专题11 简单机械及机械效率(3年汇编)(四川专用)2024-2026年中考物理真题分类汇编
2026-07-16
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2份
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66页
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摘要:
**基本信息**
聚焦初中物理“简单机械及机械效率”专题,整合四川近3年中考真题与模拟题,覆盖杠杆平衡、滑轮组特点、机械效率计算等核心考点,突出情境化命题与实验探究,适配中考复习需求。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|选择题|10题|滑轮组特点(绵阳真题)、斜面省力分析(成都二模)|结合龙舟训练、建筑施工等真实场景|
|填空题|8题|杠杆动态平衡(成都真题)、机械效率影响因素(南充真题)|融入科技应用(密度计)和传统文化素材|
|作图题|7题|力臂作图(广元真题)、最小动力分析(南充真题)|基于生活工具(台灯、搬花神器)简化模型|
|计算题|10题|杠杆与电学综合(德阳真题)、滑轮组效率计算(泸州真题)|注重实验数据处理与多知识点整合|
内容正文:
专题11 简单机械及机械效率
3年真题1年模拟
考点分类
四川考情
命题规律
考点1 杠杆及杠杆的平衡
2026四川成都(1题)、2025四川成都(1题)、2025四川攀枝花(1题)、2024四川德阳(1题)、2024四川泸州(1题)
·情境:多结合科技应用(科技)和实验探究(实验)创设真实情境。
·重点:杠杆的动态平衡分析
·趋势:情境化命题增强,常综合考查,侧重实验操作与过程分析。
考点2 力和力臂的作图
2026四川广元(1题)、2026四川南充(1题)、2025四川德阳(1题)、2025四川泸州(1题)、2025四川攀枝花(1题)、2024四川成都(1题)
·情境:多结合科技应用(科技)创设真实情境。
·重点:力和力臂的作图、重力的示意图、杠杆的最省力问题。
·趋势:情境化命题增强,从简单识记向分析推理转变,侧重实验操作与过程分析。
考点3 滑轮组、定滑轮和动滑轮的特点
2026四川泸州(1题)、2026四川内江(1题)、2025四川绵阳(1题)、2024四川泸州(1题)、2024四川内江(1题)
·情境:多结合传统文化(龙舟)创设真实情境。
·重点:滑轮组、定滑轮和动滑轮的特点。
·趋势:情境化命题增强,从简单识记向分析推理转变。
考点4 斜面模型、轮轴模型及相关计算
2026四川泸州(1题)、2026四川成都(1题)、2025四川成都(1题)、2025四川泸州(1题)
·情境:多结合生活设施(学校)创设真实情境。
·重点: 斜面模型、轮轴模型及相关计算。
·趋势:情境化命题增强,从简单识记向分析推理转变。
考点5 机械效率的计算
2026四川南充(1题)、2025四川德阳(1题)、2025四川攀枝花(1题)、2024四川成都(1题)、2024四川德阳(1题)、2024四川泸州(1题)、2024四川绵阳(1题)
·情境:多结合传统文化(传统)和实验探究(实验)创设真实情境。
·重点:滑轮、滑轮组等模型的机械效率的计算。
·趋势:情境化命题增强,常与光的反射、杠杆综合考查。
考点1 杠杆及杠杆的平衡
1.(2026·四川成都·中考真题)在探究“杠杆的平衡条件”实验中,实验前为使杠杆在水平位置平衡,可调节杠杆两端的________。小聪把3个相同的钩码挂至图所示的位置时,发现杠杆在水平位置平衡。接着,小聪把两侧的钩码都向支点移动了1格,发现杠杆在水平位置________平衡。
【答案】 螺母 不能
【难度】0.75
【知识点】杠杆的动态平衡分析、探究杠杆的平衡条件的实验结论和数据处理
【详解】探究杠杆平衡条件实验中,实验前需要调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡。
设每个钩码重力为,杠杆每格长度为: 根据题意和图示,原来杠杆平衡时:左侧力与力臂乘积等于,右侧力与力臂乘积等于,满足杠杆平衡条件。
两侧钩码都向支点移动1格后:左侧乘积变为,右侧乘积变为,,不满足杠杆平衡条件,因此杠杆不能在水平位置平衡。
2.(2025·四川攀枝花·中考真题)如图所示为吸盘式挂杆,将吸盘A、B压在瓷砖上排出其中的空气,吸盘就能“吸”在瓷砖上,这是由于______的作用。重10N的平底锅挂在水平横杆上的P点处并处于静止状态,已知,若吸盘与横杆的重力忽略不计,则吸盘A受到的摩擦力为______N,吸盘B受到的摩擦力为______N。
【答案】 大气压 7.5 2.5
【难度】0.4
【知识点】运用杠杆平衡原理进行计算、静摩擦力的大小、大气压的应用
【详解】[1]排出吸盘与瓷砖间的空气后,吸盘内部气压远小于外界大气压,大气压将吸盘压在瓷砖上,即吸盘就能“吸”在瓷砖上,这是由于大气压的作用。
[2]已知,且
所以
以吸盘B为支点,锅对横杆的拉力为动力,其大小等于平底锅的重力G,BP为动力臂,吸盘A受到的摩擦力为阻力,AB为阻力臂,根据杠杆的平衡条件可得:
所以
[3]以吸盘A为支点,锅对横杆的拉力为动力,其大小等于平底锅的重力G,AP为动力臂,吸盘B受到的摩擦力为阻力,AB为阻力臂,根据杠杆的平衡条件可得:
所以
3.(2024·四川德阳·中考真题)如图甲所示,是一种自制测定水箱内水深度的装置。电源电压恒为6V,电压表量程为0~3V,电流表量程为0~3A,电流表、电压表均为理想电表,R1是定值电阻(阻值未知),定值电阻R2为12Ω,R是压力传感器,其位置固定不动,其电阻随压力变化的关系图像如图乙所示。杠杆AB可绕O点转动,A端悬挂一重为30N的圆柱体M,M的底面积为、高为50cm、下表面距容器底的距离h为6cm,杠杆B端始终压在传感器R上。已知杠杆AO长为60cm,OB长为20cm,杆重忽略不计,杠杆始终静止在水平位置。()求:
(1)圆柱体M的密度;
(2)若水箱中无水,且同时闭合开关S0、S1、S2,此时电流表示数为2A,则定值电阻R1的阻值;
(3)若闭合开关S0,断开开关S1、S2,此时电压表示数为1V,则水箱中水的深度。
【答案】(1)
(2)4Ω
(3)41cm
【难度】0.45
【知识点】密度公式的简单应用、利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、运用杠杆平衡原理进行计算、欧姆定律的简单计算
【详解】(1)圆柱体体积
根据公式,得密度
(2)水箱中无水时,杠杆端拉力等于的重力,根据杠杆平衡条件
解得,由力的相互性,压力传感器受到的压力,由图乙得此时。
同时闭合S0、S1、S2时,R2被短路,R1与并联,电源电压,干路电流。并联电路各支路电压等于电源电压,因此通过的电流
根据并联电路电流规律,通过R1的电流
可得R1的阻值
(3)根据图乙的两点、,得到与的关系式
闭合S0,断开S1、S2时,R1断路,与R2串联,电压表测R2电压。根据串联电路电压规律,两端电压
串联电路电流相等,电路电流
因此此时的阻值
将代入关系式,解得此时传感器受到的压力,即杠杆端压力。根据杠杆平衡条件
代入数据得
即受到的拉力,对受力分析,浮力
根据阿基米德原理,得排开水的体积
浸入水中的深度
已知下表面距容器底,因此水箱中水的深度
4.(2024·四川泸州·中考真题)在某届泸州市青少年科技创新大赛中,小明制作的“杆秤液体密度计”如图甲所示,选取了一根质量不计的硬质轻杆,P为提挂点,P点的左侧端点A处悬挂透明塑料杯,右侧悬挂秤砣,不计细线质量。将相同体积不同密度的待测液体加入杯中,根据杠杆平衡条件可知,杠杆平衡时,秤砣悬挂点到P点的距离与待测液体的密度成一次函数关系,即可在杠杆上均匀标出刻度线来测量液体密度。其制作与测量过程中进行了如下操作:
(1)距离左端点A处10cm的位置制作提挂点P;用天平称得空塑料杯质量如图乙所示,则空塑料杯质量为________g;右侧秤砣采用50g钩码拴上细线制成;
(2)将空塑料杯悬挂在A点,调节右侧秤砣细线位置,使杠杆在水平位置平衡,此时细线位置处标记为“”,此刻度线到提挂点P距离为________cm;
(3)将100mL密度为的水倒入塑料杯中,在液面处作标记,调节秤砣细线位置使杠杆再次在水平位置平衡,并在此时秤砣细线位置处标记为“1”,此刻度线到提挂点P的距离为________cm;将“0”到“1”刻度线之间均分10等份,则该密度计的分度值为________;按该分度值在杠杆上均匀画出刻度线,即杆秤密度计制作完成;
(4)用制作好的密度计测量某一液体密度时,将100mL的液体倒入空塑料杯中,秤砣细线位置如图丙所示,则待测液体密度为________;
(5)制作好的密度计不仅能够测出液体的密度,还可以测算某些固体的密度。某次测量时,小明将石块放入空塑料杯中,杠杆平衡时,秤砣细线在“0.5”刻度处,再向杯中加水至100mL标记处(石块浸没),杠杆再次平衡时,秤砣细线在“1.3”刻度处,则小石块的密度为________。
【答案】 25 5 25 0.1 0.8 2.5
【难度】0.65
【知识点】特殊方法测密度、通过推导间接测量物质的密度、运用杠杆平衡原理进行计算
【详解】(1)[1]物体质量等于砝码质量加上游码对应刻度,即空烧杯质量为
(2)[2]把APB看作杠杆,P为支点,A点受力为
B点受力为
根据杠杆平衡条件,有
此刻度线到提挂点P距离为
(3)[3]100mL密度为的水倒入塑料杯中,水的质量为
A点受力为
根据杠杆平衡条件,有
此刻度线到提挂点P距离为
