专题07 功 功率 机械能 简单机械(山东专用)(3大考点)2026年中考物理二模分类汇编
2026-05-25
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3份
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62页
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-试题汇编 |
| 知识点 | 做功与机械能,简单机械及机械效率 |
| 使用场景 | 中考复习-二模 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 山东省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 25.95 MB |
| 发布时间 | 2026-05-25 |
| 更新时间 | 2026-05-25 |
| 作者 | 初中物理志强工作室 |
| 品牌系列 | 好题汇编·二模分类汇编 |
| 审核时间 | 2026-05-25 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58028952.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
聚焦功、机械能与简单机械,精选2026年山东各地二模试题,融合冬奥会、福建舰等科技体育情境,注重概念理解与综合应用,适配初中物理二轮复习。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|选择|单选15题/多选9题|动能势能转化、机械效率、杠杆平衡|以单板滑雪、电磁弹射为情境,考查能量观念|
|填空|6题|功率计算、杠杆动态平衡|结合俯卧撑、嫦娥五号返回,联系生活与科技|
|计算|7题|功与功率、机械效率综合|福建舰弹射功率、地铁牵引力功,突出实际应用|
|实验|8题|动能影响因素、滑轮组效率|设计斜面、杠杆实验,培养科学探究能力|
内容正文:
专题07 功 功率 机械能 简单机械
3大考点概览
考点01功 功率 机械能
考点02简单机械
考点03综合应用
功 功率 机械能
考点1
一、单项选择题
1.(2026·山东济南·二模)【体育竞技】2026年冬奥会上,我国选手夺得单板滑雪男子坡面障碍技巧比赛的冠军,为本届冬奥会中国队赢得首枚金牌,运动员在空中运动过程中,下列说法正确的是( )
A.上升过程中动能增大 B.上升过程中重力势能增大
C.下落时,动能转化为重力势能 D.在最高点时为平衡状态
2.(2026·陕西西安·二模)2026年央视春晚《武》节目中,宇树科技的人形机器人与塔沟武校演员联袂演出,机器人“从踏板起跳,跃至米高空完成三连翻”,随后平稳落在踏板前方。下列关于机器人的分析正确的是( )
A.上升过程中,相对于地面静止
B.在空中最高点时,重力势能最大,动能为零
C.落地会弯腿缓冲,是为了减小惯性带来的危害
D.从起跳离开踏板到落地前,机械能保持不变
3.(2026·安徽阜阳·二模)科普活动中,老师表演了一个“自动爬坡”实验:将一个内部镶嵌小铁块的轻质泡沫圆环放在一个粗糙木板搭成的斜坡上由静止释放,圆环加速滚上斜坡。在圆环加速滚上斜坡的过程中,下列说法正确的是( )
A.圆环的重力势能减小,机械能减小 B.圆环的动能增大,重力势能增大
C.圆环的重力势能减小,机械能增大 D.圆环的动能减小,重力势能减小
4.(2026·山东青岛·二模)如图,弹簧的左端固定,右端连接一个小球,把它们套在光滑的水平杆上(小球与地面不接触且不计空气阻力),a是压缩弹簧后小球静止释放的位置,b是弹簧原长时小球的位置,c是小球到达最右端的位置,则小球从a运动到c的过程中,下列说法正确的是( )
A.小球在a点的弹性势能最大
B.小球在b点时的机械能最大
C.小球的速度一直发生变化,因为没有力维持小球的运动
D.小球在c点受到平衡力的作用
5.(2026·山东临沂·二模)在冬奥会自由式滑雪比赛中,选手的运动轨迹如图所示,如果不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A.在a点和c点速度都为零,因此这两点动能也为零
B.在a点和e点都处于静止状态,因此机械能相等
C.从c点下落到d点过程中,机械能保持不变
D.从a点下滑到b点过程中,机械能保持不变
6.(2026·山东临沂·二模)如图甲是小明同学在体育课上练习实心球时的情景。被斜向上抛出的实心球在空中飞行过程中经过不同位置时的能量情况如图乙所示,下列判断中正确的是( )
A.经过B、D两位置时实心球的动能相同
B.经过B、E两位置时实心球的高度相同
C.实心球运动到C位置时可能为最高点
D.从A到B位置的过程中,实心球的重力势能转化为动能
二、多项选择题
7.(2026·山东青岛·二模)如图所示,在跳板跳水比赛中,运动员总是尽可能把跳板向下压弯一点,然后再高高腾起。不计空气阻力,下列分析不正确的是( )
A.向下压弯跳板的过程中,跳板的弹性势能变大
B.离开跳板向上腾起的过程中,运动员的动能一直变大
C.离开跳板下落的过程中,运动员的重力势能转化为动能
D.尽可能把跳板向下压弯一点,为了增大运动员惯性
8.(2026·山东烟台·二模)如图所示是科技小组用塑料瓶制作的水火箭。他们先在瓶里装适量水,然后将带有喷嘴的橡胶塞插入瓶口,旋紧瓶塞后用打气筒往瓶里打足气(瓶子体积变化忽略不计);当橡胶塞脱落时,水从火箭尾部瓶口向下喷出,水火箭向上飞到空中。下列有关说法正确的是( )
A.打气筒向水火箭内打气,瓶内气体的密度不变
B.水从尾部瓶口向下喷出时,瓶内气体的内能减少,温度降低
C.水从尾部瓶口向下喷出时,瓶口出现大量白雾,这是汽化现象
D.水火箭从上升的最高点到返回至地面的过程中,其重力势能减小
三、填空题
9.(2026·山东利津·二模)如图甲所示,放在足够长的水平桌面上的木块,用弹簧测力计沿水平方向以不同速度分别拉木块使其做直线运动,木块两次运动的s-t图像为图乙所示。由图像可知,木块两次所受摩擦力的大小______,两次拉力的功率______(均选填“>”、“<”或“=”)。
10.(2026·山东烟台·二模)“嫦娥五号”实现了我国首次月球无人采样返回。返回器使用类似“打水漂”的方式着陆地球,其着陆过程的部分轨迹简化为如图所示。若只考虑空气阻力和重力的影响,在这个过程中,由A到B段返回器的动能逐渐________(选填“增大”“减小”或“不变”),返回器在B点时的速度________(选填“大于”“小于”或“等于”)到达C点时的速度,从A到D的全过程中返回器机械能________(选填“增大”“减小”或“不变”)。
11.(2026·山东桓台·二模)体能在积累,状态重在保持。寒假期间,小爱同学坚持锻炼,为4月中旬的体育考试做好准备。如图,小爱正在做俯卧撑,可以把他的身体看作一个______杠杆,O为支点,A为重心,他的体重为500N。地面对手的支持力F的大小为______N。若40s内做俯卧撑30次,每次人的重心上升的高度为0.2m,小爱每次做功为______J,小爱做这些俯卧撑时的平均功率是______W。
四、计算题
12.(2026·山东济南·二模)【科技热点】人体的心脏相当于一个发动机,不断地对血液施加推力,以保持体内血液的循环流动。心脏每次跳动推动血液运动的过程均可等效为如图所示的物理模型,血液在恒定推力作用下沿粗细均匀的血管做匀速直线运动。静息时,心脏某次跳动对血液的推力为6.6N,推动血液匀速运动0.4m,则心脏本次跳动对血液做的功为多少?
13.(2026·山东济南·二模)2025年12月27日,济南轨道交通迎来历史性时刻——4号线、6号线东段、8 号线三条新线集中开通运营,标志着济南轨道交通正式进入网络化运营新阶段。地铁四号线在一次运行过程中以最大速度匀速直线行驶了,此段路程上受到的阻力约为,求在此段路程上地铁发动机牵引力所做的功。
14.(2026·山东临沂·二模)【国防科技】2025年11月5日,我国完全自主设计建造的首艘电磁弹射航母“福建舰”正式加入人民海军的行列,如图所示。资料显示,福建舰满载时排水量8万余吨(以8万吨计算),吃水深度达到(船舶满载时在水中浸入的最大深度)13m,中压直流综合电力系统电磁弹射器假设可以在2s内将歼-15T重型舰载机由的电磁推力弹射100m的距离而放飞,求:(海水的密度取,g取10N/kg)
(1)福建舰满载时,舰底受到海水的压强;
(2)福建舰满载时,排开海水的体积;
(3)福建舰的电磁弹射器将一架歼-15T舰载机弹射过程中做功的功率。
五、实验题
15.(2026·山东青岛·二模)利用如图所示装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”。将小球A、B分别拉到与竖直方向成一定角度θ的位置,然后都由静止释放,当小球摆动到竖直位置时,将与静止在水平面上的木块C发生碰撞,木块都会在水平面上滑行一定距离后停止。图中的摆长L都相同,,球A、B的质量分别为mA、mB(mA<mB)。
(1)如图甲、乙,同时释放A、B,观察到它们并排摆动且始终相对静止,同时到达竖直位置。这表明两小球在摆动过程中的任一时刻的速度大小与小球的_______无关。
(2)如图甲、乙所示,观察到B球能将木块C撞得更远,由此可得出结论:_______。
(3)图乙中小球B到达竖直位置时的速度_______(选填“大于”“小于”或“等于”)图丙中小球B到达竖直位置时的速度。由此可以得出物体“质量一定时,速度越大动能越大”。
(4)有同学在探究“动能大小与质量的关系”时将实验装置改进成如图丁所示,利用质量不同的铁球将弹簧压缩相同程度静止释放,撞击同一木块。该实验方案_______(选填“可行”或“不可行”)。
简单机械
考点2
一、单项选择题
1.(2026·山东济宁·二模)图中日常生活工具使用场景中,均由使用者提供动力,其中需要使用者提供的动
力大于阻力的是( )
A.羊角锤拔钉子 B.核桃夹 C.食品夹 D.榨汁器
2.(2026·山东栖霞·二模)小明用衣架晾晒数条质量相同的湿毛巾,晾晒时毛巾均竖直下垂,同一个夹子上可同时晾晒一条或两条毛巾。下列做法最有可能让衣架保持水平平衡的是( )
A B C D
3.(2026·山东济宁·二模)如图甲所示,直接用力传感器将两个相同的钩码(一个钩码质量为50g)提升10cm。如图乙所示,利用动滑轮将两个钩码在5s内提升10cm。两次力传感器的示数分别为1N和0.6N(不计绳重和摩擦),则下列说法正确的是( )
