湖南省衡阳市2021-2023三年中考物理真题分类汇编-03做功与机械能、简单机械及机械效率

湖南省衡阳市2021-2023三年中考物理真题分类汇编-03做功与机械能、简单机械及机械效率

一、单选题

1．（2023·湖南衡阳·统考中考真题）2023年5月30日16时许，神舟十六载人飞船与空间站天和核心舱成功对接，“太空之吻”再现苍穹。下列说法正确的是（　　）

A．飞船加速升空时，飞船的动能减小，重力势能增大

B．飞船与空间站成功对接后，飞船相对空间站是运动的

C．航天员在空间站与地面控制中心视频对话是通过电磁波传递信息

D．火箭用液态氢做燃料，是因为液态氢比热容大

2．（2022·湖南衡阳·统考中考真题）2022年2月15日，中国选手苏翊鸣夺得北京2022年冬奥会单板滑雪男子大跳台冠军，实现了中国单板滑雪在冬奥会上金牌“零的突破”。如图，苏翊鸣在助滑区从起点A由静止开始加速下滑到最低点的过程中，他的（　　）

A．重力势能增大，动能减小 B．重力势能减小，动能增大

C．重力势能减小，动能减小 D．重力势能增大，动能增大

3．（2021·湖南衡阳·统考中考真题）如图所示，是我国古代《墨经》最早记述了秤的杠杆原理，有关它的说法正确的是（　　）

A．“标”“本”表示力，“权”“重”表示力臂

B．图中的点为杠杆的支点

C．“权”小于“重”时，端一定上扬

D．增大“重”时，应把“权”向端移

4．（2022·湖南衡阳·统考中考真题）初中各学科之间有着密切的联系，化学，生物学中也有物理知识的广泛运用，下列描述或说法中错误的是（　　）

A．甲图中，蒸馏水的制备是利用水的汽化及水蒸气的液化

B．乙图中，向下排空气阀收集氢气是利用氢气的密度比空气的密度大的性质

C．丙图中，桡骨在肱二头肌的牵引下绕着肘关节转动，可视为一种杠杆模型

D．丁图中，鱼主要是利用了尾部和躯干部的摆动与水的相互作用在水中游泳

5．（2023·湖南衡阳·统考中考真题）用如图所示的电动起重机将6000N的重物匀速提升了4m，电动机的功率为5000W，此过程用时10s。下列说法正确的是（　　）

A．起重机对重物做的有用功是

B．起重机的电动机做的总功是

C．起重机的机械效率是48%

D．若减小动滑轮的重力，起重机的机械效率将变小

6．（2023·湖南衡阳·统考中考真题）物理知识与人们的生活息息相关。以下说法错误的是（　　）

A．晾衣服时把衣服放在通风处是为了加快水的蒸发

B．用高压锅煮食物更容易熟是因为锅内液面上方气压大，液体沸点低的缘故

C．钢丝钳是一种省力杠杆

D．太阳能是一种清洁的可再生能源

二、多选题

7．（2022·湖南衡阳·统考中考真题）小芳用如图所示的滑轮组，在5s内将重为90N的物体匀速提升1m，拉力F为40N，不计轮重及摩擦，下列说法正确的是（　　）

A．滑轮组提升重物所做的有用功是40J B．该滑轮组的机械效率是75%

C．动滑轮的重力是50N D．拉力的功率是24W

8．（2021·湖南衡阳·统考中考真题）如图所示，一位同学用滑轮组拉着重的物体A，使它内在水平面上匀速前进，水平拉力，若与地面的摩擦力是物重的0.2倍，下列说法正确的是（　　）

A．他做的总功是 B．他做的有用功是

C．拉力做功的功率是 D．该滑轮组的机械效率是

三、填空题

9．（2022·湖南衡阳·统考中考真题）晚饭后，妈妈带着小涛和他两岁的妹妹到文化活动中心玩跷跷板，如图所示，图中的转轴相当于杠杆的___________，妹妹的总重力比小涛的重力大，跷跷板水平平衡时，小涛比妈妈离转轴___________（选填“远”或“近”）；若妈妈放下怀抱中的妹妹（妈妈的位置不变），为了保持跷跷板水平平衡，小涛应适当___________转轴（选填“远离”或“靠近”）。

