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 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、实验题 1．如图所示是小明“探究杠杆的平衡条件”的装置，每只钩码重为0.5N，钩码个数若干，弹簧测力计量程为0～5N。 （1）图甲中，杠杆静止时处于 （选填“平衡”或“不平衡”）状态，为使杠杆在水平位置平衡，小明应将杠杆右端的平衡螺母向 （选填“左”或“右”）移。 （2）图乙中，小明实验时始终使杠杆在水平位置平衡，当弹簧测力计竖直向下拉时其示数是 N，若将弹簧测力计斜向下拉，则其示数将 （选填“增大”、“减小”或“不变”），若钩码和测力计的位置保持不变，则在A点最多可挂 只钩码。 （3）小明用如图丙装置进行探究，发现总是无法得到教材上所给出的杠杆平衡条件，其原因是 。 2．小周学过有关“机械效率”的知识后提出了一个问题：“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有没有关系？”针对这个问题他做了在斜面上匀速拉动物块的探究实验，并记录实验数据如下： 实验次数 斜面的 倾斜程度 物体重 G/N 物体上升高度 h/m 沿斜面拉力 F/N 物体移动距离 s/m 有用功 W有/J 总功 W总/J 机械效率η 1 较缓 5.0 0.10 1.6 0.50 0.50 0.80 63% 2 较陡 5.0 0.15 2.2 0.50 0.75 1.1 68% 3 最陡 5.0 0.25 3.1 0.50 (1)根据表中数据，可求出第三次实验的有用功为 焦，总功为 焦，机械效率是 ； (2)通过对上述实验数据的分析，你认为斜面省力情况与斜面倾斜程度的关系是：斜面越陡，越 ； (3)通过对上述实验数据的分析，你对斜面机械效率的问题可获得的初步结论是： 。 3．物理实验小组的同学，利用如图所示的装置，在杠杆支点的两边分别挂上钩码来探究杠杆的平衡条件． （1）如图甲所示，为使杠杆在水平位置平衡，应将右端的平衡螺母向 （选填“左”或“右”）移动，将杠杆调在水平位置的目的是为了方便测量 ； （2）实验中测得的数据如表所示，表格中漏填的数据为 N； 测量序号 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm ① 1 20 2 10 ② 2 15 1.5 20 ③ 3 5 15 （3）有的同学按现有方案得出如下结论：“动力支点到动力作用点的距离=阻力支点到阻力作用点的距离”。这个结论与杠杆平衡条件不符，原因是实验过程中( ) A．没有改变力的大小        B．没有改变力的方向 C．没有改变力的作用点      D．实验次数较少，结论具有偶然性 4．测量如图所示滑轮组的机械效率，部分实验数据如下表。 实验次数 钩码重G/N 钩码上升高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效率η 1 2 0.1 1.2 0.3 55.6% 2 4 0.1 1.9 0.3 70.2% 3 4 0.1 1.3 0.5 61.5% （1）实验中应沿竖直方向 拉动弹簧测力计。 （2）分析表中数据可知：第3次实验是用 图所示装置来完成的。 （3）小明在实验中发现：一边拉动弹簧测力计一边读数，由于测力计示数不稳定，非常不方便。为了方便读数，他提出可以让弹簧测力计保持静止时读数，如果让弹簧测力计保持静止时读数，则所测出的滑轮组机械效率比真实值 （选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。 5．如图是小聪利用刻度均匀的匀质杠杆进行探究“杠杆的平衡条件”的实验。 （1）如图甲所示，实验前，杠杆左端下沉，则应将左端的平衡螺母向 （选填“右”或“左”）调节，直到杠杆在水平位置平衡，目的是便于测量力臂的大小； （2）如图乙所示，调节平衡后，在杠杆A点处挂4个钩码，则在B点处应挂 个同样的钩码，杠杆仍然在水平位置平衡； （3）如图丙所示，若不在B点挂钩码，改用弹簧测力计在B点向下拉杠杆，使杠杆仅在水平位置平衡，当测力计从a位置转到b位置时，其示数大小将 （选填“变小”、“不变”或“变大”）。    6．在“探究杠杆的平衡条件”的实验中： （1）挂钩码前，杠杆在如图甲所示的位置静止，此时杠杆 （选填“达到”或“没达到”）平衡状态，接下来应向 （选填“左”或“右”）调节杠杆两端的螺母，使杠杆保持水平静止； （2）杠杆调好后，第一组同学按图乙进行实验，第二组同学按图丙进行实验；同学们讨论后一致认为第二组实验更合理，理由是 ，乙丙两图中F2是相同的，那么F1 （选填“大于“或“小于”）F1'； （3）如图戊所示的M点是动力作用点，为了让杠杆在水平位置平衡，请你在杠杆上画出最小动力F的示意图。 7．探究杠杆的平衡条件实验。 （1）实验前要调节杠杆在水平位置平衡，其主要目的是 ，并消除杠杆自重对实验的影响； （2）将杠杆调节平衡后，如图甲所示，在A点挂3个钩码，则应在B点挂 个钩码，才能使杠杆在水平位置平衡； （3）如图乙所示，若每个钩码重0.5N，小明用弹簧测力计在B点竖直向下拉杠杆，杠杆在水平位置平衡时弹簧测力计的示数是 N；如果将弹簧测力计逐渐向右倾斜，要使杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将逐渐 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 8．在探究杠杆的平衡条件实验中。    （1）实验前，杠杆在图甲所示的位置静止，此时杠杆处于 （选填“平衡”或“非平衡”）状态；应该将平衡螺母向 （选填“左”或“右”）调节； （2）实验中，在杠杆的两侧加挂钩码，并移动钩码的位置，使杠杆始终在水平位置平衡，这样做的目的是便于测量 的大小；进行多次实验并把数据记录在表格中，多次实验的目的是 ；小明根据下表所测数据得出杠杆平衡的条件是： ； 实验次数 动力F1/N 动力臂L1/cm 阻力F2/N 阻力臂L2/cm 1 1.5 10 1 15 2 1 20 2 10 3 0.5 20 1 10 （3）如图乙所示，保持杠杆水平位置平衡，测力计从a位置转到b位置，其示数 （选填“变大”、“变小”或“不变”）；当测力计转到b位置，此时杠杆为 杠杆； （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，杠杆平衡条件是否仍然成立？”于是小明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，使杠杆在水平位置处于平衡时，测出的拉力大小与杠杆平衡条件不相符。其原因是 。 二、计算题 9．如图所示，轻质杠杆可绕O点转动，左端A处挂了一重3N的均匀实心小球，右端B处施加一个F=3N的拉力，此时小球浸没在水中，并且杠杆在水平位置平衡，OA=60cm，OB=40cm。（，g取10N/kg）求： （1）绳子对杠杆A端的拉力； （2）小球的密度。    10．如图所示，工人将一底面积为0.06m2，高为2m，密度为2.0×103kg/m3的圆柱形实心物体从水下匀速提升1m，当物体未露出水面时，求：（g取10N/kg） （1）此时物体受到的浮力； （2）若不计绳与轮间摩擦及滑轮自重，工人对绳的拉力大小； （3）若工人对绳的拉力为400N，使物体匀速上升，此装置的机械效率。 11．野外行车，汽车不慎陷入泥坑，司机用如图所示的滑轮组将汽车拖出．若整个过程中，水平拉力且保持不变，3s内汽车沿水平方向匀速移动了1.5m，滑轮组的机械效率为。求： （1）绳子末端移动的速度；     （2）拉力F做功的功率； （3）此过程中做的有用功；     （4）汽车受到的阻力大小。 12．用如图所示滑轮组提升重物，人用F＝240N的拉力作用在绳的自由端，使重G＝400N的物体在t＝12s内匀速上升了h＝2m，不计绳重和摩擦，求： （1）有用功W有； （2）拉力F的功率P； （3）滑轮组匀速提升重物的机械效率η． 13．如图所示的滑轮组中，动滑轮重10N，小强用60 N的拉力F通过该滑轮组匀速拉起重100 N的物体，物体沿竖直方向上升0.4m。求： (1)此过程中的额外功： (2)该装置的机械效率。 14．如图甲所示，边长为20cm，重为90N的正方体物块静止在水平地面上，现用如图乙所示的滑轮组匀速提起物块，动滑轮重30N。求： (1)若不计绳重和摩擦，滑轮组在4s内将物块提升2m，求：绳端拉力F的功率和滑轮组的机械效率。 (2)若摩擦和绳重所产生的额外功始终占有用功的八分之一，当滑轮组的机械效率为80%时，所吊物体的重。 15．用如图所示的滑轮组将质量为600N的物体匀速向上提升了3m，绳子自由端受到的拉力F为400N。求： （1）滑轮组对物体所做的功； （2）拉力F做的功； （3）滑轮组的机械效率。 16．在某建筑工地上，工人用如图所示的滑轮组将重为的建筑材料从地面运到高的楼上，手竖直向上的拉力是，求这个过程中 （1）工人做的额外功； （2）滑轮组的机械效率。    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年中考物理复习专题：简单机械计算题、实验题》参考答案 1． 平衡 左 2 增大 7 杠杆自身有重力 【详解】（1）[1][2]图甲中实验前没挂钩码时，杠杆处于静止的平衡状态；发现杠杆左端上翘，右端下沉，调节时应将平衡螺母向左移，使杠杆在水平位置平衡。 （2）[3]如图乙所示，在刻度线A处挂两个钩码（每个钩码为0.5N），在刻度线B处用调好的弹簧测力计竖直向下拉杠杆，杠杆在水平位置时，根据杠杆的平衡条件 每个钩码为，每小格为L，则 [4]将弹簧测力计斜向左拉或将弹簧测力计斜向右拉，阻力和阻力臂不变，拉力的力臂变短，根据杠杆平衡条件可知，杠杆在水平位置平衡时，拉力增大。 [5]已知弹簧测力计的最大测量值是5N，若钩码和测力计的位置保持不变，根据杠杆的平衡条件，则在A点最多可挂 故最多可挂钩码的个数 故最多可挂个钩码； （3）[6]利用如图丁所示装置进行探究，杠杆的重心没有通过支点，杠杆的自重对杠杆平衡有影响。 2． 1.25 1.55 81% 费力 斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关，在物重和接触面的粗糙程度一定时，斜面倾斜程度越大，机械效率越高 【详解】(1)[1]第3次实验有用功为 W有=Gh=5.0N×0.25m=1.25J [2]总功为 W总=FS=3.1N×0.50m=1.55J [3]斜面的机械效率为 η=×100%=×100%=81% (2)[4]由表格可知，当倾斜程度增大时，拉力F也变大，所以越陡越费力。 (3)[5]由表格可知，当倾斜程度增大时，机械效率变大，前提是同一个物体，即物重一定，同一个斜面，即斜面粗糙程度一定。 3． 右 力臂 1 B 【详解】（1）[1]杠杆左侧偏低，说明杠杆左侧偏重，应将平衡螺母向右调节，直至杠杆在水平位置平衡。 [2]由于力臂是支点到力的作用线的垂直距离，调节杠杆在水平位置平衡时，可以方便的读出力臂，力臂就是悬挂点到支点的距离。 （2）[3]根据杠杆平衡条件，第三组的阻力为 （3）[4]“动力×支点到动力作用点的距离阻力×支点到阻力作用点的距离”，是在杠杆在水平位置平衡，且动力和阻力的方向都是竖直向下的条件下得出的，也就是实验过程中没有改变动力或阻力的方向，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 4． 匀速直线 丙 偏大 【详解】（1）[1]实验中应沿竖直方向匀速缓慢拉动弹簧测力计，此时系统处于平衡状态，测力计示数等于拉力大小。 （2）[2]根据表格中的数据可知，钩码上升的高度为0.1m，绳端移动的距离为0.5m，根据公式s=nh可得 图甲中，绳子的承重段数n1=3；图乙中，绳子的承重段数n2=3；图丙中，绳子的承重段数n3=5，所以第3次实验是用丙图所示装置来完成的。 （3）[3]在弹簧测力计静止时读出了数据，由于不会克服绳与轮之间的摩擦，会导致测得的拉力偏小，根据公式W=Fs可知，求出的总功变小，而有用功不变，再根据公式可得，测出的机械效率将比真实值偏大。 5． 右 6 变大 【详解】（1）[1]调节杠杆平衡时，杠杆右端偏高，说明杠杆左端偏重，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，此时力臂在杠杆上，便于测量力臂大小，同时消除杠杆自重对杠杆平衡的影响。 （2）[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：可得 解得，需挂6个钩码。 （3）[3]保持B点位置不变，若拉力F向右倾斜时，此时F的力臂变短，左端A点力和力臂的乘积不变，根据杠杆的平衡条件，力变大，则弹簧测力计示数大小将变大。 6． 达到 右 便于测量力臂 大于 【详解】解：（1）[1]杠杆保持静止，此时杠杆处于静止状态，达到平衡； [2]由图甲知，杠杆的右端较高，平衡螺母应向右端移动使杠杆平衡； （2）[3]力臂等于支点到力的作用线的距离，当杠杆在水平位置平衡时，力的方向与杠杆垂直，力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来，因此第二组实验设计的好，此时弹簧测力计的拉力与杠杆垂直，便于测量力臂； [4]由图乙、丙可知，阻力臂不变。由乙到丙，动力臂变大，动力变小，即F1大于F1′； （4）[5]为使拉力最小，动力臂要最长，拉力F的方向应该垂直杠杆向上，即竖直向上，动力臂为最长，如图所示： ； 7． 方便测量力臂 2 1 变大 【详解】（1）[1]实验前，将杠杆调至水平位置平衡，是为了让动力臂和阻力臂在杠杆上，方便测量力臂的长度；实验过程中，杠杆支点在中央位置的目的是消除杠杆自身重力对实验的影响。 （2）[2]设一个钩码的重力G，一格的长度为L，由杠杆的平衡条件 得 3G×2L=nG×3L 解得：n=2，故应在B点挂2个钩码，才能使杠杆在水平位置平衡。 （3）[3]如图乙所示，若每个钩码重0.5N，由杠杆的平衡条件 得 3×0.5N×2L=G＇×3L 解得：G＇=1N。 [4]当拉力向右倾斜时，拉力的力臂变小，要保持杠杆仍在水平位置平衡，根据杠杆平衡的条件可知，因阻力和阻力臂不变，则拉力将变大。 8． 平衡 右 力臂 避免偶然性，使结论具有普遍性 动力×动力臂=阻力×阻力臂 变小 等臂 杠杆重力影响实验效果 【详解】（1）[1][2]甲中杠杆静止，处于平衡状态；左端下沉，说明左边重，应将平衡螺母向右调节，给右端增重，使得杠杆在水平位置平衡。 （2）[3] 使得杠杆在水平位置平衡时，力臂和杠杆重合，便于测量力臂。 [4][5]本实验属于探究类实验，需要多次实验，使结论更具有普遍性；根据表格数据可得杠杆平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂（）。 （3）[6][7] 保持杠杆水平位置平衡，测力计从a位置转到b位置，动力臂增大，阻力和阻力臂不变，根据杠杆平衡条件可知动力变小，即弹簧测力计示数变小；当测力计转到b位置，此时动力臂等于阻力臂，所以为等臂杠杆。 （4）[8]丙图中支点不在杠杆正中间，受杠杆自重影响，会发现在杠杆左端的不同位置，用弹簧测力计竖直向上拉，使杠杆在水平位置处于平衡时，测出的拉力大小与杠杆平衡条件不相符。 9．（1）2N；（2） 【详解】解：（1）根据杠杆的平衡条件可知，FA∙OA=F∙OB，则绳子对杠杆A端的拉力 （2）对小球受力分析可知，小球受到绳子对小球竖直向上的拉力、小球自身竖直向下的重力以及水对小球竖直向上的浮力作用，小球在这三个力的作用下保持静止，根据力的平衡条件可知，小球受到的浮力 F浮=G-FA′=G-FA=3N-2N=1N 小球浸没在水中时，小球的体积等于小球排开水的体积，由F浮=ρ液gV排可知，小球的体积 由G=mg可知，小球的质量 小球的密度 答：（1）绳子对杠杆A端的拉力为2N； （2）小球的密度为。 10．（1）1.2×103N；（2）300N；（3）75% 【详解】解：（1）当物体未露出水面时，物体排开水的体积 V排=V=Sh=0.06m2×2m=0.12m3 则物体受到的浮力 F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.12m3=1.2×103N （2）由，G=mg得物体的重力 G=mg=ρ物gV=2.0×103kg/m3×10N/kg×0.12m3=2.4×103N 物体未露出水面时，物体对滑轮组的拉力 F′=G-F浮=2.4×103N-1.2×103N=1.2×103N 由图示可知绳子的股数为n=4，若不计绳与轮间摩擦及滑轮自重，则拉力 （3）此时有用功是动滑轮对物体的拉力做的功，则机械效率 答：（1）此时物体受到的浮力为1.2×103N； （2）工人对绳的拉力大小300N； （3）若工人对绳的拉力为400N，此装置的机械效率75%。 11．（1）1.5m/s；（2）1.5×103W；（3）；（4）2400N 【详解】解：（1）由图可知，有效绳子段数，汽车移动速度为 则绳子自由端移动的速度为 （2）由得拉力的功率为 （3）总功为 则此过程中做的有用功为 （4）有用功就是汽车克服阻力所做的功，由得汽车受到的阻力大小为 答：（1）绳子末端移动的速度为1.5m/s；     （2）拉力F做功的功率为1.5×103W； （3）此过程中做的有用功为；     （4）汽车受到的阻力大小为2400N。 12．（1）800J（2）80W（3）83.3% 【分析】（1）知道物重、提升的高度，利用W=Gh求拉力做的有用功； （2）由图可知，n=2，绳端移动的距离s=2h，利用W=Fs求拉力F做的总功，再利用求拉力的功率； （3）滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比． 【详解】（1）有用功为：； （2）由图可知n=2，则绳端移动的距离， 拉力F做的总功：； 拉力的功率：； （3）滑轮组的机械效率： ． 13．(1)8J；(2)83.3% 【详解】(1)滑轮组的动滑轮绕2段绳，有用功 W有=Gh=100N×0.4m=40J 总功 W总=Fs=F×2h=60N×2×0.4m=48J 额外功 W额=W总-W有=48J-40J=8J (2)该装置的机械效率 η=≈83.3% 答：(1)此过程中的额外功是8J； (2)该装置的机械效率是83.3%。 14．(1)60W，75%；(2)240N 【详解】解：(1)不计绳重和摩擦，则拉力 绳子自由端移动的距离 做的总功 拉力的功率 有用功 滑轮组的机械效率 (2)机械效率为80%，则 即 根据 有 故 由题知，由于绳重和摩擦产生的额外功 故，由于动滑轮重产生的额外功 设所吊物体重为，提升高度为，则有 解得 答：(1)若不计绳重和摩擦，滑轮组在4s内将物块提升2m，求：绳端拉力F的功率为60W，滑轮组的机械效率为75%。 (2)若摩擦和绳重所产生的额外功始终占有用功的八分之一，当滑轮组的机械效率为80%时，所吊物体的重为240N。 15．（1）1800J；（2）2400J；（3）75% 【详解】解：（1）滑轮组对物体做的功     （2）由图可知，承担物重的绳子的股数为n=2，绳子自由端移动的距离      拉力F做的功    （3）滑轮组机械效率   答：（1）滑轮组对物体所做的功为1800J； （2）拉力F做的功2400J； （3）滑轮组的机械效率为75%。 16．（1）6000J；（2）80% 【详解】解：（1）由图可知，承担物重绳子的股数n=3，当建筑材料从地面运到高20m的楼上时，绳子的自由端上升的距离为 s=nh=3×20m=60m 工人做的额外功为 （2）根据可得，滑轮组的机械效率为 答：（1）工人做的额外功为6000J； （2）滑轮组的机械效率为80%。 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 $$