专题集训（7）功和机械能、简单机械-2026年中考物理专题集训

**基本信息** 聚焦功和机械能、简单机械核心知识，通过概念辨析、实验探究与综合应用，系统构建“公式应用-模型建构-实际迁移”的解题体系，强化物理观念与科学思维。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |概念辨析|8选择+4填空|功的判断条件、杠杆平衡条件应用、机械能守恒分析|从功的定义到功率计算，从杠杆静态平衡到动态变化，构建“概念-公式-应用”递进逻辑| |实验探究|2实验题|控制变量法（动能影响因素）、机械效率测量与计算|通过实验数据处理，理解机械效率与物重、动滑轮重的关系，培养科学探究能力| |综合应用|2计算题|功率公式P=W/t=Fv、滑轮组机械效率η=Gh/Fs|结合生活场景（物流机器人、建筑滑轮组），实现物理观念向实际问题解决的迁移|

专题集训（七） 功和机械能、简单机械 【满分100分，时间60分钟】 题 号 一 二 三 四 五 六 总分 得 分 一、选择题（每小题3分，共24分） 1. 关于功和功率，下列说法正确的是 （　　） A. 做功越快的机器，功率一定大 B. 省力的机械可以省功，但一定费距离 C. 功率越大，做的功就越多 D. 作用力越大，功率也越大 2. 图示的四种工具中，正常使用时属于费力杠杆的是 （　　） A B C D 3. 如图所示，在长为L的轻质杆OB的中点A处，悬挂有重为G的物体M，在端点B施加方向始终跟杆垂直的拉力F，杆从虚线位置沿逆时针方向缓慢转至图示位置的过程中，拉力F的大小 （　　） A. 不断增大 B. 不断减小 C. 先增大后减小 D. 先减小后增大 4. 如图所示，在塔吊运送建筑材料的作业中，下列说法正确的是 （　　） A. 塔吊将钢筋竖直向上吊起时，对钢筋做了功 B. 塔吊将钢筋在空中沿水平方向匀速运送时，对钢筋做了功 C. 塔吊悬挂着钢筋静止时，在不断对钢筋做功 D. 塔吊将钢筋竖直向下匀速放下时，没有力对钢筋做功 甲 乙 5. 如图甲所示，木块放在水平面上，用弹簧测力计沿水平方向拉木块使其做直线运动，两次拉动木块得到的s−t关系图像如图乙所示。两次对应的弹簧测力计示数分别为F1、F2，两次拉力的功率分别为P1、P2，下列判断正确的是 （　　） A. F1＞F2，P1＞P2 B. F1=F2，P1＞P2 C. F1=F2，P1=P2 D. F1＜F2，P1＜P2 6. 如图所示，甲、乙两人抬着一桶重力为G的水站在地面上静止不动，桶上系绳悬挂点到甲、乙肩膀的距离分别是0.7 m和1.3 m，下列说法正确的是 （　　） 甲 乙 A. 甲、乙肩膀对杆的支持力之比是13∶7 B. 甲、乙肩膀对杆的支持力之比是7∶13 C. 以甲的肩膀为支点可知，乙的肩膀对杆的支持力为G D. 以乙的肩膀为支点可知，甲的肩膀对杆的支持力为G 7.（多选）2022年6月5日，在酒泉卫星发射中心，神舟十四号载人飞船搭载长征二号遥十四运载火箭发射圆满成功。载人飞船历时六个多小时与空间站组合体成功实现自主快速交会对接，航天员乘组从返回舱进入轨道舱。以下说法正确的是 （　　） A. 神舟十四号载人飞船加速上升过程中机械能守恒 B. 神舟十四号载人飞船加速上升过程中所受推力大于重力 C. 神舟十四号载人飞船加速上升过程中，重力势能逐渐增大 D. 神舟十四号载人飞船与空间站对接后，动能为0焦 8.（多选）小卫为课题研究小组提供了一把家中的旧杆秤（秤砣遗失），杆秤的刻度大多数模糊不清，只有7 kg和8 kg的刻度清晰可辨。小组成员对杆秤的外形进行了测量，测量结果如图所示，课题研究小组对杆秤的重心（不包括秤砣）和秤砣质量的判断正确的是 （　　） A. 杆秤重心在杆秤提纽的左侧 B. 杆秤重心在杆秤提纽的右侧 C. 秤砣的质量为1.5 kg D. 秤砣的质量为2 kg 二、填空题（每空2分，共12分） 9. 如图所示，货架上放着A、B、C、D四个体积相同的实心球，其中A和B为铜球，C和D为铁球 （ρ铜＞ρ铁），则四个球中，做功本领最大的是　 　球；B球比C球的重力势能　 　（选填“大”“小”或“相等”）。 甲 乙 第9题图 第10题图 第11题图 10. 在“探究杠杆平衡条件”的实验中，同学们将杠杆支在支架上后，发现左高右低，接下来应将平衡螺母向　 　（选填“左”或“右”）调节，使杠杆在水平位置平衡；如图甲，当在杠杆A处挂上4个钩码，将弹簧测力计挂在杠杆的B处竖直向下拉，杠杆水平平衡时，测力计示数3 N，如果将弹簧测力计改到C点，按图乙所示方向拉，使杠杆水平平衡，弹簧测力计读数应该为　 　N。 11. 工人师傅搬运货物时，在地面和卡车的车厢间倾斜放置一长木板搭成斜面，将地面上的货物沿斜面匀速拉上车厢用时15 s。已知车厢高1.5 m，木板长3 m，货物质量为60 kg，沿斜面所用的拉力为400 N，则工人师傅做功的功率为　 　W，货物所受的摩擦力为　 　N（g取10 N/kg）。 三、作图题（共9分） 12.（3分）如图所示，支点为O的杠杆在力F1和F2的作用下处于静止状态，请作出图中杠杆的动力臂L1和阻力臂L2。 第12题图 第13题图 第14题图 13.（3分）画出图中滑轮组最省力且站在地面向下拉绳的绕法。 14.（3分）找出图中动滑轮的支点，画出动力臂和阻力臂。 四、简答题（共8分） 15.（4分）机器人送餐是以往只能在科幻电影中看到的场面，现在已成为现实。如图所示，一个机器人用手托着盘子，在水平地面上匀速行走，并使盘子一直保持同一高度不变。甲同学说机器人对盘子做了功，而乙同学却说它对盘子没有做功。请问，你支持谁的观点？为什么？ 16.（4分）如图所示，斜面底端的挡板上固定一轻质弹簧，物块从A点由静止开始沿斜面自由下滑，最终在斜面上的B点保持静止。请比较这一过程物块重力做功W1和克服摩擦力做功W2的大小关系，并从能量转化的角度说明理由（不计空气阻力）。 五、实验与科学探究题（共26分） 17.（12分）兴趣小组的同学认为车祸的危害程度与汽车的动能大小有关，于是他们进行了如下探究： 甲 乙 丙 【提出问题】汽车的动能大小跟什么因素有关？ 【猜想假设】由“十次车祸九次快”可猜想：汽车的动能可能跟速度有关；由“安全驾驶莫超载”可猜想：汽车的动能可能跟　 　有关。 【进行实验】他们做了如图所示的三次实验：用金属球模拟汽车，让金属球从斜槽的某一高度由静止开始滚下，碰到水平面上的物块，将物块撞出一段距离。物块被撞击得越远，说明金属球到达水平面时的动能就越　 　。 【分析论证】分析甲、丙两图的实验现象，可以初步得到的结论是：　 　。 【实践应用】用甲、乙两图的实验现象所得到的结论，可以解释汽车　 　（选填“超载”或“超速”）行驶时危险性大的原因。 18.（14分）在“测量滑轮组机械效率”的实验中，某小组的同学选择了如图所示的两种滑轮组进行多次实验，记录的实验数据如下表。 实验 次数 钩码重 G/N 钩码上升高度 h/cm 拉力 F/N 绳端移动距离 s/cm 机械效率η 1 0.5 10 — 30 — 2 1.5 10 0.8 30 62.5% 3 1.5 10 1.0 40 37.5% 4 1.5 15 1.0 60 37.5% (1) 根据表中数据可以判断出第一次实验操作所选择的是　 　（选填“甲”或“乙”）滑轮组。 (2) 在第一次实验中，竖直向上　 　拉动滑轮组，弹簧测力计示数如图丙所示，拉力F为　 　N；该次实验滑轮组的机械效率是　 　（计算结果精确到0.1%）。 (3) 通过比较　 　两次实验数据可得出：同一滑轮组，物重越大，机械效率　 　（选填“越大”“越小”或“不变”）。 (4) 在忽略摩擦和绳重的前提下，通过第四次数据可算出动滑轮的总重为　 　N。 六、综合应用题（共21分） 19.（9分）2021年我国快递年业务量首次突破千亿件大关。为了提高快递配送效率，有些区域使用了如图所示的物流机器人完成短距离的快递智能配送。若该物流机器人未装货物时重力为6000 N，在某平直道路上匀速行驶100 s，牵引力做功为4.8×104 J，已知牵引力是重力的0.02倍，g取10 N/kg，求物流机器人： (1) 匀速行驶时受到的阻力； (2) 匀速行驶时牵引力的功率； (3) 匀速行驶时的速度。 20.（12分）建筑工地上，某施工人员利用如图所示的滑轮组匀速提升重物。若不计摩擦和绳重，利用这个滑轮匀速提升重为1200 N的物体时，所用的拉力是500 N。 (1) 此时滑轮组的机械效率是多少？ (2) 若此时拉力做功的功率是75 W，重物在1 min内匀速上升的高度是多少？ (3) 当用这个滑轮组匀速提升重为1800 N的物体时，拉力是多少？ 专题集训（七） 功和机械能、简单机械 一、选择题（每小题3分，共24分） 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 A B A A B A BC BD 【参考解析】 3. 力F使杆从虚线位置沿逆时针方向缓慢转至图示位置的过程中，重物的重力不变，则阻力不变，但其力臂变大，而力F始终与杠杆垂直，则F的力臂不变，根据杠杆的平衡条件可知，F一直在增大，故A正确，BCD错误。 4. 塔吊将钢筋竖直向上吊起时，拉力的方向竖直向上，且钢筋向上移动了距离，所以力对钢筋做了功，故A正确；塔吊将钢筋在空中沿水平方向匀速运送时，塔吊对钢筋的力向上，而钢筋移动的距离水平向前，两者垂直，所以没有对钢筋做功，故B错误；塔吊悬挂着钢筋静止时，塔吊对钢筋有力的作用，但没有移动距离，所以力对钢筋不做功，故C错误；D、塔吊将钢筋竖直向下匀速放下时，钢筋受重力的作用且沿重力的方向移动了距离，则重力对钢筋做了功，故D错误。 6. 以甲肩膀为支点，G的力臂为0.7 m，乙肩膀对杆的支持力的力臂为0.7 m+1.3 m，根据杠杆平衡条件可得GL1＝F乙L2，即G×0.7 m＝F乙(0.7 m+1.3 m)，解得乙肩膀对杆的支持力F乙G，以乙肩膀为支点，G的力臂为1.3 m，甲肩膀对杆的支持力的力臂为0.7 m+1.3 m，根据杠杆平衡条件可得GL3＝F甲L2，即G×1.3 m＝F甲(0.7 m+1.3 m)，解得甲肩膀对杆的支持力F甲G，故CD错误；甲、乙肩膀对杆的支持力之比是，故A正确，B错误。 8. 从图可知，7 kg到8 kg质量增加了1 kg，而杠杆的长增加了3 cm，杆秤上的刻度是均匀的，所以，从0刻度线到7 kg的位置，杠杆的长应该为21 cm，即零刻度线在提纽的左侧，所以该杆秤的重心应该在提纽的右侧（因为0刻度线处要挂称砣才能使杠杆在水平位置平衡），故A错误，B正确；设杆秤的重心到提纽的距离为s，秤砣的质量为m，杆秤的质量为m杆，由杠杆的平衡条件G左L左＝G右L右可知， m1gL＝m杆gs＋mgL1，m2gL＝m杆gs＋mgL2，即m1L＝m杆s＋mL1，m2L＝m杆s＋mL2，代入数据可得 7 kg×6 cm＝m杆×s＋m×19 cm…①，8 kg×6 cm＝m杆×s＋m×(19 cm＋3 cm)…②，解①②可得m＝ 2 kg，故C错误，D正确。 二、填空题（每空2分，共12分） 9. A 大 10. 左 3 【解析】由题意可知，杠杆左高右低，应将平衡螺母适当往左调；设杠杆分度值是L，一个钩码重是G，根据杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2可得FB6G＝3 N，解得G＝0.5 N；则A处4个钩码的重力为GA＝4×0.5 N＝2 N；如果将弹簧测力计改到C点，拉力力臂为4L，由杠杆的平衡条件得F4L＝2 N×3L，解得：F＝3 N。 11. 80 100 【解析】工人师傅做的总功W总＝Fs＝400 N×3 m＝1200 J，做功功率P80 W；工人师傅做的有用功W有用＝Gh＝mgh＝60 kg×10 N/kg×1.5 m＝900 J；工人师傅做的额外功W额＝W总− W有用＝1200 J−900 J＝300 J，由W额＝fs可得货物受到的摩擦力：f100 N。 三、作图题（共9分） 12. 