专题12 简单机械、机械效率（全国通用）（3大考点）2026年中考物理二模分类汇编

**基本信息** 聚焦初中物理简单机械与机械效率专题，汇编多地区二模试题，融合传统文化（如《天工开物》机械）、科技前沿（神舟救援）及生活情境，通过跨学科实践（杆秤密度计）和分层设问，强化核心素养与应试能力。 **题型特征** |题型|题量|知识覆盖|命题特色| |----|----|----------|----------| |单选|15题|杠杆平衡条件、滑轮分类、机械效率影响因素|结合厨房工具（费力杠杆）、汉代滑轮升鼎（传统文化）| |填空|11题|杠杆力臂计算、机械效率公式应用|跨学科实践（杆秤测密度）、古代汲水装置（辘轳）| |作图|2题|最小力及力臂画法|联系生活场景（撬石块、关水龙头）| |计算|6题|滑轮组效率、杠杆功与功率|神舟返回舱吊装（科技情境）、斜面引重车（古代科技）| |综合题|10题|杠杆与密度结合、机械效率综合应用|杆秤制作（跨学科）、投石机模型（传统文化与科学探究）|

专题12 简单机械、机械效率 3大考点概览 考点01简单机械 考点02机械效率 考点03综合应用 简单机械 考点1 一、单选题 1.（2026·四川眉山·二模）“探究杠杆的平衡条件”实验中，杠杆在水平位置平衡，如图所示。下列操作能使杠杆在水平位置保持平衡的是（　　） A．同时将左右两侧的钩码取下一个 B．将、两处所挂的钩码交换位置 C．将右侧钩码取下一个，左侧钩码向支点移动一格 D．将左侧钩码向支点移动两格，右侧钩码向支点移动三格 【答案】D 【详解】A．设每个钩码重为G，杠杆上的每个小格长度为L，当同时将左右两侧的钩码取下一个时，杠杆两侧力与力臂的乘积关系为 不符合杠杆平衡条件，故A不符合题意； B．当将、两处所挂的钩码交换位置时，杠杆两侧力与力臂的乘积关系为 不符合杠杆平衡条件，故B不符合题意； C．将右侧钩码取下一个，左侧钩码向支点移动一格时，杠杆两侧力与力臂的乘积关系为 不符合杠杆平衡条件，故C不符合题意； D．将左侧钩码向支点移动两格，右侧钩码向支点移动三格时，杠杆两侧力与力臂的乘积关系为 符合杠杆平衡条件，故D符合题意。 故选D。 2.（2026·福建福州·二模）【科技与生活】下列厨房工具使用时属于费力杠杆的是（　　） A．起瓶器 B．取碗夹 C．剪骨刀 D．压蒜器 【答案】B 【详解】起瓶器，剪骨刀，压蒜器在使用时其动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆。取碗夹使用时支点在夹的顶端，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆。 故选B。 3.（2026·福建厦门·二模）【传统文化】我国是世界上使用与发展机械最早的国家之一。如图所示的汉代石砖描绘了古人使用滑轮升鼎的场景。使用该滑轮的目的是（    ） A．省力 B．省功 C．改变力的方向 D．提高机械效率 【答案】C 【详解】A．图中的滑轮是一个定滑轮，它的轴固定不动，定滑轮的实质是一个等臂杠杆，不省力也不省距离，故A错误； B．根据功的原理，使用任何机械都不省功，故B错误； C．定滑轮的特点是可以改变力的方向，在这个场景中，人在地面向下拉绳子，就能把鼎向上提升，方便施力，故C正确； D．机械效率与机械自重、摩擦等因素有关，定滑轮不能提高机械效率，故D错误。 故选C。 4.（2026·湖南郴州·二模）图为搬运砖头的独轮车，车厢和砖头所受的总重力为1000N（车架所受重力忽略不计），抬起把手时，此独轮车相当于一个杠杆，车厢和砖头受到的重力是杠杆的阻力。下列关于独轮车的使用，分析正确的是（　　） A．独轮车把手有花纹是为了减小摩擦 B．此独轮车相当于一个费力杠杆 C．抬起独轮车，手握在把手末端A点时最费力 D．人手在点施加竖直向上大小为250N的力时，可以抬起独轮车 【答案】D 【详解】A．把手有花纹是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦，故A错误； B．独轮车的支点在车轮处，动力臂（1.6m）大于阻力臂（0.4m），属于省力杠杆，故B错误； C．根据杠杆平衡条件，阻力、阻力臂不变时，动力臂越长越省力。手握A点时动力臂最长，因此是最省力，故C错误； D．根据杠杆平衡条件，代入数据得，解得，故D正确。 故选D。 5.（2026·江苏南京·二模）如图所示，轻质杠杆OA可绕固定点O转动，A处挂一重物G，处有一个始终垂直于OA的拉力，使杠杆缓慢地向图中虚线位置移动的过程中，关于拉力F的说法正确的是 A．先变小后变大 B．先变大后变小 C．一直增大 D．保持不变 【答案】B 【详解】如图所示， ①将杠杆缓慢地由最初位置拉到水平位置时，动力臂不变，阻力不变，阻力臂变大，根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可知，动力逐渐变大．②当杠杆从水平位置拉到最终位置时，动力臂不变，阻力不变，阻力臂变小，根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可知，动力逐渐变小．综上分析可得，F先变大后变小．故选B. 二、填空题 6.（2026·安徽·二模）如图所示的可调节式落地灯，高为0.8m的立柱OA与厚度不计的底座为一整体，重心为O，总重为60N。O到底座边缘最远的距离OC为0.2m，斜向上的轻质杆AB长1m且可绕A点转动，灯通过轻质细线挂在B点，B到水平地面的距离BE=1.4m，为防止灯侧翻，灯的质量最大为______kg。（g=10N/kg） 【答案】2 【详解】已知，，可得竖直方向 是直角三角形，，由勾股定理得 即到点的水平距离 立柱和底座总重，对支点的力臂 灯的重力对支点的力臂 根据杠杆平衡条件，有 解得灯的重力，则灯的质量最大为 7.（2026·云南昆明·二模）【跨学科实践】在跨学科实践中，小明利用细线、筷子、刻度尺、金属螺母、带盖塑料小瓶制作了简易杆秤密度计。 (1)如图甲所示，将带盖的空小瓶系在筷子处，用细线把筷子悬挂起来。为使筷子在水平位置平衡，应将悬挂点向______（选填“左”或“右”）移动。 (2)调整好以后，如图乙所示，保持、的位置不变，在塑料小瓶中加满水，盖好盖子，调整螺母至点时，筷子再次水平平衡。然后倒净瓶中的水，加满食用油，盖好盖子，调整螺母至点时，筷子再次水平平衡（如图丙）。用刻度尺分别测出、、的长度、、。则待测食用油的密度______（选用、、和表示）。 【答案】(1) 左 (2) 【详解】（1）观察图甲可知，杠杆右侧上翘，说明左侧偏重、重心偏左侧。根据杠杆平衡原理，为使筷子在水平位置平衡，需要把悬挂点向左移。 （2）图乙中装满水时平衡，满足 因为 所以有​ ① 图丙中装满食用油时平衡，满足 即​ ②； 由①可得 将其代入②式可得： 两边同时约去​，解得 8.（2026·四川内江·二模）【传统文化】如图甲所示是《天工开物》中记载的一种捣谷用的舂，图乙是其简化示意图，它是______杠杆（选填“省力”、“等臂”、“费力”）。当作用在横木末端的力为300N时，碓头缓慢抬起至水平状态，已知AB长3.6m，AO长2.7m，横木的重力忽略不计，则碓头的质量为_______kg。（g取10N/kg） 【答案】 费力 10 【详解】由图可知，支点为O，动力的动力臂为OB，碓头重力的阻力臂为AO。 计算得 可见动力臂OB<阻力臂AO，因此它是费力杠杆。 根据杠杆平衡条件代入已知数值 解得碓头重力，质量 9. （2026·安徽池州·二模）如图所示，轻质杠杆AOCB的O点用细绳悬挂，已知OA＝BC＝40cm，OC＝30cm，A端所挂物体重力G＝100N，则需要在B端施加的最小力为______N时，OA段才能保持在水平位置静止。 【答案】80 【详解】根据杠杆平衡条件，连接OB，OB就是B点的最大力臂，当力的方向与OB垂直时，力臂最长，B端的力最小，计算OB长度 A端的阻力臂，动力臂，则B端最小力 三、作图题 10.（2026·重庆·二模）按照要求作图。如图所示，以O为支点，在B点用最小的力撬起“石块1”，请画出力F1的示意图及其力臂L1； 【答案】 【详解】由图示可知，当杠杆以O为支点时，阻力和阻力臂一定，根据杠杆平衡条件，动力臂越长，动力越小；如图，BO即为最长动力臂，所以与之垂直的动力最小；阻力使杠杆逆时针转动，则动力使杠杆顺时针转动，动力方向应斜向下，据此作图。 11.（2026·黑龙江绥化·二模）“节约用水，人人有责”，如图甲所示是用水后及时关闭水龙头的情景，水龙头手柄可以视为一根杠杆（O为支点）。请在图乙中画出施加在A点向下的最小动力F1的示意图。 【答案】 【详解】根据杠杆平衡的条件知，在杠杆的阻力、阻力臂一定的情况下，要使所施加的动力最小，必须使动力臂最长。连接支点O与A点即为最长动力臂，过A点作OA的垂线，故就得到在A点施加的最小动力。由于阻力使杠杆逆时针转动，则动力使杠杆顺时针转动。动力F1方向向下。 四、计算题 12.（2026·天津和平·二模）在天宫课堂中，我国航天员王亚平讲了在太空中测量航天员质量的方法。其中用到了一个“弹簧凸轮机构”，它可以产生恒力来牵引航天员运动，以便计算航天员的质量。有同学根据杠杆原理设计了一个装置（如图）：把一个半径为的圆轮和一个凸轮固定在一起组成，支点为。如图甲所示，圆轮边缘的绳索与被牵引的航天员相连，拉力为，力臂为；凸轮上的绳索一端连接着被拉长的弹簧，拉力为，力臂为，另一端连接图中的点。当弹簧收缩使杠杆沿顺时针方向转过一定角度到达图乙所示的位置时，弹簧缩短，拉力减小为，凸轮使其力臂变为，比长，而的力臂仍然等于圆轮半径。如果为10 cm、为40 N、为20 N，图中的长度应为多少米？ 【答案】 0.2m 【详解】由题意可知，杠杆在甲、乙位置均处于平衡状态，大小不变，且的力臂始终等于圆轮半径。对甲位置，根据杠杆平衡条件得，对乙位置，根据杠杆平衡条件得，则，代入数值得 五、综合题 13.（2026·新疆吐鲁番·二模）某项目小组利用长刻度尺、细线、相同规格质量较大的橡皮筋、带盖小瓶（容积为20mL）、六角螺母（质量为10g）等身边物品，创新设计并制作可测液体密度的“密度秤”。 (1)先在刻度尺两端分别扎上橡皮筋a和b，再把刻度尺的中点用线悬挂起来，若此时刻度尺的左端下沉（如图甲所示），应调节橡皮筋a向______移动、使刻度尺在水平位置平衡； (2)如图乙所示，将带盖空瓶挂在A点，调节六角螺母的位置至B点时，刻度尺恰好在水平位置平衡，读出，在密度秤的B点标注“0”刻度线、空瓶的质量为______g将待测液体装满小瓶盖好盖子，调节六角螺母的位置至C点时，刻度尺在水平位置平衡，读出OC的长度为15cm，则此液体的密度是______。若瓶内部装入密度为的水时挂在A处，调节六角螺母的位置至D点（未画出）时，刻度尺在水平位置平衡，此时______cm；（） (3)多次测量并在不同刻度处标注密度值，密度秤的刻度是______（选填“均匀”或“不均匀”）的。 【答案】(1)右 (2) 10 0.75 18 (3)均匀 【详解】（1）左端下沉说明左侧力和力臂的乘积更大，橡皮筋在左端，将向右移动，可以减小左侧力臂，使杠杆在水平位置平衡。 （2）空瓶平衡时，根据杠杆平衡得 已知，，因此 装待测液体平衡，设液体质量为，根据杠杆平衡得 代入数值 解得 小瓶容积 因此液体密度 装水平衡，水的质量 再根据杠杆平衡 代入得 解得 （3）推导公式 整理得 可见与成一次函数（线性）关系，因此密度秤的刻度是均匀的。 14.（2026·上海金山·二模）小金喜欢骑自行车。 (1)车把上的花纹是为了______________（选涂A．“增大”或B．“减小”）摩擦； (2)用碳纤维材料制成的自行车很轻，若碳纤维的密度为，整个车架体积为，则该自行车车架的质量为______________g； (3)手捏刹车把，如图（a）所示，阻力大小为，动力臂与阻力臂之比为，则动力大小为______________N。 (4)小金和小海同学骑车去距离学校远的图书馆，小金运动的图像如图（b）所示，小海比小金晚出发，他在小金到达图书馆时恰好追上他，则小海的速度为______________。 【答案】(1)A (2) (3)40 (4)4.8 【详解】（1）自行车车把上的花纹可以增大接触面的粗糙程度，从而增大摩擦力，故A符合题意，B不符合题意。 故选A。 （2）由可得，该自行车车架的质量为 （3）已知阻力为，动力臂与阻力臂之比为，根据杠杆的平衡条件可知，动力为 （4）如图（b）所示，小金的速度为 由可得，小金从学校到图书馆所需的时间为 由题意可知，小海从学校到图书馆所需的时间为 由可得，小海的速度为 15.（2026·上海松江·二模）2026年央视春晚，武术节目《武BOT》精彩上演。 (1)机器人能模仿人类进行抬手动作，但是两者动力不同。如图乙所示，人利用肱二头肌收缩将前臂抬起，此时前臂相当于______（选填“省力”或“费力”）杠杆；机器人依靠电动机驱动关节转动，电动机工作时主要将电能转化为______； (2)机器人表演的精彩场面是由通信卫星通过______传到全国各地，机器人的芯片主要材料是______（选填“导体”“半导体”或“绝缘体”）。 【答案】(1) 费力 机械能 (2) 电磁波 半导体 【详解】（1）人利用肱二头肌收缩将前臂抬起，肘关节为支点，由图乙可知，动力臂小于阻力臂，根据杠杆平衡原理可知，动力大于阻力，是费力杠杆；机器人依靠电动机驱动关节转动，电动机工作时消耗电能，获得机械能，将电能转化为机械能。 （2）太空中为真空环境，机器人表演的精彩场面是由通信卫星通过电磁波传到全国各地的；半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间，常用于制作机器人的芯片。 机械效率 考点2 一、单选题 1.（2026·吉林·二模）如图所示，重600N的工人通过滑轮组用竖直向下的拉力匀速提升货物，表中是他某次工作的相关数据。若三个滑轮重均相等，不计滑轮组的绳重和摩擦，下列说法错误的是（　　） 货物所受重力G/N 货物被提升高度h/m 绳端所受拉力F/N 所用时间t/s 540 3 200 25 A．工人做功的功率为72W B．滑轮组对悬挂点A的拉力为920N C．滑轮组的机械效率为90% D．若货物离开水平地面之前，工人用100N的力竖直向下拉绳端，则地面对货物的支持力为200N 【答案】D 【详解】A．由图可知，滑轮组由3段绳子承担货物的重力，所以绳子股数，则绳端移动的距离 工人做的总功 工人做功的功率，故A正确； B．不计滑轮组的绳重和摩擦，根据滑轮组的工作原理，则绳端拉力，则动滑轮的自重 由于三个滑轮重均相等，所以定滑轮的重力也为60N。由图可知，滑轮组有2个定滑轮，则定滑轮总重 将2个定滑轮看作整体受力分析，整体受自身重力、受到4股绳子的拉力，受到悬挂点A的拉力。整体静止，受平衡力，则悬挂点对整体的拉力 因为力的作用是相互的，则滑轮组对悬挂点A的拉力，故B正确； C．滑轮组的机械效率，故C正确； D．当工人用100 N的力拉绳端时，绳端拉力。将动滑轮和物体看作整体，整体受重力、3股绳子的拉力、地面的支持力，由于整体静止，受平衡力，则此时地面对货物的支持力，故D错误。 本题选错误的，故选D。 2.（2026·陕西汉中·二模）【传统文化】《墨经》中记载的车梯是先秦墨家巧夺天工的智慧结晶，如图是车梯的示意图，筐内土的质量为80kg，人的拉力为500N，筐被匀速提升2m，g取10N/kg，下列说法正确的是（     ） A．图中A 滑轮的作用是改变力的方向 B．该过程中人做的有用功为1600J C．该过程中装置的机械效率为90% D．增大提升筐的高度，装置的机械效率会变大 【答案】B 【详解】筐内土的质量，拉力，提升高度，，由图可知该滑轮组承担物重的绳子段数，逐个分析选项： A．图中A滑轮是动滑轮，动滑轮的作用是省力，不能改变力的方向，故A错误； B．土的重力 提升土做的有用功 故B正确。 C．绳子自由端移动距离 总功 机械效率 故C错误。 D．推导机械效率公式，可知机械效率和提升高度无关，增大提升高度，机械效率不变，故D错误。 故选B。 3.（2026·山东聊城·二模）某探究小组的同学在探究滑轮组的机械效率与哪些因素有关时，提出了一些猜想并准备利用图甲、乙、丙所示的滑轮组进行实验验证。猜想一：由两个相同的滑轮组成的滑轮组，其机械效率与滑轮组的绕绳方法有关。猜想二：由两个相同的滑轮组成的滑轮组，其机械效率与滑轮组提升物体所受的重力有关。下列有关该实验的分析正确的是（　　） A．验证猜想一的小组应用图乙、丙所示的两个滑轮组进行实验 B．若用图甲、乙、丙所示的滑轮组分别拉动绳子移动相同的距离，则三个滑轮组做的有用功相同 C．若用图甲、乙、丙所示的滑轮组分别沿竖直方向匀速拉动绳子，不计摩擦和绳重，则 D．用图甲、乙所示的两个滑轮组进行实验，若实验测得两滑轮组的机械效率大小不相等，则可初步判断猜想二是错误的 【答案】C 【详解】A．验证猜想一，需要控制提升物体重力相同，只改变绕绳方法，乙、丙提升的物重不同，不符合控制变量要求，故A错误； B．绳子自由端移动距离s相同时，由得，物体上升高度，有用功 计算得，， 三个有用功不相等，故B错误； C．拉力公式为 代入得，， 所以，故C正确； D．甲、乙绕绳方法相同，提升物重不同，用来验证猜想二，若测得机械效率不相等，说明机械效率确实与提升物重有关，猜想二是正确的，故D错误。 故选C。 4.（2026·天津河东·二模）用图甲所示的动滑轮，先后将两个不同重物在相同时间内匀速提升相同高度，两次做功的情况如图乙所示。不计绳重和摩擦，则（    ） A．第二次做的有用功比第一次多 B．第二次做的额外功比第一次多 C．第一次做的总功比第二次多 D．先后两次提升重物的总功率相等 【答案】C 【详解】B．同一动滑轮，不计绳重和摩擦时，额外功来自克服动滑轮自重做的功，即 两次提升高度h相同，动滑轮重力G动不变，因此两次的额外功大小相等，故B错误； C．由图乙可知，第一次额外功占总功的25%，即 可得 第二次额外功占总功的30%，可得 因此 即第一次总功比第二次多，C正确； A．有用功 计算得， 即第一次有用功更多，故A错误； D．总功率，两次提升时间相同，总功不同，因此总功率不相等，故D错误。 故选C。 5.（2026·重庆·二模）小融想借助不同的机械将重为400 N的货物从地面提升至10 m处的高台。第一次使用定滑轮，所用拉力（如图甲）；第二次使用动滑轮，所用拉力为（如图乙），他两次拉绳的速度均为0.1m/s。则下列说法正确的是（　　） A．图甲中的机械效率更小 B．图甲中小融对地面的压强更小 C．图乙中动滑轮的重力为100N D．图乙中小融做功的功率为50W 【答案】B 【详解】A．图甲中定滑轮的机械效率 图乙中动滑轮的机械效率 所以图甲中的机械效率更大，故A错误； B．图甲中，小融对地面的压力，图乙中，小融对地面的压力，所以，又因为受力面积相同，根据，可知图甲中小融对地面的压强更小，故B正确； C．若不计绳重和摩擦，根据，可得动滑轮的重力，由图甲中拉力大于物体重力可知，有绳重和摩擦，所以动滑轮重力小于100N，故C错误； D．两次拉绳的速度均为0.1m/s，图乙中小融做功的功率，故D错误。 故选B。 6.