2025年中考物理复习专题：简单机械计算题、实验题

2025年中考物理复习专题：简单机械计算题、实验题 一、实验题 1．在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，小红用如图所示的滑轮组分别做了三次实验；第一次使用塑料动滑轮，第二次使用铝制动滑轮，第三次使用铁制动滑轮，实验数据记录如表： 次数 物重G/N 物体上升的距离h/cm 弹簧测力计的读数F/N 弹簧测力计上升的距离s/cm 机械效率η 1 3 10 1.6 30 62.5% 2 3 10 2 30 50% 3 3 10 2.5 30 （1）在实验中有 段绳子缠绕在动滑轮上． （2）在实验操作中应竖直向上 拉动弹簧测力计． （3）在表中的空格处填上第三次实验的机械效率是 ． （4）从实验数据分析可知：提升同一物体，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越 ． 2．在“探究定滑轮和动滑轮工作时的特点”实验中： (1)在探究定滑轮工作的特点时，如图乙所示，使用弹簧测力计的操作方法是 （填序号）。①随意拉动钩码②拉着钩码保持静止③匀速向下拉动。 实验次序 1 2 3 (2)在探究定滑轮工作的特点时，按照图乙操作，觉得读数不方便，于是把弹簧测力计倒过来，即弹簧测力计吊环系在拉绳上，用手拉挂钩，弹簧测力计的示数会 （变大/不变/变小），其理由是 。 (3)在探究动滑轮工作的特点时，先测出 的总重力，然后按照图丙组装动滑轮，实验时， 拉弹簧测力计，使钩码 上升，读出弹簧测力计的示数。根据实验步骤将记录表格的第一行栏目补充完整 （不要求填入实验记录数据）；该实验至少要测量三组数据的目的是 ；此次实验能否直接得出“使用动滑轮能省一半力”的结论？答： 。 3．图是智慧小组“测滑轮组的机械效率”的实验装置。测得的实验数据如表： 实验 次数 物重G/N 物体上升 高度h/m 拉力F/N 绳端移动 距离s/m 机械效率η 1 1 0.1 0.6 0.3 55.6% 2 2 0.1 1.0 0.3 66.7% 3 4 0.1 1.8 0.3 （1）实验过程中，应竖直向上 拉动弹簧测力计； （2）第三次实验中滑轮组的机械效率是 ； （3）分析表中实验数据可知，同一滑轮组，物重 ，机械效率越高； （4）若第三次实验中，物体上升的速度为0.1m/s，则拉力F的功率为 W。 4．物理兴趣小组的同学，利用如图所示的装置，来“探究杠杆的平衡条件” （1）如图甲所示，以杠杆的中心作为支点的目的是 ； （2）在实验前应调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，这样做的好处是 ；若实验前杠杆如图甲所示，可将杠杆两端的平衡螺母向 （填“左”或“右”）调节，以使杠杆在水平位置平衡； （3）调节完毕后，当在杠杆B点挂3个质量相同的钩码，如图乙所示，那么在杠杆的D点挂 个质量相同的钩码，才能使杠杆恢复在水平位置平衡。当杠杆平衡后，将B、D两点下方所挂的钩码同时向支点靠近1个格，那么杠杆 （填“能”或“不能”）在水平位置保持平衡； （4）实验中若不在D点挂钩码，而在杠杆的A点或C点使用弹簧测力计使杠杆在水平位置平衡，为使弹簧测力计的示数最小，应使弹簧测力计挂 点，且拉力的方向是 。 5．利用如图所示的装置来探究“杠杆的平衡条件”。 （1）实验前，杠杆静止如图甲所示，此时杠杆处于平衡状态吗？ （“是”或“不是”），可将杠杆两端的平衡螺母向 （选填“左”或“右”）调节，使杠杆在水平位置平衡； （2）杠杆水平平衡后，如图乙所示，在杠杆B点挂3个相同的钩码，可在杠杆的D点挂 个相同的钩码，就可使杠杆重新在水平位置平衡，D点钩码挂上后，拿去B点所挂钩码，这时在C点挂 个相同的钩码，可使杠杆再次在水平位置平衡； （3）若只在C处挂4个钩码，在刻度线“A”处用调好的弹簧测力计竖直向上拉杠杆，杠杆在水平位置平衡时，弹簧测力计的示数为F1，将弹簧测力计斜向左拉，杠杆在水平位置平衡时，其示数F2 （选填“>”、“=”或“<”）F1。 6．小丽同学在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如下表，实验装置如图所示． 实验次数 1 2 3 钩码重G/N 4 4 6 钩码上升高度h/m 0.1 0.1 0.1 绳端拉力F/N 1.8 1.4 2.4 绳端移动距离S/m 0.3 0.5 0.3 机械效率η 74% ① ② （1）表中①处应填 ，②处应填 ； （2）请在图乙中画出滑轮组绕绳方法。 通过实验1和实验2数据分析可得出结论：使用不同的滑轮组，提升相同的重物时，动滑轮个数越多，滑轮组的机械效率 ； （3）比较实验1和实验3可得正确结论：使用同一滑轮组， ，可以提高滑轮组的机械效率． 7．小新和小佳同学在做“探究杠杆平衡条件”实验： （1）实验前，他们把杠杆中心支在支架上，杠杆在图（a）中所示位置静止时 处于平衡状态（选填“是”或“不是”）；小新将右端的平衡螺母向右调，小佳认为也可以将左端的平衡螺母向 调（选填“左”或“右”），使杠杆在水平位置平衡； （2）实验中，他们多次在杠杆两端加挂钩码，并调节钩码位置，使杠杆保持水平平衡，记录多组数据，这样做的目的是 ； （3）如图（b）所示，杠杆始终保持在水平位置平衡，小新将弹簧测力计从位置②移动到位置①时，测力计的示数将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。 8．利用如图所示装置探究杠杆的平衡条件。 次数 F1/N L1/cm F2/N L2/cm 1 1 10 2 5 2 2 10 1 20 3 2 15 3 10 (1)实验前，小明将木尺的中间挂在支架上作为杠杆，静止如图甲所示，此时杠杆处于 （填“平衡”或“不平衡”）状态，为使杠杆在水平位置平衡，可将杠杆两端的平衡螺母向 （填“左”或“右”）调节； (2)在杠杆两端加挂钩码，并移动钩码，使杠杆在水平位置平衡，测出力臂，数据记录如表所示，根据以上数据得出杠杆平衡条件是 ； (3)继续实验，调节杠杆平衡后，在杠杆上的A点处挂4个相同钩码，如图乙所示，为使杠杆重新平衡，应在B点挂 个相同钩码； (4)如图丙所示，用弹簧测力计在C处竖直向上拉，使杠杆在水平位置平衡，当弹簧测力计在原位置逐渐向左倾斜时，使杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将 （选填“变大”，“变小”或“不变”）； (5)小明继续研究杠杆的机械效率，他们用轻绳悬挂杠杆一端的O点作为支点，在B点用轻绳悬挂总重为G的钩码，在A点用轻绳竖直悬挂一个弹簧测力计测拉力F，装置如图丁所示，使杠杆缓慢匀速上升，用刻度尺分别测出A、B两点上升的高度为h1、h2；则： ①杠杆机械效率的表达式为η= （用测量的物理量符号表示）； ②若只将测力计的悬挂点由A移至C点，O、B位置不变，仍将钩码提升相同的高度，则测力计的示数将 ，杠杆的机械效率将 （两空均选填“变大”“变小”或“不变”）。 二、计算题 9．小明家装修房屋，一箱质量为80kg的建筑材料放在水平地面上，装修工人用500N的拉力F通过如图所示的滑轮组将建筑材料匀速提升3m，用时20s。（ ）求： （1）拉力F所做的功； （2）拉力F的功率； （3）滑轮组的机械效率。 10．斜面是一种简单机械。如图所示，斜面长s=8m，斜面与水平面夹角为30°，用平行于斜面向上的拉力F将质量m=10kg的物体从斜面底端匀速拉到顶端（g取10N/kg）。若物体与斜面的摩擦力大小为f=25N，求此过程中 （1）拉力F的大小； （2）斜面的机械效率。 