A.使用动滑轮既能省力,又能省功
B.乙图中绳子末端移动的距离为0.1m
C.乙图中所用拉力的功率为0.024W
D.动滑轮的机械效率为80%
4.(2026·山东沂源·二模)小艳和老郭进行一场“拔滑轮”比赛。A为固定在地面的柱子,小艳、老郭所拉绳子对滑轮的拉力分别为、,如图所示,M、N均为绳子 上的点。(忽略滑轮轮重以及轮与轴之间的摩擦力),则( )
A.若滑轮保持静止,则
B.若N点向右移动0.2m,则M点只向右移动0.1m
C.小艳拉的那端更省力,小艳会获胜
D.若M点向左移动0.2m,则N点只向左移动0.1m
5.(2026·山东济南·二模)如图所示,一块密度均匀的长方体水泥板放在水平地面上,水泥板的长边边长为b(b>a)。用一始终竖直向上的力、使其一端缓慢抬离地面(未达到竖直),此过程中,下列说法正确的是( )
A.F甲<F乙,F甲大小不变 B.F甲=F乙,F甲一直变大
C.F甲=F乙,F甲大小不变 D.F甲>F乙,F甲一直变小
6.(2026·山东聊城·二模)某探究小组的同学在探究滑轮组的机械效率与哪些因素有关时,提出了一些猜想并准备利用图甲、乙、丙所示的滑轮组进行实验验证。猜想一:由两个相同的滑轮组成的滑轮组,其机械效率与滑轮组的绕绳方法有关。猜想二:由两个相同的滑轮组成的滑轮组,其机械效率与滑轮组提升物体所受的重力有关。下列有关该实验的分析正确的是( )
A.验证猜想一的小组应用图乙、丙所示的两个滑轮组进行实验
B.若用图甲、乙、丙所示的滑轮组分别拉动绳子移动相同的距离,则三个滑轮组做的有用功相同
C.若用图甲、乙、丙所示的滑轮组分别沿竖直方向匀速拉动绳子,不计摩擦和绳重,则
D.用图甲、乙所示的两个滑轮组进行实验,若实验测得两滑轮组的机械效率大小不相等,则可初步判断猜想二是错误的
7.(2026·山东青岛·二模)如图甲所示,工人用推力F将重为1000N的箱子沿斜面推至水平车厢中,斜面长3m、高1.5m,路程随时间变化关系如图乙所示,推力F随时间变化关系如图丙所示。下列分析不正确的是( )
A.0~10s内,箱子做匀速直线运动 B.0~10s内,克服摩擦力做功为300J
C.10~20s内,箱子所受摩擦力为400N D.10~20s内,推力F的功率为100W
二、多项选择题
8.(2026·山东济南·二模)如图甲所示,用拉力竖直向上提升质量为10kg的物体时,拉力、物体的速度和物体上升的高度随时间变化的关系图像:分别如图乙、丙和丁所示(不计绳重及绳与轮之间的摩擦,取)。下列说法正确的是( )
A.0~1s内,地面对物体的支持力为10N
B.1~2s内,拉力F做的功为15W
C.2~3s内,滑轮组的机械效率约为83.3%
D.2~3s内,物体做匀速直线运动
9.(2026·山东济南·二模)如图所示,用甲和乙装置将同一钩码匀速提升相同的高度,钩码重力大于滑轮重力,不计绳重和摩擦,两个弹簧测力计的拉力分别为F1和F2,下列说法正确的是( )
A.F1>F2 B.拉力F2所做的功更多
C.甲装置的机械效率更高 D.两种装置弹簧测力计移动的距离相等
10.(2026·山东烟台·二模)如图甲所示,小明用滑轮组将放置在水平地面上重为400N的物体A提升到高处。她用竖直向下的力F拉绳,图乙是F随时间t变化的关系图像,图丙是A上升的高度h随时间t变化的关系图像,A与地面的接触面积为,不计绳重和摩擦。下列说法正确的是( )
A.动滑轮受到的重力为20N
B.在0~1s内,重物对地面压强为4000Pa
C.在1~2s内,拉力F做的功为700J
D.在2~3s内,滑轮组的机械效率约为80%
三、填空题
11.(2026·山东聊城·二模)在跨学科实践学习中,小华制作了一把杆秤,如图所示,由秤盘、提纽、秤杆、以及100g的秤砣构成。当不挂秤砣、且秤盘中不放重物时,提起提纽,秤杆水平平衡。当在秤盘中放入一物体时,将秤砣移至B点时,秤杆水平平衡,经过测量可知AO为,BO为,则物体的质量为________g。如果秤盘中再加50g的物体,秤砣需要从B点向________(“左”或“右”)移动________才能维持秤杆水平平衡。
四、计算题
12.(2026·山东济宁·二模)家电“国补”政策拉动了消费,给市民带来了实惠。某小区业主购买了一台100英寸电视机,由于楼梯、电梯空间不足,工人师傅使用如图滑轮组进行室外吊装方式,将电视机搬运上楼。已知电视机及包装箱总重1200N,竖放时与水平地面的接触面积为cm2。吊装时工人师傅用800N的拉力在100s内将包装箱匀速提高20m,g取10N/kg。求:
(1)吊装前包装箱竖放时对水平地面的压强;
(2)吊装过程中,拉力F做功的功率;
(3)若每个滑轮质量是10kg,吊装过程中,克服绳重和摩擦做的功。
五、实验题
13.(2026·山东青岛·二模)在“测量滑轮组的机械效率”实验中,小明用同一滑轮组进行了三次实验(如图所示),
实验数据记录如表:
次数
钩码重/N
钩码上升距离/cm
①
弹簧测力计上升距离/cm
机械效率/%
1
2
10
0.8
30
83.3
2
4
10
1.5
30
②
3
6
10
2.2
30
90.9
(1)表格中①处应填写的内容为________,②处数据应为________(结果保留一位小数);
(2)分析以上实验数据可以得出结论:同一滑轮组的机械效率与________有关;
(3)同组的小华发现边拉动弹簧测力计边读数时,弹簧测力计示数不稳定,她认为应在弹簧测力计静止时读数,小明认为她的想法________(选填“合理”或“不合理”),理由是________;
(4)另一实验小组的同学改变动滑轮重,提升同一物体进行多次实验,获得数据并绘制出如图丁的图像。分析图像中的A点可知,此时被提升物体所受的重力________。
A.大于8N B.等于8N C.小于8N
14.(2026·山东临沂·二模)如图所示,小刚同学利用铁架台,带有均匀刻度的杠杆(每个刻度间长度为5cm),细线,弹簧测力计,钩码若干(每个钩码质量为50g)等实验器材,探究杠杆的平衡条件。
(1)实验开始前,杠杆在如图甲所示的位置静止,此时杠杆处于______状态;接着小刚向左调节杠杆两端的螺母使杠杆在水平位置平衡,这样做的好处是______。
(2)如图乙所示,在D点悬挂两个钩码,在支点右侧的A、B、C三点分别悬挂不同数量的钩码,并使杠杆始终在水平位置平衡,实验数据如表。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______(用字母表示)
实验序号
阻力F2/N
阻力臂l2/cm
动力F1/N
动力臂l1/cm
1
1
15
3
5
2
1
15
1.5
10
3
1
15
1
15
(3)小刚利用所学的知识制作了一个简易杆秤,其主要结构由秤杆、秤钩A、提纽(B、C)和秤砣D组成(O点为刻度的起点)。如图丙所示是用杆秤称量货物时的情景。
①杆秤在称量货物时,使用提纽______(选填“B”或“C”),该杆秤的称量范围更大;
②若该杆秤配套的秤砣D有磨损,称量货物时杆秤显示的质量将比被测货物的真实质量偏______(选填
“大” 或“小”)
15.(2026·山东聊城·二模)如图甲所示,小明和弟弟在玩跷跷板。小明对弟弟说,自己有办法让跷跷板在水平位置保持平衡。于是,他向弟弟讲起了自己探究杠杆平衡条件的实验,给弟弟做了一次物理实验的启蒙。
(1)首先安装杠杆,调节两端的_______,使杠杆在水平位置平衡。
(2)①如图乙所示,第一次实验在杠杆左边挂3个钩码(每个钩码的质量为50g),用弹簧测力计在杠杆右边某一位置竖直拉住杠杆。弹簧测力计对杠杆竖直向下的拉力是动力,动力臂为;钩码对杠杆的拉力是阻力,阻力臂为。此时弹簧测力计的示数如图丙所示,即=_______N。
②改变钩码的数量和位置以及弹簧测力计的位置,使杠杆在水平位置平衡,将相关数据记录在下表中:
实验序号
1
15
1.5
20
2
3
10
1.5
20
3
5
5
2.5
10
4
1
20
2
10
(3)利用上表中数据找到之间的关系,得到杠杆的平衡条件是_______。
(4)若在实验1中,保持杠杆在水平位置平衡,改变弹簧测力计拉杠杆的方向(如图丁所示),弹簧测力计的示数会__________(选填“变小”、“不变”或“变大”),请在图丁中作出的力臂__________。
(5)请利用(3)得到的结论,说出小明让图甲中的跷跷板在水平位置平衡的办法:___________。
综合应用
考点3
一、单项选择题
1.(2026·山东泰安·二模)以下物理实验都用到了斜面,则下列说法正确的是( )
①图甲,利用斜面测平均速度,实验时斜面坡度越大越好
②图乙,可以通过实验进行分析推理验证牛顿第一定律
③图丙,可以探究动能的大小与哪些因素有关,运用了等效替代的实验方法
④图丙,让小车A从斜面的不同高度由静止开始滑下,可探究动能与速度的关系
A.只有①③正确 B.只有②③正确
C.只有②④正确 D.只有①④正确
2.(2026·山东临沂·二模)用如图所示的动滑轮,先后将两个质量不同的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。下列说法正确的是( )
A.第一次提升重物时机械效率较低
B.第二次提升重物时的额外功较大
C.两次提升重物的重力之比为15∶14
D.两次提升重物的总功率之比为6∶5
3.(2026·山东济南·二模)如图所示,有一质量不计的长木板,左端可绕点转动,在长木板处放一重为的小车,并用一竖直向上的力拉着端。当小车向右匀速运动时,木板始终在水平位置保持静止,且在运动过程中小车未脱离长木板,在此过程中,拉力将( )
A.先逐渐变小,后逐渐变大 B.逐渐变大
C.先逐渐变大,后逐渐变小 D.逐渐变小
4.(2026·山东微山·二模)如图所示,一位同学用滑轮组拉着重450N的物体A,使它5s内在水平地面上匀速前进1m,水平拉力F=75N,若物体与地面间的摩擦力是物重的0.2倍,下列说法正确的是( )
A.他做的总功是450J
B.他做的有用功是75J
C.拉力做功的功率是15W
D.该滑轮组的机械效率是60%
5.(2026·山东聊城·二模)一辆汽车以恒定的功率在平直公路上做直线运动,其图像如图所示,它在内通过的路程为。汽车在行驶过程中所受的阻力不变,大小为。下列说法正确的是( )
A.汽车一直在做匀速直线运动
B.汽车匀速行驶时的功率为
C.在内汽车发动机的牵引力所做的功
D.在内汽车发动机的牵引力所做的功
6.(2026·山东济南·二模)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
二、多项选择题
7.(2026·山东龙口·二模)如图所示,把重力为100N的物体从底端匀速推到斜面顶端,斜面长为10m,高为3m,实际推力为50N,则下列选项中正确的是( )
A.推力做功为500J B.克服物体重力做功为300J
C.斜面的机械效率为60% D.物体与斜面之间的摩擦力为50N
8.(2026·山东济南·二模)如图所示的情景节选自我国古代科技著作《天工开物》,其中说法正确的是( )
A.“舂米工具”,踏碓使用时,它相当于费力杠杆,脚离O点越近越省力
B.“试弓定力”,用杆秤挂起的弓被拉弯,从而具有弹性势能
C.“六桨客船”,将运载的货物卸下来后,船所受浮力减小,会上浮一些
D.“筒车引水”,流水驱动带竹筒的轮子转动运水,轮子越轻,筒车机械效率越大
9.(2026·山东青岛·二模)如图所示,重为12N的物体A放在足够长的水平桌面上,通过轻质细绳与滑轮相连,不计绳重与滑轮间的摩擦,动滑轮重为2N,重为6N的物体B通过滑轮拉动物体A向右做匀速直线运动的速度为0.2m/s,1min后,物体B着地,以下说法正确的是( )
A.物体A受到的摩擦力为3N
B.1min内B物体的重力做功为72J
C.0.5min内拉力对物体A做功的功率为0.8W
D.若用一个向左的拉力F使A向左匀速运动,则F=8N
三、填空题
10.(2026·山东嘉祥·二模)火箭搭载探测器加速升空过程中,探测器的动能___________,重力势能___________(选填“变大”“不变”或“变小”)。
11.(2026·山东聊城·二模)如图所示是建筑工人用滑轮组提升建筑货物的情景。当他用150N的拉力拉动绳子时,可匀速提升280N的货物,此时滑轮组的机械效率为________,若不考虑摩擦,则动滑轮重为________N,请提出一条提高滑轮组机械效率的方案___________。
四、计算题
12.(2026•山东德州•二模)为纪念郑和下西洋六百年,南京市仿制了一艘缩小的郑和宝船,试航后将沿当年郑和航线“八下西洋”。仿古宝船长71.1米,宽14.05米,吃水深度4.6 m,满载排水量1800吨,有六桅六帆,主桅高38米,帆的总面积。(,取)求:
(1)仿古宝船船底所受水的压强;
(2)仿古宝船满载时所受的浮力;
(3)一次航海时受到的浮力是,此时排开水的体积;
(4)某次航行恰遇顺风,测得此时风对帆的风压为100 Pa,求帆面受到的推力。若郑和宝船恰在此推力作用下做匀速直线运动,速度为36 km/h,求该推力的功率。
13.(2026·山东青岛·二模)如图是利用电子秤监控水库水位的模拟装置,由细长的长方体A和长方体B、滑轮组、轻质杠杆CD、电子秤及装水的柱形容器等组成。杠杆始终在水平位置平衡。已知OC∶OD=2∶5,A的下表面看作是水位为0,A的底面积为,高为0.8m,重为600N;长方体B直接放在电子秤上时对电子秤的压强为104Pa。不计绳重与摩擦(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10N/kg)。求:
(1)当长方体A浸没在水中深度为0.3m时,受到的浮力为多大?
(2)当水位由0上升到水位为0.3m时,杠杆C端的拉力之比为7∶6,B对电子秤的压强变化了1200Pa,则水位上涨到没过长方体A的过程中,电子秤所受到的最大压力?
五、实验题
14.(2026·山东微山·二模)如图甲,小宁对冬奥会跳台滑雪很感兴趣,跳台滑雪成绩由飞行距离(起跳点C到落地点D之间的水平距离)和空中姿势两部分组成。于是他设计了图乙装置模拟比赛,让小球从A点沿光滑轨道自由滑下,撞击C处木块,并测量木块在斜面上移动的距离s。
实验
小球质量
小球高度
木块移动距离
①
20g
10cm
9cm
②
20g
40cm
13cm
③
80g
10cm
11cm
(1)多次实验后,记录数据如表所示。小宁发现数据可用来研究“影响动能大小的因素”。
a.结合数据,可通过__________来判断小球动能的大小;
b.比较①、②两次实验可用来研究动能与___________的关系;
c.根据上述实验小宁推断:运动员飞行距离越远,说明其在C点处的动能________(选填“越大”或“越小”);
(2)小宁发现运动员均从同一位置A开始下滑,即影响动能大小仅剩质量一个因素。那为什么跳台滑雪运动员却普遍是偏瘦体型?请选择一个角度简要解释:____________。
15.(2026·山东济南·二模)同学们在校园劳动实践中,发现操场角落有一块较重的石块,计划用木棒撬动石块。由此引发探究:如何利用杠杆更省力地撬动重物?同学们利用实验室杠杆等器材探究当阻力和阻力臂一定,杠杆平衡时动力和动力臂的关系。
(1)实验前杠杆如图2所示,为使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆左端的平衡螺母向________(选填“左”或“右”)调节;
(2)小组交流明确了实验操作注意事项。甲组同学指出:弹簧测力计倒置使用时,需按图3中________(选填“甲”或“乙”)的方式提前调零。同学们正确实验,记录数据如下:
实验次数
阻力
阻力臂
动力
动力臂
1
4
5
1
20
2
4
5
2
10
3
4
5
4
5
分析实验数据,可得出结论:___________;
(3)实验过程中,如图4所示,弹簧测力计从B位置转动至C位置过程中,杠杆始终保持平衡,观察到弹簧测力计示数变大,原因是_________,该现象也验证了:力臂是指______;
A.支点到力的作用点的距离
B.支点到力的作用线的距离
(4)如图1所示,C为AB的中点,可向上或向下施力撬动石块。结合上述实验结论,请画出撬动石块时最省力的动力示意图。
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专题07 功 功率 机械能 简单机械
功 功率 机械能
考点1
一、单项选择题
1.B 2.C 3.A 4.B 5.C 6.C
二、多项选择题
7.BD 8.BD
三、填空题
9.= >
10.减小 等于 减小
11.省力 300 100 75
四、计算题
12. 2.64J
【详解】心脏对血液的推力为,血液沿推力方向移动的距离为,心脏本次跳动对血液做的功为
13.J
【详解】由题意可知,地铁做匀速直线运动,根据二力平衡条件,牵引力与阻力大小相等,即
在此段路程上地铁发动机牵引力所做的功为
14. (1)
(2)
(3)
【详解】(1)福建舰满载时,舰底受到海水的压强
(2)福建舰满载时,排开海水的体积
(3)舰载机弹射过程中做功的功率
五、实验题
15. (1)质量
(2)速度相同时,物体质量越大,动能越大
(3)小于
(4)不可行
简单机械
考点2
一、单项选择题
1.C 2.B 3.C 4.D 5.C 6.C 7.C
二、多项选择题
8.CD 9.ABC 10.BC
三、填空题
11.200 左 5
四、计算题
12. (1)Pa/2500Pa
(2)320W/
(3)6000J/
【详解】(1)包装箱竖放在水平地面上,对地面的压力等于自身总重力,即
接触面积
吊装前包装箱竖放时对水平地面的压强为
(2)由图可知,滑轮组承担物重的绳子段数 ,绳子自由端移动的距离为
拉力做的总功为
拉力F做功的功率为
(3)提升包装箱做的有用功为
总额外功为
动滑轮的重力为
克服动滑轮重力做的额外功为
总额外功为克服动滑轮重力做的功与克服绳重和摩擦做的功之和,因此克服绳重和摩擦做的功为
五、实验题
13. (1) 拉力/N(或弹簧测力计示数F/N) 88.9
(2)被提升物体的重力(物重)
(3) 不合理 没有考虑到摩擦力的影响
(4)A
14. (1) 平衡 便于测量力臂,消除杠杆自身重力对实验的影响
(2) 小
(3) C 大
15. (1)平衡螺母
(2)2
(3)/
(4) 变大
(5)小明适当远离支点O/弟弟适当靠近支点O
综合应用
考点3
一、单项选择题
1.C 2.D 3.B 4.D 5.C 6.D
二、多项选择题
7. ABC 8. BCD 9. CD
三、填空题
10.变大 变大
11. 20 减小动滑轮的重力
四、计算题
12. (1)
(2)
(3)
(4)
【详解】(1)仿古宝船船底所受水的压强
(2)仿古宝船满载排水量
仿古宝船所受浮力
(3)排开水的体积是
(4)风对帆的压力
速度
功率
13. (1)90N
(2)72N
【详解】(1)当长方体A浸没在水中深度为0.3m时,长方体A排开液体的体积为
受到的浮力大小为
(2)长方体B直接放在电子秤上时对电子秤的压强为,此时B对电子秤的压力为,则杠杆D端拉力为
水位0时,A不受浮力,滑轮组绳子段数,则C端绳子拉力为
根据杠杆平衡的条件,可得
当水位由0上升到水位为0.3m时,B对电子秤的压力为,则杠杆D端拉力为
对A进行受力分析,则有
此时杠杆C端拉力为
此时杠杆C端的拉力之比为7∶6,即
化简可得
解得
则
①
根据杠杆平衡的条件,可得
代入化简可得②
联立①②可得B对电子秤压力的变化量为
B对电子秤的压强变化了1200Pa,可得B的底面积为
B的重力为
当A完全浸没时,C端拉力最小,根据杠杆平衡的条件,此时D端拉力也最小,电子秤对B的支持力最大,即B对电子秤的压力最大为,则杠杆D端的拉力为
A完全浸没时,排开水的体积为
此时A受到浮力大小为
此时杠杆C端拉力为
根据杠杆平衡的条件,可得
化简可得
则压力最大为
五、实验题
14. (1) 木块移动距离远近 (小球)速度 越大
(2)锻炼强身健体角度:运动员加强锻炼,身体普遍不胖;阻力角度:运动员体型偏瘦、质量更小,空气阻力对运动的影响相对更小,在空中滑行时受到的阻碍弱,下落和飞行过程中减速更少,能获得更远的滑行距离;惯性角度:偏瘦质量小,惯性更小,在空中更容易调整身体姿态,提升飞行稳定性
15. (1)右
(2) 乙 杠杆平衡时,
(3) 动力臂变小 B
(4)
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专题07 功 功率 机械能 简单机械
3大考点概览
考点01功 功率 机械能
考点02简单机械
考点03综合应用
功 功率 机械能
考点1
一、单项选择题
1.(2026·山东济南·二模)【体育竞技】2026年冬奥会上,我国选手夺得单板滑雪男子坡面障碍技巧比赛的冠军,为本届冬奥会中国队赢得首枚金牌,运动员在空中运动过程中,下列说法正确的是( )
A.上升过程中动能增大 B.上升过程中重力势能增大
C.下落时,动能转化为重力势能 D.在最高点时为平衡状态
【答案】B
【详解】A.上升过程中,运动员质量不变,速度减小,动能减小,故A错误;
B.上升过程中,运动员质量不变,高度增加,重力势能增大,故B正确;
C.下落过程中,运动员高度减小、速度增大,质量不变,重力势能减小、动能增大,重力势能转化为动能,故C错误;
D.运动员在最高点时,只受重力,受力不平衡,因此不是平衡状态,故D错误。
故选B。
2.(2026·陕西西安·二模)2026年央视春晚《武》节目中,宇树科技的人形机器人与塔沟武校演员联袂演出,机器人“从踏板起跳,跃至米高空完成三连翻”,随后平稳落在踏板前方。下列关于机器人的分析正确的是( )
A.上升过程中,相对于地面静止
B.在空中最高点时,重力势能最大,动能为零
C.落地会弯腿缓冲,是为了减小惯性带来的危害
D.从起跳离开踏板到落地前,机械能保持不变
【答案】C
【详解】A.上升过程中,机器人相对地面的高度变大,所以机器人上升过程中位置相对于地面不断改变,是运动的,故A错误;
B.重力势能与质量和高度有关,机器人在最高点高度最大,重力势能最大,但机器人在最高点还做翻转运动,有水平方向的速度,动能不为零,故B错误;
C.机器人落地时弯腿,是为了延长减速时间,减小冲击力,避免因为惯性保持运动状态摔倒,目的是减小惯性带来的危害,故C正确;
D.从起跳离开踏板到落地前,机器人需要克服空气阻力做功,机械能会转化为内能,机械能减小,故D错误。
故选C。
3.(2026·安徽阜阳·二模)科普活动中,老师表演了一个“自动爬坡”实验:将一个内部镶嵌小铁块的轻质泡沫圆环放在一个粗糙木板搭成的斜坡上由静止释放,圆环加速滚上斜坡。在圆环加速滚上斜坡的过程中,下列说法正确的是( )
A.圆环的重力势能减小,机械能减小 B.圆环的动能增大,重力势能增大
C.圆环的重力势能减小,机械能增大 D.圆环的动能减小,重力势能减小
【答案】A
【详解】圆环加速滚上斜坡,速度增大,质量不变,因此动能增大;该圆环是轻质泡沫镶嵌小铁块,总重心几乎和小铁块位置重合;虽然圆环整体向上运动,但滚动过程中,整个系统的总重心高度是降低的,因此重力势能减小;斜坡是粗糙的,圆环滚动过程中需要克服摩擦力做功,部分机械能转化为内能,因此总机械能减小。故A正确,BCD错误。
故选A。
4.(2026·山东青岛·二模)如图,弹簧的左端固定,右端连接一个小球,把它们套在光滑的水平杆上(小球与地面不接触且不计空气阻力),a是压缩弹簧后小球静止释放的位置,b是弹簧原长时小球的位置,c是小球到达最右端的位置,则小球从a运动到c的过程中,下列说法正确的是( )
A.小球在a点的弹性势能最大
B.小球在b点时的机械能最大
C.小球的速度一直发生变化,因为没有力维持小球的运动
D.小球在c点受到平衡力的作用
【答案】B
【详解】A.小球在a点,弹簧被压缩,弹簧具有弹性势能,而不是小球具有弹性势能,故A错误;
B.小球从a点到b点,弹簧的弹性势能转化为小球的动能,故在b点小球的动能最大,重力势能不变,即机械能最大,故B正确;
C.小球从a点到c点,速度先变大后变小,一直发生变化,因为小球始终受到力,故C错误;
D.小球在c点水平方向受到弹簧的拉力,受非平衡力作用,故D错误。
故选B。
5.(2026·山东临沂·二模)在冬奥会自由式滑雪比赛中,选手的运动轨迹如图所示,如果不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A.在a点和c点速度都为零,因此这两点动能也为零
B.在a点和e点都处于静止状态,因此机械能相等
C.从c点下落到d点过程中,机械能保持不变
D.从a点下滑到b点过程中,机械能保持不变
【答案】C
【详解】A.在a点速度为零,说明动能为零,c点运动员在水平方向速度不为零,所以c点动能不为零,故A错误;
B.在a点和e点都处于静止状态,说明动能都为零,因为高度不同,所以,重力势能就不相等,因此机械能不相等,故B错误;
C.从c点下落到d点过程中,如果不计空气阻力,运动员只受重力作用,其机械能守恒,故C正确;
D.从a点向b点运动过程中,因为有滑动摩擦,机械能不守恒,一部分转化成内能,机械能减少,故D错误。
故选C。
6.(2026·山东临沂·二模)如图甲是小明同学在体育课上练习实心球时的情景。被斜向上抛出的实心球在空中飞行过程中经过不同位置时的能量情况如图乙所示,下列判断中正确的是( )
A.经过B、D两位置时实心球的动能相同
B.经过B、E两位置时实心球的高度相同
C.实心球运动到C位置时可能为最高点
D.从A到B位置的过程中,实心球的重力势能转化为动能
【答案】C
【详解】A.由图可知,B位置的动能大于D位置的动能,二者动能不相同,故A错误;
B.质量不变时,重力势能越大高度越高。B位置重力势能远大于E位置,因此B位置高度更高,二者高度不同,故B错误;
C.C位置动能最小、重力势能最大,因此C位置可能是最高点,故C正确;
D.从A到B的过程中,实心球动能减小、重力势能增大,是动能转化为重力势能,故D错误。
故选C。
二、多项选择题
7.(2026·山东青岛·二模)如图所示,在跳板跳水比赛中,运动员总是尽可能把跳板向下压弯一点,然后再高高腾起。不计空气阻力,下列分析不正确的是( )
A.向下压弯跳板的过程中,跳板的弹性势能变大
B.离开跳板向上腾起的过程中,运动员的动能一直变大
C.离开跳板下落的过程中,运动员的重力势能转化为动能
D.尽可能把跳板向下压弯一点,为了增大运动员惯性
【答案】BD
【详解】A.弹性势能大小和弹性形变程度有关,压弯跳板时跳板形变程度变大,弹性势能变大,故A正确;
B.离开跳板向上腾起时,不计空气阻力,运动员受竖直向下的重力,与运动方向相反,故运动员做减速运动,运动员质量不变,故动能逐渐减小,故B错误。
C.下落过程中,运动员高度降低,重力势能减小,速度变大,动能增大,由重力势能转化为动能,故C正确;
D.惯性大小只和物体质量有关,运动员质量不变,惯性大小不变;压弯跳板是为了增大跳板的弹性势能,让运动员获得更多动能,不是增大惯性,故D错误。
本题选择描述错误的,故选BD。
8.(2026·山东烟台·二模)如图所示是科技小组用塑料瓶制作的水火箭。他们先在瓶里装适量水,然后将带有喷嘴的橡胶塞插入瓶口,旋紧瓶塞后用打气筒往瓶里打足气(瓶子体积变化忽略不计);当橡胶塞脱落时,水从火箭尾部瓶口向下喷出,水火箭向上飞到空中。下列有关说法正确的是( )
A.打气筒向水火箭内打气,瓶内气体的密度不变
B.水从尾部瓶口向下喷出时,瓶内气体的内能减少,温度降低
C.水从尾部瓶口向下喷出时,瓶口出现大量白雾,这是汽化现象
D.水火箭从上升的最高点到返回至地面的过程中,其重力势能减小
【答案】BD
【详解】A.题干明确说明瓶子体积变化忽略不计,打气过程中瓶内气体质量增加,根据密度公式 ,体积不变质量增大,气体密度变大,故A错误;
B.水向下喷出时,瓶内高压气体膨胀对外做功,内能转化为水和火箭的机械能,因此瓶内气体内能减少,温度降低,故B正确;
C.瓶口的白雾是瓶内温度降低后,水蒸气遇冷液化形成的小水滴,属于液化现象,不是汽化,故C错误;
D.重力势能的大小和物体质量、高度有关;水火箭发射过程中水已经向下喷出,到达最高点后质量不变,从最高点下落回地面的过程中,高度不断降低,因此重力势能减小,故D正确。
故选BD。
三、填空题
9.(2026·山东利津·二模)如图甲所示,放在足够长的水平桌面上的木块,用弹簧测力计沿水平方向以不同速度分别拉木块使其做直线运动,木块两次运动的s-t图像为图乙所示。由图像可知,木块两次所受摩擦力的大小______,两次拉力的功率______(均选填“>”、“<”或“=”)。
【答案】 = >
【详解】[1]滑动摩擦力的大小只和压力大小、接触面粗糙程度有关。本题中是同一木块放在同一水平桌面,木块对桌面的压力、接触面粗糙程度都不变,因此两次滑动摩擦力大小相等,即。
[2]从图像可知,木块两次都做匀速直线运动,拉力和摩擦力是平衡力,因此两次拉力、,得; 相同时间内第一次的路程更大,因此速度。 根据功率公式,拉力F相等,速度越大功率越大,因此。
10.(2026·山东烟台·二模)“嫦娥五号”实现了我国首次月球无人采样返回。返回器使用类似“打水漂”的方式着陆地球,其着陆过程的部分轨迹简化为如图所示。若只考虑空气阻力和重力的影响,在这个过程中,由A到B段返回器的动能逐渐________(选填“增大”“减小”或“不变”),返回器在B点时的速度________(选填“大于”“小于”或“等于”)到达C点时的速度,从A到D的全过程中返回器机械能________(选填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】 减小 等于 减小
【详解】[1]返回器在大气层内从A到B,克服空气阻力和重力做功,机械能在减小,所以动能逐渐减小。
[2]从B到C,返回器穿出大气层,太空中没有空气阻力,只有重力做功,机械能守恒,B,C两点距地面高度相同,重力势能相同,故动能也相同,所以B点的速度等于C点的速度。
[3]从A到D的全过程中,返回器多次经过大气层,一直都克服空气阻力做功,会消耗机械能,所以机械能减小。
11.(2026·山东桓台·二模)体能在积累,状态重在保持。寒假期间,小爱同学坚持锻炼,为4月中旬的体育考试做好准备。如图,小爱正在做俯卧撑,可以把他的身体看作一个______杠杆,O为支点,A为重心,他的体重为500N。地面对手的支持力F的大小为______N。若40s内做俯卧撑30次,每次人的重心上升的高度为0.2m,小爱每次做功为______J,小爱做这些俯卧撑时的平均功率是______W。
【答案】 省力 300 100 75
【详解】[1]由图可知,O为支点,地面对手的支持力的力臂
人的重力的力臂为,地面对手的支持力的力臂大于重力的力臂,所以是省力杠杆。
[2]由杠杆平衡条件可得:,即
[3]做俯卧撑时,支持力对人做的功与克服重力所做的功相等,每做一次俯卧撑重心上升高度为0.2m,小爱每次做功为
[4]40s内做俯卧撑30次,则40s内做的总功为
小爱做这些俯卧撑时的平均功率是
四、计算题
12.(2026·山东济南·二模)【科技热点】人体的心脏相当于一个发动机,不断地对血液施加推力,以保持体内血液的循环流动。心脏每次跳动推动血液运动的过程均可等效为如图所示的物理模型,血液在恒定推力作用下沿粗细均匀的血管做匀速直线运动。静息时,心脏某次跳动对血液的推力为6.6N,推动血液匀速运动0.4m,则心脏本次跳动对血液做的功为多少?
【答案】2.64J
【详解】心脏对血液的推力为,血液沿推力方向移动的距离为,心脏本次跳动对血液做的功为
13.(2026·山东济南·二模)2025年12月27日,济南轨道交通迎来历史性时刻——4号线、6号线东段、8 号线三条新线集中开通运营,标志着济南轨道交通正式进入网络化运营新阶段。地铁四号线在一次运行过程中以最大速度匀速直线行驶了,此段路程上受到的阻力约为,求在此段路程上地铁发动机牵引力所做的功。
【答案】J
【详解】由题意可知,地铁做匀速直线运动,根据二力平衡条件,牵引力与阻力大小相等,即
在此段路程上地铁发动机牵引力所做的功为
14.(2026·山东临沂·二模)【国防科技】2025年11月5日,我国完全自主设计建造的首艘电磁弹射航母“福建舰”正式加入人民海军的行列,如图所示。资料显示,福建舰满载时排水量8万余吨(以8万吨计算),吃水深度达到(船舶满载时在水中浸入的最大深度)13m,中压直流综合电力系统电磁弹射器假设可以在2s内将歼-15T重型舰载机由的电磁推力弹射100m的距离而放飞,求:(海水的密度取,g取10N/kg)
(1)福建舰满载时,舰底受到海水的压强;
(2)福建舰满载时,排开海水的体积;
(3)福建舰的电磁弹射器将一架歼-15T舰载机弹射过程中做功的功率。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)福建舰满载时,舰底受到海水的压强
(2)福建舰满载时,排开海水的体积
(3)舰载机弹射过程中做功的功率
五、实验题
15.(2026·山东青岛·二模)利用如图所示装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”。将小球A、B分别拉到与竖直方向成一定角度θ的位置,然后都由静止释放,当小球摆动到竖直位置时,将与静止在水平面上的木块C发生碰撞,木块都会在水平面上滑行一定距离后停止。图中的摆长L都相同,,球A、B的质量分别为mA、mB(mA<mB)。
(1)如图甲、乙,同时释放A、B,观察到它们并排摆动且始终相对静止,同时到达竖直位置。这表明两小球在摆动过程中的任一时刻的速度大小与小球的_______无关。
(2)如图甲、乙所示,观察到B球能将木块C撞得更远,由此可得出结论:_______。
(3)图乙中小球B到达竖直位置时的速度_______(选填“大于”“小于”或“等于”)图丙中小球B到达竖直位置时的速度。由此可以得出物体“质量一定时,速度越大动能越大”。
(4)有同学在探究“动能大小与质量的关系”时将实验装置改进成如图丁所示,利用质量不同的铁球将弹簧压缩相同程度静止释放,撞击同一木块。该实验方案_______(选填“可行”或“不可行”)。
【答案】(1)质量
(2)速度相同时,物体质量越大,动能越大
(3)小于
(4)不可行
【详解】(1)甲、乙两图中,小球的质量不同,由题意知,摆角相同,小球同时到达竖直位置,说明小球的速度大小与小球的质量无关;
(2),两球的速度相同,B球能将木块C撞得更远,说明B球的动能更大,因此可得速度相同时,物体质量越大,动能越大;
(3)乙、丙两图,小球的质量相同,,所以丙图小球的速度更大;图丙中木块C滑行得更远些,说明质量相同时,物体的速度越大,动能越大;
(4)图丁中,将弹簧压缩相同程度,弹簧的弹性势能相同,释放后弹性势能转化为铁球的动能,因此不同质量的铁球获得的动能大小是相等的,无法比较动能与质量的关系,因此该方案不可行。
简单机械
考点2
一、单项选择题
1.(2026·山东济宁·二模)图中日常生活工具使用场景中,均由使用者提供动力,其中需要使用者提供的动
力大于阻力的是( )
A.羊角锤拔钉子 B.核桃夹 C.食品夹 D.榨汁器
【答案】C
【详解】根据杠杆平衡条件,动力大于阻力,说明动力臂小于阻力臂:
A.羊角锤拔钉子:动力臂大于阻力臂,故A不符合题意;
B. 核桃夹:动力臂大于阻力臂,故B不符合题意;
C.食品夹:使用时动力作用点靠近支点,阻力作用点在食品夹末端,动力臂小于阻力臂,故C符合题意;
D.榨汁器:动力臂大于阻力臂,故D不符合题意。
故选C。
2.(2026·山东栖霞·二模)小明用衣架晾晒数条质量相同的湿毛巾,晾晒时毛巾均竖直下垂,同一个夹子上可同时晾晒一条或两条毛巾。下列做法最有可能让衣架保持水平平衡的是( )
A B C D
【答案】B
【详解】根据杠杆平衡原理,每条毛巾重力为,相邻夹子到支点的间隔距离为;
A. 左侧力与力臂的乘积为,右侧力与力臂的乘积为,左侧大于右侧,故A不符合题意;
B.左侧力与力臂的乘积为,右侧力与力臂的乘积为,左侧等于右侧,故B符合题意;
C.左侧力与力臂的乘积为,右侧力与力臂的乘积为,左侧大于右侧,故C不符合题意;
D.左侧力与力臂的乘积为,右侧力与力臂的乘积为,左侧大于右侧,故D不符合题意。
故选 B。
3.(2026·山东济宁·二模)如图甲所示,直接用力传感器将两个相同的钩码(一个钩码质量为50g)提升10cm。如图乙所示,利用动滑轮将两个钩码在5s内提升10cm。两次力传感器的示数分别为1N和0.6N(不计绳重和摩擦),则下列说法正确的是( )
A.使用动滑轮既能省力,又能省功
B.乙图中绳子末端移动的距离为0.1m
C.乙图中所用拉力的功率为0.024W
D.动滑轮的机械效率为80%
【答案】C
【详解】A.根据功的原理,使用任何机械都不能省功,动滑轮只能省力,不能省功,故A错误;
B.动滑轮承担物重的绳子段数,物体提升高度,则绳子末端移动距离
故B错误;
C.拉力做的总功
则拉力功率
故C正确;
D.有用功为
机械效率为
故D错误。
故选C。
4.(2026·山东沂源·二模)小艳和老郭进行一场“拔滑轮”比赛。A为固定在地面的柱子,小艳、老郭所拉绳子对滑轮的拉力分别为、,如图所示,M、N均为绳子 上的点。(忽略滑轮轮重以及轮与轴之间的摩擦力),则( )
A.若滑轮保持静止,则
B.若N点向右移动0.2m,则M点只向右移动0.1m
C.小艳拉的那端更省力,小艳会获胜
D.若M点向左移动0.2m,则N点只向左移动0.1m
【答案】D
【详解】AC.以动滑轮为研究对象,滑轮静止时水平方向受力平衡,老郭向右的拉力等于两段绳子向左的拉力之和,即
故,小艳拉的一端更省力,但拔河获胜取决于双方最大拉力,若老郭最大拉力大于小艳最大拉力的2倍,老郭会获胜,因此“小艳会获胜”不成立,故AC不符合题意;
BD.动滑轮中绳子自由端M点移动距离是滑轮N点移动距离的2倍,即。若N点向右移动0.2m,即,即M点应向右移动
若M点向左移动0.2m,即,则N点向左移动的距离为
故B不符合题意,D符合题意。
故选D。
5.(2026·山东济南·二模)如图所示,一块密度均匀的长方体水泥板放在水平地面上,水泥板的长边边长为b(b>a)。用一始终竖直向上的力、使其一端缓慢抬离地面(未达到竖直),此过程中,下列说法正确的是( )
A.F甲<F乙,F甲大小不变 B.F甲=F乙,F甲一直变大
C.F甲=F乙,F甲大小不变 D.F甲>F乙,F甲一直变小
【答案】C
【详解】将水泥板看成一个杠杆,抬起一端,另一端为支点。动力为F,阻力均为水泥板的重力,对于形状规则质地均匀的物体,其重心都在其几何中心上,所以动力臂都等于阻力臂的2倍; 根据杠杆的平衡条件可知,动力始终是阻力的一半,故大小相等;两个力的方向都是竖直向上,抬起过程动力臂和阻力臂同时减小,但动力臂始终是阻力臂的2倍,因而动力大小始终等于阻力臂的一半,则在使其一端缓慢抬离地面的过程中,动力大小不变,故选C。
6.(2026·山东聊城·二模)某探究小组的同学在探究滑轮组的机械效率与哪些因素有关时,提出了一些猜想并准备利用图甲、乙、丙所示的滑轮组进行实验验证。猜想一:由两个相同的滑轮组成的滑轮组,其机械效率与滑轮组的绕绳方法有关。猜想二:由两个相同的滑轮组成的滑轮组,其机械效率与滑轮组提升物体所受的重力有关。下列有关该实验的分析正确的是( )
A.验证猜想一的小组应用图乙、丙所示的两个滑轮组进行实验
B.若用图甲、乙、丙所示的滑轮组分别拉动绳子移动相同的距离,则三个滑轮组做的有用功相同
C.若用图甲、乙、丙所示的滑轮组分别沿竖直方向匀速拉动绳子,不计摩擦和绳重,则
D.用图甲、乙所示的两个滑轮组进行实验,若实验测得两滑轮组的机械效率大小不相等,则可初步判断猜想二是错误的
【答案】C
【详解】A.验证猜想一,需要控制提升物体重力相同,只改变绕绳方法,乙、丙提升的物重不同,不符合控制变量要求,故A错误;
B.绳子自由端移动距离s相同时,由得,物体上升高度,有用功
计算得,,
三个有用功不相等,故B错误;
C.拉力公式为
代入得,,
所以,故C正确;
D.甲、乙绕绳方法相同,提升物重不同,用来验证猜想二,若测得机械效率不相等,说明机械效率确实与提升物重有关,猜想二是正确的,故D错误。
故选C。
7.(2026·山东青岛·二模)如图甲所示,工人用推力F将重为1000N的箱子沿斜面推至水平车厢中,斜面长3m、高1.5m,路程随时间变化关系如图乙所示,推力F随时间变化关系如图丙所示。下列分析不正确的是( )
A.0~10s内,箱子做匀速直线运动 B.0~10s内,克服摩擦力做功为300J
C.10~20s内,箱子所受摩擦力为400N D.10~20s内,推力F的功率为100W
【答案】C
