山东省济宁市2021-2023三年中考物理真题分类汇编-03做功与机械能、简单机械及机械效率

山东省济宁市2021-2023三年中考物理真题分类汇编-03做功与机械能、简单机械及机械效率

一、单选题

1．（2023·山东济宁·统考中考真题）商场里，小明乘着自动扶梯匀速上楼，如图所示。下列说法正确的是（　　）

A．以扶手为参照物，小明是运动的

B．小明受重力、支持力和摩擦力

C．小明对扶梯的压力与小明的重力是一对平衡力

D．上楼过程中，小明的机械能逐渐增大

2．（2023·山东济宁·统考中考真题）小明家的屋顶上有一个水池，图是他设计的一种自动测量水池内水位高低的装置，R'是定值电阻，R是滑动变阻器，它的金属滑片是杠杆的一端。从水位表（用电流表改装）指针的刻度，就可知道水池内水位的高低。下列对装置的设计方案提出的建议，可行的是（　　）

A．用电压表改装水位表，并与R'并联

B．用塑料材料制作杠杆AB

C．用软绳连接杠杆A端与浮标

D．用导线代替电阻R'接通电路

3．（2022·山东济宁·统考中考真题）如图所示，神舟十三号载人飞船与天和核心舱、天舟二号货运飞船、天舟三号货运飞船构成四舱（船）组合体，在轨道上运行。下列说法正确的是（　　）

A．火箭点火加速升空过程中，搭载的飞船机械能增加

B．以地球为参照物，组合体是静止的

C．航天员通过超声波与地面人员进行交流

D．组合体通过太阳能板获得能量，太阳能属于不可再生能源

二、填空题

4．（2023·山东济宁·统考中考真题）两个滑轮按如图所示的方式组合，用5N的拉力F拉动绳端，使物体在5s内水平向左匀速滑动1m，物体与地面间的摩擦力为9N，则拉力F的功率为_________________W，滑轮组的机械效率为_________________。

5．（2022·山东济宁·统考中考真题）某建筑工人用大小为400N的拉力，通过滑轮匀速提升重为360N的货物（如图所示），此滑轮是 ________滑轮，机械效率η=________。

6．（2021·山东济宁·统考中考真题）蹦蹦杄备受青少年喜爱，图是小明玩蹦蹦杆的情景，小明依靠自身的重力挤压蹦蹦杆下端的弹簧时，原有的重力势能就以______的形式储存在弹簧中，跃起后，蹦蹦杆离开地面，小明和蹦蹦杆一起向上运动，随后又向下运动，往返多次后，弹簧的温度有所升高，这是通过______的方式改变了弹簧的内能。

三、实验题

7．（2023·山东济宁·统考中考真题）利用铁架台、杠杆、质量相等的钩码等器材，探究杠杆的平衡条件；

（1）调节螺母，将没挂钩码的杠杆调节至水平位置平衡，如图甲所示，其目的是方便测量_________；

（2）为探究杠杆的平衡条件，小明设计了以下两种收集实验数据的方案，其中合理的是_________；

（3）如图所示，在A处挂3个钩码，则应在B处挂_________个钩码，才能使杠杆在水平位置保持平衡；

（4）杆秤就是杠杆平衡条件的一个应用，是中国最古老也是现今人们仍然在使用的一种称质量的简易工具，由带有秤星的秤杆、秤砣、提纽等组成，如图所示，此杆秤有两个提纽，使用它称较重的物体时，常用离秤钩较_________（选填“近”或“远”）的提纽。

四、作图题

8．（2022·山东济宁·统考中考真题）中国古代人民为了抵御入侵，常在城池周围建造护城河，通过吊桥升降控制人员进出。如图是吊桥被拉起时的模型图，请在图中画出拉力F的力臂。

五、计算题

9．（2022·山东济宁·统考中考真题）为支援上海疫情防控、保障民生，蔬菜运输车（如图所示）从山东寿光出发，历经9小时15分钟，行程777公里，于4月18日上午8点抵达上海徐汇区。该蔬菜运输车总质量为31t，轮子与地面的总接触面积为6200cm2（g取10N/kg）求：

（1）运输车全程的平均速度；

（2）运输车对水平路面的压强；

（3）在某段平直公路上，运输车匀速行驶9km用时6min，受到的阻力为2.6×103N，则运输车牵引力做功的功率。

10．（2021·山东济宁·统考中考真题）测算如图所示滑轮组的机械效率时，实验中得到一组数据如表，求：

（1）拉力所做的功；

（2）滑轮组的机械效率。

参考答案：

1．D

【详解】A．以扶手为参照物，小明和扶手之间的位置没有发生相对变化，所以小明是静止的，故A错误；

B．小明跟着自动扶梯匀速上楼，小明受重力、支持力，没有受到摩擦力，故B错误；

C．小明对扶梯的压力与小明的重力方向都是竖直向下的，一对平衡力需要大小相等、方向相反，所以它们不是一对平衡力，故C错误；

D．上楼过程中，小明质量不变，速度不变，则动能不变；上楼时高度增加，重力势能增大，则机械能逐渐增大，故D正确。

故选D。

2．A

【详解】A．如果用电压表改装水位表，把电压表与R'并联，测R'两端电压，根据串联电路分压特点，当水位升高时，变阻器接入电路电阻变小，变阻器两端电压变小，电源电压不变，则R'两端电压变大。所以这个方案可行，故A符合题意；

B．R是滑动变阻器，它的金属滑片是杠杆的一端。因为塑料是绝缘体，所以不能用塑料制作杠杆AB，故B不符合题意；

C．如果用软绳连接杠杆A端与浮标，当水位上升时，浮标对杠杆没有力的作用，则不能改变变阻器的电阻值，故C不符合题意；

D．如果用导线代替电阻R'接通电路，当变阻器滑片滑到最下端时，等同于用导线直接接到电源两端，可能会因电流过大把电源烧坏，故D不符合题意。

故选A。

3．A

【详解】A．火箭加速升空过程中，飞船的质量不变，速度增大，其动能增大；同时高度升高，重力势能增大；机械能等于动能与势能之和，搭载飞船的机械能增大，故A正确；

B．若以地球为参照物，组合体相对于地球的位置不断发生改变，所以组合体相对于地球是运动的，故B错误；

C．太空中是真空，超声波不能在真空中传播，航天员是通过电磁波与地面人员进行交流的，故C错误；

D．太阳能可以源源不断的获得，属于可再生能源，故D错误。

故选A。

4．     2     90%

【详解】[1]由图可知，n=2，拉力端移动距离

s=2s物=2×1m=2m

拉力做功

W总=Fs=5N×2m=10J

拉力F的功率

[2]拉力做的有用功

W有=fs物=9N×1m=9J

滑轮组的机械效率

η==90%

5．     定     90%

【详解】[1]由图可知，滑轮的轴固定不动，为定滑轮。

[2]使用定滑轮不省距离、也不费距离，则h=s，机械效率为

6．     弹性势能     做功

【详解】[1]小明依靠自身的重力挤压蹦蹦杆下端的弹簧时，小明所处高度变小，所以重力势能变小，弹簧的形变量变大，弹性势能变大，所以原有的重力势能就以弹性势能的形式储存在弹簧中。

[2]小明和蹦蹦杆一起向上运动，随后又向下运动，往返多次后，此过程中有力对弹簧做功，弹簧的温度有所升高，内能变大，这是通过做功的方式改变了弹簧的内能。

7．     力臂     方案二     2     近

【详解】（1）[1]调节螺母，将没挂钩码的杠杆调节至水平位置平衡，使得杠杆中心经过支点，避免杠杆自重对实验结果产生影响，便于测量力臂。

（2）[2]为探究杠杆的平衡条件，为了避免偶然性对实验结果的影响，使实验结论具有普遍性，应多次改变动力与阻力的大小，观察动力臂与阻力臂，故方案二更合理。

（3）[3]如图所示，在A处挂3个钩码，OA=2，OB=3，根据杠杆平衡原理

即

可得F2=2，即应在B处挂2个钩码。

（4）[4]当使用杆秤称较重的物体时，根据杠杆平衡原理

可知，应用离秤钩较近的提纽从而减小阻力与阻力臂乘积的总值，从而在有限的动力臂内可以减小动力。

8．

【详解】由题知，杠杆的支点在O处，从支点向力的作用线引垂线，力到垂足的距离就是动力臂，如图所示：

9．（1）84km/h；（2）5×105Pa；（3）6.5×104W

【详解】解：（1）蔬菜运输车的运行时间为

t=9小时15分钟=9.25h

运输车全程的平均速度为

（2）蔬菜运输车满载时车对水平路面的压力

F=G总=m总g=31×103kg×10N/kg=3.1×105N

满载时车对地面的压强

（3）蔬菜运输车做匀速直线运动

F牵=F阻=2.6×103N

蔬菜运输车牵引力做的功为

W=F牵s=2.6×103N×9×103m=2.34×107J

运输车牵引力做功的功率为

答：（1）运输车全程的平均速度为84km/h；

（2）运输车对水平路面的压强为5×105Pa；

（3）运输车牵引力做功的功率为6.5×104W。

10．（1）0.09J；（2）55.6%

【详解】解：（1）拉力所做的功为

（2）滑轮组的机械效率为

答：（1）拉力所做的功为0.09J；

（2）滑轮组的机械效率55.6%。