2024年中考物理专项复习：简单机械及机械效率（原卷版）

主题二力学

专题12简单机械及机械效率

考情概览：理解课标要求，把握命题方向，总结出题角度。

真题透视：精选真题，归类设置，完整展现中考试题的考查形式。

中考新考法：从新情境、新设问、跨学科等方向设置新考法真题。

新题特训：选用最新优质题、创新题，巩固考点复习效果。

惺情概览

考点内容课标要求命题预测

能说出人类使属于常考热点，主要考查杠杆五要素和杠杆的平衡条件及

用的一些机械。探应用。题型主要是选择题、填空题、探究实验题和计算题。主

杠杆

究杠杆的平衡条要命题点有：杠杆五要素及作图、杠杆的平衡条件的应用、三

件。种杠杆的辨析及应用、探究杠杆平衡条件等。

滑轮和滑轮组是简单机械的重要内容。主要考查定滑

能说出人类使

轮、动滑轮的特点及滑轮组的力、距离、速度等关系的计算。

用的一些机械。了

滑轮和滑轮组常见考题类型是选择题、填空题和计算题。命题点有：定滑轮

解机械的使用对社

的特点、动滑轮的特点、滑轮组的一些关系、连接滑轮组的作

会发展的作用。

图等。

机械效率是衡量机械性能的重要指标。对机械效率相关问

知道机械效

题的考查题型基本上是选择题、填空题和计算题。命题点有：

机械效率率。了解提高机械

机械效率的含义、滑轮及滑轮组的机械效率的计算、斜面等机

效率的意义和途径

械的机械效率的相关计算、测量滑轮或斜面的机械效率等。

真题透视

A考向一杠杆

1.（2023•巴中）如图所示，下列四种工具中，不属于省力杠杆的是（）

铁匠剪刀羊角锤

、

c.筷子扳手

2.（2023•淄博）肱二头肌收缩产生的力使前臂骨骼绕肘关节转动，此时前臂骨骼可以看成一个杠

杆模型，简称前臂杠杆。如图所示，手提重物时，对前臂杠杆的分析错误的是（）

A.前臂杠杆是省力杠杆

B.肘关节处可以视为支点

C.肱二头肌对前臂杠杆的牵引力是动力

D.前臂保持水平时，阻力臂最长

3.（2023•随州）劳动教育越来越重要，许多同学在劳动中获得了愉悦的体验也掌握了许多劳动技

能。小芳周末回到乡下姥姥家接过姥姥肩膀上的担子学习挑担技巧。假如一个筐子重一个筐子轻（一头重

一头轻），在不考虑手臂帮扶的情况下挑起担子让扁担处于水平平衡。请你据劳动体验结合杠杆平衡知

识，判断下列说法中正确的是（）

A.肩膀应该靠近“轻的一头”

B.肩膀应该靠近“重的一头”