【详解】A.由图乙可知,箱子在0~10s内路程和时间成正比,做匀速直线运动,故A正确;
B.由图丙可知,箱子在斜面上运动,此时推力为600N,推力做的总功为
有用功为克服物体重力所做的功,为
额外功即克服摩擦力做的功,为
故B正确;
C.由图乙可知,10~20s内箱子在水平面上做匀速直线运动,箱子所受摩擦力与推力二力平衡,大小相等为200N,故C错误;
D.由图乙知,10~20s内推箱子的推力F大小为200N,则推力F的功率为
故D正确。
本题选择描述错误的,故选C。
二、多项选择题
8.(2026·山东济南·二模)如图甲所示,用拉力竖直向上提升质量为10kg的物体时,拉力、物体的速度和物体上升的高度随时间变化的关系图像:分别如图乙、丙和丁所示(不计绳重及绳与轮之间的摩擦,取)。下列说法正确的是( )
A.0~1s内,地面对物体的支持力为10N
B.1~2s内,拉力F做的功为15W
C.2~3s内,滑轮组的机械效率约为83.3%
D.2~3s内,物体做匀速直线运动
【答案】CD
【详解】A.物体的重力是
由甲可知,滑轮组绳子段数,内物体匀速运动, 则动滑轮的重力
内,滑轮组对物体的拉力
地面对物体的支持力
故A错误;
B.内,拉力,物体上升高度,绳子自由端移动距离
拉力做功
故B错误;
C.内,物体匀速上升,速度,拉力
机械效率
故C正确;
D.由丙图可知,内物体速度保持不变,因此物体做匀速直线运动,故D正确。
故选CD。
9.(2026·山东济南·二模)如图所示,用甲和乙装置将同一钩码匀速提升相同的高度,钩码重力大于滑轮重力,不计绳重和摩擦,两个弹簧测力计的拉力分别为F1和F2,下列说法正确的是( )
A.F1>F2 B.拉力F2所做的功更多
C.甲装置的机械效率更高 D.两种装置弹簧测力计移动的距离相等
【答案】ABC
【详解】甲是定滑轮,乙是动滑轮。设钩码重为,动滑轮重为,提升高度为,不计绳重和摩擦。
A.定滑轮不省力,因此;动滑轮承担物重的绳子段数,拉力需要同时承担钩码和动滑轮重,因此
已知,则
可得,故A正确;
D.定滑轮拉力移动距离,动滑轮拉力移动距离,因此两者移动距离不相等,故D错误;
B.拉力做的总功
显然
因此拉力做的功更多,故B正确;
C.有用功是提升钩码做的功,同一钩码提升相同高度,因此两个装置的有用功相等。 机械效率,甲的总功等于有用功(不计绳重和摩擦,定滑轮无额外功),;乙需要额外提升动滑轮,总功更大,,因此甲装置的机械效率更高,故C正确。
故选ABC。
10.(2026·山东烟台·二模)如图甲所示,小明用滑轮组将放置在水平地面上重为400N的物体A提升到高处。她用竖直向下的力F拉绳,图乙是F随时间t变化的关系图像,图丙是A上升的高度h随时间t变化的关系图像,A与地面的接触面积为,不计绳重和摩擦。下列说法正确的是( )
A.动滑轮受到的重力为20N
B.在0~1s内,重物对地面压强为4000Pa
C.在1~2s内,拉力F做的功为700J
D.在2~3s内,滑轮组的机械效率约为80%
【答案】BC
【详解】A.由图丙可知,2~3s物体匀速上升,得
故A错误;
B.0~1s物体静止在地面,动滑轮对物体的拉力
重物对地面的压力
压强
故B正确;
C.1~2s内绳子自由端移动距离
拉力做功
故C正确;
D.机械效率
故D错误。
故选BC。
三、填空题
11.(2026·山东聊城·二模)在跨学科实践学习中,小华制作了一把杆秤,如图所示,由秤盘、提纽、秤杆、以及100g的秤砣构成。当不挂秤砣、且秤盘中不放重物时,提起提纽,秤杆水平平衡。当在秤盘中放入一物体时,将秤砣移至B点时,秤杆水平平衡,经过测量可知AO为,BO为,则物体的质量为________g。如果秤盘中再加50g的物体,秤砣需要从B点向________(“左”或“右”)移动________才能维持秤杆水平平衡。
【答案】 200 左 5
【详解】 O为支点,根据杠杆平衡条件可知
则此时物体的质量为
增加物体后,右侧杠杆受到的拉力与力臂的乘积变大,为了再次平衡需要增大左侧杠杆受到的拉力与力臂的乘积。因为秤砣重力不变,需要增大秤砣到O点的距离,即秤砣需要向左移动。
新增物体质量,设移动距离为,同理根据杠杆平衡
则向左移动的距离为
四、计算题
12.(2026·山东济宁·二模)家电“国补”政策拉动了消费,给市民带来了实惠。某小区业主购买了一台100英寸电视机,由于楼梯、电梯空间不足,工人师傅使用如图滑轮组进行室外吊装方式,将电视机搬运上楼。已知电视机及包装箱总重1200N,竖放时与水平地面的接触面积为cm2。吊装时工人师傅用800N的拉力在100s内将包装箱匀速提高20m,g取10N/kg。求:
(1)吊装前包装箱竖放时对水平地面的压强;
(2)吊装过程中,拉力F做功的功率;
(3)若每个滑轮质量是10kg,吊装过程中,克服绳重和摩擦做的功。
【答案】(1)Pa/2500Pa
(2)320W/
(3)6000J/
【详解】(1)包装箱竖放在水平地面上,对地面的压力等于自身总重力,即
接触面积
吊装前包装箱竖放时对水平地面的压强为
(2)由图可知,滑轮组承担物重的绳子段数 ,绳子自由端移动的距离为
拉力做的总功为
拉力F做功的功率为
(3)提升包装箱做的有用功为
总额外功为
动滑轮的重力为
克服动滑轮重力做的额外功为
总额外功为克服动滑轮重力做的功与克服绳重和摩擦做的功之和,因此克服绳重和摩擦做的功为
五、实验题
13.(2026·山东青岛·二模)在“测量滑轮组的机械效率”实验中,小明用同一滑轮组进行了三次实验(如图所示),
实验数据记录如表:
次数
钩码重/N
钩码上升距离/cm
①
弹簧测力计上升距离/cm
机械效率/%
1
2
10
0.8
30
83.3
2
4
10
1.5
30
②
3
6
10
2.2
30
90.9
(1)表格中①处应填写的内容为________,②处数据应为________(结果保留一位小数);
(2)分析以上实验数据可以得出结论:同一滑轮组的机械效率与________有关;
(3)同组的小华发现边拉动弹簧测力计边读数时,弹簧测力计示数不稳定,她认为应在弹簧测力计静止时读数,小明认为她的想法________(选填“合理”或“不合理”),理由是________;
(4)另一实验小组的同学改变动滑轮重,提升同一物体进行多次实验,获得数据并绘制出如图丁的图像。分析图像中的A点可知,此时被提升物体所受的重力________。
A.大于8N B.等于8N C.小于8N
【答案】(1) 拉力/N(或弹簧测力计示数F/N) 88.9
(2)被提升物体的重力(物重)
(3) 不合理 没有考虑到摩擦力的影响
(4)A
【详解】(1)[1]测量滑轮组机械效率时,需要测量的物理量有:钩码重、钩码上升距离、拉力、弹簧测力计上升距离,因此①处应为拉力(弹簧测力计示数),单位为N。
[2]第2次实验,有用功
总功
机械效率
因此②处为88.9。
(2)实验数据显示:同一滑轮组,提升的物体重力越大,机械效率越高,因此同一滑轮组的机械效率与被提升物体的重力(物重)有关。
(3)[1][2]该想法不合理,因为实验时应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计,绳子与滑轮间存在动摩擦力;静止时弹簧测力计不会克服摩擦力做功,测得的拉力偏小(没有机械之间的摩擦力),会影响滑轮组的机械效率,因此不能静止读数。
(4)若不计绳重和摩擦,机械效率
代入A点数据,解得:;
但由于绳重和摩擦力使得额外功变大,根据
在机械效率不变时,额外功增大,有用功也增大,若提升相同的高度,物体的重力会大于8N,故选A。
14.(2026·山东临沂·二模)如图所示,小刚同学利用铁架台,带有均匀刻度的杠杆(每个刻度间长度为5cm),细线,弹簧测力计,钩码若干(每个钩码质量为50g)等实验器材,探究杠杆的平衡条件。
(1)实验开始前,杠杆在如图甲所示的位置静止,此时杠杆处于______状态;接着小刚向左调节杠杆两端的螺母使杠杆在水平位置平衡,这样做的好处是______。
(2)如图乙所示,在D点悬挂两个钩码,在支点右侧的A、B、C三点分别悬挂不同数量的钩码,并使杠杆始终在水平位置平衡,实验数据如表。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______(用字母表示)
实验序号
阻力F2/N
阻力臂l2/cm
动力F1/N
动力臂l1/cm
1
1
15
3
5
2
1
15
1.5
10
3
1
15
1
15
(3)小刚利用所学的知识制作了一个简易杆秤,其主要结构由秤杆、秤钩A、提纽(B、C)和秤砣D组成(O点为刻度的起点)。如图丙所示是用杆秤称量货物时的情景。
①杆秤在称量货物时,使用提纽______(选填“B”或“C”),该杆秤的称量范围更大;
②若该杆秤配套的秤砣D有磨损,称量货物时杆秤显示的质量将比被测货物的真实质量偏______(选填
“大” 或“小”)
【答案】(1) 平衡 便于测量力臂,消除杠杆自身重力对实验的影响
(2) 小
(3) C 大
【详解】(1)杠杆只要保持静止就处于平衡状态,因此实验前倾斜静止的杠杆仍属于平衡状态;调节杠杆至水平位置平衡,既可以让杠杆重心落在支点,消除杠杆自重对实验的影响,又能让力臂与杠杆重合,方便直接读取力臂。
(2)由表格数据可知:阻力和阻力臂不变时,动力臂越大,对应的动力越小。分析实验数据可归纳出杠杆平衡条件:(动力×动力臂=阻力×阻力臂)。
(3)根据杠杆平衡条件,变形得:
提纽C离挂货物的秤钩A更近,阻力臂更小,秤砣的重力和最大动力臂固定,因此能称量的最大货物重力更大,称量范围更大。
若秤砣磨损,秤砣自身重力变小,称量相同货物时(不变),需要更大的动力臂才能让杠杆平衡,因此秤砣会更远离提纽,杆秤显示的质量比真实质量偏大。
15.(2026·山东聊城·二模)如图甲所示,小明和弟弟在玩跷跷板。小明对弟弟说,自己有办法让跷跷板在水平位置保持平衡。于是,他向弟弟讲起了自己探究杠杆平衡条件的实验,给弟弟做了一次物理实验的启蒙。
(1)首先安装杠杆,调节两端的_______,使杠杆在水平位置平衡。
(2)①如图乙所示,第一次实验在杠杆左边挂3个钩码(每个钩码的质量为50g),用弹簧测力计在杠杆右边某一位置竖直拉住杠杆。弹簧测力计对杠杆竖直向下的拉力是动力,动力臂为;钩码对杠杆的拉力是阻力,阻力臂为。此时弹簧测力计的示数如图丙所示,即=_______N。
②改变钩码的数量和位置以及弹簧测力计的位置,使杠杆在水平位置平衡,将相关数据记录在下表中:
实验序号
1
15
1.5
20
2
3
10
1.5
20
3
5
5
2.5
10
4
1
20
2
10
(3)利用上表中数据找到之间的关系,得到杠杆的平衡条件是_______。
(4)若在实验1中,保持杠杆在水平位置平衡,改变弹簧测力计拉杠杆的方向(如图丁所示),弹簧测力计的示数会__________(选填“变小”、“不变”或“变大”),请在图丁中作出的力臂__________。
(5)请利用(3)得到的结论,说出小明让图甲中的跷跷板在水平位置平衡的办法:___________。
【答案】(1)平衡螺母
(2)2
(3)/
(4) 变大
(5)小明适当远离支点O/弟弟适当靠近支点O
【详解】(1)探究杠杆平衡实验中,安装杠杆后,调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡,方便后续测量力臂。
(2)弹簧测力计的分度值为0.2N,指针指向2N刻度线,因此读数为2N。
(3)分析表格所有数据,第一组
第二组
第三组
第四组
每组都满足,因此杠杆平衡条件为,即
(4)改变拉力方向后,动力臂会变小,阻力和阻力臂不变,根据杠杆平衡条件,动力会变大,因此弹簧测力计示数变大。
过O点作的垂线,标注即可。据此作图。
(5)根据杠杆平衡条件,要让跷跷板平衡,可减小弟弟的力臂(弟弟向支点O靠近),或增大小明的力臂(小明远离支点O),使两侧力和力臂的乘积相等,实现平衡。
综合应用
考点3
一、单项选择题
1.(2026·山东泰安·二模)以下物理实验都用到了斜面,则下列说法正确的是( )
①图甲,利用斜面测平均速度,实验时斜面坡度越大越好
②图乙,可以通过实验进行分析推理验证牛顿第一定律
③图丙,可以探究动能的大小与哪些因素有关,运用了等效替代的实验方法
④图丙,让小车A从斜面的不同高度由静止开始滑下,可探究动能与速度的关系
A.只有①③正确 B.只有②③正确
C.只有②④正确 D.只有①④正确
【答案】C
【详解】①利用斜面测平均速度时,斜面坡度越大,小车下滑速度越快,运动时间越短,不便于准确测量时间,因此实验中斜面坡度应较小,不是越大越好。
②牛顿第一定律是理想定律,无法直接通过实验验证,图乙的阻力对运动影响实验,可在实验现象的基础上通过科学推理,推导得出牛顿第一定律,该方法符合研究逻辑。
③探究动能大小的影响因素时,通过木块被推动的距离反映小车动能大小,用到的是转换法,不是等效替代法。
④同一小车A质量相同,从斜面不同高度滑下,到达水平面的速度不同,控制了质量不变,改变速度,可探究动能与速度的关系。因此只有②④正确。
故选C。
2.(2026·山东临沂·二模)用如图所示的动滑轮,先后将两个质量不同的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。下列说法正确的是( )
A.第一次提升重物时机械效率较低
B.第二次提升重物时的额外功较大
C.两次提升重物的重力之比为15∶14
D.两次提升重物的总功率之比为6∶5
【答案】D
【详解】A.机械效率是有用功占总功的百分比,由图可知,第一次提升重物时机械效率75%,第二次提升重物时机械效率70%,故A错误;
B.不计绳重和摩擦,动滑轮的额外功为克服动滑轮重力做的功;由于第一、二次都是在相同时间内用同一个动滑轮将物体匀速提升相同高度,因此两次额外功大小相等,故B错误;
C.第一次额外功占总功的25%,第一次总功
第一次有用功
由得
第二次额外功占总功的30%,第二次总功
第二次有用功
由得
两次提升重物的重力之比,故C错误 ;
D.两次提升重物的总功率之比,故D正确。
故选 D。
3.(2026·山东济南·二模)如图所示,有一质量不计的长木板,左端可绕点转动,在长木板处放一重为的小车,并用一竖直向上的力拉着端。当小车向右匀速运动时,木板始终在水平位置保持静止,且在运动过程中小车未脱离长木板,在此过程中,拉力将( )
A.先逐渐变小,后逐渐变大 B.逐渐变大
C.先逐渐变大,后逐渐变小 D.逐渐变小
【答案】B
【详解】由图可知,支点O点,动力为竖直向上的拉力F,动力臂是木板的全长LOB(固定不变)。 阻力为小车对木板的压力,大小等于小车重力G(不变),阻力臂是小车到支点O的距离LOA。
根据杠杆的平衡条件可知,,则
小车向右匀速运动,阻力臂LOA逐渐变大;重力G和动力臂LOB都保持不变;因此拉力F会随着LOA的增大而逐渐变大。故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
4.(2026·山东微山·二模)如图所示,一位同学用滑轮组拉着重450N的物体A,使它5s内在水平地面上匀速前进1m,水平拉力F=75N,若物体与地面间的摩擦力是物重的0.2倍,下列说法正确的是( )
A.他做的总功是450J
B.他做的有用功是75J
C.拉力做功的功率是15W
D.该滑轮组的机械效率是60%
【答案】D
【详解】A.滑轮组的动滑轮绕2段绳,绳子自由端移动的距离
s=2s物=2×1m=2m
总功
W总=Fs=75N×2m=150J
故A错误;
B.摩擦力为
f=0.2G=0.2×450N=90N
他做的有用功
W有=fs物=90N×1m=90J
故B错误;
C.拉力做功的功率
故C错误;
D.该滑轮组的机械效率
=60%
故D正确。
故选D。
5.(2026·山东聊城·二模)一辆汽车以恒定的功率在平直公路上做直线运动,其图像如图所示,它在内通过的路程为。汽车在行驶过程中所受的阻力不变,大小为。下列说法正确的是( )
A.汽车一直在做匀速直线运动
B.汽车匀速行驶时的功率为
C.在内汽车发动机的牵引力所做的功
D.在内汽车发动机的牵引力所做的功
【答案】C
【详解】A.根据题目给出的 图像,我们可以看到:
在0~10s时间段内,汽车的速度从0增加到20m/s,图像是一条曲线,表示汽车在做加速直线运动。
在后,汽车的速度保持在不变,表示汽车在做匀速直线运动,故A错误;
B.汽车匀速行驶时的牵引力等于阻力,即
则功率为,故B错误;
CD.汽车以恒定的功率在平直公路上做直线运动,根据,则在0~10s内汽车发动机的牵引力所做的功,故C正确,D错误。
故选C。
6.(2026·山东济南·二模)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
【答案】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。
二、多项选择题
7.(2026·山东龙口·二模)如图所示,把重力为100N的物体从底端匀速推到斜面顶端,斜面长为10m,高为3m,实际推力为50N,则下列选项中正确的是( )
A.推力做功为500J B.克服物体重力做功为300J
C.斜面的机械效率为60% D.物体与斜面之间的摩擦力为50N
【答案】ABC
【详解】A.推力做功,故A正确;
B.克服物体重力做功,故B正确;
C.斜面的机械效率为,故C正确;
D.额外功,物体与斜面之间的摩擦力,故D错误。
故选ABC。
8.(2026·山东济南·二模)如图所示的情景节选自我国古代科技著作《天工开物》,其中说法正确的是( )
A.“舂米工具”,踏碓使用时,它相当于费力杠杆,脚离O点越近越省力
B.“试弓定力”,用杆秤挂起的弓被拉弯,从而具有弹性势能
C.“六桨客船”,将运载的货物卸下来后,船所受浮力减小,会上浮一些
D.“筒车引水”,流水驱动带竹筒的轮子转动运水,轮子越轻,筒车机械效率越大
【答案】BCD
【详解】A.由图可知,踏碓使用时,动力臂小于阻力臂,是一个费力杠杆,根据杠杆平衡条件 可知,脚离O点越近时,阻力不变,阻力臂不变,动力臂变小,动力变大,所以脚离O点越近越费力,故A错误;
B.被拉弯的弓发生弹性形变,具有弹性势能,故B正确;
C.漂浮时浮力等于重力,卸下货物,船受到的重力减小,浮力减小,根据可知,V排会减小,所以船会上浮一些,故C正确;
D.“筒车引水”中,流水驱动带竹筒的轮子转动运水,若只有筒车轮子越轻,则其在做相同有用功时,所做额外功越小,根据可知,其机械效率就越大,故D正确。
