北京初三一模物理匯編：機械和功章節(jié)綜合

第1頁/共1頁2023北京初三一模物理匯編機械和功章節(jié)綜合一、單選題1．（2023·北京西城·統(tǒng)考一模）如圖所示，工人站在水平地面上用滑輪組提升貨箱。工人用力拉繩子，使貨箱以0.08m/s的速度勻速上升，此時滑輪組的機械效率為90%。已知工人體重為600N，貨箱重為810N，繩子所能承受的最大拉力為1000N。若不計滑輪組的繩重和摩擦，下列判斷正確的是（）A．提升貨箱時，此工人的拉力為300NB．提升貨箱時，此工人對地面的壓力為1050NC．提升貨箱過程中，此工人拉力的功率為36WD．此工人使用該滑輪組可以提升重為1100N的貨箱2．（2023·北京西城·統(tǒng)考一模）如圖所示的四種工具中，正常使用時屬于費力杠桿的是（）A．面包夾B．園藝剪C．托盤天平D．壓蒜器3．（2023·北京海淀·統(tǒng)考一模）如圖所示的工具在使用時，屬于費力杠桿的是（）A．瓶蓋起子 B．食品夾C．托盤天平 D．羊角錘4．（2023·北京朝陽·統(tǒng)考一模）如圖所示，用動滑輪把重90N的沙子從一樓地面運上二樓地面，每層樓高3m，動滑輪重10N。第一次用桶裝沙子，桶重20N，第二次用布袋裝沙子，布袋重5N，兩次用時均為10s。下列說法錯誤的是（）A．第一次人對繩子的拉力為60N B．第二次動滑輪做的有用功為285JC．第二次人拉繩子的功率為31.5W D．第一次動滑輪的機械效率為75%5．（2023·北京房山·統(tǒng)考一模）如圖是利用滑輪組勻速提升圓柱體M的示意圖，滑輪組固定在鋼架上，每個滑輪重為150N，繞在滑輪組上的繩子能承受的最大拉力為1000N。圓柱體M在繩端拉力F作用下，以0.1m/s的速度勻速上升，在這個過程中，拉力F的功率為150W，滑輪組的機械效率為η，鋼架對定滑輪的拉力為T。不計繩重、輪與軸的摩擦，下列選項中正確的是（）A．拉力F的大小為750NB．拉力T的大小為1650NC．滑輪組的機械效率η為90%D．該滑輪組能夠提升的最大物重為2700N6．（2023·北京延慶·統(tǒng)考一模）如圖所示的工具在正常使用時，屬于省力杠桿的是（）A．撬棒 B．筷子C．食品夾 D．天平二、多選題7．（2023·北京海淀·統(tǒng)考一模）如圖甲所示，滑輪組懸掛在水平支架上。兩次分別勻速提升物體A、B時，卷揚機拉力F所做的功W隨時間t的變化關(guān)系圖線分別為圖乙中的a、b、已知兩個滑輪的質(zhì)量相等，兩次提升時物體上升的速度均為0.2m/s，物體A的質(zhì)量為180kg，不計繩重和摩擦，g取10N/kg。下列說法正確的是（）A．物體B的質(zhì)最為80kgB．提升物體A時滑輪組的機械效率為80%C．提升物體A時支架受到定滑輪的拉力為3200ND．相同時間內(nèi)，滑輪組提升物體A時做的額外功大于提升物體B時做的額外功8．（2023·北京朝陽·統(tǒng)考一模）桿秤作為華夏國粹，它制作輕巧、使用便利，曾是商品流通中的主要度量工具，同時它還承載著公平公正的象征意義。如圖所示，是小陽同學(xué)制作的桿秤的示意圖，使用時將貨物掛在秤鉤上，用手提起B(yǎng)或C（相當(dāng)于支點）處的秤紐，移動秤砣在秤桿上的位置，當(dāng)秤桿水平平衡時，可讀出貨物的質(zhì)量。秤砣最遠可移至D點，此秤最大稱量是10kg。秤桿、秤鉤和秤紐的質(zhì)量忽略不計，AB、BC、BD的長度如圖所示。下列說法正確的是（）A．秤砣的質(zhì)量是0.4kgB．提起B(yǎng)秤紐，可以達到最大稱量C．距離C點12.5cm，有兩個刻度，分別為1kg和3.1kgD．提起C秤紐，不掛貨物時，使秤桿轉(zhuǎn)動的力是秤砣的重力9．（2023·北京門頭溝·統(tǒng)考一模）如圖所示，小型牽引車通過滑輪組可以將重物勻速吊起，每次重物均以0.4m/s的速度勻速上升，且滑輪的摩擦和繩重均可忽略不計。當(dāng)?shù)跗鹳|(zhì)量為240kg的重物A時，牽引車對繩的拉力為F，滑輪組的機械效率為80%，g取10N/kg。下列說法正確的是（）A．牽引車的速度是0.8m/s B．5s拉力F做的功為4000JC．動滑輪所受的重力為600N D．拉力F的功率為1200W三、計算題10．（2023·北京西城·統(tǒng)考一模）有一根長為L、橫截面積為S的質(zhì)量分布均勻的實心木棒AB。如圖所示，木棒的A端靜止在水平地面上，B端用繩豎直懸掛在電子秤上，電子秤的示數(shù)為F。已知：L=2m，S=40cm2，F(xiàn)=20N。（取g=10N/kg）求：（1）實心木棒的重力G；（2）實心木棒的密度ρ。11．（2023·北京海淀·統(tǒng)考一模）《天工開物》中記載了中國古人利用桔槔汲水的情景，如今一些農(nóng)田在灌溉時仍然傳承著這種汲水方式。桔槔的主要結(jié)構(gòu)如圖所示，其上方的橫桿是一根硬棒，橫桿由豎木支撐，可繞通過O點的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，橫桿A點綁有配重石塊，B點連接一根細桿，細桿下方連有木桶，使用時人可對細桿施加向上或向下的力。已知OA長為1m，OB長為3m。橫桿的自重、支點處的摩擦均忽略不計，汲水過程中細桿始終豎直。（1）若配重石塊重300N，當(dāng)橫桿在水平位置靜止時，求B點受到的拉力F的大小。（2）木桶裝滿水時，細桿、木桶和水總重140N，要使橫桿提著裝滿水的木桶在水平位置靜止（木桶完全離開井內(nèi)水面），當(dāng)所用配重石塊重300N時，人對細桿的力為F1，當(dāng)所用配重石塊重600N時，人對細桿的力為F2。請通過計算說明F1與F2的大小關(guān)系。12．（2023·北京豐臺·統(tǒng)考一模）某同學(xué)用滑輪組提升物體，繩子自由端豎直移動的距離隨時間變化的關(guān)系如圖中圖線a所示，物體上升的高度隨時間變化的關(guān)系如圖中圖線b所示。已知物重4.5N，繩子自由端的拉力F為1.5N。在0~2s的過程中，求：（1）有用功；（2）拉力F的功率；（3）滑輪組的機械效率。13．（2023·北京延慶·統(tǒng)考一模）用如圖所示的滑輪組，將質(zhì)量為80kg的建筑材料A從地面勻速提高了2m，用時10s，在這個過程中，拉力F為500N，g取10N/kg。求：（1）建筑材料受到的重力G；（2）滑輪組的機械效率η；（3）拉力F做功的功率P。四、實驗題14．（2023·北京海淀·統(tǒng)考一模）小海和小妍想探究：使用動滑輪提升物體時，繩子自由端的拉力大小與被提升物體所受重力大小的關(guān)系。實驗桌上有如圖所示的實驗裝置和質(zhì)量分別為50g、100g、200g的鉤碼若干。小海先用調(diào)節(jié)好的彈簧測力計測出鉤碼所受的重力G物并記錄；再利用圖示的實驗裝置，將鉤碼掛在動滑輪下，用彈簧測力計豎直向上勻速拉繩子自由端，記錄拉力大小F。更換鉤碼進行多次實驗，實驗數(shù)據(jù)記錄如下表（已知動滑輪所受的重力G動為1.2N）。G物/N1.52.02.53.03.54.04.5F/N1.41.71.92.22.42.73.0根據(jù)數(shù)據(jù)，小海認為：使用動滑輪豎直向上勻速提升重物時，豎直向上的拉力F總是小于物重G物。（1）小妍分析G物、F的變化趨勢，認為小海的觀點是錯誤的，請你只利用上述實驗器材，設(shè)計實驗證明小海的觀點是錯誤的；寫出實驗步驟和實驗現(xiàn)象；（2）若不計繩重和摩擦，請分析并說明使用動滑輪豎直向上勻速提升重物時，豎直向上的拉力F小于物重G物的條件。15．（2023·北京房山·統(tǒng)考一模）實驗桌上有滿足實驗要求的器材：調(diào)節(jié)好的彈簧測力計一個，重力為1N的鉤碼兩個，在水平位置調(diào)節(jié)平衡的杠桿一個。杠桿上相鄰刻度間距離相等，刻線上下靠近杠桿邊緣處均有圓形小孔，可用來掛鉤碼或彈簧測力計，如圖所示。