C.肩膀应该居于扁担正中间

D.挑着担子走路，扁担一般会上下“闪动”，“闪动”时一定是一个框子向上运动同时另一个框子

向下运动

4.（2023•常州）调节平衡螺母使杠杆处于水平平衡状态。在/点悬挂两个钩码，如图所示，要使杠

杆水平平衡，需在6点悬挂_________个钩码。取走悬挂在6点的钩码，改用弹簧测力计在C点竖直向上

拉，使杠杆水平平衡，测力计的示数为N„（每个钩码重0.5N）

5.（2023•大连）如图所示。放置花盆的支架只在4〃两点用螺钉固定在墙壁上，宛保持水平。已

知4c长为4,驾长为£BC长为k,花盆的重力为G,重力作用线恰好过呢中点。若不计支架的重力，

则〃点螺钉对支架刀的水平拉力/=（用已知量表示）。为了减小拉力凡花盆位置应离墙壁_____

——止匕

―1O

6.（2023•凉山）图甲是自行车的手闸，其中部分可视为一种杠杆，其简化示意图如图乙所示，

。为支点，入为阻力，请在图乙中画出：（1）作用在/点的最小动力片及其力臂＜（2）阻力凭的力臂

7.（2023•蒲泽）用相同规格的钩码做“探究杠杆的平衡条件”实验，完成下列问题。

（1）实验前杠杆状态如图甲所示，应当向调节平衡螺母使杠杆呈水平状态；

（2）如图乙所示，在杠杆支点的左侧/点悬挂若干钩码，在支点的右侧悬挂1个钩码，发现无论怎

样调节右边钩码的位置，都不能使杠杆呈水平。为使杠杆水平，可以通过（只填一种可行的操作

即可）来实现；

（3）调整后继续实验，从支点处缓慢向右移动钩码，直到杠杆再次呈水平，同时记录左、右两侧悬

挂的钩码和的大小=

（4）杆秤是利用杠杆平衡原理制成的测量物体质量的工具。如图丙所示某杆秤的0刻度距离提纽

1cm,秤钩到提纽的水平距离为5cm,秤坨的质量为°6kg。则提纽右侧距离提纽5cm处的刻度值应为

解题技巧

（1）从支点到力的作用线的距离叫力臂，不能把从动力作用点到支点的距离作为动力臂，或把从

阻力作用点到支点的距离作为阻力臂；力臂有时在杠杆上，有时不在杠杆上。如果力的作用线恰好通过

支点，则力臂为零。

（2）杠杆力臂的画法一一找点、二画线、三作垂线段

①首先在杠杆的示意图上，确定支点Oo

②画好动力作用线及阻力作用线，画的时候要用虚线将力的作用线延长。

③从支点。向力的作用线引垂线，画出垂足，则从支点到垂足的距离就是力臂，力臂用虚线（或实

线）表示并用大括号标明，在旁边标上字母4或/?，分别表示动力臂或阻力臂。

（3）利用杠杆平衡条件来分析和计算有关问题，一般遵循以下步骤：

①确定杠杆支点的位置；

②分清杠杆受到的动力和阻力，明确其大小和方向，并尽可能地作出力的示意图；

③确定每个力的力臂；

④根据杠杆平衡条件列出关系式并分析求解。

（4）判断省力、费力杠杆的方法：根据杠杆平衡条件，要判断一杠杆是否省力，关键在于判断动

力臂和阻力臂的长短关系，所以首先应找准支点，并明确动力和阻力，然后过支点作动力臂和阻力臂，

最后再根据动力臂和阻力臂的长短关系判断是省力杠杆还是费力杠杆。动力臂比阻力臂长的杠杆省力，

动力臂比阻力臂短的杠杆费力。

A考向二滑轮和滑轮组

8.（2023•海南）用下列简单机械提升同一重物，忽略机械自重和摩擦，最省力的是（）

9.（2023•常德）如图所示小明组装了甲、乙两种滑轮，用来提升同一物体，G航200N（不计绳重、

轮重和摩擦），要使物体竖直匀速提升2m。下列说法中正确的是（）

A.6产200N,并向上移动4m

B.尸产100N,并向上移动2m

C.6z=200N,并向上移动1m

D.bz=400N,并向上移动1m

10.（2023•荷泽）用动滑轮在水平地面上沿直线匀速拉动重为G的物体，如图所示。已知水平拉力

为户，物体受到地面的摩擦力为£物体移动的距离为s。下列说法正确的是（）

^////////////////////////////

A.重力做功数值为Gs

B.拉力做功数值为尸s

C.摩擦力做功数值为公

D.使用此滑轮既省力又省功

11.（2023•金昌）如图所示，小亮用滑轮组将装修材料运到楼上，请用笔画线帮他组装最省力的滑

轮组。

解题技巧：

（1）定滑轮的轴固定不动，使用定滑轮不省力，但是能改变力的方向。定滑轮实质是个等臂杠

杆，动力作用点移动的距离等于重物移动的距离

（2）动力作用在绳上，阻力作用在轴上时，动滑轮实质是个动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆，此

