【新思维】2024中考科学复习 专题5 功和简单机械（含答案）
文档属性
| 名称 | 【新思维】2024中考科学复习 专题5 功和简单机械（含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 634.0KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 科学 | ||
| 更新时间 | 2024-03-08 14:54:24 | ||
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文档简介
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2024中考复习 新思维 专题5 功和简单机械
一、选择题
1． 汽车刹车原理图如图所示，连着刹车踏板的金属杆是一根能绕O点转动的杠杆，当驾驶员踩下刹车踏板时，刹车油受到挤压从而推动活塞向左移，活塞挤压刹车卡钳夹紧刹车盘产生摩擦力使车辆减速，当行驶中的汽车刹车时，下列分析正确的是（ ）
A．刹车盘的温度不会升高 B．连着刹车踏板的金属杆是费力杠杆
C．刹车卡钳把刹车盘夹得越紧，摩擦力越大 D．脚踩刹车踏板时，刹车踏板对脚没有力的作用
2． （2022 广东）分别使用图中四种装置匀速提升同一重物，不计滑轮重、绳重和摩擦，最省力的是（ ）
A． B． C． D．
3． [2202·绍兴] 小敏在做“研究杠杆平衡条件”的实验时，先后出现杠杆右端下降的现象。为使杠杆水平平衡，下列操作正确的是( )
A．图甲中平衡螺母向左调节；图乙中右侧钩码向左移动
B．图甲中平衡螺母向左调节；图乙中右侧钩码向右移动
C．图甲中平衡螺母向右调节；图乙中左侧钩码向左移动
D．图甲中平衡螺母向右调节；图乙中左侧钩码向右移动
4． （2022 杭州模拟）工人用如图所示的装置运送砂石，下列说法正确的是（ ）
A．滑轮组中的定滑轮能改变拉力的大小 B．图中动滑轮相当于一个省力杠杆
C．绳子自由端下拉1m，桶上升2m D．质量为50kg的工人利用该滑轮组能提起120kg的砂石
5． （2022 黄山）如图所示，课桌的重心为O点，以C点为支点，在B点施加一个竖直向上的力F＝300N，恰好使课桌的右端被抬起，若以D点为支点，在A点施加一个竖直向上的力，恰好使课桌的左端被抬起，则该力的大小（ ）
A．小于300N B．等于300N C．大于300N D．无法判断
6． 物体A分别在F1和F2的拉力作用下，沿同一水平面匀速运动了一段距离，如图所示。在不计滑轮重、绳重及绳与滑轮间摩擦的情况下，拉力F1、F2的大小及拉力分别所做的功W1、W2的大小关系是（ ）
A．F1＝ F2W1＝W2 B．F1＝ F2W1＝W2 C．F1＝ F2W1＝ W2 D．F1＝ F2W1＝ W2
7． （2022 济南模拟）人造地球卫星是迄今为止人类发射数量最多、用途最广、发展最快的无人航天器，运行在环绕地球的椭圆轨道上。当人造地球卫星从远地点向近地点运动的过程中（ ）
A．动能越来越小，重力势能越来越小 B．动能越来越大，重力势能越来越大
C．动能越来越大，重力势能越来越小 D．动能保持不变，重力势能越来越小
8． 2021年1月30日，荆州沙市机场正式通航，为荆州640万人口出行带来极大便利。某游客来机场乘机，他所用的拉杆旅行箱示意图如图所示。装有物品的旅行箱整体可视为杠杆，O为支点，B为重心，A为拉杆的端点。在A点沿图示方向施加拉力F使旅行箱保持静止。下列说法中正确的是（ ）
A．旅行箱受到的重力与水平地面对它的支持力是一对平衡力
B．其它条件不变时，仅缩短拉杆的长度，拉力F减小
C．其它条件不变时，使拉力F的方向沿顺时针改变10°，拉力F增大
D．箱内物体下滑，重心位置由B变至B′，拉力F增大
9． 用图甲所示的滑轮组装置将放置在水平地面上重为100N的物体提升一定高度。当用图乙所示随时间变化的竖直向上的拉力F拉绳时，物体的速度v和物体上升的高度h随时间变化的关系分别如图丙和丁所示（不计绳重和绳与轮之间的摩擦），则（ ）
A．0～1s内，拉力F做功是3J B．2～3s内，做的有用功是8J
C．2～3s内，拉力F的功率是8W D．2～3s 内，滑轮组的机械效率是83.3%
10．（2022府谷县）我国民俗活动丰富多彩，在立夏时节，有的地方会给孩子称体重，如图1所示，冀求孩子健康成长，俗称“立夏秤人”。如图2，小孩和篮子的总质量为10kg，调整秤砣的位置，使杆秤处于水平平衡状态（忽略绳重和杆重），此时OA＝3cm，OB＝10cm。下列说法不正确的是（ ）
A．该杆秤一定为费力杠杆
B．该秤砣的质量为3kg
C．要使该杆秤的量程变大，应该换用质量更大的秤砣
D．若换称质量较小的孩子，当秤杆水平平衡后，秤砣的悬挂点在B点左边
11．小红在操场上将一皮球抛出，皮球被抛出后的运动轨迹如图所示，a、c两点处于同一高度。则下列判断中正确的是（ ）
A．皮球由a到b时，动能逐渐增大 B．皮球在b点时的机械能最大
C．皮球由c到d时，机械能一直减小 D．皮球在a、c两点时动能相等
12．如图所示，用相同的轮滑和绳子分别组成甲、乙两个滑轮组，在拉力F1、F2作用下分别将相同的重物在相同的时间内匀速提升相同的高度，若不计绳重及轮与轴之间的摩擦，下列说法中正确的是（ ）
A．F1＝F2
B．甲、乙两滑轮组的机械效率相等
C．乙滑轮组绳子自由端移动的速度大，做的有用功多
D．甲滑轮组绳子自由端移动的距离大，拉力F1的功率大
13．（2022 杭州模拟）如图所示，在粗糙的水平台面上，一轻弹簧左端固定，右端连接一金属小球，O点是弹簧保持原长时小球的位置。开始时通过小球压缩弹簧到A位置（已知AO＞OB），释放小球，则小球从A点运动到B点的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．小球从O运动到B的过程中所受弹力方向向右、速度不断减小
B．小球从A运动到O的过程中，速度增大，机械能不变
C．小球运动到B点时将停止运动并保持静止
D．小球在A点处，弹簧的弹性势能最大
14．如图所示，A、B两物体的质量分别是m1和m2，用劲度系数为k的轻弹簧相连，处于竖直静止状态，现对A施加竖直向上的力F将A提起，稳定时B对地面无压力，当撤去F，A由静止向下运动至速度最大时，重力做的功为（ ）
A． B．m22g2 C． D．
15．如图所示，均匀杆AB长为L，可以绕转轴A点在竖直平面内自由转动，在A点正上方距离L处固定一个小定滑轮，细绳通过定滑轮与杆的另一端B相连，并将杆从水平位置缓慢向上拉起。已知杆水平时，细绳的拉力为T1，杆与水平面夹角为30°时，细绳的拉力为T2，则T1：T2是（ ）
A．：1 B．2：1 C．1： D．1：1
二、填空题
16．如图所示，轨道ABC是光滑的，弹簧固定在水平轨道末端，钢球从斜面上端下滑到水平面压缩弹簧后又被弹簧弹开。在钢球滚下到刚碰到弹簧的过程中， 能转化为 能；在钢球被弹开的过程中， 能转化为 能。
17．如图甲所示，小球从某高度处静止下落到竖直放置的轻弹簧上并压缩弹簧。从小球刚接触到弹簧到将弹簧压缩最短的过程中，得到小球的速度v和弹簧被压缩的长度△l之间的关系图象，如图乙（不计空气阻力，弹簧始终发生弹性形变）
（1）b为曲线最高点，此时小球受到的重力 弹力。
（2）请写出b→c发生的能量转化过程 。
18．（2022邗江区）如图所示为一种手摇升降晾衣架示意图它由4个定滑轮和两个动滑轮组成，绳子的尾端绕在一个固定在墙壁的旋轮上，旋转摇柄可以使晾衣架升降假设在升降过程中衣架横梁保持水平，不计摩擦，假设衣服和晾衣架（含动滑轮）等的总重是60N，则静止时绳子拉力是 N；要使衣架横梁上升0.5m，则绕进旋轮上的绳子长度是 m。
19．（2022 义乌市模拟）如图甲所示是某款学生用翻盖式课桌，抬起过程应用了杠杆原理，桌盖可绕铰链（支点O）自由转动，A点为桌盖重心位置。图乙为桌盖抬起时受力分析图，由图可知，该杠杆属于 （选填“省力”、“等臂”或“费力”）杠杆。若在B点分别施力F1、F2、F3，使杠杆平衡，其中最小的力是 。
20．（2022 杭州模拟）小金用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率。实验时竖直向上拉动杠杆，使挂在杠杆下面的钩码缓缓上升（支点和杠杆的摩擦不计）。
（1）重为5N的钩码挂在A点时，人的拉力F为4N，钩码上升0.3m时，动力作用点C上升0.5m，此时有用功为 J，总功为 J，机械效率η1为 。
（2）小金为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关，仍用该实验装置，将钩码移到A点左侧的B点，再次缓慢提升杠杆使动力作用点C仍然上升0.5m。此时的机械效率η2 η1（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
21．如图所示，把一小球放在一碗沿a处放开，小球在碗内来回荡动，但第二次达到的高度比第一次低，第三次比第二次低…这说明在这个过程中小球机械能在 ，从能量角度分析其原因是 。
22．（2020 乐清市一模）健腹轮是一种健身器材，使用时可将膝盖跪在垫上，双手紧握健腹轮手柄，向前推动健腹轮至身体水平于地面，然后回收归位，反复操作，如图所示。
（1）图甲所示，身重为500牛的人身体从状态1到状态2的过程中，身体重心平均下降30厘米，重力所做的功为 焦。
（2）在身体从状态1到状态2的过程中，轮内的弹性钢圈因形变而绕紧，在从状态2恢复到状态1时，绕紧的钢圈会自动恢复到原来的状态，让人体自动回弹。图乙是两种弹性钢圈使用过程中弹性势能的变化图，结合图中信息进行分析，在健腹轮中安装 （填“A”或“B”）型钢圈将使产品具有更强的自动回弹功能。
23．如图所示，AC＞BC，在相同时间内把同一物体分别沿斜面AC、BC匀速推上顶端，推力分别为F1、F2，功率分别为P1、P2，在不考虑摩擦的情况下：F1 F2，P1 P2（二空均填“＜/＞/＝”）。
三、探究题
24．杆秤(如图甲)是我国古老的衡量工具，现今人们仍然在使用。某兴趣小组在老师的指导下，动手制作量程为20克的杆秤(如图乙)。
[制作步骤]
①做秤杆：选取一根筷子，在筷子左端选择两点依次标上“A”、“B”。
②挂秤盘：取一个小纸杯，剪去上部四分之三，系上细绳，固定在秤杆的“A"处；
③系秤纽：在秤杆的“B"处系上绳子：
④标零线：将5克的砝码系上细绳制成秤砣，挂到秤纽的右边，手提秤纽，移动秤砣，使秤杆在水平位置处于平衡状态，在秤砣所挂的位置标上“0”；
⑤定刻度……
[交流评价]
（1）杆秤是一种测量 的工具：
（2）当在秤盘上放置物体称量时，秤砣应从“0”刻度向 侧移动：
（3）步骤④标零线的目的是 ；
（4）根据杠杆平衡条件可知，杆秤的刻度是均匀的。定刻度时，小科和小思采用不同的方法，你认为 的方法更合理。
小科：先在秤盘上放1克物体，移动秤砣，使秤杆在水平位置处于平衡状态，在秤砣所挂的位置标上1；然后在秤盘上放2克物体……按上述方法直到标出所有刻度。
小思：在秤盘上放20克物体，移动秤砣，使秤杆在水平位置处于平衡状态，在秤砣所挂的位置标上20，0和20之间分为20等份。依次标上相应刻度。
25．小明猜想同一根弹簧具有的弹性势能大小可能与其形变量（x）或者形变量的平方（x2）成正比。于是进行了如下实验：
①如图所示，把弹簧套在光滑竖直杆上，且底端固定在水平面上，用刻度尺读出并记录处于自由状态时弹簧上端距水平面的高度h0；
②将中间有孔的小铁块套在光滑杆上放于弹簧上端，竖直向下按压铁块，读出并记录此时弹簧上端到水平面的高度h1；
③释放小铁块，读出并记录铁块上升到最大高度时，弹簧上端到水平面的高度h2；
④改变弹簧的压缩长度h1，重复以上步骤并根据表格中记录的数据计算出x、x2和小铁块上升的距离△h。
请你解答：
实验次数 h0/m h1/m h2/m x/m x2/m2 △h/m
1 0.50 0.40 0.55 0.10 0.01 0.15
2 0.50 0.30 0.90 0.20 0.04 0.60
3 0.50 0.20 1.55 0.30 0.09 1.35
4 0.50 0.15 2.00 0.35 0.12 1.85
（1）弹簧每次被压缩时的形变量的表达式为x＝ （用所测物理量的符号表示）；
（2）弹簧弹性势能的大小是通过 来间接反映的；
（3）根据表中数据得到的结论是同一根弹簧弹性势能的大小与 成正比。
26．小波同学和大家一样是一名要参加中考的初三学生，他了解到要中考体育跳绳需要达到一分钟180个才能满分，于是在某个阳光明媚的上午，小波在学校操场上进行了测试。同时，“好奇心”物理兴趣小组的同学们也来测量小波同学跳绳的功率。
（1）根据你所掌握的知识，要达到实验目的，兴趣小组需要选择的实验器材有： ， 和秒表。
（2）兴趣小组同学根据小波跳绳情况制作了一张图，如图，假设小波跳绳整个过程是匀速的。通过计算，可以判断出这次跳绳小波 （“能“或“不能“）获得满分。
（3）称的小波同学体重约为60kg，请你通过图，大致估算出整个过程小波做的功为 J；他跳绳的功率约为 W．（g取10N/kg）
（4）从实际角度分析，你认为小波同学此次跳绳的实际功率应该比计算出的功率 （“偏大”“偏小”或“相等”）。写出一条你认为的原因： 。（合理即可）
四、计算题
27．（2022 安徽模拟）“一分钟仰卧起坐”是中考体育选考（女生）项目之一，满分为52个。如图所示，小丽的质量为50kg，她上半身的质量为全身质量的，每次仰卧起坐时上半身重心上升距离为0.3m。求：（g取10N/kg）
（1）小丽完成1次仰卧起坐所做的功；
（2）为获得满分，小丽做仰卧起坐的最小功率。
28．小华到商厦看到载货电梯后，对其结构和工作原理产生了浓厚的兴趣，他通过查阅资料了解到，电梯是通过电动机带动钢丝绳，利用滑轮组来提升货物，其机械部分结构如图甲所示，某次工作电梯在25s内将质量为500kg的重物匀速提升15m，电动机对钢丝绳的拉力为F＝3×103N，为了安全，电梯设置有超载自动报警系统，其控制电路工作原理如图乙所示，已知电源电压U＝8V，保护电阻R1＝100Ω，电阻式压力传感器（压敏电阻）R2的阻值随压力F大小变化如图丙所示，求：
（1）提升物体的有用功率；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）当电流表示数达到20mA时，电梯会发出超载警报声，该电梯承载的物重应小于多少N？
29．（2022 东兴区一模）某地货运站使用起重装置将一箱援助抗疫的物资吊装到货运专列上，此箱物资总质量为2t，吊装时需要提升3.6m。如图所示，为物资被提升过程中高度随时间变化的图像（其中3～7s是匀速直线提升过程）。（g取10N/kg）求：
（1）整个提升过程中，这箱物资的平均速度。
（2）匀速直线提升过程中，起重装置对这箱物资做功的功率。
2024中考复习 新思维 专题5 功和简单机械（参考答案）
一、选择题
1． 【答案】C
【解析】【考点】改变物体内能的两种方式；力作用的相互性；增大或减小摩擦力的方法；杠杆的分类．
【分析】克服摩擦做功时，机械能转化为内能；
动力臂大于阻力臂的杠杆是省力杠杆，动力臂小于阻力臂的杠杆是费力杠杆，动力臂等于阻力臂的杠杆是等臂杠杆；
摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关，压力越大，接触面越粗糙，摩擦力越大；
力的作用是相互的，施力物体在施力的同时也会受到受力物体的相反作用力。
【解答】解：
A、刹车时，刹车卡钳夹紧刹车盘产生摩擦力使车辆减速，此过程中克服摩擦做功将机械能转化为内能，所以刹车盘的温度会升高，故A错误；
B、由图，O点为支点，活塞对金属杆的力是阻力，脚对刹车踏板的力是动力，且动力臂大于阻力臂，所以这是一个省力杠杆，故B错误；
C、刹车卡钳把刹车盘夹得越紧，压力越大，摩擦力越大，故C正确；
D、力的作用是相互的，脚踩刹车踏板时，刹车踏板对脚也有力的作用，故D错误。
故选：C。
2． 【答案】A
【解析】【考点】滑轮组中的相关计算；定滑轮及其工作特点；动滑轮及其工作特点．
【分析】由题知，不计摩擦和动滑轮重，先分析所用的是定滑轮、动滑轮还是滑轮组，
若是定滑轮，不省力，F＝G；
若是动滑轮，省一半力，F＝G；
若是滑轮组，找出拉动动滑轮绳子股数n，则F＝G。
【解答】解：由题知，不计摩擦和动滑轮重，
A、使用的是滑轮组，n＝3，F＝G。
B、使用的是滑轮组，n＝2，F＝G；
C、使用的是定滑轮，F＝G；
D、使用的是动滑轮，F＝G；
由此可知A图中最省力，F＝G。
故选：A。
3． 【答案】A
【解析】[命题考向： 考查杠杆的平衡条件。解析：在初始的调平阶段，应通过调节平衡螺母使杠杆平衡，哪端抬高，就把平衡螺母向同方向调节，故图甲所示情况应把平衡螺母向左调节；在图乙所示情况中，若要不改变所挂钩码数量使杠杆重新平衡，则需缩短下沉侧的力臂长度或延长上升侧的力臂长度(即两边的重力不变，调节力臂长度)，故需将钩码向左移动。]
故选A
4． 【答案】B
【解析】【考点】定滑轮及其工作特点；动滑轮及其工作特点；滑轮组及其工作特点；杠杆的分类．
【分析】（1）定滑轮的实质是等臂杠杆，能改变力的方向，但不能改变力的大小；
（2）动滑轮实质是动力臂等于阻力臂二倍的杠杆，属于省力杠杆；
（3）由图知，n＝2，拉力端移动距离s＝2h；
（4）向下拉动绳子时，工人提供的最大拉力等于自身重力；利用该滑轮组能提起的最大物重G最大＝2F最大，利用G＝mg求提升最大质量。
【解答】解：A、定滑轮能改变力的方向，但不能改变力的大小，故A错误；
B、动滑轮实质是动力臂等于阻力臂二倍的杠杆，属于省力杠杆，故B正确；
C、由图知，n＝2，拉力端移动距离s＝2h，若绳子自由端下拉1m，则桶上升0.5m，故C错误；
D、工人向下拉绳子时，绳子会对人施加向上的拉力，为避免人被绳子拉上去，
所以人提供的最大拉力F最大＝G人＝m人g＝50kg×10N/kg＝500N；
不计绳重、动滑轮重和摩擦时，利用该滑轮组能提起的最大物重G最大＝2F最大＝2×500N＝1000N，
则提升物体的最大质量：m最大＝＝＝100kg，故D错误。
故选：B。
5． 【答案】A
【解析】【考点】杠杆的平衡条件．
【分析】由图判断动力臂和阻力臂的变化，课桌的重力不变，根据杠杆平衡条件判断动力的变化。
【解答】解：以C点为支点，在B点施加一个竖直向上的力F＝300N，恰好使课桌的右端被抬起，若以D点为支点，由图可知阻力臂变小，在A点施加一个竖直向上的力，动力臂不变，课桌的重力不变，即阻力不变，根据杠杆平衡条件可知动力变小，则该力的大小小于300N。
故选：A。
6． 【答案】A
【解析】【分析】滑轮重、绳重及绳与滑轮之间的摩擦不计，物体A在两种情况下的摩擦力相等，首先分析F1、F2和摩擦力的关系，比较出F1和F2的大小，然后用F1和F2的表达式表示出W1和W2最后比较出W1、W2的大小。
【解答】解：物体A在两种情况下的摩擦力f相等，上图滑轮是动滑轮，下图滑轮也是动滑轮。
则：F1＝f、F2＝2f，故：F1＝F2；
根据功的公式可知：W1＝F1×2s＝f×2s＝fs；
W2＝F2×s＝2f×s＝fs，
故：W1＝W2。
故选：A。
【点评】此题的关键是确定F1、F2与摩擦力的共同联系，然后根据滑轮的性质写出表达式就可比较大小。
7． 【答案】C
【解析】【考点】动能和势能的大小变化．
【分析】根据卫星在太空中的动能与重力势能的相互转化分析。
【解答】解：卫星在太空中飞行时，在近地点，速度最大，动能达到最大，重力势能最小；在远地点时，速度最小，动能最小，重力势能最大；在从远地点向近地点飞行时，重力势能转化为动能，在从近地点飞向远地点时，动能转化为重力势能，在这个转化过中，动能和重力势能的总量保持不变。
故选：C。
8． 【答案】C
【解析】【考点】平衡力与相互作用力的辨别；杠杆的动态平衡分析．
【解答】解：
A、在A点沿图示方向施加拉力F使旅行箱保持静止，旅行箱受到的合力为0，旅行箱受到竖直向下的重力、竖直向上的地面施加的支持力、斜向上的拉力F的共同作用，所以重力和支持力的大小不同，不是一对平衡力，故A错误；
B、由图知，O为支点，反向延长力F的作用线，由O点做F作用线的垂线，垂线段长为其力臂L，如图所示：
；
其它条件不变时，仅缩短拉杆的长度，由图可知，动力臂会变小，在阻力、阻力臂不变时，动力臂变小，根据杠杆的平衡条件“动力×动力臂＝阻力×阻力臂”可知，拉力F增大，故B错误；
C、其它条件不变时，使拉力F的方向沿顺时针改变10°，动力臂会变小，在阻力、阻力臂不变时，动力臂变小，根据杠杆的平衡条件可知，拉力F增大，故C正确；
D、箱内物体下滑，重心位置由B变至B′，阻力不变，阻力臂变小，动力臂不变，根据杠杆的平衡条件可知，拉力F减小，故D错误。
故选：C。
9． 【答案】D
【解析】【分析】由滑轮组的结构可以看出，承担物重的绳子股数n＝3，则拉力F移动的距离s＝3h；
（1）由图乙可知，在0～1s内的拉力，由图丁得出重物上升高度，利用s＝nh求拉力端移动的距离，利用W＝Fs求拉力做的功；
（2）由丁图得出在2～3s内物体上升的高度，根据W有＝Gh计算有用功；
（3）由乙图得出在2～3s内的拉力F，由丙图像得出重物上升的速度，求出拉力F的作用点下降的速度，利用P＝Fv求拉力做功功率；
（4）知道拉力F和物重G大小，以及S与h的关系，利用效率求滑轮组的机械效率。
【解答】解：
由图甲可知，动滑轮上承担物重的绳子股数n＝3；
A、由图乙可知，在0～1s内，拉力F1＝30N，由图丁可知重物上升高度h1＝0m，
则拉力端移动的距离s1＝3h1＝3×0m＝0m，
拉力做的功：W＝F1s1＝30N×0m＝0J，故A错误；
B、由图丁可知在2～3s内，重物上升的高度为h2＝0.3m﹣0.1m＝0.2m；
做的有用功为：W有＝Gh2＝100N×0.2m＝20J，故B错误；
C、由图丙可知，在2～3s内，重物做匀速运动，v物＝0.2m/s，由图乙可知此时拉力F2＝40N，
绳子自由端移动速度v绳＝3v物＝3×0.2m/s＝0.6m/s，
根据P＝＝＝Fv可知，
拉力做功功率（总功率）：P总＝F2v绳＝40N×0.6m/s＝24W，故C错误；
D、2～3s 内，滑轮组的机械效率：η＝＝＝＝＝×100%≈83.33%，故D正确。
故选：D。
【点评】本题是一道力学综合题，涉及到功、功率、机械效率的计算，能从题目提供的图中得出每秒内的相关信息是本题的关键。
10．【答案】A
【解析】【考点】杠杆的平衡条件；杠杆的分类．
【分析】A、根据杠杆的省力情况可以分为三类：动力臂大于阻力臂，省力杠杆；动力臂小于阻力臂，费力杠杆；动力臂等于阻力臂，等臂杠杆；
B、作用在杠杆A点的力等于小孩及秤钩和所坐篮子的总重力，作用在杠杆B点的力等于秤砣的重力，根据杠杆平衡条件和重力公式分析可知孩子及秤钩和所坐篮子的总质量与秤砣的质量的大小关系；
C、由杠杆平衡条件F1L1＝F2L2和G＝mg表示出物体质量的关系式可知，所以要使该杆秤的量程变大，应该换用质量更大的秤砣；
D、根据杠杆平衡条件分析若换称下一个体重较小的孩子，秤砣和篮子等都不变，仍在O点提起杆秤，调到水平平衡后秤砣的悬挂点应在什么位置。
【解答】解：
A、由于题中没有说明动力和阻力是谁，故不能确定该杆秤一定为费力杠杆，故A错误；
B、作用在杠杆A点的力等于孩子及秤钩和所坐篮子的总重力，作用在杠杆B点的力等于秤砣的重力，根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可得，m人和篮g×3cm＝m秤砣g×10cm，解得m秤砣＝3kg；故B正确；
C、由杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可得：G人和篮×OA＝m′g×OB，即m′＝＝10kg×，所以要使该杆秤的量程变大，应该换用质量更大的秤砣，故C正确；
D、因为OA＜OB，所以孩子及秤钩和所坐篮子的总重力大于秤砣的重力，根据G＝mg可知孩子及秤钩和所坐篮子的总质量大于秤砣的质量，若换称下一个体重较小的孩子，秤砣和篮子等都不变，则作用在杠杆A点的力变小，动力臂不变，作用在杠杆B点的力不变，根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可知阻力臂会变小，所以调到水平平衡后秤砣的悬挂点应在B点左边，故D正确。
故选：A。
11．【答案】C
【解析】【考点】动能和势能的大小比较；机械能．
【分析】（1）动能大小的影响因素：质量、速度。质量越大，速度越大，动能越大。
（2）重力势能的大小与物体的质量和高度有关，即质量越大，高度越高，重力势能越大；
（3）动能和势能统称为机械能。
【解答】解：A、皮球由a到b时，其质量不变，速度变慢，故动能变小，同时其高度增加，重力势能变大，故A错误；
B、从能量的转化的角度分析，当球离开手后的运动过程中，或与空气摩擦，或与地面摩擦，使得一部分机械能损失掉，所以相对来说，a点的机械能最大，故B错误；
C、皮球由c到d时，由于和空气、地面摩擦，故损失掉一部分机械能，故机械能减小，故C正确；
D、据机械能的损失可知，小球在a处的动能大于在c处的动能，故D错误；
故选：C。
12．【答案】B
【解析】【分析】（1）由图可知，n1＝2，n2＝3；不计绳重及摩擦，由F＝（G物+G轮）确定F1与F2大小；
（2）因不计绳重及摩擦，由已知条件，根据功的计算公式比较W额、W有用、和总功大小，根据η＝×100%比较滑轮组的机械效率大小关系；
（3）根据绳子自由端移动的距离与物体提升高度的关系s＝nh，确定s1与s2大小；由v＝，判断绳子自由端移动的速度大小；由（2）知拉力做的总功相同，根据P＝分析拉力对滑轮组所做的功率大小关系。
【解答】解：（1）由图可知，甲、乙两图中绳子的有效段数分别为：n1＝2，n2＝3；
不计绳重及摩擦，由F＝（G物+G轮）可得绳子受的拉力：F1＝（G物+G轮），F2＝（G物+G轮），
比较可知，F1＞F2，故A错误；
（2）因为动滑轮重相同，提升的物体重和高度相同，W额＝G轮h，W有用＝G物h，
所以利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同，根据 W总＝W有用+W额，故总功相同，
由η＝×100%可知，两滑轮组的机械效率相等，故B正确；
（3）因为绳子自由端移动的距离s＝nh，n1＝2，n2＝3，相同时间提升物体的高度h相同，
所以s1＝2h，s2＝3h，
比较可知，s1＜s2，即乙滑轮组绳子自由端移动的距离大，
又因为时间相同，
所以由v＝可知，乙滑轮组绳子自由端移动的速度大；
由（2）知拉力做的总功相同，W总1＝W总2，且时间相同，根据P＝可知，拉力对滑轮组所做的功率相等。
综上分析可知，选项ACD错误，B正确。
故选：B。
【点评】本题考查了使用滑轮组时n的确定方法，有用功、额外功、总功的计算方法，以及速度和功率公式的应用，不计摩擦和绳重时拉力的求法，综合性较强，难度较大。
13．【答案】D
【解析】【考点】动能和势能的转化与守恒；弹力；动能和势能的大小变化；机械能的概念．
【分析】小球从A运动到O的过程中，弹簧恢复原状，将弹性势能转化为动能，此时小球所受弹力方向向右、速度不断增大；
小球从O运动到B的过程中，弹簧被拉开，球的动能转化为弹簧的弹性势能，此时小球所受弹力方向向左、速度不断减小；
小球运动到B点时，由于动能转化为弹性势能，直到速度为零，因此会停止运动但不会保持静止；动能的大小与质量、速度有关，弹性势能的大小与弹性形变的程度有关。
【解答】解：A、小球从O运动到B的过程中，弹簧被拉开，球的动能转化为弹簧的弹性势能，此时小球所受弹力方向向左、速度不断减小，故A错误；
B、小球从A运动到O的过程中，弹簧恢复原状，将弹性势能转化为动能，此时小球所受弹力方向向右、速度不断增大，机械能增大，故B错误；
C、小球运动到B点时，由于动能转化为弹性势能，直到速度为零，因此会停止运动，但是由于弹簧恢复原状所以不会保持静止，故C错误；
D、小球在A点处，弹簧的弹性形变的程度最大，弹性势能最大，故D正确。
故选：D。
14．【答案】C
【解析】【分析】根据胡克定律求出B刚对地面无压力时弹簧的伸长量；再根据平衡条件求出平衡位置弹簧的弹力，再求弹簧的压缩量，最后确定初末位置的高度差，根据W＝Gh＝mgh求重力做的功。
【解答】解：B对地面恰无压力，弹簧伸长，故kx1＝m2g，解得此时弹簧的伸长量：x1＝，
A速度最大时，处于平衡位置，弹簧被压缩，则有：kx2＝m1g，解得此时弹簧的压缩量：x2＝，
故A从静止向下运动至最大速度时，A下降的高度为：h＝x1+x2；
故重力做功为：W＝G1h＝m1gh＝m1g（x1+x2）＝m1g（+）＝m1（m1+m2）g2；
故选：C。
【点评】本题关键是对物体A的运动情况分析清楚，找出其速度最大的位置，然后进行简单的受力分析并运用胡克定律列式求解，最后根据功的定义求解即可。
15．【答案】A
【解析】【考点】杠杆的动态平衡分析．
【分析】找出杠杆即将离开水平位置和把吊桥拉起到与水平面的夹角为30°时的动力臂和阻力臂，然后结合利用杠杆的平衡条件分别求出T1、T2的大小。
【解答】解：（1）杆在水平位置时，如图，
△AOB和△ABE都为等腰直角三角形，则AE＝BE
∵BE2+AE2＝AB2 ∴AE＝L，
由杠杆平衡可得：T1×AE＝G×AC，T1＝＝＝G。
（2）把吊桥拉起到与水平面的夹角为30°时，如图，
△ABO为等边三角形，AB＝L，BE′＝L，
∵BE′2+AE′2＝AB2
∴AE′＝L，在△ACC′中，∠CAC′＝30°，CC′＝AC＝L，
∵AC′2+CC′2＝AC2， ∴AC′＝L，根据杠杆平衡的条件可得T2×AE′＝G×AC′，
T2＝＝＝G；∴T1：T2＝G：G＝：1。
故选：A。
二、填空题
16．【答案】故答案为：重力势；动；弹性势；动。
【解析】【分析】（1）动能大小的影响因素：质量、速度。质量越大，速度越大，动能越大。
重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度。质量越大，高度越高，重力势能越大。
弹性势能的大小与物体发生弹性形变的程度有关，弹性形变程度越大，其所具有的弹性势能就越大。
（2）动能和势能之间是可以相互转化。
【解答】解：如图所示，轨道ABC光滑，弹簧固定在水平轨道的C处，故小球从A点由静止开始下滑的过程中，其质量不变，速度变快，故其动能变大；同时其质量不变，高度减小，故其重力势能变小，所以该过程是将重力势能转化为动能的过程；
在撞击到弹簧使弹簧被压缩的过程中，其质量不变，速度变小，故动能变小；同时弹簧的弹性形变程度越来越大，故其所具有的弹性势能变大，故该过程是将动能转化为弹性势能的过程，在钢球被弹开的过程中，弹性势能再转化为动能。
故答案为：重力势；动；弹性势；动。
【点评】在做能量的转化这种题时，我们要注意分析哪种能量增加了，哪种能量减少，因为总是减少的这种能量转化为增加的那种能量。
17．【答案】故答案为：（1）等于；（2）动能减小，重力势能减小，弹性势能增大，动能和重力势能转化为弹性势能。
【解析】【分析】（1）小球从a到b的过程中，受弹簧的弹力、重力，重力大于弹力，小球速度越来越大。随弹簧压缩量的增大，弹力越来越大，当小球到达b点时，弹力与重力相等；
（2）b→c的过程中，动能、重力势能和弹性势能相互转化。
【解答】解：（1）小球从a到b的过程中，受弹簧的弹力、重力，重力大于弹力，小球速度越来越大。随弹簧压缩量的增大，弹力越来越大，当小球到达b点时，弹力与重力相等；
（2）b处速度最大，c处速度为0，则b→c的过程中，动能减小，重力势能减小，弹性势能增大，动能和重力势能转化为弹性势能。
故答案为：（1）等于；（2）动能减小，重力势能减小，弹性势能增大，动能和重力势能转化为弹性势能。
【点评】本题考查了力与运动的关系以及动能和势能的转化，解题的关键要读懂图，由图获取弹簧压缩量，小球速度变化的信息分析小球的运动过程，分析弹力的变化情况。
18．【答案】（1）15；（2）2。
【解析】【考点】滑轮组中的相关计算．
【分析】（1）动滑轮上有4段绳子，故滑轮组的有效股数n＝4；各种摩擦力忽略不计情况下，每段绳子的拉力是总重的；
（2）衣架横梁上升0.5m，根据s＝nh可知，绕进旋轮上的绳子长度是衣架横梁上升高度的4倍。
【解答】解：（1）各种摩擦力忽略不计情况下，静止时绳子拉力是F＝＝×60N＝15N；
（2）根据s＝nh，衣架横梁上升0.5m，绕进旋轮上的绳子长度是衣架横梁上升高度的4倍，s＝4h＝4×0.5m＝2m。
故答案为：（1）15；（2）2。
19．【答案】故答案为：省力；F2。
【解析】【考点】杠杆中最小力的问题；杠杆的分类．
【分析】（1）根据力臂的画法画出各力的力臂，比较动力臂、阻力臂的大小关系确定属于哪一类杠杆；
（2）由杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可知，在阻力和阻力臂都一定的情况下，动力臂越长则动力越小。所以要判断哪个动力最小，就看哪个动力对应的动力臂最长。支点与动力作用点之间的连线就是最长的动力臂，与这条动力臂垂直的力即为最小动力。
【解答】解：如图所示，根据力臂的画法画出各力的力臂；
比较可知，重力的力臂均小于动力F1、F2、F3的力臂，所以该杠杆属于省力杠杆；
由杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可知，在阻力和阻力臂都一定的情况下，动力臂越长则动力越小。因为F2对应的动力臂最长，所以F2最小
故答案为：省力；F2。
20．【答案】（1）1.5；2；75%；（2）小于。
【解析】【考点】杠杆机械效率的测量实验．
【解答】解：（1）有用功为：W有用＝Gh＝5N×0.3m＝1.5J；总功为：W总＝Fs＝4N×0.5m＝2J；
此时机械效率为：η1＝×100%＝×100%＝75%；
（2）实验过程中，克服杠杆重力做的功为额外功，当将钩码移到A点左侧的B点，再次缓慢提升杠杆使动力作用点C仍然上升0.5m时，物体上升的高度变小，则有用功变小；杠杆重心上升的高度不变，则额外功不变，根据η＝＝＝可知，机械效率变小，即此时的机械效率η2小于η1。
故答案为：（1）1.5；2；75%；（2）小于。
21．【答案】故答案为：减少；小球在碗内荡动过程中，受到摩擦力作用，小球克服摩擦力做功，需要消耗部分机械能转化为内能。
【解析】【分析】小球在碗中来回滚动的过程，是一个动能与重力势能相互转化的过程，在这一过程中，因为有摩擦阻力的存在，因此，机械能的总量在逐渐减少，小球上升的高度也逐渐降低。
【解答】解：
小球的动能是由重力势能转化来的，小球的高度逐渐降低，因此势能也在逐渐减少，那么动能也应该每一次都比前一次小，动能与势能之和就是机械能，因此，机械能的总量也应该是减少的；
小球在碗中滚动的过程中，因为受到摩擦阻力的作用，有一部分机械能会转化为球与接触面的内能。
故答案为：减少；小球在碗内荡动过程中，受到摩擦力作用，小球克服摩擦力做功，需要消耗部分机械能转化为内能。
【点评】在质量相同的情况下，物体的高度越高，重力势能越大；物体的速度越大，动能越大。动能与势能合称机械能，机械能只有在没有摩擦与阻力的情况下才可能完全守恒。
22．【答案】故答案为：（1）150；（2）A。
【解析】【考点】功的计算．
【分析】（1）根据W＝Gh求出重力所做的功；
（2）由图乙比较AB的弹性势能的变化图即可得出结论。
【解答】解：（1）身重为500牛的人身体从状态1到状态2的过程中重力所做的功：W＝Gh＝500N×0.3m＝150J；
（2）弹性势能的变化图可知，A型钢圈弹性形变大，所以在健腹轮中安装A型钢圈将使产品具有更强的自动回弹功能。
故答案为：（1）150；（2）A。
23．【答案】＜；＝。
【解析】【解答】解：
（1）不计摩擦，AC＞BC，则斜面AC倾斜角度小于BC，所以物体沿AC运动时拉力较小，即F1＜F2；
（2）不计摩擦，使用光滑的斜面没有额外功，拉力在两斜面上做功相同（等于克服物体重力所做的功），即W1＝W2；拉力做功相同，所用时间相同，根据P＝可知，拉力做功的功率相同，即P1＝P2。
故答案为：＜；＝。
三、探究题
24．【答案】（1）质量 （2）右（3）避免杆秤 自身重力对称量的干扰（4）小思
【解析】【答案】（1）质量 （2）右（3）避免杆秤 自身重力对称量的干扰（4）小思
【解析】【分析】（1）根据杆秤上面标注的物理量的单位分析解答；
（2）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析动力臂的长度变化即可；
（3）杆秤自身也有重力，它也会对杠杆的平衡产生影响。步骤④中标注零线，可以将自身重力对称量的影响平衡掉，从而保证测量结果的准确性。
（4）可从标注的准确性和快捷性等角度分析判断。
【解答】（1）根据题目可知，杆秤的量程为20g，而“g”是质量单位，所以杆秤是一种称量质量的工具。
（2）当在秤盘上放置物体称量时，左盘的质量会增大，根据杠杆的平衡条件：G左×L2=G秤砣×L1可知，秤砣的力臂L1会增大，则秤砣应该从“0”刻度向右侧移动。
（3）步骤④标零线的目的是避免杆秤自身重力对称量的干扰；
（4）小思的方法只需测量1次，然后就能利用刻度尺标注刻度，方便快捷；采用平均法标注刻度，还可以保证刻度的均匀性，减小测量的误差，因此我认为小思的方法更合理。
25．【答案】故答案为：（1）h0﹣h1；（2）铁块上升的高度（h2﹣h1）；（3）形变量的平方。
【解析】【分析】（1）弹簧的形变量等于弹簧的原长度减去弹簧被压缩后的长度；
（2）根据转换法，实验中弹性势能的大小是通过铁块被弹起的高度来间接反映的；
（3）由表分析△h与x2的关系得出结论。
【解答】解：
（1）弹簧的形变量x等于弹簧的原长度h0减去弹簧被压缩后的长度h1，即x＝h0﹣h1；
（2）实验中弹性势能的大小是通过铁块被弹起的高度来间接反映的，即铁块到达的最高点h2减去弹簧被压缩的最低点h1，即h2﹣h1；
（3）由表中数据分析可知△h＝15x2，即△h与x2成正比例函数关系，即弹簧弹性势能的大小与形变量的平方成正比。
故答案为：（1）h0﹣h1；（2）铁块上升的高度（h2﹣h1）；（3）形变量的平方。
【点评】本题探究弹性势能大小与形变量的关系，考查转换法及数据分析的能力，有一定难度。
26．【答案】故答案为：（1）台秤、刻度尺；（2）不能；（3）3600；60；（3）偏大；四肢的运动要消耗能量。
【解析】【分析】（1）测量跳绳的功率就是测量克服自身重力的平均功率，根据P＝＝＝确定测量的物理量和测量工具；
（2）由图可知跳一次绳的时间，然后求出1min跳绳的次数，然后判断是否获得满分；
（3）由图可知跳一次绳重心上升的高度，根据W＝Gh＝mgh求出跳一次绳克服重力所做的功，然后求出整个过程小波做的功，根据P＝求出他跳绳的功率；
（4）人体的好多器官活动时都需要消耗能量，据此进行解答。
【解答】解：（1）测量跳绳的功率就是测量克服自身重力的平均功率，
由P＝＝＝可知，需要的实验器材有：测量小波质量m的台秤、测量重心上升高度h的刻度尺和测量时间的秒表；
（2）由图可知，跳一次绳的时间为0.4s，
则1min跳绳的次数n＝＝150个＜180个，
所以，这次跳绳小波不能获得满分；
（3）由图可知，跳一次绳重心上升的高度h＝4cm＝0.04m，
则跳一次绳克服重力所做的功：W1＝Gh＝mgh＝60kg×10N/kg×0.04m＝24J，
整个过程小波做的功：
W总＝150×24J＝3600J，
他跳绳的功率：
P＝＝＝60W；
（4）由于四肢的运动要消耗能量，身体肌肉的收缩和拉伸要消耗能量，心脏推动血液循环要消耗能量，人体向外散热要消耗能量等，
所以，小波同学此次跳绳的实际功率应该比计算出的功率偏大。
故答案为：（1）台秤、刻度尺；（2）不能；（3）3600；60；（3）偏大；四肢的运动要消耗能量。
【点评】本题考查了功率的测量，涉及到做功公式和功率公式的应用，从图中获取有用的信息是关键。
四、计算题
27．【答案】答：（1）小丽完成1次仰卧起坐所做的功为90J；
（2）为获得满分，小丽做仰卧起坐的最小功率为78W。
【解析】【考点】功率的计算；功的计算．
【分析】（1）已知该同学的质量，根据G＝mg可求得其重力，然后由题意可求得她上半身的重力，
由W＝Gh可求得她做一次仰卧起坐克服重力做的功；
（2）为获得满分，则在这段时间克服重力做的功W′＝52W，根据P＝求得功率。
【解答】解：（1）该同学的重力：G＝mg＝50kg×10N/kg＝500N，
她上半身的重力：G上＝G＝×500N＝300N，
做一次仰卧起坐克服重力做的功：W＝G上h＝300N×0.3m＝90J，
（2）满分为52个，为获得满分，克服重力做的功：W′＝52W＝52×90J＝4680J；
功率为P＝＝＝78W。
答：（1）小丽完成1次仰卧起坐所做的功为90J；
（2）为获得满分，小丽做仰卧起坐的最小功率为78W。
28．【答案】答：（1）提升物体的有用功率3×103W；
（2）滑轮组的机械效率55.6%；
（3）当电流表示数达到20mA时，电梯会发出超载警报声，该电梯承载的物重应小于8000N。
【解析】【分析】（1）由功的公式W＝Gh可以求出有用功；已知功与做功时间，由功率公式可以求出功率；
（2）滑轮组绳子的有效股数n＝3；拉力移动的距离s＝3h，根据公式W＝Fs求出拉力做的总功；知道有用功和总功，然后由效率公式求出滑轮组的效率；
（3）乙图中电电阻R1和压敏电阻R2串联，已知电源电压和阻R1阻值，根据串联电路的特点，求出电流为20mA时，压敏电阻的阻值，然后根据丙图得出电梯承载的物重。
【解答】解：
（1）电动机做的有用功：W有＝Gh＝mgh＝500kg×10N/kg×15m＝7.5×104J；
提升物体的有用功率为：P＝＝＝3×103W；
（2）由图可知，n＝3，则拉力端移动的距离：s＝3h＝3×15m＝45m，
拉力做的总功：W总＝Fs＝3×103N×45m＝1.35×105J；
滑轮组的机械效率：η＝＝×100%≈55.6%；
（3）当电流为20mA时，电路中的总电阻为：R＝＝＝400Ω，
因为电阻R1和压敏电阻R2串联，
所以压敏电阻的阻值为：R2＝R﹣R1＝400Ω﹣100Ω＝300Ω，
根据丙图可知，当压敏电阻R2的阻值为300Ω时，电阻式压力传感器受到的压力为8000N；
所以当电流表示数达到20mA时，电梯会发出超载警报声，该电梯承载的物重应小于8000N。
答：
（1）提升物体的有用功率3×103W；
（2）滑轮组的机械效率55.6%；
（3）当电流表示数达到20mA时，电梯会发出超载警报声，该电梯承载的物重应小于8000N。
【点评】本题考查了功、功率、机械效率的计算，以及对电路图的分析、串联电路的特点欧姆定律公式的应用，关键是对公式的理解与掌握。
29．【答案】答：（1）整个提升过程中，这箱物资的平均速度为0.4m/s；
（2）匀速直线提升过程中，起重装置对这箱物资做功的功率为12000W。
【解析】【考点】功率的计算；变速运动与平均速度．
【分析】（1）由图可知这箱物资总共提升的高度所用的时间，利用v＝可求出这箱物资的平均速度；
（2）已知物资的质量，利用G＝mg可求出物资的重力；匀速直线提升过程中受到平衡力作用，由此可得出起重装置对物资的拉力大小；由图读出匀速直线提升的时间和高度，利用P＝＝＝可求出起重装置对物资做功的功率。
【解答】解：（1）由图可知这箱物资提升3.6m用了9s，
则整个提升过程中，这箱物资的平均速度为；
（2）已知此箱物资的质量m＝2t＝2000kg，则物资的重力为：G＝mg＝2000kg×10N/kg＝20000N，
匀速直线提升过程中，物资受到平衡力作用，由二力平衡的条件可知起重装置对物资的拉力为：F＝G＝20000N，
由图可知匀速直线提升的时间为t′＝7s﹣3s＝4s，匀速直线提升的高度为：h＝3.0cm﹣0.6cm＝2.4m，
则匀速直线提升过程中，起重装置对这箱物资做功的功率为：P＝＝＝＝＝12000W。
答：（1）整个提升过程中，这箱物资的平均速度为0.4m/s；
（2）匀速直线提升过程中，起重装置对这箱物资做功的功率为12000W。
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2024中考复习 新思维 专题5 功和简单机械
一、选择题
1． 汽车刹车原理图如图所示，连着刹车踏板的金属杆是一根能绕O点转动的杠杆，当驾驶员踩下刹车踏板时，刹车油受到挤压从而推动活塞向左移，活塞挤压刹车卡钳夹紧刹车盘产生摩擦力使车辆减速，当行驶中的汽车刹车时，下列分析正确的是（ ）
A．刹车盘的温度不会升高 B．连着刹车踏板的金属杆是费力杠杆
C．刹车卡钳把刹车盘夹得越紧，摩擦力越大 D．脚踩刹车踏板时，刹车踏板对脚没有力的作用
2． （2022 广东）分别使用图中四种装置匀速提升同一重物，不计滑轮重、绳重和摩擦，最省力的是（ ）
A． B． C． D．
3． [2202·绍兴] 小敏在做“研究杠杆平衡条件”的实验时，先后出现杠杆右端下降的现象。为使杠杆水平平衡，下列操作正确的是( )
A．图甲中平衡螺母向左调节；图乙中右侧钩码向左移动
B．图甲中平衡螺母向左调节；图乙中右侧钩码向右移动
C．图甲中平衡螺母向右调节；图乙中左侧钩码向左移动
D．图甲中平衡螺母向右调节；图乙中左侧钩码向右移动
4． （2022 杭州模拟）工人用如图所示的装置运送砂石，下列说法正确的是（ ）
A．滑轮组中的定滑轮能改变拉力的大小 B．图中动滑轮相当于一个省力杠杆
C．绳子自由端下拉1m，桶上升2m D．质量为50kg的工人利用该滑轮组能提起120kg的砂石
5． （2022 黄山）如图所示，课桌的重心为O点，以C点为支点，在B点施加一个竖直向上的力F＝300N，恰好使课桌的右端被抬起，若以D点为支点，在A点施加一个竖直向上的力，恰好使课桌的左端被抬起，则该力的大小（ ）
A．小于300N B．等于300N C．大于300N D．无法判断
6． 物体A分别在F1和F2的拉力作用下，沿同一水平面匀速运动了一段距离，如图所示。在不计滑轮重、绳重及绳与滑轮间摩擦的情况下，拉力F1、F2的大小及拉力分别所做的功W1、W2的大小关系是（ ）
A．F1＝ F2W1＝W2 B．F1＝ F2W1＝W2 C．F1＝ F2W1＝ W2 D．F1＝ F2W1＝ W2
7． （2022 济南模拟）人造地球卫星是迄今为止人类发射数量最多、用途最广、发展最快的无人航天器，运行在环绕地球的椭圆轨道上。当人造地球卫星从远地点向近地点运动的过程中（ ）
A．动能越来越小，重力势能越来越小 B．动能越来越大，重力势能越来越大
C．动能越来越大，重力势能越来越小 D．动能保持不变，重力势能越来越小
8． 2021年1月30日，荆州沙市机场正式通航，为荆州640万人口出行带来极大便利。某游客来机场乘机，他所用的拉杆旅行箱示意图如图所示。装有物品的旅行箱整体可视为杠杆，O为支点，B为重心，A为拉杆的端点。在A点沿图示方向施加拉力F使旅行箱保持静止。下列说法中正确的是（ ）
A．旅行箱受到的重力与水平地面对它的支持力是一对平衡力
B．其它条件不变时，仅缩短拉杆的长度，拉力F减小
C．其它条件不变时，使拉力F的方向沿顺时针改变10°，拉力F增大
D．箱内物体下滑，重心位置由B变至B′，拉力F增大
9． 用图甲所示的滑轮组装置将放置在水平地面上重为100N的物体提升一定高度。当用图乙所示随时间变化的竖直向上的拉力F拉绳时，物体的速度v和物体上升的高度h随时间变化的关系分别如图丙和丁所示（不计绳重和绳与轮之间的摩擦），则（ ）
A．0～1s内，拉力F做功是3J B．2～3s内，做的有用功是8J
C．2～3s内，拉力F的功率是8W D．2～3s 内，滑轮组的机械效率是83.3%
10．（2022府谷县）我国民俗活动丰富多彩，在立夏时节，有的地方会给孩子称体重，如图1所示，冀求孩子健康成长，俗称“立夏秤人”。如图2，小孩和篮子的总质量为10kg，调整秤砣的位置，使杆秤处于水平平衡状态（忽略绳重和杆重），此时OA＝3cm，OB＝10cm。下列说法不正确的是（ ）
A．该杆秤一定为费力杠杆
B．该秤砣的质量为3kg
C．要使该杆秤的量程变大，应该换用质量更大的秤砣
D．若换称质量较小的孩子，当秤杆水平平衡后，秤砣的悬挂点在B点左边
11．小红在操场上将一皮球抛出，皮球被抛出后的运动轨迹如图所示，a、c两点处于同一高度。则下列判断中正确的是（ ）
A．皮球由a到b时，动能逐渐增大 B．皮球在b点时的机械能最大
C．皮球由c到d时，机械能一直减小 D．皮球在a、c两点时动能相等
12．如图所示，用相同的轮滑和绳子分别组成甲、乙两个滑轮组，在拉力F1、F2作用下分别将相同的重物在相同的时间内匀速提升相同的高度，若不计绳重及轮与轴之间的摩擦，下列说法中正确的是（ ）
A．F1＝F2
B．甲、乙两滑轮组的机械效率相等
C．乙滑轮组绳子自由端移动的速度大，做的有用功多
D．甲滑轮组绳子自由端移动的距离大，拉力F1的功率大
13．（2022 杭州模拟）如图所示，在粗糙的水平台面上，一轻弹簧左端固定，右端连接一金属小球，O点是弹簧保持原长时小球的位置。开始时通过小球压缩弹簧到A位置（已知AO＞OB），释放小球，则小球从A点运动到B点的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．小球从O运动到B的过程中所受弹力方向向右、速度不断减小
B．小球从A运动到O的过程中，速度增大，机械能不变
C．小球运动到B点时将停止运动并保持静止
D．小球在A点处，弹簧的弹性势能最大
14．如图所示，A、B两物体的质量分别是m1和m2，用劲度系数为k的轻弹簧相连，处于竖直静止状态，现对A施加竖直向上的力F将A提起，稳定时B对地面无压力，当撤去F，A由静止向下运动至速度最大时，重力做的功为（ ）
A． B．m22g2 C． D．
15．如图所示，均匀杆AB长为L，可以绕转轴A点在竖直平面内自由转动，在A点正上方距离L处固定一个小定滑轮，细绳通过定滑轮与杆的另一端B相连，并将杆从水平位置缓慢向上拉起。已知杆水平时，细绳的拉力为T1，杆与水平面夹角为30°时，细绳的拉力为T2，则T1：T2是（ ）
A．：1 B．2：1 C．1： D．1：1
二、填空题
16．如图所示，轨道ABC是光滑的，弹簧固定在水平轨道末端，钢球从斜面上端下滑到水平面压缩弹簧后又被弹簧弹开。在钢球滚下到刚碰到弹簧的过程中， 能转化为 能；在钢球被弹开的过程中， 能转化为 能。
17．如图甲所示，小球从某高度处静止下落到竖直放置的轻弹簧上并压缩弹簧。从小球刚接触到弹簧到将弹簧压缩最短的过程中，得到小球的速度v和弹簧被压缩的长度△l之间的关系图象，如图乙（不计空气阻力，弹簧始终发生弹性形变）
（1）b为曲线最高点，此时小球受到的重力 弹力。
（2）请写出b→c发生的能量转化过程 。
18．（2022邗江区）如图所示为一种手摇升降晾衣架示意图它由4个定滑轮和两个动滑轮组成，绳子的尾端绕在一个固定在墙壁的旋轮上，旋转摇柄可以使晾衣架升降假设在升降过程中衣架横梁保持水平，不计摩擦，假设衣服和晾衣架（含动滑轮）等的总重是60N，则静止时绳子拉力是 N；要使衣架横梁上升0.5m，则绕进旋轮上的绳子长度是 m。
19．（2022 义乌市模拟）如图甲所示是某款学生用翻盖式课桌，抬起过程应用了杠杆原理，桌盖可绕铰链（支点O）自由转动，A点为桌盖重心位置。图乙为桌盖抬起时受力分析图，由图可知，该杠杆属于 （选填“省力”、“等臂”或“费力”）杠杆。若在B点分别施力F1、F2、F3，使杠杆平衡，其中最小的力是 。
20．（2022 杭州模拟）小金用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率。实验时竖直向上拉动杠杆，使挂在杠杆下面的钩码缓缓上升（支点和杠杆的摩擦不计）。
（1）重为5N的钩码挂在A点时，人的拉力F为4N，钩码上升0.3m时，动力作用点C上升0.5m，此时有用功为 J，总功为 J，机械效率η1为 。
（2）小金为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关，仍用该实验装置，将钩码移到A点左侧的B点，再次缓慢提升杠杆使动力作用点C仍然上升0.5m。此时的机械效率η2 η1（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
21．如图所示，把一小球放在一碗沿a处放开，小球在碗内来回荡动，但第二次达到的高度比第一次低，第三次比第二次低…这说明在这个过程中小球机械能在 ，从能量角度分析其原因是 。
22．（2020 乐清市一模）健腹轮是一种健身器材，使用时可将膝盖跪在垫上，双手紧握健腹轮手柄，向前推动健腹轮至身体水平于地面，然后回收归位，反复操作，如图所示。
（1）图甲所示，身重为500牛的人身体从状态1到状态2的过程中，身体重心平均下降30厘米，重力所做的功为 焦。
（2）在身体从状态1到状态2的过程中，轮内的弹性钢圈因形变而绕紧，在从状态2恢复到状态1时，绕紧的钢圈会自动恢复到原来的状态，让人体自动回弹。图乙是两种弹性钢圈使用过程中弹性势能的变化图，结合图中信息进行分析，在健腹轮中安装 （填“A”或“B”）型钢圈将使产品具有更强的自动回弹功能。
23．如图所示，AC＞BC，在相同时间内把同一物体分别沿斜面AC、BC匀速推上顶端，推力分别为F1、F2，功率分别为P1、P2，在不考虑摩擦的情况下：F1 F2，P1 P2（二空均填“＜/＞/＝”）。
三、探究题
24．杆秤(如图甲)是我国古老的衡量工具，现今人们仍然在使用。某兴趣小组在老师的指导下，动手制作量程为20克的杆秤(如图乙)。
[制作步骤]
①做秤杆：选取一根筷子，在筷子左端选择两点依次标上“A”、“B”。
②挂秤盘：取一个小纸杯，剪去上部四分之三，系上细绳，固定在秤杆的“A"处；
③系秤纽：在秤杆的“B"处系上绳子：
④标零线：将5克的砝码系上细绳制成秤砣，挂到秤纽的右边，手提秤纽，移动秤砣，使秤杆在水平位置处于平衡状态，在秤砣所挂的位置标上“0”；
⑤定刻度……
[交流评价]
（1）杆秤是一种测量 的工具：
（2）当在秤盘上放置物体称量时，秤砣应从“0”刻度向 侧移动：
（3）步骤④标零线的目的是 ；
（4）根据杠杆平衡条件可知，杆秤的刻度是均匀的。定刻度时，小科和小思采用不同的方法，你认为 的方法更合理。
小科：先在秤盘上放1克物体，移动秤砣，使秤杆在水平位置处于平衡状态，在秤砣所挂的位置标上1；然后在秤盘上放2克物体……按上述方法直到标出所有刻度。
小思：在秤盘上放20克物体，移动秤砣，使秤杆在水平位置处于平衡状态，在秤砣所挂的位置标上20，0和20之间分为20等份。依次标上相应刻度。
25．小明猜想同一根弹簧具有的弹性势能大小可能与其形变量（x）或者形变量的平方（x2）成正比。于是进行了如下实验：
①如图所示，把弹簧套在光滑竖直杆上，且底端固定在水平面上，用刻度尺读出并记录处于自由状态时弹簧上端距水平面的高度h0；
②将中间有孔的小铁块套在光滑杆上放于弹簧上端，竖直向下按压铁块，读出并记录此时弹簧上端到水平面的高度h1；
③释放小铁块，读出并记录铁块上升到最大高度时，弹簧上端到水平面的高度h2；
④改变弹簧的压缩长度h1，重复以上步骤并根据表格中记录的数据计算出x、x2和小铁块上升的距离△h。
请你解答：
实验次数 h0/m h1/m h2/m x/m x2/m2 △h/m
1 0.50 0.40 0.55 0.10 0.01 0.15
2 0.50 0.30 0.90 0.20 0.04 0.60
3 0.50 0.20 1.55 0.30 0.09 1.35
4 0.50 0.15 2.00 0.35 0.12 1.85
（1）弹簧每次被压缩时的形变量的表达式为x＝ （用所测物理量的符号表示）；
（2）弹簧弹性势能的大小是通过 来间接反映的；
（3）根据表中数据得到的结论是同一根弹簧弹性势能的大小与 成正比。
26．小波同学和大家一样是一名要参加中考的初三学生，他了解到要中考体育跳绳需要达到一分钟180个才能满分，于是在某个阳光明媚的上午，小波在学校操场上进行了测试。同时，“好奇心”物理兴趣小组的同学们也来测量小波同学跳绳的功率。
（1）根据你所掌握的知识，要达到实验目的，兴趣小组需要选择的实验器材有： ， 和秒表。
（2）兴趣小组同学根据小波跳绳情况制作了一张图，如图，假设小波跳绳整个过程是匀速的。通过计算，可以判断出这次跳绳小波 （“能“或“不能“）获得满分。
（3）称的小波同学体重约为60kg，请你通过图，大致估算出整个过程小波做的功为 J；他跳绳的功率约为 W．（g取10N/kg）
（4）从实际角度分析，你认为小波同学此次跳绳的实际功率应该比计算出的功率 （“偏大”“偏小”或“相等”）。写出一条你认为的原因： 。（合理即可）
四、计算题
27．（2022 安徽模拟）“一分钟仰卧起坐”是中考体育选考（女生）项目之一，满分为52个。如图所示，小丽的质量为50kg，她上半身的质量为全身质量的，每次仰卧起坐时上半身重心上升距离为0.3m。求：（g取10N/kg）
（1）小丽完成1次仰卧起坐所做的功；
（2）为获得满分，小丽做仰卧起坐的最小功率。
28．小华到商厦看到载货电梯后，对其结构和工作原理产生了浓厚的兴趣，他通过查阅资料了解到，电梯是通过电动机带动钢丝绳，利用滑轮组来提升货物，其机械部分结构如图甲所示，某次工作电梯在25s内将质量为500kg的重物匀速提升15m，电动机对钢丝绳的拉力为F＝3×103N，为了安全，电梯设置有超载自动报警系统，其控制电路工作原理如图乙所示，已知电源电压U＝8V，保护电阻R1＝100Ω，电阻式压力传感器（压敏电阻）R2的阻值随压力F大小变化如图丙所示，求：
（1）提升物体的有用功率；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）当电流表示数达到20mA时，电梯会发出超载警报声，该电梯承载的物重应小于多少N？
29．（2022 东兴区一模）某地货运站使用起重装置将一箱援助抗疫的物资吊装到货运专列上，此箱物资总质量为2t，吊装时需要提升3.6m。如图所示，为物资被提升过程中高度随时间变化的图像（其中3～7s是匀速直线提升过程）。（g取10N/kg）求：
（1）整个提升过程中，这箱物资的平均速度。
（2）匀速直线提升过程中，起重装置对这箱物资做功的功率。
2024中考复习 新思维 专题5 功和简单机械（参考答案）
一、选择题
1． 【答案】C
【解析】【考点】改变物体内能的两种方式；力作用的相互性；增大或减小摩擦力的方法；杠杆的分类．
【分析】克服摩擦做功时，机械能转化为内能；
动力臂大于阻力臂的杠杆是省力杠杆，动力臂小于阻力臂的杠杆是费力杠杆，动力臂等于阻力臂的杠杆是等臂杠杆；
摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关，压力越大，接触面越粗糙，摩擦力越大；
力的作用是相互的，施力物体在施力的同时也会受到受力物体的相反作用力。
【解答】解：
A、刹车时，刹车卡钳夹紧刹车盘产生摩擦力使车辆减速，此过程中克服摩擦做功将机械能转化为内能，所以刹车盘的温度会升高，故A错误；
B、由图，O点为支点，活塞对金属杆的力是阻力，脚对刹车踏板的力是动力，且动力臂大于阻力臂，所以这是一个省力杠杆，故B错误；
C、刹车卡钳把刹车盘夹得越紧，压力越大，摩擦力越大，故C正确；
D、力的作用是相互的，脚踩刹车踏板时，刹车踏板对脚也有力的作用，故D错误。
故选：C。
2． 【答案】A
【解析】【考点】滑轮组中的相关计算；定滑轮及其工作特点；动滑轮及其工作特点．
【分析】由题知，不计摩擦和动滑轮重，先分析所用的是定滑轮、动滑轮还是滑轮组，
若是定滑轮，不省力，F＝G；
若是动滑轮，省一半力，F＝G；
若是滑轮组，找出拉动动滑轮绳子股数n，则F＝G。
【解答】解：由题知，不计摩擦和动滑轮重，
A、使用的是滑轮组，n＝3，F＝G。
B、使用的是滑轮组，n＝2，F＝G；
C、使用的是定滑轮，F＝G；
D、使用的是动滑轮，F＝G；
由此可知A图中最省力，F＝G。
故选：A。
3． 【答案】A
【解析】[命题考向： 考查杠杆的平衡条件。解析：在初始的调平阶段，应通过调节平衡螺母使杠杆平衡，哪端抬高，就把平衡螺母向同方向调节，故图甲所示情况应把平衡螺母向左调节；在图乙所示情况中，若要不改变所挂钩码数量使杠杆重新平衡，则需缩短下沉侧的力臂长度或延长上升侧的力臂长度(即两边的重力不变，调节力臂长度)，故需将钩码向左移动。]
故选A
4． 【答案】B
【解析】【考点】定滑轮及其工作特点；动滑轮及其工作特点；滑轮组及其工作特点；杠杆的分类．
【分析】（1）定滑轮的实质是等臂杠杆，能改变力的方向，但不能改变力的大小；
（2）动滑轮实质是动力臂等于阻力臂二倍的杠杆，属于省力杠杆；
（3）由图知，n＝2，拉力端移动距离s＝2h；
（4）向下拉动绳子时，工人提供的最大拉力等于自身重力；利用该滑轮组能提起的最大物重G最大＝2F最大，利用G＝mg求提升最大质量。
【解答】解：A、定滑轮能改变力的方向，但不能改变力的大小，故A错误；
B、动滑轮实质是动力臂等于阻力臂二倍的杠杆，属于省力杠杆，故B正确；
C、由图知，n＝2，拉力端移动距离s＝2h，若绳子自由端下拉1m，则桶上升0.5m，故C错误；
D、工人向下拉绳子时，绳子会对人施加向上的拉力，为避免人被绳子拉上去，
所以人提供的最大拉力F最大＝G人＝m人g＝50kg×10N/kg＝500N；
不计绳重、动滑轮重和摩擦时，利用该滑轮组能提起的最大物重G最大＝2F最大＝2×500N＝1000N，
则提升物体的最大质量：m最大＝＝＝100kg，故D错误。
故选：B。
5． 【答案】A
【解析】【考点】杠杆的平衡条件．
【分析】由图判断动力臂和阻力臂的变化，课桌的重力不变，根据杠杆平衡条件判断动力的变化。
【解答】解：以C点为支点，在B点施加一个竖直向上的力F＝300N，恰好使课桌的右端被抬起，若以D点为支点，由图可知阻力臂变小，在A点施加一个竖直向上的力，动力臂不变，课桌的重力不变，即阻力不变，根据杠杆平衡条件可知动力变小，则该力的大小小于300N。
故选：A。
6． 【答案】A
【解析】【分析】滑轮重、绳重及绳与滑轮之间的摩擦不计，物体A在两种情况下的摩擦力相等，首先分析F1、F2和摩擦力的关系，比较出F1和F2的大小，然后用F1和F2的表达式表示出W1和W2最后比较出W1、W2的大小。
【解答】解：物体A在两种情况下的摩擦力f相等，上图滑轮是动滑轮，下图滑轮也是动滑轮。
则：F1＝f、F2＝2f，故：F1＝F2；
根据功的公式可知：W1＝F1×2s＝f×2s＝fs；
W2＝F2×s＝2f×s＝fs，
故：W1＝W2。
故选：A。
【点评】此题的关键是确定F1、F2与摩擦力的共同联系，然后根据滑轮的性质写出表达式就可比较大小。
7． 【答案】C
【解析】【考点】动能和势能的大小变化．
【分析】根据卫星在太空中的动能与重力势能的相互转化分析。
【解答】解：卫星在太空中飞行时，在近地点，速度最大，动能达到最大，重力势能最小；在远地点时，速度最小，动能最小，重力势能最大；在从远地点向近地点飞行时，重力势能转化为动能，在从近地点飞向远地点时，动能转化为重力势能，在这个转化过中，动能和重力势能的总量保持不变。
故选：C。
8． 【答案】C
【解析】【考点】平衡力与相互作用力的辨别；杠杆的动态平衡分析．
【解答】解：
A、在A点沿图示方向施加拉力F使旅行箱保持静止，旅行箱受到的合力为0，旅行箱受到竖直向下的重力、竖直向上的地面施加的支持力、斜向上的拉力F的共同作用，所以重力和支持力的大小不同，不是一对平衡力，故A错误；
B、由图知，O为支点，反向延长力F的作用线，由O点做F作用线的垂线，垂线段长为其力臂L，如图所示：
；
其它条件不变时，仅缩短拉杆的长度，由图可知，动力臂会变小，在阻力、阻力臂不变时，动力臂变小，根据杠杆的平衡条件“动力×动力臂＝阻力×阻力臂”可知，拉力F增大，故B错误；
C、其它条件不变时，使拉力F的方向沿顺时针改变10°，动力臂会变小，在阻力、阻力臂不变时，动力臂变小，根据杠杆的平衡条件可知，拉力F增大，故C正确；
D、箱内物体下滑，重心位置由B变至B′，阻力不变，阻力臂变小，动力臂不变，根据杠杆的平衡条件可知，拉力F减小，故D错误。
故选：C。
9． 【答案】D
【解析】【分析】由滑轮组的结构可以看出，承担物重的绳子股数n＝3，则拉力F移动的距离s＝3h；
（1）由图乙可知，在0～1s内的拉力，由图丁得出重物上升高度，利用s＝nh求拉力端移动的距离，利用W＝Fs求拉力做的功；
（2）由丁图得出在2～3s内物体上升的高度，根据W有＝Gh计算有用功；
（3）由乙图得出在2～3s内的拉力F，由丙图像得出重物上升的速度，求出拉力F的作用点下降的速度，利用P＝Fv求拉力做功功率；
（4）知道拉力F和物重G大小，以及S与h的关系，利用效率求滑轮组的机械效率。
【解答】解：
由图甲可知，动滑轮上承担物重的绳子股数n＝3；
A、由图乙可知，在0～1s内，拉力F1＝30N，由图丁可知重物上升高度h1＝0m，
则拉力端移动的距离s1＝3h1＝3×0m＝0m，
拉力做的功：W＝F1s1＝30N×0m＝0J，故A错误；
B、由图丁可知在2～3s内，重物上升的高度为h2＝0.3m﹣0.1m＝0.2m；
做的有用功为：W有＝Gh2＝100N×0.2m＝20J，故B错误；
C、由图丙可知，在2～3s内，重物做匀速运动，v物＝0.2m/s，由图乙可知此时拉力F2＝40N，
绳子自由端移动速度v绳＝3v物＝3×0.2m/s＝0.6m/s，
根据P＝＝＝Fv可知，
拉力做功功率（总功率）：P总＝F2v绳＝40N×0.6m/s＝24W，故C错误；
D、2～3s 内，滑轮组的机械效率：η＝＝＝＝＝×100%≈83.33%，故D正确。
故选：D。
【点评】本题是一道力学综合题，涉及到功、功率、机械效率的计算，能从题目提供的图中得出每秒内的相关信息是本题的关键。
10．【答案】A
【解析】【考点】杠杆的平衡条件；杠杆的分类．
【分析】A、根据杠杆的省力情况可以分为三类：动力臂大于阻力臂，省力杠杆；动力臂小于阻力臂，费力杠杆；动力臂等于阻力臂，等臂杠杆；
B、作用在杠杆A点的力等于小孩及秤钩和所坐篮子的总重力，作用在杠杆B点的力等于秤砣的重力，根据杠杆平衡条件和重力公式分析可知孩子及秤钩和所坐篮子的总质量与秤砣的质量的大小关系；
C、由杠杆平衡条件F1L1＝F2L2和G＝mg表示出物体质量的关系式可知，所以要使该杆秤的量程变大，应该换用质量更大的秤砣；
D、根据杠杆平衡条件分析若换称下一个体重较小的孩子，秤砣和篮子等都不变，仍在O点提起杆秤，调到水平平衡后秤砣的悬挂点应在什么位置。
【解答】解：
A、由于题中没有说明动力和阻力是谁，故不能确定该杆秤一定为费力杠杆，故A错误；
B、作用在杠杆A点的力等于孩子及秤钩和所坐篮子的总重力，作用在杠杆B点的力等于秤砣的重力，根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可得，m人和篮g×3cm＝m秤砣g×10cm，解得m秤砣＝3kg；故B正确；
C、由杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可得：G人和篮×OA＝m′g×OB，即m′＝＝10kg×，所以要使该杆秤的量程变大，应该换用质量更大的秤砣，故C正确；
D、因为OA＜OB，所以孩子及秤钩和所坐篮子的总重力大于秤砣的重力，根据G＝mg可知孩子及秤钩和所坐篮子的总质量大于秤砣的质量，若换称下一个体重较小的孩子，秤砣和篮子等都不变，则作用在杠杆A点的力变小，动力臂不变，作用在杠杆B点的力不变，根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可知阻力臂会变小，所以调到水平平衡后秤砣的悬挂点应在B点左边，故D正确。
故选：A。
11．【答案】C
【解析】【考点】动能和势能的大小比较；机械能．
【分析】（1）动能大小的影响因素：质量、速度。质量越大，速度越大，动能越大。
（2）重力势能的大小与物体的质量和高度有关，即质量越大，高度越高，重力势能越大；
（3）动能和势能统称为机械能。
【解答】解：A、皮球由a到b时，其质量不变，速度变慢，故动能变小，同时其高度增加，重力势能变大，故A错误；
B、从能量的转化的角度分析，当球离开手后的运动过程中，或与空气摩擦，或与地面摩擦，使得一部分机械能损失掉，所以相对来说，a点的机械能最大，故B错误；
C、皮球由c到d时，由于和空气、地面摩擦，故损失掉一部分机械能，故机械能减小，故C正确；
D、据机械能的损失可知，小球在a处的动能大于在c处的动能，故D错误；
故选：C。
12．【答案】B
【解析】【分析】（1）由图可知，n1＝2，n2＝3；不计绳重及摩擦，由F＝（G物+G轮）确定F1与F2大小；
（2）因不计绳重及摩擦，由已知条件，根据功的计算公式比较W额、W有用、和总功大小，根据η＝×100%比较滑轮组的机械效率大小关系；
（3）根据绳子自由端移动的距离与物体提升高度的关系s＝nh，确定s1与s2大小；由v＝，判断绳子自由端移动的速度大小；由（2）知拉力做的总功相同，根据P＝分析拉力对滑轮组所做的功率大小关系。
【解答】解：（1）由图可知，甲、乙两图中绳子的有效段数分别为：n1＝2，n2＝3；
不计绳重及摩擦，由F＝（G物+G轮）可得绳子受的拉力：F1＝（G物+G轮），F2＝（G物+G轮），
比较可知，F1＞F2，故A错误；
（2）因为动滑轮重相同，提升的物体重和高度相同，W额＝G轮h，W有用＝G物h，
所以利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同，根据 W总＝W有用+W额，故总功相同，
由η＝×100%可知，两滑轮组的机械效率相等，故B正确；
（3）因为绳子自由端移动的距离s＝nh，n1＝2，n2＝3，相同时间提升物体的高度h相同，
所以s1＝2h，s2＝3h，
比较可知，s1＜s2，即乙滑轮组绳子自由端移动的距离大，
又因为时间相同，
所以由v＝可知，乙滑轮组绳子自由端移动的速度大；
由（2）知拉力做的总功相同，W总1＝W总2，且时间相同，根据P＝可知，拉力对滑轮组所做的功率相等。
综上分析可知，选项ACD错误，B正确。
故选：B。
【点评】本题考查了使用滑轮组时n的确定方法，有用功、额外功、总功的计算方法，以及速度和功率公式的应用，不计摩擦和绳重时拉力的求法，综合性较强，难度较大。
13．【答案】D
【解析】【考点】动能和势能的转化与守恒；弹力；动能和势能的大小变化；机械能的概念．
【分析】小球从A运动到O的过程中，弹簧恢复原状，将弹性势能转化为动能，此时小球所受弹力方向向右、速度不断增大；
小球从O运动到B的过程中，弹簧被拉开，球的动能转化为弹簧的弹性势能，此时小球所受弹力方向向左、速度不断减小；
小球运动到B点时，由于动能转化为弹性势能，直到速度为零，因此会停止运动但不会保持静止；动能的大小与质量、速度有关，弹性势能的大小与弹性形变的程度有关。
【解答】解：A、小球从O运动到B的过程中，弹簧被拉开，球的动能转化为弹簧的弹性势能，此时小球所受弹力方向向左、速度不断减小，故A错误；
B、小球从A运动到O的过程中，弹簧恢复原状，将弹性势能转化为动能，此时小球所受弹力方向向右、速度不断增大，机械能增大，故B错误；
C、小球运动到B点时，由于动能转化为弹性势能，直到速度为零，因此会停止运动，但是由于弹簧恢复原状所以不会保持静止，故C错误；
D、小球在A点处，弹簧的弹性形变的程度最大，弹性势能最大，故D正确。
故选：D。
14．【答案】C
【解析】【分析】根据胡克定律求出B刚对地面无压力时弹簧的伸长量；再根据平衡条件求出平衡位置弹簧的弹力，再求弹簧的压缩量，最后确定初末位置的高度差，根据W＝Gh＝mgh求重力做的功。
【解答】解：B对地面恰无压力，弹簧伸长，故kx1＝m2g，解得此时弹簧的伸长量：x1＝，
A速度最大时，处于平衡位置，弹簧被压缩，则有：kx2＝m1g，解得此时弹簧的压缩量：x2＝，
故A从静止向下运动至最大速度时，A下降的高度为：h＝x1+x2；
故重力做功为：W＝G1h＝m1gh＝m1g（x1+x2）＝m1g（+）＝m1（m1+m2）g2；
故选：C。
【点评】本题关键是对物体A的运动情况分析清楚，找出其速度最大的位置，然后进行简单的受力分析并运用胡克定律列式求解，最后根据功的定义求解即可。
15．【答案】A
【解析】【考点】杠杆的动态平衡分析．
【分析】找出杠杆即将离开水平位置和把吊桥拉起到与水平面的夹角为30°时的动力臂和阻力臂，然后结合利用杠杆的平衡条件分别求出T1、T2的大小。
【解答】解：（1）杆在水平位置时，如图，
△AOB和△ABE都为等腰直角三角形，则AE＝BE
∵BE2+AE2＝AB2 ∴AE＝L，
由杠杆平衡可得：T1×AE＝G×AC，T1＝＝＝G。
（2）把吊桥拉起到与水平面的夹角为30°时，如图，
△ABO为等边三角形，AB＝L，BE′＝L，
∵BE′2+AE′2＝AB2
∴AE′＝L，在△ACC′中，∠CAC′＝30°，CC′＝AC＝L，
∵AC′2+CC′2＝AC2， ∴AC′＝L，根据杠杆平衡的条件可得T2×AE′＝G×AC′，
T2＝＝＝G；∴T1：T2＝G：G＝：1。
故选：A。
二、填空题
16．【答案】故答案为：重力势；动；弹性势；动。
【解析】【分析】（1）动能大小的影响因素：质量、速度。质量越大，速度越大，动能越大。
重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度。质量越大，高度越高，重力势能越大。
弹性势能的大小与物体发生弹性形变的程度有关，弹性形变程度越大，其所具有的弹性势能就越大。
（2）动能和势能之间是可以相互转化。
【解答】解：如图所示，轨道ABC光滑，弹簧固定在水平轨道的C处，故小球从A点由静止开始下滑的过程中，其质量不变，速度变快，故其动能变大；同时其质量不变，高度减小，故其重力势能变小，所以该过程是将重力势能转化为动能的过程；
在撞击到弹簧使弹簧被压缩的过程中，其质量不变，速度变小，故动能变小；同时弹簧的弹性形变程度越来越大，故其所具有的弹性势能变大，故该过程是将动能转化为弹性势能的过程，在钢球被弹开的过程中，弹性势能再转化为动能。
故答案为：重力势；动；弹性势；动。
【点评】在做能量的转化这种题时，我们要注意分析哪种能量增加了，哪种能量减少，因为总是减少的这种能量转化为增加的那种能量。
17．【答案】故答案为：（1）等于；（2）动能减小，重力势能减小，弹性势能增大，动能和重力势能转化为弹性势能。
【解析】【分析】（1）小球从a到b的过程中，受弹簧的弹力、重力，重力大于弹力，小球速度越来越大。随弹簧压缩量的增大，弹力越来越大，当小球到达b点时，弹力与重力相等；
（2）b→c的过程中，动能、重力势能和弹性势能相互转化。
【解答】解：（1）小球从a到b的过程中，受弹簧的弹力、重力，重力大于弹力，小球速度越来越大。随弹簧压缩量的增大，弹力越来越大，当小球到达b点时，弹力与重力相等；
（2）b处速度最大，c处速度为0，则b→c的过程中，动能减小，重力势能减小，弹性势能增大，动能和重力势能转化为弹性势能。
故答案为：（1）等于；（2）动能减小，重力势能减小，弹性势能增大，动能和重力势能转化为弹性势能。
【点评】本题考查了力与运动的关系以及动能和势能的转化，解题的关键要读懂图，由图获取弹簧压缩量，小球速度变化的信息分析小球的运动过程，分析弹力的变化情况。
18．【答案】（1）15；（2）2。
【解析】【考点】滑轮组中的相关计算．
【分析】（1）动滑轮上有4段绳子，故滑轮组的有效股数n＝4；各种摩擦力忽略不计情况下，每段绳子的拉力是总重的；
（2）衣架横梁上升0.5m，根据s＝nh可知，绕进旋轮上的绳子长度是衣架横梁上升高度的4倍。
【解答】解：（1）各种摩擦力忽略不计情况下，静止时绳子拉力是F＝＝×60N＝15N；
（2）根据s＝nh，衣架横梁上升0.5m，绕进旋轮上的绳子长度是衣架横梁上升高度的4倍，s＝4h＝4×0.5m＝2m。
故答案为：（1）15；（2）2。
19．【答案】故答案为：省力；F2。
【解析】【考点】杠杆中最小力的问题；杠杆的分类．
【分析】（1）根据力臂的画法画出各力的力臂，比较动力臂、阻力臂的大小关系确定属于哪一类杠杆；
（2）由杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可知，在阻力和阻力臂都一定的情况下，动力臂越长则动力越小。所以要判断哪个动力最小，就看哪个动力对应的动力臂最长。支点与动力作用点之间的连线就是最长的动力臂，与这条动力臂垂直的力即为最小动力。
【解答】解：如图所示，根据力臂的画法画出各力的力臂；
比较可知，重力的力臂均小于动力F1、F2、F3的力臂，所以该杠杆属于省力杠杆；
由杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可知，在阻力和阻力臂都一定的情况下，动力臂越长则动力越小。因为F2对应的动力臂最长，所以F2最小
故答案为：省力；F2。
20．【答案】（1）1.5；2；75%；（2）小于。
【解析】【考点】杠杆机械效率的测量实验．
【解答】解：（1）有用功为：W有用＝Gh＝5N×0.3m＝1.5J；总功为：W总＝Fs＝4N×0.5m＝2J；
此时机械效率为：η1＝×100%＝×100%＝75%；
（2）实验过程中，克服杠杆重力做的功为额外功，当将钩码移到A点左侧的B点，再次缓慢提升杠杆使动力作用点C仍然上升0.5m时，物体上升的高度变小，则有用功变小；杠杆重心上升的高度不变，则额外功不变，根据η＝＝＝可知，机械效率变小，即此时的机械效率η2小于η1。
故答案为：（1）1.5；2；75%；（2）小于。
21．【答案】故答案为：减少；小球在碗内荡动过程中，受到摩擦力作用，小球克服摩擦力做功，需要消耗部分机械能转化为内能。
【解析】【分析】小球在碗中来回滚动的过程，是一个动能与重力势能相互转化的过程，在这一过程中，因为有摩擦阻力的存在，因此，机械能的总量在逐渐减少，小球上升的高度也逐渐降低。
【解答】解：
小球的动能是由重力势能转化来的，小球的高度逐渐降低，因此势能也在逐渐减少，那么动能也应该每一次都比前一次小，动能与势能之和就是机械能，因此，机械能的总量也应该是减少的；
小球在碗中滚动的过程中，因为受到摩擦阻力的作用，有一部分机械能会转化为球与接触面的内能。
故答案为：减少；小球在碗内荡动过程中，受到摩擦力作用，小球克服摩擦力做功，需要消耗部分机械能转化为内能。
【点评】在质量相同的情况下，物体的高度越高，重力势能越大；物体的速度越大，动能越大。动能与势能合称机械能，机械能只有在没有摩擦与阻力的情况下才可能完全守恒。
22．【答案】故答案为：（1）150；（2）A。
【解析】【考点】功的计算．
【分析】（1）根据W＝Gh求出重力所做的功；
（2）由图乙比较AB的弹性势能的变化图即可得出结论。
【解答】解：（1）身重为500牛的人身体从状态1到状态2的过程中重力所做的功：W＝Gh＝500N×0.3m＝150J；
（2）弹性势能的变化图可知，A型钢圈弹性形变大，所以在健腹轮中安装A型钢圈将使产品具有更强的自动回弹功能。
故答案为：（1）150；（2）A。
23．【答案】＜；＝。
【解析】【解答】解：
（1）不计摩擦，AC＞BC，则斜面AC倾斜角度小于BC，所以物体沿AC运动时拉力较小，即F1＜F2；
（2）不计摩擦，使用光滑的斜面没有额外功，拉力在两斜面上做功相同（等于克服物体重力所做的功），即W1＝W2；拉力做功相同，所用时间相同，根据P＝可知，拉力做功的功率相同，即P1＝P2。
故答案为：＜；＝。
三、探究题
24．【答案】（1）质量 （2）右（3）避免杆秤 自身重力对称量的干扰（4）小思
【解析】【答案】（1）质量 （2）右（3）避免杆秤 自身重力对称量的干扰（4）小思
【解析】【分析】（1）根据杆秤上面标注的物理量的单位分析解答；
（2）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析动力臂的长度变化即可；
（3）杆秤自身也有重力，它也会对杠杆的平衡产生影响。步骤④中标注零线，可以将自身重力对称量的影响平衡掉，从而保证测量结果的准确性。
（4）可从标注的准确性和快捷性等角度分析判断。
【解答】（1）根据题目可知，杆秤的量程为20g，而“g”是质量单位，所以杆秤是一种称量质量的工具。
（2）当在秤盘上放置物体称量时，左盘的质量会增大，根据杠杆的平衡条件：G左×L2=G秤砣×L1可知，秤砣的力臂L1会增大，则秤砣应该从“0”刻度向右侧移动。
（3）步骤④标零线的目的是避免杆秤自身重力对称量的干扰；
（4）小思的方法只需测量1次，然后就能利用刻度尺标注刻度，方便快捷；采用平均法标注刻度，还可以保证刻度的均匀性，减小测量的误差，因此我认为小思的方法更合理。
25．【答案】故答案为：（1）h0﹣h1；（2）铁块上升的高度（h2﹣h1）；（3）形变量的平方。
【解析】【分析】（1）弹簧的形变量等于弹簧的原长度减去弹簧被压缩后的长度；
（2）根据转换法，实验中弹性势能的大小是通过铁块被弹起的高度来间接反映的；
（3）由表分析△h与x2的关系得出结论。
【解答】解：
（1）弹簧的形变量x等于弹簧的原长度h0减去弹簧被压缩后的长度h1，即x＝h0﹣h1；
（2）实验中弹性势能的大小是通过铁块被弹起的高度来间接反映的，即铁块到达的最高点h2减去弹簧被压缩的最低点h1，即h2﹣h1；
（3）由表中数据分析可知△h＝15x2，即△h与x2成正比例函数关系，即弹簧弹性势能的大小与形变量的平方成正比。
故答案为：（1）h0﹣h1；（2）铁块上升的高度（h2﹣h1）；（3）形变量的平方。
【点评】本题探究弹性势能大小与形变量的关系，考查转换法及数据分析的能力，有一定难度。
26．【答案】故答案为：（1）台秤、刻度尺；（2）不能；（3）3600；60；（3）偏大；四肢的运动要消耗能量。
【解析】【分析】（1）测量跳绳的功率就是测量克服自身重力的平均功率，根据P＝＝＝确定测量的物理量和测量工具；
（2）由图可知跳一次绳的时间，然后求出1min跳绳的次数，然后判断是否获得满分；
（3）由图可知跳一次绳重心上升的高度，根据W＝Gh＝mgh求出跳一次绳克服重力所做的功，然后求出整个过程小波做的功，根据P＝求出他跳绳的功率；
（4）人体的好多器官活动时都需要消耗能量，据此进行解答。
【解答】解：（1）测量跳绳的功率就是测量克服自身重力的平均功率，
由P＝＝＝可知，需要的实验器材有：测量小波质量m的台秤、测量重心上升高度h的刻度尺和测量时间的秒表；
（2）由图可知，跳一次绳的时间为0.4s，
则1min跳绳的次数n＝＝150个＜180个，
所以，这次跳绳小波不能获得满分；
（3）由图可知，跳一次绳重心上升的高度h＝4cm＝0.04m，
则跳一次绳克服重力所做的功：W1＝Gh＝mgh＝60kg×10N/kg×0.04m＝24J，
整个过程小波做的功：
W总＝150×24J＝3600J，
他跳绳的功率：
P＝＝＝60W；
（4）由于四肢的运动要消耗能量，身体肌肉的收缩和拉伸要消耗能量，心脏推动血液循环要消耗能量，人体向外散热要消耗能量等，
所以，小波同学此次跳绳的实际功率应该比计算出的功率偏大。
故答案为：（1）台秤、刻度尺；（2）不能；（3）3600；60；（3）偏大；四肢的运动要消耗能量。
【点评】本题考查了功率的测量，涉及到做功公式和功率公式的应用，从图中获取有用的信息是关键。
四、计算题
27．【答案】答：（1）小丽完成1次仰卧起坐所做的功为90J；
（2）为获得满分，小丽做仰卧起坐的最小功率为78W。
【解析】【考点】功率的计算；功的计算．
【分析】（1）已知该同学的质量，根据G＝mg可求得其重力，然后由题意可求得她上半身的重力，
由W＝Gh可求得她做一次仰卧起坐克服重力做的功；
（2）为获得满分，则在这段时间克服重力做的功W′＝52W，根据P＝求得功率。
【解答】解：（1）该同学的重力：G＝mg＝50kg×10N/kg＝500N，
她上半身的重力：G上＝G＝×500N＝300N，
做一次仰卧起坐克服重力做的功：W＝G上h＝300N×0.3m＝90J，
（2）满分为52个，为获得满分，克服重力做的功：W′＝52W＝52×90J＝4680J；
功率为P＝＝＝78W。
答：（1）小丽完成1次仰卧起坐所做的功为90J；
（2）为获得满分，小丽做仰卧起坐的最小功率为78W。
28．【答案】答：（1）提升物体的有用功率3×103W；
（2）滑轮组的机械效率55.6%；
（3）当电流表示数达到20mA时，电梯会发出超载警报声，该电梯承载的物重应小于8000N。
【解析】【分析】（1）由功的公式W＝Gh可以求出有用功；已知功与做功时间，由功率公式可以求出功率；
（2）滑轮组绳子的有效股数n＝3；拉力移动的距离s＝3h，根据公式W＝Fs求出拉力做的总功；知道有用功和总功，然后由效率公式求出滑轮组的效率；
（3）乙图中电电阻R1和压敏电阻R2串联，已知电源电压和阻R1阻值，根据串联电路的特点，求出电流为20mA时，压敏电阻的阻值，然后根据丙图得出电梯承载的物重。
【解答】解：
（1）电动机做的有用功：W有＝Gh＝mgh＝500kg×10N/kg×15m＝7.5×104J；
提升物体的有用功率为：P＝＝＝3×103W；
（2）由图可知，n＝3，则拉力端移动的距离：s＝3h＝3×15m＝45m，
拉力做的总功：W总＝Fs＝3×103N×45m＝1.35×105J；
滑轮组的机械效率：η＝＝×100%≈55.6%；
（3）当电流为20mA时，电路中的总电阻为：R＝＝＝400Ω，
因为电阻R1和压敏电阻R2串联，
所以压敏电阻的阻值为：R2＝R﹣R1＝400Ω﹣100Ω＝300Ω，
根据丙图可知，当压敏电阻R2的阻值为300Ω时，电阻式压力传感器受到的压力为8000N；
所以当电流表示数达到20mA时，电梯会发出超载警报声，该电梯承载的物重应小于8000N。
答：
（1）提升物体的有用功率3×103W；
（2）滑轮组的机械效率55.6%；
（3）当电流表示数达到20mA时，电梯会发出超载警报声，该电梯承载的物重应小于8000N。
【点评】本题考查了功、功率、机械效率的计算，以及对电路图的分析、串联电路的特点欧姆定律公式的应用，关键是对公式的理解与掌握。
29．【答案】答：（1）整个提升过程中，这箱物资的平均速度为0.4m/s；
（2）匀速直线提升过程中，起重装置对这箱物资做功的功率为12000W。
【解析】【考点】功率的计算；变速运动与平均速度．
【分析】（1）由图可知这箱物资总共提升的高度所用的时间，利用v＝可求出这箱物资的平均速度；
（2）已知物资的质量，利用G＝mg可求出物资的重力；匀速直线提升过程中受到平衡力作用，由此可得出起重装置对物资的拉力大小；由图读出匀速直线提升的时间和高度，利用P＝＝＝可求出起重装置对物资做功的功率。
【解答】解：（1）由图可知这箱物资提升3.6m用了9s，
则整个提升过程中，这箱物资的平均速度为；
（2）已知此箱物资的质量m＝2t＝2000kg，则物资的重力为：G＝mg＝2000kg×10N/kg＝20000N，
匀速直线提升过程中，物资受到平衡力作用，由二力平衡的条件可知起重装置对物资的拉力为：F＝G＝20000N，
由图可知匀速直线提升的时间为t′＝7s﹣3s＝4s，匀速直线提升的高度为：h＝3.0cm﹣0.6cm＝2.4m，
则匀速直线提升过程中，起重装置对这箱物资做功的功率为：P＝＝＝＝＝12000W。
答：（1）整个提升过程中，这箱物资的平均速度为0.4m/s；
（2）匀速直线提升过程中，起重装置对这箱物资做功的功率为12000W。
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