文档内容
班级 姓名 学号 分数
第十二章 《简单机械》测试卷（A 卷）
（时间：60分钟，满分：100分）
一、选择题（每题只有一个选项符合题目要求，共15小题，每小题2分，本大题共30分）
1.（2020 北京市）如图所示，正在使用的四种工具，属于费力杠杆的是( )
A. 羊角锤 B. 核桃夹
C. 园艺剪 D. 食品夹
【答案】D
【解析】A、羊角锤在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；
B、核桃夹在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；
C、园艺剪在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；
D、食品夹在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆。故选：D。
2.（2020安顺）撬棒是人们在劳动中应用杠杆原理的工具。如图所示是工人利用撬棒撬动大石头的情景，
撬棒上O点为杠杆的支点。下列分析正确的是（ ）
A．此时撬棒为等臂杠杆
B．应用此撬棒的主要目的是省力
C．力F的作用点靠近O点会更省力
D．应用此撬棒的主要目的是省距离
【答案】B
【解析】ABD、由图知，在使用撬棒时，动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，使用该杠杆省力但费距离，故B
正确、AD错误；
C、力F的作用点靠近O点时，动力臂减小，而阻力、阻力臂不变，由杠杆平衡条件可知动力会变大，会更
1 / 15费力，故C错误。故选：B。
3.(2020十堰）下列各种机械中，不省力的机械是（ ）
F
s
h
A．钢丝钳 B．动滑轮 C．旗杆顶定滑轮 D．斜面
【答案】C
【解析】A．钢丝钳属于省力杠杆，故A不符合题意；
B．理想动滑轮可以省一半力，故B不符合题意；
C．定滑轮可以改变力的方向，但不省力，故C符合题意；
D．斜面属于省力机械，故D不符合题意。故选C。
4.（2020东莞）在有着“世界工厂”之称的东莞，车间工人们用如图所示的滑轮组把重物提起2m的高度，
下列关于这个滑轮组工作的说法中，正确的是（ ）
A．绳子自由端被拉下了10m B．这个滑轮组能省距离
C．这个滑轮组能省力 D．这个滑轮组能省功
【答案】C
【解析】A选项中，滑轮组有2段绳子承担重，h=2m时，绳子自由端被拉下了s=4m,所以A选项是错误的；
B选项中，这个滑轮组有2段绳子承担重，所以能省力，但是费距离。所以B选项是错误的;
C选项中, 这个滑轮组有2段绳子承担重.动力 ，所以能省力。所以C选项是正确的。应选C；
D选项中，任何机械都不省功。所以D选项是错误的
5.（2020宜昌）生产生活中常常会用到各种机械设备，下列说法中不正确的是（ ）
A．任何机械设备的效率总小于1 B．减小机械内部摩擦可以提高其效率
C．提高机械设备的效率可以节能减排 D．用机械设备做功越快，其效率越高
【答案】D
【解析】A．任何机械设备都会有摩擦产生的无用功，故其机械效率不会达到100%，故A正确，A不符合题
意；
B．减小机械内部摩擦可以减小无用功比例，从而提高其效率，故B正确，B不符合题意；
C．提高机械设备的效率可以提高有用功的比例，从而节能减排，故C正确，C不符合题意；
D．用机械设备做功越快，其功率越高，与机械效率无关，故D错误，D符合题意。故选D。
6.（2020山西）如图所示，快递小哥为了把较重的货物装入运输车，用同样的器材设计了甲、乙两种方式
2 / 15提升货物。若把同一货物匀速提升到同一高度，忽略绳重和摩擦。下列分析正确的是（ ）
A. 甲方式可以省力 B. 乙方式不能改变力的方向
C. 甲、乙两种方式做的有用功相等 D. 甲、乙两种方式的机械效率相等
