专题06 简单机械（练习）2025年中考物理冲刺培优【教培精选】

专题06 简单机械（练习）（解析版） 2025年中考物理冲刺培优【教培精选】 本专题考题常考题型有：选择题、填空题、作图题、实验探究题和综合计算题五种类型。 一、选择题 选择题是本部分考题中的常考题型。选择题常见考向主要有：杠杆分类、杠杆的应用、滑轮的应用与相关计算、机械效率等。 ★典例一：（24-25九年级上·江苏镇江·期中）踮脚是一项非常好的有氧运动，它简单易操作，不受场地和天气的限制，不仅能缓解工作疲劳，还能锻炼小腿后侧肌肉，深受广大公司白领的喜爱，踮脚运动的基本模型是杠杆，这个杠杆（　　） A．费力 B．省力 C．省功 D．省距离 ★典例二：如图所示为探究杠杆平衡条件的实验装置，若每个钩码的质量为50g，为了让杠杆在水平位置平衡，下列判断正确的是（　　）。 A．在A点挂4个钩码能使杠杆平衡； B．在B点用弹簧测力计竖直向下拉，当示数为0.5N时，能使杠杆平衡； C．用弹簧测力计在B点拉，无论如何改变用力方向都要省力； D．用弹簧测力计在A点拉，无论如何改变用力方向都要费力 ★典例三：如图所示，用相同的滑轮安装成甲。乙两种装置，分别将A、B两物体匀速向上提升，若所用拉力大小相等，绳端在相同时间内移动了相同的距离。不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　）。 A. 两物体上升的速度相同； B. 两种装置的机械效率相等； C. 两次提升物体所做的有用功相等；D. 两种装置中拉力做功的功率相等 典例四：小红用滑轮组将重力为1.5 N的物体匀速提升10 cm的过程中，绳子拉力为1.0 N，绳子自由端移动的距离为30 cm，则滑轮组的机械效率为（　　）。 A. 50 % B. 60 % C. 70 % D. 80 % 典例五：（23-24八年级下·湖北黄石·期末）工程上，很多地方用到了滑轮，如图所示，利用滑轮组将重力为2的物体，以的速度提升0.1m，作用在绳端的拉力F为1.2N。下列判断错误的是（　　） A．动滑轮重力是0.4N B．拉力的功率是0.48W C．滑轮组的机械效率大约为83.3% D．拉力做的有用功是0.2J 二、填空题 填空题同样是本部分考题中的常考题型。填空题常见考向主要有：杠杆的分类、杠杆的应用、滑轮应用与简单计算。 ★典例一：（24-25九年级上·江苏镇江·阶段练习）剪钢丝的老虎钳是一个 杠杆，夹取砝码的镊子是一个 杠杆，实验室用的托盘天平是一个 杠杆。（以上均选填“省力”、“费力”或“等臂”）。 ★典例二：农忙时节小明帮爷爷挑谷子，初次干农活的他在左筐中装了20kg，右筐中装了25kg， 如果扁担的长度为1. 8m，则他在距扁担左端_____m处将谷子挑起来才能使挑担水平（扁担和筐的重力均不考虑）；为了方便行走，小明将两筐谷子同时向内移动了0. lm，则需要______筐（选填“左”或“右”）增加约_____kg （保留1位小数）谷子，才能基本保持挑担水平。 ★典例三：用如图所示滑轮组在10s内将重为300N的物体匀速提升1m，拉力大小为120N，拉力做功的功率为______W，有用功为______J，滑轮组的机械效率为______。 三、作图题 本专题作图题主要就是杠杆作图，力与力臂的画法。 ★典例一：（24-25九年级上·江苏盐城·期中）按照题目要求作图。 (1)画出图甲中动力F的力臂并用字母l1表示。 (2)在图乙中画出利用滑轮组提起重物G最省力的绕法。 (3)请根据图丙的实物电路，画出对应的电路图。 ★典例二（24-25九年级上·江苏泰州·阶段练习）按要求作图。 (1)如图是一种活塞式抽水机的示意图，其手柄AOB是一个杠杆，杠杆在动力F的作用下绕O点匀速转动，请在图中画出杠杆在B点受到阻力的示意图和F1的力臂； (2)如图所示，用两个滑轮组成滑轮组提升重物，请画出滑轮组最省力的绕法； (3)请按照甲所示的电路图将图乙所示的实物图连接完整，要求连线不交叉。 四、实验探究题 实验探究题主要考查杠杆平衡条件和测量滑轮组机械效率，杠杆平衡条件实验属于常考热点。 ★典例一：（2024·黑龙江·模拟预测）在“探究杠杆的平衡条件”实验中： (1)实验前，杠杆静止在如图甲所示的位置，此时杠杆处于 （选填“平衡”或“非平衡”）状态。为使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆右端的平衡螺母向 （选填“左”或“右”）调； (2)调节杠杆在水平位置平衡后，某小组的同学得到了如下表所示的实验数据，由此可总结出杠杆的平衡条件： （用F1、F2、、表示）； 实验序号 动力F1/N 动力臂/cm 阻力F2/N 阻力臂/cm 1 1 30 3 10 2 2 20 1 40 3 3 20 6 10 (3)在完成实验后，龙江同学在A处挂了3个钩码（每个钩码重1N，杠杆上每格的长度为10cm），如图乙所示，他将弹簧测力计斜向下拉，杠杆水平平衡（OA=30cm，OB=40cm），此时拉力与水平方向的夹角为30°，则弹簧测力计的示数为 N； (4)本实验使杠杆在水平位置平衡的目的是 ； 。 ★典例二：在探究影响滑轮组机械效率的因素时，小明提出了如下猜想： 猜想一：滑轮组机械效率与被提升物体所受的重力有关 猜想二：滑轮组机械效率与动滑轮所受的重力有关 为了验证猜想，准备的器材如下：两个相同的滑轮、一根细绳、钩码若干、刻度尺和弹簧测力计。 小明把两个滑轮分别作为定滑轮和动滑轮组装成滑轮组，用该滑轮组提升不同数量的钩码进行了三次实验，数据如表所示： 实验次数 钩码所受的重力G/Ν 提升高度h/m 拉力F/Ν 绳端移动的距离s/m 机械效率η 1 2.0 0.1 1.0 0.3 66.7% 2 4.0 0.1 1.8 0.3 74.1% 3 6.0 0.1 2.5 0.3 请你解答如下问题： （1）表中第3次实验时滑轮组的机械效率为　 　；根据表中数据在图中画出该滑轮组的绕线方式； （2）分析表中数据可知：用同一滑轮组提升不同的物体，物体越重，滑轮组的机械效率　 　（选填“越高”“越低”或“不变”）； （3）为了验证猜想二，还需增加的实验器材是　 　。 五、综合计算题 本专题综合计算题常考内容有：杠杆应用综合计算、滑轮组的综合计算。这些综合计算题常与功、功率、机械效率的计算相结合。 ★典例一：（23-24八年级下·湖南益阳·期末）如图所示，放置在水平桌面上的实心均匀物体A、B和容器C都为正方体。A的边长为0.1m，其质量为2kg。B的边长为0.2m，其密度为，C足够高、足够大忽略物体吸附液体等因素。 （1）物体A的密度为 ，物体B的重力为 N； （2）将B单独放在水平地面上时，B对地面压强为多少Pa？( ) （3）若将B放在A在上面，保持重心在同一直线上，缓慢竖直放入容器C内，向容器内C注水，当B对A的压力刚好为0时，求此时水对容器C底部的压强为多少Pa？( ) ★典例二：（24-25九年级上·江苏徐州·期中）小明利用如图所示的滑轮组将重为500N的物体在1min内匀速提升2m，所用的拉力为200N，求： (1)所做的有用功是多少？ (2)拉力做的功是多少？ (3)滑轮组的机械效率多大？ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题06 简单机械（练习）（解析版） 2025年中考物理冲刺培优【教培精选】 本专题考题常考题型有：选择题、填空题、作图题、实验探究题和综合计算题五种类型。 一、选择题 选择题是本部分考题中的常考题型。选择题常见考向主要有：杠杆分类、杠杆的应用、滑轮的应用与相关计算、机械效率等。 ★典例一：（24-25九年级上·江苏镇江·期中）踮脚是一项非常好的有氧运动，它简单易操作，不受场地和天气的限制，不仅能缓解工作疲劳，还能锻炼小腿后侧肌肉，深受广大公司白领的喜爱，踮脚运动的基本模型是杠杆，这个杠杆（　　） A．费力 B．省力 C．省功 D．省距离 【答案】B 【详解】如图所示，踮脚时，脚掌与地面接触的地方是支点，小腿肌肉对脚的拉力向上，从图中可知动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 ★典例二：如图所示为探究杠杆平衡条件的实验装置，若每个钩码的质量为50g，为了让杠杆在水平位置平衡，下列判断正确的是（　　）。 A．在A点挂4个钩码能使杠杆平衡； B．在B点用弹簧测力计竖直向下拉，当示数为0.5N时，能使杠杆平衡； C．用弹簧测力计在B点拉，无论如何改变用力方向都要省力； D．用弹簧测力计在A点拉，无论如何改变用力方向都要费力 【答案】D。 【解析】每个钩码重力为F＝0.05kg×10N/kg＝0.5N，设每个小格长度为L，则O点左侧力与力臂的乘积为：1N×3L＝3N×L； A、在A点挂4个钩码时，杠杆右侧力与力臂的积为：2N×2L＝4N×L＞3N×L，杠杆不能平衡，故A错误； B、在B点用弹簧测力计竖直向下拉，当示数为0.5N时，杠杆右侧力与力臂的积为：0.5N×5L＝2.5N×L＜3N×L，杠杆不能平衡，故B错误； C、用弹簧测力计在B点拉，根据杠杆平衡条件知，当改变用力方向使力臂小于0.1L时，根据杠杆平衡条件知，拉力要大于1N，杠杆才能平衡，要费力，故C错误； D、用弹簧测力计在A点用弹簧测力计竖直向下拉，根据杠杆平衡条件知，1N×3L＝F×2L，最小拉力为1.5N；当力的方向改变时，力臂减小，无论如何改变用力方向力都要大于1.5N，都要费力，故D正确。故选：D。 ★典例三：如图所示，用相同的滑轮安装成甲。乙两种装置，分别将A、B两物体匀速向上提升，若所用拉力大小相等，绳端在相同时间内移动了相同的距离。不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　）。 A. 两物体上升的速度相同； B. 两种装置的机械效率相等； C. 两次提升物体所做的有用功相等；D. 两种装置中拉力做功的功率相等 【答案】D。 【解析】A．由图可知，甲是定滑轮，乙是动滑轮，绳端在相同时间内移动了相同的距离，由v=可知绳端移动的速度相同，A物体上升的速度等于绳端移动的速度，B物体上升的速度是绳端移动的速度的一半，故A错误； BCD．所用拉力大小相等，绳端在相同时间内移动了相同的距离，由W总=Fs可知总功相等，不计绳重和摩擦，甲图中物体的重力：GA=F 乙图中物体的重力：GB=2F-G动 A物体上升的高度：hA=s B物体上升的高度：hB=s A图中有用功：W有甲=GAhA=Fs 乙图中有用功：W有乙=GBhB=(2F-G动)s=Fs-G动s W有甲＞W有乙 甲图中机械效率：η甲= 乙图中机械效率：η乙= η甲＞η乙 由P=可知两种装置中拉力做功的功率相等，故D正确，BC错误。故选D。 典例四：小红用滑轮组将重力为1.5 N的物体匀速提升10 cm的过程中，绳子拉力为1.0 N，绳子自由端移动的距离为30 cm，则滑轮组的机械效率为（　　）。 