专题04 简单机械及机械效率（陕西专用）-【好题汇编】2025年中考物理一模试题分类汇编

专题04 简单机械及机械效率 考点01 杠杆 考点02 机械效率 考点03 滑轮及其滑轮组 杠杆考点01 1．(2025·陕西省宝鸡市·一模)如图是学生用扫把扫地的场景，扫把属于 （选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆。给扫把头上套一个塑料袋，可以方便地清洁地上的细小毛发，这是因为塑料袋与地面摩擦过程中发生电子的 （选填“转移”或“产生”），使塑料袋带电，从而具有 的性质。 【答案】 费力 转移 吸引轻小物体 【来源】2025年陕西省宝鸡市陈仓区中考一模物理试题 【详解】[1]扫把使用时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆。 [2][3]给扫把头上套一个塑料袋，可以方便地清洁地上的细小毛发，这是因为塑料袋与地面摩擦过程中发生电子的转移，其中一个得电子带负电，另一个失去电子带正电，使塑料袋带电。带电体具有吸引轻小不带电物体的性质，方便地清洁地上的细小毛发。 2．(2025·陕西省安康市·一模)杠杆是生活中常用的工具，下面器具在正常使用时属于省力杠杆的是（　　） A．火钳 B．扫帚 C．起重机吊臂 D．榨汁器 【答案】D 【来源】2025年陕西省安康市白河区水城中学中考一模物理试题 【详解】A．火钳在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故A不符合题意； B．扫帚在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故B不符合题意； C．起重机吊臂在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故C不符合题意； D．榨汁器在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D符合题意。 故选D。 3．(2025·陕西省宝鸡市·一模)明代科学家宋应星的著作《天工开物》中详细描述了各种机械装置的工作原理和应用，其中就包括了滑轮的使用，如图所示的是古代的一个木质滑轮，下列说法正确的是（　　） A．使用此滑轮一定可以改变力的方向 B．此滑轮若当作定滑轮使用则是为了省力 C．使用木质滑轮的机械效率一定高于铁质滑轮 D．减小滑轮与轮轴之间的摩擦力可以提高滑轮的机械效率 【答案】D 【来源】2025年陕西省宝鸡市陈仓区中考一模物理试题 【详解】A．定滑轮可以改变力的方向，但不能省力，题干中图片是一个滑轮，并不一定是定滑轮，不一定可以改变力的方向，故A错误； B．定滑轮可以改变力的方向，但不能省力，此滑轮若当作定滑轮使用是为了改变力的方向，不是为了省力，故B错误； C．滑轮的机械效率与滑轮的材料无关，使用木质滑轮的机械效率不一定高于铁质滑轮，故C错误； D．减小滑轮与轮轴间的摩擦，可以减少额外功，可以提高机械效率，故D正确。 故选D。 杠杆考点01 1．(2025·陕西省西安市·一模)如图，是使用手机和自拍杆自拍时的示意图。已知自拍杆长1m（质量忽略不计），手机对杆竖直向下的作用力F2为3N，图中l1为10cm、l2为80cm，则手垂直于杆的动力F1为 N；若F2的大小和方向不变，l1不变，延伸自拍杆到1.5m，则F1的大小变为 N；若自拍杆长度、F2的大小和方向、F1的位置和方向不变，减小自拍杆与水平方向夹角的过程中，F1的大小 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】 24 36 变大 【来源】2025年陕西省西安市交通大学附中中考一模物理试题 【详解】[1]由题可知，动力臂为 阻力臂为 由杠杆的平衡条件可得，即 解得 [2]自拍杆、动力臂l2、阻力作用线构成了一个直角三角形，已知自拍杆长1.0m，l2=0.8m；若F2的大小和方向不变，l1不变，延伸自拍杆到1.5m，根据相似三角形知识可得 解得，根据杠杆的平衡条件可知，F₁的大小变为 [3]若自拍杆长度、F2的大小和方向、F1的位置和方向不变，减小自拍杆与水平方向夹角的过程中，阻力大小不变，动力臂大小不变，阻力臂变大，根据杠杆平衡条件可知，动力变大。 2．(2025·陕西省西安市·一模)如图-1，是某家用烟雾报警器的简化电路图，当烟雾达到一定浓度时衔铁被吸引，工作电路会响铃亮灯，烟雾报警器控制电路的额定电压为12V，R是光敏电阻，其阻值与烟雾浓度的关系如图-2所示。若定值电阻R0的阻值是10Ω（电磁铁线圈电阻不计），工作电路响铃亮灯时，控制电路中的最小电流是0.2A，下列说法正确的是（　　） A．若烟雾报警器响铃亮灯，烟雾浓度一定大于40% B．为了让烟雾浓度为20%时报警器报警，可以将衔铁和电磁铁适当向右移 C．为了让烟雾浓度为20%时报警器报警，可以适当的降低控制电路电源电压 D．