2020-2022年全国中考物理3年真题汇编 专题12 简单机械（学生卷+教师卷）

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专题12 简单机械
【2022年】
一、单选题
1．（2022·天津）实验时，小芳用图所示的滑轮组，将重为8N的物体匀速提升0.5m。已知动滑轮的重为2N，不计绳重和摩擦，则（　　）

A．拉力F为4N B．有用功为5J
C．绳子自由端移动距离为1.5m D．该滑轮组的机械效率为80%
【答案】D
【解析】
A．由图中可知，动滑轮上有两股绳子承重，故可得绳子自由端的拉力为

故A不符合题意；
B．由题意可知，物体上升的高度为0.5m，故由W=Fs可得，所做的有用功为
W有=Gh=8N×0.5m=4J
故B不符合题意；
C．因动滑轮上有两股绳子承重，故绳子自由端的移动距离为
s=2h=2×0.5m=1m
故C不符合题意；
D．由题意可知，所做的总功为
W总=Fs=5N×1m=5J
故该滑轮组的机械效率为

故D符合题意。
故选D。
2．（2022·陕西）如图，这是一种塔式起重机，已知起重机上的滑轮组在匀速起吊330kg的物体时，滑轮组的机械效率是60%，g取10N/kg。下列分析和计算错误的是（　　）

A．起重机的吊臂AOB可视为杠杆
B．增加起吊物体的质量，滑轮组的机械效率将减小
C．物体上升2m，滑轮组所做有用功是6.6×103J
D．物体上升2m，滑轮组所做总功是1.1×104J
【答案】B
【解析】
A．由图可知，起重机的吊臂可以视为支点在O点，力臂分别为OA、OB的杠杆，故A正确，不符合题意；
B．滑轮组的机械效率


增加起吊物体的质量时，有用功增加，额外功不变，有用功与总功的比值变大，则滑轮组的机械效率变大，故B错误，符合题意；
C．物体上升2m，滑轮组所做有用功
W有=Gh=mgh=330kg×10N/kg×2m=6.6×103J
故C正确，不符合题意；
D．滑轮组所做总功

故D正确，不符合题意。
故选B。
3．（2022·湖北武汉）用一个动滑轮在8s内将一重为300N的物体匀速向上提起2m，拉力为200N。这个动滑轮的机械效率和拉力的功率分别是（　　）
A．66.7%，50W B．66.7%，100W C．75%，50W D．75%，100W
【答案】D
【解析】
AB．一个动滑轮提升重物，一共有两段绳子分担物重，故n=2，这个动滑轮的机械效率

故AB不符合题意；
CD．绳子移动的距离为

拉力的功率分别是

故C不符合题意，D符合题意。
故选D。
4．（2022·河北）在老旧小区改造中，工人利用滑轮组将重380N的建筑材料提升到楼顶，如图所示。已知工人对绳子的拉力为200N，建筑材料在5s内匀速上升5m，不计绳重及摩擦。此过程中，下列说法正确的是（　　）

A．动滑轮所受重力为10N B．滑轮组所做的有用功为2000J
C．工人所用拉力的功率为380W D．滑轮组的机械效率为95%
【答案】D
【解析】
B．建筑材料上升的高度h=5m，所以有用功为

故B错误；
C．由图可知，绳子股数n=2，绳端移动的距离为
s=2h=2×5m=10m
工人所用拉力的功为

拉力的功率为

故C错误；
A．不计绳重及摩擦，所做的额外功为

动滑轮所受重力为

故A错误；
D．滑轮组的机械效率为

故D正确。
故选D。
5．（2022·河南）为了将一物块送到高处，小杰用木板和滑轮搭建了如图所示的装置。用力F拉动绳端，物块沿斜面匀速向上运动，下列说法正确的是（　　）

