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．某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如表所示，实验装置如甲乙图所示 实验次数物理量 1 2 3 钩码重G（N） 4 4 6 钩码上升高度h（m） 0.1 0.1 0.1 绳端拉力F（N） 1.8 1.6 2.5 绳端移动距离S（m） 0.3 0.5 0.3 机械效率η 74% （1）请你帮他们计算出第2和第3次滑轮组的机械效率，并填写在表格中； （2）通过表中数据可知第3次实验是用 图做的实验（选填“甲”或“乙”）； （3）通过实验1和实验2的数据分析可得出结论：使用不同的滑轮组，提升相同的重物时，动滑轮的个数越多，滑轮组的机械效率 ； （4）比较实验1和实验3可得正确结论：使用同一滑轮组 ，可以提高滑轮组的机械效率． 2．如图所示，在“测滑轮组机械效率”的实验中，若物体重6N； （1）实验时应沿竖直方向 拉动弹簧测力计，若物体上升高度为10cm，此时弹簧测力计的示数如图所示，则滑轮组的机械效率是 ； （2）若仅增加物体的重力（不计摩擦），该滑轮组的机械效率将 。 3．如图所示为“测滑轮组机械效率”的实验装置，小红同学进行了两次实验探究，得到如下两组数据． （1）根据实验数据计算出两次滑轮组工作的机械效率，填入表中 ； ．     （2）分析填入表中的机械效率，判断第 次测量的数据有明显错 误，请猜想可能是哪个数据错误，并说出猜想的理由 ． 4．在学习了机械效率的相关知识后，课外研究小组有同学猜想：同一个机械的机械效率是不变的。为了验证猜想，他们用如图所示的滑轮组进行实验，改变钩码个数，用弹簧测力计沿竖直方向拉着细绳，使钩码匀速向上运动，测得的数据如表1。    表1 实验次数 钩码重 钩码上升的高度 绳端拉力 绳端移动距离 有用功 总功 机械效率 1 2 0.1 1.0 0.3 0.2 0.30 66.7 2 3 0.1 1.4 0.3 0.3 0.42 71.4 3 5 0.1 2.2 0.3 0.5 0.66 75.8 （1）分析表中的数据，他的猜想是 （选填“正确”或“错误”）的； （2）实验小组又进行了如下的探究：改变滑轮的个数组成不同的滑轮组，仍用弹簧测力计沿竖直方向向上匀速拉动细绳，测得的数据如表2； 表2 实验次数 动滑轮个数 钩码重 绳端拉力 钩码上升的高度 绳端移动距离 有用功 总功 机械效率 4 1 6 3.6 0.2 0.4 1.2 1.44 83.3 5 2 6 2.4 0.2 0.8 1.2 1.92 62.5 6 3 6 2.2 0.2 1.2 1.2 2.64 45.5 分析数据可知：物重相同，动滑轮个数越多越省力，但机械效率越 。进一步分析还发现，当滑轮组越来越省力时，它的额外功越来越大，甚至会出现额外功 有用功的情况，所以设计一个机械模型时，既要考虑省力，还要考虑 ； （3）根据表2中的数据，如果增加动滑轮个数继续实验，将会出现的困难是 ，你的改进方法是 。 5．如图所示是探究“杠杆平衡条件”的装置。 （1）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； （2）实验前选择杠杆中点作为支点并调节杠杆在水平位置平衡的目的：避免杠杆 对实验造成的影响； （3）如图乙所示，在B点挂2个钩码，发现杠杆不平衡，此时 （选填“能”或“不能”）再调节平衡螺母； （4）实验过程中得到的相关数据记录在表中： 实验次数 F1/N l1/cm F2/N l2/cm 1 1 10 2 5 2 2 10 1 20 3 2 15 3 10 根据以上数据得出杠杆平衡条件是 （用字母表示），多次实验的目的是 ； （5）如图丙所示，若不在B点挂钩码，改成用弹簧测力计在B点向下拉杠杆，使杠杆仍在水平位置平衡，当测力计从①位置转动到②位置时，其示数大小将 （填“变大”“变小”或“不变”），原因是 ； （6）学习过杠杆知识后，小刘对托盘天平有了进一步的认识，下列从杠杆的角度对托盘天平的描述不正确的是 。 