烟雾浓度分别是40%和60%时，定值电阻R0消耗的功率之比是1︰2 【答案】B 【来源】2025年陕西省西安市交通大学附中中考一模物理试题 【详解】A．工作电路响铃亮灯时，控制电路中的最小电流是0.2A，此时控制电路中的总电阻为，此时热敏电阻的阻值为R=R总-R0=60Ω-10Ω=50Ω 查图2可知，此时烟雾的浓度为30%，若烟雾报警器响铃亮灯，烟雾浓度一定大于30%，故A错误； B．将衔铁和电磁铁适当向右移，对于衔铁所在的杠杆来说，增大了磁力的力臂，需要更小的力即可将衔铁吸下，控制电路中的最小电流变小，烟雾浓度为20%时，R是光敏电阻阻值较大时也可报警，故B正确； C．为了让烟雾浓度为20%时报警器报警，此时热敏电阻的阻值增大，根据欧姆定律可知：适当的增大控制电路电源电压，可以保证控制电流不变，故C错误； D．烟雾浓度分别是40%和60%时，热敏电阻的阻值分别为40Ω和20Ω，此时控制电路中的电流分别为， 根据P=I2R0可知，定值电阻R0消耗的功率之比为 故D错误。 故选B。 3．(2025·陕西省咸阳市·一模)在“探究杠杆的平衡条件”实验中： (1)实验前，杠杆静止在图甲所示的位置，则此时杠杆处于 （选填“平衡”或“非平衡”）状态；为了便于测量力臂的长度，应使杠杆在水平位置平衡，为此应将平衡螺母向 （选填“左”或“右”）调节； (2)将杠杆调至水平位置平衡后，如图乙所示，在A点挂3个钩码，则应在B点挂 个钩码，才能使杠杆在水平位置保持平衡；随后两边各取下一个钩码，杠杆 （选填“左”或“右”）端将下沉。（每个钩码质量均相同） 【答案】(1) 平衡 左 (2) 2 左 【来源】2025年陕西省咸阳市中考一模物理试题 【详解】（1）[1]杠杆的平衡状态包括静止和匀速转动。题中杠杆静止在图甲所示的位置，故此时杠杆处于平衡状态。 [2]杠杆调节原则左高左调，右高右调。图中杠杆左侧高，故平衡螺母向左调。 （2）[1]设杠杆分度值是L，一个钩码重是G，设在B处挂了n个钩码，则3G×2L=nG×3L 解得n=2，故应在B点挂2个钩码。 [2]随后两边各取下一个钩码，左端力与力臂的乘积为2G×2L=4GL 右端力与力臂的乘积为G×3L=3GL 故杠杆左端将下沉。 4．(2025·陕西省西安市·一模)利用轻质杠杆“探究杠杆平衡条件”的实验中： (1)杠杆静止时如图甲所示，要使杠杆在水平位置平衡，则应将平衡螺母向 （选填“左”或“右”）调节   (2)如图乙所示，在A点挂4个钩码，在B点挂 个钩码，仍可使其在水平位置平衡   (3)用弹簧测力计代替钩码，如图丙所示，不断改变弹簧测力计的作用点和力的大小，弹簧测力计的拉力F与其力臂L1的图像如图丁所示。图像中每个点与两坐标轴围成的方形面积 （选填“相等”或“不等”）。 (4)该同学在科技创新实验中将此装置改装成了一个杠杆液体密度计，该装置可测量小桶内液体的密度，如图戊所示，将容积为20mL的小桶挂在M点，调节平衡螺母使杠杆水平平衡，已知，在杠杆右端挂上重物并调节至N点位置时，杠杆刚好水平平衡，重物质量10g，，N点位置应标注的密度刻度值是 g/cm3。 【答案】(1)左 (2)6 (3)相等 (4)1.2 【来源】2025年陕西省西安国际港务区铁一中陆港初级中学中考一模物理试题 【详解】（1）实验前，将杠杆中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆右端下沉，说明杠杆的重心在支点右侧，要使其在水平位置平衡，应将杠杆平衡螺母向左调节，直到杠杆在水平位置平衡，目的是为了便于测量力臂和避免杠杆自重对实验的影响。 （2）设杠杆每个格的长度为L，每个钩码的重力为G，根据杠杆平衡条件可得 解得，所以应在杠杆右边B处挂同样钩码6个，使杠杆在水平位置平衡。 （3）由于此题中的阻力和阻力臂不变，图像中每个点与两坐标轴围成的方形面积相等，其原因是阻力和阻力臂保持不变，根据根据可知，动力与动力臂的乘积保持不变。 （4）小桶内装入液体时：根据杠杆平衡条件可知，当杠杆处于水平平衡状态时 即 则 5．(2025·陕西省榆林市·一模)按要求填空： (1)如图甲所示，物块的质量为 g。 (2)如图乙所示，扬声器发声后，纸盆上的小纸片会跳动起来，这说明了 。 (3)如图丙所示，在“探究杠杆的平衡条件”的实验中，竖直向下拉动弹簧测力计使杠杆在水平位置平衡的目的是为了便于 。保持杠杆在水平位置平衡，当弹簧测力计由a位置转动到b位置过程中，弹簧测力计的示数将 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】(1)23.4 (2)声音是由物体的振动产生的 (3) 测量力臂 变大 【来源】2025年陕西省榆林市榆阳区中考一模物理试题 【详解】（1）由图甲得，标尺的分度值为0.2g，游码在3.4g位置，物体的质量 （2）扬声器发声后，本来静止的小纸片会跳动起来，说明此时扬声器在振动，这说明声音是由物体的振动产生的。 （3）[1]实验前先调节杠杆在水平位置平衡，力臂落在杠杆上，是为了方便直接测出力臂的大小。 [2]弹簧测力计由a位置转动到b位置过程中，由力臂的定义可知F的力臂变小，阻力、阻力臂不变，由杠杆平衡条件得，弹簧测力计的示数变大。 6．(2025·陕西省咸阳市·一模)小明在做“探究杠杆平衡条件”的实验。 (1)实验前，杠杆静止在如图-1所示的位置，应将平衡螺母向 （选填“左”或“右”）移动，使杠杆在水平平衡状态，这样做的好处是便于测量 ； (2)选取若干个相同的钩码，在杠杆两侧分别挂上不同数量的钩码，移动钩码，使杠杆重新在水平位置平衡，分别记下的数值。重复多次实验，部分实验数据如下表： 实验序号 动力 动力臂 阻力 阻力臂 1 1.0 6.0 2.0 3.0 2 2.0 3.0 3.0 2.0 3 2.0 2.0 4.0 1.0 由表中数据可得、、、之间的关系式是 ； (3)生活中的杆秤就是根据杠杆平衡的原理制作的，其主要结构由秤杆、秤盘、提纽a和b、秤砣组成。若要使图-3中杆秤的称量范围更大些，称量时应使用提纽 （选填“a”或“b”）。 【答案】(1) 右 力臂 (2)F1l1=F2l2 (3)a 【来源】2025年陕西省咸阳市三原县中考一模物理试题 【详解】（1）[1][2]杠杆左端下沉，说明杠杆的重心在支点左侧，要使其在水平位置平衡，应将杠杆平衡螺母向右调节，直到杠杆在水平位置平衡，此时杠杆的重心过支点，杠杆重力的力臂为0，消除杠杆的重力对杠杆平衡的影响，又便于测量力臂。 （2）由表中数据可以得到，；；；即动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂，可得、、、之间的关系式是F1l1=F2l2。 （3）由图可知，使用提纽a比使用提纽b时距离货物更近，即阻力臂更短，则秤砣的力臂变大，由可知，可称量的物体质量变大，故此时杆秤的量程范围更大。 7．(2025·陕西省商洛市·一模)小明在做“探究杠杆的平衡条件”的实验，每个钩码重均为，杠杆每小格长。 (1)实验开始前，杠杆如图-1所示，要使横杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向 调节； (2)横杆水平平衡后，在A点处悬挂两个钩码，如图-2所示，弹簧测力计对杠杆施加向下的拉力，保持钩码的数量和弹簧测力计拉力作用线到支点的距离不变，改变钩码悬挂的位置，始终保持杠杆水平平衡，多次实验，测得的数据如表所示，下表设计不合理的地方是 ；分析数据可以得到的实验结论是 （用字母表示）； 实验序号 1 0.5 20 1 10 2 1 20 1 20 3 1.5 20 1 30 (3)小明将弹簧测力计从右侧取下，在进行图-3的探究之前，需要对弹簧测力计进行的操作是 ，竖直向上拉动弹簧测力计，使杠杆在水平位置平衡，此时弹簧测力计的示数为 ； (4)如图-4所示是同一规格的三把内六角扳手，内六角扳手在使用时相当于一个 （选填“省力”或“费力”）杠杆，小明用扳手拆螺丝时拧不动，应该换用扳手 （选填“B”或“C”）才可能拧动螺丝。 【答案】(1)左 (2) 物理量没有单位 F1l1=F2l2 (3) 在竖直方向上进行调零 2.5 (4) 省力 C 【来源】2025年陕西省商洛市山阳县中考一模物理试题 【详解】（1）图1中，杠杆的右端下沉，应向左调节平衡螺母，才能让杠杆在水平位置平衡。 （2）[1]表格中，每个对应物理量，都应有对应的单位，表格中力及力臂都没有对应的单位。 [2]由实验数据分析可知，动力乘动力臂等于阻力乘阻力臂，即F1l1=F2l2。 （3）[1]弹簧测力计先是向下拉，进行图3探究时，向上拉，则在探究之前，需要让弹簧测力计的拉钩向下，在竖直向方上进行调零。 [2]设杠杆每小格的长度为L，图3中，据杠杆的平衡条件有 解得，测力计的示数F=2.5N。 （4）[1]图示的内六角扳手，相当于轮轴，动力作用在轮上，阻力作用在轴上，则动力臂大于阻力臂，相当于省力杠杆。 [2]图4中，C扳手的最大动力臂比A长，B的比A的短，在其它条件相同时，C比A更省力，B比A更费力，用A拧不动时，应该换用扳手C才可能拧动。 8．(2025·陕西省西安市·一模)某同学设计了一个电子秤，其原理示意图如图甲所示，电源电压恒为，电阻为，电压表量程为（可显示质量大小），是力敏电阻，其阻值随压力变化图象如图乙所示。点是杠杆的支点，托盘固定在点，托盘及杠杆组件的质量忽略不计，取。则（　　） ①被称物体的重力就是杠杆的动力 ②电子秤能称量的最大质量是 ③托盘中放物体时，电路消耗总功率是 ④若托盘能移动，越靠近支点，电子秤的精确度越高 A．①③ B．①②③ C．②③ D．③④ 【答案】C 【来源】2025年陕西省西安市铁一中学中考一模物理试题 【详解】①被称物体对杠杆的压力是杠杆的动力，故①错误； ②闭合开关，两电阻串联接入电路，电压表测定值电阻两端的电压，根据图乙知，压力越大，力敏电阻接入电路的阻值越小，根据串联电路电阻规律结合欧姆定律可知力敏电阻受到的压力最大时，通过电路的电流最大，根据U=IR可知电压表示数最大，电压表的量程为0～3V，即定值电阻两端的电压最大为3V，由串联电路电压的规律可知力敏电阻两端的电压至少为6V-3V=3V 电阻R0为120Ω，由串联分压原理可知定值电阻至少为120Ω，此时力敏电阻受到压力最大为F大=300N，当力敏电阻承受最大压力时，电子秤所称量的质量为最大值，由杠杆的平衡条件F大×OB=mg×OA 该秤所能称量的最大质量是 故②正确； ③托盘中放2kg物体时，对托盘的压力大小等于其重力大小，即F=G=m′g=2kg×10N/kg=20N 由杠杆的平衡条件可得FA×OA=F×OB 代入数据可得20N×5=F×1 解得F=100N，根据力的相互作用可知杠杆对力敏电阻R的压力为100N，由图乙可知力敏电阻R=240Ω，根据电阻的串联和欧姆定律可得电路的电流为 电路消耗总功率是 故③正确； ④托盘靠近支点，动力臂变小，动力、阻力臂不变，根据杠杆的平衡条件阻力减小，则力敏电阻受到的压力变小，力敏电阻接入电路的阻值变大，根据欧姆定律可知通过电路的电流变小，根据U=IR可知电压表示数变小，比较可知电子秤的精确度降低，故④错误。 故选C。 9．(2025·陕西省西安市城关区·一模)筷子发源于中国，是华夏饮食文化的标志之一。使用筷子时，虽然费力但省距离。下图所示的工具中和筷子应用原理相同的是（　　） A．用天平称质量 B．用核桃夹夹核桃 C．用食品夹夹食品 D．用钳子剪铁丝 【答案】C 【来源】2025年陕西省西安市城关区中考一模物理试题 【详解】使用筷子时，虽然费力但省距离，属于费力杠杆。 A．用托盘天平称量质量的过程中，动力臂等于阻力臂，属于等臂杠杆，不能省距离，故A不符合题意； B．用核桃夹夹核桃的过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，费距离，故B不符合题意； C．用食品夹夹鸡蛋的过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，省距离，故C符合题意； D．用钳子剪铁丝的过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，费距离，故D不符合题意。 故选C。 10．(2025·陕西省西安市·一模)如图所示，为方便残疾人上下台阶，一些公共场所设计了专用通道斜面。沿通道上台阶和直接上台阶比较，可以 选填“省力”或“省功”，若将重900N的小车沿8m长的斜面推上1m的平台，沿斜面所用的推力为150N，在此过程中斜面的机械效率为 ，小车受到的摩擦力是 N。 【答案】 省力 【来源】2025年陕西省西安市经开区中考一模物理试题 【详解】[1]斜面加长了距离，并且做功也由于要克服摩擦力做功所以也增加了功，但是可以省力。 [2]推力克服小车重力做的有用功 推力做的总功 斜面的机械效率 [3]克服摩擦力所做的额外功 由可得摩擦力 11．(2025·陕西省安康市·一模)学校每周都要举行升旗仪式，如图所示是旗杆的顶部。已知国旗（包括短杆）的质量为0.8kg，升旗手拉动国旗匀速上升需要的拉力是16N，g取10N/kg。则下列说法不正确的是（　　） A．旗杆顶上滑轮的作用是改变力的方向 B．国旗升高12m，手拉动绳子向下移动12m C．旗杆上滑轮的机械效率为50% D．滑轮生锈会导致滑轮机械效率变大 【答案】D 【来源】2025年陕西省安康市白河区水城中学中考一模物理试题 【详解】A．旗杆顶上滑轮固定不动，是定滑轮，定滑轮不省力，但是可以改变力的方向，故A正确，不符合题意； B．定滑轮绳子股数为1，自由端移动距离等于物体上升的高度，因此国旗升高12m，手拉动绳子向下移动12m，故B正确，不符合题意； C．旗杆上滑轮的机械效率为，故C正确，不符合题意； D．滑轮生锈会导致摩擦增大，额外功增大，而有用功不变，因此滑轮机械效率变小，故D错误，符合题意。 故选D。 机械效率考点02 1．(2025·陕西省西安市·一模)请完成下列填空。 (1)如图甲，用刻度尺测量木块的长度为 cm； (2)如图乙，用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近带电气球，发现气球被排斥，说明气球带 （选填“正”或“负”）电； (3)如图丙，该实验装置可以说明 （选填“发电机”或“电动机”）的工作原理； (4)如图丁，测动滑轮的机械效率时，若仅增加钩码的质量，则动滑轮的机械效率将 （选填“增大”“减小”或“不变”）。 【答案】(1)1.60 (2)负 (3)发电机 (4)增大 【来源】2025年陕西省西安市新城区中考一模物理试题 【详解】（1）图中刻度尺的分度值为1mm，物体的长度为 （2）毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，带负电的橡胶棒靠近带电气球，发现气球被排斥，根据电荷间的相互作用规律可知气球带负电。 （3）开关闭合时，若导体做切割磁感线运动，会产生感应电流，可以将机械能转化为电能，是电磁感应原理图，发电机的工作原理和此装置相同。 （4）整个滑轮组保持不变，即额外功不变，因对重物做的功为有用功，增加钩码的质量，即增大了有用功，机械效率就会增大。 2．(2025·陕西省榆林市·一模)风力发电机是将风能（气流的动能）转化为电能的装置。如图所示是为某风力发电机安装风叶时的情景，将风叶用起吊装置匀速竖直吊起进行安装，长为40m，塔高65m，平均发电功率为。下表给出了1kg空气在不同风速下速度（v）与动能（E）的关系，空气密度取，g取10N/kg。问： 动能E/J 10 20 30 40 50 风速v/（m•s﹣1） 2 4 6 8 10 (1)起吊装置匀速竖直吊起质量更大的风叶时，前端滑轮组的机械效率将   风力发电机将风能转化为电能的过程中，能量的总量 。（均选填“变大”“不变”或“变小”）。 (2)起吊装置将一片风叶从地面匀速吊起到65m高处做的有用功是多少？ (3)若某电动汽车每行驶1km的路程需消耗0.2kW•h的电能，单个风力发电机发电1h产生的电能，可供该电动汽车行驶的路程是多少？ (4)当风速为10m/s时，若风力发电机接收风能的面积为，这台发电机每秒钟能对外提供3.9×105J的电能，则它将风能转化为电能的效率是多少？ 【答案】(1) 变大 不变 (2)3.9×106J (3)600km (4)13% 【来源】2025年陕西省榆林实验学校中考模拟物理试题（一） 【详解】（1）[1]起吊装置匀速竖直吊起质量更大的风叶时，有用功增大，额外功不变（滑轮组的摩擦、动滑轮重力等不变 ），根据，有用功占比增大，前端滑轮组的机械效率将变大 。 [2]根据能量守恒定律，风力发电机将风能转化为电能的过程中，能量的总量不变 。 （2）每片风叶的重力为 将一片风叶从地面匀速吊起到65m高处做的有用功为 （3）单个风力发电机发电1h产生的电能 该电动汽车行驶的路程是 （4）每秒通过的风的体积 单位时间内通过风力发电机的空气质量 根据表格数据可知，单位时间内产生的风能 风能转化为电能的效率是 3．(2025·陕西省西安市·一模)利用斜面搬运物体可以 （选填“省力”“省距离”或“省功”），若将重700N的小车沿8m长的斜面推上1.2m高的平台，沿斜面所用的推力为150N，在此过程中有用功为 J，斜面的机械效率为 。 【答案】 省力 840 【来源】2025年陕西省西安市临潼区中考一模物理试题 【详解】[1]利用斜面移动物体可以省力，但费距离，使用任何简单机械都不能省功。 [2]克服重力做的有用功W有=Gh=700N×1.2m=840J [3]推力做的总功W总=Fs=150N×8m=1200J 斜面的机械效率 4．(2025·陕西省榆林市·一模)质量为70kg的建筑工人用图示装置提升建筑材料，该装置中动滑轮重200N，绳子足够结实，该工人用最大的力竖直向下拉绳子，使建筑材料匀速上升了2m。若不计绳重和摩擦，，该过程中工人做的有用功为 J，该装置的机械效率为 （结果保留至）。 【答案】 2400 【来源】2025年陕西省榆林市榆阳区中考一模物理试题 【详解】[1]人站在地面上向下拉绳子，人的最大拉力 由图知绳子承重段数，不计绳重和摩擦，拉力 提升建筑材料的重力 工人克服建筑材料重力做的有用功 [2]拉力端移动的距离 拉力做的总功 滑轮组的机械效率 5．(2025·陕西省榆林市·一模)如图所示，小明用沿斜面向上的150N推力，将总重500N的物体匀速推到斜面顶端的车上，用时15s。斜面高1.2m，长5m。此过程小明做的有用功为 J；小明推力做功的功率为 W；该斜面的机械效率为 。 【答案】 600 50 80% 【来源】2025年陕西省榆林市横山区中考一模物理试题 【详解】[1]克服物体重力做的功是有用功，即小明做的有用功 [2]小明推力做的总功 小明推力做功的功率 [3]该斜面的机械效率 6．(2025·陕西省西安市·一模)西安东站正在加快建设中，全面运行后将成为西北地区特大型铁路综合交通枢纽之一。施工中所用的起重装置如图所示，使用该装置 （选填“能”或“不能”）改变力的方向。该装置所用动滑轮的重力为900N，则用该装置匀速提升一块质量为510kg的混凝土楼板时，滑轮组的机械效率为 。已知绳子能承受的最大拉力为4500N，一次最多能拉起 块这样的混凝土楼板。（不计绳重及摩擦，g取10N/kg） 【答案】 能 85% 2 【来源】2025年陕西省西安市西北大学附中中考一模物理试题 【详解】[1]图中绳末端的拉力最后经过定滑轮，根据定滑轮的特点可知，可以改变力的方向。 [2]一块混凝土楼板的重力为 图中连接动滑轮绳子的股数为3，不计绳重及摩擦，绳末端的拉力为 滑轮组的机械效率为 [3]已知绳子能承受的最大拉力为4500N，根据可得最多提升物体的总重力为 则一次最多能拉起混凝土楼板的块数为 7．(2025·陕西省西安市·一模)如图甲，A、B是两个完全相同的物体，琴琴同学分别将A、B两物体匀速拉到斜面顶端，，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，斜面对物体B的摩擦力 N，两方案的机械效率 （“<”、“>”、“＝”）。 