A. 50 % B. 60 % C. 70 % D. 80 % 【答案】A。 【解析】物体克服重力做的功为有用功： 绳子拉力做的功为总功： 则滑轮组的机械效率： 故A正确，BCD错误。故选A。 典例五：（23-24八年级下·湖北黄石·期末）工程上，很多地方用到了滑轮，如图所示，利用滑轮组将重力为2的物体，以的速度提升0.1m，作用在绳端的拉力F为1.2N。下列判断错误的是（　　） A．动滑轮重力是0.4N B．拉力的功率是0.48W C．滑轮组的机械效率大约为83.3% D．拉力做的有用功是0.2J 【答案】A 【详解】A．如果不考虑绳重和摩擦，动滑轮重力是 由于实际情况下存在绳重和摩擦等因素，动滑轮的重小于0.4N，故A错误，符合题意； B．如图所示，有2段绳子承担重物，物体的速度为0.2m/s，则拉力的功率是 故B正确，不符合题意； C．滑轮组的机械效率是 故C正确，不符合题意; D．拉力做的有用功是 故D正确，不符合题意。 故选A。 二、填空题 填空题同样是本部分考题中的常考题型。填空题常见考向主要有：杠杆的分类、杠杆的应用、滑轮应用与简单计算。 ★典例一：（24-25九年级上·江苏镇江·阶段练习）剪钢丝的老虎钳是一个 杠杆，夹取砝码的镊子是一个 杠杆，实验室用的托盘天平是一个 杠杆。（以上均选填“省力”、“费力”或“等臂”）。 【答案】 省力 费力 等臂 【详解】[1]剪钢丝的老虎钳在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。 [2]夹取砝码的镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆。 [3]实验室的天平两侧横梁长度相同，动力臂等于阻力臂，是一个等臂杠杆。 ★典例二：农忙时节小明帮爷爷挑谷子，初次干农活的他在左筐中装了20kg，右筐中装了25kg， 如果扁担的长度为1. 8m，则他在距扁担左端_____m处将谷子挑起来才能使挑担水平（扁担和筐的重力均不考虑）；为了方便行走，小明将两筐谷子同时向内移动了0. lm，则需要______筐（选填“左”或“右”）增加约_____kg （保留1位小数）谷子，才能基本保持挑担水平。 【答案】（1）1；（2）右；（3）0.7。 【解析】根据杠杆平衡条件有： 则， 扁担的长度为1. 8m，则他在距扁担左端： 处将谷子挑起来才能使挑担水平，右筐距离0.8m。 将两筐谷子同时向内移动了0. lm，则左端距离变为0.9m，右端距离变为0.7m，此时， 左边力与力臂乘积大于右边力与力臂乘积；要使挑担基本保持水平，根据杠杆平衡条件应该在右边增加谷子； 。 ★典例三：用如图所示滑轮组在10s内将重为300N的物体匀速提升1m，拉力大小为120N，拉力做功的功率为______W，有用功为______J，滑轮组的机械效率为______。 【答案】（1）36；（2）300；（3）83.3%。 【解析】由图可知，承担重物的绳子段数n=3，所以绳子自由端通过距离 s=3×1m=3m 总功：W总=Fs=120N×3m=360J 拉力做功的功率：P==36W 有用功为：W有=Gh=300N×1m=300J 滑轮组机械效率为：η==83.3%。 三、作图题 本专题作图题主要就是杠杆作图，力与力臂的画法。 ★典例一：（24-25九年级上·江苏盐城·期中）按照题目要求作图。 (1)画出图甲中动力F的力臂并用字母l1表示。 (2)在图乙中画出利用滑轮组提起重物G最省力的绕法。 (3)请根据图丙的实物电路，画出对应的电路图。