第十五单元简单机械及机械效率【真题训练】(原卷版+解析)

第十五章无荀草机弑【/做钢袜】（原基版）

一、选择题

1.（2021•广西贺州市）现有若干个规格相同的钩码，如图所示，为了使杠杆在水平位置平衡,

应在杠杆的4点挂几个钩码（）。

«、I【nznzz11jI>।

人

A.1B.2C.3D.4

2.（2021-湖北荆州市）2021年1月3（）日，荆州沙市机场正式通航，为荆州640万人口出行

带来极大便利。某游客来机场乘机，他所用的拉杆旅行箱示意图如图所示。装有物品的旅吁箱整体

可视为杠杆，。为支点,8为直心，/!为拉杆的端点。在力点沿图示方向施加拉力厂使旅行箱保持静

止。下列说法中正确的是（）。

A.旅行箱受到的重力与水平地面对它的支持力是一对平衡力；

B.其它条件不变时，仅缩短拉杆的长度，拉力尸减小；

C.其它条件不变时，使拉力尸的方向沿顺时针改变100,拉力〃增大;

I）.箱内物体下滑，重心位置由〃变至“'，拉力?增大

3.（2021•北京中考真题）图示的四种工具中，正常使用时属于费力杠杆的是（）。

C.瓶盖起子D.核桃夹

4.（2021•四川凉山彝族自治州）一天，小敏同妈妈上街去买菜，看到用杆秤称土豆的情景如

图所示，对此现象分析正确的是（）。

A.杆秤平衡时，秤蛇的质量跟秤盘中土豆的质量相等；

B.杆秤平衡时，盘中土豆所受的合力一定大于秤无所受的合力；

C.杆秤平衡时，盘中土豆所受的合力一定等于秤泥所受的合力；

D.杆秤平衡时，盘中土豆所受的合力一定小于秤昵所受的合力

5.（2021•山东潍坊市）“节约用水，人人有责”，应养成随手关闭水龙头的好习惯。水龙头手

柄可视为如图所示杠杆，。为支点，/为阻力，分别用力沿a、b、c、d方向关闭水龙头，其中用力

最小的是（）。

A.aB.bC.cD.d

6.（2021•湖南衡阳市）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4点为杠杆的支点；

C.“权”小于“重”时，A端一定上扬；

D.增大“重”时，应把“权”向A端移

7.（2021•江苏扬州市）有关蜡烛跷跷板的小制作，下列说法正确的是（

J

A.选用越粗的蜡烛效果越好；

B.转轴位置离蜡烛重心越远越好；

C.为防止蜡烛摆动过大而翻转，可使转轴位置处于蜡烛重心上方；

D.为防止蜡烛摆动过大而翻转，可将蜡烛两端的下侧面削去一些

8.（2021•浙江温州市）停放自行车时，若要从如图四点中选择一点施加竖直向上的力，将后

轮略微提起。其中最省力的点是（）。

A.A点B.B点

C.C点、D.D点

9.（2021•贵州中考真题）在现代化生产中，重型机械的使用，可以节约大量人力，如图是正

在吊起建筑材料的起重车示意图，下列有关起重车的说法正确的是（）。

支脚

A.起重车的起重臂。仍属于费力杠杆；

B.工作时，支腿向两侧伸出可提高稳定程度；

C.起重车选用宽大的轮胎是为了减小对地面的压力；

D.起重车静止在水平地面时，所受重力和支持力是一对相互作用力

10.（2021•广东深圳市）如图，两个滑轮组，提升一个重为17N的物体A（每个滑轮重相同）,

使物体A在2s内拉升了20cm.拉力如图所示，下列说法正确的是（

A.定滑轮的作用是省力：B.滑轮组机械效率为80%；

C.动滑轮的重力为100N：D.拉力厂的功率为100W

16.（2021•贵州黔东南苗族侗族自治州）如图所示，用滑轮组提升重物时，5s将重90N的物

体匀速提升了2m。已知动滑轮重为10N（不计绳重和摩擦），则提升重物的过程中正确的是（）。

A.绳子自由端拉力尸的大小为90N：

B.提升物体的过程中，拉力尸做的有用功为200J；

C.绳子自由瑞拉力户的功率为36W；

D.此滑轮组的机械效率为90%

17.（2021•内蒙古通辽市）如图所示，重为800N的物体在100N的水平拉力〃的作用下以0.InVs

的速度沿水平地面，向左匀速直线运动了20s,滑轮组的机械效率为60乐在此过程中，下列说法正

确的是（）。

A.绳子自由端移动距离为4m：

B.物体与地面间的滑动摩擦力大小为120N；

C.额外功的功率为12W；

I）.若物体的重力和运动速度不变，只增大水平地面的粗糙程度，则滑轮组的机械效率会降低

18.（2021•内蒙古包头市）甲、乙两铁块通过滑轮组用细绳连接，吸附在竖直放置且足够长的

固定磁性平板两侧,m*1.8kg、小乙=2kg,如图所示。甲以0.2m/s的速度竖直向下做匀速直线运动。

磁性平板对甲的摩擦力大小为4N。对乙的摩擦力大小为2N：细绳足够长且始终处于竖直拉伸状态，

不计绳重和绳与滑轮的摩擦，磁性平板对其他器材无磁力作用，g取10N/kg）。下列说法正确的是

()。

A.定滑轮质量一定是0.6kg；

B.甲所受拉力为22N；

C.乙所受拉力的功率为2.2M

D.3s时间内甲、乙克服摩擦力做的功相等

19.（2021•甘肃兰州市）用如图所示的滑轮组提升重物，在电动机拉力的作下，重为40N的物

体在10s内匀速竖直上升了2m,已知动滑轮重为8N,忽略绳重与摩擦。卜.列说法中正确的是（）。

A.电动机对绳的拉力为12N；

B.绳子自由端的移动速度为0.2m/s；

C.滑轮组的机械效率为80乐

D.有用功的功率为8W

20.（2021•黑龙江中考真题）如图所示，重为800N的物体在100N水平拉力/的作用下，以

0.2m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了10s,滑轮组的机械效率为60机在此过程中，下列

说法正确的是（）。

A.拉力厂做的功为400JB.物体与地面间的摩擦力为180N

C.额外功为240JD.拉力做功的功率为40W

21.（2021•四川眉山市）小叶同学用如图所示的滑轮组提升重物A,不计绳重和机械之间的摩

擦，每个滑轮的重力均为10N,与地面固定的细绳。的拉力g=105N,他通过细绳人用鸟的拉力

将重物A匀速提升L5m,所用时间10s0下列说法中正确的是（）。

A.物体A的重力为210N；

B.拉力「做功的功率为32.5W：

C.该装置由两个定滑轮和一个动滑轮组成；

D.该滑轮组在使用过程中的机械效率为80%

22.（2021•黑龙江齐齐哈尔市）如图所示是•位同学组装的提升重物的装置，他用80N的力

在10s内把重120N的物体匀速提升5m。则此过程中，下列说法正确的是（）。

A.他做的总功是1200J；

B.他做的有用功是800J：

C.他对滑轮组做功的功率是80W；

D.该滑轮组的机械效率是75%

23.（2021•北京中考真题）如图所示，用滑轮组提升所受重力为900N的物体A,滑轮组绳子

自由端在拉力，'作用下竖直匀速移动了12nb同时物体A被竖直匀速提升了4m,用时40s,滑轮组

的额外功是400J。下列说法中正确的是（）。

A.动滑轮所受的重力为100N；

B.物体A上升的速度是0.3m/s；

C.拉力尸的功率是100W；

D.滑轮组的机械效率是90%

24.（2021•湖南衡阳市）如图所示，一位同学用滑轮组拉着重450N的物体A,使它5s内在水

平面上匀速前进1m,水平拉力尸=75N,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150JB.他做的有用功是450J

