北京市顺义区2020-2022三年中考物理模拟试题分类汇编06做功与机械能、简单机械与机械效率（有解析）考试试卷

北京市顺义区2020-2022三年中考物理模拟试题分类汇编06做功与机械能、简单机械与机械效率
一、单选题
1．（2022·北京顺义·统考二模）在国际单位制中，电压的单位是（　　）
A．伏特（V） B．焦耳（J） C．瓦特（W） D．帕斯卡（Pa）
2．（2022·北京顺义·统考一模）用如图甲所示的滑轮组和卷扬机打捞水中的物体，动滑轮的重力为100N，卷扬机对绳子竖直向下的拉力F与卷扬机拉动绳子的速度v的关系如图乙所示，卷扬机拉动绳子的功率保持不变。当使用这个装置提升重为900N的物体A时，A浸没在水中被竖直匀速提升，已知物体A的体积V为2×10-2m3，g取10N/kg，绳重、轮与轴的摩擦及水的阻力均可忽略不计。对于提升A（A未露出水面）的过程，下列判断正确的是（　　）
A．卷扬机对绳子的拉力大小为500N B．滑轮组的机械效率为90%
C．物体A受到的浮力大小为900N D．动滑轮对A的拉力的功率为52.5W
3．（2022·北京顺义·统考二模）如图所示的情境中，关于力对物体做功的叙述，正确的是（　　）
A．甲中，举重运动员举着杠铃不动，运动员对杠铃做功了
B．乙中，人推汽车但没有推动，人的推力对汽车做功了
C．丙中，起重机吊着重物上升，钢绳竖直向上的拉力对重物做功了
D．丁中，足球在水平地面上滚动，足球受到的重力对足球做功了
4．（2020·北京顺义·统考一模）在2019世界举重锦标赛中，中国小将李雯雯以186公斤（千克）的成绩获得挺举冠军，她在挺举过程中对杠铃做的功最接近（　　）
A．370J B．1000J C．7500J D．3700J
5．（2020·北京顺义·统考一模）下列物理量和其国际单位对应正确的是（　　）
A．功一瓦特 B．质量—千克 C．电阻—伏特 D．电流—欧姆
6．（2020·北京顺义·统考二模）如图所示的工具在正常使用时，属于省力杠杆的是（　　）
A．撬棒 B．筷子
C．食品夹 D．天平
7．（2022·北京顺义·统考一模）我们经常用瓶起子来打开汽水瓶盖，如图甲所示，在此过程中，将瓶起子看做杠杆，用“A”表示支点位置，手用力为动力Fl，杠杆所受阻力为F2，则图中支点位置、动力和阻力所示示意图正确的是（　　）
A． B． C． D．
二、多选题
8．（2022·北京顺义·统考一模）如图所示为冬奥会的一些运动项目，下列说法中正确的是（　　）
A．图甲中的短道速滑运动员在转弯滑行的过程中，运动状态不变
B．图乙中的被掷出去的冰壶能继续向前运动，是由于冰壶具有惯性
C．图丙中的自由式滑雪运动员在沿倾斜赛道下滑过程中，重力势能不断减小
D．图丁中的冰球被球杆推着水平滑动一段距离，冰面的支持力对冰球做了功
9．（2021·北京顺义·统考二模）一个重力为650N的人乘电梯匀速上升，之后又乘电梯以同样的速度匀速下降，则下列说法中正确的是（　　）
A．匀速上升时人的机械能不变
B．匀速下降时重力对人做功，重力势能减小
C．匀速上升时人对电梯的压力与人所受的重力是相互作用力，压力大小为650N
D．匀速下降时电梯对人的支持力与匀速上升时电梯对人的支持力相等，均为650N
10．（2020·北京顺义·统考一模）关于体育活动中的情境，下列说法中正确的是（　　）
A．练习运篮球时，带球绕过标志杆，说明力是维持物体运动状态的原因
B．排球被垫起后上升的过程中，忽略空气阻力排球的动能转化为重力势能
C．某同学100m跑冲刺经过终点时不能立即停下来，是因为受到冲力的作用
D．某同学做引体向上拉住单杠静止时他所受重力与单杠对他的拉力是一对平衡力
11．（2020·北京顺义·统考一模）用图所示的装置将重为为800N的正方体石料A从水中提升出来。在卷扬机对绳子的拉力作用下，使A经历了三个过程∶过程I为A浸没在水中竖直匀速上升的过程，过程Ⅱ为A上表面刚露出水面到下表面刚离开水面竖直匀速上升的过程，过程Ⅲ为A在空中竖直匀速上升的过程。过程I中卷扬机对绳子的拉力大小为F=500N。若不计绳重和轮与轴间的摩擦，不计水中提升时水对A的阻力，不计A被提出水面所带水的质量，下列判断中正确的是（　　）
A．若过程I和过程Ⅱ中提升A的高度相同，则两过程中动滑轮所做的有用功相同
B．过程I和过程II中卷扬机对绳子的拉力大小相同
C．过程Ⅲ中提升A的机械效率η一定小于80%
D．此装置中动滑轮的重力大于200N
三、填空题
12．（2020·北京顺义·统考二模）（1）如图所示，OB是以O点为支点的杠杆，F是作用在杠杆B端的力。图中线段AB与力F的作用线在一条直线上，且 OA⊥AB、AC⊥OB。线段_______表示力F的力臂。（选填“OA”或“AC”）
（2）如图所示电阻箱的示数为_______Ω。
四、实验题
13．（2020·北京顺义·统考二模）在“测量滑轮组机械效率”的实验中，用同一个滑轮组匀速提升不同数量的钩码，记录数据如下表所示。
实验次数 钩码的重力G/N 钩码被提升的高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动的距离s/m 机械效率
1 2 0.1 0.9 0.3 74%
2 4 0.1 1.6 0.3 83%
3 6 0.1 2.3 0.3
（1）第三次实验中，滑轮组提升钩码的机械效率为_______%（保留整数）；
（2）由表格中的直接测量数据可得到提高该滑轮组机械效率的方法是_______；
（3）钩码被提升的高度不同，该滑轮组的机械效率是否不同？请作出判断，并说明依据_______。
14．（2020·北京顺义·统考一模）在探究杠杆平衡条件时，所选的杠杆是可绕中点转轴转动的轻质细杆，杆上相邻刻度线之间的距离都是相等的，每个钩码质量均为50g：
(1)如图甲所示，为使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向______侧调节；
(2)如图乙所示，为使杠杆在水平位置平衡，应在B点下方挂_____个钩码，若将A点下方钩码的重力视为阻力，B点下方钩码的重力视为动力，则生活中所用的杠杆工具与此次实验中动力和阻力大小关系相同的是_______ （写出一种即可）。
15．（2021·北京顺义·统考二模）在“研究杠杆平衡条件”的实验中，杠杆刻度均匀，每个钩码的质量都相等。
（1）实验开始前，杠杆如图甲所示处于静止状态。为使杠杆在水平位置平衡，应将右端的平衡螺母向_______移动。（选填“左”或“右”）
（2）调节杠杆水平平衡后，如图乙所示，在M点挂上3个钩码，在N点挂上4个钩码。此时，杠杆在水平位置_______平衡。（选填“能”或“不能”）
（3）用弹簧测力计和钩码配合使用，也可以研究杠杆平衡条件。如图丙所示，A点悬挂4个钩码的总重力为2N，若用弹簧测力计在B点竖直向上拉杠杆，使杠杆在水平位置平衡，弹簧测力计的示数为______N。若在B点沿着BP斜向上施加拉力F，使杠杆在水平位置平衡，请在答题卡相应位置处画出拉力F的力臂，并用L表示______。
16．（2021·北京顺义·统考二模）如图所示是“测量滑轮组机械效率”的实验装置，还有弹簧测力计、一盒钩码、细线等。测量数据见下表。
（1）测量过程中，竖直向上_________拉动弹簧测力计，使线AB对钩码的拉力大小等于钩码重力大小。
（2）提升2N重钩码时，滑轮组的机械效率为______％。（结果保留一位小数）
（3）分析数据发现：该滑轮组的机械效率与___________有关。
钩码重G/N 线AB对钩码的拉力T/N 钩码升高的距离h/m 弹簧测力计示数F/N 线自由端移动的距离s/m 机械效率η
2 2 0.1 0.8 0.3
6 6 0.1 2.2 0.3 90.9%
17．（2022·北京顺义·统考二模）在探究杠杆平衡条件时，使用的所有钩码重力均为1N，杠杆上相邻刻线间的距离相等。如图甲所示，为使杠杆在水平位置平衡，应将右端的平衡螺母向_______（选填“左”或“右”）调节。杠杆水平平衡后，在杠杆上的A点悬挂了3个钩码，如图乙所示，为使杠杆保持水平平衡，可在B点悬挂_______个钩码，或在C点施加竖直向上的_______N的力。
五、计算题
18．（2022·北京顺义·统考二模）如图所示，用滑轮组提升重力为900N的物体A，在滑轮组绳子自由端用力F竖直向上匀速提升10s，10s内物体A被竖直匀速提升了1m，滑轮组的额外功是300J。求：
（1）A上升的速度v；
（2）滑轮组的机械效率η；
（3）绳子自由端的拉力F。
六、综合题
19．（2022·北京顺义·统考二模）阅读《航天器着陆的“平安之花”》，回答问题。
航天器着陆的“平安之花”
2022年4月16日上午，一朵“红白伞花”缓缓降落在内蒙古的东风着陆场，神舟十三号载人飞船成功着陆，3名航天员安全回家。
从距离地面300多公里的太空穿越大气安全着陆，需要经历四次刹车。第一次刹车是发动机，点火反推，让飞船脱离运行轨道，进入返回地球的轨道，飞船以无动力状态在地球引力的作用下自由下落。第二次刹车是在距离地面100km的时候，返回舱高速进入大气层后，强烈压缩其前面的空气，因此产生大量的热，造成温度急剧升高，温度可达2000℃左右。第三次刹车则是在距离地面10km的时候，开始用降落伞减速，这顶大伞是不能一下子全部打开的，否则伞会被空气崩破，返回舱也会随之被摔烂。科学家为开伞设计了一套程序，先是打开一个引导伞，引导伞工作16s，返回舱的下降速度可由180m/s减至80m/s，然后由引导伞拉出一个减速伞，再由减速伞带出主伞，主伞先开一个小口，慢慢地全部撑开，这时返回舱的下降速度逐渐由80m/s减至6m/s。主伞是用特殊的纺织材料做成的，这种材料耐压性能良好，质量轻，薄如蝉翼，但却非常结实，你就是使尽全身力气也无法把它撕破。主伞看上去是一整块，实际上它是由一千多条小伞布拼接而成，是工作人员一针一线缝制处理的。第四次刹车是快到地面时，返回舱底部的反推发动机瞬间，点火，最终把最后的一点速度也抵消掉，返回舱安全着陆。
神舟十三号载人飞行任务的圆满成功，标志着空间站关键技术验证阶段任务圆满完成，中国空间站即将进入建造阶段。
阅读上述材料，回答下列问题：
（1）从神舟十三号返回情况来看，目前只能通过两种可控的方法来给返回舱减速，一种是______，另一种则是反推装置。
（2）返回舱在第三次刹车过程中，下列说法正确的是______。（选填选项前字母）
A．返回舱的动能减小 B．返回舱的重力势能不变
C．返回舱的机械能减小 D．返回舱的机械能不变
（3）主伞是用特殊材料制成的，这种材料还可应用在______方面，这是利用了材料的______特点。
参考答案：
1．A
【详解】A．在国际单位制中，电压的单位是伏特（V），故A符合题意；
B．焦耳（J）是电能的单位，故B不符合题意；
C．瓦特（W）是功率的单位，故C不符合题意；
D．帕斯卡（Pa）是压强的单位，故D不符合题意。
故选A。
2．D
【详解】AC．物体A浸没在水中受到的浮力为
卷扬机对绳子的拉力大小为
故AC错误；
B．由图甲可知，动滑轮上绳子的段数n为2，滑轮组的机械效率为
故B错误；
D．由乙图可知，当拉力为400N时，绳子的速度为0.15m/s，则动滑轮对A的拉力的速度为
动滑轮对A的拉力的功率为
故D正确。
故选D。
3．C
【详解】A．举着杠铃时，运动员对杠铃有力的作用，但在力的方向上没有移动距离，那么运动员对杠铃不做功，故A错误；
B．人推车，人对车有力的作用，但车没动，即在力的方向上没有移动距离，所以人对汽车不做功，故B错误；
C．起重机吊着重物上升，起重机对重物有竖直向上的力的作用，且重物在竖直方向移动了距离，所以拉力对重物做了功，故C正确；
D．足球在水平地面上滚动，在水平方向移动了距离，而足球所受的重力是竖直向下的，那么重力对足球不做功，故D错误。
故选C。
4．D
【详解】杠铃的重力
李雯雯的身高约为1.6m；在挺举过程中，把杠铃举高的高度约为2m，则在挺举过程中对杠铃做的功
与D选项数据接近，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
5．B
【详解】A．功的单位是焦耳，故错误；
B．质量的单位是千克，故正确；
C．电阻的单位是欧姆，故错误；
D．电流的单位是安培，故错误。
故选B。
6．A
【详解】A．撬棒在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；
B．筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；
C．食品夹在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；
D．天平在使用过程中，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆。
故选A。
【点睛】结合生活经验，先判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆。
7．D
【详解】由图可知起子和瓶盖顶端的接触点为支点A，手在起子末端施加竖直向上的动力，用F1表示，瓶盖边缘和起子的接触点是阻力作用点，阻力方向竖直向下，用F2表示，抽象出来的杠杠模型如图所示：
故ABC错误，D正确。
故选D。
8．BC
【详解】A．短道速滑运动员在转弯滑行的过程中，运动方向发生了改变，运动状态发生了改变，故A错误；
B．被掷出去的冰壶虽然受到冰面的摩擦力，但由于冰壶具有惯性，能继续向前运动一段距离，故B正确；
C．自由式滑雪运动员在沿倾斜赛道下滑过程中，质量不变，高度减小，速度增大，重力势能不断减小，动能增大，重力势能转化为动能，故C正确；
D．冰球在水平面上滑行时，冰面对冰球的支持力与冰球运动方向垂直，支持力不做功，故D错误。
故选BC。
9．BD
【详解】A．匀速上升时，速度不变，高度变大，人的动能不变，重力势能变大，所以人的机械能变大，故A错误；
B．匀速下降时，人在重力的方向上移动了一段距离，所以重力对人做功，高度减小，所以重力势能减小，故B正确；
C．匀速上升时人对电梯的压力与人所受的重力作用在不同物体上，不是一对平衡力，故C错误；
D．匀速下降时电梯对人的支持力与匀速上升时电梯对人的支持力，都和人受到的重力是一对平衡力，都与人受到的重力大小相等，均为650N，故D正确。
故选BD。
10．BD
【详解】A．练习运篮球时，带球绕过标志杆，说明力是改变物体运动状态的原因，故错误；
B．球垫起后，球上升的过程，质量不变，速度减小，动能减小；高度增加，重力势能增加，动能转化成重力势能，故正确；
C．冲过终点时不能立即停下来，是由于人具有惯性，要保持原来的运动状态，故错误；
D．做引体向上，当拉住单杠静止时，他所受重力与单杠对他的拉力符合二力平衡的条件，所以是一对平衡力，故正确。
故选BD。
11．CD
【详解】A．过程I、Ⅱ中动滑轮提供的拉力等于A的重力减A受到的浮力，但过程Ⅱ中物块排开水的体积变小，则浮力不断变小，拉力增大，提升相同的高度，由可知过程I中动滑轮所做的有用功与过程Ⅱ中动滑轮所做的有用功不相等，故错误；
B．过程I和过程II中动滑轮提供的拉力大小不同，由
可知卷扬机对绳子的拉力大小不同，故错误；
CD．过程I中
过程Ⅲ中
又因为
则
故CD正确。
故选CD。
12． OA 2098
【详解】(1)[1]根据定义，力臂是指力的作用线到转动轴的垂直距离，O 点为杠杆支点，线段 AB是拉力 F 过B点的作用线，OA即为支点到力作用线的垂直距离，表示为拉力的力臂。
(2)[2]电阻箱上各旋盘对应的指示点的示数乘以面板上标记的倍数，然后加在一起，就是最后的阻值，则电阻箱的读数为
2 1000 +0 100 +9 10 +8 1 =2098
13． 90% 增加被提升物体的重量 见解析
【详解】(1)[1]第三次实验中，有用功为
拉力做的总功为
则滑轮组提升钩码的机械效率为
(2)[2]由表格中的直接测量数据可知，增加被提升物体的重量可提高该滑轮组的机械效率。
由题意可知，拉力F移动的距离s是重物G上升的高度h的3倍，即动滑轮与3股绳子接触，n=3，由上述分析可知该滑轮组的机械效率的表达式为
(3)[3]由于该滑轮组的机械效率与钩码提升高度无关，则相同重量的钩码被提升的高度不同，该滑轮组的机械效率相同。
14． 左 3 瓶起子
【详解】(1)[1]由图像可知杠杆右端下沉，为使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向左侧调节。
(2)[2]一个勾码的重力为
设杠杆一小格的长度为L，由杠杆平衡条件可得
即应在B点下方挂3个钩码。
[3] 将A点下方钩码的重力视为阻力，B点下方钩码的重力视为动力，则动力小于阻力为省力杠杠，生活中的应用有铡刀，瓶起子等。
15． 左 能 1
【详解】（1）[1]杠杆右端下沉，为了使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆两端的螺母向左调。
（2）[2]设一格长度为L，一个钩码重G，则有
3G×4L=4G×3L
可知，此时，杠杆在水平位置能平衡。
（3）[3]B点拉力的力臂为A点拉力力臂的2倍，根据杠杆平衡条件，B点的拉力为A点拉力的一半，即1N。
[4]从支点向力的作用线作垂线，垂线段长度即为力臂L。
16． 匀速 83.3 钩码重
【详解】（1）[1] 只有在匀速拉动时，拉力的大小才是不变的，弹簧测力计的示数是不变的，才能快速准确测出拉力的大小。
（2）[2]由表格可知，当G=2N时，h=0.1m，F=0.8N，s=0.3m，根据滑轮组的机械效率公式可得
（3）[3]钩码升高的高度与线自由端移动的距离均不变，钩码的重力由2N变为6N，使得滑轮组的机械效率发生改变，故该滑轮组的机械效率与钩码重有关。
17． 右 2 1.5
【详解】[1]由图甲知，杠杆的左端下沉，应向右调节平衡螺母，才能让杠杆在水平位置平衡。
[2]由图乙知OA=2l，OB=3l，据杠杆的平衡条件有
3×1N×2l=n×1N×3l
解得
n=2
所以可在B点悬挂2个钩码。
[3]由图乙知，OC=4l，据杠杆的平衡条件有
3N×2l=F×4l
解得在C处施加竖直向上的力F=1.5N。
18．（1）0.1m/s；（2）75%；（3）400N
【详解】解：（1）物体A上升的速度
（2）提升A所做的有用功
W有=Gh=900N×1m=900J
滑轮组所做的总功
W总=W有+W额=900J+300J=1200J
滑轮组的机械效率
（3）由图示知，滑轮组承重绳子为3根，绳子自由端的移动的距离
s=3h=3×1m=3m
拉力
答：（1）A上升的速度v为0.1m/s；
（2）滑轮组的机械效率η为75%；
（3）绳子自由端的拉力F为400N。
19． 降落伞减速 AC 防弹衣 耐压性能良好，质量轻
【详解】（1）[1]从以上阅读材料可知，返回舱的四次刹车中，有两次用到了反推装置，分别是第一次刹车和第四次刹车，这两次刹车返回舱都可以控制启动反推装置的时间，实现减速，因此反推装置在返回舱刹车过程中是可控的。第二次刹车利用的是空气阻力进行减速，该过程中返回舱内没有进行其他操作，是不可控的。在第三次刹车中，返回舱利用了降落伞进行减速，并且由科学家为其设计了一套程序，返回舱可以按照程序的指令进行减速，因此可知降落伞减速是可控的，故从神舟十三号返回情况来看，目前只能通过两种可控的方法来给返回舱减速，一种是降落伞减速，另一种则是反推装置。
（2）[2]A．影响物体动能的因素有两个，分别是质量和速度，当物体质量不变的时候，速度越小，动能越小。由题意可知，第三次刹车中返回舱质量不变，速度逐渐变小，因此可判定返回舱的动能减小，故A正确；
B．物体的重力势能受质量和高度影响，在质量相同的情况下，高度越低，物体的重力势能越小。第三次刹车过程中，返回舱不断下降，质量不变，高度逐渐减小，因此返回舱的重力势能减小，故B错误；
CD．机械能的总量等于物体动能和势能之和，由A、B选项分析可知，返回舱的动能和重力势能都在减小，因此在第三次刹车过程中返回舱的机械能减小，故C正确，D错误。
故选AC。
（3）[3][4]降落伞主伞的材料具有耐压性能良好，质量轻，薄如蝉翼，但却非常结实的特性，其中，我们可以利用材料的耐压性能良好，质量轻的特点制作防弹衣，这样可以让人在穿着防弹衣的时候既能够有效的减弱子弹巨大压力的伤害，又能够灵活的运动。
试卷第1页，共3页
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