11．工人用如图甲所示的滑轮组运送建材上楼，每个滑轮重100N，每次运送量不定。当建材重力逐渐增加，滑轮组的机械效率随建材重力变化的图像如图乙所示。若某次工人在1min内将建材匀速向上提升了12m，作用在钢绳端的拉力为300N。摩擦力及绳重忽略不计。求： （1）该次拉力做功的功率； （2）该次滑轮组的机械效率；（保留一位小数） （3）当滑轮组的机械效率为75%时，运送的建材为多重？ 12．如图所示，广益水电班的工程师小杜利用滑轮组吊起一个工件。工件由质量分布均匀的A、B两长方体物块组成，如图所示，其边长分别是a、b，左右两侧面积SA∶SB=3∶2，且工件与A与地面的接触面积为10cm2。动滑轮重20N，小杜的重力为700N，每只脚与地面的接触面积为250cm2。不计绳重、绳与轮之间的摩擦。当小杜用60N的力拉动绳子时，地面受到A的压强为4×104Pa；当工件被匀速吊起后，A、B恰好能保持水平平衡。（g取10N/kg）求： （1）当小杜双脚站在地上用60N的力拉动绳子时，小杜对地面的压强是多少？ （2）当小杜用60N的力拉动绳子时，工件对地面的压力F压？ （3）该工件的总质量为多少kg？ （4）若工件中A、B的边长a∶b=3∶4，则A、B两物块密度ρA∶ρB之比是多少？ 13．如图甲所示为《天工开物》中记载的我国传统提水工具桔槔。图乙为其原理示意图，O为支点，A端用细绳悬挂一重石，B端用细绳悬挂水桶。已知水桶重力为、容积为，悬挂桶的绳子始终保持在竖直状态，忽略杆和绳的重力。（取） （1）桶装满水时，求水桶中水的质量； （2）空桶在水中漂浮时，求桶排开水的体积； （3）一重力为的人用桔槔将装满水的桶提出水面（忽略桶外壁沾水），当桔槔处于水平平衡状态时，人对地面的压力为，求重石的重力。 14．如图所示，滑轮组来提升重物，若用 250N 的拉力在 20s 内将 450N 的物体提升了10m，（不计绳重和摩擦）。求： （1）拉力的功率是多少？ （2）若绳子能承受的最大拉力为 400N 时，此滑轮组的机械效率最大为多少？ 15．某兴趣小组用如图所示的滑轮组（物体与动滑轮用绳子连接）匀速拉动放在水平面上质量为100kg的物体，物体受到的摩擦力为200N，用80N的拉力F，10秒内把物体拉动的距离为2m（不计绳重和绳与滑轮间的摩擦）求： （1）拉绳的速度是多少m/s？ （2）动滑轮的重力是多少N？ （3）若摩擦力增大到800N，则拉力的大小是多少N？ 16．如图是工人用滑轮组提升建筑材料的示意图，工人重600N，施加竖直向下的大小为500N的拉力F，使重900N的建筑材料A以0.4m/s的速度匀速竖直上升了5s，过程不计绳重与摩擦，求： （1）拉力F做功的功率？ （2）滑轮组的机械效率？ （3）该工人利用此滑轮组提升建筑材料的最大机械效率。（结果保留到小数点后一位小数）    试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 1． 3 匀速 40% 低 【详解】(1)[1]由表格中的数据可知，绳子自由端通过的距离是物体上升高度的3倍，则有三段绳子拉着动滑轮． (2)[2]此实验拉力方向向上，为了能准确测量绳端拉力，根据平衡力条件可知需拉着测力计竖直向上匀速运动． (3)[3]第三次实验中机械效率为： ． (4)[4]由表格中的数据可知，提升同一物体，所做有用功相同，动滑轮越重，所做的额外功越多，机械效率越低． 2．(1)③ (2) 变小 忽略了弹簧测力计的重力 (3) 钩码和动滑轮竖直向上匀速 实验次序 钩码和动滑轮的总重力G 弹簧测力计的示数F 1 2 3 寻找普遍性规律，避免实验结论的偶然性 不能 【详解】（1）在探究定滑轮工作的特点时，要匀速向下拉动弹簧测力计，此时钩码受力平衡，故选③。 （2）[1][2]因为测力计自身有重力，所以倒过来拉时，左侧拉力等于右侧拉力加测力计的重力，所以测力计示数会变小。 （3）[1]在探究动滑轮工作的特点时，由于绳子拉起动滑轮和物体，故先测出钩码和动滑轮的总重力，然后按照图丙组装动滑轮。 [2][3]实验时，应匀速竖直向上拉弹簧测力计，使钩码匀速上升，读出弹簧测力计的示数。 [4]实验中需要测量钩码和动滑轮的总重力和绳子的拉力，故第一行为钩码和动滑轮的总重力G/N和绳子的拉力F/N。 [5]实验至少要测量三组数据的目的是为了得到普遍的规律，防止偶然性的发生。 [6]“使用动滑轮能省一半力”是在不考虑动滑轮重力和摩擦的理想情况下才成立的，在实际实验中，动滑轮的重量和摩擦是客观存在的，动滑轮的重力可以尽量减小，但不可能为零。所以此次实验不能直接得出“使用动滑轮能省一半力”的结论。 3． 匀速 74.1% 越大 0.54 【详解】(1)[1]实验过程中，应竖直向上匀速拉动弹簧测力计，系统处于平衡状态，拉力等于测力计示数。 (2)[2]第三次实验中滑轮组的机械效率是 η===≈74.1% 第三次滑轮组的机械效率是74.1%。 (3)[3]分析表中的三次实验数据，使用同一滑轮组提升重物，物重越大，滑轮组的机械效率越高。 (4)[4]由图知，n=3，物体上升的速度为0.1m/s，则绳子自由端的速度 v=3×0.1m/s=0.3m/sF=1.8N，则拉力F的功率为 P===Fv=1.8N×0.3m/s=0.54W 拉力F的功率为0.54W。 4． 消除杠杆自重对实验的影响 便于测量力臂 右 4 不能 A 竖直向上 【详解】（1）[1]将杠杆的中点作为支点，杠杆的重心通过支点，其目的是消除杠杆自重对实验的影响。 （2）[2]实验前，通过调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，此时杠杆力臂在杠杆上，因此能更方便于测量力臂大小。 [3]由图甲可知，杠杆左端下沉，右端上翘，说明此时重心偏左，所以应将杠杆两端的平衡螺母向右端移动，直至杠杆在水平位置平衡。 （3）[4]设一个钩码的重力为G，杠杆一个小格代表L，根据杠杆平衡条件 可得 解得 n=4 则为了保持杠杆在水平位置平衡，应在D点挂上4个质量相同的钩码。 [5]由题意知，当杠杆平衡后，将B、D两点所挂钩码，同时向支点O靠近1个格，则杠杆左端 杠杆右端 即 所以杠杆不能在水平位置保持平衡。 （4）[6][7]根据杠杆平衡条件 可知，在阻力和阻力臂一定时，要使动力最小，动力臂要最大；由图可知，在杠杆的A点或C点中A点的力臂最长，所以在A点施加的力最小，重物对杠杆的拉力向下，所以要使杠杆平衡，在A点施加的拉力的方向应竖直向上。 5． 是 右 4 6 > 【详解】（1）[1]实验前如图甲所示，杠杆处于静止，静止是平衡状态，所以杠杆处于平衡状态。 [2]杠杆不在水平位置，左端向下倾斜，右端上翘，故应向右调节平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡。 （2）[3]设一钩码重为G，一格为L，根据杠杆平衡条件可知 3G×4L=FD×3L 所以 FD=4G 需在D点挂4个钩码。 [4]D点钩码挂上后，拿去B点所挂钩码，可使杠杆再次在水平位置平衡，根据杠杆平衡条件可得 4G×3L=nG×2L 解得 n=6 所以需在C点挂6个钩码。 （3）[5]保持A点不变，若拉力F向左倾斜时，此时F的力臂变短，根据杠杆的平衡条件，力变大，其示数F2>F1。 6． 57.1% 83.3% 低 增加物重 【详解】（1）[1]第二次实验的机械效率为 [2]第三次实验的机械效率为 （2）[3]从第二组数据可以看出，绳端移动的距离是物体上升距离的5倍，所以滑轮组由5段绳子承担物重。 [4]由第一、二次实验数据可以看出，动滑轮的个数越多，机械效率越低。 （3）[5]第一、第三组数据都是用的同一个滑轮组，但第三组提升的物重大于第一组的物重，第三组的机械效率高，所以可以得出使用相同的滑轮组，提升的物重越大，机械效率越高。 7． 是 右 寻找普遍规律 变小 【详解】（1）[1][2]只要杠杆处于静止状态或者匀速转动，即为杠杆平衡，如图（a）杠杆左边下沉，说明左边重，故需要将平衡螺母向右调。 （2）[3]多次实验得到多组数据，目的是从多组数据中寻找普遍规律，避免偶然性。 （3）[4]小新将弹簧测力计从位置②移动到位置①时，力臂越变越大，根据可知，不变，变大，那么弹簧测力计的示数变小。 8．(1) 平衡 右 (2)F1L1=F2L2 (3)6 (4)变大 (5) 变大 不变 【详解】（1）[1]静止和匀速转动是杠杆的平衡状态，实验前，小明将木尺的中间挂在支架上作为杠杆，静止如图甲所示，此时杠杆处于平衡状态。 [2]杠杆左端下沉，说明左端重，为使杠杆在水平位置平衡，可将杠杆两端的平衡螺母向右调节，给右端增重。 （2）根据表格数据可知，动力×动力臂=阻力×阻力臂，即F1L1=F2L2。 （3）设每个钩码重力为，杠杆上一格的长度为，根据杠杆平衡条件则有 解得，即为使杠杆重新平衡，应在B点挂6个相同钩码。 （4）当弹簧测力计在原位置逐渐向左倾斜时，阻力和阻力臂不变，动力臂变短，根据杠杆平衡条件可知动力变大，即弹簧测力计的示数将变大。 （5）[1]杠杆机械效率为 [2]若只将测力计的悬挂点由A移至C点，O、B位置不变，仍将钩码提升相同的高度，阻力和阻力臂不变，动力臂变短，根据杠杆平衡条件可知动力变大，即弹簧测力计的示数将变大。 [3]杠杆提升钩码时，对钩码做有用功，克服杠杆重做额外功为 W有+W额=W总 设杠杆重心升高的距离为h，所以有 Gh2+G杠h=Fh1 若只将测力计的悬挂点由A移至C点，钩码还升高相同的高度，杠杆上旋的角度不变，杠杆升高的距离h不变，因此Gh2+G杠h不变，即Fh1不变，根据可知，分母不变，分子不变，所以杠杆的机械效率不变。 9．（1）3000J；（2）150W；（3）80% 【详解】解：（1）由图示中，滑轮组承重绳子为2根，提升建筑材料3m，绳子自由端移动的距离 s=2h=2×3m=6m 拉力F做的功 W总=Fs=500N×6m=3000J （2）拉力F的功率 （3）提升建筑材料所做的有用功 W有=Gh=mgh=80kg×10N/kg×3m=2400J 滑轮组的机械效率 答：（1）拉力F所做的功为3000J； （2）拉力F的功率为150W； （3）滑轮组的机械效率为80%。 10．（1）75N；（2）66.7% 【详解】解：（1）斜面高度为 物体受到的重力为 G=mg=10kg×10N/kg=100N 有用功为 W有=Gh=100N×4m=400J 额外功为 W额=fs=25N×8m=200J 总功为 W总=W有+W额=400J+200J=600J 由W=Fs得，拉力为 （2）斜面的机械效率为 答：（1）拉力F为75N； （2）斜面的机械效率为66.7%。 11．（1）180W；（2）88.9%；（3）300N 【详解】解：（1）由图可知，绳子有效段数n=3，则1min绳子自由端移动的距离 拉力做的功 拉力的功率 （2）摩擦力及绳重忽略不计，由得，物体重力 则有用功 所以，滑轮组的机械效率 （3）因为摩擦力及绳重忽略不计，则 所以可得 解得 即当滑轮组的机械效率为75%时，运送的建材重为300N。 答：（1）该次拉力做功的功率为180W； （2）该次滑轮组的机械效率为88.9%； （3）当滑轮组的机械效率为75%时，运送的建材重为300N。 12．