2026年中考物理三轮专题复习：机械效率计算题专练（一）

**基本信息** 聚焦机械效率计算，通过18道题覆盖滑轮组、杠杆、斜面等机械类型及实际应用，强化能量观念与科学推理。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |基础计算|6题|单一机械效率计算（含有用功、总功、功率）|以有用功/总功为核心，关联功率公式，构建“概念-公式”直接应用逻辑| |综合应用|6题|多知识点综合（杠杆平衡+效率、浮力+机械效率等）|整合力、压强、浮力等概念，形成“力学规律-能量转化”推理链条| |实际情境|6题|生活/科技情境应用题（无人机、盾构机、龙骨水车等）|立足真实场景，体现“物理模型建构-科学推理-实际问题解决”应用逻辑|

2026年北师大版中考物理三轮专题复习：机械效率计算题专练（一） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：________ 1．某人用如图所示的牵引装置来锻炼关节的功能。重物的质量为，所用拉力的大小为，小腿拉绳使重物在内匀速上升，求： (1)有用功； (2)拉力做功的功率； (3)滑轮的机械效率。 2．如图甲所示是被称为城市“蜘蛛人”的高空作业师傅，他们使用的拉索模型如图乙所示，已知吊篮、工人和工人携带的工具总重为720 N，绳子自由端的拉力F大小为400 N。在拉力F的作用下，吊篮、工人和工人携带的工具在10 s内上升了2 m，不计绳重和摩擦。求： (1)拉索模型提升重物做的有用功； (2)拉力F做功的功率； (3)整个滑轮组的机械效率。 3．如图所示是《天工开物》中记载的我国古代的提水工具“辘轳”，在两个支架上摆放一根直的硬棒，支点为，位置系一石块，B位置装有轮轴，轮轴能绕着硬棒转动，悬吊空桶的绳索另一端绕过轮轴后系紧在轮轴上。若空桶质量为10kg，轮轴质量为10kg，空桶和轮轴对硬棒的作用力视作施加在B位置，长为0.6m，（长为1，长为0.8m，硬棒及绳索质量忽略不计。求： (1)人对辘轳不施加力，桶中未装水，为保证硬棒不会翻转，石块的最大质量为多少？ (2)若A位置系上质量为40kg的石块，提水时为保证硬棒不翻转，桶中水的质量最多是多少？ (3)若桶内水的质量为40kg，人用时20s将桶匀速提升3m，此时“辘轳”提水的机械效率为50%，则人对水所做的功及人做功的功率分别是多少？ 4．为了让居民享受更便利的居家生活，某地区采取无人机为居民提供低空物流服务，如图为某小区内无人机配送生鲜时的场景。若无人机自重为3 kg并携带质量为2 kg的果蔬，求：（g取10 N/kg） (1)当无人机携带果蔬静止在水平地面上时对水平地面的压力； (2)无人机从水平地面上以5 m/s的速度匀速上升20 s后，对果蔬做的功是多少； (3)若（2）的过程中共消耗电能8000 J，则无人机利用电能做功的效率。 5．龙骨水车是古代劳动人民的智慧结晶，通过驱动大轮带动刮水板循环运动，将低处水提升至高处用于灌溉，因构造形似龙骨得名。如图所示为某科创小组在跨学科实践探究活动中研究并自制的小型龙骨水车模型。模型大轮自重200N，底座与水平地面的受力总面积约为踏板。刮水板。小组实测发现：匀速驱动该自制水车时，小轮2min内可将100L水提升至2m高的水池中，此水榴过程中人一共做的总功为2400J，求： (1)未提水时，模型放置在水平地面上，对地面的压强； (2)水池中水深0.1m处的液体压强； (3)此过程中，该自制龙骨水车的机械效率。 6．如图，吊车在建筑工地进行作业时，由支腿将吊车撑起并脱离地面，吊臂上的滑轮组在1s内，将重为的建筑材料沿竖直方向匀速提升1m，滑轮组上钢丝绳自由端受到的拉力F为，求： (1)滑轮组的有用功； (2)拉力F做功的功率； (3)滑轮组的机械效率。 7．如图所示，小明同学在做俯卧撑，他的体重为500N，A点为重心。 (1)当他缓慢撑起身体时，地面对双手的作用力为多少； (2)小明肩膀向上移动的距离为0.5m，则地面对小明的支持力做的功为多少。 8．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，斜面的高度为3m。求： (1)斜面的长度； (2)拉力F做功的功率； (3)利用斜面匀速拉动重物的过程中，该装置的机械效率。 9．如图所示是建筑工地常用的起重设备“塔吊”。AC为一简易“塔吊”的水平臂，A端装有配重体P，它的质量为4吨，在水平臂B、C间安装有可移动的滑轮组，滑轮组的固定点为O，滑轮组的钢丝绳绕在电动卷扬机的轴上。已知AB＝10m，BC＝40m，物体D是重为1.5×104N、体积为0.3m3的钢筋混凝土物块，ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg。求： (1)物块D下表面在水下5m深处时受到的水的压强是多大？ (2)物块D浸没在水中时受到的浮力是多少？ (3)滑轮组在BC间安全吊起物块D，离开水面后，若作用在钢丝绳末端的拉力F＝6000N，滑轮组的机械效率是多少？ (4)物体离开水面后，若塔身的宽度和铁架、钢绳、滑轮组重力及摩擦均不计，当滑轮组位于C端时，为了安全起吊，该“塔吊”恰能吊起的物体重力是多少？ 10．2026年2月，随着盾构机刀盘精准破壁，石家庄地铁4号线三工区项目盾构区间全线顺利贯通。盾构机，全称为盾构隧道掘进机，是挖掘地铁隧道的专用大型设备。如图所示，某台盾构机满负荷工作时，最大推进力是，在25s内以最大推力推进0.05m，盾构机推进的总功率是。安装的某个管片有效承压面积是，管片承受的压强是。 (1)求该管片所承受的压力； (2)求盾构机以最大推力推进0.05m所做的有用功； (3)求这25s内盾构机推进的机械效率。（百分号前保留一位小数） 11．《天工开物》记载着大量的古代农业机械，如图甲所示，这是一种以水流作为动力来取水的机械筒车，图乙为机械筒车的简化示意图。若倒水处比取水处高5m，水轮上有12个取水筒，一个取水筒每次可取水4kg，筒车旋转一周取水的机械效率为80%，水流冲击筒车的功率为40W。（取10N/kg） (1)筒车旋转一周取水的质量是多少？ (2)筒车旋转一周对水做的功是多少？ (3)筒车旋转一周所用的时间是多少？ 12．如图所示，是建造大桥时所用的起吊装置示意图，使用电动机和滑轮组将物体A从江底沿竖直方向匀速吊起。已知物体A的重力为2.4×104N，体积为1.4m3。不考虑风浪、水流等因素的影响。（，g取10N/kg） (1)求A受到的浮力大小以及钢缆绳对A的拉力； (2)若电动机对绳的拉力F大小为0.4×104N，物体A在水中沿竖直方向匀速上升1m。求： ①拉力F做的功； ②滑轮组的机械效率。 13．如图是我国自主研制的气垫两栖登陆艇。该艇具备极快的运行速度和较强的适应能力，可以在短时间内将主战坦克直接送上滩头，加强了我国军队的两栖登陆能力。在某次训练中，该登陆艇用时匀速直线行驶了，已知期间所受阻力约为，登陆艇发动机对外输出的总功率为，推进力所做的功为有用功，取。 试计算，该过程中： (1)登陆艇的推进力做了多少有用功？ (2)登陆艇的推进力做有用功的功率是多少？ (3)该登陆艇发动机的机械效率是多少？ 14．某同学做了一个衣架，如图甲所示。衣架的圆底盘半径为15 cm，底盘圆心C到A点所在竖直线的距离为25 cm，衣架总质量为3 kg，其重心在衣架竖直杆的B点上，且与底盘的圆心C在同一竖直线上，若在衣架A点所挂物体过重，衣架倾倒时，底盘边缘与地面接触的点为O，将衣架看作杠杆，O为支点，如图乙所示。现把质量为m的书包挂在A点，衣架刚好要倾倒，g取10 N/kg。完成下列问题： (1)计算A点所挂书包的质量m； (2)改变底盘半径可以使A点挂不同质量的书包。当底盘半径为，A点所挂书包质量为时，衣架刚好要倾倒；当底盘半径为，A点所挂书包质量为时，衣架刚好要倾倒。若，比较与的大小关系，写出推理过程。 15．图甲所示为一种户外健身器材，其简化结构如图乙所示。其中牵引杆的处、杆的处均装有轴，杆连接两轴，小明坐在座椅上向下拉动端，杆绕转轴转动，杆拉动杆绕转轴转动，可将座椅抬起。当杆处于水平位置时，小明已被拉离地面，此时小明对端的拉力及他和座椅所受的重力作用在同一直线上，杆垂直于丁杆和，杆对上下两杆的拉力均沿竖直方向。已知，，小明的质量为60，座倚的质量为，不计转动时的摩擦和器材其他部分的质量，取。求： (1)小明坐在座椅上，不接触牵引杆，站在地面上的小亮对端施加竖直向下的拉力，将小明拉离地面，当杆处于水平位置静止时，小亮施加的拉力大小。 (2)如图乙所示，小明对端施加竖直向下的拉力，将自己拉离地面，当杆处于水平位置静止时，小明施加的拉力大小。 16．如图所示，工人站在水平台面上用滑轮组提货物。工人竖直向上拉动绳子，使货物以0.1m/s的速度匀速上升。已知工人体重为600N，货物重为900N，工人与台面的接触面积为400cm2，动滑轮重为60N。不计滑轮组的绳重和摩擦，求： (1)提货物时工人对水平台面的压强； (2)工人拉力的功率； (3)该滑轮组的机械效率。 17．小娟用滑轮组提升物体，绳子自由端竖直移动的距离随时间变化的关系如图像a所示，物体上升的高度随时间变化的关系如图像b所示。已知物体的质量为900g、所用动滑轮的质量为100g，绳子自由端的拉力F为3N，g取10N/kg。求： (1)该滑轮组悬挂动滑轮的绳子段数n； (2)拉力F做功的功率P； (3)滑轮组的机械效率η。 18．小明家装修房屋，一箱重为850N的建筑材料放在水平地面上，它与水平地面的接触面积是0.5m2。工人用500N 的拉力通过如图所示的滑轮组将建筑材料匀速提升3m，用时。求： (1)建筑材料放在水平地面上时对地面的压强； (2)拉力的功率。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 1．(1) (2)5.7W (3) 【详解】（1）重物的重力为 有用功为 （2）如图为定滑轮，绳子自由端移动的距离等于物体上升的高度，即 拉力做的总功为 拉力做功的功率为 （3）滑轮的机械效率为 2．(1)1440J (2)240W (3)60% 【详解】（1）拉索模型提升重物做的有用功 （2）由图乙可知，承担物重的绳子段数，因此绳子自由端移动的距离 拉力做的总功为 拉力做功的功率 （3）滑轮组的机械效率 3．(1) (2) (3) 人对水做功为，人做功的功率为 【详解】（1）桶中未装水，硬棒即将翻转时支点为，由题可知，，，，，，可得阻力臂 根据杠杆平衡条件，得 代入，代入数值 解得。 （2）提水时硬棒即将翻转，支点为，此时石块质量，设水的最大质量为，可得动力臂 阻力臂，根据杠杆平衡条件得 代入，代入数值 解得。 （3）由题可知，此时，提升高度，时间，机械效率，。 人对水做的功为有用功 根据，得总功 根据，得人做功的功率 4．(1) (2) (3) 【详解】（1）总质量 总重力 静止在水平地面上的物体，对地面的压力大小等于物体的总重力 （2）上升高度： 果蔬重力 对果蔬做功 （3）效率 5．(1)4000Pa (2)1000Pa (3)83.3% 【详解】（1）水平地面上，物体对地面的压力等于自身重力，即 未提水时，模型放置在水平地面上，对地面的压强 （2）水池中水深0.1m处的液体压强 （3）水的体积 水的质量 水的重力 龙骨水车对水做功为克服水的重力做功，提升高度，克服水的重力做功 自制龙骨水车的机械效率 6．(1) (2) (3) 【详解】（1）滑轮组做的有用功为 （2）承担重物的绳子股数 绳子自由端移动的距离 拉力做的总功 故拉力做功的功率 （3） 滑轮组的机械效率为 7．(1) (2) 【详解】（1）将小明身体看作杠杆，支点为脚尖，设地面对双手的作用力为动力，阻力为小明的重力。由图可知，动力臂 阻力臂 ，根据杠杆平衡条件 ，代入数据得 可求得地面对双手的作用力 （2）根据可得，地面对小明的支持力做的功为 8．(1)6m (2)30W (3)75% 【详解】（1）斜面的长度 （2）拉力F做功的功率 （3）有用功 总功 该装置的机械效率 9．(1) (2) (3)83.3% (4) 【详解】（1）物块D下表面在水下5m深处时受到的水的压强 （2）物块浸没在水中，排开水的体积，根据阿基米德原理，物块D浸没在水中时受到的浮力 （3）由图可知，动滑轮上承担物重的绳子段数 滑轮组的机械效率 （4）配重体P的重力大小 则对A端的拉力为。 根据题意知道，AB=10m，BC=40m，当滑轮组位于C端时，根据杠杆平衡条件可得，，整理得： 解得，C端的拉力大小 10．(1) (2) (3) 33.3% 【详解】（1）管片承受的压力为 （2）盾构机做的有用功为 （3）盾构机做的总功为 机械效率为 11．(1)48kg (2)2400J (3)75s 【详解】（1）由图可知，取水筒数量，单个取水筒取水质量，筒车旋转一周取水的质量 （2）水的总重力 提升高度，筒车对水做的功为有用功 （3）由可得水流冲击筒车做的功为总功 已知水流冲击功率，由可得，旋转一周的时间 12．(1)浮力，钢缆绳拉力 (2)① ② 【详解】（1）物体A浸没在水中，排开水的体积等于物体A的体积，因此 根据阿基米德原理，物体A所受浮力为 物体A沿竖直方向匀速上升，受力平衡，向上的浮力与拉力之和等于重力，钢缆绳对A的拉力 （2）由图甲可知，滑轮组承担动滑轮的绳子段数，绳子自由端移动的距离 拉力F做的总功 滑轮组的有用功为克服钢缆拉力做的功，即 滑轮组的机械效率 13．(1) (2) (3)25% 【详解】（1）由于登陆艇匀速直线运动，处于平衡状态，故可知推进力与阻力大小相等，则推进力，所以推进力做的功为 （2）登陆艇的推进力做有用功的功率为 （3）该登陆艇发动机的机械效率 14．(1) (2) 【详解】（1）衣架总质量，底盘半径，圆心到点竖直线的水平距离。支点为底盘边缘的点。衣架重力为，作用在重心（与同竖直线），力臂 书包重力为，力臂 衣架刚好倾倒时处于平衡状态，根据杠杆平衡条件得 A点所挂书包的质量 （2）对任意底盘半径，对应刚好倾倒时书包质量，同理根据杠杆平衡条件可得 约去整理得： 式中衣架总质量、距离均为定值。已知 当增大时，分子增大，分母减小，因此随增大而增大。因为，所以。 15．(1)375N (2)250N 【详解】（1）小明和座椅所受的总重力为 当小亮在地面上向下拉动A端时，以为支点分析杠杆，设杆BD对D点的竖直向上拉力为，根据杠杆平衡条件可得 代入可得 以为支点分析杠杆AB，根据杠杆平衡条件可得 代入可得 （2）当小明自己坐在座椅上向下拉动A端时，根据力的作用是相互的，小明以向下拉牵引杆，牵引杆会对小明产生竖直向上的等大拉力。 因此，小明和座椅整体对C端的压力减小，变为 以为支点分析杠杆，设此时杆BD对D点的拉力为 根据杠杆平衡条件可得 代入已知比例解得 以为支点分析杠杆AB，根据杠杆平衡条件可得 代入并化简，可得，解得 16．(1)2.3×104Pa (2)96W (3)93.75% 【详解】（1）滑轮组的绳子股数，不计滑轮组的绳重和摩擦，工人对货物的拉力为 由力的相互作用得，货物对工人的拉力为 提货物时工人对水平台面的压力为 提货物时工人对水平台面的压强 （2）绳子末端移动的速度 工人拉力的功率 （3）该滑轮组的机械效率 17．(1)4 (2)0.3W (3)75％ 【详解】（1）根据图像可得：当时，绳子自由端移动距离，物体上升高度。 滑轮组满足关系 ，因此绳子段数 （2）拉力做的总功 拉力的功率 （3）物体重力 对物体做的有用功 机械效率 18．(1) (2) 【详解】（1）建筑材料静止在水平地面上，对地面的压力等于自身重力，即 对地面的压强为 （2）由图可知，承重绳子段数，绳子自由端移动的距离： 则拉力做的总功： 功率为 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $