内容正文:
2026年中考物理压轴题狂练
2026年中考物理分层训练(江苏专用)
第五章
第八讲 简单机械及其效率
【基础巩固+能力提升+思维拓展 共30题】
1.(2025·江苏常州·一模)2024年9月,中国队在亚洲青年赛艇锦标赛20个比赛项目中斩获13枚金牌,为祖国赢得荣誉。如图所示,赛艇的桨可视为杠杆,下列工具正常使用时,与桨属于同类杠杆的是( )
A.筷子 B.瓶起子
C.核桃夹 D.榨汁器
【答案】A
【详解】赛艇的桨在使用时,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆。
A.使用筷子时,支点在筷子与手的虎口接触处,食物对筷子的阻力作用点在筷子的前端,手对筷子的动力作用点在筷子的后端,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,故A符合题意;
B.瓶起子在使用时,动力作用在瓶起子的手柄上,阻力作用在瓶盖与瓶口的连接处,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故B不符合题意;
C.核桃夹在使用时,动力作用在核桃夹的手柄上,阻力作用在夹核桃的部位,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故C不符合题意;
D.榨汁器在榨汁时,动力作用在手柄上,水果对榨汁器的阻力作用在榨汁器上,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故D不符合题意。
故选A。
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.
【答案】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.(2025·江苏连云港·三模)为提高人们的居住品质,改善城市面貌,我市对老旧小区进行改造。改造中工人利用滑轮组将重640N的建筑材料提升到楼顶,如图所示。已知工人对绳子的拉力为400N,在10s内将建筑材料匀速提升10m,不计绳重及摩擦。此过程中,下列说法正确的是( )
A.动滑轮所受重力为240N B.滑轮组所做的有用功为6400J
C.工人所用拉力的功率为400W D.滑轮组的机械效率为90%
【答案】B
【详解】A.由图可知,动滑轮上绳子股数n=2,因为不计绳重和摩擦时,有
所以动滑轮的重力为G动=nF-G物=2×400N-640N=160N
故A错误;
B.根据题意可知,滑轮组所做的有用功为W有=Gh=640N×10m=6400J
故B正确;
C.根据题意可知,绳子自由端移动的距离为s=nh=2×10m=20m
拉力做的总功为W总=Fs=400N×20m=8000J
拉力做功的功率为
故C错误;
D.根据题意可知,滑轮组的机械效率为
故D错误。
故选B。
4.(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______。
【答案】 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
5.(2025·江苏南京·三模)如图甲,用定滑轮将重物匀速提升50cm,滑轮重40N.整个过程中,有用功和额外功的大小如图乙,则物重为_________,绳端的拉力大小为_________N,该滑轮的机械效率为_________,克服绳重和摩擦所做的额外功为_________J.
【答案】 500 80% 50
【详解】[1]已知,,根据可得,
[2]由图乙可知,克服绳重和摩擦力所做的额外功,则绳端的拉力做的总功
使用定滑轮时,绳端移动的距离等于物体上升的高度,即
根据可得,绳端的拉力
[3]由图乙可知,,
根据机械效率公式可得,滑轮的机械效率为。
[4]定滑轮的额外功仅来自绳重和摩擦(滑轮未被提升,无需克服滑轮重做功),因此图乙中额外功即为克服绳重和摩擦的功。
6.(2025·江苏常州·三模)如图所示,已知物体A重为200N,当物体A匀速上升高度为1m时,绳子端移动的距离为______m,若人对绳子的拉力为170N,则动滑轮质量为______kg,拉力所做的总功为______J,该滑轮组机械效率为______(绳子与滑轮的摩擦力、空气阻力忽略不计,g取10N/kg)。
【答案】 2 14 340 58.8%
【详解】[1]由图可知,滑轮组的线段数为,根据公式可知,绳子端移动的距离为
[2]绳子与滑轮的摩擦力、空气阻力忽略不计,绳端的拉力为,则动滑轮重为
根据公式可知,动滑轮的质量为
[3]拉力所做的总功,根据公式可知,总功为
[4]克服物体重力做的功为有用功,有用功为
根据公式可知,机械效率为
7.(2024·江苏盐城·二模)图(a)是关闭水龙头的情景,图(b)为其杠杆原理模型,O为支点,请你画出施加在A点的最小动力。
【答案】
【详解】阻力和阻力臂乘积一定,动力最小,即动力臂最长,阻力的方向已标出,所以动力的方向应该向下,连接支点O与A点,过A点作OA的垂线就得到在A点施加的最小动力F1,OA即为动力臂l1,如图所示:
8.(2025·江苏镇江·二模)如图所示,用50N的拉力F通过动滑轮将重为90N的货物匀速提升1m,用时5s。不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦,求:
(1)上述过程中的有用功W有;
(2)上述过程中拉力做功的功率P;
(3)动滑轮所受的重力G动。
【答案】(1)90J
(2)20W
(3)10N
【详解】(1)已知货物重力为,提升高度为,则有用功
(2)已知拉力为,与动滑轮相连接的绳子段数,因动滑轮提起货物上升1m时,故绳端被拉动的距离
故拉力所做的功
用时,则拉力做功的功率
(3)设动滑轮重力为。动滑轮匀速上升时,不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦,动滑轮受到两股向上的拉力,总拉力为
解得。
9.(2024·江苏常州·一模)如图,塔式起重机上的滑轮组将重为的重物匀速吊起3m时,滑轮组的机械效率为75%,g取10N/kg。
(1)求提升重物做的有用功;
(2)求绳端的拉力;
(3)若动滑轮的质量为30kg,求克服摩擦和钢丝绳重所做的功。
【答案】(1)6.75×104J
(2)1×104N
(3)2.16×104J
【详解】(1)提升重物做的有用功
W有=Gh=2.25×104N×3m=6.75×104J
(2)由可得提升重物时的总功
由图知,通过动滑轮绳子的段数n=3, 由
W总=Fs=Fnh
可得,绳端的拉力
(3)克服动滑轮重力所做的额外功
W动=G动h=m动gh=30kg×10N/kg×3m=900J
滑轮组提升重物所做的额外功
W额=W总-W有=9×104J-6.75×104J=2.25×104J
克服摩擦和钢丝绳重所做的额外功
W=W额-W动=2.25×104J-900J=2.16×104J
10.(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______。
【答案】(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。
11.(2026·江苏无锡·一模)我国很早就有使用滑轮的记载,如图甲的汉代砖刻便记录了矿山使用滑轮做起吊机械的场景。借助如图乙所示的装置(篮子质量不计),质量为60kg的采矿工人用400N的拉力将70kg的矿石从矿坑匀速提起,10s内矿石上升了2m。下列分析正确的是(忽略绳重及滑轮的摩擦,g取10N/kg)( )
A.提升过程中做的有用功为800J B.提升过程中拉力做功的功率为280W
C.该滑轮组的机械效率为87.5% D.提升更重的矿石时机械效率变小
【答案】C
【详解】A. 有用功是对矿石做的功,矿石重力
有用功
不是800J,故A错误。
B. 拉力做的总功
拉力功率
不是280W,故B错误。
C. 滑轮组机械效率
故C正确。
D.忽略绳重和摩擦,额外功来自动滑轮的重力,提升更重的矿石时,有用功增大、额外功不变,因此机械效率变大,故D错误。
故选C。
12.(2026·江苏无锡·一模)工人用如图所示的滑轮组匀速提升重为1000N的物体,拉力F为600N。物体在10s内提升2m,忽略绳重和摩擦。下列说法正确的是( )
A.动滑轮的重量为400N
B.工人做的有用功为2000J
C.提升该物体的机械效率是62.5%
D.增大拉绳的速度,滑轮组的机械效率变大
【答案】B
【详解】A.滑轮组的,忽略绳重和摩擦时,动滑轮的重量为,故A错误;
B.工人做的有用功为,故B正确;
C.提升该物体的机械效率是,故C错误;