（2026·陕西宝鸡·二模）【传统文化】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 【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。 二、多选题 7.（2026·四川成都·二模）如图甲所示的装置，A是重15N的空吊篮，绳子B和C能承受的最大拉力分别为100N和50N。质量为50kg的小张同学将A提升到高处，施加的拉力F随时间变化关系如图乙所示，A上升的速度v随时间变化关系如图丙所示。忽略绳重及摩擦，常数g取10N/kg。下列结论正确的是（　　） A．动滑轮的重力为9N B．第2s内拉力F的功率为40W C．此装置最多能匀速运载80N的货物 D．此装置提升重物的最大机械效率为85% 【答案】BC 【详解】A．由图丙可知，在1~2s内物体匀速运动，图乙可知，拉力为10N，由图甲知绳子股数n=2，则根据 即 解得 G动=5N 故A错误； B．第2s内绳子自由端的速度为 第2s内拉力F的功率为 故B正确； C．当拉力最大为50N时，可以拉动物重为 绳子B不断，故C正确； D．由C可得，重物最重为80N，则最大的机械效率为 故D错误。 故选BC。 三、填空题 8.（2026·河北沧州·二模）【传统文化】如图甲是《天工开物》中记载的一种农业生产汲水装置——辘轳。 (1)图乙是它提水时的结构示意图，为方便提水，应按照_____（选填“省力”或“费力”）杠杆来设计； (2)图乙中，现将总重力为120N的水和桶从井中提起，人们在摇把末端施加的力至少需要_____N。 【答案】(1)省力 (2)30 【详解】（1）在提水时，手的作用力为动力，作用在大轮上，水的作用力为阻力，作用在小轮上，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。 （2） 由图乙，该机械为轮轴，支点在B点， 阻力的大小是水和桶的总重力 ，阻力作用在A点，因此阻力臂 ；动力作用在C点，动力臂 。 已知 ，设 ，则 ，可得 由杠杆平衡条件，则 即 解得 9.（2026·上海金山·二模）小型起重机可以吊起重物。 (1)如图所示，该起重机将重为的物体匀速提升，此过程中起重机所做的有用功为______________J； (2)在上述过程中，若额外功是，则该起重机的机械效率为______________。 【答案】(1) (2)75% 【详解】（1）起重机所做的有用功 （2）起重机所做的总功 起重机的效率为 10.（2026·陕西西安·二模）【古代科技】如图所示，是我国古代著名的水利灌溉机械—龙骨水车。可以利用人力驱动水车，方便将低处的水提到高处。当人转动摇杆时，大轮随之转动，摇杆和大轮相当于一个_________（选填“轮轴”或“定滑轮”）。工作时木链旋转一周，刮水板可将40kg的水提升到离水源2.5m高的田地中，所用时间为25s，人力驱动刮水板的平均功率约为80W。该过程中龙骨水车所做的有用功为_________J，机械效率为_________。（g取10N/kg） 【答案】 轮轴 1000 50% 【详解】[1]摇杆和大轮相当于一个轮轴，摇杆的半径大于大轮的半径，属于省力杠杆。 [2]所做的有用功 [3]人对龙骨水车做的总功 机械效率 11.（2026·安徽合肥·二模）如图所示，这是《墨经》中记载的斜面引重车。绳子一端紧系在后轮上，另一端绕过斜面顶端的定滑轮与重物相连，若绳子拉着物体沿斜面运动2m，物体重力为3000N，斜面高为0.8m，后轮施加在绳子上的拉力大小为2000N，不计绳重、滑轮与轴之间的摩擦，该车提升重物的机械效率为______。 【答案】 【详解】提升重物克服重力做的有用功 拉力做的总功 该车提升重物的机械效率 四、计算题 12.（2026·安徽合肥·二模）如图所示是用卷扬机和滑轮组拖动物体M时的情景，已知物体M所受重力为G=5000N，物体匀速运动过程中所受摩擦力为500N，A、B之间的距离为，在将M从A匀速拖到B的过程中，因克服动滑轮重、绳重及滑轮的摩擦而做的额外功为200J，请计算： (1)将M从A匀速拖到B的过程中，卷扬机所做的有用功； (2)卷扬机对绳子的拉力F。 【答案】(1) 5000J (2) 260N 【详解】（1）滑轮组水平拖动物体时，卷扬机做的有用功为克服物体摩擦力做的功。由题意得，物体受到的摩擦力，物体移动距离，根据功的计算公式，有用功为 （2）总功等于有用功与额外功之和，已知额外功，因此总功 由图可知，动滑轮上承担力的绳子段数，因此卷扬机拉绳子移动的距离 卷扬机对绳子的拉力 13.（2026·江苏无锡·二模）如图所示，重150N的物体在平行于斜面的拉力F作用下，以0.3m/s的速度从斜面的底端匀速运动到斜面的顶端，用时20s。已知F=100N，斜面的高度为3m。求： (1)拉力F做功的功率； (2)利用斜面匀速拉动重物的过程中，该装置的机械效率； 【答案】(1) (2) 【详解】（1）物体在斜面上运动的路程即斜面长度为 拉力做的总功为 所以拉力的功率为 （2）利用斜面提升物体过程中，克服物体重力对物体所做的功为有用功，此过程中有用功为 斜面的机械效率为 14.（2026·安徽·二模）【古代科技】我国古代劳动人民利用杠杆可以将巨木抬起，如图所示。若劳动者用竖直向下、大小为3000N的力，在10s内将横杆向下压0.4m，630kg的巨木重心上升了0.08m。g取10N/kg，求： (1)劳动者做的总功； (2)横杆的机械效率。 【答案】(1)1200J (2)42% 【详解】（1）竖直向下的力做的功，即劳动者做的总功， （2）克服巨木重力做的有用功 横杆的机械效率 五、实验题 15.（2026·湖南长沙·二模）在“测量滑轮组机械效率”的实验中，实验兴趣小组的同学们用同一滑轮组进行了三次实验（如图1所示），实验数据记录如下表（图2所示）： 图2 实验次数 钩码重/N 钩码上升 距离/cm 弹簧测力 计示数/N 弹簧测力计上 升距离/cm 机械效率 1 2 10 0.8 30 83.3% 2 4 10 1.5 30 ① 3 6 10 2.2 30 90.9% (1)表格中编号①处的数据为______； (2)分析表中数据可得结论：使用同一滑轮组提升不同重物至同高度时，提升的物重增加时，滑轮组的机械效率______（选填“变大”“变小”或“不变”）； (3)小柯发现绳端移动的距离与钩码上升的高度有固定的倍数关系，于是他认为：钩码重一定时，无论将钩码提升多高，都不影响该滑轮组的机械效率；小程则认为：钩码提升的高度不同，有用功就不同，机械效率就变化了。你认为______的看法是正确的。 【答案】(1) (2)变大 (3)小柯 【详解】（1）滑轮组机械效率为 （2）由表格数据可知，物重增大时，机械效率从提高到，因此提升物重增加时，滑轮组的机械效率变大。 （3）对机械效率公式变形可得 n为绳子段数，固定不变，当钩码重G一定时，机械效率与钩码提升高度无关，因此小柯的看法正确。 综合应用 考点3 一、单选题 1.（2026·辽宁铁岭·二模）【传统文化】如图是《天工开物》中记载的踏碓（duì）舂米情景。踏碓架在木杠上，可绕着固定点转动，踏碓前端装有圆锥状石块，脚反复踩踏碓后端，就可以舂米。已知碓头重为，为，为，不计木杠自重和转动过程中点处的阻力。关于该踏碓说法正确的是（　　） A．被踩起的木杠属于省力杠杆 B．脚踩踏的位置离点越近越省力 C．若要使木杠水平平衡，点受力至少为 D．碓头抬起时，在点作用力的力臂不变 【答案】C 【详解】A．该杠杆支点为，在木杆转动过程中，碓头的重力为阻力，脚的踩踏力为动力，由于动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故A错误； B．根据杠杆平衡条件，阻力和阻力臂不变时，脚踩踏位置离越近，动力臂越小，所需动力越大，越费力，故B错误； C．木杆水平平衡时，阻力臂为OA，当动力方向垂直杠杆时，动力臂最大为OB，动力最小。根据杠杆平衡得，即，故C正确； D．碓头重力始终竖直向下，碓头抬起时杠杆倾斜，支点到重力作用线的距离（阻力臂）变小，因此力臂发生改变，故D错误。 故选C。 2.（2026·广东深圳·二模）【科技前沿】神舟二十号舷窗出现裂纹，神舟二十二号仅用20天完成太空救援，重新定义了人类应对太空危机的效率标杆。回收返回舱时，用如图所示的柴油起重机将重约2.8t的返回舱在10s内匀速提升2m，起重机的输出功率为，g取10N/kg，以下分析正确的是（　　） A．起重机做的有用功为 B．钢缆A点处移动的距离为2m C．起重机的效率为80% D．返回舱在10s内上升的速度为0.8m/s 【答案】C 【详解】A．克服返回舱的重力所做的功为有用功，大小为 故A错误； B．由图可知，与动滑轮相连的绳子股数，返回舱提升2m，绳端移动的距离 故B错误； C．起重机所做的做功为 起重机的效率为 故C正确； D．返回舱在10s内匀速提升2m，所以返回舱的速度为 故D错误。 故选C。 3.（2026·陕西宝鸡·二模）如图是节选自我国古代科技巨著《天工开物》中的劳动情景，用独轮车运输货物时需左右对称，否则不稳定，极易倾倒。下列说法正确的是（　　） A．车上物体的重力为阻力 B．使用独轮车可以省功 C．推车人的手越靠近车轮越费力 D．运送重力不同的物体时，独轮车的机械效率不变 【答案】C 【详解】A．车上物体和车的总重力会阻碍杠杆的转动，故为阻力，故A错误； B．使用任何机械都不能省功，甚至还要做额外功，故B错误； C．推车人的手越靠近车轮，动力臂越短，根据杠杆平衡条件可知越费力，故C正确； D．运送重力不同的物体时，有用功改变，额外功基本不变，所以独轮车的机械效率改变，故D错误。 故选C。 二、多选题 4.