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专题十二 简单机械
《简单机械》章末综合训练——三年（2021—2023）中考真题分项精编
一、单选题
1．（2023·山东济南·统考中考真题）图甲所示的案秤是生活中测量质量的常用工具，与各1个标有
“0.5kg”“1kg”“5kg”和2个标有“2kg”的增砣配套使用。如果把图乙所示的标有“2kg”的增砣放在秤盘中
称量它的质量，测量结果应该（ ）
A．大于2kg B．等于2kg
C．小于2kg D．无法判断
【答案】C
【详解】标有“2kg”的增砣实际质量不是2kg，是指当被测物体的质量为2kg时，放在该增砣，案秤恰好
在水平方向平衡，该增砣的质量为m，根据杠杆平衡条件得，ml =2kg×l ，因为l >l ，所以l <2kg，
砣 物 砣 物 砣
即当把增砣放在秤盘中称量它的质量，测量结果应该小于2kg，故C正确。
故选C。
2．（2023·江苏泰州·统考中考真题）如图所示，是仿照人的手臂设计的我国天宫空间站的机械臂。下列
工具使用时与机械臂属于同类型杠杆的是（ ）
A．夹起食物的筷子 B．拔钉子的羊角锤
C．剪铁丝的钢丝钳 D．起瓶盖的开瓶扳手
【答案】A
【详解】我国天宫空间站的机械臂是动力臂比阻力臂短的杠杆，是费力杠杆。
A．夹起食物的筷子的动力臂比阻力臂短，属于费力杠杆，故A符合题意；
BCD．拔钉子的羊角锤、剪铁丝的钢丝钳、起瓶盖的开瓶扳手的动力臂比阻力臂长，属于省力杠杆，故
BCD不符合题意。
故选A。
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3．（2023·江苏宿迁·统考中考真题）在以“自行车中的物理知识”为主题的小论坛上，小明列举的以下
观点中错误的是（ ）
A．轮胎上有花纹——增大摩擦力
B．用铝合金做车架——可减轻车身质量
C．刹车把手是杠杆——可以省力
D．停止蹬车，车仍运动——车受到惯性作用
【答案】D
【详解】A．轮胎上有花纹是在压力一定时，通过增加接触面的粗糙程度来增大摩擦力，故A正确，不符
合题意；
B．车架为铝合金材质，密度较小，在体积相等的情况下，整车质量越小，可减轻质量，故B正确，不符
合题意；
C．自行车的车把相当于杠杆，且动力臂大于阻力臂，所以刹车把手属于省力杠杆，故C正确，不符合题
意；
D．停止蹬车，车还能继续向前运动，是因为车具有惯性，惯性是物体本身的一种属性，不是力，不能说
车受到惯性作用，故D错误，符合题意。
故选D。
4．（2023·山东日照·统考中考真题）“劳则思，思则善心生”，劳动的过程就是一种学习。某学校劳动
教育课堂上，以下劳动场景中，利用了费力杠杆的是（ ）
A． 利用撬棒撬大石块 B． 用手拿石块
C． 用钢丝钳剪铁丝 D． 用羊角锤拔钉子
【答案】B
【详解】A．利用撬棒撬大石块、用钢丝钳剪铁丝、用羊角锤拔钉子时，动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，
故ACD不符合题意；
B．用手拿石块时，若把前臂看成杠杆，支点在肘关节的位置，肱二头肌收缩抬起前臂是动力，石块作用
在手上产生的力是阻力，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故B符合题意。
故选B。
5．（2023·北京·统考中考真题）如图是小强利用器械进行锻炼的示意图，其中横杆AB可绕固定点O在竖
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直平面内转动，OA∶OB=3∶2，在杆A端用细绳悬挂重为300N的配重，他在B端施加竖直方向的力F，杆
1
AB在水平位置平衡，此时他对水平地面的压力为F。为了锻炼不同位置的肌肉力量，他将固定点移动到
2
A端，杆AB可绕端点A在竖直平面内转动，配重悬挂在O点，在B端施加竖直方向的力使杆AB在水平
位置再次平衡，此时，他对水平地面的压力为F，压强为p。已知小强重为650N，两只脚与地面接触的
3
总面积为400cm²，不计杆重与绳重，下列判断正确的是（ ）
A．F 为200N B．F 为1100N
1 2
C．F 为830N D．p为11750Pa
3
【答案】C
【详解】A．已知OA∶OB=3∶2，根据杠杆平衡条件Fl=Fl 得
11 22
F ×OB =G×OA
1
即
故A错误；
B．他对水平地面的压力为
F=G - F =650N -450N =200N
2 人 1
故B错误；
C．将固定点移动到A端，杆AB可绕端点A在竖直平面内转动，配重悬挂在O点，在B端施加竖直方向
的力，使杆AB在水平位置再次平衡，小强对B端施加力的方向应竖直向上，该力大小
根据力的作用是相互的，则此时B端对小强施加力的方向竖直向下，该力大小
Fʹ= F=180N
4 4
他对水平地面的压力
F=G + F ʹ =650N+180N =830N
3 人 4
故C正确；
D．此时他对水平地面的压强
故D错误。
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故选C。
6．（2023·湖北·统考中考真题）如图是我国古代劳动人民运送巨木的情景。他们通过横杆、支架、悬绳、
石块等，将巨木的一端抬起，垫上圆木，将其移到其他地方。下列说法正确的是（ ）
A．横杆相当于一个动力臂大于阻力臂的杠杆，可以省距离
B．缩短横杆上悬绳与支架之间的距离，更有利于将巨木抬起
C．支架下端垫有底面积较大的石块是为了增大对地面的压力
D．巨木下垫上圆木是通过改变接触面的粗糙程度来增大摩擦
【答案】B
【详解】A．横杆相当于一个动力臂大于阻力臂的杠杆，可以省力，但费距离，故A错误；
B．缩短横杆上悬绳与支架之间的距离，动力臂、阻力大小不变，阻力臂变短，根据杠杆平衡条件
可知，动力变小，更有利于将巨木抬起，故B正确；
C．支架下端垫有底面积较大的石块是为了增大和地面的接触面积，减小支架对地面的压强，故C错误；
D．巨木下垫上圆木，是通过变滑动为滚动来减小摩擦，故D错误。
故选B。
7．（2023·湖北鄂州·统考中考真题）小刚用如图所示的滑轮组，将重为10N的物体匀速提升0.5m，已知
动滑轮重2N，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．拉力F为5N
B．有用功为10J
C．绳子自由端移动的距离为1.5m
D．该滑轮组的机械效率为83.3%
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【答案】D
【详解】A．由图中可知，动滑轮上有两股绳子承重，故绳子自由端的拉力为
故A错误；
B．物体提升的高度为h=0.5m，故由W=Gh可得，所做的有用功为
W =Gh=10N×0.5m=5J
有
故B错误；
C．因动滑轮上有两股绳子承重，故绳子自由端移动的距离为
s=2h=2×0.5m=1m
故C错误；
D．由图中可知，该滑轮组的机械效率为
故D正确。
故选D。
8．（2023·河南·统考中考真题）如图所示，在 的拉力F作用下，用滑轮组将重为 的货物匀速
提升，在 内货物竖直上升了 ，不计绳重及滑轮上的摩擦。下列说法正确的是（ ）
A．滑轮组做的有用功为
B．拉力 做功的功率为
C．滑轮组的机械效率为
D．此滑轮组提升的货物越轻、机械效率越大
【答案】C
【详解】A．拉力做的有用功
W =Gh=300N×2m=600J
有
故A错误；
B．由图可知，动滑轮上的绳子段数n=2，绳子自由端移动的距离
s=nh=2×2m=4m