A．该装置使用滑轮是为了更加省力
B．此过程中物块的动能转化为重力势能
C．物块所受摩擦力的方向沿斜面向下
D．若绳子突然断开，物块将立即下滑
【答案】C
【解析】
A．该装置使用的是定滑轮，只能改变力的方向，不能省力，故A错误；
B．物块沿斜面匀速向上运动，动能不变，物体的重力势能是拉力F做功增加的，故B错误；
C．物块相对斜面斜向上运动，受到的滑动摩擦力与其相对运动方向相反，所以摩擦力沿斜面向下，故C正确；
D．若绳子突然断开，物块由于惯性会先继续向上运动，故D错误。
故选C。
二、多选题
6．（2022·四川成都）小武用如图所示滑轮组匀速提升500N的重物，10s内物体上升了1m，大滑轮重20N，每个小滑轮重10N，滑轮组的绕绳能承受的最大拉力为200N，不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦，下列结论正确的是（　　）

A．动滑轮对重物做的功为520J B．小武施加的拉力的功率为52W
C．使用此滑轮组能匀速提起重为570N的物体 D．若机械效率为80%，则提升的物重为160N
【答案】BC
【解析】
A．由受力分析可知，动滑轮对重物的拉力F拉等于重物的重力G，即
F拉=G=500N
重物上升的高度为h=1m，故由W=Fs可得，动滑轮对重物做的功为
W=Gh=500N×1m=500J
故A错误；
B．由图中可知，动滑轮上有三股绳子承重，故绳子自由端的拉力为

绳子自由端移动的距离为
s=3h=3×1m=3m
故绳子自由端的拉力做的功为

故由可得，拉力的功率为

故B正确；
C．由题意可知，滑轮组的绕绳能承受的最大拉力为F大=200N，故由

可得，使用此滑轮组能匀速提起的物体的最大重力为
G大=3F大-G动=3×200N-20N=580N
故可知使用此滑轮组能匀速提起重为570N的物体，故C正确；
D．该滑轮组的机械效率为

若机械效率为80%，解得此时物体的重力为G′=80N，故D错误。
故选BC。
三、综合题
7．（2022·天津）图是用道钉撬撬道钉的情景。道钉撬可视为以O为支点的杠杆，若动力F1为200N，动力臂l1为1.2m（图中未画出），阻力臂l2为0.06m，不计道钉撬自身重力。
（1）在图中画出动力臂l1；
（2）求道钉对道钉撬的阻力F2的大小。

【答案】（1） ；（2）4×103N
【解析】
解：（1）由力臂的定义可知，力臂为支点到力的作用线的垂线段，故过O点作力F1的作用线的垂线段，即为对应的动力臂l1，如下图所示

（2）杠杆平衡时，由杠杆的平衡条件可得
F1×l1=F2×l2
解得道钉对道钉撬的阻力F2的大小为

答：（1） ；
（2）道钉对道钉撬的阻力F2的大小为4×103N。
四、实验题
8．（2022·安徽）用图中所示的装置探究杠杆的平衡条件， 通过正确的实验操作， 得到下表中的数据。
实验次数
动力F1/N
动力臂l1/m
阻力F2/N
阻力臂l2/m
1
3.0
0.20
2.0
0.30
2
2.0
0.15
1.5

3
1.5
0.20
1.0
0.30
……
……
……
……
……


（1）第 2 次实验数据中的阻力臂 应为___________；
（2）第 3 次实验后，用带杆的滑轮水平向左缓慢推动右边挂钩码的悬线 （保持上端悬点不动）， 如图乙所示，不计摩擦，杠杆___________（选填“能”或“不能”）在水平位置保持平衡，原因是：___________。
【答案】     0.20     不能     见解析
【解析】
（1）[1]根据杠杆平衡可知，阻力臂 应为

（2）[2][3]用带杆的滑轮水平向左缓慢推动右边挂钩码的悬线 （保持上端悬点不动），改变了拉力的方向，但是没有改变拉力的大小，但是支点到力的作用线的距离，即力臂的长短发生了变化，由可知，不变，的大小不变，但是力臂发生了变化，故杠杆不能保持平衡。
9．（2022·河南）在探究杠杆平衡条件的实验中：
（1）将装置放在水平桌面上，静止时如图所示。为了使杠杆在水平位置平衡，应将螺母向_________       （选填“左”或“右”）调节；