[4]“0”到“1”之间共20cm,将“0”到“1”刻度线之间均分10等份,每份2cm,则该密度计的分度值为0.1g/cm3。
(4)[5]如图丙所示,则待测液体密度为0.8g/cm3。
(5)[6]秤砣细线在“0.5”刻度处,此刻度线到提挂点P距离为15cm,将石块放入空塑料杯中,杠杆平衡时,秤砣细线在“0.5”刻度处,可得
则石块重力为
则石块质量为
秤砣细线在“1.3”刻度处,此刻度线到提挂点P距离为31cm,向杯中加水至100mL标记处(石块浸没),杠杆再次平衡时,秤砣细线在“1.3”刻度处,可得
则加入水的重力为
则加入水的体积为
则石块体积为
所以石块密度为
考点2 力和力臂的作图
1.(2026·四川广元·中考真题)画出杠杆OA(O为支点)在如图所示位置静止时拉力F的力臂L和物体M的重力示意图。
【答案】
【难度】0.65
【知识点】重力的示意图、力和力臂的作图
【详解】过支点O作一条垂直于力F的作用线的垂线段,即为拉力F的力臂L;重力作用在物体M的重心,方向竖直向下,用表示,据此作图。
2.(2026·四川南充·中考真题)如图是活塞式抽水机在某个状态时的工作示意图,其中MON可视为一种杠杆,请画出此时作用在N点的最小动力F1及其力臂L1的示意图。
【答案】
【难度】0.65
【知识点】力和力臂的作图、杠杆的最省力问题
【详解】杠杆MON的支点是O点。根据杠杆平衡条件,在阻力和阻力臂一定时,动力臂越长,动力越小。最长的动力臂就是支点O到动力作用点N的线段ON。连接O、N两点,线段ON就是最大动力臂,动力需要与力臂垂直,要使活塞向下运动,应向上提抽水机手柄,所以垂直于ON斜向上作用在N点,标注。据此作图。
【点睛】
3.(2025·四川德阳·中考真题)小王在体育课上做俯卧撑,若将他的身体看作为杠杆,脚尖作为支点,简化模型如图所示,点为重心,请画出重力示意图及的力臂。
【答案】
【难度】0.85
【知识点】重力的示意图、力和力臂的作图
【详解】人受到的重力是竖直向下的,人受重力的作用点在A点,由此画出人所受重力的示意图;过支点O向力F1的作用线作垂线段,即为力F1的力臂L1,如图所示:
4.(2025·四川攀枝花·中考真题)如图甲所示为用某搬花神器将花盆抬起时的情景,此时该神器相当于一个绕点转动的杠杆;图乙为该情景的简化示意图,为花盆的重心。请在图乙中画出花盆所受重力的示意图和杠杆所受动力的力臂。
【答案】
【难度】0.65
【知识点】力和力臂的作图、重力的示意图
【详解】花盆所受重力的方向竖直向下,重力的作用点在其重心;过支点O作动力F作用线的垂线l,即为动力的力臂,如图所示:
5.(2024·四川成都·中考真题)如图甲,小孟书桌上的折叠式台灯由底座、立杆和灯头组成。如图乙所示,灯头OAB可视做绕O点转动的杠杆,A点是灯头的重心,小孟用拉力F将灯头拉至图示位置。请在图乙中画出:①灯头受到的重力G的示意图;②拉力F的力臂l。
【答案】
【难度】0.85
【知识点】重力的示意图、力和力臂的作图
【详解】过支点O作拉力F的作用线的垂线段即为力臂l,灯头受到的重力G的方向竖直向下,作用在重心,作图如下:
考点3 滑轮组、定滑轮和动滑轮的特点
1.(2025·四川绵阳·中考真题)持续提升农村幸福宜居品质是美丽乡村建设的任务之一。某乡村建设工地上,建筑工人准备利用如图所示的滑轮组(绳子未连接)匀速提升建筑材料,第一次需提升的建筑材料重1500N,第二次需提升的建筑材料重2000N,已知动滑轮组的总重量是200N,不计绳重和摩擦,则( )
A.第一次提升,工人的拉力最小为340N
B.第二次提升,工人的拉力最小为550N
C.第一次提升,滑轮组的机械效率约为91%
D.第二次提升,滑轮组的机械效率约为88%
【答案】A
【详解】吊着动滑轮的绳子段数越多,绳子自由端拉力越小,由图可知,吊着动滑轮的绳子段数最多为5。
A.不计绳重和摩擦,第一次提升,工人的拉力最小为,故A符合题意;
B.不计绳重和摩擦,第二次提升,工人的拉力最小为,故B不符合题意;
C.第一次提升,不计绳重和摩擦,滑轮组的机械效率,故C不符合题意;
D.第二次提升,不计绳重和摩擦,滑轮组的机械效率,故D不符合题意。
故选A。
2.(2024·四川泸州·中考真题)泸州籍运动员在杭州亚运会上获得女子龙舟赛项目三枚金牌。图甲为常用坐姿划船训练器械,其简化原理如图乙所示。已知动滑轮质量为10kg,配重质量为50kg,不计绳重和摩擦。某次训练过程中,运动员两只手分别从A、B端同时施加拉力将配重匀速提起,每提升一次,配重上升0.8m。取,则下列说法中正确的是( )
A.将配重匀速提升过程中,配重的机械能保持不变
B.将配重匀速提升过程中,A端绳子的拉力为600N
C.运动员将配重匀速提升0.8m,其做功为400J
D.运动员每分钟提升配重15次,其平均功率为120W
【答案】D
【难度】0.65
【知识点】滑轮组承重绳子段数与绳端拉力、移动距离的关系、P=W/t、机械效率的简单计算、辨析物体的机械能是否发生变化
【详解】A.将配重匀速提升过程中,质量不变,速度不变,动能不变,高度变大,重力势能变大,机械能变大,故A错误;
B.配重的重力
G配=m配g=50kg×10N/kg=500N
动滑轮的重力
G动=m动g=10kg×10N/kg=100N
滑轮组的动滑轮绕2段绳,不计绳重和摩擦,A端绳子的拉力
故B错误;
C.运动员将配重匀速提升0.8m,其做功为
W=FAs=FA×2h=300N×2×0.8m=480J
故C错误;
D.运动员每分钟提升配重15次,总功
W总=15W=15×480J=7200J
其平均功率为
故D正确。
故选D。
3.(2024·四川内江·中考真题)如图所示,一根绳子绕过定滑轮,一端拴在物体上,另一端拴在弹簧测力计上,沿四个不同方向匀速拉起物体,弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3、F4,则它们的大小关系为( )
A.F1>F2 B.F3>F4
C.F1<F4 D.F1=F2=F3=F4
【答案】D
【难度】0.65
【知识点】定滑轮的概念、实质及特点
【详解】定滑轮实质上是一个等臂杠杆,使用定滑轮不能省力,无论沿哪个方向匀速拉起物体,力的大小都相等。故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
4.(2026·四川泸州·中考真题)强身健体,培根铸魂。如图所示,热爱运动的小张正利用滑轮组进行腿部力量训练(绳索拴在左脚上)。已知配重重力为,动滑轮重力为,则他的左脚对绳索的拉力至少为______N,他的左脚向后摆动,在内将绳子向右拉动了,则配重在这段时间内运动的平均速度为______;他这样摆动一次,至少消耗了______J的能量。
【答案】 55 0.15 33
【难度】0.65
【知识点】计算物体运动的速度、滑轮组承重绳子段数与绳端拉力、移动距离的关系、功的计算和估算
【详解】由图可知,承担物重和动滑轮重的绳子段数,不计摩擦时,拉力最小
绳子自由端拉动距离,配重上升的高度
配重的平均速度
不计摩擦时,消耗的能量至少等于拉力做的总功
5.(2026·四川内江·中考真题)用如图所示的滑轮来提升物体可以________(选填“省力”或“改变力的方向”)。若动滑轮重为,物体重为,该滑轮的机械效率为________%。(不计空气阻力、摩擦力及绳重)
【答案】 省力 80
【难度】0.65
【知识点】动滑轮的概念、实质及特点、滑轮、滑轮组机械效率的计算
【详解】由图可知该滑轮是动滑轮,动滑轮的特点是可以省力,不能改变力的方向;不计空气阻力、摩擦力及绳重时,该滑轮的机械效率
考点4 斜面模型、轮轴模型及相关计算
1.(2025·四川成都·中考真题)工人把重为200N有轮子的箱子推到高处平台,如图所示。图中A、C、H是箱子在三段路面的起点,箱子经过AB、CF、HK路段时均做匀速直线运动,且所受推力方向与所在路面平行。表1记录了箱子在三个路段所受推力大小和运动时间的数据。AB=CF,BC=FH,HK=2m,FG=1.3m,忽略箱子体积。则下列分析正确的是( )
路段
推力()
时间()
A.工人的推力在AB段做功为26J
B.工人的推力在AB段做功与在CF段做功相等
C.工人把箱子从C推到F处,该斜面没有省力
D.工人推力在AB段的功率与在HK段的功率之比为6∶5
【答案】AD
【难度】0.4
【知识点】功的计算和估算、P=W/t、斜面模型及相关计算
【详解】A.功的计算公式为,在直角三角形中,角所对直角边是斜边的一半,因为,为直角边,所以
又因为,则。段推力,根据,段做功
故A正确;
B.段移动距离,推力,段做功
段做功
显然,即工人的推力在段做功与在段做功不相等,故B错误;
C.箱子重力,在段推力
根据斜面的特点,使用斜面时推力小于重力,说明该斜面省力了,故C错误;
D.功率公式
在段,,,
则段功率
在段,,,
则段功率
所以,故D正确。
故选AD。
2.(2025·四川泸州·中考真题)小兴学习了简单机械后,设计了如图所示的装置,粗糙斜面长1m、高0.5m,滑轮组位于斜面顶端,不计绳重、滑轮重、滑轮的摩擦,各段绳子均与斜面平行。她把重为24N的物体从斜面底端匀速拉到顶端,用时10s,弹簧测力计示数为5N,则对物体做的有用功为______J,绳子末端拉力做功功率为______W,物体受到斜面的摩擦力大小为______N。
【答案】 12 1.5 3
【难度】0.65
【知识点】P=W/t、斜面机械效率的计算
【详解】[1]对物体做的有用功为
[2]由图可知,滑轮组有效绳子段数,绳子末端移动的距离是
绳子末端拉力做功
则绳子末端拉力做功功率为
[3]额外功为
则物体受到斜面的摩擦力
考点5 机械效率的计算
1.(2024·四川成都·中考真题)小成在实验室组装如图所示的滑轮组进行实验探究,实验过程如下:先测得定滑轮的重力为0.2N,动滑轮的重力为0.25N,再使用组装好的滑轮组在10s内将质量为100g的钩码竖直匀速提升20cm,此过程中弹簧测力计的示数为0.5N。g取10N/kg,下列说法正确的是( )
A.弹簧测力计对细绳拉力的功率为0.03W
B.滑轮组的机械效率为80%
C.克服绳重和摩擦做的额外功为0.05J
D.若增大提升钩码的质量,滑轮组的机械效率不变
【答案】AC
【难度】0.65
【知识点】滑轮组承重绳子段数与绳端拉力、移动距离的关系、P=W/t、机械效率的简单计算、滑轮、滑轮组机械效率的计算
【详解】A.由图可知,n=3,绳子自由端移动的距离
s=nh=3×20cm=60cm=0.6m
拉力所做的功为
W总=Fs=0.5N×0.6m=0.3J
拉力的功率为
故A正确;
B.钩码的重力为
G=mg=100×10-3kg×10N/kg=1N
滑轮组的机械效率为
故B错误;
C.所做有用功为
W有=Gh=1N×0.2m=0.2J
克服动滑轮所做额外功为
W额1=G动h=0.25N×0.2m=0.05J
因此克服绳重和摩擦做的额外功为
W额2=W总-W有-W额1=0.3J-0.2J-0.05J=0.05J
故C正确;
D.若增大提升钩码的质量,则有用功增大,额外功不变,因此滑轮组的机械效率将变大,故D错误。
故选AC。
2.(2026·四川南充·中考真题)小明家装修新房,利用如图所示的滑轮组来吊送水泥。某次他用250N的力F将一袋40kg的水泥匀速提升了6m到达预定楼层,该过程用时20 s,则拉力F的功率为___________W,滑轮组的机械效率为___________(不考虑绳长的变化,g取10N/kg)。
【答案】 150 80%
【难度】0.65
【知识点】P=W/t、滑轮、滑轮组机械效率的计算、滑轮组承重绳子段数与绳端拉力、移动距离的关系
【详解】水泥的重力
由图可知,滑轮组承担物重的绳子段数,绳子自由端移动距离
拉力做的总功
拉力的功率
提升水泥做的有用功
机械效率
3.(2025·四川德阳·中考真题)塔吊是工程建设中常用的装置,其起吊部分的结构可简化为如图所示的滑轮组。用的拉力,将的重物在内竖直匀速提升,则拉力的功率为___________,该滑轮组的机械效率为___________。
【答案】 120 80%
【难度】0.65
【知识点】滑轮组承重绳子段数与绳端拉力、移动距离的关系、P=W/t、滑轮、滑轮组机械效率的计算
【详解】[1]由图可知,承担物重的绳子段数n=3。根据滑轮组的特点,绳子自由端移动的距离s与重物上升的高度h的关系为s=nh,已知重物上升的高度h=2m,则绳子自由端移动的距离为s=nh=3×2m=6m
拉力F做的功W总=Fs=200N×6m=1200J
拉力F的功率
[2]滑轮组做的有用功W有用=Gh=480N×2m=960J
该滑轮组的机械效率
4.(2025·四川攀枝花·中考真题)工人利用如图所示的滑轮提升货物。已知滑轮重80N,货物重720N,不计绳重及摩擦,则工人用该滑轮匀速提升货物时的拉力为______N,该滑轮的机械效率为______。
【答案】 400 90%
【难度】0.65
【知识点】动滑轮绳端拉力及移动距离的计算、机械效率的简单计算
【详解】[1]由图可知,动滑轮上承担物重的绳子段数,工人用该滑轮匀速提升货物时的拉力
[2]设物体上升的距离为h,则绳端移动的距离
该滑轮的机械效率
5.(2024·四川德阳·中考真题)小聪看到建筑工地上工作的塔吊如图甲所示,她查阅相关资料后,画出了与塔吊连接方式相同的滑轮组如图乙所示。在不计绳重和摩擦的情况下,塔吊将底面积为重为的长方体建筑材料沿竖直方向匀速提高20m,绳子自由端的拉力为。求:
(1)长方体建筑材料放在水平地面静止时,对地面的压强;
(2)该过程克服长方体建筑材料重力所做的功;
(3)塔吊机械部分(如图乙)的机械效率。
【答案】(1)
(2)
(3)
【难度】0.65
【知识点】功的计算和估算、滑轮、滑轮组机械效率的计算、压强公式的简单应用
【详解】(1)长方体建筑材料静止在水平地面时,对地面的压力等于自身重力,即
根据固体压强公式 ,得长方体建筑材料对地面的压强
(2)该过程克服建筑材料重力做的功为有用功
(3)由图乙可知,滑轮组承担物重的绳子股数,绳子自由端移动距离
拉力做的总功为
则滑轮组的机械效率
6.(2024·四川泸州·中考真题)如图所示的滑轮组忽略绳重及绳与滑轮间的摩擦,将物体放在水平粗糙桌面上。受到水平向左的恒力,滑轮组绳子自由端受到的拉力为F绳。当绳子自由端的拉力为60N时,物体处于静止状态,物体与桌面间的摩擦力恰好为0,则动滑轮的重力为________N;当绳子自由端拉力为90N时,物体水平向右匀速运动,物体与桌面之间的滑动摩擦力为________N;撤去水平向左的恒力F,改变绳子自由端拉力的大小,仍使物体水平向右匀速运动时,滑轮组的机械效率为________。
【答案】 20 60 75%
【难度】0.65
【知识点】二力或多力平衡问题、滑轮组承重绳子段数与绳端拉力、移动距离的关系、滑轮、滑轮组机械效率的计算
【详解】[1]由图可知,滑轮组的动滑轮绕2段绳,忽略绳重及绳与滑轮间的摩擦,当绳子自由端的拉力为60N时,物体处于静止状态,物体与桌面间的摩擦力恰好为0,所以绳子自由端拉力
G动=20N
[2]当绳子自由端拉力为90N时,物体水平向右匀速运动,物体受到向右的拉力
F2=2F1-G动=2×90N-20N=160N
物体受到水平向左的恒力,物体水平方向受到向左的摩擦力、向左的拉力和向右的拉力是平衡力,物体与桌面之间的滑动摩擦力为
f=F2-F=160N-100N=60N
[3]撤去水平向左的恒力F,改变绳子自由端拉力的大小,仍使物体水平向右匀速运动时,压力和接触面的粗糙程度不变,摩擦力不变,滑轮组下端挂钩处拉力
F3=f=60N
绳子自由端拉力
滑轮组的机械效率为
7.(2024·四川绵阳·中考真题)某同学用弹簧测力计、刻度尺、钩码等实验器材,测量如图甲、乙所示的滑轮组的机械效率,正确进行实验后,测出的数据如下表:
物理量
实验1
实验2
实验3
钩码所受总重力G/N
4
6
4
钩码上升的高度h/m
0.1
0.1
0.1
绳端拉力F/N
2.0
2.8
1.4
绳端移动的距离s/m
0.3
0.3
0.5
机械效率
67%
71%
?
(1)通过分析表中数据可知,实验2获得的数据,是使用______(选填“甲”或“乙”)图所示装置获得的;
(2)对比实验1和实验2的数据,可以得出( )(选填序号)
A.提升相同重量的钩码,滑轮组中动滑轮的个数越多,滑轮组的机械效率越低
B.提升相同重量的钩码,滑轮组中动滑轮的个数越多,滑轮组的机械效率越高
C.同一滑轮组的机械效率随钩码重力的变化而变化,钩码重力越大,机械效率越低
D.同一滑轮组的机械效率随钩码重力的变化而变化,钩码重力越大,机械效率越高
(3)实验3中滑轮组的机械效率是______。
【答案】(1)甲
(2)D
(3)57%
【难度】0.65
【知识点】测量滑轮组的机械效率
【详解】(1)通过分析表中数据可知,实验2中绳端移动的距离是钩码上升的高度的3倍,说明有效绳子段数,所以是使用甲图所示装置获得的。
(2)对比实验1和实验2的数据,绳端移动的距离和钩码上升的高度相同,说明都是使用甲图所示装置获得的数据,实验2钩码所受总重力较大,则机械效率较高,可得:同一滑轮组的机械效率随钩码重力的变化而变化,钩码重力越大,机械效率越高。故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
(3)实验3中滑轮组的机械效率为
模拟题精选
1.(2026·四川绵阳·一模)物理学中把机械对重物施加的力与人对机械施加的力的比值叫作机械效益,用于比较不同机械的省力程度。现用图示滑轮组匀速提升重物,不计绳重和摩擦。下列描述滑轮组的机械效益与物体重力、动滑轮重、机械效率和承担动滑轮绳子股数的关系图线中,可能正确的是:( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【难度】0.4
【知识点】滑轮组承重绳子段数与绳端拉力、移动距离的关系、滑轮、滑轮组机械效率的计算
【详解】由图得
不计绳重和摩擦,由得
A.由上面的等式得,MA与G物体的图像为一条向MA轴凸的曲线,故A错误;
B.由上面的等式得,MA与G动的图像为一条向G动轴凸的曲线,故B错误;
C.不计绳重和摩擦,滑轮组的机械效率为
则
则MA与成正比,故C正确;
D.由上面的等式得,当提升的物体的重与动滑轮的重力不变时
则MA与n成正比,MA与n的图像应该是一条倾斜向上的直线,故D错误。
故选C。
2.(2026·四川成都锦江·二模)周末,小华和家人骑着自行车去郊游。关于自行车,下列说法正确的是( )
A.自行车刹车手柄是一个费力杠杆,目的是为了省距离
B.自行车车座做得宽大,是为了增大对臀部的压强
C.自行车在水平路面匀速行驶时,地面对后轮的摩擦力方向向前
D.自行车轮胎表面有凹凸不平的花纹,是为了减小与地面的摩擦
【答案】C
【难度】0.85
【知识点】静摩擦力的方向、增大摩擦的方法及生活中的实例、减小压强的方法及生活中的实例、杠杆的分类
【详解】A.自行车刹车手柄的动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,但费距离,故A错误;
B.自行车车座做得宽大,增大了受力面积,从而减小对臀部的压强,故B错误;
C.自行车在水平路面匀速行驶时,后轮是主动轮,后轮相对于地面有向后运动的趋势,因此地面对后轮的摩擦力方向向前,故C正确;
D.自行车轮胎表面有凹凸不平的花纹,是通过增大接触面的粗糙程度来增大与地面的摩擦力,故D错误。
故选C。
3.(2026·四川成都郫都·二模)下列简单机械在正常使用时(不计机械自重及摩擦),不能省力的是( )
A.钢丝钳 B.斜面
C.定滑轮 D.动滑轮
【答案】C
【难度】0.85
【知识点】杠杆的分类、斜面模型及相关计算、定滑轮的概念、实质及特点、动滑轮的概念、实质及特点
【详解】A.钳子在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故A不符合题意;
B.根据功的原理,不计摩擦时,克服物体重力做功满足,可得拉力。结合直角三角形特点,斜面的长度大于高度,因此,使用斜面可以省力,故B不符合题意;
C.定滑轮的实质是等臂杠杆,不省力也不省距离,故C符合题意;
D.动滑轮的实质是动力臂是阻力臂二倍的杠杆,因此动滑轮是省力机械,故D不符合题意。
故选C。
4.(2026·四川成都郫都·二模)如图是小强利用自制器械进行锻炼的示意图,其中横杆可绕固定点转动,,在杆A端用绳子悬挂重为300N的配重,他在端施加竖直方向的力使杆在水平位置平衡,此时他对水平地面的压力为F1;他用力缓慢将配重吊起,10s内上升了0.8m,此过程中他在B端施力做功的功率为P。为了锻炼不同位置的肌肉力量,他将固定点移动到端,配重悬挂在点,在B端施加竖直方向的力使杆AB在水平位置再次平衡,此时,他对水平地面的压力为F2,压强为p。已知小强重为650N,两只脚与地面接触的总面积为,不计杆和绳重,不计转轴处的摩擦,下列判断正确的是( )
A.为 B.功率P为
C.为 D.压强为
【答案】CD
【难度】0.65
【知识点】二力或多力平衡问题、压强公式的简单应用、运用杠杆平衡原理进行计算、功的计算和估算、P=W/t
【详解】A.重物对杆A端拉力大小等于重力大小,力臂
根据杠杆平衡条件计算人对杆B端拉力
则杆B端对人的拉力为450N,小强受重力、地面支持力、杆B端拉力,三力平衡,则小强对地面的压力等于地面对小强的支持力,故A错误;
B.不计杆和绳重,不计转轴处的摩擦,B端拉力做的功与克服配重的重力做功大小相等为
在端施力做功的功率为,故B错误;
C.固定点移动到端,配重悬挂在点,在B端施加竖直方向的力,力臂
根据杠杆平衡条件计算人对杆B端推力
则杆B端对人的压力为180N,小强受重力、地面支持力、杆B端压力,三力平衡,则小强对地面的压力等于地面对小强的支持力,故C正确;
D.两只脚与地面接触的总面积为
小强对地面的压强为,故D正确。
故选CD。
5.(2026·四川成都双流·二模)物理学中用物体通过的路程与所用时间的比来定义速度,这种方法叫作比值定义法。下列物理量及对应公式不能反映比值定义法的是( )
A.电流 B.功率 C.压强 D.机械效率
【答案】A
【难度】0.65
【知识点】压强的定义和单位、功率的定义及意义、机械效率的定义、电流强度的概念及单位、比值定义法
【详解】比值定义法的核心是用两个基础物理量的比值定义一个新物理量,其大小本质不由这两个比值项决定,仅通过比值计算。
A.电流的定义是单位时间内通过导体横截面的电荷量,定义式为;是欧姆定律的计算式,不是电流的定义式,因此不能反映比值定义法,故A符合题意;
B.功率的定义就是单位时间内完成的功,就是功率的定义式,反映单位时间内做功的快慢,符合比值定义法,故B不符合题意;
C.压强的定义就是单位面积受到的压力,就是压强的定义式,反映压力的作用效果,符合比值定义法,故C不符合题意;
D.机械效率的定义就是有用功与总功的比值,就是机械效率的定义式,反映机械对能量的利用效率,符合比值定义法,故D不符合题意。
故选A。
6.(2026·四川成都双流·二模)如图甲所示,在快递分拣中心,快递员将一块长木板搭在车厢上,然后用与木板平行的推力将一个重的箱子从木板底端匀速推到顶端,这个过程可简化为图乙所示,斜面高,不计空气阻力,在此过程中,下列说法正确的是( )
A.推力F做的功为 B.推力F做功比箱子克服重力做功快
C.若在箱子下方垫小圆木可以省功 D.箱子受到的摩擦力为
【答案】BD
【难度】0.65
【知识点】减小摩擦的方法及生活中的实例、功的计算和估算、功率的定义及意义、有用功和额外功
【详解】A.斜面倾角30°,可得斜面长度
推力做的总功,故A错误;
B.克服重力做功(有用功)
,由得,推力做功的功率大于克服重力做功的功率,即推力做功更快,故B正确;
C.根据功的原理,使用任何机械都不能省功。垫小圆木只是将滑动摩擦变为滚动摩擦,减小摩擦力、减少额外功,总功仍然大于有用功,不能省功,故C错误;
D.额外功是克服摩擦力做的功,
由得,箱子受到的摩擦力为,故D正确。
故选BD。
7.(2026·四川成都武侯·二模)如图甲、乙、丙所示,小明分别用定滑轮、动滑轮、滑轮组将重1 N的物体匀速提升50 cm,用时10 s,测得,,,每个滑轮重0.2 N。如图丁所示,小明又用斜面将重1 N的物体移至距地面50 cm的高处,斜面与水平地面的夹角为30°,。下列分析正确的是( )
A.甲图中小明做功的功率是0.055 W,额外功是0.05 J
B.乙图中滑轮组的机械效率约为71.4%,拉力
C.丙图中小明做功0.75 J,丙图中的额外功比乙图中的大
D.丁图中克服重力做功0.5 J,小明做功0.4 J
【答案】AC
【难度】0.65
【知识点】P=W/t、有用功和额外功、机械效率的简单计算
【详解】甲乙丙丁的有用功都为
A.甲是定滑轮,绳子自由端移动距离
总功
功率
额外功,故A正确;
B.乙是动滑轮,,
总功
机械效率
乙中为同一根绳子,拉力处处相等,因此,故B错误;
C.丙是滑轮组,,
小明做功(总功)
丙的额外功
乙的额外功
因此,故C正确;
D.丁是斜面,倾角,斜面长
克服重力做功,即有用功为
小明做功,故D错误;
故选AC。
8.(2026·四川绵阳游仙·二模)用如图甲所示的滑轮组提升物体M。卷扬机在绳子自由端施加拉力F,使物体M匀速上升,拉力F做的功W随时间t的变化图像如图乙所示,物体M移动的距离h随时间t的变化图像如图丙所示。已知物体M所受重力为240N,每个滑轮所受的重力相等,忽略绳重及轮与轴之间的摩擦。下列说法正确的是( )
A.绳子自由端移动的速度为3m/s B.拉力F为300N
C.滑轮组的机械效率为75% D.天花板对定滑轮的拉力为360N
【答案】D
【难度】0.65
【知识点】求定滑轮对天花板的拉力、滑轮组承重绳子段数与绳端拉力、移动距离的关系、滑轮、滑轮组机械效率的计算
【详解】A.由图甲可知,滑轮组承担物重的绳子段数,由丙图得,物体上升速度
绳子自由端移动速度,故A错误;
B.由乙图得,时拉力总功,绳子自由端移动距离
由得拉力 ,故B错误;
C. 提升物体做的有用功
滑轮组机械效率 ,故C错误;
D.忽略绳重和摩擦,由得,动滑轮重力
每个滑轮重力相等,因此定滑轮重力
定滑轮静止,受力平衡,天花板对定滑轮的拉力为,故D正确。
故选D。
9.(2026·四川绵阳游仙·二模)图甲是《天工开物》里记载的一种捣谷的舂,其简化原理图如图乙所示,,捣谷人对B点的作用力使水平静止的横木转动。若碓头质量为取,不计横木的重力和转动摩擦,下列说法正确的是( )
A.碓的头部较细,是为了增大压力 B.图乙中的舂相当于省力杠杆
C.捣谷人对B点作用力最小为 D.人脚越靠近O点越省力
【答案】C
【难度】0.65
【知识点】增大压强的方法及生活中的实例、杠杆的分类、生活中常见的杠杆模型、运用杠杆平衡原理进行计算
【详解】A.碓的头部较细,是在压力一定的情况下,通过减少受力面积,增大压强,故A错误;
B.由题知,OA:OB=3:2,根据图乙可知,动力臂小于阻力臂,为费力杠杆,故B错误;
C.当OB为动力臂时,动力臂是最大的,在阻力、阻力臂不变的情况下,根据杠杆的平衡条件可知,此时的动力是最小的,则
F1×OB=G×OA则
故C正确;
D.阻力与阻力臂不变,人脚越靠近O点,动力臂变小,由杠杆平衡的条件可知,F1大小变大,故D错误。
故选C。
10.(2026·四川资阳·一模)春节是世界华人共同的节日,如图所示,民间有“做白粿迎新春”的传统习俗。制作白粿时,先将浸泡过的米放在木桶中蒸熟,再放入石臼中用木棰捶打,最后搓揉成形。据此情形,下列说法错误的是( )
A.蒸米时,木桶中米内能的增加是通过热传递方式实现的
B.从木桶中冒出的“白气”是水蒸气液化形成的
C.米香四溢是扩散现象,说明了分子不停地做无规则运动
D.捶打时,木棰相当于一个省力杠杆。白粿被搓揉成圆条形,说明力可以改变物体的形状
【答案】D
【难度】0.75
【知识点】杠杆的分类、生活中的汽、液化现象、扩散现象、热传递改变物体的内能
【详解】A.蒸米时,米从高温水蒸气处吸收热量,内能增加,是通过热传递的方式实现的,故A正确;
B.水蒸气是肉眼不可见的,从木桶中冒出的“白气”是高温水蒸气遇冷液化形成的小水滴,故B正确;
C.米香四溢是分子扩散现象,扩散现象说明了分子在不停地做无规则运动,故C正确;
D.捶打时,木棰的动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,故D错误。
本题选择描述错误的,故选D。
11.(2026·四川成都·一诊)在“双碳”目标引领下,光伏电站的升降机械需通过优化滑轮组提高能效,以降低能耗。某科技小组模仿光伏组件升降原理,利用甲、乙两套滑轮组(每个滑轮质量均为0.5kg)开展探究实验,装置如图所示。用两装置将重为9N的光伏组件匀速提升至h=0.2m的高度,且完成提升所用时间均为t=2s。(不计绳重和摩擦,g取10N/kg)下列说法正确的有( )
