的作用線作垂線，垂線段長度即為力臂，如下圖所示

F[

1

02

[4]由圖可知，動力臂大于阻力臂，所以是省力杠桿。

15、【答案】20210

【解析】

⑴此過程克服物體重:力做的功為

%=G〃=1()0Nx().2m=2()J

⑵若動滑輪重10N,則

尸=26+6動=2乂100附1(^=21(^

16、【答案】消除杠桿自身重力對實驗的影響31.2豎直向下

【解析】

(1)[1]實驗前調節杠桿在水平位置平衡時為了消除杠桿自身重力對實驗的影響。

(2)[2]根據杠桿的平衡條件￡4=居/2,此時杠桿平衡，則

2Nx3/^x2/

解得FB=3N,每個鉤碼重1N,則B點要掛3個鉤碼才能使杠桿水平平衡。

(3)[3][4]當彈簧測力計豎直向下拉動時，是作用在該點的所有力中力臂最長，力最小的時候，此時彈簧測

力計示數最小。此時杠桿平衡。則

2Nx3/=Rx5/

解得Fc=1.2N,.

17、【答案】

【解析】

首先作力尸的力的作用線，過支點0作力F的力的作用線的垂線，標注垂直符號和力臂/,如圖所示:

【解析】

由圖可知，當杠桿與地面的接觸點為支點時，作用在0點的動力力臂最大，此時動力最小為凡力垂直于

杠桿向上，如圖所示：

O

【解析】

此時猴子只受重力，方向豎直向下。

20、【答案】7200J750N①②

【解析】

解：（1）物體重力為

G=mg=120kgx1ON/kg=1200N

滑輪組做的有用功

W“=G/7=12OONX6m=7200J

（2）總功為

有兩股繩，物體上升6m,繩自由端移動

5=2/?=2x6m=12m

拉力為

八陛=遜=75吶

12m

（3）滑輪組做的額外功

W領二卬總一W^=9000J-7200J=1800J

拉力F的功率

p4甯=900W

因為不知道繩與滑輪摩擦力是多少，所以無法計算動滑輪的重力，故選①②。

答：（1）滑輪組做的有用功7200J；

（2）拉力尸的大小750N；

（3）可求出①②。

21、【答案】（1）60W；（2）100N；(3)80%

【解析】

解：（1）該滑輪組動滑輪上有兩段繩子承載，整個過程克服摩擦力做功。繩端移動的速度

v2=nv,=2x0.2m/s=0.4m/s

拉力做功的功率

P=Fv=150Nx0.4m/s=60W

（2）根據尸=/+°現,動滑輪重力為

n

G滬nF-jFQ2G=2x150N-0.2x1000N=1OON

（3）若物重增大到2000N,則此時物體與地面之間的摩擦力

f2=0.2G2=0.2x2000N=400N

繩端拉力

鳥=4(G動+人)=gx(100N+400N)=250N

滑輪組的機械效率

答：(1)工人師傅拉力的功率為60W；

(2)動滑輪重力為100N；

(3)滑輪組的機械效率為80%。

22、【答案】(1)0.8m/s；(2)1375N

【解析】

解：(1)由圖可知〃=2,電動機做機械功功率為

4=??P=50%x2200W=1100W

物體速度為

h16m八”,

u=—=-----=0.4m/s

t40s

繩自由端速度為

匕=2v=2x0.4m/s=0.8m/s

(2)電動機對繩的拉力