（2026·陕西汉中·二模）如图所示，是水下考古时打捞货物的示意图。若将质量为640kg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80%，g取10 N/kg。下列说法正确的是（　　） A．滑轮A的作用是改变力的方向 B．货箱上升的速度为1.5m/s C．克服货箱重力做的功为960J D．绳子所受的拉力为4000N 【答案】AD 【详解】A．由图可知，A滑轮的轴不随货箱的移动而移动，属于定滑轮，定滑轮的作用是改变力的方向，故A正确； B．货箱上升速度 故B错误； C．货箱重力 克服货箱重力做的有用功 故C错误； D．由可知，总功为 由图可知，承担物重的绳子段数，绳子自由端移动距离 由可知，拉力 故D正确。 故选AD。 三、填空题 5.（2026·江苏镇江·二模）如图，有一个长3m，高30cm的斜面通道，小亮用100N的推力沿着斜面推着爷爷匀速上行，爷爷和轮椅的总质量为80kg，则斜面的机械效率是__________%，爷爷和轮椅所受摩擦力为__________N，若增大斜面倾斜程度，此时斜面的机械效率将__________（选填“增大”“不变”或“减小”）。 【答案】 80 20 增大 【详解】[1]沿着斜面推着爷爷做的有用功为 推力做的总功为 则斜面的机械效率是 [2]沿斜面推物体克服摩擦力做功为额外功，则额外功为 爷爷和轮椅所受摩擦力为 [3]若增大通道斜面倾斜程度，压力、摩擦力减小，斜面的长度变小，由可知额外功减小。推同样的物体，斜面高不变，有用功不变，额外功减小，总功减小，由效率公式可知，通道斜面 的机械效率变大。 6.（2026·陕西咸阳·二模）【传统文化】如图甲所示是我国古代科学技术著作《天工开物》记载的水碓图。水流冲击水轮转动，水轮横轴的拨板随着横轴转动而拨动碓尾把碓头的石杵举起、落下，不断舂米，如图乙所示。图乙中的水碓属于______杠杆；水碓在工作时，通过水流推动水轮转动，对水轮做功，所以水流具有______（选填“动”或“内”）能，在此过程中，能量发生了______（选填“转移”或“转化”）。若考虑匀质木杆的自重，并忽略摩擦力，将石杵向靠近O点移动时，水碓的机械效率将______（选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】 费力 动 转移 变小 【详解】[1]如图乙所示，O点是支点，水碓工作时动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆。 [2]水碓工作时水流推动水轮转动，水流是运动的，所以水流具有动能。 [3]水流推动水碓工作时，水流速度变慢，动能变小，水轮转动，速度变大，动能变大，所以是水流的动能转移到了水轮上，所以此过程中能量发生了转移。 [4]若考虑匀质木杆的自重，并忽略摩擦，克服木杆自重做的功为额外功。将石杵向靠近O点移动时，石杵的重力不变，石杵被抬起的高度变小，根据可知，有用功变小；木杆自重不变，木杆重心被抬起的高度不变，根据可知，额外功不变。根据可知，水碓的机械效率将变小。 7.（2026·天津和平·二模）【地方特色】20世纪60年代，河南林县（今林州）人民在物资紧缺的条件下在太行山上建成了全长1500km的“人工天河”——红旗渠。在施工过程中，技术人员发明了一种简易水平仪，它由三块木板组成（图甲①）。其中，两块相同的木板均与长木板垂直，两块木板的顶端各绷有一根细线。使用时把它放到盛水的盆里，用这两根细线“瞄准”竖直放置的标尺上的刻度，就可以进行测量。如图甲②，技术人员用这种水平仪上的两根细线分别“瞄准”甲、乙两地竖直放置的相同标尺上的刻度，甲、乙两地标尺上的示数分别为57cm和83cm（0刻度线位于标尺底部），则乙地比甲地 ____________（选填“高”或“低”）。工人师傅用如图乙所示的装置把质量为54kg的货物从地面匀速提升至3楼，所用的拉力为300N，图乙所示装置的机械效率是 ____________（取10N/kg）。 【答案】 低 90% 【详解】水平仪得到的水平视线是同一等高的水平线，标尺0刻度在底部（地面处），读数是地面到水平视线的高度；水平视线高度固定，乙地读数更大，说明乙地地面到水平视线的距离更大，因此乙地地面高度更低； 货物重力 由图乙可知，滑轮组中承担物重的绳子段数，机械效率为 四、计算题 8.（2026·陕西西安·二模）华山西峰观光大索道位于国家5A级风景名胜区华山，为游客提供了便捷的登山方式，同时也能欣赏到华山的险峻与美景。索道线路斜长4211m，起点到终点的高度差为894m，单程约20min，如图所示。单个缆车质量为100kg，底面积为，缆车顶部与钢缆固定在一起，钢缆带动缆车做匀速直线运动。一台缆车运载着两位质量均为60kg的游客上山，设游客每只脚与地面的接触面积为，忽略空气阻力。求：（取） (1)缆车在索道上运行的平均速度（结果保留一位小数）。 (2)两位游客在缆车上站立时对缆车的压强。 (3)运送两位游客上山的过程中，拖动钢缆的是标有“，”的电动机，此时电动机的实际功率为额定功率的，缆车的效率是多少？（结果精确到） 【答案】(1)3.5m/s (2) (3)78% 【详解】（1）已知索道线路斜长，单程运行时间 根据平均速度公式，得缆车在索道上运行的平均速度 （2）两位游客总质量 游客在水平缆车上站立，对缆车的压力等于自身总重力。根据重力公式，总压力 每位游客双脚站立，总接触面积 根据压强公式，得 （3）缆车的总质量 根据克服重力做功公式，则 电动机的额定功率 实际功率为额定功率的70%，因此实际功率 根据功率公式变形得 其中有用功是提升缆车和游客克服重力所做的功，总功是电动机做的功，机械效率的计算公式为 则 五、综合题 9.（2026·江苏无锡·二模）【传统文化】如图甲所示是我国古人使用绞车和滑轮吊起石材时的模拟图，其简化结构图如图乙所示。绞盘横杆长度L与滚轴直径d之比为4∶1。已知大理石的密度是2.8×103kg/m3，每块大理石板的规格为50cm×50cm×4cm，吊框的重力为100N。不计绳重和机械间的所有摩擦，g取10N/kg。 （1）绞车可以看做__________（选填“轮轴”、“斜面”或“杠杆”）。 （2）大理石板按照如图丙方式平放在地面上时，对地面的压强为多少？( ) （3）一位工匠的最大推力为400N，在某次工作中，该工匠匀速推动绞车提升大理石板： ①在绳子最大拉力足够的情况下该工匠最多一次能够借助绞车吊起多少块大理板？ ( ) ②此时绞车的机械效率为__________。（百分号前保留1位小数） 【答案】 轮轴 1120Pa 5 93.3% 【详解】（1）[1]通过转动绞盘使绳子绕道滚轴，从而拉起物体，绞盘相对于轮，滚轴相对于轴，所以绞车可以看做轮轴。 （2）[2]大理石板按照如图丙方式平放在地面上时，对地面的压力为 F=G=mg=ρVg=2.8×103kg/m3×50cm×50cm×4cm×10-6m3×10N/kg=280N 大理石板按照如图丙方式平放在地面上时，对地面的压强为 （3）①[3]由于横杆长度L与滚轴直径d之比为4∶1，当用推力最大时，拉起大理石的重力为 吊起大理石的块数为 ②[4]此时绞车提起的大理石的重力为 G′=5G=5×280N=1400N 的不计绳重和机械间的所有摩擦，机械效率为 10.（2026·上海嘉定·二模）简单机械的使用， 给我们的工作和生活带来了极大的便利。 (1)如图所示用开瓶器打开瓶盖，可以将开瓶器看作是一个 ； A．省力杠杆 B．等臂杠杆 C．费力杠杆 (2)如图所示，工人师傅站在高处利用动滑轮将物体竖直向上匀速提升到高处，物体所受重力为1000N。 ①在图中，画出物体所受的重力的示意图____； ②若物体所受重力为1000N， 不计滑轮重力和摩擦，工人师傅对绳端的拉力大小为____N；若10秒内工人师傅通过动滑轮将重物匀速提升2m，则滑轮对重物所做的功为_____J，功率为____W； ③在使用简单机械时，对物体做的有用功为400J的同时，还要做100J的额外功，则该简单机械的效率为_________。 【答案】(1)A (2) 500 2000/ 200 /0.8 【详解】（1）开瓶器在使用时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故选A。 （2）[1]重力的方向总是竖直向下的。 [2][3][4][5]由图可知，，不计滑轮重力和摩擦，绳端的拉力大小 滑轮对重物做的有用功 功率 机械效率 11.（2026·辽宁铁岭·二模）【跨学科实践】制作简易杆秤 杆秤是一种中国传统的测量工具，下面是某学校学生在跨学科实践活动中制作杆秤的过程。 【了解杆秤】 杆秤是由：刻有刻度的秤杆、秤砣、提纽、秤钩（秤盘）组成，如图（a）。秤钩用于悬挂物品，秤盘用于放置物品。 杆秤的制作原理是杠杆平衡条件，图（a）中提钮相当于“杠杆五要素”中的_____。 【制作杆秤】 （1）如图（b），用木棒作为秤杆，用系有细线的钩码作为秤砣，把空小盆悬挂在A点作为秤盘，在B点的拉线作为提钮。提起提钮，调节秤砣位置，使杆秤水平平衡，标记此时细线的位置，则该位置对应的质量刻度值为_____g； （2）在秤盘中逐个添加的砝码，并调节秤砣的位置，每次当杆秤水平平衡时，记录细线的位置、标记相应的质量，再测出细线距离B点的长度（如表1），根据表中数据，应将的刻度值标记在距离B点_____处。 秤盘中砝码总质量/g 50 100 150 200 距离B点的长度/cm 7 12 17 22 【测试作品】 如果在称重过程中，图（b）秤杆出现了左低右高，要将杆秤调至水平平衡，秤砣应往_____侧移动。使用过程中由于磕碰秤砣有缺损，用杆秤所测得质量将_____被测物的真实质量。 【拓展分析】 如果图（b）杆秤的0刻度距离提钮1cm，秤盘到提钮的水平距离为5cm，秤砣的质量为0.5kg。此时将提钮向左，适当减小提钮与秤盘的距离，杆秤的测量范围将_____。 【答案】 支点 0 32 右 大于 增大 【详解】[1]杠杆绕着转动的固定点叫做支点，杆秤使用时绕提纽转动，因此提纽相当于杠杆的支点。 （1）[2]此时秤盘为空，没有放置被测物体，平衡后标记的位置就是杆秤的零刻度线，因此对应质量为。 （2）[3]由表格数据可得规律：被测质量每增加，距离点的长度增加；对应长度为，因此对应的长度为 [4]左低右高说明物体侧（左侧）的力与力臂的乘积更大，需要增大秤砣的力臂才能平衡，秤砣在提钮右侧，因此秤砣应向右移动。 [5]秤砣缺损后自身质量变小，根据杠杆平衡条件，测量同一物体时，秤砣需要移动到更靠右（力臂更大）的位置才能平衡，对应刻度值更大，因此测得质量大于物体真实质量。 [6]提钮左移后，秤盘到提钮的距离（L阻）减小，秤砣到提纽的距离（L动）增大，根据杠杆平衡：秤砣重力不变，则杆秤能测量的最大物重（G物）增大，因此测量范围增大。 12.（2026·广东汕尾·二模）【传统文化】明代宋应星所著的《天工开物》第一卷《乃粒》的“水利”章节中，介绍了筒车、牛车、踏车、桔槔、辘轳等多种汲水机具。桔槔的结构相当于一个普通的杠杆，如图甲所示。 (1)如图甲所示，汲水时，人用力向下拉绳子的过程中，桔槔相当于一个______（选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆。提同样多的水，为了减小人向上提水的力，可适当______（选填“增大”或“减小”）配重石块的质量； (2)如图乙所示是小粤设计的桔槔简化图模型，轻质杠杆的支点为，若，端挂有重为的石块，端挂有重为20N的空木桶（绳重忽略不计，），使用时，人向下拉绳放下空桶时拉力至少为______N； (3)如图丙所示为筒车的简化示意图，筒车工作时是把动能转化为______能。若接水槽离取水处高4 m，水轮上有12个取水筒，一个取水筒每次可取水4 kg，筒车旋转一周所用时间为50 s，水流冲击筒车的总功率为60 W，则筒车旋转一周取水所做的有用功为______J，机械效率为______。 【答案】(1) 省力 增大 (2)60 (3) 重力势 1920/ 64% 【详解】（1）人向下拉绳子时，动力臂大于阻力臂，因此桔槔是省力杠杆；提水时，配重的作用是帮助拉起A端的水桶，增大配重的质量，配重对杠杆的拉力更大，更省力，因此要减小人提水的力，需增大配重质量。 （2）根据杠杆平衡条件，放下空桶平衡时 代入，，得 解得 （3）筒车将水提升到高处，水的重力势能增加，因此将水流的动能转化为水的重力势能。 水的总质量 有用功 总功 机械效率 13.（2026•辽宁•二模）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”）。 (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 (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，支点到力的作用线的垂直距离即为力臂大小，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乘积为 由图1可知，，则杠杆左端所挂重物的重力 （3）图3中量筒的分度值为2mL，该物体体积 该物质的密度为 （4）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； 根据 可知甲的机械效率小于乙的机械效率。 （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 14.（2026·陕西汉中·二模）某兴趣小组的同学在“探究浮力的大小与哪些因素有关”的实验中，进行了如图所示的实验，实验过程中液体均未溢出，并将弹簧测力计的示数分别记录在了下表中：（ρ水=1.0×103kg/m3） 实验步骤 A B C D E F 弹簧测力计示数/N 3.8 3.2 2.4 2.4 2.8 (1)实验步骤 A中弹簧测力计的示数为______N。 (2)分析实验步骤 A、E、F，可以说明：浮力大小跟排开液体的______有关。 (3)分析实验步骤A、D、E，可以说明：当物体完全浸没在水中后排开水的体积相同时，浮力大小跟物体浸入的深度______（选填“有关”或“无关”）。 (4)小明用表格中的数据算出了图F中液体的密度是______kg/m3。 (5)该组同学还做了如图所示的实验：将充足气的篮球和套有气针的气球一起挂于杆的左端，调整杆右端钩码的悬挂位置，使杆处于水平平衡状态，如图（a）所示，然后将气针头插入篮球的气门内，气球随即膨胀，杆逐渐发生倾斜，如图（b）所示。 ①实验是为了探究_____； ②将图（b）的气球取下（不跑气），放在电子秤上，测得质量为m1，再将所有的气放掉后，测得质量为，已知此时空气的密度为ρ空气。根据题中的数据______（选填“能”或“不能”）得到气球中气体的质量，若能，请在后面横线上写出气体质量表达式；若不能，请在横线上写出还需要测量的物理量。_____。 【答案】(1)4.4 (2)密度 (3)无关 (4)0.8×103 (5) 浸在气体中的物体所受浮力的大小与排开气体的体积的关系 不能 充满气的气球体积V 【详解】（1）A步骤测量物体重力，该弹簧测力计分度值为，指针指向，示数为。 （2）步骤A、E、F中，物体排开液体的体积相同，只有液体密度不同，浮力大小不同，因此说明浮力大小和排开液体的密度有关。 （3）步骤A、D、E中，物体完全浸没在水中，排开水的体积相同，只有浸没深度不同，弹簧测力计示数相同（浮力相同），因此说明浮力大小和物体浸入深度无关。 （4）根据称重法：物体完全浸没在水中浮力 完全浸没在待测液体中浮力 由于排开体积不变，根据阿基米德原理可得： （5）气球充气膨胀后，排开空气的体积变大，杠杆倾斜说明左端向下拉力减小、浮力增大，因此实验目的是探究浮力大小与排开气体体积的关系; 充气气球放在电子秤上时，受到空气浮力，满足关系： 放气后，整理得 现有数据缺少充气后气球的体积，因此不能求出气体质量，还需要测量充气后气球的体积。 15.（2026·贵州遵义·二模）【传统文化】投石机是我国古代军事战争中的传统利器，凝聚着古人的机械智慧，更是中华传统机械文明的瑰宝。结构如图甲所示，静止在地面上的木架上装有可转动的抛杆，抛杆一端悬挂重物，另一端连接弹勺。使用时，重物下落带动抛杆转动，将弹丸高速抛出，实现远距离投射。小明对此特别感兴趣，决定用身边的材料制作投石机模型。 任务一：设计方案 小明查阅资料，了解到投石机的本质是一种杠杆，于是设计了如图乙、丙所示的两种方案。根据杠杆平衡条件可知，图乙所示的方案中投石机工作时，重物的质量小于投掷物的质量，也能将投掷物投出，但实验过程中发现，投掷物抛出时，弹勺移动的距离小于重物移动的距离，不利于投掷物获得较大的速度，导致投射距离很近。图丙所示的方案，更利于投掷物获得更大的速度，使投射距离更远，因此小明选择了图丙所示方案制作投石机模型。 (1)图乙所示的投石机模型属于___________（选填“省力”、“等臂”或“费力”）杠杆。 任务二：制作投石机模型 小明收集身边的材料后，选用了轻质硬棒来搭建投石机的支架和抛竿，大小合适的塑料片作为弹勺，一个重为10N的铁块作为重物，大小合适的石子作为投掷物，并按图丙所示的方案搭建了投石机模型。 (2)若投石机模型工作过程中，重物下落的高度为20cm，请你计算此过程中重力对重物所做的功。 (3)投石机模型工作过程中包含了哪些物理知识，请举例说明。（写出两种即可） 任务三：优化改进 小明搭建好模型后，尝试“投石”后发现，小石子抛出的距离还是不够远。于是小明想进一步改进模型，增大小石子抛出的距离。 (4)请帮助小明写出一条改进意见。 【答案】(1)省力 (2) (3)投石机将石子抛出，力可以改变物体的运动状态；投射臂静止后，石子继续飞出，石子具有惯性。 (4)增加重物的质量或加长投射臂长度。 【详解】（1）图乙中，支点靠近重物端，动力臂（重物到支点的距离）大于阻力臂（投物到支点的距离）。根据杠杆分类：动力臂大于阻力臂的杠杆为省力杠杆，因此图乙的投石机模型属于省力杠杆。 （2）重力对重物所做的功 （3）略 （4）增加重物的质量或让重物下落的高度更大：这样能让重物的重力势能转化为更多的动能，从而让抛杆末端的石子获得更大的初速度，抛得更远。 调整杠杆支点位置，增大投射臂的长度：让动力臂（重物到支点的距离）更短、阻力臂（石子到支点的距离）更长，这样在重物下落时，投射臂末端能获得更大的线速度，提升石子的初速度。 选用质量更小的抛杆或更光滑的转轴：减少装置自身的能量损耗，让更多能量传递给石子，提升其初速度。 减小小石子的质量：在相同的能量传递下，质量更小的石子能获得更大的初速度，从而抛得更远。 试卷第1页，共3页 16 / 39 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题12 简单机械、机械效率 3大考点概览 考点01简单机械 考点02机械效率 考点03综合应用 简单机械 考点1 一、单选题 1.（2026·四川眉山·二模）“探究杠杆的平衡条件”实验中，杠杆在水平位置平衡，如图所示。下列操作能使杠杆在水平位置保持平衡的是（　　） A．同时将左右两侧的钩码取下一个 B．将、两处所挂的钩码交换位置 C．将右侧钩码取下一个，左侧钩码向支点移动一格 D．