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中考物理一轮复习 真题强化训练专题12 简单机械真题强化训练（含解析）
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这是一份中考物理一轮复习 真题强化训练专题12 简单机械真题强化训练（含解析），共29页。
《专题12 简单机械》真题强化训练
一．选择题
1．（山东德州中考）图所示工具中，属于费力杠杆的是（ ）
A．镊子 B．瓶起子 C． 天平 D． 钳子
【答案】A
【解析】筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故A符合题意；瓶起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B不符合题意；天平在使用过程中，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆，故C不符合题意；钳子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D不符合题意。故选A。
2.（山东淄博中考）下列应用中涉及的物理知识描述正确的是 （ ）
A．起钉子用的羊角锤，既省力又省距离
B．病房用的消毒灯，利用红外线灭菌消毒
C．驾驶员系安全带，可减轻惯性带来的伤害
D．热气球升空，利用了流体压强与流速的关系
【答案】C
【解析】根据功的原理可知，省力的机械一定多移动距离，所以，羊角锤起钉子时能省力，但须多移动距离，故A错误；病房用的消毒灯，利用紫外线灭菌消毒，故B错误；惯性是物体保持原先运动状态不变的性质，只与质量有关；驾驶员驾驶汽车需系安全带是为了防止汽车在紧急刹车时由于惯性而造成对人的伤害，故C正确；热气球升空利用的是浮力，与流速越大压强越小没有关系，故D错误。故选C。
3．（山东淄博中考）现有史籍中最早讨论滑轮的是《墨经》。书中将向上提举重物的力称为“挈”，将自由往下降落称为“收”，将整个滑轮称为“绳制”（图1）。现分别用甲、乙两个力替代“收”（图2），使重物在相同的时间内匀速上升相同高度。不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．使用这个滑轮能省力
B．甲拉力大小等于乙拉力大小
C．甲拉力做的功大于乙拉力做的功
D．甲拉力使绳自由端移动的速度小于乙拉力使绳自由端移动的速度
【答案】B
【解析】图中滑轮的轴固定不动，属于定滑轮，不能省力，故A错误；不计绳重和摩擦，使用定滑轮不省力，所以两个拉力的大小都等于物体的重力，甲拉力大小等于乙拉力大小，故B正确；使重物在相同的时间内匀速上升相同高度，甲乙拉力相等，甲乙拉力移动的距离相等，由W=Fs可知甲拉力做的功等于乙拉力做的功，故C错误；使重物在相同的时间内匀速上升相同高度，甲乙拉力移动的距离相等，由可知，甲拉力使绳自由端移动的速度等于乙拉力使绳自由端移动的速度，故D错误。故选B。
4．（山东青岛中考）如图所示，建筑工人使用滑轮组匀速向楼上运送石料，下列不能提高滑轮组机械效率的是（ ）
A．换用轻质的动滑轮 B．滑轮转轴处加润滑油
C．增大匀速提升的速度 D．增大单次运送石料的重力
【答案】C
【解析】根据机械效率公式
η=
可知，用轻质的动滑轮、滑轮转轴处加润滑油可以减少额外功，而增大单次运送石料的重力，可以增加有用功，所以都可以提高机械效率，但增大匀速提升的速度不影响机械效率。故ABD正确，不符合题意，C错误，符合题意。故选C。
5.（广西百色中考）如图所示，甲、乙两套装置所用的滑轮质量相等，用它们分别将相同质量的钩码匀速竖直提升，在相等时间内绳子自由端A、B移动相同的距离（不计绳重和摩擦）。在此过程中，下列选项正确的是（ ）
A．两钩码上升的速度相等 B．两套装置绳子自由端的拉力相等
C．甲装置做的总功比乙的多 D．两套装置的机械效率不相等
【答案】C
【解析】图甲使用的是动滑轮，承担物重的绳子股数n甲=2；图乙使用的是滑轮组，承担物重的绳子股数n乙=3；因为拉力端移动的距离s=nh；所以拉力端移动的速度等于物体升高速度的n倍,已知在相等时间内绳端A、B移动相同的距离,则由速度公式v=可知绳端A、B移动的速度相等，设其大小为v，则由v绳=nv物可知，钩码上升的速度分别为: v甲=，v乙=，所以两钩码上升的速度: v甲>v乙，故A错误；
提升钩码的质量相同、重力相同，且滑轮的质量相同、重力相同，不计绳重及摩擦，拉力
F=(G+G动)
n甲=2， n乙=3，所以绳端的拉力分别为
F甲=(G+G动)
F乙=(G+G动)
则绳端的拉力F甲>F乙，故B错误；
绳端拉力F甲>F乙，绳端A、B移动相同的距离，由W=Fs可知拉力做的总功
W甲总>W乙总，
即甲滑轮组的总功比乙多，故C正确；
忽略绳重和摩擦，机械效率
===
因为提升钩码的质量相等、重力相等，所以动滑轮和滑轮组的机械效率相等，故D错误。故选C。
6.（湖南株洲中考）撑杆跳是使用撑杆做一系列动作使人体越过一定高度的田径项目，它可依次分解为如图所示几个连续的过程。在运动员手握撑杆保持相同的姿态水平匀速助跑的过程中（ ）
A．撑杆属于省力杠杆
B．以运动员为参照物撑杆是静止的
C．运动员对撑杆做了功
D．蹬地时后脚受到摩擦力的方向向后
【答案】B
【解析】将撑杆看成一个杠杆，动力臂小于阻力臂，所以撑杆属于费力杠杆，故A不符合题意；运动员手握撑杆保持相同的姿态水平匀速助跑，撑杆相对运动员的位置没有发生变化，所以运动员为参照物撑杆是静止的，故B符合题意；运动员对撑杆虽然有力的作用，但撑杆没有在力的方向上移动距离，所以运动员对撑杆没有做功，故C不符合题意；用脚蹬地时，脚相对于地面有向后的运动趋势，所以摩擦力方向与之相反，即摩擦力方向是向前的，故D不符合题意。故选B。
7．（湖南株洲中考）撑杆跳是使用撑杆做一系列动作使人体越过一定高度的田径项目，它可依次分解为如图所示几个连续的过程。如图甲，运动员手握撑杆保持静止时，两只手在P、Q两处对撑杆施加作用力的方向应是（O为撑杆重心）（ ）
A．都向上 B．都向下
C．P处向上 Q处向下 D．P处向下 Q处向上
【答案】D
【解析】运动员手握撑杆保持静止时，杠杆处于平衡状态。若以Q处为支点，由于O点受力向下会使杠杆顺时针转动，为使杠杆平衡，P处必须受一个方向向下的力；若以P处为支点，由于O点受力向下会使杠杆顺时针转动，为使杠杆平衡，则在Q处要受到一个方向向上的力。综上所述可得：P处受力向下，Q处受力向上。故ABC错误，D正确。故选D。
8．（四川德阳中考）在抗洪抢险行动中，小军需要帮老百姓把一个质量为240kg的重物搬到2m高的车上，为了省力他采用5m的长木板搭了一个斜面（如图）。搬运过程中，他用沿斜面向上1200N的力，历时5min将重物匀速地推到车上。关于此简易斜面装置，下列说法中正确的是（ ）
A．小军做的功为2400J
B．小军做功的功率为1200W
C．小军对重物做的有用功为6000J
D．此简易斜面装置的机械效率为80%
【答案】D
【解析】小军做的功
故A错误；
小军做功的功率为
故B错误；
小军对重物做的有用功：
故C错误；
此简易斜面装置的机械效率为
故D正确。故选D。
9．（湖南永州中考）如图所示，用F＝10N的拉力使重物匀速上升0.1m，已知物体的重力为27N（忽略绳子与滑轮的摩擦及绳子的重力），下列说法正确的是（ ）
A．绳子末端移动的距离是0.2m
B．拉力做的功是2.7J
C．滑轮组的机械效率是90%
D．动滑轮的重力是1N
【答案】C
【解析】由图可知，n=3，绳子末端移动的距离：s=nh=3×0.1m=0.3m；故A错误；
拉力做的功：W总=Fs=10N×0.3m=3J；故B错误；
有用功：W有=Gh=27N×0.1m=2.7J；滑轮组的机械效率： ；故C正确；
忽略绳子与滑轮的摩擦及绳子的重力，动滑轮的重力：G动=3F-G=3×10N-27N=3N；故D错误。故选C。
10．（湖北黄石中考）如图所示，重600N的物体在大小为100N的水平拉力作用下，以0.1m/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%。在此过程中下列选项正确的是（ ）
A．物体与地面间的滑动摩擦力为100N
B．拉力F做的功为100J
C．额外功的功率是8W
D．绳子自由端移动的速度为0.3m/s
【答案】C
【解析】物体运动的距离为
由图可知，绳子的股数为2，则绳子端移动的距离为
绳子端移动的速度为
总功为
滑轮组的机械效率为60%，根据可知，有用功为
因为物体克服摩擦力做功，所以摩擦力为
额外功为
额外功的功率为
故选C。
11．（广东广州中考）图显示的是甲、乙两机械的参数。甲、乙相比，甲的（ ）
A．总功较大 B．有用功较小 C．额外功较大 D．机械效率较低
【答案】B
【解析】由图可知，甲机械的有用功是1500J，所占的比例是75%，总功
W甲总==2000J
乙机械的额外功是900J，所占的比例是30%，总功
W乙总==3000J
甲的总功小，乙机械的有用功
W乙有=W乙总-W乙额=3000J-900J=2100J
甲的有用功小，故A不符合题意，B符合题意；
甲机械的额外功
W甲额=W甲总-W甲有=2000J-1500J=500J
乙机械的额外功是900J，甲的额外功较小，故C不符合题意；
由图可知，甲的机械效率是75%，乙的机械效率是70%，甲的机械效率较大，故D不符合题意。故选B。
12．（湖北鄂州中考）小斌用如图所示滑轮组把重300N的货物匀速提升1m，若不计绳重和摩擦，所用的拉力是200N。则下列说法正确的是（ ）
A．绳子自由端移动的距离为3m
B．动滑轮的质量为50N
C．滑轮组此时的机械效率是75%
D．利用该滑轮组既可以省力还可以省功
【答案】C
【解析】由图示知，滑轮组承重绳子的根数为2，当货物被提升1m，则绳子端移动的距离
s=2h=2×1m=2m
故A错误；
不计绳重及摩擦时，据滑轮组的特点得，动滑轮的重力
G动=2F-G物=2×200N-300N=100N
故B错误；
滑轮组的机械效率
故C正确；
使用任何机械都不可避免做额外功，所以利用滑轮组虽然可省力，但不能省功，故D错误。故选C。
13.（广东深圳中考）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60cm B．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】A
【解析】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
甲中，绳端移动的距离为60cm，故A正确；
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
相同的时间2s，那么乙图中绳端移动的速度
根据P=Fʋ可知，乙中拉力的功率
乙中拉力的功率是1.8W；故B错误；
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，物体A的重力是17N，则
代入数据可得
解得
乙中，动滑轮的重力为1N；故D错误。故选A。
14．（吉林长春中考）图甲是《墨经》中记载的古代提升重物的工具——“车梯”，图乙是其等效图。利用此“车梯”匀速提升重物时，下列说法正确的是（ ）
A．绳端移动的距离是物体上升距离的5倍
B．被提升的物重是绳子拉力的4倍
C．增大物重，所做的有用功增大
D．增大物重，“车梯”的机械效率变高
【答案】D
【解析】由图可知，n=4，s=4h， 即绳端移动的距离是物体上升距离的4倍，故A错误；由于动滑轮自身有重力及克服绳和轮间的摩擦， 被提升的物重小于绳子拉力的4倍，故B错误；增大物重，重物提升的高度不一定，所做的有用功不一定增大，故C错误；增大物重，在动滑轮、摩擦不变的情况下（即额外功不变的情况下），有用功在总功中所占比例增大，所以机械效率增大，故D正确。故选D。
15.（江苏中考）物理学中把机械对重物施加的力与人对机械施加的力的比值叫作机械效益MA，用于比较不同机械的省力程度，现用图示滑轮组匀速提升重物，不计绳重和摩擦则下列描述滑轮组的机械效益MA与物体重力G、机械效率与机械效益MA的关系图线中，可能正确的是（ ）
A． B．C． D．
【答案】C
【解析】物重为G，动滑轮重力为G动，人对机械施加的力为F，动滑轮上绳子的段数为n。不计绳重和摩擦，整个过程只克服动滑轮重力做额外功。则机械效益
由以上关系式可知，MA与G不成正比，故A错误；
由A推导的关系式可知，物体重力G增大时，机械效益MA也随之增大，但随着物重G增大，MA应变化得越来越慢，故B错误；
由可知
滑轮组的机械效率
由以上关系式可知η与MA成正比，故C正确，D错误。故选C。
16.（四川绵阳中考）在水平地面上，个子较高的甲同学和个子较矮的乙同学共同搬运一个质量分布均匀的木箱，两人一前一后，手都作用在木箱靠近自己一侧的下边缘上，施力方向都竖直向上。第一次，甲同学在前，对木箱施加的力大小为F甲，乙同学在后，对木箱施加的力大小为F乙；第二次，甲、乙同学互换位置，甲同学对木箱施加的力大小为F甲′，乙同学对木箱施加的力大小为F乙′。假设甲、乙同学身体和手臂都伸直，则（ ）
A．F甲＞F乙 B．F甲′＝F乙′ C．F甲＞F甲′ D．F乙＝F乙′
【答案】D
【解析】如下图所示，以B为支点，甲的力臂为BK，阻力臂为BH，根据杠杆的平衡条件有
……①
以A为支点，根据力臂的知识及数学知识可知，乙的力臂大小等于BK，阻力臂大小等于KH，根据杠杆的平衡条件有
……②
因
故
F甲＜F乙
故A错误；
甲、乙同学互换位置，甲同学对木箱施加的力大小为F甲′，乙同学对木箱施加的力大小为F乙′，如下图所示，以A为支点，甲的力臂为AN，阻力臂为AM，根据杠杆的平衡条件有
……③
以B为支点，乙的力臂大小等于AN，阻力臂大小等于MN，根据杠杆的平衡条件有
……④
因
由③④知
F甲′＜F乙′
故B错误；
根据题意可知，在上面两个图中，木箱与水平面的夹角相同，根据已知条件有
KB=AN
HB=AM
KH=MN
由①③得
F甲=F甲′
故C错误；
由②④得
F乙＝F乙′
故D正确。故选D。
二、填空题
17．（内蒙古鄂尔多斯中考）小康到湖边游玩，他看到平静的湖面波光粼粼，是由于光的______（选填 “镜面”或“漫”）反射形成的。他听到悠扬的马头琴曲，根据______（选填“音调”“响度”或“音色”）分辨出乐器的种类。一会儿，湖上进行划船比赛，如图，该船桨属于______（选填 “省力”“费力”或“等臂”）杠杆。
【答案】镜面 音色 费力
【解析】湖面可以看成光滑的，发生镜面反射。 不同的乐器即使演奏同一首乐曲，声音也不相同，因为不同乐器因本身的结构和材料不同，音色就不同，所以可以根据声音的音色来辨别不同的乐器。船桨在使用的过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆。
