压轴题11 简单机械、功和机械能选填压轴题（原卷版）-2023年中考物理压轴题专项训练

第第页压轴题11简单机械、功和机械能选填压轴题综合近几年中考对于简单机械、功和机械能的考察形式，杠杆计算、滑轮计算、斜面和效率计算题在中考试卷中往往涉及速度、压强、浮力、功和功率、简单机械的运用等。机械能的相互转化，在不同物理情景下应用也是中考难点。①认真审题,明确现象与过程,明确给出的条件并挖掘题中的隐含条件。②确定答题的方向,弄清在考什么知识点,选择合适的规律与公式。③列出表达式,注意适用条件和量的一一对应。④代入数据求解,注意单位统一。一、单选题1．（2022·重庆南岸·模拟预测）如图所示，轻质杠杆AB可绕O点自由转动，AO:OB=1:2，OC=CB，质量分布均匀的正方体M通过细杆与杠杆C点相连（轻质杠杆和细杆的质量均忽略不计），物体M的重力为40N，边长为10cm，将底面积为50cm2、重为20N的物体N从杠杆B端向A端移动。当N运动到A端时，将M沿竖直方向切去部分，并将其平放在N上，使M对水平地面的压强刚好为500Pa。下列说法正确的是（）

A．当物体N在B端时，细杆所受压力为20NB．当物体N在B端时，M对地面的压强为4×103PaC．当物体N在A端时，M应切去部分的质量为0.8kgD．当物体N在A端时，M切去部分对N的压强为800Pa2．（2022·重庆·重庆八中校考一模）如图甲所示，质量为40kg的小林同学站在高台上竖直向上匀速拉动绳子，脚与地面的总接触面积为0.04m2，现改变G物，计算并绘出机械效率η与G物的关系图象，如图乙所示，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（）①此滑轮组动滑轮的重力为20N；②当G物=150N时，小林对绳子的拉力为60N；③当G物=120N时，若此时的拉力的功率为15W，则物体上升的速度为0.3m/s；④若水平高台能承受的最大压强为12500Pa，则该滑轮组所能提升物体的最大机械效率为90%。A．只有①③ B．只有②③ C．只有②④ D．只有①②3．（2022·山东日照·校考一模）如图所示，重为2N的物体A放在水平桌面上，重为5N的物体B挂在动滑轮下，每个滑轮重为1N（不计绳重和摩擦），B恰好可以匀速下降。现对A施加水平向左的拉力使B上升，当B以0.3m/s的速度匀速上升时，拉力大小为F。下列说法正确的是（）A．B匀速下降时，物体A受到3N的摩擦力B．拉力F的大小为4NC．拉力F的功率为1.2WD．B匀速上升0.6m的过程中，拉力F做功2.4J4．（2022·江苏无锡·校考一模）如图甲所示是高空作业的师傅在美化楼体外墙的情境，其结构的原理图如图乙所示，已知吊架的质量为50kg；工人以及工具的总重为600N，绳子自由端的拉力的大小为500N。在电动机拉力的作用下，吊篮在10s内上升了2m，不计绳重和摩擦。则下列说法正确的是（）A．绳子自由端拉动的速度为0.2m/sB．整个装置的机械效率为73.3%C．若绳子的最大承受能力是600N，则吊篮中的人与工具的总重不能超过900ND．装置动滑轮的重力为200N5．（2022·重庆·二模）如图所示，质量不计的杠杆支点O距左端L1=0.3m，距右端L2=0.4m。在杠杆左端用绳子悬挂边长10cm正方体A，在右端用绳子挂上质量6kg的物体B，杠杆在水平位置平衡，此时A对地面的压强是2000Pa，此时下列数据正确的是（）A．A物体的密度6g/cm3B．假如杠杆可以变长，只要把B物体向右移动10cm就能把A提起来C．A物体受的重力和地面对它的支持力是一对平衡力D．A物体受到的合力为80N6．（2022·重庆·四川外国语大学附属外国语学校校考二模）多多设计了一个储水控制装置，如图甲所示为该装置的简易模型。OAB是一个轻质杠杆，杠杆绕O点转动，OA∶OB=2∶1。B点处用轻质弹簧连接了一个底面积为100cm2的长方体浮桶，浮筒位于水箱底部，此时恰好对水箱底部无压力。A点与固定在天花板上的压敏电阻C通过一根轻质细杆相连，压敏电阻通过电路控制加水管（电路未画出）。现打开加水管向水箱内加水，当桶底升至阀门所处高度时，加水管停止加水，此过程中压敏电阻C所受的力与加水的体积的关系如图乙所示（已知弹簧的弹力每改变5N，弹簧形变量改变1cm，整个过程发生在弹簧弹性限度内），以下说法正确的是（）A．浮筒的重力为2NB．水箱的底面积180cm2C．停止加水时浮筒移动的距离为4cmD．整个过程中浮筒下表面所受的最大压强为2.4×103Pa7．（2023·安徽合肥·统考二模）如图所示，蹦极者此刻正从O点由静止开始蹦极，a点是弹性绳自然下垂时绳下端的位置，b点是蹦极者合力为零的位置，c点是蹦极者下降的最低点。不计空气阻力，下列说法中正确的是（）A．a→b弹簧的弹性势能转化为蹦极者的机械能B．a→b蹦极者的机械能保持不变C．a→c蹦极者减少的重力势能和动能等于绳增大的弹性势能D．a→c弹性绳的弹性势能先增大后减小8．（2023·山东泰安·统考一模）如图甲所示，水平地面上的一物体，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系如图乙，物体的速度v与时间t的关系如图丙，以下说法正确的是（）①0~2秒，物体处于静止状态，是因为推力小于摩擦力②2~4秒，物体受到的摩擦力为2N③2~4秒，物体做匀速直线运动④4~6秒，推力F做的功为16JA．只有①③ B．只有①④ C．只有②③ D．只有②④9．（2021·湖南邵阳·统考一模）如图所示，OQ是水平地面，物体在水平拉力作用下，从O匀速直线运动到Q，OP段拉力为300N，做的功为，功率为，PQ段拉力为200牛，做的功为，功率为，则（）A．

B．

C．

D．

10．（2022·广东佛山·统考模拟预测）如图所示，轻弹簧左端固定，原长时右端位于O点，现将木块置于弹簧的右端，用力将弹簧压缩∆l的长度（弹簧始终在弹性限度内）后由静止释放，木块在水平地面上向右滑行距离为s后停在O点右侧。下列描述该过程中木块克服地面摩擦力所做的功W、木块的动能Ek随木块距O点的长度x变化的关系图线中，可能正确的是（）A． B．C． D．11．（2023·广东广州·中山大学附属中学校考一模）用轻质弹簧（弹簧质量和空气阻力忽略不计）把小球挂在天花板上，如图所示，当用手将小球拉到水平位置静止，弹簧刚好处于原长状态，放手后小球摆动到最低点的过程中，下列说法正确的是（）A．小球的机械能守恒B．小球的重力势能的减少量大于小球动能的增加量C．小球的重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量D．小球的重力势能的减少量小于弹簧弹性势能的增加量12．（2022·安徽芜湖·统考三模）如图所示是跳板跳水运动员跳水过程中的几个瞬间，不计空气阻力，其中①位置时运动员把跳板压到最低处。关于该过程，下列判断正确的是（）A．①位置到②位置的过程中重力势能转化为弹性势能B．②位置到③位置的过程中运动员减小的动能等于运动员增加的重力势能C．③位置时运动员的动能为零D．④位置时运动员的动能等于③位置时运动员的重力势能13．（2022·江苏苏州·统考二模）小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上（如图甲），在刚接触轻弹簧的瞬间（如图乙），速度为5m/s。将弹簧压缩到最短（如图丙）的整个过程中，小球的速度和弹簧缩短的长度之间的关系如图丁所示，其中A为曲线的最高点。已知轻弹簧每受到0.5N的压力就缩短1cm，并且轻弹簧在从受到撞击到被压缩到最短的整个过程中始终发生弹性形变（g=10N/kg）。以下说法正确的是（）A．实验中所用小球的质量为0.25kgB．从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中，小球的动能不断减小C．小球在最低点速度等于零，处于平衡状态D．整个过程中小球的机械能不变14．（2021·浙江宁波·统考模拟预测）悠悠球是除洋娃娃之外世界上最古老的玩具，它由轮与轴（含绕轴上的线）两部分组成（如图甲）。一悠悠球，轮半径为R，轴半径为r，线为细线，如图乙是玩悠悠球的两种不同方式，小科用拉力F使球在水平方向匀速运动距离s，则下列说法正确的是（）A．两种方式拉力F做功均为FsB．a方式拉力F所做的功大于b方式拉力F所做的功C．a方式拉力F所做的功小于b方式拉力F所做的功D．无法判断15．（2022·湖北武汉·校联考模拟预测）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，下列说法中正确的是（）A．在a、c两点时动能均为零B．在a点和e点都处于静止状态，因此机械能相等C．从a点下滑到b点过程中，机械能保持不变D．从c点下落到d点过程中，机械能保持不变16．（2021·重庆九龙坡·统考模拟预测）如图所示装置（其中一个定滑轮用轻杆固定在地面上），每个滑轮的重力为10N，物体A的重力GA=100N，物体B的重力GB=40N对A施加水平向右的拉力F1=110N，使A以0.1m/s的速度匀速向右运动；撤去拉力F1，在A的右侧加挂一个与它相同的物体，如图乙所示，对B施加一个竖直向下的拉力F2，使A以0.2m/s的速度匀速向左运动。绳重及滑轮转轴处的摩擦等次要因素忽略不计，则下列说法正确的是（）A．甲图中，A受到的摩擦力为110N B．乙图中，F2的大小为45NC．乙图中，P点处受到的拉力为140N D．乙图中，F2做功的功率为2W二、多选题17．（2022·广东深圳·红岭中学校考三模）爱动手动脑筋的小明想测水平方向放置的滑轮组的机械效率。用弹簧测力计先直接拉动物块在水平桌面上做匀速直线运动，弹簧测力计示数为2N；接着按图甲组装滑轮组拉动物块在水平方向上运动，拉力F随时间变化关系如图乙，物块运动的速度随时间变化的关系如图丙。在2～4秒时间段，下列说法正确的是（）A．物块受到的摩擦力为2N B．物块受到的拉力为2.4NC．拉力F的功率为0.08W D．滑轮组的机械效率为83.3%18．（2022·贵州遵义·统考一模）如图为利用瓦特蒸汽机提升物体的工作示意图，蒸汽机的工作原理为：打开阀门A、关闭阀门B，高压蒸汽进入汽缸，推动活塞上行。当活塞到达汽缸顶部时，关闭阀门A、打开阀门B，蒸汽进入冷凝器，汽缸内压强减小，活塞下降，如此循环往复。蒸汽机工作时，汽缸内部平均压强为1.1×106Pa，活塞横截面积为10dm2，蒸汽机活塞往复运动，通过杠杆和定滑轮对重物做功。若物体质量为200kg，活塞每分钟向上运动100次，活塞每次上升高度为60cm，则（）A．活塞受到蒸汽的平均压力为1.1×107NB．若物体匀速上升，杠杆对绳子C向下的拉力为200NC．蒸汽推动活塞上行过程中，内能转化为机械能D．蒸汽机工作一分钟对该物体做有用功的功率为1000W19．（2023·四川成都·校联考二模）物体M单独置于水平地面上静止时，对水平地面压强为3×105Pa，将物体M用绳系于杠杆的B端，在杠杆的A端悬挂一滑轮组，定滑轮重150N，动滑轮重90N，杠杆AB的支点为O，OA：OB＝5：3，装置如图所示。当工人利用滑轮组提升重为280N、体积为7×10﹣3m3的物体m在水中匀速上升时，杠杆在水平位置平衡，此时物体M对地面压强为1×105Pa（杠杆与绳的重量、滑轮组的摩擦均不计，g取10N/kg，水的密度为1.0×103kg/m3），下列说法正确的是（）A．杠杆A端受到的拉力是450NB．物体M的质量是150kgC．物体m出水后，在M不离开地面的情况下，人拉绳的最大拉力是250ND．物体m出水后，当M对地面恰好没有压力时，物体m加速上升20．（2021·河北保定·校考一模）如图所示，某人将物体沿水平方向匀速拉动了10m，所用时间为10s。物体和地面之间的摩擦力为320N，滑轮组的机械效率为80%，不计绳重和滑轮组的摩擦，下列说法中正确的是（）A．A、B、C处绳子受力的大小关系是FB＞FC＞FAB．绳子A处向上的速度为2m/sC．动滑轮重为80ND．拉力F做功的功率为160W21．（2023·北京通州·统考一模）一个重700N的工人站在地面上，利用如图甲所示的滑轮组提升一批不同重力的货物。此时，工人正在用竖直向下的拉力F使重为500N的货物A以0.2m/s的速度匀速上升，拉力F所做的功W与时间t的关系如图乙所示。已知缠绕滑轮组的绳子最多只能承受550N的拉力，在不计绳重和摩擦的情况下，下列说法中正确的有（）A．拉力F为300NB．拉力F的功率为120WC．此人使用该滑轮组最多能使重为1300N的货物匀速上升D．此人使用该滑轮组匀速提升货物时，最大的机械效率约为90.9%22．（2021·辽宁·校联考二模）将质量是10kg的物体A放在水平地面上，利用如图所示的装置使物体A以0.2m/s的速度做匀速直线运动，弹簧测力计始终保持水平，其示数为6N，绳重、滑轮重、弹簧测力计重及滑轮间的摩擦不计，则下面判断正确的是（）A．作用在绳端的拉力F为2NB．绳端移动的速度为0.6m/sC．在2s内克服地面对物体的摩擦力做的功为7.2JD．2s内拉力F的功率为1.2W三、填空题23．（2023·湖北随州·统考模拟预测）如图甲是上肢力量健身器示意图，杠杆AB可绕O点在竖直平面内转动，AO=2BO，配重的重力为100N，小明体重为500N，小明通过细绳在B点施加竖直向下的拉力为FB，杠杆在水平位置平衡，配重对地面的压力记为F压，拉力FB与压力F压的关系如图乙所示，杠杆AB和细绳的质量及所有摩擦均忽略不计，滑轮重力为G滑轮，求：（1）滑轮M是__________（填“动”或“定”）滑轮；（2）滑轮的重力__________；（3）将配重改为120N，小明能否将配重拉起，通过计算说明理由__________。24．（2022·重庆·二模）如图所示，轻质杠杆AB用细线悬挂于O点，A点挂边长为2dm、密度为2×103kg/m3的正方体C，B点挂边长为1dm正方体D，AO：OB=2:5，杠杆在水平位置平衡时，D静止在空中，C对水平地面的压强为1000Pa，则D的密度为______kg/m3；若将正方体D浸没在密度为2×103kg/m3的液体中（未接触到容器底），保持杠杆在水平位置平衡，要使C对水平地面的压强增大为2000Pa，可将物体C沿竖直方向切去的质量为______kg。25．（2021·重庆·重庆市育才中学校考二模）如图所示，用轻质薄木板AB做成杠杆，O为支点，OA=OB=2m，地面上一质量为2kg，边长为a=10cm的实心正方体物块M，用一不可伸长的轻质细线系于OB的中点C处，此时AB恰好静止于水平位置，细线恰好被拉直。现将小滑块Q（小滑块的大小不计）放于O点上方，将小滑块Q向左移动0.4m，此时绳子对C点的拉力为8N，此时物块M对水平地面的压强______Pa，若Q再向左侧移动0.2m，沿竖直方向将正方体M左右两边各切去厚度为d的部分，将它们叠放在Q的正上方时，正方体M对地面的压强为0，切去厚度d为______m。26．（2023·江苏苏州·统考一模）让一系于橡皮筋一端的小球从某悬挂点O的正下方P点由静止释放如图甲所示，整个下落过程中，橡皮筋所受弹力F与小球下落高度h的关系如图乙所示；小球下落的速度v与下落高度h的关系如图丙所示（不考虑空气阻力）。已知该轻质橡皮筋每受到0.1N的拉力就伸长1cm，经测量小球从P点下落到a、b、c三点的距离分别为：ha=0.4m，hb=0.5m，hc=0.7m。（1）小球从a点到c点的过程中，小球动能变化情况是_________（变大/变小/先变大再变小/不变/先变小再变大）；（2）当橡皮筋弹性势能最大时，小球处于_________状态（平衡/非平衡）；（3）实验中所用小球的重力为_________N。由a点到b点，动能变化量_________（大于/小于/等于）重力势能变化量。27．（202