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拉力做的总功
W =Fs=200N×4m=800J
总
拉力做功的功率
故B错误；
C．滑轮组的机械效率
故C正确；
D．由不计绳重和摩擦时
可知，动滑轮的重力一定，提升的货物越轻，即G越小，机械效率越小，故D错误。
故选C。
9．（2023·湖北荆州·统考中考真题）一位同学用如图所示的滑轮组拉着重500N的物体，使物体以0.1m/s
的速度沿水平地面向右匀速直线运动10s，已知物体与地面间的滑动摩擦力为150N，滑轮组的机械效率
为60%，在此过程中下列选项正确的是（ ）
A．绳子自由端移动的距离为3m B．拉力做的有用功为500J
C．拉力做的额外功为150J D．拉力做功的功率为25W
【答案】D
【详解】A．物体以0.1m/s的速度沿水平地面向右匀速直线运动10s，物体移动的距离是
s=vt=0.1m/s×10s=1m
有两根绳子与动滑轮相连，绳子自由端移动的距离为
s =ns=2×1m=2m
绳
故A错误；
B．物体与地面间的滑动摩擦力为150N，拉力克服摩擦力做的有用功为
W =fs=150N×1m=150J
有
故B错误；
C．滑轮组的机械效率是60%，则总功为
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拉力做的额外功为
W =W -W =250J-150J=100J
额 总 有
故C错误；
D．拉力做功的功率为
故D正确。
故选D。
10．（2023·湖北随州·统考中考真题）劳动教育越来越重要，许多同学在劳动中获得了愉悦的体验也掌握
了许多劳动技能。小芳周末回到乡下姥姥家接过姥姥肩膀上的担子学习挑担技巧。假如一个筐子重一个
筐子轻（一头重一头轻），在不考虑手臂帮扶的情况下挑起担子让扁担处于水平平衡。请你据劳动体验
结合杠杆平衡知识，判断下列说法中正确的是（ ）
A．肩膀应该靠近“轻的一头”
B．肩膀应该靠近“重的一头”
C．肩膀应该居于扁担正中间
D．挑着担子走路，扁担一般会上下“闪动”，“闪动”时一定是一个框子向上运动同时另一个框子
向下运动
【答案】B
【详解】ABC．根据杠杆平衡的条件Fl= F l 可知，力变大，力臂减小，为了使扁担处于水平平衡状态，
11 22
肩膀应该靠近“重的一头”，故AC错误，B正确；
D．挑着担子走路，扁担一般会上下“闪动”， “闪动”时一个框子向上运动同时另一个框子向下运动，
会使扁担前后一端翘起，一端下沉，不便于人向前运动，故“闪动”时两个框会同时向下或向上运动，
故D错误。
故选B。
二、填空题
11．（2023·山东东营·统考中考真题）《天工开物》中描述了古人应用桔槔汲水的情景。桔槔的结构相当
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于一个普通的杠杆，如图所示，水桶悬挂点到支点的距离和重物悬挂点到支点的距离之比为1︰2，当水
和水桶的总质量为20kg时，杠杆恰好在水平位置平衡，则重物质量为 kg。（不计杠杆自重）
【答案】10
【详解】[1]水和桶的总重力为
G ＝mg＝20kg×9.8N/kg＝19.6N
总
由题意知，l︰l＝1︰2，根据杠杆平衡条件知
1 2
G l＝m gl
总1 物 2
解得m ＝10kg。
物
12．（2023·宁夏·统考中考真题）某校组织学生参加观军事博物馆，学生发现潜水艇的形状如图所示，头
部粗，尾部细，由此提出疑问。若潜水艇头部细，尾部粗，所受的体阻力是否不同？同学们选取完全相
同的模型A和B照图乙组装进行探究所挂物重的质量均为0.5kg（g=10N/kg）。
（1）图乙的两个滑轮为 作用是 模型所受拉力是 N（忽略沉重和摩擦）；
（2）探究过程如图丙所示，t 时刻重物开始下落，t 时刻发现模型B运动较快，说明模型B在运动过程中
0 1