D.滑轮组的机械效率与拉绳的速度无关,故D错误。
故选B。
13.(2025·江苏常州·二模)如图所示,用相同的滑轮组成甲、乙两个不同的滑轮组,分别将同一物体匀速提升相同高度,拉力分别为F甲、F乙,不计绳重及摩擦,则以下说法正确的是( )
A.拉力F甲大于F乙 B.F甲的功率一定等于F乙的功率
C.甲、乙做的有用功一样多 D.甲的机械效率大于乙的机械效率
【答案】C
【详解】A.滑轮组的省力情况要看挂动滑轮的绳子的段数,甲图为3段,乙图为2段,由于是相同的滑轮组且提升相同的物体,故此甲图更省力,拉力F甲小于F乙,故A错误;
B.功率, 拉力F甲小于F乙, 两次提升的速度不知,则F甲的功率与F乙的功率大小无法比较,故B错误;
C.有用功是克服重物重力提升一定的高度,根据题意“将同一物体匀速提升相同高度”,即甲、乙做的有用功一样多,故C正确;
D.由于是相同的滑轮组且提升相同的物体相同高度,故此有用功相同,克服动滑轮重力所做的额外功也相同,即总功相同,机械效率是指有用功占总功的比值,所以甲的机械效率等于乙的机械效率,故D错误。
故选C。
14.(2026·江苏南京·模拟预测)如图所示,滑轮重50N,工人用300N的拉力,在30s内将重为500N的物体匀速提高了6m。此过程中的有用功为______J,额外功为______J,滑轮的机械效率为______%,工人做功的功率为______W。
【答案】 3000 600 83.3 120
【详解】[1]此过程中的有用功
[2]此过程中绳子自由端移动的距离
此过程中工人做的总功
此过程中额外功
[3]滑轮的机械效率
[4]工人做功的功率
15.(2026·江苏无锡·一模)如图所示,在杠杆C点挂上钩码,且有一圆形纸板固定在杠杆上,其半径大小为20cm,纸板圆心也在O点。在杠杆上先后施加与纸板边缘相切的拉力、,杠杆都能在水平位置保持平衡(知识链接:圆的切线与过切点的半径垂直)。杠杆平衡时,拉力______(选填“”“”或“”)。平衡时若拉力,则钩码质量为______g。
【答案】 = 200
【详解】[1]在杠杆上先后施加与纸板边缘相切的拉力、,杠杆都能在水平位置保持平衡,阻力和阻力臂不变,拉力、的力臂相同(均等于圆形纸板的半径),根据杠杆平衡条件可知拉力、的大小相同。
[2]已知圆形纸板的半径为20cm,对应杠杆上两个格子长,所以杠杆上每个格子的长度为10cm,则钩码对C点的拉力的力臂为。根据杠杆平衡条件则有
解得钩码重力,则钩码质量为
16.(2026·江苏南通·一模)如图所示,用滑轮组把重为500N的货物提到12m高的楼上,所用拉力为200N,则总功为________。滑轮组的机械效率为________。
【答案】 7200J 83.3%
【详解】[1][2]由图可知,承担动滑轮和货物的绳子段数 。拉力作用点移动的距离
拉力所做的总功为
克服货物重力所做的有用功为:
滑轮组的机械效率为
17.(2025·江苏·一模)如图所示,有一个杠杆AOB,可绕O点自由转动,A端吊着一个物体。若在B点施加一个最小的力F使杠杆在图中的位置平衡,请画出此力的示意图。
【答案】
【详解】由杠杆平衡条件可知,在阻力跟阻力臂的乘积一定时,动力臂越长,动力越小;图中支点在O点,B点离支点最远,当OB作为动力臂时,动力臂最长;由图知动力的方向应该向下,过点B垂直于OB向下作出最小动力示意图,如图:
18.(2026·江苏徐州·一模)工人师傅常用斜面把重物搬运到更高的平台上,如图甲所示,重为400N、底面积为0.2的箱子放在水平地面上。现沿一块直木板将该箱子匀速拉上平台,如图乙所示。已知拉力大小为200N,箱子沿直木板移动了2.5m,升高了1m。求:
(1)箱子静止在水平地面上时,对水平地面的压强;
(2)该斜面的机械效率。
【答案】(1)
(2)80%
【详解】(1)箱子静止在水平地面上,对地面的压力等于自身重力,即
箱子对水平地面的压强
(2)箱子上升高度,克服箱子重力做的有用功为
拉力,箱子沿斜面移动距离,拉力做的总功为
该斜面的机械效率
19.(2025·江苏镇江·二模)如图所示,用200N的拉力通过定滑轮将重为180N的货物在5s提升2m,不计绳重。求:
(1)拉力做的有用功;
(2)拉力的功率;
(3)定滑轮的机械效率。
【答案】(1)360J
(2)80W
(3)90%
【详解】(1)拉力克服货物重力做的有用功为