A.甲、乙装置所做的有用功均为1.8J
B.甲装置绳端移动的速度比乙装置更大,机械效率更高
C.乙装置所做的总功为2.0J,拉力做功的功率为1.0W
D.甲装置的额外功为1J,拉力做功的功率为1.4W
【答案】AD
【难度】0.65
【知识点】机械效率的简单计算、滑轮、滑轮组机械效率的计算、滑轮组承重绳子段数与绳端拉力、移动距离的关系、有用功和额外功
【详解】A.已知,,有用功, 甲、乙装置的有用功相同,均为,选项A 正确;
B.甲装置,绳端移动距离 ,速度
乙装置,绳端移动距离,速度, 故甲的绳端速度小于乙,
两套滑轮组的滑轮重力和提升的物体重力都相同,不计绳重和摩擦,由可得,它们的机械效率是相同的,故B错误;
C.动滑轮重为
不计绳重和摩擦,乙装置拉力为
绳子移动距离
则
功率,故C错误;
D.不计绳重和摩擦,额外功为克服动滑轮重力的功,则甲装置的额外功
拉力的总功
拉力的功率,故D正确。
故选AD。
12.(2026·四川成都锦江·二模)在图中,光从投影仪灯泡发出,通过S点后,经凸透镜折射和平面镜反射后,最终水平照射至屏幕。请你在图中完成该光路,并标出凸透镜下方焦点F的位置。
(2)图甲所示是笔记本电脑外观,图乙为其示意图,AC代表屏幕两端。请在图乙中画出打开屏幕所需的最小力及其力臂。
【答案】(1)
(2)
【难度】0.7
【知识点】力和力臂的作图、杠杆的最省力问题、作光的反射光路图、凸透镜的特殊光线作图
【详解】(1)已知反射光线与镜面的夹角为45°,则反射角为,过入射点作出法线,根据光的反射定律(反射角等于入射角),在法线的另一侧作出入射光线,此入射光线与凸透镜的主光轴平行,此时的入射光线是发光点S发出一条光线经凸透镜折射后的折射光线,连接点S与折射点,即为点S到凸透镜的入射光线,入射光线与主光轴的交点即为凸透镜焦点F的位置。
(2)根据杠杆平衡条件,阻力、阻力臂一定时,动力臂越长,动力越小。打开屏幕时,支点为屏幕与主机的转轴C点,最长动力臂为支点C到最远点A的距离,连接CA,标注为L1,即动力臂;过A点作CA的垂线,方向垂直CA向左上方(使屏幕绕C逆时针转动打开),标注该力为F1即可。
13.(2026·四川成都双流·二模)项目化学习小组利用带刻度的均质杠杆、的钩码等实验器材探究杠杆的平衡条件。
(1)实验前杠杆静止时如图甲所示,应将平衡螺母向_____调节,使杠杆在水平位置平衡;
(2)小明根据下表中记录的实验数据,分析得出了杠杆平衡的条件。但在第三次实验中,同组的记录员小刚由于粗心漏填了一个数据,它应为_______;
实验次数
动力
动力臂
阻力
阻力臂
1
0.5
4
1
2
2
1
4
1
4
3
1
3
2
4
2
3
1.5
4
(3)小红出于好奇,在第4次实验数据记录完成后,将杠杆由水平位置缓慢转动到图乙所示倾斜位置。当她慢慢松手后,杠杆会不会在该位置保持平衡?答:_________;
(4)小华某次实验中将右边钩码换成弹簧测力计进行实验,如图丙,结果她发现杠杆平衡时弹簧测力计示数明显小于理论值。你认为可能的原因是__________。
【答案】(1)右
(2)1.5
(3)保持平衡
(4)弹簧测力计自身重力对实验产生了影响
【难度】0.65
【知识点】杠杆的动态平衡分析、探究杠杆的平衡条件的实验装置和操作步骤、探究杠杆的平衡条件的实验注意事项和错误分析、探究杠杆的平衡条件的实验结论和数据处理
【详解】【小题1】由图甲知,杠杆的右端上翘,要使它在水平位置平衡,应将杠杆的平衡螺母向右调节。
【小题2】根据杠杆平衡条件,在第三次实验中,阻力为
【小题3】杠杆平衡条件是,当杠杆在水平位置平衡时,已满足该条件;当杠杆被缓慢转动到图乙所示的倾斜位置时,两边的力(钩码的重力)大小不变,方向始终是竖直向下的,此时两边的力臂均为支点到对应力的作用线的垂直距离,由于杠杆倾斜角度相同,两侧力臂会按相同比例减小,因此成立,仍然满足平衡条件,故会保持平衡。
【小题4】弹簧测力计自身有重力,竖直向下拉杠杆时,弹簧自重已经对杠杆提供了一部分向下的拉力,因此测力计显示的拉力示数小于杠杆平衡所需的总拉力,所以示数小于理论值。
14.(2026·四川成都武侯·二模)小明将盛有水的容器放在太阳下,再在水中斜放一面镜子(如图甲)。在容器前方放置一张白纸,调整镜子的角度,可在纸上观察到一道“彩虹”。请在图乙中:①标出折射光线OB的折射角,用字母r表示;②根据光的反射定律在A处画出平面镜。
(2)图甲是小丽同学进行斜身引体向上练习的情景。若将身体看成一个可绕脚跟转动的杠杆,其简化图如图乙,O为支点,A为双手紧握单杠处,B为重心。请在图乙中:①画出单杠对小丽拉力F的力臂L;②在O点画出地面对小丽的摩擦力f的示意图。
【答案】(1)
(2)
【难度】0.85
【知识点】力的示意图、力和力臂的作图、平面镜成像的特点和规律、根据光路图区分入射、反射和折射光线
【详解】(1)先过入射点O作出法线,折射角是折射光线与法线的夹角,用字母r表示;再过A点作出反射光线和入射光线夹角的角平分线,即为法线,过入射点作法线的垂线,即为平面镜的位置。
(2)从支点O向拉力F的作用线作垂线,垂线段的长度就是力臂L;小丽做引体向上时,脚相对于地面有向前滑动的趋势,所以地面对脚的摩擦力方向水平向后,在支点O处,沿水平方向画一条带箭头的线段,标记上字母f。
15.(2026·四川绵阳游仙·二模)如图所示,图甲是某大型起吊装置,图乙是其机械起吊部分的简化示意图。已知物体A质量为400kg,底面积为2m2,不计绳重及轮、轴间摩擦,请完成以下问题:()
(1)起吊前物体A静止在地面上,A对地面的压强是多少?
(2)如图乙所示当绳子自由端的拉力为750N时,地面对物体A的支持力为2000N;增加绳子自由端的拉力后物体A被成功匀速提升2m,在这个过程中绳端拉力做功是多少?
(3)若该起吊装置对绳子的拉力F与绳子的速度v的关系如图丙所示。工人师傅利用该装置将另一物体B以0.1的速度匀速提升,此时整个机械的机械效率是多少?(保留整数位)
【答案】(1)2000Pa;(2)10000J;(3)83.3%
【难度】0.4
【知识点】压强公式的简单应用、滑轮组承重绳子段数与绳端拉力、移动距离的关系、功的计算和估算
【详解】解:(1)起吊前物体A静止在地面上,A对地面的压强
(2)物体A 重力为4000N,地面的支持力为2000N,此时物体受重力、拉力和支持力三个力作用,则滑轮组对物体A的拉力为
由图乙可知:滑轮组的绕绳与动滑轮相连的共有4股绳子,不计绳重及轮、轴间摩擦,则作用在绳子自由端的拉力
动滑轮的重力为
当物体被成功匀速提升时,作用在绳子自由端的拉力
物体被成功匀速提升2m,绳子自由端移动距离
物体被成功匀速提升2m,拉力所做的功
(3)当物体B以0.1m/s的速度匀速上升时,绳子自由端移动速度为0.4m/s。由图丙可知,此时拉力为1500N,则物体B的重力
此时的机械效率
答:(1)物体A对地面的压强是2000Pa; (2)物体被成功匀速提升2m,拉力所做的功10000J; (3)此时的机械效率为83.3%。
16.(2026·四川资阳·一模)图甲是自行车的手闸,其中ABO部分可视为一种杠杆,其简化示意图如图乙所示,O为支点,F2为阻力,请在图乙中画出:(1)作用在A点的最小动力F1及其力臂;(2)阻力F2的力臂。
【答案】
【难度】0.85
【知识点】力和力臂的作图、杠杆的最省力问题
【详解】(1)由杠杆平衡条件可知,当阻力与阻力臂乘积一定时,动力臂越长,动力越小,图中O为支点,因此OA作为动力臂最长;动力方向应该向下,过点A垂直于OA向下作出最小动力F1的示意图。
(2)从支点O作阻力F2作用线的垂线,支点到垂足的距离为阻力臂,如图所示:
17.(2026·四川资阳·一模)城市建设是以城市规划为依据。其目的为市民创造良好的人居环境,保障市民正常生活,服务城市经济社会发展。在江阴某一项目建设中,工人用如图所示的装置将质量为70kg的建筑材料匀速提升了6m,用时10s。电动机的输出功率恒定为600W,不计绳重和摩擦,g=10N/kg。求:
(1)建筑材料上升的速度;
(2)10s内电动机输出的总功;
(3)动滑轮所受的重力;
(4)若用此滑轮组匀速提升另一批建筑材料时,机械效率是90%,则该建筑材料上升的速度。
【答案】(1)0.6m/s;(2)6000J;(3)300N;(4)0.2m/s
【难度】0.65
【知识点】滑轮组承重绳子段数与绳端拉力、移动距离的关系、P=Fv、机械效率的简单计算、滑轮、滑轮组机械效率的计算
【详解】解:(1)建筑材料上升的速度
(2)10s内电动机输出的总功
W=Pt=600W×10s=6000J
(3)由图可知,滑轮组的动滑轮绕绳子的段数n=2,绳子自由端移动的距离
s=nh=2×6m=12m
拉力的大小
建筑材料的重力
G物=mg=70kg×10N/kg=700N
因为不计绳重和摩擦时,所以动滑轮的重力
G动=nF﹣G物=2×500N﹣700N=300N
(4)不计绳重和摩擦,滑轮组的机械效率
另一批建筑材料的轮子
此时拉力的大小
功率
电动机拉绳的速度
建筑材料上升的速度
答:(1)建筑材料上升的速度是0.6m/s; (2)10s内电动机输出的总功是6000J; (3)动滑轮所受的重力是300N; (4)若用此滑轮组匀速提升另一批建筑材料时,机械效率是90%,则该建筑材料上升的速度是0.2m/s。
18.(2026·四川成都·一诊)某智能制造车间里,自动化机械臂正在搬运工件,将其OAB部分简化为如图乙所示的杠杆模型,忽略杠杆自重。当杠杆水平平衡时,作用在B点的工件重力为150N,F的力臂l1=15cm,OB=60cm,则作用在A点的动力为______N;此杠杆属于______杠杆(选填“省力”“费力”或“等臂)。