时使用动滑轮能省一半力，但不能改变力的方向，动力作用点移动的距离是重物移动距离的2倍

（3）若滑轮组用〃段绳子吊着物体，拉力为尸，物重为G,动滑轮的重力为G动，动力作用点移动

的距离为s,重物上升的高度为力，则有：尸=：（G+G动），s=Mz。

（4）“奇动偶定”：组装滑轮组时，要会确定绳头固定端，一般情况下，若〃为奇数，固足端位

于动滑轮的框架上，若〃为偶数，固定端位于定滑轮的框架上。

A考向三机械效率

12.（2023•兴安盟）如图所示，工人用滑轮组将重为200N的货物10s内匀速提升6m,拉力为

150N。忽略绳重及摩擦，下列说法正确的是（）

A.绳子自由端移动的速度是1.8m/s

B.该滑轮组的机械效率为80%

C.拉力做功的功率是90W

D.该滑轮组的动滑轮重为100N

13.（2023•通辽）如图所示，用滑轮组帮助汽车脱困，汽车被水平匀速拉动1.2m时，作用在绳子自

由端的拉力尸为1000N,绳子自由端移动的速度为0.6m/s,滑轮组的机械效率为80%,则下列说法正确的

A.汽车移动的速度为0.4m/s

B.拉力户做的功为1200J

C.汽车受到的摩擦力大小为2000N

D.拉力尸所做的有用功的功率为480W

14.（2023•广州）用滑轮组进行“一瓶水提升一个人”活动，如图，水瓶匀速直线下降10m,使人匀

速升高0.5m,水瓶对绳a的拉力为片=30N,绳力对人的拉力为用=480N。此过程（）

A.有用功为300J

B.耳做的功等于用做的功

C.耳做的功小于用做的功

D.滑轮组的机械效率为80%

15.（2023•深圳）如图甲，A、B是两个完全相同的物体，琴琴同学分别将A、B两物体拉到斜面顶

端，对物体做功情况如图乙所示，请问对物体A做的有用功是J,对物体B做的额外功是J»

16.（2023•德州）利用如图所示的滑轮组将重240N的重物竖直匀速提升3m,若滑轮组的机械效率

为80%,不计绳重和摩擦，则绳子自由端移动的距离为m,拉力尸=N„增大重物的重力，滑

轮组的机械效率将会（选填“提高”、“降低”或“不变”）。

\\\\\\\\

17.（2023•陕西）如图，小明用沿斜面向上150N的推力，将总重为500N的小车匀速推到斜面顶

端，用时20s。已知斜面高1.2m,长5m。此过程中小车移动的速度为m/s,小明推小车的功率为

W,他做的有用功为J,该斜面的机械效率为o

18.（2023•湘潭）用图所示装置测量滑轮组的机械效率，部分实验数据如下表:

实验钩码重力钩码上升高度拉力绳子自由端移动距离机械效

次数6/Nh/cmF/Ns/cm率n

12.051.01566.7%

24.051.81574.1%

34.0101.83074.1%

46.052.515

(1)实验过程中，缓慢竖直拉动弹簧测力计，使钩码向上做运动。第1次实验时，钩码上

升的时间为3s,此过程中，绳子自由端上升的速度为m/s；

(2)第4次实验时所做的有用功为J,滑轮组的机械效率是%；

(3)分析1、2、4次实验的数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物重力越(选填

“大”或“小”)，滑轮组的机械效率越高；分析2、3次实验的数据可知，滑轮组的机械效率与钩码上

升的高度(选填“有关”或“无关”)；

(4)用滑轮组提升重物时，下列选项中也可提高机械效率的是。

A.换用更轻的动滑轮B.加快提升物体的速度

一一神技厉!

(1)额外功的产生主要有两种原因：

①提升物体时，克服机械自重、容器重等所做的功，如用滑轮组提一桶水时，克服动滑轮重和桶重;

所做的功都是额外功，W^=G'h-,

②克服机械的摩擦所做的功是额外功，如使用滑轮组时，克服轮与轴之间的摩擦以及绳与轮之间的1

摩擦所做的功都是额外功。

(2)机械效率的高低并不决定使用机械是省力还是费力，效率高只说明有用功在总功中所占的比|

例大；省力还是费力是指做一定的有用功时，所用动力的大小比阻力小还是大。机械效率高不一定省

力。

(3)影响滑轮组机械效率的因素：动滑轮的重力、绳的重力、滑轮与绳间的摩擦力、滑轮与轴间

的摩擦力、物体的重力。动滑轮和绳的重力越小、滑轮与绳间的摩擦力越小、滑轮与轴间的摩擦力越

小、物重越大，机械效率越高。

(4)若用滑轮组拉着重为C的物体沿水平方向做匀速直线运动，则此时克服物体与水平面间的摩

擦力『做的功为有用功，则/痂7，总功用息后=,此时的机械效率

s

//---------_--f-----_.f.O

叫总物FsF-nsnF

新

新情境新设问跨学科

1.(新情境)(2023•益阳)早在3000年前我们的祖先就设计了结构很合理的辘特，通常用于从井

中提水。如图所示是古代民间的提水设施辘粉，由辘粉头、支架、井绳、水桶等部分构成。某次取水时井

绳拉着质量为10kg的水缓慢上升了4m,水桶的质量为1kg,在这一过程中，人做的总功为500J,g取

10N/kg=求此次取水的过程中

（1）人做的有用功为多少？

（2）辘粉的机械效率多大？

（3）人克服井绳重力与摩擦阻力做的功是多少？

2.（跨学科）|（2023•攀枝花）图甲是脚踏式翻盖垃圾桶的实物图，翻盖的原理是由两个杠杆组合

而成，图乙为两水平杠杆/。氏加3组合的示意图。已知桶盖重5N,重心位于"中点的正上方，

/q=30cm,qB=20cm,桶盖和连接杆的尺寸如图乙所示，脚踏杆力。也和竖直连接杆8c的质量不计。

（1）杠杆/。力是（选填“省力”或“费力”）杠杆；

（2）若要把桶盖翻开，脚对踏板4处的压力至少为No

甲乙

3.（新考法）（2023•河北）在均匀直尺的中央挖一小凹槽，把一个薄金属片一端插入橡皮中，另

一端支在直尺的凹槽内制成一个简易“天平”。静止时直尺水平平衡。在直尺的两侧各放一个相同的小

盘，在小盘中倒入质量不等的大米和小米，调整小盘在直尺上的位置，使直尺再次水平平衡。如图所示。

由图可知，大米的质量________（选填“大于”或“小于”）小米的质量。户是左盘对直尺施加的力，请

在图中画出产的力臂。现向左盘中再加入少量大米，写出一种能够使直尺恢复平衡的方

法：O

大米小米

什小盘小盘,

金属片/直尺

FII—橡皮

新题特训

1.（2023•深圳）下列属于费力杠杆的是（）

A.汽车方向盘B.门把手

2.（2023•泰州）如图所示，是仿照人的手臂设计的我国天宫空间站的机械臂。下列工具使用时与

机械臂属于同类型杠杆的是（）

A.夹起食物的筷子B.拔钉子的羊角锤

C.剪铁丝的钢丝钳D.起瓶盖的开瓶扳手

3.（2023•威海）如图所示，将若干重物放在4个自制天平的秤盘上，放入重物前天平在水平位置

平衡，放入重物后天平都向右倾斜，秤盘最终落在桌面上，若不改变秤盘的悬挂位置，仅将重物左右互

换，互换后可能重新在水平位置平衡的天平是（）

4.（2023•济南）图甲所示的案秤是生活中测量质量的常用工具，与各1个标有“0.5kg”“1kg”

