2025年中考物理二轮复习：简单机械、功和机械能 尖子生测试卷（含答案解析）

第第页2025年中考物理二轮复习：简单机械、功和机械能尖子生测试卷学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题：本大题共3小题，共6分。1.北京时间2023年10月31日，“神舟十六号”载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。在返回过程中，返回舱主伞打开后的一段时间内，返回舱的速度迅速减小。不计返回舱的质量损失。在这段时间内，下列说法正确的是(

)A.返回舱相对地面是静止的

B.返回舱惯性减小

C.返回舱动能减小，重力势能减小，机械能也减小

D.返回舱的金属外壳内能增加是由于热传递2.2022年2月27日，我国长征八号遥二运载火箭以“1箭22星”方式，在西昌卫星发射中心文昌航天发射场成功将22颗卫星发射升空，创造了中国单次发射卫星数量最多的记录。如图所示，在发射过程中，卫星随火箭加速上升，则此时卫星的(

)A.动能不变，重力势能增大，机械能增大

B.动能和重力势能都增大，机械能增大

C.动能减小，重力势能增大，机械能不变

D.动能和重力势能都增大，机械能不变3.如图所示，当水平拉力F=5N时，恰好可以使物体沿水平地面向左做匀速直线运动，已知物体A重为10N，所受地面的摩擦力为8N，若在10s时间内，物体A水平移动了2m，不计绳和滑轮的自重，则在此过程中(

)A.拉力F的功率为1W B.拉力F做功为10J

C.物体A重力做功为20J D.滑轮组的机械效率为80%二、多选题：本大题共2小题，共6分。4.2022年冬季奥运会在我国北京举行。如图为某运动员正在进行跳台滑雪比赛的情景。穿着滑雪板的运动员依靠重力的作用从跳台上加速滑下，在到达赛道底部时双膝弯曲后蹬地跃起，一段时间后着地。下列分析正确的是(

)A.运动员在赛道上下滑时速度增大，动能增大

B.运动员在赛道上下滑时机械能不断增加

C.运动员在赛道上下滑时，重力对运动员做功

D.运动员向上跃起过程中，动能转化为重力势能

5.如图所示，用滑轮组提升所受重力为800N的物体A，滑轮组绳子自由端在拉力F作用下竖直匀速移动了6m，用时20s，滑轮组的额外功是400J。对于这一过程，下列说法中正确的是(

)A.滑轮组提升物体A所做的有用功是1600J

B.动滑轮所受的重力为200N

C.拉力F的功率是100W

D.滑轮组的机械效率是80%

三、填空题：本大题共5小题，共10分。6.冬天吃一碗热腾腾的牛肉板面能使人感到暖和，碗端起来感觉很烫手，是通过______的方式增加了手的内能；如图甲所示是用筷子夹起一块牛肉的情景，图乙是筷子的示意图，请在图乙中画出筷子受到阻力F2的阻力臂l2；此时筷子是______(选填“省力”“等臂”或“费力”)杠杆。7.如图是甲、乙两人分别用两装置在相同的时间内将质量相等的重物匀速提升相同的高度，空气阻力、摩擦和绳子的质量均不计，每个滑轮重小于物重，则：两人拉绳子的力F甲______F乙，甲、乙两人做功的效率关系η甲______η乙(均选填“大于”、“小于”或“等于”

8.如图所示，用固定在墙上的三角支架ABC放置空调室外机。如果A处螺钉松脱，则支架会绕______点倾翻。为了安全，室外机应尽量______(填“靠近”或“远离”)墙壁。

9.在“研究杠杆平衡条件”实验中，如图所示，当在A处挂三个钩码，要使杠杆在水平位置平衡，应在B处挂______个钩码，拿去B处的钩码，改在C处用弹簧测力计竖直向上拉，杠杆平衡时弹簧测力计上的示数为______N。(每个钩码重0.5N)，如果实验时作用于C处的弹簧测力计拉歪了，则弹簧测力计的示数将______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。10.如图，用此装置提升重物，不计绳重和摩擦，当拉力F=20N时，重50N的物体被匀速提起，10s内物体升高5m，则动滑轮重______N，该装置的机械效率是______。

四、实验探究题：本大题共1小题，共6分。11.学习了机械效率知识后，同学们对“斜面的机械效率跟什么因素有关”这一课题提出了一些值得探究的猜想：

A.斜面的机械效率跟斜面的倾斜程度有关；

B.跟斜面的粗糙程度有关；

C.跟斜面的长度有关；

D.跟物体的重力有关。

小刚同学为了验证猜想是否正确，设计方案并进行了探究，下表反映了他的探究过程。实验次数斜面倾角斜面粗糙程度物重

G/N斜面高度

ℎ/m沿斜面拉力

F/N斜面长

S/m有用功

W总功

W机械效率

η(%)①30°粗糙10.50.710.50.7______②30°稍光滑10.50.610.50.683③45°粗糙10.70.91______0.978(1)请你替小刚在上表中的空格处填上适当的数据(小数位参照表中相关数据)。

(2)通过对比实验①②数据，可验证猜想______(填写字母)。

(3)通过对比实验①③数据，可以得出的探究结论是：当其它条件一定时，斜面倾斜程度越大，斜面的机械效率越______。

(4)若要验证猜想D，应控制斜面的长、斜面的倾斜程度和______不改变。五、计算题：本大题共7小题，共56分。12.在杭州第19届亚运会某场馆的建设中。工人用如图甲所示的滑轮组将400N的重物匀速提起，拉力F=250N。重物上升的高度ℎ与所用时间t的关系图象如图乙所示，不计绳重和摩擦。已知工人的重力为800N，每只脚与水平地面的接触面积为200cm2。求：(g取10N/kg)

(1)在匀速提升重物的过程中，工人拉绳子的速度；

(2)工人提升重物时，双脚站在地面上对地面的压强；

(3)不考虑绳子的承重，该滑轮组的最大机械效率。13.一般小汽车每消耗1kg汽油就会排放2.3kg的二氧化碳气体，为了实现节能减排，各种新能源汽车相继出现，如图所示为某太阳能汽车，能将太阳能转换为电能储存起来供汽车行驶，真正实现了零排放。若该太阳能汽车行驶时受到的阻力恒为900N，某天接收到的太阳能为1.08×108J，可供汽车匀速行驶30km路程。求：

(1)该太阳能汽车匀速行驶30km过程中牵引力所做的功；

(2)该太阳能汽车太阳能转化为机械能的效率；

(3)相比较效率为30%的汽油车，牵引力做相同的功可以减少多少千克二氧化碳气体的排放？(汽油热值为4.6×14.如图所示，重为800N的物体，它与水平地面的接触面积为

1.0×103

cm2.工人师傅用500N的力匀速提升物体，物体移动的速度为0.2m/s。(不计摩擦及绳重)

求：(1)工人师傅拉绳的功率；

(2)滑轮组的机械效率；

(3)动滑轮的重；

(4)体重为

15.如图所示，小型牵引车通过滑轮组将质量为30kg的货物A匀速吊起，牵引车的质量为2t，若牵引车以1m/s的速度匀速行驶，牵引车的功率为400W，牵引车受到的阻力为150N，且滑轮的摩擦和绳重均可忽略不计，g取10N/kg。求：

(1)牵引车5s内走过的距离；

(2)牵引车的牵引力大小；

(3)滑轮组的机械效率。

16.体重为500N的小明距立时双脚与地面接触的总面积是400cm2。他用如图所示的滑轮组竖直提升物体A，当A以0.1m/s的速度匀速上升时，小明对绳子的拉力F为400N，滑轮组的机械效率为75%。(不计摩擦及绳重)求：

(1)小明拉绳子之前对地面的压强；

(2)拉力F的功率；

(3)若绳子能承受的最大拉力为700N，小明用此滑轮组竖直向下匀速拉物体时所能达到的最大机械效率为多少？

17.快递业务服务提升了生活质量，为了提高快递配送效率，可使用如图所示的物流机器人完成快速智能配送。若空载时该物流机器人的重力为6×103N，轮胎与地面的总接触面积为0.2m2，当该物流机器人完成所有配送任务后返回服务站时，在某平直道路上匀速行驶了4×103m，用时1.2×103s，已知机器人匀速行驶时，牵引力为120N，g取10N/kg。求此过程中：

18.如图所示为一款雪地摩托车，空车质量为90kg。求：(燃油的热值取q=4.0×107J/kg，g取10N/kg)

(1)雪地车载着质量为50kg的人静止在水平地面上，雪地车与地面接触的总面积为20dm2，雪地车对地面的压强是多少？

(2)雪地车以36km/ℎ的速度在水平地面匀速直线行驶，输出功率为8kW，则雪地车所受阻力是多少？

(3)若雪地车以8kW的输出功率行驶2ℎ，消耗了3.6kg答案和解析1.【答案】C

【解析】解：A、返回舱与地面的位置不断发生变化，所以返回舱相对地面是运动的，故A错误；

B、惯性的大小只与物体的质量有关，不计返回舱的质量损失，所以返回舱的惯性不变，故B错误；

C、在返回过程中，返回舱的速度迅速减小，动能减小，高度降低，重力势能减小，则机械能减小，故C正确；

D、在返回过程中，返回舱与空气摩擦，把机械能转化为内能，使返回舱的内能增加，温度升高，这是通过做功的方式改变返回舱的内能，故D错误。

故选：C。

(1)物体相对于参照物的位置发生了变化，则物体是运动的，物体相对于参照物的位置没有发生变化，则物体是静止的；

(2)惯性的大小只与物体的质量有关，质量越大，惯性越大；

(3)机械能等于动能和势能的总和，动能与物体的质量和速度有关，重力势能与物体的质量和高度有关；

(4)做功和热传递都可以改变物体的内能；做功改变物体内能的实质是能量的转化，热传递改变物体内能的实质的能量的转移。

本题考查改变物体内能方式、物体的惯性、机械能及其转化，是一道基础题。2.【答案】B

【解析】解：卫星随火箭加速上升过程中卫星的质量不变，速度变大，动能变大；卫星随火箭加速上升过程中卫星的质量不变，高度升高，重力势能变大；物体的机械能是物体动能和重力势能的总和，因卫星的动能和重力势能都在增大，故卫星的机械能增大，故ACD不符合题意，B符合题意。

故选B。

(1)动能大小的影响因素：质量和速度，质量越大，速度越大，动能越大；

(2)重力势能大小的影响因素：质量和高度，质量越大，高度越高，重力势能越大；

(3)机械能等于动能和势能之和。

掌握动能、重力势能的影响因素，根据影响因素能判断动能、重力势能、机械能的变化。3.【答案】D

【解析】解：

AB、由图可知，拉动动滑轮的绳子的有效股数n=2，则绳端移动的距离：s绳=ns物=2×2m=4m；

拉力F做的功：W总=Fs绳=5N×4m=20J；

拉力F的功率为：P=W总t=20J10s=2W，故AB错误；

C、由于物体水平移动，物体在重力的方向上(竖直向下)没有移动距离，所以重力不做功，即重力做功为0J，故C错误；

D、所受地面的摩擦力约为8N，则有用功为：W有=fs物=8N×2m=16J；

该装置的机械效率为：η=W有W总=16J20J=80%，故D正确。

故选：D。

4.【答案】ACD

【解析】解：A、运动员的质量不变，在赛道上下滑时速度增大，所以动能增大，故A正确；

B、滑雪运动员在赛道上下滑时，由于滑板与雪之间的摩擦，一部分机械能转克服摩擦对外做功，转化为内能，所以机械能减小，故B错误；

C、运动员在赛道上下滑时，在重力的方向上通过了距离，重力对运动员做功，故C正确；

D、运动员的质量不变，向上跃起过程中，高度变大，重力势能变大，速度变小，动能变小，动能转化为重力势能，故D正确。

故选：ACD。

(1)影响动能的因素是物体的质量和物体运动的速度，影响重力势能的因素是物体的质量和物体的高度；

(2)克服摩擦做功，机械能转化为内能；

(3)做功的两个条件：一是作用在物体上的力；二是在力的方向上通过的距离；两个条件必须同时满足，否则没有做功。

本题考查了动能和重力势能的转化、力是否做功的判断等知识的理解和应用，难度不大。5.【答案】ACD

【解析】解：由图可知，滑轮组绳子的有效股数n=3，

由s=nℎ可得，物体提升的高度：ℎ=sn=6m3=2m；

A、有用功W有用=Gℎ=800N×2m=1600J，故A正确；

B、若不计绳重和摩擦，提升动滑轮所做的功为额外功，由W额=G动ℎ可得，动滑轮重力G动=W额ℎ=400J2m=200N，

而实际上需要考虑摩擦力和绳重，动滑轮所受的重力小于200N，故B错误；

C、拉力做的总功W总=W有用+W额=1600J+400J=2000J，

拉力的功率P=W总t6.【答案】热传递

费力

【解析】解：碗端起来感觉很烫手，手吸收热量，内能增大，通过热传递的方式改变手的内能；

在使用筷子时筷子绕着C点转动，所以C点即为支点；食物对筷子的阻碍力为阻力，阻力的作用点为A点。故阻力臂是从支点(C)到阻力的作用线之间的距离，即线段AC的长度。如图所示：

筷子使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆。

故答案为：热传递；；费力。

(1)改变内能的方式包括做功和热传递；

(2)首先根据杠杆的示意图，确定杠杆的支点。确定力的作用点和力的方向，画出力的作用线。从支点向力的作用线作垂线，支点到垂足的距离就是力臂；

(3)判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，判断它是属于哪种类型的杠杆。

本题考查内能的改变和杠杆的知识，属于综合题。7.【答案】大于

大于

【解析】解：由题知，质量相等的重物，重物重力相同(设其大小为G)，

(1)对于图1，因为两个都是定滑轮，空气阻力、摩擦和绳子的质量均不计，所以F甲=G；该装置的额外功为0，η甲=100%；

(2)对于图2，因为是一个定滑轮、一个动滑轮，n=2，空气阻力、摩擦和绳子的质量均不计，所以F乙=12(G+G轮)，又因为每个滑轮重小于物重，所以F乙<G；该装置的额外功>0，η乙<100%；

由以上分析可知，8.【答案】C

靠近

【解析】解：用固定在墙上的三角支架ABC放置空调室外机。如果A处螺钉松脱，则支架会绕C点倾翻；

为了安全，室外机的位置应尽量靠近墙壁，以减小阻力臂，从而减小A处的拉力。

故答案为：C；靠近。

根据杠杆平衡条件可知，在阻力与阻力臂一定的情况下，动力臂越大，动力越小，力越小，空调越牢固，据此根据图示情景分析答题。

此题考查了杠杆的应用，把杠杆知识应用到生活中。此题体现了物理知识与生活的紧密联系。9.【答案】4

3

变大

【解析】解：设杠杆每格长度为L，一个钩码的重力为G，由杠杆平衡条件得：3G×4L=nG×3L，

解得n=4，应在B处挂4个钩码。

拿去B处的钩码，改在C处用弹簧测力计竖直向上拉，由杠杆平衡条件得：3G×4L=F×2L，F=6G=6×0.5N=3N；

如果在某次实验时弹簧测力计拉歪了，此时动力臂变小，阻力、阻力臂不变，根据杠杆的平衡条件可知，弹簧测力计的示数将变大。

故答案为：4；3；变大。

(1)由杠杆平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂。可计算出所挂钩码的多少；

(2)设杠杆的每一个小格代表Lcm，知道动力臂、阻力臂、阻力，根据杠杆平衡条件求出动力。

当弹簧测力计倾斜拉杠杆时，动力臂减小，阻力和阻力臂不变，动力会增大。

探究杠杆平衡条件的实验中，杠杆的两端各挂一组钩码，实验操作比较简单，计算也比较简单；如果杠杆的两端挂多组钩码，实验操作复杂，计算也比较复杂。但是两种情况都能得出正确的结论。10.【答案】10

83%

【解析】解：由图可知，该滑轮组动滑轮上有3段绳子承载物重，不计绳重和摩擦，则动滑轮的重力G动=nF−G=3×20N−50N=10N，

此过程中做的有用功W有=Gℎ=50N×5m=250J，

绳端移动的距离s=nℎ=3×5m=15m，

此过程中拉力做的总功W总=Fs=20N×15m=300J，

滑轮组的机械效率η=W有用W总=250J300J×100%≈83%。

故答案为：10；83%。

(1)11.【答案】71

0.7

B

高

斜面的粗糙程度

【解析】解：(1)①中的机械效率为：

η=W有W总×100%=GℎFs=1N×0.5m0.7N×1m×100%=71%；

③中的有用功为：W有用=Gℎ=1N×0.7m=0.7J；

(2)对比①②数据得：斜面越光滑，机械效率越大，即摩擦力越小，机械效率越大，故机械效率与斜面的粗糙程度有关；

(3)由①中的倾斜角30°和③中的倾斜角45°可知，斜面倾斜角不同，所用拉力不同，其机械效率也不同，说明当其它条件一定时，斜面倾斜程度越大，斜面的机械效率越高；

(4)通过对比①②数据得机械效率与斜面的粗糙程度有关；通过对比实验①③数据可得斜面倾斜程度越大，斜面的机械效率越高；

因此若要验证猜想D，应控制斜面的长、斜面的倾斜程度和斜面的粗糙程度不改变。

故答案为：

(1)71；0.7；

(2)B；

(3)高；

(4)斜面的粗糙程度。

(1)根据η=W有W总×100%=GℎFs×100%求①中的机械效率；根据12.【答案】解：(1)由图乙可知，在20s内重物上升的高度ℎ=2m，

由图甲知，n=2，拉力端移动距离s=nℎ=2×2m=4m，

小明拉绳子的速度：

v=st=4m20s=0.2m/s；

(2)工人提重物时，小明对地面的压力：

F压=G人−F=800N−250N=550N，

双脚站在地面上时，受力面积S=200cm2×2=400cm2=0.04m2，

对地面的压强：

p=F压S=550N0.04m2=1.375×104Pa；

(3)不计绳重和摩擦，拉力F=1n(G+G动)【解析】(1)由图乙可知，在20s内重物上升的高度为2m，由图甲知，n=2，拉力端移动距离s=nℎ，利用速度公式求工人拉绳子的速度；

(2)工人提升重物时，对地面的压力等于工人的重力减去施加的拉力，求出双脚站在地面上时的受力面积，再利用p=FS求对地面的压强；

(3)不计绳重和摩擦，拉力F=1n(G+G动)，据此求动滑轮的重力；不考虑绳子的承重，工人施加的最大拉力等于工人的重力，而拉力F=113.【答案】解：(1)该太阳能汽车匀速行驶时，牵引力与阻力是一对平衡力，即F=f=900N，

匀速行驶30km过程中牵引力所做的功为：

W=Fs=900N×30000m=2.7×107J；

(2)某天接收到的太阳能为E=1.08×108J，

该太阳能汽车太阳能转化为机械能的效率为：

η=WE×100%=2.7×107J1.08×108J×100%=25%；

(3)如果是效率为30%的汽油车，牵引力做相同的功消耗的汽油质量为m，由η=WQ放=Wqm得，

m=Wqη=2.7×107J4.6×107【解析】(1)已知汽车行驶时受到的阻力，匀速直线运动的物体受力平衡，由二力平衡的条件可知汽车的牵引力，再根据W=Fs可求出牵引力做的功；

(2)根据η=WE×100%求出该太阳能汽车太阳能转化为机械能的效率；

(3)根据η=14.【答案】解：(1)由图可知，n=2，

所以，绳端移动的速度：v绳=2v物=2×0.2m/s=0.4m/s，

工人师傅拉绳的功率：

P=Wt=Fst=Fv绳=500N×0.4m/s=200W；

(2)滑轮组的机械效率：

η=W有用W总×100%=GℎF2ℎ×100%=G2F×100%=800N2×500N×100%=80%；

(3)不计摩擦及绳重，拉力F=12(G+G动)，

所以动滑轮重：

G动=2F−G=2×500N−800N=200N，

(4)小明拉绳子时的最大拉力等于其重力，即F′=G人=450N，

设绳子对物体的最大拉力为F拉，

所以绳子对物体的最大拉力：F【解析】(1)根据v拉=2v物求出绳端移动的速度，根据P=Wt=Fst=Fv求出拉力的功率；

(2)根据η=W有用W总=GℎF2ℎ=G15.【答案】解：(1)牵引车5s内走过的距离为：

s=vt=1m/s×5s=5m；

(2)根据P=Wt=Fst=Fv可知，牵引车的牵引力大小为：

F牵=Pv=400W1m/s=400N；

(3)牵引车匀速行驶，根据力的平衡关系可知，

F=F牵−f=400N−150N=250N；

由图可知，n=3，该滑轮组的机械效率为：

η=W有W【解析】(1)根据s=vt求出牵引车5s内走过的距离；

(2)根据P=Wt=Fst=Fv求出牵引车的牵引力大小；

(3)牵引车匀速行驶，根据力的平衡关系求出牵引车对滑轮组自由端的拉力；16.【答案】解：(1)小明拉绳子之前对地面的压力等于小明的重力，即F压=G人=500N，则小明拉绳子之前对地面的压强为：

p=F压S=500N400×10−4cm2=1.25×104Pa；

(2)由图可知，n=2，拉力F的功率为：

P=Wt=Fst=Fv绳=Fnv物=400N×2×0.1m/s=80W；

(3)当小明对绳子的拉力F为400N，滑轮组