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专题 09 简单机械及其效率
一、单选题
1．如图所示，滑轮组将重 50N 的物体 A 以 的速度沿水平地面匀速向前拉动了 lm，拉力 F 大小为
10N，滑轮组的机械效率为 ，下列说法中正确的是
A． 拉力 F 做功的功率为 2W
B． 2s 内绳子自由端移动的距离为
C． 滑轮组做的有用功为 50J
D． 物体 A 受到水平地面的摩擦力为 16N
【来源】2018 年湖北省十堰市中考物理试题
【答案】D
【解析】
【详解】
B、2s 内物体移动距离， ，自由端移动的距离： ，故 B
错误；
C、由公式 得， ，故 C 错误；
D、根据 得， ， ，故 D 正确。
故选 D。
【点睛】
涉及机械效率的问题时，关键是要清楚总功、有用功、额外功都在哪，特别要清楚额外功是对谁做的功，
弄清楚这些功后，效率和功率问题显得简单了。2
2．如图所示，用力 F 把重为 400N 的物体在 10s 内匀速提升 2m，其中动滑轮重为 100N，不计绳重和摩擦。
则
A． 绳子的拉力为 200N
B． 滑轮组的机械效率为
C． 拉力的功率为 80W
D． 绳子自由端移动的速度为
【来源】2018 年广西河池市中考物理试题
【答案】B
【解析】
【详解】
A、由图知， ，不计绳重和摩擦，绳子的拉力：
，故 A 错误；
B、有用功： ，
绳子自由端移动的距离： ，
拉力做功： ，
滑轮组的机械效率： ，故 B 正确；
C、拉力做功的功率： ，故 C 错误。
D、由前面解答可知，绳子自由端移动的距离 ，
绳子自由端移动速度： ，故 D 错误；
故选 B。
【点睛】
涉及机械效率的问题时，关键是要清楚总功、有用功、额外功都在哪，特别要清楚额外功是对谁做的功，3
弄清楚这些功后，求效率和功率就显得简单了。
3．下列是小明同学整理教材中有关力学的知识，其中不正确的是
A． 定滑轮既能改变拉力的方向，又能省力
B． 使用弹簧测力计前要先进行校零
C． 钢丝钳在使用时能省力，但须多移动距离
D． 力的大小、方向和作用点都能影响力的作用效果
【来源】2018 年广西河池市中考物理试题
【答案】A
【解析】
【详解】
D、力的大小、方向和作用点，都影响力的作用效果，所以叫做力的三要素，故 D 正确。
故选 A。
【点睛】
理解力的三要素，即力的大小、方向和作用点，正是由于此三要素影响力的作用效果，所以才称为力的三
要素。
4．如图所示，大熊和小熊坐跷跷板。如果它们脚不着地，跷跷板在水平位置保持平衡时，下列说法正确的
是（ ）
A． 大熊和小熊的重力相等
B． 大熊和小熊到支点的距离相等
C． 它们各自的重力与各自的力臂的乘积相等
D． 以上说法都正确
【来源】2018 年湖南省湘西州中考物理试题4
【答案】C
【解析】
【详解】
根据题意，大熊和小熊坐跷跷板，跷跷板在水平位置保持平衡时，大熊的体重大，小熊的体重小，但大熊
到支点的距离小，即力臂小，而小熊到支点的距离大，即力臂大；
根据杠杆的平衡条件知，当它们各自的重力与各自的力臂的乘积相等时，跷跷板平衡。
故 ABD 错误，C 正确。
故选 C。
【点睛】
重点是杠杆平衡条件的应用，即动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂。
5．在“富国强军”的时代要求下，大连造船厂建造了首艘国产航空母舰。在建造过程中需要使用大型起重
机“龙门吊”。它主要由主梁和支架构成，可以提升和平移重物，其示意图如图所示。在重物由主梁右端缓
慢移到左端的过程中，右支架对主梁的支持力 F 与重物移动距离 s 的关系图象是
A． B． C． D．
【来源】辽宁省大连市 2018 年中考物理试题
【答案】B
【解析】
【详解】
根据题意，重物在主梁右端时，重物产生的拉力全部作用在右端支架，则右支架对主梁的支持力 F 最大；
重物由主梁右端缓慢移到左端的过程中，将主梁左端看作杠杆的支点，则重物对主梁的拉力为阻力，阻力
不变，但阻力臂减小，且动力臂也不变，所以动力减小，即右支架对主梁的支持力 F 减小，关系为 ，
因为 L2 为变量，所以为一次函数关系。
故 B 图符合题意。
【点睛】5
注意理解移动过程中，应将主梁的左端看作支点，根据杠杆的平衡条件可得，右端的支持力会不断减小。
6．内有少量饮料的罐子可以斜放在水平桌面上保持平衡。下列四个图中，能正确表示饮料罐（含饮料）所
受重力的示意图是（ ）
A． B． C． D．
【来源】2018 年湖南省株洲市中考物理试题
【答案】A
【解析】
【详解】
重力的方向始终竖直向下，故 CD 错误；
根据题意，内有少量饮料的罐子可以斜放在水平桌面上保持平衡，根据杠杆的平衡条件知，只有重力的作
用线经过支点时，罐子才会保持平衡，故 A 正确，B 错误。
故选 A。
【点睛】
关键是根据杠杆的平衡条件分析，理解当一个力通过支点时，此力的力臂为零，对杠杆起不到任何作用，
即原来平衡的杠杆会仍然平衡。
7．能使杠杆 OA 水平平衡的最小力的方向为（ ）
A． AB B． AC C． AD D． AE
【来源】2018 年上海市中考物理试题
【答案】A
【解析】
【分析】
根据杠杆平衡的条件，F1×L1=F2×L2，在杠杆中的阻力、阻力臂一定的情况下，要使所用的动力最小，必须
使动力臂最长。由此分析解答。6
【详解】
【点睛】
在通常情况下，要使所用的动力最小，必须使动力臂最长，连接杠杆中支点和动力作用点这两点所得到的
线段就是最长力臂。
8．部分农户在新建住房时，常利用如图所示的简易滑轮提升建材。在一次提升建材的过程中，建筑工人用
400N 的拉力，将重 600N 的建材在 10s 内匀速提高 3m。则下列判断正确的是（ ）
A． 滑轮所做的有用功为 1200J
B． 滑轮受到的重力为 100N
C． 该滑轮的机械效率 η=75%
D． 绳子自由端移动的速度大小为 0.3m/s
【来源】2018 年重庆市中考物理试题（b 卷）
【答案】C
【解析】
【详解】
A、滑轮所做的有用功： ，故 A 错误；
B、则图知 n=2，不计摩擦和绳重时， ，所以动滑轮的重：
，故 B 错误；
C、做的总功为： ，则滑轮组的机械效率：
，故 C 正确；7
D、由图知，绳端移动的距离 ，则绳子自由端移动的速度大小为 ，
故 D 错误。
故选 C。
【点睛】
涉及机械效率的问题时，关键是要清楚总功、有用功、额外功都在哪，特别要清楚额外功是对谁做的功，
弄清楚这些功后，求效率就显得简单了。
9．如图所示的四个物理情景中，相应的描述正确的是（ ）
A． 建筑工人推的独轮车是费力杠杆
B． 用力未搬起石块，这个力做了功
C． 用吸管喝饮料时利用了大气压强
D． 雕刻刀的刀口很薄，是为了减小压强
【来源】2018 年重庆市中考物理试题（b 卷）
【答案】C
【解析】
【详解】
D、雕刻刀的刀口很薄，是通过减小受力面积来增大压强，故 D 错误。8
故选 C。
【点睛】
理解用吸管“饮料”牛奶时，利用了大气压的作用。详细解释的话，还利用了气体压强与体积的关系，即
吸管与口、肺部连通，胸腔扩张时，体积增大，压强减小，小于外界大气压，饮料在大气压的作用下进入
口中。
10．如图所示，工人师傅用动滑轮将箱子吊到阳台上，箱子重为 500N，动滑轮重为 10N．在工人师傅竖直
向上的拉力 F 作用下，箱子匀速上升了 2m，不计绳重和摩擦，则在此过程中
A． F=250N
B． F=510N
C． 绳自由端被收起的长度为 4m
D． 装置的机械效率 η=100%
【来源】江苏省宿迁市 2018 中考物理试题
【答案】C
【解析】
【详解】
由图知道，使用的滑轮组承担物重的绳子股数是：n=2，所以，不计绳重和摩擦时，人对绳子的拉力是：F=
（G 物+G 轮）/2=（500N+10N）/2=255N，故 AB 错误；由于箱子匀速上升了 2m，所以，绳自由端被收起的长
度是：L=2h=2×2m=4m，故 C 正确；：由 η=W 有用/W 总×100%知道，滑轮组需要克服动滑轮重力做功，所以
机械效率不可能是 100%，故 D 错误，故选 C。
【点睛】
本题考查的是滑轮组的有关计算，涉及滑轮组拉力、机械效率的计算等，难度不大。
11．如图所示简单机械，在使用时费力的是（ ）
A． 9
B．
C．
D．
【来源】新疆维吾尔自治区、生产建设兵团 2018 年中考物理试题
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
A、理发用的剪刀在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故 A 正确；
B、剪铁丝的钳子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故 B 错误；
C、旗杆顶的定滑在使用过程中，动力臂等于阻力臂，不省力，也不费力，故 C 错误；10
D、用动滑轮提升重物的过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故 D 错误；
故选：A。
【点睛】
准确分析题目中工具的动力臂与阻力臂的关系，是判断省力杠杆和费力杠杆的关键。
12．科学实验中，重力有时对实验结果的准确性会产生影响。下列实验中的做法不是为了减小或避免重力
影响的是（ ）
A． 选用轻质泡沫塑料小球
B． 选用易形变的气球
C． 将集气瓶水平横放
D． 调节两端螺母使杠杆在水平位置平衡
【来源】2018 年浙江省舟山市中考物理试题
【答案】B
【解析】
【详解】
A、如图，轻质小球相互排斥而张开一定角度，因为重力的方向竖直向下，所以轻质小球可以减小重力对实
验的影响，故 A 不符合题意；
B、选用易形变的气球，演示力的作用相互，与重力无关，故 B 符合题意；
C、演示扩散现象时，由于两种气体的密度不同，水平放置可以排除重力的干扰，使实验现象更具说服力，
故 C 不符合题意；
D、调节杠杆在水平位置平衡，可以排除杠杆的自重对杠杆平衡的影响，故 D 不符合题意；
故选 B。
【点睛】11
理解杠杆在水平位置平衡时，便于测量力臂，且可以避免杠杆自身的重对杠杆平衡的影
13．科学实验中，重力有时对实验结果的准确性会广生影响。下列实验中的做法不是为了减小或避免重力
影响的是
A． B． C． D．
【来源】浙江省嘉兴市 2018 年中考科学（物理部分）试题
【答案】B
【解析】
【详解】
A、如图，轻质小球相互排斥而张开一定角度，因为重力的方向竖直向下，所以轻质小球可以减小重力对实
验的影响，故 A 不符合题意；
B、选用易形变的气球，演示力的作用相互，与重力无关，故 B 符合题意；
C、演示扩散现象时，由于两种气体的密度不同，水平放置可以排除重力的干扰，使实验现象更具说服力，
故 C 不符合题意；
D、调节杠杆在水平位置平衡，可以排除杠杆的自重对杠杆平衡的影响，故 D 不符合题意；
故选 B。
【点睛】
理解杠杆在水平位置平衡时，便于测量力臂，且可以避免杠杆自身的重对杠杆平衡的影响。
14．以下有关杠杆的应用中，属于费力杠杆的是（ ）
A． 开啤酒瓶盖的起子 B． 用镊子夹取砝码
C． 剪铁皮的剪刀 D． 用撬棒撬石头
【来源】贵州省铜仁市 2018 年中考物理试题
【答案】B
【解析】
【分析】
结合生活经验，先判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆。
【详解】
A、起瓶盖的起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆；12
B、夹砝码的镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆；
C、剪铁皮的剪子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆；
D、撬石头的撬棒在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆。
故选：B。
【点睛】
此题重点考查的是杠杆的分类和特点，主要包括以下几种：①省力杠杆，动力臂大于阻力臂，省力但费距
离；②费力杠杆，动力臂小于阻力臂，费力但省距离；③等臂杠杆，动力臂等于阻力臂，既不省距离也不
省力。
15．为探究动滑轮和定滑轮的特点，设计如下两种方式拉升重物，下面关于探究的做法和认识正确的是（ ）
A． 用动滑轮提升重物上升 h 高度，测力计也上升 h 高度
B． 若拉升同一物体上升相同高度，用动滑轮拉力更小，且做功更少
C． 减小动滑轮质量可以提高动滑轮的机械效率
D． 若用定滑轮拉重物，当拉力竖直向下最省力
【来源】2018 年湖北省黄石市中考物理试题
【答案】C
【解析】
【详解】
C、减小动滑轮质量，可以减小额外功，根据 可知，可以提高动滑轮的机械效率，
故 C 正确。
D、用定滑轮拉重物，拉力的力臂为滑轮的半径，所以向各个方向的拉力都相等，故 D 错误。
故选 C。13
【点睛】
重点理解机械效率为有用功与总功的比，有用功不变，当额外功减小时，总功减小，所以机械效率会提高。
16．如图中的物品使用时利用了杠杆原理的是（ ）
A． 洗手盘下防臭水管
B． 指甲钳
C． 塑料吸盘挂钩
D． 汽车逃生安全锤
【来源】2018 年广西钦州市中考物理试题
【答案】B
【解析】
【详解】
A、洗手盘下防臭水管，利用的是连通器原理，故 A 不符合题意；
B、指甲钳是三个杠杆的组合应用，利用的是杠杆原理，故 B 符合题意；
