中考物理真題專題復(fù)習(xí) 機(jī)械和機(jī)械效率（原卷版）

Page三年（2022-2024）中考物理真題分項匯編（全國通用）專題13機(jī)械和機(jī)械效率1．【跨學(xué)科·中藥與物理】（2024·重慶·中考真題）同學(xué)們模仿中藥房的戥秤制作桿秤，用筷子做秤桿，用鉤碼做秤砣，用細(xì)線將秤盤系在A點(diǎn)。當(dāng)不掛秤砣、且秤盤不放物體時，在O點(diǎn)提起提紐，秤桿水平平衡；當(dāng)秤盤放100g物體、秤砣移到B點(diǎn)時，秤桿再次水平平衡，如圖所示。在O到B兩條刻線之間均勻地畫上49條刻度線。下列說法正確的是（）A．自制桿秤的每一格約表示2.08gB．稱中藥時B端翹起應(yīng)減少中藥恢復(fù)水平平衡C．如果秤砣磨損則測量結(jié)果會比真實(shí)質(zhì)量偏小D．若將提紐移到O點(diǎn)右側(cè)可以增大桿秤的量程2．【跨學(xué)科·古代典籍中的物理學(xué)】（2024·四川廣安·中考真題）桔槔是《天工開物》中記載的一種原始的汲水工具，在拗石輔助下，人幾乎可以不用力就能將一桶水從井中提起。如圖所示，已知A點(diǎn)所掛拗石重力為100N，，兩側(cè)懸掛的繩子始終保持在豎直方向，忽略橫桿和繩的重力（）。下列說法錯誤的是（）A．桔槔平衡時，桶內(nèi)水的體積為B．桔槔是杠桿裝置C．桔槔平衡時，A、B兩點(diǎn)所受的拉力之比為1∶2D．要想一次提取更多的水，可以將懸掛點(diǎn)A向遠(yuǎn)離O點(diǎn)方向移動3．【跨學(xué)科實(shí)踐·新中考·實(shí)驗創(chuàng)新】（2024·云南·中考真題）實(shí)驗小組通過探究杠桿的平衡條件，來解釋桔槔的使用原理。（1）實(shí)驗前，杠桿水平靜止如圖甲所示，此時杠桿處于狀態(tài)（選填“平衡”或“非平衡”）。將杠桿左下角物塊M取走后，不調(diào)節(jié)平衡螺母，杠桿保持水平位置靜止（選填“仍能”或“不能”）；（2）調(diào)節(jié)杠桿水平平衡，進(jìn)行多次實(shí)驗，數(shù)據(jù)記錄如下表：次數(shù)動力F1/N動力臂l1/cm阻力F2/N阻力臂l2/cm1212.0124.0225.0110.03310.0215.04312.0318.0①分析表中的數(shù)據(jù)，歸納出杠桿的平衡條件是（用表格中的字母表示）。多次實(shí)驗的目的是（選填“A”或“B”）；A．尋找普遍規(guī)律

B．減小實(shí)驗誤差②如圖乙，此時在右側(cè)鉤碼下端加掛一個鉤碼，杠桿會（選填“左端下沉”或“右端下沉”）；（3）桔槔是我國古代的取水工具，如圖甲，在井邊豎一根樹權(quán)，架上一根橫木，橫木的一端綁上大石塊，另一端系繩和水桶，簡化圖如圖乙。若水桶盛滿水后，為減小人向上提水的拉力，根據(jù)杠桿的平衡條件，可以（選填“增大”或“減小”）石塊的質(zhì)量或向（選填“左”或“右”）移動杠桿的支點(diǎn)；（4）圖丙為桔棒在水平位置平衡的模型圖，A處所吊水和水桶的總質(zhì)量為m1，O處為支點(diǎn)，杠桿的質(zhì)量為m0，重心在C處，B處所掛石塊的質(zhì)量為m2，AO=l1，OC=l0，OB=l2。請寫出的表達(dá)式，l2=（用字母m0、m1、m2、l0、l1表示）。4．【跨學(xué)科·科學(xué)思維·物理學(xué)與工程實(shí)踐】（2024·四川遂寧·中考真題）遂寧大英的卓筒井被譽(yù)為“世界近代石油鉆井之父”，是手工制鹽的活化石。