专题11 简单机械与机械效率（全国通用）（3大考点）2026年中考物理一模分类汇编

专题11 简单机械与机械效率 3大考点概览 考点01 杠杆、轮轴、斜面 考点02 滑轮与滑轮组 考点03 机械效率 杠杆、轮轴、斜面 考点1 一、选择题 1．（2026·河南商丘·一模）【传统文化】《天工开物》“穴取铜铅”（图）中，矿工开采铜铅矿时使用的工具蕴含丰富的物理知识，下列说法正确的是（　　） A．挖掘用的镐是省力杠杆，利用动力臂大于阻力臂的原理 B．挖掘用的镐是费力杠杆，因为动力臂大于阻力臂 C．编织筐满载矿石静止在地面上时，矿石的重力与筐对矿石的支持力是一对相互作用力 D．铲状辅助工具的刃部较窄，是通过增大受力面积来增大压强的 2．（2026·湖北随州·一模）如图是某送水工扛着水桶静止时的情景，此时水桶可抽象为一个杠杆。其中O点为支点，A点是水桶的重心，B点是手对水桶施加竖直向下的力的作用点。下列情形中，水桶能够静止且手的作用力最小的是（   ） A B C D 3．（2026·湖北咸宁·一模）如图为坐式推肩训练器。健身杆能绕O点处的轴上下转动，配重片可增减，人在座椅上双手紧握把手竖直向上推杆以锻炼肩部肌肉。下列说法正确的是（　　） A．此健身杆是费力杠杆 B．手推N处时，配重越重用力越小 C．配重相同时，推N处比推M处费力 D．若改变M处推力方向，力臂始终不变 4．（2026·山东菏泽·一模）图1为停车场的电子闸杆，其结构图如图2所示，闸杆和摇杆组成一根可绕转轴O转动的杠杆，闸杆质量分布均匀，摇杆质量不计。当力F作用于A点时，闸杆恰好开始向上转动，下列说法正确的是（　　） A．此装置可视为费力杠杆 B．力F的力臂为OA C．闸杆重力的力臂为OB D．当力F垂直于OA向下时，F为最大值 5．（2026·甘肃天水·一模）如图所示的四种工具中，在正常使用时属于费力杠杆的是（　　） A．食品夹 B．园艺剪 C．开瓶器 D．核桃夹 6．（2026·甘肃兰州·一模）【易错题】在课外实践制作活动中，小红将量程为0~3V的电压表改装成一个测量质量的电子秤，原理如图甲所示。电源电压恒为6V，定值电阻R0的阻值为60Ω，压敏电阻R的阻值随压力的变化关系如图乙所示。O点是杠杆OAC的支点，托盘固定在A点，OA∶OC＝1∶4，托盘及杠杆等组件的质量忽略不计。下列说法正确的是（    ） A．增大托盘里被测物体的质量，电压表的示数会变小 B．电子秤的0kg刻度线应标注在电压表刻度盘1.2V的刻度线处 C．若R0的阻值为120Ω，则电子秤能测量的最大质量为120kg D．若只将托盘的固定点从A移至B，则电子秤的量程变大 二、填空题 7．（2026·广东肇庆·一模）如图甲所示的水龙头很难徒手拧开，将如图乙所示的钥匙安装好后（如图丙所示）就容易打开了，则此时钥匙相当于一个______（选填“斜面”“滑轮”或“轮轴”），是一个______杠杆（选填“省力”或“费力”），如图丁所示是某风景区的一段盘山公路，盘山公路相当于简单机械中的______。 8．（2026·上海静安·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。 三、作图题 9．（2026·上海嘉定·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。 10．（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 11．（2026·辽宁沈阳·一模）按要求作图 (1)如图甲为写字时的情形图，笔可以看作是杠杆，图乙为其简化图，其中O为支点，为阻力，请画出的力臂。 四、实验题 12．（2026·湖南衡阳·一模）某同学为探究杠杆的平衡条件，设计了如图所示的实验。 (1)实验前，杠杆在如图甲所示的位置静止，为使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆的平衡螺母向______（选填“左”或“右”）调节。 (2)将杠杆调节至水平位置平衡后，改变两边所挂钩码个数及钩码与支点的距离，并使杠杆始终在水平位置平衡，如图乙所示．多次实验，得到如表所示的实验数据．由数据可得出杠杆的平衡条件是：______（用表格中物理量符号表示）。 实验序号 动力 动力臂 阻力 阻力臂 1 1.5 0.10 1.0 0.15 2 1.0 0.30 2.0 0.15 3 2.5 0.20 2.0 0.25 (3)实验时，该同学发现以图丙所示的方式进行实验，杠杆同样能够保持静止状态，不过，老师却建议不要采用这种方式，主要原因在于______。 A．杠杆虽然静止但受力不平衡 B．不方便测量力臂 C．测力计不能倾斜使用 13．（2026·河北廊坊·一模）在跨学科实践活动中，小明用身边的器材粗略测量一件鱼形工艺品材料的密度。鱼形工艺品的材质均匀且不吸水，其内部为空腔，底部有圆孔。 (1)如图所示，利用右侧带有小孔的刻度尺制成一个简单的杠杆。应在刻度尺的___________（选填“左”或“右”）侧粘贴橡皮泥，使刻度尺在水平位置平衡； (2)往一个空的塑料瓶内，注入水。则瓶内水的质量为___________g；已知水的密度 (3)将工艺品和注好了水的塑料瓶分别用细线悬挂在刻度尺两侧，使刻度尺再次水平平衡，如图所示。小明认为塑料瓶非常轻，其质量可忽略不计。则工艺品的质量为___________g； (4)用一个足够大的塑料袋，贴着一个硬而薄的正方体（边长为20cm）纸盒的内壁铺好，注入适量的水。小明将工艺品浸没在水中，使其空腔内也充满水。因工艺品浸没，纸盒内水面上升了0.9cm，如图所示。则工艺品材料的体积为___________。 (5)工艺品材料的密度为___________； (6)实验中，下列因素对密度的测量结果没有影响的是___________（选填序号）。 ①忽略硬纸盒的厚度 ②计算工艺品的质量时，忽略了瓶子的质量 ③实验过程中，没有发现纸盒内底部的小石子 五、综合题 14．（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：________________________。 15．（2026·江苏扬州·一模）【新题型】阅读短文，回答问题； 智能道闸——助力汽车进出管理 如图甲是小区大门口常见的一种智能道闸，它由车辆识别系统、闸机和地感系统三部分组成，道闸的横杆具有强度高、耐腐蚀和重量轻等特点。 当车辆靠近道闸时，摄像头采集到车辆信息，与系统内已有信息进行比对，给闸机的电动机发出是否放行指令。车辆放行后进入地感线圈区域时，路面下的线圈中电流发生变化，这个变化信号通过检测器传给闸机，横杆不会落下。 为让横杆平稳起落，需给电动机进行减速，减速系统内部结构如图乙所示。首先电动机通过转轴末端的单头蜗杆A（相当于齿数为1的齿轮）带动蜗轮B实现第一次减速；接着与蜗轮B同轴的齿轮C再带动与之啮合的齿轮D，实现第二次减速。减速比是描述减速程度的重要参数，可用后一个齿轮的齿数与前一个齿轮齿数的比值来计算。该闸机的第一次减速比为蜗轮B的齿数与1的比值，若数值为n∶1，即表示蜗杆A转n转，蜗轮B转1转，整个系统的减速比可用每次减速比的乘积得到。 (1)以下材料中最适合用作道闸横杆的是（　　） A．玻璃材料 B．铝合金材料 C．泡沫材料 D．铁质材料 (2)闸机中的遥控接收器和电动机是______（串/并）联的； (3)若某智能道闸电动机的转速为4800r/min，蜗轮B的齿数为240，齿轮C的齿数为30，齿轮D的齿数为40，则该道闸整个系统的减速比是______，道闸横杆起杆（从水平位置转到竖直位置）时间为______s。 16．（2026·辽宁盘锦·一模）【新题型】某小组在参观古代科技展时，看到一汲水装置——辘轳，如图（a）所示。辘轳是古人利用他们的智慧发明创造的工具，解决了提水费力问题。它是主要由大轮和小轮组成的轮轴装置。某同学猜想辘轳静止时满足杠杆的平衡条件，该同学自制了一部分器材，进行验证： (1)该同学先在质量分布均匀的圆形纸板上画一条直径MN，并标出圆心O和均匀的刻度，再以为圆心过上的点画一个圆。接下来，在圆心处挖一个洞，然后将圆板安装在铁架台的固定的光滑转轴上，转轴水平且与圆板平面垂直，如图（b）所示；将圆心作为支点的目的是___________（选填序号“A．避免纸板自重的影响”或“B．便于测量力臂”） (2)将一组钩码（每个钩码重均为0.5N）通过细线悬挂在点模拟水桶，另一组钩码悬挂在点模拟人施加的动力，每次均使在水平位置静止，这样做的目的是便于测量___________大小。调整右侧钩码个数直至MN处于水平且静止，如图（c）所示。由图（c）中的信息得到：动力动力臂___________阻力阻力臂； (3)多次调整力和力臂，重复实验，记下每一次MN静止时的数据，多次实验的目的是___________； (4)生活中还有很多轮轴，例如自行车的前齿轮和脚踏板构成一个轮轴，动力是人给脚踏板的蹬力，阻力是链条对前齿轮的拉力，动力臂是脚踏板到轴心的长度，阻力臂是前齿轮半径。自行车的后齿轮和后车轮构成另一个轮轴，动力是链条对后齿轮的拉力，阻力是地面给后车轮的摩擦力，动力臂是后齿轮半径，阻力臂是后车轮半径。 ①后齿轮和后车轮组成一个___________杠杆（选填“省力”“费力”或“等臂”）； ②爬坡时，应将链条调整至半径较___________（选填“大”或“小”）的后齿轮上，从而达到相对省力的目的。 17．（2026·四川达州·一模）【跨学科实践题】中药房使用的杆秤，在我国有几千年的历史。如甲图所示，盘中置物，手提提纽。右移秤砣，使杆秤水平平衡。“能工巧匠”小组参加了“制作简易杆秤”活动。请你根据活动过程，完成下列问题： (1)制作原理：杆秤是根据______条件制成。如乙图，用轻质木棒作为秤杆，细线系上一个质量为m的物体作为秤砣，空小盆挂在A点作为秤盘，在O点挂粗绳作为提纽，______点相当于杠杆的支点。 (2)乙图中，秤盘内未放称量物，调节秤砣位置使杆秤水平平衡，在秤杆上悬挂秤砣细线的位置做标记，该标记处对应的刻度为______g。 (3)乙图中，当称量物质量增大时，秤砣应向______（选填“左”或“右”）移动。 (4)为了增大杆秤量程，可采用______（选填“增大”或“减小”）秤砣质量的方法。 (5)该小组设计了一个测量秤砣密度的方案：在乙图中取下秤盘后，A端悬挂秤砣，在C端施加竖直向下拉力时，木棒水平平衡，如丙图；把秤砣浸没在一个盛有适量液体的圆柱形容器中，液体深度变化0.02m，液体对容器底部压强变化了160Pa，在C端施加竖直向下拉力时，木棒再次水平平衡，如丁图。已知。秤砣密度为______（整个过程秤砣不吸液，液体未溢出，秤砣与容器底未接触，g取10N/kg）。 18．（2026·江苏无锡·一模）图甲是某居民楼前的无障碍通道，一位中年人正用轮椅推着他年迈的母亲缓缓上行，图乙是该通道斜面示意图。为了解中年人推轮椅时所用力的大小，小红和小华进行了探究。她们从斜面底端A点沿斜面确定了相距1m处的B点。（g取10N/kg） （1）使刻度尺“0”刻度线与水平地面对齐，正确测量B点高度，结果如图乙，为______cm； （2）选用车轮与轮椅相同材质、花纹的小车为研究对象，进行了如下操作： ①正确使用弹簧测力计，测出小车重为2.0N； ②将弹簧测力计与斜面平行放置并______，然后沿斜面方向匀速拉动小车，如图乙所示，弹簧测力计示数为______N； ③计算出将小车从A点拉到B点的过程中，拉力所做的功为______J；利用斜面将小车从水平地面提升到B点时的机械效率为______； （3）在小车上逐渐添加重物，测出小车的总重G，测出沿斜面匀速拉动小车需要的力，计算出拉小车从A点到B点所做的功W1；计算出竖直向上将小车从水平地面提升到B点所做的功W2。以功为纵坐标，以小车总重为横坐标，建立平面直角坐标系，作出W1和W2与小车总重G的关系图像，分别如图丙中的线段a和b； ①由图像可知：用该通道斜面提升物体时的机械效率与物重______（选填“有关”或“无关”）； ②若这位母亲的质量为50kg，所坐的轮椅质量为20kg，则中年人用沿着通道斜面方向的力推轮椅匀速上坡时，力的大小为______N。 滑轮与滑轮组 考点2 一、单选题 1．（2026·辽宁铁岭·一模）下列机械不能省力的是（　　） A．定滑轮 B．动滑轮 C．轮轴 D．斜面 2．（2026•黑龙江七台河•一模）如图所示为日常生活或生产实践中使用的机械，其中能抽象为斜面的是（　　） A． 汽车方向盘 B． 桔槔 C．盘山公路 D． 铁葫芦 3．（2026·广西柳州·一模）如图是某小区使用的一种垃圾投放装置的示意图，人向下拉吊把就能打开垃圾桶桶盖（桶盖绕转轴转动），非常方便、卫生。下列说法正确的是（    ） A．装置中的滑轮是动滑轮 B．绳子拉起桶盖时，桶盖可视为省力杠杆 C．左端绳子的拉力大于右端绳子的拉力 D．匀速拉动吊把时，吊把对绳子的拉力和绳子对吊把的拉力是一对平衡力 4．（2026·新疆克拉玛依·一模）某场馆建设中，采用如图所示的装置提升重物，重为750N的工人师傅站在水平地面上，双脚与地面的接触面积为，用竖直向下300N的拉力拉动绳子自由端，使物体A在5s内匀速上升了2m。已知物体A重550N，不计绳重与摩擦，下列说法错误的是（    ） A．图中人对地面的压强为 B．所用动滑轮的重力是50N C．绳子自由端移动的速度为0.8m/s D．该工人师傅使用此滑轮组最多能提升150kg的物体 二、多选题 5．（2026•新疆和田•一模）下列几种简单机械相关的说法中，错误的是（　　） A．图甲中OA是阻力臂 B．图乙中的装置可以省一半力 C．图丙中的装置是一种省力杠杆 D．图丁中的汽车方向盘是简单机械中的轮轴 三、填空题 6．（2026·湖南长沙·一模）生活中常用到滑轮．如图甲所示，旗杆顶部有一个固定的滑轮，它是______滑轮；图乙是小明自制的一个健身器，已知滑轮的质量为，健身时小明双手握住握杆竖直向上匀速拉起的杠铃片总质量为，不计绳重与摩擦，此时握杆对绳子的拉力为______N。（g取） 7.（2026·甘肃武威·一模）如图是液压起重车的示意图。使用时液压杆将起重臂顶起，同时通过与钢索连接的电动机工作，可将重物吊起，并安放到需要的地方。起重机如图处标注的滑轮是________（选填“定滑轮”或“动滑轮”）；顶起起重臂时，液压杆向上顶起的力________（选填“大于”“等于”或“小于”）重物的重力。 8.（2026·陕西渭南·一模）如图所示，重为20N的物体A放在水平桌面上，重为10N的物体B挂在滑轮M下。M、N两个滑轮中，________是定滑轮，使用________可以省力；若每个滑轮重均为2N，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________N；物体B下降0.5m时，物体A滑动的距离为________m。 四、作图题 9．（2026·甘肃张掖·一模）一辆小汽车陷入泥中，请你画出图中滑轮组最省力的绕法。 五、计算题 10．（2026·陕西西安·一模）某施工现场的建筑工人利用小型的升降机来搬运水泥。电动机对绳子的拉力为1200N，30s内将重为2000N的水泥提升了12m。（g取10N/kg，不计绳重和摩擦以及滑轮的重力） (1)绳子自由端移动的速度是多少？ (2)吊篮的重力是多少？ 11．（2026·安徽马鞍山·一模）暑假期间学校进行教学楼改建时，需要将一堆相同的物料搬运到高处。请解答下列问题： (1)如图甲所示，小铭模拟古代人民用杠杆将物料提起的情景，他在Q端竖直向下施加200N的力刚好能把一块物料提起，并使杠杆在水平位置平衡。已知OQ∶OP=4∶1，则这块物料重为多少？ (2)某次搬运过程中，为了一次能提升更多物料，如图乙所示，某次他利用这个装置匀速提起了5块同样的物料，已知吊篮重为160N，若不计绳重和滑轮轴处的摩擦，此时人对绳子的拉力为1400N，请你计算出动滑轮的重力？ 12．（2026·上海·一模）如图所示，物体的重力为100牛，在拉力作用下在水平面上做匀速直线运动，物体的图像如下所示，已知弹簧测力计的示数为20牛。若不计滑轮重力及各种摩擦、阻力，求： (1)物体运动的速度的大小； (2)物体所受摩擦力与拉力的大小； (3)拉力在10秒内所做的功。 六、综合题 13．（2026·青海海东·一模）【新题型】简单机械在我国古代被广泛应用于生活和生产中，如杠杆、滑轮、轮轴等。（g取） (1)我国古代劳动人民提升重物常用到滑轮组。图甲、乙所示的用两个相同的滑轮组成的不同的滑轮组，若用它们分别将同一物体匀速提升到相同的高度，不计绳重及摩擦，则绳子自由端的拉力大小关系为________（选填“＞”“＜”或“=”）。 (2)图丙所示的是我国古人使用绞车和滑轮吊起石材时的情境，其简化结构图如图丁所示，绞盘横杆长度L与滚轴直径d之比为，吊框的重力为100N，不计绳重和机械间的所有摩擦。 ①绞车可以看作________（选填“轮轴”或“滑轮”），滑轮A和B的作用是________。 ②若一名工匠用绞车匀速提升大理石板，工匠的推力为100N，则大理石板的重力为________N。 机械效率 考点3 一、单选题 1．（2026·黑龙江大庆·一模）如图所示，用滑轮组将汽车沿水平方向匀速拉动，20s汽车移动了5m。已知绳端拉力F为900N，汽车受到的阻力为1500N，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（    ） A．绳端移动的距离为15m B．此滑轮组的机械效率约为83.3% C．汽车受到的拉力为1800N D．绳端拉力F的功率为750W 2．（2026·河南洛阳·一模）如图所示，斜面长、高，物块的质量为，用一个沿斜面向上大小为的拉力将物块由斜面底端匀速拉到斜面顶端，不计空气阻力，取。下列说法中正确的是（    ） A．使用斜面可以省功 B．拉动物块过程所做的有用功为 C．物块所受斜面的摩擦力为 D．减小斜面的倾角，可以增大机械效率 二、多选题 3．（2026·北京·一模）图甲是《墨经》中记载的我国古代提升重物的工具“车梯”，图乙是其等效图。若利用此“车梯”使80kg的重物在10s内沿直线匀速竖直上升2m，所用的拉力为300N，g＝10N/kg。则此过程中，下列说法中正确的是（　　） A．使用“车梯”时，人拉绳的速度为0.8m/s B．“车梯”的动滑轮的重力为400N C．使用“车梯”时，人做功的功率为160W D．“车梯”的机械效率约为66.7% 4．（2026·河南周口·一模）为方便搬运，工地用小型卷扬机提升重物。图甲是卷扬机通过滑轮组提升重物A 的示意图，已知A重550N，A匀速上升时速度为0.3m/s，图乙是卷扬机以恒定输出功率匀速拉升不同的重物时钢绳拉力F与钢绳的速度v的关系图像。不计绳重及摩擦，卷扬机输出功率始终保持不变。下列选项正确的是（　　） A．提升A时钢绳的速度是0.6m/s B．动滑轮的重力是100N C．卷扬机恒定输出功率为90W D．提升A时滑轮组的机械效率约为91.7% 5．（2026·陕西咸阳·一模）如图所示，是水下考古时打捞货物的示意图。若将重为6400N的货箱提离水面后匀速提升1.5m，用时2s，此过程中滑轮组的机械效率为。下列说法正确的是（    ） A．滑轮的作用是改变力的方向 B．克服货箱重力做的功为960J C．钢丝绳所受拉力做功的功率为6000W D．增大提升货箱的速度，滑轮组的机械效率会提高 6．（2026·四川成都·一模）在“双碳”目标引领下，光伏电站的升降机械需通过优化滑轮组提高能效，以降低能耗。某科技小组模仿光伏组件升降原理，利用甲、乙两套滑轮组（每个滑轮质量均为0.5kg）开展探究实验，装置如图所示。用两装置将重为9N的光伏组件匀速提升至h=0.2m的高度，且完成提升所用时间均为t=2s。（不计绳重和摩擦，g取10N/kg）下列说法正确的有（　　） A．甲、乙装置所做的有用功均为1.8J B．甲装置绳端移动的速度比乙装置更大，机械效率更高 C．乙装置所做的总功为2.0J，拉力做功的功率为1.0W D．甲装置的额外功为1J，拉力做功的功率为1.4W 三、填空题 7．（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。 8．（2026·江苏苏州·一模）如图所示是一种小型千斤顶的示意图。当手往下压动摇臂时，能把重物抬高一段较小的距离，工人在4s时间内用100N的力竖直向下压动摇臂1m，把1000N的重物匀速抬高。则人做功的功率______W，使用千斤顶抬高重物的机械效率是______。 9．（2026·新疆吐鲁番·一模）如图甲，工人利用图乙所示的电动滑轮吊起质量为1.2t的神舟飞船部件，10s内匀速提升2m。电动机对绳的拉力为8000N，电动滑轮所做的有用功为___________J，电动滑轮的机械效率为___________。（g取10N/kg） 10．（2026·辽宁锦州·一模）如图所示，将重为40N的物体G沿水平方向匀速直线向左拉动2m，用时5s。已知滑轮组中动滑轮重为6N，绳子自由端拉力F为10N，则物体与地面间的摩擦力为 ___________N。绳子自由端拉力F的功率为 ___________W。该滑轮组的机械效为 ___________（不计绳重和滑轮组的摩擦）。 四、计算题 11．（2026·四川南充·一模）如图，利用电子秤监控水库水位的模拟装置，由长方体A和正方体B、滑轮组、轻质杠杆CD、电子秤等组成，杠杆始终在水平位置平衡。已知，A的体积为0.01 m3，A重为800 N，B的边长0.1 m，B重为250 N，动滑轮重200 N，不计绳重与摩擦（）。求： (1)A的密度； (2)水位上涨到A的上表面时，A受到的浮力； (3)在单独使用该滑轮组且完全浸没在水中匀速提升A时的机械效率（百分数取整）； (4)水位上涨过程中，电子秤所受的最大压强。 12．（2026·安徽池州·一模）如图甲是一种用于建筑工地、道路、桥梁的爬梯式混凝土搅拌机。工作时，搅拌机将原料加工成混凝土后自动倒入运料斗，运料斗能通过爬梯顶端的滑轮沿爬梯上升到一定高度，然后将混凝土倾倒卸下，其原理简图如图乙所示。某次运送混凝土时，提升电机将装有500kg的混凝土运料斗匀速提升10m，提升部分钢丝绳拉力为1500N。（不计绳重及摩擦，g取10N/kg）。求： (1)该次运送混凝土时，所做的有用功； (2)该装置运料部分的机械效率。（百分号前保留一位小数） 五、实验题 13．（2026·黑龙江双鸭山·一模）【易错题】小明利用如图甲所示的装置测量滑轮组的机械效率（忽略绳重和摩擦）。 (1)若钩码以0.1m/s的速度匀速上升，则弹簧测力计竖直向上移动的速度为________m/s。 (2)只改变动滑轮重，提升同一物体进行多次实验，获得数据并绘制出如图乙所示的图像。分析图像可知，被提升物体所受的重力相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越________（填“高”或“低”）。 (3)分析图像中的A点可知，被提升物体所受的重力为________N；若该物体被匀速提升的距离为20cm，则此时拉力做的总功为________J。 (4)小明同学分别使用动滑轮重相同的甲、丙滑轮组匀速提升相同的钩码时，甲、丙滑轮组的机械效率________（填“相同”或“不相同”）。 (5)若小明在做图甲实验时用力加速提升钩码，则此时滑轮组的机械效率与匀速提升钩码时相比将________（填“升高”“降低”或“不变”）。 14.（2026·安徽阜阳·一模）用如图所示的装置探究“斜面机械效率与哪些因素有关”，实验记录如下表所示： 实验次序 物体种类 物重G/N 斜面高h/m 沿斜面的拉力F/N 斜面长s/m 机械效率η 1 木块 4 0.15 1.1 0.90 60.6% 2 木块 4 0.3 1.1 1.8 60.6% 3 小车 4 0.15 0.8 0.90 83.3% 4 小车 4 0.3 0.8 1.8 83.3% (1)第1次实验中，木块所受摩擦力约为___________N（结果保留两位小数）； (2)根据测算的实验数据，可得初步结论：斜面倾斜程度相同时，___________越小，机械效率越大。 15.（2026·宁夏固原·一模）杠杆、滑轮作为生活的工具，让困难的事情简单化，利用杠杆、滑轮相关知识回答下列问题。 (1)在测量某物体密度的时候，小雅发现不用天平也能够测量物体的质量，于是设计了如图1所示的装置。测量时，总保持杠杆在水平位置平衡，目的是__________； (2)保持左侧重物及其位置不变，改变动力臂，多次测量，根据记录的数据画出如图2所示的动力随动力臂变化的图像，则杠杆左端所挂重物的重力大小是____N（杠杆上每一小格长度为1cm）； (3)接着，小雅利用量筒测量该物体体积如图3所示，其体积为____cm3；该物质的密度为____kg/m3；通过查询，发现该物质可能为加工青铜（取10N/kg）； (4)如图甲、乙所示，用同一个滑轮组，提升不同数量的同种钩码，绳子末端的力____，甲的机械效率____乙的机械效率（前两空均选填“大于”“小于”或“等于”），滑轮组的机械效率与钩码匀速上升的速度____（选填“有关”或“无关”）。 (5)若图乙中，用拉力大小为的力使钩码匀速提升的高度，钩码总重力为，该装置中克服绳重及摩擦所做的功为，则动滑轮重力______（用所给字母表示，空气阻力忽略不计）。 六、综合题 16．（2026·江苏南京·一模）【新题型】完成下列各题。 (1)将质量均匀的木棒切割并组装成两个形状相同、质量均为m的木模，用三根竖直细线a、b、c连接，在水平面上按照“互”字型静置，上方木模呈现悬浮效果，如图甲所示，这是利用了建筑学中的“张拉整体”结构原理。细线a的拉力________（选填“大于”、“小于”或“等于”）细线b的拉力，沿左右方向平移三根细线在上方木模的接线点，线仍竖直，线上拉力会________（选填“改变”或“不变”） (2)如图乙，是为了搬运建筑材料而使用的简单机械。某次用该机械匀速起吊600kg的物体时，物体上升5m用时3s，滑轮组的机械效率是80%，则所做总功的功率是________W，若用该装置提升质量更大的物体，其机械效率将________。 (3)如图丙，A、B是两个完全相同的物体，小亮分别将A、B两物体匀速拉到斜面顶端，斜面长为、，对物体做功情况如图丁所示，请问斜面对物体B的摩擦力________N，两方案的机械效率_______（“<”、“>”、“=”）。 试卷第1页，共3页 22 / 22 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题11 简单机械与机械效率 3大考点概览 考点01 杠杆、轮轴、斜面 考点02 滑轮与滑轮组 考点03 机械效率 杠杆、轮轴、斜面 考点1 一、选择题 1．（2026·河南商丘·一模）【传统文化】《天工开物》“穴取铜铅”（图）中，矿工开采铜铅矿时使用的工具蕴含丰富的物理知识，下列说法正确的是（　　） A．挖掘用的镐是省力杠杆，利用动力臂大于阻力臂的原理 B．挖掘用的镐是费力杠杆，因为动力臂大于阻力臂 C．编织筐满载矿石静止在地面上时，矿石的重力与筐对矿石的支持力是一对相互作用力 D．铲状辅助工具的刃部较窄，是通过增大受力面积来增大压强的 【答案】A 【详解】A．挖掘用的镐在使用时，动力臂大于阻力臂，符合省力杠杆的定义，能省力但费距离，故A正确； B‌．费力杠杆的动力臂小于阻力臂，镐的动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故B错误； ‌ C．矿石的重力和筐对矿石的支持力，都作用在矿石上，大小相等、方向相反、作用在同一直线上，是一对平衡力，而非作用力与反作用力（相互作用力需作用在两个不同物体上），故C错误； D．铲状工具刃部较窄，是通过减小受力面积来增大压强，便于切割或铲取矿石，故D错误。 故选A。 2．（2026·湖北随州·一模）如图是某送水工扛着水桶静止时的情景，此时水桶可抽象为一个杠杆。其中O点为支点，A点是水桶的重心，B点是手对水桶施加竖直向下的力的作用点。下列情形中，水桶能够静止且手的作用力最小的是（   ） A B C D 【答案】D 【详解】将水桶视为一个杠杆，其中O点为支点，阻力是水桶的重力，阻力臂是从支点O到水桶重力作用线的垂直距离。 A．图中阻力为水桶的重力，阻力和阻力臂一定，动力臂较小，由杠杆平衡条件可知动力较大，故A不符合题意； B．图中A点和B点中支点O的同侧，重力的方向竖直向下，B点施加竖直向下的力，水桶不能平衡，故B不符合题意； C．图中A点和B点中支点O的同侧，重力的方向竖直向下，B点施加竖直向下的力，水桶不能平衡，故C不符合题意； D．图中阻力为水桶的重力，阻力和阻力臂一定，动力臂较大，由杠杆平衡条件可知动力较小，故D符合题意。 故选D。 3．（2026·湖北咸宁·一模）如图为坐式推肩训练器。健身杆能绕O点处的轴上下转动，配重片可增减，人在座椅上双手紧握把手竖直向上推杆以锻炼肩部肌肉。下列说法正确的是（　　） A．此健身杆是费力杠杆 B．手推N处时，配重越重用力越小 C．配重相同时，推N处比推M处费力 D．若改变M处推力方向，力臂始终不变 【答案】C 【详解】A．由题意可知，健身杆能绕O点处的轴上下转动，O点为支点，配重片提供阻力，人的推力作用于把手相当于动力，根据图所示，动力臂大于阻力臂，即此健身杆是省力杠杆，故A错误； B．根据杠杆的平衡条件，，手推N处时，配重越重，即阻力越大，阻力臂和动力臂不变，则动力越大，所以手推N处时，配重越重用力越大，故B错误； C．根据杠杆的平衡条件，，配重相同时，即阻力相同时，推N处时的动力臂小于推M处时的动力臂，则推N处比推M处费力，故C正确； D．力臂是支点到力的作用线的垂直距离，若改变M处推力方向，力的作用线改变，力臂也会发生改变，故D错误。 故选C。 4．（2026·山东菏泽·一模）图1为停车场的电子闸杆，其结构图如图2所示，闸杆和摇杆组成一根可绕转轴O转动的杠杆，闸杆质量分布均匀，摇杆质量不计。当力F作用于A点时，闸杆恰好开始向上转动，下列说法正确的是（　　） A．此装置可视为费力杠杆 B．力F的力臂为OA C．闸杆重力的力臂为OB D．当力F垂直于OA向下时，F为最大值 【答案】A 【详解】A．在升起闸杆时，施加在A端的力F为动力，此时的动力臂要小于阻力臂，为费力杠杆，故A正确； B．动力臂是指支点到动力作用线的垂直距离，因此力F的力臂小于OA，故B错误； C．闸杆质量分布均匀，重力的方向竖直向下，闸杆重力的力臂为OB，故C错误； D．当力F垂直于OA向下时，动力臂最长，最省力，根据杠杆平衡条件可知，F为最小值，故D错误。 故选A。 5．（2026·甘肃天水·一模）如图所示的四种工具中，在正常使用时属于费力杠杆的是（　　） A．食品夹 B．园艺剪 C．开瓶器 D．核桃夹 【答案】A 【详解】食品夹在使用时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆；园艺剪、开瓶器、核桃夹在使用时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故选A。 6．（2026·甘肃兰州·一模）【易错题】在课外实践制作活动中，小红将量程为0~3V的电压表改装成一个测量质量的电子秤，原理如图甲所示。电源电压恒为6V，定值电阻R0的阻值为60Ω，压敏电阻R的阻值随压力的变化关系如图乙所示。O点是杠杆OAC的支点，托盘固定在A点，OA∶OC＝1∶4，托盘及杠杆等组件的质量忽略不计。下列说法正确的是（    ） A．增大托盘里被测物体的质量，电压表的示数会变小 B．电子秤的0kg刻度线应标注在电压表刻度盘1.2V的刻度线处 C．若R0的阻值为120Ω，则电子秤能测量的最大质量为120kg D．若只将托盘的固定点从A移至B，则电子秤的量程变大 【答案】C 【详解】A．增大托盘里被测物体的质量，F2变大，由杠杆的平衡条件F1l1=F2l 2可知，力臂不变的情况下，F1变大，即C端对压敏电阻的压力变大，由图乙可知，压敏电阻阻值R变小，由串联电路的分压规律可知，电压表示数U0变大，故A错误； B．当电子秤的示数为0kg时，C点对压敏电阻的压力为0，此时压敏电阻的阻值为300Ω，由串联电路的电压分配规律可得 解得U0=1V 故B错误； C．电子秤测量最大质量时，电压表示数最大，由串联电路的分压规律可得 解得R′=120Ω，由图乙可知此时电子秤受到的压力F1=300N，由杠杆的平衡条件可得物体的重力 所以此时称量的最大质量 故C正确； D．由杠杆的平衡条件可知，在动力和动力臂的乘积不变时，将托盘的固定点从A移至B，将增大阻力臂l2，则阻力F2将变小，即称量的物体的重力变小，由公式可知质量变小，所以电子秤的量程将变小。 故D错误。 故选C。 二、填空题 7．（2026·广东肇庆·一模）如图甲所示的水龙头很难徒手拧开，将如图乙所示的钥匙安装好后（如图丙所示）就容易打开了，则此时钥匙相当于一个______（选填“斜面”“滑轮”或“轮轴”），是一个______杠杆（选填“省力”或“费力”），如图丁所示是某风景区的一段盘山公路，盘山公路相当于简单机械中的______。 【答案】 轮轴 省力 斜面 【详解】[1]钥匙安装在水龙头上后，使用时绕着共同的轴转动，符合轮轴的特点，所以此时钥匙相当于一个轮轴。 [2]轮轴的实质是杠杆，在轮轴中，轮半径大于轴半径，动力作用在轮上，阻力作用在轴上，动力臂大于阻力臂，根据杠杆平衡条件，动力小于阻力，所以是一个省力杠杆。 [3]盘山公路是为了降低坡度，使汽车更容易行驶，它的形状相当于简单机械中的斜面，利用斜面可以省力。 8．（2026·上海静安·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 三、作图题 9．（2026·上海嘉定·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 10．（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。 11．（2026·辽宁沈阳·一模）按要求作图 (1)如图甲为写字时的情形图，笔可以看作是杠杆，图乙为其简化图，其中O为支点，为阻力，请画出的力臂。 【答案】 【详解】（1）力臂指的是支点到力的作用线的距离，反向延长作出的力的作用线，从支点O作力的作用线的垂线，这条垂线段即为的力臂，如图所示： 四、实验题 12．（2026·湖南衡阳·一模）某同学为探究杠杆的平衡条件，设计了如图所示的实验。 (1)实验前，杠杆在如图甲所示的位置静止，为使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆的平衡螺母向______（选填“左”或“右”）调节。 (2)将杠杆调节至水平位置平衡后，改变两边所挂钩码个数及钩码与支点的距离，并使杠杆始终在水平位置平衡，如图乙所示．多次实验，得到如表所示的实验数据．由数据可得出杠杆的平衡条件是：______（用表格中物理量符号表示）。 实验序号 动力 动力臂 阻力 阻力臂 1 1.5 0.10 1.0 0.15 2 1.0 0.30 2.0 0.15 3 2.5 0.20 2.0 0.25 (3)实验时，该同学发现以图丙所示的方式进行实验，杠杆同样能够保持静止状态，不过，老师却建议不要采用这种方式，主要原因在于______。 A．杠杆虽然静止但受力不平衡 B．不方便测量力臂 C．测力计不能倾斜使用 【答案】(1)右 (2) (3)B 【详解】（1）杠杆静止时处于平衡状态，但图甲中杠杆左端下沉，右端上翘，说明左侧偏重，若要使杠杆在水平位置平衡，应当将平衡螺母向右调节，使杠杆在水平位置平衡。 （2）根据表格数据有第一次 第二次 第三次 故可得杠杆平衡条件为 （3）A．杠杆静止时受力是平衡的，故A不符合题意； B．杠杆在水平位置平衡时，力的作用线与杠杆垂直，可以直接从杠杆上读出力臂的长度；若以图丙所示的方式进行实验，力的作用线与杠杆不垂直，无法直接从杠杆上读出力臂的长度，不方便测量力臂，因此老师不建议采用这种方式，故B符合题意； C．测力计可以倾斜使用，但这种操作不便于测量力臂，故C不符合题意。 故选B。 13．（2026·河北廊坊·一模）在跨学科实践活动中，小明用身边的器材粗略测量一件鱼形工艺品材料的密度。鱼形工艺品的材质均匀且不吸水，其内部为空腔，底部有圆孔。 (1)如图所示，利用右侧带有小孔的刻度尺制成一个简单的杠杆。应在刻度尺的___________（选填“左”或“右”）侧粘贴橡皮泥，使刻度尺在水平位置平衡； (2)往一个空的塑料瓶内，注入水。则瓶内水的质量为___________g；已知水的密度 (3)将工艺品和注好了水的塑料瓶分别用细线悬挂在刻度尺两侧，使刻度尺再次水平平衡，如图所示。小明认为塑料瓶非常轻，其质量可忽略不计。则工艺品的质量为___________g； (4)用一个足够大的塑料袋，贴着一个硬而薄的正方体（边长为20cm）纸盒的内壁铺好，注入适量的水。小明将工艺品浸没在水中，使其空腔内也充满水。因工艺品浸没，纸盒内水面上升了0.9cm，如图所示。则工艺品材料的体积为___________。 (5)工艺品材料的密度为___________； (6)实验中，下列因素对密度的测量结果没有影响的是___________（选填序号）。 ①忽略硬纸盒的厚度 ②计算工艺品的质量时，忽略了瓶子的质量 ③实验过程中，没有发现纸盒内底部的小石子 【答案】(1)右 (2)400 (3)720 (4)360 (5)2×103 (6)③ 【详解】（1）杠杆左端下沉，应将杠杆重心向右移，所以应在刻度尺的右侧贴橡皮泥，使刻度尺在水平位置平衡。 （2）瓶内水的质量m水=ρ水V水=1g/cm3×400cm3=400g （3）由图可知，右端力臂为18.0cm，左端力臂是10.0cm，由杠杆平衡条件得到G工艺l左= G瓶l右 即m工艺gl左= m瓶gl右 所以m工艺×10N/kg×10.0cm=400g×10N/kg×18.0cm 工艺品的质量m工艺=720g。 （4）工艺品材料的体积为V=SΔh=20cm×20cm×0.9cm=360cm3 （5）工艺品材料的密度 （6）①硬纸盒的厚度影响底面积和高度计算，工艺品的体积误差较大，对密度的测量结果有影响，故①不符合题意； ②计算工艺品的质量时，忽略了瓶子的质量，使工艺品的质量偏小，对密度的测量结果有影响，故②不符合题意； ③实验过程中，纸盒内底部的小石子不影响水面上升的高度，不影响工艺品的体积的测量，对密度的测量结果没有影响，故③符合题意。 五、综合题 14．（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。 15．（2026·江苏扬州·一模）【新题型】阅读短文，回答问题； 智能道闸——助力汽车进出管理 如图甲是小区大门口常见的一种智能道闸，它由车辆识别系统、闸机和地感系统三部分组成，道闸的横杆具有强度高、耐腐蚀和重量轻等特点。 当车辆靠近道闸时，摄像头采集到车辆信息，与系统内已有信息进行比对，给闸机的电动机发出是否放行指令。车辆放行后进入地感线圈区域时，路面下的线圈中电流发生变化，这个变化信号通过检测器传给闸机，横杆不会落下。 为让横杆平稳起落，需给电动机进行减速，减速系统内部结构如图乙所示。首先电动机通过转轴末端的单头蜗杆A（相当于齿数为1的齿轮）带动蜗轮B实现第一次减速；接着与蜗轮B同轴的齿轮C再带动与之啮合的齿轮D，实现第二次减速。减速比是描述减速程度的重要参数，可用后一个齿轮的齿数与前一个齿轮齿数的比值来计算。该闸机的第一次减速比为蜗轮B的齿数与1的比值，若数值为n∶1，即表示蜗杆A转n转，蜗轮B转1转，整个系统的减速比可用每次减速比的乘积得到。 (1)以下材料中最适合用作道闸横杆的是（　　） A．玻璃材料 B．铝合金材料 C．泡沫材料 D．铁质材料 (2)闸机中的遥控接收器和电动机是______（串/并）联的； (3)若某智能道闸电动机的转速为4800r/min，蜗轮B的齿数为240，齿轮C的齿数为30，齿轮D的齿数为40，则该道闸整个系统的减速比是______，道闸横杆起杆（从水平位置转到竖直位置）时间为______s。 【答案】(1)B (2)并 (3) 320 1 【详解】（1）道闸的横杆具有强度高、耐腐蚀和重量轻等特点。 A．玻璃材料虽然耐腐蚀，但强度不够，且容易碎裂，故A不符合题意； C．泡沫材料显然强度不够，不适用于此场景，故C不符合题意； D．铁质材料虽然强度高，但重量较大，且不耐腐蚀，故D不符合题意； B．铝合金材料强度高、耐腐蚀，并且重量相对较轻，符合所有要求，故B符合题意。 故选B。 （2）在闸机中，遥控接收器用于接收遥控信号，而电动机用于驱动横杆起落。它们的功能是独立的，即一个工作与否不影响另一个，因此，它们应该是并联的，以确保各自独立工作。 （3）[1]减速比是描述减速程度的重要参数，可用后一个齿轮的齿数与前一个齿轮齿数的比值来计算。蜗杆A的齿数为1，蜗轮B的齿数为240，所以第一次减速比为；齿轮C的齿数为30，齿轮D的齿数为40，所以第二次减速比为 则该道闸整个系统的减速比是 [2]电动机的转速为4800r/min，即每秒转80r。经过320倍的减速，横杆每秒转 道闸横杆起杆（从水平位置转动到竖直位置）需要转动，那么所需时间为 16．（2026·辽宁盘锦·一模）【新题型】某小组在参观古代科技展时，看到一汲水装置——辘轳，如图（a）所示。辘轳是古人利用他们的智慧发明创造的工具，解决了提水费力问题。它是主要由大轮和小轮组成的轮轴装置。某同学猜想辘轳静止时满足杠杆的平衡条件，该同学自制了一部分器材，进行验证： (1)该同学先在质量分布均匀的圆形纸板上画一条直径MN，并标出圆心O和均匀的刻度，再以为圆心过上的点画一个圆。接下来，在圆心处挖一个洞，然后将圆板安装在铁架台的固定的光滑转轴上，转轴水平且与圆板平面垂直，如图（b）所示；将圆心作为支点的目的是___________（选填序号“A．避免纸板自重的影响”或“B．便于测量力臂”） (2)将一组钩码（每个钩码重均为0.5N）通过细线悬挂在点模拟水桶，另一组钩码悬挂在点模拟人施加的动力，每次均使在水平位置静止，这样做的目的是便于测量___________大小。调整右侧钩码个数直至MN处于水平且静止，如图（c）所示。由图（c）中的信息得到：动力动力臂___________阻力阻力臂； (3)多次调整力和力臂，重复实验，记下每一次MN静止时的数据，多次实验的目的是___________； (4)生活中还有很多轮轴，例如自行车的前齿轮和脚踏板构成一个轮轴，动力是人给脚踏板的蹬力，阻力是链条对前齿轮的拉力，动力臂是脚踏板到轴心的长度，阻力臂是前齿轮半径。自行车的后齿轮和后车轮构成另一个轮轴，动力是链条对后齿轮的拉力，阻力是地面给后车轮的摩擦力，动力臂是后齿轮半径，阻力臂是后车轮半径。 ①后齿轮和后车轮组成一个___________杠杆（选填“省力”“费力”或“等臂”）； ②爬坡时，应将链条调整至半径较___________（选填“大”或“小”）的后齿轮上，从而达到相对省力的目的。 【答案】(1)避免纸板自重的影响 (2) 力臂 = (3)寻找普遍规律 (4) 费力 大 【详解】（1）将圆心作为支点，圆形纸板的重心恰好落在支点上，此时纸板自重的力臂为 0，自重对杠杆平衡无影响，因此目的是避免纸板自重的影响。 （2）[1]使MN保持水平静止，此时细线拉力的方向与MN垂直，力臂的长度可直接从刻度尺上读取，便于测量力臂大小。 [2]阻力：，设相邻大格的长度为L，则阻力臂 动力：，动力臂 则 则，故。 （3）单次实验数据具有偶然性，多次改变力和力臂重复实验，能避免偶然因素干扰，得出杠杆平衡的普遍规律。 （4）[1]后齿轮与后车轮共轴，动力作用在后齿轮边缘（链条拉力），阻力作用在后车轮边缘（地面摩擦力），动力臂：后齿轮半径；阻力臂：后车轮半径，因为​，即阻力臂大于动力臂，所以这是一个费力杠杆。 [2]爬坡需要更大的动力，根据杠杆平衡条件，在和不变时，增大后齿轮半径可以减小所需的动力​，从而更省力。因此，爬坡时应将链条调整至半径较大的后齿轮上。 17．（2026·四川达州·一模）【跨学科实践题】中药房使用的杆秤，在我国有几千年的历史。如甲图所示，盘中置物，手提提纽。右移秤砣，使杆秤水平平衡。“能工巧匠”小组参加了“制作简易杆秤”活动。请你根据活动过程，完成下列问题： (1)制作原理：杆秤是根据______条件制成。如乙图，用轻质木棒作为秤杆，细线系上一个质量为m的物体作为秤砣，空小盆挂在A点作为秤盘，在O点挂粗绳作为提纽，______点相当于杠杆的支点。 (2)乙图中，秤盘内未放称量物，调节秤砣位置使杆秤水平平衡，在秤杆上悬挂秤砣细线的位置做标记，该标记处对应的刻度为______g。 (3)乙图中，当称量物质量增大时，秤砣应向______（选填“左”或“右”）移动。 (4)为了增大杆秤量程，可采用______（选填“增大”或“减小”）秤砣质量的方法。 (5)该小组设计了一个测量秤砣密度的方案：在乙图中取下秤盘后，A端悬挂秤砣，在C端施加竖直向下拉力时，木棒水平平衡，如丙图；把秤砣浸没在一个盛有适量液体的圆柱形容器中，液体深度变化0.02m，液体对容器底部压强变化了160Pa，在C端施加竖直向下拉力时，木棒再次水平平衡，如丁图。已知。秤砣密度为______（整个过程秤砣不吸液，液体未溢出，秤砣与容器底未接触，g取10N/kg）。 【答案】(1) 杠杆平衡 O (2)0 (3)右 (4)增大 (5)8.8×103 【详解】（1）[1]杆秤准确称量前，秤杆在两个力的作用下围绕固定点转动，是杠杆，杆秤准确称量时，秤杆保持静止状态，此时可读出物体质量，故当杠杆平衡时才能读出质量的大小，利用的是杠杆平衡条件。 [2]图乙中，杆秤在秤盘和秤砣提供的力的作用能围绕点O转动，故O点是支点。 （2）秤盘未放称量物，所测物体的质量为0g，故标记处对应的刻度为0g。 （3）把图乙中对应的杠杆五要素标出来，如图所示： 根据生活经验，称量物体时l1、F2保持不变，称量物质量增大，就使的其提供的力F1增大，根据杠杆平衡条件可得，即l1、F2保持不变，F1增大时，l2就变大，所以秤砣应向右端移动。 （4）增大杆秤量程，就是指秤砣在相同位置时，能测量出的质量更大，根据“小问3详解”中的图形，增大杆秤量程就是在l1、l2保持不变时，改变什么条件，能满足F1增大，根据杠杆平衡条件的变形公式可知，当增大F2时，可使F1增大，即增大秤砣提供的力时，可增大量程，而增大秤砣的质量，可以增大秤砣提供的力。 （5）秤砣浸没时，液体深度变化0.02m，液体对容器底部压强变化了160Pa，则液体的密度 将图丙、图丁中杠杆五要素画出来，如图所示： 由杠杆平衡条件可知： 图丙………………………………① 图丁……………………② ①÷②可得 化简可得 即 因为秤砣完全浸没，则秤砣的体积等于排开液体体积，即V秤砣=V排 则 则 即。 18．（2026·江苏无锡·一模）图甲是某居民楼前的无障碍通道，一位中年人正用轮椅推着他年迈的母亲缓缓上行，图乙是该通道斜面示意图。为了解中年人推轮椅时所用力的大小，小红和小华进行了探究。她们从斜面底端A点沿斜面确定了相距1m处的B点。（g取10N/kg） （1）使刻度尺“0”刻度线与水平地面对齐，正确测量B点高度，结果如图乙，为______cm； （2）选用车轮与轮椅相同材质、花纹的小车为研究对象，进行了如下操作： ①正确使用弹簧测力计，测出小车重为2.0N； ②将弹簧测力计与斜面平行放置并______，然后沿斜面方向匀速拉动小车，如图乙所示，弹簧测力计示数为______N； ③计算出将小车从A点拉到B点的过程中，拉力所做的功为______J；利用斜面将小车从水平地面提升到B点时的机械效率为______； （3）在小车上逐渐添加重物，测出小车的总重G，测出沿斜面匀速拉动小车需要的力，计算出拉小车从A点到B点所做的功W1；计算出竖直向上将小车从水平地面提升到B点所做的功W2。以功为纵坐标，以小车总重为横坐标，建立平面直角坐标系，作出W1和W2与小车总重G的关系图像，分别如图丙中的线段a和b； ①由图像可知：用该通道斜面提升物体时的机械效率与物重______（选填“有关”或“无关”）； ②若这位母亲的质量为50kg，所坐的轮椅质量为20kg，则中年人用沿着通道斜面方向的力推轮椅匀速上坡时，力的大小为______N。 【答案】 9.00cm 重新调零 0.3 0.3 60％ 无关 105 【详解】（1）[1]由图乙可知，该刻度尺每大格为1cm，平均分成10小格，即分度值为0.1cm，故B点高度为9.00cm。 （2）②[2]弹簧测力计在不同方向上使用时，都需要重新进行调零。 [3]由图乙可知，弹簧测力计每大格表示0.2N，平均分成10小格，即分度值为0.02N，故弹簧测力计示数为0.3N。 ③[4]将小车从A点拉到B点的过程中，距离为1m，则拉力所做的功为 [5]有用功为 故机械效率为 （3）①[6]机械效率等于有用功与总功的比值，即W2与W1的比值，由图丙可得，W1与W2分别与物体的重力成正比，即 ， 则W2与W1的比值为 而k1、k2为定值，即W2与W1的比值也为定值，故用该通道斜面提升物体时的机械效率与物重无关。 ②[7]由图丙可以，随着总重的增加，拉小车从A点到B点所做的功W1成正比例增加，当总重为1N时，W1为0.15J，故它们之间的函数关系为 若这位母亲的质量为50kg，所坐的轮椅质量为20kg，则此时总重 则此时拉小车从A点到B点所做的功 则此时推力 滑轮与滑轮组 考点2 一、单选题 1．（2026·辽宁铁岭·一模）下列机械不能省力的是（　　） A．定滑轮 B．动滑轮 C．轮轴 D．斜面 【答案】A 【详解】A．定滑轮使用过程中，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆，因此不能省力，故A符合题意； B．动滑轮使用过程中，动力臂等于2倍阻力臂，是省力杠杆，故B不符合题意； C．如图轮轴在使用时是让轮带动轴来工作，这种情况下是省力的，故C不符合题意； D．斜面是一个省力机械，但费距离，故D不符合题意。 故选A。 2．（2026•黑龙江七台河•一模）如图所示为日常生活或生产实践中使用的机械，其中能抽象为斜面的是（　　） A． 汽车方向盘 B． 桔槔 C．盘山公路 D． 铁葫芦 【答案】C 【详解】汽车方向盘是轮轴，桔槔是杠杆，铁葫芦是滑轮，只有选项C是斜面，故选C。 3．（2026·广西柳州·一模）如图是某小区使用的一种垃圾投放装置的示意图，人向下拉吊把就能打开垃圾桶桶盖（桶盖绕转轴转动），非常方便、卫生。下列说法正确的是（    ） A．装置中的滑轮是动滑轮 B．绳子拉起桶盖时，桶盖可视为省力杠杆 C．左端绳子的拉力大于右端绳子的拉力 D．匀速拉动吊把时，吊把对绳子的拉力和绳子对吊把的拉力是一对平衡力 【答案】B 【详解】A．轴的位置固定不动的滑轮称为定滑轮，轴的位置随被拉物体一起运动的滑轮称为动滑轮，由图知道，装置中的滑轮是定滑轮，故A错误； B．绳子拉起桶盖时，桶盖可视为杠杆，动力作用点在绳子与桶盖连接处，阻力作用点在桶盖正中心，支点在垃圾桶桶盖最右端端点，故动力臂大于阻力臂，所以，桶盖可视为省力杠杆，故B正确； C．定滑轮不省力也不费力，所以左端绳子的拉力等于右端绳子的拉力，故C错误； D．匀速拉动吊把时，吊把对绳子的拉力和绳子对吊把的拉力作用在不同的物体上，不是一对平衡力，故D错误。 故选B。 4．（2026·新疆克拉玛依·一模）某场馆建设中，采用如图所示的装置提升重物，重为750N的工人师傅站在水平地面上，双脚与地面的接触面积为，用竖直向下300N的拉力拉动绳子自由端，使物体A在5s内匀速上升了2m。已知物体A重550N，不计绳重与摩擦，下列说法错误的是（    ） A．图中人对地面的压强为 B．所用动滑轮的重力是50N C．绳子自由端移动的速度为0.8m/s D．该工人师傅使用此滑轮组最多能提升150kg的物体 【答案】D 【详解】A．人对地面的压力等于人的重力减去绳子的拉力，即 则人对地面的压强为 故A正确，不符合题意； B．由图可知，n=2，不计绳重与摩擦，根据可知，所用动滑轮的重力为 故B正确，不符合题意； C．绳子自由端移动的速度为 故C正确，不符合题意； D．绳子自由端最大拉力等于人的重力，即 不计绳重与摩擦，根据可知，此滑轮组能提升的最大物重为 则该工人师傅使用此滑轮组能提升的最大物体质量为 故D错误，符合题意。 故选D。 二、多选题 5．（2026•新疆和田•一模）下列几种简单机械相关的说法中，错误的是（　　） A．图甲中OA是阻力臂 B．图乙中的装置可以省一半力 C．图丙中的装置是一种省力杠杆 D．图丁中的汽车方向盘是简单机械中的轮轴 【答案】AB 【详解】A．动力臂是支点到动力作用线的距离，不是支点到动力作用点的距离，图甲误把杠杆的长度当成了力臂，故A错误，符合题意； B．图乙所示的装置是定滑轮，不能省力，只能改变力的方向，故B错误，符合题意； C．在图丙中，这是一个动滑轮装置。动滑轮的特点是省一半力，但会费一倍的距离。因此，图丙中的装置确实是一种省力杠杆，故C正确，不符合题意； D．在图丁中，汽车的方向盘是一个典型的轮轴装置。轮轴是由一个轮和一个轴组成的简单机械，轮和轴固定在一起，在轮上用力，带动轴转动，故D正确，不符合题意。 故选AB。 三、填空题 6．（2026·湖南长沙·一模）生活中常用到滑轮．如图甲所示，旗杆顶部有一个固定的滑轮，它是______滑轮；图乙是小明自制的一个健身器，已知滑轮的质量为，健身时小明双手握住握杆竖直向上匀速拉起的杠铃片总质量为，不计绳重与摩擦，此时握杆对绳子的拉力为______N。（g取） 【答案】 定 225 【详解】[1]旗杆顶部的滑轮使用时固定不动，属于定滑轮。 [2]图乙中是动滑轮，有效绳子段数为2，不计绳重与摩擦，握杆对绳子的拉力为 7.（2026·甘肃武威·一模）如图是液压起重车的示意图。使用时液压杆将起重臂顶起，同时通过与钢索连接的电动机工作，可将重物吊起，并安放到需要的地方。起重机如图处标注的滑轮是________（选填“定滑轮”或“动滑轮”）；顶起起重臂时，液压杆向上顶起的力________（选填“大于”“等于”或“小于”）重物的重力。 【答案】 动滑轮 大于 【详解】[1]由图可知，起重车钢索下的那个滑轮随着重物一起升降，因此是动滑轮。 [2]液压起重车的起重臂可看作杠杆，由图可见，重物对杠杆的力为阻力，液压杆对杠杆的力为动力，液压起重车的起重臂动力臂小于阻力臂，是一个费力杠杆，使用时费力，故液压杆向上顶起的力大于重物的重力。 8.（2026·陕西渭南·一模）如图所示，重为20N的物体A放在水平桌面上，重为10N的物体B挂在滑轮M下。M、N两个滑轮中，________是定滑轮，使用________可以省力；若每个滑轮重均为2N，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________N；物体B下降0.5m时，物体A滑动的距离为________m。 【答案】 N M 6 1 【详解】[1][2]由图可知，N滑轮固定不动，是定滑轮；M滑轮随物体一起运动，是动滑轮，动滑轮可以省力。 [3]由图可知，动滑轮上的绳子股数n=2；当物体B匀速下降时，不计绳重及绳与滑轮间的摩擦，A端绳子的拉力为 物体A做匀速直线运动，受到的拉力与摩擦力平衡，大小相等，故物体A所受的摩擦力为 [4]物体A滑动的距离 四、作图题 9．（2026·甘肃张掖·一模）一辆小汽车陷入泥中，请你画出图中滑轮组最省力的绕法。 【答案】 【详解】只有一个动滑轮，要求最省力，动滑轮绕3段绳，绳子先系在动滑轮的固定挂钩上，然后绕过左边的定滑轮，再绕过动滑轮，如图所示： 五、计算题 10．（2026·陕西西安·一模）某施工现场的建筑工人利用小型的升降机来搬运水泥。电动机对绳子的拉力为1200N，30s内将重为2000N的水泥提升了12m。（g取10N/kg，不计绳重和摩擦以及滑轮的重力） (1)绳子自由端移动的速度是多少？ (2)吊篮的重力是多少？ 【答案】(1)0.8m/s (2)400N 【详解】（1）由图可知，该滑轮组由2段绳子承担总重，即。水泥在30s内被提升了12m，即物体上升的高度。绳子自由端移动的距离 绳子自由端移动的速度 （2）不计绳重、摩擦以及滑轮的重力，电动机对绳子的拉力与总重力的关系为： 将相关数据代入得： 解得，吊篮的重力： 11．（2026·安徽马鞍山·一模）暑假期间学校进行教学楼改建时，需要将一堆相同的物料搬运到高处。请解答下列问题： (1)如图甲所示，小铭模拟古代人民用杠杆将物料提起的情景，他在Q端竖直向下施加200N的力刚好能把一块物料提起，并使杠杆在水平位置平衡。已知OQ∶OP=4∶1，则这块物料重为多少？ (2)某次搬运过程中，为了一次能提升更多物料，如图乙所示，某次他利用这个装置匀速提起了5块同样的物料，已知吊篮重为160N，若不计绳重和滑轮轴处的摩擦，此时人对绳子的拉力为1400N，请你计算出动滑轮的重力？ 【答案】(1)800N (2)40N 【详解】（1）根据杠杆平衡条件可知，F×OQ=G×OP，已知OQ∶OP=4∶1，则这块物料重为 （2）由图可知，n=3，若不计绳重和滑轮轴处的摩擦，根据可知，动滑轮的重力为 12．（2026·上海·一模）如图所示，物体的重力为100牛，在拉力作用下在水平面上做匀速直线运动，物体的图像如下所示，已知弹簧测力计的示数为20牛。若不计滑轮重力及各种摩擦、阻力，求： (1)物体运动的速度的大小； (2)物体所受摩擦力与拉力的大小； (3)拉力在10秒内所做的功。 【答案】(1) (2) ， (3) 【详解】（1）由图像可知，当时，物体A运动的距离，则物体运动的速度 （2）物体A做匀速直线运动，处于平衡状态，其在水平方向上受到绳子的拉力和地面的摩擦力是一对平衡力，大小相等，方向相反，图中使用的是动滑轮，不计滑轮重力及各种摩擦、阻力，绳子对物体的拉力与弹簧测力计的示数大小相等，则物体所受的摩擦力 图中滑轮为动滑轮，承担物体A所受摩擦力的绳子的段数n=2，拉力F为 （3）10秒内物体A运动的距离为 拉力F移动的距离为 拉力F在10秒内所做的功为 六、综合题 13．（2026·青海海东·一模）【新题型】简单机械在我国古代被广泛应用于生活和生产中，如杠杆、滑轮、轮轴等。（g取） (1)我国古代劳动人民提升重物常用到滑轮组。图甲、乙所示的用两个相同的滑轮组成的不同的滑轮组，若用它们分别将同一物体匀速提升到相同的高度，不计绳重及摩擦，则绳子自由端的拉力大小关系为________（选填“＞”“＜”或“=”）。 (2)图丙所示的是我国古人使用绞车和滑轮吊起石材时的情境，其简化结构图如图丁所示，绞盘横杆长度L与滚轴直径d之比为，吊框的重力为100N，不计绳重和机械间的所有摩擦。 ①绞车可以看作________（选填“轮轴”或“滑轮”），滑轮A和B的作用是________。 ②若一名工匠用绞车匀速提升大理石板，工匠的推力为100N，则大理石板的重力为________N。 【答案】(1)＞ (2) 轮轴 改变力的方向 300 【详解】（1）图甲中滑轮组的动滑轮绕2段绳，图乙中滑轮组的动滑轮绕3段绳，将同一物体匀速提升相同高度，不计绳重及摩擦，由可知绳子自由端拉力。 （2）[1][2]由图可知通过转动绞盘使绳子绕到滚轴，从而拉起物体，绞盘相对于轮，滚轴相对于轴，所以绞车可以看作轮轴；滑轮A和B为定滑轮，其作用是改变力的方向。 [3]轮轴的本质是“连续转动的杠杆”，其力臂关系为：动力臂是轮的半径，即；阻力臂是轴的半径，即。根据杠杆平衡条件得已知，，，代入数据可计算出吊起大理石和吊框的总重力为，因此大理石板重。 机械效率 考点3 一、单选题 1．（2026·黑龙江大庆·一模）如图所示，用滑轮组将汽车沿水平方向匀速拉动，20s汽车移动了5m。已知绳端拉力F为900N，汽车受到的阻力为1500N，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（    ） A．绳端移动的距离为15m B．此滑轮组的机械效率约为83.3% C．汽车受到的拉力为1800N D．绳端拉力F的功率为750W 【答案】B 【详解】AD．由图可知，提升动滑轮绳子段数为2，汽车移动了5m，则绳端移动的距离为 绳端拉力F的功率为 故AD错误； B．此滑轮组的机械效率为 故B正确； C．汽车沿水平方向匀速拉动，处于平衡状态，汽车受到的拉力与汽车受到的阻力二力平衡，大小相等，汽车受到的拉力为1500N，故C错误。 故选B。 2．（2026·河南洛阳·一模）如图所示，斜面长、高，物块的质量为，用一个沿斜面向上大小为的拉力将物块由斜面底端匀速拉到斜面顶端，不计空气阻力，取。下列说法中正确的是（    ） A．使用斜面可以省功 B．拉动物块过程所做的有用功为 C．物块所受斜面的摩擦力为 D．减小斜面的倾角，可以增大机械效率 【答案】C 【详解】A．根据功的原理可知，使用任何机械都不能省功，故A错误； B．拉动物块过程拉力所做的有用功是克服物体的重力做的功为 故B错误； C．拉动物体时做的总功为 利用斜面拉动物体克服摩擦力做的功为额外功，即额外功为 物块所受斜面的摩擦力为，故C正确； D．减小斜面的倾角，物体对斜面的压力增大，将物块从底部匀速拉到顶端时，物体受到的摩擦力增大，则额外功增大；因有用功不变，由可知，斜面的机械效率会变小，故D错误。 故选C。 二、多选题 3．（2026·北京·一模）图甲是《墨经》中记载的我国古代提升重物的工具“车梯”，图乙是其等效图。若利用此“车梯”使80kg的重物在10s内沿直线匀速竖直上升2m，所用的拉力为300N，g＝10N/kg。则此过程中，下列说法中正确的是（　　） A．使用“车梯”时，人拉绳的速度为0.8m/s B．“车梯”的动滑轮的重力为400N C．使用“车梯”时，人做功的功率为160W D．“车梯”的机械效率约为66.7% 【答案】AD 【详解】A．由图可知，n＝4，绳子自由端移动的距离 绳子自由端移动的速度为，故A正确； B．物体的重力为 不计绳重和摩擦，动滑轮重为 因题干中没有不计绳重和摩擦，因此动滑轮重应该小于400N，故B错误； C．人做的总功为 人做功的功率为 故C错误； D．人做的有用功为 “车梯”的机械效率为 故D正确。 故选AD。 4．（2026·河南周口·一模）为方便搬运，工地用小型卷扬机提升重物。图甲是卷扬机通过滑轮组提升重物A 的示意图，已知A重550N，A匀速上升时速度为0.3m/s，图乙是卷扬机以恒定输出功率匀速拉升不同的重物时钢绳拉力F与钢绳的速度v的关系图像。不计绳重及摩擦，卷扬机输出功率始终保持不变。下列选项正确的是（　　） A．提升A时钢绳的速度是0.6m/s B．动滑轮的重力是100N C．卷扬机恒定输出功率为90W D．提升A时滑轮组的机械效率约为91.7% 【答案】AD 【详解】A．由图甲可知，绳子的段数为，则提升A时钢绳的速度为，故A正确； B．由图乙可知，提升A时钢绳的速度是0.6m/s，钢绳拉力为300N，根据可知，动滑轮的重力为，故B错误； C．已知卷扬机以恒定输出功率匀速提升重物，则卷扬机恒定输出功率为，故C错误； D．由题意可知，提升A时滑轮组的机械效率为，故D正确。 故选AD。 5．（2026·陕西咸阳·一模）如图所示，是水下考古时打捞货物的示意图。若将重为6400N的货箱提离水面后匀速提升1.5m，用时2s，此过程中滑轮组的机械效率为。下列说法正确的是（    ） A．滑轮的作用是改变力的方向 B．克服货箱重力做的功为960J C．钢丝绳所受拉力做功的功率为6000W D．增大提升货箱的速度，滑轮组的机械效率会提高 【答案】AC 【详解】A．由图可知，滑轮A是定滑轮，其作用是改变力的方向，故A正确； B．货箱的重力为，提升高度为，克服货箱重力做的功为 故B错误； C．由机械效率公式可得，钢丝绳所受拉力做功为 做功的功率为 故C正确； D．滑轮组的机械效率公式为，由此可知机械效率只与物重G、动滑轮重​、绳重和摩擦有关，与提升速度无关，故D错误。 故选AC。 6．（2026·四川成都·一模）在“双碳”目标引领下，光伏电站的升降机械需通过优化滑轮组提高能效，以降低能耗。某科技小组模仿光伏组件升降原理，利用甲、乙两套滑轮组（每个滑轮质量均为0.5kg）开展探究实验，装置如图所示。用两装置将重为9N的光伏组件匀速提升至h=0.2m的高度，且完成提升所用时间均为t=2s。（不计绳重和摩擦，g取10N/kg）下列说法正确的有（　　） A．甲、乙装置所做的有用功均为1.8J B．甲装置绳端移动的速度比乙装置更大，机械效率更高 C．乙装置所做的总功为2.0J，拉力做功的功率为1.0W D．甲装置的额外功为1J，拉力做功的功率为1.4W 【答案】AD 【详解】A．已知，，有用功， 甲、乙装置的有用功相同，均为，选项A 正确； B．甲装置，绳端移动距离 ，速度 乙装置，绳端移动距离，速度， 故甲的绳端速度小于乙， 两套滑轮组的滑轮重力和提升的物体重力都相同，不计绳重和摩擦，由可得，它们的机械效率是相同的，故B错误； C．动滑轮重为 不计绳重和摩擦，乙装置拉力为 绳子移动距离 则 功率，故C错误； D．不计绳重和摩擦，额外功为克服动滑轮重力的功，则甲装置的额外功 拉力的总功 拉力的功率，故D正确。 故选AD。 三、填空题 7．（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 8．（2026·江苏苏州·一模）如图所示是一种小型千斤顶的示意图。当手往下压动摇臂时，能把重物抬高一段较小的距离，工人在4s时间内用100N的力竖直向下压动摇臂1m，把1000N的重物匀速抬高。则人做功的功率______W，使用千斤顶抬高重物的机械效率是______。 【答案】 25 90% 【详解】[1]人做的总功为 人做功的功率为 [2]克服物体重力做的有用功为 机械效率为 9．（2026·新疆吐鲁番·一模）如图甲，工人利用图乙所示的电动滑轮吊起质量为1.2t的神舟飞船部件，10s内匀速提升2m。电动机对绳的拉力为8000N，电动滑轮所做的有用功为___________J，电动滑轮的机械效率为___________。（g取10N/kg） 【答案】 75％ 【详解】[1]重物受到的重力 电动滑轮所做的有用功 [2]如图乙所示，电动滑轮上有两股绳，即 绳端移动的距离 拉力做的功 电动滑轮的机械效率 10．（2026·辽宁锦州·一模）如图所示，将重为40N的物体G沿水平方向匀速直线向左拉动2m，用时5s。已知滑轮组中动滑轮重为6N，绳子自由端拉力F为10N，则物体与地面间的摩擦力为 ___________N。绳子自由端拉力F的功率为 ___________W。该滑轮组的机械效为 ___________（不计绳重和滑轮组的摩擦）。 【答案】 24 12 80% 【详解】[1]滑轮组绳子自由端的拉力F=10N，一共3段绳子与动滑轮接触，则整个滑轮组提供的向上的总拉力为 F总=nF=3×10N=30N 滑轮组对物体的拉力为 F拉=F总-G动=30N-6N=24N 物体匀速运动，在水平方向上受到的力为拉力和平衡力，所以它受到的拉力与摩擦力是一对平衡力，大小相等，它受到的摩擦力为24N。 [2]物体前进了2m，绳子自由端向上移动的距离为 s=ns物=3×2m=6m 绳子自由端的拉力做的总功为 W=Fs=10N×6m=60J 拉力F的功率为 [3]拉动物体做的有用功为 滑轮组的机械效率为 四、计算题 11．（2026·四川南充·一模）如图，利用电子秤监控水库水位的模拟装置，由长方体A和正方体B、滑轮组、轻质杠杆CD、电子秤等组成，杠杆始终在水平位置平衡。已知，A的体积为0.01 m3，A重为800 N，B的边长0.1 m，B重为250 N，动滑轮重200 N，不计绳重与摩擦（）。求： (1)A的密度； (2)水位上涨到A的上表面时，A受到的浮力； (3)在单独使用该滑轮组且完全浸没在水中匀速提升A时的机械效率（百分数取整）； (4)水位上涨过程中，电子秤所受的最大压强。 【答案】(1)8×103kg/m3 (2)100 N (3)78% (4)1×104Pa 【详解】（1）A的质量 A的密度 （2）当水位上涨到A的上表面时，A被完全浸没在水中，此时排开水的体积等于A的体积。即 根据阿基米德原理，A受到的浮力为 （3）当A完全浸没在水中时，滑轮组需要克服的有用拉力为 滑轮组做的有用功为 滑轮组做的总功包括克服A的视重和动滑轮重力所做的功 滑轮组的机械效率为 （4）电子秤受到的压力等于B的重力减去绳子对B的拉力FD，即 要使电子秤所受的压力最大，则绳子的拉力FD必须最小。 根据力的相互作用以及杠杆平衡条件 又因为 所以 要使FD最小，作用在C点的力FC必须最小。 FC是滑轮组绳端的拉力，由图可知，滑轮组有3段绳子承担总重物，则 要使FC最小，A受到的浮力必须最大。 当A完全浸没时，浮力最大， 此时，C点的最小拉力为 D点的最小拉力为 电子秤受到的最大压力为 B是边长为0.1m的正方体，其底面积（即受力面积）为 电子秤所受的最大压强为 12．（2026·安徽池州·一模）如图甲是一种用于建筑工地、道路、桥梁的爬梯式混凝土搅拌机。工作时，搅拌机将原料加工成混凝土后自动倒入运料斗，运料斗能通过爬梯顶端的滑轮沿爬梯上升到一定高度，然后将混凝土倾倒卸下，其原理简图如图乙所示。某次运送混凝土时，提升电机将装有500kg的混凝土运料斗匀速提升10m，提升部分钢丝绳拉力为1500N。（不计绳重及摩擦，g取10N/kg）。求： (1)该次运送混凝土时，所做的有用功； (2)该装置运料部分的机械效率。（百分号前保留一位小数） 【答案】(1) (2) 【详解】（1）该次运送混凝土时，所做的有用功 （2）由图乙，提升动滑轮的绳子段数有4段，该次运送混凝土时，钢丝绳拉力做的功 该装置运料部分的机械效率 五、实验题 13．（2026·黑龙江双鸭山·一模）【易错题】小明利用如图甲所示的装置测量滑轮组的机械效率（忽略绳重和摩擦）。 (1)若钩码以0.1m/s的速度匀速上升，则弹簧测力计竖直向上移动的速度为________m/s。 (2)只改变动滑轮重，提升同一物体进行多次实验，获得数据并绘制出如图乙所示的图像。分析图像可知，被提升物体所受的重力相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越________（填“高”或“低”）。 (3)分析图像中的A点可知，被提升物体所受的重力为________N；若该物体被匀速提升的距离为20cm，则此时拉力做的总功为________J。 (4)小明同学分别使用动滑轮重相同的甲、丙滑轮组匀速提升相同的钩码时，甲、丙滑轮组的机械效率________（填“相同”或“不相同”）。 (5)若小明在做图甲实验时用力加速提升钩码，则此时滑轮组的机械效率与匀速提升钩码时相比将________（填“升高”“降低”或“不变”）。 【答案】(1)0.3 (2)低 (3) 4 1 (4)相同 (5)降低 【详解】（1）由图可知承重绳子股数n=3，则弹簧测力计竖直向上移动的速度 （2）根据图乙可知，被提升物体的重力相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低。 （3）[1][2]忽略绳重和摩擦，克服物体重力所做的功为有用功，克服物体和动滑轮重力所做的功为总功，所以，滑轮组的机械效率 由图乙可知G动=1N，机械效率为80%，则 解得G=4N。拉力为 若该物体被匀速提升的距离为20cm，则此时拉力做的总功为 （4）小明同学分别使用动滑轮重相同的甲、丙滑轮组匀速提升相同的钩码时，若忽略绳重及摩擦，则克服动滑轮重做的功为额外功，额外功相同，做的有用功相同，因此总功相同，由 可知，甲、丙滑轮组的机械效率相同。 （5）当弹簧测力计拉着钩码加速上升时，此时绳端受的是不平衡的力，测力计对绳端拉力变大，总功变大，机械效率会降低。 14.（2026·安徽阜阳·一模）用如图所示的装置探究“斜面机械效率与哪些因素有关”，实验记录如下表所示： 实验次序 物体种类 物重G/N 斜面高h/m 沿斜面的拉力F/N 斜面长s/m 机械效率η 1 木块 4 0.15 1.1 0.90 60.6% 2 木块 4 0.3 1.1 1.8 60.6% 3 小车 4 0.15 0.8 0.90 83.3% 4 小车 4 0.3 0.8 1.8 83.3% (1)第1次实验中，木块所受摩擦力约为___________N（结果保留两位小数）； (2)根据测算的实验数据，可得初步结论：斜面倾斜程度相同时，___________越小，机械效率越大。 【答案】(1)0.43 (2)摩擦力 【详解】（1）使用斜面时，总功，有用功，额外功是克服摩擦力做的功，即 代入第1次实验数据可得，有用功 总功 额外功 摩擦力 （2）对比实验1和3（或实验2和4）可知，物重、斜面倾斜程度都相同，木块滑动摩擦力更大，机械效率更低；小车滚动摩擦力更小，机械效率更高，因此可得结论：斜面倾斜程度相同时，摩擦力越小，机械效率越大。 15.（2026·宁夏固原·一模）杠杆、滑轮作为生活的工具，让困难的事情简单化，利用杠杆、滑轮相关知识回答下列问题。 (1)在测量某物体密度的时候，小雅发现不用天平也能够测量物体的质量，于是设计了如图1所示的装置。测量时，总保持杠杆在水平位置平衡，目的是__________； (2)保持左侧重物及其位置不变，改变动力臂，多次测量，根据记录的数据画出如图2所示的动力随动力臂变化的图像，则杠杆左端所挂重物的重力大小是____N（杠杆上每一小格长度为1cm）； (3)接着，小雅利用量筒测量该物体体积如图3所示，其体积为____cm3；该物质的密度为____kg/m3；通过查询，发现该物质可能为加工青铜（取10N/kg）； (4)如图甲、乙所示，用同一个滑轮组，提升不同数量的同种钩码，绳子末端的力____，甲的机械效率____乙的机械效率（前两空均选填“大于”“小于”或“等于”），滑轮组的机械效率与钩码匀速上升的速度____（选填“有关”或“无关”）。 (5)若图乙中，用拉力大小为的力使钩码匀速提升的高度，钩码总重力为，该装置中克服绳重及摩擦所做的功为，则动滑轮重力______（用所给字母表示，空气阻力忽略不计）。 【答案】(1)便于测量力臂大小 (2)1.5 (3) 20 (4) 小于 小于 无关 (5) 【详解】（1）重力的方向竖直向下，测量时，总保持杠杆在水平位置平衡，由力臂的定义，支点到力的作用点的距离即为力臂大小，故目的是便于测量力臂大小。 （2）由题意可知，只改变动力臂，多次测量，则阻力与阻力臂的乘积保持不变，根据杠杆平衡条件 可知，利用图像中一组数据能得出动力与动力臂之积为 由图1可知，，则杠杆左端所挂重物的重力 （3）[1]图3中量筒的分度值为2mL，该物体体积 [2]该物质的密度为 （4）[1]如图甲、乙所示，用同一个滑轮组，提升不同重物，到相同的高度，额外功可认为相同，甲中物体的重力小，做的有用功小，拉力也小，即小于； [2]根据 可知甲的机械效率小于乙的机械效率； [3]由 可知，滑轮组的机械效率与钩码匀速上升的速度大小无关； （5）图乙中，绳子的有效段数为3，用拉力大小为F的力使钩码匀速提升h的高度，绳子移动的距离为3h，总功为。钩码总重力为，克服钩码总重力做的有用功为；该装置中克服绳重及摩擦所做的功为W，则克服动滑轮的自重做的额外功 则动滑轮重力 六、综合题 16．（2026·江苏南京·一模）【新题型】完成下列各题。 (1)将质量均匀的木棒切割并组装成两个形状相同、质量均为m的木模，用三根竖直细线a、b、c连接，在水平面上按照“互”字型静置，上方木模呈现悬浮效果，如图甲所示，这是利用了建筑学中的“张拉整体”结构原理。细线a的拉力________（选填“大于”、“小于”或“等于”）细线b的拉力，沿左右方向平移三根细线在上方木模的接线点，线仍竖直，线上拉力会________（选填“改变”或“不变”） (2)如图乙，是为了搬运建筑材料而使用的简单机械。某次用该机械匀速起吊600kg的物体时，物体上升5m用时3s，滑轮组的机械效率是80%，则所做总功的功率是________W，若用该装置提升质量更大的物体，其机械效率将________。 (3)如图丙，A、B是两个完全相同的物体，小亮分别将A、B两物体匀速拉到斜面顶端，斜面长为、，对物体做功情况如图丁所示，请问斜面对物体B的摩擦力________N，两方案的机械效率_______（“<”、“>”、“=”）。 【答案】(1) 大于 改变 (2) 变大 (3) 2.5 < 【详解】（1）[1]上方木模受到自身竖直向下的重力，细线b和c分别竖直向下的拉力和，细线a对它竖直向上的拉力，木模呈现悬浮，由于受力平衡，则 则。 [2]以a下方的连接点为支点，根据杠杆平衡条件得， 如沿左右方向平移三根细线在上方木模的接线点，线仍竖直，G不变，LG改变，和 的力臂不变， 和变化，变化；则线上拉力会改变。 （2）[1]有用功 由可得，所做总功 所做总功的功率 [2]用该装置提升质量更大的物体，其机械效率 机械效率变大。 （3）由图可知，A做的总功，，则A的有用功 A、B是两个完全相同的物体，上升的高度相同，因此B的有用功 B的总功，B的额外功 由可得，斜面对物体B的摩擦力 A的机械效率 B的机械效率 故。 试卷第1页，共3页 45 / 45 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题11 简单机械与机械效率 杠杆、轮轴、斜面 考点1 一、选择题 1．A 2．D 3．C 4．A 5．A 6．C 二、填空题 7．轮轴 省力 斜面 8．(1) 12 180 (2) (3)240J；12W 三、作图题 9．(1) (2) 10．(1) (2)200 (3)A 11． 四、实验题 12．(1)右 (2) (3)B 13．(1)右(2)400(3)720(4)360(5)2×103(6)③ 五、综合题 14．(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。 15．(1)B (2)并 (3) 320 1 16．(1)避免纸板自重的影响 (2) 力臂 = (3)寻找普遍规律 (4) 费力 大 17．(1) 杠杆平衡 O (2)0 (3)右 (4)增大 (5)8.8×103 18．9.00cm 重新调零 0.3 0.3 60％ 无关 105 滑轮与滑轮组 考点2 一、单选题 1．A 2．C 3．B 4．D 二、多选题 5．AB 三、填空题 6.定 225 7.动滑轮 大于 8.N M 6 1 四、作图题 9． 五、计算题 10．(1)0.8m/s(2)400N 【详解】（1）由图可知，该滑轮组由2段绳子承担总重，即。水泥在30s内被提升了12m，即物体上升的高度。绳子自由端移动的距离 绳子自由端移动的速度 （2）不计绳重、摩擦以及滑轮的重力，电动机对绳子的拉力与总重力的关系为： 将相关数据代入得： 解得，吊篮的重力： 11．(1)800N(2)40N 【详解】（1）根据杠杆平衡条件可知，F×OQ=G×OP，已知OQ∶OP=4∶1，则这块物料重为 （2）由图可知，n=3，若不计绳重和滑轮轴处的摩擦，根据可知，动滑轮的重力为 12．(1)(2)，(3) 【详解】（1）由图像可知，当时，物体A运动的距离，则物体运动的速度 （2）物体A做匀速直线运动，处于平衡状态，其在水平方向上受到绳子的拉力和地面的摩擦力是一对平衡力，大小相等，方向相反，图中使用的是动滑轮，不计滑轮重力及各种摩擦、阻力，绳子对物体的拉力与弹簧测力计的示数大小相等，则物体所受的摩擦力 图中滑轮为动滑轮，承担物体A所受摩擦力的绳子的段数n=2，拉力F为 （3）10秒内物体A运动的距离为 拉力F移动的距离为 拉力F在10秒内所做的功为 六、综合题 13．(1)＞ (2) 轮轴 改变力的方向 300 机械效率 考点3 一、单选题 1．B 2．C 二、多选题 3．AD 4．AD 5．AC 6．AD 三、填空题 7．(1)A (2) 160 80% 8．25 90% 9． 75％ 10．24 12 80% 四、计算题 11．(1)8×103kg/m3(2)100 N(3)78%(4)1×104Pa 【详解】（1）A的质量 A的密度 （2）当水位上涨到A的上表面时，A被完全浸没在水中，此时排开水的体积等于A的体积。即 根据阿基米德原理，A受到的浮力为 （3）当A完全浸没在水中时，滑轮组需要克服的有用拉力为 滑轮组做的有用功为 滑轮组做的总功包括克服A的视重和动滑轮重力所做的功 滑轮组的机械效率为 （4）电子秤受到的压力等于B的重力减去绳子对B的拉力FD，即 要使电子秤所受的压力最大，则绳子的拉力FD必须最小。 根据力的相互作用以及杠杆平衡条件 又因为 所以 要使FD最小，作用在C点的力FC必须最小。 FC是滑轮组绳端的拉力，由图可知，滑轮组有3段绳子承担总重物，则 要使FC最小，A受到的浮力必须最大。 当A完全浸没时，浮力最大， 此时，C点的最小拉力为 D点的最小拉力为 电子秤受到的最大压力为 B是边长为0.1m的正方体，其底面积（即受力面积）为 电子秤所受的最大压强为 12．(1)(2) 【详解】（1）该次运送混凝土时，所做的有用功 （2）由图乙，提升动滑轮的绳子段数有4段，该次运送混凝土时，钢丝绳拉力做的功 该装置运料部分的机械效率 五、实验题 13．(1)0.3 (2)低 (3) 4 1 (4)相同 (5)降低 14. (1)0.43 (2)摩擦力 15. (1)便于测量力臂大小 (2)1.5 (3) 20 (4) 小于 小于 无关 (5) 六、综合题 16．(1) 大于 改变 (2) 变大 (3) 2.5 < 试卷第1页，共3页 1 / 6 学科网（北京）股份有限公司 $