2024年中考物理专项复习：简单机械、机械效率 练习题（附答案）

专题12简单机械机械效率

菁选好题

一.选择题（共18小题）

1.（2023•岳阳二模）如图甲、乙所示，是某人分别用两种方式挑着同一物体行

走时的情景，小强看后感到疑惑：改变物体的位置，人用的力更大了吗？于是想

用实验的方法一探究竟。他要探究的问题是：在杠杆平衡的情况下（）

A.动力和阻力一定时，动力臂和阻力臂的关系

B.动力臂和阻力臂一定时，动力和阻力的关系

C.动力和阻力臂一定时，动力臂和阻力的关系

D.阻力和动力臂一定时，动力和阻力臂的关系

2.（2023•东台市校级模拟）如图甲是《天工开物》中记载农户用舂捣米劳作时

的情景，用脚按住舂较短的一端，就可以把舂较长的另一端高高抬起。下列工具

使用时与图中舂工作原理相同的是（）

3.（2023•孟州市模拟）如图，在学校科技节活动中，质量为M的小华骑着一

辆质量为沉的独轮车，以速度丫从A点匀速通过一重为G的水平独木桥，独木桥

的两端由两根竖直支柱支撑着。图中能表示B端支柱所受压力厂与时间f的关系

是（）

AF

4.（2023•鼓楼区校级模拟）如图为小柯在科技节中制作的“杠杆力臂演示仪”。

（杠杆自身质量和摩擦忽略不计，固定装置未画出）0为支点，OA=OD=3OB=0.6

米，8=0.2米。在做背景的白纸上作有以O为圆心半径为0.2米的圆。在A点

挂5牛顿的重物G,使杠杆水平平衡，按图示方向分别施加品、入、生三个力，

则下列说法正确的是（）

A.兄的力臂长为0.4米

B.三个力大小心＞乙＞招

C.作用在C点的力耳为15N

D.力作用。点时杠杆为等臂杠杆

5.（2023•顺德区三模）用下列简单机械，使重量同为G的物体都处于静止状态,

如图所示，其中用力最大的是（均不计摩擦和机械自重）（）

\\\\\

6.（2023•南关区校级二模）如图所示，用不同的机械将同一物体提升，若不计

机械重力及摩擦，下列装置中最省力的是（）

A

T

A

B.

c

7.（2023•惠山区三模）杆秤作为华夏国粹，它制作轻巧、使用便利，如图所示，

是小阳同学制作的杆秤的示意图，使用时将货物挂在秤钩上，用手提起3或。（相

当于支点）处的秤纽，移动秤蛇在秤杆上的位置，当秤杆水平平衡时，可读出货

物的质量。秤坨最远可移至。点，此秤最大称量是10修。秤杆、秤钩和秤纽的质

量忽略不计，AB.BC、的长度如图所示。下列说法不正确的是（）

A.秤蛇的质量是0.4饭

B.提起3秤纽，可以达到最大称量

C.距离。点12.5cm,有两个刻度，分别为1奴和3.1炮

D.如果秤坨磨损，用该秤称量货物质量偏小

8.（2023•平南县一模）如图所示的四种简单机械中，不能省力的装置是（）

5

定滑轮B.

