2025年中考物理专题复习：简单机械计算题、实验题

2025年中考物理专题复习：简单机械计算题、实验题 一、实验题 1．小李利用图甲所示的装置来探究“杠杆的平衡条件”，请你帮助他完成实验。 （1）杠杆静止时的位置如图甲所示，此时杠杆处于 （选填“平衡”或“不平衡”）状态。为了使杠杆静止时处于水平位置，需将杠杆左端的平衡螺母向 （选填“左”或“右”）调节； （2）实验中，将钩码挂在杠杆支点两侧，调节杠杆在水平位置平衡，这样操作的目的是便于测量 。将所测数据记录在下表中，小李想能否将表格中“”单位换成J？根据功的定义，你觉得可以换吗？ （选填“可以”或“不可以”）； 序号 动力 动力臂 阻力 阻力臂 1 2 3 （3）根据实验结果，小李总结出：杠杆哪边重往哪边沉。他所说的“重”实际指的是 比较大； （4）如图乙所示，F始终与杠杆垂直，将杠杆缓慢拉至水平位置的过程中，F的大小将 （选填“变大”、“变小”或“先变大后变小”）。若将重物的悬挂点由A点（为第1次）向右移至B点（为第2次），将重物提升相同的高度，第 （选填“1”或“2”）次杠杆的机械效率更高。 2．小明同学在“研究杠杆平衡条件”实验中： （1）实验时应先调节杠杆在 位置平衡。若出现图甲所示情况，应将杠杆的螺母向 调（填“左”或“右”）； （2）如表是该组某同学在实验中记录杠杆平衡的数据，分析上表中的实验数据可以得出杠杆平衡条件是 ； 实验次数 F1（N） l1（cm） F2（N） l2（cm） 1 2 5 1 10 2 3 10 2 15 3 2 30 3 20 （3）根据以上结论，小明在图乙所示的A位置挂上3个相同钩码，为了使杠杆在水平位置平衡，这时应在B位置挂上 个相同钩码； （4）实验结束后，小明提出了新的探究问题：“若支点不在杠杆的中点时，杠杆的平衡条件是否仍然成立？”于是小组同学利用如图丙所示装置进行探究，发现在杠杆左端的不同位置，用弹簧测力计竖直向上拉使杠杆处于平衡状态时，测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符。其原因是： 。 3．如图所示是“研究杠杆平衡条件”的实验装置。 (1)若杠杆在如图甲所示的位置静止，此时杠杆处于 状态（选填“平衡”或“不平衡”）；此时应将杠杆右端的平衡螺母向 端调节，使杠杆保持水平 （选填“平衡”或“非平衡”）状态，这样做的目的是为了消除杠杆自重的影响便于测量 ； (2)给杠杆两侧挂上不同数量的钩码（如图乙），移动钩码的位置，使杠杆重新在水平位置平衡，改变动力和动力臂大小，相应调节阻力和阻力臂，再做几次实验。实验数据记录如下表： 次数 动力 动力臂 阻力 阻力臂 1 1.0 10 2.0 5 2 1.0 10 0.5 20 3 2.0 15 1.5 20 根据实验数据，可以初步得出杠杆的平衡条件为： ，本实验进行多次实验的目的是 ； (3)如图乙所示，此时杠杆处于水平平衡，若将两边的钩码同时各去掉一个，则杠杆的 端会下沉（选填“左”或“右”）； (4)在杠杆左端A点处挂三个钩码（每个钩码重0.5N），在右端B点处用弹簧测力计竖直向下拉（如图丙），欲使杠杆水平平衡，弹簧测力计的示数应为 N，如果保持B点不动，弹簧测力计的方向向右倾斜，使杠杆仍在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将 （“变大”、“变小”或“不变”）。 4．如图所示是“测量滑轮组机械效率”的实验装置图。 实验次数 钩码的重力G/N 钩码提升高度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 2 4 0.1 1.6 0.3 83 3 6 0.1 ① 0.3 ② (1)第3次拉力示数如图所示，则表格中②处的数据是 （保留整数位数据）； (2)从表中可得结论：用相同滑轮组提升钩码时，滑轮组的机械效率与 有关； (3)结合生产生活实际，当提升重物时，下列选项中可以提高效率的是 ； A．增加物体提升的高度 B．加快提升物体的速度 C．减小动滑轮的重力 D．减小物体的重力 (4)分析数据可得结论：使用同一滑轮组，滑轮组的机械效率与物重的关系比较符合的图是 。 A． B． C． D． 5．小红和小林用如图甲、乙所示两种滑轮组来提升同一重物，在讨论滑轮组机械效率时两人产生了分歧，小红认为：“甲滑轮组的动滑轮个数少，机械效率高”小林却认为：“乙滑轮组更省力，机械效率高”。两人谁也说服不了谁，于是决定进行实验来验证自己的猜想是否正确（所用每个滑轮的重相同，绳重和摩擦忽略不计）。他们在实验中得到的数据如表所示： 物理量/滑轮组 装置甲 装置乙 钩码重G/N 4 4 钩码上升高度h/m 0.1 0.1 绳端拉力F/N 1.6 1.4 绳端移动距离s/m 0.3 0.4 机械效率η 71.4% （1）根据所测数据可得：一个动滑轮的重力为 N，甲滑轮组的机械效率为 ； （2）由计算结果可以确定 （选填“小红”或“小林”）的说法是正确的，这个实验说明影响滑轮组机械效率的因素是 ； （3）随后小红又设计了一个方案，如图丙所示，你认为和图甲装置对比，在提升同一重物时，装置丙的机械效率 （选填“大于”、“等于”或“小于”）装置甲的机械效率；丙装置多使用一个 滑轮，目的是为了 。 6．小明在测量滑轮组机械效率的实验中，所用装置如图所示，实验中每个钩码重2 N，测得的数据如表： 物理量实验次数 钩码总重G/N 钩码上升的高度h/m 测力计示数F/N 测力计移动距离s/m 机械效率η 1 4 0.1 1.8 0.3 2 6 0.1 2.4 0.3 83% 3 4 0.1 1.4 0.5 57% 4 4 0.2 1.4 1.0 57% （1）为了测量绳子自由端的拉力F，A同学认为应该在测力计静止时读数，B同学认为应该在缓慢匀速提升钩码时读数，正确的是 （选填“A”或“B”）； （2）第1次实验测得的机械效率为 （结果保留整数）； （3）分析表中数据可知：第3次实验是用 （选填“a”、“b”或“c”）装置图进行的实验； （4）分析第1、2次实验数据可知：使用同一滑轮组， 可以提高滑轮组的机械效率。 7．小楠同学用如图所示的装置测定斜面的机械效率，实验记录结果如下表： 实验次数 斜面粗糙程度 物体重G/N 斜面高度h/m 拉力F/N 斜面长s/m 机械效率η 1 玻璃面 2 0.1 0.6 0.5 66.7% 2 玻璃面 2 0.15 0.8 0.5 3 玻璃面 2 0.2 1.0 0.5 80.0% 4 棉布面 2 0.2 1.2 0.5 66.7% (1)根据表格中数据，第2次实验的机械效率是 ； (2)分析第1、2、3次实验的数据可以得到的初步结论是： ，机械效率越大； (3)分析第4与第 次实验数据可知，在斜面的倾斜程度相同时，斜面越粗糙，斜面的机械效率越低。 8．在“测量滑轮组的机械效率”实验中：    （1）该实验的原理是： ； （2）在实验操作中应 拉动弹簧测力计； （3）某次实验提升物体前后如甲和乙图所示，则绳子自由端移动的距离为 cm； （4）若物体的重力为5N，弹簧测力计的示数如图丙所示，则滑轮组的机械效率为 ； （5）更换不同滑轮组进行多次测量后，分析实验数据，可以得出结论，滑轮组的机械效率与 有关。