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专题 11 简单机械【三大题型】
1．（2025•北京中考）【创新题型】图甲所示的载货汽车，其前面为“单轴﹣单轮”（一根轴上有2个车
轮），后面为“单轴﹣双轮”（一根轴上有 4个车轮），如图乙所示。装货后该货车总质量为 16t，每
个轮胎与地面的接触面积约为400cm2。实际货车和货物整体的重心到前、后轴的距离一般不相等，常
偏向车的后半部，为简化研究问题，假设整体重心C到前、后轴的距离相等，水平地面对货车前面两个
车轮的作用力相等，等效作用在A点；水平地面对货车后面四个车轮的作用力均相等，等效作用在 B
点；因此，货车可看成水平杠杆，如图丙所示，AB距离等于前、后车轴间的距离，C在AB中点。g取
10N/kg。
（1）求货车在B点所受的总支持力。
（2）为了保护路面，需要限定车辆对路面的压强大小。只要车辆的任何一个轮胎对路面的压强超过限
定值，即视为车辆超限。若某水平路面能承受的最大压强为7.0×105Pa，请通过计算判断该货车是否超
限。
2．（2025•北京中考）如图所示，园艺工人在修剪枝条。关于园艺剪的使用，下列说法正确的是（ ）
A．园艺剪对枝条的压力是阻力
B．在图示状态使用时园艺剪是费力杠杆
C．把枝条往园艺剪的轴处靠近是为了省力
D．把枝条往园艺剪的轴处靠近是为了增大阻力臂
（多选）3．（2025•北京中考）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，下列说法正确的是（
）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
4．（2024•北京中考）如图所示，园艺工人在修剪枝条时，常把枝条尽量往剪刀的轴处靠近，这样做是为
了（ ）
A．增大动力臂，能够省力
B．增大阻力臂，方便使用
C．减小动力臂，方便使用
D．减小阻力臂，能够省力
（多选）5．（2024•北京中考）用某滑轮组提升重物时，绳子自由端拉力做功随时间变化的关系如图所
示，在20s内绳子自由端竖直匀速移动16m，重物竖直匀速上升4m。已知动滑轮总重100N，提升的物
体重800N。关于该过程，下列说法正确的是（ ）A．绳子自由端拉力的功率为200W
B．额外功为400J
C．绳子自由端拉力的大小为250N
D．滑轮组的机械效率约为88.9%
6．（2023•北京中考）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
2
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，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
3
接触的总面积为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
7．（2023•北京中考）用如图所示的装置提升重为800N的物体A，动滑轮重为200N。在卷扬机对绳子的
拉力F作用下，物体A在10s内竖直匀速上升了2m。在此过程中，不计绳重和摩擦，下列说法正确的
是（ ）
A．物体A上升的速度为0.4m/s
B．滑轮组的有用功为2000J
C．拉力F的功率为100W
D．滑轮组的机械效率为80%
（多选）8．（2022•北京中考）如图所示，工人站在水平台面上用滑轮组提货物。工人第一次竖直向上用
200N的力拉绳子时，货物未离开水平地面；第二次竖直向上拉动绳子，使货物以0.09m/s的速度匀速上
升。已知工人体重为600N，货物重为900N，货物与地面的接触面积为0.1m2，动滑轮重为100N。不计滑轮组的绳重和摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．第一次拉绳子时，工人对水平台面的压力为800N
B．第一次拉绳子时，货物对地面的压强为4000Pa
C．第二次拉绳子的过程中，该滑轮组的机械效率为90%
D．第二次拉绳子的过程中，工人拉力的功率为81W
9．（2022•北京中考）俯卧撑是一项常见的健身项目，采用不同的方式做俯卧撑，健身效果通常不同。图
1甲所示的是小京在水平地面上做俯卧撑保持静止时的情境，他的身体与地面平行，可抽象成如图 1乙
所示的杠杆模型，地面对脚的力作用在 O点，对手的力作用在B点，小京的重心在A点。已知小京的
体重为750N，OA长为1m，OB长为1.5m。
（1）图乙中，地面对手的力F 与身体垂直，求F 的大小。
1 1
（2）图2所示的是小京手扶栏杆做俯卧撑保持静止时的情境，此时他的身体姿态与图甲相同，只是身
体与水平地面成一定角度，栏杆对手的力F 与他的身体垂直，且仍作用在B点。分析并说明F 与F 的
2 2 1
大小关系。
10．（2021•北京中考）如图所示的四种工具中，正常使用时属于费力杠杆的是（ ）
A． 园艺剪 B． 筷子C． 瓶盖起子 D． 核桃夹
（多选）11．（2021•北京中考）如图所示，用滑轮组提升所受重力为900N的物体A，滑轮组绳子自由端
在拉力F作用下竖直匀速移动了12m，同时物体A被竖直匀速提升了4m，用时40s，滑轮组的额外功是
400J，下列说法中正确的是（ ）
A．动滑轮所受的重力为100N
B．物体A上升的速度是0.3m/s
C．拉力F的功率是100W
D．滑轮组的机械效率是90%
考点01 杠杆分类及在生活中的应用
12．（2025•东城区校级模拟）如图所示的四种工具中，正常使用时属于省力杠杆的是（ ）
A． 食品夹 B． 天平
C． 手动榨汁机 D． 筷子
13．（2025•海淀区校级模拟）在如图所示的四种用具中，正常使用时属于费力杠杆的是（ ）A． 修树剪子 B． 核桃夹子
C． 取碗夹子 D． 羊角锤子
14．（2025•房山区模拟）如图所示，小明给奶奶夹核桃时，手尽量远离核桃夹的转轴处，这样做是为了
（ ）
A．减小动力臂，方便使用
B．减小阻力臂，能够省力
C．增大动力臂，能够省力
D．增大阻力臂，方便使用
15．（2025•通州区模拟）丹丹要晾晒三条相同的湿毛巾，如图的挂法中，最有可能让衣架保持水平平衡
的是（ ）
A． B． C． D．
16．（2025•房山区校级模拟）图甲是自动拾取牙签盒，图乙是其内部结构图，当按下顶上B处的圆柱体
按钮时，杆AD绕O点转动。松手时，在D处弹簧的作用下，一根牙签就从盖中小孔冒出。下列说法正
确的是（ ）A．按下按钮时，D处弹簧处于压缩状态
B．按下按钮时，杆AOD是一个省力杠杆
C．松开按钮时，D处受到弹簧向上的弹力
D．牙签送出时，A处比D处移动距离大
17．（2025•平谷区模拟）在中药房里，医生还在用传统的中药材称量工具——戥子秤。如图所示，使用
时，将待测药材挂在秤盘上，用手拎住秤钮A或B（相当于支点），秤砣在秤杆上移动，当杆秤水平平
衡时就可以在秤杆上读出药材的质量。下列说法中正确的是（ ）
A．戥子秤依据的是杠杆原理，力臂大的一侧对应的力也较大
B．若使用了磨损的秤砣则测量值比药材真实值偏小
C．要称50g中药，称量时挂秤砣端翘起，应减少中药使秤杆恢复水平平衡
D．使用A秤纽的最大测量值比使用B秤纽的最大测量值小
18．（2025•西城区二模）生活中有一种脚踏式垃圾箱，其简化结构如图所示。在 A处向下踩动脚踏板，
连杆CD便向上顶起箱盖。关于这个装置，下列说法正确的是（ ）
A．杠杆ABC是费力杠杆
B．杠杆EDF是省力杠杆
C．杠杆ABC工作时的阻力方向向上
D．杠杆EDF工作时的阻力方向向下
19．（2025•朝阳区二模）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．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
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．缩短横杆上悬绳与支架之间的距离，更省力
考点02 杠杆平衡条件的计算
20．（2025•海淀区二模）如图所示为一个测量物体所受重力的装置，硬杆AB＝50cm，OA：OB＝2：3，
DC＝CB。在A端悬挂一质量为300g的物体P，在OB上悬挂待测物体，改变悬挂点的位置使杠杆水平
平衡，便可用悬挂点到支点O的距离L来反映待测物体所受重力大小。不计杆重与绳重，g取10N/kg。
下列说法正确的是（ ）
A．L越大，对应待测物体所受重力越大
B．此装置能测出的最小重力是0.2N
C．要使该装置能测出的最小重力变小，可将O点向右移
D．C、B两点对应的重力差小于D、C两点对应的重力差
21．（2025•顺义区二模）如图所示为某兴趣小组用轻质杆制作的杆秤，秤盘挂在 a点，提纽设在b点，经
测试发现量程较小。下列操作能使任秤量程变大的是（ ）
A．换一个质量更小的秤砣
B．将a、b点都向右移等长距离
C．保持a点不动，将b点向a点靠近D．保持b点不动，将a、b间距离和b点右侧杆长均扩大为原来的1.2倍
22．（2025•东城区校级模拟）如图甲所示，将物体A放在水平地面上，它对地面的压强为6×103Pa。把物
体A用细绳挂在杠杆的C端，杠杆的D端悬挂重为20N的物体B，如图乙所示，当杠杆在水平位置平
衡时，物体A对地面的压强为2×103Pa。已知：OC：OD＝1：3，g取10N/kg，不计杆重与绳重。要使
物体A恰好被细绳拉离地面，则下列判断中正确的是（ ）
A．移动支点O的位置，使OC：OD＝1：4
B．物体A对地面的压力需要减少20N
C．杠杆D端所挂物体的质量增加1kg
D．物体A的底面积为300cm2
23．（2025•海淀区校级三模）如图，被固定的拉力传感器1和拉力传感器2分别通过竖直细线连接在轻质
杠杆的A点和B点。保持杠杆水平静止，一辆玩具小车从杠杆上B点开始向左匀速运动，其中一个传
感器的示数F与小车运动的路程s的关系如图所示。已知：BC＝2AB＝2m，忽略小车的体积，下列说
法正确的是（ ）
A．小车运动过程中，传感器2的示数保持不变
B．玩具小车的重量为1.5N
C．图2中，图像与纵坐标交点 F ＝1N
0
D．小车运动过程中，两传感器示数之差逐渐变大
24．（2025•东城区校级模拟）如图所示，小明根据图甲的杆秤原理设计了图乙所示的装置。AOB为轻质
杠杆，O为支点，边长为10cm的正方体M通过轻质细线悬挂于A点，AO的距离为10cm，重为5N的
秤砣Q通过轻质细线悬挂在杠杆上。当M浸没在不同液体中，移动Q使得杠杆水平平衡时，在Q悬挂
的位置标上相应液体的密度，就可以把此装置制作成密度秤。已知OB的距离为80cm，当M未浸入液
体中，Q悬挂于B点刚好能使杠杆水平平衡。不计支点处的摩擦，下列说法正确的是（ ）A．M浸没在水中时所受的浮力为1N
B．M的质量为40kg
C．水的密度应标在距离O点60cm处
D．离O点越近的位置标的液体密度越小
25．（2025•海淀区校级三模）如图甲所示的力学装置，杠杆OAB始终在水平位置保持平衡，O为杠杆的
支点，OB＝3OA，竖直细杆a的上端通过力传感器相连在天花板上，下端连接杠杆的A点，竖直细杆b
的两端分别与杠杆的B点和物体M固定，水箱的底面积为200cm2，水箱侧壁与底部的厚度忽略不计，
力传感器可以显示出细杆a的上端受到作用力的大小，图乙是力传感器的示数大小随水箱中水的质量变
化的图像，不计杠杆、细杆及连接处的重力，则（ ）
A．物体M的密度为0.4×103kg/m3
B．当传感器示数为18N时，细杆B对M的作用力方向为竖直向上
C．加水质量为2kg时，水对水箱底部的压强为1800Pa
D．当传感器示数为ON时，水箱内水的高度为7cm
26．（2025•平谷区二模）《天工开物》中记载了中国古人利用桔槔汲水的情景，如今一些农田在灌溉时
仍然传承着这种汲水方式。桔槔的主要结构如图所示，其上方的横杆是一根硬棒，横杆由竖木支撑，可
绕通过O点的转轴转动，横杆A点绑有配重石块，B点连接一根细杆，细杆下方连有木桶，使用时人可
对细杆施加向上或向下的力。已知OA长为1m，OB长为3m。横杆的自重、支点处的摩擦均忽略不
计，汲水过程中细杆始终竖直。
（1）若配重石块重300N，当横杆在水平位置静止时，求B点受到的拉力F的大小。
（2）木桶装满水时，细杆、木桶和水总重140N，要使横杆提着装满水的木桶在水平位置静止（木桶完
全离开井内水面），当所用配重石块重300N时，人对细杆的力为F ，当所用配重石块重540N时，人
1
对细杆的力为F 。请通过计算说明F 与F 的大小关系。
2 1 227．（2025•海淀区校级模拟）如图是运动员利用器械进行举重训练的示意图，其中横杆AB可绕固定点O
在竖直平面内转动，OA：OB＝4：5，系在横杆A端的细绳通过滑轮悬挂着物体M。运动员小强站在水
平地面上时对地面的压强为1.1×104Pa，当他用力举起横杆B端恰好使AB在水平位置平衡时，他对横
杆B端竖直向上的作用力F 为300N，此时他对水平地面的压强为1.6×104Pa。根据上述条件求：（g取
1
10N/kg，横杆AB与绳的质量均忽略不计）
（1）物体M的质量为多少？
（2）运动员小强所受的重力为多少？
考点03 滑轮组机械效率的计算
（多选）28．（2025•东城区校级模拟）如图所示，工人师傅用150N的力使重为2400N的物体A在1min
内沿水平地面匀速移动了12m，此时物体A受到的摩擦力为A受到重力的0.1倍，物体A受到的拉力水
平向左。下列说法中正确的是（ ）
A．物体A受到的拉力为150N
B．动滑轮重为60NC．工人师傅拉力的功率为60W
D．该装置的机械效率为 80%
（多选）29．（2025•朝阳区校级模拟）如图所示是塔吊吊起重物的情景，在拉力 F的作用下，如图，重
为1×103N的重物被竖直向上匀速吊起，已知动滑轮重200N，重物在8s内上升了10m，不计绳重与摩
擦，下列说法中正确的是（ ）
A．拉力F大小为400N
B．拉力F的功率为1250W
C．克服动滑轮重力做功2000J
D．滑轮组的机械效率约为83.3%
（多选）30．（2025•西城区校级模拟）如图甲所示的装置，A是重15N的空吊篮，质量为50kg的小明将
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上升的速度随时间变化关系如图丙所示。
系A的绳子足够牢固，绕过滑轮的绳子能承受的最大拉力为 60N。忽略绳重及摩擦，g取10N/kg。下列
结论中正确的是（ ）
A．动滑轮的重力为5N
B．1～2s内拉力F的功率为2W
C．此装置匀速提升重物的最大机械效率约为83.3%
D．用此装置匀速提升60N的货物时，小明对地面压力为470N
（多选）31．（2025•延庆区模拟）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%
（多选）32．（2025•大兴区模拟）如图甲所示，虚线框内是一个滑轮组，利用该滑轮组提升质量为 27kg
的物体，在绳子自由端施加沿竖直方向的拉力为100N，物体和绳子自由端运动的路程随时间变化的规
律如图乙所示，g＝10N/kg。则下列说法正确的是（ ）
A．绳子自由端移动的速度为0.5m/s
B．在4s内绳端拉力所做的功为300J
C．在4s内物体上升的距离为1m
D．该滑轮组的机械效率为90%
（多选）33．（2025•房山区模拟）如图所示，某工人站在水平地面上，用竖直向下的力匀速拉动绳子自
由端，在8s内绳子自由端移动4m。已知动滑轮重100N，提升的物体A重700N。不计滑轮组的绳重和
摩擦，关于该过程，下列说法正确的是（ ）
A．物体A上升的速度为0.5m/sB．额外功为400J
C．滑轮组的机械效率为87.5%
D．绳子自由端拉力的功率为200W
（多选）34．（2025•顺义区二模）小力用由A、B两个相同的滑轮组成的滑轮组向上提升重为900N的物
体C，如图所示。提升过程中，小力用大小为500N且竖直向下的力拉动绳子，使物体C以0.4m/s的速
度竖直匀速上升。小力质量为 60kg，g取10N/kg。若不计绳重及轮与轴的摩擦下列说法正确的是
（ ）
A．小力拉力的功率为200W
B．小力对地面的压力大小为100N
C．天花板受到滑轮A的拉力大小为1100N
D．提升物体C时滑轮组的机械效率为90%
（多选）35．（2025•平谷区二模）如图所示，置于水平工作台面上的卷扬机，其质量为 50kg，工作时做
功的功率恒为1000W。现用卷扬机通过一个动滑轮匀速竖直提升重为 4500N的物体A，经过2s物体A
被竖直匀速提升了40cm。取g＝10N/kg，在提升物体A的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．滑轮对物体A做的有用功为1800J
B．动滑轮的质量为50kg
C．动滑轮的机械效率为90%
D．工作台面对卷扬机的支持力为3000N