從井中提取鹽鹵水是制鹽過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其裝置如甲圖所示。某科創(chuàng)小組制作了一個模型來模擬提取過程，如乙圖所示，圖中的竹制汲鹵筒頂端開口，底部裝有硬質(zhì)單向閥門；竹條具有韌性，對汲鹵筒可以產(chǎn)生壓力或拉力。汲鹵筒在鹽鹵水中下降時單向閥門繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動打開，鹽鹵水進(jìn)入筒中；當(dāng)汲鹵筒上升時，單向閥門繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動關(guān)閉。已知汲鹵筒的高2m，質(zhì)量2.4kg，密度，鹽鹵水的密度（汲鹵筒底和閥門厚度及質(zhì)量不計；g?。Ｇ螅海?）汲鹵筒實(shí)心部分的體積；（2）汲鹵筒浸沒在鹽鹵水中時受到的浮力大小；（3）汲鹵筒浸沒在鹽鹵水中靜止時，竹條對它所施加力的大小和方向；（4）取出裝滿鹽鹵水的汲鹵筒后，在豎直狀態(tài)下，要將閥門剛好頂開至少需用多大的力（筒的取水口與單向閥門均看作面積為的圓形；鹽鹵水對閥門壓力的作用點(diǎn)等效在閥門圓心處）。5．【新中考·科學(xué)探究】（2024·湖北·中考真題）如圖是漢代畫像磚上描繪的《史記》中“泗水取鼎”畫面，兩邊各有數(shù)人用繩子通過滑輪拉起掉落水中的鼎。圖中的這種滑輪（選填“能”或“不能”）起到省力的作用；此時兩邊繩子對鼎豎直向上的拉力分別為、，鼎受到的拉力之和為。鼎在水中上升的過程中，其底部所受水的壓強(qiáng)（選填“增大”、“減小”或“不變”）。6．【新中考·科技創(chuàng)新·模型建構(gòu)】（2024·湖北·中考真題）2024年6月2日至3日，嫦娥六號完成了人類首次月球背面采樣。如圖，嫦娥六號的機(jī)械臂正繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動，將采集的月球樣品送往貯存裝置。請畫出樣品對機(jī)械臂上A點(diǎn)的作用力F的力臂l。7．【新中考·科學(xué)探究】（2024·山西·中考真題）小明在成長筆記中記錄了如下錯題，請你幫助他找出錯誤之處、分析錯因并寫出正確解答過程。錯題記錄錯題改正站立地面踏腳跟是中國傳統(tǒng)文化“八段錦”的第八式。如圖為踏腳跟時左腳的一些相關(guān)數(shù)據(jù)，當(dāng)腳跟抬離地面時，請你計算小腿肌肉拉力F1的大小。解：如圖將左腳看作杠桿，抬腳跟時腳繞支點(diǎn)O轉(zhuǎn)動，動力為F1，阻力為F2。根據(jù)杠桿平衡條件得小腿肌肉拉力錯誤之處：錯因分析：正確解答：考點(diǎn)1杠桿1．【新中考·創(chuàng)新實(shí)驗】（2024·河北·中考真題）在“探究杠桿的平衡條件”實(shí)驗中，小明使用可繞O點(diǎn)自由轉(zhuǎn)動、刻度均勻的杠桿，以及多個重為0.5N的鉤碼進(jìn)行了以下操作：（1）不掛鉤碼時，杠桿在圖中所示的位置靜止。