（2）实验中，在杠杆两侧挂上不同数量的钩码，第1、2次杠杆平衡时的数据已填入表。图是第3次杠杆平衡时的情景，此次杠杆右侧的阻力和阻力臂的数据①为________，②为___________；
实验次数
动力F1/N
动力臂l1 / m
阻力F2/N
阻力臂l2/m
1
2.5
0.2
2
0.25
2
2
0.15
1.5
0.2
3
1.5
0.1
①
②
（3）分析实验数据，可归纳出杠杆的平衡条件：_____________；
（4）某小组对实验过程交流、讨论后，按图所示又进行了实验。老师肯定了他们的做法，并指出，用弹簧测力计斜拉可使结论更具普遍性，因为这样做改变了__________。在测量拉力F的力臂时，小组内有不同的意见，你认为拉力的力臂应为___________（选填“OA”“OB”或“AB”）。
【答案】     右     1     0.15     动力×动力臂=阻力×阻力臂     拉力的方向     OB
【解析】
（1）[1]由图知道，杠杆的右端上翘，为了调节杠杆在水平位置平衡，平衡螺母向上翘的一端移动，即应将平衡螺母向右端移动。
（2）[2][3]第1、2和3次实验的数据知道，每次动力减小0.5N，由第1、2次的数据知道，每次阻力也是减小0.5N，所以，第3次的阻力应是1N；分析第1、2次的数据知道，动力与动力臂的乘积等于阻力与阻力臂的乘积，由此可知第3次的阻力臂应是0.15m。
（3）[4]由实验表格中数据知道，三次实验数据都满足动力与动力臂的乘积等于阻力与阻力臂的乘积，即杠杆的平衡条件是
动力×动力臂=阻力×阻力臂
（4）[5]由图知道，用弹簧测力计斜拉改变了拉力的方向，同时改变了力臂的方向，由此得出的平衡条件更具普遍性。
[6]因为力臂是从支点到力的作用线的距离，由图知道，OB应为拉力的力臂。
五、填空题
10．（2022·重庆）如图所示，是工人用滑轮组提升货物的情景。当他用大小为200N的拉力拉动轻绳，可匀速提升重为360N的货物A。则动滑轮重为___________N，这时滑轮组的机械效率为___________%。（忽略一切摩擦力）

【答案】     40     90%
【解析】
[1]由图可知，滑轮组动滑轮上的绳子段数
n=2
根据滑轮组绳子端拉力的公式


可得动滑轮的重力为
G动=2F-G物=2×200N-360N=40N
[2]根据滑轮组的机械效率的公式


可得滑轮组的机械效率为

11．（2022·重庆）在一次实验探究活动中，小林用如图所示滑轮组将重为2.7N的物体匀速提升了20cm用时2s，绳子自由端弹簧测力计的示数如图所示，则小林做的有用功为_______J，滑轮组的机械效率为_________%。

【答案】     0.54     75
【解析】
[1]由题意可知，物体的重力为G=2.7N，物体上升的高度为
h=20cm=0.2m
故由W=Fs可得，小林做的有用功为
W有=Gh=2.7N×0.2m=0.54J
[2]由图中可知，绳子自由端的拉力为F=1.2N，动滑轮上有三股绳子承重，故可得滑轮组的机械效率为

12．（2022·安徽）用图示的滑轮组将重为的物体竖直向上匀速提升，拉力F的大小为，则该滑轮组的机械效率为______。

【答案】80%
【解析】
由图可知，滑轮组承担重物的绳子股数为n=3，则由

可知，该滑轮组的机械效率为

13．（2022·湖南长沙）用如图所示的电动起重机将3000N的货物提高4m，起重机对货物做的有用功是___________J；它的电动机功率为3000W，此过程用时10s，起重机的机械效率为___________%；若减小动滑轮的重力，起重机的机械效率将变___________。