（1）1.28×104Pa；（2）40N；（3）14kg；（4）32∶27 【详解】解：（1）小杜用60N的力拉绳，则其对地面压力为 小杜对地面的压强为 （2）当用60N的力拉绳子时，A对地面的压力为 （3）由（2）和根据二力平衡知道，A对地面的压力等于地面对A的支持力，由图知道，用力的绳子段数为2段，则绳对工件的拉力为    ①      ② 由①②解得 GAB=140N 则AB的质量为 （4）A的体积为 B的体积为 ab取特值后 因为AB质量均匀，由杠杆平衡条件知道    ③     ④    ⑤ 联立③④⑤解得 mA=8kg mB=6kg 则AB密度之比为 答：（1）小杜对地面的压强是1.28×104Pa； （2）当小杜用60N的力拉动绳子时，工作对地面的压力为40N； （3）该工件的总质量为14kg； （4）A、B两物块密度之比为32∶27。 13．（1）28kg；（2）2×10﹣3m3；（3）120N 【详解】解：（1）由可得，桶装满水时水的质量 m水＝ρ水V＝1.0×103kg/m3×2.8×10-2m3＝28kg （2）空桶在井中漂浮时，受到的浮力为 F浮＝G桶＝20N 由F浮＝ρ水gV排可得，桶排开水的体积为 （3）桶装满水时，水的重力为 G水＝m水g＝28kg×10N/kg＝280N 桶和水的总重力为 G总＝G桶+G水＝20N+280N＝300N 人的重力为480N，提水桶的过程中，人对地面的压力为600N，对人受力分析可得 F支=F压=G+F 代入数值得 600N=480N+F 解得F=120N，即绳子对人施加的向下的拉力为120N，由于力的作用是相互的，人对绳子施加的向上的拉力为120N。对绳子受力分析有 FB+F=G总 代入数值得 FB+120N=300N 解得FB=180N，即B端对绳子的拉力为180N，由于力的作用是相互的，绳子对B端的拉力为180N。由杠杆平衡条件可得 G石×OA＝FB×OB 变形并代入数值得 答：（1）桶装满水时水的质量为28kg； （2）空桶在井中漂浮时，桶排开水的体积为2×10﹣3m3； （3）重石的重力为120N。 14．（1）375；（2）75% 【详解】解：（1）由图可知n=3，则绳子自由端移动的距离 s=nh=3×10m=30m 拉力做的功 W总=Fs=250N×30m=7500J 则拉力的功率为 （2）由可得，动滑轮的重力为 G动=nF-G=3×250N-450N=300N 由可得，最大物重为 G′=nF′-G动=3×400N-300N=900N 此滑轮组的最大机械效率为 答：（1）拉力的功率是375W； （2）若绳子能承受的最大拉力为 400N 时，此滑轮组的机械效率最大为75%。 15．（1）0.6m/s；（2）40N；（3）280N 【详解】解：（1）由图知，动滑轮由3段绳子承担，则绳子拉力通过的距离 s=3h=3×2m=6m 拉绳的速度： =0.6m/s （2）不计绳重和绳与滑轮间的摩擦，动滑轮由3段绳子承担，拉力F是摩擦力和动滑轮重的三分之一，即，则动滑轮的重力 G动=3F-f =3×80N-200N=40N （3）若摩擦力f’=800N，则拉力 =280N 答：（1）拉绳的速度是0.6m/s； （2）动滑轮的重力是40N； （3）若摩擦力增大到800N，则拉力的大小是280N。 16．（1）400W；（2）90%；（3）91.7% 【详解】解：由图可知，使用的滑轮组，承担物重的绳子股数 （1）建筑材料上升的高度 拉力端移动距离 拉力做的总功 拉力做功功率 （2）拉力做的有用功 滑轮组的机械效率为 （3）不计绳重和摩擦，由 得动滑轮的重力 人站在地面上，施加的最大拉力 不计绳重和摩擦，由 得提起的最大建筑材料重力 当提升的建筑材料的重力最大时，滑轮组的机械效率最大 滑轮组的最大机械效率 答：（1）拉力F做功的功率为400W； （2）滑轮组的机械效率为90%； （3）该工人利用此滑轮组提升建筑材料的最大机械效率为91.7%。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$