四、作图题

10．（2023·湖南衡阳·统考中考真题）桔槔是中国古代用于灌溉或汲水的一种器具，是杠杆的一种应用，如图甲所示。图乙是桔槔的简化示意图，请在图乙中作出水桶所受重力示意图，并画出动力的力臂l1。

五、综合题

11．（2023·湖南衡阳·统考中考真题）近几年衡阳市进行老旧小区改造，不少多层楼房安装了电梯。图甲是某小区电梯的结构示意图，它由轿厢、配重、滑轮、缆绳、钢丝绳和电动机组成，轿厢质量为400kg，配重质量为300kg，绳重和摩擦忽略不计。为了安全，电梯设置了超载自动报警系统，如图乙。闭合控制开关S1，电梯没有超载时，再闭合运行开关S2，电动机正常工作：超载时（即控制电路中的电流），电铃发出报警铃声，即使闭合S2，电动机也不工作。控制电路电源电压为9V，定值电阻的阻值为30Ω，电磁铁线圈电阻不计，轿厢内底面压力传感器的阻值与它所受压力F的关系如图丙所示。

（1）该电梯空载静止时，与轿厢相连的缆绳对轿厢的拉力为___________N，超载时，图乙中触点将与___________点接触（选填“A”或“B”），电铃发出报警铃声；

（2）该电梯某次轿厢内载人和货物的总重为8000N，试通过计算判断电梯是否超载；___________

（3）如图丁所示是某次电梯上升时的图像，若轿厢内人和货物总重为5000N，求电梯匀速上升运行阶段，电动机牵引轿厢的钢丝绳做功的功率。___________

参考答案：

1．C

【详解】A．飞船加速升空时，飞船的质量不变，速度增大，飞船的动能增大，高度增大，重力势能增大，故A错误；

B．飞船与空间站成功对接后，飞船相对空间站的位置没有发生改变，飞船是静止的，故B错误；

C．电磁波可以在真空中传播，能够传递信息，航天员在空间站与地面控制中心视频对话是通过电磁波传递信息，故C正确；

D．运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的氢时，可以释放出更多的热量，故D错误。

故选C。

2．B

【详解】苏翊鸣在助滑区从起点A由静止开始加速下滑到最低点的过程中，质量不变，高度减小，重力势能减小，速度增大，动能增大，故B符合题意，ACD不符合题意。

故选B。

3．D

【详解】A．“标”“本”表示力臂，“权”“重”表示力，故A错误；

B．杠杆绕着O转动，故O为支点，故B错误；

C．“权”小于“重”时，端可能上扬，因为杠杆平衡原理可知，平衡不仅与力有关还与力臂有关，故C错误；

D．增大“重”时，重与OB的乘积变大，在权不变的情况下可以增大标，故应把“权”向端移，故D正确。

故选D。

4．B

【详解】A．甲图中，蒸馏水的制备先是利用液态水吸热汽化，后利用水蒸气放热液化，故A正确，A不符合题意；

B．乙图中，向下排空气阀收集氢气是利用浮沉条件

即

即利用的氢气的密度比空气的密度小的性质，故B错误，B符合题意；

C．丙图中，能绕固定点转动的硬棒叫杠杆。桡骨在肱二头肌的牵引下绕着肘关节转动，可视为一种杠杆模型，故C正确，C不符合题意；

D．丁图中，力可以改变物体的运动状态。鱼主要是利用了尾部和躯干部的摆动与水的相互作用在水中游泳，故D正确，D不符合题意。

故选B。

5．C

【详解】A．起重机对重物做的有用功

W有=Gh=6000N×4m=2.4×104J

故A错误；

B．起重机的电动机做的总功

W总=Pt=5000W×10s=5×104J

故B错误；

C．起重机的机械效率

故C正确；

D．提升同一物体时，减小动滑轮的重力，则所做的有用功相同，额外功减小，总功减小，由公式可知，滑轮组的机械效率变大，故D错误。

故选C。

6．B

【详解】A．晾衣服时要放在通风处加快了空气的流动，从而加快水分的蒸发，故A正确，不符合题意；

B．用高压锅煮食物更容易熟是因为锅内液面上方气压大，液体沸点高的缘故，故B错误，符合题意；

C．钢丝钳使用过程中，动力臂大于阻力臂，是一种省力杠杆，故C正确，不符合题意；

D．太阳能是一种清洁、无污染的能源、短期内能从自然界得到补充的能源，属于可再生能源，故D正确，不符合题意。

故选B。

7．BD

【详解】A．滑轮组提升重物所做的有用功

W有用=Gh=90N×1m=90J

故A错误；

B．拉力所做的总功为

W总=Fs=40N×1m×3=120J

滑轮组的机械效率为

故B正确；

C．动滑轮的重力

G动=nF-G= 3×40N-90N=30N

故C错误；

D．拉力的功率

故D正确。

故选BD。

8．AD

【详解】A．滑轮组的动滑轮绕2段绳，绳子自由端移动的距离

s=2s物=2×1m=2m

总功

W总=Fs=75N×2m=150J

故A正确；

B．摩擦力

f=0.2G=0.2×450N=90N

他做的有用功

W有=fs物=90N×1m=90J

故B错误；

C．拉力做功的功率

故C错误；

D．该滑轮组的机械效率

=60%

故D正确。

故选AD。

9．     支点     远     靠近

【详解】[1]支点是杠杆绕着转动的点，图中跷跷板绕转轴转动，转轴相当于杠杆的支点。

[2]跷跷板水平平衡时，设妹妹的总重力为G1，力臂为l1，小涛的重力为G2，力臂为l2，由杠杆平衡条件得到

G1l1=G2l2

已知

G1>G2

所以

l1<l2

小涛比妈妈离转轴远一些。

[3]若妈妈放下怀抱中的妹妹（妈妈的位置不变），G1减小，l1不变，G2不变，为了保持跷跷板水平平衡，由杠杆平衡条件可知，减小l2，小涛应适当靠近转轴。

10．    

【详解】物体重力的方向是竖直向下，因此过水桶的重心沿竖直向下的方向作出一条有向线段，用G表示，即为水桶所受的重力；由乙图可知，以O点为支点，过支点O向动力F1作用线作垂线，即为动力的力臂l1。如图所示：

11．     3000     A     超载     1.2×104W

【详解】（1）[1]该电梯空载静止时，配重和轿厢都处于静止状态，与轿厢相连的缆绳对轿厢的拉力大小等于配重的重力，即

F缆绳=G配重=m配重g=300kg×10N/kg=3000N

[2]由图乙可知，超载时，触点与A接触，电铃接入电路中，电铃发出报警铃声。

（2）[3]该电梯某次轿厢内载人和货物的总重为8000N，轿厢内底面压力传感器受到的压力

F压=8000N

由图丙可知，压敏电阻R2=30Ω，电路中的电流

说明电梯超载。

（3）[4]由图丁可知，电梯匀速上升阶段的速度是2m/s，对轿厢受力分析，轿厢受到三个力的作用：轿厢自身的重力、绳子对轿厢竖直向上的拉力以及钢丝绳对轿厢的拉力，当轿厢匀速直线运动时，受力平衡，轿厢整体的重力

G总= G厢+G = m厢g+G=400kg×10N/kg+5000N=9000N

钢丝绳对轿厢的拉力

F钢=G总- F缆绳=9000N-3000N=6000N

电梯满载匀速运行时，电动机钢丝绳对轿厢拉力的功率