所受液体阻力较 ；
（3）实验中液体阻力大小是通过模型运动快慢来体现的，这种研究物理问题的方法叫做 。
【答案】 定滑轮 改变力的方向 5 小 转换法
【详解】（1）[1][2][3]图乙中两个滑轮使用时，轴的位置固定不动，是定滑轮，作用是改变力的方向；
使用定滑轮不省力，因此模型所受拉力是
F=G=mg=0.5kg×10N/kg=5N
（2）[4]所挂重物的质量相等，模型所受拉力相等，重物同时开始下落，一段时间后发现模型B运动较快，
说明模型B在运动过程中，所受液体阻力较小。
（3）[5]实验中液体阻力大小不易直接测量，是通过模型运动快慢来体现的，这种研究物理问题的方法叫
做转换法。
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13．（2023·广东·统考中考真题）杠杆在如题图所示位置静止，此时杠杆 （选填“是”或
“不是”）处于平衡状态，调节杠杆两端的螺母使杠杆保持水平并静止，此操作可方便测量力臂，原因
是此时 。
【答案】 是 杠杆的重心通过支点，消除了杠杆自重对杠杆平衡的影响，且此时支点到力的作
用线的距离等于力臂长度
【详解】[1]杠杆在如图所示位置静止，此时杠杆处于静止状态，达到平衡。
[2]调节杠杆两端的螺母使杠杆保持水平并静止时，杠杆的重心通过支点，消除了杠杆自重对杠杆平衡的
影响，且此时支点到力的作用线的距离等于力臂长度。
14．（2023·湖北·统考中考真题）（1）利用图甲装置测量“滑轮组的机械效率”，需要的测量工具有刻
度尺和 ；实验中，要想提高滑轮组的机械效率，可采取的措施有 （写出一种方
法即可）。
（2） 如图乙，用装满水的玻璃瓶、橡皮塞和细玻璃管可制成多功能演示器。用力挤压瓶身，玻璃管内
液面上升，说明力可以改变物体的 ； 将此装置分别放入热水和冷水中，由于液体的
，玻璃管内液面会随之升降，这就是一个简易温度计；将装置内的水倒掉小部分，又可制作成简易的气
压计，如图丙所示。将它从山脚移到山顶，细玻璃管内液柱将 （选填“上升”或“下降”）。
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【答案】 弹簧测力计 增加被提升物体的物重 形状
热胀冷缩 上升
【详解】（1）[1]实验中，需要测量物体移动的距离、绳末端移动的距离；物体的重力、绳末端的拉力，
因此需要刻度尺和弹簧测力计。
[2]根据 可知，要提高机械效率，当额外功一定时，增加被提升物体的重力或有用功一
定减少额外功即换用轻质滑轮。
（2）[3]因为力可以使物体发生形变，所以用力挤压瓶身，玻璃管内液面上升。
[4]因为液体具有热胀冷缩的性质，所以将此装置分别放入热水和冷水中，玻璃管内液面会随之升降。
[5]因为气压和海拔高度有关，海拔越高，气压越低，所以将它从山脚移到山顶，细玻璃管内液柱将上升。
15．（2022·江苏南京·统考中考真题）图示是一种塔式起重机上的滑轮组，匀速吊起600kg的物体上升
5m用时20s，滑轮组的机械效率是75%。此过程中：
（1）物体的动能 （选填“变大”“变小”或“不变”）；
（2）有用功是 ；
（3）绳子自由端移动的速度是 m/s；
（4）拉力F的功率是 W。
【答案】 不变 0.75
【详解】（1）[1]物体的动能与质量和速度有关，因为物体被匀速吊起，物体的速度不变，物体的质量不
变，故物体的动能不变。
（2）[2]有用功是
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（3）[3]由题图可知，绳子承重股数为n=3，绳子自由端移动的距离为
根据 可得，绳子自由端移动的速度是
（4）[4]根据 可得，拉力做的总功为
根据 可得，拉力F的功率是
16．（2022·江苏淮安·统考中考真题）如图所示，向上用 125N 的拉力，10s 内将重 200N 的物体，匀
速提升 2m。此过程中，重物上升的速度为 m/s，拉力做的功为 J，动滑轮的机械效率是
。
【答案】 0.2 500 80%
【详解】[1]重物上升的速度为
[2]由图可知，绳子承重股数为n=2，绳子自由端移动的距离为
拉力做的总功为
[3]拉力做的有用功为
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滑轮组的机械效率为
三、实验题
17．（2023·湖北武汉·统考中考真题）在探究杠杆平衡条件的实验中：
（1）调节平衡螺母，使杠杆在不挂钩码时，保持水平并静止。选取若干个质量均为50g的钩码，在杠杆
两侧分别挂上不同数量的钩码，移动钩码，使杠杆重新在水平位置平衡，分别记下F、F、l、l 的数值。
1 2 1 2
重做几次实验，部分实验数据如下表所示。
次
动力F/N 动力臂l/cm 阻力F/N 阻力臂l/cm
数 1 1 2 2
1 3.0 5.0 1.5 10.0
2 2.0 15.0 2.0 15.0
3 1.0 25.0 2.5 10.0
…
…… …… …… ……
…
由表中数据可得，F、F、l、l 之间的关系式是 ；
1 2 1 2
（2）①在第（1）问的某次实验中，杠杆右侧挂了4个钩码，左侧用弹簧测力计竖直向下拉，当杠杆在
如图甲所示位置静止时，弹簧测力计的示数是 N；
②保持杠杆右侧所挂4个钩码的位置不变，取下弹簧测力计，在杠杆右侧用弹簧测力计沿竖直方向拉杠
杆，当杠杆再次水平并静止时，弹簧测力计对杠杆的拉力为F=1.5 N，请在图乙中画出弹簧测力计对杠杆
的拉力F的示意图及其力臂l。
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【答案】
【详解】（1）[1]分析数据可得，第一次试验
第二次实验
由此可知，F、F、l、l 之间的关系式为
1 2 1 2
（2）[2]由题意知，杠杆右侧挂了4个钩码，总质量为200g，由 得，四个钩码重力为
杠杆右侧受到向下拉力的大小等于砝码重力大小，即
根据图甲可知，由 可知，弹簧测力计的大小为
（3）[3]由 得，杠杆再次平衡状态为
解得 。根据力与力臂的关系进行画图，即过支点作力的作用线的垂线段，如图所示：
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18．（2023·湖北省直辖县级单位·统考中考真题）在探究“杠杆的平衡条件”实验中：
（1）实验前，杠杆左端下沉，如图甲，则应将平衡螺母向 （选填“左”或“右”）调节，直至
杠杆在水平位置平衡；
（2）调节钩码的位置，使杠杆重新在水平位置平衡，读出实验数据并记录在表格中。如图乙所示，阻力
臂l 为 cm；
2
（3）分析表中实验数据。得出杠杆的平衡条件为 （用F、F、l、l 表示）；
1 2 1 2
次
动力F/N 动力臂l/cm 阻力F/N 阻力臂l/cm
数 1 1 2 2
1 0.5 16.0 1.0
2 1.0 15.0 1.0 15.0
3 2.0 15.0 1.5 20.0
第3次实验的杠杆类型属于 （选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆，教室里的劳动工具中
有这类杠，请举一例： ；并简要说明你的判断理由 ；
（4）如图丙，F始终杠杆垂直，将杠杆缓慢地由位置A拉至位置B的过程中，F的大小将 。
（填选项代码）
A． 不变 B． 变小 C． 变大 D． 先变大后变小
【答案】 右 8.0 Fl=Fl 费力 扫帚 扫帚在使用时，动力臂小于阻力臂
11 22
C
【详解】（1）[2]实验前，杠杆左端下沉，杠杆右端上翘，则应将平衡螺母向右调节，直至杠杆在水平位
置平衡。
（2）[2]如图乙所示，刻度尺的分度值为0.1cm，刻度尺的度数为8.0cm，则阻力臂l 为8.0cm。
2
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（3）[3]分析表中实验数据可知，杠杆的动力和动力臂的乘积等于杠杆阻力和阻力臂的乘积，即得出杠杆
的平衡条件为Fl=Fl。
11 22
[4]由表格数据可知，第3次实验时的动力臂小于阻力臂，动力大于阻力，该杠杆类型属于费力杠杆。
[5][6]依据费力杠杆的动力臂小于阻力臂，可判断教室里的劳动工具中有这类杠的是扫帚。
（4）[7]如图丙所示，F始终杠杆垂直，动力臂l 不变，将杠杆缓慢地由位置A拉至位置B的过程中，阻
1
力G不变，阻力臂l 变大，根据杠杆平衡的条件Fl=Gl ，F的大小将变大，故ABD不符合题意，C符合
2 1 2
题意。
故选C。
四、计算题
19．（2023·黑龙江大庆·统考中考真题）新时代中国科技飞速发展，激发了广大学生学习和研究的热情。
某兴趣小组在实验室中模拟深水打捞过程。装置如图甲所示，A为封闭的圆柱金属罐，横截面积S为
250cm2，B滑轮重力为50N，横截面积为2S的圆柱槽中装有某种未知密度的液体。现将金属罐A从槽底
匀速捞起，在向上捞起过程中，绳索拉力T与金属罐底面到槽底的距离h关系如图乙所示，图丙为金属罐
顶面刚到液面的位置，图丁为金属罐底面离开液面的位置（已知 g=10N/kg， 不计绳重和摩擦及液体的
阻力，不计物体表面附着液体的影响，捞起过程中金属罐不与槽侧壁接触）。求：
（1）h~h 过程中滑轮组的机械效率；
1 2
（2）金属罐 A 浸没在液体内部时受到浮力的大小；
（3）金属罐A在 h 位置时液体对容器底部的压强。
2
【答案】（1）80%；（2）103N；（3）
【详解】解：（1）由图甲可知，滑轮组的绳子承重股数为n=2，由图乙可知，在h~h 过程中，金属罐已
1 2
经露出水面，金属罐的重力为
绳子自由端的拉力为
则此过程中滑轮组的机械效率为
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（2）根据称重法可知，金属罐 A 浸没在液体内部时受到浮力的大小为
（3）设金属罐A的高度为h ，则金属罐浸没在液体中排开液体的体积为
A
则金属罐A的高度为
则金属罐浸没在液体中排开液体的体积为
则液体的密度为
则金属罐在h 位置时，液体的深度仍为h=0.8m，则液体对容器底部的压强为
2 1
答：（1）h~h 过程中滑轮组的机械效率为80%；
1 2
（2）金属罐 A 浸没在液体内部时受到浮力的大小为103N；
（3）金属罐A在 h 位置时液体对容器底部的压强为 。
2
20．（2023·湖北恩施·统考中考真题）一桶沙总重200N，工人在高处用绳在30s内将其匀速提升了6m。
求：
（1）工人做功的功率为多大？
（2）若徒手提着这桶沙，沿着楼梯爬高6m，比较工人两次做功的机械效率大小，并简述理由。
【答案】（1）40W；（2）工人第一次做功的机械效率大于第二次做功的机械效率
【详解】解：（1）工人匀速提升物体，拉力和重力是平衡力，拉力
F=G=200N
拉力所做的总功
W =Fs=200N×6m=1200J
总
工人做功的功率
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（2）工人在高处用绳提升一桶沙，有用功是克服沙子重力做的功，额外功是克服桶和绳子重力做的功，
若徒手提着这桶沙，沿着楼梯爬高6m，除了克服桶和绳子重力做功，还要克服自身重力做功，额外功会
增大，有用功不变，由
可知机械效率会减小。
答：（1）工人做功的功率为40W；
（2）工人第一次做功的机械效率大于第二次做功的机械效率。
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