将左侧钩码向支点移动两格，右侧钩码向支点移动三格 2.（2026·福建福州·二模）【科技与生活】下列厨房工具使用时属于费力杠杆的是（　　） A．起瓶器 B．取碗夹 C．剪骨刀 D．压蒜器 3.（2026·福建厦门·二模）【传统文化】我国是世界上使用与发展机械最早的国家之一。如图所示的汉代石砖描绘了古人使用滑轮升鼎的场景。使用该滑轮的目的是（    ） 4.（2026·湖南郴州·二模）图为搬运砖头的独轮车，车厢和砖头所受的总重力为1000N（车架所受重力忽略不计），抬起把手时，此独轮车相当于一个杠杆，车厢和砖头受到的重力是杠杆的阻力。下列关于独轮车的使用，分析正确的是（　　） A．独轮车把手有花纹是为了减小摩擦 B．此独轮车相当于一个费力杠杆 C．抬起独轮车，手握在把手末端A点时最费力 D．人手在点施加竖直向上大小为250N的力时，可以抬起独轮车 5.（2026·江苏南京·二模）如图所示，轻质杠杆OA可绕固定点O转动，A处挂一重物G，处有一个始终垂直于OA的拉力，使杠杆缓慢地向图中虚线位置移动的过程中，关于拉力F的说法正确的是 A．先变小后变大 B．先变大后变小 C．一直增大 D．保持不变 二、填空题 6.（2026·安徽·二模）如图所示的可调节式落地灯，高为0.8m的立柱OA与厚度不计的底座为一整体，重心为O，总重为60N。O到底座边缘最远的距离OC为0.2m，斜向上的轻质杆AB长1m且可绕A点转动，灯通过轻质细线挂在B点，B到水平地面的距离BE=1.4m，为防止灯侧翻，灯的质量最大为______kg。（g=10N/kg） 7.（2026·云南昆明·二模）【跨学科实践】在跨学科实践中，小明利用细线、筷子、刻度尺、金属螺母、带盖塑料小瓶制作了简易杆秤密度计。 (1)如图甲所示，将带盖的空小瓶系在筷子处，用细线把筷子悬挂起来。为使筷子在水平位置平衡，应将悬挂点向______（选填“左”或“右”）移动。 (2)调整好以后，如图乙所示，保持、的位置不变，在塑料小瓶中加满水，盖好盖子，调整螺母至点时，筷子再次水平平衡。然后倒净瓶中的水，加满食用油，盖好盖子，调整螺母至点时，筷子再次水平平衡（如图丙）。用刻度尺分别测出、、的长度、、。则待测食用油的密度______（选用、、和表示）。 8.（2026·四川内江·二模）【传统文化】如图甲所示是《天工开物》中记载的一种捣谷用的舂，图乙是其简化示意图，它是______杠杆（选填“省力”、“等臂”、“费力”）。当作用在横木末端的力为300N时，碓头缓慢抬起至水平状态，已知AB长3.6m，AO长2.7m，横木的重力忽略不计，则碓头的质量为_______kg。（g取10N/kg） 9. （2026·安徽池州·二模）如图所示，轻质杠杆AOCB的O点用细绳悬挂，已知OA＝BC＝40cm，OC＝30cm，A端所挂物体重力G＝100N，则需要在B端施加的最小力为______N时，OA段才能保持在水平位置静止。 三、作图题 10.（2026·重庆·二模）按照要求作图。如图所示，以O为支点，在B点用最小的力撬起“石块1”，请画出力F1的示意图及其力臂L1； 11.（2026·黑龙江绥化·二模）“节约用水，人人有责”，如图甲所示是用水后及时关闭水龙头的情景，水龙头手柄可以视为一根杠杆（O为支点）。请在图乙中画出施加在A点向下的最小动力F1的示意图。 四、计算题 12.（2026·天津和平·二模）在天宫课堂中，我国航天员王亚平讲了在太空中测量航天员质量的方法。其中用到了一个“弹簧凸轮机构”，它可以产生恒力来牵引航天员运动，以便计算航天员的质量。有同学根据杠杆原理设计了一个装置（如图）：把一个半径为的圆轮和一个凸轮固定在一起组成，支点为。如图甲所示，圆轮边缘的绳索与被牵引的航天员相连，拉力为，力臂为；凸轮上的绳索一端连接着被拉长的弹簧，拉力为，力臂为，另一端连接图中的点。当弹簧收缩使杠杆沿顺时针方向转过一定角度到达图乙所示的位置时，弹簧缩短，拉力减小为，凸轮使其力臂变为，比长，而的力臂仍然等于圆轮半径。如果为10 cm、为40 N、为20 N，图中的长度应为多少米？ 五、综合题 13.（2026·新疆吐鲁番·二模）某项目小组利用长刻度尺、细线、相同规格质量较大的橡皮筋、带盖小瓶（容积为20mL）、六角螺母（质量为10g）等身边物品，创新设计并制作可测液体密度的“密度秤”。 (1)先在刻度尺两端分别扎上橡皮筋a和b，再把刻度尺的中点用线悬挂起来，若此时刻度尺的左端下沉（如图甲所示），应调节橡皮筋a向______移动、使刻度尺在水平位置平衡； (2)如图乙所示，将带盖空瓶挂在A点，调节六角螺母的位置至B点时，刻度尺恰好在水平位置平衡，读出，在密度秤的B点标注“0”刻度线、空瓶的质量为______g将待测液体装满小瓶盖好盖子，调节六角螺母的位置至C点时，刻度尺在水平位置平衡，读出OC的长度为15cm，则此液体的密度是______。若瓶内部装入密度为的水时挂在A处，调节六角螺母的位置至D点（未画出）时，刻度尺在水平位置平衡，此时______cm；（） (3)多次测量并在不同刻度处标注密度值，密度秤的刻度是______（选填“均匀”或“不均匀”）的。 14.（2026·上海金山·二模）小金喜欢骑自行车。 (1)车把上的花纹是为了______________（选涂A．“增大”或B．“减小”）摩擦； (2)用碳纤维材料制成的自行车很轻，若碳纤维的密度为，整个车架体积为，则该自行车车架的质量为______________g； (3)手捏刹车把，如图（a）所示，阻力大小为，动力臂与阻力臂之比为，则动力大小为______________N。 (4)小金和小海同学骑车去距离学校远的图书馆，小金运动的图像如图（b）所示，小海比小金晚出发，他在小金到达图书馆时恰好追上他，则小海的速度为______________。 15.（2026·上海松江·二模）2026年央视春晚，武术节目《武BOT》精彩上演。 (1)机器人能模仿人类进行抬手动作，但是两者动力不同。如图乙所示，人利用肱二头肌收缩将前臂抬起，此时前臂相当于______（选填“省力”或“费力”）杠杆；机器人依靠电动机驱动关节转动，电动机工作时主要将电能转化为______； (2)机器人表演的精彩场面是由通信卫星通过______传到全国各地，机器人的芯片主要材料是______（选填“导体”“半导体”或“绝缘体”）。 机械效率 考点2 一、单选题 1.（2026·吉林·二模）如图所示，重600N的工人通过滑轮组用竖直向下的拉力匀速提升货物，表中是他某次工作的相关数据。若三个滑轮重均相等，不计滑轮组的绳重和摩擦，下列说法错误的是（　　） 货物所受重力G/N 货物被提升高度h/m 绳端所受拉力F/N 所用时间t/s 540 3 200 25 A．工人做功的功率为72W B．滑轮组对悬挂点A的拉力为920N C．滑轮组的机械效率为90% D．若货物离开水平地面之前，工人用100N的力竖直向下拉绳端，则地面对货物的支持力为200N 2.（2026·陕西汉中·二模）【传统文化】《墨经》中记载的车梯是先秦墨家巧夺天工的智慧结晶，如图是车梯的示意图，筐内土的质量为80kg，人的拉力为500N，筐被匀速提升2m，g取10N/kg，下列说法正确的是（     ） A．图中A 滑轮的作用是改变力的方向 B．该过程中人做的有用功为1600J C．该过程中装置的机械效率为90% D．增大提升筐的高度，装置的机械效率会变大 3.（2026·山东聊城·二模）某探究小组的同学在探究滑轮组的机械效率与哪些因素有关时，提出了一些猜想并准备利用图甲、乙、丙所示的滑轮组进行实验验证。猜想一：由两个相同的滑轮组成的滑轮组，其机械效率与滑轮组的绕绳方法有关。猜想二：由两个相同的滑轮组成的滑轮组，其机械效率与滑轮组提升物体所受的重力有关。下列有关该实验的分析正确的是（　　） A．验证猜想一的小组应用图乙、丙所示的两个滑轮组进行实验 B．若用图甲、乙、丙所示的滑轮组分别拉动绳子移动相同的距离，则三个滑轮组做的有用功相同 C．若用图甲、乙、丙所示的滑轮组分别沿竖直方向匀速拉动绳子，不计摩擦和绳重，则 D．用图甲、乙所示的两个滑轮组进行实验，若实验测得两滑轮组的机械效率大小不相等，则可初步判断猜想二是错误的 4.（2026·天津河东·二模）用图甲所示的动滑轮，先后将两个不同重物在相同时间内匀速提升相同高度，两次做功的情况如图乙所示。不计绳重和摩擦，则（    ） A．第二次做的有用功比第一次多 B．第二次做的额外功比第一次多 C．第一次做的总功比第二次多 D．先后两次提升重物的总功率相等 5.（2026·重庆·二模）小融想借助不同的机械将重为400 N的货物从地面提升至10 m处的高台。第一次使用定滑轮，所用拉力（如图甲）；第二次使用动滑轮，所用拉力为（如图乙），他两次拉绳的速度均为0.1m/s。则下列说法正确的是（　　） A．图甲中的机械效率更小 B．图甲中小融对地面的压强更小 C．图乙中动滑轮的重力为100N D．图乙中小融做功的功率为50W 6.（2026·陕西宝鸡·二模）【传统文化】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 二、多选题 7.（2026·四川成都·二模）如图甲所示的装置，A是重15N的空吊篮，绳子B和C能承受的最大拉力分别为100N和50N。质量为50kg的小张同学将A提升到高处，施加的拉力F随时间变化关系如图乙所示，A上升的速度v随时间变化关系如图丙所示。忽略绳重及摩擦，常数g取10N/kg。下列结论正确的是（　　） A．动滑轮的重力为9N B．第2s内拉力F的功率为40W C．此装置最多能匀速运载80N的货物 D．此装置提升重物的最大机械效率为85% 三、填空题 8.（2026·河北沧州·二模）【传统文化】如图甲是《天工开物》中记载的一种农业生产汲水装置——辘轳。 (1)图乙是它提水时的结构示意图，为方便提水，应按照_____（选填“省力”或“费力”）杠杆来设计； (2)图乙中，现将总重力为120N的水和桶从井中提起，人们在摇把末端施加的力至少需要_____N。 9.（2026·上海金山·二模）小型起重机可以吊起重物。 (1)如图所示，该起重机将重为的物体匀速提升，此过程中起重机所做的有用功为______________J； (2)在上述过程中，若额外功是，则该起重机的机械效率为______________。 10.（2026·陕西西安·二模）【古代科技】如图所示，是我国古代著名的水利灌溉机械—龙骨水车。可以利用人力驱动水车，方便将低处的水提到高处。当人转动摇杆时，大轮随之转动，摇杆和大轮相当于一个_________（选填“轮轴”或“定滑轮”）。工作时木链旋转一周，刮水板可将40kg的水提升到离水源2.5m高的田地中，所用时间为25s，人力驱动刮水板的平均功率约为80W。该过程中龙骨水车所做的有用功为_________J，机械效率为_________。（g取10N/kg） 11.（2026·安徽合肥·二模）如图所示，这是《墨经》中记载的斜面引重车。绳子一端紧系在后轮上，另一端绕过斜面顶端的定滑轮与重物相连，若绳子拉着物体沿斜面运动2m，物体重力为3000N，斜面高为0.8m，后轮施加在绳子上的拉力大小为2000N，不计绳重、滑轮与轴之间的摩擦，该车提升重物的机械效率为______。 四、计算题 12.（2026·安徽合肥·二模）如图所示是用卷扬机和滑轮组拖动物体M时的情景，已知物体M所受重力为G=5000N，物体匀速运动过程中所受摩擦力为500N，A、B之间的距离为，在将M从A匀速拖到B的过程中，因克服动滑轮重、绳重及滑轮的摩擦而做的额外功为200J，请计算： (1)将M从A匀速拖到B的过程中，卷扬机所做的有用功； (2)卷扬机对绳子的拉力F。 13.（2026·江苏无锡·二模）如图所示，重150N的物体在平行于斜面的拉力F作用下，以0.3m/s的速度从斜面的底端匀速运动到斜面的顶端，用时20s。已知F=100N，斜面的高度为3m。求： (1)拉力F做功的功率； (2)利用斜面匀速拉动重物的过程中，该装置的机械效率； 14.（2026·安徽·二模）【古代科技】我国古代劳动人民利用杠杆可以将巨木抬起，如图所示。若劳动者用竖直向下、大小为3000N的力，在10s内将横杆向下压0.4m，630kg的巨木重心上升了0.08m。g取10N/kg，求： (1)劳动者做的总功； (2)横杆的机械效率。 五、实验题 15.（2026·湖南长沙·二模）在“测量滑轮组机械效率”的实验中，实验兴趣小组的同学们用同一滑轮组进行了三次实验（如图1所示），实验数据记录如下表（图2所示）： 图2 实验次数 钩码重/N 钩码上升 距离/cm 弹簧测力 计示数/N 弹簧测力计上 升距离/cm 机械效率 1 2 10 0.8 30 83.3% 2 4 10 1.5 30 ① 3 6 10 2.2 30 90.9% (1)表格中编号①处的数据为______； (2)分析表中数据可得结论：使用同一滑轮组提升不同重物至同高度时，提升的物重增加时，滑轮组的机械效率______（选填“变大”“变小”或“不变”）； (3)小柯发现绳端移动的距离与钩码上升的高度有固定的倍数关系，于是他认为：钩码重一定时，无论将钩码提升多高，都不影响该滑轮组的机械效率；小程则认为：钩码提升的高度不同，有用功就不同，机械效率就变化了。你认为______的看法是正确的。 综合应用 考点3 一、单选题 1.（2026·辽宁铁岭·二模）【传统文化】如图是《天工开物》中记载的踏碓（duì）舂米情景。踏碓架在木杠上，可绕着固定点转动，踏碓前端装有圆锥状石块，脚反复踩踏碓后端，就可以舂米。已知碓头重为，为，为，不计木杠自重和转动过程中点处的阻力。关于该踏碓说法正确的是（　　） A．被踩起的木杠属于省力杠杆 B．脚踩踏的位置离点越近越省力 C．若要使木杠水平平衡，点受力至少为 D．碓头抬起时，在点作用力的力臂不变 2.（2026·广东深圳·二模）【科技前沿】神舟二十号舷窗出现裂纹，神舟二十二号仅用20天完成太空救援，重新定义了人类应对太空危机的效率标杆。回收返回舱时，用如图所示的柴油起重机将重约2.8t的返回舱在10s内匀速提升2m，起重机的输出功率为，g取10N/kg，以下分析正确的是（　　） A．起重机做的有用功为 B．钢缆A点处移动的距离为2m C．起重机的效率为80% D．返回舱在10s内上升的速度为0.8m/s 3.（2026·陕西宝鸡·二模）如图是节选自我国古代科技巨著《天工开物》中的劳动情景，用独轮车运输货物时需左右对称，否则不稳定，极易倾倒。下列说法正确的是（　　） A．车上物体的重力为阻力 B．使用独轮车可以省功 C．推车人的手越靠近车轮越费力 D．运送重力不同的物体时，独轮车的机械效率不变 二、多选题 4.（2026·陕西汉中·二模）如图所示，是水下考古时打捞货物的示意图。若将质量为640kg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80%，g取10 N/kg。下列说法正确的是（　　） A．滑轮A的作用是改变力的方向 B．货箱上升的速度为1.5m/s C．克服货箱重力做的功为960J D．绳子所受的拉力为4000N 三、填空题 5.（2026·江苏镇江·二模）如图，有一个长3m，高30cm的斜面通道，小亮用100N的推力沿着斜面推着爷爷匀速上行，爷爷和轮椅的总质量为80kg，则斜面的机械效率是__________%，爷爷和轮椅所受摩擦力为__________N，若增大斜面倾斜程度，此时斜面的机械效率将__________（选填“增大”“不变”或“减小”）。 6.（2026·陕西咸阳·二模）【传统文化】如图甲所示是我国古代科学技术著作《天工开物》记载的水碓图。水流冲击水轮转动，水轮横轴的拨板随着横轴转动而拨动碓尾把碓头的石杵举起、落下，不断舂米，如图乙所示。图乙中的水碓属于______杠杆；水碓在工作时，通过水流推动水轮转动，对水轮做功，所以水流具有______（选填“动”或“内”）能，在此过程中，能量发生了______（选填“转移”或“转化”）。若考虑匀质木杆的自重，并忽略摩擦力，将石杵向靠近O点移动时，水碓的机械效率将______（选填“变大”“变小”或“不变”）。 7.（2026·天津和平·二模）【地方特色】20世纪60年代，河南林县（今林州）人民在物资紧缺的条件下在太行山上建成了全长1500km的“人工天河”——红旗渠。在施工过程中，技术人员发明了一种简易水平仪，它由三块木板组成（图甲①）。其中，两块相同的木板均与长木板垂直，两块木板的顶端各绷有一根细线。使用时把它放到盛水的盆里，用这两根细线“瞄准”竖直放置的标尺上的刻度，就可以进行测量。如图甲②，技术人员用这种水平仪上的两根细线分别“瞄准”甲、乙两地竖直放置的相同标尺上的刻度，甲、乙两地标尺上的示数分别为57cm和83cm（0刻度线位于标尺底部），则乙地比甲地 ____________（选填“高”或“低”）。工人师傅用如图乙所示的装置把质量为54kg的货物从地面匀速提升至3楼，所用的拉力为300N，图乙所示装置的机械效率是 ____________（取10N/kg）。 四、计算题 8.（2026·陕西西安·二模）华山西峰观光大索道位于国家5A级风景名胜区华山，为游客提供了便捷的登山方式，同时也能欣赏到华山的险峻与美景。索道线路斜长4211m，起点到终点的高度差为894m，单程约20min，如图所示。单个缆车质量为100kg，底面积为，缆车顶部与钢缆固定在一起，钢缆带动缆车做匀速直线运动。一台缆车运载着两位质量均为60kg的游客上山，设游客每只脚与地面的接触面积为，忽略空气阻力。求：（取） (1)缆车在索道上运行的平均速度（结果保留一位小数）。 (2)两位游客在缆车上站立时对缆车的压强。 (3)运送两位游客上山的过程中，拖动钢缆的是标有“，”的电动机，此时电动机的实际功率为额定功率的，缆车的效率是多少？（结果精确到） 五、综合题 9.（2026·江苏无锡·二模）【传统文化】如图甲所示是我国古人使用绞车和滑轮吊起石材时的模拟图，其简化结构图如图乙所示。绞盘横杆长度L与滚轴直径d之比为4∶1。已知大理石的密度是2.8×103kg/m3，每块大理石板的规格为50cm×50cm×4cm，吊框的重力为100N。不计绳重和机械间的所有摩擦，g取10N/kg。 （1）绞车可以看做__________（选填“轮轴”、“斜面”或“杠杆”）。 （2）大理石板按照如图丙方式平放在地面上时，对地面的压强为多少？( ) （3）一位工匠的最大推力为400N，在某次工作中，该工匠匀速推动绞车提升大理石板： ①在绳子最大拉力足够的情况下该工匠最多一次能够借助绞车吊起多少块大理板？ ( ) ②此时绞车的机械效率为__________。（百分号前保留1位小数） 10.（2026·上海嘉定·二模）简单机械的使用， 给我们的工作和生活带来了极大的便利。 (1)如图所示用开瓶器打开瓶盖，可以将开瓶器看作是一个 ； A．省力杠杆 B．等臂杠杆 C．费力杠杆 (2)如图所示，工人师傅站在高处利用动滑轮将物体竖直向上匀速提升到高处，物体所受重力为1000N。 ①在图中，画出物体所受的重力的示意图____； ②若物体所受重力为1000N， 不计滑轮重力和摩擦，工人师傅对绳端的拉力大小为____N；若10秒内工人师傅通过动滑轮将重物匀速提升2m，则滑轮对重物所做的功为_____J，功率为____W； ③在使用简单机械时，对物体做的有用功为400J的同时，还要做100J的额外功，则该简单机械的效率为_________。 11.（2026·辽宁铁岭·二模）【跨学科实践】制作简易杆秤 杆秤是一种中国传统的测量工具，下面是某学校学生在跨学科实践活动中制作杆秤的过程。 【了解杆秤】 杆秤是由：刻有刻度的秤杆、秤砣、提纽、秤钩（秤盘）组成，如图（a）。秤钩用于悬挂物品，秤盘用于放置物品。 杆秤的制作原理是杠杆平衡条件，图（a）中提钮相当于“杠杆五要素”中的_____。 【制作杆秤】 （1）如图（b），用木棒作为秤杆，用系有细线的钩码作为秤砣，把空小盆悬挂在A点作为秤盘，在B点的拉线作为提钮。提起提钮，调节秤砣位置，使杆秤水平平衡，标记此时细线的位置，则该位置对应的质量刻度值为_____g； （2）在秤盘中逐个添加的砝码，并调节秤砣的位置，每次当杆秤水平平衡时，记录细线的位置、标记相应的质量，再测出细线距离B点的长度（如表1），根据表中数据，应将的刻度值标记在距离B点_____处。 秤盘中砝码总质量/g 50 100 150 200 距离B点的长度/cm 7 12 17 22 【测试作品】 如果在称重过程中，图（b）秤杆出现了左低右高，要将杆秤调至水平平衡，秤砣应往_____侧移动。使用过程中由于磕碰秤砣有缺损，用杆秤所测得质量将_____被测物的真实质量。 【拓展分析】 如果图（b）杆秤的0刻度距离提钮1cm，秤盘到提钮的水平距离为5cm，秤砣的质量为0.5kg。此时将提钮向左，适当减小提钮与秤盘的距离，杆秤的测量范围将_____。 12.（2026·广东汕尾·二模）【传统文化】明代宋应星所著的《天工开物》第一卷《乃粒》的“水利”章节中，介绍了筒车、牛车、踏车、桔槔、辘轳等多种汲水机具。桔槔的结构相当于一个普通的杠杆，如图甲所示。 (1)如图甲所示，汲水时，人用力向下拉绳子的过程中，桔槔相当于一个______（选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆。提同样多的水，为了减小人向上提水的力，可适当______（选填“增大”或“减小”）配重石块的质量； (2)如图乙所示是小粤设计的桔槔简化图模型，轻质杠杆的支点为，若，端挂有重为的石块，端挂有重为20N的空木桶（绳重忽略不计，），使用时，人向下拉绳放下空桶时拉力至少为______N； (3)如图丙所示为筒车的简化示意图，筒车工作时是把动能转化为______能。若接水槽离取水处高4 m，水轮上有12个取水筒，一个取水筒每次可取水4 kg，筒车旋转一周所用时间为50 s，水流冲击筒车的总功率为60 W，则筒车旋转一周取水所做的有用功为______J，机械效率为______。 13.（2026•辽宁•二模）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”）。 (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）。 14.（2026·陕西汉中·二模）某兴趣小组的同学在“探究浮力的大小与哪些因素有关”的实验中，进行了如图所示的实验，实验过程中液体均未溢出，并将弹簧测力计的示数分别记录在了下表中：（ρ水=1.0×103kg/m3） 实验步骤 A B C D E F 弹簧测力计示数/N 3.8 3.2 2.4 2.4 2.8 (1)实验步骤 A中弹簧测力计的示数为______N。 (2)分析实验步骤 A、E、F，可以说明：浮力大小跟排开液体的______有关。 (3)分析实验步骤A、D、E，可以说明：当物体完全浸没在水中后排开水的体积相同时，浮力大小跟物体浸入的深度______（选填“有关”或“无关”）。 (4)小明用表格中的数据算出了图F中液体的密度是______kg/m3。 (5)该组同学还做了如图所示的实验：将充足气的篮球和套有气针的气球一起挂于杆的左端，调整杆右端钩码的悬挂位置，使杆处于水平平衡状态，如图（a）所示，然后将气针头插入篮球的气门内，气球随即膨胀，杆逐渐发生倾斜，如图（b）所示。 ①实验是为了探究_____； ②将图（b）的气球取下（不跑气），放在电子秤上，测得质量为m1，再将所有的气放掉后，测得质量为，已知此时空气的密度为ρ空气。根据题中的数据______（选填“能”或“不能”）得到气球中气体的质量，若能，请在后面横线上写出气体质量表达式；若不能，请在横线上写出还需要测量的物理量。_____。 15.（2026·贵州遵义·二模）【传统文化】投石机是我国古代军事战争中的传统利器，凝聚着古人的机械智慧，更是中华传统机械文明的瑰宝。结构如图甲所示，静止在地面上的木架上装有可转动的抛杆，抛杆一端悬挂重物，另一端连接弹勺。使用时，重物下落带动抛杆转动，将弹丸高速抛出，实现远距离投射。小明对此特别感兴趣，决定用身边的材料制作投石机模型。 任务一：设计方案 小明查阅资料，了解到投石机的本质是一种杠杆，于是设计了如图乙、丙所示的两种方案。根据杠杆平衡条件可知，图乙所示的方案中投石机工作时，重物的质量小于投掷物的质量，也能将投掷物投出，但实验过程中发现，投掷物抛出时，弹勺移动的距离小于重物移动的距离，不利于投掷物获得较大的速度，导致投射距离很近。图丙所示的方案，更利于投掷物获得更大的速度，使投射距离更远，因此小明选择了图丙所示方案制作投石机模型。 (1)图乙所示的投石机模型属于___________（选填“省力”、“等臂”或“费力”）杠杆。 任务二：制作投石机模型 小明收集身边的材料后，选用了轻质硬棒来搭建投石机的支架和抛竿，大小合适的塑料片作为弹勺，一个重为10N的铁块作为重物，大小合适的石子作为投掷物，并按图丙所示的方案搭建了投石机模型。 (2)若投石机模型工作过程中，重物下落的高度为20cm，请你计算此过程中重力对重物所做的功。 (3)投石机模型工作过程中包含了哪些物理知识，请举例说明。（写出两种即可） 任务三：优化改进 小明搭建好模型后，尝试“投石”后发现，小石子抛出的距离还是不够远。于是小明想进一步改进模型，增大小石子抛出的距离。 (4)请帮助小明写出一条改进意见。 试卷第1页，共3页 17 / 20 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题12 简单机械、机械效率 简单机械 考点1 一、单选题 1.D 2.B 3.C 4.D 5.B 二、填空题 6. 2 7. (1) 左 (2) 8.费力 10 9. 80 三、作图题 10. 11. 四、计算题 12. 0.2m 【详解】由题意可知，杠杆在甲、乙位置均处于平衡状态，大小不变，且的力臂始终等于圆轮半径。对甲位置，根据杠杆平衡条件得，对乙位置，根据杠杆平衡条件得，则，代入数值得 五、综合题 13. (1)右 (2) 10 0.75 18 (3)均匀 14. (1)A (2) (3)40 (4)4.8 15. (1) 费力 机械能 (2) 电磁波 半导体 机械效率 考点2 一、单选题 1.D 2.B 3.C 4.C 5.B 6.D 二、多选题 7. BC 三、填空题 8. (1)省力 (2)30 9. (1) (2)75% 10.轮轴 1000 50% 11. 四、计算题 12. (1)5000J (2)260N 【详解】（1）滑轮组水平拖动物体时，卷扬机做的有用功为克服物体摩擦力做的功。由题意得，物体受到的摩擦力，物体移动距离，根据功的计算公式，有用功为 （2）总功等于有用功与额外功之和，已知额外功，因此总功 由图可知，动滑轮上承担力的绳子段数，因此卷扬机拉绳子移动的距离 卷扬机对绳子的拉力 13. (1) (2) 【详解】（1）物体在斜面上运动的路程即斜面长度为 拉力做的总功为 所以拉力的功率为 （2）利用斜面提升物体过程中，克服物体重力对物体所做的功为有用功，此过程中有用功为 斜面的机械效率为 14. (1)1200J (2)42% 【详解】（1）竖直向下的力做的功，即劳动者做的总功， （2）克服巨木重力做的有用功 横杆的机械效率 五、实验题 15. (1) (2)变大 (3)小柯 综合应用 考点3 一、单选题 1.C 2.C 3.C 二、多选题 4. AD 三、填空题 5.80 20 增大 6.费力 动 转移 变小 7.低 90% 四、计算题 8. (1)3.5m/s (2) (3)78% 【详解】（1）已知索道线路斜长，单程运行时间 根据平均速度公式，得缆车在索道上运行的平均速度 （2）两位游客总质量 游客在水平缆车上站立，对缆车的压力等于自身总重力。根据重力公式，总压力 每位游客双脚站立，总接触面积 根据压强公式，得 （3）缆车的总质量 根据克服重力做功公式，则 电动机的额定功率 实际功率为额定功率的70%，因此实际功率 根据功率公式变形得 其中有用功是提升缆车和游客克服重力所做的功，总功是电动机做的功，机械效率的计算公式为 则 五、综合题 9.轮轴 1120Pa 5 93.3% 10. (1)A (2) 500 2000/ 200 /0.8 11.支点 0 32 右 大于 增大 12. (1) 省力 增大 (2)60 (3) 重力势 1920/ 64% 13. (1)便于测量力臂大小 (2)1.5 (3) 20 (4) 小于 小于 (5) 14. (1)4.4 (2)密度 (3)无关 (4)0.8×103 (5) 浸在气体中的物体所受浮力的大小与排开气体的体积的关系 不能 充满气的气球体积V 15. (1)省力 (2) (3)投石机将石子抛出，力可以改变物体的运动状态；投射臂静止后，石子继续飞出，石子具有惯性。 (4)增加重物的质量或加长投射臂长度。 试卷第1页，共3页 1 / 5 学科网（北京）股份有限公司 $