故选BCD。
9.(2026·山东青岛·二模)如图所示,重为12N的物体A放在足够长的水平桌面上,通过轻质细绳与滑轮相连,不计绳重与滑轮间的摩擦,动滑轮重为2N,重为6N的物体B通过滑轮拉动物体A向右做匀速直线运动的速度为0.2m/s,1min后,物体B着地,以下说法正确的是( )
A.物体A受到的摩擦力为3N
B.1min内B物体的重力做功为72J
C.0.5min内拉力对物体A做功的功率为0.8W
D.若用一个向左的拉力F使A向左匀速运动,则F=8N
【答案】CD
【详解】A.图中动滑轮下挂B,不计绳重和摩擦,承担动滑轮和B的绳子段数,因此绳子拉A的拉力为
A向右匀速运动,摩擦力和拉力平衡,因此摩擦力
故A错误;
B.1min内A移动距离
则B下降高度
B重力做功
故B错误;
C.拉力对A做功的功率
故C正确;
D.A向左匀速运动时,压力、接触面粗糙程度不变,滑动摩擦力大小不变,仍为,方向向右;同时绳子对A仍有向右的拉力,向左的拉力与向右的力平衡,则
故D正确。
故选CD。
三、填空题
10.(2026·山东嘉祥·二模)火箭搭载探测器加速升空过程中,探测器的动能___________,重力势能___________(选填“变大”“不变”或“变小”)。
【答案】 变大 变大
【详解】[1]探测器的质量不变,速度变大,动能变大。
[2]探测器的质量不变,高度变大,重力势能变大。
11.(2026·山东聊城·二模)如图所示是建筑工人用滑轮组提升建筑货物的情景。当他用150N的拉力拉动绳子时,可匀速提升280N的货物,此时滑轮组的机械效率为________,若不考虑摩擦,则动滑轮重为________N,请提出一条提高滑轮组机械效率的方案___________。
【答案】 20 减小动滑轮的重力
【详解】设货物提升的高度为h,则人对货物做的有用功
由图知,则绳端移动的距离,拉力做的总功
滑轮组的机械效率
克服动滑轮重力做的功为
则动滑轮的重力
想要提高滑轮组的机械效率,可以减少所做的额外功,即减小动滑轮的重力。
四、计算题
12.(2026•山东德州•二模)为纪念郑和下西洋六百年,南京市仿制了一艘缩小的郑和宝船,试航后将沿当年郑和航线“八下西洋”。仿古宝船长71.1米,宽14.05米,吃水深度4.6 m,满载排水量1800吨,有六桅六帆,主桅高38米,帆的总面积。(,取)求:
(1)仿古宝船船底所受水的压强;
(2)仿古宝船满载时所受的浮力;
(3)一次航海时受到的浮力是,此时排开水的体积;
(4)某次航行恰遇顺风,测得此时风对帆的风压为100 Pa,求帆面受到的推力。若郑和宝船恰在此推力作用下做匀速直线运动,速度为36 km/h,求该推力的功率。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
【详解】(1)仿古宝船船底所受水的压强
(2)仿古宝船满载排水量
仿古宝船所受浮力
(3)排开水的体积是
(4)风对帆的压力
速度
功率
13.(2026·山东青岛·二模)如图是利用电子秤监控水库水位的模拟装置,由细长的长方体A和长方体B、滑轮组、轻质杠杆CD、电子秤及装水的柱形容器等组成。杠杆始终在水平位置平衡。已知OC∶OD=2∶5,A的下表面看作是水位为0,A的底面积为,高为0.8m,重为600N;长方体B直接放在电子秤上时对电子秤的压强为104Pa。不计绳重与摩擦(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10N/kg)。求:
(1)当长方体A浸没在水中深度为0.3m时,受到的浮力为多大?
(2)当水位由0上升到水位为0.3m时,杠杆C端的拉力之比为7∶6,B对电子秤的压强变化了1200Pa,则水位上涨到没过长方体A的过程中,电子秤所受到的最大压力?
【答案】(1)90N
(2)72N
【详解】(1)当长方体A浸没在水中深度为0.3m时,长方体A排开液体的体积为
受到的浮力大小为
(2)长方体B直接放在电子秤上时对电子秤的压强为,此时B对电子秤的压力为,则杠杆D端拉力为
水位0时,A不受浮力,滑轮组绳子段数,则C端绳子拉力为
根据杠杆平衡的条件,可得
当水位由0上升到水位为0.3m时,B对电子秤的压力为,则杠杆D端拉力为
对A进行受力分析,则有
此时杠杆C端拉力为
此时杠杆C端的拉力之比为7∶6,即
化简可得
解得
则
①
根据杠杆平衡的条件,可得
代入化简可得②
联立①②可得B对电子秤压力的变化量为
B对电子秤的压强变化了1200Pa,可得B的底面积为
B的重力为
当A完全浸没时,C端拉力最小,根据杠杆平衡的条件,此时D端拉力也最小,电子秤对B的支持力最大,即B对电子秤的压力最大为,则杠杆D端的拉力为
A完全浸没时,排开水的体积为
此时A受到浮力大小为
此时杠杆C端拉力为
根据杠杆平衡的条件,可得
化简可得
则压力最大为
五、实验题
14.(2026·山东微山·二模)如图甲,小宁对冬奥会跳台滑雪很感兴趣,跳台滑雪成绩由飞行距离(起跳点C到落地点D之间的水平距离)和空中姿势两部分组成。于是他设计了图乙装置模拟比赛,让小球从A点沿光滑轨道自由滑下,撞击C处木块,并测量木块在斜面上移动的距离s。
实验
小球质量
小球高度
木块移动距离
①
20g
10cm
9cm
②
20g
40cm
13cm
③
80g
10cm
11cm
(1)多次实验后,记录数据如表所示。小宁发现数据可用来研究“影响动能大小的因素”。
a.结合数据,可通过__________来判断小球动能的大小;
b.比较①、②两次实验可用来研究动能与___________的关系;
c.根据上述实验小宁推断:运动员飞行距离越远,说明其在C点处的动能________(选填“越大”或“越小”);
(2)小宁发现运动员均从同一位置A开始下滑,即影响动能大小仅剩质量一个因素。那为什么跳台滑雪运动员却普遍是偏瘦体型?请选择一个角度简要解释:____________。
【答案】(1) 木块移动距离远近 (小球)速度 越大
(2)锻炼强身健体角度:运动员加强锻炼,身体普遍不胖;阻力角度:运动员体型偏瘦、质量更小,空气阻力对运动的影响相对更小,在空中滑行时受到的阻碍弱,下落和飞行过程中减速更少,能获得更远的滑行距离;惯性角度:偏瘦质量小,惯性更小,在空中更容易调整身体姿态,提升飞行稳定性
【详解】(1)探究动能大小的影响因素时,利用转换法:小球动能越大,撞击木块后木块移动距离越远,因此通过木块移动的距离判断小球动能大小。
①②两次实验控制小球质量相同,改变小球下滑高度,使小球到达C点的速度不同,因此探究的是动能与
速度的关系。
根据实验规律,动能越大,对外做功越多,运动距离越远,因此运动员飞行距离越远,说明起跳点C处动能越大。
(2)略
15.(2026·山东济南·二模)同学们在校园劳动实践中,发现操场角落有一块较重的石块,计划用木棒撬动石块。由此引发探究:如何利用杠杆更省力地撬动重物?同学们利用实验室杠杆等器材探究当阻力和阻力臂一定,杠杆平衡时动力和动力臂的关系。
(1)实验前杠杆如图2所示,为使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆左端的平衡螺母向________(选填“左”或“右”)调节;
(2)小组交流明确了实验操作注意事项。甲组同学指出:弹簧测力计倒置使用时,需按图3中________(选填“甲”或“乙”)的方式提前调零。同学们正确实验,记录数据如下:
实验次数
阻力
阻力臂
动力
动力臂
1
4
5
1
20
2
4
5
2
10
3
4
5
4
5
分析实验数据,可得出结论:___________;
(3)实验过程中,如图4所示,弹簧测力计从B位置转动至C位置过程中,杠杆始终保持平衡,观察到弹簧测力计示数变大,原因是_________,该现象也验证了:力臂是指______;
A.支点到力的作用点的距离
B.支点到力的作用线的距离
(4)如图1所示,C为AB的中点,可向上或向下施力撬动石块。结合上述实验结论,请画出撬动石块时最省力的动力示意图。
【答案】(1)右
(2) 乙 杠杆平衡时,
(3) 动力臂变小 B
(4)
【详解】(1)由图2可知,实验前杠杆左低右高,为使杠杆在水平位置平衡,应向右调节平衡螺母。
(2)弹簧测力计倒置使用时,弹簧自身重力会影响测量结果,因此需要按照倒置的使用状态提前调零,需按图3中乙的方式提前调零;
分析表格数据可得,三次实验中,动力和动力臂的乘积始终等于阻力和阻力臂的乘积,因此得出结论:杠杆平衡时,
(3)弹簧测力计从B位置转动至C位置的过程中,支点到动力作用线的距离,即动力臂变小,阻力和阻力臂不变时,由杠杆平衡条件可知,动力变大,即弹簧测力计示数变大;
该现象说明:力臂不是支点到力的作用点的距离,而是支点到力的作用线的距离,故选B。
(4)由图1可知,C为杠杆的阻力作用点,由杠杆平衡条件可知,阻力和阻力臂不变时,动力臂越大,动力越小;由图分析可知,以B为支点,以整个木棒的长度作为力臂,即为最长动力臂,过木棒的另一端点垂直于木棒向上作一条带箭头的线段,即为最小动力F,据此作图。
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