（多项选择：①重物的重；②重物上升的高度；③动滑轮的重；④定滑轮的重；⑤绳子与滑轮之间的摩擦；⑥滑轮与轴之间的摩擦） 二、计算题 9．如图所示滑轮组，绳重和摩擦均不计，物体重20N，绳端拉力为8N。在拉力的作用下物体以10cm/s的速度匀速上升20s。求： （1）动滑轮重； （2）拉力做的功； （3）该滑轮组的机械效率。    10．如图甲所示，通过滑轮组用拉力F将边长为20cm的正方体物块从液体中匀速拉出至液面上方一定高度处，从图示位置开始，共用时5s，拉力F随时间t变化的关系图像如图乙所示。动滑轮的重力为4N，不计摩擦及水和空气对物块的阻力，不考虑液面变化，g取10N/kg，求： （1）物块运动的速度。 （2）物块离开液面后拉力所做的功。 （3）物块离开液面后滑轮组的机械效率（百分号前保留一位小数）。 11．如图所示，是某建筑工地上，重为500N的工人利用滑轮组从竖直的深井中提升泥土的情形。某次操作中，工人用150N的拉力F在10s内将总重为360N的泥土匀速提升1m。在此过程中不计摩擦、绳重和装泥土的容器重。求： （1）工人拉力F做功的功率； （2）上述过程中，该装置的机械效率。    12．小明用如图所示的滑轮组来提升重物至楼上，若他所用力为120N，且经过5s将质量为20kg的重物匀速提高了2m，不计绳重和滑轮摩擦，求：（g取10N/kg） (1)物体所受的重力； (2)绳子自由端移动的速度； (3)动滑轮的重力。 13．如图是挖井时从井中提升沙土的杠杆示意图，杠杆AB可以在竖直平面内绕固定点O转动，已知AO∶OB＝3∶2，悬挂在A端的桶与沙土所受的重力为G1＝200N，当人在B端施加竖直向下的拉力FB时，杠杆AB在水平位置平衡，已知人所受到的重力为G2＝700N，不计杆重和绳重，请完成下列问题： （1）求出人在B端施加的竖直向下的拉力FB大小； （2）若此人在B端施加竖直向下的拉力FB时，请计算出此地面对人的支持力F支。 14．如图所示，用电动机和滑轮组把质量为3×103kg、体积为1m3的物块，从水底匀速竖直打捞起来，完全出水后物块在10s内上升的高度为1m，此时电动机对绳子拉力的功率为4kW，求：（ρ水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg） （1）物块完全浸没时受到的浮力； （2）物块下表面距离水面2m时，水对下表面的压强； （3）物块完全出水后，滑轮组的机械效率。    15．往车上装重物时，常常用长木板搭个斜面，把重物沿斜面推上去，如图所示，已知箱子重900N，斜面长3m、高1m，工人用400N沿斜面方向的力将箱子匀速推到车上。在这过程中，求： （1）该过程中工人做的总功； （2）该过程中工人做的额外功； （3）该装置的机械效率。 16．如图甲所示，工人师傅将一块5m长的木板搁在水平地面和车厢之间构成斜面，车厢距离地面高1.5m，工人师傅用时10s把重为1000N的木箱从斜面底端沿斜面拉上车厢，在此过程中，恒定拉力做的功随时间的变化图像如图乙所示，求： （1）拉力做功的功率； （2）拉力的大小； （3）该斜面的机械效率。 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 《2025年中考物理专题复习：简单机械计算题、实验题》参考答案 1． 平衡 左 力臂 不可以 力与力臂的乘积大 变大 2 【详解】（1）[1]如图，杠杆静止，所以杠杆是处于平衡状态。 [2]杠杆的左端上翘，左端的平衡螺母或右端的平衡螺母都向左端移动，才能使杠杆在水平位置平衡。 （2）[3]为了消除杠杆自重对平衡的影响，便于测量力臂，杠杆需要在水平位置平衡。 [4]功等于力与物体在力的方向上通过距离的乘积，功的单位是焦耳（J），杠杆平衡条件中力与力臂垂直，所以力与力臂的乘积，不是功，所以，不能把表格中单位单位换成J。 （3）[5]通过多次实验，总结得出杠杆平衡的条件 所以，对于杠杆“哪边重往哪边沉”这句话的理解，这里的“重”实际指的是指力与力臂的乘积大。 （4）[6]由题意可知，当重物被提升的过程中，根据数学知识可知，动力臂与阻力不变，且阻力臂变大，由杠杆平衡条件可知，拉力变大。 [7]杠杆的机械效率为 杠杆提升物体时，对物体做有用功，克服杠杆重做额外功，并且 设杠杆重心升高的距离为h，所以 不变，不变，不变，物体从A点到B点，物体还升高相同的高度，有用功不变；杠杆上的角度减小，杠杆升高的距离h变小，克服杠杆重力所做的额外功变小；则 变小，所以，也变小；根据 可知，总功变小，有用功不变，所以η变大，即第2次杠杆的机械效率高。 2． 水平 左 F1l1=F2l2（动力×动力臂=阻力×阻力臂） 4 杠杆自身的重力影响了杠杆平衡 【详解】（1）[1][2]实验时首先调节杠杆使其在水平位置平衡的好处是便于测量力臂；由图甲知，左端较高，所以应将平衡螺母向左端调节。 （2）[3]分析实验数据，得出杠杆的平衡条件是 （3）[4]设一格为l，一个钩码重G，则有 得 故应在B处挂4个钩码。 （4）[5]图丙中，杠杆的重心不在支点上，杠杆自身的重力影响了杠杆平衡，导致拉力F的大小比由杠杆平衡条件计算出来的数值偏大。 3．(1) 平衡 右 平衡 力臂 (2) 寻找普遍规律 (3)左 (4) 2 变大 【详解】（1）[1]杠杆静止时处于平衡状态。 [2][3][4]在使用杠杆前，应调节杠杆在水平位置平衡，目的是便于在杠杆上直接读出力臂。图甲中杠杆右端偏高，右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）[1]由表格实验数据可知，每一次实验中，动力和动力臂的乘积与阻力和阻力臂的乘积相等，即 [2]在探究杠杆平衡条件的实验中，进行多次实验是为了多次测量，寻找普遍性规律，避免实验结论具有偶然性。 （3）如图乙所示，此时杠杆处于水平平衡，若将两边的钩码同时各去掉一个，设一个钩码重为G，杠杆一小格为L，左边 右边 所以左边大于右边，左边会下沉。 （4）[1]设杠杆上每一个小格的长度为L，由杠杆平衡条件可知，弹簧测力计的示数 [2]保持B点不动，弹簧测力计的方向向右倾斜，使杠杆仍在水平位置平衡，左侧力和力臂的乘积不变，此时右侧力臂减小，由可知，右侧力会增大，弹簧测力计的示数将变大。 4．(1)91 (2)钩码的重力 (3)C (4)B 【详解】（1）如图所示，弹簧测力计分度值为0.2N，则第3次拉力示数为2.2N，则第3次实验中机械效率为 （2）从表中可得结论：用相同滑轮组提升钩码时，滑轮组的机械效率与钩码的重力有关，钩码的重力越大，滑轮组的机械效率越高。 （3）AB．滑轮组的机械效率为 可见滑轮组的机械效率与物体提升的高度和提升物体的速度无关，故AB不符合题意； C．减小动滑轮的重力，可以在有用功不变的情况下减小额外功，可以提高滑轮组的机械效率，故C符合题意； D．由上一问的结论可知，减小物体的重力，滑轮组的机械效率会降低，故D不符合题意。 故选C。 （4）由实验数据可知，物重越大，滑轮组的机械效率越高，但机械效率只能接近，不能，故滑轮组的机械效率与物重的关系比较符合的图是B，故选B。 5． 