【答案】     1.2×104     40     大
【解析】
[1]将3000N的货物提高4m，起重机对货物做的有用功为
W有用=Gh=3000N×4m=1.2×104J
[2]电动机功率为3000W，此过程用时10s，做的总功为
W总=Pt=3000W× 10s= 3×104J
起重机的机械效率为

[3]若减小动滑轮的重力，将重物提升同样的高度，做的额外功变小，做的有用功不变，总功变小，根据机械效率的公式，起重机的机械效率将变大。
六、作图题
14．（2022·四川成都）如图是小兰在练习“斜身引体”项目时的情景。把人体视为杠杆，O为支点，动力等效为F1，请画出F1的力臂l1。

【答案】
【解析】
画动力F1的力臂，应过支点O作动力F1作用线的垂线段，由于垂线不能与动力F1作用线的实线部分相交，所以要将动力F1作用线用虚线反向延长，注意支点O的垂线也要用虚线，并且需要标出垂直符号，然后用大括号将所画的垂线段括起来，要求大括号两端分别对齐支点O和垂足，然后在大括号外标注出力臂符号l1，如图所示

15．（2022·重庆）在图中画出力F的力臂l。

【答案】
【解析】
支点到力的作用线的距离叫力臂，故可过支点O向力F的作用线做垂线，垂线段的长度为力F的力臂l，如下图所示：

16．（2022·山西）如图甲所示，清明假期，亮亮同学回到老家，看到工程队正施工埋电线杆，进行电网改造。亮亮发现他们挖的坑形很特别，如图乙所示。工程师告诉亮亮这种坑不仅省力，还能缩短移动的距离。要把图乙中的电线杆竖立到坑内，请你画出作用在杆上A点最小力的示意图。

【答案】
【解析】
由图可知，O为支点，要使作用在A的力最小，需力臂最大，当OA作为力臂时，拉力的力臂最大，力最小，作图如下：

七、计算题
17．（2022·江苏南通）如图工人用250N的力F将重为400N的物体在10s内匀速提升2m。不计绳重和摩擦．求：
（1）工人对物体做的有用功；
（2）拉力F做功的功率；
（3）若将重为900N的物体提升相同高度，此滑轮组的机械效率。

【答案】（1）800J；（2）100W；（3）90%
【解析】
解：（1）由图知道，承担物重的绳子股数n=2，则拉力F移动的距离
s=2h
克服物体的重力所做的功是有用功，故工人对物体做的有用功
W有=Gh=400N×2m=800J
（2）拉力F移动的距离
s=2h=2×2m=4m
拉力F所做的总功
W总=Fs=250N×4m=1000J
拉力做功的功率

（3）由于不计绳重和摩擦，提升过程做的额外功是克服动滑轮重力做功，故提升400N的物体时做的额外功是

将重为900N的物体提升相同高度，做的有用功

所做的总功

由知道 ，此滑轮组的机械效率

答：（1）工人对物体做的有用功800J；
（2）拉力F做功的功率100W；
（3）将重为900N的物体提升相同高度，此滑轮组的机械效率90%。
18．（2022·上海）如图所示，用竖直向上的拉力F匀速提起物体A。已知物体A和滑轮的总重G总为100牛，且摩擦不计，求拉力F的大小。

【答案】50牛
【解析】
解：因为使用动滑轮，有两股绳子承担物重，且摩擦不计，所以拉力

答：拉力F的大小为50N。
【2021年】
一、多选题
1．（2021·天津）利用图所示的滑轮组先后匀速提升重为200N和150N的物体。已知提升200N的物体时，绳子自由端的拉力为125N，拉力的功率为125W。若两次物体上升的速度相同，不计摩擦和绳重，则提升重为150N的物体时（　　）

A．机械效率为80% B．机械效率为75%
C．拉力的功率为50W D．拉力的功率为100W
【答案】BD
【解析】
由图n=2，动滑轮自重为
G0=2F1-G1=2×125N-200N=50N
绳自由端速度为

提150N物体时，机械效率为

拉力为

功率为
P2=F2v=100N×1m/s=100W
故AC不符合题意，BD符合题意。
故选BD。
2．（2021·北京）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%
【答案】CD
【解析】
A．物体A被竖直匀速提升了4m，滑轮组的额外功是400J，动滑轮自重及摩擦力一共为

则动滑轮自重小于100N，故A错误；
B．物体A上升的速度是

故B错误；
C．所受重力为900N的物体A，匀速移动了12m，拉力做的有用功为
W有用=Gh=900N×4m=3600J

拉力做的总功为
W总=W有用+W额外=3600J+400J=4000J
拉力F的功率是

故C正确；
D．滑轮组的机械效率是

故D正确。
故选CD。
二、单选题
3．（2021·重庆）如图所示，老师在课堂上用自制的滑轮组提升重物，将质量为36kg的重物在5s内匀速提升1m，他对绳的拉力F为200N。不计绳重和摩擦，则下列判断正确的是（　　）

A．动滑轮的重力为20N
B．拉力所做的功为200J
C．拉力做功的功率为40W
D．滑轮组的机械效率为90%
【答案】D
【解析】
A．重物的重力
G=mg=36kg×10N/kg=360N
由图可知，重物由2段绳子承担，即n=2，不计绳重和摩擦，动滑轮的重力
G动=2F-G=2×200N-360N=40N
故A错误；
B．绳子自由端移动的距离
s=2h=2×1m=2m
拉力所做的总功
W总=Fs=200N×2m=400J
故B错误；
C．拉力做功的功率

故C错误；
D．有用功
W有=Gh=360N×1m=360J
滑轮组的机械效率为

故D正确。
故选D。
4．（2021·重庆）如图所示的滑轮组，500N的拉力F在10s内将重800N的箱子匀速提升了2m，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（　　）

A．定滑轮的作用是省力
B．滑轮组机械效率为80%
C．动滑轮的重力为100N
D．拉力F的功率为100W
【答案】B
【解析】
A．定滑轮既不省力也不费力，只能改变力的方向，故A错误；
B．有用功为克服物体重力做的功，所以有用功为

连接动滑轮的绳子有两股，物体上升2m，因此绳子自由端移动的距离为4m。所以拉力做的总功为

因此机械效率为

故B正确；
C．对动滑轮和物体做受力分析，向上受到两股绳子拉力，向下受到动滑轮和物体的总重力，因此有

带入数据得

故C错误；
D．拉力的功率

故D错误。
故选B。
5．（2021·山东临沂）下列各图所示的工具，正常使用时省力的是（　　）
A．镊子 B．羊角锤
C．定滑轮 D．筷子
【答案】B
【解析】
AD．镊子、筷子在使用时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，不省力，故AD不符合题意；
B．羊角锤在撬钉子时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，可以省力，故B符合题意；
C．定滑轮是等臂杠杆，不能省力，故C不符合题意。
故选B。
6．（2021·北京）图示的四种工具中，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
【答案】B
【解析】
A．园艺剪在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A不符合题意；
B．筷子使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故B符合题意；
C．瓶盖起子使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C不符合题意；
D．核桃夹使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D不符合题意。
故选B。
7．（2021·河南）如图工人师傅正在使用一根硬棒撬动石头，使用此硬棒（　　）

A．省力且省距离 B．省力但费距离
C．费力且费距离 D．费力但省距离
【答案】B
【解析】
CD．一根硬棒撬动石头，动力臂大于阻力臂，故是省力杠杆，故CD错误；
AB．省力但是费距离，故A错误；B正确。
故选B。
三、作图题
8．（2021·山西）中医药文化是中华民族悠久历史文化的重要组成部分。如图是用切刀将黄芪切片的示意图，请你在图中画出施加在手柄上A点最小力F的示意图及其力臂l。

【答案】
【解析】
求根据杠杆平衡条件，力臂最大时，杠杆有最小动力，先找杠杆上距离支点最远的点作为力的作用点，两点连线作为最长动力臂OA，过点A，作垂直于力臂的力即是最小力F，力的方向向下，如图所示：

9．（2021·福建）在图中画出使用铡刀时动力F的力臂l。

【答案】或
【解析】
O为支点，过O点做力F作用线的垂线，即为力臂，故先延长力F，过O点做力作用线的垂线，标上l，故如下图所示：
或者。
四、计算题
10．（2021·河北）图甲是一辆起重车的图片，起重车的质量为9.6t，有四个支撑脚，每个支撑脚的面积为0.3m2，起重时汽车轮胎离开地面。图乙是起重车吊臂上的滑轮组在某次作业中将质量为1200kg的货物匀速提升，滑轮组上钢丝绳的拉力F为5000N，货物上升过程中的s-t图像如图丙所示。（不考虑绳重，g取10N/kg），求：
（1）提升货物过程中起重车对水平地面的压强；
（2）拉力F的功率；
（3）提升货物过程中滑轮组的机械效率。

【答案】（1）；（2）3750W；（3）
【解析】
解（1）提升货物过程中起重车的总重为

提升重物时，受力面积为

提升货物过程中起重车对水平地面的压强

（2）物体的速度为

绳子的速度为

拉力F的功率

（3）提升货物过程中滑轮组的机械效率

答：（1）提升货物过程中起重车对水平地面的压强为；
（2）拉力F的功率为；
（3）提升货物过程中滑轮组的机械效率。
【2020年】
一、多选题
1．（2020·四川成都）如图甲所示的装置，A是重15N的空吊篮，绳子B和C能承受的最大拉力分别为100N和50N。质量为50kg的小张同学将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v随时间变化关系如图丙所示。忽略绳重及摩擦，常数g取10N/kg。下列结论正确的是（　　）

A．动滑轮的重力为9N
B．第2s内拉力F的功率为40W
C．此装置最多能匀速运载80N的货物
D．此装置提升重物的最大机械效率为85%
【答案】BC
【解析】
A．由图丙可知，在1~2s内物体匀速运动，图乙可知，拉力为10N，由图甲知绳子股数n=2，则根据

即

解得
G动=5N
故A错误；
B．第2s内绳子自由端的速度为

第2s内拉力F的功率为

故B正确；
C．当拉力最大为50N时，可以拉动物重为

绳子B不断，故C正确；
D．由C可得，重物最重为80N，则最大的机械效率为

故D错误。
故选BC。
2．（2020·北京）如图所示，滑轮组悬挂在水平支架上，某工人站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，使物体A以0.2m/s的速度匀速上升，提升过支架过程中滑轮组的机械效率为90%。已知物体A重540N，该工人重500N，两个滑轮质量相等，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．绳子自由端受到竖直向下的拉力为200N
B．绳子自由端拉力的功率为120W
C．该工人对地面的压力为200N
D．支架受到滑轮组的拉力为960N
【答案】BCD
【解析】
A．滑轮组的动滑轮绕2段绳，滑轮组的机械效率
η=
F==300N
故A错误；
B．绳子自由端的速度
v绳=2v物=2×0.2m/s=0.4m/s
绳子自由端拉力的功率为
P=
故B正确；
C．地面对工人的支持力
F支=G-F=500N-300N=200N
由力的作用相互性可知工人对地面的压力等于地面对工人的支持力，即
F压=F支=200N
故C正确；
D．不计滑轮组的绳重和摩擦，拉力
F拉=(G+G动)
G动=2F拉-G=2×300N-540N=60N
支架受到滑轮组的拉力为
F支架=3F+G动=3×300N+60N=960N
故D正确。
故选BCD。
二、单选题
3．（2020·重庆）如图所示，下列描述正确的是（　　）