“5kg”和2个标有“2kg”的增雨配套使用。如果把图乙所示的标有“2kg”的增坨放在秤盘中称量它的

质量，测量结果应该（）

秤盘

甲乙

A.大于2kgB.等于2kg

C.小于2kgD.无法判断

5.（2023•无锡）如图所示，是《天工开物》中记载的我国传统提水工具“桔棒”，用绳子系住一

根直的硬棒的。点作为支点，/端挂有重为40N的石块，夕端挂有重为20N的空桶，力长为1.2m,防长为

0.6m。使用时，人向下拉绳放下空桶，装满重为100N的水后向上拉绳缓慢将桶提起。硬棒质量忽略不

计，下列说法中正确的是（）

A.向下拉绳放下空桶时桔棒为省力杠杆

B.向下拉绳放下空桶时拉力为20N

C.向上拉绳提起装满水的桶时桔棒为费力杠杆

D.向上拉绳提起装满水的桶时拉力为40N

6.（2023•宜昌）如图为我国古人运送巨木的劳动情境示意图，他们通过横杆、支架、石块等，将

巨木的一端抬起。当巨木太重无法抬起时，下列改进方法可行的是（）

A.减少横杆右端的人数B.将支架向右移动

C.横杆右端的人向支架靠近D.减小横杆上悬绳与支架间的距离

7.（2023•鄂州）小刚用如图所示的滑轮组，将重为10N的物体匀速提升0.5m,已知动滑轮重2N,

A.拉力尸为5N

B.有用功为10J

C.绳子自由端移动的距离为1.5m

D.该滑轮组的机械效率为83.3%

8.（2023•河南）如图所示，在200N的拉力/作用下，用滑轮组将重为300N的货物匀速提升，在

20s内货物竖直上升了2m,不计绳重及滑轮上的摩擦。下列说法正确的是（）

A.滑轮组做的有用功为400J

B.拉力厂做功的功率为30W

C.滑轮组的机械效率为75%

D.此滑轮组提升的货物越轻、机械效率越大

9.（2023•荆州）一位同学用如图所示的滑轮组拉着重500N的物体，使物体以0.lm/s的速度沿水

平地面向右匀速直线运动10s,已知物体与地面间的滑动摩擦力为150N,滑轮组的机械效率为60%,在此

过程中下列选项正确的是（）

F

A.绳子自由端移动的距离为3mB.拉力做的有用功为500J

C.拉力做的额外功为150JD.拉力做功的功率为25W

10.（2023•贵州）工具的发明制造为生产、生活提供便利，如图所示的工具在使用中都是为了

（选填“省力”或“省距离”）。

11.（2023•武威）如图所示是三种类型的剪刀，请为铁匠师傅选择一把剪铁皮的剪刀，你会选择—

（选填“A”“B”或"C”）剪刀，这样选择的目的是为了（选填“省力”“省距离”或“省

功”）。

12.（2023•达州）将物体A、B置于如图所示的装置中，物体B恰好匀速下降，已知A重30N,B重

5N,则A所受地面的摩擦力为N；若对A施加一个水平向左的拉力G刚好使A匀速向左运动，

则拉力「N。（不计绳重、滑轮重及绳子与滑轮间的摩擦）

/

/

13.（2023•聊城）如图所示，是为了搬运建筑材料而使用的简单机械。此滑轮组在Imin内将一批

建材匀速提升了12m,此过程中滑轮组的机械效率是75%,钢丝绳拉力厂所做的功是7.2x10打。则这批建

材所受的重力是N,拉力户的功率是W。

电动机

14.（2023•锦州）如图所示，重100N的物体A在水平拉力户的作用下以0.lm/s的速度匀速运动

10s,弹簧测力计的示数为20N,滑轮组的机械效率为80%。则拉力尸所做的功是J,拉力尸的功

率是W,物体A受到的摩擦力是No（不计绳重和滑轮重）

15.（2023•泰州）如图所示，供轮椅上下的斜坡长£=4m,高A=2m。小明用120N的拉力平行于斜坡

向上将重为200N的木箱从底端匀速拉到顶端。他所做的有用功为J,斜坡的机械效率为—

（精确到0.1%），木箱所受摩擦力的大小为N„

16.（2023•哈尔滨）小丽学习了滑轮的知识后，想利用滑轮组设计一个升降装置，自己把物体吊上

楼来，请你画出最省力的绕线方式和物体所受重力的示意图。

17.（2023•雅安）如图所示，开启瓶盖时开瓶器以。为支点，手在A点施加竖直向上的力厂打开瓶

盖，请在图中画出力户的力臂人

18.（2023•锦州）如图所示是中医用切刀切药材的示意图，请你在图中画出施加在手柄上/点的最

小力厂及其力臂L。

£4

19.（2023•本溪）如图甲晾晒架，挂衣服时可以把它看成杠杆，图乙为其简化示意图。请在乙图中

作出:

（1）当挂较重的衣物时，为了使晾晒架/点受到的支持力最小，请在氏C,〃三点中选择一点，作

出该点所受到的拉力死;

（2）晾晒架/点受到的支持力伤及其力臂

20.（2023•通辽）如图所示是某实验小组探究“杠杆平衡条件”的实验装置（杠杆刻度均匀，每个

丙

（1）挂钩码前，杠杆如图甲所示，此时正确的操作是向（选填“左”或“右”）调节杠

杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡；

（2）接下来，在46两处挂上如图乙所示的钩码后，杠杆重新在水平位置平衡，若将/处的钩码拿

掉一个，要便杠杆在水平位置再次平衡，则应将夕处所挂钩码向（选填“左”或“右”）移动一

个格；

（3）某同学用弹簧测力计替代钩码，在6点竖直向下拉，然后将弹簧测力计绕6点逆时针旋转一定

角度至如图丙所示位置，在旋转过程中，要使杠杆始终在水平位置平衡，则弹测力计的示数将逐渐

（选填“变大”或“变小”），原因是=

21.（2023•青岛）天平和杆秤在古籍中常被称为“权衡器”，《墨经》最早对权衡器的杠杆原理做

了理论上的探讨。关于杠杆的平衡条件，小海用图甲所示装置进行探究，其中杠杆的刻度均匀，每个钩码

的重力均为0.5No

（1）实验中，杠杆在_________位置平衡最便于测量力臂；

（2）如图乙所示，杠杆已经平衡。如果在左侧钩码下增加一个钩码或者将左侧钩码向右移动5cm,杠

杆都将失去平衡。由此可以猜想：杠杆的平衡可能与力的和力臂有关；

(3)小海在杠杆两侧挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，进行了4次实验。杠杆平衡时的部分

数据已填入表中，其中图丙是第4次杠杆平衡时的情景，请将杠杆右侧的阻力数值填入表中；

111111111111111)■1111111111111111111111।■■■i■■■■i

1cm2015105)5101520

0

工

丙

实验动力动力臂阻力阻力臂

次数F1N4/mF』N

11.00.202.00.10

22.00.152.00.15

32.00.151.50.20

(

41.50.100.15

)

分析实验数据，可归纳出杠杆的平衡条件是E乙F2b；

(4)小海与小兰对实验过程进行交流，产生了一个新的问题：若支点不在杠杆的中点，并用弹簧测

力计代替一侧的钩码施力，会出现什么现象？于是他们共同进行了如图丁的探究。

①画出图丁中凡的动力臂力；()

②多次改变拉力片的作用点在杠杆上的位置进行实验，发现杠杆平衡时，句乙都是大于凭打，其原因

可能是=

22.（2023•怀化）提高机械效率能够充分发挥机械设备的作用，一组同学在“测量滑轮组的机械效

率”实验中，实验测得的数据如表所示。

'七物体的重力提升的高拉力绳端移动的距机械

数G/N度h/mF/N离s/m效率7

120.110.366.7%

230.11.40.371.4%

340.11.80.3

440.21.80.674.1%

（1）实验中应尽量竖直向上______（选填“匀速”或“加速”）拉动弹簧测力计；

（2）计算出第3组实验的有用功J,机械效率是（结果精确到0.1%）；

（3）分析比较第1、2、3次实验数据可以判定，使用同一个滑轮组提升物体时，被提升的物体越

重，滑轮组的机械效率（选填“越高”或“越低”或“不变”）；分析比较第3、4次实验数据可

得，机械效率与物体上升的高度（选填“有关”或“无关”）。

23.（2023•荆州）以“'荆歌’铁马，奔向未来”为主题的2023荆州马拉松3月26日在荆州体育

中心鸣枪起跑。在开赛场地建设过程中，工人利用长度£=3m的斜面把质量为240kg的重物匀速推到左1m

高处，如图所示，工人所用推力41000N。g取10N/kg。求：

(1)推力做的有用功；

(2)斜面的机械效率；

(3)工人将另一质量为300kg的重物匀速推到同一高度，为了省力，换用长度为5m的斜面，此时重

物与斜面间的摩擦力与原来的摩擦力之比为6：5,共用时20s,工人推力做功的功率。

24.(2023