如图所示：（3分） 13. 如图所示：（3分） 14. 如图所示：（3分） 四、简答题（共8分） 15.（4分）答：支持乙同学的观点；机器人沿水平方向做匀速直线运动，手托托盘力方向竖直向上，沿力的方向通过的距离为0，故不做功。 16.（4分）答：不计空气阻力，物块在下滑的过程中，重力做功，所做的功W1等于减小的重力势能；物块在下滑的过中，会克服斜面的摩擦做功，同时弹簧发生了弹性形变，具有弹性势能；此过程中物体的重力势能最终转化为克服摩擦力做功（W2）产生的内能和克服弹簧弹力做功产生的弹性势能，所以W1＞W2。 五、实验与科学探究题（共26分） 17.（12分）质量 大 质量一定时，物体的速度越大，动能越大 超载（每空3分） 【解析】(1)“安全驾驶莫超载”指的是汽车的动能与质量有关。 (2)物块被撞击得越远，说明物块在水平面做的功越多，那么金属球到达水平面时的动能就越大。 (3)分析甲、丙两图可知，此时物体的质量相等，到达水平面的速度不同，图甲小球到达水平面的速度越大，物体被撞击得更远，说明质量一定时，物体的速度越大，动能越大。 (4)分析甲、乙两图可知，此时物体的质量不相等，初始速度相同，图甲小球的质量越大，物体被撞击得更远，可以解释汽车超载行驶时危险性大的原因。 18.（14分）(1)甲 (2)匀速 0.4 41.7% (3)1、2 越大 (4)2.5（每空2分） 【解析】(1)根据表中数据，第一次绳子的有效段数n3，可以判断出第一次实验所选择的是甲滑轮组。 (2)在第一次实验中，当竖直向上匀速拉动滑轮组时，系统处于平衡状态，测力计示数等于拉力大小，弹簧测力计示数如图丙所示，分度值为0.2 N，拉力F为0.4 N；该次实验滑轮组的机械效率是η100%100%100%≈41.7%。 (3)因第2次实验中，n3，故1、2两次实验都是用甲装置做的，故通过比较1、2两次实验数据可以得出：同一滑轮组，物重越大，机械效率越大。 (4)根据表中数据，第四次绳子的有效段数为n′4，如果不考虑绳子与滑轮之间的摩擦，动滑轮和重物由几股绳子承担，拉力为重物和动滑轮总重的几分之一。即F(G物+G动)，所以动滑轮的总重力G动＝4F′﹣G′＝4×1.0 N﹣1.5 N＝2.5 N。 六、综合应用题（共21分） 19.（9分）解：(1)物流机器人受到的牵引力：F＝0.02G＝0.02×6000 N＝120 N， （2分） 因为物流机器人匀速直线行驶，所以牵引力和阻力是一对平衡力，大小相等， 则物流机器人匀速行驶时受到的阻力：f＝F＝120 N； （1分） (2)在平直道路上匀速行驶100 s，牵引力做功4.8×104 J， 则物流机器人牵引力做功的功率：P480 W； （3分） (3)由PFv可得，物流机器人匀速行驶时的速度：v4 m/s。 （3分） 答：(1)物流机器人匀速行驶时受到的阻力为120 N；(2)物流机器人匀速行驶时牵引力的功率为480 W；(3)物流机器人匀速行驶时的速度为4 m/s。 20.（12分）解：(1)由图可知绳子的股数n＝3， （1分） 滑轮组的机械效率：η100%＝80%； （2分） (2)由P可知，在1 min内拉力做功：W总＝Pt＝75 W×1×60 s＝4500 J， （1分） 由W总＝Fs可知，拉力作用点移动的距离：s9 m， （2分） 因为s＝3h，所以，物体被提升高度：hs9 m＝3 m； （1分） (3)不计摩擦和绳重，绳端的拉力：F(G物＋G动)， （2分） 则动滑轮的重：G动＝3F−G＝3×500 N−1200 N＝300 N， （1分） 所以，当匀速提升重为1800 N的物体时，此时的拉力： F′(G物′＋G动)(1800 N＋300 N)＝700 N。 （2分） 答：(1)此时滑轮组的机械效率是80%；(2)若此时拉力做功的功率是75 W，重物在1 min内匀速上升的高度是3 m；(3)当用这个滑轮组匀速提升重为1800 N的物体时，拉力是700 N。 学科网（北京）股份有限公司 $