内容正文:
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让教与学更高效
专题05简单机械与机械能
3年真题1年模拟
中考品题透析园
考点分类
内蒙古考情
命题规律
考点1杠杆与滑轮
2026内蒙古(1题)、2024内蒙古治区
·情境:贴近日常生活与生产实际创
通辽(1题)、2024内蒙古呼和浩特(1
设命题情境。
题)、2024内蒙古呼伦贝尔(1题)、
·重点:杠杆的动态平衡分析、杠杆
2024内蒙古赤峰(1题)
的分类、杠杆五要素及其判断、运用
杠杆平衡原理进行计算。
·趋势:考查深度逐步提升,由浅层识
记过渡到分析推理。
考点2功、功率与机械效率计算
2024内蒙古呼伦贝尔(1题)、2024内
·情境:贴近日常生活与生产实际创
蒙古赤峰(1题)
设命题情境。
·重点:有用功和额外功、斜面机械
效率的计算、功的计算和估算。
·趋势:考查深度逐步提升,由浅层识
记过渡到分析推理。
考点3动能与势能及其转化
2024内蒙古治区通辽(1题)、2024内
·情境:贴近日常生活与生产实际创
蒙古呼和浩特(1题)、2024内蒙古呼
设命题情境。
伦贝尔(1题)
·重点:物体运动过程中各种机械能
的变化情况。
·趋势:考查深度逐步提升,由浅层识
记过渡到分析推理,固定以单项选择
题形式考查。
考点4力、热、功能综合
2024内蒙古呼伦贝尔(1题)、2024内
·情境:以探究实验和操作过程为主
蒙古包头(1题)
要情境载体。
·重点:功的计算和估算。
·趋势:情境化命题逐步加深,考查
深度逐步提升,由浅层识记过渡到分析
推理,以实验探究和过程分析为主要
考查形式。
三年真题分类园
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让教与学更高效
考点1杠杆与滑轮
1.(2026·内蒙古·中考真题)如图,某同学使用羊角锤拔钉子,拔不动。在不改变作用力方向的情况下,
可以拔起钉子的做法是()
锤尖
手移到锤柄下端
钉子位于锤尖
借助绳子
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套一个长钢管
2.(2024·内蒙古治区通辽·中考真题)小明家有一把杆秤,如图所示,秤钩上不挂物体时提住秤纽,将秤
砣移动至定盘星处时,秤杆恰能水平平衡,当秤钩挂上物体移动秤砣使秤杆再次水平平衡时,即可通过秤
砣所对应刻度读出物体质量。下列说法正确的是()
秤纽
定盘星
秤杆
秤钩
秤砣
A.定盘星是秤杆的支点
B.杆秤是一种等臂杠杆
C.所挂物体加重时,秤砣向右移,秤杆才能再次水平平衡
D.使用已磨损的秤砣测量时,测量值比真实值偏小
3.(2024·内蒙古呼伦贝尔·中考真题)如图所示,某同学用轻质撬棒撬动地面上的石头,O是撬棒的支点。
请在图中画出石头对撬棒的压力F的示意图,以及力F的力臂l。
4.(2024·内蒙古呼和浩特·中考真题)杠杆是一种让人类突破自身力量极限的简单机械。如图所示,OA
长20cm,OB长120cm,张字同学竖直下压B端,重物被竖直匀速顶起10cm,己知重物质量为270kg,求:
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B
重物
A
(1)若不计杆重和摩擦,上述过程在B端施加多大的力;
(2)若实际使用600N的力,则这个过程的机械效率。
5.(2024·内蒙古赤峰·中考真题)如图是《天工开物》一书中记载的古人用脚踏碓将稻米去皮的情景。脚
踏碓实质是费力杠杆。碓头砸打稻米时,动能越大,稻米越容易去皮。
(1)请分析脚踏碓做成费力杠杆使稻米容易去皮的原因。
(2)早在汉代,人们就学会了用水力代替人力,脚踏碓就演变成水碓。水碓一般安装在水流较急的地方,
请从能量角度分析其安装在水流较急地方的原因。
按
考点2功、功率与机械效率计算
1.(2024·内蒙古呼伦贝尔·中考真题)如图所示,固定的斜面长s=2m,高h=0.5m,沿斜面向上用50N的
拉力在4s内把一个重60N的物体从斜面底端匀速拉到项端,这一过程中()
77777777777777777777777777777777
A.对物体做的有用功为120J
B.物体受的摩擦力为50N
C.拉力做功的功率为25W
D.斜面的机械效率为70%
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2.(2024·内蒙古赤峰·中考真题)某老旧小区改造工地,工人用起重机将重1.2×104N的施工材料匀速吊
上6m高工作台,用了10s。施工材料上升的速度是
/s;起重机对施工材料做功
J,做功的功率是
W。
考点3动能与势能及其转化
1.(2024·内蒙古治区通辽·中考真题)小丽站在自动扶梯上随扶梯一起向上匀速运动,如图。下列关于她
的机械能说法正确的是()
A.动能增大,机械能增大
B.重力势能增大,机械能增大
C.动能减小,机械能不变
D.重力势能减小,机械能增大
2.(2024·内蒙古呼伦贝尔·中考真题)如图所示,从A点沿水平桌面滚落的小球运动轨迹如虚线所示,
C、F两点等高,D为小球与水平地面的接触点,不计空气阻力,下列说法正确的是()
A B
77777777
777777
A.小球在C点和F点的机械能相等
B.小球在C点和F点的动能相等
C.小球从E点到F点的过程中,机械能变小
D.小球在E点的动能不为零
3.(2024·内蒙古呼和浩特·中考真题)如图所示,海天同学将小球由a点静止释放,小球在管道内沿abcd
运动,ab段和bc段内壁光滑,cd段内壁粗糙,a点略高于c点,b点与d点等高。下列说法正确的是(
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A.从a到c的过程中,小球重力势能不变
