专题04 简单机械及机械效率（天津专用）-【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·天津滨海新·一模）“八段锦”是中国传统的健身方式，第八式的动作是双脚站立地面同时提起脚跟。某人所受的重力为600N，当脚跟提离地面时，图为右脚的一些相关数据，脚绕支点O转动，小腿肌肉拉力为动力F1，阻力为F2，请计算小腿肌肉拉力的大小。 2．（2025·天津南开·一模）如图是我国古代劳动人民搬运巨木的情境。抬起巨木时，横杆是 （选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆；向下压横杆的众人越 （选填“靠近”或“远离”）支架越省力。 3．（2025·天津西青·一模）我国古代科技著作《天工开物》中记载了脚踏碓。如图所示，脚向下踏时，脚踏碓属于 杠杆；碓头部较细，是为了增大 。 杠杆考点01 1．（2025·天津红桥·一模）如图所示，电能表的读数为 度；如图甲所示，用核桃钳夹核桃时，用力握紧手柄即可夹碎核桃。将上部的手柄ABC简化为如图乙所示的杠杆，若F1=20N，l1=10 cm，l2=4cm，忽略杠杆自身的重力，则F2的大小为 N。    2．（2025·天津河东·一模）如图所示，某人用扁担担起两筐质量分别为m1、m2的货物，当他的肩处于O点时，扁担水平平衡，已知l1>l2，扁担和筐的重力不计。若将两筐的悬挂点向O点移近相同的距离Δl，则（    ） A．扁担左端向下倾斜 B．扁担右端向下倾斜 C．要使扁担恢复水平平衡，需往某侧筐中增加货物的质量为 D．要使扁担恢复水平平衡，需往某侧筐中增加货物的质量为 3．（2025·天津河北·一模）实验小组通过探究杠杆的平衡条件，来解释桔棒的使用原理。 (1)实验前，杠杆水平静止如图甲所示，此时杠杆处于 状态（选填“平衡”或“非平衡”）。将左下角物块取走后，不调节平衡螺母，杠杆 保持水平位置静止（选填“仍能”或“不能”）； (2)如图乙，此时杠杆在水平位置平衡，若再在右侧钩码下端加挂一个钩码，杠杆会 （选填“左端下沉”或“右端下沉”）； (3)桔槔是我国古代的取水工具，如图丙，在井边竖一根树权，架上一根横木，横木的一端绑上大石块，另一端系绳和水桶，简化图如图丁1。若水桶盛满水后，为减小人向上提水的拉力，根据杠杆的平衡条件，可以 （选填“增大”或“减小”）石块的质量或向 （选填“左”或“右”）移动杠杆的支点； (4)图丁2为枯棒在水平位置平衡的模型图，A处所吊水和水桶的总质量为，处为支点，杠杆的质量为，重心在处，处所挂石块的质量为，。，，请写出的表达式， （用字母、、、、表示）。 4．（2025·天津河东·一模）如图所示，同学们找到一些与物理相关的情境，下列说法中正确的是（    ） A．甲图：菜刀磨得很锋利是为了减小压强 B．乙图：把自制气压计从山下移到山上，细管内的水柱会上升 C．丙图：向两张纸中间吹气时纸会向中间靠拢，因为流速越小的位置压强越小 D．丁图：在做俯卧撑用力时，可以把人看作一个费力杠杆 机械效率考点02 1．（2025·天津河东·一模）如图所示，在测量滑轮组机械效率的实验时，部分实验数据如下表。 实验次数 钩码重力 钩码上升高度 拉力 绳端移动距离 机械效率 1 1.0 5 15 2 1.5 5 0.8 15 3 2.0 5 1.0 15 4 2.0 10 1.0 30 请根据要求完成下列任务： (1)实验过程中，应缓慢拉动弹簧测力计，使钩码向上做 运动；第1次实验时，弹簧测力计示数如图所示，为 N;第2次实验时该滑轮组的机械效率为 : (2)分析1、2、3次实验数据可知，用同一滑轮组提升重物时，重物越重， ;分析3、4次实验数据可知，滑轮组的机械效率与钩码上升高度 （选填“有关”或“无关”）: (3)结合生活实际，用滑轮组提升重物时，可提高机械效率的措施有 （写出一例不同于上述实验的措施） 2．（2025·天津滨海新·一模）用如图甲所示滑轮组提升重物时，绳子自由端拉力做功随时间变化的关系如图乙所示，在20s内重物提升了4m，每个滑轮重100N。不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．