2026届物理二轮备考专题4：机械能和简单机械—真题汇编（安徽版含解析）

机械能和简单机械—真题汇编（安徽版）命题点1 功和功率
（2024·安徽合肥·二模）
1．如图所示，一个重为5N的物体被水平力F=25N压在竖直墙面上匀速下滑20cm，则匀速下滑的过程中压力F做的功为 J。
（2020·安徽亳州·一模）
2．2020年新型冠状病毒主要传播方式为飞沫传播，打喷嚏可以将飞沫喷到15m之外，有关专家研究得出打喷嚏时口腔对气流的作用力约为0.14N，气流喷出的速度可达150km/h，约为42m/s。估算人打一次喷嚏做功的平均功率的为（　　）
A．75W B．5.9W C．2.1W D．60W
（2021·安徽·模拟预测）
3．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，克服重力做的功分别为W1、W2，在不考虑摩擦的情况下（　　）
A．F1＜F2，P1＝P2 B．F1＞F2，P1＞P2
C．F1＜F2，W1＜W2 D．F1＞F2，W1＜W2
（2022·安徽·模拟预测）
4．在物理学中，用压力与受力面积的比值定义压强，用来描述压力的作用效果。我们还可以用 ，用来描述物体做功的快慢。
（2023·安徽池州·三模）
5．关于功和能的相关知识中，下列说法正确的是（　　）
A．铅球离开手后，手的推力继续对铅球做功
B．一个力对物体做的功越多，功率就越大
C．空中自由下落的物体不计空气阻力时，物体的机械能保持不变
D．物体动能的大小只与物体的速度有关
（2025·安徽合肥·二模）
6．在跨学科实践活动中，同学们对我国古代的“龙骨水车”进行研究，龙骨水车是一种利用风力或入力、畜力等动力驱动，将水从低处提升到高处的古老灌溉工具。其构造如图所示，主要由水槽、大轮、刮水板等组成，形似龙骨，因此得名。研究发现操作者使用某龙骨水车时，能将水提升至高的农田，其中。求：
(1)龙骨水车1min需克服水的重力所做的功大小；
(2)上述过程中，龙骨水车工作时的功率大小。
命题点2 机械能及其转化
（2025·安徽宿州·一模）
7．2024年5月28日，神舟十八号航天员圆满完成出舱任务。如图，搭乘机械臂的航天员A已为空间站安装好空间碎片防护装置，航天员B正在出舱。下列说法正确的是（　　）
A．宇航员之间通过超声波传递信息
B．以空间站为参照物，航天员B是静止的
C．机械臂类似于手臂，是一根费力杠杆
D．航天员在太空质量消失，所以不会具有动能
（2024·安徽池州·模拟预测）
8．如图所示，某实验小组在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，让小球从同一斜面某处由静止释放，撞击同一水平面上的同一木块，木块移动一段距离后停止。
（1）甲、丙两图中让不同质量的小球从同一斜面相同高度由静止释放的目的是 ；
（2）分析比较 两次实验，可得出结论：质量相同的物体，速度越大，动能越大；
（3）如果水平面光滑，则不能完成本实验，理由是 。
（2024·安徽淮北·三模）
9．《中华人民共和国民法典》第一千二百五十四条规定：禁止从建筑物中抛掷物品。由于处于高处的物体具有较大的 （填写一种能量形式的名称），因此高空坠落物往 往会造成很大的社会危害。
（2024·安徽亳州·二模）
10．如图甲、乙是小华和小强两位同学探究“物体的动能和势能的大小与哪些因素有关”的实验装置。
（1）为了探究动能与质量的关系，小华利用图甲进行的实验如下：让质量的两个小球从斜面上同一高度下滑，并撞击放在水平面上的木块，由于M在水平面上滑行一段距离之后再撞击木块，最终木块在水平面上滑行的距离相同。于是小华根据实验得出结论：物体动能大小与质量无关。这个结论与我们学习的结论不符，原因是 ；
（2）小强利用图乙探究物体重力势能与哪些因素有关的实验，三个相同木桩在沙中所处的初始深度相同，A、B、C三个物体的质量关系为：。图乙中B、C两物体从图示位置由静止释放，分别撞击两木桩使之扎入沙坑的深度相同，由此 （选填“能”或“不能”）说明B、C的初始重力势能相同。
（2024·安徽合肥·一模）
11．如图，为一铁皮青蛙玩具，只要拧紧发条，青蛙就可以在地上扑腾好一阵子，拧紧发条实际上是为了增加青蛙的 能，放手后再转化为青蛙的动能。
（2023·安徽安庆·一模）
12．某物理兴趣小组准备探究“弹簧弹性势能的大小与什么因素有关”。他们猜想：弹簧弹性势能可能与弹簧长度变化量、弹簧螺纹圈直径、弹簧的材料等因素有关。他们的实验装置如图所示，把弹簧放在水平面上，其左端固定在墙上，AO等于弹簧原长，水平面O点左侧光滑，右侧粗糙。将物体M从O点压缩弹簧到P点，然后由静止释放，当物体M运动到O点与弹簧分开，最终运动到Q点静止。请补充完成他们的探究过程：
（1）物体M从P点运动到Q点过程中，物体M的动能变化情况： ；
（2）弹簧弹性势能的大小是通过比较 来判断的；
（3）探究弹簧弹性势能与弹簧长度变化量的关系，应该选用相同弹簧进行实验，先改变 之间的距离，再测出物体M静止时的位置，然后重复实验，测量多组数据并记录。
（2022·安徽·中考真题）
13．如图，在2022年北京冬奥会开幕式上，质量约为的奥运五环缓缓升起。若将升起过程看成匀速直线运动，则该过程中奥运五环的（　　）
A．重力势能不变 B．动能增大
C．机械能不变 D．机械能增大
（2024·安徽·中考真题）
14．如图所示为某次蹦极运动的精彩瞬间，若一游客从平台上由静止开始下落。从开始下落至第一次到达最低点的过程中，游客的（　　）
A．动能一直增大 B．重力势能一直减小
C．机械能保持不变 D．机械能一直增大
命题点3 简单机械
（2024·安徽马鞍山·三模）
15．图1是常用的移动指示牌，其侧视图如图2所示，其中AB为指示牌的牌面，BE和CD为支架。当有风向左吹过时，作用于牌面的力为，其力臂为。请在图3中画出，当有风向右吹过时，作用于牌面的力的力臂。
（2020·安徽·中考真题）
16．停车场入口处常用横杆来控制车辆的进出 ，如图甲所示。我们可以把该装置简化成如图乙所示的杠杆。若横杆AB粗细相同、质量分布均匀，重G=120N，AB=2.8m ，AO=0.3 m。要使横杆AB保持水平平衡，需在A端施加竖直向下的力F= N。
（2024·安徽池州·三模）
17．小刚利用图甲装置做“探究杠杆平衡条件”的实验，杠杆上每格的长度相等，每个钩码的质量都是50g。请你利用所学知识回答下列问题：
(1)图甲所示的杠杆 （选填“是”或“不是”）平衡状态；
(2)通过调节平衡螺母让杠杆保持水平静止，如图乙所示，在A处挂4个钩码，在B处用测力计竖直向上拉，要使杠杆仍水平静止，其示数为 N；
(3)如果在B处用测力计斜向上拉，测力计的示数将变 。
（2024·安徽宿州·二模）
18．如图所示的简单机械中，在使用时属于费力杠杆的是（　　）
A．钢丝钳 B．船桨
C．天平 D．瓶盖起子
（2025·安徽宿州·一模）
19．如图所示是园艺工人修剪树枝时使用的剪刀，为使用时更省力，应将树枝放在 （选填“靠近”或“远离”）剪刀转动轴O处的位置。
（2023·安徽淮南·三模）
20．如图所示，完全相同的滑轮采取不同的绕法，把同一个物体在同一物面上水平移动相同的距离，它们绳末端移动距离关系是 。
（2025·安徽合肥·二模）
21．用如图所示的滑轮组，将重为的物体匀速提升，已知滑轮组的机械效率为，不计绳重和摩擦。下列说法正确的是（ ）
A．拉力为 B．有用功为
C．绳子自由端移动的距离为 D．动滑轮重为
（2025·安徽蚌埠·一模）
22．小轿车行驶在盘山公路爬坡过程可简化为如图所示的斜面模型。若小轿车的质量为1.2t，小轿车从斜面底端沿斜面往上匀速行驶了18km，升高了9km，所用时间为2h，该装置的机械效率为75%，匀速行驶牵引力F恒定不变，其方向始终与斜面平行。求：
(1)该过程做的有用功；
(2)牵引力的功率。
命题点4 机械效率
（2024·安徽六安·一模）
23．用如图所示的滑轮组将重为40N的货物竖直向上匀速提升2m，若该过程中滑轮组的机械效率为80%，则拉力做的功为 J。
（2025·安徽六安·一模）
24．小明和小强在测“滑轮组机械效率”的实验中，组装好如图所示实验装置，他们分别记下了钩码和弹簧测力计的位置。
钩码重 钩码上升的高度 弹簧测力计提升的高度 有用功 总功 机械效率
1 0.1 0.2 0.1 0.1 100%
(1)实验时，小明匀速竖直向上拉动弹簧测力计，使钩码升高，小明和小强通过计算得出该滑轮组机械效率为100%，他们意识到出现了错误，请你帮他俩找出错误的原因： ；
(2)滑轮组的实际机械效率约为 ；
(3)在实验中，若将钩码的重增加到，则该滑轮组的机械效率将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
（2024·安徽六安·二模）
25．小明发现，沿斜坡向上拉物体时，斜坡越陡，所需拉力越大，那么斜面的机械效率是不是越大呢？为了研究斜面的机械效率与哪些因素有关，小明设计了如下实验装置，并用同一块木板做了三次实验，数据记录如表格所示：
实验次数 斜面的倾斜程度 物块重G/N 斜面高度h/m 沿斜面拉力F/N 斜面长s/m 机械效率
1 较缓 10 0.1 5.0 1
2 较陡 10 0.3 6.7 1 45%
3 最陡 10 0.5 8.4 1 60%
（1）实验前要理解有用功、总功和额外功的概念，其中总功是指拉力所做的功，而拉力除了要克服物体重力做功外，还需要克服摩擦阻力做功，根据上述概念可知，测量斜面机械效率时的机械效率的表达式是η= （用表格中的字母表示）；
（2）在计算出第一次的机械效率之后，综合分析三次实验的数据可以得到的结论是：其他条件相同时， ；
（3）根据“W总=W有+W额”的关系可以计算出第1次实验中物体所受的摩擦力为 N。
（2021·安徽合肥·模拟预测）
26．用如图所示的装置探究杠杆的机械效率与悬挂点的关系，OC 是一根均匀的杠杆，且OA=AB=BC，分别把钩码挂在 A 点和 B 点进行实验（不计摩擦），收集的数据如表所示。
悬挂点 钩码重力G/N 钩码上升高度h/m 拉力的大小F/N 拉力端移动距离s/m 机械效率
A 6 0.2 3 0.6 66.7%
B 6 02 5 0.3
（1）钩码挂在 B 点时杠杆的机械效率η= ；
（2）若把弹簧测力计由 B 点移到 C 点，点 O 位置不变，仍将挂在 A 点的钩码提升相同的高度，则杠杆的机械效率将 （填“变大”“变小”或“不变”）；
（3）影响杠杆机械效率的主要因素是 。
（2024·安徽·三模）
27．如图所示，重力 G=5N的物体挂在粗细均匀的杠杆的中点A处。在力 F=4N作用下使物体匀速上升 h=0.6m，已知 B点沿竖直方向上升 s=1.2m，不计摩擦，求：
（1）此杠杆的机械效率η；
（2）杠杆自身重力G的大小。
（2025·安徽合肥·二模）
28．如图所示，重500N的物体在F=30N的拉力作用下水平向右做匀速直线运动，此时水平地面对物体的摩擦力为物体重力的0.05倍，则此时滑轮组的机械效率η= 。
（2025·安徽蚌埠·二模）
29．如图所示，有一斜面长为L，高为h。现用力F 沿斜面把重为G的物体从底端匀速拉到顶端，已知物体受到斜面的摩擦力为 f，请用已知物理量的字母符号写出斜面机械效率η的表达式： 。
试卷第1页，共3页
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《机械能和简单机械—真题汇编（安徽版）》参考答案：
1．0
【详解】由题意可知，物体在水平方向上受压力和支持力作用，但没有移动距离，压力F对物体没有做功，即做功为0J。
2．B
【详解】打喷嚏时口腔对气流的作用力约为0.14N，气流喷出的速度可达150km/h，约为42m/s，则由得，人打一次喷嚏做功的平均功率为
P＝Fv＝0.14N×42m/s＝5.88W
故B符合题意。故选B。
3．A
【详解】不计摩擦，斜面AC倾斜角度小于BC，且AC>BC，所以物体沿AC运动时拉力较小，即F14．用一段时间内所做的功与这段时间的比值来定义功率
【详解】用一段时间内通过的路程与这段时间的比来定义速度，用来描述运动的快慢，我们还可以用一段时间内所做的功与这段时间的比值来定义功率，用来描述物体做功的快慢，功率越大说明做功越快。
5．C
【详解】A．铅球离开手后飞行过程中，不再受到推力的作用，有距离无力，手的推力没有对铅球做功，故A错误；
B．功率等于功与时间的比值，力做功多如果用时很长，则功率也可能很小，故B错误；
C．在没有空气阻力的情况下，物体自由下落时，重力势能转化为动能，没有能量的损失，即机械能的总和不变，故C正确；
D．动能的大小与物体的质量和速度有关，故D错误。
故选C。
6．(1)1000J
(2)16.67W
【详解】（1）50L水的重力为
龙骨水车克服水的重力所做的功
（2）龙骨水车工作时的功率
7．C
【详解】A．电磁波可以在真空中传播，宇航员之间通过电磁波传递信息，故A错误；
B．以空间站为参照物，航天员B正在出舱，航天员B相对于空间站的位置变化了，航天员B是运动的，故B错误；
C．机械臂类似于手臂，动力臂小于阻力臂，是一根费力杠杆，故C正确；
D．航天员在太空质量没有消失，因为质量是物体的一种基本属性，与物体的状态、形状、温度、所处的空间位置的变化无关，所以航天员运动时会具有动能，故D错误。
故选C 。
8． 使小球到达斜面底端时速度相同 甲、乙 木块将一直做匀速直线运动，无法测量被撞击的距离
【详解】（1）[1]甲、丙两图中让不同质量的小球从同一斜面相同高度由静止释放，小车下滑时的重力势能相等，动能为0，下滑过程中，小车将重力势能转化为动能，则小车到达平面的动能相等，小车到达平面的速度相等。
（2）[2]分析比较甲乙两次实验，小球的质量相同时，小球下滑的高度越高，小球到达水平面的速度越大，木块被移动距离越远，可得出结论：质量相同的物体，速度越大，动能越大。
（3）[3]如果水平面光滑，则不能完成本实验，理由是木块在水平面上不受力作用，运动状态不变，将一直做匀速直线运动，无法测量被撞击的距离。
9．重力势能
【详解】物体由于被举高而具有的能量叫重力势能，物体的质量越大、被举得越高，那么这个物体的重力势能越大，所以高处的物体具有较大的重力势能。
10． 木块没有放在斜面底端 能
【详解】（1）[1]由图得，两球的质量不同，让小球从斜面上同一高度下滑，小球到达水平面的速度相同，实验中通过小球撞击木块，木块移动的距离看出小球动能大小，此时木块放在斜面的底端，由图得，木块没有放在斜面底端，导致结论出错。
（2）[2]B、C两物体从图示位置由静止释放，撞击两木桩使之扎入沙坑的深度相同，说明BC撞击木桩过程中，克服摩擦阻力做的功相同，说明B、C的初始重力势能相同。
11．弹性势
【详解】拧紧发条时，发条发生弹性形变，弹性势能增加，故拧紧发条实际上是为了增加青蛙的弹性势能，放手后弹性势能再转化为青蛙的动能。
12． 先增大后减小 物体M被弹出的距离 OP
【详解】（1）[1]物体M从P点运动到O点过程中，弹簧从压缩状态到恢复原长，此过程弹簧的弹性势能转化为物体M的动能，即物体M的动能逐渐增大；而物体M从O点运动到Q点过程中，物体M要克服水平面的摩擦力做功，一部分动能将转化为内能，则此过程中动能会逐渐减小，因此整个过程中物体M的动能变化情况是先增大后减小。
（2）[2]该实验中弹性势能的大小是通过物体M被弹出的距离来间接反映的，这采用了转换法，物体M被弹出的距离越大，则说明原来弹簧的弹性势能越大。
（3）[3]探究的是弹性势能和弹簧长度变化量之间的关系，根据控制变量法可知，必须控制弹簧的螺纹圈直径、弹簧的材料相同（即相同的弹簧），改变弹簧长度变化量，即OP间的距离。
13．D
【详解】A．重力势能与物体的质量和高度有关，被提升的过程中，质量不变，高度增大，所以重力势能增大，故A不符合题意；
B．动能与物体的质量和速度有关，物体匀速提升，质量不变，速度不变，所以动能不变，故B不符合题意；
CD．物体动能不变，重力势能增大，所以机械能增大，故C不符合题意，D符合题意；
故选D。
14．B
【详解】游客从开始下落至第一次到达最低点的过程中，起始阶段：蹦极者从起始点跳下，此时弹性绳处于松弛状态，在重力作用下下落。将重力势能逐渐转化为动能，重力势能越来越小，动能越来越大；绳子拉伸阶段：当下降到一定高度后，绳子开始被拉长，蹦极者继续受到向下的重力，同时绳子也产生向上的弹力。此时，一部分重力势能继续转化为动能，另一部分则转化为弹性绳的弹性势能；受力平衡阶段：在某一时刻，蹦极者受到的重力和绳子的弹力达到平衡，此时速度达到最大，动能最大；减速下降阶段：随着绳子的继续拉伸，弹力逐渐大于重力，蹦极者开始做减速运动，此过程中，动能和重力势能继续转化为绳子的弹性势能，直到下降到最低点，此时动能和重力势能最小，弹性势能最大。综上可知，游客的动能先增大后减小，重力势能一直减小。下落过程中要克服空气阻力做功，消耗一部分机械能，则机械能一直减小。故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
15．
【详解】当有风向右吹过时，D点为支点，过支点作力的作用线的垂线段即为力臂，作图如下：
16．440
【详解】横杆AB粗细相同、质量分布均匀，则横杆的重心在AB中点，故重力G的力臂为
力F的力臂
由杠杆平衡条件得
解得
故需在A端施加竖直向下的力为440N。
17．(1)是
(2)1.5
(3)大
【详解】（1）杠杆静止或匀速转动时，杠杆处于平衡状态，故杠杆在如图甲的位置静止时是处于平衡状态。
（2）根据杠杆平衡条件得
解得。
（3）如果在B处用测力计斜向上拉，测力计所施加的拉力的力臂变大，阻力和阻力臂不变，根据杠杆平衡条件可知，测力计的拉力变大，即测力计示数变大。
18．B
【详解】A．钢丝钳在使用时动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A不符合题意；
B．船桨在使用时动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故B符合题意；
C．天平在使用时动力臂等于阻力臂，是等臂的杠杆，故C不符合题意；
D．起子在使用时动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D不符合题意。
故选B。
19．靠近
【详解】园艺工人修剪树枝时使用的剪刀动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；为使用时更省力，在动力臂不变的情况下，应将树枝放在靠近剪刀转动轴O处的位置，进而减小阻力臂，所用动力更小，更为省力。根据杠杆平衡条件，阻力与动力臂不变的条件下，阻力臂越小，动力越小。对于杠杆来说，如果要求它省力，那么动力臂就一定要大于阻力臂。