【答案】 600 费力
【难度】0.65
【知识点】运用杠杆平衡原理进行计算、杠杆的分类
【详解】[1][2]由图中杠杆的使用情况可知,动力为F、动力臂为、阻力为G、阻力臂为
根据杠杆的平衡条件可得,动力
动力臂比阻力臂短,故此杠杆为费力杠杆。
19.(2026·四川成都锦江·二模)如图所示,是根据历史资料制作的抛石机模型。O为支点,A为重物,在B端放上“石弹”,松开绳索,“石弹”被抛出,重物A的________能是“石弹”被抛出的能量来源;若想增大“石弹”的射程,可以尝试________(写出一种改进方法)。
【答案】 重力势 减小“石弹”自身的重力
【难度】0.85
【知识点】运用杠杆平衡原理进行计算、比较功的大小、物体运动过程中各种机械能的变化情况
【详解】松开绳索后,重物A下降,重力势能转化为石弹的动能;“石弹”射程不够远,除了调整动力臂长度之外,还可以增大重物的重力,使杠杆对“石弹”做功增大,从而增大射程,或者在杠杆对“石弹”做功不变时,减小“石弹”自身重力,增大射程。
20.(2026·四川资阳·一模)(一)“沉睡三千年,一醒惊天下”、三星堆遗址在2021年3月出土了大量文物,如图所示是其中的金面具残片,文物爱好者小明和小敏同学制作了一个金面具的模型,用实验的方法来测量模型的密度。
(1)小明把天平放在水平台上,将游码拨到________,此时指针偏向分度标尺中线的左侧,应向________(选填“左”或“右”)调节平衡螺母,使横梁在水平位置平衡。
(2)调好后小明将模型放在左盘,在右盘加减砝码,并调节游码使天平再次水平平衡,砝码和游码如图甲所示,则模型的质量为________g。
(3)小明又进行了如图乙所示的三个步骤:
①烧杯中加入适量水,测得烧杯和水的总质量为145 g。
②用细线拴住模型并________在水中(水未溢出),在水面处做标记。
③取出模型,用装有40 mL水的量筒往烧杯中加水,直到水面达到________处,量筒中的水位如图丙所示。
(4)旁边的小敏发现取出的模型沾了水,不能采用量筒的数据,于是测出图乙③中烧杯和水的总质量为155 g,小敏计算出模型的密度为________。
(5)若只考虑模型带出水产生的误差,则实验过程中模型带出水的体积为________,小敏计算出的密度值与实际值相比________(选填“偏大”“偏小”或“相等”)。
(二)小敏在利用斜面搬运物体A的过程中,提出了一个问题:“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有没有关系?”针对这个问题,他通过在斜面上匀速直线拉动物体进行了实验探究(如图所示),测得的实验数据如表所示:
实验序号
斜面的
倾斜程度
物体重力G/N
物体上升高度h/m
沿斜面拉力F/N
物体移动距离s/m
有用功
总功
机械效率
①
较缓
5.0
0.10
1.6
0.50
0.50
0.80
62.5
②
较陡
5.0
0.15
2.2
0.50
0.75
1.10
68.2
③
最陡
5.0
0.25
3.1
0.50
1.25
1.55
(6)根据表中的数据可求出第③次实验中斜面的机械效率是________%,斜面对物体的摩擦力为________N。
(7)通过对上述实验数据的分析可知,斜面的省力情况与斜面倾斜程度的关系是:斜面越陡,越________。
(8)通过对上述实验数据的分析,对斜面机械效率的问题可获得的初步结论是:在其他条件不变的情况下,斜面越陡,机械效率________。
【答案】(1) 零刻度线 右
(2)84
(3) 浸没 标记
(4)8.4
(5) 2 相等
(6) 80.6 0.6
(7)费力
(8)越高
【难度】0.65
【知识点】测量固体密度的实验器材和实验步骤、测量固体密度的数据处理和误差分析、测量斜面的机械效率
【详解】(1)使用天平前,应先把天平放在水平桌面上,并将游码拨到零刻度线处。
指针偏向分度标尺中线左侧,说明左端偏重,应将平衡螺母向右调,使横梁在水平位置平衡。
(2)由图甲可知,右盘砝码质量为50g、20g和10g,游码对应的读数为4g,所以模型的质量为
(3)用排水法测体积时,模型必须完全浸没在水中,且不能碰到烧杯底部和侧壁。
取出模型后,应向烧杯中加水,直到水面重新达到原来做好的标记处,此时加入水的体积与模型排开水的体积有关。
(4)图乙③中烧杯和水的总质量为155g,原来烧杯和水的总质量为145g,所以水面回到标记处时,烧杯中水增加的质量为10g,对应加水的体积为
即模型的体积为
因此模型的密度为
(5)图丙中量筒剩余水的体积约为28mL,所以从量筒中倒入烧杯的水为12mL,即。
小敏用质量法求出的模型体积为,二者相差的体积就是模型取出时带出的水的体积,故
模型带走水后,需要额外补充带走的水才能回到标记,最终增加的水的质量差刚好对应模型体积,误差抵消,因此计算出的密度与实际值相等。
(6)第③次实验中,有用功为1.25J,总功为1.55J,所以斜面的机械效率为
克服摩擦力做的额外功等于总功与有用功之差,物体沿斜面移动的距离为0.50m,因此斜面对物体A的摩擦力为
(7)由表中数据可知,斜面较缓、较陡、最陡时,沿斜面的拉力依次为1.6N、2.2N、3.1N,拉力逐渐增大,说明斜面越陡,越费力。
(8)由表中数据可知,斜面较缓时机械效率为62.5%,较陡时为68.2%,最陡时约为80.6%,所以在其他条件不变的情况下,斜面越陡,机械效率越高。
试卷第1页,共3页
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专题11 简单机械及机械效率
3年真题1年模拟
考点分类
四川考情
命题规律
考点1 杠杆及杠杆的平衡
2026四川成都(1题)、2025四川成都(1题)、2025四川攀枝花(1题)、2024四川德阳(1题)、2024四川泸州(1题)
·情境:多结合科技应用(科技)和实验探究(实验)创设真实情境。
·重点:杠杆的动态平衡分析
·趋势:情境化命题增强,常综合考查,侧重实验操作与过程分析。
考点2 力和力臂的作图
2026四川广元(1题)、2026四川南充(1题)、2025四川德阳(1题)、2025四川泸州(1题)、2025四川攀枝花(1题)、2024四川成都(1题)
·情境:多结合科技应用(科技)创设真实情境。
·重点:力和力臂的作图、重力的示意图、杠杆的最省力问题。
·趋势:情境化命题增强,从简单识记向分析推理转变,侧重实验操作与过程分析。
考点3 滑轮组、定滑轮和动滑轮的特点
2026四川泸州(1题)、2026四川内江(1题)、2025四川绵阳(1题)、2024四川泸州(1题)、2024四川内江(1题)
·情境:多结合传统文化(龙舟)创设真实情境。
·重点:滑轮组、定滑轮和动滑轮的特点。
·趋势:情境化命题增强,从简单识记向分析推理转变。
考点4 斜面模型、轮轴模型及相关计算
2026四川泸州(1题)、2026四川成都(1题)、2025四川成都(1题)、2025四川泸州(1题)
·情境:多结合生活设施(学校)创设真实情境。
·重点: 斜面模型、轮轴模型及相关计算。
·趋势:情境化命题增强,从简单识记向分析推理转变。
考点5 机械效率的计算
2026四川南充(1题)、2025四川德阳(1题)、2025四川攀枝花(1题)、2024四川成都(1题)、2024四川德阳(1题)、2024四川泸州(1题)、2024四川绵阳(1题)
·情境:多结合传统文化(传统)和实验探究(实验)创设真实情境。
·重点:滑轮、滑轮组等模型的机械效率的计算。
·趋势:情境化命题增强,常与光的反射、杠杆综合考查。
考点1 杠杆及杠杆的平衡
1.(2026·四川成都·中考真题)在探究“杠杆的平衡条件”实验中,实验前为使杠杆在水平位置平衡,可调节杠杆两端的________。小聪把3个相同的钩码挂至图所示的位置时,发现杠杆在水平位置平衡。接着,小聪把两侧的钩码都向支点移动了1格,发现杠杆在水平位置________平衡。
2.(2025·四川攀枝花·中考真题)如图所示为吸盘式挂杆,将吸盘A、B压在瓷砖上排出其中的空气,吸盘就能“吸”在瓷砖上,这是由于______的作用。重10N的平底锅挂在水平横杆上的P点处并处于静止状态,已知,若吸盘与横杆的重力忽略不计,则吸盘A受到的摩擦力为______N,吸盘B受到的摩擦力为______N。
3.(2024·四川德阳·中考真题)如图甲所示,是一种自制测定水箱内水深度的装置。电源电压恒为6V,电压表量程为0~3V,电流表量程为0~3A,电流表、电压表均为理想电表,R1是定值电阻(阻值未知),定值电阻R2为12Ω,R是压力传感器,其位置固定不动,其电阻随压力变化的关系图像如图乙所示。杠杆AB可绕O点转动,A端悬挂一重为30N的圆柱体M,M的底面积为、高为50cm、下表面距容器底的距离h为6cm,杠杆B端始终压在传感器R上。已知杠杆AO长为60cm,OB长为20cm,杆重忽略不计,杠杆始终静止在水平位置。()求:
(1)圆柱体M的密度;
(2)若水箱中无水,且同时闭合开关S0、S1、S2,此时电流表示数为2A,则定值电阻R1的阻值;
(3)若闭合开关S0,断开开关S1、S2,此时电压表示数为1V,则水箱中水的深度。
4.(2024·四川泸州·中考真题)在某届泸州市青少年科技创新大赛中,小明制作的“杆秤液体密度计”如图甲所示,选取了一根质量不计的硬质轻杆,P为提挂点,P点的左侧端点A处悬挂透明塑料杯,右侧悬挂秤砣,不计细线质量。将相同体积不同密度的待测液体加入杯中,根据杠杆平衡条件可知,杠杆平衡时,秤砣悬挂点到P点的距离与待测液体的密度成一次函数关系,即可在杠杆上均匀标出刻度线来测量液体密度。其制作与测量过程中进行了如下操作:
(1)距离左端点A处10cm的位置制作提挂点P;用天平称得空塑料杯质量如图乙所示,则空塑料杯质量为________g;右侧秤砣采用50g钩码拴上细线制成;
(2)将空塑料杯悬挂在A点,调节右侧秤砣细线位置,使杠杆在水平位置平衡,此时细线位置处标记为“”,此刻度线到提挂点P距离为________cm;
(3)将100mL密度为的水倒入塑料杯中,在液面处作标记,调节秤砣细线位置使杠杆再次在水平位置平衡,并在此时秤砣细线位置处标记为“1”,此刻度线到提挂点P的距离为________cm;将“0”到“1”刻度线之间均分10等份,则该密度计的分度值为________;按该分度值在杠杆上均匀画出刻度线,即杆秤密度计制作完成;
(4)用制作好的密度计测量某一液体密度时,将100mL的液体倒入空塑料杯中,秤砣细线位置如图丙所示,则待测液体密度为________;
(5)制作好的密度计不仅能够测出液体的密度,还可以测算某些固体的密度。某次测量时,小明将石块放入空塑料杯中,杠杆平衡时,秤砣细线在“0.5”刻度处,再向杯中加水至100mL标记处(石块浸没),杠杆再次平衡时,秤砣细线在“1.3”刻度处,则小石块的密度为________。
考点2 力和力臂的作图
1.(2026·四川广元·中考真题)画出杠杆OA(O为支点)在如图所示位置静止时拉力F的力臂L和物体M的重力示意图。
2.(2026·四川南充·中考真题)如图是活塞式抽水机在某个状态时的工作示意图,其中MON可视为一种杠杆,请画出此时作用在N点的最小动力F1及其力臂L1的示意图。
3.(2025·四川德阳·中考真题)小王在体育课上做俯卧撑,若将他的身体看作为杠杆,脚尖作为支点,简化模型如图所示,点为重心,请画出重力示意图及的力臂。
4.(2025·四川攀枝花·中考真题)如图甲所示为用某搬花神器将花盆抬起时的情景,此时该神器相当于一个绕点转动的杠杆;图乙为该情景的简化示意图,为花盆的重心。请在图乙中画出花盆所受重力的示意图和杠杆所受动力的力臂。
5.(2024·四川成都·中考真题)如图甲,小孟书桌上的折叠式台灯由底座、立杆和灯头组成。如图乙所示,灯头OAB可视做绕O点转动的杠杆,A点是灯头的重心,小孟用拉力F将灯头拉至图示位置。请在图乙中画出:①灯头受到的重力G的示意图;②拉力F的力臂l。
考点3 滑轮组、定滑轮和动滑轮的特点
1.(2025·四川绵阳·中考真题)持续提升农村幸福宜居品质是美丽乡村建设的任务之一。某乡村建设工地上,建筑工人准备利用如图所示的滑轮组(绳子未连接)匀速提升建筑材料,第一次需提升的建筑材料重1500N,第二次需提升的建筑材料重2000N,已知动滑轮组的总重量是200N,不计绳重和摩擦,则( )
A.第一次提升,工人的拉力最小为340N
B.第二次提升,工人的拉力最小为550N
C.第一次提升,滑轮组的机械效率约为91%
D.第二次提升,滑轮组的机械效率约为88%
2.(2024·四川泸州·中考真题)泸州籍运动员在杭州亚运会上获得女子龙舟赛项目三枚金牌。图甲为常用坐姿划船训练器械,其简化原理如图乙所示。已知动滑轮质量为10kg,配重质量为50kg,不计绳重和摩擦。某次训练过程中,运动员两只手分别从A、B端同时施加拉力将配重匀速提起,每提升一次,配重上升0.8m。取,则下列说法中正确的是( )
A.将配重匀速提升过程中,配重的机械能保持不变
B.将配重匀速提升过程中,A端绳子的拉力为600N
C.运动员将配重匀速提升0.8m,其做功为400J
D.运动员每分钟提升配重15次,其平均功率为120W
3.(2024·四川内江·中考真题)如图所示,一根绳子绕过定滑轮,一端拴在物体上,另一端拴在弹簧测力计上,沿四个不同方向匀速拉起物体,弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3、F4,则它们的大小关系为( )
A.F1>F2 B.F3>F4
C.F1<F4 D.F1=F2=F3=F4
4.(2026·四川泸州·中考真题)强身健体,培根铸魂。如图所示,热爱运动的小张正利用滑轮组进行腿部力量训练(绳索拴在左脚上)。已知配重重力为,动滑轮重力为,则他的左脚对绳索的拉力至少为______N,他的左脚向后摆动,在内将绳子向右拉动了,则配重在这段时间内运动的平均速度为______;他这样摆动一次,至少消耗了______J的能量。
5.(2026·四川内江·中考真题)用如图所示的滑轮来提升物体可以________(选填“省力”或“改变力的方向”)。若动滑轮重为,物体重为,该滑轮的机械效率为________%。(不计空气阻力、摩擦力及绳重)
考点4 斜面模型、轮轴模型及相关计算
1.(2025·四川成都·中考真题)工人把重为200N有轮子的箱子推到高处平台,如图所示。图中A、C、H是箱子在三段路面的起点,箱子经过AB、CF、HK路段时均做匀速直线运动,且所受推力方向与所在路面平行。表1记录了箱子在三个路段所受推力大小和运动时间的数据。AB=CF,BC=FH,HK=2m,FG=1.3m,忽略箱子体积。则下列分析正确的是( )
路段
推力()
时间()
A.工人的推力在AB段做功为26J
B.工人的推力在AB段做功与在CF段做功相等
C.工人把箱子从C推到F处,该斜面没有省力
D.工人推力在AB段的功率与在HK段的功率之比为6∶5
2.(2025·四川泸州·中考真题)小兴学习了简单机械后,设计了如图所示的装置,粗糙斜面长1m、高0.5m,滑轮组位于斜面顶端,不计绳重、滑轮重、滑轮的摩擦,各段绳子均与斜面平行。她把重为24N的物体从斜面底端匀速拉到顶端,用时10s,弹簧测力计示数为5N,则对物体做的有用功为______J,绳子末端拉力做功功率为______W,物体受到斜面的摩擦力大小为______N。
考点5 机械效率的计算
1.(2024·四川成都·中考真题)小成在实验室组装如图所示的滑轮组进行实验探究,实验过程如下:先测得定滑轮的重力为0.2N,动滑轮的重力为0.25N,再使用组装好的滑轮组在10s内将质量为100g的钩码竖直匀速提升20cm,此过程中弹簧测力计的示数为0.5N。g取10N/kg,下列说法正确的是( )
A.弹簧测力计对细绳拉力的功率为0.03W
B.滑轮组的机械效率为80%
C.克服绳重和摩擦做的额外功为0.05J
D.若增大提升钩码的质量,滑轮组的机械效率不变
2.(2026·四川南充·中考真题)小明家装修新房,利用如图所示的滑轮组来吊送水泥。某次他用250N的力F将一袋40kg的水泥匀速提升了6m到达预定楼层,该过程用时20 s,则拉力F的功率为___________W,滑轮组的机械效率为___________(不考虑绳长的变化,g取10N/kg)。
3.(2025·四川德阳·中考真题)塔吊是工程建设中常用的装置,其起吊部分的结构可简化为如图所示的滑轮组。用的拉力,将的重物在内竖直匀速提升,则拉力的功率为___________,该滑轮组的机械效率为___________。
4.(2025·四川攀枝花·中考真题)工人利用如图所示的滑轮提升货物。已知滑轮重80N,货物重720N,不计绳重及摩擦,则工人用该滑轮匀速提升货物时的拉力为______N,该滑轮的机械效率为______。
5.(2024·四川德阳·中考真题)小聪看到建筑工地上工作的塔吊如图甲所示,她查阅相关资料后,画出了与塔吊连接方式相同的滑轮组如图乙所示。在不计绳重和摩擦的情况下,塔吊将底面积为重为的长方体建筑材料沿竖直方向匀速提高20m,绳子自由端的拉力为。求:
(1)长方体建筑材料放在水平地面静止时,对地面的压强;
(2)该过程克服长方体建筑材料重力所做的功;
(3)塔吊机械部分(如图乙)的机械效率。
6.(2024·四川泸州·中考真题)如图所示的滑轮组忽略绳重及绳与滑轮间的摩擦,将物体放在水平粗糙桌面上。受到水平向左的恒力,滑轮组绳子自由端受到的拉力为F绳。当绳子自由端的拉力为60N时,物体处于静止状态,物体与桌面间的摩擦力恰好为0,则动滑轮的重力为________N;当绳子自由端拉力为90N时,物体水平向右匀速运动,物体与桌面之间的滑动摩擦力为________N;撤去水平向左的恒力F,改变绳子自由端拉力的大小,仍使物体水平向右匀速运动时,滑轮组的机械效率为________。
7.(2024·四川绵阳·中考真题)某同学用弹簧测力计、刻度尺、钩码等实验器材,测量如图甲、乙所示的滑轮组的机械效率,正确进行实验后,测出的数据如下表:
物理量
实验1
实验2
实验3
钩码所受总重力G/N
4
6
4
钩码上升的高度h/m
0.1
0.1
0.1
绳端拉力F/N
2.0
2.8
1.4
绳端移动的距离s/m
0.3
0.3
0.5
机械效率
67%
71%
?
(1)通过分析表中数据可知,实验2获得的数据,是使用______(选填“甲”或“乙”)图所示装置获得的;
(2)对比实验1和实验2的数据,可以得出( )(选填序号)
A.提升相同重量的钩码,滑轮组中动滑轮的个数越多,滑轮组的机械效率越低
B.提升相同重量的钩码,滑轮组中动滑轮的个数越多,滑轮组的机械效率越高
C.同一滑轮组的机械效率随钩码重力的变化而变化,钩码重力越大,机械效率越低
D.同一滑轮组的机械效率随钩码重力的变化而变化,钩码重力越大,机械效率越高
(3)实验3中滑轮组的机械效率是______。
模拟题精选
1.(2026·四川绵阳·一模)物理学中把机械对重物施加的力与人对机械施加的力的比值叫作机械效益,用于比较不同机械的省力程度。现用图示滑轮组匀速提升重物,不计绳重和摩擦。下列描述滑轮组的机械效益与物体重力、动滑轮重、机械效率和承担动滑轮绳子股数的关系图线中,可能正确的是:( )
