第十二章 简单机械（巩固培优）-2024-2025学年八年级下册物理人教版（2024）

单元培优 简单机械 一．选择题（共12小题） 1．（2025•凌河区校级三模）下列工具中，人们正常使用时，属于费力杠杆的是（　　） A． B． C． D． 2．（2025春•北碚区校级期末）《齐民要术》记载“井深用辘轳，井浅用桔槔”，如图所示，下列关于我国古代两种机械辘轳和桔槔说法正确的（　　） A．使用辘轳取水既可以省距离也可以省功 B．使用桔槔取水既可以省力又可以省距 C．用辘轳和桔槔提水，机械效率小于100% D．用辘轳和桔槔提水，其有用功一定相同 3．（2025春•张店区期末）如图所示，借助动滑轮用弹簧测力计将重物匀速提升10cm。下列说法正确的是（　　） A．作用在绳子上的拉力为3.6N B．绳子自由端移动的距离为10cm C．拉力做的功为0.48J D．增加重物提升的高度，可以提高该动滑轮的机械效率 4．（2025春•通州区期末）实验课上，同学们对滑轮的省力情况非常感兴趣。某小组用质量相同的多个滑轮，组装出四种不同的使用方式，随后他们用重力为6N的物体A进行了测试。测试过程如图所示，在竖直方向上的力F1、F2、F3、F4的作用下物体A均能匀速上升。不计绳重及摩擦，四个力中最大的是（　　） A．F1 B．F2 C．F3 D．F4 5．（2025春•丛台区校级期末）某同学设计了一种如图所示的简易电梯，由图可知（　　） A．A是动滑轮 B．B是定滑轮 C．如果电动机向下拉动绳子，电梯厢将上升 D．该装置不能省力 6．（2025春•永年区期末）吊车是用来提升重物的。如图，是一辆吊车正在工作的场景，下列说法正确的是（　　） A．机械脚增大了吊车的支撑面积从而减小了稳定程度 B．机械脚压在一块大铁板上是为了减小对地压强 C．起重臂顶端的定滑轮可以省力 D．吊车工作时，起重臂是省力杠杆 7．（2025春•市南区期末）自行车是便捷环保的交通工具，其中包含了许多物理知识。下列分析错误的是（　　） A．图甲：车轮胎刻有一些花纹，这是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦 B．图乙：车的前轴、中轴、后轴上装有滚动轴承，这是用滚动代替滑动来减小摩擦 C．图丙：刹车闸是一个费力杠杆，通过较小的力就能使车闸以较大的压力压到车轮的钢圈上，实现刹车 D．图丁：轴上的脚蹬和花盘齿轮组成省力轮轴，脚蹬半径大于花盘齿轮半径，使得骑行更加省力 8．（2025春•惠来县期末）下列关于一些物理知识，说法中正确的是（　　） A．日常吃饭用的筷子是省力杠杆 B．鞋底凹凸不平的花纹是为了减小摩擦力 C．针头尖细是为了减小压强 D．物体在任何情况下都有惯性 9．（2025春•永年区期末）如图是塔式起重机的简易示意图，滑轮组可在起重臂上左右移动。现将重1.5×104N的货物沿竖直方向向上吊起3m，用时6s，克服绳重和摩擦做的功是拉力做功的五分之一，已知动滑轮总重为5000N。下列说法正确的是（　　） A．平衡重一定时，只将滑轮组向左移动，能安全吊起货物的最大质量将减小 B．此过程滑轮组的机械效率为60% C．绳端拉力为6000N D．拉力做功的功率为3125W 10．（2025•江北区校级三模）如图，工人用600N的拉力，将一桶装有质量为54kg的涂料从地面提起，桶在10s内匀速上升5m，不计绳重和摩擦，说法正确的是（　　） A．竖直向下拉绳时更省力 B．绳子自由端的速度为1m/s C．该装置的机械效率为90% D．工人拉力的功率为270W 11．（2025•保亭县二模）滑轮和杠杆都是简单机械。若忽略机械的自重和摩擦，则下列杠杆和滑轮的使用方式能省一半力的是（　　） A． B． C． D． 12．（2025•綦江区一模）如图所示，用滑轮组提升重物时，将重500N的物体在5s内匀速提升了1m，已知动滑轮重为100N（不计绳重和摩擦），则提升重物的过程中正确的是（　　） A．绳子自由端拉力移动的速度为0.6m/s B．绳子自由端拉力F的大小为250N C．绳子自由端拉力F的功率为150W D．滑轮组的机械效率为83.3% 二．填空题（共8小题） 13．（2025春•德惠市校级期末）在巴黎奥运会皮划艇静水女子500米双人皮划艇决赛中，中国皮划艇对卫冕成功。如图，是两名运动员在比赛中奋力划桨的情景。选手在鼓点的号令下，利用船桨有节奏的向后划水。运动员手中滑动的船桨可看作一个　 　 杠杆；船桨往后划水，龙舟能前进，说明　 　 ；停止划水后皮划艇继续前进是因为皮划艇具有　 　 。 14．（2025春•庐阳区校级期末）如图所示，用一个长为1.2m的斜面将重为45N的物体沿斜面匀速拉到0.4m的高台上，斜面的机械效率为60%，则物体受到的拉力是 　 　 N。 15．