【答案】 2 2.5 < 【来源】2025年陕西省西安市铁一中学中考一模物理试题 【详解】[1]由乙图可知，提升物体A时做的总功W总A=3J，额外功W额A=1J，对物体A做的有用功W有用A=W总A-W额A=3J-1J=2J [2]如图甲，分别将A、B两个完全相同的物体拉到斜面顶端，由W=Gh可知做的有用功相等，即W有用B=W有用A=2J 提升物体B时做的额外功W额B=W总B-W有用B=2.5J-2J=0.5J 用W额=fs得斜面对物体B的摩擦力 [3]有用功相同，W总A>W总B，由可知两方案的机械效率ηA<ηB。 滑轮及其滑轮组考点03 1．(2025·陕西省商洛市·一模)如图所示，电动机置于水平工作台面上，通过一个 滑轮匀速竖直提升重力为的物体，电动机对绳子竖直向上的拉力为，不计绳重和摩擦，动滑轮的重力为 ；电动机输出的最大功率为，该装置 （选填“能”或“不能”）在内将重的物体匀速提高。 【答案】 动 100 不能 【来源】2025年陕西省商洛市山阳县中考一模物理试题 【详解】[1]图示中，滑轮轴随着物体一起运动，是动滑轮。 [2]不计绳重及摩擦，绳子承重股数为n=2，则动滑轮的重力 [3]电动机在20s内做的总功 10s内提升物体做的有用功 所以不能在20s内将重1500N的物体匀速提高20m。 2．(2025·陕西省西安市·一模)工人用如图所示的滑轮装置，把重为400N的物体匀速向上提起，在20s内绳子自由端上升了4m。在此过程中，拉力。绳重、滑轮与轴的摩擦忽略不计。求： (1)物体上升的速度。 (2)拉力F的功率。 【答案】(1) (2)50W 【来源】2025年陕西省西安市临潼区中考一模物理试题 【详解】（1）图中滑轮为动滑轮，根据可得，物体上升的高度 物体上升的速度 （2）拉力F做的功为 拉力F的功率为 3．(2025·陕西省汉中市·一模) (1)如图1-甲是熔盐塔式光热电站，它通过定日镜（平面镜）把太阳光反射后会聚到吸热塔。某束光的入射光线如图1-乙所示，请画出其反射光线，并标出反射角的度数。 (2)用如图2所示的滑轮组将水桶匀速提升，请在图中用笔画线代替绳子画出连接滑轮组最省力的绕法。 【答案】(1) (2) 【来源】2025年陕西省汉中市宁强县部分学校中考一模物理试题 【详解】（1）由图得，入射角为 过入射点做光的法线，根据反射角等于入射角作出反射光线，反射角为30°，如图所示： （2）使用滑轮组，连接动滑轮的绳子的股数越多，越省力，从动滑轮的挂钩开始绕线，每个滑轮绕一遍，直到绳子的末端回到人的水中，注意线不交叉，如图所示： / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题04 简单机械及机械效率 考点01 杠杆 考点02 机械效率 考点03 滑轮及其滑轮组 杠杆考点01 1．(2025·陕西省宝鸡市·一模)如图是学生用扫把扫地的场景，扫把属于 （选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆。给扫把头上套一个塑料袋，可以方便地清洁地上的细小毛发，这是因为塑料袋与地面摩擦过程中发生电子的 （选填“转移”或“产生”），使塑料袋带电，从而具有 的性质。 2．(2025·陕西省安康市·一模)杠杆是生活中常用的工具，下面器具在正常使用时属于省力杠杆的是（　　） A．火钳 B．扫帚 C．起重机吊臂 D．榨汁器 3．(2025·陕西省宝鸡市·一模)明代科学家宋应星的著作《天工开物》中详细描述了各种机械装置的工作原理和应用，其中就包括了滑轮的使用，如图所示的是古代的一个木质滑轮，下列说法正确的是（　　） A．使用此滑轮一定可以改变力的方向 B．此滑轮若当作定滑轮使用则是为了省力 C．使用木质滑轮的机械效率一定高于铁质滑轮 D．减小滑轮与轮轴之间的摩擦力可以提高滑轮的机械效率 杠杆考点01 1．(2025·陕西省西安市·一模)如图，是使用手机和自拍杆自拍时的示意图。已知自拍杆长1m（质量忽略不计），手机对杆竖直向下的作用力F2为3N，图中l1为10cm、l2为80cm，则手垂直于杆的动力F1为 N；若F2的大小和方向不变，l1不变，延伸自拍杆到1.5m，则F1的大小变为 N；若自拍杆长度、F2的大小和方向、F1的位置和方向不变，减小自拍杆与水平方向夹角的过程中，F1的大小 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 2．(2025·陕西省西安市·一模)如图-1，是某家用烟雾报警器的简化电路图，当烟雾达到一定浓度时衔铁被吸引，工作电路会响铃亮灯，烟雾报警器控制电路的额定电压为12V，R是光敏电阻，其阻值与烟雾浓度的关系如图-2所示。若定值电阻R0的阻值是10Ω（电磁铁线圈电阻不计），工作电路响铃亮灯时，控制电路中的最小电流是0.2A，下列说法正确的是（　　） A．若烟雾报警器响铃亮灯，烟雾浓度一定大于40% B．为了让烟雾浓度为20%时报警器报警，可以将衔铁和电磁铁适当向右移 C．为了让烟雾浓度为20%时报警器报警，可以适当的降低控制电路电源电压 D．