小明將杠桿左邊的螺母調(diào)至最左端，發(fā)現(xiàn)杠桿右側(cè)還略向下傾斜，此時小明應(yīng)向（選填“左”或“右”）調(diào)節(jié)杠桿右邊的螺母，使杠桿水平并靜止，達(dá)到平衡狀態(tài)；（2）給杠桿兩側(cè)掛上不同數(shù)量的鉤碼，設(shè)右側(cè)鉤碼對杠桿施的力為動力F1，左側(cè)鉤碼對杠桿施的力為阻力F2；測出杠桿水平平衡時的動力臂和阻力臂；多次實(shí)驗并把數(shù)據(jù)填入下表；實(shí)驗次數(shù)動力F1/N動力臂/m阻力F2/N阻力臂/m10.50.21.00.121.00.151.50.130.13.02.00.1542.00.151.50.2…小明分析表格中的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，第次實(shí)驗數(shù)據(jù)有誤，剔除這一組數(shù)據(jù)后，初步得出杠桿的平衡條件：動力×動力臂=阻力×阻力臂；（3）第4次實(shí)驗結(jié)束后，小明撤去右側(cè)鉤碼，改用彈簧測力計繼續(xù)實(shí)驗。如圖所示，他在左側(cè)A點(diǎn)懸掛三個鉤碼，再用彈簧測力計（未畫出）在B點(diǎn)拉杠桿。杠桿重新在水平位置平衡時，彈簧測力計的示數(shù)可能為（選填序號）。①2.0N

②2.5N

③3.0N

④35N（4）筷子是中國傳統(tǒng)餐具，體現(xiàn)了我國古代勞動人民的智慧。用筷子夾東西時，所屬的杠桿類型與第次實(shí)驗時的杠桿類型相同；（5）小明選用質(zhì)量分布均勻但兩端粗細(xì)不同的筷子玩“托筷子”游戲時，用一根筷子把另一根筷子MN水平托起來，圖為筷子穩(wěn)定時的俯視圖，筷子MN的重心在O′點(diǎn)，此時（選填“MO′”或“O′N”）段更重一些；【拓展】如圖所示，小明在一根均勻硬質(zhì)細(xì)桿上挖出等間距的5道細(xì)凹槽，將細(xì)桿分成6等份，并分別在細(xì)桿兩端和凹槽處標(biāo)記出“0、1、2、3、4、5、6”，然后在兩端對稱安裝合適的螺母。支架（未畫出）支撐在任一標(biāo)記處時，都要重新調(diào)節(jié)螺母，使細(xì)桿不掛物體時在水平位置平衡?，F(xiàn)把重為2N的物體懸掛在標(biāo)記“6”處，僅在其他標(biāo)記處放置支架和懸掛最大容積為800mL、重為1N的小桶，通過改變支架支撐的位置和小桶懸掛的位置，并調(diào)整小桶內(nèi)的水量，可以有種方案使細(xì)桿在水平位置平衡。水的密度為1.0×103kg/m3，g取10N/kg。2．【跨學(xué)科·物理學(xué)與日常生活·模型建構(gòu)】（2024·安徽·中考真題）如圖甲所示，用核桃鉗夾核桃時，用力握緊手柄即可夾碎核桃。將上部的手柄ABC簡化為如圖乙所示的杠桿，若F1=20N，l1=10cm，l2=4cm，忽略杠桿自身的重力，則F2的大小為N。3．（2022·湖南邵陽·中考真題）某天，“生物”和“物理”兩位大師在一起進(jìn)行體育鍛煉?！吧铩贝髱熒斐鼋〈T的手臂對“物理”大師說：“看，我能提起很重的物體哦（如圖）！"“物理”大師豎起大拇指說：“真厲害！其實(shí)，你的前臂就是物理學(xué)中的一根杠桿?！币韵聦τ谶@根杠桿在提起重物的過程中，分析合理的是（）A．前臂杠桿的支點(diǎn)O在肘關(guān)節(jié)處 B．肱二頭肌給橈骨的力F1是阻力C．重物給前臂的力F2是動力 D．前臂是一根省力杠桿4．（2023·四川南充·中考真題）圖甲是小明自行車的手閘，其中ABO可視為一種杠桿，簡化示意圖如圖乙，O為支點(diǎn)，F(xiàn)2為阻力，請在圖乙中畫出作用在A點(diǎn)的最小動力F1及其力臂l1。5．