（2025春•开福区校级期末）生活处处有物理，唐诗“八月秋高风怒号，卷我屋上三重茅”，诗中秋风“卷”走“三重茅”是由于屋顶外侧空气流速快，压强 　 　 ，从而产生一个向上的力。升国旗时，旗手缓缓向下拉绳子。国旗就会徐徐上升，这是因为旗杆顶部有一个滑轮，这个滑轮的作用是 　 　 。 16．（2025•西安校级一模）工人师傅用如图所示的滑轮组（两个滑轮相同）匀速提升重为800N的物体，所用拉力F为500N，物体在20s内升高了4m。不计绳重和摩擦，则一个滑轮的重为　 　 N；提升重物的过程中，拉力F做功的功率为　 　 W，滑轮组的机械效率为　 　 。 17．（2025•庐阳区校级三模）港珠澳大桥如图甲所示，是世界上最长的跨海大桥，小林将大桥简化为如图乙所示的杠杆模型。OA为质量分布均匀的细杆，其重力G＝3N，绳子AB与OA的夹角为30°，要使OA保持水平静止，绳子拉力F的大小为　 　 N。（不计绳重与摩擦） 18．（2025•开福区校级三模）如图所示，建筑工人利用动滑轮运送建筑材料。某次施工时，工人将重为200N的水泥桶匀速提升到距地面4m高处，用时20s；已知工人所用拉力为120N，不计绳重和绳与滑轮间的摩擦。（g取10N/kg） （1）水泥桶上升的速度为　 　 m/s； （2）提升水泥桶过程中工人拉动绳子做功的功率为　 　 W； （3）若工人所拉的绳子允许承受的最大拉力为200N，则利用该动滑轮提升重物的最大机械效率为　 　 %。 19．（2025•新宾县模拟）如图甲所示的是一种辘轳，它是简单机械中的 　 　 ，提水时，用力使大轮转动，小轮随之转动并缠绕井绳，提起水桶。大轮与小轮的半径比为4：1，水桶受到的总重力为90N。若要使辘轳静止在图乙所示位置，则作用在C点最小的力应为 　 　 N。（不计井绳的粗细和自重） 20．（2025春•蔡甸区校级期末）如图是2025年5月11日，数只龙舟在武汉市洪山区南湖湖面激烈比拼逐浪前行的画面。运动员奋力摇动船桨，使龙舟飞速向前行进的力的施力物体是 　 　 （选填“船桨”或“湖水”），运动员手中的船桨相当于一个 　 　 的杠杆（选填“省距离”或“费距离”）。并排前进的两艘龙舟不能离的太近，原因是龙舟之间的水流速 　 　 ，压强 　 　 （两空均选填“大”或“小”），容易相撞。 三．作图题（共1小题） 21．（2025春•开福区校级期末）如图，向上拉提手时，请画出F1的力臂L1。 四．实验探究题（共1小题） 22．（2025春•北京期末）小红利用如图所示的实验装置进行实验时，使用的每个钩码重力均为1N，轻质杠杆上相邻刻线间的距离相等。请按要求完成下列问题： （1）如图甲所示，为使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向 　 　 侧调节（选填“左”或“右”）。实验中让杠杆在水平位置平衡的主要目的是 　 　 。 （2）如图乙所示，竖直向上拉动电子测力计，使杠杆水平平衡，则测力计示数应为 　 　 N。 （3）如图丙所示，当杠杆右端的钩码位置和数量保持不变，依次沿DA、DB、DC方向拉动电子测力计，使杠杆静止时，均保持水平平衡，观察到测力计示数逐渐变大，理由是 　 　 。 五．计算题（共1小题） 23．（2025•澄海区一模）在中考体育力量训练中，俯卧撑可简化为杠杆模型。如图甲所示为某同学做俯卧撑时的简化示意图，该同学质量为50kg，其重心位于A点，如图乙所示。当他每次撑起身体时，重心竖直上升0.3m。（取g＝10N/kg）求： （1）该同学所受重力G的大小； （2）该同学每次将身体撑起克服自身重力所做的功； （3）如图甲和乙所示，该同学保持静止状态，此时地面对双手的支持力F的大小。 单元培优 简单机械 参考答案与试题解析 一．选择题（共12小题） 1．（2025•凌河区校级三模）下列工具中，人们正常使用时，属于费力杠杆的是（　　） A． B． C． D． 【考点】杠杆的分类． 【专题】定性思想；推理法；简单机械；理解能力． 【答案】B 【分析】根据题意，先判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆。 【解答】解：A、钳子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A错误； B、筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故B正确； C、剪刀在使用过程中动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C错误； D、瓶盖起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D错误； 故选：B。 【点评】本题主要考查杠杆的分类。 2．