A．托盘天平的实质是一个等臂杠杆 B．调节游码使天平平衡，是通过改变力的大小来实现的 C．调节游码使天平平衡，是通过改变力臂的长短来实现的 D．通过增减砝码使天平平衡，是通过改变力的大小来实现的 6．小丽做“探究杠杆的平衡条件”的实验。 （1）当杠杆如图所示时，小丽应将平衡螺母向 移动，使杠杆在水平位置平衡；（选填“左”或“右”） （2）调节杠杆水平平衡后，小丽在杠杆的A点挂上2个钩码（每个钩码重1N，杠杆上相邻刻线间距离相等），如图所示。要使杠杆恢复水平平衡状态，可以在 点挂上1个钩码；或者使用最大测量值为1N的弹簧测力计在 点沿着竖直向上的方向拉住杠杆。 7．小亮同学研究定滑轮的使用特点，他每次都匀速提起相同的钩码，研究过程如图所示，请仔细观察图中的操作和测量结果，根据要求填写相关内容。 ①由图的研究过程可知：小亮正在研究使用定滑轮时， 与 的关系。 ②由图的研究过程可归纳得出的初步结论： 。 8．在“测定动滑轮机械效率”的实验中，小明用如图所示的动滑轮提升钩码，改变钩码的数量，正确操作，实验数据如下： 实验序号 钩码重 钩码上升高度h/cm 拉力F/N 绳端移动的距离s/cm ① 1.0 20.0 0.7 40.0 ② 2.0 20.0 1.2 40.0 ③ 3.0 20.0 1.7 40.0 （1）实验时，用手 拉动弹簧测力计，使持在动滑轮下的钩码缓缓上升； （2）第①次实验时测得动滑轮的机械效率为 ； （3）第③次实验时，钩码上升的速度为0.05m/s，则拉力的功率为 W，静止时拉力F的大小 （选填“大于”“小于”“等于”）1.7N； （4）由表中实验数据分析可知，同一动滑轮，所提升物重增大，机械效率将 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。 二、计算题 9．如图所示，小李利用滑轮组提升货物，已知某次提升货物重为180N，滑轮组的机械效率为80%。求： （1）小李提升货物时拉力F的大小； （2）若在9s内货物匀速提升了3m，小李提升货物时拉力的功率。 10．一个工人用图所示的滑轮组提升2000N的货物，所用拉力600N，绳子自由端4s内拉下4m，不考虑绳重和摩擦，求： (1)有用功和总功率； (2)机械效率； (3)若用此滑轮组提升3200N的货物，所需拉力为多少? 11．杠杆平衡时，动力大小为10牛，动力臂为0.2米，阻力大小为5牛，求阻力臂。 12．A、B、C是密度为ρ=4×103kg/m3的某种合金制成的三个实心球，A球质量为mA=80g，甲和乙是两个完全相同的木块，其质量为m甲=m乙=240g，若把B和C挂在杠杆的两边，平衡时如图1所示。若用细线把球和木块系住，在水中平衡时如图2所示，甲有一半体积露出水面，乙浸没水中。（g取10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3）求: （1）B、C两球的体积之比； （2）细线对A球的拉力大小； （3）C球的质量。 13．工人用如图所示装置在 10s 内将质量为45kg的货物匀速提升 2m，此过程中拉力的功率为 120W．不计绳重和轮与轴的摩擦．g 取 10N/kg 求： （1）有用功； （2）工人的拉力； （3）滑轮组的机械效率． 14．如图所示是一种塔式起重机上的滑轮组。已知在匀速起吊600kg的物体时，滑轮组的机械效率是80%，g取10N/kg。 (1)使物体上升5m，所做的有用功是多少？ (2)使物体上升5m，所做的额外功是多少？ (3)绳端的拉力F是多少？ 15．小马用如下图所示滑轮组抬高重5N的小车，若不考虑摩擦和绳重，请你计算下列问题： （1）若不计动滑轮重量，绳子自由端弹簧测力计的示数是多大； （2）若考虑动滑轮重量，此时弹簧测力计的示数是2.5N，则该滑轮组的机械效率是多大； （3）当动滑轮总重超过多少时，使用该滑轮组提该小车不再省力？ 16．如图所示是一种装有两条履带的起重机，质量为7000kg。起重机能够在土质松软的工地上施工，在疫情防控期间快速建造临时医院发挥了积极作用。求： （1）若某次起吊时，将质量为600kg的货物以1m/s的速度匀速拉起，发动机输出功率为20kW，则本次起吊的机械效率为多少？ （2）如果起重机的重心在履带的正中，在如图所示状态下起吊保证不倾倒的情况下可以起吊货物的最大质量为多少？ 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． 50% 80% 甲 越低 增加物重 【分析】（1）由图通过动滑轮绳子的段数n＝3，由表格数据根据η＝,计算第2次实验的机械效率； （2）由s＝nh判断通过动滑轮绳子的段数，从而可知实验是用哪个图做的； （3）先确定1、2两次实验所用的滑轮组，分析1、2两次实验数据找到相同量和不同量得出结论； （4）实验1和实验3使用的是同一滑轮组，提起物体重不同，由表格数据可知机械效率与物重的关系． 【详解】(1)由图可知，通过动滑轮绳子的段数n＝3，由表格数据第2次实验中，物体重G＝4N，拉力F＝1.6N，钩码上升高度h＝0.1m，绳端移动距离s＝0.5m，所以此次实验的机械效率： η＝×100%＝×100%＝×100%＝50%,同理第3次实验的机械效率：η′＝×100%＝×100%＝80% (2)由s＝nh可知通过动滑轮绳子的段数,n＝＝3， 所以第3次实验是用甲图做的实验； (3)s＝nh可知第1次实验用甲图做的，第2次是由乙图做的，由表格数据两次中提升相同的重物时，动滑轮的个数越多，滑轮组的机械效率越低； (4)实验1和实验3使用的是同一滑轮组，提起物体重不同，由表格数据可知：同一滑轮组提起的物体越重，机械效率越高，即使用同一滑轮组增加物重，可以提高滑轮组的机械效率． 2． 匀速 83.3% 增大 【详解】（1）[1]在实验操作中应竖直向上匀速拉动弹簧测力计，这样弹簧测力计处于平衡状态，弹簧测力计的示数才反映了拉力的大小。 [2]由图示滑轮组可知，承重绳子的有效股数n=3，由图示可知，弹簧测力计的分度值为0.2N，弹簧测力计的示数为2.4N，则 由于重物有3段绳子承担，则绳子自由端移动的距离 s=3h=3×0.1m=0.3m 总功 W总=Fs=2.4N×0.3m=0.72J 滑轮组机械效率 =×100%≈83.3% （2）[3]整个滑轮组保持不变，即额外功不变；因为对重物做的功为有用功，增加重物的重力，有用功增加，机械效率会增大。 3． 66.7％ 95％ 2 距离是3倍，省的力也会比0.67大   【详解】（1）由图可知：n=3，由表格数据可知：η1=66.7%，η2==×99.5%； （2）在探究测滑轮组的机械效率的实验中，要考虑动滑轮的重、绳重和摩擦，所以拉力的大小要大于G=×2 N=N≈0.67 N，而第二组数据中的拉力和0.67 N相等，故测量数据错误． 4． 错误 低 大于 机械所做的额外功 机械效率变低 减轻动滑轮的质量 【详解】（1）[1]由表1数据可知，用同一滑轮组提升不同重力的钩码时，钩码上升的高度以及绳端移动的距离相同，所得的机械效率不同，即机械效率是变化的，因此他的猜想是错误的。 （2）[2]由表2数据可知，当物重相同时，动滑轮个数越多，绳端拉力越小，即越省力，但机械效率也变低。 [3]根据额外功等于总功与有用功之差可知，在第6次实验中，额外功大于有用功，由此可知当滑轮组越来越省力时，它的额外功越来越大，甚至会出现额外功大于有用功的情况。 [4]根据以上分析可知，在设计一个机械模型时，既要考虑省力，还要考虑机械所做的额外功。 （3）[5][6]由表2数据可知，在其它条件相同的情况下，增加动滑轮个数，机械效率变低，这是将会出现的困难。根据 可知，在提升的物体重力一定时，若要增大机械效率，应减小动滑轮重，因此改进方法是减小动滑轮的重力或减轻动滑轮的质量。 5． 