【答案】C
【解析】解：A、由图可知，甲方式是两个定滑轮，定滑轮的本质是等臂杠杆，不能省力，故A错误；
B、乙方式是一个动滑轮和定滑轮组成的滑轮组，不仅可以省力，也可以改变力的方向，故B错误；
C、由题可知，甲乙两滑轮组均将相同物体提升相同高度，由W =Gℎ可知W =W ；故C正确；
有 甲有 乙有
D、由图可知，甲方式是两个定滑轮，乙方式是一个动滑轮和定滑轮组成的滑轮组，乙方式做的额外功大
于甲方式，
W
有用功相同、总功不相同，根据η= 有用×100%可知，两个滑轮组的机械效率不相等，故D错误。故选：
W
总
C。
7.（2020乐山）如图所示，利用滑轮组在4s内将一重为9N的物体匀速向上提升了10cm，拉力为4N，不计
一切摩擦和绳重，（g取10N/kg）。下列说法正确的是（ ）
A. 动滑轮重力为5N
B. 滑轮组的机械效率为75％
C. 拉力所做的功为0.4J
D. 拉力的功率为0.4W
【答案】B
【解析】A．三股绳子与动滑轮接触，作用在绳子自由端的拉力为4N，则对动滑轮和物体的总拉力为：
4N×3=12N；物体重9N，则动滑轮重：12N－9N=3N；A选项错误，不符合题意
B．滑轮组的机械效率为： B选项正确，符合题意
C．物体向上移动了10cm，拉力做的功为： C选项
错误，不符合题意
D．拉力的功率为： ；D选项错误，不符合题意，故选B。
8.（2020新疆）小红用滑轮组将重力为1.5N的物体匀速提升10cm的过程中，绳子拉力为1.0N，绳子自由
3 / 15端移动的距离为30cm，则滑轮组的机械效率为（ ）
A．50 % B．60 % C．70 % D．80 %
【答案】A
【解析】物体克服重力做的功为有用功:
绳子拉力做的功为总功:
则滑轮组的机械效率:
故A正确，BCD错误。故选A。
9.（2020宿迁）小华用图装置测量动滑轮的机械效率，下列说法正确的是（ ）
A．实验中为测量方便，让弹簧测力计在静止时读数
B．弹簧测力计对绳子的拉力与物体的重力是一对平衡力
C．增大物体被提升的高度，可以提高动滑轮的机械效率
D．增大物体重力与动滑轮重力的比值，可以提高动滑轮的机械效率（不计绳重和摩擦）
【答案】D
【解析】A、测量动滑轮的机械效率，需要匀速拉动弹簧测力计，不能在弹簧测力计静止时读数，故A错误；
B、弹簧测力计对绳子的拉力，作用在绳子上；物体的重力，作用在提升的物体上，即二力作用在两个物
体上，不是一对平衡力，故B错误；
C、使用动滑轮。承担物重的绳子股数n＝2，滑轮组的机械效率η＝ ＝ ＝ ＝ ，增大物
体被提升的高度，不能提高动滑轮的机械效率，故C错误；
D、不计绳重和摩擦，动滑轮的机械效率η＝ ＝ ＝ ＝ ＝ ，增大物
体重力与动滑轮重力的比值，可以提高动滑轮的机械效率，故D正确。故选：D。
10．（2020盐城）如图所示，小明利用动滑轮匀速提升木箱。以下做法可以提高动滑轮机械效率的是（
）
4 / 15A．适当增加木箱重力 B．增大木箱上升高度
C．增大提升木箱的速度 D．换用质量更大的动滑轮
【答案】A
【解析】A．额外功不变，如果增加木箱重力，有用功会增大，有用功在总功中所占的比例将增大，机械
效率会增大，故A符合题意；
BC．动滑轮机械效率的高低与木箱上升的高度和上升的速度无关，故BC不符合题意；
D．换用质量更大的动滑轮，额外功增加，有用功在总功中所占的比例将减小，机械效率降低，故D不符合
题意。故选A。
11.（2020自贡）如图，重为G的物体在沿斜面向上的拉力作用下，从斜面的底部移到顶部，设沿斜面移动
的距离为s，高为h，拉力为F，物体受到的摩擦力为f。则斜面的机械效率为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】有用功为:W =Gh; 总功为:W =Fs
有 总
斜面的机械效率为:η= ,故选B。
12.（2020常德）如图所示，用F的力将物体B匀速提升h，F做功600J，若借助滑轮组用F的力把物体B
1 1 2
匀速提升相同高度，F做功为1000J。下列说法正确的是（ ）
2
A．两个过程中的拉力F=3F B．F做功的功率比F做功的功率小
1 2 1 2
C．滑轮组机械效率为40% D．F做功的距离为3h
2
【答案】D
5 / 15【解析】A．F做功600J，由 可知:
1
由图可知，滑轮组的绳子股数n=3，所以绳子自由端移动的距离s=3h，F做功1000J，由 可知:
2 2
；所以 ，故A错误；
B．题中没有给出两次运动的时间，所以无法比较两个力做功的功率，故B错误；
C．因为用F的力将物体B匀速提升，所以物体B的重力G等于拉力F，所以滑轮组的有用功为：
1 1
滑轮组的总功等于拉力F做的功，即: ；
2
所以滑轮组的机械效率: 故C错误；
D．由图可知，滑轮组的绳子股数n=3，所以绳子自由端移动的距离s=3h，即F做功的距离为3h，故D正
2 2
确。
13.（2020株洲）一根粗细均匀的木棒斜靠在竖直墙壁上，墙壁光滑，地面粗糙。木棒受到的重力为G，墙
壁对木棒的弹力为F，如图所示。现让木棒的倾斜程度变小一些至虚线所示位置，木棒仍能静止斜靠在墙
上。则与原来相比，G和F变化情况为（ ）
A．G不变，F变小 B．G不变，F变大
C．G变化，F变小 D．G变化，F变大
【答案】B
【解析】现让木棒的倾斜程度变小一些至虚线所示位置，以右端为支点，木棒的质量不变，故重力也不变，
此时由图可知阻力臂变大，动力臂减小，由杠杆平衡条件可知，动力F将增大；故B符合题意。故选B。
14.（2020聊城）如图所示，用相同的滑轮安装成甲。乙两种装置，分别将A、B两物体匀速向上提升，若
所用拉力大小相等，绳端在相同时间内移动了相同的距离。不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．两物体上升的速度相同
B．两种装置的机械效率相等
C．两次提升物体所做的有用功相等
6 / 15D．两种装置中拉力做功的功率相等
【答案】D
【解析】A．由图可知，甲是定滑轮，乙是动滑轮，绳端在相同时间内移动了相同的距离，由v= 可知绳
端移动的速度相同，A物体上升的速度等于绳端移动的速度，B物体上升的速度是绳端移动的速度的一半，
故A错误；
BCD．所用拉力大小相等，绳端在相同时间内移动了相同的距离，由W =Fs可知总功相等，不计绳重和摩
总
擦，甲图中物体的重力:G=F；乙图中物体的重力:G=2F-G
A B 动
A物体上升的高度:h=s；B物体上升的高度:h= s
A B
甲图中有用功:W =Gh=Fs；乙图中有用功：W =Gh=(2F-G ) s=Fs- G s
有甲 A A 有乙 B B 动 动
W ＞W
有甲 有乙
甲图中机械效率：η = ；
甲
乙图中机械效率：η = ；η ＞η
乙 甲 乙
由P= 可知两种装置中拉力做功的功率相等，故D正确，BC错误。故选D。
15.（2020重庆B）如图所示，是某建筑工地使用的一种起重机的滑轮组。一次提升货物A的质量为
2.7×103kg，30s内货物A被匀速提升了3m，动滑轮的重力3×103N（不计起重机钢绳重和一切摩擦）。下
列分析中正确的是（ ）
A．钢绳自由端的移动速度为0.1m/s
B．拉力F的功率为1.5×103W
C．滑轮组的机械效率为90%
D．钢绳的拉力F的大小为1.0×104N
【答案】C
【解析】A．由图可知，承担物重的绳子段数 ，绳子移动距离:
绳子自由端移动速度: .故A错误；
7 / 15BD．货物A的重力为:
钢绳的拉力F的大小是:
拉力F做功:
拉力F的功率为: 故BD错误；
C．滑轮组做的有用功是:
滑轮组的机械效率为: 故C正确。故选C。
二、填空题(每空1分,共12个空，本大题共12分)
16.（2020 安徽省）停车场入口处常用横杆来控制车辆的进出，如图甲所示。我们可以把该装置简化成如
图乙所示的杠杆。若横杆AB粗细相同、质量分布均匀，重G=120N，AB=2.8m，AO=0.3m。要使横杆AB保持
水平平衡，需在A端施加竖直向下的力F=______N。
【答案】440
【解析】横杆AB粗细相同、质量分布均匀，则横杆的重心在AB中点，故重力G的力臂为：
力F的力臂：
由杠杆平衡条件 得：
解得： 故需在A端施加竖直向下的力为440N。
17.（2020金华）简单机械广泛应用于日常生活。某小区物业为了方便住户扔垃圾，对垃圾桶进行了简易
改装（如图甲）。被拉起的垃圾桶盖可看成是一个简易杠杆。图乙为桶盖与绳子成90°角且处于静止状态
时的示意图，O为杠杆支点，A为绳子拉力F的作用点，B为桶盖的重心。根据图乙回答下列问题：
8 / 15（1）定滑轮的作用是________；
（2）该状态下的桶盖属于________（填“省力”、“费力”或“等臂”）杠杆。
【答案】（1）改变力的方向 （2）省力
【解析】(1)定滑轮的作用是改变力的方向；（2）杠杆的动力臂大于阻力臂，根据杠杆的平衡条件，是省
力杠杆。
18.（2020南京）如图所示，物体重210N，动滑轮重25N。工人用125N的拉力将物体匀速提升3m，用了
10s，此过程中有用功是______J，拉力的功率是______W，滑轮的机械效率是______，克服动滑轮重所做
的额外功占总功的______%。
【答案】 (1). 630 ； (2). 75 ； (3). 84% ； (4). 10。
【解析】[1]此过程中有用功:W =Gh=210N×3m=630J
有
[2]拉力做的功:W =Fs=F×2h=125N×2×3m=750J
总
拉力的功率:P= =75W
[3]滑轮的机械效率: =84%
[4]克服动滑轮重所做的额外功:W =G h=25N×3m=75J
额 动
克服动滑轮重所做的额外功占总功的： =10%
19.（2020鄂尔多斯）工人用如图装置搬运石块A。已知A重1200N，在20s内沿水平方向匀速移动3m，工
人所用拉力F为120N，那么A移动速度为__________m/s，此过程拉力F做功为__________J；如果此装置
机械效率为75%，则石块A受到的摩擦力为__________N。
9 / 15F
A
【答案】（1）0.15 ； （2）1080； （3）270.
【解析】[1]A移动的速度：
[2]拉力做功：W
总
=Fs=F⋅3h=120N×3×3m=1080J
[3]据 得，石块A所受的拉力做的有用功为：
而石块匀速移动时，受到的拉力与摩擦力是平衡力，所以：
20.（2020南充）如图所示，用沿斜面向上大小为4N的拉力，将一个重5N的物体从斜面底端匀速拉至顶
端。已知物体沿斜面上滑的距离为5m，上升的高度为3m，则物体受到的摩擦力为________N，斜面的机械
效率为________。
【答案】（1）1 ； （2）75%。
【解析】[1]有用功：W =Gh=5N×3m=15J；总功：W =Fs=4N×5m=20J
有 总
额外功：W =W -W =20J-15J=5J；摩擦力：f= =1N
额 总 有
[2]斜面的机械效率：η= =75%
三、作图题（21—24题，每小题3分，本大题共12分）
21．（2020广东省）如图所示，用一根硬棒通过支点O撬起石头，画出石头所受重力G的示意图，以及力
F的力臂l。
【答案】
【解析】过石头的重心沿竖直向下的方向画一条带箭头的线段，并标出符号G；过支点作垂直于力F作用
线的垂线段，即为力臂l，如图所示：
10 / 1522.（2020贵州铜仁）如图所示，平衡杠杆AOB，O为支点，请作出物体M所受重力的示意图和动力F的力
臂L。
【答案】（1）重力的方向总是竖直向下的，过物体M的重心画竖直向下的线段，标出字母G；
（2）支点为O点，从O点向动力F的作用线作垂线，支点到垂足的距离就是力臂L，如图所示：
【解析】（1）重力的方向总是竖直向下、作用点要画在物体重心上；
（2）力臂是支点到力的作用线的距离；由支点向力的作用线做垂线，垂线段的长度即为力臂。
本题考查了重力示意图和力臂的画法，画力臂，要先找出支点、画出力的作用线，再从支点向力的作用线
画垂线。
23.(2020 苏州)在图中，请画出FA的力臂l，并在B端画出使杠杆平衡的最小力F 。
B
【答案】
【解析】从支点O向F 的作用线作垂线，垂线段的长度为F 的力臂l；
A A
根据杠杆平衡条件，动力臂越长越省力，力的作用点确定，从支点到动力作用点的距离便为最长的力臂；
图中O为支点，要使杠杆平衡且动力最小，就应该让力F作用在B点，OB最长的力臂，则力F应与OB垂直
11 / 15且向下。如上图所示。
24.（2020南宁）请在图中画出绳子的绕法，使滑轮组达到最省力的效果｡
【答案】
【解析】由图示可知，此滑轮组绕线时，可将绳子固定在定滑轮上，此时承重绳子为2根；还可将绳子固
定在动滑轮上，此时承重绳子为3根。要使滑轮组最省力，应将绳子固定在动滑轮上，故作图如下：
四、实验题（ 25题4分，26题 8分，27题10分。本大题共22分）
25.（2020黑龙江省哈尔滨）在”探究杠杆平衡条件”的实验前，如图甲，杠杆不在水平位置平衡，为使
杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向______移动。实验中，如图乙，在A点用弹簧测力计施加一个竖直
向上的力，在B点施加一个最小为______N的力，才能使杠杆在水平位置重新平衡。
【答案】（1）左； （2） 1
【解析】解：（1）杠杆不在水平位置，右端向下倾斜，则重心应向左移动，故应向左调节左端或右端的
平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡；
（2）由图可知弹簧拉力计的示数为3.0N，设杠杆的一个刻度为L，则拉力的力臂为2L；B点施加力的力
F L 3.0N×2L
臂为6L，根据杠杆平衡的条件可得，在B点施加一个最小为：F = 1 1= =1N。
2 L 6L
2
12 / 1526.（2020青岛）“研究定滑轮的特点”。
（1）在研究使用定滑轮是否省力时，用如图甲所示装置匀速提升重物，需要测量的物理量是__________
和__________。
（2）如图乙所示，分别用拉力F、F、F匀速提升重物，则三个力的大小关系是__________。
1 2 3
（3）旗杆顶部有一个定滑轮，给我们升国旗带来了便利。这是利用定滑轮__________的特点。
【答案】(1). 弹簧测力计对绳子末端的拉力； (2). 物体的重力； (3). F=F=F ； (4). 可以改变力的
1 2 3
方向
【解析】(1)[1][2]在研究使用定滑轮是否省力时，我们需要比较绳子末端受到的拉力和物体的重力大小；
用如图甲所示装置匀速提升重物，需要测量的物理量是弹簧测力计对绳子末端的拉力和物体的重力。
(2)[3]图乙的装置是一个定滑轮，定滑轮工作的特点既不省力也不费距，所以分别用拉力F、F、F匀速
1 2 3
提升重物，三个力的大小相等，即：F=F=F
1 2 3
(3)[4]虽然既不省力也不费距，但是定滑轮可以改变力的方向，所以旗杆顶部装一个定滑轮能够方便我们
升降国旗。
27.（2020朝阳）在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，实验小组用如图所示的装置进行了实验，实验
数据记录如表所示，第三次实验时的拉力如图所示。
钩码所受的 钩码上升的 绳自由端移动 机械效率
实验次数 拉力F/N
重力G/N 高度h/cm 的距离s/cm η
1 2 10 0.8 30 83.3%
2 4 10 1.5 30 ②
3 6 10 ① 30 *
（1）实验中应_______拉动弹簧测力计使钩码上升；
（2）表格中编号①的数据应为______；编号②的数据应为________；
（3）比较实验数据可得出的实验结论是：使用同样的滑轮组，_____________；
（4）如果在第一次实验时，忽略绳重和摩擦，可以计算出动滑轮的重力为_______N。
13 / 15【答案】 (1). 竖直向上匀速； (2). 2.2 ； (3). 88.9% ； (4). 提升的物体越重，滑轮组的
机械效率越高 ； (5). 0.4。
【解析】(1)[1]实验中应竖直向上匀速拉动弹簧测力计使钩码上升。
(2)[2]由图知，弹簧测力计的分度值为0.2N，拉力为2.2N。
[3]由 可得第二次实验的机械效率：
(3)[4]实验选用的是同滑轮组，动滑轮的重力不变，由表中实验数据分析可知，同一滑轮组提升的物体越
重，滑轮组的机械效率越高。
(4)[5]因忽略绳重和摩擦，故所做额外功是克服动滑轮重力阻力所做的功，则有：
则动滑轮的重力为：
五、计算题（28题6分,29题9分，30题9分.本大题共24分）
28.（2020 潍坊）疫情期间，大壮同学自制了如图所示的健身器材，坚持锻炼身体。用细绳系在轻杆的O
点将轻杆悬挂起来，在杆的A端悬挂质量m=10kg的重物，在B端竖直向下缓慢拉动轻杆至水平位置。已
1
知AO长1.5m，OB长0.5m，大壮质量m=56kg，g取10N/kg，求此时：
2
(1)大壮对杆的拉力大小；
(2)地面对大壮的支持力大小。
【答案】(1) 300N；(2) 260N。
【解析】(1) 缓慢拉动轻杆至水平位置，根据杠杆平衡条件可得：F OA=F OB，F的大小等于G，即：
A B A A
F=G= mg=10kg 10N/kg=100N
A A 1
则：F= = =300N；即大壮对杆的拉力为300N。
B
(2) 大壮受三个力，重力G、杆对大壮的拉力F、地面对大壮的支持力F ，三个力平衡，杆对大壮的拉力
支
与大壮对杆的拉力为相互作用力，大小相等，则地面对大壮的支持力：F =G-F=mg-F=56kg 10N/
支 2
kg-300N=260N
地面对大壮的支持力为260N。
答：(1)大壮对杆的拉力大小为300N；(2)地面对大壮的支持力大小为260N。
29.（2020大连）“中国速度”——建设者们仅用十天就建成武汉“火神山”医院，为战胜疫情提供了强
14 / 15有力保障。建造医院所用的某厢式板房，其重力是1.5×104N，放在水平地面上，与地面的接触面积是
20m2。如图所示的起重机滑轮组，10s内将该厢式板房匀速提高了4m。在此过程中，钢丝绳自由端的拉力
功率是7.2×103W。试求∶
（1）起吊前厢式板房对地面的压强是多少？
（2）钢丝绳自由端的拉力做功是多少？
（3）钢丝绳自由端的拉力是多少？
【答案】（1）750Pa ； （2）7.2×104J ； （3）6×103N。
【解析】（1）起吊前厢式板房对地面的压强：
（2）钢丝绳自由端的拉力做功：
（3）钢丝绳自由端的拉力：
30.（2020铜仁）建筑工地上，起重机吊臂上的滑轮组如图所示。在匀速吊起重为4.8×103N的物体时，物
体4s内上升了6m，在此过程中，拉力F为2×103N。求：
（1）起重机吊起重物过程中所做的有用功；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）拉力F的功率。
【答案】（1）2.88×104J （2）80% （3）9000W
【解析】解：（1）滑轮组所做的有用功：W =Gh=4.8×103N×6m=2.88×104J
有
（2）滑轮组的动滑轮绕3段绳，总功：W =Fs=F×3h=2×103N×3×6m=3.6×104J
总
滑轮组的机械效率 =80%
（3）拉力F的功率 =9000W
15 / 15