（2023·河北·中考真題）在均勻直尺的中央挖一小凹槽，把一個薄金屬片一端插入橡皮中，另一端支在直尺的凹槽內(nèi)制成一個簡易“天平”。靜止時直尺水平平衡。在直尺的兩側(cè)各放一個相同的小盤，在小盤中倒入質(zhì)量不等的大米和小米，調(diào)整小盤在直尺上的位置，使直尺再次水平平衡。如圖所示。由圖可知，大米的質(zhì)量（選填“大于”或“小于”）小米的質(zhì)量。F是左盤對直尺施加的力，請在圖中畫出F的力臂?，F(xiàn)向左盤中再加入少量大米，寫出一種能夠使直尺恢復(fù)平衡的方法：。

6．（2023·重慶·中考真題）桔槔是《天工開物》中記載的一種原始的汲水工具。如圖所示，硬桿用細(xì)繩懸掛在樹上，桿可繞點(diǎn)自由旋轉(zhuǎn)且與樹之間無作用力，用細(xì)繩將重力為20N、容積為的桶懸掛在端，在端重120N的拗石輔助下，人可輕松將一桶水從井中提起，；懸掛桶的繩子始終保持在豎直方向上，忽略桿和繩的重力。（1）桶裝滿水時，求水的質(zhì)量；（2）空桶在井中漂浮時，求桶排開水的體積；（3）一重力為480N的人用桔槔將裝滿水的桶提出水面后（忽略桶外壁沾水），桔槔處于平衡狀態(tài)時，人與地面的受力面積為500cm2，求人對地面的壓強(qiáng)。

7．（2023·廣東深圳·中考真題）如圖1是古時勞動人民用工具抬起木料的情景，如圖二中已知其中，木料的體積為，木塊的密度為。（1）求木材所受重力？（2）如圖2，在B端有一木材對繩子的力F1為，當(dāng)F2為大時，木料剛好被抬起？（3）隨著時代發(fā)展，亮亮同學(xué)發(fā)現(xiàn)吊車能更方便地提起重物。如圖3用一吊車勻速向上提起木材，已知提升的功率為，那這個吊車在10s內(nèi)可以將該木料提升的高度為多高？8．（2022·湖北武漢·中考真題）我國萬米深潛作業(yè)次數(shù)和下潛入數(shù)位居世界首位。圖甲所示為我國“奮斗者"號載人潛水器的海試現(xiàn)場。（1）潛水器的前邊固定著一個采樣籃，里面放著海底沉積物采樣器等工具，采樣器是一個下端開口的圓柱形玻璃管。潛水器兩側(cè)各連著一只機(jī)械手臂，其中一只機(jī)械手臂的簡化示意圖如圖乙所示，它由金屬桿AB、OC和可以伸縮的液壓桿AC組成，C點(diǎn)為機(jī)械手臂和潛水器的連接點(diǎn)。當(dāng)液壓桿伸長或縮短時，會帶動金屬桿AB繞著O點(diǎn)轉(zhuǎn)動，金屬桿B端就會向上提或向下壓采樣器；①請在圖乙中畫出水平金屬桿的B端豎直向下壓采樣器時，采樣器對金屬桿AB的力的示意圖；②若OA、OC和AC的長分別是18cm、24cm和30cm，OB的長是72cm，這只機(jī)械手臂的液壓桿AC對水平金屬桿A端的拉力是200N，玻璃管水平的圓環(huán)形管口和海底沉積物的接觸面積是2cm2時，則豎直狀態(tài)下的玻璃管的圓環(huán)形管口對海底沉積物產(chǎn)生的壓強(qiáng)是多少Pa?（不考慮金屬桿AB和采樣器它們受到的重力和浮力）（2）總質(zhì)量是36t且處于懸浮狀態(tài)的潛水器在海底完成作業(yè)后，會拋卸吸附在艙外的壓載鐵再上浮。為了確保艙內(nèi)作業(yè)人員的安全，科學(xué)家們在設(shè)計“奮斗者”號時，可以讓潛水器在不能拋卸壓載鐵時進(jìn)行“斷臂求生”，即讓潛水器在深海拋掉兩只機(jī)械手臂和采樣籃等物體后再上浮。若某次深海演練拋掉質(zhì)量是1.8t。體積是0.3m3的兩只機(jī)械手臂和采樣籃等物體，則此時潛水器受到的浮力是多少N?浮力比重力大多少N?