C、塑料吸盘挂钩利用了大气压的作用，故 C 不符合题意；
D、汽车逃生安全锤，利用的是在压力一定时，减小受力面积而增大压强。故 D 不符合题意。
故选 B。
【点睛】
安全锤是增大压强的方法的应用，要牢记影响压强大小的两个因素，可以通过增大压力或减小受力面积的
方法来增大压强，反之减小压强。
二、计算题
17．如图所示，将质量为 6kg，边长为 的正方体合金块，用细线挂在轻质杠杆 A 点处，在 B 点施加与杠14
杆垂直的力 时，杠杆在水平位置平衡，其中 取 求：
合金块的重力；
合金块的密度；
拉力 的大小。
【来源】广西梧州 2018 年中考物理试题
【答案】 60N； ； 20N。
【解析】
【详解】
解： 合金块的重力：
；
正方体合金块的体积：
；
根据密度公式 可得，合金块的密度：
；
已知 ， ，在 B 点施加与杠杆垂直的力 时，F1 的力臂为 OB，
根据杠杆的平衡条件可得： ，
则拉力 的大小： 。
答： 合金块的重力为 60N； 合金块的密度为 ； 拉力 的大小为 20N；
【点睛】
本题考查了重力、体积的计算以及杠杆平衡条件的应用，杠杆在水平位置平衡时，明确动力和阻力，以及
对应的力臂是解答的关键。
18．小亮同学想把重 100N 的物体拉到距地面 3m 高的地方，用了三种不同的方法：15
甲 乙 丙
（1）如图（甲）所示：小亮用竖直向上的力 F 甲将物体匀速提升 3m，求拉力 F 甲所做的功。
（2）如图（乙）所示：斜面长 5m，高 3m，拉力 F 乙=75N,小亮沿斜面匀速拉动物体至斜面顶端。求使用该
斜面工作时的机械效率。
（3）如图（丙）所示：小亮站在地面上通过一根绳和两个滑轮匀速提升重物，在 2s 内将重物匀速提升 3m,
已知动滑轮的重量为 10N。按要求画出滑轮组的绕线，求拉力 F 丙做功的功率。（每段绳子可承重 80N,不计
绳重及摩擦）。
【来源】【全国市级联考】湖南省张家界市 2018 年初中毕业学业水平考试（中考）物理试题
【答案】（1）300J； （2）80%； （3） ；165W
【解析】
【详解】
（1）小亮用竖直向上的力 F 甲将物体匀速提升 3m，拉力 F 甲所做的功即克服重力做功：
；
（2）斜面长 5m，高 3m，拉力 F 乙=75N，拉力做的总功为：
；
该斜面工作时的机械效率：
；
（3）如图人站在地面上，通过滑轮组提升重物，可以反方向绕绳，如图：16
两段绳子承重，所以拉力为： ；
拉力做功为：
F 丙做功的功率为：
。
【点睛】
涉及机械效率的问题时，关键是要清楚总功、有用功、额外功都在哪，特别要清楚额外功是对谁做的功，
弄清楚这些功后，求效率和功率就显得简单了。
19．工人用如图所示的滑轮组提升建材，工人的重力是 700 N，双脚与地面的接触面积是 500 cm2。他将 540
N 的建材匀速提升了 3 m,滑轮组的机械效率是 90%。试求：
（1）提升建材所做的有用功是多少？
（2）工人对绳子的拉力是多少？
（3）提升建材时，工人对地面的压强是多少？
【来源】辽宁省大连市 2018 年中考物理试题
【答案】(1) 1620 J (2) 300 N (3) 8 000 Pa
【解析】
【详解】
(1)提升建材所做的有用功是：17
(3)人对地面的压力为：
根据 得工人对地面的压强是：
。
【点睛】
涉及机械效率的问题时，关键是要清楚总功、有用功、额外功都在哪，理解效率是有用功与总功的比，所
以知道有用功可以求出总功。另外要理解人站在地面时，重力、支持力、绳子的拉力，三个力平衡。
20．水资源的缺乏越来越成为社会关注的热点，很多企业都通过污水处理来节约生产用水。我市某企业在
生产系统中每使用 100 吨水，就有 96.2 吨来源于处理后的循环水，补充的水仅 3.6 吨，问：
（1）每使用 100 吨水，所补充新水的体积为多少？
（2）使用抽水机将这些补充的新水抽到比原来高 10 米的蓄水池中需用 50 秒，则抽水机对这些水所做功是
多少？（g=10N/kg）
（3）抽水机工作时两端的电压为 380V，通过的电流为 25A，则抽水机的效率是多少？
【来源】黑龙江省大庆市 2018 年中考物理试题
【答案】（1）3.6m3；（2）3.6×105J；（3）75.8%。
【解析】
【详解】
解：（1）由题，在生产系统中每使用 100t 水，补充的水仅 3.6t，根据密度公式 可得，
所补充新水的体积18
；
（2）抽水机对这些水所做功
；
（3）50s 抽水机消耗的电能： ，
则抽水机的效率
答：（1）每使用 100 吨水，所补充新水的体积为 ；（2）抽水机对这些水所做功是 ；（3）
抽水机的效率是 ；
【点睛】
本题综合运用了密度公式、重力公式、功的公式、效率公式，明确抽水机的效率等于对水做的功与消耗的
电能之比是解题的关键。
三、综合题
21．图甲是一种壶口处配有自动开合小壶盖的电水壶。
（1）如图乙，电水壶底部的导线连接装置有铜环①、铜环②和铜柱③．经测试发现：①、②之间是绝缘的，
②、③之间常温下有十几欧姆的电阻。则与水壶金属外壳相连的装置是_____。
（2）图丙是自动开合小壶盖简化侧视图。OA 是小壶盖，C 是其重力作用点。B 是小壶盖的配重。OB 是配重
柄。AOB 能绕固定点 O 自由转动。请在答题纸图丙中作出小壶盖的重力 G 及其力臂 L ________。
（3）已知：小壶盖质量为 4 克，OA=3 厘米，OC=1.4 厘米，OB=1 厘米，∠AOB=135°．要求倒水时，壶身最
多倾斜 45°，小壶盖便自动打开；壶身竖直时，小壶盖在水平位置自动闭合。求配重 B 的质量取值范围。
（配重柄质量和 O 点的摩擦均忽略不计， 取 1.4）__________
【来源】浙江省台州市 2018 年中考物理试题19
【答案】铜环① 4g﹣7.89g
【解析】
【详解】
（1）铜是导体，由题可知，铜环①、②之间是绝缘的，说明之间有底盘的绝缘体。②、③之间常温下有十
几欧姆的电阻，为加热电阻，即电水壶的工作部分，故与水壶金属外壳相连的装置只能是铜环①，否则与②
或③相连则有触电的危险。
（2）由题，OA 是小壶盖，C 是其重力作用点，重力 G 的方向竖直向下，根据力臂是支点到力的作用线的距
离，作出重力 G 的力臂 l，如图所示：
（3）当配重柄水平时，可求出配重的最小质量，杠杆示意图如图 2：
OD= ×OC= ×1.4cm=1cm，根据杠杆的平衡条件：
G1l1=G2l2，m1gl1=m2gl2，m2=m1 = =4g；20
当小壶盖水平时，可求出配重的最大质量，杠杆示意图如图 3：
OE= ×OB= ×1cm=0.71cm，
根据杠杆的平衡条件：
G1l1′=G2l2′，m1gl1′=m2gl2′，
m2′=m1 = ≈7.89g。
答：（1）与水壶金属外壳相连的装置是铜环①；（2）见解析；（3）配重 B 的质量取值范围为 4g﹣7.89g；
【点睛】
本题结合实际考查导体和绝缘体知识及杠杆的平衡条件的运用，掌握导体、绝缘体和力臂的概念，正确运
用杠杆平衡条件是解答的关键，有一定难度。
四、实验题
22．现在要完成“探究杠杆的平衡条件”的实验，如图所示。
实验前，需要把杠杆在水平位置调整平衡，这样做的目的是______。
图中 A 点位置需挂______个钩码，杠杆才能恢复水平平衡。
若图中 B 点位置不挂钩码，而施加一个如图所示的力 F，请画出 F 对应的力臂 l。________
【来源】青海省 2018 年中考物理试题
【答案】便于测量力臂 4 ；
【解析】
【详解】21
（3）由图知道，O 为支点，延长力 F 的作用线，由支点 O 向 F 的作用线做垂线，标出 F 的力臂 l，如图：
【点睛】
本题考查的是“探究杠杆的平衡条件”的实验，涉及杠杆的调节、杠杆平衡条件的应用，力臂的画法，是
常见题目，难度不大。
23．如图所示为测定动滑轮机械效率的示意图。用弹簧测力计拉动绳子自由端，将质量为 200g 的钩码从 A
位置匀速提升至 B 位置，同时弹簧测力计从图中的 A’位置匀速竖直上升至 B’位置，在此过程中，弹簧测
力计对绳的拉力为 F，弹簧测力计的示数如图所示。请根据所做实验进行分析（g=10N/kg）：
（1）弹簧测力计的示数为_____N，拉力 F 所做的功为____J。
（2）动滑轮的机械效率约为____。（结果保留一位小数）
【来源】2018 年甘肃省兰州市中考物理试题
【答案】1.20.2483.3%
【解析】
【详解】
（1）如图弹簧测力计的分度值为 0.2N，示数为 1.2N；
测力由 25.0cm 上升到 45.0cm，所以拉力 F 所做的功为:22
；
（2）物体的重为：
钩码由 0.0cm 上升到 10.0cm，所以对钩码做的功为：
；
动滑轮的机械效率约为：
。
【点睛】
涉及机械效率的问题时，关键是要清楚总功、有用功、额外功都在哪，特别要清楚额外功是对谁做的功，
弄清楚这些功后，求效率就显得简单了。
24．如图所示，小刚做“测量滑轮组的机械效率”实验时，用 20N 的拉力将重为 30N 的物体匀速提升 30cm.
求：
①此滑轮组是由____段绳子承担动滑轮和物体的总重。
②滑轮组的机械效率是______%．
③测量滑轮组的机械效率时，下列因素中：a．动滑轮重力、b．绳子绕法、c．摩擦力、d．定滑轮重力、
e．物体重力，对滑轮组机械效率有影响的是（____）
A．acde B．bce C．ace D．abcde
【来源】贵州省铜仁市 2018 年中考物理试题
【答案】375C
【解析】
【分析】
（1）根据作用在动滑轮上的条数确定几条绳子承担重物；
（2）根据 计算滑轮组的机械效率；23
（3）根据机械效率的概念分析解答。
【详解】
①因为一个动滑轮提供两条绳子，而动滑轮中间的挂钩也提供一条，所以重物和动滑轮由 3 段绳子承担；
②滑轮组的机械效率： ；
③总功等于有用功加额外功，减小动滑轮重力，可以减小额外功，从而减小总功，根据 可知，可以
提高滑轮组的机械效率，故 a 有影响；
根据 可知，改变绳子绕法、减小定滑轮重力，滑轮组的机械效率不变，不能提高滑轮组机
械效率，故 b、d 无影响；总功等于有用功加额外功，减小绳子与滑轮之间的摩擦，额外功减小，总功减小，
有用功不变，可以提高滑轮组的机械效率，故 c 有影响；根据 可知，增大重物重力，可以
提高滑轮组的机械效率，故 e 有影响；
故选 C。
故答案为：①3；②75；③C。
【点睛】
此题考查滑轮组的认识、提高机械效率的方法，是一道综合性较强的题目，考查非常全面，需要学生具备
扎实的物理知识。要能灵活运用公式，关键是正确找到 n 值。
25．下面是小明和小红的“测量滑轮组的机械效率”实验报告，
实验名称：测量滑轮组的机械效率
实验步骤：
（1）观察弹簧测力计的量程、零刻度线和_____。
（2）如图所示，测量物体 G 所受的重力为_____。
（3）如图所示，实验过程中，拉动弹簧测力计并读出拉力 F 的数值，用_____测出的物体 G 上升的高度 h
和弹簧测力计移动的距离 s，将数据填入表格。根据表格中的数据，可以知道他们选用的滑轮组是_____（选
填甲”或“乙”）
（4）仅改变重物 G 上升的高度，重复上面的实验，记录并计算实验数据实验记录：24
实验结论：滑轮组的机械效率与所提升物体的高度有关。
实验讨论与交流
①小明和小红的实验结论：_____（选填“科学”或“不科学”），请说明你的理由_____。
②小明认为提升的物重会影响该滑轮组的机械效率，建议进一步探究：改变_____，重复实验（3）步骤，
计算出机械效率进行比较分析。
【来源】2018 年广西钦州市中考物理试题
【答案】分度值 4.6N 刻度尺乙不科学根据 η= ×100%，滑轮组的机械效率与所提升物体的高度无关提升
物体的重力
【解析】
【详解】
根据绳子自由端移动的距离与物体升高高度的关系可知，绳子的有效段数 ，可以知道他
们选用的滑轮组是乙；
（4）①滑轮组的机械效率： ，故滑轮组的机械效率与所提升物体的高度无关；
而小明和小红的实验结论：滑轮组的机械效率与所提升物体的重力有关，是不科学的；
②要探究物重会影响该滑轮组的机械效率，根据控制变量的思路，需要改变提升物体的重力，重复实验25
（3）步骤，计算出机械效率进行比较分析。
【点睛】
注意理解机械效率的意义，涉及机械效率的相关计算，牢记效率的两个思路：一是 ，
二是 。
五、作图题
26．如图所示，请画出最省力的绕线方法，并作出重物所受重力的示意图。
【来源】青海省 2018 年中考物理试题
【答案】
【解析】
【详解】
要使滑轮组最省力，则需要承担物重的绳子段数最多，由图知道应将绳子系在动滑轮上面的挂钩上，依次
向外绕线；重力的方向一定要竖直向下，作用点在物体的重心上，如图：26
【点睛】
本题考查的是滑轮组的绕线方法及力的示意图，组装滑轮组是要知道承担物重的绳子段数越多越省力；画
力的示意图时注意重力的方向和作用点。
27．一根质量忽略不计的杠杆，支点为 O，在 A 点悬挂一重为 20N 的物体 G。为使杠杆在水平位置保持平衡，
还要给杠杆施加一个大小为 12N、方向竖直向上的拉力 F2。请在图中画出：（1）拉力 F1 的力臂 L1；（2）
拉力 F2 的示意图。
【来源】2018 年甘肃省兰州市中考物理试题
【答案】
【解析】
【详解】
根据杠杆平衡条件得：
即拉力 F2 应在杠杆左侧第五格处，方向竖直向上；
力臂为支点到力的作用线的距离，则 F1 的力臂是支点到 A 点的距离，如图：27
【点睛】
重点是杠杆平衡条件的应用和力臂的画法，先要理解清楚力臂的概念，再练习作图，画力臂是很常见的作
图题，但有些同学总会出错，牢记力臂是支点到力的作用线的距离。
28．如图所示是一种抽水马桶水箱自动上水装置的示意图。当水箱内的水达到一定高度时，浮标带动杠杆 AOB
压住入水口，停止上水。请在图中画出动力 、阻力 和动力臂 。
【来源】2018 年辽宁省营口中考物理试题
【答案】
【解析】
【详解】
由图和题意可知，O 为支点，水对浮标的向上作用力为动力，入水口对 B 端的向上作用力为阻力；
入水口处的水对塞子产生竖直向上的压力，所以过杠杆 B 点作竖直向上的力即为阻力 ；
浮力竖直向上，所以过浮标重心作竖直向上的力即为动力 ，过支点 O 作动力 作用线的垂线段即为动力
臂 如图所示：
【点睛】
先要理解清楚力臂的概念，再练习作图，画力臂是很常见的作图题，但有些同学总会出错，牢记力臂是支28
点到力的作用线的距离。
29．甲是一款水管扳手钳，用它夹水管时，AOB 部分可视为一个杠杆，其简化示意图如图乙所示。请在乙图
中画出：
（1）阻力 F2 的力臂 L2；
（2）杠杆平衡时，作用在 B 点的最小动力 F1 及其力臂 L1．
【来源】辽宁省辽阳市 2018 年中考物理试题
【答案】
【解析】
【详解】
【点睛】
本题考查的是力臂的画法和最小力的示意图的画法，要画出最小的力，关键是确定最长的力臂，即从支点
到作用点的距离。
30．旅行箱在拉力作用下静止于图示状态，O 点为旅行箱的重心，A 为拉力的作用点，请在图中画出旅行箱
的重力以及最小拉力 F 的示意图。29
【来源】2018 年湖北省黄石市中考物理试题
【答案】
【解析】
【详解】
重力方向竖直向下，从重心 O 沿竖直向下的方向画一条带箭头的线段，并用符号 G 表示，如图所示：
阻力和阻力臂不变，由杠杆平衡条件可知，动力臂越长，动力越小，图中 B 点为支点，以支点 B 到 A 的距
离作为力臂是最大的。
因为力与力臂垂直，故过 A 点作 BA 的垂线，方向斜向上作出力 F 最省力，如图所示：
【点睛】
作杠杆上的最小动力 F，是常考的内容之一，方法是先确定力的作用点，以此作用点到支点的距离作为力臂，
此时力臂最长，即力垂直于此连线时最省力。
六、填空题
31．如图所示，十堰人都爱吃牛肉面。牛肉面在制作过程中，很远的地方都能闻到香味，这是由于分子的
______造成的。将一碗牛肉面端起来感觉很烫手，是由于通过______的方式增加了手的内能。夹起牛肉面
的筷子是______杠杆 选填“省力”、“等臂”或“费力” 。
【来源】2018 年湖北省十堰市中考物理试题
【答案】无规则运动热传递费力
【解析】30
【详解】
端上一碗牛肉面，香味扑鼻而来，这时扩散现象，是由于分子的无规则运动造成的。
端碗时很烫手，碗放热热量，手从碗吸收了热量，是通过热传递方式增加了手的内能。
筷子在使用的过程中相当于是动力臂小于阻力臂的杠杆，属于费力杠杆。
【点睛】
重点是分子运动、热传递改变物体内能及杠杆的分类，注意牢记改变物体内能的两种方式，即热传递和做
功，两种方式对于内能的改变是等效的，两种方式很容易区分，做题不难。
32．用图示甲、乙两种方式将同一重物匀速提升相同高度。图中所有滑轮等重，且不计绳重和摩擦。在重
物上升过程中，甲的有用功_____乙的有用功，甲的额外功_____乙的额外功，甲的总功_____乙的总功，甲
的机械效率_____乙的机械效率。（填“大于”“等于”或“小于”）
【来源】2018 年湖南省株洲市中考物理试题
【答案】等于小于小于大于
【解析】
【详解】
用图示甲、乙两种方式将同一重物匀速提升相同高度。
因为 ，所以在重物上升过程中，甲的有用功等于乙的有用功；
因为 ，乙中有两个动滑轮，所以甲的额外功小于乙的额外功；
因为 ，所以甲的总功小于乙的总功；
机械效率为： ，有用功相等，乙的总功大，故甲的机械效率大于乙的机械效率。
【点睛】
涉及机械效率的问题时，关键是要清楚总功、有用功、额外功都在哪，特别要清楚额外功是对谁做的功，
使用滑轮或滑轮组时，额外功为提高滑轮做的功、克服摩擦及绳子重做的功。
33．如图所示，轻质杠杆 OB 可绕 O 点转动， ，物块 G 重 30N， ，在 B 点作用一个竖31
直向上的拉力 F 使杠杆在水平位置平衡，F 的大小为______N；保持杠杆在水平位置平衡，仅将拉力 F 沿顺
时针方向转动，则在转至虚线 所示位置的过程中，拉力大小将______，在转至虚线 所示位置时，拉力
与物重的大小关系为 F______G。
【来源】2018 年江苏省镇江市中考物理试题
【答案】15 变大
【解析】
【详解】
保持杠杆在水平位置平衡，将拉力 F 沿顺时针方向转动，在转至 位置时，拉力的力臂变小，因为阻力
与阻力臂不变，由杠杆的平衡条件可知，拉力变大；
转至 位置时，由三角函数可知，动力 F 的力臂为：
，
由杠杆平衡条件得：
，
，
可得： 。
【点睛】
关键是杠杆平衡条件的应用，要理解当拉力倾斜时，力臂会变小，所以拉力会变大，最后一问根据，直角
三角形的各边关系分析解答。
34．小明通过机械将重 100N 的重物在 5s 内竖直向上匀速提升了 2m，机械效率为 则此过程中有用功32
______J，额外功 ______J，小明做功的功功率 ______W。
【来源】2018 年江苏省镇江市中考物理试题
【答案】2005050
【解析】
【详解】
此过程中有用功： ；
根据 可知，
总功为： ；
额外功为： ；
小明做功的功率： 。
【点睛】
涉及机械做功的问题时，关键是要清楚总功、有用功、额外功都在哪，特别要清楚额外功是对谁做的功，
弄清楚这些功后，求效率和功率就显得简单了。
35．如图所示，物体重为 20N，某人在 5s 内用 4N 的拉力匀速地将该物体在水平方向移动了 1m，则绳子自
由端移动的速度为______ ，拉力做功为______J，此物休受到的摩擦力为______ 不计滑轮重、绳重、
滑轮与轴及滑轮与绳之间的摩擦
【来源】2018 年辽宁省营口中考物理试题
【答案】 88
【解析】
【详解】
由图知，动滑轮上绳子的段数为 2，则绳子自由端移动的距离： ；
绳子自由端移动的速度： ；
拉力做的功： ；33
不计滑轮重、绳重、滑轮与轴及滑轮与绳之间的摩擦，
由 可得，物体受到的摩擦力： 。
【点睛】
关键是判断有几段绳子承担物体的重（拉着动滑轮），方法是只要数出直接与动滑轮连接的绳子段数即可，
且要牢记 。
36．一根均匀的长方体细长直棒重 1.5 牛，下底面积为 20 厘米 2，将它放在水平桌面上，并有 的长度露出
桌面外，如图所示。
（1）直棒对桌面的压强为_____帕。
（2）在棒的右端至少应施加_____牛的竖直向下的力，才能让它的左端离开桌面。
【来源】2018 年浙江省湖州市中考物理试题
【答案】10001.5
【解析】
【详解】
（1）直棒对桌面的压力： ；
有 的长度露出桌面外，直棒对桌面的压强为：
；
（2）在棒的右端施加力，使左端抬起，此时直棒相当于杠杆，支点在桌边，如图所示：
支点左侧重，即阻力为： ，左侧的重心位置距离支点，即阻力臂为： ；
支点右侧重： ，此部分重的力臂为： ；
在棒的右端施加力，力臂为 ，使左端抬起，根据杠杆平衡条件得：
解得： 。34
【点睛】
重点是压强的计算和杠杆平衡条件的应用及计算，关键是确定支点后，正确判断出动力臂及阻力臂。
37．电子天平用来测量_____，量筒用来测量_____在探究杠杆平衡条件的实验中，为了直接读出力臂的数
值，应使杠杆在_____位置平衡。
【来源】2018 年上海市中考物理试题
【答案】质量体积水平
【解析】
【分析】
根据对物理实验室常用测量质量工具的掌握作答；杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于在杠杆上直
接读取力臂。
【详解】
【点睛】
此题考查了常用测量工具的用途及探究杠杆平衡条件时器材的安装，属于基本技能的考查，在探究杠杆平
衡条件时，实验前移动平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡；实验过程中移动钩码的位置或改变钩码的数量，
使杠杆在水平位置重新平衡，此时不能再移动平衡螺母。
38．如图所示，在杠杆 C 点挂上钩码，在转轴 O 上套有半径大小为 R 的圆形纸板，纸板圆心也在 O 点．在
杠杆上先后施加与纸板边缘相切的拉力 FA、FB，杠杆都能在水平位置保持平衡．杠杆平衡时，拉力 FB 的力
臂大小为____，拉力 FA ____（选填“>”、“=”或“
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