2023福建版物理中考复习题-八简单机械、功和功率、机械效率

2023福建版物理中考

专题八简单机械、功和功率、机械效率

基础运用

一、选择题（每小题2分，共10分）

1.（2021北京中考）如图所示的四种工具中，正常使用时属于费力杠杆的是（B）

园艺剪筷子

AB

瓶盖起子核桃夹

CD

解析园艺剪、瓶起子、核桃夹正常使用时动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A、C、D不符合

题意;筷子正常使用时动力臂小于阻力臂，是费力杠杆,B符合题意。

2.（2022龙岩二模）如图是我国古代科技著作《天工开物》中的汲水工具——桔棒，它前端用绳

系一木桶，后端系一质量适当的配重物。木桶盛满水后，为了减小人向上提水时所需的拉力，下列

操作可行的是(A)

A.将配重远离支点B.将水桶远离支点

C.将支点远离地面D.适当地减小配重

解析整个装置可视为杠杆，配重对杠杆的拉力为动力，水桶的拉力为阻力，根据杠杆平衡条件

可知GML=（G*-FQL2,若将配重远离支点，即增大人当心不变时，G"-尸我也要增大，所以F拉

减小，符合题意，故A正确。若将水桶远离支点，即乙2增大,GM、L\不变，则E拉要增大,B错误。将

支点远离地面，拉力大小不受影响,C错误。适当减小配重，也会使得拉力变大,D错误。故选Ao

3.（2022湖北武汉中考）用一个动滑轮在8s内将一重为300N的物体匀速向上提起2m,拉力为

200No这个动滑轮的机械效率和拉力的功率分别是（D）

A.66.7%；50WB.66.7%；100W

C.75%；50WD.75%；100W

解析动滑轮所做的有用功W充产G/?=300Nx2m=600J,使用动滑轮提升物体,〃=2,绳端移动的

距离5=///7=2x2m=4m,W.&=A=200Nx4m=800J,动滑轮的机械效率片上处=世=75%,拉力做

W邙800J

功的功率2=出=幽=100W,D正确。

t8s

4.（2022江苏扬州中考）在测量滑轮组机械效率的活动中,装置如图所示，欲使所测机械效率提高,

下列措施可行的是（A）

A.转轴加润滑油B.增加提升高度

C.增大提升速度D.减小物体质量

W.-

解析〃=洪，影响滑轮组机械效率的因素有:物体重力、动滑轮重力、绳子重力和摩擦。转轴加

总

润滑油，减小滑轮间的摩擦力，可以减小额外功，机械效率变高,A正确。根据〃=*=生=里=

W邙FsFnh.

£可知，机械效率不受提升高度和速度的影响,B和C均错误。在动滑轮重力一定时，减小物体质

量，被提升物体的重力减小，有用功在总功中的占比减少，机械效率降低,D错误。

5.（2022福州二模）如图甲所示，物体A分别在水平推力Fi、F2,的作用下，在粗糙程度不变的水平

地面上做直线运动。物体运动的路程和时间图像如图乙所示，两次推力的功率分别为a、p2o

则(A)