20．
【详解】设物体移动的距离为s，甲图滑轮为定滑轮，使用定滑轮不省力也不省距离，绳末端移动的距离，乙图滑轮为动滑轮，处于绳端，省力费距离，所以绳末端移动的距离，所以。
21．D
【详解】ABC．由图可知，动滑轮上的绳子段数为n=2，做的有用功W有=Gh=8N×0.5m=4J
拉力做的总功
绳子自由端移动的距离s=nh=2×0.5m=1m
拉力
故ABC错误；
D．不计绳重和摩擦，动滑轮的重G动=nF-G=2×5N-8N=2N
故D正确。
故选D。
22．(1)1.08×108J；
(2)2×104W
【详解】（1）解：有用功是指克服重力所做的功，即小轿车在爬坡过程中升高所做的功，即。
（2）由可知，牵引力做的总功为
牵引力的功率为。
23．100
【详解】由图示知，滑轮组承重绳子的根数为2根，据得，拉力为
绳子自由端移动的距离
拉力做的功为
24．(1)弹簧测力计提升的高度应为
(2)66.7%
(3)变大
【详解】（1）由图可知，滑轮组承重绳子的有效股数n=3，已知钩码上升高度h=0.1m，则弹簧测力计移动的距离应为s1=nh=3×0.1m=0.3m
由表中实验数据可知，测力计移动的距离为0.2m，则测力计移动的距离错误，从而导致测得滑轮组的机械效率错误。
（2）拉力为
该滑轮组的机械效率
（3）提升的钩码重增加到6N，在提升高度不变时，由W有=Gh可知有用功增大，额外功几乎不变，有用功在总功所占的比例增大，则该滑轮组的机械效率将变大。
25． 斜面越陡，机械效率越高 4
【详解】（1）[1]总功是指拉力所做的功，实验中沿斜坡向上拉物体时，克服物体自重做的功为有用功，测量斜面机械效率时的机械效率的表达式是
（2）[2]根据表中数据，第一次的机械效率
纵向分析三次实验的数据可以得到的结论是：其他条件相同时，斜面越陡，机械效率越高。
（3）[3]根据W总=W有+W额，第1次实验中做的额外功
W额=W总-W有=Fs-Gh=5.0N×1m-10N×0.1m=4J
而本实验中克服物体与斜面之间的摩擦力做的功为额外功，物体所受的摩擦力为
26． 80% 不变 杠杆的自重（或所挂重物的重量）
【详解】（1）[1]由表格数据知，通过杠杆所做的有用功
W有=Gh=6N×0.2m=1.2J
拉力端所做的总功
W总=Fs=5N×0.3m=1.5J
钩码挂在B点时，杠杆的机械效率
（2）[2]将弹簧测力计由B点向C点移动的过程中，钩码所挂位置不变，被提升的高度不变，则杠杆向上移动的角度不变，杠杆升高的距离不变，则通过杠杆所做的有用功及克服杠杆自重所做的额外功不变，那么总功也不变，据知，机械效率不变。
（3）[3]由实验探究知，在提升重物时，也将杠杆提升，当提升的物体的重力及高度相同时，有用功便相同，且杠杆升高的高度也相同，当杠杆自重越大，所做的额外功便越大，机械效率便越小，所以杠杆看重对杠杆机械效率的影响较大。
27．（1）62.5%；（2）3N
【详解】解：（1）克服物体重力所做的功是有用功，大小为
W有=G物h=5N×0.6m=3J
拉力所做的功为总功，大小为
W总=Fs=4N×1.2m=4.8J
机械效率为
（2）不计摩擦，克服杠杆重力做额外功，额外功为
W额=W总-W有=4.8J-3J=1.8J
杠杆重心上升的高度h=0.6m，自身重力G的大小为
答：（1）此杠杆的机械效率为62.5%；
（2）杠杆自身重力G的大小为3N。
28．
【详解】水平地面对物体的摩擦力为物体重力的0.05倍，即
由图可知，n=3，该滑轮组的机械效率为
29．或
【详解】斜面的机械效率为
也可表述为
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