考點(diǎn)2滑輪9．【科學(xué)探究·科學(xué)思維·模型建構(gòu)】（2024·四川達(dá)州·中考真題）如圖所示，一重為200N底面積為0.4的方形玻璃缸（玻璃缸壁的厚度忽略不計），玻璃缸中裝有重1000N的水。上方有一輕質(zhì)桿OA，在繩子AC的拉力作用下可繞豎直墻上O點(diǎn)轉(zhuǎn)動，現(xiàn)在OA的中點(diǎn)B處懸掛一滑輪組。已知每個滑輪重20N，滑輪組上懸掛著重300N的物體甲，將浸沒的重物甲緩慢拉離水面后，玻璃缸中水位下降了5cm，（忽略物體帶出的水，，g取10N/kg）求：（1）當(dāng)重物甲拉離水面后，玻璃缸對地面的壓強(qiáng)；（2）重物甲浸沒在水中時所受的浮力；（3）滑輪組的繩子不會斷裂，當(dāng)時，桿OA剛好水平，若繩子AC能承受的最大拉力時，利用此裝置將重物拉離水面后緩慢上升過程中的最大機(jī)械效率是多少。（不計桿OA和繩子的重力及繩與滑輪間的摩擦）10．（2024·重慶·中考真題）建筑工人通過如圖所示的裝置將一桶質(zhì)量為45kg的涂料從地面提起，桶離開地面后在4s內(nèi)緩慢上升0.8m，工人所用的拉力為500N。下列說法中正確的是（）A．該裝置做的有用功為400JB．該裝置的機(jī)械效率為90％C．繩子自由端移動的平均速度為0.4m/sD．桶離開地面前，工人拉力逐漸增大，桶對地面的壓強(qiáng)不變11．（2024·四川達(dá)州·中考真題）如圖所示，A、B兩物體疊放在水平桌面上，，，A、B均為正方體，邊長分別為20cm、10cm。在拉力的作用下，5s內(nèi)，物體A、B一起向右勻速直線移動了3m。若不計滑輪和繩自重及繩與滑輪間的摩擦，下列說法錯誤的是（）A．A與B之間的摩擦力為0 B．A對地面的壓強(qiáng)為2500PaC．繩子自由端移動的速度為1.2m/s D．拉力F做功的功率為30W12．（2022·山東濰坊·中考真題）圖甲所示為工人師傅乘坐吊籃在高空粉刷樓體外墻的情景，吊籃可在電動機(jī)的作用下實(shí)現(xiàn)升降，其簡化結(jié)構(gòu)原理如圖乙所示。吊籃的質(zhì)量為，兩名工人及工具的總質(zhì)量為，某次吊升過程中，吊籃在內(nèi)勻速上升了。不計滑輪重、繩重和摩擦，關(guān)于該過程的分析正確的是（）A．吊籃的動能不變 B．吊籃的機(jī)械能守恒C．電動機(jī)對繩子的拉力為 D．電動機(jī)拉動繩子的功率為13．（2024·甘肅白銀·中考真題）將物體A、B置于如圖所示的裝置中，物體B恰好勻速下降，已知A重，B重，則A所受地面的摩擦力為N；若對A施加一個水平向左的拉力F，剛好使A在原來的水平面上勻速向左運(yùn)動，則拉力F大小為N。（不計繩重、滑輪重及繩子與滑輪間的摩擦）14．（2022·遼寧鞍山·中考真題）建筑工地的工人用如圖所示的滑輪組來提升重物。已知重物G＝900N，不計繩重和摩擦，當(dāng)繩子自由端的拉力F＝400N時，可將重物勻速提升2m。在此過程中，拉力F做功J，滑輪組的機(jī)械效率為；若將該滑輪組的機(jī)械效率提高5%，需要用此滑輪組提升N的重物。15．（2023·山東棗莊·中考真題）提高機(jī)械效率可以充分發(fā)揮機(jī)械設(shè)備的作用，對節(jié)能減排、提高經(jīng)濟(jì)效益有重要的意義。某科技創(chuàng)新小組根據(jù)生活經(jīng)驗和客觀事實(shí)，對影響滑輪組機(jī)械效率的因素作出如下猜想：猜想I：滑輪組的機(jī)械效率與物體被提升的高度有關(guān)猜想Ⅱ：滑輪組的機(jī)械效率與動滑輪的重力有關(guān)猜想Ⅲ：滑輪組的機(jī)械效率與所提物體的重力有關(guān)根據(jù)猜想，運(yùn)用如圖甲、乙、丙所示的裝置進(jìn)行了實(shí)驗探究，測得的實(shí)驗數(shù)據(jù)如下表所示。實(shí)驗次數(shù)鉤碼的重力G/N鉤碼上升高度h/m繩端拉力F/N繩端移動的距離S/m機(jī)械效率η120.10.900.374.1%240.11.500.388.9%340.11.250.4440.21.500.688.9%（1）實(shí)驗時應(yīng)沿豎直方向緩慢向上拉動彈簧測力計；（2）分析表中數(shù)據(jù)可知：第3次實(shí)驗是利用了圖的裝置完成的，它的機(jī)械效率η=；（3）比較2、4兩次實(shí)驗數(shù)據(jù)，可驗證猜想I是（選填“正確”或“錯誤”）的；（4）通過比較（填實(shí)驗序號）兩次實(shí)驗數(shù)據(jù)得出結(jié)論：同一滑輪組提升重物時，物重越大，滑輪組的機(jī)械效率越高；（5）通過比較2、3兩次實(shí)驗數(shù)據(jù)可得出結(jié)論：不同滑輪組提升相同重物時，動滑輪越重，滑輪組的機(jī)械效率。16．（2024·江蘇蘇州·中考真題）某起重機(jī)的滑輪組結(jié)構(gòu)示意如圖所示，其最大載重為5t。起重機(jī)將3600kg的鋼板勻速提升到10m高的橋墩上，滑輪組的機(jī)械效率為80%。不計鋼絲繩的重力和摩擦，g取。求（1）克服鋼板重力做的功；（2）鋼絲繩的拉力F；（3）滑輪組滿載時的機(jī)械效率（保留一位小數(shù)）?？键c(diǎn)3斜面和輪軸17．（2022·甘肅蘭州·中考真題）如圖所示，斜面長10m，高4m。用平行于斜面F=50N的拉力，將重100N的物體，從斜面的底端勻速拉到頂端。在此過程中，下列說法正確的是（）A．利用此裝置既可以省力，也可以省功 B．物體受到的摩擦力為50NC．對物體所做的有用功為500J D．該斜面的機(jī)械效率為18．（2022·山西·中考真題）六一兒童節(jié)前夕，小明妹妹所在的幼兒園將要舉辦“親子滑草”比賽，比賽須知如圖所示。為了贏得比賽，他們?nèi)疫M(jìn)行了討論。小明認(rèn)為：高度一定，越陡的坡用時應(yīng)越短，要選擇最陡的坡；媽媽認(rèn)為：體重越大，滑行用時越少，應(yīng)讓體重最大的爸爸和妹妹參加。請你選擇小明或小明媽媽的觀點(diǎn)設(shè)計一個實(shí)驗進(jìn)行探究，為優(yōu)化參賽方案提供建議。答案一：選擇小明的觀點(diǎn)設(shè)計實(shí)驗（1）實(shí)驗器材：（2）實(shí)驗步驟：。（3）實(shí)驗結(jié)論：。答案二：選擇媽媽的觀點(diǎn)設(shè)計實(shí)驗（1）實(shí)驗器材：（2）實(shí)驗步驟：。（3）實(shí)驗結(jié)論：19．（2023·廣東·中考真題）明代宋應(yīng)星在《天工開物》中記載的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)汲水裝置——轆轤，沿用至今。題圖甲是一種轆轤，由具有共同轉(zhuǎn)動軸的大輪和小輪組成。提水時，用力使大輪轉(zhuǎn)動，小輪隨之轉(zhuǎn)動并纏繞井繩，提起水桶。（1）圖甲所示，轆轤可視為不等臂杠桿，為方便提水，它是按照