(2)使用定滑轮时,绳子自由端移动的距离等于物体上升的高度,即,拉力做的总功为
则拉力的功率为
(3)定滑轮的机械效率为
20.(2025·江苏泰州·二模)用杠杆和滑轮组均可提升重物。
(1)如图甲,在C点用竖直向上的力将挂在A点重为180N的物体匀速提升0.2m,用时2s,已知杠杆机械效率为90%,则拉力做功的功率是______ W;不计摩擦,仅将物体由A点挂到B点,杠杆的机械效率将________;(选填“变大”“变小”或“不变”)
(2)如图乙,用滑轮组竖直向上匀速提升重物,当重物和动滑轮的总重为300N时,滑轮组的机械效率为80%,不计绳重和摩擦,则动滑轮重为________N,以下方法中不能提高该滑轮组机械效率的是______(填序号)。
①增大物体提升高度
②增加物体的重力
③减小动滑轮的重力
【答案】(1) 20 变大
(2) 60 ①
【详解】(1)[1]有用功
由可知,拉力所做的功
拉力的功率
[2]图甲中,克服杠杆重力做的功为额外功;将钩码移动到B点时,提升相同高度,B点上升的高度小些,即杠杆重心上升的高度减小,物重和杠杆重不变,由可知,有用功相同,额外功减小,总功减小,根据可知,杠杆的机械效率变大。
(2)[1]不计绳重和摩擦,滑轮组的机械效率
解得物体的重力,则动滑轮重
[2]增大提升的物重,有用功增大,而额外功几乎不变,有用功与总功的比值增大,则滑轮组的机械效率增大;减小动滑轮的重力,能减小额外功,使有用功在总功中所占的比例增大,则滑轮组的机械效率增大;而增大物体提升高度,不能改变有用功占总功的比例,不会改变滑轮组的机械效率,故①符合题意,②③不符合题意。
故选①。
21.(2024·江苏镇江·一模)图1 是跳水运动中的跳板,其可简化为图2所示的轻质杠杆,A 为支点,跳板左侧O点由一竖直轻杆OB将跳板固定在水平面上,设人到跳板左端O 点距离为x,OA 之间距离为xA,跳板总长为L,下列关于OB中弹力大小F与x的图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】人站在O点时,对OB的压力等于人的重力,人向A点移动过程中,人对OB的压力逐渐减小,当人站在A点时,人对A点的压力等于人的重力,所以人对OB的压力为0,人远离A点时,A为支点,杠杆对OB的拉力逐渐增大,由于A点右端的距离大于A点左端的距离,所以OB受到的拉力大于人的重力,所以OB中弹力大小F随x的增大,先减小至0,再增大至大于人的重力,故C正确,ABD错误。
故选C。
22.(2024·江苏无锡·二模)水平桌面上有一个底面积为200cm2的圆柱形容器,容器中水的深度为15cm,如图所示,用细线将一质量忽略不计的杠杆悬挂起来,把质量为0.3kg的物体A用细线悬挂在杠杆C处,再把体积为400cm3的物体B(不吸水)用细线悬挂在杠杆D处,当物体B浸没在水中静止时,杠杆恰好在水平位置平衡,此时C、D两点到支点O的距离分别为10cm、15cm,下列计算结果不正确的是( )
A.物体B受到的浮力为4N
B.物体B所受的重力大小为6N
C.水对容器底部的压力34N
D.物体B的密度2.5×103kg/m3
【答案】D
【详解】A.物体B受到的浮力为
故A正确,不符合题意;
B.物体A受到的重力为
设绳子对D处的拉力为F,根据杠杆的平衡条件可得
解得:F=2N。则B受到的重力为
故B正确,不符合题意。
C.容器中水的重力为
水对容器底部的压力
故C正确,不符合题意;
D.B的质量为
B的体积为
则B的密度为
故D错误,符合题意。
故选D。
23.(2023·江苏淮安·二模)用四只完全相同的滑轮和两根相同的绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组,同时在50s内将重400N货物匀速吊起10m高。每只滑轮重为50N,绳自由端的拉力的大小分别为和,若不计绳重和摩擦,下列说法正确的是( )
A. 小于
B. 比 做的功大
C. 和 所做功的功率相等,它们所做功的功率都为 90W
D.甲、乙两个滑轮组的机械效率相等,机械效率都为
【答案】C
【详解】A.由图知,两个滑轮组承担重物绳子的段数,,不计绳重和摩擦,根据可得
所以大于,故A错误;
B.不计绳重和摩擦,绳端拉力做的总功
甲、乙两个滑轮组的滑轮和绳子绳子都相同,吊起的货物重和吊起货物高度相同,所以、做的功相等,故B错误;
C.、做的功相等,两个力做的总功
吊起货物的时间都为50s,由可知,和所做功的功率相等,功率
故C正确;
D.两滑轮组对货物做的有用功相同,
总功相同,由知,两滑轮组的机械效率相等,机械效率
故D错误。
故选C。
24.(2026·江苏南通·一模)放在地面的箱子重1200N,当用100N的水平力推它时,木箱没有动,地面对木箱的摩擦力是________N;当用200N的水平力推它时,木箱恰好做匀速直线运动,如果作用在木箱上的水平推力为300N时,木箱受到的摩擦力是________N。用一个动滑轮将这个物体匀速提升0.5m,如果人的拉力是800N,则滑轮的机械效率是________。
【答案】 100 200 75%
【详解】[1]由题意可知,木箱没有动即处于静止状态,根据二力平衡的条件可得,地面对木箱的摩擦力等于水平推力,即
[2]由题意可知,当推力为200N时,木箱处于匀速直线运动状态,根据二力平衡的条件可知,此时木箱受到的摩擦力等于水平推力,即200N,由于影响摩擦力大小的因素是压力和接触面粗糙程度,所以当水平推力为300N时,木箱受到的摩擦力不变,仍为200N。
[3]由题意可知,动滑轮的有用功为
绳自由端移动的距离为
拉力做的总功为
滑轮的机械效率为
25.(2025·江苏苏州·二模)图(a)是一把杆秤的示意图,O是秤杆的提纽悬点,使用该秤最多能称量5千克的重物。
(1)当秤钩上不挂重物,手提起提纽时,杆秤左端下降,需要在______(O点/O点右侧/O点左侧)位置上挂上一个秤砣才能使杆秤平衡,将该位置标记为杆秤的零刻度线。
(2)若使用过程中秤砣因为磕碰缺了一小块,则使用该秤砣测量出来的结果和真实值相比______(偏大/偏小)。
(3)小王用一个相同的秤砣系在原来的秤砣下面(两秤砣均正常),采用“双秤砣法”去称量7千克的重物时,秤上的示数为3千克,如图(b)所示,则利用“双秤砣法”最多能称量______千克的重物。
【答案】(1)O点右侧
(2)偏大
(3)11
【详解】(1)手提起提纽时,杆秤左端下降,说明左端较重,故可以在右端提供向下的力使秤杆在水平位置平衡,即可以在O点右侧合适的位置挂上一个秤砣,提供向下的力。
(2)当秤砣质量减小后,若要平衡同一物体的重力,需增大秤砣的力臂(即秤砣需向秤杆末端移动),导致秤杆上显示的刻度值大于物体实际质量
(3)设挂一个秤砣时,定盘星(即零刻度)到提钮的距离为,零刻度到最大刻度的距离为,根据杠杆平衡条件,使用一个秤砣且不挂物体时有①
使用两个秤砣称7kg物体时有②
使用一个秤砣称3kg物体时有③
以②-2×③可得④
使用一个秤砣称最大质量物体时有⑤
使用两个秤砣称最大质量物体时有⑥
由④⑤⑥三式解得,双秤砣时,最大称量的物体质量为
26.(2024·江苏南京·三模)如图,滑轮组将重为的重物在10s内匀速吊起2m,滑轮组的机械效率为80%,提升重物做的有用功为______J,拉力的功率为______W,若动滑轮(含吊钩)的质量为100kg,则克服摩擦和钢丝绳重所做的功为______J。
【答案】 4.8×104 6000 1×104
【详解】[1]滑轮组提升重物做的有用功为
[2]滑轮组的机械效率为80%,绳子自由端拉力做功为
拉力的功率为
[3] 若动滑轮(含吊钩)的质量为100kg,克服动滑轮(含吊钩)做功为
滑轮组所做的额外功为
则克服摩擦和钢丝绳重所做的功为
27.(2024·江苏苏州·一模)如图所示,O为杠杆的支点,B为阻力的作用点,画出阻力的力臂l和使杠杆平衡时,在A点作用的最小动力F的示意图。
【答案】
【详解】由支点O向阻力的竖直方向的作用线作垂线,图中OB是阻力臂L。
根据杠杆平衡的条件可知,在其他情况相同时,动力臂最时动力最小。A点为动力的作用点,OA是最长的动力臂,要使杠杆平衡动力方向为向左下方,据此可画出最小的动力F;如图:
28.(2024·江苏常州·一模)如图,重为的卡车,经过一段水平路面,再以的功率沿与水平地面成30°角的斜坡匀速向上爬行,已知斜坡长100m,斜坡的机械效率为80%。求卡车:
(1)运动过程中,克服重力做的功;
(2)爬坡时的牵引力;
(3)爬坡时的受到的摩擦力。
【答案】(1);(2);(3)4000N
【详解】解:(1)斜面倾角为30°,斜面高度为
克服重力做的功为
(2)爬坡时汽车做的总功
又由得,汽车的牵引力
(3)由得,上坡过程中,汽车所做额外功
由得,摩擦力
答:(1)克服重力做的功为;
(2)爬坡时的牵引力为;
(3)汽车受到的摩擦力为4000N。
29.(2024·江苏镇江·一模)如图,工人用动滑轮提升重为600N的物体,用400N的拉力为F,物体以0.2m/s的速度匀速上升,不计绳重和摩擦。求:
(1)拉力做功的功率;
(2)动滑轮的效率;
(3)动滑轮重力。
【答案】(1)160W;(2)75%;(3)200N
【详解】(1)由图可知n=2,绳子自由端移动的速度
v=nv物=2×0.2m/s=0.4m/s
拉力做功的功率
(2)动滑轮的机械效率
(3)因为不计绳重和摩擦时,所以动滑轮的重力
G动=nF﹣G=2×400N﹣600N=200N
答:(1)拉力做功的功率为160W;
(2)动滑轮的机械效率为75%;
(3)动滑轮重力为200N。
30.(2025·江苏泰州·三模)小明用如图所示装置做“探究杠杆的平衡条件”实验;
(1)实验前杠杆位置如图甲所示,为使其在水平位置平衡,应将平衡螺母向______调节;
(2)如图乙所示,杠杆调节平衡后,在A处悬挂3个钩码,每个钩码重0.5N,如果在B处施加一个最小的拉力使杠杆在水平位置再次平衡,此时拉力的大小为______N;
(3)上题中,若将弹簧测力计拉环固定在B点,沿相同方向拉动弹簧测力计挂钩,当杠杆水平平衡时弹簧测力计的示数与(2)中相比将______(变大/变小),此时杠杆的平衡条件将______(不再成立/仍然成立);
(4)得到实验结论后,利用图丙所示装置,质量可忽略的轻质杠杆OC可绕O无摩擦转动,A点悬挂一重物M,B点受到电子测力计竖直向上的拉力F,杠杆水平静止。保持F方向不变,F的力臂记为,改变B点位置,F与倒数的关系图像为图丁中的①;若杆的重力不可忽略,再重复上述步骤,得到新的关系图像为图丁中的______(①/②/③/④)。
【答案】(1)右
(2)2
(3) 变小 仍然成立
(4)②
【详解】(1)实验前杠杆位置如图甲所示,左端下沉,说明左端偏重,需要将平衡螺母向右调节。
(2)如果在B处施加一个最小的拉力使杠杆在水平位置再次平衡,阻力与阻力臂的乘积是一个定值,要动力最小,则动力臂需要最大,当弹簧测力计在竖直位置拉时,动力臂最大,动力最小,最小动力为
(3)[1]上题中,将弹簧测力计拉环固定在B点,沿相同方向拉动弹簧测力计挂钩,弹簧测力计倒着使用,由于受到弹簧测力计的重力的影响,当杠杆水平位置平衡时弹簧测力计的示数与(2)中相比将变小。
[2]只要杠杆处于平衡态,杠杆平衡条件仍然成立。
(4)若忽略杠杆的自重,则杠杆的平衡条件为
F与倒数的关系图像为图丁中的①,即该直线的斜率为
若考虑杠杆自重,杠杆仍然平衡,则
斜率变大了,故该直线的倾斜程度变大,故图像②符合题意。
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2026年中考物理分层训练(江苏专用)
第五章
第八讲 简单机械及其效率
【基础巩固+能力提升+思维拓展 共30题】
1.(2025·江苏常州·一模)2024年9月,中国队在亚洲青年赛艇锦标赛20个比赛项目中斩获13枚金牌,为祖国赢得荣誉。如图所示,赛艇的桨可视为杠杆,下列工具正常使用时,与桨属于同类杠杆的是( )
A.筷子 B.瓶起子
C.核桃夹 D.榨汁器
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·江苏连云港·三模)为提高人们的居住品质,改善城市面貌,我市对老旧小区进行改造。改造中工人利用滑轮组将重640N的建筑材料提升到楼顶,如图所示。已知工人对绳子的拉力为400N,在10s内将建筑材料匀速提升10m,不计绳重及摩擦。此过程中,下列说法正确的是( )
A.动滑轮所受重力为240N B.滑轮组所做的有用功为6400J
C.工人所用拉力的功率为400W D.滑轮组的机械效率为90%
4.(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______。
5.(2025·江苏南京·三模)如图甲,用定滑轮将重物匀速提升50cm,滑轮重40N.整个过程中,有用功和额外功的大小如图乙,则物重为_________,绳端的拉力大小为_________N,该滑轮的机械效率为_________,克服绳重和摩擦所做的额外功为_________J.