18.（四川德阳中考）用如图所示滑轮组拉动物体A在粗糙的水平面上运动，不计绳和滑轮的自重。当F为20N时，物体A在水平面上做匀速直线运动，此时物体A受到地面的摩擦力为30N，则滑轮组的机械效率是 ___________；当F增大到50N时，物体A受到地面的摩擦力为 ___________N。
【答案】75% 30N
【解析】滑轮组的机械效率是
当F增大到50N时，物体A对地面的压力保持不变，接触面的粗糙程度不变，因此物体A受到地面的摩擦力仍为30N。
19.（山东威海中考）如图所示，为了把小车运送到平台上，小明将绳子一端固定在A处、另一端绕过小车前端把手B，在绳子末端用150N的拉力将小车沿斜面匀速拉动5m，在此过程中小车被提升的高度为2m。己知小车重700N，两股绳子均与斜面平行（不计绳重、绳与把手的摩擦）。整个过程中，小明施加的拉力做的功为______J，小车受到的阻力为______N。
【答案】1500 20
【解析】由图可知，车把手相当于动滑轮，绳子自由端移动的距离
s=nh=2×5m=10m
小明施加的拉力做的功
W总=Fs=150N×10m=1500J
有用功
W有=Gh=700N×2m=1400J
不计绳重、绳与把手的摩擦，额外功
W额= W总- W有=1500J-1400J=100J
小车受到的阻力为
20．（辽宁鞍山中考）某工人用如图所示的装置提升一堆砖。已知每块砖重40N，工人的质量为70kg，他的双脚与地面的接触面积为400（不计绳重和摩擦）。当工人匀速提升20块砖时，此装置的机械效率为80%，则工人对地面的压强为_________Pa。在此过程中，砖块上升的速度是0.2m/s，则工人做功的功率是________W。当工人用此装置提升_________块砖时，该装置的机械效率最高。（g取10N/kg）
【答案】5000 200 30
【解析】由图中可知，动滑轮上有两股绳子承重，故绳子自由端移动的距离s与砖上升的高度h之间的关系为s=2h，由题意可知，20块砖的重力为
G=40N×20=800N
因此装置的机械效率为80%，故有
解得绳子自由端的拉力为
对人受力分析可知，人受到向下的重力G人，向上的绳子拉力F与地面的支持力F支，由受力平衡可知，地面对人的支持力为
因人对地面的压力F压与地面对人的支持力F支是一对相互作用力，大小相等，故可知人对地面的压力为
故工人对地面的压强为
；
因砖块上升的速度为0.2m/s，故可知绳子自由端移动的距离为
故可得工人做功的功率为
；
由题意可知，当滑轮组提升的物体重力越大时，滑轮组的机械效率越高，由受力分析可知，当地面对人的支持力为零时，此时绳子对人的拉力最大，等于人的重力，即
当砖块的重力为G=800N时，滑轮组的机械效率为80%，即
解得动滑轮的重力为G动=200N，当绳子自由端的拉力为时，此时绳子自由端的拉力与砖块的重力G的关系为
解得此时砖块的重力为
故提升砖块的块数为
21．（辽宁沈阳中考）如图，在斜面上将一个重5N的物体匀速拉到顶端。沿斜面向上的拉力为2N斜面长4m，高1m，斜面的机械效率为___________，物体所受的摩擦力为___________N。
【答案】62.5% 0.75
【解析】在此过程中，拉力做的总功为
对物体做的有用功为
则斜面的机械效率为
克服摩擦力做的额外功为
则摩擦力大小为
22．（辽宁锦州中考）如图所示，将重为40N的物体G沿水平方向匀速直线向左拉动2m，用时5s。已知滑轮组中动滑轮重为6N，绳子自由端拉力F为10N，则物体与地面间的摩擦力为 ___________N。绳子自由端拉力F的功率为 ___________W。该滑轮组的机械效为 ___________（不计绳重和滑轮组的摩擦）。
【答案】24 12 80%
【解析】滑轮组绳子自由端的拉力F=10N，一共3段绳子与动滑轮接触，则整个滑轮组提供的向上的总拉力为
F总=nF=3×10N=30N
滑轮组对物体的拉力为
F拉=F总-G动=30N-6N=24N
物体匀速运动，在水平方向上受到的力为拉力和平衡力，所以它受到的拉力与摩擦力是一对平衡力，大小相等，它受到的摩擦力为24N。
物体前进了2m，绳子自由端向上移动的距离为
s=ns物=3×2m=6m
绳子自由端的拉力做的总功为
W=Fs=10N×6m=60J
拉力F的功率为
拉动物体做的有用功为
滑轮组的机械效率为
23．（四川广元中考）如图所示，某人通过滑轮组将深井中的物体拉至井口。已知物体在10s内被匀速提升了2m，物体所受重力G=720N，人对绳子水平向右的拉力F=300N，物体被拉起时上升的速度是___________m/s；人匀速拉动绳子的功率是___________W。
【答案】0.2 180
【解析】由可知，物体上升的速度为
由图可知，绳子的股数为3，则绳子端移动的速度为
由可知，人匀速拉动绳子的功率是
24．（广西玉林中考）如图所示，在F=200N的拉力作用下，物体A以2m/s的速度沿水平面做匀速直线运动，若滑轮组所做有用功的功率为960W，则地面对物体的摩擦力为 ______N，滑轮组的机械效率为 ______。（忽略绳子和滑轮的重力）
【答案】480 80%
【解析】 克服地面对物体A的摩擦力做的功为有用功，有用功率
已知滑轮组所做有用功的功率为960W，物体A以2m/s的速度沿水平面做匀速直线运动，则地面对物体的摩擦力为
滑轮组绳子的有效段数为3，绳子自由端移动的距离为A移动距离的3倍，滑轮组的机械效率为
80%
25．（辽宁中考）如图所示，物体A重150N，物体B重15N，此时物体A沿着水平桌面以0.2m/s的速度向右做匀速直线运动（不计绳重、滑轮重、绳轮及轮轴间的摩擦），物体B匀速下降的速度是_______m/s，物体A与水平桌面间的摩擦力是_______N，10s内物体A克服摩擦力做功_____J。
【答案】0.4 30 60
【解析】由图可知绳子的段数n为2，已知物体A的速度，则物体B下滑的速度为
vB=2vA=2×0.2m/s=0.4m/s
物体B施加在绳端的拉力
F=GB=15N
不计摩擦、绳重及滑轮重，物体A、B均做匀速直线运动，物体A受到的拉力与摩擦力是一对大小相等的平衡力，则
所以物体A受到的水平向左的摩擦力
f=2F=2×15N=30N
由可得10s内物体A
sA=vAt=0.2m/s×10s=2m
则10s内，物体A克服摩擦力做功 W=fs=30N×2m=60J
三、作图题
26.（青海西宁市教育科学研究院中考）如图所示，轻质杠杆上挂一物体，拉力使杠杆在图中位置平衡，请在图中画出力的力臂l和物体所受的重力示意图。
【答案】
【解析】从物体的重心沿竖直向下画出重力的示意图，过O点向F的作用线作垂线，垂线段的长度为F的力臂l，如图所示：
27.（广西百色中考）如图所示，轻质杠杆的A点挂一个重物G，绳的拉力为F2，O为杠杆的支点。请在杠杆B端画出最小的动力F1并画出其力臂l1，使杠杆在图中位置平衡。
【答案】
【解析】根据杠杆平衡的条件可得，阻力和阻力臂不变，动力臂越长，越省力，当力F1作用在B点，并且与杆垂直时，力臂最长为l1，最省力，如图所示：
28．（贵州中考）用滑轮组将放在水平地面上的重物G提起，在图中画出最省力的绳子绕法。
【答案】
【解析】因为要最省力，所以从动滑轮开始绕线，总共3股绳。
29.如图所示是液压汽车起重机的示意图。请分别画出作用在吊臂上的动力F1的力臂和杠杆所受的阻力F2。
【答案】
【解析】从支点O作动力F1的作用线的垂线段，即为力臂L1；
阻力是重物对吊臂的拉力，方向竖直向下，从阻力作用点向下作阻力F2的示意图，如图所示：
四、 实验题
30.（湖南湘潭中考）在探究“杠杆的平衡条件”实验时。
（1）实验前，将杠杆置于支架上，当杠杆静止时，发现左端下沉，如图1所示，此时，应把杠杆的平衡螺母向 ______（选填“左”或“右”）调节，直至杠杆在 ______（选填“任意”或“水平”）位置平衡；
（2）调节平衡后，在杠杆上A点处挂两个钩码，如图2所示，则在B点处应挂 ______个钩码，才能使杠杆在原位置平衡。在A、B两点各增加1个的钩码，则杠杆 ______（选填“能”或“不能”）保持平衡；
（3）为了使实验结论具有 ______（选填“普遍性”或“偶然性”），应改变钩码个数及悬挂位置，多次进行实验；
（4）实验时，不再调节平衡螺母，使杠杆的重心位置保持在O点不变，将支点换到点，如图3所示，发现A点处只挂1个钩码，杠杆仍然保持平衡。若每个钩码重为0.5N，则杠杆重力为 ______N。由此可知，将杠杆支点位置设在 ______（选填“O”或“”）点进行实验，能避免杠杆自身重力影响实验结论“动力×动力臂＝阻力×阻力臂”的得出。
【答案】右 水平 4 不能 普遍性 0.25 O
【解析】
（1）实验前，将杠杆置于支架上，当杠杆静止时，发现左端下沉，说明杠杆的重心在支点的左侧，此时，应把杠杆的平衡螺母向右调节，直至杠杆在水平位置平衡（便于在杠杆上读出力臂的大小）。
（2）重力的方向竖直向下，设杠杆一个格长为l，调节平衡后，在杠杆上A点处挂两个钩码，根据力臂的定义，A点处挂两个钩码重力的力臂为6l，同理，在B点处所挂钩码重力的力臂为3l，根据杠杆的平衡条件有
解之
即为使杠杆在原位置平衡，在B点处应挂4个钩码，才能使杠杆在原位置平衡。
在A、B两点各增加1个的钩码，左边力与力臂之积为
右边力与力臂之积为
因两边力与力臂之积不相等，故杠杆不能保持平衡。
（3）用归纳法得出普遍性的结论要满足的条件：一是样本要有代表性，二是样本数量足够多。故为了使实验结论具有普遍性，应改变钩码个数及悬挂位置，多次进行实验。
（4）如图3所示，发现A点处只挂1个钩码，杠杆仍然保持平衡。若每个钩码重为0.5N，根据杠杆的平衡条件有
故可得杠杆重力为
由此可知，将杠杆支点位置设在O点进行实验，可不考虑杠杆自重对杠杆平衡的影响，能避免杠杆自身重力影响实验结论“动力×动力臂＝阻力×阻力臂”的得出。
31．（贵州中考）小宁和同学一起，利用如图所示的装置和钩码、细线“探究杠杆的平衡条件”。
（1）实验前，同学们列出了以下操作步骤
A．在杠杆两侧挂上适当的钩码并移动钩码的位置使杠杆在水平位置平衡
B．将杠杆的支点支在铁架台上
C．调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡
D．记录数据
正确的操作顺序是：______（填写操作步骤字母）。
实验
次数
动力
F1/N
动力臂
l1/cm
阻力
F2/N
阻力臂
l2/cm
1
1
10
0.5
20
2
1.5
6
2
4.5
3
2
20
2
20
4
3
10
▲
20
（2）在杠杆两侧挂之前，杠杆静止时的状态若如图所示，这时要调节杠杆两端的平衡螺母使其向______（选填“左”或“右”）端移动，直到杠杆在水平位置平衡。
（3）实验中，改变动力F1和动力臂的大小，相应调节阻力F2和阻力臂，进行多次实验，杠杆平衡时测得的数据如表所示。把表格中漏填的数据补充完整______。
（4）分析实验数据，得到的结论是：______（填写表达式）。
【答案】BCAD 左 1.5
【解析】
（1）杠杆使用时先支在铁架台上，调节平衡螺母让杠杆在水平位置平衡后再进行实验，所以正确的操作顺序是BCAD。
（2）分析图可知，此时杠杆向右边倾斜，平衡螺母应向左调节直到杠杆在水平位置平衡。
（3）分析表中数据可知，杠杆在水平位置平衡时，，所以
（4） 分析表中数据可知，杠杆在水平位置平衡时，动力×动力臂=阻力×阻力臂，即。
五、计算题
32.（山东淄博中考）在美丽乡村建设中，政府为某村购置一批健身器材。工人在往车上搬运装有健身器材的箱子时，用长木板搭了一个3m长的斜面，把120kg的箱子沿斜面匀速推到1m高的车厢上，如图所示。推箱子做的额外功是300J。（g取10N/kg）求：
（1）推箱子做的有用功；
（2）斜面的机械效率；
（3）沿斜面的推力。
【答案】（1）1200J；（2）80%；（3）500N
【解析】
解：（1）推箱子做的有用功
W有=Gh=mgh=120kg×10N/kg×1m=1200J
（2）推箱子做的总功
W总= W有+W额=1200J+300J=1500J
由得斜面的机械效率
（3）由W总=Fs得沿斜面的推力
答：（1）推箱子做的有用功1200J；
（2）斜面的机械效率是80%；
（3）沿斜面的推力为500N。
33．（青海西宁市教育科学研究院中考）如图所示，是使用滑轮组从水池中打捞物体的简化示意图。某次打捞中将一个体积为、密度为的实心物块匀速提升了2m（物块始终浸没在水中），水面到池底的深度为9m。（，）求：
（1）水池底部受到水的压强；
（2）物块受到的浮力大小；
（3）若打捞中实际所用拉力为1000N，这个滑轮组的机械效率。
【答案】（1）9×104Pa；（2）1.0×103N；（3）75%
【解析】
（1）水池底部受到水的压强
（2）因为物块浸没，所以
物块受到的浮力大小
（3）实心物块的重力
滑轮组做的有用功
绳子移动的距离
滑轮组做的总功
滑轮组的效率：
答：（1）水池底部受到水的压强为9×104Pa;
（2）物块受到的浮力大小为1×103N；
（3）若打捞中实际所用拉力F为1000N，这个滑轮组的机械效率为75%。
34.（2019山西中考）汽车超载是当前发生交通事故的重要原因之一．全国各地设置了许多超载监测站加强监管．如图所示，一辆两轴货车正在水平地面上设置的某种电子地磅秤上称重．先让货车前轮单独开上电子地磅秤，其读数为8t；前轮驶离电子地磅秤，再让后轮单独开上电子地磅秤，其读数为9t国家规定两轴货车限载车货总重18t，请你通过计算分析该货车是否超载．
【答案】没有超载
【解析】
以汽车前轮为支点建立杠杆模型，示意图如图甲，根据杠杆平衡条件得：F后l＝Gl1﹣﹣﹣﹣①；以汽车后轮为支点建立杠杆模型，示意图如图乙，根据杠杆平衡条件得：F前l＝Gl2﹣﹣﹣﹣②，由①②两式可得：G＝F前+F后＝（8×103kg+9×103kg）×10N/kg＜18×103kg×10N/kg，所以，该货车不超载．
35．（广东深圳中考）深圳地铁岗厦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F2的力臂l2；
（2）图3为架桥机的装置图，已知箱梁的质量为5×105kg，体积为200m3，架桥机滑轮组总拉力为4×105N， 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。
L2
【答案】（1）；（2）①2.5×103kg/m3；②.5×106J；③50
【解析】
解：（1）力臂是支点到力的作用线之间的距离，如下图所示
L2
（2）箱梁的密度
箱梁的重力
架桥机在此过程中的有用功
架桥机在此过程中的总功
架桥机在此过程中的机械效率
答：（1）见解析；
（2）①箱梁的密度为2.5×103kg/m3；
②架桥机在此过程中的有用功为5×106J；
③架桥机在此过程中的机械效率为50%。
《专题12 简单机械》真题强化训练
一．选择题
1．（山东德州中考）图所示工具中，属于费力杠杆的是（ ）
A．镊子 B．瓶起子 C． 天平 D． 钳子
【答案】A
【解析】筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故A符合题意；瓶起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B不符合题意；天平在使用过程中，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆，故C不符合题意；钳子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D不符合题意。故选A。
2.（山东淄博中考）下列应用中涉及的物理知识描述正确的是 （ ）
A．起钉子用的羊角锤，既省力又省距离
B．病房用的消毒灯，利用红外线灭菌消毒
C．驾驶员系安全带，可减轻惯性带来的伤害
D．热气球升空，利用了流体压强与流速的关系
【答案】C
【解析】根据功的原理可知，省力的机械一定多移动距离，所以，羊角锤起钉子时能省力，但须多移动距离，故A错误；病房用的消毒灯，利用紫外线灭菌消毒，故B错误；惯性是物体保持原先运动状态不变的性质，只与质量有关；驾驶员驾驶汽车需系安全带是为了防止汽车在紧急刹车时由于惯性而造成对人的伤害，故C正确；热气球升空利用的是浮力，与流速越大压强越小没有关系，故D错误。故选C。
3．（山东淄博中考）现有史籍中最早讨论滑轮的是《墨经》。书中将向上提举重物的力称为“挈”，将自由往下降落称为“收”，将整个滑轮称为“绳制”（图1）。现分别用甲、乙两个力替代“收”（图2），使重物在相同的时间内匀速上升相同高度。不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．使用这个滑轮能省力
B．甲拉力大小等于乙拉力大小
C．甲拉力做的功大于乙拉力做的功
D．甲拉力使绳自由端移动的速度小于乙拉力使绳自由端移动的速度
【答案】B
【解析】图中滑轮的轴固定不动，属于定滑轮，不能省力，故A错误；不计绳重和摩擦，使用定滑轮不省力，所以两个拉力的大小都等于物体的重力，甲拉力大小等于乙拉力大小，故B正确；使重物在相同的时间内匀速上升相同高度，甲乙拉力相等，甲乙拉力移动的距离相等，由W=Fs可知甲拉力做的功等于乙拉力做的功，故C错误；使重物在相同的时间内匀速上升相同高度，甲乙拉力移动的距离相等，由可知，甲拉力使绳自由端移动的速度等于乙拉力使绳自由端移动的速度，故D错误。故选B。
4．（山东青岛中考）如图所示，建筑工人使用滑轮组匀速向楼上运送石料，下列不能提高滑轮组机械效率的是（ ）
A．换用轻质的动滑轮 B．滑轮转轴处加润滑油
C．增大匀速提升的速度 D．增大单次运送石料的重力
【答案】C
【解析】根据机械效率公式
η=
可知，用轻质的动滑轮、滑轮转轴处加润滑油可以减少额外功，而增大单次运送石料的重力，可以增加有用功，所以都可以提高机械效率，但增大匀速提升的速度不影响机械效率。故ABD正确，不符合题意，C错误，符合题意。故选C。
5.（广西百色中考）如图所示，甲、乙两套装置所用的滑轮质量相等，用它们分别将相同质量的钩码匀速竖直提升，在相等时间内绳子自由端A、B移动相同的距离（不计绳重和摩擦）。在此过程中，下列选项正确的是（ ）
A．两钩码上升的速度相等 B．两套装置绳子自由端的拉力相等
C．甲装置做的总功比乙的多 D．两套装置的机械效率不相等
【答案】C
【解析】图甲使用的是动滑轮，承担物重的绳子股数n甲=2；图乙使用的是滑轮组，承担物重的绳子股数n乙=3；因为拉力端移动的距离s=nh；所以拉力端移动的速度等于物体升高速度的n倍,已知在相等时间内绳端A、B移动相同的距离,则由速度公式v=可知绳端A、B移动的速度相等，设其大小为v，则由v绳=nv物可知，钩码上升的速度分别为: v甲=，v乙=，所以两钩码上升的速度: v甲>v乙，故A错误；
提升钩码的质量相同、重力相同，且滑轮的质量相同、重力相同，不计绳重及摩擦，拉力
F=(G+G动)
n甲=2， n乙=3，所以绳端的拉力分别为
F甲=(G+G动)
F乙=(G+G动)
则绳端的拉力F甲>F乙，故B错误；
绳端拉力F甲>F乙，绳端A、B移动相同的距离，由W=Fs可知拉力做的总功
W甲总>W乙总，
即甲滑轮组的总功比乙多，故C正确；
忽略绳重和摩擦，机械效率
===
因为提升钩码的质量相等、重力相等，所以动滑轮和滑轮组的机械效率相等，故D错误。故选C。
6.（湖南株洲中考）撑杆跳是使用撑杆做一系列动作使人体越过一定高度的田径项目，它可依次分解为如图所示几个连续的过程。在运动员手握撑杆保持相同的姿态水平匀速助跑的过程中（ ）
A．撑杆属于省力杠杆
B．以运动员为参照物撑杆是静止的
C．运动员对撑杆做了功
D．蹬地时后脚受到摩擦力的方向向后
【答案】B
【解析】将撑杆看成一个杠杆，动力臂小于阻力臂，所以撑杆属于费力杠杆，故A不符合题意；运动员手握撑杆保持相同的姿态水平匀速助跑，撑杆相对运动员的位置没有发生变化，所以运动员为参照物撑杆是静止的，故B符合题意；运动员对撑杆虽然有力的作用，但撑杆没有在力的方向上移动距离，所以运动员对撑杆没有做功，故C不符合题意；用脚蹬地时，脚相对于地面有向后的运动趋势，所以摩擦力方向与之相反，即摩擦力方向是向前的，故D不符合题意。故选B。
7．（湖南株洲中考）撑杆跳是使用撑杆做一系列动作使人体越过一定高度的田径项目，它可依次分解为如图所示几个连续的过程。如图甲，运动员手握撑杆保持静止时，两只手在P、Q两处对撑杆施加作用力的方向应是（O为撑杆重心）（ ）
A．都向上 B．都向下
C．P处向上 Q处向下 D．P处向下 Q处向上
【答案】D
【解析】运动员手握撑杆保持静止时，杠杆处于平衡状态。若以Q处为支点，由于O点受力向下会使杠杆顺时针转动，为使杠杆平衡，P处必须受一个方向向下的力；若以P处为支点，由于O点受力向下会使杠杆顺时针转动，为使杠杆平衡，则在Q处要受到一个方向向上的力。综上所述可得：P处受力向下，Q处受力向上。故ABC错误，D正确。故选D。
8．（四川德阳中考）在抗洪抢险行动中，小军需要帮老百姓把一个质量为240kg的重物搬到2m高的车上，为了省力他采用5m的长木板搭了一个斜面（如图）。搬运过程中，他用沿斜面向上1200N的力，历时5min将重物匀速地推到车上。关于此简易斜面装置，下列说法中正确的是（ ）
A．小军做的功为2400J
B．小军做功的功率为1200W
C．小军对重物做的有用功为6000J
D．此简易斜面装置的机械效率为80%
【答案】D
【解析】小军做的功
故A错误；
小军做功的功率为
故B错误；
小军对重物做的有用功：
故C错误；
此简易斜面装置的机械效率为
故D正确。故选D。
9．（湖南永州中考）如图所示，用F＝10N的拉力使重物匀速上升0.1m，已知物体的重力为27N（忽略绳子与滑轮的摩擦及绳子的重力），下列说法正确的是（ ）
A．绳子末端移动的距离是0.2m
B．拉力做的功是2.7J
C．滑轮组的机械效率是90%
D．动滑轮的重力是1N
【答案】C
【解析】由图可知，n=3，绳子末端移动的距离：s=nh=3×0.1m=0.3m；故A错误；
拉力做的功：W总=Fs=10N×0.3m=3J；故B错误；
有用功：W有=Gh=27N×0.1m=2.7J；滑轮组的机械效率： ；故C正确；
忽略绳子与滑轮的摩擦及绳子的重力，动滑轮的重力：G动=3F-G=3×10N-27N=3N；故D错误。故选C。
10．（湖北黄石中考）如图所示，重600N的物体在大小为100N的水平拉力作用下，以0.1m/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%。在此过程中下列选项正确的是（ ）
A．物体与地面间的滑动摩擦力为100N
B．拉力F做的功为100J
C．额外功的功率是8W
D．绳子自由端移动的速度为0.3m/s
【答案】C
【解析】物体运动的距离为
由图可知，绳子的股数为2，则绳子端移动的距离为
绳子端移动的速度为
总功为
滑轮组的机械效率为60%，根据可知，有用功为
因为物体克服摩擦力做功，所以摩擦力为
额外功为
额外功的功率为
故选C。
11．（广东广州中考）图显示的是甲、乙两机械的参数。甲、乙相比，甲的（ ）
A．总功较大 B．有用功较小 C．额外功较大 D．机械效率较低
【答案】B
【解析】由图可知，甲机械的有用功是1500J，所占的比例是75%，总功
W甲总==2000J
乙机械的额外功是900J，所占的比例是30%，总功
W乙总==3000J
甲的总功小，乙机械的有用功
W乙有=W乙总-W乙额=3000J-900J=2100J
甲的有用功小，故A不符合题意，B符合题意；
甲机械的额外功
W甲额=W甲总-W甲有=2000J-1500J=500J
乙机械的额外功是900J，甲的额外功较小，故C不符合题意；
由图可知，甲的机械效率是75%，乙的机械效率是70%，甲的机械效率较大，故D不符合题意。故选B。
12．（湖北鄂州中考）小斌用如图所示滑轮组把重300N的货物匀速提升1m，若不计绳重和摩擦，所用的拉力是200N。则下列说法正确的是（ ）
A．绳子自由端移动的距离为3m
B．动滑轮的质量为50N
C．滑轮组此时的机械效率是75%
D．利用该滑轮组既可以省力还可以省功
【答案】C
【解析】由图示知，滑轮组承重绳子的根数为2，当货物被提升1m，则绳子端移动的距离
s=2h=2×1m=2m
故A错误；
不计绳重及摩擦时，据滑轮组的特点得，动滑轮的重力
G动=2F-G物=2×200N-300N=100N
故B错误；
滑轮组的机械效率
故C正确；
使用任何机械都不可避免做额外功，所以利用滑轮组虽然可省力，但不能省功，故D错误。故选C。
13.（广东深圳中考）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60cm B．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】A
【解析】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
甲中，绳端移动的距离为60cm，故A正确；
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
相同的时间2s，那么乙图中绳端移动的速度
根据P=Fʋ可知，乙中拉力的功率
乙中拉力的功率是1.8W；故B错误；
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，物体A的重力是17N，则
代入数据可得
解得
乙中，动滑轮的重力为1N；故D错误。故选A。
14．（吉林长春中考）图甲是《墨经》中记载的古代提升重物的工具——“车梯”，图乙是其等效图。利用此“车梯”匀速提升重物时，下列说法正确的是（ ）
A．绳端移动的距离是物体上升距离的5倍
B．被提升的物重是绳子拉力的4倍
C．增大物重，所做的有用功增大
D．增大物重，“车梯”的机械效率变高
【答案】D
【解析】由图可知，n=4，s=4h， 即绳端移动的距离是物体上升距离的4倍，故A错误；由于动滑轮自身有重力及克服绳和轮间的摩擦， 被提升的物重小于绳子拉力的4倍，故B错误；增大物重，重物提升的高度不一定，所做的有用功不一定增大，故C错误；增大物重，在动滑轮、摩擦不变的情况下（即额外功不变的情况下），有用功在总功中所占比例增大，所以机械效率增大，故D正确。故选D。
15.（江苏中考）物理学中把机械对重物施加的力与人对机械施加的力的比值叫作机械效益MA，用于比较不同机械的省力程度，现用图示滑轮组匀速提升重物，不计绳重和摩擦则下列描述滑轮组的机械效益MA与物体重力G、机械效率与机械效益MA的关系图线中，可能正确的是（ ）
A． B．C． D．
【答案】C
【解析】物重为G，动滑轮重力为G动，人对机械施加的力为F，动滑轮上绳子的段数为n。不计绳重和摩擦，整个过程只克服动滑轮重力做额外功。则机械效益
由以上关系式可知，MA与G不成正比，故A错误；
由A推导的关系式可知，物体重力G增大时，机械效益MA也随之增大，但随着物重G增大，MA应变化得越来越慢，故B错误；
由可知
滑轮组的机械效率
由以上关系式可知η与MA成正比，故C正确，D错误。故选C。
16.（四川绵阳中考）在水平地面上，个子较高的甲同学和个子较矮的乙同学共同搬运一个质量分布均匀的木箱，两人一前一后，手都作用在木箱靠近自己一侧的下边缘上，施力方向都竖直向上。第一次，甲同学在前，对木箱施加的力大小为F甲，乙同学在后，对木箱施加的力大小为F乙；第二次，甲、乙同学互换位置，甲同学对木箱施加的力大小为F甲′，乙同学对木箱施加的力大小为F乙′。假设甲、乙同学身体和手臂都伸直，则（ ）
A．F甲＞F乙 B．F甲′＝F乙′ C．F甲＞F甲′ D．F乙＝F乙′
【答案】D
【解析】如下图所示，以B为支点，甲的力臂为BK，阻力臂为BH，根据杠杆的平衡条件有
……①
以A为支点，根据力臂的知识及数学知识可知，乙的力臂大小等于BK，阻力臂大小等于KH，根据杠杆的平衡条件有
……②
因
故
F甲＜F乙
故A错误；
甲、乙同学互换位置，甲同学对木箱施加的力大小为F甲′，乙同学对木箱施加的力大小为F乙′，如下图所示，以A为支点，甲的力臂为AN，阻力臂为AM，根据杠杆的平衡条件有
……③
以B为支点，乙的力臂大小等于AN，阻力臂大小等于MN，根据杠杆的平衡条件有
……④
因
由③④知
F甲′＜F乙′
故B错误；
根据题意可知，在上面两个图中，木箱与水平面的夹角相同，根据已知条件有
KB=AN
HB=AM
KH=MN
由①③得
F甲=F甲′
故C错误；
由②④得
F乙＝F乙′
故D正确。故选D。
二、填空题
17．（内蒙古鄂尔多斯中考）小康到湖边游玩，他看到平静的湖面波光粼粼，是由于光的______（选填 “镜面”或“漫”）反射形成的。他听到悠扬的马头琴曲，根据______（选填“音调”“响度”或“音色”）分辨出乐器的种类。一会儿，湖上进行划船比赛，如图，该船桨属于______（选填 “省力”“费力”或“等臂”）杠杆。
【答案】镜面 音色 费力
【解析】湖面可以看成光滑的，发生镜面反射。 不同的乐器即使演奏同一首乐曲，声音也不相同，因为不同乐器因本身的结构和材料不同，音色就不同，所以可以根据声音的音色来辨别不同的乐器。船桨在使用的过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆。
