专题02 简单机械和机械效率（3大考点）（上海专用）2026年中考物理一模分类汇编

专题02 简单机械和机械效率 3大考点概览 考点01 杠杆 考点02 滑轮和滑轮组 考点03 机械效率 杠杆 考点1 1．（2026·上海浦东·一模）工人想要用撬棒撬起箱子，撬棒在如图所示的位置保持静止。 (1)O为撬棒的支点，工人对撬棒的作用力为动力，箱子对撬棒的作用力为阻力，在图中画出的力臂 ，此时撬棒相当于( ) A．等臂杠杆        B．省力杠杆        C．费力杠杆 (2)若动力臂为1.5m，阻力为300N，阻力臂为0.5m，则动力的大小为 N。 2．（2026·上海奉贤·一模）《天工开物》记载了脚踏碓舂米的情景，如图（a）所示。用脚连续踏木杠的一端，另一端的碓头就会连续起落将稻米去壳。 (1)如图（b）所示，“踏碓”相当于杠杆，画出阻力的阻力臂。（作图） (2)若该杠杆平衡时，动力臂为0.4m，阻力的大小为100N，阻力臂为0.8m，则动力的大小为 N。 (3)“碓”头的头部很尖，主要是为了______。 A．增大压强 B．减小压强 3．（2026·上海杨浦·一模）某兴趣小组在“斜拉桥的原理与模型制作”跨学科实践中。 (1)在研究斜拉索对桥面拉力F的大小与斜拉索和桥面夹角α的关系时，该小组同学利用硬卡纸和细线制作出如图（a）所示桥面的模型，桥面与桥柱间的连接点为O，用力传感器测出斜拉索顶端悬点在不同位置A、B、C时拉力F的大小，整个过程中桥面始终水平，相关数据见表1。 表1 斜拉索顶端悬点位置 A B C 拉力F的大小/N 1.55 1.73 2.12 a.分析表1数据，可得拉力F的大小与夹角α的关系是：同一桥面水平静止时， 。 b.该小组同学分别画出了三个位置时O点到斜拉索的距离、、，如图（b）所示。请根据简单机械的相关知识，分析并解释拉力F变大的原因 。 (2)为进一步研究桥面稳固性与桥面截面形状和桥墩间距的关系，该小组同学用相同纸张制作了不同截面形状的桥面，如图所示，将桥面放在两桥墩之间，在纸桥中央放上硬币，直到纸桥塌陷，记录下此时硬币的个数，相关数据见表2。 表2 序号 桥面 截面形状 桥墩间距（cm） 硬币个数（个） 1 a ○○○○ 15 36 2 b △△△△ 15 16 3 c □□□□ 18 19 4 c □□□□ 12 28 根据表2数据，是否能选出稳固性最强的截面形状，请简要说明理由： 。 4．（2026·上海嘉定区·一模）如图（a）所示用手提起重物的过程，桡骨可看作以肘关节为支点的杠杆，图（b）是对应的杠杆示意图。已知动力臂长为4cm，桡骨的长度为25cm，重物所受重力大小为20N。 (1)请在图（b）中画出阻力F2对应的力臂； (2)求出动力F1的大小。 5．（2026·上海静安&金山·一模）小华采用踮脚的方式进行关节柔韧性训练。小华所受的重力G为480N。 (1)如图所示，小华脚踮起站稳时，相关肌肉骨骼可以看作以O为支点的杠杆，每条腿中肌肉向上的拉力为，所克服的阻力为。阻力臂为 cm，若=240N，则的大小为 N； (2)小华双脚站立时，两鞋底与地面接触的总面积为，脚踮起站稳时，两鞋底与地面接触的总面积为。求双脚站立与脚踮起站稳两种情况下，小华对地面压强的变化量； (3)若小华20s内连续踮脚10次，每次踮脚他的重心均升高0.05m，求小华在20s内克服重力所做的功W，及其克服重力做功的功率P。 滑轮和滑轮组 考点2 6．（2026·上海奉贤·一模）如图所示，工人用动滑轮匀速提升重为400N的重物A，不计绳重和摩擦，所用的竖直拉力为250N，重物A上升的高度为10m，用时50s。 (1)该动滑轮可看作______杠杆。 A．省力 B．费力 C．等臂 (2)工人所做的有用功为 J，拉力F的功率P为 W。 7．（2026·上海徐汇区·一模）如图（a）所示，用竖直向上的拉力F，通过滑轮匀速提起重为20N的物体M。 (1)（作图）在图（b）中，用力的示意图画出物体M受到的拉力； (2)图（a）中的滑轮可以看作 杠杆，若不计摩擦和滑轮重力，力F的大小为 N，物体M所受合力的大小为 N； (3)若不计摩擦，物体M被竖直提升1m过程中，拉力F做的总功为25J，求该过程中滑轮提升物体M所做的有用功和滑轮的机械效率。 机械效率 考点3 8．（2026·上海崇明·一模）《天工开物·作咸》中记录了井盐的生产过程。如图所示为古人从井中汲卤的示意图。 (1)架子上端的M属于___________。 A．定滑轮 B．动滑轮 (2)若盐卤重，桶重，工人用力将桶和盐卤匀速提升。在此过程中，提升盐卤做的有用功为 ，该装置的机械效率为 。不计绳重和摩擦。 9．（2026·上海嘉定区·一模）如图所示是塔式起重机中用到的滑轮组。 (1)图中（a）是 （“A．定”或“B．动”）滑轮，使用它的优点是 ； (2)若将重力大小为5×106N的物体匀速提升30m，则起重机对物体做的功是 J，该过程中保持不变的是物体的( ) A．机械能        B．重力势能        C．动能 10．（2026·上海浦东·一模）重力储能是一种新型的储能方式。 (1)在用电低峰时储存能量，利用起重机将重物提升到一定的高度，如图所示。某一重为的砖块被匀速竖直提升50m，所用时间为100s，在此过程中起重机对砖块做的功为 J，功率为 W，若额外功是，通过计算求出该起重机的机械效率 ； (2)在用电高峰时释放能量，让重物稳定下落带动发电机发电，使 能转化为电能。 11．（24-25九上·平顶山汝州·期末）氢能是新能源利用的新潮流。如图所示是市场上的某品牌氢能自行车，一次性充满0.02kg氢，2h能匀速骑行50km，氢恰好消耗完。骑行时受到的阻力为42N，此过程自行车牵引力所做的有用功是 J，氢的利用效率是 （氢气热值为）。 12．（2026·上海杨浦·一模）工人驾驶叉车，将货物A在2s内匀速提升了2m，如图所示。已知提升过程中，叉车工作时的功率为5kW，机械效率为60%。 (1)求提升货物过程中叉车对货物A做的功。 (2)求货物A所受重力。 试卷第1页，共3页 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题02 简单机械和机械效率 3大考点概览 考点01 杠杆 考点02 滑轮和滑轮组 考点03 机械效率 杠杆 考点1 1．（2026·上海浦东·一模）工人想要用撬棒撬起箱子，撬棒在如图所示的位置保持静止。 (1)O为撬棒的支点，工人对撬棒的作用力为动力，箱子对撬棒的作用力为阻力，在图中画出的力臂 ，此时撬棒相当于( ) A．等臂杠杆        B．省力杠杆        C．费力杠杆 (2)若动力臂为1.5m，阻力为300N，阻力臂为0.5m，则动力的大小为 N。 【答案】(1) B (2)100 【详解】（1）[1]动力臂是支点O到动力作用线的距离，如图所示： [2]由图可知，动力臂大于阻力臂，由杠杆平衡条件可知，阻力和阻力臂一定，动力臂大于阻力臂时，动力小于阻力，因此是省力杠杆。 （2）由杠杆平衡条件可知 2．（2026·上海奉贤·一模）《天工开物》记载了脚踏碓舂米的情景，如图（a）所示。用脚连续踏木杠的一端，另一端的碓头就会连续起落将稻米去壳。 (1)如图（b）所示，“踏碓”相当于杠杆，画出阻力的阻力臂。（作图） (2)若该杠杆平衡时，动力臂为0.4m，阻力的大小为100N，阻力臂为0.8m，则动力的大小为 N。 (3)“碓”头的头部很尖，主要是为了______。 A．增大压强 B．减小压强 【答案】(1) (2)200 (3)A 【详解】（1）过支点O作力F2作用线的垂线，并标上垂直符号，用大括号括起来并标出阻力臂，如图所示： （2）根据杠杆平衡条件可得 （3）碓的头部较尖，是为了减小受力面积，这是在压力一定时，通过减小受力面积来增大压强。故A符合题意，B不符合题意。 故选A。 3．（2026·上海杨浦·一模）某兴趣小组在“斜拉桥的原理与模型制作”跨学科实践中。 (1)在研究斜拉索对桥面拉力F的大小与斜拉索和桥面夹角α的关系时，该小组同学利用硬卡纸和细线制作出如图（a）所示桥面的模型，桥面与桥柱间的连接点为O，用力传感器测出斜拉索顶端悬点在不同位置A、B、C时拉力F的大小，整个过程中桥面始终水平，相关数据见表1。 表1 斜拉索顶端悬点位置 A B C 拉力F的大小/N 1.55 1.73 2.12 a.分析表1数据，可得拉力F的大小与夹角α的关系是：同一桥面水平静止时， 。 b.该小组同学分别画出了三个位置时O点到斜拉索的距离、、，如图（b）所示。请根据简单机械的相关知识，分析并解释拉力F变大的原因 。 (2)为进一步研究桥面稳固性与桥面截面形状和桥墩间距的关系，该小组同学用相同纸张制作了不同截面形状的桥面，如图所示，将桥面放在两桥墩之间，在纸桥中央放上硬币，直到纸桥塌陷，记录下此时硬币的个数，相关数据见表2。 表2 序号 桥面 截面形状 桥墩间距（cm） 硬币个数（个） 1 a ○○○○ 15 36 2 b △△△△ 15 16 3 c □□□□ 18 19 4 c □□□□ 12 28 根据表2数据，是否能选出稳固性最强的截面形状，请简要说明理由： 。 【答案】(1) 夹角越小，拉力F越大 见解析 (2)见解析 【详解】（1）[1]由表1数据，悬点从A到C，夹角α逐渐减小，拉力F从1.55N增大到2.12N，可直接得出该结论：同一桥面水平静止时，夹角α越小，拉力F越大。 [2]将桥面近似看作一根杠杆，O点为支点，斜拉索对桥面施加的拉力F为动力，桥面所受重力G为阻力；根据杠杆平衡条件 可知 则 其中G、不变，根据图（b）可知，角度α变小时，动力臂变小，因此拉力变大。 （2）根据序号3和4数据，桥截面形状相同时，桥墩间距越小，桥面c稳固性越强，可推理出桥墩间距在15cm时，桥面c承载的硬币数量在19~28个之间，小于36个，且大于16个；再结合序号1和2的数据，可知桥墩间距相等时，桥面a比b能承载更多的硬币，因此桥面a截面形状的稳固性最强。据此可知，根据表2数据，能选出稳固性最强的截面形状。 4．（2026·上海嘉定区·一模）如图（a）所示用手提起重物的过程，桡骨可看作以肘关节为支点的杠杆，图（b）是对应的杠杆示意图。已知动力臂长为4cm，桡骨的长度为25cm，重物所受重力大小为20N。 (1)请在图（b）中画出阻力F2对应的力臂； (2)求出动力F1的大小。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）为支点，从支点作阻力的作用线的垂线段，阻力对应的力臂，如图所示： （2）杠杆受到的阻力F2的大小等于物体的重力，阻力臂的长度等于桡骨的长度，根据杠杆平衡的条件，得 动力的大小为 5．（2026·上海静安&金山·一模）小华采用踮脚的方式进行关节柔韧性训练。小华所受的重力G为480N。 (1)如图所示，小华脚踮起站稳时，相关肌肉骨骼可以看作以O为支点的杠杆，每条腿中肌肉向上的拉力为，所克服的阻力为。阻力臂为 cm，若=240N，则的大小为 N； (2)小华双脚站立时，两鞋底与地面接触的总面积为，脚踮起站稳时，两鞋底与地面接触的总面积为。求双脚站立与脚踮起站稳两种情况下，小华对地面压强的变化量； (3)若小华20s内连续踮脚10次，每次踮脚他的重心均升高0.05m，求小华在20s内克服重力所做的功W，及其克服重力做功的功率P。 【答案】(1) 12 180 (2) (3)240J；12W 【详解】（1）[1]由图可知，O为支点，阻力臂l2=12cm，动力臂 [2]根据杠杆平衡条件可知，F1的大小为 （2）双脚站立与脚踮起站稳两种情况下，小华对地面的压力等于自身重力，即F=G=480N，双脚站立时小华对地面压强为 脚踮起站稳时小华对地面压强为 则双脚站立与脚踮起站稳两种情况下，小华对地面压强的变化量为 （3）克服重力所做的功为 克服重力做功的功率为 滑轮和滑轮组 考点2 6．（2026·上海奉贤·一模）如图所示，工人用动滑轮匀速提升重为400N的重物A，不计绳重和摩擦，所用的竖直拉力为250N，重物A上升的高度为10m，用时50s。 (1)该动滑轮可看作______杠杆。 A．省力 B．费力 C．等臂 (2)工人所做的有用功为 J，拉力F的功率P为 W。 【答案】(1)A (2) 4000 100 【详解】（1） 由图可知，动滑轮是动力臂是阻力臂2倍的省力杠杆，可以省一半的力，费一倍的距离。 （2）[1]物体克服重力做的功是有用功 [2]物体上升高度为，绳子自由端拉过的距离为 拉力F做的功为 拉力F的功率为 7．（2026·上海徐汇区·一模）如图（a）所示，用竖直向上的拉力F，通过滑轮匀速提起重为20N的物体M。 (1)（作图）在图（b）中，用力的示意图画出物体M受到的拉力； (2)图（a）中的滑轮可以看作 杠杆，若不计摩擦和滑轮重力，力F的大小为 N，物体M所受合力的大小为 N； (3)若不计摩擦，物体M被竖直提升1m过程中，拉力F做的总功为25J，求该过程中滑轮提升物体M所做的有用功和滑轮的机械效率。 【答案】(1) (2) 省力 10 0 (3)20J，80% 【详解】（1）通过滑轮匀速提起重为20N的物体M，物体处于平衡状态，物体M在竖直方向受到拉力和重力作用，拉力的方向竖直向上，大小等于物体的重力为20N，作用点画在重心上，如图所示： （2）[1]动滑轮的本质是动力臂是阻力臂二倍的省力杠杆。 [2]动滑轮绳子股数为2，若不计摩擦和滑轮重力，力F的大小为 [3]因物体M匀速上升，处于平衡状态，物体M受到竖直向上的拉力与物体M的重力是一对平衡力，因此物体M所受合力的大小为0N。 （3）拉力做的有用功为 滑轮的机械效率为 机械效率 考点3 8．（2026·上海崇明·一模）《天工开物·作咸》中记录了井盐的生产过程。如图所示为古人从井中汲卤的示意图。 (1)架子上端的M属于___________。 A．定滑轮 B．动滑轮 (2)若盐卤重，桶重，工人用力将桶和盐卤匀速提升。在此过程中，提升盐卤做的有用功为 ，该装置的机械效率为 。不计绳重和摩擦。 【答案】(1)A (2) 160 80% 【详解】（1）架子上端的M的轴固定不动，相当于定滑轮，故选A。 （2）[1]提升盐卤做的有用功为 [2]不计绳重和摩擦，额外功为 该装置的机械效率为 9．（2026·上海嘉定区·一模）如图所示是塔式起重机中用到的滑轮组。 (1)图中（a）是 （“A．定”或“B．动”）滑轮，使用它的优点是 ； (2)若将重力大小为5×106N的物体匀速提升30m，则起重机对物体做的功是 J，该过程中保持不变的是物体的( ) A．机械能        B．重力势能        C．动能 【答案】(1) 可以改变用力的方向 (2) C 【详解】（1）[1][2]滑轮（a）并没有随物体的运动而运动，轴是固定不变的，故是定滑轮，故选A。使用定滑轮不省力但可以改变用力的方向，故使用定滑轮的优点是可以改变用力的方向。 （2）[1]起重机克服重力对物体做功，大小为 [2]物体匀速上升，质量不变，速度不变，高度增加，动能不变，重力势能增加，机械能增加，故保持不变的是动能，故选C。 10．（2026·上海浦东·一模）重力储能是一种新型的储能方式。 (1)在用电低峰时储存能量，利用起重机将重物提升到一定的高度，如图所示。某一重为的砖块被匀速竖直提升50m，所用时间为100s，在此过程中起重机对砖块做的功为 J，功率为 W，若额外功是，通过计算求出该起重机的机械效率 ； (2)在用电高峰时释放能量，让重物稳定下落带动发电机发电，使 能转化为电能。 【答案】(1) 60% (2)机械 【详解】（1）[1]起重机对砖块做的功为 [2]功率为 [3]机械效率 （2）在用电高峰时，让重物稳定下落，其具有的重力势能转化为动能，重物具有机械能。重物下落带动发电机发电，是将机械能转化为电能。 11．（24-25九上·平顶山汝州·期末）氢能是新能源利用的新潮流。如图所示是市场上的某品牌氢能自行车，一次性充满0.02kg氢，2h能匀速骑行50km，氢恰好消耗完。骑行时受到的阻力为42N，此过程自行车牵引力所做的有用功是 J，氢的利用效率是 （氢气热值为）。 【答案】 2.1×106 75％ 【详解】[1]依题意得，自行车2h能匀速骑行50km，骑行时受到的阻力为42N，自行车匀速运动，受到的牵引力 此过程自行车牵引力所做的有用功是 [2]骑行过程中，消耗的氢释放的热量为 氢的利用效率是 12．（2026·上海杨浦·一模）工人驾驶叉车，将货物A在2s内匀速提升了2m，如图所示。已知提升过程中，叉车工作时的功率为5kW，机械效率为60%。 (1)求提升货物过程中叉车对货物A做的功。 (2)求货物A所受重力。 【答案】(1)6000J (2)3000N 【详解】（1）已知叉车工作时的功率 工作时间，则叉车做的总功为 已知机械效率为60%，叉车对货物A做的功为有用功，根据可知，提升货物过程中叉车对货物A做的功为 （2）因为货物被匀速提升，叉车对货物A做的功用于提升货物，即克服货物的重力做功。 根据可知，货物A所受的重力为 试卷第1页，共3页 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $