2026年中考物理一轮复习专题五：简单机械、功与机械能

专题五：简单机械、功与机械能 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（2025·江苏常州·中考真题）机器狗能帮助人们搬运重物；不计空气阻力，下列四种情境中，机器狗对重物A做功的是（　　） A．蹲着不动 B．托举重物匀速竖直上升 C．站着不动 D．承载重物匀速水平移动 2．（2025·江苏常州·中考真题）花生大丰收，小明用手剥壳，手指又酸又痛。他用硬棒自制“碎壳神器”，用手对上面硬棒施加压力，即可压碎花生壳。下列图中，最省力的是（　　） A． B． C． D． 3．（2025·江苏盐城·中考真题）如图所示，摆球下降的过程中，它的（　　） A．重力势能减小，动能减小 B．重力势能减小，动能增大 C．重力势能增大，动能增大 D．重力势能增大，动能减小 4．（2025·江苏扬州·中考真题）如图，工人用动滑轮提升重物，下列说法正确的是（   ） A．克服动滑轮重力做的功是有用功 B．重物与人手移动的距离相等 C．重物与人手移动的速度相等 D．增加重物，动滑轮的机械效率变大 5．（2025·江苏南通·中考真题）飞行的子弹因为速度大而具有较大的动能。下列四次实验中，对比哪两次实验能说明其道理（　　） A．①② B．②③ C．②④ D．③④ 6．（2025·江苏连云港·中考真题）2025年4月24日，搭载神舟二十号载人飞船的长征二号运载火箭成功将三名航天员送入中国空间站。关于神舟二十号飞船加速升空的过程，下列说法正确的是（　　） A．动能增加，重力势能不变，机械能增加 B．动能增加，重力势能增加，机械能增加 C．动能不变，重力势能减小，机械能减小 D．动能减小，重力势能增加，机械能不变 7．（2025·江苏苏州·中考真题）如图所示，“龙骨水车”是我国古代主要的提水设施之一，水车一端浸入水中，另一端固定于岸上，使用时，人踩动长柄摇杆末端的踏板使大轮转动，带动嵌满刮水板的链条匀速运动，槽内板片刮水上行，倾灌于地势较高的田中，下列说法正确的是（　　） A．长柄摇杆越长，踩动时越费力 B．踩得越快，提水做功越多 C．提水过程中，随板片上行的水重力势能减小 D．减小水车各部件间的摩擦，提水效率增大 8．（2025·江苏南京·中考真题）在“探究阻力对物体运动的影响”和“探究动能大小与哪些因素有关”的两个实验中，都出现如图所示的情景。在提供图中器材的基础上，有以下判断： ①添加一条棉布和一块玻璃板，可完成“探究阻力对物体运动的影响”实验 ②添加一个木块和若干砝码，可完成“探究动能大小与哪些因素有关”实验 ③要完成上述两个实验，每次小车都需要从同一斜面同一位置由静止释放 ④两个实验都需要在实验基础上通过科学推理得出结论 其中正确的是（　　） A．①② B．②③ C．③④ D．①④ 9．（2025·江苏镇江·中考真题）图1为停车场的电子闸杆，其结构图如图2所示，闸杆和摇杆组成一根可绕转轴O转动的杠杆，闸杆质量分布均匀，摇杆质量不计。当力F作用于A点时，闸杆恰好开始向上转动，下列说法正确的是（    ） A．此装置可视为省力杠杆 B．力F的力臂为OA C．闸杆重力的力臂为OB D．当力F垂直于OA向下时，F为最小值 10．（2025·江苏淮安·中考真题）如图甲所示，物体在10N的水平拉力F的作用下，沿水平地面向右做直线运动。固定于地面的传感器发出的超声波遇到运动的物体被反射回传感器，传感器通过计算机显示出物体在水平方向通过的距离随时间变化的s-t图像，如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．物体做加速运动 B．0~15s内拉力做的功为300J C．传感器相对于物体是静止的 D．物体受到的摩擦力小于10N 11．（2025·江苏宿迁·中考真题）如图所示，某同学用大小为0.6N的力沿竖直方向匀速拉动一个动滑轮，使钩码上升10cm。已知每个钩码质量为50g，g取10N/kg，不计绳重和摩擦。则（　　） A．该同学所做的有用功等于0.2J B．动滑轮自身重力为0.2N C．绳子自由端移动的距离为40cm D．动滑轮的机械效率约为66.7% 12．（2025·江苏镇江·中考真题）如图所示，一起重机从a处由静止开始竖直向上吊起一重物，吊起过程中吊绳对重物的拉力与重物的速度成反比，重物向上分别经过b、c两处且ab段与bc段距离相同，不考虑空气阻力，在重物上升过程中，下列说法正确的是（    ） A．重物可能先加速再减速 B．拉力在ab段对重物所做的功大于在bc段对重物所做的功 C．重物经过ab段所用的时间等于经过bc段所用的时间 D．重物的动能转化为重力势能 二、填空题 13．（2025·江苏无锡·中考真题）用如图所示的装置探究物体的动能大小与速度的关系时，应让同一辆小车从斜面 高度处由静止滑下，撞击置于水平面上 （选填“相同”或“不同”）位置的同一木块。通过比较木块 来比较小车动能的大小。 14．（2025·江苏扬州·中考真题）如图是兄弟二人抬水的场景。扁担相当于杠杆，若以哥哥的肩为支点，弟弟对扁担的作用力是动力，哥哥将水桶悬挂点向自己移动一段距离，动力臂 ，阻力臂 ，弟弟对扁担的作用力 。（填变化情况） 15．（2025·江苏宿迁·中考真题）2025年4月30日13时08分，神舟十九号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。返回舱在进入大气层一段时间后，由于受空气阻力作用会匀速下降，此过程中，动能 ，势能 ，机械能 （选填“增大”“减小”或“不变”）。 16．（2025·江苏无锡·中考真题）如图所示，将弹簧、小车置于水平木板面上，被压缩后的弹簧将小车弹出，这一过程中，弹簧的弹性势能转化为小车的 能。实验表明，弹簧被压缩得越短，小车被弹开的距离越远，这说明，弹簧的弹性形变越大，弹性势能越 。小车在水平木板上运动时，所受重力对小车 （选填“做功”或“不做功”）。 17．（2025·江苏无锡·中考真题）如图所示，探究杠杆的平衡条件，调节杠杆水平平衡后，在杠杆的左边20cm处挂2个钩码，在杠杆的右边10cm处用弹簧测力计竖直向下拉，使杠杆在水平位置重新平衡，此时测力计的示数为 N；若测力计沿图中虚线方向向下拉，使杠杆在水平位置重新平衡，则测力计示数会 （选填“变大”“变小”或“不变”），原因是 。 18．（2025·江苏徐州·中考真题）如图所示，用定滑轮匀速提升重为90N的木箱，拉力大小为100N，绳端向下移动的距离为2m。则木箱上升的高度为 m，木箱的机械能变 ，定滑轮的机械效率为 。 19．（2025·江苏镇江·二模·改编）M和P为同种材料制成的正方体滑块，分别重10N和7N。如图1， M套在水平放置的方管Q上，在水平风力的作用下，以2m/s的速度向右匀速运动。已知滑块与方管间的摩擦力总等于它们间压力大小的0.9倍，风力对M做功的功率为 W。如图2，P套在竖直放置的Q上，由静止释放。下落过程中进入风带，受到与图1相同的风力作用， P Q间的压力为 N， P的动能将 。（方管和风带足够长且忽略空气阻力） 三、作图题 20．（2025·江苏扬州·模拟）如图甲是一种蔬菜挤汁器，其手柄可以看做一个杠杆，图乙是其简化的示意图。请在图乙中画出阻力臂l2及在A点施加的最小动力F1的示意图。 四、实验题 21．（2025·江苏南通·中考真题）学习小组做“探究杠杆的平衡条件”实验。 (1)安装好杠杆，发现左端低、右端高，应将平衡螺母向 调节，使之在水平位置平衡； (2)D点悬挂两个钩码。A、B、C三点分别悬挂六个、三个、两个钩码，杠杆均能在水平位置平衡，这说明杠杆平衡时，力臂越大，对应的力越 ，进一步实验，可归纳得出杠杆的平衡条件是 ； (3)保持D点悬挂钩码不变，在E点施加力使杠杆在水平位置平衡，为了使力最小，力的方向应 ，这是因为此时 。 22．（2025·江苏泰州·三模）为探究影响动能大小的因素，学习小组设计了如图所示的实验方案。 (1)图1中，甲实验探究的是动能与 的关系，实验中通过 来比较小球动能的大小。 (2)如图1乙，两次实验过程中，木块克服摩擦力做功分别为W1和W2，则W1 W2（选填“＞”“＝”或“＜”）， (3)实验结束后，各小组对实验提出各种改进方案： ①小明认为在“探究动能与速度的关系”的实验中，可以撤走木块并使用铺有毛巾的足够长的木板，记录小球在相同表面上滚动直到静止的距离，你认为小明的实验方案是否合理 （选填“合理”或“不合理”）； ②小刚设计了图2所示的装置进行实验。 A．若用同一小球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放，撞击同一木块，将木块撞出一段距离，可以研究小球的动能大小与 （选填“质量”、“速度”或“质量和速度”）的关系。 B．若用A、B两个质量不同的小球（mA＞mB）将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，同一木块受到撞击后相应移动距离sA sB（选填“＞”、“＜”或“＝”）。 五、计算题 23．（2025·江苏常州·一模）如图，吊车在建筑工地进行作业时，由支腿将吊车撑起并脱离地面，吊臂上的滑轮组在10s内，将重为的建筑材料沿竖直方向匀速提升3m，滑轮组上钢丝绳自由端受到的拉力F为，求： (1)滑轮组对重物做的有用功； (2)拉力F做功的功率； (3)滑轮组的机械效率。 24．（2025·江苏南京·模拟预测）“超级电容”电动公交车利用超级电容替代电池储存电能，仅需在起始站和终点站充电数分钟就能完成一次运营。某次在平直公路上运营，运营过程简化为图示三个阶段： 阶段一：公交车充满电后，从起始站加速运动至A处时速度达到，此阶段电容释放的电能为，其中80%转化为车的动能。 阶段二：公交车从A处开始以的速度匀速行驶100s后到达B处，此阶段电容释放电能的90%用于维持公交车匀速行驶，公交车匀速行驶时所受阻力为3000N。 阶段三：公交车从B处开始刹车，最后停在终点站。 (1)在公交车匀速行驶的过程中，求电容释放的电能E2。 (2)在进站刹车过程中，若公交车可将动能减少量的75%回收为电能储存在电容中。到达终点站后，要将电容充满电，求需要充入的电能。 《专题五：简单机械、功与机械能》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 B A B D A B D A D B B B 1．B 【详解】对重物A受力分析可知，机器狗对重物A有竖直向上的支持力的作用，根据力做功的两个必要因素可知，需要在竖直方向上移动一定的距离，因此需要托举重物匀速竖直上升，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 2．A 【详解】AB．两个图中均满足动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，由可知，阻力和阻力臂一定时，其中A图的动力臂更长，这样可以用更小的动力克服较大的阻力，故A正确，B错误； CD．两个图中均满足动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，不能省力，故CD错误。 故选A。 3．B 【详解】摆球下降的过程中，小球的质量不变，高度变小，重力势能逐渐变小，速度变大，动能逐渐增大，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 4．D 【详解】A．提升重力，克服重物的重力做的功是有用功，提升动滑轮克服动滑轮重力做的功是额外功，故A错误； B．