B.小球在c、d两点的动能可能相等
C.从a到d的过程中,小球运动到d点时,动能最大
D.从a到d的过程中,小球机械能守恒
考点4力、热、功能综合
1.(2024·内蒙古呼伦贝尔·中考真题)2023年3月29日,我国自主研发的首款四座氢内燃机飞机验证机
成功首飞。这架飞机翼展为13.5m,机身长度为8.2,高压气态储氢罐可储氢4.5kg,最大起飞质量可达
1260kg。达到最大起飞质量的飞机静止在水平地面上时对地面的压强为6×10Pa;在空中以60/s的速度
匀速巡航时,前置螺旋桨提供的牵引力为1.4×10N。已知氢的热值为1.4×103J/kg,g取10N/kg。求:
(1)达到最大起飞质量的飞机静止在水平地面上时轮胎与地面的总接触面积;
(2)高压储氢罐内4.5kg的氢气完全燃烧放出的热量;
(3)飞机以60n/s的速度匀速巡航30min牵引力所做的功。
2.(2024·内蒙古包头·中考真题)如图,装载车和收割机以2/s的速度同向做匀速直线运动,收割机每分
钟将50g粮食装载到车上。装载车空载时质量为5×103kg,车轮与地面总接触面积为0.5m2,车受到的
阻力为车总重力的0.2倍。(g取10Nkg,收割开始时车为空载状态,设装载车始终在水平地面上,不计
空气阻力)求
(1)装载车1分钟内走过的路程:
(2)装载车空载时对地面的压强:
(3)装载车工作多长时间功率达到30W。
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模拟题精选
1.(2026·内蒙古包头·二模)如图是学校每周一的升旗仪式,升旗手在雄壮的国歌声中将五星红旗冉冉升
起。五星红旗升起的过程中下列说法正确的是()
A.旗杆顶端的滑轮是动滑轮
B.滑轮起到了改变力的方向的作用
C.五星红旗上升的速度大于升旗手向下拉绳子的速度
D.升旗手对五星红旗没有做功
2.(2026·内蒙古呼和浩特市实验中学·考前预测)神舟飞船的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。关于返回舱匀速下降过程中能量变化情况,分析合理的是()
A.动能增大,重力势能减小
B.重力势能转化为动能
C.机械能减小,内能增大
D.内能转化为机械能
3.(2026·内蒙古包头·二模)如图是神舟飞船返回舱打开主降落伞稳定后,进入竖直向下匀速直线运动阶
段的情景,若不计风力影响,此过程中关于返回舱的能量说法正确的是()
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A.返回舱动能减小,重力势能不变
B.返回舱的机械能保持不变
C.重力势能转化为动能
D.返回舱的部分机械能转化为内能
4.(2026·内蒙古·联考)我国古代科技著作《天工开物》记载了脚踏碓(碓:du,是一种给稻谷去壳的工
具),用脚连续踏木杠的一端,另一端的确头就会连续起落,如图所示。下列分析正确的是()
碓头
稻谷
A.碓头下端比较尖是为增大压力
B.碓头下端比较尖是为减小压强
C.脚踏碓是省力杠杆
D.踏木杠时脚远离O点比靠近O点用力更小
5.(2026·内蒙古古通辽河西中学·一模)如图,小明正在用筷子夹取食物,将AB这根筷子作为杠杆,O
点为支点,食指指尖对筷子上M点的压力FM(垂直于筷子)是动力,则()
B N
M
食指
的
A.夹取食物的筷子是省力杠杆
B.动力臂是OA
C.阻力的方向垂直筷子向上
D.把食物靠近支点放置时,阻力臂和动力臂都变小
6.(2026·内蒙古赤峰·一模)小东在排球垫球训练时,用手臂将排球竖直向上垫起,排球脱离手臂后减速
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上升至最高点,然后下落且速度越来越大。下列说法正确的是()
A.手臂垫球时,手臂对排球的力大于排球对手臂的力
B.排球离开手臂竖直上升过程中,受到重力、空气阻力和手臂对它向上的力
C.排球下落过程中,重力势能越来越大
D.排球下落过程中,重力做功越来越快
7.(2026·内蒙古鄂尔多斯·二模)图甲是康巴什四号斜拉索桥,可抽象成图乙、图丙所示的模型,为了减
小钢索承受的拉力,下列做法可行的是()
钢
桥面
桥塔
甲
A.增加桥塔高度
B.减小钢索倾斜角度
C.选用更粗的钢索
D.增加桥面厚度
8.(2026·内蒙古呼和浩特·一模)2025年4月24日是第十个“中国航天日”,当日,呼和浩特市某中学
科技小组的同学向全校师生展示了自制水火箭(如图甲)的发射升空过程,其原理是压缩空气使水从“火
箭”尾部向下喷出,推动“火箭”飞向空中,图乙为水火箭的运动轨迹,它依次经过A、B、C、D四点,
水火箭到达B点时,水刚好排尽,C点为最高点,A、D两点高度相同,在空中运动过程中,水火箭(
打气筒
水高压空气
B
瓶塞
D
打气管
甲
A.在A、D两点的重力势能相等
B.能从A点运动到C点是因为水火箭具有惯性
C.从B点到C点,动能减小N
D.从C点到D点,机械能不变
9.(2026·内蒙古鄂尔多斯·一模)如图是我国民间“立夏称人”的传统习俗,人们用杆秤称量孩童体重,
寓意健康成长。下列说法正确的是()
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右
秤砣
A.该杆秤是一种费力杠杆
B.该杆秤的零刻度线在悬挂点O处
C.如果秤砣磨损,则测量结果会比真实质量偏小
D.要使该杆秤的量程变大,可以将秤的悬挂点0向左移
10.(2026·内蒙古鄂尔多斯·二模)某段道路的标志牌显示:小型客车最高行驶速度不得超过100k/h,大
型客车最高行驶速度不得超过80kmh(如图)。
00
。。
(1)车辆在水平路面刹车的过程,能量如何转化?
(2)为什么在同样的道路上,对不同车型会设定不一样的最高行驶速度?
11.(2026·内蒙古·联考)我国已兴建了多座抽水蓄能水电站,它可调剂电力供应。深夜时,用过剩的电
能通过水泵把下蓄水池的水抽到高处的上蓄水池内,白天则通过闸门放水发电,以补充电能不足。如图所
示,若上蓄水池长为150m,宽为30m,从深夜11时至次日清晨4时抽水,使上蓄水池水面增高20m,而
抽水过程中水上升的高度始终保持为400,不计抽水过程中其它能量损耗,求:
闸
水泵
上蓄水池
下蓄水池
水轮发电机型
(1)水的重力势能增加多少?
(2)抽水机的功率为多大?
(3)若发电机的效率为70%,则晚上抽上去的水量能发电多少kW·h?
12.(2026·北京呼和浩特·考前预测)我国已投入使用超级电容公交车。超级电容器是一种新型电能存储
设备,安全高效环保。假设某型号的超级电容公交车载满乘客时总质量为5吨,某次运行时从充电桩充
满电后电车储存的能量约为2×10焦,能以10米/秒的速度保持匀速直线行驶6千米,能量利用的效率为
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90%。(g=10N/kg)
(1)若公交车载满乘客时车胎与地面的总接触面积为0.4米?,求公交车对地面的压强?
(2)若公交车在该次运行中受到的阻力恒定,则阻力大小是多少?
(3)若公交车在该次运行中电容器输出电压为300伏,不计电容器输出电能时的能量损耗,则工作电路
的电流有多大?(结果保留一位小数)
13.(②026·内蒙古赤峰·一模)图甲是一台消防机器人,可负重进行消防救灾,也可连接高压水带并拖动
至指定位置进行喷水救火。这款机器人自身重力为1750N,履带与地面的接触面积共为0.375m2,在消防
救灾时,以最大负重状态下在水平地面上行驶时对地面的压强为1×I04Pa。救火时,连接高压水带后每
秒最多可将50L的水喷射到30m高的位置,图乙是该机器人喷水时的情景(假设水喷射速度恒定,忽略空
气阻力)。〈p*=1.0×103kg/m3,g取10N/kg
甲
(1)消防救灾时,该消防机器人最大负重为多少?
(2)救火时,消防机器人每秒最多喷射水的质量有多少?
(3)消防机器人在连接高压水带救火喷水时,整体喷水的最大功率至少为多少?
14.(2026·内蒙古鄂尔多斯·二模)如图甲是太阳能驱动的无人驾驶物流车,整车质量为2t,轮胎与地面
的总接触面积为01m。物流车在平直公路上从静止开始启动,受到水平方向的牵引力随时间变化关系如
图乙,运动速度随时间的变化关系如图丙(g取10N/kg)。求:
个F/(×10N)
个v/(m/s)
2
60
120t/s
60
甲
(1)结合乙、丙两图,车在行驶过程中受到的阻力是多少?
(2)车静止在水平地面上对地面的压强是多少?
(3)60-120s内,物流车牵引力做的功及功率各是多少?
15.(2026·内蒙古呼和浩特市实验中学·考前预测)为纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80
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周年,2025年9月3日举行了盛大的阅兵仪式。如图是首次亮相的某款无人驾驶战车,在平直的长安街路
面上匀速行驶0.1h通过了3.km的路程。已知战车质量为2t,车轮与地面的接触面积为0.08m2,发动机
的功率为10kW,匀速行驶过程中消耗柴油0.3kg。
`9袋尚=4×10J1kg)通过计算分析战车:
(1)静止在水平地面时对地面的压强:
(2)在匀速行驶过程中受到的阻力大小:
(3)发动机的效率。
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专题05 简单机械与机械能
3年真题1年模拟
考点分类
内蒙古考情
命题规律
考点1 杠杆与滑轮
2026内蒙古(1题)、2024内蒙古治区通辽(1题)、2024内蒙古呼和浩特(1题)、2024内蒙古呼伦贝尔(1题)、2024内蒙古赤峰(1题)
·情境:贴近日常生活与生产实际创设命题情境。
·重点:杠杆的动态平衡分析、杠杆的分类、杠杆五要素及其判断、运用杠杆平衡原理进行计算。
·趋势:考查深度逐步提升,由浅层识记过渡到分析推理。
考点2 功、功率与机械效率计算
2024内蒙古呼伦贝尔(1题)、2024内蒙古赤峰(1题)
·情境:贴近日常生活与生产实际创设命题情境。
·重点:有用功和额外功、斜面机械效率的计算、功的计算和估算。
·趋势:考查深度逐步提升,由浅层识记过渡到分析推理。
考点3 动能与势能及其转化
2024内蒙古治区通辽(1题)、2024内蒙古呼和浩特(1题)、2024内蒙古呼伦贝尔(1题)
·情境:贴近日常生活与生产实际创设命题情境。
·重点:物体运动过程中各种机械能的变化情况。
·趋势:考查深度逐步提升,由浅层识记过渡到分析推理,固定以单项选择题形式考查。
考点4 力、热、功能综合
2024内蒙古呼伦贝尔(1题)、2024内蒙古包头(1题)
·情境:以探究实验和操作过程为主要情境载体。
·重点:功的计算和估算。
·趋势:情境化命题逐步加深,考查深度逐步提升,由浅层识记过渡到分析推理,以实验探究和过程分析为主要考查形式。
考点1 杠杆与滑轮
1.(2026·内蒙古·中考真题)如图,某同学使用羊角锤拔钉子,拔不动。在不改变作用力方向的情况下,可以拔起钉子的做法是( )
A.
手移到锤柄下端
B.
钉子位于锤尖
C.
借助绳子
D.
套一个长钢管
【答案】D
【详解】
A.将手移到锤柄下端,动力方向不变,动力臂减小,阻力和阻力臂不变,所需要的动力变大,不能拔起钉子,故A不符合题意;
B.将钉子移到锤尖,阻力作用点离支点更远,阻力臂增大,阻力不变,动力臂不变,需要更大的动力才能拔起,故B不符合题意;
C.借助绳子拉钉子,无法增大动力臂,仍然无法拔起,故C不符合题意;
D.锤柄套一个长钢管,手握住钢管末端,动力方向不变,动力作用点远离支点,动力臂增大,需要的动力减小,能拔起钉子,故D符合题意。
故选D。
2.(2024·内蒙古治区通辽·中考真题)小明家有一把杆秤,如图所示,秤钩上不挂物体时提住秤纽,将秤砣移动至定盘星处时,秤杆恰能水平平衡,当秤钩挂上物体移动秤砣使秤杆再次水平平衡时,即可通过秤砣所对应刻度读出物体质量。下列说法正确的是( )
A. 定盘星是秤杆的支点
B. 杆秤是一种等臂杠杆
C. 所挂物体加重时,秤砣向右移,秤杆才能再次水平平衡
D. 使用已磨损的秤砣测量时,测量值比真实值偏小
【答案】C
【详解】
A.秤纽与秤杆的连接点是秤杆绕着转动的点,是支点,故A错误;
B.杆秤使用时,动力臂不等于阻力臂,不是等臂杠杆,故B错误;
C.根据杠杆平衡条件则有,、不变,所挂物体加重时,变大,即秤砣向右移,秤杆才能再次水平平衡,故C正确;
D.使用已磨损的秤砣测量时,即变小,、、不变,所以变大,则测量值比真实值偏大,故D错误。
故选C。
3.(2024·内蒙古呼伦贝尔·中考真题)如图所示,某同学用轻质撬棒撬动地面上的石头,O是撬棒的支点。请在图中画出石头对撬棒的压力FN的示意图,以及力F的力臂。
【答案】
【详解】
石头对撬棒的压力是垂直接触面向下,支点到力作用线的距离为力臂,故如图所示:
4.(2024·内蒙古呼和浩特·中考真题)杠杆是一种让人类突破自身力量极限的简单机械。如图所示,OA长20cm,OB长120cm,张宇同学竖直下压B端,重物被竖直匀速顶起10cm,已知重物质量为270kg,求:
(1)若不计杆重和摩擦,上述过程在B端施加多大的力;
(2)若实际使用600N的力,则这个过程的机械效率。
【答案】(1)450N (2)75% 【讲解】(1) 小问详解:
重物的重力为
G=mg=270kg×10N/kg=2700N
过支点画出动力和阻力的力臂,如图所示:
由图可知,O点为支点,不计杆重和摩擦,根据杠杆平衡的原理可得
G×L1=F×L2
根据三角形关系,可得
(2) 小问详解:
由题意知,重物被竖直匀速顶起10cm即0.1m,根据三角形关系可知,力F移动的距离为0.6m,因此这个过程的机械效率为
5.(2024·内蒙古赤峰·中考真题)如图是《天工开物》一书中记载的古人用脚踏碓将稻米去皮的情景。脚踏碓实质是费力杠杆。碓头砸打稻米时,动能越大,稻米越容易去皮。
(1)请分析脚踏碓做成费力杠杆使稻米容易去皮的原因。
(2)早在汉代,人们就学会了用水力代替人力,脚踏碓就演变成水碓。水碓一般安装在水流较急的地方,请从能量角度分析其安装在水流较急地方的原因。
【答案】(1)脚踏碓做成费力杠杆,虽然费力,但能省距离,其动力臂小于阻力臂,这意味着在施力端移动较小的距离,阻力端就能移动较大的距离。对于脚踏碓来说,脚踏的一端移动较小距离,碓头一端就能快速下落较大距离,碓头快速下落会使其在较短时间内获得较大的速度,从而具有更大的动能。较大的动能作用在稻米上,能够更有效地使稻米去皮;(2)水碓安装在水流较急的地方,是因为水流较急时,水的动能较大。根据能量守恒定律,水的动能可以更多地转化为水碓的机械能,从而使水碓具有更大的功率,能够更高效地完成对稻米的加工。
【详解】
(1)略。
(2)略。
考点2 功、功率与机械效率计算
1.(2024·内蒙古呼伦贝尔·中考真题)如图所示,固定的斜面长s=2m,高h=0.5m,沿斜面向上用50N的拉力在4s内把一个重60N的物体从斜面底端匀速拉到顶端,这一过程中( )
A. 对物体做的有用功为120J
B. 物体受的摩擦力为50N
C. 拉力做功的功率为25W
D. 斜面的机械效率为70%
【答案】C
【详解】
A.根据题意,对物体做的有用功为
故A不符合题意;
B.总功为
则额外功为
则物体受的摩擦力为
故B不符合题意;
C.拉力做功的功率为
故C符合题意;
D.斜面的机械效率为
故D不符合题意。
故选C。
2.(2024·内蒙古赤峰·中考真题)某老旧小区改造工地,工人用起重机将重的施工材料匀速吊上6m高工作台,用了10s。施工材料上升的速度是 m/s;起重机对施工材料做功 J,做功的功率是 W。
【答案】① 0.6 ② 7.2×104 ③ 7.2×103
【详解】
[1]施工材料上升的速度
[2]起重机对施工材料做的功
W=Gh=1.2×104N×6m=7.2×104J
[3]起重机做功的功率
考点3 动能与势能及其转化
1.(2024·内蒙古治区通辽·中考真题)小丽站在自动扶梯上随扶梯一起向上匀速运动,如图。下列关于她的机械能说法正确的是( )
A. 动能增大,机械能增大
B. 重力势能增大,机械能增大
C. 动能减小,机械能不变
D. 重力势能减小,机械能增大
【答案】B
【详解】