請利用上述實驗器材，設(shè)計一個實驗證明：“杠桿在水平位置平衡時，如果動力臂、阻力臂保持不變，則動力F1與阻力F2有關(guān)”。要求：（1）用點A表示鉤碼作用在杠桿上的位置，用點B表示彈簧測力計作用在杠桿上的位置，請在圖中的杠桿上標(biāo)出A點和B點；（2）寫出主要實驗步驟；（3）畫出實驗數(shù)據(jù)記錄表格。五、填空題16．（2023·北京豐臺·統(tǒng)考一模）桿秤是中國古老的衡量工具，如圖所示。它的原理和制作工藝無一不滲透著中國古代人民的智慧。在交易中，賣家將貨物放入秤盤，提起提紐后移動秤砣直到秤桿在水平位置靜止，便可通過讀取秤桿上的刻度得知貨物質(zhì)量；稱量不同貨物，相應(yīng)調(diào)整秤砣的位置，秤桿在水平位置再次靜止，就能讀出該貨物質(zhì)量。細心的小京發(fā)現(xiàn)桿秤的結(jié)構(gòu)可以抽象為杠桿模型，提紐位置為支點。請結(jié)合杠桿模型及桿秤的使用過程，提出一個可探究的科學(xué)問題：______。17．（2023·北京門頭溝·統(tǒng)考一模）【2016·北京卷】如圖所示，OB是以O(shè)點為支點的杠桿，F(xiàn)是作用在杠桿B端的力。圖中線段AB與力F的作用線在一條直線上，且OA⊥AB，線段________表示力F的力臂。（選填“OA”、“AB”或“OB”）

參考答案1．D【詳解】A．由圖可知，滑輪組的動滑輪繞2段繩子，不計繩重和摩擦，滑輪組的機械效率此時滑輪組的機械效率為90%，即解得動滑輪的重力G動=90N，提升貨箱時，此工人的拉力為故A錯誤；B．提升貨箱時，此工人受到的支持力F支=G人-F=600N-450N=150N由力的作用相互性可知此工人對地面的壓力為F壓=F支=150N故B錯誤；C．自由端繩子移動的速度v=2v物=2×0.08m/s=0.16m/s提升貨箱過程中，此工人拉力的功率為故C錯誤；D．工人體重為600N，繩子所能承受的最大拉力為1000N，則提升貨箱的最大拉力是600N，提升貨箱的最大重力G大=2F大-G動=2×600N-90N=1110N此工人使用該滑輪組可以提升重為1100N的貨箱，故D正確。故選D。2．A【詳解】A．面包夾在使用過程中，動力臂小于阻力臂，屬于費力杠桿，故A符合題意；B．園藝剪在使用過程中，動力臂大于阻力臂，屬于省力杠桿，故B不符合題意；C．托盤天平的動力臂等于阻力臂，屬于等臂杠桿，故C不符合題意；D．壓蒜器在使用過程中，動力臂大于阻力臂，屬于省力杠桿，故D不符合題意。故選A。3．B【詳解】A．瓶蓋起子在使用過程中，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿，故A不符合題意；B．食品夾在使用過程中，動力臂小于阻力臂，是費力杠桿，故B符合題意；C．托盤天平在使用過程中，動力臂等于阻力臂，是等臂杠桿，故C不符合題意；D．羊角錘在使用過程中，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿，故D不符合題意。故選B。4．B【詳解】A．由可知，第一次人對繩子的拉力為故A正確，不符合題意B．由可知，第二次動滑輪做的有用功為故B錯誤，符合題意；C．第二次做的額外功為第二次做的總功為由可知，第二次人拉繩子的功率為故C正確，不符合題意；D．第一次動滑輪做的有用功為第一次做的額外功為第一次做的總功為第一次動滑輪的機械效率為故D正確，不符合題意。故選B。5．C【詳解】A．由圖示知，滑輪組承重繩子為3根，則繩子端移動的速度據(jù)P=Fv得，拉力故A錯誤；B．定滑輪靜止，受到豎直向上的鋼架的拉力作用及豎直向下的重力、兩根繩子的拉力作用，處于平衡狀態(tài)，這三個力是平衡力，所以鋼架的拉力T=G定+2F=150N+2×500N=1150N故B錯誤；C．不計繩重及摩擦?xí)r，據(jù)得，圓柱體的重力滑輪組的機械效率故C正確；D．繩子能承受的最大拉力F大=1000N，滑輪組能提升的最大物重故D錯誤。故選C。6．A【詳解】A．撬棒在使用過程中，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿；B．筷子在使用過程中，動力臂小于阻力臂，是費力杠桿；C．食品夾在使用過程中，動力臂小于阻力臂，是費力杠桿；D．天平在使用過程中，動力臂等于阻力臂，是等臂杠桿。故選A?！军c睛】結(jié)合生活經(jīng)驗，先判斷杠桿在使用過程中，動力臂和阻力臂的大小關(guān)系，再判斷它是屬于哪種類型的杠桿。7．AC【詳解】A．由題意知，物體A的重力為由圖乙可知，拉物體A時拉力的功率為提升重物的繩子有兩段，由P=Fv，可知，提升物體A時，繩端的拉力為動滑輪的重力為拉物體B時，拉力的功率為提升物體B時，繩端的拉力為動滑輪的重力為200N，則物體B的重力為則物體B的質(zhì)量為故A正確；B．由可知，提升物體A時滑輪組的機械效率為故B錯誤；C．由圖甲可知，定滑輪上有3根繩子，每根繩子的拉力為1000N，兩個滑輪的質(zhì)量相等，則提升物體A時支架受到定滑輪的拉力為故C正確；D．不計繩重與摩擦，提升物體做的額外功等于動滑輪做的功，動滑輪的重力不變，兩次提升物體上升的速度相等，則相同時間內(nèi)，動滑輪被提升的高度相同，則額外功相同，故D錯誤。故選AC。8．ABC【詳解】AB．提起B(yǎng)秤紐，秤砣的力臂可以達到最長，而秤砣的重力、重物的力臂不變，由杠桿平衡條件得，此時可以達到最大稱量，當(dāng)最大稱量是10kg時，由杠桿平衡條件得解得秤砣的質(zhì)量是0.4kg，故AB正確；C．距離C點12.5cm，有兩個刻度，由杠桿平衡條件得，當(dāng)用B提鈕時，刻度的對應(yīng)的質(zhì)量滿足解得。當(dāng)用C提鈕時，由杠桿平衡條件可知解得。即兩個刻度分別為1kg和3.1kg，故C正確；D．提起C秤紐，不掛貨物時，使秤桿轉(zhuǎn)動的力是秤砣對杠桿的拉力，故D錯誤。故選ABC。9．CD【詳解】BC．重物的重力由圖可知，n=3，由可得，拉力的大小滑輪的摩擦和繩重均可忽略不計，由可得，動滑輪所受的重力5s拉力F做的功故B錯誤，C正確；AD．車的速度等于繩端移動的速度拉力F的功率故A錯誤，D正確。故選CD。10．（1）40N；（2）【詳解】解：（1）見圖根據(jù)杠桿平衡條件，所以（2）實心木棒的密度答：（1）實心木棒的重力為40N；（2）實心木棒的密度為。11．（1）100N；（2）F2>F1【詳解】解：（1）如圖1所示O為支點，石塊對橫桿的壓力F壓=G石，力臂為L1；F的力臂為L2，依據(jù)杠桿的平衡條件得到F壓L1=FL2可得拉力（2）所用配重石塊重300N時，木桶裝滿水后，由于橫桿仍在水平位置靜止，B點受到的拉力仍為100N，B點對細桿的拉力FB1也為100N，此時細桿和裝滿水的木桶受力如圖2所示：人對細桿的力為F1=G-FB1=140N-100N=40N方向豎直向上；所用配重石塊重600N時，木桶裝滿水后，由于橫桿仍在水平位置靜止，

依據(jù)杠桿的平衡條件，B點受到的拉力為200N，B點對細桿的拉力FB2也為200N，此時細桿和裝滿水的木桶受力如圖3所示：則人對細桿的力為F2=FB2-G=200N-140N=60N方向豎直向下，所以F2>F1答：（1）B點受到的拉力F的大小是100N；（2）F2>F1。12．（1）0.45J；（2）0.3W；（3）75%【詳解】解：（1）由圖像可知，物體上升的高度為0.1m，有用功為（2）由圖像可知，繩子自由端移動的距離為0.4m，拉力做的總功為由圖像可知，做功的時間為2s，拉力的功率為（3）滑輪組的機械效率答：（1）有用功為0.45J；（2）拉力F的功率為0.3W；（3）滑輪組的機械效率為75%13．（1）800N；（2）80%；（3）200W【詳解】解：（1）建筑材料受到的重力G=mg=80kg×10N/kg=800N（2）由圖可知，滑輪組的動滑輪繞2段繩，繩端移動的距離s=2h=2×2m=4m有用功W有=Gh=800N×2m=1600J總功W總=Fs=500N×4m=2000J滑輪組的機械效率（3））拉力F做功的功率答：（1）建筑材料受到的重力是8