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(共33张PPT)
1.如图所示,用撬棒撬一块大石块,两次作用在A点的力分别为F1、F2,已知OA>
OB,下列说法中错误的是(　 )
A. O是支点　 　　 B. 作用在A点的力F1C. 使用该杠杆不能省功　　　 D. 作用在A点的力F1>F2
第十二章 简单机械　素养提优测试卷
B
解析：
由题图可知,在使用撬棒时,撬棒绕固定点O转动,O为支点,故A正确;F2的力
臂大于F1的力臂,而阻力、阻力臂相同,由杠杆平衡条件可知,F2确;使用任何机械都不能省功,使用该杠杆能省力,但不能省功,故C正确。
2.(2023四川遂宁中考,8,★☆☆)用如图所示的四种简单机械,将同一重物从低处
匀速提升到高处,在不计机械自重及摩擦的情况下,最省力的是 (　 )
B
解析：
设物重为G,不计机械自重及摩擦的情况下,选项A中,动滑轮可以省一半力,
F=0.5G;选项B中,根据功的原理可知,F= = = G=0.4G;选项C中,杠杆的
动力臂是阻力臂的1.5倍,所以F= = = G≈0.7G;选项D中,定滑轮不省力,
即F=G。故选B。
3.【新课标】【学科素养·科学思维】(2023河北行唐期末,10,★☆☆)重为G的均
匀木棒竖直悬于O点,在其下端施一水平拉力F,让木棒缓慢转到图中虚线所示位
置。在转动的过程中 (　 )

A. 动力臂逐渐变大
B. 阻力臂逐渐变小
C. 拉力F逐渐变大
D. 拉力F保持不变
C
解析：
木棒在缓慢转动的过程中,可视为处于平衡状态的杠杆,即阻力为木棒的重
力,大小不变,木棒在竖直位置时,重力的力臂为0,转过一定角度后,重力力臂变
大;动力为水平拉力F,当木棒在竖直位置时,拉力F的力臂是木棒的长度,且力臂
最长,当杠杆转过一定角度后,拉力F与木棒不再垂直,所以动力臂变小,根据杠杆
平衡的条件可得,阻力与阻力臂的乘积增大,而动力臂减小,所以动力逐渐变大,
即拉力F逐渐变大。
技巧点拨
在解题时画出如图所示的分析图有助于判断力及力臂的变化。

4.如图是用铡刀切甘蔗的示意图。下列有关说法正确的是 (　 )

①刀刃很薄可以增大压力
②铡刀实质是一种省力杠杆
③甘蔗放在a点比放在b点更易被切断
④手沿F1方向用力比沿F2方向用力更省力
A. 只有①③正确　　　 B. 只有②④正确
C. 只有②③正确　　　 D. 只有③④正确
C
解析：
刀刃很薄是通过减小受力面积来增大压强的,故①错误;铡刀的动力臂大于
阻力臂,实质是一种省力杠杆,故②正确;甘蔗放在a点比放在b点时的阻力臂更
小,更易被切断,故③正确;手沿F1方向用力时的动力臂比沿F2方向用力时的动力
臂小,更费力,故④错误。
5.(2023北京朝阳期末,11改编,★☆☆)用如图所示的动滑轮匀速提升重物,测量
动滑轮的机械效率,表中已填入某次实验时测量出的数据。下列说法正确的是
(　 )