（2025春•北碚区校级期末）《齐民要术》记载“井深用辘轳，井浅用桔槔”，如图所示，下列关于我国古代两种机械辘轳和桔槔说法正确的（　　） A．使用辘轳取水既可以省距离也可以省功 B．使用桔槔取水既可以省力又可以省距离 C．用辘轳和桔槔提水，机械效率小于100% D．用辘轳和桔槔提水，其有用功一定相同 【考点】机械效率的概念；轮轴及其应用；有用功的概念；功的原理． 【专题】简单机械；功、功率、机械效率；理解能力． 【答案】C 【分析】A.使用任何设备都不能省功； B.使用机械时，省力就费距离； C.用辘轳和桔槔提水，因存在摩擦力和绳子的重力等因素，总功大于有用功； D.用辘轳和桔槔提水的有用功与提升的重力和提水高度有关。 【解答】解：A.使用辘轳取水省了力，费力距离，使用任何机械都不省功，故A错误； B.使用桔槔取水既可以省力但费了距离，故B错误； C.用辘轳和桔槔提水，因存在摩擦力和绳子的重力等因素，总功大于有用功，机械效率小于100%，故C正确； D.用辘轳和桔槔提水的有用功与提升的重力和提水高度有关，提升的重力和提升距离不同，有用功不同，故D错误。 故选：C。 【点评】本题考查了轮轴的工作原理，功与机械效率的概念。 3．（2025春•张店区期末）如图所示，借助动滑轮用弹簧测力计将重物匀速提升10cm。下列说法正确的是（　　） A．作用在绳子上的拉力为3.6N B．绳子自由端移动的距离为10cm C．拉力做的功为0.48J D．增加重物提升的高度，可以提高该动滑轮的机械效率 【考点】提高滑轮组的机械效率；功的简单计算；绳子自由端移动的距离；滑轮组中的相关计算． 【专题】应用题；简单机械；功、功率、机械效率；应用能力． 【答案】C 【分析】（1）认清弹簧测力计的分度值，根据指针对应的刻度读数； （2）动滑轮绳子股数为2，根据s＝nh求出绳子自由端移动的距离； （3）根据W总＝Fs求出拉力做的功； （4）根据η分析回答。 【解答】解：A、由图可知，弹簧测力计的分度值为0.2N，指针指在刻度线“2.4”的位置，因此作用在绳子上的拉力为2.4N，故A错误； B、动滑轮绳子股数为2，绳子自由端移动的距离为s＝nh＝2×10cm＝20cm，故B错误； C、拉力做的功为： W总＝Fs＝2.4N×0.2m＝0.48J，故C正确； D、根据η可知，只增加重物被提升的高度，该动滑轮的机械效率不变，故D错误。 故选：C。 【点评】本题考查了动滑轮的特点、做功公式和机械效率公式的综合应用。 4．（2025春•通州区期末）实验课上，同学们对滑轮的省力情况非常感兴趣。某小组用质量相同的多个滑轮，组装出四种不同的使用方式，随后他们用重力为6N的物体A进行了测试。测试过程如图所示，在竖直方向上的力F1、F2、F3、F4的作用下物体A均能匀速上升。不计绳重及摩擦，四个力中最大的是（　　） A．F1 B．F2 C．F3 D．F4 【考点】滑轮组绳子上的拉力；定滑轮不省力；动滑轮省一半力． 【专题】应用题；错解分析题；简单机械；应用能力． 【答案】B 【分析】先确定使用滑轮组时承担物重的绳子股数n，不计绳重和摩擦，拉力FG。 【解答】解：设每个滑轮的重力为G0，物体A重力为G，不计绳重和摩擦； A、第一个图中是动滑轮，n1＝2，则拉力：； B、第二个图是动滑轮的逆向使用，则拉力：F2＝2G+G0； C、第三个图是定滑轮，则拉力：F3＝G； D、第四个图是滑轮组，n4＝3，则。 比较可知四个力中最大的是F2，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选：B。 【点评】本题考查了使用滑轮组时拉力的计算，确定承担物重的绳子股数是关键。 5．（2025春•丛台区校级期末）某同学设计了一种如图所示的简易电梯，由图可知（　　） A．A是动滑轮 B．B是定滑轮 C．如果电动机向下拉动绳子，电梯厢将上升 D．该装置不能省力 【考点】定滑轮与动滑轮的判断；滑轮组的特点． 【专题】简单机械；应用能力． 【答案】C 【分析】（1）定滑轮的特点：定滑轮使用时，滑轮的位置固定不变，不省力，但可以改变力的方向。 （2）动滑轮的特点：能省一半的力，但不能改变力的方向。 （3）滑轮组是将定滑轮与动滑轮结合在一起，既能省力，又能改变力的方向。 【解答】解：AB、A滑轮的轴固定不动，是定滑轮，B滑轮的轴随电梯厢一起移动是动滑轮，故AB错误； C、如果电动机向下拉动绳子，通过定滑轮改变了力的方向，所以电梯厢将上升，故C正确； D、该装置是滑轮组，滑轮组能省力，故D错误。 故选：C。 【点评】此题主要考查的是对滑轮组的了解以及对滑轮组中绳子自由端移动的距离和物体上升高度之间的关系的了解，难度不大，基础性题目。 6．（2025春•永年区期末）吊车是用来提升重物的。如图，是一辆吊车正在工作的场景，下列说法正确的是（　　） A．机械脚增大了吊车的支撑面积从而减小了稳定程度 B．