2025年中考物理专题提升：机械和功

2025年中考物理专题提升：机械和功 一、单选题 1．利用如图所示的滑轮组匀速提起一个重为30N的物体，不计摩擦及滑轮自重，图中绳子拉力大小不正确的是（　　） A．   B．   C．   D．   2．如图，用动滑轮和杠杆，把同一个钩码分别提升相同的高度，以下判断一定正确的是（   ） A．两个测力计的示数相同 B．两套机械做的有用功相等 C．测力计的拉力做的总功相等 D．两套机械的机械效率相等 3．学校足球队的王凯同学用80N的力踢一个重为5N的足球，球离脚后在水平草地上向前滚动了20m．在球滚动的过程中，运动员对足球做的功为（　　） A．1600J B．0J C．400J D．100J 4．如图所示，质量分布均匀的直杆AB置于水平地面上，现在A端施加拉力F，缓慢抬起直杆直至竖直。B端始终和地面之间保持相对静止，F的方向始终和直杆垂直，该过程中拉力F的大小将（　　） A．保持不变 B．先减小后增大 C．逐渐减小 D．先增大后减小 5．如图所示，分别用四个装置提起同一物体静止不动，其中，忽略装置自身的重力和摩擦，所用拉力分别为、、、，那么这四个装置中最省力的是（   ）              A．甲 B．乙 C．丙 D．丁 6．如图，用同一滑轮组在相同时间内分别使物体A、B以相同速度匀速上升，发现提升A比提升B时滑轮组的机械效率更大。若不计绳重和摩擦，以下四个判断中，正确的是（　　） A．物体A与物体B的重力更小 B．提升A比提升B时的有用功更小 C．提升A比提升B时的额外功更小 D．提升A比提升B时，人做功的功率更大 7．小明同学利用圆珠笔杆、钢丝、细绳制成了如图所示的滑轮组用其匀速提升重物下列说法正确的是（　　） A．拉细绳的力F等于钩码重力G的 B．拉细绳的力F等于钩码重力G的 C．细绳的粗细对该滑轮组的机械效率无影响 D．用该滑轮组提起不同的钩码，机械效率不同 二、填空题 8．如图所示的轻质杠杆水平平衡，其中物体A重为30牛，O为支点，则图（a）中力F1的大小为 牛，图（b）中力F2的大小为 牛。 9．如图两名举重运动员，甲比乙高，如果他们用相等的时间举起相同质量的杠铃，则( ) A．甲运动员做功较多，功率较小 B．甲运动员做功较多，功率较大 C． 甲运动员做功较多，他们的功率相等 D．甲、乙运动员做功相等，功率也相等 理由 。 10．测量滑轮组机械效率的装置如图，用5N拉力将重为8N的物体匀速提升0.5m，用时4s，拉力做的总功W总= J，有用功W有用= J，滑轮组的机械效率η= ，拉力的功率P= W。 11．在实验过程中，我们经常用到镊子，如图所示，当用镊子夹取物体时，镊子相当于 （选填“省力”或“费力”）杠杆；若手压的位置越靠近C点，则夹起物体时所需要的力越 。 12．如图所示，工人用300N的力将重为500N的物体沿斜面从底部推到高为1.5m的车厢上，斜面长为3m，斜面的机械效率是 。工人使用斜面的目的是为了 。 三、实验题 13．【探究名称】探究杠杆的平衡条件 【问题】小明在学习了杠杆的相关知识后，想进一步探究杠杆在什么条件下能平衡。 【证据】 小明利用铁架台、杠杆、钩码和弹簧测力计等器材探究杠杆的平衡条件，实验使用的钩码质量均为50g，杠杆上每格长度均相等。 (1)当杠杆静止时如图甲所示，此时杠杆处于 （选填“平衡”或“非平衡”）状态。实验时需要调节杠杆在水平位置平衡，则应当将杠杆的平衡螺母向 （选填“右”或“左”）调节，这样做的好处是 ； 次数 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm 1 0.5 20.0 1.0 10.0 2 1.0 15.0 1.5 10.0 3 1.5 10.0 0.5 30.0 … (2)如图乙所示，在杠杆两侧挂上钩码，设右侧钩码对杠杆施的力为动力F1，左侧钩码对杠杆施的力为阻力F2，测出杠杆平衡时的动力臂l1和阻力臂l2；多次换用不同数量的钩码，并改变钩码在杠杆上的位置，使杠杆在水平位置平衡 【解释】 分析表中的数据，得到杠杆的平衡条件是 （写表达式）； (3)如图乙所示，将A、B位置的钩码都向O点靠近1格，杠杆将会 （选填“仍然平衡”“左端下沉”或“右端下沉”）； (4)如图丙所示，把弹簧测力计挂钩固定在C点，要使杠杆水平平衡，弹簧测力计b位置要比a位置拉时的示数要 （选填“大”或“小”），原因是 。 四、简答题 14．图中，滑轮1是定滑轮，滑轮2、3、4是动滑轮，四个滑轮的质量都等于m，物体A、B的质量分别为mA>0，mB>0，试证明整个系统静止平衡的条件是。 15．自行车是一种人们常用的、简便无污染的交通工具。仔细观察自行车的构造（如图），想想你的使用过程，结合所学有关知识，请提出一个与物理知识有关的问题，并针对提出的问题作出简要的回答。 16．现代生活中我们常常使用行李箱装东西，如图所示是一个行李箱，行李箱的下部装有滚轮，拉行李箱的时候要拉出拉杆，请运用物理知识解释： （1）行李箱的下部装有滚轮的目的； （2）拉行李箱的时候要拉出拉杆的作用。    五、计算题 17．自从五菱宏光MINIEV在成都车展正式上市后，凭借其良好的用户门碑和自身小巧灵活又不失经济便利的特性，成为中国市场最受人民欢迎的纯电车型。这辆电动车的部分参数如下表所示。周末小梦妈妈驾驶这辆车带她去郊外游玩，小梦和妈妈以及携带物品的总质量为135kg，在一段平直公路上，匀速直线行驶了9km，行驶过程中受到的阻力为总重力的0.05倍（g取10N/kg）。求： 空车质量（kg） 665 轮胎与地面的总接触面积（m2） 0.1 最大功率（kW） 20 最高车速（km/h） 100 （1）在某路口等红灯时，汽车对水平路面的压强； （2）这段公路上汽车牵引力所做的功。 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 题号 1 2 3 4 5 6 7 答案 C B B C A D D 1．C 【详解】AB．由图可知，A、B为定滑轮，定滑轮实质是等臂杠杆，不省力也不费力，但可以改变作用力方向；当不计摩擦及滑轮自重时，自由端的拉力等于物体的重力，故AB正确，不符合题意； C．由图可知，C为动滑轮，动滑轮可以省力，但不能改变力的方向；当不计摩擦及滑轮自重的情况下，沿竖直方向拉动物体时，拉力等于物体重力的二分之一，由图可知，拉力沿斜向上拉动物体，此时拉力应大于物体重力的二分之一，即，故C错误，符合题意； D．由图可知，，不计摩擦及滑轮自重，则有 故D正确，不符合题意。 故选C。 2．B 【详解】用动滑轮和杠杆来提升同一钩码，不知道动滑轮重，也不知道杠杆的自重，也不知道动力臂和阻力臂的长度……，只知道把同一个钩码分别提升相同的高度，根据可知，两套机械做的有用功一定相等；故B符合题意，A、C、D不符合题意。 故选B。 3．B 【详解】球离脚后，在水平草地上向前滚动的过程中，球由于惯性而运动，球脱离了脚，脚没有给球施加力，运动员对球不做功，即做功为0J，故B正确，ACD错误． 故选B． 点睛：做功的两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是在力的方向上移动的距离，二者缺一不可，据此分析判断． 4．C 【详解】缓慢抬起直杆直至竖直的过程中，阻力不变，动力臂不变，阻力臂不断减小，根据杠杆平衡条件“动力×动力臂=阻力×阻力臂”得，动力逐渐减小。故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 5．A 【详解】A．该图使用的是动滑轮，则拉力； B．该图是动滑轮，但拉力作用在轴上，费一倍的力，则拉力F2=2G； C．因为OA=2AB，所以拉力的力臂 由杠杆的平衡条件可得 所以 D．因为OA=2AB，所以阻力的力臂 由杠杆的平衡条件可得 所以 综上所述：最省力的是甲。 故选A。 6．D 【详解】A．若不计绳重和摩擦的影响，滑轮组的机械效率 因同一滑轮组中动滑轮的重力相等，物体的重力G越大时，滑轮组的机械效率越大， 所以，由提升A的过程滑轮组的机械效率较大可知，物体A的重力较大，故A错误； D．又因拉力的功率 所以，用相同的速度分别匀速提升物体A和物体B时，提升A的过程中拉力的功率较大，故D正确； B．因在相同时间内分别使物体A、B以相同速度匀速上升，所以，由可知，物体A和物体B的高度相等， 由W有=Gh可知，提升A比提升B时的有用功更大，故B错误； C．由不计绳重和摩擦时W额=G动h可知，提升物体A和物体B时的额外功相等，故C错误。 故选D。 7．D 【详解】AB．由图可知，上端圆珠笔干相当于定滑轮，下端圆珠笔干相当于动滑轮，动滑轮上的绳子根数n=6。若忽略笔杆重力和摩擦，根据滑轮组特点可知，拉细绳的力F等于钩码重力G的六分之一。但笔杆重力和摩擦是存在的，故拉细绳的力F应大于钩码重力G的六分之一。故AB错误； C．细绳越粗，则细绳重力越大，在提起钩码时，也要把细绳也提起，对细绳做的功属于额外功。所以，在提升钩码重力不变时，细绳越粗，该滑轮组机械效率越低。故C错误； D．用该滑轮组提起不同的钩码，额外功不变，有用功改变，机械效率不同。故D正确。 故选D。 8． 10 120 【详解】[1]由杠杆的平衡条件知道，图（a）中 解得F1=10N。 [2]在图（b）中，由杠杆的平衡条件知道 解得F2=120N。 9． B 见解析 【详解】[1][2]由功的公式W=Fs知，甲乙运动员举起相同质量的杠铃，甲举得高度高，故甲做的功多，由于甲乙举起杠铃用的时间相同，由公式P=知，甲的功率大，故选B。 10． 5 4 80% 1.25 【详解】[1]拉住动滑轮的绳有两股，当物体匀速提升0.5m时，自由端移动1m。总功等于拉力所做的功 W总=Fs=5N×1m=5J [2]有用功等于克服重力所做的功 W有=Gh=8N×0.5m=4J [3]机械效率等于有用功除以总功 [4]拉力的功率为 11． 费力 小 【详解】[1]如图，在使用镊子时，绕A点转动，所以A是支点，AC的长度为阻力臂，AB的长度为动力臂，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆。 [2]动力垂直作用在B点，阻力垂直作用在C点，A为支点，由杠杆平衡条件可知，在阻力和阻力臂一定时，动力臂越大，动力越小。所以，手压的地方靠近C点，夹起物体用力越小。 12． 83.3% 省力 【详解】[1][2]斜面的机械效率 η＝＝83.3% 使用斜面可以省力。 13．(1) 平衡 右 方便测量力臂 (2)F1l1＝F2l2 (3)左端下沉 (4) 大 阻力与阻力臂的乘积不变，而动力臂在从a到b的过程逐渐减小 【详解】（1） [1][2]如图甲所示，当杠杆静止时，因为此时杠杆静止，但是实验时为了方便测量力臂需要调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡，由图可知右端高，需将平衡螺母向右调节，直至杠杆在水平位置平衡。 （2） 由表格中数据知， 第一组数据 0.5N×20.7cm＝1.0N×10.4cm 第二组数据 1.0N×15.5cm＝1.5N×10.7cm 第三组数据 1.5N×10.3cm＝0.5N×30.3cm 可得杠杆的平衡条件是：动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂，即F1l1＝F2l2。 （3） 设钩码的重力为G，每一格的长度为L，则左侧为 2G×5L＝4GL 右侧为 3G×5L＝3GL 左侧大于右侧，所以左端下沉。 （4） [1][2]根据杠杆的平衡条件分析，将测力计绕C点从a位置转动到b位置过程中，其阻力臂不变，而动力臂在从a到b的过程逐渐减小，即弹簧测力计b位置要比a位置拉时的示数要大。 14．见解析 【详解】设绳a上的拉力为Fa，绳c上的拉力为Fc。对滑轮2有 对滑轮3有 则 对滑轮4有 即 由于 则 因此 15．见解析 【详解】问题1：轮胎上刻有花纹？ 回答：可以增大轮胎与地面的摩擦；问题2：车座上有海绵？回答：可减小人体对车座的压强（答案不唯一，合理即可）。 16．见详解 【详解】（1）行李箱的下部装有滚轮的目的是用滚动代替滑动，减小摩擦力，从而省力。 （2）拉行李箱的时候要拉出拉杆，目的是为了省力，此时相当于一个杠杆，支点为轮子，拉出的杆越长，动力臂越长，而阻力与阻力臂不变，故由杠杆原理可知，动力越小，即越省力。 17．（1）8×104Pa；（2）3.6×106J 【详解】解：（1）汽车载人时总重力 G=mg=(665kg+135kg)×10N/kg=8000N 汽车静止时对水平路面的压力 F=G=8000N 汽车对水平路面的压强 （2）由题意知，行驶中受到的阻力 f=0.05G=0.05×8000N=400N 汽车做匀速直线运动，受力平衡，所以牵引力 F牵=f=400N 牵引力所做的功 W=F牵s=400N×9000m=3.6×106J 答：（1）在某路口等红灯时，汽车对水平路面的压强为8×104Pa； （2）这段公路上汽车牵引力所做的功为3.6×106J。 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 $$