A.FI=F2P\>PIB.F\=F2P\<PI

C.F\>FIP]>PiD.FI<F2P\>PI

解析由题图乙可知，物体两次都是匀速直线运动，根据二力平衡条件可知,推力都等于摩擦力,

摩擦力不变,故受到的水平推力为乃=b2；由题图乙可知mX2,由P=W/t=Fs/t=Fv可得，两次推力

的功率Pl>P2。

二、填空题（每空1分，共4分）

6.（2022漳州二模）如图所示为某同学在家锻炼身体的情景。锻炼时，以脚尖O点为支点,手臂弯

曲、伸直交替进行。此时人体相当于省力杠杆。若脚尖。离墙壁越远，手掌对墙壁的压力

就越大。

解析动力臂大于阻力臂,人体相当于省力杠杆。若脚尖。离墙越远，阻力臂越长，手对墙的力就

越大。

7.（2021海南中考）如图所示，利用滑轮组把物体匀速提升一定高度，该滑轮组有2一段绳子承

担物重，在绳子承受范围内，不计绳重和摩擦,若增加所提升的物重，则滑轮组的机械效率将工

大（选填“变大”“变小”或“不变”）。

解析从图中可以看出,与动滑轮相连的绳子有两段，因此，该滑轮组有两段绳子承担重物。滑轮

14^G”如"G，n„hG物八

组的机械效率//=—1=--=---3-=3,因此，在绳子承受范围内，不

FsG物+G动（G物+G动加G物+G动i+力

心------nh

G娴

n物

计绳重和摩擦，动滑轮重力不变的前提下，增加所提升的物重，滑轮组的机械效率变大。

技巧点拨影响滑轮组机械效率的因素:物重、机械本身的自重（动滑轮重力、绳重）及轮轴摩擦,

则提高滑轮组机械效率的方法是:增加物重、减小机械本身的自重（动滑轮重力、绳重）及轮轴摩

擦。

三、作图题（共2分）

8.（2021青海中考）在图中，画出杠杆平衡时施加在杠杆上的最小动力Fi的作用点和方向,并画出

所挂重物的绳子对杠杆拉力的力臂L2O

9.（2022三明二模）如图,小梦用核桃夹为奶奶开核桃，为了能用更小的力夹开核桃,请你给她提一

条建议，并说明理由。

答案方法一:将手向远离支点。的方向移动，就能用更小的力夹开核桃。理由:根据杠杆平衡条

件在阻力人与阻力臂，2一定时，将手向远离支点方向移动，动力臂变大，动力Fl变小,

就能用更小的力夹开核桃。

方法二:将核桃向支点。的方向移动,就能用更小的力夫开核桃。理由:根据杠杆平衡条件

E“尸尸2/2,在阻力尸2与动力臂一定时，将核桃向支点方向移动，阻力臂，2变小，动力Fl变小，就能

用更小的力夹开核桃。

（答案合理即可）

五、实验题（共5分）

10.（2022海南中考）小明发现公共场所为残障人士设计的无障碍通道是斜面，且不同的斜面通道

的倾斜程度有所不同，这引发了小明对斜面的兴趣。他想了解斜面的机械效率是否与倾斜程度

有关，便与实验小组的小伙伴们用如图所示装置进行实验探究。

⑴测量斜面的机械效率，需要的测量工具是弹簧测力计、刻度尺。

⑵请设计出实验数据记录表。

答案

⑶准备动手实验时，有小伙伴提出,斜面的机械效率还可能跟斜面的粗糙程度有关。则他们要探

究斜面的机械效率是否与倾斜程度有关时，应当保持不变，这里采用的科学

研究方法是控制变量法。

解析⑴需要测量物重和拉力,斜面高度和斜面长度，则需要的测量工具:弹簧测力计和刻度尺。

⑵需要改变斜面的倾斜程度，多次实验。每次需要测量物重、拉力、斜面高度、斜面长度，计算

有用功、总功和机械效率。所以表格中要有自变量及每次所需测量的、计算的物理量，并且表

头上要有单位。⑶一个物理量与多个因素有关，研究与其中一个因素的关系时，要控制其他因素

相同，这种方法称为控制变量法。研究斜面的机械效率与斜面的倾斜程度的关系，应保持斜面的

粗糙程度不变。

六、计算题（共6分）

11.（2021江苏苏州中考）如图是工人师傅用滑轮组提升建筑材料的示意图，在400N的拉力作用

下，使质量为70kg的建筑材料在10s的时间里，匀速竖直上升了2m0不计绳子重力和摩擦,g

取10N/kgo求：

⑴拉力的功率P；

⑵滑轮组的机械效率力

⑶动滑轮的重力G动。

答案解：（1）由题图可知:s=2〃=2x2m=4m

Ws=F.v=400Nx4m=l600J

P=^=26OOJ=]6OW

t10s

或者+/:v=s-=—4m=0八.4“m//s

t10s

p=Fv=400NX0.4m/s=160W

(2)G=/??g=70kgxlON/kg=700N

W#=G/?=700NX2m=l400J

"=*=87.5%

1IV,..,1600J

(3)2尸=G+G动

G那=2F-G=2x400N-700N=100N

或者:丁川行1600J-l400J=200J

Wt^=G^h

G功号=%=100N

h2m

3日XL

S^QIAETT

一、选择题（每小题2分，共8分）

1.（2022福州二模）图甲是《墨经》中记载的古代提升重物的工具——“车梯”,图乙是其等效示意

图。当此“车梯”匀速提升重物时(A)

A.增大物重,“车梯”的机械效率变高

B.该“车梯”承担物重的绳子有5股

C.绳端拉力尸是物重的1/4倍

D.使用“车梯”可以省距离

解析增大物重，在额外功不变的情况下，有用功在总功中所占比例增大，则机械效率增大，故A

项正确;由图乙可知〃=4,该“车梯”承担物重的绳子有4股，故B项错误;由于动滑轮自身有重力及

克服绳和轮间的摩擦，则绳子拉力大于被提升的物重的1/4倍，故C项错误;“车梯”为省力杠杆,

省力费距离，所以使用“车梯”不可以省距离，故D项错误。

2.（2022龙岩二模）将规格完全相同的滑轮，用绳子绕成图中的甲、乙滑轮组，分别匀速提升重力

为G、G的两物体，升高相同的高度。绳自由端施加的拉力大小分别为尸1、物重Gl>G2,不

计绳重和摩擦。则下列判断正确的是(A)

甲

A.甲滑轮组的有用功与额外功的比值较大

B.甲、乙滑轮组绳端移动的距离相等

C.甲、乙滑轮组的有用功相同

D.拉力Fi一定小于Fi

解析两物体升高相同的高度，物重G1>G2,根据W=G〃可知WQWj即甲的有用功大于乙的有

用功,又因为滑轮完全相同，即克服动滑轮重力所做的额外功相同,所以甲滑轮组的有用功与额

外功的比值较大,A正确,C错误;甲绳端移动距离3加乙绳端移动距离为2〃,即甲、乙滑轮组绳端

移动距离不相等,B错误汨=?Gi+G。£=；（G2+G。由于G”相同,Gi>G,无法比较拉力Fi、Fi

的大小关系，故D错误。

3.（2022山东泰安中考）如图所示，物理项目化学习小组在空旷的室外测试某型号无人机负重飞

行能力。测试时将重20N的物体A固定在无人机上,并控制无人机完成以3m/s的速度匀速上

升、在空中悬停、以2m/s的速度匀速下降三个阶段的测试项目，同时利用系统软件记录多次测

量的相关信息，并做出测评报告。下列说法中C)

①匀速上升阶段，物体A相对于地面是运动的

②匀速上升阶段，物体A的机械能不变

③匀速下降阶段，物体A的重力势能转化为动能

④物体A匀速下降阶段的动能小于匀速上升阶段的动能

A.只有①③正确B.只有②④正确

C.只有①④正确D.只有①②③正确

解析匀速上升阶段，物体A相对地面位置发生了改变，所以物体A是运动的，①正确;匀速上升

阶段，物体A的速度不变，质量不变,所以动能不变，物体A高度升高，重力势能增加,动能和重力势

能统称为机械能，所以机械能增加，②错误;匀速下降阶段，物体A质量不变，高度降低，重力势能减

小，但速度不变，动能不变，因此，重力势能没有转化为动能，③错误;物体A匀速下降时速度2m/s

小于匀速上升时速度3m/s,故匀速下降时的动能小于匀速上升时的动能，④正确。故选Co

4.（2022泉州二模）如图，长为L的轻质木板（不计质量），左端可绕。点转动,右端放一重为G的小

物块,用竖直向上的力尸拉着木板的右端，使木板始终在水平位置保持静止。小物块向左匀速滑

行过程中，能正确表示拉力尸与小物块运动时间r关系的是（A）

解析如答图，木板左端可绕0点转动，由于木板始终在水平位置保持静止，则动力臂为OA=L,

杠杆受到物体的压力（阻力）F'=G,阻力臂为。区08=。4可=L以

V

G

o

BA

根据杠杆平衡条件可得:

FxOA=F'xOB=Gx(OA-vi),

即FxL=Gx（L-M,所以F=G-?h由此可知下与7成一次函数关系，当/增大时/减小,A符合题意。

二、填空题（每空1分，共4分）

5.（2022厦门二模）2023年亚洲杯厦门赛区主场——白鹭体育场正在建设。起重机将3t的建材

以0.2m/s的速度竖直向上匀速提升，若起重机滑轮组的机械效率为80%,则拉力F的功率为」

500Wo若以较小速度竖直向上匀速提升同一建材，则滑轮组的机械效率将，

34

解析Gto=mg=3xl0kgxlON/kg=3xl0N

P产G扬v=3xl04Nx0.2m/s=6x103W

拉力/的功率P=—=-°3W=7.5xl03W

Anso%

滑轮组的机械效率与物体提升的速度无关。

6.（2021重庆中考）如图所示,ABC是以0为支点的轻质杠杆,A3=40cm,08=30cm,PC=60cm,水

平地面上的实心均匀正方体物块M重为80N,用细线与C点相连，在A点用60N的力沿某方向

拉杠杆，使M对地面的压力最小，且杠杆处于水平位置平衡，此时细线的拉力为q}N；保持A

点的拉力大小和方向以及杠杆的状态不变，要使M对地面的压强变为原来的W可将物块M沿

竖直方向切去的质量为1.75kg。（忽略支点处的摩擦,g=10N/kg）

qc

A____

8A

解析根据杠杆平衡条件可知，动力臂最大时,M受到的拉力最大,M对地面的压力就最小。最大

动力臂0A=J(/B)2+(OB/=J(40cm)2+(30cm)2=50cm。根据FA•OA=F-OC求得此

U-Fp.

时细线的拉力FU=50NO物块对地面的压强，设将物块M沿竖直方向切去一部分后,

剩余物块的重力为*则剩余物块与地面的接触面积变为*则剩余物块对她面的压强p'=无著，根

n

据p，=/G=80N,FU=50N,可求出〃=1.28,则剩余物块的重力为毁=62.5N,切去物块的重力为

8。262.5217.52其质量片就=1.751^

方法技巧杠杆平衡中，当动力、阻力臂一定时，阻力最大，对应的动力臂最大，确定最大动力臂的

方法:连接支点与动力的作用点，作用点与支点之间的距离就是最大力高，动力的作用线与支点

和动力作用点的连线垂直。

三、作图题（共4分）

7.（2021江苏苏州中考节选）按照要求作图：

图中利用羊角锤撬钉子，在锤柄上画出所施加的最小动力/和其力臂L

答案如图所示。

a

四、实验题（共5分）

8.（2022漳州三模）在“探究轻质杠杆的动力与动力臂的关系”的实验中：

4“

.I/I

甲

⑴实验中将杠杆调节到水平位置平衡，这样做的目的是便于直接读取力臂。

⑵调节好的杠杆如图甲,在杠杆A点挂3个相同的钩码，每个钩码重0.5N,用弹簧测力计在8位

置竖直向下拉杠杆，保持杠杆在水平位置平衡，弹簧测力计读数为L2N。

⑶保持A点钩码数量不变，杠杆在水平位置平衡时,测出多组动力和动力臂的数据，绘制了

Fi-/i的关系图像，如图乙。请根据图线推算，当为8cm时,Fi为0.75N。

⑷如图丙，工人在使用扳手时，在扳手手柄上加了一个长套筒，通过实验，小东明白这是通过3

大力建的办法省力。图丙中工人在C处沿不同方向施力均能把螺丝拧起，则几小于Fb。

解析⑴调节杠杆在水平位置平衡，力臂刚好在杠杆上，便于直接读取力臂。

⑵设杠杆每个格的长度为L,每个钩码的重力为G=0.5N,根据杠杆的平衡条件:用心=尸8%,即

3GX4L=BJX5L,解得弹簧测力计读数FI=FB=2.4G=1.2NO

⑶保持A处的钩码数量和位置不变，根据FALA=F\L\,^-.F\L\保持不变,LI为8cm的时候为

0.75No

⑷根据杠杆的平衡条件:BL产F2L2,在扳手手柄上加了一个长套筒使动力臂变长，动力变小。工

人在C处沿几方向施力动力臂较长，动力较小。

五、计算题（共14分）

9.（2022山西中考）（4分）频闪拍摄是研究物体运动的最好方式之一。如图所示，是小亮用相机每

隔0.5s曝光一次，拍摄的汽车在平直公路上行驶时的频闪照片。拍摄过程中汽车的总质量约为

L6t,所受阻力约为车重的0.3倍。搜集汽车信息得知车身长3m,静止时车轮与地面的总接触面

积为016m2。求:（g取10N/kg）

⑴汽车静止时对水平地面的压强；

⑵拍摄过程中汽车的输出功率。

34

答案解:⑴汽车静止在水平地面，对地面的压力F&=G=mg=\.6xl0kgxlON/kg=1.6xlON,^

车对水平地面的压强?=言=T；：：：U=1X1（）5pa。

⑵分析题图可知,汽车在平直公路上每0.5s通过的路程均为6m,在拍摄过程中做匀速直线运动

汽车在拍摄过程中受到的牵引力

3

厂产户0.3G=0.3x1.6xl（）4N=4.8X10N

拍摄过程中汽车的输出功率

P=-=空=4.8X103Nx6m=5.76X104Wo

tt0.5s

解题关键观察频闪摄影的图片,3m的车长在图片中占3个虚线格，即每个虚线格表示1m。每

0.5s汽车运动的路程应为车头到车头（或车尾到车尾）的距离。

10.（2022莆田二模）（6分）如图所示，动滑轮重100N,绳所能承受的最大拉力为500N,绳重及摩擦

不计。若拉力产在5s内将重400N的物体匀速提升0.4mo求：

⑴绳自由端移动的距离;

⑵在这个过程中拉力的功率;

⑶该滑轮组的最大机械效率。

答案(1