6.(2025·江苏常州·三模)如图所示,已知物体A重为200N,当物体A匀速上升高度为1m时,绳子端移动的距离为______m,若人对绳子的拉力为170N,则动滑轮质量为______kg,拉力所做的总功为______J,该滑轮组机械效率为______(绳子与滑轮的摩擦力、空气阻力忽略不计,g取10N/kg)。
7.(2024·江苏盐城·二模)图(a)是关闭水龙头的情景,图(b)为其杠杆原理模型,O为支点,请你画出施加在A点的最小动力。
8.(2025·江苏镇江·二模)如图所示,用50N的拉力F通过动滑轮将重为90N的货物匀速提升1m,用时5s。不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦,求:
(1)上述过程中的有用功W有;
(2)上述过程中拉力做功的功率P;
(3)动滑轮所受的重力G动。
9.(2024·江苏常州·一模)如图,塔式起重机上的滑轮组将重为的重物匀速吊起3m时,滑轮组的机械效率为75%,g取10N/kg。
(1)求提升重物做的有用功;
(2)求绳端的拉力;
(3)若动滑轮的质量为30kg,求克服摩擦和钢丝绳重所做的功。
10.(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______。
11.(2026·江苏无锡·一模)我国很早就有使用滑轮的记载,如图甲的汉代砖刻便记录了矿山使用滑轮做起吊机械的场景。借助如图乙所示的装置(篮子质量不计),质量为60kg的采矿工人用400N的拉力将70kg的矿石从矿坑匀速提起,10s内矿石上升了2m。下列分析正确的是(忽略绳重及滑轮的摩擦,g取10N/kg)( )
A.提升过程中做的有用功为800J B.提升过程中拉力做功的功率为280W
C.该滑轮组的机械效率为87.5% D.提升更重的矿石时机械效率变小
12.(2026·江苏无锡·一模)工人用如图所示的滑轮组匀速提升重为1000N的物体,拉力F为600N。物体在10s内提升2m,忽略绳重和摩擦。下列说法正确的是( )
A.动滑轮的重量为400N
B.工人做的有用功为2000J
C.提升该物体的机械效率是62.5%
D.增大拉绳的速度,滑轮组的机械效率变大
13.(2025·江苏常州·二模)如图所示,用相同的滑轮组成甲、乙两个不同的滑轮组,分别将同一物体匀速提升相同高度,拉力分别为F甲、F乙,不计绳重及摩擦,则以下说法正确的是( )
A.拉力F甲大于F乙 B.F甲的功率一定等于F乙的功率
C.甲、乙做的有用功一样多 D.甲的机械效率大于乙的机械效率
14.(2026·江苏南京·模拟预测)如图所示,滑轮重50N,工人用300N的拉力,在30s内将重为500N的物体匀速提高了6m。此过程中的有用功为______J,额外功为______J,滑轮的机械效率为______%,工人做功的功率为______W。
15.(2026·江苏无锡·一模)如图所示,在杠杆C点挂上钩码,且有一圆形纸板固定在杠杆上,其半径大小为20cm,纸板圆心也在O点。在杠杆上先后施加与纸板边缘相切的拉力、,杠杆都能在水平位置保持平衡(知识链接:圆的切线与过切点的半径垂直)。杠杆平衡时,拉力______(选填“”“”或“”)。平衡时若拉力,则钩码质量为______g。
16.(2026·江苏南通·一模)如图所示,用滑轮组把重为500N的货物提到12m高的楼上,所用拉力为200N,则总功为________。滑轮组的机械效率为________。
17.(2025·江苏·一模)如图所示,有一个杠杆AOB,可绕O点自由转动,A端吊着一个物体。若在B点施加一个最小的力F使杠杆在图中的位置平衡,请画出此力的示意图。
18.(2026·江苏徐州·一模)工人师傅常用斜面把重物搬运到更高的平台上,如图甲所示,重为400N、底面积为0.2的箱子放在水平地面上。现沿一块直木板将该箱子匀速拉上平台,如图乙所示。已知拉力大小为200N,箱子沿直木板移动了2.5m,升高了1m。求:
(1)箱子静止在水平地面上时,对水平地面的压强;
(2)该斜面的机械效率。
19.(2025·江苏镇江·二模)如图所示,用200N的拉力通过定滑轮将重为180N的货物在5s提升2m,不计绳重。求:
(1)拉力做的有用功;
(2)拉力的功率;
(3)定滑轮的机械效率。
20.(2025·江苏泰州·二模)用杠杆和滑轮组均可提升重物。
(1)如图甲,在C点用竖直向上的力将挂在A点重为180N的物体匀速提升0.2m,用时2s,已知杠杆机械效率为90%,则拉力做功的功率是______ W;不计摩擦,仅将物体由A点挂到B点,杠杆的机械效率将________;(选填“变大”“变小”或“不变”)
(2)如图乙,用滑轮组竖直向上匀速提升重物,当重物和动滑轮的总重为300N时,滑轮组的机械效率为80%,不计绳重和摩擦,则动滑轮重为________N,以下方法中不能提高该滑轮组机械效率的是______(填序号)。
①增大物体提升高度
②增加物体的重力
③减小动滑轮的重力
21.(2024·江苏镇江·一模)图1 是跳水运动中的跳板,其可简化为图2所示的轻质杠杆,A 为支点,跳板左侧O点由一竖直轻杆OB将跳板固定在水平面上,设人到跳板左端O 点距离为x,OA 之间距离为xA,跳板总长为L,下列关于OB中弹力大小F与x的图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
22.(2024·江苏无锡·二模)水平桌面上有一个底面积为200cm2的圆柱形容器,容器中水的深度为15cm,如图所示,用细线将一质量忽略不计的杠杆悬挂起来,把质量为0.3kg的物体A用细线悬挂在杠杆C处,再把体积为400cm3的物体B(不吸水)用细线悬挂在杠杆D处,当物体B浸没在水中静止时,杠杆恰好在水平位置平衡,此时C、D两点到支点O的距离分别为10cm、15cm,下列计算结果不正确的是( )
A.物体B受到的浮力为4N
B.物体B所受的重力大小为6N
C.水对容器底部的压力34N
D.物体B的密度2.5×103kg/m3
23.(2023·江苏淮安·二模)用四只完全相同的滑轮和两根相同的绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组,同时在50s内将重400N货物匀速吊起10m高。每只滑轮重为50N,绳自由端的拉力的大小分别为和,若不计绳重和摩擦,下列说法正确的是( )
A. 小于
B. 比 做的功大
C. 和 所做功的功率相等,它们所做功的功率都为 90W
D.甲、乙两个滑轮组的机械效率相等,机械效率都为
24.(2026·江苏南通·一模)放在地面的箱子重1200N,当用100N的水平力推它时,木箱没有动,地面对木箱的摩擦力是________N;当用200N的水平力推它时,木箱恰好做匀速直线运动,如果作用在木箱上的水平推力为300N时,木箱受到的摩擦力是________N。用一个动滑轮将这个物体匀速提升0.5m,如果人的拉力是800N,则滑轮的机械效率是________。
25.(2025·江苏苏州·二模)图(a)是一把杆秤的示意图,O是秤杆的提纽悬点,使用该秤最多能称量5千克的重物。
(1)当秤钩上不挂重物,手提起提纽时,杆秤左端下降,需要在______(O点/O点右侧/O点左侧)位置上挂上一个秤砣才能使杆秤平衡,将该位置标记为杆秤的零刻度线。
(2)若使用过程中秤砣因为磕碰缺了一小块,则使用该秤砣测量出来的结果和真实值相比______(偏大/偏小)。
(3)小王用一个相同的秤砣系在原来的秤砣下面(两秤砣均正常),采用“双秤砣法”去称量7千克的重物时,秤上的示数为3千克,如图(b)所示,则利用“双秤砣法”最多能称量______千克的重物。
26.(2024·江苏南京·三模)如图,滑轮组将重为的重物在10s内匀速吊起2m,滑轮组的机械效率为80%,提升重物做的有用功为______J,拉力的功率为______W,若动滑轮(含吊钩)的质量为100kg,则克服摩擦和钢丝绳重所做的功为______J。
27.(2024·江苏苏州·一模)如图所示,O为杠杆的支点,B为阻力的作用点,画出阻力的力臂l和使杠杆平衡时,在A点作用的最小动力F的示意图。
28.(2024·江苏常州·一模)如图,重为的卡车,经过一段水平路面,再以的功率沿与水平地面成30°角的斜坡匀速向上爬行,已知斜坡长100m,斜坡的机械效率为80%。求卡车:
(1)运动过程中,克服重力做的功;
(2)爬坡时的牵引力;
(3)爬坡时的受到的摩擦力。
29.(2024·江苏镇江·一模)如图,工人用动滑轮提升重为600N的物体,用400N的拉力为F,物体以0.2m/s的速度匀速上升,不计绳重和摩擦。求:
(1)拉力做功的功率;
(2)动滑轮的效率;
(3)动滑轮重力。
30.(2025·江苏泰州·三模)小明用如图所示装置做“探究杠杆的平衡条件”实验;
(1)实验前杠杆位置如图甲所示,为使其在水平位置平衡,应将平衡螺母向______调节;
(2)如图乙所示,杠杆调节平衡后,在A处悬挂3个钩码,每个钩码重0.5N,如果在B处施加一个最小的拉力使杠杆在水平位置再次平衡,此时拉力的大小为______N;
(3)上题中,若将弹簧测力计拉环固定在B点,沿相同方向拉动弹簧测力计挂钩,当杠杆水平平衡时弹簧测力计的示数与(2)中相比将______(变大/变小),此时杠杆的平衡条件将______(不再成立/仍然成立);
(4)得到实验结论后,利用图丙所示装置,质量可忽略的轻质杠杆OC可绕O无摩擦转动,A点悬挂一重物M,B点受到电子测力计竖直向上的拉力F,杠杆水平静止。保持F方向不变,F的力臂记为,改变B点位置,F与倒数的关系图像为图丁中的①;若杆的重力不可忽略,再重复上述步骤,得到新的关系图像为图丁中的______(①/②/③/④)。
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