2025年中考物理一轮复习备考考点突破：简单机械实验、计算题

· 2025年中考物理一轮复习备考考点突破： · 简单机械实验、计算题 一、实验题 1．在“探究杠杆平衡条件的实验”中： （1）如图甲所示，杠杆左端下沉，则应将平衡螺母向 （选填“左”或“右”）调节，直到杠杆在水平位置平衡．实验前调节杠杆在水平位置平衡的目的是 ． （2）如图乙所示，杠杆上的刻度均匀，在A点挂4个钩码，要使杠杆在水平位置平衡，应在B点挂 个相同的钩码；当杠杆平衡后，将A、B两点下方所挂的钩码同时朝元离支点O的方向各移动一小格，则杠杆的 （选填“左”或“右”）端将下沉． （3）如图丙所示，在A点挂一定数量的钩码，用弹簧测力计在C点斜向上拉（与水平方向成30°角杠杆），使杠杆在水平位置平衡时，弹簧测力计的示数如图丙所示，已知每个钩码重0.4N，则在A点应挂 个钩码． （4）小明用如图丁所示的实验装置继续研究“杠杆的机械效率”，实验时，将总重为G的钩码挂在杠杆D处，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，钩码上升的高度为h，弹簧测力计的示数为F，其移动的距离为S，则杠杆的机械效率η= （用题中字母表示）．若将钩码移动到E点，仍将它匀速提升h的高度，则弹簧测力计的示数F′ （选填“＞”、“＜”或“=”）F，杠杆的机械效率η′ （选填“＞”、“＜”或“=”）η． 2．在生活和生产中，简单机械有着十分重要的作用。 实验次数 钩码的重力G/N 钩码提升的高度h/m 拉力F/N 绳端移动的距离s/m 机械效率η 1 2 0.1 0.9 0.3 74.1% 2 4 0.1 a 0.3 83.3% 3 6 0.1 2.2 0.3 b （1）为了探究“杠杆的平衡条件”，小明用图1的装置进行实验。实验前，杠杆左端下沉，应将右端的平衡螺母向 调节（选填“左”或“右”），使杠杆在水平位置平衡便于测量力臂； （2）小明用图2的实验装置探究滑轮组机械效率。实验中用同一滑轮组提升钩码，记录数据如表； ①由图2可知，第2次实验中弹簧测力计示数a和第3次滑轮组的机械效率为b最接近 ； A．1.6    85% B．2     90.9% C．1.6     90.9% D．2     85% ②分析实验数据可得：同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高。若提升同一物体时，减小动滑轮的重力，则滑轮组的机械效率 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。 3．题图甲是我国古代劳动人民在建造宫殿时移动日本的清景，该机械结构示意图如题图乙所示，人们通过横杆、支架等，将巨木的一端抬起，垫上调木。以便将其移动。 （1）题图甲中在巨木下垫上圆木是为了 摩擦力。以便将其移动：支架下方垫有面积较大的石块，是为了 压强（两空均选填“增大”或“减小”），防止支架陷入地面； （2）为更易撬动巨木。架在支架上的横杆属于 （选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆，人们对杠杆施加动力时应 （选填“靠近”或“远离”）杠杆支点； （3）在题图乙中人们在A点拉动横杆时沿 （选填“F1”“F2”或“F3”）方向最省力。若巨木重17000N，缓慢抬起其右端，绳子至少需要提供 N的拉力。（横杆和绳子的自身重力忽略不计） 4．某实验小组在“测滑轮组机械效率”的实验中得到的数据如下表所示，第1、2、3次实验装置分别如图中的甲、乙、丙所示。 次数 钩码 重 G/N 钩码上升高度h/m 有用 功 W有/J 测力 计 拉力 F/N 测力计移动距离 s/m 总功W总/J 机械效率η 1 2 0.1 0.2 0.9 0.3 0.27 74.1% 2 4 0.1 0.4 1.6 0.3 0.48 83.3% 3 4 0.1 1.1 0.5 （1）第3次实验中机械效率是 ； （2）比较第1次实验和第2次实验，可得结论： ； （3）比较第2次实验和第3次实验，可见提高机械效率的方法除了增大有用功外，还有减小额外功。 5．在“探究杠杆平衡条件”的实验中： （1）将杠杆的中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆左端下沉，这时应将左端的平衡螺母向 （填“左”或“右”）端调节，使杠杆保持 ，达到平衡状态； （2）杠杆平衡后，小英同学在图甲所示的A位置挂上两个钩码，可在B位置挂上 个钩码，使杠杆在水平位置平衡； （3）取下B位置的钩码，改用弹簧测力计拉杠杆的B点，当弹簧测力计由竖直向下逐渐转至斜向下拉的过程中（如图乙），杠杆始终在水平位置平衡，测力计的示数 （填“变大”“变小”或“不变”）。 6．如图所示，用滑轮组将重物匀速提升5m，所用的拉力F为250N，滑轮组的机械效率为80﹪，若不计绳重和摩擦，则物体重力为 N，动滑轮重 N，若被提升的物重变为350N时，滑轮组的机械效率为 . 7．某实验小组在做“测量滑轮组机械效率”的实验中得到的数据如表所示，第1、2、3次实验装置分别如图甲、乙、丙所示。 次数 钩码重G/N 高度h/m 测力计拉力F/N 测力计移动距离s/m 机械效率η 1 2 0.1 0.9 0.3 74.1% 2 4 0.1 1.6 0.3 ？% 3 4 0.1 1.1 0.5 72.7% (1)表格中第2次测得的机械效率 %； (2)在实验操作中应竖直向上 拉动弹簧测力计。小组同学发现，若实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数将不稳定，应该静止读数，你认为该想法 （选填“正确”或“不正确”）； (3)比较第1次实验和第2次实验，可得结论：使用同样的滑轮组，通过增加 可提高滑轮组的机械效率； (4)由第2、3次实验可得结论：使用不同的滑轮组，提升相同的重物时，动滑轮的个数越多（动滑轮总质量越大），滑轮组的机械效率越 （选填“高”或“低”）。 8．浩文和虞勇同学用图甲所示的滑轮组进行了“测滑轮组机械效率”的实验，实验数据记录下表后，通过分析与处理数据，探究得出了以下结论。 实验序号 物重G/N 物体上升的高度h/cm 测力计的示数F/N 测力计移动的距离s/cm 机械效率η 1 2 5 0.9 15 74.1% 2 2 10 0.9 30 74.1% 3 4 10 1.7 30 78.4% 4 6 10 2.5 30 (1)滑轮组的机械效率与物体上升的高度 ，与所提物体的重力大小 （均选填“有关”或“无关”），提升的物体越重，机械效率越 ； (2)只要滑轮组结构一定，绕动滑轮知道n股细绳，测滑轮组机械效率的实验器材就可以不需要 （填一种测量工具名称），且机械效率的表达式通式为η＝ （用本题中有关字母表示），并算出第4次实验的机械效率为 ； (3)他们换用图乙所示装置再进行实验探究，又发现：把同一重物提升相同高度，比用甲装置要做更 （选填“多”或“少”）的额外功，所以机械效率会更 （选填“高”或“低”）。 二、计算题 9．如图所示，物体A的质量，在拉力F的作用下，物体A以的速度在水平面上做匀速直线运动，弹簧测力计的示数为，该装置的机械效率为80%，求： (1)物体A与水平面间摩擦力f的大小； (2)拉力的功率。 10．分别利用甲乙两个滑轮装置把同一个物体匀速向前拉动5m,用时10s.已知物体重100N,图甲中绳子端共做功125J,两个装置图中物体运动时受到的阻力大小相同．求： （1）求出图乙中绳子端移动的距离 （2）求出图甲中绳子端在这个过程做功的功率及拉力 （3）已知图甲的装置机械效率为80%，求出物体运动时受到的阻力 （4）已知图乙中绳子端拉力为10N,求出这个过程中乙装置的机械效率 11．如图所示滑轮组（绳重及摩擦阻力不计）把重600N的物体匀速提高2m的过程中拉力F1做功为1440J。若用此滑轮组匀速提高重1200N的物体。求： （1）动滑轮的重力为多少牛顿？ （2）用这滑轮组匀速提升1200N重物时机械效率是多少？（小数点后精确到千分位） 12．在小型建筑工地，常用简易的起重设备竖直吊运建筑材料，其工作原理相当于利用如图所示的滑轮组。某次将总重G为4000N的砖块匀速地吊运到高为10m的楼面上，用时40s，卷扬机提供的拉力F为2500N。绳重及摩擦忽略不计，求在此过程中： （1）拉力F做的功和功率； （2）滑轮组的机械效率； （3）当提升的砖块重力为5000N时拉力F'。    13．明明同学使用如图所示装置滑轮组，用350N拉力把重600N物体1min内匀速提升0.6m，不计绳重与摩擦，求： （1）绳子自由端运动速度； （2）动滑轮重； （3）若仍使用该滑轮组匀速提升重800N物体时，作用在绳子自由端的拉力（绳子没有断）。 14．如图，某同学用40N的拉力，在6s内将重90N的物体匀速提升2m，不计绳重和摩擦。在此过程中，求： (1)拉力F做的有用功是多少？ (2)该滑轮组的机械效率是多少？ (3)若绳子所能承受的最大拉力是45N，请计算说明，使用该滑轮组能否提起重120N的物体？ 15．如图，重为的卡车，经过一段水平路面，再以的功率沿与水平地面成30°角的斜坡匀速向上爬行，已知斜坡长100m，斜坡的机械效率为80%。求卡车： （1）运动过程中，克服重力做的功； （2）爬坡时的牵引力； （3）爬坡时的受到的摩擦力。 试卷第8页，共9页 试卷第9页，共9页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 1． 右 便于测量力臂的大小 6 右 2 ＞ ＞ 【详解】（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，力臂在杠杆上，便于测量力臂大小； （2）设杠杆每个格的长度为L，每个钩码的重力为G，根据杠杆的平衡条件：，即，解得，需挂6个钩码；根据杠杆的平衡条件：，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，右侧 ，因为，所以杠杆右端会下沉； （3）当弹簧测力计在C点斜向上拉（与水平方向成30°）杠杆，此时动力臂等于；弹簧测力计的示数为1.2N，根据杠杆的平衡条件得，每个钩码重0.4N，故应在A点挂2个钩码． （4）杠杆的机械效率：根据图示可以知道,将钩码移动到B点时,阻力和动力臂都不变,阻力臂增大,由F1L1=F2L2可以知道,动力将增大,即F′>F; 将钩码移至B点,提升相同高度,有用功相同,弹簧测力计竖直移动的距离不同,B点时杠杆上上升的高度小些,做的额外功小些,总功变小,所以机械效率变大,即η′＞η 2． 右 C 变大 【详解】（1）[1]根据图1可知，杠杆左端下沉，右端上翘，说明左端重，右端轻，因此平衡螺母应该向右调节。 （2）①[2]根据图2可知，测力计的分度值为0.2N，则第2次实验时测力计的示数为1.6N；第3次实验中，滑轮组的机械效率为 故选C。 ②[3]使用滑轮组提升重物时，克服动滑轮的重力所做的功是额外功。提升同一物体时，有用功相等，动滑轮的重力越小，额外功越小，滑轮组的机械效率越大。 3． 减小 减小 省力 远离 F2 1×104 【详解】（1）[1]图甲中在巨木下垫上圆木，变滑动为滚动，是为了减小摩擦力。 [2]支架下方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压强。 （2）[3]架在支架上的横杆，在使用时动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。 [4]由杠杆平衡条件可知，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小，所以为了更易翘起木料，人们对杠杆施加动力时应远离杠杆支点，以增大动力臂。 （3）[5]由杠杆平衡条件可知，当阻力×阻力臂不变时，动力×动力臂也不变。如图乙，当动力沿F2方向时，其力臂最长，则力最小，所以沿F2方向更省力。 [6]由杠杆平衡条件可得 所以绳子对巨木的拉力为 4． 72.7% 见解析 【详解】（1）[1]由表格数据知，第3次实验中机械效率 （2）[2]由图示知，1、2两次实验所用的滑轮组相同，提升钩码的重不同，第2次提升钩码比第1次的重，机械效率比第1次的高，所以可得：同一滑轮组，提升物重越重，机械效率越高。 5． 右 水平静止 3 变大 【详解】（1）[1][2]杠杆的左端下沉，说明这一侧力与力臂的乘积大，应将平衡螺母向右调节，使杠杆保持水平静止，达到平衡状态。 （2）[3]设每个钩码重为G，根据杠杆的平衡条件可得 2G×15cm=nG×10cm 解得 n=3 即应在杠杆右边B处挂同样的钩码3个。 （3）[4]如图乙所示，保持A点不变，若B点拉力F由竖直向下逐渐转至斜向下拉，即向右倾斜时，此时F的力臂变短，根据杠杆的平衡条件，拉力变大，则测力计示数变大。 6． 600 150 70% 【详解】（1）根据滑轮组的机械效率计算公式 ； 拉力F=250N，则物体的重力为：600N； （2）因为有3段绳子承担， ，得出动滑轮的重力为：G动=150N； （3）当重物G物’=350N时，滑轮组的机械效率为： ． 考查了滑轮组中力的分析，滑轮组的机械效率计算． 7．(1)83.3 (2) 匀速 不正确 (3)被提升重物的重力 (4)低 【详解】（1）表格中第2次测得的机械效率为 （2）[1]为了确保拉力不变，弹簧测力计示数稳定，在实验操作中应竖直向上匀速拉动弹簧测力计。 [2]滑轮组运动和静止时摩擦力不同，弹簧测力计示数不同，且滑轮组静止时不做功，因而不能测滑轮组的机械效率，故静止读数的操作是不正确的。 （3）比较第1次实验和第2次实验的实验数据可知，钩码重力增加，机械效率增大，故可得结论：使用同样的滑轮组，增大被提升重物的重力，可以提高滑轮组的机械效率。 （4）由图与第2、3次实验可得结论：使用不同的滑轮组，提升相同的重物时，动滑轮的个数越多（质量越大），所做的额外功越多，有用功不变，滑轮组的机械效率越低。 8． 无关 有关 大 刻度尺 80% 多 低 【详解】(1)[1][2]由1、2数据可知，同一滑轮组，提升物体的重力不变，滑轮组的机械效率与物体被提升的高度无关。 [3]由2、3数据可知，同一滑轮组的机械效率与物体的重力有关，并且物重越大，滑轮组的机械效率越大。 (2)[4][5]由可知，已知提升物体绳子的股数时，只需要测量G和F，因此测量工具只需要弹簧测力计，不需要刻度尺。故机械效率的表达式通式为。 [6]第4次实验的机械效率为 (3)[7][8]乙图动滑轮的个数增多，所以所做额外功更多，有用功不变，总功变大，因此机械效率会更低。 9．(1)5N；(2)3.75W 【分析】(1)物体A匀速运动，受到的合力为零，故A物体所受拉力和摩擦力相等。 (2)根据图示可知，n=2，由于拉力F作用在动滑轮的轴上，所以费力但省一半的距离，则在力F移动的距离，根据求出拉力F的大小，再根据P=Fv求出拉力的功率。 【详解】(1)因物体A做匀速直线运动，处于平衡状态，则弹簧测力计对物体A的拉力等于水平面对物体A的摩擦力f，即物体A与水平面间摩擦力为 f=F示=5N (2)根据图示可知，n=2，由于拉力F作用在动滑轮的轴上，所以费力但省一半的距离，则拉力F移动的距离 该装置的机械效率为 即 解得 F=12.5N 则拉力的功率 答：(1)物体A与水平面间摩擦力f的大小为5N； (2)拉力的功率为3.75W。 10．（1）15m   （2）12.5W   25N    （3) 20N   (4)66.7% 【详解】(1) 由图乙知道，滑轮组绳子的有效段数是n=3，所以，当物体匀速向前拉动5m时，绳子端移动的距离是： (2)根据题意知道，物体匀速向前运动10s，图甲中绳子端共做功125J，由知道，图甲中绳子端在这个过程做功的功率是： ， 由图甲知道使用的是定滑轮，所以，当物体匀速向前拉动5m时，绳子端移动的距离也是5m， 由W=Fs知道 ，拉力大小是： (3) 由于图甲的装置机械效率为80%，根据知道，克服阻力做的有用功是： 代入数据解得： ； (4)根据题意知道，图乙中绳子端拉力所做的总功是： ， 克服阻力做的有用功是： 由知道，乙装置的机械效率是： . 答：(1) 图乙中绳子端移动的距离是15m； (2) 图甲中绳子端在这个过程做功的功率是12.5W，拉力是25N； (3) 图甲的装置机械效率为80%，物体运动时受到的阻力是20N； (4) 图乙中绳子端拉力为10N，这个过程中乙装置的机械效率是66.7% 11．（1）120N；（2）90.9% 【详解】解：（1）由图可知，动滑轮上的绳子股数为 绳子自由端移动的距离为 F1做功为1440J，根据公式 可知，拉力F1为 不计绳重和摩擦，则 动滑轮的重力为 （2）不计绳重和摩擦时，滑轮组的机械效率为 匀速提升1200N重物时机械效率为 答：（1）动滑轮的重力为120N （2）用这滑轮组匀速提升1200N重物时机械效率是90.9%。 12．（1）5×104 J、1250W；（2）80%；（3）3000N 【详解】解：（1）由滑轮组的结构可以看出，承担物重的绳子股数，拉移动的距离 拉力F所做的总功 拉力F做功的功率 （2）拉力F所做的有用功 滑轮组的机械效率 （3）绳重及摩擦忽略不计，根据可知，动滑轮的重力为 当提升的砖块重力为5000N时，根据可知，拉力为 答：（1）拉力F做的功和功率分别是、1250W； （2）滑轮组的机械效率是； （3）当提升的砖块重力为5000N时拉力为3000N。 13．（1）0.02m/s；（2）100N；（3）450N 【详解】解：（1）绳端移动距离 s=nh=2×0.6m=1.2m 由速度公式可得，绳端移动速度为 （2）由 得 G动=nF-G物=2×350N-600N=100N （3）绳端拉力 答：（1）绳子自由端运动速度0.04m/s； （2）动滑轮重100N； （3）若仍使用该滑轮组匀速提升重800N物体时，作用在绳子自由端的拉力450N。 14．(1)180J；(2)75%；(3)不能 【详解】解：(1)拉力F做的有用功为 W有用=Gh=90N×2m=180J (2)由图知绳股数为 n=3 绳子末端移动的距离为 s=3h=3×2m=6m 拉力做功 W总=Fs=40N×6m=240J 滑轮组的机械效率 (3)由题意可知 故 解得 G轮=30N 如果绳子所能承受的最大拉力F最大=45N，由得该滑轮组能提升的最大物重为 G最大=3F最大-G轮=3×45N-30N=105N＜120N 故不能提起120N的重物。 答：(1)拉力F做的有用功是180J； (2)该滑轮组的机械效率是75%； (3)若绳子所能承受的最大拉力是45N，使用该滑轮组不能提起重120N的物体。 15．（1）；（2）；（3）4000N 【详解】解：（1）斜面倾角为30°，斜面高度为 克服重力做的功为 （2）爬坡时汽车做的总功 又由得，汽车的牵引力 （3）由得，上坡过程中，汽车所做额外功 由得，摩擦力 答：（1）克服重力做的功为； （2）爬坡时的牵引力为； （3）汽车受到的摩擦力为4000N。 答案第8页，共8页 答案第9页，共9页 学科网（北京）股份有限公司 $$