18.（四川德阳中考）用如图所示滑轮组拉动物体A在粗糙的水平面上运动，不计绳和滑轮的自重。当F为20N时，物体A在水平面上做匀速直线运动，此时物体A受到地面的摩擦力为30N，则滑轮组的机械效率是 ___________；当F增大到50N时，物体A受到地面的摩擦力为 ___________N。
【答案】75% 30N
【解析】滑轮组的机械效率是
当F增大到50N时，物体A对地面的压力保持不变，接触面的粗糙程度不变，因此物体A受到地面的摩擦力仍为30N。
19.（山东威海中考）如图所示，为了把小车运送到平台上，小明将绳子一端固定在A处、另一端绕过小车前端把手B，在绳子末端用150N的拉力将小车沿斜面匀速拉动5m，在此过程中小车被提升的高度为2m。己知小车重700N，两股绳子均与斜面平行（不计绳重、绳与把手的摩擦）。整个过程中，小明施加的拉力做的功为______J，小车受到的阻力为______N。
【答案】1500 20
【解析】由图可知，车把手相当于动滑轮，绳子自由端移动的距离
s=nh=2×5m=10m
小明施加的拉力做的功
W总=Fs=150N×10m=1500J
有用功
W有=Gh=700N×2m=1400J
不计绳重、绳与把手的摩擦，额外功
W额= W总- W有=1500J-1400J=100J
小车受到的阻力为
20．（辽宁鞍山中考）某工人用如图所示的装置提升一堆砖。已知每块砖重40N，工人的质量为70kg，他的双脚与地面的接触面积为400（不计绳重和摩擦）。当工人匀速提升20块砖时，此装置的机械效率为80%，则工人对地面的压强为_________Pa。在此过程中，砖块上升的速度是0.2m/s，则工人做功的功率是________W。当工人用此装置提升_________块砖时，该装置的机械效率最高。（g取10N/kg）
【答案】5000 200 30
【解析】由图中可知，动滑轮上有两股绳子承重，故绳子自由端移动的距离s与砖上升的高度h之间的关系为s=2h，由题意可知，20块砖的重力为
G=40N×20=800N
因此装置的机械效率为80%，故有
解得绳子自由端的拉力为
对人受力分析可知，人受到向下的重力G人，向上的绳子拉力F与地面的支持力F支，由受力平衡可知，地面对人的支持力为
因人对地面的压力F压与地面对人的支持力F支是一对相互作用力，大小相等，故可知人对地面的压力为
故工人对地面的压强为
；
因砖块上升的速度为0.2m/s，故可知绳子自由端移动的距离为
故可得工人做功的功率为
；
由题意可知，当滑轮组提升的物体重力越大时，滑轮组的机械效率越高，由受力分析可知，当地面对人的支持力为零时，此时绳子对人的拉力最大，等于人的重力，即
当砖块的重力为G=800N时，滑轮组的机械效率为80%，即
解得动滑轮的重力为G动=200N，当绳子自由端的拉力为时，此时绳子自由端的拉力与砖块的重力G的关系为
解得此时砖块的重力为
故提升砖块的块数为
21．（辽宁沈阳中考）如图，在斜面上将一个重5N的物体匀速拉到顶端。沿斜面向上的拉力为2N斜面长4m，高1m，斜面的机械效率为___________，物体所受的摩擦力为___________N。
【答案】62.5% 0.75
【解析】在此过程中，拉力做的总功为
对物体做的有用功为
则斜面的机械效率为
克服摩擦力做的额外功为
则摩擦力大小为
22．（辽宁锦州中考）如图所示，将重为40N的物体G沿水平方向匀速直线向左拉动2m，用时5s。已知滑轮组中动滑轮重为6N，绳子自由端拉力F为10N，则物体与地面间的摩擦力为 ___________N。绳子自由端拉力F的功率为 ___________W。该滑轮组的机械效为 ___________（不计绳重和滑轮组的摩擦）。
【答案】24 12 80%
【解析】滑轮组绳子自由端的拉力F=10N，一共3段绳子与动滑轮接触，则整个滑轮组提供的向上的总拉力为
F总=nF=3×10N=30N
滑轮组对物体的拉力为
F拉=F总-G动=30N-6N=24N
物体匀速运动，在水平方向上受到的力为拉力和平衡力，所以它受到的拉力与摩擦力是一对平衡力，大小相等，它受到的摩擦力为24N。
物体前进了2m，绳子自由端向上移动的距离为
s=ns物=3×2m=6m
绳子自由端的拉力做的总功为
W=Fs=10N×6m=60J
拉力F的功率为
拉动物体做的有用功为
滑轮组的机械效率为
23．（四川广元中考）如图所示，某人通过滑轮组将深井中的物体拉至井口。已知物体在10s内被匀速提升了2m，物体所受重力G=720N，人对绳子水平向右的拉力F=300N，物体被拉起时上升的速度是___________m/s；人匀速拉动绳子的功率是___________W。
【答案】0.2 180
【解析】由可知，物体上升的速度为
由图可知，绳子的股数为3，则绳子端移动的速度为
由可知，人匀速拉动绳子的功率是
24．（广西玉林中考）如图所示，在F=200N的拉力作用下，物体A以2m/s的速度沿水平面做匀速直线运动，若滑轮组所做有用功的功率为960W，则地面对物体的摩擦力为 ______N，滑轮组的机械效率为 ______。（忽略绳子和滑轮的重力）
【答案】480 80%
【解析】 克服地面对物体A的摩擦力做的功为有用功，有用功率
已知滑轮组所做有用功的功率为960W，物体A以2m/s的速度沿水平面做匀速直线运动，则地面对物体的摩擦力为
滑轮组绳子的有效段数为3，绳子自由端移动的距离为A移动距离的3倍，滑轮组的机械效率为
80%
25．（辽宁中考）如图所示，物体A重150N，物体B重15N，此时物体A沿着水平桌面以0.2m/s的速度向右做匀速直线运动（不计绳重、滑轮重、绳轮及轮轴间的摩擦），物体B匀速下降的速度是_______m/s，物体A与水平桌面间的摩擦力是_______N，10s内物体A克服摩擦力做功_____J。
【答案】0.4 30 60
【解析】由图可知绳子的段数n为2，已知物体A的速度，则物体B下滑的速度为
vB=2vA=2×0.2m/s=0.4m/s
物体B施加在绳端的拉力
F=GB=15N
不计摩擦、绳重及滑轮重，物体A、B均做匀速直线运动，物体A受到的拉力与摩擦力是一对大小相等的平衡力，则
所以物体A受到的水平向左的摩擦力
f=2F=2×15N=30N
由可得10s内物体A
sA=vAt=0.2m/s×10s=2m
则10s内，物体A克服摩擦力做功 W=fs=30N×2m=60J
三、作图题
26.（青海西宁市教育科学研究院中考）如图所示，轻质杠杆上挂一物体，拉力使杠杆在图中位置平衡，请在图中画出力的力臂l和物体所受的重力示意图。
【答案】
【解析】从物体的重心沿竖直向下画出重力的示意图，过O点向F的作用线作垂线，垂线段的长度为F的力臂l，如图所示：
27.（广西百色中考）如图所示，轻质杠杆的A点挂一个重物G，绳的拉力为F2，O为杠杆的支点。请在杠杆B端画出最小的动力F1并画出其力臂l1，使杠杆在图中位置平衡。
【答案】
【解析】根据杠杆平衡的条件可得，阻力和阻力臂不变，动力臂越长，越省力，当力F1作用在B点，并且与杆垂直时，力臂最长为l1，最省力，如图所示：
28．（贵州中考）用滑轮组将放在水平地面上的重物G提起，在图中画出最省力的绳子绕法。
【答案】
【解析】因为要最省力，所以从动滑轮开始绕线，总共3股绳。
29.如图所示是液压汽车起重机的示意图。请分别画出作用在吊臂上的动力F1的力臂和杠杆所受的阻力F2。
【答案】
【解析】从支点O作动力F1的作用线的垂线段，即为力臂L1；
阻力是重物对吊臂的拉力，方向竖直向下，从阻力作用点向下作阻力F2的示意图，如图所示：
四、 实验题
30.（湖南湘潭中考）在探究“杠杆的平衡条件”实验时。
（1）实验前，将杠杆置于支架上，当杠杆静止时，发现左端下沉，如图1所示，此时，应把杠杆的平衡螺母向 ______（选填“左”或“右”）调节，直至杠杆在 ______（选填“任意”或“水平”）位置平衡；
（2）调节平衡后，在杠杆上A点处挂两个钩码，如图2所示，则在B点处应挂 ______个钩码，才能使杠杆在原位置平衡。在A、B两点各增加1个的钩码，则杠杆 ______（选填“能”或“不能”）保持平衡；
（3）为了使实验结论具有 ______（选填“普遍性”或“偶然性”），应改变钩码个数及悬挂位置，多次进行实验；
（4）实验时，不再调节平衡螺母，使杠杆的重心位置保持在O点不变，将支点换到点，如图3所示，发现A点处只挂1个钩码，杠杆仍然保持平衡。若每个钩码重为0.5N，则杠杆重力为 ______N。由此可知，将杠杆支点位置设在 ______（选填“O”或“”）点进行实验，能避免杠杆自身重力影响实验结论“动力×动力臂＝阻力×阻力臂”的得出。
【答案】右 水平 4 不能 普遍性 0.25 O
【解析】
（1）实验前，将杠杆置于支架上，当杠杆静止时，发现左端下沉，说明杠杆的重心在支点的左侧，此时，应把杠杆的平衡螺母向右调节，直至杠杆在水平位置平衡（便于在杠杆上读出力臂的大小）。
（2）重力的方向竖直向下，设杠杆一个格长为l，调节平衡后，在杠杆上A点处挂两个钩码，根据力臂的定义，A点处挂两个钩码重力的力臂为6l，同理，在B点处所挂钩码重力的力臂为3l，根据杠杆的平衡条件有
解之
即为使杠杆在原位置平衡，在B点处应挂4个钩码，才能使杠杆在原位置平衡。
在A、B两点各增加1个的钩码，左边力与力臂之积为
右边力与力臂之积为
因两边力与力臂之积不相等，故杠杆不能保持平衡。
（3）用归纳法得出普遍性的结论要满足的条件：一是样本要有代表性，二是样本数量足够多。故为了使实验结论具有普遍性，应改变钩码个数及悬挂位置，多次进行实验。
（4）如图3所示，发现A点处只挂1个钩码，杠杆仍然保持平衡。若每个钩码重为0.5N，根据杠杆的平衡条件有
故可得杠杆重力为
由此可知，将杠杆支点位置设在O点进行实验，可不考虑杠杆自重对杠杆平衡的影响，能避免杠杆自身重力影响实验结论“动力×动力臂＝阻力×阻力臂”的得出。
31．（贵州中考）小宁和同学一起，利用如图所示的装置和钩码、细线“探究杠杆的平衡条件”。
（1）实验前，同学们列出了以下操作步骤
A．在杠杆两侧挂上适当的钩码并移动钩码的位置使杠杆在水平位置平衡
B．将杠杆的支点支在铁架台上
C．调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡
D．记录数据
正确的操作顺序是：______（填写操作步骤字母）。
实验
次数
动力
F1/N
动力臂
l1/cm
阻力
F2/N
阻力臂
l2/cm
1
1
10
0.5
20
2
1.5
6
2
4.5
3
2
20
2
20
4
3
10
▲
20
（2）在杠杆两侧挂之前，杠杆静止时的状态若如图所示，这时要调节杠杆两端的平衡螺母使其向______（选填“左”或“右”）端移动，直到杠杆在水平位置平衡。
（3）实验中，改变动力F1和动力臂的大小，相应调节阻力F2和阻力臂，进行多次实验，杠杆平衡时测得的数据如表所示。把表格中漏填的数据补充完整______。
（4）分析实验数据，得到的结论是：______（填写表达式）。
【答案】BCAD 左 1.5
【解析】
（1）杠杆使用时先支在铁架台上，调节平衡螺母让杠杆在水平位置平衡后再进行实验，所以正确的操作顺序是BCAD。
（2）分析图可知，此时杠杆向右边倾斜，平衡螺母应向左调节直到杠杆在水平位置平衡。
（3）分析表中数据可知，杠杆在水平位置平衡时，，所以
（4） 分析表中数据可知，杠杆在水平位置平衡时，动力×动力臂=阻力×阻力臂，即。
五、计算题
32.（山东淄博中考）在美丽乡村建设中，政府为某村购置一批健身器材。工人在往车上搬运装有健身器材的箱子时，用长木板搭了一个3m长的斜面，把120kg的箱子沿斜面匀速推到1m高的车厢上，如图所示。推箱子做的额外功是300J。（g取10N/kg）求：
（1）推箱子做的有用功；
（2）斜面的机械效率；
（3）沿斜面的推力。
【答案】（1）1200J；（2）80%；（3）500N
【解析】
解：（1）推箱子做的有用功
W有=Gh=mgh=120kg×10N/kg×1m=1200J
（2）推箱子做的总功
W总= W有+W额=1200J+300J=1500J
由得斜面的机械效率
（3）由W总=Fs得沿斜面的推力
答：（1）推箱子做的有用功1200J；
（2）斜面的机械效率是80%；
（3）沿斜面的推力为500N。
33．（青海西宁市教育科学研究院中考）如图所示，是使用滑轮组从水池中打捞物体的简化示意图。某次打捞中将一个体积为、密度为的实心物块匀速提升了2m（物块始终浸没在水中），水面到池底的深度为9m。（，）求：
（1）水池底部受到水的压强；
（2）物块受到的浮力大小；
（3）若打捞中实际所用拉力为1000N，这个滑轮组的机械效率。
【答案】（1）9×104Pa；（2）1.0×103N；（3）75%
【解析】
（1）水池底部受到水的压强
（2）因为物块浸没，所以
物块受到的浮力大小
（3）实心物块的重力
滑轮组做的有用功
绳子移动的距离
滑轮组做的总功
滑轮组的效率：
答：（1）水池底部受到水的压强为9×104Pa;
（2）物块受到的浮力大小为1×103N；
（3）若打捞中实际所用拉力F为1000N，这个滑轮组的机械效率为75%。
34.（2019山西中考）汽车超载是当前发生交通事故的重要原因之一．全国各地设置了许多超载监测站加强监管．如图所示，一辆两轴货车正在水平地面上设置的某种电子地磅秤上称重．先让货车前轮单独开上电子地磅秤，其读数为8t；前轮驶离电子地磅秤，再让后轮单独开上电子地磅秤，其读数为9t国家规定两轴货车限载车货总重18t，请你通过计算分析该货车是否超载．
【答案】没有超载
【解析】
以汽车前轮为支点建立杠杆模型，示意图如图甲，根据杠杆平衡条件得：F后l＝Gl1﹣﹣﹣﹣①；以汽车后轮为支点建立杠杆模型，示意图如图乙，根据杠杆平衡条件得：F前l＝Gl2﹣﹣﹣﹣②，由①②两式可得：G＝F前+F后＝（8×103kg+9×103kg）×10N/kg＜18×103kg×10N/kg，所以，该货车不超载．
35．（广东深圳中考）深圳地铁岗厦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F2的力臂l2；
（2）图3为架桥机的装置图，已知箱梁的质量为5×105kg，体积为200m3，架桥机滑轮组总拉力为4×105N， 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。
L2
【答案】（1）；（2）①2.5×103kg/m3；②.5×106J；③50
【解析】
解：（1）力臂是支点到力的作用线之间的距离，如下图所示
L2
（2）箱梁的密度
箱梁的重力
架桥机在此过程中的有用功
架桥机在此过程中的总功
架桥机在此过程中的机械效率
答：（1）见解析；
（2）①箱梁的密度为2.5×103kg/m3；
②架桥机在此过程中的有用功为5×106J；
③架桥机在此过程中的机械效率为50%。
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