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16.「2025山东威海中考，★☆」如图所示的工具可以提高在沙漠中植树的效率。使用较细的铁棒更容易将树根压入干燥沙子，这是通过
减小受力面积
来增大压力的作用效果；竖直向上缓慢提升工具时，拉力越来越小，说明铁棒侧壁受到的摩擦力减小
（选填“减小”“不变”或“增大”）。答案
16.答案 减小受力面积 减小
解析 使用较细的铁棒,通过减小受力面积,增大压强,更容易将树根压入沙子中;竖直向上缓慢提升工具时,工具受到竖直向下的重力、向下的摩擦力和竖直向上的拉力,这几个力平衡,拉力越来越小,说明铁棒侧壁受到的摩擦力减小。
解析 使用较细的铁棒,通过减小受力面积,增大压强,更容易将树根压入沙子中;竖直向上缓慢提升工具时,工具受到竖直向下的重力、向下的摩擦力和竖直向上的拉力,这几个力平衡,拉力越来越小,说明铁棒侧壁受到的摩擦力减小。
解析
【分析】
首先明确压力的作用效果用压强衡量，压强大小由压力和受力面积决定，要增大压强可在压力一定时减小受力面积；再分析提升工具时的受力情况，工具缓慢提升处于平衡状态，结合受力平衡关系判断摩擦力变化。
【解析】
1. 压力的作用效果对应压强，根据压强公式$p=\frac{F}{S}$，当压力$F$一定时，减小受力面积$S$能增大压强，较细的铁棒受力面积更小，因此是通过减小受力面积来增大压力的作用效果。
2. 竖直向上缓慢提升工具时，工具处于平衡状态，竖直方向受力平衡：向上的拉力$F$，向下的重力$G$和铁棒侧壁受到的摩擦力$f$，满足$F = G + f$。已知拉力$F$越来越小，重力$G$不变，所以摩擦力$f$减小。
【答案】
减小受力面积；减小
【知识点】
增大压强的方法、摩擦力、二力平衡
【点评】
本题结合实际植树工具考查物理知识，将压强和摩擦力的受力分析与生活应用结合，注重知识的实际运用，难度适中。
【难度系数】
0.5
首先明确压力的作用效果用压强衡量，压强大小由压力和受力面积决定，要增大压强可在压力一定时减小受力面积；再分析提升工具时的受力情况，工具缓慢提升处于平衡状态，结合受力平衡关系判断摩擦力变化。
【解析】
1. 压力的作用效果对应压强，根据压强公式$p=\frac{F}{S}$，当压力$F$一定时，减小受力面积$S$能增大压强，较细的铁棒受力面积更小，因此是通过减小受力面积来增大压力的作用效果。
2. 竖直向上缓慢提升工具时，工具处于平衡状态，竖直方向受力平衡：向上的拉力$F$，向下的重力$G$和铁棒侧壁受到的摩擦力$f$，满足$F = G + f$。已知拉力$F$越来越小，重力$G$不变，所以摩擦力$f$减小。
【答案】
减小受力面积；减小
【知识点】
增大压强的方法、摩擦力、二力平衡
【点评】
本题结合实际植树工具考查物理知识，将压强和摩擦力的受力分析与生活应用结合，注重知识的实际运用，难度适中。
【难度系数】
0.5
17.「★☆」如图所示是一款钢珠“永动机”艺术摆件。当钢珠由轨道A点释放后，钢珠会沿图中轨迹循环往复运动。钢珠离开轨道B点上升的过程中，主要是将
动
能转化为重力势
能；你认为钢珠在往复运动过程中，需要
（选填“需要”或“不需要”）消耗其他形式的能量。答案
17.答案 动 重力势 需要
解析 钢珠从高处下落过程中,其重力势能主要转化为动能,离开轨道B点上升的过程中,动能主要转化为重力势能,继而往复运动;在往复运动过程中,由于存在摩擦,部分机械能转化为内能,所以钢珠在往复运动过程中,需要消耗其他形式的能量。
解析 钢珠从高处下落过程中,其重力势能主要转化为动能,离开轨道B点上升的过程中,动能主要转化为重力势能,继而往复运动;在往复运动过程中,由于存在摩擦,部分机械能转化为内能,所以钢珠在往复运动过程中,需要消耗其他形式的能量。
解析
【分析】
要解决本题，需明确两个核心点：一是判断能量转化时，看物体的速度和高度变化，速度对应动能，高度对应重力势能；二是理解“永动机”无法实现的原因，即机械能会因摩擦等阻力转化为内能，总量减少，需要补充能量。
【解析】
1. 钢珠离开轨道B点上升过程中，质量不变，速度逐渐减小，动能减小；同时高度逐渐增加，重力势能增大，因此主要是动能转化为重力势能。
2. 钢珠在往复运动时，会受到空气阻力和轨道摩擦力的作用，机械能会不断转化为内能，导致机械能总量减少，无法持续保持运动，所以需要消耗其他形式的能量来补充损失的机械能。
【答案】动；重力势；需要
【知识点】动能与势能转化；能量守恒定律
【点评】本题结合“永动机”摆件考查机械能转化和能量守恒，贴近生活，难度较低，需掌握能量转化的判断方法及能量守恒的实际应用。
【难度系数】0.6
要解决本题，需明确两个核心点：一是判断能量转化时，看物体的速度和高度变化，速度对应动能，高度对应重力势能；二是理解“永动机”无法实现的原因，即机械能会因摩擦等阻力转化为内能，总量减少，需要补充能量。
【解析】
1. 钢珠离开轨道B点上升过程中，质量不变，速度逐渐减小，动能减小；同时高度逐渐增加，重力势能增大，因此主要是动能转化为重力势能。
2. 钢珠在往复运动时，会受到空气阻力和轨道摩擦力的作用，机械能会不断转化为内能，导致机械能总量减少，无法持续保持运动，所以需要消耗其他形式的能量来补充损失的机械能。
【答案】动；重力势；需要
【知识点】动能与势能转化；能量守恒定律
【点评】本题结合“永动机”摆件考查机械能转化和能量守恒，贴近生活，难度较低，需掌握能量转化的判断方法及能量守恒的实际应用。
【难度系数】0.6
18.「2025天津中考，★☆」工业生产中常用“吸”的方式来搬运物体。吸盘安装在吊车上，抽出空气后的吸盘“吸”起大块玻璃板，这是利用
大气压
的作用；电磁铁安装在吊车上，通电后“吸”起大量钢铁，这是利用电流的磁
效应。答案
18.答案 大气压 磁
解析 吸盘安装在吊车上,抽出空气后,吸盘内部气压小于外界大气压,在外界大气压的作用下将吸盘紧紧压在玻璃板上。电磁铁通电后具有磁性,能够吸引钢铁等磁性物质,利用了电流的磁效应。
解析 吸盘安装在吊车上,抽出空气后,吸盘内部气压小于外界大气压,在外界大气压的作用下将吸盘紧紧压在玻璃板上。电磁铁通电后具有磁性,能够吸引钢铁等磁性物质,利用了电流的磁效应。
解析
【分析】本题考查物理知识在工业生产中的应用，需结合大气压和电流磁效应的概念分析。吸盘抽出空气后内部气压小于外界大气压，外界大气压将吸盘压在玻璃板上；电磁铁通电后产生磁场，利用电流的磁效应吸引钢铁，据此填空。
【解析】1. 吸盘安装在吊车上，抽出空气后，吸盘内部气压减小，小于外界大气压，在外界大气压的作用下，吸盘被紧紧压在玻璃板上，因此这是利用大气压的作用；2. 电磁铁通电后，周围产生磁场，具有磁性，能够吸引钢铁等磁性物质，这种利用电流产生磁场的现象是电流的磁效应，因此第二个空填磁。
【答案】大气压；磁
【知识点】大气压的应用；电流的磁效应
【点评】本题结合工业生产场景考查基础物理知识，贴近实际，难度较低，属于中考基础题型，学生易掌握。
【难度系数】0.8
【解析】1. 吸盘安装在吊车上，抽出空气后，吸盘内部气压减小，小于外界大气压，在外界大气压的作用下，吸盘被紧紧压在玻璃板上，因此这是利用大气压的作用；2. 电磁铁通电后，周围产生磁场，具有磁性，能够吸引钢铁等磁性物质，这种利用电流产生磁场的现象是电流的磁效应，因此第二个空填磁。
【答案】大气压；磁
【知识点】大气压的应用；电流的磁效应
【点评】本题结合工业生产场景考查基础物理知识，贴近实际，难度较低，属于中考基础题型，学生易掌握。
【难度系数】0.8
19. 核心素养 物理观念「2024广东中考，★☆」将自制的电动机接入电路，如图所示，其中支架A是
导体
（选填“导体”或“绝缘体”）。闭合开关，线圈开始转动，磁场对线圈有
（选填“有”或“无”）作用力。仅调换磁体的磁极，线圈转动方向与原转动方向相反
。答案
19.答案 导体 有 相反
解析 电动机的原理是通电线圈在磁场中受力而转动,当支架A是导体时,线圈中才有电流通过,通电线圈才会在磁场中受力转动;电动机的转向与电流方向和磁场方向有关,仅调换磁体的磁极,线圈的转动方向与原转动方向相反。
解析 电动机的原理是通电线圈在磁场中受力而转动,当支架A是导体时,线圈中才有电流通过,通电线圈才会在磁场中受力转动;电动机的转向与电流方向和磁场方向有关,仅调换磁体的磁极,线圈的转动方向与原转动方向相反。
解析
【分析】
本题围绕自制电动机考查相关物理知识，解题思路如下：
1. 判断支架A的类型：电路需形成通路才能让电流通过线圈，因此支架A需要具备导电性，据此判断其类别；
2. 判断磁场对线圈的作用：电动机的核心原理是通电线圈在磁场中受力转动，闭合开关后线圈有电流，结合原理分析磁场的作用；
3. 判断转动方向：线圈转动方向与电流方向、磁场方向均有关，仅调换磁体磁极时，分析磁场方向的变化对转动方向的影响。
【解析】
1. 支架A的判断：要使电路导通，电流能顺利通过线圈，支架A必须能够导电，因此支架A是导体；
2. 磁场对线圈的作用：电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受到力的作用，闭合开关后，线圈中有电流通过，所以磁场对线圈有作用力；
3. 转动方向的判断：通电线圈在磁场中的转动方向与电流方向和磁场方向都有关，仅调换磁体的磁极，改变了磁场方向，而电流方向不变，因此线圈转动方向与原转动方向相反。
【答案】
导体；有；相反
【知识点】
电动机原理、导体与绝缘体、通电导体在磁场中受力
【点评】
本题结合自制电动机考查基础物理知识，侧重物理观念的应用，属于基础题型，需要学生掌握电动机的工作原理、影响转动方向的因素以及导体的作用，整体难度较低。
【难度系数】
0.2
本题围绕自制电动机考查相关物理知识，解题思路如下：
1. 判断支架A的类型：电路需形成通路才能让电流通过线圈，因此支架A需要具备导电性，据此判断其类别；
2. 判断磁场对线圈的作用：电动机的核心原理是通电线圈在磁场中受力转动，闭合开关后线圈有电流，结合原理分析磁场的作用；
3. 判断转动方向：线圈转动方向与电流方向、磁场方向均有关，仅调换磁体磁极时，分析磁场方向的变化对转动方向的影响。
【解析】
1. 支架A的判断：要使电路导通，电流能顺利通过线圈，支架A必须能够导电，因此支架A是导体；
2. 磁场对线圈的作用：电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受到力的作用，闭合开关后，线圈中有电流通过，所以磁场对线圈有作用力；
3. 转动方向的判断：通电线圈在磁场中的转动方向与电流方向和磁场方向都有关，仅调换磁体的磁极，改变了磁场方向，而电流方向不变，因此线圈转动方向与原转动方向相反。
【答案】
导体；有；相反
【知识点】
电动机原理、导体与绝缘体、通电导体在磁场中受力
【点评】
本题结合自制电动机考查基础物理知识，侧重物理观念的应用，属于基础题型，需要学生掌握电动机的工作原理、影响转动方向的因素以及导体的作用，整体难度较低。
【难度系数】
0.2
20.「2025安徽铜陵十五中期中，★★☆」往车上装重物时，常常用长木板搭个斜面，把重物沿斜面推上去，如图所示，工人用500 N的力沿3 m长的斜面，把120 kg的重物提高1 m，重物受到的摩擦力为
100
N，该装置的机械效率为80%
。（g取10 N/kg）。答案
20.答案 100 80%
解析 工人克服重物重力做的有用功$W_有=Gh=mgh=120\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}×1\ \mathrm{m}=1200\ \mathrm{J}$,工人做的总功$W_总=Fs=500\ \mathrm{N}×3\ \mathrm{m}=1500\ \mathrm{J}$;工人克服重物受到的摩擦力做的额外功$W_额=W_总-W_有=1500\ \mathrm{J}-1200\ \mathrm{J}=300\ \mathrm{J}$;重物受到的摩擦力$f=\frac{W_额}{s}=\frac{300\ \mathrm{J}}{3\ \mathrm{m}}=100\ \mathrm{N}$;该装置的机械效率$\eta=\frac{W_有}{W_总}×100\%=\frac{1200\ \mathrm{J}}{1500\ \mathrm{J}}×100\%=80\%$。
解析 工人克服重物重力做的有用功$W_有=Gh=mgh=120\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}×1\ \mathrm{m}=1200\ \mathrm{J}$,工人做的总功$W_总=Fs=500\ \mathrm{N}×3\ \mathrm{m}=1500\ \mathrm{J}$;工人克服重物受到的摩擦力做的额外功$W_额=W_总-W_有=1500\ \mathrm{J}-1200\ \mathrm{J}=300\ \mathrm{J}$;重物受到的摩擦力$f=\frac{W_额}{s}=\frac{300\ \mathrm{J}}{3\ \mathrm{m}}=100\ \mathrm{N}$;该装置的机械效率$\eta=\frac{W_有}{W_总}×100\%=\frac{1200\ \mathrm{J}}{1500\ \mathrm{J}}×100\%=80\%$。
解析
【分析】
要解决该问题，需明确斜面的有用功、总功、额外功的概念：有用功是克服重物重力做的功，总功是工人推力做的功，额外功是克服重物与斜面间摩擦力做的功。先计算有用功和总功，再通过总功与有用功的差得到额外功，进而求出摩擦力；最后根据机械效率公式计算斜面的机械效率。
【解析】
1. 计算有用功：克服重物重力做的有用功 $ W_{\mathrm{有}} = Gh = mgh $，代入数据得 $ W_{\mathrm{有}} = 120\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg} × 1\ \mathrm{m} = 1200\ \mathrm{J} $。
2. 计算总功：工人推力做的总功 $ W_{\mathrm{总}} = Fs $，代入数据得 $ W_{\mathrm{总}} = 500\ \mathrm{N} × 3\ \mathrm{m} = 1500\ \mathrm{J} $。
3. 计算额外功：克服摩擦力做的额外功 $ W_{\mathrm{额}} = W_{\mathrm{总}} - W_{\mathrm{有}} = 1500\ \mathrm{J} - 1200\ \mathrm{J} = 300\ \mathrm{J} $。
4. 计算摩擦力：由 $ W_{\mathrm{额}} = fs $，得摩擦力 $ f = \frac{W_{\mathrm{额}}}{s} = \frac{300\ \mathrm{J}}{3\ \mathrm{m}} = 100\ \mathrm{N} $。
5. 计算机械效率：机械效率 $ \eta = \frac{W_{\mathrm{有}}}{W_{\mathrm{总}}} × 100\% = \frac{1200\ \mathrm{J}}{1500\ \mathrm{J}} × 100\% = 80\% $。
【答案】
100；80%
【知识点】
斜面的机械效率；功的计算
【点评】
本题考查斜面的功与机械效率的计算，需明确有用功、总功、额外功的区别，公式应用是解题关键，属于中等难度的基础应用题。
【难度系数】
0.6
要解决该问题，需明确斜面的有用功、总功、额外功的概念：有用功是克服重物重力做的功，总功是工人推力做的功，额外功是克服重物与斜面间摩擦力做的功。先计算有用功和总功，再通过总功与有用功的差得到额外功，进而求出摩擦力；最后根据机械效率公式计算斜面的机械效率。
【解析】
1. 计算有用功：克服重物重力做的有用功 $ W_{\mathrm{有}} = Gh = mgh $，代入数据得 $ W_{\mathrm{有}} = 120\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg} × 1\ \mathrm{m} = 1200\ \mathrm{J} $。
2. 计算总功：工人推力做的总功 $ W_{\mathrm{总}} = Fs $，代入数据得 $ W_{\mathrm{总}} = 500\ \mathrm{N} × 3\ \mathrm{m} = 1500\ \mathrm{J} $。
3. 计算额外功：克服摩擦力做的额外功 $ W_{\mathrm{额}} = W_{\mathrm{总}} - W_{\mathrm{有}} = 1500\ \mathrm{J} - 1200\ \mathrm{J} = 300\ \mathrm{J} $。
4. 计算摩擦力：由 $ W_{\mathrm{额}} = fs $，得摩擦力 $ f = \frac{W_{\mathrm{额}}}{s} = \frac{300\ \mathrm{J}}{3\ \mathrm{m}} = 100\ \mathrm{N} $。
5. 计算机械效率：机械效率 $ \eta = \frac{W_{\mathrm{有}}}{W_{\mathrm{总}}} × 100\% = \frac{1200\ \mathrm{J}}{1500\ \mathrm{J}} × 100\% = 80\% $。
【答案】
100；80%
【知识点】
斜面的机械效率；功的计算
【点评】
本题考查斜面的功与机械效率的计算，需明确有用功、总功、额外功的区别，公式应用是解题关键，属于中等难度的基础应用题。
【难度系数】
0.6
