2026年山东省青岛市中考物理自主招生复习专项练习：十一、简单机械

2026年山东省青岛市中考物理自主招生考试物理 十一、简单机械 一、单选题 1．使重120牛的物体沿长10米，高2米的斜面匀速向上运动，沿斜面向上的拉力为32牛，则物体所受的摩擦力为（　　） A．12牛 B．8牛 C．20牛 D．缺少条件，无法求得 【答案】B 【详解】拉力做的总功 克服重力做的有用功 克服摩擦力做的额外功 摩擦力的大小为 故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 2．如图所示，一根轻杆可以绕O点自由转动，在它的A端桂一个重50牛的物体，为使杆保持水平，在杆的中点应用细绳拉住，如果细绳与杆夹角是30°，则绳的拉力应是（　　） A．50牛 B．100牛 C．150牛 D．200牛 【答案】D 【详解】由图得，在中 由于 所以 杠杆平衡时 则 故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 3．用杆秤称物体质量，如果秤砣发生缺损，若不考虑其它因素，则结果是（　　） A．称出的质量仍等于物体真实质量 B．称出的质量一定大于物体真实质量 C．称出的质量一定小于物体真实质量 D．以上三种情况都有可能 【答案】B 【详解】秤砣发生缺损，质量变小，平衡同样重量的物体时，力臂变大，从而使读数比原正确值大，即称出的质量一定大于物体真实质量。故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 4．如图所示，均匀木棒AB的A端固定在铰链上，悬线一端绕过某定滑轮，另一端套环套在木棒上使木棒保持水平，现使套环逐渐向右移动，但始终保持木棒水平，则悬线上的拉力（棒和线均足够长）（　　） A．逐渐变小 B．逐渐变大 C．先逐渐变大，后又变小 D．先逐渐变小，后又变大 【答案】D 【详解】如图所示，G表示杆AB的自重，LOA表示杆的重心到A端的距离，T表示悬线拉力的大小，L表示作用于杆AB上的悬线拉力对A点的力臂，把AB视为一根可绕A端转动的杠杆，则由杠杆的平衡条件应有 G×LOA=T×L 线套在杆上逐渐向右移动时，拉力T的动力臂L经历了先逐渐变大后又逐渐变小的过程，故悬线的拉力T则是逐渐变小后逐渐变大，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 5．如图所示，为了使杠杆OA保持水平，可分别在A点沿不同方向施加作用力F1或F2或F3。这三个力的大小关系是（　　） A．F1<F2<F3 B．F1=F3>F2 C．F2>F1>F3 D．F1=F2=F3 【答案】B 【详解】如图，作出F1的力臂L1、F3的力臂L3，F2的力臂为OA，根据数学三角形角边关系知识可知 由于阻力及阻力臂不变，根据杠杆的平衡条件可知： F1=F3>F2 故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 6．图所示是一把杆秤的示意图。图中O为支点，A为零刻度线位置，B为重物所挂位置。C为秤陀，秤杆上相邻两侧刻度线之间的距离为Δx。若把这把杆秤的秤砣换一个较重的秤砣，则为了仍能使用这把杆秤的正确秤量，在保持O点、B点位置不变的条件下，必须适当改变零刻度线A的位置和调整相邻两刻度线之间的距离Δx。下列调整方法可能正确的是（　　） A．将A点移近O点，并增大Δx B．将A点移近B点，并增大Δx C．将A点移近O点，并减小Δx D．将A点移近B点，并减小Δx 【答案】C 【详解】设杆秤自重为G0，重心到支点的距离为l0，秤砣重为G′，没有称量的重物时，秤砣所的位置A为零刻度线位置，根据杠杆平衡条件得 ----------① 当使用较重的秤砣时，即 --------------② 秤砣所的零刻度线位置为A′，则由杠杆平衡条件得 ------------③ 由①②③可得 即零刻度线位置到支点的距离变小了，所以将A点移近O点。 使用小秤砣时，秤杆上相邻两侧刻度线之间的距离为△x，则可假设称量的重物为G，秤砣的位置为△x，由杠杆平衡条件得 -----------④ 使用较重的秤砣时，秤杆上相邻两侧刻度线之间的距离为△x′，则称量的重物为G，秤砣的位置为△x′，由杠杆平衡条件得 ----------⑤ 由④⑤可得 由于 得 则秤杆上相邻两侧刻度线之间的距离为△x要减小，故ABD错误，C正确。 故选C。 7．如图所示，质量分布不均匀的木条AB重24N，A、B是木条两端，O、C是木条上的两个点，，，此时弹簧测力计乙的示数是6N。现移动弹测力计甲的位置从A点平移到C点，下列说法中正确的是（    ） A．此时弹簧测力计乙的示数变小，大小是0N B．此时弹簧测力计乙的示数变小，大小是2N C．此时弹簧测力计甲的示数变大，大小是16N D．由于木条质量分布不均匀无法判断弹簧测力计甲、乙示数的变化 【答案】A 【详解】设木条重心在D点，当弹簧测力计甲在A的位置上，弹簧测力计乙在B的位置上时，以A端为支点， 如下图所示： 由杠杆平衡条件得 即 所以，可得，根据，，则，说明木条的重心恰好在C点，以B端为支点，弹簧测力计甲的示数 当弹簧测力计甲由A点平移到C点时，以C为支点，且杠杆的重心正好在支点，说明杠杆自身能平衡，因而不需要弹簧测力计乙的拉力，则此时 弹簧测力计乙的示数变小，大小是0N，此时弹簧测力计甲的示数变大，恰好等于杠杆的重力24N，故A正确，BCD错误。 故选A。 8．小明家刚买的新房，需要装修。装修师傅用如图所示的装置，将重为的建材从地面匀速运送到离地的高处，所用时间为。已知动滑轮重为，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（       ） A．工人做的额外功是 B．工人做的总功是 C．工人的功率是 D．减小提升物体的重力，可以提高滑轮组的机械效率 【答案】C 【详解】AB．由图可知，滑轮组的动滑轮绕2段绳，不计滑轮组的绳重和摩擦，拉力 绳子自由端移动的距离s=nh=2×12m=24m 工人做的总功W总=Fs=100N×24m=2400J 有用功W有=Gh=150N×12m=1800J 额外功W额=W总-W有=2400J-1800J=600J 故AB错误； C．工人拉力的功率为 故C正确； D．由得，减小提升物体的重力，会降低机械效率，故D错误。 故选C。 9．如图甲所示，电动机通过滑轮组沿斜面匀速拉动重为的货物，电动机的输出功率恒为。内货物运动的路程随时间变化关系如图乙所示，货物被提升的高度为。不计滑轮重、绳重及滑轮与绳的摩擦，则内（　　） A．斜面对货物的支持力做功为 B．电动机对绳子的拉力为 C．货物受到斜面的摩擦力为 D．滑轮组的机械效率为 【答案】C 【详解】A．支持力的方向垂直于斜面向上，而货物的运动方向是沿斜面向上，支持力与货物的运动方向相互垂直。根据功的计算公式W=Fs，当力的方向与物体运动方向垂直时，力对物体不做功，即支持力做的功为0J，故A不符合题意； B．由图乙可知，10秒内货物匀速移动了4m，因为滑轮组由4段绳子拉动物体，所以绳子自由端移动的距离s绳=4s物=4×4m=16m 电动机的输出功率 P=240W，整个过程的时间 t=10s，可先计算出电动机做的总功W总=Pt=240W×10s=2400J 再根据功的计算公式W=Fs，变形可得电动机对绳子的拉力 故B不符合题意； C．货物的重力G=900N，被提升的高度h=2m，克服货物重力所做的功为有用功W有= Gh=900N×2m=1800J 因为不计滑轮重、绳重及滑轮与绳的摩擦，所以额外功仅来自克服货物与斜面之间的摩擦力，即W额= W总－W有= 2400J－1800J=600J 额外功是克服摩擦力所做的功，其计算公式为W额= fs物，变形可得摩擦力 故C符合题意； D．机械效率η是有用功与总功的比值，机械效率 故D不符合题意。 故选C。 10．如图所示，每只钩码质量相等，轻质杠杆处于水平平衡状态，下列说法不正确的是（　　） A．L1:L2=1:2 B．左右两边各加一个钩码，杠杆左边上升 C．G1向O点移动1cm，G2向O点移动2cm，杠杆仍能平衡 D．G1远离O点移动，G2远离O点移动，杠杆仍能平衡 【答案】D 【详解】A．根据杠杆平衡调节可知，可知， A正确，故A不符合题意； B．由于，故左右两边各加一个钩码，设一个钩码所受的重力，为则 故杠杆向右边偏，左边上升，故B正确，B不符合题意； C．G1向O点移动1cm，G2向O点移动2cm，设则杠杆左边为 杠杆的右边为 故杠杆仍然平衡，故C正确，C不符合题意； D．G1远离O点移动，G2远离O点移动，杠杆的左边为 杠杆的右边为 故杠杆不会平衡，D错误，D符合题意。 故选D。 二、多选题 11．某起重车提升货物时，起重臂上滑轮组的示意图如图所示，货物在钢丝绳的拉力F作用下匀速上升。货物所受的重力为，钢丝绳的拉力F为，货物上升的速度为0.25m/s。在提升货物的过程中，下列说法正确的是（　　） A．拉力F的功率为 B．有用功的功率为 C．动滑轮所受的重力为 D．滑轮组的机械效率约为83.3% 【答案】ABD 【详解】A．由图可知，货物和动滑轮由3段绳子承担，n=3，拉力F做功的功率 故A正确； B．有用功的功率 故B正确； C．若不计绳重和摩擦 动滑轮的重力 但题中绳重和摩擦不可忽略，故动滑轮重应小于3×103N，故C错误； D．滑轮组的机械效率 故D正确。 故选ABD。 12．用图所示的动滑轮，先后将两个不同重物在相同时间内匀速提升相同高度，两次做功的情况如图所示。第一次的额外功为900J，不计绳重和摩擦，则（　　） A．第一次提升重物时机械效率较高 B．第二次提升重物时的额外功较大 C．先后两次提升重物的重力之比为7∶9 D．先后两次提升重物的总功率之比为6∶5 【答案】AD 【详解】A．有用功和总功的比值等于机械效率，由图可知，第一次动滑轮的机械效率是75%，第二次动滑轮的机械效率是70%，所以第一次提升重物时机械效率较高，故A符合题意； B．不计绳重和摩擦，使用动滑轮提升重物，额外功是克服动滑轮重力做的功，两次使用相同的动滑轮，克服动滑轮做的功相同，额外功相同，故B不符合题意； C．第一次的额外功为900J，第一次额外功25%，总功为 有用功W有1=W总1η1=3600J×75%=2700J 两次额外功相同，第二次额外功30%，总功为 有用功W有2=W总2η2=3000J×70%=2100J 先后将两个不同重物在相同时间内匀速提升相同高度，先后两次提升重物的重力之比为 故C不符合题意； D．先后两次提升重物的时间相同，先后两次提升重物的总功率之比 故D符合题意。 故选AD。 13．小明用如图所示的滑轮拉着重的物体，使以的速度在水平地面上向左匀速直线运动，作用在绳端的水平拉力，该滑轮的机械效率为。关于该过程，下列说法正确的是（　　） A．物体受到的重力所做的功是 B．绳端移动的距离是 C．拉力做功的功率是 D．地面对物体的摩擦力大小是 【答案】ABD 【详解】A．物体没有在重力的方向上移动距离，所以物体受到的重力所做的功是，故A正确； B．物体A移动的距离为 图中为动滑轮，有效绳子段数，则绳端移动的距离 故B正确； C．拉力做功 则拉力做功的功率 故C错误； D．有用功为 则地面对物体的摩擦力 故D正确。 故选ABD。 14．图甲为一款健身器材，两滑轮均重20N；弹性限度内，弹簧伸长的最大长度为80cm，弹簧所受拉力F与其“伸长的长度”Δx成正比，如图乙所示。弹簧、细绳、拉环的重力和摩擦可忽略；使用时竖直向下缓慢拉动拉环。下列说法正确的是（　　） A．弹簧拉力为60N时，绳a拉力为140N B．拉环向下移动10cm，弹簧伸长10cm C．弹簧拉力为300N时，拉环向下移动30cm D．健身器材提供的最大拉力为820N 【答案】AC 【详解】A．弹簧、细绳、拉环的重力和摩擦可忽略，由图可知，定滑轮受到重力、绳a的拉力和滑轮绕绳的拉力，弹簧拉力为60N时，绳a的拉力Fa=2F1+G定=2×60N+20N=140N 故A正确； B．拉环和动滑轮连接，动滑轮绕2段绳，拉环向下移动10cm，弹簧伸长2×10cm=20cm 故B错误； C．弹性限度内，弹簧所受拉力F与其“伸长的长度”Δx成正比，弹簧拉力为300N时，弹簧伸长的长度为 动滑轮绕2段绳，拉环向下移动 故C正确； D．由图乙可知，弹簧伸长的最大长度为80cm，弹簧的最大拉力是400N，弹簧、细绳、拉环的重力和摩擦可忽略，由得到健身器材提供的最大拉力F大=2F-G动=2×400N-20N=780N 故D错误。 故选AC。 15．在践行青岛中小学生“十个一”行动中，小明用独轮车帮助爸爸运送货物。车和货物的总重力G为960N，小明的质量为50kg，双脚与地面的接触面积为0.05m2。小明抬起独轮车在水平地面静止时如图所示，下列说法正确的是（  ） A．独轮车是一个费力杠杆 B．小明对车竖直向上的力F为400N C．小明对地面的压力为900N D．小明对地面的压强为 【答案】BC 【详解】A．由图可知，动力臂为1.2m，阻力臂为0.5m，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A错误； B．小明抬起独轮车，独轮车可以看作以前轮轴为支点的杠杆，动力臂为1.2m，阻力臂为0.5m，阻力等于重力为960N，根据杠杆平衡条件可得，小明对车竖直向上的力F为，故B正确； C．小明对车竖直向上的力为400N，由于力的作用是相互的，车对小明有向下的压力，大小为400N，所以小明对地面的压力大小为F压=400N+50kg×10N/kg=900N，故C正确； D．小明对地面的压强为，故D错误。 故选BC。 三、实验题 16．下列是某科学研究小组探究杠杆平衡条件的实验过程：（本实验均使用轻质杠杆） 实验1：在直杠杆水平平衡时（如图甲所示）进行实验记录多组数据得出：F1s1=F2s2（注：s1和s2分别表示支点O到F1和F2的作用点的距离）。在直杠杆倾斜平衡时（如图乙所示）进行实验，也得到了同样的结论。 　　 　　　 该结论适用于所有平衡时的杠杆吗？ 实验2：科学研究小组用一侧弯曲的杠杆进行如图丙所示的实验，移动钩码，改变钩码数量，记录数据如表，分析表格数据发现上述结论并不成立，但发现一个新的等量关系，即：（待填）s和l（支点到力的作用线的距离）这两个量在研究杠杆平衡条件时，哪个量才是有价值的呢？研究小组的同学观察到：支点到F1的作用点的距离（s1）与支点到F1的作用线的距离（l1）是相等的。研究小组的同学又进行了实验。 实验次数 F1/N s1/cm F2/N s2/cm l2/cm 1 1.0 10.0 0.5 21.3 20.1 2 1.5 20.0 1.5 31.7 29.8 3 2.0 30.0 2.5 25.5 24.0 实验3： ①移动钩码，使杠杆（待填）并使杠杆处于平衡状态； ②记录F1、s1、l1和F2、s2、l2 ； ③改变钩码数量，移动钩码，记录杠杆处于平衡时的多组F1、s1、l1和F2、s2、l2； ④分析实验数据，得出弯杠杆的平衡条件。 最后，通过科学思维，得出所有杠杆的平衡条件都是： F1l1=F2l2.杠杆的平衡条件可用于解释许多杠杆应用，如用图1方式提升物体比用图2方式省力，就可用杠杆的平衡条件作出合理解释 请回答 （1）在研究一侧弯曲的杠杆时，发现的一个新的等量关系是 ； （2）将实验3中的①填写完整。 ； （3）“支点到力的作用线的距离”在科学上被称为 通过探究杠杆平衡条件的实验，使我们深深认识到建立这一科学量的价值； （4）用图1方式提升物体比用图2方式省力的原因是 。 【答案】 倾斜或转动 力臂 图1 的动力臂大于阻力臂，图2的动力臂等于阻力臂 【详解】（1）[1]分析表格中的数据，可以得到一个等量关系：。 （2）[2]实验探究已经研究了杠杆在水平方向平衡的状态，现在应该移动钩码，使杠杆倾斜或转动并使杠杆处于平衡状态，使支点到力的作用点的距离，不等于支点到力的作用线的距离，此时再于去研究原来的等式是否合理。 （3）[3]“支点到力的作用线的距离”在科学上被称为力臂。 （4）[4]用图1方式提升物体比用图2方式省力的原因是：图1 动滑轮的动力臂大于阻力臂，图2定滑轮的动力臂等于阻力臂。 17．某小组在参观古代科技展时，看到一汲水装置——辘轳，如图甲所示。讲解员介绍：辘轳是古人利用他们的智慧发明创造的工具，解决了提水费力问题。它是主要由大轮和小轮组成的轮轴装置。使用它能够实现“四两拨千斤”。辘轳静止时满足杠杆的平衡条件。 【质疑与验证】 （1）某同学质疑辘轳静止时满足杠杆的平衡条件，该同学自制了一部分器材，进行验证； （2）该同学先在质量分布均匀的圆形薄硬板上画一条直径MN，并标出圆心O和均匀的刻度，再以O为圆心过MN上的L点画一个圆。接下来，在圆心处挖一个洞，然后将圆板安装在铁架台的固定的光滑转轴上，转轴水平且与圆板平面垂直，如图乙所示； （3）将一组钩码（钩码重均为0.5N）通过细线悬挂在L点，另一组钩码悬挂在N点。调整右侧钩码个数直至MN处于水平且静止，如图丙所示。规定能使圆板顺（逆）时针转动的力为动（阻）力。由图丙中的信息得到：动力×动力臂 阻力×阻力臂； （4）多次调整力和力臂，反复进行实验，记下每一次MN水平且静止时的数据； （5）处理数据后，发现每次圆板静止时都满足杠杆的平衡条件； （6）实验中，每次均使MN在水平位置静止，MN应与悬挂钩码的细线 （选填“垂直”或“平行”）；目的是便于测量 。 【反思】 （7）古人之所以把井绳缠在小轮上，是因为这样做可以 力； （8）制造辘轳时，把小轮和大轮半径之比变 ，可以达到更省力的目的。（不计机械自重和轴的摩擦） 【发现与探索】 （9）该同学想起辘轳的大轮上不止一个手柄，两名同学可以一起提水，于是继续探究两个动力作用下杠杆的平衡条件。 多次实验，数据表格如下： 数据序号 动力 动力臂 动力 动力臂 阻力 阻力臂 1 0.5 0.4 1.5 0.2 2.5 0.2 2 0.5 0.4 1.0 0.3 2.5 0.2 3 1.0 0.3 1.0 0.2 2.5 0.2 分析表中数据，得出结论： 。（用表中字母表示） 【答案】 = 垂直 力臂 省 小 【详解】[1]规定能使圆板顺（逆）时针转动的力为动（阻）力。钩码重均为0.5N，假设直径MN上每一大格长度为L，由图丙中的信息可知：动力，动力臂 阻力，阻力臂 则，，因此，即动力×动力臂=阻力×阻力臂。 [2][3]力臂是支点到力的作用线的垂线，因此实验中，每次均使MN在水平位置静止，MN应与悬挂钩码的细线垂直，细线上的拉力方向竖直向下，那么力臂就在MN上对应的刻度长度，便于直接测量力臂。 [4]辘轳的大轮为动力轮，小轮为阻力轮，根据杠杆平衡原理，古人把井绳缠在小轮上时，阻力臂小于动力臂，则阻力大于动力，这样可以省力。 [5]根据杠杆平衡原理可知，，在制造辘轳时，在阻力不变的情况下，把小轮和大轮半径之比变小，可减小动力，可以达到更省力的目的。 [6]分析两个动力作用下杠杆的平衡条件表格数据：序号1: ，两者相等。 序号2: ，两者相等。 序号3: ，两者相等。 因此结论为 四、计算题 18．如图所示，一轻质杠杆ABC是跟三个滑轮相连的机械装置，O是支点，物体P重20牛，浸没在密度为0.8×103千克/米3的煤油里，已知AB=BC=CO=30厘米，砝码G1=4牛，G2=10牛，若杠杆处于平衡状态，求物体P的体积。（不计滑轮重和摩擦，g=10N/kg） 【答案】 【详解】使用定滑轮不能省力，不计摩擦，所以 因为AB=BC=CO=30厘米，所以拉力的力臂 拉力的力臂 拉力的力臂 因为杠杆平衡，所以 即 解得 因为不计滑轮重和摩擦，所以动滑轮对重物的拉力 因为重物P受到的重力，所以 变形可得 根据可知，物体P的体积 19．如图所示，斜面长5m，高3m，物体A的重力为100N，B的重力150N，动滑轮的重力为10N。滑轮组的绳子平行于斜面连接着物体A，在动滑轮与重物B的作用下，能够使物体A由斜面底端被匀速拉到顶端。不计绳重、滑轮组内部摩擦及空气阻力，求： （1）绳子拉力F对A所做的有用功为多大？ （2）该斜面的机械效率为多大？ （3）物体A受到的滑动摩擦力为多大？ 【答案】（1）300J；（2）75%；（3）20N 【详解】解：（1）绳子拉力对物体做的有用功使物体上升3m的高度，故有用功 W有=GAh=100N×3m=300J （2）对滑轮组部分进行分析，滑轮组由一个动滑轮和一个定滑轮组合，且与动滑轮相连的绳子股数为2，且物体被匀速拉升，不计绳重、滑轮组内部摩擦及空气阻力，所以绳子所受拉力 由功的公式可得拉力F对A所做的总功 W总=Fs=80N×5m=400J 则斜面的机械效率 （3）绳子的拉力克服物体所受摩擦力做的功即为额外功，而额外功 W额=W总-W有=400J-300J=100 J 由功的公式变形可得物体A所受摩擦力 答：（1）绳子拉力F对A所做的有用功为300J； （2）该斜面的机械效率为75%； （3）物体A受到的滑动摩擦力为20N。 20．如图所示是一个水位监测仪的简化模型。杠杆AB质量不计，A端悬挂着物体M，B端悬挂着物体N，BO=4AO。物体M下面是一个压力传感器，物体N是一个质量分布均匀的实心圆柱体，当水槽中无水时，物体N下端与水槽的底部恰好接触且压力为零，此时压力传感器的示数也为零。已知物体N的质量m2=4kg，高度H=1m，横截面积S=20cm2，g取10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3。求： (1)物体M的质量m1。 (2)当压力传感器的示数F=40N时，水槽内水的深度h。 【答案】(1)16kg (2)0.5m 【详解】（1）水槽中无水时，物体N下端与水槽的底部恰好接触且压力为零，此时压力传感器的示数也为零，此时杠杆处于平衡状态，根据杠杆的平衡条件可知 所以 （2）M的重力为 则A端受到的拉力为 根据杠杆的平衡条件可知 则B端受到的拉力为 N的重力为 N浸入水中，受到竖直向上的拉力和浮力、竖直向下的重力，则浮力为 根据阿基米德原理可知，N排开的水的体积为 则N浸入水中的深度即水的深度为 五、综合题 21．图甲是电工师傅们挖的埋水泥电线杆的坑，其深度为2.0m，坑口长为2.3m，坑底长为0.3m，坑的宽度仅比电线杆的粗端直径稍大一点。图乙是电工师傅们准备将电线杆埋入坑中时的示意图： (1)坑中沿长方形的长边方向有一从地面直达坑底的斜坡，这样做的好处是不必将电线杆从底端开始向上竖起，重心上升高度较 ，施工时省力； (2)水泥电线杆的重力为1.0×104N，长为12.0m，其重心O距粗端B的距离为4.0m，按图乙所示的方式竖起电线杆，则刚抬起电线杆的细端A时F的力臂为 m，此时至少需要的力F为 N。 (3)竖起电线杆的过程中，工人师傅至少要对电线杆做功 J（忽略电线杆水平放置时重心离地面的高度）。 【答案】(1)小 (2) 10 2000 (3)2.0×104 【详解】（1）抬起线杆时，线杆底端已经进入坑内，故线杆重心升高高度是比较小的。 （2）此时可将线杆视为支点为C点的杠杆，有 力F力臂CF长为 根据杠杆平衡条件有 带入数据 解得 （3）线杆底端在坑底时，重心与地面距离为 此时克服重力做的功为 22．如图甲是我国古代主要的灌溉农具龙骨水车，因其形如龙骨而得名，它由车桶、刮水板、链条、大龙头轴、小龙头轴、脚踏板等组成。灌溉时，水车安放在河边，下端车桶和刮水板直伸水中，另一端的大龙头轴固定于堤岸的木架上，用时踩动脚踏板使大龙头轴转动，通过链条带动桶内刮水板上行，倾灌于地势较高的田地。 (1)使用水车时，人对脚踏板施加力使轮轴转动，相当于使用一个 （选填“省力”或“费力”）杠杆。水车刮水上行时水的机械能 （选填“增大”“减小”或“不变”）； (2)刮水板的面积越大，龙骨水车旋转一周提升的水就越多，对水所做的功就越 。当人踩动脚踏板的速度变大时，提升水的功率会变 ； (3)若某龙骨水车木齿轮上有8根辐条，如图乙所示，链条上装有多块刮水板，平均每块刮水板每次能运送水。某人以24转/分的速度匀速转动大龙头轴将水提升到高的田地中，此人做功的总功率为，待运水稳定后，龙骨水车每分钟能运 水，龙骨水车的机械效率为 （）。 【答案】(1) 省力 增大 (2) 大 大 (3) 96 40% 【详解】（1）[1]人对脚踏板施加力使轮轴转动时，动力作用轮上，阻力作用在轴上，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。 [2]水车刮水上行时，水是匀速上行的，则水的动能不变，重力势能变大，机械能变大。 （2）[1]此过程需要克服水的重力做功，当水的质量越大，根据G=mg可知，则水所受重力越大，再由公式W=Gh可知，对水所做的功越多。 [2]当人踩动脚踏的速度加快时，提升相同高度所用时间越短，提升水的重力不变，所做的功不变，根据可知，提升水的功率会变大。 （3）[1]图乙中，木齿轮上有8根辐条，即有8块刮水板，以每分钟24转匀速转动大龙头轴，则每分提升水的质量m=8×0.5kg×24=96kg [2]每分钟克服水的重力所做的有用功 此人做功的功率为80W，1min内做功的总功 龙骨水车的机械效率 六、科普阅读题 23．阅读短文，回答问题。 抗震“大力士”——斗拱 斗拱是中国古建筑特有的组成构件，通常位于柱顶之上、屋檐之下。斗拱主要由两部分组成，即斗与拱：斗为方形木块，拱为弓形木构件，两者在水平方向搭扣连接成一组，而后在垂直方向上组组叠加，而位于整个斗拱最下方的斗被称为坐斗。 斗拱的力学智慧体现在它出色的抗震性能。当面对水平方向的振动时，斗拱表现出了自动恢复的功能，如图甲所示。这是因为斗拱的重心位于其下方，在水平振动作用下发生左右摇摆时，便会绕着坐斗进行摇摆，在其重力和上部屋顶压力的共同作用下不断复位，本身难以受到损害。 同时，斗拱还能抵抗垂直方向的振动，在一定范围内，木材受到外力作用时会产生变形并能迅速恢复原状，加上斗拱的结构就像是一层层弹簧连起来一般，发生垂直方向的振动时，斗拱整体能够进行压缩-复原运动，不断地削弱振动的能量，斗拱的这种弹簧特性抗震方法，也被称为隔震。在模拟斗拱垂直方向振动实验中，把斗拱看作弹簧-质量系统，同学们进行多次实验，数据如下表： 序号 斗拱的压缩量x/（cm） 斗拱产生的弹力F/（N） 斗拱储存的弹性势能Ep/（J） 1 5 25 0.625 2 10 50 2.5 3 20 100 10 斗拱精巧的构造及优秀的抗震性能，汇聚了中国古代工匠丰富的工程经验，体现了中国古代建筑精妙绝伦的卓越智慧，是中华优秀传统文化的重要组成部分。 (1)斗拱的组件在层层叠加并向外延伸时总会向下展开，这是为了 斗拱的重心。 (2)如图乙所示是斗拱的结构示意图，其中组件属于“拱”的是（   ） A．①② B．③④⑤ C．②③④ D．①⑤ (3)下列关于斗拱的说法错误的是（   ） A．斗拱利用精巧的结构将地震能量转化为动能与势能，有效削弱了地震能量 B．斗拱在水平方向振动作用下发生摇摆时，可以看作是一个杠杆 C．在一定范围内，斗拱中的木材在垂直方向振动作用下发生的是弹性形变 D．斗拱在组装时，各构件之间应该用特定胶水进行固定 (4)当一个振动系统受到周期性外力的频率与其固有频率相同或接近时，系统振幅会出现显著增大的现象，被称之为共振效应。已知常见地震波主频率约为5Hz，结合共振原理，该斗拱的固有频率应设计与5Hz （接近/相差较大）为宜，原因是： 。 (5)下列关于斗拱产生的弹力F、斗拱储存的弹性势能Ep及斗拱压缩量x之间图像关系正确的（   ） A． B． C． D． 【答案】(1)降低 (2)C (3)D (4) 相差较大 防止产生共振效应 (5)D 【详解】（1）由题意知，斗拱的组件在层层叠加并向外延伸时向下展开，这样做可以使斗拱的重心降低，因为重心越低，物体越稳定。 （2）由题意知，斗拱主要由两部分组成，即斗与拱：斗为方形木块，拱为弓形木构件，两者在水平方向搭扣连接成一组，而后在垂直方向上组组叠加，而位于整个斗拱最下方的斗被称为坐斗。观察斗拱的结构示意图，根据“拱”的结构特点，可知②③④属于“拱”，①⑤不属于，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 （3）A．由题意知，斗拱的重心位于其下方，在水平振动作用下发生左右摇摆时，便会绕着坐斗进行摇摆，在其重力和上部屋顶压力的共同作用下不断复位，本身难以受到损害，所以斗拱利用精巧的结构在地震时将地震能量转化为动能与势能，有效削弱了地震能量，故A正确，不符合题意； B．斗拱在水平方向振动作用下发生摇摆时，可绕着某个点转动，符合杠杆的定义，可以看作是一个杠杆，故B正确，不符合题意； C．由题意知，斗拱还能抵抗垂直方向的振动，在一定范围内，木材受到外力作用时会产生变形并能迅速恢复原状。所以在一定范围内，斗拱中的木材在垂直方向振动作用下，撤去外力后能恢复原状，发生的是弹性形变，故C正确，不符合题意； D．斗拱在组装时，各构件之间是通过榫卯结构连接，而不是用特定胶水进行固定，故D错误，符合题意。 故选D。 （4）[1][2]已知常见地震波主频率约为5Hz，根据共振原理，当振动系统受到周期性外力的频率与其固有频率相同或接近时会发生共振，共振时系统振幅会显著增大，可能会导致斗拱损坏。所以该斗拱的固有频率应设计与5Hz相差较大为宜，原因是：防止发生共振效应。 （5）AB．根据表格中数据可知，弹力与压缩量的比值是同一个常数，且图像是过原点的倾斜直线，所以可以得到弹力F与压缩量x成正比，故AB错误； CD．弹性势能与压缩量的平方的比值是一个定值，即弹性势能Ep与压缩量x的平方成正比，图像是抛物线，观察中的图像，D选项符合，故C错误，D正确。 故选D。 24．读短文，回答文后问题. 风杯式风速计 风是由于空气流动而产生的风速是最基本的气象要素之一，生产生活中很多时候需要测量风速。如图甲所示，风杯式风速计是一种常用的风速测量仪器，其原理如图乙所示，风杯是半球形空心杯，三个风杯用夹角为120°的三根支架固定在竖直的转轴上，起风时，气流冲击风杯，风相对风杯的速度越大，冲击力越大，凹面迎风的风杯受到的风压大，凸面迎风的风杯由于风的绕流作用，受到的风压小，作用在三个风杯上的风压差使静止的风杯开始旋转，越转越快。当风速一定时，风杯转速增大到一定值时不再增大，此时风速和风杯转速的关系为v=2πRbn，其中v为风速，n为风杯转速（每秒转过的圈数），R为风杯转动半径，b为风速计常数，风杯的转轴连接一个电路板，转轴每转一圈都会使电路中产生一个短暂的电流，根据电流的周期可以算出风杯的转速，进而算出此时的风速。 (1)因为转轴的摩擦，风速较小时，风杯可能转不起来，适当 （填“增大”或“减小”）支架的长度，可以提高风速计的灵敏度； (2)如图乙所示，风从左边吹向风速计，则风杯旋转方向为 （填“顺”或“逆”）时针； (3)为什么当风速一定时，风杯转速增大到一定值时不再增大？ ； (4)若一个风速计的风杯转动半径为0.2m，风速计常数b为3，计算时π≈3，某次测量风速时，电流一时间图像如图丙所示，则此时风速为 m/s。 【答案】(1)增大 (2)顺 (3)见解析 (4)7.2 【详解】（1）转轴的摩擦，风速较小时，风杯可能转不起来，动力、阻力和阻力臂不变，由杠杆平衡条件可知，增大支架的长度，可以提高风速计的灵敏度。 （2）如图乙所示，风从左边吹向风速计，凹面迎风的风杯受到的风压大，凸面迎风的风杯由于风的绕流作用，受到的风压小，风杯顺时针转动。 （3）当风速一定时，风杯转速增大到一定值时，风杯受到的风压与摩擦力等阻力平衡所以不再增大。 （4）由图丙可知，1s内转动2圈，转数为2r/s，由风速和风杯转速的关系v=2πRbn可知此时风速为 v=2πRbn=2×3×0.2×3×2m/s=7.2m/s 试卷第2页，共26页 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026年山东省青岛市中考物理自主招生考试物理 十一、简单机械 一、单选题 1．使重120牛的物体沿长10米，高2米的斜面匀速向上运动，沿斜面向上的拉力为32牛，则物体所受的摩擦力为（　　） A．12牛 B．8牛 C．20牛 D．缺少条件，无法求得 2．如图所示，一根轻杆可以绕O点自由转动，在它的A端桂一个重50牛的物体，为使杆保持水平，在杆的中点应用细绳拉住，如果细绳与杆夹角是30°，则绳的拉力应是（　　） A．50牛 B．100牛 C．150牛 D．200牛 3．用杆秤称物体质量，如果秤砣发生缺损，若不考虑其它因素，则结果是（　　） A．称出的质量仍等于物体真实质量 B．称出的质量一定大于物体真实质量 C．称出的质量一定小于物体真实质量 D．以上三种情况都有可能 4．如图所示，均匀木棒AB的A端固定在铰链上，悬线一端绕过某定滑轮，另一端套环套在木棒上使木棒保持水平，现使套环逐渐向右移动，但始终保持木棒水平，则悬线上的拉力（棒和线均足够长）（　　） A．逐渐变小 B．逐渐变大 C．先逐渐变大，后又变小 D．先逐渐变小，后又变大 5．如图所示，为了使杠杆OA保持水平，可分别在A点沿不同方向施加作用力F1或F2或F3。这三个力的大小关系是（　　） A．F1<F2<F3 B．F1=F3>F2 C．F2>F1>F3 D．F1=F2=F3 6．图所示是一把杆秤的示意图。图中O为支点，A为零刻度线位置，B为重物所挂位置。C为秤陀，秤杆上相邻两侧刻度线之间的距离为Δx。若把这把杆秤的秤砣换一个较重的秤砣，则为了仍能使用这把杆秤的正确秤量，在保持O点、B点位置不变的条件下，必须适当改变零刻度线A的位置和调整相邻两刻度线之间的距离Δx。下列调整方法可能正确的是（　　） A．将A点移近O点，并增大Δx B．将A点移近B点，并增大Δx C．将A点移近O点，并减小Δx D．将A点移近B点，并减小Δx 7．如图所示，质量分布不均匀的木条AB重24N，A、B是木条两端，O、C是木条上的两个点，，，此时弹簧测力计乙的示数是6N。现移动弹测力计甲的位置从A点平移到C点，下列说法中正确的是（    ） A．此时弹簧测力计乙的示数变小，大小是0N B．此时弹簧测力计乙的示数变小，大小是2N C．此时弹簧测力计甲的示数变大，大小是16N D．由于木条质量分布不均匀无法判断弹簧测力计甲、乙示数的变化 8．小明家刚买的新房，需要装修。装修师傅用如图所示的装置，将重为的建材从地面匀速运送到离地的高处，所用时间为。已知动滑轮重为，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（       ） A．工人做的额外功是 B．工人做的总功是 C．工人的功率是 D．减小提升物体的重力，可以提高滑轮组的机械效率 9．如图甲所示，电动机通过滑轮组沿斜面匀速拉动重为的货物，电动机的输出功率恒为。内货物运动的路程随时间变化关系如图乙所示，货物被提升的高度为。不计滑轮重、绳重及滑轮与绳的摩擦，则内（　　） A．斜面对货物的支持力做功为 B．电动机对绳子的拉力为 C．货物受到斜面的摩擦力为 D．滑轮组的机械效率为 10．如图所示，每只钩码质量相等，轻质杠杆处于水平平衡状态，下列说法不正确的是（　　） A．L1:L2=1:2 B．左右两边各加一个钩码，杠杆左边上升 C．G1向O点移动1cm，G2向O点移动2cm，杠杆仍能平衡 D．G1远离O点移动，G2远离O点移动，杠杆仍能平衡 二、多选题 11．某起重车提升货物时，起重臂上滑轮组的示意图如图所示，货物在钢丝绳的拉力F作用下匀速上升。货物所受的重力为，钢丝绳的拉力F为，货物上升的速度为0.25m/s。在提升货物的过程中，下列说法正确的是（　　） A．拉力F的功率为 B．有用功的功率为 C．动滑轮所受的重力为 D．滑轮组的机械效率约为83.3% 12．用图所示的动滑轮，先后将两个不同重物在相同时间内匀速提升相同高度，两次做功的情况如图所示。第一次的额外功为900J，不计绳重和摩擦，则（　　） A．第一次提升重物时机械效率较高 B．第二次提升重物时的额外功较大 C．先后两次提升重物的重力之比为7∶9 D．先后两次提升重物的总功率之比为6∶5 13．小明用如图所示的滑轮拉着重的物体，使以的速度在水平地面上向左匀速直线运动，作用在绳端的水平拉力，该滑轮的机械效率为。关于该过程，下列说法正确的是（　　） A．物体受到的重力所做的功是 B．绳端移动的距离是 C．拉力做功的功率是 D．地面对物体的摩擦力大小是 14．图甲为一款健身器材，两滑轮均重20N；弹性限度内，弹簧伸长的最大长度为80cm，弹簧所受拉力F与其“伸长的长度”Δx成正比，如图乙所示。弹簧、细绳、拉环的重力和摩擦可忽略；使用时竖直向下缓慢拉动拉环。下列说法正确的是（　　） A．弹簧拉力为60N时，绳a拉力为140N B．拉环向下移动10cm，弹簧伸长10cm C．弹簧拉力为300N时，拉环向下移动30cm D．健身器材提供的最大拉力为820N 15．在践行青岛中小学生“十个一”行动中，小明用独轮车帮助爸爸运送货物。车和货物的总重力G为960N，小明的质量为50kg，双脚与地面的接触面积为0.05m2。小明抬起独轮车在水平地面静止时如图所示，下列说法正确的是（  ） A．独轮车是一个费力杠杆 B．小明对车竖直向上的力F为400N C．小明对地面的压力为900N D．小明对地面的压强为 三、实验题 16．下列是某科学研究小组探究杠杆平衡条件的实验过程：（本实验均使用轻质杠杆） 实验1：在直杠杆水平平衡时（如图甲所示）进行实验记录多组数据得出：F1s1=F2s2（注：s1和s2分别表示支点O到F1和F2的作用点的距离）。在直杠杆倾斜平衡时（如图乙所示）进行实验，也得到了同样的结论。 　　 　　　 该结论适用于所有平衡时的杠杆吗？ 实验2：科学研究小组用一侧弯曲的杠杆进行如图丙所示的实验，移动钩码，改变钩码数量，记录数据如表，分析表格数据发现上述结论并不成立，但发现一个新的等量关系，即：（待填）s和l（支点到力的作用线的距离）这两个量在研究杠杆平衡条件时，哪个量才是有价值的呢？研究小组的同学观察到：支点到F1的作用点的距离（s1）与支点到F1的作用线的距离（l1）是相等的。研究小组的同学又进行了实验。 实验次数 F1/N s1/cm F2/N s2/cm l2/cm 1 1.0 10.0 0.5 21.3 20.1 2 1.5 20.0 1.5 31.7 29.8 3 2.0 30.0 2.5 25.5 24.0 实验3： ①移动钩码，使杠杆（待填）并使杠杆处于平衡状态； ②记录F1、s1、l1和F2、s2、l2 ； ③改变钩码数量，移动钩码，记录杠杆处于平衡时的多组F1、s1、l1和F2、s2、l2； ④分析实验数据，得出弯杠杆的平衡条件。 最后，通过科学思维，得出所有杠杆的平衡条件都是： F1l1=F2l2.杠杆的平衡条件可用于解释许多杠杆应用，如用图1方式提升物体比用图2方式省力，就可用杠杆的平衡条件作出合理解释 请回答 （1）在研究一侧弯曲的杠杆时，发现的一个新的等量关系是 ； （2）将实验3中的①填写完整。 ； （3）“支点到力的作用线的距离”在科学上被称为 通过探究杠杆平衡条件的实验，使我们深深认识到建立这一科学量的价值； （4）用图1方式提升物体比用图2方式省力的原因是 。 17．某小组在参观古代科技展时，看到一汲水装置——辘轳，如图甲所示。讲解员介绍：辘轳是古人利用他们的智慧发明创造的工具，解决了提水费力问题。它是主要由大轮和小轮组成的轮轴装置。使用它能够实现“四两拨千斤”。辘轳静止时满足杠杆的平衡条件。 【质疑与验证】 （1）某同学质疑辘轳静止时满足杠杆的平衡条件，该同学自制了一部分器材，进行验证； （2）该同学先在质量分布均匀的圆形薄硬板上画一条直径MN，并标出圆心O和均匀的刻度，再以O为圆心过MN上的L点画一个圆。接下来，在圆心处挖一个洞，然后将圆板安装在铁架台的固定的光滑转轴上，转轴水平且与圆板平面垂直，如图乙所示； （3）将一组钩码（钩码重均为0.5N）通过细线悬挂在L点，另一组钩码悬挂在N点。调整右侧钩码个数直至MN处于水平且静止，如图丙所示。规定能使圆板顺（逆）时针转动的力为动（阻）力。由图丙中的信息得到：动力×动力臂 阻力×阻力臂； （4）多次调整力和力臂，反复进行实验，记下每一次MN水平且静止时的数据； （5）处理数据后，发现每次圆板静止时都满足杠杆的平衡条件； （6）实验中，每次均使MN在水平位置静止，MN应与悬挂钩码的细线 （选填“垂直”或“平行”）；目的是便于测量 。 【反思】 （7）古人之所以把井绳缠在小轮上，是因为这样做可以 力； （8）制造辘轳时，把小轮和大轮半径之比变 ，可以达到更省力的目的。（不计机械自重和轴的摩擦） 【发现与探索】 （9）该同学想起辘轳的大轮上不止一个手柄，两名同学可以一起提水，于是继续探究两个动力作用下杠杆的平衡条件。 多次实验，数据表格如下： 数据序号 动力 动力臂 动力 动力臂 阻力 阻力臂 1 0.5 0.4 1.5 0.2 2.5 0.2 2 0.5 0.4 1.0 0.3 2.5 0.2 3 1.0 0.3 1.0 0.2 2.5 0.2 分析表中数据，得出结论： 。（用表中字母表示） 四、计算题 18．如图所示，一轻质杠杆ABC是跟三个滑轮相连的机械装置，O是支点，物体P重20牛，浸没在密度为0.8×103千克/米3的煤油里，已知AB=BC=CO=30厘米，砝码G1=4牛，G2=10牛，若杠杆处于平衡状态，求物体P的体积。（不计滑轮重和摩擦，g=10N/kg） 19．如图所示，斜面长5m，高3m，物体A的重力为100N，B的重力150N，动滑轮的重力为10N。滑轮组的绳子平行于斜面连接着物体A，在动滑轮与重物B的作用下，能够使物体A由斜面底端被匀速拉到顶端。不计绳重、滑轮组内部摩擦及空气阻力，求： （1）绳子拉力F对A所做的有用功为多大？ （2）该斜面的机械效率为多大？ （3）物体A受到的滑动摩擦力为多大？ 20．如图所示是一个水位监测仪的简化模型。杠杆AB质量不计，A端悬挂着物体M，B端悬挂着物体N，BO=4AO。物体M下面是一个压力传感器，物体N是一个质量分布均匀的实心圆柱体，当水槽中无水时，物体N下端与水槽的底部恰好接触且压力为零，此时压力传感器的示数也为零。