2025年中考物理强基训练：机械和功

2025年中考物理强基训练：机械和功 一、单选题 1．一台机器的功率是1000W，它表示的意思是 A．这台机器每次只能做1000J的功 B．这台机器每小时做1000J的功 C．这台机器每秒做1000J的功 D．这台机器每秒做功是1000W 2．以下示例所列举的几个力中，有力对物体做功的是（　　） （1） 石头搬而未起 （2） 提桶在水平面上行走 （3） 拉车沿路面运动 （4） 向上提升物体 A．（1）（2） B．（2）（3） C．（3）（4） D．（1）（4） 3．如图所示是扔实心球的四个过程，其中手对实心球做功的过程是（　　） A．②和③ B．①和④ C．①和③ D．②和④ 4．在如图所示的四幅图中，AB、BC均为轻质杆，各图中杆的A、C端都通过铰链与墙连接，两杆都在B处由铰链相连接，且系统均处于静止状态。现用等长的轻绳来代替轻杆，使系统依然保持平衡，下列说法正确的是（　　） A．图中的AB杆可以用轻绳代替的是甲、乙、丁 B．图中的AB杆可以用轻绳代替的是甲、丙、丁 C．图中的BC杆可以用轻绳代替的是乙、丙、丁 D．图中的BC杆可以用轻绳代替的是甲、乙、丁 5．如图所示，小明用动滑轮将质量为40kg的货物匀速提高了5m，他用250N的拉力拉了10s，则下列说法正确的是（取g=10N/kg）（ ） A．有用功为200J B．额外功为500J C．动滑轮的机械效率为75% D．小明的功率为200W 6．某九年级同学家住5楼，一天，他提着装有10个鸡蛋的塑料袋从1楼走到家里过程中，下列估算不合理的是（　　） A．他提鸡蛋的力做的功约为60J B．他提鸡蛋的力做功的功率约为10W C．他爬楼做的功约为6×103J D．他爬楼做功的功率约为1×102 W 二、填空题 7．如图是用绳和木棍体验“滑轮组”威力的实验，该实验说明了 ，其中A棒受到人的拉力 （选填“大于”“等于”或“小于”）B棒受到人的拉力。 8．如图所示，在日常人们使用的工具中，筷子是 杠杆，羊角锤是 杠杆． 　　 9．如图所示，物重G为480N，用滑轮组20s将重物匀速提升2m，所用拉力F为200N，滑轮组的机械效率为 ，拉力F的功率为 ． 10．下图所示是吊车吊起货物的示意图，已知AB=4m，BC=6m．吊臂是一个杠杆，当吊臂吊着2 t的货物处于静止状态时，杠杆的支点是 点（选填“A”、“B”或“C”），伸缩撑杆对吊臂的支持力大小为 N．（g=10N/kg） 11．搬运砖头的独轮车，车厢和砖头所受的总重力为900N，独轮车的有关尺寸如图所示，推车时，人手向上的力F= N。若想使力F变小，则砖头在装载时应偏向车的 （填“前”或“后”）部。 三、实验题 12．在学习简单机械时，某同学用如图所示的装置进行实验，所填写的实验报告(部分)如下，请完成空格处的内容。 实验目的：探究 实验器材：带有刻度的杠杆、弹簧测力计、若干钩码、细线等。 实验步骤： ①将杠杆的中点支在铁架台上，通过调节杠杆两端的螺母使杠杆在 位置平衡。 ②将钩码挂在杠杆支点两侧，通过调节钩码的个数或 ，使杠杆再次在原位置平衡，并记录 。 ③将钩码挂在杠杆上，在支点同一侧用弹簧测力计沿 方向拉杠杆，… ④多次改变力和力臂的数值，重复 ②、③ 实验操作… 13．桥建筑工地上赢立的塔吊，是用电动机来带动滑轮组提升重物的设备。如何提高滑轮组机械效率，节约电能呢？为此同学们进行了“影响滑轮组机械效率因素”的实验探究，用到的装置如图，实验数据记录如下表所示： 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 2 0.2 1.2 0.6 55.6% 3 4 0.1 1.9 0.3 70.2% 4 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4次实验是用 图所示装置来完成的； （3）通过比较1、2两次实验数据可得出：使用同一滑轮组提升相同重物， ； （4）通过比较 两次实验数据可得出：同一滑轮组提升的物体越重，滑轮组机械效率越高（填实验次数的序号）； （5）通过比较3、4两次实验数据可得出：不同滑轮组提升相同重物， 机械效率越小； （6）为提高滑轮组机械效率节约电能，根据以上结论和生活经验，你建议可采取的措施有 。 A．减轻动滑轮重 B．增加所提物体重 C．机械加润滑油 D．增加重物上升高度 四、计算题 14．重50 N的重物,人把它从一楼抬到三楼,重力势能增加200 J,求:人对重物做了多少功 ?重物升高了多少 ?(摩擦忽略不计) 15．如图所示，一根均匀的细木棒OC，OC＝4OA，B为OC的中点。在C点施力将挂在A点的重为180N的物体匀速提升0.2 m，木棒的机械效率为90%，不计摩擦。求： （1）提升该物体做的有用功。 （2）拉力所做的总功。 （3）木棒的重力。 五、作图题 16．如图，杠杆AOB保持静止，O为支点，请作出动力的力臂和阻力。    六、简答题 17．如图所示是奥运会皮划艇静水比赛的情景，当运动员用船桨划水时，运动员手中使用的船桨属于 （填“费力”或“省力”）杠杆。船桨向后划水，艇就向前运动，这一现象中包含的物理知识有（写出两点）： （1） ； （2） 。 18．小胖同学在暑假期间参加了农村电网改造的社会实践活动，其中电工所挖的埋水泥电线杆的坑引起了小胖的兴趣．坑的形状如图所示，从地面上看，坑基本上是一个长方形，其宽度仅比电线杆的粗端直径稍大一点，坑中沿长方形的长边方向有一从地面直达坑底的斜坡．请你回答： (1)为什么要挖成如图所示的深坑，而不挖成如图甲所示的仅比电线杆略粗一点的圆筒状深坑，或者如图乙、丙所示的那种大口径的方形或圆形的深坑?这样做有什么好处? (2)通过计算对比分析：如果将这种水泥电线杆分别埋入如图、如图甲所示的坑中．则把水泥电线杆放到坑口适当位置后，在竖起水泥电线杆的过程中，抬起水泥电线杆的细端至少分别需要多大的力?已知这种坑深2.0m，宽0.3m，地面处坑口长2.3m，坑底长0．3m．水泥电线杆的质量为600kg，长10.0m，粗端直径0.25m，其重心距粗端4.0m．(取g =10N/kg) (3)在上述两种情况下，竖起水泥电线杆的过程中，人们对水泥电线杆至少分别要做功 J 七、科普阅读题 19．阅读短文，回答问题 近年来，智能手机的普及使“低头族”应运而生，随时随地低头看手机成了很多人的习惯。近日有研究发现，如果玩手机时姿势不当，就有可能让颈椎承受多达60磅（约27公斤）的重量，低头60度相当于给颈椎挂俩大西瓜，比一个7岁小孩还重。 有研究发现，不当的玩手机姿势与一系列健康问题存在关联，如背痛、体重增加、便秘、胃痛、偏头痛和呼吸道疾病，还有新西兰的一项研究指出，常常低垂着头看手机会影响心理健康，如变得沮丧、愤怒等。 科研人员对低头玩手机进行了研究：制作头部模型，如图甲，头部可绕支点O（颈椎）转动，转动角度通过固定在上面的量角器测量，将一个小球挂在模型内，其重为5牛模拟头部的重力，头部后面绑一根绳子模拟肌肉，绳子上系一测力计，支点（颈椎）承受的压力约为头部重力与绳子拉力之和，实验数据如下表： 低头角度/° 绳子拉力/N 颈椎承受的压力/N 0 0 5 15 5 10 30 9 14 45 13.5 18.5 60 17.5 22.5 （1）分析表中数据，可得出的结论是 ； （2）改头部模型相当于绕O点转动的杠杆，如图乙，当低头角度增大时，头部重心向左移动，拉力F的力变小，请分析拉力F变大的原因 ； （3）当低头角度是30°时，颈椎受到的压力约为直立时颈椎受到的压力的多少倍？              A．4.2倍       B．3.3倍             C．2.8倍          D．2.0倍 （4）为有更好的保护颈椎采取的办法（写出一条）： 。 