2025年中考物理专题复习：机械与功实验题、计算题

2025年中考物理专题复习：机械与功实验题、计算题 一、实验题 1．在“探究杠杆平衡的条件”的实验中：实验前，杠杆静止在如图所示位置，此时杠杆处于 状态（选填“平衡”或“不平衡”），为了使杠杆在水平位置平衡，应向 调节平衡螺母（选填“左”或“右”）。这样做是为了 。 2．在“探究杠杆平衡条件”的实验中： (1)杠杆静止在如图甲所示位置，为了使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向 （选填“左”或“右”）调节。 (2)小明所在实验小组完成一次操作后，实验现象如图乙所示，使杠杆在水平位置平衡的目的是 。他们记录的数据为动力，动力臂，阻力，阻力臂。小明测出了这组数据后就得出了“动力×动力臂=阻力×阻力臂”的结论，小华认为他的做法不合理，理由是 。 (3)将右边的钩码换成弹簧测力计，使杠杆从水平位置慢慢转过一定角度，弹簧测力计拉力方向始终垂直于杠杆，如图丙所示，则此过程中拉力的大小 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。 (4)小明回家找来一根长为L，重为G的均匀木棒，又做了如图丁所示的实验，将木棒的伸出桌子边缘，用竖直向下的力压木棒的一端，当 时，木棒左端刚好会翘起。 3．在用蜡烛、铁丝、杯子、碟子等器材进行“制作蜡烛跷跷板”活动中，小明发现当一端烛油滴下时，此端就上升。两端交替上下，形成一个蜡烛“跷跷板”，如图甲所示。 【问题】 是什么因素影响了蜡烛杠杆的平衡？为什么蜡烛两端会交替上下？为寻求答案，小明取了杠杆、钩码（每个钩码重0.5N）、细绳、刻度尺、弹簧测力计等器材先进行了如图乙所示的实验。由此他猜想影响杠杆平衡的因素可能是：力和支点到力的作用点的距离（猜想1）、力和支点到力的作用线的距离（猜想2）。 【证据】 （1）为验证哪个猜想更准确，小明又进行了图丙所示的实验。在B处用弹簧测力计竖直向下拉杠杆，发现当测力计示数为1N时，杠杆在水平位置平衡；而将测力计向右斜着拉时，发现当测力计示数为1N时，杠杆在水平位置不能平衡； ①这两种情况下，支点到力的作用点的距离 ，而 的距离发生了变化；②由此初步判断猜想 是正确的； （2）在明确了影响杠杆平衡的因素后，小明继续用乙图所示的装置重新实验，测量的数据如下表所示： 实验次数 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N ■ 1 1.0 5 0.5 10 2 1.5 10 1.0 15 3 1.0 10 2.0 5 【解释】 ①表格中“■”处应填写的内容是 ； ②分析表格中数据，可得出杠杆的平衡条件是 ； ③由上述探究可知，乙图中每次用钩码的重力充当动力和阻力，并让杠杆在水平位置平衡，是因为此时支点到力的作用点的距离和支点到力的作用线的距离恰好相等，便于方便的从杠杆上 ； 【交流】 当一端烛油滴下时，此端就上升，原因是 。 4．为安全起见，妈妈为小明买了一块浮板辅助练习游泳。妈妈认为浮板能漂在水面上是因为它轻，小明认为妈妈的说法不对，科学的说法是因为浮板的密度比水的密度小。为验证自己的说法，小明设计了如下实验： （1）找一根轻质均匀木棍．细绳质量忽略不计和一块标有“净重115g”字样的新肥皂，用如图所示的方法进行测量。测量时，使木棍在 位置平衡，记下A、B的位置，用刻度尺测出OA＝10cm，OB＝40cm，则浮板的质量为 kg； （2）把浮板压入装满水的桶中刚好浸没，用塑料袋质量忽略不计收集溢出的水，用1所述方法测得溢出水的质量为4.6kg，则浮板的体积为 m3，密度为 kg/m3；小明用此浮板游泳时浮板受到的最大浮力为 N，方向为 ； （3）根据这个实验结果，妈妈说原来用密度比水小的材料制成的物体才能漂浮在水上，这种说法 （选填“正确”或“不正确”）。请举例说明 。    5．在探究杠杆平衡条件的实验中：      （1）如图甲，实验装置静止在桌上，此时杠杆 （选填“是”或“不是”）平衡状态。为了调节杠杆在水平位置平衡，右侧的平衡螺母向 （选填“左”或“右”）边调，直到杠杆在水平位置平衡，目的是 ； （2）如图乙，杠杆上刻度均匀，在A点挂3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两点下方各取下一个钩码，则杠杆 （选填“仍保持平衡”“左端下沉”或“右端下沉”）； （3）如图丙，若改用弹簧测力计在B点向下拉杠杆，使杠杆仍在水平位置平衡，当测力计从a位置转动到b位置时，其示数大小将 。 二、计算题 6．早在3000年前我们的祖先就设计了结构很合理的辘轳，通常用于从井中提水。如图所示是古代民间的提水设施辘轳，由辘轳头、支架、井绳、水桶等部分构成。某次取水时井绳拉着质量为10kg的水缓慢上升了4m，水桶的质量为1kg，在这一过程中，人做的总功为500J。g取10N/kg。求此次取水的过程中： （1）人做的有用功为多少？ （2）辘轳的机械效率多大？ 7．如图所示的装置中，斜面长5 m，高2 m，现将重为2000 N的物体（长度不计）从斜面底端匀速拉到顶端，人作用在绳子自由端的拉力F为500 N，所用时间为25 s。求： （1）人做的总功的功率； （2）该组合机械的机械效率。 8．工人师傅常用斜面把重物搬运到汽车上，如图所示，斜面高为1m，长为3m，工人沿斜面向上用400N的推力将重力为900N的箱子从斜面底端匀速推到车上，求： （1）推力做的功； （2）斜面的机械效率； （3）箱子受到斜面的摩擦力。 9．装修没有电梯的房屋时工人常用滑轮组提升沙石等材料。如图所示，用滑轮组匀速提起质量为 120kg的材料，拉力大小为 500N，材料在20s内向上移动了8m，工人的质量为80kg，不计绳重和摩擦，g取 10N/kg。求∶ （1）这个过程中，拉力的功率是多大？ （2）此时滑轮组的机械效率为多少？ （3）利用这个滑轮组来提升物体时，滑轮组的最大机械效率为多少？ 10．图中某智能机器人的质量为80kg，其轮子与水平地面接触的总面积为5×10-4m2。在水平地面上工作时，该机器人匀速直线移动的速度为1m/s，所受阻力是机器人重力的0.05倍。求：（取g=10N/kg） （1）机器人对水平地面的压强； （2）机器人在水平地面上匀速直线移动时的牵引力； （3）机器人在水平地面上匀速直线移动30s，求此过程中牵引力做的功和功率。    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 参考答案 1． 平衡 右 抵消杠杆自重对实验结果的影响 【详解】[1]由题意可知，此时杠杆静止，故此时杠杆处于平衡状态。 [2]由图中可知，此时杠杆左端重、右端轻，为了使杠杆在水平位置平衡，应向右调节平衡螺母。 [3]实验前，使杠杆在水平位置平衡，可以抵消杠杆自重对实验结果的影响。 2．(1)右 (2) 便于测量力臂 见详解 (3)变小 (4)1.5G 【详解】（1）如图甲所示的位置，杠杆左边下沉，为了使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向右调节。 （2）[1]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，此时弹簧测力计的拉力与杠杆垂直，便于测量力臂。 [2]只有一次实验得出杠杆平衡的条件是：动力×动力臂=阻力×阻力臂，这种结论很具有偶然性，不合理，要进行多次实验，总结杠杆平衡条件。 （3）将右边的钩码换成弹簧测力计，使杠杆从水平位置慢慢转过一定角度，弹簧测力计拉力方向始终垂直于杠杆，此过程中，动力臂不变、阻力臂变小，阻力不变，所以弹簧测力计拉力变小。 （4）如图丁，桌子的边缘是木棒的支点，动力到支点长度是，木棒的重心在处，阻力G距离支点的长度为 根据杠杆平衡条件得 解得，压力为：F0=1.5G。 3． 不变/相等 支点到力的作用线 2 阻力臂l2/cm 动力×动力臂=阻力×阻力臂/F1l1=F2l2 测量出力臂/测量出支点到力的作用线的距离 此端的力和力臂的乘积变小 【详解】（1）[1][2][3]由题中信息可知，小明认为影响蜡烛杠杆的平衡的因素可能是支点到力的作用线的距离或支点到力的作用点的距离，由图可知，将测力计向右斜着拉时，支点到力的作用点的距离没有发生改变，但力的方向发生了改变，所以支点到力的作用线的距离发生了改变，此时再用同样大小的拉力拉测力计，发现杠杆不能水平平衡，说明影响蜡烛杠杆的平衡的因素是支点到力的作用线的距离，即猜想2是正确的。 （2）[4]由杠杆平衡条件可知，还需要测量阻力臂，故应填：阻力臂l2/cm。 [5]由表中数据可知，每一组实验中动力与动力臂的乘积都等于阻力与阻力臂的乘积，故得出杠杆的平衡条件是。 [6]杠杆水平平衡，拉力与阻力方向竖直向下，此时力与杠杆垂直，方便直接从杠杆上直接读出力臂。 [7]当一端烛油滴下时，此端蜡烛的重力变小，导致此端的力和力臂的乘积变小，杠杆失去平衡，所以此端上升。 4． 水平 0.46 4.6×10﹣3 0.1×103 46 竖直向上 不正确 用钢铁制成的船能漂浮在水面上 【详解】（1）[1][2]测量过程中，使木棍在水平位置平衡，此时OA、OB的长度等于A、B两处力的力臂，根据杠杆的平衡条件 即 代入数据 解得m板＝0.46kg。 （2）[3][4]由题意和密度公式得，浮板的体积为 由可得，浮板的密度为 [5][6]浮板完全浸没时受到的浮力为 浮力的方向竖直向上。 （3）[7][8]钢铁的密度远大于水的密度，但用钢铁制成的船舶可以漂浮在水中，所以妈妈的说法是错误的。 5． 是 左 消除杠杆受到的重力对杠杆转动效果的影响，便于测量力臂 4 右侧下沉 变大 【详解】（1）[1][2]杠杆静止时杠杆处于平衡状态；如图，杠杆的左端上翘，根据左高左调，右高右调的原则，此时应将右侧的平衡螺母向左边调节 [3]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，这样做可以消除杠杆受到的重力对杠杆转动效果的影响，便于测量力臂。 （2）[4]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 FALA=FBLB 即 3G×4L=FB×3L 解得FB=4G，所以应在B点挂挂4个钩码。 [5]若A、B两点的钩码各取下一个，则左侧 右侧 因为 杠杆不能平衡，右端将下沉。 （3）[6]保持B点不变，当拉力F由a位置转动到b位置时，拉力F力臂变小，要保持杠杆仍在水平位置平衡，根据杠杆的平衡条件，因阻力和阻力臂不变，则拉力将变大，即弹簧测力计的示数将变大。 6．（1）400J；（2）80% 【详解】解：（1）拉着质量为10kg的水缓慢上升了4m，水的重力 G水=m水g=10kg×10N/kg=100N 做的有用功 W有用=G水h水=100N×4m=400J （2）辘轳的机械效率 答：（1）人做的有用功为400J； （2）辘轳的机械效率是80%。 7．（1）200W；（2）80% 【详解】解：（1）斜面长为L=5m，该滑轮为动滑轮，则绳子自由端通过的距离 s=2L=2×5m=10m则拉力所做的总功 W总=Fs=500N×10m=5000J人做的总功的功率 （2）有用功 机械效率为 答：（1）人做的总功的功率为 200W； （2）该组合机械的机械效率为 80%。 8．（1）1200J；（2）75%；（3）100N 【详解】解：（1）推力做的功 （2）工人师傅做的有用功 斜面的机械效率 （3）克服摩擦做的额外功 箱子受到斜面的摩擦力 答：（1）推力做的功为1200J； （2）斜面的机械效率为75%； （3）箱子受到斜面的摩擦力为100N。 9．（1）600W；（2）80%；（3）87.5% 【详解】解：（1）如图示滑轮组可知动滑轮上绳子的段数为n=3，则这个过程中，拉力移动距离 拉力做功 功率 （2）有用功 机械效率 （3）该滑轮组动滑轮的重力 当人对地面的压力恰好为零，滑轮组提升物体的重力最大，此时滑轮组的机械效率最大，此时滑轮组的最大机械效率为 答：（1）拉力的功率是600W； （2）滑轮组的机械效率为80%； （3）滑轮组的最大机械效率为87.5%。 10．（1）1.6×106Pa；（2）40N；（3）1200J，40W 【详解】解：（1）机器人的重力 G=mg=80kg×10N/kg=800N 在水平地面上工作时，机器人对水平地面的压力 F=G=800N 机器人对水平地面的压强 （2）机器人在水平地面受到的阻力 f=0.05G=0.05×800N=40N 机器人匀速直线运动时，机器人在水平方向上受到的牵引力和阻力是平衡力，则机器人的牵引力 F牵=f=40N （3）此过程中牵引力做的功 W=F牵s=F牵vt=40N×1m/s×30s=1200J 功率 答：（1）机器人对水平地面的压强是1.6×106Pa； （2）机器人在水平地面上匀速直线移动时的牵引力是40N； （3）机器人在水平地面上匀速直线移动30s，此过程中牵引力做的功是1200J，功率是40W。 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 $$