已知物体N的质量m2=4kg，高度H=1m，横截面积S=20cm2，g取10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3。求： (1)物体M的质量m1。 (2)当压力传感器的示数F=40N时，水槽内水的深度h。 五、综合题 21．图甲是电工师傅们挖的埋水泥电线杆的坑，其深度为2.0m，坑口长为2.3m，坑底长为0.3m，坑的宽度仅比电线杆的粗端直径稍大一点。图乙是电工师傅们准备将电线杆埋入坑中时的示意图： (1)坑中沿长方形的长边方向有一从地面直达坑底的斜坡，这样做的好处是不必将电线杆从底端开始向上竖起，重心上升高度较 ，施工时省力； (2)水泥电线杆的重力为1.0×104N，长为12.0m，其重心O距粗端B的距离为4.0m，按图乙所示的方式竖起电线杆，则刚抬起电线杆的细端A时F的力臂为 m，此时至少需要的力F为 N。 (3)竖起电线杆的过程中，工人师傅至少要对电线杆做功 J（忽略电线杆水平放置时重心离地面的高度）。 22．如图甲是我国古代主要的灌溉农具龙骨水车，因其形如龙骨而得名，它由车桶、刮水板、链条、大龙头轴、小龙头轴、脚踏板等组成。灌溉时，水车安放在河边，下端车桶和刮水板直伸水中，另一端的大龙头轴固定于堤岸的木架上，用时踩动脚踏板使大龙头轴转动，通过链条带动桶内刮水板上行，倾灌于地势较高的田地。 (1)使用水车时，人对脚踏板施加力使轮轴转动，相当于使用一个 （选填“省力”或“费力”）杠杆。水车刮水上行时水的机械能 （选填“增大”“减小”或“不变”）； (2)刮水板的面积越大，龙骨水车旋转一周提升的水就越多，对水所做的功就越 。当人踩动脚踏板的速度变大时，提升水的功率会变 ； (3)若某龙骨水车木齿轮上有8根辐条，如图乙所示，链条上装有多块刮水板，平均每块刮水板每次能运送水。某人以24转/分的速度匀速转动大龙头轴将水提升到高的田地中，此人做功的总功率为，待运水稳定后，龙骨水车每分钟能运 水，龙骨水车的机械效率为 （）。 六、科普阅读题 23．阅读短文，回答问题。 抗震“大力士”——斗拱 斗拱是中国古建筑特有的组成构件，通常位于柱顶之上、屋檐之下。斗拱主要由两部分组成，即斗与拱：斗为方形木块，拱为弓形木构件，两者在水平方向搭扣连接成一组，而后在垂直方向上组组叠加，而位于整个斗拱最下方的斗被称为坐斗。 斗拱的力学智慧体现在它出色的抗震性能。当面对水平方向的振动时，斗拱表现出了自动恢复的功能，如图甲所示。这是因为斗拱的重心位于其下方，在水平振动作用下发生左右摇摆时，便会绕着坐斗进行摇摆，在其重力和上部屋顶压力的共同作用下不断复位，本身难以受到损害。 同时，斗拱还能抵抗垂直方向的振动，在一定范围内，木材受到外力作用时会产生变形并能迅速恢复原状，加上斗拱的结构就像是一层层弹簧连起来一般，发生垂直方向的振动时，斗拱整体能够进行压缩-复原运动，不断地削弱振动的能量，斗拱的这种弹簧特性抗震方法，也被称为隔震。在模拟斗拱垂直方向振动实验中，把斗拱看作弹簧-质量系统，同学们进行多次实验，数据如下表： 序号 斗拱的压缩量x/（cm） 斗拱产生的弹力F/（N） 斗拱储存的弹性势能Ep/（J） 1 5 25 0.625 2 10 50 2.5 3 20 100 10 斗拱精巧的构造及优秀的抗震性能，汇聚了中国古代工匠丰富的工程经验，体现了中国古代建筑精妙绝伦的卓越智慧，是中华优秀传统文化的重要组成部分。 (1)斗拱的组件在层层叠加并向外延伸时总会向下展开，这是为了 斗拱的重心。 (2)如图乙所示是斗拱的结构示意图，其中组件属于“拱”的是（   ） A．①② B．③④⑤ C．②③④ D．①⑤ (3)下列关于斗拱的说法错误的是（   ） A．斗拱利用精巧的结构将地震能量转化为动能与势能，有效削弱了地震能量 B．斗拱在水平方向振动作用下发生摇摆时，可以看作是一个杠杆 C．在一定范围内，斗拱中的木材在垂直方向振动作用下发生的是弹性形变 D．斗拱在组装时，各构件之间应该用特定胶水进行固定 (4)当一个振动系统受到周期性外力的频率与其固有频率相同或接近时，系统振幅会出现显著增大的现象，被称之为共振效应。已知常见地震波主频率约为5Hz，结合共振原理，该斗拱的固有频率应设计与5Hz （接近/相差较大）为宜，原因是： 。 (5)下列关于斗拱产生的弹力F、斗拱储存的弹性势能Ep及斗拱压缩量x之间图像关系正确的（   ） A． B． C． D． 24．读短文，回答文后问题. 风杯式风速计 风是由于空气流动而产生的风速是最基本的气象要素之一，生产生活中很多时候需要测量风速。如图甲所示，风杯式风速计是一种常用的风速测量仪器，其原理如图乙所示，风杯是半球形空心杯，三个风杯用夹角为120°的三根支架固定在竖直的转轴上，起风时，气流冲击风杯，风相对风杯的速度越大，冲击力越大，凹面迎风的风杯受到的风压大，凸面迎风的风杯由于风的绕流作用，受到的风压小，作用在三个风杯上的风压差使静止的风杯开始旋转，越转越快。当风速一定时，风杯转速增大到一定值时不再增大，此时风速和风杯转速的关系为v=2πRbn，其中v为风速，n为风杯转速（每秒转过的圈数），R为风杯转动半径，b为风速计常数，风杯的转轴连接一个电路板，转轴每转一圈都会使电路中产生一个短暂的电流，根据电流的周期可以算出风杯的转速，进而算出此时的风速。 (1)因为转轴的摩擦，风速较小时，风杯可能转不起来，适当 （填“增大”或“减小”）支架的长度，可以提高风速计的灵敏度； (2)如图乙所示，风从左边吹向风速计，则风杯旋转方向为 （填“顺”或“逆”）时针； (3)为什么当风速一定时，风杯转速增大到一定值时不再增大？ ； (4)若一个风速计的风杯转动半径为0.2m，风速计常数b为3，计算时π≈3，某次测量风速时，电流一时间图像如图丙所示，则此时风速为 m/s。 试卷第2页，共26页 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $