简单机械及机械效率综合练习-2025年中考物理专项训练

简单机械及机械效率综合练习-2025年中考物理专项训练 一、单选题 1．下列说法中正确的是（ ） A．当物体离平面镜越远所成的虚像越小 B．相互接触的两个物体间不一定有力的作用 C．费力杠杆在工作的过程中一定能省功 D．导体在足够强的磁场中快速运动就会产生感应电流 2．如图所示，用滑轮组匀速提升重力为G的物体，重物在拉力F的作用下向上移动了距离h，不考虑绳重、滑轮重和摩擦力，下列说法正确的是（　　） A．拉力F移动的距离为1.5h B．拉力F的大小为0.5G C．此过程中拉力F做的功为Fh D．此时墙壁受到的水平拉力为F 3．如图所示，工人用A、B两个相同的滑轮组成的滑轮组提升重540N的物体，所用的拉力F为200N，物体以0.2m/s的速度匀速上升了10s。不计绳重及摩擦，则下列说法正确的是（　　） A．拉力F所做功的功率为1200W B．C处天花板受到的拉力为46N C．若匀速提升240N的物体，滑轮组的机械效率为90% D．动滑轮重为60N 4．如图所示，用甲、乙、丙三种简单机械分别提起同一重物G，已知滑轮重20N，杠杆重10N，手的拉力始终沿竖直方向，忽略绳重及摩擦，下列说法正确的是（　　） A．甲图：该装置不省力但省距离 B．乙图：该装置的机械效率是三者中最低的 C．丙图：在匀速拉动物体上升的过程中，拉力F3逐渐变小 D．若提升的物体越重，乙、丙的机械效率会越低 5．如图所示，将物体G分别沿斜面AC和BC拉到顶端C，所用的力分别是F1和F2，所做的功分别是W1和W2，不计摩擦，比较它们的大小（   ） A．   B．   C．   D．   6．小宇用如图所示的滑轮组把重为40N的物体匀速提升了30cm，作用在绳子自由端的拉力F为25N。不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．B滑轮为动滑轮 B．该装置可以省距离 C．绳子自由端移动的距离为30cm D．该装置的机械效率为80% 二、填空题 7．如图所示，门锁的球头手柄在使用时属于轮轴，其实就相当于一个 （选填“省力”或“费力”）杠杆。 8．如图所示，斜面长4m，高1.5m。小南将重80N的木箱由斜面底端匀速推到顶端，推力大小为50N，使用斜面 省力（选填“能”或“不能”），木箱受到的摩擦力大小为 N。 9．如图所示，用独轮车搬运砖头，独轮车可视为 （选填“省力”或“费力”）杠杆；若车体和砖头总重1000N，则推车时，人手向上的力F= N；为了更省力，可以采取的措施是 或 10．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，绳端A、B移动相同的距离（忽略绳重和摩擦），在此过程中两滑轮组绳端的拉力 ；滑轮组的总功 ；滑轮组的机械效率 。（均选填“>”、“<”或“=”） 11．如图所示，装满物品的拉杆式旅行箱平放在水平地面上，在该旅行箱的B端用竖直向上的力将其抬离地面时，该旅行箱可看作 （选填“省力”或“费力”）杠杆。 12．用如图所示的滑轮组，将质量为6kg的重物匀速提升1m，作用在绳端上的拉力为40N。不计绳重和摩擦，该滑轮组的机械效率为 。此时若增大物体重力，该滑轮组的机械效率将 。  （选填“增大”“减小”或“不变”） （g取10N/ kg） 13．如图甲所示是我国春秋时期劳动人民发明的一种提水工具——桔槔，其简化示意图如图乙所示。该装置工作时，可利用“坠石”的重力，帮助人们轻松地从井中提水。若的长度为，的长度为，“坠石”的重力为，不计杠杆和竖杆自身重力、绳重和摩擦，在A端能提起的物体重是一定的，若要竖直匀速提起总重的一桶水，人还需要竖直向上施加 的拉力。 14．如图所示，重为的物体A放在水平桌面上，重为的物体B挂在滑轮下，每个滑轮重均为，不计绳重及绳与滑轮间的摩擦，物体B恰好能匀速下降，则物体A所受的摩擦力为 ；物体B下降时，物体A滑动的距离为 。 三、实验题 15．实验小组在“研究杠杆平衡条件”的实验中所用的实验器材有刻度均匀的杠杆、支架、刻度尺、细线和重为0.5N的相同钩码若干个，已知杠杆上每个小格长度为5cm。 (1)如图甲所示，实验前，杠杆左侧下沉，则应将左端的平衡螺母向 （左/右）调节。直到杠杆在 位置平衡，目的是便于测量 ，支点在杠杆的中点是为了消除杠杆 对平衡的影响。 (2)小明同学完成某次操作后，实验现象如图乙所示，他记录的数据为动力 F1=1.0N，动力臂 L1=0.30m，阻力 F2=1.5N，则阻力臂 L2= m。 (3)小明同学测出了一组数据后就得出了“动力×动力臀=阻力×阻力臂”的结论，小华同学认为他的做法不合理，理由是 (4)小李同学利用图乙所示的器材，测出多组数据后，得出的结论是：动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离。与小组同学交流后，小华同学为了证明小李同学的结论是错误的，她利用图丙中水平平衡的杠杆（ OD＞OA=OC）进行实验，保持B处悬挂钩码的个数和位置不变。 ①在A处悬挂钩码，使杠杆平衡，再把A处悬挂的钩码改挂在C处，发现杠杆不再平衡。C 处与A 处相比，支点到力的作用点的距离 （变小/不变/变大）； ②把A处悬挂的钩码改挂在D 处，发现杠杆仍保持平衡，D处与A处相比， 的距离不变； ③由此判断小李的观点是 （正确/错误）的。 16．在“探究滑轮组工作时的特点”活动中，小明用如图所示的滑轮组提升钩码，改变钩码的数量，在正确操作的情况下，测得的实验数据如下（不计绳重）。 实验序号 钩码重 钩码上升高度 拉力 绳端移动的距离 1 10 30 2 10 30 3 10 30 (1)实验时，用手竖直向上 拉动弹簧测力计，读出弹簧测力计的示数； (2)第①次实验中，滑轮组的机械效率为 （保留一位小数）； (3)从实验数据可得出实验结论：同一滑轮组， ，机械效率越高； (4)小明根据表格中的数据，发现重物的重力越大，由摩擦引起的额外功 （选填“越大”“越小”或“不变”），请你利用所学知识对此作出解释： 。 17．亲爱的同学，请你运用所学知识回答下列问题。 (1)实验小组研究定滑轮特点时，做的实验如图甲所示，据此可证明：使用定滑轮不省力，但可以 。他们通过进一步分析还发现：使用定滑轮时，其相当于一个 杠杆； (2)图乙所示的是“探究动滑轮工作特点”的实验装置，小明记录的数据如下表。分析数据可得：钩码越重，拉力F与钩码重的比值越接近 （填数值）。由此他推断得出：在不计动滑轮重和摩擦时，使用动滑轮可以省 的力； 实验次序 1 2 3 钩码重/N 2 4 6 测力计示数/N 1.1 2.1 3.1 (3)小敏用图丙所示的实验装置测定杠杆的机械效率。实验时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在杠杆下面的钩码缓缓上升。 ①实验中，测力计的示数如图丙所示，钩码的总重力G为1.0N，钩码上升高度h为0.1m时，C点上升了30cm，则杠杆的机械效率为 ；（结果精确到0.1%） ②实验中若提升的钩码重力一定，则影响杠杆机械效率的主要因素是 ； ③若只将钩码的悬挂点由A移至B，仍将钩码提升相同的高度，则杠杆的机械效率将 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 18．如图所示，在“测量滑轮组机械效率”的实验中，利用图1中甲、乙、丙三个实验装置进行实验，测得的实验数据如下表。（钩码规格相同，动滑轮个数越多，重力越大） 实验次序 钩码重力 提升高度 绳端拉力 绳端移动距离 机械效率 1 4 0.1 0.3 2 8 0.1 3.2 0.3 83.3% 3 8 0.1 2.0 0.5 80.0% (1)在实验中，应沿竖直方向 拉动弹簧测力计； (2)第1次实验中，如图2所示，弹簧测力计的示数是 N，机械效率是 （结果精确到0.1%）； (3)由1、2两次实验数据可得出结论： ； (4)由 两次实验数据可得出结论：使用不同滑轮组提升相同重物，动滑轮越重，机械效率越低； (5)根据表中数据可以判断出第3次实验所选择的是图 （选填“甲”、“乙”或“丙”）滑轮组； (6)在第3次实验操作的基础上，如图1中丁所示，改变绳端拉力方向，测得的滑轮组机械效率将 （选填“偏高”、“偏低”或“不变”）。 四、计算题 19．用如图所示滑轮组提升重物。人用60N的拉力F，15s内使重为100N的物体匀速上升了3m。不计绳重和摩擦，求： (1)拉力F的功率； (2)滑轮组的机械效率； (3)若用此滑轮组提升另一重物，机械效率为90%，则提升的物体重多少N？ 20．如图所示，工人利用滑轮组将一个重900N的货箱在6s内匀速提升3m。此过程中，绳子自由端所受的拉力为F，滑轮组的机械效率为75%。（不计绳重和摩擦）则：    (1)有用功是多少? (2)拉力F是多少? (3)若用此滑轮组匀速提起1200N的货物，此时滑轮组的机械效率是多少? 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《简单机械及机械效率综合练习-2025年中考物理专项训练》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 答案 B D D B C D 1．B 【详解】A．平面镜所成的像与物体大小相等，当物体离平面镜越远所成的虚像与物体大小相同，不发生变化，故A错误； B．相互接触的两个物体之间不一定有力的作用。如靠墙自然站立不是倚在墙上的人与墙壁之间不挤压，没有力的作用，故B正确； C．杠杆是一种机械，使用任何机械都不省功，故C错误； D．只有闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中才有感应电流产生，故D错误。 故选B。 2．D 【详解】A．由图可知，左侧为定滑轮，右侧为动滑轮，承担物重的绳子股数为2，重物移动的距离h，因此拉力F移动的距离为2h，故A错误； B．承担物重的绳子股数为2，物体的重力为G，故拉力F的大小为2G，故B错误； C．拉力F的大小为0.5G，拉力F移动的距离为2h，此过程中拉力F做的功为 故C错误 ； D．由于力的作用是相互的，滑轮受到的拉力为F，则此时墙壁受到的水平拉力为F，故D正确。 故选D。 3．D 【详解】A．由图知道，承担物重绳子的股数为n=3，则绳端移动的速度为 拉力F所做功的功率为 故A错误； BD．因为不计绳重及摩擦时，所以动滑轮重力为 根据题意得C处天花板受到的拉力为 故B错误，D正确； C．因为不计绳重及摩擦时，机械效率为 若匀速提升240N的物体，滑轮组的机械效率为 故C错误。 故选D。 4．B 【详解】A．甲图中，该滑轮的位置是固定的，是定滑轮，使用定滑轮时不省力也不省距离，故A错误； BD．忽略绳重及摩擦，根据 可知，甲图中不用克服摩擦力和滑轮重力做额外功，该装置的机械效率最高；乙图中克服动滑轮的重力做的功为额外功，机械效率 丙图中，克服杠杆的重力做的功为额外功，当物体被提升时，该装置的机械效率 故乙的机械效率最低，当物体越重时，乙、丙的机械效率都越高，故B正确，D错误； C．丙图中，根据杠杆平衡条件可得 则 在匀速拉动物体上升的过程中，物重和杠杆重不变，阻力臂变小，动力臂也变小，根据数学的相似三角形知识可知，阻力臂与动力臂的比值是一个定值，所以拉力不变，故C错误。 故选B。 5．C 【详解】因不计摩擦，所以，将物体分别沿斜面和拉到顶端，拉力做的功等于克服物体重力做的功；因为重力相同、上升高度h相同，由可知，拉力对物体做的功相同，即；由图可知，，根据可知，。故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 6．D 【详解】A．图中B滑轮轴心固定不动，是定滑轮，故A错误； B．图中使用了动滑轮，根据动滑轮的特点可知，可以省力，但费距离，故B错误； C．图中连接动滑轮绳子的股数是2股，则物体匀速提升了30cm，绳子自由端移动的距离为，故C错误； D．该装置的机械效率为 故D正确。 故选D。 7．省力 【详解】门锁的球头手柄在使用时属于轮轴，其动力作用在轮上，阻力作用在轴上，其实质相当于一个省力杠杆。 8． 能 20 【详解】[1]使用斜面费距离但可以省力。 [2]小南做的总功为 有用功为 额外功为 木箱受到的摩擦力大小为 9． 省力 300 见解析 见解析 【详解】[1]因为独轮车在使用过程中，动力臂大于阻力臂，所以是省力杠杆。 [2]由F1l1=Gl2可得F1×1m=1000N×0.3m 人手向上的力F1=300N。 [3][4]已知车体和砖头所受的总重力不变，根据杠杆的平衡条件可知，增大动力臂（即手向后移动）或减小阻力臂（即砖头往前移动），能减小动力，更省力。 10． > > = 【详解】[1]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（忽略绳重和摩擦），如图，，所以绳端的拉力分别为 故。 [2]绳端A、B移动相同的距离，故 因为，故。 [3]忽略绳重和摩擦，机械效率 因为提升钩码的质量相等，动滑轮的质量相等，所以滑轮组的机械效率。 11．省力 【详解】由图可知，竖直向上的力为动力，箱体的重力为阻力，支点在轮上，故动力臂大于阻力臂，所以使用时它相当于一个省力杠杆。 12． 75% 增大 【详解】[1]由图可知，n=2 该滑轮组的机械效率为 [2]当提升重物的重力增加，做的有用功就变大，而额外功不变，故机械效率变大。 13．50 【详解】提起200N的一桶水时，据杠杆平衡条件有 解得，杠杆A端受到的力F=150N。人还需要竖起向上施加的力 14． 6 1 【详解】[1]由滑轮组的结构可知，承担物重绳子的股数n=2，则当物体B匀速下降时，绳子自由端的拉力为 即绳子对物体A的拉力为FA=F=6N 由B做匀速直线运动可知物体A也做匀速直线运动，则对A受力分析可知其受到的摩擦力为f=FA=6N [2]物体B下降0.5m时，物体A向右滑动，滑动的距离等于绳子自由端移动的距离，即s=nh=2×0.5m=1m 15．(1) 右 水平 力臂 自重 (2)0.2 (3)一组实验数据太少，具有偶然性，不能找出普遍规律 (4) 不变 力臂 错误 【详解】（1）[1][2][3][4]调节杠杆在水平位置平衡，杠杆右端偏高，左端的平衡螺母应向上翘的右端移动，使杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂，支点在杠杆的中点是为了消除杠杆自重对杠杆平衡的影响。 （2）由杠杆平衡条件得 解得 （3）只有一次实验得出杠杆平衡的条件是动力×动力臂=阻力×阻力臂。这种结论很具有偶然性，不合理。要进行多次实验，总结杠杆平衡条件。 （4）①[1]由题意知，OD>OA=OC，当把A处悬挂的钩码改挂在C处，支点到力的作用点的距离不变，但杠杠不再平衡。 ②[2]把A处悬挂的钩码改挂在D处，支点到力的作用线的距离相同，即力臂不变，发现杠杆仍保持平衡。 ③[3]由①②可知影响杠杆平衡的因素是力的大小和支点到力的作用线的距离，故小李的观点是错误的。 16．(1)匀速 (2) (3)所提升物重越大 (4) 越大 所挂钩码增多，摩擦力增大，额外功增多 【详解】（1）在实验中，为了正确测出拉力的大小，应拉动弹簧测力计竖直向上匀速上升。 （2）根据第①次实验数据可知 总功 机械效率 （3）第2次的机械效率； 第3次的机械效率； 由表中实验序号为1、2、3的实验数据可知，对于同一动滑轮，所提升物重越大，机械效率越高。 （4）[1][2]在计算出每一组总功与有用功和克服动滑轮重力的功的差值 即克服绳重和绳子与轮之间的摩擦做的功时，要控制物体提升的高度相同，故应通过比较第①、②和③组的数据；第①次克服绳重和绳子与轮之间的摩擦做的功 第②次克服绳重和绳子与轮之间的摩擦做的功 第③次克服绳重和绳子与轮之间的摩擦做的功 故重物的重力越大，差值越大，原因是：所挂钩码增多，摩擦力增大，额外功增多。 17．(1) 改变力的方向 等臂 (2) 0.5 一半 (3) 66.7% 杠杆的重力 变大 【详解】（1）[1][2]由甲图可知，使用定滑轮时，改变自由端拉力的方向，拉力始终等于物体的重力，说明使用定滑轮不省力，但可以改变力的方向，这是因为定滑轮相当于一个等臂杠杆。 （2）[1][2]分析表中数据，，，，所以钩码越重，拉力F与钩码重的比值越接近0.5，由此可知，在不计动滑轮重和摩擦时，使用动滑轮可以省一半的力。 （3）[1]图丙中弹簧测力计分度值为0.1N，则测力计拉力，则杠杆的机械效率为 [2]实验中要克服杠杆自重做额外功，所以若提升的钩码重力一定，则影响杠杆机械效率的主要因素是杠杆的重力。 [3]若只将钩码的悬挂点由A移至B，仍将钩码提升相同的高度，有用功不变，杠杆上升的高度降低，则克服杠杆自重做的额外功减小，所以杠杆的机械效率将变大。 18．(1)缓慢匀速 (2) 1.8 74.1% (3)使用同一滑轮组，重物越重，机械效率越高 (4)2、3 (5)丙 (6)偏低 【详解】（1）在实验中，测量绳端拉力F时，应在竖直向上方向上匀速拉动使物体匀速上升，物体处于平衡状态，此时弹簧测力示数等于拉力大小。 （2）[1]由图可知，弹簧测力计最小分度值为0.2N，弹簧测力计的示数为1.8N。 [2]分析第1次实验中数据可知，机械效率为 （3）比较第1、2次实验数据发现，绳端移动距离是钩码提升高度的3倍，则动滑轮上都有3股绳，所以使用同一滑轮组实验，钩码提升高度相同，钩码的重力不同，钩码的重力越大，机械效率越大，所以可得出结论：使用同一滑轮组，重物越重，机械效率越高。 （4）探究滑轮组的机械效率跟动滑轮的重力的关系时，由控制变量法可知，应控制钩码的重力相同，动滑轮的重力不同，即使用不同的滑轮组实验，所以应比较第2、3次实验。 （5）由第3次实验数据可知，绳端移动距离是钩码提升高度的5倍，则动滑轮上都有5股绳，所以使用图丙滑轮组进行实验。 （6）由图丁可知，拉力F沿斜向上方向拉动时，拉力的力臂变短，则与丙图相比需要更大的拉力才能拉动物体上升，所以总功变大，由于有用功不变，根据可知，机械效率偏低。 19．(1)24W (2)83.3% (3)180N 【详解】（1）由图知道，动滑轮上的绳子段数为n=2，拉力F做的总功 拉力F的功率 （2）拉力做的有用功 滑轮组的机械效率 （3）不计绳重和摩擦，根据知道，动滑轮的重力 机械效率为90%时，根据 可得 解得，提升的物体重为G′=180N。 20．(1)2700J (2)400N (3)80% 【详解】（1）由题可知，有用功为 （2）拉力做的总功为 由图可知，动滑轮上有段绳子承担物重，即，则绳子自由端移动的距离为 由可得，拉力为 （3）根据可得，动滑轮的重力为 则用此滑轮组匀速提起1200N的货物时，滑轮组的机械效率是 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$