机械脚压在一块大铁板上是为了减小对地压强 C．起重臂顶端的定滑轮可以省力 D．吊车工作时，起重臂是省力杠杆 【考点】杠杆的分类；定滑轮不省力；减小压强． 【专题】其他综合题；应用能力． 【答案】B 【分析】（1）提高稳度的方法有两个，一是增大物体的支撑面，二是降低物体的重心，根据这两点作答； （2）在压力不变时，通过增大受力面积可以减小压强； （3）定滑轮的特点是不省力，但可以改变力的方向； （4）结合图片和生活经验，先判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆； 【解答】解：A．机械脚增大吊车的支撑面积，会增大稳定程度，不会减小稳定程度，故A错误； B．机械脚压在一块大铁板上，目的是在压力一定时，通过增大受力面积来减小对地压强，故B正确； C．定滑轮属于等臂杠杆，不省力，但可以改变力的方向，故C错误； D．吊车工作时，起重臂的动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，而不是省力杠杆，故D错误。 故选：B。 【点评】此题考查了稳度的判断、减小压强的方法、杠杆的分类，是一道综合题。 7．（2025春•市南区期末）自行车是便捷环保的交通工具，其中包含了许多物理知识。下列分析错误的是（　　） A．图甲：车轮胎刻有一些花纹，这是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦 B．图乙：车的前轴、中轴、后轴上装有滚动轴承，这是用滚动代替滑动来减小摩擦 C．图丙：刹车闸是一个费力杠杆，通过较小的力就能使车闸以较大的压力压到车轮的钢圈上，实现刹车 D．图丁：轴上的脚蹬和花盘齿轮组成省力轮轴，脚蹬半径大于花盘齿轮半径，使得骑行更加省力 【考点】轮轴及其应用；增大有益摩擦的方法；减小有害摩擦的方法；杠杆的分类． 【专题】重力、弹力、摩擦力；简单机械． 【答案】C 【分析】A.车轮胎刻有一些花纹，是为了增大摩擦； B.从减少滑动摩擦力的方法说明； C.刹车闸是一个省力杠杆； D.轮轴可以看成一个省力杠杆。 【解答】解：A.车轮胎刻有一些花纹，压力一定接触面的粗糙程度越大，滑动摩擦力越大，故A正确，不符合题意； B.滚动摩擦代替滑动摩擦力可减小摩擦力，故B正确，不符合题意； C.刹车闸是一个省力杠杆，其动力臂大于阻力臂，故C错误，符合题意； D.轮轴可以看成一个省力杠杆脚蹬半径大于花盘齿轮半径，使得骑行更加省力，故D正确，不符合题意。 故选：C。 【点评】本题考查了增大或减小滑动摩擦力的方法，杠杆的分类。 8．（2025春•惠来县期末）下列关于一些物理知识，说法中正确的是（　　） A．日常吃饭用的筷子是省力杠杆 B．鞋底凹凸不平的花纹是为了减小摩擦力 C．针头尖细是为了减小压强 D．物体在任何情况下都有惯性 【考点】杠杆的分类；惯性的普遍性；增大有益摩擦的方法；增大压强． 【专题】定性思想；推理法；压强、液体的压强；简单机械；理解能力． 【答案】D 【分析】根据杠杆原理，判断一个杠杆是省力还是费力，要看动力臂和阻力臂的长度关系，如果动力臂比阻力臂长，就是省力杠杆，反之则是费力杠杆；摩擦力的大小与接触面的粗糙程度和压力有关；当压力一定时，受力面积越小，压强越大；惯性是物体的固有属性，只与质量有关。 【解答】解：A．吃饭时使用的筷子，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故A错误； B．鞋底的花纹设计是为了增加接触面的粗糙程度，从而增大摩擦力，防止滑倒。故B错误； C．针头设计得尖细是为了在相同的压力下，通过减小受力面积来增大压强，使用针头时更省力，故C错误； D．一切物体都有惯性，惯性是物体的固有属性，惯性不是力，故D正确。 故选：D。 【点评】本题主要考查了物理常识中的杠杆原理、摩擦力、压强以及惯性的基本概念。 9．（2025春•永年区期末）如图是塔式起重机的简易示意图，滑轮组可在起重臂上左右移动。现将重1.5×104N的货物沿竖直方向向上吊起3m，用时6s，克服绳重和摩擦做的功是拉力做功的五分之一，已知动滑轮总重为5000N。下列说法正确的是（　　） A．平衡重一定时，只将滑轮组向左移动，能安全吊起货物的最大质量将减小 B．此过程滑轮组的机械效率为60% C．绳端拉力为6000N D．拉力做功的功率为3125W 【考点】滑轮、滑轮组机械效率的计算；功率的计算；杠杆的平衡条件的应用；滑轮组绳子上的拉力． 【专题】应用题；简单机械；功、功率、机械效率；应用能力． 【答案】B 【分析】（1）根据杠杆平衡条件分析解答； （2）利用W有＝Gh求有用功，利用W动＝G动h求克服动滑轮重力做的额外功，根据克服绳重和摩擦做的功是拉力做功的五分之一表示出克服绳重和摩擦做的功，利用W总＝W有+W额求总功，利用η100%求滑轮组的机械效率； （3）由图可知n＝4，绳子自由端移动的距离s＝nh，利用W总＝Fs求绳端拉力； （4）利用P求拉力做功的功率。 【解答】解：A、平衡重一定时，只将滑轮组向左移动时，左侧的力和力臂不变，右侧的力臂减小，由杠杆平衡条件可知，右侧的力增大，因此能安全吊起货物的最大质量将增大，故A错误； B、拉力做的有用功：W有＝Gh＝1.5×104N×3m＝4.5×104J， 克服动滑轮重力做的额外功：W动＝G动h＝5000N×3m＝1.5×104J， 由题意可知，克服绳重和摩擦做的功：WfW总， 则总功：W总＝W有+W额＝W有W总+W动， 解得：W总（W有+W动）（4.5×104J+1.5×104J）＝7.5×104J， 滑轮组的机械效率：η100%100%＝60%，故B正确； C、由图可知n＝4，绳子自由端移动的距离：s＝nh＝4×3m＝12m， 由W总＝Fs可知，绳端拉力：F6250N，故C错误； D、拉力做功的功率：P1.25×104W，故D错误。 故选：B。 【点评】本题考查杠杆平衡条件、功、功率和机械效率公式的应用，关键是利用W总＝W有+W额列出表达式求出总功。 10．（2025•江北区校级三模）如图，工人用600N的拉力，将一桶装有质量为54kg的涂料从地面提起，桶在10s内匀速上升5m，不计绳重和摩擦，说法正确的是（　　） A．竖直向下拉绳时更省力 B．绳子自由端的速度为1m/s C．该装置的机械效率为90% D．工人拉力的功率为270W 【考点】滑轮、滑轮组机械效率的计算；功率的计算；定滑轮不省力；绳子自由端移动的速度． 【专题】应用题；简单机械；功、功率、机械效率；应用能力． 【答案】C 【分析】（1）轴的位置固定不动的滑轮叫定滑轮，使用定滑轮时，可以改变力的方向，但不能省力； （2）使用定滑轮时，绳子自由端移动的距离s＝h，利用速度公式求绳子自由端的速度； （3）利用W＝Gh＝mgh求克服物体重力做的有用功，利用W＝Fs计算拉力做的总功，该装置的机械效率等于有用功与总功的比值； （4）利用P计算拉力做功功率。 【解答】解：A、由图知，滑轮的轴的位置固定不动，为定滑轮，使用定滑轮时，可以改变力的方向，不能省力，竖直向下拉绳时也不能省力，故A错误； B、使用定滑轮时，绳子自由端移动的距离s＝h＝5m，绳子自由端的速度v0.5m/s，故B错误； C、克服物体重力做的有用功W有用＝Gh＝mgh＝54kg×10N/kg×5m＝2700J， 拉力做的总功W总＝Fs＝600N×5m＝3000J， 该装置的机械效率： η100%＝90%，故C正确； D、拉力做功功率： P300W，故D错误。 故选：C。 【点评】本题考查了定滑轮的特点，以及使用定滑轮时有用功、总功、功率、机械效率的计算，明确有用功、总功、机械效率的含义是关键。 11．（2025•保亭县二模）滑轮和杠杆都是简单机械。若忽略机械的自重和摩擦，则下列杠杆和滑轮的使用方式能省一半力的是（　　） A． B． C． D． 【考点】简单机械省力情况的比较． 【专题】简单机械． 【答案】B 【分析】若忽略机械的自重和摩擦，由杠杆的条件和定滑轮、滑轮组的省力情况来分析判断能省一半力的装置。 【解答】解：若忽略机械的自重和摩擦： A.图中重物有三段绳子承担，绳子端拉力等于三分之一的重物重力，故A不符合题意； B.图中有两段绳子承担重物，绳子端拉力等于重物重力的一半，故B符合题意； C.杠杆在水平位置平衡时，由杠杆得平衡条件得：F1L1＝F2L2， 即：F•3L＝G•2L，绳子的拉力FG，故不符合题意； D.图中定滑轮，拉力F等于重力G，故D不符合题意。 故选：B。 【点评】本题考查了杠杆平衡条件的应用，滑轮及滑轮组的省力情况。 12．（2025•綦江区一模）如图所示，用滑轮组提升重物时，将重500N的物体在5s内匀速提升了1m，已知动滑轮重为100N（不计绳重和摩擦），则提升重物的过程中正确的是（　　） A．绳子自由端拉力移动的速度为0.6m/s B．绳子自由端拉力F的大小为250N C．绳子自由端拉力F的功率为150W D．滑轮组的机械效率为83.3% 【考点】滑轮、滑轮组机械效率的计算；功率的计算；滑轮组绳子上的拉力；绳子自由端移动的速度． 【专题】应用题；简单机械；功、功率、机械效率；应用能力． 【答案】D 【分析】（1）根据滑轮组装置确定绳子股数，利用v求出绳子自由端移动的速度； （2）不计绳重和摩擦，根据F（G+G动）求出绳子自由端拉力F的大小； （3）根据PFv求出绳子自由端拉力F的功率； （4）根据η求出该滑轮组的机械效率。 【解答】解：A、由图可知，n＝2，物体5s内匀速提升1m，则绳子自由端拉力移动的速度为： v0.4m/s，故A错误； B、不计绳重和摩擦，绳子自由端拉力F的大小为： ，故B错误； C、绳子自由端拉力F的功率为： Fv＝300N×0.4m/s＝120W，故C错误； D、滑轮组的机械效率为： ，故D正确。 故选：D。 【点评】本题考查了功率公式、机械效率公式、滑轮组绳子拉力公式的综合应用。 二．填空题（共8小题） 13．（2025春•德惠市校级期末）在巴黎奥运会皮划艇静水女子500米双人皮划艇决赛中，中国皮划艇对卫冕成功。如图，是两名运动员在比赛中奋力划桨的情景。选手在鼓点的号令下，利用船桨有节奏的向后划水。运动员手中滑动的船桨可看作一个　费力　 杠杆；船桨往后划水，龙舟能前进，说明　力的作用是相互的　 ；停止划水后皮划艇继续前进是因为皮划艇具有　惯性　 。 【考点】杠杆的分类；力的相互性；运用惯性判断物体的运动． 【专题】其他综合题；应用能力． 【答案】费力；力的作用是相互的；惯性。 【分析】（1）结合图片和生活经验，先判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆； （2）力是物体对物体的作用，物体间力的作用是相互的； （3）惯性是指物体具有保持静止状态或匀速直线运动状态的性质。 【解答】解：船桨在使用过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆；船桨往后划水，给水一个向后的力，由于物体间力的作用是相互的，因此水会给船一个向前的力，使船前进； 皮划艇具有惯性，因此停止划水后皮划艇能继续前进。 故答案为：费力；力的作用是相互的；惯性。 【点评】本题考查的知识点较多，综合性较强，但难度不大。 14．（2025春•庐阳区校级期末）如图所示，用一个长为1.2m的斜面将重为45N的物体沿斜面匀速拉到0.4m的高台上，斜面的机械效率为60%，则物体受到的拉力是 　25　 N。 【考点】斜面机械效率的计算；有用功、额外功与总功． 【专题】功、功率、机械效率；应用能力． 【答案】25 【分析】已知物体的重和斜面的高，根据W＝Gh求克服物体重做的有用功，根据η求拉力做的总功，根据W＝Fs求拉力的大小。 【解答】解：克服物体重做的有用功：W有＝Gh＝45N×0.4m＝18J， 根据η可得拉力做的总功：， 由W＝Fs可得，拉力的大小：。 故答案为：25。 【点评】本题考查使用斜面时，功和机械效率的相关计算，难度不大。 15．（2025春•开福区校级期末）生活处处有物理，唐诗“八月秋高风怒号，卷我屋上三重茅”，诗中秋风“卷”走“三重茅”是由于屋顶外侧空气流速快，压强 　小　 ，从而产生一个向上的力。升国旗时，旗手缓缓向下拉绳子。国旗就会徐徐上升，这是因为旗杆顶部有一个滑轮，这个滑轮的作用是 　改变力的方向　 。 【考点】定滑轮改变力的方向；流体压强与流速的关系． 【专题】运动和力；理解能力． 【答案】小；改变力的方向。 【分析】流体的压强跟流速有关，流速越大压强越小。比较屋顶上下的空气流动速度，比较屋顶上下受到的压强，再比较屋顶受到向上和向下的压力； 使用滑轮时，轴的位置固定不动的滑轮称为定滑轮。定滑轮不省力，但是可以改变力的方向。 【解答】解：秋风刮过屋顶，屋顶上方的空气流动速度快，压强小；屋内空气流动速度慢，压强大，屋顶受到向上的压强大于向下的压强，产生一个向上的压强差和压力差，所以秋风“卷”走屋顶茅草。旗杆顶部有一个滑轮，是定滑轮，定滑轮不省力，但是可以改变力的方向。 故答案为：小；改变力的方向。 【点评】本题考查了流体压强和流速的关系以及定滑轮的特点，属于基础题。 16．（2025•西安校级一模）工人师傅用如图所示的滑轮组（两个滑轮相同）匀速提升重为800N的物体，所用拉力F为500N，物体在20s内升高了4m。不计绳重和摩擦，则一个滑轮的重为　200　 N；提升重物的过程中，拉力F做功的功率为　200　 W，滑轮组的机械效率为　80%　 。 【考点】滑轮、滑轮组机械效率的计算；功率的计算；动滑轮的重力． 【专题】应用题；简单机械；功、功率、机械效率；应用能力． 【答案】200；200；80%。 【分析】（1）根据滑轮组装置确定绳子股数，不计绳重和摩擦，利用F（G+G动）求出一个滑轮的重； （2）根据W总＝Fs求出拉力F做的总功，利用P求出拉力F做功的功率； （3）根据W有＝Gh求出拉力F做的有用功，利用η求出滑轮组的机械效率。 【解答】解：由图可知，n＝2，不计绳重和摩擦，根据F（G+G动）可知，一个滑轮的重力为： G动＝nF﹣G＝2×500N﹣800N＝200N； 自由端移动的距离为s＝2h＝2×4m＝8m，则拉力F做的功为： W总＝Fs＝500N×8m＝4000J， 拉力F的功率为： ； 拉力F做的有用功为： W有＝Gh＝800N×4m＝3200J， 则滑轮组的机械效率为： 。 故答案为：200；200；80%。 【点评】本题考查了做功公式、功率公式、机械效率公式和滑轮组绳子拉力公式的综合应用。 17．（2025•庐阳区校级三模）港珠澳大桥如图甲所示，是世界上最长的跨海大桥，小林将大桥简化为如图乙所示的杠杆模型。OA为质量分布均匀的细杆，其重力G＝3N，绳子AB与OA的夹角为30°，要使OA保持水平静止，绳子拉力F的大小为　3　 N。（不计绳重与摩擦） 【考点】杠杆的平衡条件的计算． 【专题】简单机械；理解能力． 【答案】3。 【分析】以O为支点，OA为质量分布均匀的细杆，，，由杠杆的平衡条件求出绳子拉力F的大小。 【解答】解：，，由杠杆的平衡条件得：Fl2＝Gl1， 绳子拉力F3N。 故答案为：3。 【点评】本题考查了杠杆平衡条件的应用。 18．（2025•开福区校级三模）如图所示，建筑工人利用动滑轮运送建筑材料。某次施工时，工人将重为200N的水泥桶匀速提升到距地面4m高处，用时20s；已知工人所用拉力为120N，不计绳重和绳与滑轮间的摩擦。（g取10N/kg） （1）水泥桶上升的速度为　0.2　 m/s； （2）提升水泥桶过程中工人拉动绳子做功的功率为　48　 W； （3）若工人所拉的绳子允许承受的最大拉力为200N，则利用该动滑轮提升重物的最大机械效率为　90　 %。 【考点】滑轮、滑轮组机械效率的计算；速度公式的简单计算；功率的计算． 【专题】应用题；简单机械；功、功率、机械效率；应用能力． 【答案】（1）0.2；（2）48；（3）90。 【分析】（1）根据v求出水泥桶上升的速度； （2）动滑轮绳子股数为2，根据P求出提升水泥桶过程中工人拉动绳子做功的功率； （3）不计绳重和绳与滑轮间的摩擦，根据F（G+G动）求出动滑轮重；若工人所拉的绳子允许承受的最大拉力为200N，根据F'（G'+G动）求出利用该动滑轮提升的最大物重，利用η求出该动滑轮提升重物的最大机械效率。 【解答】解：（1）水泥桶上升的速度为： v0.2m/s； （2）动滑轮绳子股数为2，提升水泥桶过程中工人拉动绳子做功的功率为： P48W； （3）不计绳重和绳与滑轮间的摩擦，根据F（G+G动）可知，动滑轮重为： G动＝nF﹣G＝2×120N﹣200N＝40N， 若工人所拉的绳子允许承受的最大拉力为200N，利用该动滑轮提升的最大物重为： G'＝nF'﹣G动＝2×200N﹣40N＝360N， 该动滑轮提升重物的最大机械效率为： η90%。 故答案为：（1）0.2；（2）48；（3）90。 【点评】本题考查了功率公式、机械效率公式和滑轮组绳子拉力公式的综合应用。 19．（2025•新宾县模拟）如图甲所示的是一种辘轳，它是简单机械中的 　轮轴　 ，提水时，用力使大轮转动，小轮随之转动并缠绕井绳，提起水桶。大轮与小轮的半径比为4：1，水桶受到的总重力为90N。若要使辘轳静止在图乙所示位置，则作用在C点最小的力应为 　22.5　 N。（不计井绳的粗细和自重） 【考点】轮轴及其应用；杠杆的平衡条件的应用． 【专题】简单机械；理解能力． 【答案】轮轴；22.5。 【分析】辘轳大轮和小轮由公共的转轴和轴组成，大小轮一起转动；把大轮与小轮的中心看作杠杆的支点，由杠杆的平衡条件可求出作用在C点的最小的力。 【解答】解：辘轳是简单机械中的轮轴；可以把轮轴看成是变形的杠杆，把大小轮的中心为支点大小轮的半径看成动力臂和阻力臂，由杠杆的平衡条件得：F1L1＝F2L2， 所以作用在C点最小的力F1。 故答案为：轮轴；22.5。 【点评】本次考查了轮轴的应用及杠杆的平衡条件。 20．（2025春•蔡甸区校级期末）如图是2025年5月11日，数只龙舟在武汉市洪山区南湖湖面激烈比拼逐浪前行的画面。运动员奋力摇动船桨，使龙舟飞速向前行进的力的施力物体是 　湖水　 （选填“船桨”或“湖水”），运动员手中的船桨相当于一个 　省距离　 的杠杆（选填“省距离”或“费距离”）。并排前进的两艘龙舟不能离的太近，原因是龙舟之间的水流速 　大　 ，压强 　小　 （两空均选填“大”或“小”），容易相撞。 【考点】杠杆的分类；力的相互性；流体压强与流速的关系． 【专题】其他综合题；应用能力． 【答案】湖水；省距离；大；小。 【分析】（1）力是物体对物体的作用，物体间力的作用是相互的； （2）结合图片和生活经验，先判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆； （3）流体流速越大的位置，压强越小。 【解答】解：在龙舟比赛中，船员用桨向后划水，桨对湖水有向后的作用力，由于物体间力的作用是相互的，湖水也会对桨有一个向前的推力，使龙舟向前行驶，所以使龙舟向前行驶的力的施力物体是湖水。 船桨在使用过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，会费力，但省距离。 根据流体流速越大的位置，压强越小可知，比赛时，并排前进的龙舟不能离得太近，因为两龙舟间水的流速大，压强小，容易相撞。 故答案为：湖水；省距离；大；小。 【点评】本题考查了力的相互性、杠杆的分类和流体压强与流速的关系等知识，基础题。 三．作图题（共1小题） 21．（2025春•开福区校级期末）如图，向上拉提手时，请画出F1的力臂L1。 【考点】力和力臂的画法． 【专题】应用题；作图题；简单机械；应用能力． 【答案】 【分析】画力臂的方法：首先确定支点，然后作出支点到力作用线的垂线。 【解答】解：已知支点为O，反向延长力F1的作用线，从支点向F1的作用线作垂线，垂线段的长度即为动力臂L1，如图所示： 【点评】此题主要考查了有关力臂的画法，首先要确定支点，然后从支点向力的作用线引垂线，垂线段的长度即为力臂。 四．实验探究题（共1小题） 22．（2025春•北京期末）小红利用如图所示的实验装置进行实验时，使用的每个钩码重力均为1N，轻质杠杆上相邻刻线间的距离相等。请按要求完成下列问题： （1）如图甲所示，为使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向 　左　 侧调节（选填“左”或“右”）。实验中让杠杆在水平位置平衡的主要目的是 　消除杠杆自重的影响，同时便于测量力臂　 。 （2）如图乙所示，竖直向上拉动电子测力计，使杠杆水平平衡，则测力计示数应为 　1.2　 N。 （3）如图丙所示，当杠杆右端的钩码位置和数量保持不变，依次沿DA、DB、DC方向拉动电子测力计，使杠杆静止时，均保持水平平衡，观察到测力计示数逐渐变大，理由是 　杠杆平衡时，阻力阻力臂不变，动力臂变小，动力变大　 。 【考点】探究杠杆的平衡条件；探究杠杆的平衡条件的实验前调节杠杆平衡；探究杠杆的平衡条件的实验中杠杆水平平衡的原因． 【专题】实验题；探究型实验综合题；实验基本能力． 【答案】（1）左；消除杠杆自重的影响，同时便于测量力臂；（2）1.2；（3）杠杆平衡时，阻力阻力臂不变，动力臂变小，动力变大。 【分析】（1）杠杆不在水平位置，右端向下倾斜，说明杠杆的重心在右端，据此判断平衡螺母的调节方向，调节杠杆在水平位置平衡主要目的是：消除杠杆自重的影响，同时便于测量力臂； （2）由杠杆平衡条件可算出拉力大小； （3）由图中力臂的变化，根据杠杆原理提出问题。 【解答】解：（1）如图甲，杠杆不在水平位置，右端向下倾斜，说明杠杆的重心在右端，故应向左调节平衡螺母，使杠杆水平平衡； 调节杠杆在水平位置平衡主要目的是：消除杠杆自重的影响，同时便于测量力臂； （2）由图可知，根据杠杆平衡条件，F1×L1＝F2×L2，3×1N×2L＝F×5L， F＝1.2N； （3）由图可知，阻力和阻力臂不变，依次沿OA、OB、OC方向拉动电子测力计，使杠杆静止时，均保持水平平衡，观察到测力计示数逐渐变大，理由是杠杆平衡时，阻力阻力臂不变，动力臂变小，动力变大。 故答案为：（1）左；消除杠杆自重的影响，同时便于测量力臂；（2）1.2；（3）杠杆平衡时，阻力阻力臂不变，动力臂变小，动力变大。 【点评】本题考查调节平衡螺母的作用、杠杆实验时动力和阻力的实验要求及根据杠杆平衡条件计算，有一定难度。 五．计算题（共1小题） 23．（2025•澄海区一模）在中考体育力量训练中，俯卧撑可简化为杠杆模型。如图甲所示为某同学做俯卧撑时的简化示意图，该同学质量为50kg，其重心位于A点，如图乙所示。当他每次撑起身体时，重心竖直上升0.3m。（取g＝10N/kg）求： （1）该同学所受重力G的大小； （2）该同学每次将身体撑起克服自身重力所做的功； （3）如图甲和乙所示，该同学保持静止状态，此时地面对双手的支持力F的大小。 【考点】杠杆的平衡条件的计算；重力的计算；功的简单计算． 【专题】简单机械；应用能力． 【答案】（1）该同学所受重力G的大小为500N； （2）该同学每次将身体撑起克服自身重力所做的功为150J； （3）如图甲和乙所示，该同学保持静止状态，此时地面对双手的支持力F的大小为300N。 【分析】（1）根据G＝mg得出该同学所受重力； （2）根据W＝Gh得出该同学每次将身体撑起克服自身重力所做的功； （3）根据杠杆的平衡条件可知此时地面对双手的支持力。 【解答】解：（1）该同学所受重力G＝mg＝50kg×10N/kg＝500N； （2）该同学每次将身体撑起克服自身重力所做的功W＝Gh＝500N×0.3m＝150J； （3）根据杠杆的平衡条件可知：F×l1＝G×l2， 此时地面对双手的支持力F300N； 答：（1）该同学所受重力G的大小为500N； （2）该同学每次将身体撑起克服自身重力所做的功为150J； （3）如图甲和乙所示，该同学保持静止状态，此时地面对双手的支持力F的大小为300N。 【点评】本题考查杠杆和功的有关知识，是一道综合题。 学科网（北京）股份有限公司 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