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 答案 C C C B B B 1．C 【详解】功率是指物体在单位时间内所做的功,功率的单位是瓦(W)，1000W＝1000J/s，根据功率的定义可以得出1000W的物理意义：这台机器每秒做1000J的功． 2．C 【详解】（1）人用力搬石头但没有搬动，有力作用在石头上，但石头没有通过距离，没有力对物体做功； （2）提着水桶在水平面上行走，人给水桶一个向上的力，而水桶没有在该力的方向上通过距离，没有力对物体做功； （3）拉车沿路面运动，人给小车一个拉力，小车在拉力的方向上通过了距离，人的拉力对小车做功； （4）向上提升物体，人给物体的拉力向上，物体在该力的方向上通过了距离，人的拉力对物体做功。 综上分析可知，有力对物体做功的是（3）（4）。故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 3．C 【详解】①将地上的球捡起来，球受到向上的力，球在力的方向上通过了一定的距离，力对球做功，故①符合题意。 ②将球举起停在空中不动，球受到向上的力，但球没有在力的方向上移动距离，力对球没有做功，故②不符合题意； ③挥动球，有力作用在球上，球在与手接触的一段时间内在力的方向上通过了一定的距离，则人对球做了功，故③符合题意； ④球飞出去，球由于惯性向前运动，没有对球施加力，手没有对球做功，故④不符合题意。 可见，手对球做功的过程有①③。故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 4．B 【详解】图甲、丙、丁中，AB杆对B点产生的是拉力，当用轻绳代替时效果不变，仍能使装置平衡，故AB杆可以用与之等长的轻绳代替的有图甲、丙、丁；同理可知，BC杆可以用轻绳代替的只有图丙。故ACD错误，B正确。 故选B。 5．B 【详解】物体的重力G=mg=40kg×10N/kg=400N； 克服重力做的功W有=Gh=400N×5m=2000J，故A错； 由图知，使用动滑轮n=2，则s=2h，拉力做的功W总=Fs=F×2h=250N×2×5m=2500J； 额外功：W额=W总-W有用=2500J-2000J=500J，故B正确； 动滑轮的机械效率η=W有/W总=2000J/2500J=80%，故C错； 拉力的功率P=W总/t=2500J/10s=250W，故D错． 6．B 【详解】A．两只鸡蛋的重力大约为1N，提着10个鸡蛋的力大约为5N；住宅楼每层楼高大约3米，家住5楼，此同学实际爬楼高度 h=43m=12m 故提鸡蛋的力大约做的功为 故A合理，不符合题意； B．从1楼到5楼的时间大约 ｔ=1min=60s 则他提鸡蛋的力做功的功率 故B不合理，符合题意； C．中学生的重力约500N，克服自身重力做功 他爬楼做的总功 W总=W1+W=6000J+60J=6060J 故C合理，不合题意； D．爬楼做功的功率 故D合理，不合题意。 故选B。 7． 使用滑轮组可以省力 小于 【详解】[1][2]图是用绳和木棍的组合相当于一个滑轮组，手所拿的绳端相当于滑轮组的绳子自由端，该现象表明使用滑轮组可以省力；在滑轮组中，滑轮上有几段绳子，滑轮所受拉力就是作用在绳子上拉力的几倍，由图可知，A棒上绳子的股数比B棒上绳子的股数少，所以A棒受到人的拉力小于B棒受到人的拉力。 【点睛】定滑轮可以改变力的方向，而动滑轮可以省力，所以滑轮组既能改变力的方向，又能省力，故据此分析即可。 8． 费力 省力 【分析】结合生活经验，先判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆． 【详解】筷子在使用时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆；羊角锤在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆． 9． 80% 60W 【详解】[1]由图可知，承担动滑轮和重物的绳子股数为3股，则n=3，所以 s=nh=3×2m=6m 做的有用功 W有=Gh=480N×2m=960J 拉力所做的功 W总=Fs=200N×6m=1200J 滑轮组的机械效率 [2]拉力的功率 10． A 5×104 【详解】吊臂在升起过程中，由于围绕着A转动，所以A为支点； 根据题意知道，货物的重力是：G=mg=2000kg×10N/kg=20000N，又因为AC=AB+BC=4m+6m=10m，所以，伸缩撑杆对吊臂的支持力竖直向上，其力臂为ABcosθ，由杠杆的平衡条件知道，F×ABcosθ=G×ACcosθ，即 ． ． 11． 270 前 【详解】[1]独轮车在使用过程中，车辆轮轴处是支点，其中重力G是阻力，人手向上的力F是动力，支点到力的作用线的距离是力臂，则由图可知动力臂长1m，阻力臂长0.3m；根据杠杆平衡条件可得 FL1=GL2 即 F×1m=900N×0.3m 解得F=270N。 [2]根据杠杆平衡条件，当动力臂和阻力大小不变时，减小阻力臂可以减小动力，砖头在装载时偏向车的前方，使得重心前移，则阻力臂减小，动力减小。 12． 杠杆的平衡条件 水平 移动钩码位置 钩码个数和力臂的长度 竖直 【详解】[1]由题意可知此实验目的是探究杠杆平衡的条件。 [2]为了便于实验时测量力臂的长度，在实验前要将杠杆调节在水平方向上平衡。 [3][4]在做实验时为了避免实验结果的偶然性，应该调节钩码的个数，并且改变力臂的长度，使杠杆处于平衡状态后，记录钩码的个数和力臂的长度。 [5] 在支点同一侧用弹簧测力计拉动杠杆向上，此处为了便于记录力臂的长度，此时应该使弹簧测力计竖直向上拉。 13． 匀速 丙 滑轮组的机械效率与重物上升高度无关 1、3 动滑轮越重 ABC 【详解】（1）[1]为了准确测出滑轮组的机械效率，应使弹簧测力计沿竖直方向做匀速直线运动。 （2）[2]在第四次实验中，s=0.5m，h=0.1m，由s=nh可得n=5，即承担物重的绳子股数n=5，所以第4次实验是用丙图所示装置来完成的。 （3）[3]通过比较实验1、2数据可得出：使用同一滑轮组提升相同重物，物体上升的高度不同，滑轮组的机械效率相同，所以滑轮组的机械效率与重物上升高度无关。 （4）[4]1、3两次实验，s=0.3m，h=0.1m，由s=nh可得n=3，使用同样的滑轮组，即使用的甲、乙两图，通过得出的实验数据可知提升的物体重力越大，滑轮组的机械效率越高，得出结论：同一滑轮组提升的物体越重，滑轮组机械效率越高。 （5）[5]通过比较3、4两次实验数据可得出：不同滑轮组提升相同重物，动滑轮的重力不同，机械效率不同，动滑轮越重机械效率越小。 （6）[6] A．减轻动滑轮重力，在提升相同重物、提升相同高度时，减小额外功，而有用功不变，总功减小，有用功与总功的比值增大，提高了滑轮组的机械效率；故A正确； B．由实验得出的结论可知，增大提升的物体重力，可以提高滑轮组的机械效率，故B正确； C．机械加润滑油，在提升相同重物、提升相同高度时，减小额外功，而有用功不变，总功减小，有用功与总功的比值增大，提高了滑轮组的机械效率；故C正确； D．滑轮组的机械效率可见滑轮组的机械效率与提升物体的高度无关，所以，增加重物上升高度，不能提高滑轮组的机械效率；故D错误。 故选ABC。 14． 200J 4m 【详解】　人把重物抬高，对重物做功，消耗了内能，转化为重力势能，重力势能增加多少，人对重物就做了多少功：W＝200 J．W＝G·h，h＝4m. 15．（1）36J；（2）40J；（3）10N 【详解】解：（1）有用功是对该物体做的功，故有用功为 （2）由 得到 （3）由于OC＝4OA，B为OC的中点，故OB＝2OC，当物体匀速提升0.2 m时，杠杆的重心B点将上升0.4m，此时对杠杆做的功为额外功，则 由于，，故 答：（1）提升该物体做的有用功为36J； （2）拉力所做的总功40J； （3）木棒的重力为10N。 16．     【详解】阻力F2的作用点在点B，方向竖直向下；过支点O作动力F1的作用线的垂线段，即为动力F1的力臂l1，如图所示      17． 费力 力可以改变物体的运动状态 物体间力的作用是相互的 【详解】[1]运动员用船桨划水时，运动员手中船桨的动力臂小于阻力臂，船桨属于费力杠杆，使用它的好处是省距离。 [2][3]桨向后划水时，桨给水一个向后的力，同时水给桨一个向前的力，推动皮划艇向前运动，改变了皮划艇的运动状态，说明力的作用是相互的，力可以改变物体的运动状态。 18． 见解析所示 见解析所示 24000J 【详解】解答：(1)挖成图5所示的深坑好处如下：(a)少挖土方：挖成图5所示的深坑要比挖成图6乙、丙所示的深坑少挖土方，这样可以少做功，避免人力浪费，提高劳动效率．(b)便于施工：施工人员更易于从图5所示的坑里向外取土． (d)施工安全：用图5所示的深坑埋水泥电线杆，施工人员只需从有斜坡的方向扶住水泥电线杆就行了，水泥电线杆不会向其它方向倾倒，施工比较安全．(2)a.若将这种电线杆埋入图5所示的坑中，电线杆就位后的情况如图1所示． 设竖起电线杆的过程中,在细端所用拉力为F1.在图1中，电线杆粗端伸入坑口的距离为2.3m−0.3m＝2.0m，进而：O1A1＝10.0m−2.0m＝8.0m,O1B1＝4.0m−2.0m＝2.0m，电线杆重：G＝mg＝600×10 N＝6000N，根据杠杆平衡条件,有：F1×O1A1＝G×O1B1 解得：F1＝＝1500N，b.若将这种电线杆埋入图6甲所示的坑中．电线杆就位后的情况如图2所示．设竖起电线杆的过程中,在细端所用拉力为F2. 在图答2中：O2A2＝10.0m,O2B2＝4.0m，根据杠杆平衡条件,F2×O2A2＝G×O2B2 解得：F2＝＝2400N，(3)在图1中,电线杆重心升高：h1＝4.0m−2.0m＝2.0m，人们对电线杆做功：W1＝Gh1＝6000N×2.0m＝12000J，在图2中,电线杆重心升高：h2＝4.0m，人们对电线杆做功：W2＝Gh2＝6000N×4.0m＝24000J. 点睛：（1）挖成图5所示的深坑可以少挖土方、便于施工、安装省力、安全，从这几方面分析．（2）若将这种电线杆埋入图5所示的坑中，如图1所示，设竖起电线杆的过程中，在细端所用拉力为F1，O1为支点，确定O1A1和O1B1的大小，求出电线杆重，利用根据杠杆平衡条件求F1的大小；若将这种电线杆埋入图6甲所示的坑中，如图2所示，设竖起电线杆的过程中，在细端所用拉力为F2，以O2为支点求出O2A2和O2B2的大小，利用根据杠杆平衡条件求F2大小；（3）在图1中，求出电线杆重心升高高度，求人们对电线杆做功W＝Gh；同理求出在图2中人们对电线杆做功． 19． 低头角度越大，颈椎承受的压力越大 当低头角度变大时，重力的力臂越大 C 不要长时间低头看手机 【详解】（1）[1]由表格数据知道，低头角度越大，颈椎承受的压力越大。 （2）[2]由图乙知道，根据杠杆平衡条件：，由于重力是竖直向下的，当低头角度变大时，头部重心向左移动，重力的力臂变大，即重力的力臂越大，则力F越大。 （3）[3]由表格数据知道，当低头角度是30°时，颈椎受到的压力为14N；直立时颈椎受到的压力为5N，故颈椎受到的压力约为直立时颈椎受到的压力的倍，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 （4）[4]由于低头会使颈椎所受压力变大，且角度越大，对颈椎所受压力越大，所以要保护颈椎，不能长时间低头看手机，可适当抬高手机屏幕，减小低头角度，且低头看书久了应适当抬头，以缓解颈椎承受的压力。 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 $$