使用动滑轮省力，费距离，由图可知，动滑轮上绳子股数n=2，物体升高h，人手拉绳子移动的距离，故B错误； C．t时间内重物升高h，重物移动的速度 人手拉绳子移动的 故C错误； D．影响滑轮组机械效率的主要因素包括物体重和动滑轮重。该动滑轮的重力一定，其机械效率与被提升的物体重有关，被提升的物体越重，动滑轮的机械效率变大，故D正确。 故选D。 5．A 【详解】四次实验中，均通过观察小车推动小木块运动距离的远近来体现小车具有动能的大小。要说明同一物体速度越大，具有的动能越大的道理，应控制其他条件相同，只改变小车的速度进行比较。 A．实验①和②中，因同一小车从斜面上由静止下落的高度不同，到达水平面的速度不同，即质量不变，速度改变，因此可以说明动能与速度的关系，故A符合题意； B．实验②和③中，改变小车的质量，下落的高度不变即到达水平面的速度相同，能说明动能与质量的关系，但不能说明动能与速度的关系，故B不符合题意； CD．实验②和④、③和④中，小车的质量和到达水平面的速度均不同，没有控制变量，无法得出结论，故CD不符合题意。 故选A。 6．B 【详解】飞船加速升空的过程中，质量不变，速度变快，故动能增加，高度变高，故重力势能增加，机械能是动能和势能的总和，故机械能也增加，故ACD错误，B正确。 故选B。 7．D 【详解】A．长柄摇杆越长，动力臂越长，阻力和阻力臂不变，由杠杆平衡条件可知，动力越小，踩动时越省力，故A错误； B．踩得越快，单位时间内提水做功越多，即提水做功的功率越大，故B错误； C．提水过程中，随板片上行的水，其质量不变，高度增大，则重力势能增大，故C错误； D．减小水车各部件间的摩擦，可以减小额外功，有用功不变，由可知提水效率增大，故D正确。 故选D。 8．A 【详解】①在“探究阻力对物体运动的影响”实验中，通过在水平面上先后铺毛巾（阻力大）、棉布（阻力较小）、木板（阻力小），改变小车受到的阻力，从而探究阻力对物体运动的影响，所以①正确。 ②“探究动能大小与哪些因素有关”实验，需要让小车撞击木块，通过木块被推动的距离反映动能大小。添加一个木块和若干砝码，可改变小车质量等因素，从而探究动能大小与质量等因素的关系，所以②正确。 ③“探究阻力对物体运动的影响”实验，让小车从同一斜面同一位置由静止滑下，是为了使小车到达水平面时初速度相同；但“探究动能大小与哪些因素有关”实验，若探究动能与速度的关系，需让同一小车从不同高度滑下，并非每次都从同一位置滑下，所以③错误。 ④“探究阻力对物体运动的影响”实验，是在实验基础上科学推理（若阻力为零，小车匀速直线运动）；“探究动能大小与哪些因素有关”实验，是通过实验现象（木块被推动的距离）直接归纳结论，并非都用科学推理，所以④错误。 综上，①②正确。故BCD不符合题意，A符合题意。 故选A。 9．D 【详解】A．由图可知，闸杆的重力作用点在OB的中点，动力臂小于阻力臂，提杆时需用较大的力，故该杠杆为费力杠杆，故A错误； B．力F的力臂应为从转轴O到F的作用线之间的垂直距离，只有当F垂直OA时才等于OA，故B错误； C．闸杆重力作用点在OB的中点，其力臂为OB中点到O点的距离，而非OB，故C错误； D．由杠杆平衡条件可知，阻力和阻力臂一定时，动力臂越大所需的动力就越小，当F垂直OA时，力臂最大，F最小，故D正确。 故选D。 10．B 【详解】A．由图乙可知，物体通过的路程与时间成正比，根据匀速直线运动的定义，路程与时间成正比的直线运动，物体做匀速直线运动，不是加速运动。故A错误； B．由图乙可知， 0~15s内物体运动的路程s=30m，已知拉力F=10N，根据功的计算公式 W = Fs ，可得拉力做的功W=Fs=10N×30m = 300J 故B正确； C．传感器固定在地面上，物体沿水平地面向右运动，传感器与物体之间的位置发生了变化，因此传感器相对于物体是运动的，故C错误； D．物体做匀速直线运动，处于平衡状态，在水平方向上受到的拉力和摩擦力是一对平衡力。根据二力平衡的条件可知摩擦力f =F=10N 故D错误； 故选B。 11．B 【详解】A．两个钩码的重力 有用功 故A错误； B．不计绳重和摩擦，对动滑轮进行受力分析，可得 故B正确； C．如图，与动滑轮连接的绳子数为2，绳子自由端移动的距离 故C错误； D．总功 机械效率 故D错误。 故选B。 12．B 【详解】A．重物一开始静止，速度为零，然后由于拉力大于重力，重物运动状态改变，开始上升，速度由零变为不为零，此过程中速度变大，吊起过程中吊绳对重物的拉力与重物的速度成反比，所以拉力减小；当拉力等于重力时，物体受力平衡，做匀速直线运动，速度不再改变，则拉力不再改变。所以整个过程中重物先加速后匀速，拉力先变小后不变，故A错误； B．拉力先变小后不变，ab段与bc段距离相同，根据，拉力在ab段对重物所做的功大于在bc段对重物所做的功，故B正确； C．整个过程中重物先加速后匀速，ab段与bc段距离相同，根据可知重物经过ab段所用的时间大于经过bc段所用的时间，故C错误； D．整个过程中重物先加速后匀速，质量不变，则动能先增大后不变，高度不断增大，则重力势能不断变大，所以并非是重物的动能转化为重力势能，故D错误。 故选B。 13． 不同 相同 被推动的距离 【详解】[1]在探究物体的动能大小与速度的关系时，要控制小车的质量不变，改变小车的速度。让同一辆小车（质量相同）从斜面的不同高度处由静止滑下，小车到达水平面时的速度不同，所以为了让小车到达水平面时速度不同，应让同一辆小车从斜面不同高度处由静止滑下。 [2]为了比较小车动能的大小与速度的关系，根据控制变量法可知，只能改变小车的速度，其他条件保持不变，故小车应撞击置于水平面上相同位置的同一木块。 [3]实验中，因为木块对水平面的压力相同、水平面的粗糙程度也相同，故木块受到的滑动摩擦力不变，若小车动能越大，则小车撞击木块时对木块做的功越多，木块滑行时克服滑动摩擦力做的功也越多，根据可知，木块被推动的距离就越远，故可以通过比较木块被推动的距离来比较小车动能的大小。 14． 不变 变小 变小 【详解】[1][2]支点到力的作用线的距离叫力臂。以哥哥的肩为支点，哥哥将水桶悬挂点向自己移动一段距离，弟弟到哥哥的距离不变，则动力臂不变；水桶到哥哥的距离变小，则阻力臂变小。 [3]根据杠杆的平衡条件可知，动力臂及阻力不变（水桶对扁担的拉力不变），阻力臂变小，则动力会变小，即弟弟对扁担的作用力变小。 15． 不变 减小 减小 【详解】[1][2][3]返回舱受空气阻力作用会匀速下降，此过程中，它的质量不变，速度不变，所以动能不变，高度减小，它的势能减小；机械能是动能与势能的总和，所以机械能减小。 16． 动 大 不做功 【详解】[1]压缩弹簧松手后，被压缩后的弹簧将小车弹出，弹簧的弹性势能减少，小车的机械能增大，所以将弹簧的弹性势能转化为小车的动能。 [2]弹簧被压缩得越短，小车被弹开的距离越远，这说明，弹簧的弹性形变越大，弹性势能越大。 [3]小车在水平木板上运动，小车受到的重力向下，小车没有在重力的方向上移动距离，故重力没有对小车做功。 17． 2 变大 测力计的拉力的力臂变小 【详解】[1]此时测力计的分度值为0.1N，示数为2N。 [2][3]若测力计沿图中虚线方向向下拉，使杠杆在水平位置重新平衡，此时测力计的拉力的力臂变小，钩码对杠杆的拉力及其力臂不变，由杠杆平衡条件得，测力计示数会变大。 18． 2 大 90% 【详解】[1]使用定滑轮时不省距离也不费距离，绳端移动的距离等于木箱上升的高度，所以绳端向下移动的距离为2m。则木箱上升的高度为2m。 [2]木箱匀速上升，质量不变，速度不变，动能不变；同时高度升高，重力势能变大，则木箱的机械能变大。 [3]定滑轮的机械效率为 19． 18 9 一直减小到0 【详解】[1]在水平风力的作用下，M做匀速直线运动，处于平衡状态，水平方向受到风力和阻力，大小相等；竖直方向受到重力和支持力，大小相等；滑块M对方管的压力等于自身重力，即F压=G=10N 滑块M与方管间的摩擦力为 由二力平衡知，风力 风力对M做功的功率为 [2]P下落过程中进入风带，受到与图1相同的风力作用， PQ间的压力等于风对P的力，大小为9N； P受到的摩擦力为 [3]进入风带时，P的重力为7N，P受到的摩擦力大于重力，合力竖直向上，而速度竖直向下，两者方向相反，所以P做减速运动，直到速度为0，故P的运动状态是先减速后静止，即动能将一直减小到0。 20． 【详解】阻力臂是支点到阻力作用线的距离，先用虚线画出阻力作用线，过支点作阻力作用线的垂线为阻力臂，用两端带箭头的实线表示阻力臂，并标垂直符号和阻力臂的符号，阻力和阻力臂不变时，动力臂最长，根据杠杆平衡条件可知，动力最小，用虚线连接，此时动力臂最长，动力是使杠杆转动的力，阻力是阻碍杠杆转动的力，因此最小动力垂直向下，并标上垂直符号及动力表示符号，故如下图所示： 21．(1)右 (2) 小 动力×动力臂=阻力×阻力臂 (3) 竖直向上 力臂最大 【详解】（1）当杠杆左端低、右端高时，说明杠杆的重心偏向左端，为了使杠杆水平，需要将平衡螺母向右调节，使杠杆水平平衡。 （2）[1]钩码在A、B、C三点对杠杆拉力的力臂越来越大，所需钩码数目变少，说明杠杆平衡时，力臂越大，对应的力越小。 [2]进一步实验，可归纳得出杠杆平衡时动力和动力臂的乘积等于阻力和阻力臂的乘积，即杠杆平衡条件为动力×动力臂=阻力×阻力臂。 （3）[1][2]加在杠杆左端的钩码阻碍杠杆顺时针转动，动力加在杠杆左端，为了使杠杆顺时针转动，拉力要向上拉动，而当拉力的方向竖直向上时，拉力的力臂最大，根据杠杆平衡条件，此时所需拉力最小。 22．(1) 速度 木块移动的距离 (2)＜ (3) 合理 速度 = 【详解】（1）[1]甲实验中，质量相等的小球从不同高度滚下，使小球到达水平面速度不同，探究的是动能与速度的关系。 [2]实验重采用转换法，通过木块移动的距离来比较小球动能的大小。 （2）乙中两图木块对水平面压力相同，接触面粗糙程度相同，木块受到的摩擦力相同，第一次实验木块移动的距离小于第二次，根据可知 （3）[1]合理，因为相同的表面对小球的阻力是相同的，通过观察小球滚动的距离大小可以判断出小球动能大小。 [2]同一小球质量相同，同一弹簧压缩不同程度后静止释放，小球获得的速度不同，可以研究小球的动能大小与速度的关系。 [3]若用质量不同的小球将同一弹簧压缩相同程度后静止释放，撞击同一木块，撞击的动能由弹簧的弹性势能转化而来，而弹簧的弹性势能的大小与形变程度有关，故弹簧的弹性势能相同，转化成的动能相同，克服摩擦力做功相同，物块受到的摩擦力相同，根据W=fs可知木块最终移动的距离相同。 23．(1) (2) (3) 【详解】（1）滑轮组对重物做的有用功 （2）由图可知，该滑轮组由3段绳子承担动滑轮和重物，即。绳子自由端移动的距离 拉力F做的总功 拉力F做功的功率 （3）滑轮组的机械效率 24．(1)5×106J (2)5.6×106J 【详解】（1）公交车匀速行驶的速度 公交车匀速行驶时，牵引力与阻力是一对平衡力，大小相等 在100s内，公交车行驶的距离 牵引力做的功（即用于维持匀速行驶的机械能） 根据题意，电容释放电能的90%用于维持公交车匀速行驶，即 所以，此阶段电容释放的电能为 （2）整个运营过程电容释放的总电能为 在阶段一，电容释放的电能有80%转化为车的动能，此时车的动能为 在进站刹车过程中，公交车从B处（速度为54km/h）减速至静止，动能减少量即为在B处时的动能Ek。 回收的电能为 因此，本次运营过程中电容净消耗的电能为 要将电容充满电，需要充入的电能E等于电容净消耗的电能。 1 学科网（北京）股份有限公司 $