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专题12 简单机械
一、选择题
1.（2023·广东深圳·统考中考真题）下列属于费力杠杆的是（ ）
A B C D
A． 汽车方向盘 B． 门把手
C． 小白同学家的水龙头 D． 雨刮器
2．（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
3. （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．起瓶盖的开瓶扳手关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载
4.（2023·黑龙江牡丹江·统考中考真题）如图所示，平板支撑是我市首届中小学生“核心体能大比
武”项目之一。当人支撑在地面上静止时，说法正确的是（ ）
A．以脚为支点，人相当于省力杠杆
B．地面对前臂的支持力等于人的重力
C．静止支撑的过程中，支持力对人做了功
D．人对地面的压力与地面对人的支持力是一对平衡力
5．（2023·山东淄博·统考中考真题）肱二头肌收缩产生的力使前臂骨骼绕肘关节转动，此时前臂
骨骼可以看成一个杠杆模型，简称前臂杠杆。如图所示，手提重物时，对前臂杠杆的分析错误的是（
）
A．前臂杠杆是省力杠杆 B．肘关节处可以视为支点
C．肱二头肌对前臂杠杆的牵引力是动力 D．前臂保持水平时，阻力臂最长
6．（2023·海南·统考中考真题）用下列简单机械提升同一重物，忽略机械自重和摩擦，最省力的
是（ ）
A B C D
7. （2023·山东菏泽·统考中考真题）用动滑轮在水平地面上沿直线匀速拉动重为G的物体，如图
所示。已知水平拉力为F，物体受到地面的摩擦力为f，物体移动的距离为s。下列说法正确的是（关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载
）
A．重力做功数值为Gs B．拉力做功数值为Fs
C．摩擦力做功数值为fs D．使用此滑轮既省力又省功
8．（2023·辽宁丹东·统考中考真题）如图所示，小潘用动滑轮将重为8N的物体匀速提升，绳子自
由端移动的速度为0.2m/s，动滑轮的重力为2N，忽略绳重和摩擦。下列说法正确的是（ ）
A．经过5s，物体被提升1m
B．经过5s，小潘做的有用功为5J
C．小潘对绳子的拉力F大小为4N
D．此过程中该动滑轮的机械效率为80%
9．（2023·内蒙古通辽·统考中考真题）如图所示，用滑轮组帮助汽车脱困，汽车被水平匀速拉动
1.2m时，作用在绳子自由端的拉力F为1000N，绳子自由端移动的速度为0.6m/s，滑轮组的机械效率
为80%，则下列说法正确的是（ ）
A．汽车移动的速度为0.4m/s
B．拉力F做的功为1200J
C．汽车受到的摩擦力大小为2000N
D．拉力F所做的有用功的功率为480W
10．（2023·内蒙古包头·统考中考真题）在小区改造工程中，工人师傅用滑轮组提升建筑材料，如
图所示。滑轮组挂在固定的钢架上，每个滑轮重为150N。绳子自由端受到的拉力F为500N，材料在
30s内匀速上升了3m，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（ ）关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载
A．绳子自由端的速度为0.1m/s B．拉力F的功率为50W
C．滑轮组的机械效率为90% D．钢架受到的拉力为1500N
11．（2023·广东广州·统考中考真题）用滑轮组进行“一瓶水提升一个人”活动，如图，水瓶匀速
直线下降10m，使人匀速升高0.5m，水瓶对绳a的拉力为F=30N，绳b对人的拉力为F=480N。此过
1 2
程（ ）
A．有用功为300J B．F 做的功等于F 做的功
1 2
C．F 做的功小于F 做的功 D．滑轮组的机械效率为80%
1 2
12．（2023·四川自贡·统考中考真题）杆秤是一种中国传统的称量工具，凝聚着中国人民的智慧。
如图所示，O为杆秤提纽，OA=8cm，秤砣质量m=0.2kg，不挂重物和秤砣时，手提提纽，杆秤可水平
平衡。用它称鱼，当秤砣置于B点时，杆秤再次水平平衡，此时测得OB=32cm，则鱼的质量为
（ ）
A．1.0kg B．0.8kg C．0.6kg D．0.4kg
二、填空题
13．（2023·湖北宜昌·统考中考真题）如图为某景区的盘山公路，汽车行驶过程中遇到陡坡时司机
常常要换用低速档，这样做是因为在发动机的输出功率一定时可以增大 。一辆总重为
1×105N的汽车经过某一长为200m的路段时，竖直高度上升了20m，如果汽车的牵引力恒为
2.5×104N，此过程中盘山公路斜面的机械效率为 。关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载
14.（2023·天津·统考中考真题）如图甲是我国古代汲水装置——桔槔，图乙是它水平静止时的简
化模型，该装置是 （填简单机械名称）；此时配重物重力为G，水桶重力为G，l ︰l =2︰1
1 2 1 2
，若不计杆重，则G:G= 。
1 2
15．（2023·四川内江·统考中考真题）如图所示，将重力为10N的物体沿斜面向上从底端匀速拉到
顶端。若斜面长L为1m，斜面高h为0.3m，拉力F为4N，拉力的功率为2W，则此过程中，斜面的机
械效率是 %，物体从斜面底端运动到斜面顶端所用的时间是 s。
16．（2023·湖南株洲·统考中考真题）图甲为多人赛艇。划桨时，桨可绕侧舷上的固定轴转动，从
而使赛艇运动。图乙为划桨时桨的简化平面图，其中O为固定轴，AB为赛艇的运动方向，桨上OC长
为0.8m，OD长为2m，F 为人划桨的力，F 为水对浆的作用力。
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（1）划桨时，桨对水的作用力大小 （填“大于”、“等于”或“小于”）水对桨的作用力
大小；
（2）桨为 （填“省力”或“费力”）杠杆。请写出一种与桨类型相同的杠杆： ；
（3）已知图乙中F 为200N，F 与CD的夹角θ=30 ，F、F 均与AB平行。要划动桨，F 至少多
2 1 1 2 1
大？（sin30 =0.5，不考虑桨的重力）
17．（2023·广东深圳·统考中考真题）如图甲，A、B是两个完全相同的物体，琴琴同学分别将
A、B两物体拉到斜面顶端，对物体做功情况如图乙所示，请问对物体A做的有用功是 J，对物
体B做的额外功是 J。
18. （2023·辽宁大连·统考中考真题）如图所示。放置花盆的支架只在A，D两点用螺钉固定在墙
壁上，BC保持水平。已知AC长为l，CD长为l，BC长为l，花盆的重力为G，重力作用线恰好过
1 2 3
BC中点。若不计支架的重力，则D点螺钉对支B架的水平拉力F= （用已知量表示）。为了减
小拉力F，花盆位置应离墙壁 一些。
第18题图 第19题图
19．（2023·山东聊城·统考中考真题）如图所示，是为了搬运建筑材料而使用的简单机械。此滑轮
组在1min内将一批建材匀速提升了12m，此过程中滑轮组的机械效率是75%，钢丝绳拉力F所做的功
是7.2×104 J。则这批建材所受的重力是 N，拉力F的功率是 W。
20．（2023·四川攀枝花·统考中考真题）图甲是脚踏式翻盖垃圾桶的实物图，翻盖的原理是由两个
杠杆组合而成，图乙为两水平杠杆AOB、DCO 组合的示意图。已知桶盖重5N，重心位于DC中点的
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正上方，AO=30cm，OB=20cm，桶盖和连接杆的尺寸如图乙所示，脚踏杆AOB和竖直连接杆BC的
1 1 1
质量不计。
（1）杠杆AOB是 （选填“省力”或“费力”）杠杆；
1
（2）若要把桶盖翻开，脚对踏板A处的压力至少为 N。
三、作图题
21.（2023·四川雅安·统考中考真题）如图所示，开启瓶盖时开瓶器以O为支点，手在A点施加竖
直向上的力F打开瓶盖，请在图中画出力F的力臂l。
第21题图 第22题图
22．（2023·江苏南通·统考中考真题）如图，杠杆AOB保持静止，O为支点，请作出动力F 的力
1
臂l 和阻力F。
1 2
23.（2023·黑龙江哈尔滨·统考中考真题）小丽学习了滑轮的知识后，想利用滑轮组设计一个升降
装置，自己把物体吊上楼来，请你画出最省力的绕线方式和物体所受重力的示意图。
第23题图 第24题图关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载
24.（2022·辽宁营口·统考中考真题）图甲是自行车的手闸，其中ABO部分可视为一种杠杆，其简
化示意图如图乙所示，O为支点，F 为阻力，请在图乙中画出：（1）作用在A点的最小动力F 及其力
2 1
臂l；（2）阻力F 的力臂l。
1 2 2
四、探究实验题
25. （2023·山东青岛·统考中考真题）天平和杆秤在古籍中常被称为“权衡器”，《墨经》最早对
权衡器的杠杆原理做了理论上的探讨。关于杠杆的平衡条件，小海用图甲所示装置进行探究，其中杠
杆的刻度均匀，每个钩码的重力均为0.5N。
（1）实验中，杠杆在 位置平衡最便于测量力臂；
（2）如图乙所示，杠杆已经平衡。如果在左侧钩码下增加一个钩码或者将左侧钩码向右移动
5cm，杠杆都将失去平衡。由此可以猜想：杠杆的平衡可能与力的 和力臂有关；
（3）小海在杠杆两侧挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，进行了4次实验。杠杆平衡时的部
分数据已填入表中，其中图丙是第4次杠杆平衡时的情景，请将杠杆右侧的阻力数值填入表中；
实验次数 动力F/N 动力臂l/m 阻力F/N 阻力臂l/m
1 1 2 2
1 1.0 0.20 2.0 0.10
2 2.0 0.15 2.0 0.15
3 2.0 0.15 1.5 0.20关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载
4 1.5 0.10 （ ） 0.15
分析实验数据，可归纳出杠杆的平衡条件是Fl Fl；
11 22
（4）小海与小兰对实验过程进行交流，产生了一个新的问题：若支点不在杠杆的中点，并用弹簧
测力计代替一侧的钩码施力，会出现什么现象？于是他们共同进行了如图丁的探究。
①画出图丁中F 的动力臂l；
1 1
②多次改变拉力F 的作用点在杠杆上的位置进行实验，发现杠杆平衡时，Fl 都是大于Fl，其原
1 11 22
因可能是 。
26．（2023·湘潭·统考中考真题）用图所示装置测量滑轮组的机械效率，部分实验数据如下表：
实验次 钩码重 钩码上升 拉力 绳子自由端移 机械效
数 力 G/N 高度h/cm F/N 动距离s/cm 率η
1 2.0 5 1.0 15 66.7%
2 4.0 5 1.8 15 74.1%
3 4.0 10 1.8 30 74.1%
4 6.0 5 2.5 15
（1）实验过程中，缓慢竖直拉动弹簧测力计，使钩码向上做 运动。第 1次实验时，钩码
上升的时间为 3s，此过程中，绳子自由端上升的速度为 m/s；
（2）第4次实验时所做的有用功为 J， 滑轮组的机械效率是 %；
（3）分析 1、2、4次实验的数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物重力越 （选填
“大”或“小”），滑轮组的机械效率越高； 分析 2、3次实验的数据可知，滑轮组的机械效率与钩关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载
码上升的高度 （选填“有关”或“无关”）；
（4）用滑轮组提升重物时，下列选项中也可提高机械效率的是 。
A． 换用更轻的动滑轮B． 加快提升物体的速度
四、计算题
27．（2023·山东淄博·统考中考真题）淄博城区东部快速路建设正在进行，施工现场一台起重机将
质量为1800kg的重物以0.1m/s的速度竖直匀速提升一定高度，用时60s，所做的额外功是7.2×104J，g
取10N/kg。求：
（1）起重机做功的功率；
（2）起重机的机械效率。
28．（2023·内蒙古呼和浩特·统考中考真题）人类在漫长的历史长河中，创造了各种各样的工具，
以无穷的智慧弥补了人类有限的力量，使工作更省力、更便捷，这些工具统称为机械。杠杆便是其中
最简单的机械之一。如图所示，AB是一根长为1.6m的不计质量的杠杆，可以绕O点转动，在距O点
0.4m的B端悬挂一质量为90kg，边长为30cm的匀质正方体合金块M，杠杆恰好在水平位置平衡。求：
（1）合金块M的密度为多少kg/m3；
（2）A端施加的竖直向下拉力F 的大小。
A
29.（2023·江苏苏州·统考中考真题）如图甲所示，重500N、底面积为0.2m2的箱子放在水平地面
上。现用一块直木板将该箱子匀速拉上平台（图乙）。已知拉力为350N，箱子沿板移动了2m，升高
1m，用时20s。求：
（1）箱子对水平地面的压强；
（2）上移过程中拉力做功的功率；
（3）箱子克服木板摩擦力所做的功。
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六、综合题
30．（2023·广东广州·统考中考真题）图1中工人用工具搬运石头，该工具可简化成图2中杠杆
AB，移动支架，可使支点O在AB间移动。杆水平静止，忽略杆重；
（1）人对杆的压力为F，绳对杆的拉力为F，F、F 竖直向下；①在图2中画出F 的力臂l；
1 2 1 2 1 1
②F 的力臂l （用F、F、l 表示）；
2 2 1 2 1
（2）同一石头仍悬挂在杆B端，人对杆A端的压力方向不变，只通过移动支点O使该压力变小，
杆仍保持水平静止，支点O应向 （选填“A”“B”）端移动。
31．（2023·江苏扬州·统考中考真题）同学们在体育课上做仰卧起坐，前半段是背部由平躺地面变
成脊柱弯曲，后半段是上半身完全离开地面。
（1）仰卧起坐时，人体可看成杠杆模型，O为支点，肌肉的拉力F为动力，如图所示，请画出杠
杆模型的阻力臂L ；
（2）先将头向前抬起，可以减小 力臂；在平躺至坐起的过程中，运动员肌肉所施加的动力
变化情况是 ；
（3）同学们可以改变仰卧起坐的快慢，来控制体育锻炼的效果，从物理学角度分析，其实质是改
变 的大小。
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