0.8 83.3% 小红 动滑轮的个数 等于 定 改变力的方向 【详解】（1）[1][2]甲装置的有用功为 总功为 额外功为 根据知，动滑轮的重力为 装置甲的机械效率为 （2）[3]由表格数据可知，甲乙装置中，甲的拉力较大，动滑轮的个数较少，动滑轮重力小，额外功少，滑轮组的机械效率较高，故小红的说法正确。 [4]这个实验说明了影响滑轮组机械效率的因素与动滑轮的个数有关，尽可能减小动滑轮的个数可以提高滑轮组的机械效率。 （3）[5]由甲装置和丙装置可知，绳子的有效股数相同、动滑轮的个数相同、物体的重力相等，绳子的缠绕方式不同，两装置中，提升相同的物体上升相同的高度时所做的有用功相同，动滑轮的个数和摩擦力的大小相同所做的额外功相等，由可知两者的机械效率相同。 [6][7]由题图可知，丙装置比甲装置多使用一个定滑轮，根据定滑轮的特点可知，目的是为了改变力的方向。 6． B 74% c 增大物重 【详解】（1）[1]为了测量滑轮组提升物体时的机械效率，应该在缓慢匀速提升钩码时读数，此时系统处于平衡状态，测力计的示数等于拉力大小，若在静止时读数，则会导致测力计无法测量出机械之间的摩擦力，从而使得测量值偏小，故B同学的方法正确。 （2）[2]由表格中的数据可知，第1次实验中，钩码总重为4N，钩码上升距离为0.1m，拉力为1.8N，绳子自由端移动的距离为0.3m，所以次实验测得的机械效率为 （3）[3]由表格中的数据可知，在第3次实验中，钩码上升距离为0.1m，绳子自由端移动的距离为0.5m，根据公式s绳=nh物可得，第3次实验中，绳子的承重段数为 由图可知，a装置绳子的承重段数为3，b装置绳子的承重段数为3，c装置绳子的承重段数为5，所以第3次实验是用c装置图进行的实验。 （4）[4]分析第1、2次实验数据可知，使用同一滑轮组，在额外功不变的情况下，增大物重，相当于增大了有用功，故可以提高滑轮组的机械效率。 7．(1)75% (2)斜面的粗糙程度相同时，斜面越陡，斜面的机械效率越大 (3)3 【详解】（1）根据表格中数据，第2次实验的机械效率 （2）根据控制变量法的思想，分析第1、2、3组实验数据可知，斜面的粗糙程度相同时，斜面越陡，机械效率越高。 （3）根据控制变量法的思想，要想探究斜面的机械效率与斜面粗糙程度的关系，需控制斜面的倾斜程度相同，斜面粗糙程度不同，故分析第4与第3次实验数据可知，在斜面的倾斜程度相同时，斜面越粗糙，斜面的机械效率越低。 8． 缓慢、匀速 30.0 83.3% ①③⑤⑥ 【详解】（1）[1]测滑轮组的机械效率需要测量钩码的重力和绳子自由端的拉力，钩码上升的距离和绳子末端移动的距离，根据 得到滑轮组的机械效率，实验原理是 （2）[2]在实验中，为了保持弹簧测力计读数的稳定性，应缓慢、匀速拉动弹簧测力计，使钩码缓慢上升。 （3）[3]某次实验提升物体前后如甲和乙图所示，由图可知，刻度尺的分度值是2mm，则绳子自由端移动的距离为 60.0cm-30.0cm=30.0cm （4）[4]物体的重力为G=5N；由图丙可知滑轮组的动滑轮绕绳子段数n=3，弹簧测力计的示数是2N，滑轮组绳子自由端受到的拉力是2N；滑轮组的机械效率 （5）[5]更换不同滑轮组进行多次测量后，分析实验数据，可以得出滑轮组的机械效率与重物的重、动滑轮的重、绳子与滑轮之间的摩擦；滑轮与轴之间的摩擦有关，与重物上升的高度和定滑轮的重力无关。 9．（1）4N；（2）48J；（3）83.3% 【详解】解：（1）滑轮组有三段绳子承担总重 动滑轮重 （2）物体上升的高度 绳子自由端移动的距离 拉力做的总功 （3）滑轮组有三段绳子承担总重，所以，滑轮组的机械效率 答：（1）动滑轮重4N； （2）拉力做的功为48J； （3）该滑轮组的机械效率为83.3%。 10．（1）0.1m/s；（2）29.2J；（3）97.3% 【详解】解：（1）由乙图图像可知，1~3s拉力不断增大，说明该过程是物块从刚刚开始露出液面到完全露出液面的过程，运动的距离 所用的时间 物块运动的速度 （2）由乙图图像可知，3~5s是物块离开液面后运动的过程，拉力F3=73N，所用的时间 物块离开液面后上升的高度 由题意知承重绳的段数为，，绳子自由端移动的距离 拉力F做的功 （3）因为不计绳重和摩擦时 所以物块的重力 结合机械效率公式可得 答：（1）物块运动的速度为0.1m/s； （2）物块离开液面后拉力所做的功为29.2J； （3）物块离开液面后滑轮组的机械效率为97.3%。 11．（1）45W；（2）80% 【详解】解：（1）由图可知n=3，绳子自由端移动的距离 s=nh=3×3m=3m 拉力做的总功 W总=Fs=150N×3m=450J 拉力做功的功率 （2）滑轮组的机械效率 答：（1）工人拉力F做功的功率为45W； （2）该装置的机械效率为80%。 12．(1)200N (2)0.8m/s (3)40N 【详解】（1）物体所受的重力为 （2）绳子自由端移动的距离为 绳子自由端移动的速度为 （3）根据可得，动滑轮的重力为 13．（1）300N；（2）400N 【详解】解：（1）根据杠杆平衡条件可知 则 （2）人在B端施加竖直向下300N拉力时，人受到绳子的拉力为300N，人受到的地面的支持力为 答：（1）人在B端施加的竖直向下的拉力FB大小为300N； （2）地面对人的支持力为400N。 14．（1）1×104N；（2）2×104Pa；（3）75% 【详解】解：（1）由于物体浸没在水中，物体排开水的体积等于物体的体积为 V排=V=1m3 物体受到的浮力为 F浮=ρ水V排g=1×103kg/m3×1m3×10N/kg=1×104N （2）物块下表面距离水面2m时，水对下表面的压强为 p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×2m=2×104Pa （3）有用功为 W有用=Gh=mgh=3×103kg×10N/kg×1m=3×104N 根据得总功为 W总=Pt=4×103W×10s=4×104J 物块完全出水后，滑轮组的机械效率为 答：（1）物块完全浸没时受到的浮力为1×104N； （2）物块下表面距离水面2m时，水对下表面的压强为2×104Pa； （3）物块完全出水后，滑轮组的机械效率为75%。 15．（1）1200J；（2）300J；（3）75% 【详解】解：（1）由题意可知，工人的推力为F=400N，斜面的长度为s=3m，故由W=Fs可得，该过程工人做的总功为 W总=Fs=400N×3m=1200J （2）由题意可知，箱子的重力为G=900N，斜面的高度为h=1m，故该过程工人做的有用功为 W有=Gh=900N×1m=900J 故可知该过程中工人做的额外功为 W额=W总-W有=1200J-900J=300J （3）该装置的机械效率为 答：（1）该过程中工人做的总功为1200J； （2）该过程中工人做的额外功为300J； （3）该装置的机械效率为75%。 16．（1）；（2）；（3） 【详解】解：（1）由图乙可知，10s内，拉力做的功为，拉力做功的功率为 （2）拉力的大小为 （3）该斜面的机械效率为 答：（1）拉力做功的功率为； （2）拉力的大小为； （3）该斜面的机械效率为。 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 $$