C.门把手D.水龙头

9.（2023•阳信县模拟）如图所示，A和3为由铜和铁制成的实心球，它们的体

积相同，此时杠杆恰好水平平衡，若将它们同时浸没水中则（）

A.杠杆仍然保持平衡B.杠杆不能平衡A下沉

C.杠杆不能保持平衡5下沉D.无法确定

10.（2023•姑苏区校级二模）小明去健身房用如图所示的牵引装置来锻炼腿部

和手部肌肉。使用时，若绳〃处固定不动，手在6处需用力居拉绳，使重物G匀

速上升；若绳6处固定不动，腿在“处需用力/拉绳，使重物G匀速上升。不计

绳重和摩擦，则（）

A.Fb=FaB.Fb=2FaC-Fb<2FaD.Fb>2Fa

11.（2023•东莞市校级模拟）沪苏通长江公铁大桥开创了世界建桥史上公铁两

用桥跨度进入千米级的篇章。小明模仿大桥搭建简易模型。如图乙所示，其他因

素不变，如果只把拉索与桥塔的固定点上移，则可以（）

A.增加动力B.减小阻力C.增加动力臂D.增加阻力臂

12.（2023•吉安模拟）把质量相等的A、3两物体挂在如图所示的滑轮组下面，

不计绳子、滑轮的重力和摩擦，放手后（）

A.A上升，3上升B.A下降，3上升C.A、3均静止D.A上升，3下

降

13.（2023•潮南区二模）如图所示，一根质地均匀的木杆可绕。点自由转动，

在木杆的右端施加一个始终垂直于木杆的作用力尸，使木杆从。4位置匀速转到

水平位置的过程中，力厂的大小将（）

A.逐渐变大B.逐渐变小

C.先变大，后变小D.先变小，后变大

14.（2023•郸城县三模）如图所示的滑轮组是用来控制导线的松紧程度的。某

次导线对滑轮N的拉力为尸，配重水泥块（重为G=50N）被匀速拉升的高度为

h=\m（不考虑滑轮自重，绳重和绳与滑轮之间的摩擦）。下列说法中正确的是（

)

G

A."是动滑轮

B.拉力尸=100N

C.拉力F做的功为100J

D.拉力/移动的速度与配重G移动的速度相同

15.（2023•海港区一模）自行车是一种低碳环保的交通工具，它的结构及使用

与物理知识密切相关。下列对应关系正确的是（）

A.自行车把上的车闸——费力杠杆

B.自行车车座宽大一增大压强

C.自行车轮胎表面有凸起的花纹——增大摩擦力

D.骑自行车上坡前加速——增大惯性

16.（2023•宁化县模拟）在今年老旧小区改造中，工人利用滑轮组将重380N的

建筑材料提升到楼顶，如图所示。已知工人对绳子的拉力为200N,建筑材料在5s

内匀速上升5加，不计绳重及摩擦。此过程中，下列说法不正确的是（）

A.动滑轮所受重力为20N

B.滑轮组所做的有用功为1900J

C.工人所用拉力的功率为400W

D.滑轮组的机械效率为90%

17.（2023•零陵区校级模拟）工人要把一个质量为1204的重物搬到高的车

±o为了省力采用痴长的木板搭了一个斜面，如图所示，他在5s内用500N的力

将重物匀速推到车上（g取10N/kg）o下列说法正确的是（）

A.重物受到的摩擦力为300N

B.他做功的功率为240W

C.他做的有用功为1500J

D.该斜面装置的机械效率为80%

18.（2023•崇川区校级二模）如图所示甲、乙两套装置所用的滑轮规格相同，

用它们分别将所挂重物在相等时间内竖直向上匀速提升相同高度.若@=5，所

用竖直向上的拉力分别为耳和尸2,拉力做功的功率分别为[和鸟，两装置的机械

效率分别为7和%（忽略绳重和摩擦），则下列选项正确的是（）

A.月7=%《=6B.Fx>F1T]i=r]2Px<P2

C.Fl<F27]1=7]2Pl>P2D.Fl<F2r]l>T]2I^>P2

二.作图题（共10小题）

19.（2023•清江浦区模拟）按照要求作图。

如图所示，是用螺丝刀撬图钉（C）时的情形，请作出动力片的力臂。

20.（2023•前郭县一模）由于土壤松动，一棵珍稀古树摇摇欲坠。园艺师用绳

子将古树系住，通过山体进行固定，对古树展开救助。如图甲所示，把古树视为

杠杆，。点为支点。请画出：绳子拉力F的力臂L。

21.（2023•淮安二模）请画出图中杠杆动力臂L的示意图。

22.（2023•徐州一模）如图所示，轻质杠杆平衡，请画出动力耳的力臂4。

23.（2023•清城区模拟）如图所示，利用滑轮组拉着重物体A沿水平方向做匀

速直线运动。请在图中画出滑轮组最省力的绕线情况，并画出A对地面压力的示

意图。

24.（2023•双流区校级二模）如图甲所示为一种搬花神器，用它把花盆抬起时,

相当于一个绕。点转动的杠杆，其简化示意图如图乙所示，请在乙图中画出杠杆

平衡时作用在A点的最小动力耳及其力臂4o

甲乙

25.（2023•清江浦区二模）请在图中画出提升滑轮组最省力的绕法。

26.（2023•咸宁模拟）某人利用滑轮组向下拉绳提起物体，请在图中画出绳子

绕法。

7///////,

27.（2023•碑林区校级四模）一个工人站在地面上，使用如图所示的滑轮组将

重物从地面提升到楼顶，要求绳子的自由端要向下拉，请你用笔画代替绳子，画

出滑轮组最省力的绕绳方法。

28.（2023•碑林区校级四模）如图所示，杠杆处于水平位置平衡，请作出杠杆

的动力耳和阻力F2的阻力臂。

三.计算题（共2小题）

29.(2023•石家庄三模)如图甲所示，用滑轮组拉重物体A沿水平方向匀速运

动，物体A受到地面的摩擦阻力为物重的0.5倍，滑轮组的机械效率随物体重力

变化的图像如图乙所示。滑轮组的机械效率为80%时，物体A以0.2租/s的速度匀

速运动，人对地面的压强为1.25义1。4为。不计绳重、滑轮轴处摩擦，绕滑轮组的

绳子承受最大力为600N,人双脚与地的接触面积为300d。求：

(1)动滑轮的重力；

(2)滑轮组的机械效率为80%时，拉力的功率；

(3)该滑轮组的最大机械效率。

30.(2023•南皮县校级模拟)小熊在课外实践活动中，用如图甲所示的滑轮组

匀速拉动放在树下一水平面上的不同物体，物体受到的摩擦力从100N开始逐渐

增加，每次物体被拉动的距离均为加。根据测量结果画出了该滑轮组机械效率

与物体受到摩擦力大小变化的关系图象，如图乙所示。若不计绳重和绳与滑轮间

的摩擦，求:

(1)由图乙可知，当物体受到的摩擦力为100N时，求：动滑轮的重力？

(2)当滑轮组的机械效率为75%,物体以Qlm/s的速度匀速运动时，该滑轮组

的有用功率是多大？

（3）当物体与地面的摩擦力为1500N时，体重为500N的小熊竖直向下拉绳，还

能用此滑轮组拉动物体吗？用计算结果说明。

一.选择题（共18小题）

1.【答案】D

【解答】解：小强想探究的是改变物体的位置，人用的力变化情况，其中改变物

体的位置，就会改变阻力臂的大小，人用的力就是动力的大小，所以他要探究的

问题是阻力和动力臂一定时，动力和阻力臂的关系，故。正确，9c错误。

故选：Do

2.【答案】D

【解答】解：用脚按住舂较短的一端，下压一小段距离，就可以把舂较长的另一

端高高抬起，操作过程中动力臂小于阻力臂，故舂是费力杠杆；

A、起子开瓶的过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A不符合题意；

3、核桃夹在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故3不符合题意;

C、老虎钳在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C不符合题意;

D,镶子夹食品的过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故。符合题意。

故选：Do

3.【答案】C

【解答】解：重为G、长为L的水平独木桥的两端由两根竖直支柱A、3支撑着，

分别对水平独木桥的支持力为入、FB,水平独木桥受到重力为G,

独轮车对独木桥的压力为尸=（，〃+〃2人）g,

以A为支点，独轮车对独木桥的压力的力臂为例，根据杠杆平衡条件:

FBL—Gx^L+^m+人)gvt>

贝！JF=-G+—(Z?7+m)gvt>

B2LK

压力与支持力是一对相互作用力所以3端支柱所受压力

由此可知3端支柱所受压力尸与时间》是一条一次函数的图象（不经过原点）。

故选：C。

4.【答案】C

【解答】解：ABC,根据杠杆平衡条件可得：GXOA=FBXOB,

OA=3OB=0.6m,

所以，作用在3点竖直向下的力：F=—xG=3x5N=15N;