A．图甲中，滑冰运动员潜行过程中没有惯性
B．图乙中，压住粉笔写字是为了减小摩擦力
C．图丙中，园艺工人修剪花枝的剪刀属于省力杠杆
D．图丁中，飞机起飞利用了空气流速大压强大的原理
【答案】C
【解析】
A．任何物体都具有惯性，所以滑冰运动员滑行过程中仍然有惯性，故A错误；
B．用力压住粉笔写字是通过增大压力来增大摩擦力的，故B错误；
C．园艺工人用来修剪树枝的剪刀，在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C正确；
D．飞机起飞利用了“空气流速大的地方压强小”的原理，故D错误。
故选C。
4．（2020·重庆）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；
BD．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。
5．（2020·河南）在如图所示的工具中，使用时属于费力杠杆的是（　　）
A．瓶盖起子   B．食品夹C．起钉锤D．核桃夹
【答案】B
【解析】
A．支点在瓶盖边缘，动力臂较长，是省力杠杆，A项不合题意；
B．支点在夹子两壁连接处，动力臂较短，是费力杠杆，选项B符合题意；
C．支点是锤子与地面的接触点，动力臂较长，是省力杠杆，C项不合题意；
D．支点在夹子两壁连接处，动力臂较长，是省力杠杆，D项不合题意。
故选B。
6．（2020·北京）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，属于省力杠杆，不符合题意；
B．核桃夹在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，不符合题意；
C．园艺剪在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，不符合题意；
D．食品夹在使用的过程中，阻力臂大于动力臂，属于费力杠杆，符合题意。
故选D。
7．（2020·重庆）滑轮是提升重物时经常用到的一种机械，工人师傅用500N的拉力F，利用图所示的滑轮将重800N的重物在30s内匀速提高了6m下列判断正确的是（　　）

A．绳端移动的速度为0.2m/s
B．该滑轮的机械效率为62.5%
C．工人师傅拉绳子的功率为200W
D．提升重物所做的有用功为3600J
【答案】C
【解析】
A．重物在30s内匀速提高了6m，则重物的运动速度为

动滑轮上绳子的股数为2股，所以绳端移动的速度为0.4m/s，故A项不正确；
B．滑轮组的机械效率为

故B项错误；
C．工人师傅拉绳子的功率为

故C项正确；
D．提升重物所做的有用功为

故D项错误。
故选C。
三、实验题
8．（2020·天津）在探究影响滑轮组机械效率的因素时，小明提出了如下猜想：
猜想一：滑轮组机械效率与被提升物体所受的重力有关；
猜想二：滑轮组机械效率与动滑轮所受的重力有关；
为了验证猜想，准备的器材如下：两个相同的滑轮、一根细绳、钩码若干、刻度尺和弹簧测力计；
小明把两个滑轮分别作为定滑轮和动滑轮组装成滑轮组，用该滑轮组提升不同数量的钩码进行了三次实验，数据如下表所示：
实验次数
钩码所受的重力G/N
提升高度h/m
拉力F/N
绳端移动的距离s/m
机械效率?
1
2.0
0.1
1.0
0.3
66.7%
2
4.0
0.1
1.8
0.3
74.1%
3
6.0
0.1
2.5
0.3



请你解答如下问题：
(1)表中第3次实验时滑轮组的机械效率为______：根据表中数据在图中画出该滑轮组的绕线方式( )；
(2)分析表中数据可知：用同一滑轮组提升不同的物体，物体越重，滑轮组的机械效率______（选填“越高”“越低”或“不变”）；
(3)为了验证猜想二，还需增加的实验器材是______｡
【答案】     80.0%          越高     自重不同的滑轮
【解析】
(1)[1]第3次实验中，有用功
W有=Gh=6.0N×0.1m=0.6J
通过滑轮组所做的总功
W总=Fs=2.5N×0.3m=0.75J
滑轮组的机械效率

[2]因为绳子端移动的距离是物体提升高度的3倍，所心滑轮组承重绳子的根数为3，那么滑轮组的绕线如图：

(2)[3]分析表格数据知，用同一滑轮组提升不同的物体，物体越重，滑轮组的机械效率越高。
(3)[4]猜想二，要验证滑轮组机械效率与动滑轮所受的重力有关，换用自重不同的动滑轮进行实验。
四、作图题
9．（2020·广东）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：

五、计算题
10．（2020·福建）美乡村建设中，工人用起吊装置提升建筑材料，如图。某次把质量为200kg的材料匀速提升6m用时15s，消耗电能1.5×104J。g取10N/kg。求这次匀速提升材料过程中

(1)材料所受拉力F的大小；
(2)拉力F对材料做功的功率；
(3)该装置的效率。
【答案】(1) 2000N；(2)800W；(3)80%
【解析】
(1) 建筑材料匀速上升，拉力等于重力
F=G=mg=200kg×10N/kg=2000N
材料所受拉力F的大小为2000N。
(2)拉力所做的有用功
W有用=Gh=2000N×6m=1.2×104J
拉力做功的功率
P===800W
拉力做功的功率为800W。
(3) 该装置的机械效率
η===×100%=80%
该装置的效率为80%。
答：(1)材料所受拉力F的大小为2000N；
(2)拉力F对材料做功的功率为800W；
(3)该装置的效率为80%。
六、填空题
11．（2020·安徽）如图所示，工人沿斜面用一定大小的力F把一重为600N的物体从斜面底部匀速推到顶部（不考虑物体的大小）。已知斜面长L=3m，高h=1.5m。若该过程中斜面的效率为60%，力F所做的功为________J。

【答案】1500
【解析】
工人所做的有用功为
W有=Gh=600N×1.5m=900J
由得

12．（2020·安徽）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=0.3 m。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。
13．（2020·福建）如图，小儿垂钓时的鱼竿是______（选填“省力”“等臂”或“费力”）杠杆，“怕得鱼惊不应人”是因为______可以传声。

【答案】     费力     水
【解析】
[1]鱼竿使用时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆。
[2]怕声音惊扰到鱼，说明声音能在水中传播。
14．（2020·广东）如图所示，人向下拉绳提升重物，已知物体重400N，动滑轮重60N，不计绳重及摩擦，将重物匀速提升0.5m， 人需用的拉力为______N，绳子自由端移动的距离为______m，人所做的有用功为______J。

【答案】     230     1     200
【解析】
[1]由图知，n=2，不计绳重及摩擦，人需用的拉力
F===230N
人需用的拉力为230N。
[2]绳子自由端移动的距离
s=2h=20.5m=1m
绳子自由端移动的距离为1m。
[3]人所做的有用功为
W有=Gh=400N0.5m=200J
人所做的有用功为200J。
15．（2020·江苏南京）如图是过去农村用的舂米工具的结构示意图。O为固定转轴，A处连接着石球，脚踏杆的B处可使石球升高，抬起脚，石球会落下去击打稻谷。石球重50N，不计摩擦和杆重。

(1)脚沿与杆垂直方向至少用力F1才能将石球抬起。F1的力臂为______m，此时舂米工具是一个______（选填“省力”或“费力”）杠杆；
(2)脚竖直向下至少用力F2为______N，才能将石球抬起，F2和F1的大小关系为F2______F1。
【答案】     1     省力     20     >
【解析】
(1)[1][2]脚沿与杆垂直方向用力F1将石球抬起，F1的力臂
l1=1.4m-0.4m=1m
动力臂大于阻力臂，所以舂米工具是省力杠杆。

(2)[3]脚竖直向下用力F2将石球抬起，如图所示：

由杠杆的平衡条件得到


F2=G=×50N=20N
[4]由于阻力和阻力臂不变，F1的力臂大于F2的力臂，由杠杆的平衡条件可知
F2＞F1