平衡 自重 不能 F1l1=F2l2 见解析 变大 力臂变短 B 【详解】（1）[1]实验前，杠杆静止在如图甲所示的位置，杠杆静止，此时杠杆处于平衡状态。 （2）[2]实验时选择杠杆中点作为支点，则杠杆的重心在支点上，主要目的是避免杠杆的自重对实验探究的影响。 （3）[3]在实验前，调节天平平衡时，需要通过螺母来调节，实验过程中不能在移动平衡螺母，只能通过调节力臂或力的大小来调节天平平衡。 （4）[4]根据实验数据知，每次实验对应的动力×动力臂=阻力×阻力臂，所以可以得出杠杆的平衡条件是：F1l1=F2l2。 [5]探究杠杆平衡的条件时，多次改变力和力臂的大小主要是为了获取多组实验数据来分析得出规律，排除偶然性，寻找普遍规律。 （5）[6][7]保持B点不变，若拉力F向右倾斜时，此时F的力臂变短，根据杠杆的平衡条件，弹簧测力计示数大小将变大。 （6）[8]A．托盘天平的两盘到支点距离相等，两盘对横梁压力的力臂相等，它的实质是一个等臂杠杆，故A正确，不符合题意； BC．调节游码使天平平衡，游码对天平的作用力不变，是通过改变力臂的长短来实现的，没有改变力的大小，故B错误，符合题意，C正确，不符合题意； D．通过增减砝码使天平平衡，是在力臂不变的情况下，通过改变力的大小来实现的，故D正确，不符合题意。 故选B。 6． 左 E C 【详解】（1）[1]如图，杠杆左端上翘、右端下倾，需要将平衡螺母向左端移动，才能使杠杆在水平位置平衡。 （2）[2]钩码对杠杆的拉力向下，所以应该挂在支点右侧，设杠杆每一个小格的长度为l，根据杠杆平衡条件F1l1＝F2l2得 2N×2l＝1N×nl 解得 n＝4 所以钩码挂在E点。 [3]若竖直向上拉杠杆，则弹簧测力计应在杠杆的左侧，因弹簧测力计最大测量值恰为1N，所以弹簧测力计应该在杠杆支点左侧4格处，即弹簧测力计在C点竖直向上拉住杠杆。 7． 拉力的大小 拉力的方向 使用定滑轮匀速提起同一物体，沿各个方向的拉力大小都相等 【详解】①[1][2]从图中可看出，a、b、c三种情况，每次拉力的方向都不相同。可见小亮在实验过程中不断改变拉力的方向，观察测力计的示数变化情况。所以小亮是在探究所用拉力的大小与拉力方向的关系。 ②[3]困为定滑轮的实质是一个等臂杠杆，不能省力，所以虽然拉力方向变了，但力的大小不会改变。 8． 匀速向上 71.4% 0.17 等于 增大 【详解】（1）[1]实验时，用手匀速拉动弹簧测力计，物体处于平衡状态，使弹簧测力计的拉力大小不变。 （2）[2]由表格中数据得，第①次实验时测得动滑轮的机械效率为 （3）[3]钩码速度0.05m/s，滑轮组有2段绳子承担物重，绳端移动的速度为钩码的2倍就是0.1m/s，所以 [4]匀速上升和静止都是平衡状态，拉力不变，等于1.7N。 （4）[5]由实验中数据和（2）的计算得，当提升钩码重力为1.0N时，滑轮组的机械效率为71.4%；当提升钩码重力为2.0N时，滑轮组的机械效率为 当提升钩码重力为3.0N时，滑轮组的机械效率为 根据三次的机械效率和物重变化可知，同一动滑轮，所提升物重增大，机械效率将增大。 9．（1）75N；（2）75W 【详解】解：（1）由图可知，滑轮组有效承担物重的绳子段数，则滑轮组的机械效率为 解得提升货物时拉力F的大小为75N。 （2）绳子自由端移动的距离为 则绳子自由端移动的速度为 则小李提升货物时拉力的功率为 答：（1）小李提升货物时拉力F的大小为75N； （2）若在9s内货物匀速提升了3m，小李提升货物时拉力的功率为75W。 10．2000J   600W（2）83.% （3）900N 【详解】由图可知，n=4，s=4h=4m，h=1m； （1）有用功：W有 =Gh=2000N×1m=2000J， 总功：W总 =Fs=600N×4m=2400J， 总功率：P总 =W总/t=2400J/4s=600W； （2）机械效率：η=W有/W总×100%=2000J/2400J×100%=83.3%； （3）不考虑绳重和摩擦，由F=（G+G动 ）/n可得，动滑轮的重力： G动 =nF-G=4×600N-2000N=400N， 用此滑轮组提升3200N的货物时拉力的大小： F′=（G′+G动 ）/n =（3200N+400N）/4=900N 11．0.4米 【详解】解：根据题意知道，动力F1=10N，阻力F2=5N，动力臂l1=0.2m，由杠杆平衡条件 可得 解得 答：阻力臂是0.4m。 12．（1）2：1；（2）0.6N；（3）0.16kg 【详解】解（1）根据杠杆平衡条件可知，可以列等式 经整理可知，B、C两球的质量之比为 根据 可知，密度相同，质量之比即为体积之比，故B、C两球的体积之比2：1。 （2）A球的重力为 A球的浮力为 细线对A球的拉力大小 （3）对甲受力分析，其受到了重力和拉力和浮力，故此浮力为 则乙所受的浮力为6N，设C球的体积为V，则B球的体积为2V，将乙与B球和C球当成一个整体，其受到了浮力和向下的重力，由于悬浮，浮力等于重力，故可以列等式为 经整理可知 则C球的质量 答：（1）B、C两球的体积之比为2：1； （2）细线对A球的拉力大小； （3）C球的质量为。 13．（1）900J；（2）200N；（3）75% 【详解】(1)货物重力 G＝mg＝45kg×10N/kg＝450N 提升货物做的有用功 W有用＝Gh＝450N×2m＝900J (2)由P＝得，拉力做的总功 W总＝Pt＝120W×10s＝1200J 由图可知，n＝3，则拉力移动的距离 s＝3h＝3×2m＝6m 由W＝Fs可得，拉力的大小 F＝＝200N (3)滑轮组的机械效率 η＝×100%＝75%. 【点睛】（1）知道货物的质量和提升的高度，根据W＝Gh＝mgh求出有用功；（2）知道拉力的功率和作用时间，根据W＝Pt求出拉力做的总功，由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据s＝nh求出绳端移动的距离，利用W＝Fs求出拉力的大小；（3）滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比． 14．(1) 3×104J；(2)7500J；(3) 【详解】解：(1)使物体上升5m，所做的有用功是 (2)滑轮组的机械效率是80%，使物体上升5m，所做的总功 额外功 (3)绳端的拉力F是 答：(1)使物体上升5m，所做的有用功是3×104J； (2)使物体上升5m，所做的额外功是7500J； (3)绳端的拉力F是2500N。 15．（1）1.25N；（2）50%；（3）15N 【详解】解：（1）如图滑轮组，由承重绳子股数n=4，不计动滑轮重、绳重和摩擦时，拉力即绳子自由端弹簧测力计的示数是 （2）若考虑动滑轮重量，此时弹簧测力计的示数是2.5N，则该滑轮组的机械效率是 （3）由四段绳子承重，不计绳重和摩擦时，拉力为 不再省力，即拉力等于小车的重，则有 解得 即动滑轮总重超过15N，使用该滑轮组提升该小车不再省力。 答：（1）不计动滑轮重量，绳子自由端弹簧测力计的示数是1.25N； （2）考虑动滑轮重量，此时弹簧测力计的示数是2.5N，则该滑轮组的机械效率是50%； （3）当动滑轮总重超过15N时，使用该滑轮组提该小车不再省力。 16．（1）30%；（2）7000kg 【详解】解：（1）将货物匀速拉起，拉力等于货物的重力，拉起货物的功率 P有=Fv=Gv=mgv=600kg×10N/kg×1m/s=6000W 本次起吊的机械效率 （2）由图示知，吊起货物时，起重机相当于杠杆，阻力臂 l2=×6m=3m 据杠杆平衡条件得 m货gl1=m机gl2 即 m货×3m=7000kg×3m 解得起重机可以起吊货物的最大质量 m2=7000kg 答：（1）本次起吊的机械效率为30%； （2）保证不倾倒的情况下可以起吊货物的最大质量7000kg。 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 $$