绳子自由端拉力的功率为200W B．绳子自由端拉力的大小为250N C．该滑轮组提升的物重为900N D．该滑轮组的机械效率为80% 3．（2025·天津滨海新·一模）如图所示，用滑轮组提升质量为12kg的物体时，物体在10s内匀速竖直上升2m。所用拉力F为50N。则在提升物体的过程中（不计绳重和摩擦， ）下列说法正确的是（  ） A．绳子自由端移动的速度为0.2m/s B．滑轮组提升物体做的有用功为300J C．拉力做功的功率为30W D．该滑轮组的机械效率为80% 4．（2025·天津南开·一模）如图，某同学用滑轮组提升重物，已知拉力为40N，在6s内将重90N的物体匀速提升3m，不计绳重和摩擦。求在此过程中： (1)该滑轮组的机械效率； (2)若绳子能承受的最大拉力是45N，请计算说明，使用该滑轮组能否提起重110N的物体。 5．（2025·天津红桥·一模）将一个重240N的物体匀速推到斜面顶端，人沿斜面向上的推力为120N，物体沿斜面移动的距离，上升的高度。则： (1)人对物体做的有用功是多少J？ (2)斜面的机械效率是多大？ 6．（2025·天津河西·一模）小聪看到建筑工地上工作的塔吊如图1所示，她查阅相关资料后，画出了与塔吊连接方式相同的滑轮组如图2所示。已知物体的重为3000N，拉力为1500N，物体以0.5m/s的速度匀速上升10s。求： (1)绳端移动的距离； (2)拉力的功率； (3)滑轮组的机械效率。 / 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·天津滨海新·一模）“八段锦”是中国传统的健身方式，第八式的动作是双脚站立地面同时提起脚跟。某人所受的重力为600N，当脚跟提离地面时，图为右脚的一些相关数据，脚绕支点O转动，小腿肌肉拉力为动力F1，阻力为F2，请计算小腿肌肉拉力的大小。 【答案】225N 【详解】某人所受的重力为600N，当双脚站立地面同时提起脚跟时，如图为右脚承受的重力为300N，将右脚看作杠杆。抬脚跟时脚绕支点O转动，动力为F1，阻力为F2，根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2，则有F1×0.16m=300N×0.12m 解得小腿肌肉拉力F1=225N。 2．（2025·天津南开·一模）如图是我国古代劳动人民搬运巨木的情境。抬起巨木时，横杆是 （选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆；向下压横杆的众人越 （选填“靠近”或“远离”）支架越省力。 【答案】 省力 远离 【详解】[1]由图可知，支架右侧的动力臂远大于支架左侧的阻力臂，故架在支架上的横杆属于省力杠杆。 [2]根据杠杆平衡条件可知，在其他条件相同时，动力臂越长越省力，则向下压横杆的众人越远离支架越省力。 3．（2025·天津西青·一模）我国古代科技著作《天工开物》中记载了脚踏碓。如图所示，脚向下踏时，脚踏碓属于 杠杆；碓头部较细，是为了增大 。 【答案】 费力 压强 【详解】[1]此时动力臂大于阻力臂，动力小于阻力，故属于费力杠杆。 [2]碓头部较细，是在压力一定的情况下，通过减小受力面积来增大压强。 杠杆考点01 1．（2025·天津红桥·一模）如图所示，电能表的读数为 度；如图甲所示，用核桃钳夹核桃时，用力握紧手柄即可夹碎核桃。将上部的手柄ABC简化为如图乙所示的杠杆，若F1=20N，l1=10 cm，l2=4cm，忽略杠杆自身的重力，则F2的大小为 N。    【答案】 213.9 50 【详解】[1]电能表读数时，最后一位数为小数，单位为kW·h，所以电能表的读数为213.9kW·h，即213.9度。 [2]由图可知，A点为支点，由杠杆平衡条件可得 即 解得 2．（2025·天津河东·一模）如图所示，某人用扁担担起两筐质量分别为m1、m2的货物，当他的肩处于O点时，扁担水平平衡，已知l1>l2，扁担和筐的重力不计。若将两筐的悬挂点向O点移近相同的距离Δl，则（    ） A．扁担左端向下倾斜 B．扁担右端向下倾斜 C．要使扁担恢复水平平衡，需往某侧筐中增加货物的质量为 D．要使扁担恢复水平平衡，需往某侧筐中增加货物的质量为 【答案】AD 【详解】AB．在原位置时，扁担水平位置平衡，由杠杆的平衡条件可得G1l1=G2l2 即m1gl1=m2gl2 由l1>l2可知，m1<m2，将两筐的悬挂点向O点移近相同的距离Δl时，左边：m1g(l1-Δl)=m1gl1-m1gΔl 右边：m2g(l2-Δl)=m2gl2-m2gΔl 因为m1<m2，所以m1gΔl<m2gΔl 即m1g(l1-Δl)>m2g(l2-Δl) 则扁担左端向下倾斜，故A符合题意，B不符合题意； CD．因为扁担左端向下倾斜，所以，要使扁担恢复水平平衡，应向右侧筐中加入货物，由杠杆的平衡条件可得m1g(l1-Δl)=(m2+m)g(l2-Δl) 且m1gl1=m2gl2 解得 故C不符合题意，D符合题意。 故选AD。 3．（2025·天津河北·一模）实验小组通过探究杠杆的平衡条件，来解释桔棒的使用原理。 (1)实验前，杠杆水平静止如图甲所示，此时杠杆处于 状态（选填“平衡”或“非平衡”）。将左下角物块取走后，不调节平衡螺母，杠杆 保持水平位置静止（选填“仍能”或“不能”）； (2)如图乙，此时杠杆在水平位置平衡，若再在右侧钩码下端加挂一个钩码，杠杆会 （选填“左端下沉”或“右端下沉”）； (3)桔槔是我国古代的取水工具，如图丙，在井边竖一根树权，架上一根横木，横木的一端绑上大石块，另一端系绳和水桶，简化图如图丁1。若水桶盛满水后，为减小人向上提水的拉力，根据杠杆的平衡条件，可以 （选填“增大”或“减小”）石块的质量或向 （选填“左”或“右”）移动杠杆的支点； (4)图丁2为枯棒在水平位置平衡的模型图，A处所吊水和水桶的总质量为，处为支点，杠杆的质量为，重心在处，处所挂石块的质量为，。，，请写出的表达式， （用字母、、、、表示）。 【答案】(1) 平衡 仍能 (2)右端下沉 (3) 增大 左 (4) 【详解】（1）[1]图甲中杠杆静止，说明杠杆受力平衡，所以处于平衡状态。 [2]图甲中杠杆的重力作用线过支点，将杠杆左下角物块M取走后，不调节平衡螺母，杠杆的重力作用线仍过支点，所以杠杆仍能平衡。 （2）如图乙，此时杠杆在水平位置平衡，则两端力和力臂的乘积相等，若再在右侧钩码下端加挂一个钩码，则右端力和力臂的乘积大于左端，所以杠杆右端下沉。 （3）[1]水桶盛满水后，阻力与阻力臂的乘积变大，为减小人向上提水的拉力，根据杠杆的平衡条件，可以增大石块的重力。 [2]水桶盛满水后，阻力变大，可以向左移动杠杆的支点，减小阻力臂，增大动力臂，从而减小人向上提水的拉力。 （4）由杠杆平衡条件则有 解得 4．（2025·天津河东·一模）如图所示，同学们找到一些与物理相关的情境，下列说法中正确的是（    ） A．甲图：菜刀磨得很锋利是为了减小压强 B．乙图：把自制气压计从山下移到山上，细管内的水柱会上升 C．丙图：向两张纸中间吹气时纸会向中间靠拢，因为流速越小的位置压强越小 D．丁图：在做俯卧撑用力时，可以把人看作一个费力杠杆 【答案】B 【详解】A．甲图：菜刀磨得很锋利是为了通过减小受力面积来增大压强，故A错误； B．乙图：把自制气压计从山下移到山上，外界大气压减小，瓶内的水在水面上方气压作用下进入细管，细管内的水柱会上升，故B正确； C．丙图：向两张纸中间吹气时纸会向中间靠拢，因为两张纸中间的空气流速增大，流速越大的位置压强越小，外侧大气压将纸向内压，故C错误； D．丁图：在做俯卧撑用力时，可以把人看作一个杠杆，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D错误。 故选B。 机械效率考点02 1．（2025·天津河东·一模）如图所示，在测量滑轮组机械效率的实验时，部分实验数据如下表。 实验次数 钩码重力 钩码上升高度 拉力 绳端移动距离 机械效率 1 1.0 5 15 2 1.5 5 0.8 15 3 2.0 5 1.0 15 4 2.0 10 1.0 30 请根据要求完成下列任务： (1)实验过程中，应缓慢拉动弹簧测力计，使钩码向上做 运动；第1次实验时，弹簧测力计示数如图所示，为 N;第2次实验时该滑轮组的机械效率为 : (2)分析1、2、3次实验数据可知，用同一滑轮组提升重物时，重物越重， ;分析3、4次实验数据可知，滑轮组的机械效率与钩码上升高度 （选填“有关”或“无关”）: (3)结合生活实际，用滑轮组提升重物时，可提高机械效率的措施有 （写出一例不同于上述实验的措施） 【答案】(1) 匀速直线 0.6 62.5% (2) 机械效率越大 无关 (3)见解析 【详解】（1）[1]实验中应使钩码匀速直线上升，此时系统处于平衡状态，弹簧测力计示数稳定，便于准确读数。 [2]弹簧测力计分度值为0.1N，示数为0.6N。 [3]第2次实验的机械效率 （2）[1]比较1、2、3次实验数据，当钩码重力从1N增加到2N时，机械效率从55.6%提高到66.7%，说明同一滑轮组提升重物越重，机械效率越高。 [2]比较3、4次实验数据，虽然钩码上升高度从5cm增加到10cm，但机械效率保持66.7%不变，说明机械效率与钩码上升高度无关。 （3）实际应用中可以通过减轻动滑轮重量来减小额外功，或给滑轮轴加润滑油来减小摩擦，这些措施都能提高机械效率。 2．（2025·天津滨海新·一模）用如图甲所示滑轮组提升重物时，绳子自由端拉力做功随时间变化的关系如图乙所示，在20s内重物提升了4m，每个滑轮重100N。不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．绳子自由端拉力的功率为200W B．绳子自由端拉力的大小为250N C．该滑轮组提升的物重为900N D．该滑轮组的机械效率为80% 【答案】ABD 【详解】A．由图乙可知，在20s内拉力做的总功，则绳子自由端拉力的功率 故A正确； B．已知重物提升了，由图乙可知，所以绳子自由端移动的距离 绳子自由端拉力 故B正确； C．不计绳重和摩擦，有两个动滑轮，每个滑轮重100N，则物体的重力 故C 错误； D．总功，有用功 滑轮组的机械效率 故D正确。 故选ABD。 3．（2025·天津滨海新·一模）如图所示，用滑轮组提升质量为12kg的物体时，物体在10s内匀速竖直上升2m。所用拉力F为50N。则在提升物体的过程中（不计绳重和摩擦， ）下列说法正确的是（  ） A．绳子自由端移动的速度为0.2m/s B．滑轮组提升物体做的有用功为300J C．拉力做功的功率为30W D．该滑轮组的机械效率为80% 【答案】CD 【详解】A．已知物体在10s内匀速竖直上升2m，则物体移动的速度为 图中连接动滑轮绳子的股数是3股，则绳末端移动的速度为 故A错误； B．滑轮组提升物体做的有用功为 故B错误； C．拉力做功的功率为 故C正确； D．该滑轮组的机械效率为 故D正确。 故选CD。 4．（2025·天津南开·一模）如图，某同学用滑轮组提升重物，已知拉力为40N，在6s内将重90N的物体匀速提升3m，不计绳重和摩擦。求在此过程中： (1)该滑轮组的机械效率； (2)若绳子能承受的最大拉力是45N，请计算说明，使用该滑轮组能否提起重110N的物体。 【答案】(1)75% (2)见解析 【详解】（1）由图知道，n=3，该滑轮组的机械效率为 （2）不计绳重和摩擦，由知道，动滑轮重为 若绳子能承受的最大拉力是45N，则能提升的最大物重为 因此使用该滑轮组不能提起重110N的物体。 5．（2025·天津红桥·一模）将一个重240N的物体匀速推到斜面顶端，人沿斜面向上的推力为120N，物体沿斜面移动的距离，上升的高度。则： (1)人对物体做的有用功是多少J？ (2)斜面的机械效率是多大？ 【答案】(1)288J (2) 【详解】（1）克服物体重力所做的有用功 （2）力做的总功 斜面的机械效率 6．（2025·天津河西·一模）小聪看到建筑工地上工作的塔吊如图1所示，她查阅相关资料后，画出了与塔吊连接方式相同的滑轮组如图2所示。已知物体的重为3000N，拉力为1500N，物体以0.5m/s的速度匀速上升10s。求： (1)绳端移动的距离； (2)拉力的功率； (3)滑轮组的机械效率。 【答案】(1)15m (2) (3)66.7% 【详解】（1）由图可知，滑轮组的动滑轮绕绳子的段数n=3，绳端移动的距离为s=nh=nvt=3×0.5m/s×10s=15m （2）拉力的功率为 （3）滑轮组的机械效率 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$