烟雾浓度分别是40%和60%时，定值电阻R0消耗的功率之比是1︰2 3．(2025·陕西省咸阳市·一模)在“探究杠杆的平衡条件”实验中： (1)实验前，杠杆静止在图甲所示的位置，则此时杠杆处于 （选填“平衡”或“非平衡”）状态；为了便于测量力臂的长度，应使杠杆在水平位置平衡，为此应将平衡螺母向 （选填“左”或“右”）调节； (2)将杠杆调至水平位置平衡后，如图乙所示，在A点挂3个钩码，则应在B点挂 个钩码，才能使杠杆在水平位置保持平衡；随后两边各取下一个钩码，杠杆 （选填“左”或“右”）端将下沉。（每个钩码质量均相同） 4．(2025·陕西省西安市·一模)利用轻质杠杆“探究杠杆平衡条件”的实验中： (1)杠杆静止时如图甲所示，要使杠杆在水平位置平衡，则应将平衡螺母向 （选填“左”或“右”）调节   (2)如图乙所示，在A点挂4个钩码，在B点挂 个钩码，仍可使其在水平位置平衡   (3)用弹簧测力计代替钩码，如图丙所示，不断改变弹簧测力计的作用点和力的大小，弹簧测力计的拉力F与其力臂L1的图像如图丁所示。图像中每个点与两坐标轴围成的方形面积 （选填“相等”或“不等”）。 (4)该同学在科技创新实验中将此装置改装成了一个杠杆液体密度计，该装置可测量小桶内液体的密度，如图戊所示，将容积为20mL的小桶挂在M点，调节平衡螺母使杠杆水平平衡，已知，在杠杆右端挂上重物并调节至N点位置时，杠杆刚好水平平衡，重物质量10g，，N点位置应标注的密度刻度值是 g/cm3。 5．(2025·陕西省榆林市·一模)按要求填空： (1)如图甲所示，物块的质量为 g。 (2)如图乙所示，扬声器发声后，纸盆上的小纸片会跳动起来，这说明了 。 (3)如图丙所示，在“探究杠杆的平衡条件”的实验中，竖直向下拉动弹簧测力计使杠杆在水平位置平衡的目的是为了便于 。保持杠杆在水平位置平衡，当弹簧测力计由a位置转动到b位置过程中，弹簧测力计的示数将 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 6．(2025·陕西省咸阳市·一模)小明在做“探究杠杆平衡条件”的实验。 (1)实验前，杠杆静止在如图-1所示的位置，应将平衡螺母向 （选填“左”或“右”）移动，使杠杆在水平平衡状态，这样做的好处是便于测量 ； (2)选取若干个相同的钩码，在杠杆两侧分别挂上不同数量的钩码，移动钩码，使杠杆重新在水平位置平衡，分别记下的数值。重复多次实验，部分实验数据如下表： 实验序号 动力 动力臂 阻力 阻力臂 1 1.0 6.0 2.0 3.0 2 2.0 3.0 3.0 2.0 3 2.0 2.0 4.0 1.0 由表中数据可得、、、之间的关系式是 ； (3)生活中的杆秤就是根据杠杆平衡的原理制作的，其主要结构由秤杆、秤盘、提纽a和b、秤砣组成。若要使图-3中杆秤的称量范围更大些，称量时应使用提纽 （选填“a”或“b”）。 7．(2025·陕西省商洛市·一模)小明在做“探究杠杆的平衡条件”的实验，每个钩码重均为，杠杆每小格长。 (1)实验开始前，杠杆如图-1所示，要使横杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向 调节； (2)横杆水平平衡后，在A点处悬挂两个钩码，如图-2所示，弹簧测力计对杠杆施加向下的拉力，保持钩码的数量和弹簧测力计拉力作用线到支点的距离不变，改变钩码悬挂的位置，始终保持杠杆水平平衡，多次实验，测得的数据如表所示，下表设计不合理的地方是 ；分析数据可以得到的实验结论是 （用字母表示）； 实验序号 1 0.5 20 1 10 2 1 20 1 20 3 1.5 20 1 30 (3)小明将弹簧测力计从右侧取下，在进行图-3的探究之前，需要对弹簧测力计进行的操作是 ，竖直向上拉动弹簧测力计，使杠杆在水平位置平衡，此时弹簧测力计的示数为 ； (4)如图-4所示是同一规格的三把内六角扳手，内六角扳手在使用时相当于一个 （选填“省力”或“费力”）杠杆，小明用扳手拆螺丝时拧不动，应该换用扳手 （选填“B”或“C”）才可能拧动螺丝。 8．(2025·陕西省西安市·一模)某同学设计了一个电子秤，其原理示意图如图甲所示，电源电压恒为，电阻为，电压表量程为（可显示质量大小），是力敏电阻，其阻值随压力变化图象如图乙所示。点是杠杆的支点，托盘固定在点，托盘及杠杆组件的质量忽略不计，取。则（　　） ①被称物体的重力就是杠杆的动力 ②电子秤能称量的最大质量是 ③托盘中放物体时，电路消耗总功率是 ④若托盘能移动，越靠近支点，电子秤的精确度越高 A．①③ B．①②③ C．②③ D．③④ 9．(2025·陕西省西安市城关区·一模)筷子发源于中国，是华夏饮食文化的标志之一。使用筷子时，虽然费力但省距离。下图所示的工具中和筷子应用原理相同的是（　　） A．用天平称质量 B．用核桃夹夹核桃 C．用食品夹夹食品 D．用钳子剪铁丝 10．(2025·陕西省西安市·一模)如图所示，为方便残疾人上下台阶，一些公共场所设计了专用通道斜面。沿通道上台阶和直接上台阶比较，可以 选填“省力”或“省功”，若将重900N的小车沿8m长的斜面推上1m的平台，沿斜面所用的推力为150N，在此过程中斜面的机械效率为 ，小车受到的摩擦力是 N。 11．(2025·陕西省安康市·一模)学校每周都要举行升旗仪式，如图所示是旗杆的顶部。已知国旗（包括短杆）的质量为0.8kg，升旗手拉动国旗匀速上升需要的拉力是16N，g取10N/kg。则下列说法不正确的是（　　） A．旗杆顶上滑轮的作用是改变力的方向 B．国旗升高12m，手拉动绳子向下移动12m C．旗杆上滑轮的机械效率为50% D．滑轮生锈会导致滑轮机械效率变大 机械效率考点02 1．(2025·陕西省西安市·一模)请完成下列填空。 (1)如图甲，用刻度尺测量木块的长度为 cm； (2)如图乙，用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近带电气球，发现气球被排斥，说明气球带 （选填“正”或“负”）电； (3)如图丙，该实验装置可以说明 （选填“发电机”或“电动机”）的工作原理； (4)如图丁，测动滑轮的机械效率时，若仅增加钩码的质量，则动滑轮的机械效率将 （选填“增大”“减小”或“不变”）。 2．(2025·陕西省榆林市·一模)风力发电机是将风能（气流的动能）转化为电能的装置。如图所示是为某风力发电机安装风叶时的情景，将风叶用起吊装置匀速竖直吊起进行安装，长为40m，塔高65m，平均发电功率为。下表给出了1kg空气在不同风速下速度（v）与动能（E）的关系，空气密度取，g取10N/kg。问： 动能E/J 10 20 30 40 50 风速v/（m•s﹣1） 2 4 6 8 10 (1)起吊装置匀速竖直吊起质量更大的风叶时，前端滑轮组的机械效率将   风力发电机将风能转化为电能的过程中，能量的总量 。（均选填“变大”“不变”或“变小”）。 (2)起吊装置将一片风叶从地面匀速吊起到65m高处做的有用功是多少？ (3)若某电动汽车每行驶1km的路程需消耗0.2kW•h的电能，单个风力发电机发电1h产生的电能，可供该电动汽车行驶的路程是多少？ (4)当风速为10m/s时，若风力发电机接收风能的面积为，这台发电机每秒钟能对外提供3.9×105J的电能，则它将风能转化为电能的效率是多少？ 3．(2025·陕西省西安市·一模)利用斜面搬运物体可以 （选填“省力”“省距离”或“省功”），若将重700N的小车沿8m长的斜面推上1.2m高的平台，沿斜面所用的推力为150N，在此过程中有用功为 J，斜面的机械效率为 。 4．(2025·陕西省榆林市·一模)质量为70kg的建筑工人用图示装置提升建筑材料，该装置中动滑轮重200N，绳子足够结实，该工人用最大的力竖直向下拉绳子，使建筑材料匀速上升了2m。若不计绳重和摩擦，，该过程中工人做的有用功为 J，该装置的机械效率为 （结果保留至）。 5．(2025·陕西省榆林市·一模)如图所示，小明用沿斜面向上的150N推力，将总重500N的物体匀速推到斜面顶端的车上，用时15s。斜面高1.2m，长5m。此过程小明做的有用功为 J；小明推力做功的功率为 W；该斜面的机械效率为 。 6．(2025·陕西省西安市·一模)西安东站正在加快建设中，全面运行后将成为西北地区特大型铁路综合交通枢纽之一。施工中所用的起重装置如图所示，使用该装置 （选填“能”或“不能”）改变力的方向。该装置所用动滑轮的重力为900N，则用该装置匀速提升一块质量为510kg的混凝土楼板时，滑轮组的机械效率为 。已知绳子能承受的最大拉力为4500N，一次最多能拉起 块这样的混凝土楼板。（不计绳重及摩擦，g取10N/kg） 7．(2025·陕西省西安市·一模)如图甲，A、B是两个完全相同的物体，琴琴同学分别将A、B两物体匀速拉到斜面顶端，，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，斜面对物体B的摩擦力 N，两方案的机械效率 （“<”、“>”、“＝”）。 滑轮及其滑轮组考点03 1．(2025·陕西省商洛市·一模)如图所示，电动机置于水平工作台面上，通过一个 滑轮匀速竖直提升重力为的物体，电动机对绳子竖直向上的拉力为，不计绳重和摩擦，动滑轮的重力为 ；电动机输出的最大功率为，该装置 （选填“能”或“不能”）在内将重的物体匀速提高。 2．(2025·陕西省西安市·一模)工人用如图所示的滑轮装置，把重为400N的物体匀速向上提起，在20s内绳子自由端上升了4m。在此过程中，拉力。绳重、滑轮与轴的摩擦忽略不计。求： (1)物体上升的速度。 (2)拉力F的功率。 3．(2025·陕西省汉中市·一模) (1)如图1-甲是熔盐塔式光热电站，它通过定日镜（平面镜）把太阳光反射后会聚到吸热塔。某束光的入射光线如图1-乙所示，请画出其反射光线，并标出反射角的度数。 (2)用如图2所示的滑轮组将水桶匀速提升，请在图中用笔画线代替绳子画出连接滑轮组最省力的绕法。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$