A. B.
C. D.
2.(2026·四川成都锦江·二模)周末,小华和家人骑着自行车去郊游。关于自行车,下列说法正确的是( )
A.自行车刹车手柄是一个费力杠杆,目的是为了省距离
B.自行车车座做得宽大,是为了增大对臀部的压强
C.自行车在水平路面匀速行驶时,地面对后轮的摩擦力方向向前
D.自行车轮胎表面有凹凸不平的花纹,是为了减小与地面的摩擦
3.(2026·四川成都郫都·二模)下列简单机械在正常使用时(不计机械自重及摩擦),不能省力的是( )
A.钢丝钳 B.斜面
C.定滑轮 D.动滑轮
4.(2026·四川成都郫都·二模)如图是小强利用自制器械进行锻炼的示意图,其中横杆可绕固定点转动,,在杆A端用绳子悬挂重为300N的配重,他在端施加竖直方向的力使杆在水平位置平衡,此时他对水平地面的压力为F1;他用力缓慢将配重吊起,10s内上升了0.8m,此过程中他在B端施力做功的功率为P。为了锻炼不同位置的肌肉力量,他将固定点移动到端,配重悬挂在点,在B端施加竖直方向的力使杆AB在水平位置再次平衡,此时,他对水平地面的压力为F2,压强为p。已知小强重为650N,两只脚与地面接触的总面积为,不计杆和绳重,不计转轴处的摩擦,下列判断正确的是( )
A.为 B.功率P为
C.为 D.压强为
5.(2026·四川成都双流·二模)物理学中用物体通过的路程与所用时间的比来定义速度,这种方法叫作比值定义法。下列物理量及对应公式不能反映比值定义法的是( )
A.电流 B.功率 C.压强 D.机械效率
6.(2026·四川成都双流·二模)如图甲所示,在快递分拣中心,快递员将一块长木板搭在车厢上,然后用与木板平行的推力将一个重的箱子从木板底端匀速推到顶端,这个过程可简化为图乙所示,斜面高,不计空气阻力,在此过程中,下列说法正确的是( )
A.推力F做的功为 B.推力F做功比箱子克服重力做功快
C.若在箱子下方垫小圆木可以省功 D.箱子受到的摩擦力为
7.(2026·四川成都武侯·二模)如图甲、乙、丙所示,小明分别用定滑轮、动滑轮、滑轮组将重1 N的物体匀速提升50 cm,用时10 s,测得,,,每个滑轮重0.2 N。如图丁所示,小明又用斜面将重1 N的物体移至距地面50 cm的高处,斜面与水平地面的夹角为30°,。下列分析正确的是( )
A.甲图中小明做功的功率是0.055 W,额外功是0.05 J
B.乙图中滑轮组的机械效率约为71.4%,拉力
C.丙图中小明做功0.75 J,丙图中的额外功比乙图中的大
D.丁图中克服重力做功0.5 J,小明做功0.4 J
8.(2026·四川绵阳游仙·二模)用如图甲所示的滑轮组提升物体M。卷扬机在绳子自由端施加拉力F,使物体M匀速上升,拉力F做的功W随时间t的变化图像如图乙所示,物体M移动的距离h随时间t的变化图像如图丙所示。已知物体M所受重力为240N,每个滑轮所受的重力相等,忽略绳重及轮与轴之间的摩擦。下列说法正确的是( )
A.绳子自由端移动的速度为3m/s B.拉力F为300N
C.滑轮组的机械效率为75% D.天花板对定滑轮的拉力为360N
9.(2026·四川绵阳游仙·二模)图甲是《天工开物》里记载的一种捣谷的舂,其简化原理图如图乙所示,,捣谷人对B点的作用力使水平静止的横木转动。若碓头质量为取,不计横木的重力和转动摩擦,下列说法正确的是( )
A.碓的头部较细,是为了增大压力 B.图乙中的舂相当于省力杠杆
C.捣谷人对B点作用力最小为 D.人脚越靠近O点越省力
F1×OB=G×OA则
故C正确;
10.(2026·四川资阳·一模)春节是世界华人共同的节日,如图所示,民间有“做白粿迎新春”的传统习俗。制作白粿时,先将浸泡过的米放在木桶中蒸熟,再放入石臼中用木棰捶打,最后搓揉成形。据此情形,下列说法错误的是( )
A.蒸米时,木桶中米内能的增加是通过热传递方式实现的
B.从木桶中冒出的“白气”是水蒸气液化形成的
C.米香四溢是扩散现象,说明了分子不停地做无规则运动
D.捶打时,木棰相当于一个省力杠杆。白粿被搓揉成圆条形,说明力可以改变物体的形状
11.(2026·四川成都·一诊)在“双碳”目标引领下,光伏电站的升降机械需通过优化滑轮组提高能效,以降低能耗。某科技小组模仿光伏组件升降原理,利用甲、乙两套滑轮组(每个滑轮质量均为0.5kg)开展探究实验,装置如图所示。用两装置将重为9N的光伏组件匀速提升至h=0.2m的高度,且完成提升所用时间均为t=2s。(不计绳重和摩擦,g取10N/kg)下列说法正确的有( )
A.甲、乙装置所做的有用功均为1.8J
B.甲装置绳端移动的速度比乙装置更大,机械效率更高
C.乙装置所做的总功为2.0J,拉力做功的功率为1.0W
D.甲装置的额外功为1J,拉力做功的功率为1.4W
12.(2026·四川成都锦江·二模)在图中,光从投影仪灯泡发出,通过S点后,经凸透镜折射和平面镜反射后,最终水平照射至屏幕。请你在图中完成该光路,并标出凸透镜下方焦点F的位置。
(2)图甲所示是笔记本电脑外观,图乙为其示意图,AC代表屏幕两端。请在图乙中画出打开屏幕所需的最小力及其力臂。
13.(2026·四川成都双流·二模)项目化学习小组利用带刻度的均质杠杆、的钩码等实验器材探究杠杆的平衡条件。
(1)实验前杠杆静止时如图甲所示,应将平衡螺母向_____调节,使杠杆在水平位置平衡;
(2)小明根据下表中记录的实验数据,分析得出了杠杆平衡的条件。但在第三次实验中,同组的记录员小刚由于粗心漏填了一个数据,它应为_______;
实验次数
动力
动力臂
阻力
阻力臂
1
0.5
4
1
2
2
1
4
1
4
3
1
3
2
4
2
3
1.5
4
(3)小红出于好奇,在第4次实验数据记录完成后,将杠杆由水平位置缓慢转动到图乙所示倾斜位置。当她慢慢松手后,杠杆会不会在该位置保持平衡?答:_________;
(4)小华某次实验中将右边钩码换成弹簧测力计进行实验,如图丙,结果她发现杠杆平衡时弹簧测力计示数明显小于理论值。你认为可能的原因是__________。
14.(2026·四川成都武侯·二模)小明将盛有水的容器放在太阳下,再在水中斜放一面镜子(如图甲)。在容器前方放置一张白纸,调整镜子的角度,可在纸上观察到一道“彩虹”。请在图乙中:①标出折射光线OB的折射角,用字母r表示;②根据光的反射定律在A处画出平面镜。
(2)图甲是小丽同学进行斜身引体向上练习的情景。若将身体看成一个可绕脚跟转动的杠杆,其简化图如图乙,O为支点,A为双手紧握单杠处,B为重心。请在图乙中:①画出单杠对小丽拉力F的力臂L;②在O点画出地面对小丽的摩擦力f的示意图。
15.(2026·四川绵阳游仙·二模)如图所示,图甲是某大型起吊装置,图乙是其机械起吊部分的简化示意图。已知物体A质量为400kg,底面积为2m2,不计绳重及轮、轴间摩擦,请完成以下问题:()
(1)起吊前物体A静止在地面上,A对地面的压强是多少?
(2)如图乙所示当绳子自由端的拉力为750N时,地面对物体A的支持力为2000N;增加绳子自由端的拉力后物体A被成功匀速提升2m,在这个过程中绳端拉力做功是多少?
(3)若该起吊装置对绳子的拉力F与绳子的速度v的关系如图丙所示。工人师傅利用该装置将另一物体B以0.1的速度匀速提升,此时整个机械的机械效率是多少?(保留整数位)
16.(2026·四川资阳·一模)图甲是自行车的手闸,其中ABO部分可视为一种杠杆,其简化示意图如图乙所示,O为支点,F2为阻力,请在图乙中画出:(1)作用在A点的最小动力F1及其力臂;(2)阻力F2的力臂。
17.(2026·四川资阳·一模)城市建设是以城市规划为依据。其目的为市民创造良好的人居环境,保障市民正常生活,服务城市经济社会发展。在江阴某一项目建设中,工人用如图所示的装置将质量为70kg的建筑材料匀速提升了6m,用时10s。电动机的输出功率恒定为600W,不计绳重和摩擦,g=10N/kg。求:
(1)建筑材料上升的速度;
(2)10s内电动机输出的总功;
(3)动滑轮所受的重力;
(4)若用此滑轮组匀速提升另一批建筑材料时,机械效率是90%,则该建筑材料上升的速度。
18.(2026·四川成都·一诊)某智能制造车间里,自动化机械臂正在搬运工件,将其OAB部分简化为如图乙所示的杠杆模型,忽略杠杆自重。当杠杆水平平衡时,作用在B点的工件重力为150N,F的力臂l1=15cm,OB=60cm,则作用在A点的动力为______N;此杠杆属于______杠杆(选填“省力”“费力”或“等臂)。
19.(2026·四川成都锦江·二模)如图所示,是根据历史资料制作的抛石机模型。O为支点,A为重物,在B端放上“石弹”,松开绳索,“石弹”被抛出,重物A的________能是“石弹”被抛出的能量来源;若想增大“石弹”的射程,可以尝试________(写出一种改进方法)。
20.(2026·四川资阳·一模)(一)“沉睡三千年,一醒惊天下”、三星堆遗址在2021年3月出土了大量文物,如图所示是其中的金面具残片,文物爱好者小明和小敏同学制作了一个金面具的模型,用实验的方法来测量模型的密度。
(1)小明把天平放在水平台上,将游码拨到________,此时指针偏向分度标尺中线的左侧,应向________(选填“左”或“右”)调节平衡螺母,使横梁在水平位置平衡。
(2)调好后小明将模型放在左盘,在右盘加减砝码,并调节游码使天平再次水平平衡,砝码和游码如图甲所示,则模型的质量为________g。
(3)小明又进行了如图乙所示的三个步骤:
①烧杯中加入适量水,测得烧杯和水的总质量为145 g。
②用细线拴住模型并________在水中(水未溢出),在水面处做标记。
③取出模型,用装有40 mL水的量筒往烧杯中加水,直到水面达到________处,量筒中的水位如图丙所示。
(4)旁边的小敏发现取出的模型沾了水,不能采用量筒的数据,于是测出图乙③中烧杯和水的总质量为155 g,小敏计算出模型的密度为________。
(5)若只考虑模型带出水产生的误差,则实验过程中模型带出水的体积为________,小敏计算出的密度值与实际值相比________(选填“偏大”“偏小”或“相等”)。
(二)小敏在利用斜面搬运物体A的过程中,提出了一个问题:“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有没有关系?”针对这个问题,他通过在斜面上匀速直线拉动物体进行了实验探究(如图所示),测得的实验数据如表所示:
实验序号
斜面的
倾斜程度
物体重力G/N
物体上升高度h/m
沿斜面拉力F/N
物体移动距离s/m
有用功
总功
机械效率
①
较缓
5.0
0.10
1.6
0.50
0.50
0.80
62.5
②
较陡
5.0
0.15
2.2
0.50
0.75
1.10
68.2
③
最陡
5.0
0.25
3.1
0.50
1.25
1.55
(6)根据表中的数据可求出第③次实验中斜面的机械效率是________%,斜面对物体的摩擦力为________N。
(7)通过对上述实验数据的分析可知,斜面的省力情况与斜面倾斜程度的关系是:斜面越陡,越________。
(8)通过对上述实验数据的分析,对斜面机械效率的问题可获得的初步结论是:在其他条件不变的情况下,斜面越陡,机械效率________。
试卷第1页,共3页
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