C.拉力做功的功率是15WD.该滑轮组的机械效率是60%

二、填空题

25.（2021•辽宁中考真题）如图是小明用一根木棒撬动水平地面上石头的情景，为了更省力，

小明应沿（填“竖直”或“垂直木棒”）方向向下压木棒。若想省更多的力，小明可以将作为

支点的石块。向______（填“左”或“右”）适当移动。

26.（2021•吉林中考真题）如图是吉他的变音夹，两手柄绕。点转动，用力按压手柄时弹簧被

压缩，说明力可以改变物体的___________,手柄。钻属于___________杠杆。

弹if

27.（2021•贵州安顺市）如图所示，独轮车是我国古代优秀的科技发明成果。若车总重为300N、

与水平地面接触的总面积为3X103m2,则它对地面的压强为Pa；将车把向上拍起时，独轮车

可视为绕。点转动的（填“省力”、“费力”或“等臂”）杠杆。

28.（2021•四川攀枝花市）如图所示，固定的斜面长?1.2m,高乐（）.：加，沿斜面向上用5N的

拉力在2s内把一个重16N的物体从斜面底端匀速拉到顶端，拉力的功率为______W,斜面的机械效

率为______o

29.（2021•宁夏中考真题）如图所示，斜面长3m,高0.6m。工人在6s内将重600N的物体

从底端沿斜面向上匀速拉到顶端，拉力是15ON-此过程中工人做的有用功为J,斜面的机械

效率为_______。

30.（2021•黑龙江中考真题）如图所示，如夕为一可绕。点自由转动的轻质杠杆，〃垂直于

AB,且小长度为40cm,一切长度为30cm,在以中点C处挂一质量为1kg的物体，要求在端点8处

施加一个最小的力月使杠杆在图示位置平衡，则少的力臂应是_______cm,最小的力少是______N。

B

31.（2021•黑龙江中考真题）如图所示，。44为一可绕。点自由转动的轻质杠杆，OA垂直

于48,且OA长度为40cm,A8长度为30cm,在OA中点。处挂一质量为1kg的物块，要求在

端点8处施加一个最小的力尸，使杠杆在图示位置平衡，则力尸的力臂应是______cm,最小的力

产是______No

32.（2021•四川南充市）如图甲所示，力〃为轻质杠杆，力。为轻质硬棒且与力传感器相连，图

乙是物体M从/I点开始向右匀速运动过程中力传感器读数大小与时间的关系图像，则物体M的质量

大小为g;已知3的长度为30cm,如足够长，.46'能承受的最大弹力大小为15N,若要

杆不断，物体从力点开始运动时间最长为s（^=10N/kg）o

回o

33.（2021•吉林中考真题）如图所示，用125N的拉力尸，把重力为300N的木箱匀速提升3m,

滑轮组的机械效率为;假如在上升过程中，拉木箱的绳子突然断了，木箱由于

会继续向上运动一段距离。

34.（2021•海南中考真题）如图所示，利用滑轮组把物体匀速提升一定高度，该滑轮组有

段绳子承担物重，在绳子承受范围内，不计绳重和摩擦，若增加所提升的物重，则滑轮组的机械效

率将______（选填“变大”“变小”或“不变”）。

35.（2021•广西南宁市）图是利用滑轮组帮助汽车脱困的情景。匀速拉动车的过程中，车相对

树木是______（选填“静止”或“运动”）的，动滑轮上有段绳子承担对车的拉力，若对车的

拉力为2400,分为1500N,则该滑轮组的机械效率是______o

36.（2021•湖北恩施土家族苗族自治州）如图，有人利用该滑轮将6M00N的物体匀速提升了

20cm（不计绳重。和摩擦），此过程克服物体重力做的功为J,若动滑轮重10N,则片No

G

7777/777"

37.（2021•江苏中考真题）用定滑轮匀速提升质量为10kg的物体，所用的拉力为110N,物体

在2s内升高0.5m,此过程中的有用功是J,定滑轮的机械效率是%,拉力的功率是

Wo（g取10N/kg）

38.（2021•湖南邵阳市）利用斜面把重60N的物体从斜面底端匀速拉到斜面顶端，已知斜面长

1.5m,高0.4m,机械效率为80%,则拉力的大小为______N。

三、作图题

39.（2021•内蒙古通辽市）如图所示是一种抽水马桶水箱自动上水装置的示意图。当水箱内的

水达到一定高度时，浮标带动杠杆409压住入水口，停止上水。请在图中画出动力耳、阻力旦和

动力臂。O

40.（2021・福建中考真题）在图中画出使用恻刀时动力厂的力臂1.

41.（2021•青海中考真题）在图中，画出杠杆平衡时施加在杠杆上的最小动力E的作用点和方

向，井画出所挂重物的绳子对杠杆拉力的力臂

42.（2021•四川眉山市）如图所示，利用杠杆AOB撬动重物M,0为杠杆支点，。为杠杆的

动力臂，现杠杆处于水平位置平衡。

（1）作出杠杆动力巴的示意图;

（2）作出重物M对杠杆压力£的示意图。

A

43.（2021•四川广安市）如图所示是人走路的情形，可将人的脚视为一根杠杆。请在图中画出

动力少的力臂7;

四、实验题

44.（2021•江苏中考真题）用量角器、直尺、45°三角尺、60°三角尺，可以做以下实验。

（1）透过尺子能看到清晰的刻度线，说明尺子的材料有很好的性。

（2）将两把三角尺叠放在水平桌面上，用直尺紧贴桌面快速击打下方的尺子，观察到______

的现象，说明上方的尺子具有惯性。与头发摩擦后的直尺能吸引碎纸屑，这是因为______・

（3）图甲中，量角器底边长度为_____cmo

（4）用量角器的底边将直尺支撑起来，当直尺在水平位置平衡时°,量角器的底边正好在直尺的

中间位置（刻度线“7”和“8”的中间）。

①图乙中，用吸管在直尺a端上方用力水平吹气，能观察到直尺a端______（选填“靠近”或

“远离”）吸管。

②图丙中，将三角尺A、B分别竖直挂在直尺刻度线“1”和“13”位置后，直尺还能在水平位

置平衡，则A、B的质量之比为______o

45.（2021•贵州黔东南苗族侗族自治州）某实验小组在“研究杠杆平衡条件”的实验中：

4一h,F,,a

1

L/—[U

甲

次数A/NA/mK/NZ-j/m

12.00.05J0.10

23.00.102.00.15

32.00.303.0☆

（1）实验时应先调节杠杆在_____位置平衡，若出现如图甲所示情况，应将杠杆的平衡螺母向

（选填“左”或“右”）调节:

（2）杠杆平衡后，他们在图乙所示的力位置挂上3个钩码，为了使杠杆在水平位置平衡，这时

应在6位置挂上一个相同的钩码：

（3）上表是该小组在实验中记录杠杆平衡的部分数据，空格处所缺的数据：△=______,☆

*

_________________9

46.（2021•内蒙古包头市）某同学利用弹簧测力计、刻度尺和杠杆等器材测量长方体实心金属

块的密度。

（1）挂金属块前，杠杆左端下沉，应将右侧的平衡螺母向调节，使杠杆在水平位置平衡;

（2）杠杆调平后，在力点用轻绳悬挂金属块。夕点用弹簧测力计竖直向下拉杠杆，使其在水平

位置平衡，如图甲所示。此时弹簧测力计示数为2.5N。金属块质量为kg；（g取10N/kg）

（3）已知金属块底面积为30cm2,高度如图乙所示。金属块高度为cm,金属块密度为

_____kg/m3；

（4）改变金属块和弹簧测力计的位置，进行多次实验，其目的是:

（5）在某次测量过程中、不慎沿斜下方拉弹簧测力计，由此次数据得出的金属块密度值比实际

密度______o

47.（2021•山东东营市）图甲是某实验小组探究“杠杆的平衡条件”的实验装置。

（1）挂钩码前，杠杆在图甲所示的位置静止，此时杠杆处于（选填“平衡”或“非平

衡”）状态：要想使杠杆在水平位置平衡，接下来应将杠杆两端的螺母向（选填“左”或“右”）

侧调节。

（2）图乙是•个平衡的村杆，此时若推动右侧钩码的悬线（如图闪所示），就会发现杠杆______

（选填“左端下沉端“仍然平衡”或“右端下沉”）。

（3）在探究过程中，需要进行多次实验的目的是。

（4）某同学提出，若支点不在杠杆的中点，杠杆的平衡条件是否仍然成立？于是该小组利用图

丁所示的装置进行探究，在杠杆。点处挂上2个钩码，用弹簧测力计在力点处竖直向上拉，使杠杆

在水平位置平衡，此时弹簧测力计示数为No以弹簧测力计的拉力为动力钩码处绳子拉

力为阻力A，多次改变动力作用点的位置进行实验发现：当杠杆水平平衡时，A/i总是（选

填“大于”、“等于”或“小于”）理h,其原因可能是。

（5）图丁中，弹簧测力计处在4点位置时，此杠杆属于（选填“省力”或“费力”）杠

杆，请举出它在生活生产中的一个应用实例：______o

48.（2021・陕西中考真题）在：“探究杠杆平衡条件”的实验中：

（1）为方便测量力臂，实验前应先调节杠杆两端的平衡螺母，使之在位置平衡；

（2）如图T,此时杠杆处于平衡状态，如果在杠杆两端各挂一个相同的钩码，杠杆将

（选填“保持平衡”“顺时针转动”或“逆时针转动"）；

（3）如图-2是一个加宽的杠杆装置，此时杠杆处于平衡状态。若只将左侧的钩码改挂到力点

正上方的B点,力臂是线段______（选填“勿”"侬’或”说,此时杠杆______（选填“仍能”或

“不能”）保持平衡。

49.（2021•浙江丽水市）杆秤（如图甲）是我国古老的衡量工具，现今人们仍然在使用.某兴

趣小组在老师的指导下动手制作量程为20克的杆秤（如图乙）。

（制作步骤）

①做秤杆：选取一根筷子，在筷子左端选择两点依次标上“力

②挂秤盘：取一个小纸杯，剪去上部四分之三，系上细绳，固定在秤杆的“力”处；

③系秤纽：在秤杆的“8”处系上绳子；

④标零线：将5克的跌码系上细绳制成秤坨，挂到秤纽的右边，手提秤纽，移动秤蛇，使秤杆

在水平位置处于平衡状态，在秤蛇所挂的位置标上

⑤定刻度：……

（交流评价）

（1）杆秤是一种测量______的工具；

（2）当在秤盘上放置物体称量时，秤坨应从“0"刻度向______侧移动；

（3）步骤④标零线的目的是；

（4）根据杠杆平衡条件可知，杆秤的刻度是均匀的。定刻度时，小科和小思采用不同的方法，

你认为的方法更合理；

小科：先在秤盘上放1克物体，移动秤坨，使秤杆在水平位置处于平衡状态，在秤泥所挂的位

置标上1；然后在秤盘上放2克物体……；按上述方法直到标出所有刻度；

小思：在秤盘上放20克物体，移动秤泥，使秤杆在水平位置处于平衡状态，在秤蛇所挂的位置

标上20,0和20之间分为20等份，依次标上相应刻度。

五、计算题

50.（2021•广东深圳市）深圳地铁岗属北综合交通枢纽工程工地上，一线施工人员正在紧张忙

碌，进行架桥机钢梁吊装等施工作业。（g取10N/kg）

（1）图2为图1中起重机的简图，请画出阻力伤的力惜人；

（2）图3为架桥机的装置图，已知箱梁的质量为5XlQ'kg,体积为200m：',架桥机滑轮组总拉

力为4X10'N,自由端移动距离为25m,将箱梁提升1m。求：

①箱梁的密度：

②架桥机在此过程中的有用功：

③架桥机在此过程中的机械效率。

51.（2021•广西贵港市）A、B、C是密度为〃=4X10%/^的某种合金制成的三个实心球，A

球质量为股=80g,甲和乙是两个完全相同的木块，其质量为加甲二勿乙二240g,若把B和C挂在杠杆的

两边，平衡时如图1所示。若用细线把球和木块系住，在水中平衡时如图2所示，甲有•半体积露

3:,

出水面,乙浸没水中。（g取10N/kg,pYK=1.0X10kg/m）求：

（1）B、C两球的体积之比；

（2）细线对A球的拉力大小；

（3）C球的质量。

图1图2

52.（2021•贵州中考真题）如图所示，一个质量为2kg,密度为2（10小小3的实心正方体耽

悬挂在轻质杠杆8端，OB：%=5：4,当M的一半体积浸在液体中时，/I端竖直向下的拉力为20N,

杠杆在水平位置平衡。（交10N/kg）求:

（1）M的体积;

（2）液体的密度;

（3）若剪断细线，M在液体中静止时，M对容器底部的压强。

////////

53.（2021•甘肃中考真题）如图甲所示的轻质杠杆，。为支点，用细线将质量为4kg、密度为

4.0g/cm3的物体P悬挂在力点，同时在〃点施加竖直向下的力尸使杠杆水平平衡，如:宓=1:2。撤去

力F,用细线将密度为3.Og/cn?的物体Q悬挂在支点。的左侧，再将P、Q分别浸没在水和某种未知

液体中，调节细线在杠杆上的悬挂点使杠杆再次水平平衡，如图乙所示，测得杠杆左、右两侧的力

臂大小分别为A和乙。然后将物体P、Q取出擦干后左右对调，再次将P、Q分别浸没在该未知液体

和水中，重新调节使杠杆仍能水平平衡，测得杠杆左、右两侧的力臂大小分别为£/和Z/。已知夕

^=1.0g/cm3,产10N/kg,L\L、S,杠杆足够长,在调节过程中P、Q始终未露出液面,也未与

容器壁和底接触。求：

（1）力尸的大小；

（2）物体P浸没在水中时受到的浮力;

（3）未知液体的密度。

甲

54.（2021♦浙江杭州市）已知•根质量分布均匀的圆柱体木料质量为GOkg,体积为O.lnH问：

（1）此木料的密度为多少？

（2）如图所示，甲、乙两人分别在力点和〃点共同扛起此木料并恰好水平，其中川，〃为

木料的中点。求此时乙对木料的作用力大小。

（3）若在（2）中当乙的作用点从8点向。点靠近时，请列式分析此过程中甲对木料作用力大

小变化情况。

55.（2021•广东中考真题）杆秤是从我国古代沿用至今的称量工具。如图是小明制作的杆秤的

示意图，使用时，将待称物体挂在秤钩上，用手提起8或C（相当于支点）处的秤纽，移动秤蛇在

秤杆上的位置〃，使秤杆达到水平平衡时可读出待称物体的质量。此秤最大称量是l（）kg,坪旎最远

可移至£'点。秤杆和秤钩的质量忽略不计，孙比'、/花的长度如图所示（g取10N/kg）,求：

（1）提起哪处的秤纽，此秤的称量最大？

（2）秤泥质量为多少？

（3）当提起。处秤纽称袋质量为2kg的荔枝时，〃与。之间的距离为多少？

56.（2021•湖南张家界市）党的十九大报告提出，要建设生态宜居、生活富裕的新农村。某兴

趣小组在社会实践中来到某乡村建筑工地，建筑工地工人们用如图甲所示的滑轮组来提升重物，不

计绳重和摩擦。

（1）一个工人质量为60kg,竖直向上匀速拉动700N的重物时，绳上拉力为400N,将重物提升

2m用时20s,滑轮组的机械效率为多少？

（2）在这20s的时间内拉力的功率为多少？

（3）该工人能够提升的最重的物体约为多少kg?

（4）请你设计另一种最省力的绕线方式，并画于图乙中。

（5）利用最省力的方式，提升800N的重物，求绳上拉力的大小？

（6）利用最省力的方式，竖直向上以（）.15m/s的速度匀速拉动绳子，求20s物体上升的距离？

57.（2021•四川攀枝花市）如图所示，站在水平地面上的小林想通过杠杆/仍和动滑轮拉起同

样站在水平地面上的小新。杠杆/应可绕转轴。在竖直平面内转动，且。1:0户1:2,小林的质量面=50kg。

小新的质量股=48kg小新双脚与地面接触面枳5M00cm2,当小林施加竖直向下的拉力£时，小新未

被拉动，此时小新对地面的压强片2.5XlCfPa,小林对地面的压强为当小林施加竖直向下的拉

力乃时，小新刚好被拉起，小林对地面的压强为小且0：0尸16:15。不计绳重，杠杆重力和一切摩

擦，g取lON/kg.,求：

（1）小林施加拉力£时，小新对地面的压力K;

（2）动滑轮重力G动。

JAn◎B,

58.（2021•四川广安市）学校旁老旧小区正在改造施工。工人用如图所示的装置将质量为120kg

的建筑材料匀速提升了6nb用时10s。在此过程中，电动机对绳子的拉力为凡滑轮组的机械效率

为80%,g取10N/kg,求：

（1）滑轮组做的有用功：（_______）

（2）拉力少的大小；（_______）

（3）根据口冲条件，以二物理量：①滑轮组做的额外功，②拉力厂的功率，③动滑轮的重力，

能求出的有（填写番号）。

59.（2021•湖北随州市）图甲是《天工开物》中记载古人利用杠杆从水井提水的情景。现简化

成图乙模型，轻质杠杆48,支点为。，力0:0庐3:2,在8端压轻绳系着石块R石块质量犷15kg；在

4端用轻绳系着•只木桶。，木桶以及桶内的水总质量加40kg；水井边站着提水人阿宝（g取10N/kg）o

求：

（1）阿宝不提绳子，杠杆水平平衡时，绳力。的拉力大小；

（2）阿宝缓慢提绳子（绳/1Q始终竖直），当水桶刚离开水面时阿宝对绳的拉力大小；

（3）若阿宝的质量为7（）kg,每只鞋子与地面的接触面积为200cm?,当水桶刚离开水面时阿宝

对地面的压强。

甲

60.（2021•上海中考真题）杠杆平衡时，动力A大小为20N,动力臂上为0.8m,阻力臂4为

0.4m,求阻力为的大小。

61.（2021•四川南充市）如图所示，图甲是某大型起吊装置，图乙是其机械起吊部分的简化示

意图，已知物体A质量为500kg,底面积为1.25/,不计绳重量、机械部分摩擦和水的阻刀，请完

成以下问题。（^=10N/kg）

（1）起吊前物体A静止在地面上，其对地面的压强是多少？

（2）如图乙所示，当绳子自由端的拉力为1000、时，地面对物体A的支持力为1650N,增加绳

子自由端的拉力后物体A被成功匀速提升2nb请计算此时整个机械的机械效率。

（3）工人师傅利用该装置将另一物体B以0.lm/s的速度匀速放入水中过程中，绳子拉力功率

随时间变化关系如图丙所示，请计算物体B的密度。（夕水=1.0xl（）3kg/m3）

第十五章无简单机敕【/发制秣】（解析版）

一、选择题

1.（2021•广西贺州市）现有若干个规格相同的钩码，如图所示，为了使杠杆在水平位

置平衡，应在杠杆的4点挂几个钩码（）。

A

A.1B.2C.3D.4

【答案】Co

【解析】设每个钩码为伉每个小格的长度为〃则右侧力与力臂的乘积2“6占12位

左侧1点的力臂为"，根据杠杆平衡条件可知，力点所挂钩码的重力粤^=3。

即应在杠杆的力点挂3个钩码。故ABD错误，C正确。故选C。

2.（2021•湖北荆州市）2021年1月30日,荆州沙市机场正式通航，为荆州640万人

口出行带来极大便利。某游客来机场乘机，他所用的拉杆旅行箱示意图如图所示。装有物品

的旅行箱整体可视为杠杆，。为支点，8为重心，4为拉杆的端点。在力点沿图示方向施加

拉力厂使旅行箱保持静止，下列说法中正确的是（）o

A.旅行箱受到的重力与水平地面对它的支持力是一对平衡力；

B.其它条件不变时，仅缩短拉杆的长度，拉力厂减小；

C.其它条件不变时，使拉力厂的方向沿顺时针改变10°,拉力厂增大；

D.箱内物体下滑，重心位置由8变至8’，拉力尸增大

【答案】C。

【解析】A.由于受到了拉力，故拉力和支持力和重力三个力平衡，故A错误；

B.其它条件不变时，仅缩短拉杆的长度，支点到力的距离变小，即力臂变小，而阻力

和阻力臂的乘积不变，故拉力的大小变大，故B错误；

C.其它条件不变时，使拉力厂的方向沿顺时针改变10°,力臂变短，作用力尸变大，

故C正确:

D.箱内物体下滑，重心位置由夕变至少」阻力臂变小，故阻力臂和阻力的乘积变小,

动力臂不变，故拉力的大小变小，故D错误。故选C。

3.（2021•北京中考真题）图示的四种工具中，正常使用时属于费力杠杆的是（）。

A.园艺剪B.

C.瓶盖起子1).

【答案】Bo

【解析】A.园艺剪在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A不符合题意;

B.筷子使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故B符合题意；

C.瓶盖起子使用过程中，动力皆大于阻力慢，是省力杠杆，故C不符合题意；

D.核桃夹使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D不符合题意。故选B。

4.（2021•四川凉山彝族自治州）一天，小敏同妈妈上街去买菜，看到用杆秤称土豆

的情景如图所示，对此现象分析正确的是（）。

A.杆秤平衡时，秤碇的质量跟秤盘中土豆的质量相等；

B.杆秤平衡时，盘中土豆所受的合力一定大于秤犯所受的合力；

C.杆秤平衡时，盘中土豆所受的合力一定等于秤碇所受的合力；

D.杆秤平衡时，盘中土豆所受的合力一定小于秤碇所受的合力

【答案】Co

【解析】A.杆秤平衡的条件是，秤蛇的质量乘以右边力臂跟秤盘中土豆的质量乘以左

边力臂相等，由于左边力臂比右边力臂短，所以秤泥的质量不等于土豆的质量，故A错误;

BCD.杆秤平衡时，无论是土豆还是秤坨，都处于平衡状态，因此合力都为零，故C正

确,BD错误；故选C。

5.（2021•山东潍坊市）“节约用水，人人有责”，应养成随手关闭水龙头的好习惯。水

龙头手柄可视为如图所示杠杆，。为支点，尸为阻力，分别用力沿a、b、c、d方向关闭水龙

头，其中用力最小的是（）o

A.aB.bC.cD.d

【答案】Bo

【解析】根据杠杆平衡的条件，阻力和阻力臂不变，动力的力臂最大时，动力最小，所

以用力沿b方向关闭水龙头时，动力臂最大，用力最小，故ACD不符合题意，B符合题意。

故选B。

6.（2021•湖南衡阳市）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”表示力督；

B.图中的8点为杠杆的支点；

C.“权”小于“重”时，A端一定上扬；

D.增大“重”时，应把“权”向A端移

【答案】Do

【解析】A.“标”“本”表示力臂，“权”“重”表示力，故A错误：

B.杠杆绕着0转动，故。为支点，故B错误；

C.“权”小于“重”时，A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0B的乘积变大，在权不变的情况下可以增大标，故应把“权”

向A端移，故【）正确。故选I）。

7.（2021•江苏扬州市）有关蜡烛跷跷板的小制作，下列说法正确的是（）。

A.选用越粗的蜡烛效果越好；

B.转轴位置离蜡烛重心越远越好；

C.为防止蜡烛摆动过大而翻转，可使转轴位置处于蜡烛重心上方;

D.为防止蜡烛摆动过人而翻转，可将蜡烛两端的下侧面削去一些

【答案】Co

【解析】A.蜡烛越粗，燃烧越慢，蜡烛摆动效果越不明显。故A错误；

B.转轴位置离蜡烛重心不是越远越好，太远蜡烛可能不摆动.故B错误；

CD.为防止蜡烛摆动过大而翻转，可使转轴位置处于蜡烛重心上方或者可将蜡烛两端的

上侧面削去一些。故C正确，D错误。故选C。

8.（2021•浙江温州市）停放自行车时，若要从如图四点中选择一点施加竖直向上的力,

将后轮略微提起。其中最省力的点是（）。

A.A点B.B点

C.C点D.D点

【答案】D

【解析】后轮被提起时，前轮是支点，若要从如图四点中选择一点施加竖直向上的力，

将后轮略微提起，要使提力最小，其力臂应最大，故此点应距离支点的水平距离最大，人〃、

C、〃四点中，〃点作为动力作用点时动力臂最长，最省力。故选D。

9.（2021•贵州中考真题）在现代化生产中，重型机械的使用，可以节约大量人力，如

图是正在吊起建筑材料的起重车示意图，下列有关起重车的说法正确的是（

支脚

A.起重车的起重臂。出属于费力杠杆：

B.工作时，支腿向两侧伸出可提高稳定程度；

C.起重车选用宽大的轮胎是为了减小对地面的压力；

0.起重车静止在水平地面时，所受重力和支持力是一对相互作用力

【答案】ABo

【解析】A.从图中可以看出，动力臂小于阻力臂，因此起重车的起重臂。仍属于费力

杠杆，故A正确；

B.工作时，支腿向两侧伸出可以提高稳定程度，故B正确;