小丽站在自动扶梯上随扶梯一起向上匀速运动,质量不变,速度不变,则动能不变;高度升高,则重力势能增大;由于机械能为动能与势能之和,所以机械能增大,故B正确,ACD错误。
故选B。
2.(2024·内蒙古呼伦贝尔·中考真题)如图所示,从A点沿水平桌面滚落的小球运动轨迹如虚线所示,C、F两点等高,D为小球与水平地面的接触点,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 小球在C点和F点的机械能相等
B. 小球在C点和F点的动能相等
C. 小球从E点到F点的过程中,机械能变小
D. 小球在E点的动能不为零
【答案】D
【详解】
A.小球在C点到F点过程中,由于物体与地面发生碰撞,且上升的高度E点低于B点,故机械能有损失,故小球在C点的机械能大于F点的机械能,故A错误;
B.在C点的机械能大于F点的机械能,高度相同,重力势能相同,动能不等,故B错误;
C.小球从E点到F点的过程中,不计空气阻力,只有重力做功,机械能不变,故C错误;
D.小球E点有速度,小球在E点的动能不为零,故D正确。
故选D。
3.(2024·内蒙古呼和浩特·中考真题)如图所示,海天同学将小球由a点静止释放,小球在管道内沿abcd运动,ab段和bc段内壁光滑,cd段内壁粗糙,a点略高于c点,b点与d点等高。下列说法正确的是( )
A. 从a到c的过程中,小球重力势能不变
B. 小球在c、d两点的动能可能相等
C. 从a到d的过程中,小球运动到d点时,动能最大
D. 从a到d的过程中,小球机械能守恒
【答案】B
【详解】
A.a点略高于c点,从a到c的过程中,小球重力势能先变小,后变大,a点的重力势能大于c点的重力势能,故A错误;
B. cd段内壁粗糙,小球从c点到d点克服摩擦阻力,小球的机械能减小,小球在c点的机械能大于d点,小球在c点的重力势能大于d点,因此c、d两点的动能可能相等,故B正确;
CD.b点与d点等高,b点与d点的重力势能相同,从a到d的过程中,ab段和bc段内壁光滑,ac段机械能守恒,cd段由于小球克服摩擦阻力,小球的机械能减小,机械能不守恒,小球在b点的机械能大于d点,小球运动到b点时,动能最大,故CD错误。
故选B。
考点4 力、热、功能综合
1.(2024·内蒙古呼伦贝尔·中考真题)2023年3月29日,我国自主研发的首款四座氢内燃机飞机验证机成功首飞。这架飞机翼展为13.5m,机身长度为8.2m,高压气态储氢罐可储氢4.5kg,最大起飞质量可达1260kg。达到最大起飞质量的飞机静止在水平地面上时对地面的压强为6×104Pa;在空中以60m/s的速度匀速巡航时,前置螺旋桨提供的牵引力为1.4×103N。已知氢的热值为1.4×108J/kg,g取10N/kg。求:
(1)达到最大起飞质量的飞机静止在水平地面上时轮胎与地面的总接触面积;
(2)高压储氢罐内4.5kg的氢气完全燃烧放出的热量;
(3)飞机以60m/s的速度匀速巡航30min牵引力所做的功。
【答案】(1)0.21m2 (2)6.3×108J (3)1.512×108J 【讲解】(1) 小问详解:
达到最大起飞质量的飞机静止在水平地面上时对地面产生的压力等于重力,即压力为
轮胎与地面的总接触面积
(2) 小问详解:
高压储氢罐内4.5kg的氢气完全燃烧放出的热量
(3) 小问详解:
飞机以60m/s的速度匀速巡航30min行驶的距离
飞机以60m/s的速度匀速巡航30min牵引力所做的功
2.(2024·内蒙古包头·中考真题)如图,装载车和收割机以2m/s的速度同向做匀速直线运动,收割机每分钟将50kg粮食装载到车上。装载车空载时质量为,车轮与地面总接触面积为,车受到的阻力为车总重力的0.2倍。(g取10N/kg,收割开始时车为空载状态,设装载车始终在水平地面上,不计空气阻力)求
(1)装载车1分钟内走过的路程;
(2)装载车空载时对地面的压强;
(3)装载车工作多长时间功率达到30kW。
【答案】(1)120m;(2);(3)50min
【详解】
解:(1)装载车1分钟内走过的路程
(2)装载车空载时对地面的压力
装载车空载时对地面的压强
(3)装载车功率达到30kW时,受到的牵引力为
装载车匀速行驶,处于平衡状态,受到的阻力与牵引力相等,即
因车受到的阻力为车总重力的0.2倍,故
车和粮食的总重力为
粮食的总重力
粮食的质量
由题意可知,收割机每分钟将50kg粮食装载到车上,则装载车工作的时间
答:(1)装载车1分钟内走过的路程为120m;
(2)装载车空载时对地面的压强为;
(3)装载车工作50min功率达到30kW。
模拟题精选
1.(2026·内蒙古包头·二模)如图是学校每周一的升旗仪式,升旗手在雄壮的国歌声中将五星红旗冉冉升起。五星红旗升起的过程中下列说法正确的是( )
A. 旗杆顶端的滑轮是动滑轮
B. 滑轮起到了改变力的方向的作用
C. 五星红旗上升的速度大于升旗手向下拉绳子的速度
D. 升旗手对五星红旗没有做功
【答案】B
【详解】
A.旗杆顶端的滑轮轴固定不动,属于定滑轮,故A错误;
B.向下拉绳子即可让国旗向上升起,定滑轮起到改变力方向的作用,故B正确;
C.定滑轮不改变移动距离,绳子自由端移动的距离等于国旗上升的距离,相同时间内,国旗上升速度等于升旗手拉绳的速度,故C错误;
D.升旗手通过绳子对国旗施加了力,国旗沿力的方向移动了距离,因此升旗手对国旗做了功,故D错误。
故选B。
2.(2026·内蒙古呼和浩特市实验中学·考前预测)神舟飞船的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。关于返回舱匀速下降过程中能量变化情况,分析合理的是( )
A. 动能增大,重力势能减小
B. 重力势能转化为动能
C. 机械能减小,内能增大
D. 内能转化为机械能
【答案】C
【详解】
返回舱匀速下降时,质量不变、速度不变,因此动能不变;下降时高度不断减小,因此重力势能减小,所以机械能减小。返回舱下降过程中克服空气阻力做功,摩擦生热,机械能转化为内能,因此内能增大,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
3.(2026·内蒙古包头·二模)如图是神舟飞船返回舱打开主降落伞稳定后,进入竖直向下匀速直线运动阶段的情景,若不计风力影响,此过程中关于返回舱的能量说法正确的是( )
A. 返回舱动能减小,重力势能不变
B. 返回舱的机械能保持不变
C. 重力势能转化为动能
D. 返回舱的部分机械能转化为内能
【答案】D
【详解】
返回舱匀速下落的过程中,其质量不变,速度不变,因此动能不变;下落过程高度减小,质量不变,因此重力势能减小;机械能为动能与重力势能之和,因此机械能减小;减小的机械能转化为内能。故D正确,ABC错误。
故选D。
4.(2026·内蒙古·联考)我国古代科技著作《天工开物》记载了脚踏碓(碓:duì,是一种给稻谷去壳的工具),用脚连续踏木杠的一端,另一端的确头就会连续起落,如图所示。下列分析正确的是( )
A. 碓头下端比较尖是为增大压力
B. 碓头下端比较尖是为减小压强
C. 脚踏碓是省力杠杆
D. 踏木杠时脚远离O点比靠近O点用力更小
【答案】D
【详解】
AB.碓头下端变尖时,碓头对稻谷的压力大小不变,是通过减小受力面积增大压强,故AB错误;
C.该杠杆支点为点,碓头重力为阻力,阻力臂大于脚施加动力的动力臂,根据杠杆平衡条件,可得,因此脚踏碓是费力杠杆,故C错误;
D.根据杠杆平衡条件变形得,阻力和阻力臂不变时,脚远离点会增大动力臂,因此动力减小,即用力更小,故D正确。
故选 D。
5.(2026·内蒙古古通辽河西中学·一模)如图,小明正在用筷子夹取食物,将AB这根筷子作为杠杆,O点为支点,食指指尖对筷子上M点的压力(垂直于筷子)是动力,则( )
A. 夹取食物的筷子是省力杠杆
B. 动力臂是OA
C. 阻力的方向垂直筷子向上
D. 把食物靠近支点放置时,阻力臂和动力臂都变小
【答案】C
【详解】
A.据图可知,动力臂小于阻力臂,故筷子是费力杠杆,故A错误;
B.分别从支点O向阻力作用线和动力作用线作垂线段,就得到阻力臂ON,动力臂OM,故B错误;
C.作用在M点向下的是动力,是手对筷子的压力,阻力是食物对筷子向上的压力,压力垂直于筷子,故C正确;
D.把食物靠近支点放置时,阻力臂变小,动力臂不变,故D错误。
故选C。
6.(2026·内蒙古赤峰·一模)小东在排球垫球训练时,用手臂将排球竖直向上垫起,排球脱离手臂后减速上升至最高点,然后下落且速度越来越大。下列说法正确的是( )
A. 手臂垫球时,手臂对排球的力大于排球对手臂的力
B. 排球离开手臂竖直上升过程中,受到重力、空气阻力和手臂对它向上的力
C. 排球下落过程中,重力势能越来越大
D. 排球下落过程中,重力做功越来越快
【答案】D
【详解】
A.垫球时排球对手臂的作用力与手臂对排球的作用力是一对相互作用力,大小相等,故A错误;
B.排球离开手臂竖直上升过程中,受到重力、空气阻力作用,上升过程中与手臂不接触,没有手臂对它向上的力,故B错误;
C.排球下落过程中,高度越来越低,质量不变,重力势能越来越小,故C错误;
D.排球下落过程中,速度越来越快,通过相同的距离时间变短,由可知,重力做功越来越快,故D正确。
故选D。
7.(2026·内蒙古鄂尔多斯·二模)图甲是康巴什四号斜拉索桥,可抽象成图乙、图丙所示的模型,为了减小钢索承受的拉力,下列做法可行的是( )
A. 增加桥塔高度
B. 减小钢索倾斜角度
C. 选用更粗的钢索
D. 增加桥面厚度
【答案】A
【详解】
A.图丙中,斜拉索桥相当于杠杆,O为支点,力F2是阻力,钢索承受的拉力F1为动力,增加桥塔的高度,则O到钢索的距离,即F1对应的力臂增大,在阻力和阻力臂不变时,据杠杆的平衡条件可知,动力臂增大,则动力(钢索拉力)F1减小,故A符合题意;
B.减小钢索倾斜角度,会减小O到钢索的距离,即动力臂减小,钢索拉力F1增大,故B不符合题意;
C.阻力及阻力臂和动力臂不变,选用更粗的钢索,只能提高钢索能承受的最大拉力,不能减小动力,即拉力F1,故C不符合题意;
D.增加桥面厚度,会增大桥面的重力,则阻力F2增大,在阻力臂及动力臂不变的情况下,据杠杆的平衡条件知,动力增大,即钢索承受的拉力F1增大,故D不符合题意。
故选A。
8.(2026·内蒙古呼和浩特·一模)2025年4月24日是第十个“中国航天日”,当日,呼和浩特市某中学科技小组的同学向全校师生展示了自制水火箭(如图甲)的发射升空过程,其原理是压缩空气使水从“火箭”尾部向下喷出,推动“火箭”飞向空中,图乙为水火箭的运动轨迹,它依次经过A、B、C、D四点,水火箭到达B点时,水刚好排尽,C点为最高点,A、D两点高度相同,在空中运动过程中,水火箭( )