BOB

由图可知，Fc、纭两个力的力臂均与用的力臂均为圆的半径即力臂长为02根，

大小相等，阻力和阻力臂不变，

撤去程后，按图示方向分别施加入、耳两个力，且每次都使杠杆在水平位置平

衡，

根据杠杆平衡条件可知，Fc、线大小关系为外=七=七=15N,故AB错误，C正

确；

。、由图可知，力作用D点时，弓的力臂为圆的半径，而G的力臂为OA,所以

力作用。点时杠杆不是等臂杠杆，故。错误。

故选：C。

5.【答案】B

【解答】解：

由题知，不计摩擦和机械自重，

A、由于杠杆平衡，动力臂大于阻力臂，所以尸<G;

B、由于杠杆平衡，动力臂小于阻力臂，所以b>G;

C、使用定滑轮，F=G;

D、使用动滑轮，F=-G;

2

由以上分析可知，3选项中用力最大。

故选：Bo

6.【答案】C

【解答】解：若不计机械重力及摩擦。设物体的重力为G。

A中直接提升物体，则拉力K=G;

3中使用定滑轮，则拉力g=G;

C中使用滑轮组，〃=3,贝1J拉力月=：G;

。中使用滑轮组，〃=2,则拉力K=；G;

故下列装置中最省力的是C。

故选C。

7.【答案】D

【解答】解：(1)根据杠杆的平衡条件可知：当提着3处秤纽、秤坨在。点时，

A点所挂物体重为G.=G种蛇xBD,

AB

当提着。处秤纽、秤蛇在。点时，A点所挂物体重为G/=°麻*。口,

AC

因&)>CD、AB<AC,则GQG/,即提3处秤纽时，此秤的称量最大，故3正

确；

当提着3处秤纽、秤坨挂在。点、A点秤钩挂着质量为10依的物体时，秤杆可以

在水平位置平衡，根据杠杆平衡条件可得GAAB=GW.BD,

由G=Mg可得mAg-AB=-BD,

贝1]“悦="竺=畋二2丝=04像，故A正确；

WBD50cm

(2)当提起3处秤纽时，阻力臂为AB=2cm动力臂3。=3cm+12.5cm=15.5cm,

根据杠杆的平衡条件可列式：GAB=G秤花-BD'o

由G=/g可得mg•AB=-BD',

则m==°叱65丽=3」依，

AB2cm

当提起C处秤纽时，阻力臂为AC=AB+=2cm+3cm=5cm,动力臂CD=12.5cm,

根据杠杆的平衡条件可列式：GAC=GWfiCD'o

G=mg~^^mg-AC=CD',

贝I」m=%怖8=0.4像x12.5m=,故C正确；

AC5cm

(3)如果秤蛇磨损，根据杠杆平衡条件可知动力臂变大，所以用该秤称量货物

质量偏大，故。错误。

故选：Do

8.【答案】A

【解答】解：A、定滑轮是等臂杠杆，动力臂等于阻力臂，既不省力也不费力，

故A符合题意；

B,利用斜面可以省力，故3不符合题意；

CD,大门上的门把手和水管上的水龙头都是轮轴，轮半径大于轴半径，在使用

时动力臂大于阻力臂，是省力机械，故CD不符合题意。

故选：A。

9.【答案】B

【解答】解：如图，杠杆处于平衡状态，铁球的力臂大于铜球的力臂；

它们同时浸没水中，由于它们的体积相同，根据阿基米德原理可知，它们受到的

浮力是相同的，浮力的方向是竖直向上的；

由于铁球的力臂大于铜球的力臂，则铁球受到的浮力与力臂的乘积要大于铜球受

到的浮力与力臂的乘积，即铁球的浮力与力臂的乘积减小的多，铁球受到的力与

力臂的乘积要小于铜球的力与力臂的乘积，根据杠杆的平衡条件可知，铁球的一

端会上升，即3上升，A下降。

故选：Bo

10.【答案】D

【解答】解：(1)当绳。处固定不动，在“处用力月拉绳时，该图中所有滑轮均

为定滑轮，不计绳重和摩擦，则月=G;

(2)由图知，当绳a处固定不动，手在b处用力果拉绳时，a处的拉力盘和物

体的重力G相等，

物体G匀速上升时，中间的滑轮处于平衡状态，

不计绳重和摩擦，中间的滑轮受向上的拉力耳、2段绳子向下的拉力2%和中间

滑轮向下的重力G动，

则由二力平衡条件可得：

泉=2七+G动=2G+G动＞2工；

即2£＜小

故选：Do

11.【答案】C

【解答】解：将拉索与桥塔的固定点上移，动力臂增大，阻力臂和阻力不变，

根据杠杆平衡条件G与=g4知，动力减小。

故选：Co

12.【答案】B

【解答】解：B所在的滑轮为动滑轮，动滑轮省一半的力，A所在的滑轮为定滑

轮，定滑轮不省力；A与3质量相等，重力相等，不计绳子、滑轮的重力和摩擦，

将3拉起只需A重力的一半即可，所以A下降，3上升。

故选：Bo

13.【答案】A

【解答】解：将杠杆缓慢地由最初位置拉到水平位置时，因作用力下始终与OA垂

直，则动力臂不变，阻力为杠杆的重力，则阻力大小也不变，但阻力臂变大，根

据杠杆的平衡条件月4=心心可知，动力产变大。

故选：Ao

14.【答案】B

【解答】解：A、由图可知，M的轴固定不动是定滑轮，故A错误；

B、由图可知”=2,因为不计绳重和摩擦时G=,所以轴端拉力：

n

F=nG=2G=2x5QN=W0N,故3正确；

C、由图可知，轴端拉力/移动的距离s=L=L,则轴端拉力F做的功：

n2

W=Fs=Fx-h=100Nx-x\m=50J,故C错误；

22

D、由图可知，轴端拉力/移动的速度"=工”=工丫物，故。错误。

n2

故选：Bo

15.【答案】C

【解答】解：A.自行车把上的车闸使用时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，

故A不符合题意；

B.自行车车座宽大，是在压力一定时，通过增大受力面积来减小压强，故3不

符合题意；

C.自行车轮胎表面有凸起的花纹，是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程

度来增大摩擦力，故C符合题意；

。.惯性大小取决于物体的质量大小，与其运动的速度无关，骑自行车上坡前加

速，质量不变，惯性大小不变，故。不符合题意。

故选：Co

16.【答案】D

【解答】解：A、由图知，承担重物绳子的段数〃=2,由尸=?G+G动）可得，动

滑轮重力G动=2P-G=2x200N-380N=20N,故A正确；

B、滑轮组所做的有用功%=G〃=380Nx5加=1900/,故B正确；

C、工人所用拉力的总功%=Fs=Fnh=200Nx2x5/7;=2000J,

拉力的功率尸=丝=当乂=400W,故C正确；

t5s

D、滑轮组的机械效率〃=%=理”=95%,故。错误。

%2000J

故选：Do

17.【答案】D

【解答】解：（1）工人做的有用功：=Gh=mgh=120^x10A^/kgxIm=1200J,

故C错误；

（2）工人做的总功：W&=Fs=500Nx3m=1500J,

斜面的机械效率：〃=%^="空、100%=80%,故。正确；

%1500J

（3）克服摩擦力所做的额外功：

%=唯一％用=15007-12007=3007,

由％=方可得物体与斜面间的摩擦力：

7=9=型"=100N,故A错误;

s3m

（4）工人做功功率:

故选：Do

18.【答案】A

【解答】解：由图可知4=2,%=3,已知每个滑轮的质量相同，且两滑轮组均

只有一个动滑轮，则动滑轮重相同；

不计绳重及摩擦，则绳子受到的拉力分别为：fi=1（G1+Ga）,g.Gz+Gj

因G1=G?,故丹〉与；

因为动滑轮重相同，提升的物体重和高度都相同，且W额=6动//,%用=%人,

所以利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同，则总功相同；

由〃=%可知，两滑轮组的机械效率相同，即7=%;

又因为所用时间相同、总功相同，所以由尸=比可知，拉力做功的功率片=吕,

故A正确。

故选：Ao

二.作图题（共10小题）

19.【解答】解：作支点。作「作用线的垂线段，即动力臂右；如下图所示：

20.【答案】O

【解答】解：过支点O做力厂作用线的垂线段，即为所求作的动力臂L,如下图

【解答】解：延长动力厂的作用线，从支点。向动力作用线作垂线，支点到垂足

的距离就是力臂L,如图所示:

【解答】解：已知动力的方向，作出动力作用线，从支点作动力的作用线的垂线

段，即动力臂如图所示：

23.【答案】

【解答】解：水平滑轮组中有一个动滑轮，滑轮组最省力时动滑轮接触绳子的段

数最多，绳子由动滑轮为连接起点反向绕成；A对地面压力作用点在接触面中心

位置，压力方向沿接触面垂直向下；如图所示：

【解答】解：由杠杆平衡条件用=工4可知，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动

力臂越长，动力越小；图中支点在。点，因此连接。4作为动力臂4最长；动力

的方向应该向下，从点A垂直于OA斜向下作出最小动力片的示意图，如图所示：

【解答】解：从动滑轮的挂钩开始依次绕绳子，最后有三段绳子承担物重，这就

是最省力的绕法。如图所示：

26.

【解答】解：由题意知，站在地面上的人用滑轮组向下拉绳提起物体，所以绳子

自由端的拉力方向应向下，然后“倒着”把线绕回去，绳子应系在定滑轮的固定

挂钩上，如图所示：

【解答】解：要使滑轮组最省力，需要承担物重的绳子段数最多，所以要从动滑

轮绕起，依次绕过上面的定滑轮、下面的动滑轮，如图所示:

28.【答案】见解答

【解答】解：从支点到动力的作用线的距离为动力臂，动力臂与动力的作用线是

垂直的；过力臂右的上端作力臂的垂线，可得月的作用线，片的作用线与杠杆AB

的交点为动力耳的作用点；

从支点。向F2作用线引垂线段，即为其力臂4,如图所示：

29.【答案】(1)动滑轮的重力为50N;

(2)滑轮组的机械效率为80%时，拉力的功率为50W;

(3)该滑轮组的最大机械效率为95%。

【解答】解：(1)由乙图可知，当物重为400N时，滑轮组的机械效率为80%,

物体A受到地面的摩擦阻力为物重的0.5倍，则摩擦力f=0.5G=0.5x400N=200N,

根据力的作用是相互的，滑轮组对物体A的拉力/=7=200N；

由〃=%=_^=_2_=_L可知，动滑轮重力为:

%、%+%七s物+G动s物F拉+G动

200N

一200N=50N

80\%

(2)由图可知，n=29绳子自由端的速度为喝=几期物=2x0.2ni/s=0.4m/s；

绳子自由端的拉力为尸=2(七+G动)=gx(200N+50N)=125N,

则拉力的功率为：

wFs

P=—=一=尸曝=125Nx0.4m/s=50W;

tt

(3)当拉力尸=125N时，人对地面的压强p=1.25x104网,则由p=£可知，此时

S

人对地面的压力：

F&=pS=1.25xl()4pax300xl(rW=375N,

人对水平地面的压力与地面对人的支持力是一对相互作用力，大小相等,

G=G=375N,

人受到重力、支持力和拉力的作用，处于静止状态，则人的重力:

6人=F+q=125N+375N=500N,

人的重力小于绳子承受最大力600N,故人能施加的最大拉力Finax=500N,

根据与'+%)得，重物体A受到的最大拉力：F拉,