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）支点为O，延长拉力F的作用线，过支点O作 F作用线的垂线段，即力臂L，如图所示： （2）绳子先系在动滑轮的固定挂钩上，绕过上面的定滑轮，再绕过动滑轮，如图所示： （3）由实物图可知，灯L1与L2串联，电流表测串联电路的电流，开关控制整个电路，电压表则L1两端的电压，如图所示： ★典例二（24-25九年级上·江苏泰州·阶段练习）按要求作图。 (1)如图是一种活塞式抽水机的示意图，其手柄AOB是一个杠杆，杠杆在动力F的作用下绕O点匀速转动，请在图中画出杠杆在B点受到阻力的示意图和F1的力臂； (2)如图所示，用两个滑轮组成滑轮组提升重物，请画出滑轮组最省力的绕法； (3)请按照甲所示的电路图将图乙所示的实物图连接完整，要求连线不交叉。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）由图知，此时斜向上提起杠杆的左端，杠杆会绕O点顺时针转动，则B点会受到下面连杆向上的支持力，即阻力的方向竖直向上，过B点作竖直向上的阻力F2；反向延长力F1画出力的作用线，过支点O作动力作用线的垂线段，即动力臂L1。如下图所示： （2）用两个滑轮组成滑轮组提升重物，当绳子的有效段数最大时，最省力，图中绳子的有效段数最多为3，即拉力为 动滑轮有3段绳子承担重力，应从动滑轮开始连接，如下所示： （3）甲图中，两灯并联，S2与L2串联，S2只控制L2这个灯，S1控制整个电路，根据电路图连接实物图，如下所示： 四、实验探究题 实验探究题主要考查杠杆平衡条件和测量滑轮组机械效率，杠杆平衡条件实验属于常考热点。 ★典例一：（2024·黑龙江·模拟预测）在“探究杠杆的平衡条件”实验中： (1)实验前，杠杆静止在如图甲所示的位置，此时杠杆处于 （选填“平衡”或“非平衡”）状态。为使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆右端的平衡螺母向 （选填“左”或“右”）调； (2)调节杠杆在水平位置平衡后，某小组的同学得到了如下表所示的实验数据，由此可总结出杠杆的平衡条件： （用F1、F2、、表示）； 实验序号 动力F1/N 动力臂/cm 阻力F2/N 阻力臂/cm 1 1 30 3 10 2 2 20 1 40 3 3 20 6 10 (3)在完成实验后，龙江同学在A处挂了3个钩码（每个钩码重1N，杠杆上每格的长度为10cm），如图乙所示，他将弹簧测力计斜向下拉，杠杆水平平衡（OA=30cm，OB=40cm），此时拉力与水平方向的夹角为30°，则弹簧测力计的示数为 N； (4)本实验使杠杆在水平位置平衡的目的是 ； 。 【答案】(1) 平衡 左 (2) (3)4.5 (4) 避免杠杆自重对实验的影响 便于测量力臂 【详解】（1）[1][2]因为杠杆静止，所以判断杠杆处于平衡状态，由于杠杆左端高、右端低，为使杠杆在水平位置平衡，平衡螺母要向左端移动。 （2）通过观察实验表格的各组数据，可以发现动力与动力臂的乘积等于阻力与租力臂的乘积，由此得出杠杆平衡的条件为动力乘动力臂等于阻力乘阻力臂，即 （3）由图可知，以O为支点，杠杆的左边，力为3N，力臂为30cm，即 杠杆的右边，力为F2，即弹簧测力计的示数，根据30°角直角三角形的特点，力臂为OB的二分之一，即20cm，由杠杆平衡条件可得 解得 则弹簧测力计的示数为4.5N。 （4）[1][2]杠杆在水平位置平衡时，力臂在杠杆上，便于测力臂，同时杠杆的重心通过支点，消除杠杆自重对杠杆平衡的影响。本实验使杠杆在水平位置平衡的目的是便于测量力臂和避免杠杆自重的影响。 ★典例二：在探究影响滑轮组机械效率的因素时，小明提出了如下猜想： 猜想一：滑轮组机械效率与被提升物体所受的重力有关 猜想二：滑轮组机械效率与动滑轮所受的重力有关 为了验证猜想，准备的器材如下：两个相同的滑轮、一根细绳、钩码若干、刻度尺和弹簧测力计。 小明把两个滑轮分别作为定滑轮和动滑轮组装成滑轮组，用该滑轮组提升不同数量的钩码进行了三次实验，数据如表所示： 实验次数 钩码所受的重力G/Ν 提升高度h/m 拉力F/Ν 绳端移动的距离s/m 机械效率η 1 2.0 0.1 1.0 0.3 66.7% 2 4.0 0.1 1.8 0.3 74.1% 3 6.0 0.1 2.5 0.3 请你解答如下问题： （1）表中第3次实验时滑轮组的机械效率为　 　；根据表中数据在图中画出该滑轮组的绕线方式； （2）分析表中数据可知：用同一滑轮组提升不同的物体，物体越重，滑轮组的机械效率　 　（选填“越高”“越低”或“不变”）； （3）为了验证猜想二，还需增加的实验器材是　 　。 【答案】（1）80%；如图所示；（2）越高；（3）几个自重不同的滑轮。 【解析】（1）表中第3次实验时滑轮组的机械效率为：η＝＝＝＝80%； 由s＝nh可得绳子的有效段数：n＝＝＝3，该滑轮组的绕线方式如下图所示： （2）分析表中数据可知：用同一滑轮组提升不同的物体，物体越重，滑轮组的机械效率越高； （3）为了验证猜想二，滑轮组机械效率与动滑轮所受的重力有关，要改变动滑轮的重力，故还需增加的实验器材是几个自重不同的滑轮。 故答案为：（1）80%；如图所示；（2）越高；（3）几个自重不同的滑轮。 五、综合计算题 本专题综合计算题常考内容有：杠杆应用综合计算、滑轮组的综合计算。这些综合计算题常与功、功率、机械效率的计算相结合。 ★典例一：（23-24八年级下·湖南益阳·期末）如图所示，放置在水平桌面上的实心均匀物体A、B和容器C都为正方体。A的边长为0.1m，其质量为2kg。B的边长为0.2m，其密度为，C足够高、足够大忽略物体吸附液体等因素。 （1）物体A的密度为 ，物体B的重力为 N； （2）将B单独放在水平地面上时，B对地面压强为多少Pa？( ) （3）若将B放在A在上面，保持重心在同一直线上，缓慢竖直放入容器C内，向容器内C注水，当B对A的压力刚好为0时，求此时水对容器C底部的压强为多少Pa？( ) 【答案】 2×103 64 1600Pa 2600Pa 【详解】解：（1）物体A的体积 物体A的密度 物体B的重力为 （2）B对地面的压力 B的底面积 B对地面的压强 或者 （3）当B对A的压力为时，也就是B受到的浮力与自身的重力相等，即 解得 此时容器内水的深度是 则水对容器底部的压强 答：（1）物体A的密度为2×103，物体B的重力为64N； （2）将B单独放在水平地面上时，B对地面压强为1600Pa； （3）当B对A的压力刚好为0时，此时水对容器C底部的压强为2600Pa。 ★典例二：（24-25九年级上·江苏徐州·期中）小明利用如图所示的滑轮组将重为500N的物体在1min内匀速提升2m，所用的拉力为200N，求： (1)所做的有用功是多少？ (2)拉力做的功是多少？ (3)滑轮组的机械效率多大？ 【答案】(1)1000J (2)1200J (3)83.3% 【详解】（1）由题意知，将重为500N的物体在1min内匀速提升2m，因此滑轮组提升重物时所做的有用功 W有=Gh=500N×2m=1000J （2）由图可知，动滑轮上绳子的根数n=3，则绳子自由端移动的距离为 s=nh=3×2m=6m 则拉力所做的总功 W总=Fs=200N×6m=1200J （3）滑轮组的机械效率 学科网（北京）股份有限公司 $$