C.起重车选用宽大的轮胎是为了增大受力面积，减小对地面的压强，故c不正确；

D.起重车静止在水平地面时，所受重力和地面的支持力作用在同一物体上，不是一对

相互作用力，故D不正确，故选AB。

10.（2021•广东深圳市）如图，两个滑轮组，提升一个重为17N的物体A（每个滑轮

重相同），使物体A在2s内拉升了20cm,拉力如图所示，下列说法正确的是（）。

A.甲中，绳端移动的距离为60cmB.乙中，拉力的功率为1.7W

C.甲中，动滑轮由两根绳子吊着D.乙中，动滑轮的重力为2N

【答案】Ao

【解析】AC.从甲图可以看到，在动滑轮与定滑轮的中间画一条虚线，虚线往下，有三

条绳子吊着动滑轮，即甲中，动滑轮由三根绳子吊着，故C错误；再由题意可知，物体A

在2s内拉升了20cm,三条绳子吊着动滑轮，则甲图中的绳端移动的距离是物体A上升的高

度三倍，即s甲=3%=3x20cm=60cm

甲中，绳端移动的距离为60cm,故A止确：

B.从乙图可以看到，绳端的拉力是9N,两条绳子托着动滑轮，则乙图中的绳端移动的

距离是物体A上升的高度两倍，即s乙=3h乙=2x20cm=40cm=0.4m

s0.4m，

相同的时间2s,那么乙图中绳端移动的速度忆=~7^==0.2m/s

r2s

根据。=G可知，乙中拉力的功率艾=3乙=9Nx0.2m/s=1.8W

乙中拉力的功率是L8W；故B错误：

I）.从乙图可以看到，绳端的拉力是9N,两条绳子托着动滑轮，设动滑轮的重力G动，

物体A的重力是17N,则2・七=6动+6八

代入数据可得2x9N=G动+17N

解得6动=1N

乙中，动滑轮的重力为1N;故D错误。故选A。

11.（2021•辽宁中考真题）国家为了改善居民的居住条件，对老旧小区进行改造。建

筑工人用如图装置将建材匀速运送到楼顶，已知建材重为4500N,建材提升15m用时Imin,

绳端的粒力〃为2000N（忽略绳重）下列计算结果正确的是（）。

A.绳端拉力的功率为1125W；B.绳端移动的速度为0.25m/s；

C.该装置的机械效率为75%；D.该装置所做的有用功为3X1O\J

【答案】Co

【解析】B.物体移动的速度u="=匈=0.25m/s

t60s

如图由3股绳子拉着动滑轮，绳端移动的速度为K=3u=3xO.25m/s=O.75m/s

故B错误；

A.绳端拉力的功率为尸=FV=2OOONxO.75m/s=15OOW：故A错误；

W{i_GhGh_45(X)Nxl5m

该装置的机械效率为斩=75%

C.75n=丽-2(XX)Nx3xl5m

故C正确;

D.该装置所做的有用功“j=G〃=4500Nxl5m=6.75x10"；故D错误。故选C。

12.(2021•山东荷泽市)如图所示，用动滑轮提起一重为80N的物体，在10s内将物

体匀速提高5m,已知动滑轮重20N(不计绳重和摩擦)，则()。

〃/〃〃/

□

A.手对绳子的拉力为40NB.拉力做功的功率为50W

C.手拉绳子移动的速度为0.5m/sD.该装置的机械效率为60%

【答案】B。

【解析】A.手对绳子的拉力为/=包包=迎出变=5()N

n2

故A不符合题意；

B.拉力做的总功为%=Fs=Fnh=50Nx2x5m=500J

拉力做功的功率为P=区=—=5()W

t10s

故B符合题意；

pSOW

C.由P=&可知，手拉绳子移动的速度为u=-=——=lm/s

F50N

故C不符合题意；

D.有用功为W行=Gh=80Nx5m=400J

机械效率为〃=兴x1(X)%=黑x1(X)%=8()%

故D不符合题意。故选B。

13.（2021•湖北宜昌市）下列有关机械做功、功率、机械效率的说法，正确的是（）。

A.效率越高的机械，功率越大B.做功越多的机械，功率越大

C.做有用功越多的机械，效率越高D.功率越大的机械，做功越快

【答案】Do

【解析】A.功率指做功的快慢，取决于做功的多少和做这些功所用的时间；效率是有

用功与总功之比。两者没有必然的联系，故A错误；

B.功率是由做功的多少和做这些功所用的时间共同决定的，做功多的机械，功率不一

定大，故B错误；

C.效率的高低取决于有用功占总功的比例，做有用功多的机械，效率不一定高，故C

错误；

D.功率就是表示机械做功的快慢，功率越大，表示机械做功越快，故D正确。故选D。

14.（2021•湖南邵阳市）如图所示，物体A在水平拉力〃的作用下，沿水平面以0.2m/s

的速度匀速运动了5s,弹簧测力计的示数为的8N,（不计滑轮和绳子之间的摩擦），拉力少

做功的功率为（）.

A.1.61B.8rC.3.2/fD.16/f

【答案】Co

【解析】物体速度山=0.2m/s,绳子移动速度为岭=2R=2x0.2m/s=0.4m/s

弹簧测力计的示数为为8N,故绳子拉力也为8K拉力做功的功率为

P=FV2=8NX0.4m/s=3.2W

故C符合题意。故选C。

15.（2021•重庆中考真题）如图所示的滑轮组，500N的拉力F在10s内将重800N的

箱子匀速提升了2nb不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（）。

A.定滑轮的作用是省力；B.滑轮组机械效率为80机

C.动滑轮的重力为100N；D.拉力厂的功率为100W

【答案】Bo

【解析】A.定滑轮既不省力也不费力，只能改变力的方向，故A错误；

B.有用功为克服物体重力做的功，所以有用功为WM=G物//=8（）。Nx2m=1600J

连接动滑轮的绳子有两股，物体上升2m,因此绳子自由端移动的距离为4m。所以拉力

做的总功为W匚=Fs=500Nx4m=20（X）J

因此机械效率为〃=今*1（乂）％=黑'xl（X）%=8（）%;故B正确；

C.对动滑轮和物体做受力分析，向上受到两股绳子拉力，向下受到动滑轮和物体的总

重力，因此有G动+G物=2/

带入数据得G出=2尸—G物=2x500N-800N=200N；故C错误：

D.拉力的功率尸=也=%里=200W；故D错误。故选B。

/10s

16.（2021•贵州黔东南苗族侗族自治州）如图所示，用滑轮组提升重物时，5s将重

90N的物体匀速提升了2nh已知动滑轮