A. 在A、D两点的重力势能相等
B. 能从A点运动到C点是因为水火箭具有惯性
C. 从B点到C点,动能减小
D. 从C点到D点,机械能不变
【答案】C
【详解】
A.A、D两点高度相同,但A点水还未排尽,水火箭总质量大于D点,因此A点重力势能更大,故A不符合题意;
B.A到B点的过程中,水还在持续向下喷出,会对水火箭产生向前的推力,不是仅靠惯性运动到C点,故B不符合题意;
C.B点水刚好排尽,从B到C上升过程中,水火箭质量不变,速度不断减小,因此动能减小,故C符合题意;
D.水火箭在空中运动时,需要克服空气阻力做功,部分机械能转化为内能,因此机械能减小,故D不符合题意。
故选C。
9.(2026·内蒙古鄂尔多斯·一模)如图是我国民间“立夏称人”的传统习俗,人们用杆秤称量孩童体重,寓意健康成长。下列说法正确的是( )
A. 该杆秤是一种费力杠杆
B. 该杆秤的零刻度线在悬挂点O处
C. 如果秤砣磨损,则测量结果会比真实质量偏小
D. 要使该杆秤的量程变大,可以将秤的悬挂点O向左移
【答案】D
【详解】
A.由于可知,杆秤的动力臂大于阻力臂,由杠杆平衡条件可知,动力小于阻力,为省力杠杆,故A错误;
B.该杆秤的悬挂点O是称量时的支点,确定杆秤的0刻度线:秤钩不挂物体时,提起秤纽,调节秤砣的位置,使得杠杆在水平位置平衡,则标记秤砣悬挂点为零刻度线,故B错误;
C.秤砣磨损后,其质量𝑚减小。为了保持平衡,秤砣需要移动到更远的刻度位置,则测量结果会比真实质量偏大,故C错误;
D.根据杠杆平衡可得
若悬挂点O左移,秤砣重力不变,则OB增大,同时OA变小,故G变大,即可使杆秤的量程变大,故D正确。
故选D。
10.(2026·内蒙古鄂尔多斯·二模)某段道路的标志牌显示:小型客车最高行驶速度不得超过100km/h,大型客车最高行驶速度不得超过80km/h(如图)。
(1)车辆在水平路面刹车的过程,能量如何转化?
(2)为什么在同样的道路上,对不同车型会设定不一样的最高行驶速度?
【答案】(1)
机械能转化为内能 (2)
大型客车质量比小型客车更大,相同速度下大型客车动能更大,刹车时制动距离更长,更容易引发交通事故,因此对不同车型设定不同的最高行驶速度,大型客车的限速更低。 【讲解】(1) 小问详解:
车辆刹车过程中,轮胎与地面、刹车片之间克服摩擦做功,车辆的机械能减少,温度升高,内能增加,因此机械能转化为内能。
(2) 小问详解:
略
11.(2026·内蒙古·联考)我国已兴建了多座抽水蓄能水电站,它可调剂电力供应。深夜时,用过剩的电能通过水泵把下蓄水池的水抽到高处的上蓄水池内,白天则通过闸门放水发电,以补充电能不足。如图所示,若上蓄水池长为150m,宽为30m,从深夜11时至次日清晨4时抽水,使上蓄水池水面增高20m,而抽水过程中水上升的高度始终保持为400m,不计抽水过程中其它能量损耗,求:
(1)水的重力势能增加多少?
(2)抽水机的功率为多大?
(3)若发电机的效率为70%,则晚上抽上去的水量能发电多少kW·h?
【答案】(1) (2) (3) 【讲解】(1) 小问详解:
抽水机提水的体积
水的质量
所受重力
水增加的重力势能
(2) 小问详解:
抽水机做功
工作时间t=5h,抽水机的功率
(3) 小问详解:
若发电机的效率为70%,则晚上抽上去的水量能发电
12.(2026·北京呼和浩特·考前预测)我国已投入使用超级电容公交车。超级电容器是一种新型电能存储设备,安全高效环保。假设某型号的超级电容公交车载满乘客时总质量为15吨,某次运行时从充电桩充满电后电车储存的能量约为2×107焦,能以10米/秒的速度保持匀速直线行驶6千米,能量利用的效率为90%。(g=10N/kg)
(1)若公交车载满乘客时车胎与地面的总接触面积为0.4米2,求公交车对地面的压强?
(2)若公交车在该次运行中受到的阻力恒定,则阻力大小是多少?
(3)若公交车在该次运行中电容器输出电压为300伏,不计电容器输出电能时的能量损耗,则工作电路的电流有多大?(结果保留一位小数)
【答案】(1)3.75×105Pa (2)3000N (3)111.1A 【讲解】(1) 小问详解:
公交车载满乘客时对地面的压力等于总重力,即
公交车对地面的压强
(2) 小问详解:
某次运行时从充电桩充满电后电车储存的能量约为2×107焦,能以10米/秒的速度保持匀速直线行驶6千米,能量利用的效率为90%,该过程消耗的机械能
根据W=Fs可得,公交车受到的牵引力为
因为公交车是做匀速直线运动,处于平衡状态,受到平衡力作用,所以公交车受到的牵引力等于受到的阻力,即
(3) 小问详解:
根据可得,汽车行驶时间
不计电容器输出电能时的能量损耗,工作电路消耗的电能为充满电后电车储存的能量,根据可得,工作电路的电流为
13.(2026·内蒙古赤峰·一模)图甲是一台消防机器人,可负重进行消防救灾,也可连接高压水带并拖动至指定位置进行喷水救火。这款机器人自身重力为,履带与地面的接触面积共为,在消防救灾时,以最大负重状态下在水平地面上行驶时对地面的压强为。救火时,连接高压水带后每秒最多可将的水喷射到高的位置,图乙是该机器人喷水时的情景(假设水喷射速度恒定,忽略空气阻力)。(,g取)
(1)消防救灾时,该消防机器人最大负重为多少?
(2)救火时,消防机器人每秒最多喷射水的质量有多少?
(3)消防机器人在连接高压水带救火喷水时,整体喷水的最大功率至少为多少?
【答案】(1)2000N (2)50kg (3)15000W 【讲解】(1) 小问详解:
以最大负重状态下在水平地面上行驶时的总重力为
消防机器人最大负重为
(2) 小问详解:
防机器人每秒最多喷射水的质量为
(3) 小问详解:
整体喷水的重力为
整体喷水克服水重力做功为
整体喷水的最大功率为
14.(2026·内蒙古鄂尔多斯·二模)如图甲是太阳能驱动的无人驾驶物流车,整车质量为2 t,轮胎与地面的总接触面积为。物流车在平直公路上从静止开始启动,受到水平方向的牵引力随时间变化关系如图乙,运动速度随时间的变化关系如图丙(g取)。求:
(1)结合乙、丙两图,车在行驶过程中受到的阻力是多少?
(2)车静止在水平地面上对地面的压强是多少?
(3)60-120 s内,物流车牵引力做的功及功率各是多少?
【答案】(1)
(2)
(3)
, 【讲解】(1) 小问详解:
根据二力平衡条件,匀速直线运动的物体,水平方向牵引力与阻力大小相等。由图丙可知,60~120s内物流车做匀速直线运动,处于平衡状态;由图乙可知,此过程牵引力大小。根据二力平衡可得,阻力
(2) 小问详解:
水平地面上静止的物体,对地面的压力等于自身重力,已知整车质量
轮胎与地面总接触面积,物流车的重力
物流车对水平地面的压力
因此车静止在水平地面上对地面的压强
(3) 小问详解:
60~120s内,运动时间
由图丙可知,匀速运动速度,牵引力,物流车运动的路程
牵引力做的功
牵引力的功率
15.(2026·内蒙古呼和浩特市实验中学·考前预测)为纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80周年,2025年9月3日举行了盛大的阅兵仪式。如图是首次亮相的某款无人驾驶战车,在平直的长安街路面上匀速行驶0.1h通过了3.6km的路程。已知战车质量为2t,车轮与地面的接触面积为,发动机的功率为10kW,匀速行驶过程中消耗柴油0.3kg。()通过计算分析战车:
(1)静止在水平地面时对地面的压强;
(2)在匀速行驶过程中受到的阻力大小;
(3)发动机的效率。
【答案】(1)
(2)1000N (3)30% 【讲解】(1) 小问详解:
静止在水平地面时,战车对地面的压力
静止在水平地面时对地面的压强
(2) 小问详解:
战车行驶速度
匀速行驶时,由
可得牵引力
战车匀速行驶,阻力与牵引力平衡,因此在匀速行驶过程中受到的阻力大小
(3) 小问详解:
发动机做的有用功
柴油完全燃烧放出的总热量
发动机效率
试卷第1页,共3页
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让教与学更高效
专题05简单机械与机械能
考点1杠杆与滑轮
1.【答案】D
2.【答案】C
3.【答案】
4.【答案】(1)450N
(2)75%
5.【答案】(1)脚踏碓做成费力杠杆,虽然费力,但能省距离,其动力臂小于阻力臂,这意味着在施力
端移动较小的距离,阻力端就能移动较大的距离。对于脚踏碓来说,脚踏的一端移动较小距离,碓头一端
就能快速下落较大距离,碓头快速下落会使其在较短时间内获得较大的速度,从而具有更大的动能。较大
的动能作用在稻米上,能够更有效地使稻米去皮:(2)水碓安装在水流较急的地方,是因为水流较急时,
水的动能较大。根据能量守恒定律,水的动能可以更多地转化为水碓的机械能,从而使水碓具有更大的功
率,能够更高效地完成对稻米的加工。
考点2功、功率与机械效率计算
1.【答案】C
2.【答案】①0.6
②7.2×104
③7.2×10
考点3动能与势能及其转化
1/3
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让教与学更高效
1.【答案】B
2.【答案】D
3.【答案】B
考点4力、热、功能综合
1.【答案】(1)0.21m
(2)6.3×10J
(3)1.512×103J
2.【答案】(1)120m;(2)1×105Pa;(3)50min
模拟题精选
1.【答案】B
2.【答案】C
3.【答案】D
4【答案】D
5.【答案】C
6.【答案】D
7.【答案】A
8.【答案】C
9.【答案】D
10.【答案】(1)
机械能转化为内能
(2)
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让教与学更高效
大型客车质量比小型客车更大,相同速度下大型客车动能更大,刹车时制动距离更长,更容易引发交通事
故,因此对不同车型设定不同的最高行驶速度,大型客车的限速更低。
11.【答案】(1)3.6×10"J
(2)2×10kW
(3)7×104
12.【答案】(1)3.75×105Pa
(2)3000N
(3)111.1A
13.【答案】(1)2000N
(2)50kg
(3)15000W
14.【答案】(1)
4×103N
(2)
(3)
2×10Pa
2.88×10J'4.8×104W
15.【答案】(1)
(2)1000N
(3)30%
2.5×10Pa
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