物重 G/N 提升高度 h/m 绳自由端 拉力F/N 绳自由端移 动距离s/m 机械
效率η
2 0.1 1.2 0.2
A. 实验中应在弹簧测力计保持静止时读数
B. 本次实验中,动滑轮的机械效率为60%
C. 该动滑轮的机械效率不会改变
D. 若只更换质量更大的物体,该动滑轮的机械效率会变大
D
解析：
实验时,在弹簧测力计静止时拉力不需要克服绳与轮之间的摩擦,所以测得
的拉力偏小,故A错误;本次实验中,动滑轮的机械效率为η= = =
≈83.3%,故B错误;若只更换质量更大的物体,上升的高度相同,额外功不变,有用
功增大,该动滑轮的机械效率会变大,故D正确,C错误。
6.【新课标】【学科素养·科学思维】(2022内蒙古包头一模,7,★☆☆)物体甲与
足够长的木板乙通过滑轮组用轻绳连接,如图所示,竖直墙壁光滑且足够长。
甲、乙质量均为0.8 kg,甲受到大小恒为50 N的水平力F时,以0.2 m/s的速度向下
做匀速直线运动,甲、乙间摩擦力为2 N(轻绳始终处于竖直方向,忽略绳的重力
和绳与滑轮间的摩擦,g=10 N/kg),下列说法正确的是(　 )
A. 甲所受拉力为8 N
B. 动滑轮重为6 N
C. 乙所受拉力的功率为4 W
D. 3 s内乙克服摩擦力做的功为0.6 J
D
解析：
甲受到的重力G甲=m甲g=0.8 kg×10 N/kg=8 N,乙受到的重力G乙=m乙g=0.8 kg
×10 N/kg=8 N,竖直方向上,甲受到向下的重力、向上的拉力和向上的摩擦力,甲
向下做匀速直线运动,故在竖直方向上受力平衡,故G甲=f甲+F甲,甲所受拉力F甲=G甲
-f甲=8 N-2 N=6 N,故A错误;竖直方向上,乙受到向下的重力、向下的摩擦力和向
上的拉力,乙做匀速直线运动,处于平衡状态,乙受到的拉力F乙=G乙+f乙=8 N+2 N=
10 N,对动滑轮受力分析有2F甲=G动+F乙,则G动=2F甲-F乙=2×6 N-10 N=2 N,故B错
误;乙运动的速度v乙= v甲= ×0.2 m/s=0.1 m/s,乙所受拉力的功率P乙=F乙v乙=10 N
×0.1 m/s=1 W,故C错误;3 s内乙运动的路程s乙=v乙t=0.1 m/s×3 s=0.3 m,克服摩擦
力做的功W乙=f乙s乙=2 N×0.3 m=0.6 J,故D正确。
7.(2023湖南衡阳中考,12,★★☆)用如图所示的电动起重机将6 000 N的重物匀
速提升了4 m,电动机的功率为5 000 W,此过程用时10 s。下列说法正确的是
(　 )

A. 起重机对重物做的有用功是2×104 J
B. 起重机的电动机做的总功是6×104 J
C. 起重机的机械效率是48%
D. 若减小动滑轮的重力,起重机的机械效率将变小
C
解析：
起重机对货物做的有用功W有用=Gh=6 000 N×4 m=2.4×104 J,故A错误;电动
机所做的总功W总=Pt=5 000 W×10 s=5×104 J,故B错误;起重机的机械效率η=
= =48%,故C正确;提升同一物体时,减小动滑轮的重力,可以提高起重机
的机械效率,故D错误。
8.【跨学科·数学】(2023江苏兴化期末,12,★★☆)用甲、乙两个滑轮组分别将
两个物体在相同时间内匀速提升相同高度,拉力分别为F1、F2,此过程相关数据
如图所示,则下列说法正确的是(　 )
A. F1比F2小
B. 乙滑轮组的机械效率更高
C. F1的功率比F2的功率小
D. 甲、乙滑轮组中的两个物体重力的
关系为G1B
解析：
甲、乙两个滑轮组做的有用功分别为W有甲=W总甲-W额甲=1 200 J-500 J=700 J,
W有乙=W总乙-W额乙=800 J-200 J=600 J,即W有甲>W有乙,由于物体上升的高度相同,根据
W有=Gh,物体重力G1、G2的大小关系为G1>G2,故D错误;绳子自由端移动距离分
别为s甲=n甲h=3h,s乙=n乙h=2h,即s甲>s乙,两滑轮组中,绳端拉力分别为F1= =
= ,F2= = = ,即F1=F2,故A错误;甲、乙滑轮组的机械效率
分别为η1= = ≈58.3%,η2= = =75%,即η1<η2,故B正确;甲、乙滑
轮组中拉力做功的功率分别为P1= = ,P2= = ,即P1>P2,故C错
误。
9.【新课标】【学科素养·物理观念】(2023安徽望江期末,9,★☆☆)(2分)如图所示,甲物体重13 N,乙物体重4 N,弹簧测力计及绳子自身重力均不计,忽略一切摩
擦,则该装置静止时,地面对甲的支持力为　　　 N。
9
解析：
两个滑轮均为定滑轮,定滑轮不省力,能够改变力的方向,则甲物体受到绳
子向上的拉力和乙物体的重力大小相等,为4 N;甲物体受到竖直向下的重力、
竖直向上的拉力和地面的支持力,处于平衡状态,则G甲=F+FN,则FN=G甲-F=13 N-
4 N=9 N。
10.【跨学科·日常生活】(4分)将钉子敲入木板时,敲击钉子的力有时会偏离钉子
的轴线方向,可能会导致它被敲弯。若偏离的方向是图中的箭头方向,那么在敲
击过程中,L较　　　 时钉子更容易弯曲,因为此时对应的力臂较　　 ,使钉
子弯曲的作用效果较明显。(两空均选填 “大”或“小”)。
大
大
解析：
L为钉子长度,L较大时,敲击力的力臂较大,使钉子弯曲的作用效果较明显,
钉子较容易弯曲。
11.(2023吉林长春汽开模拟,21,★★☆)(15分)如图甲所示是电梯的工作原理
图。若轿厢和动滑轮的总质量为200 kg,某次电梯运送一质量为330 kg的货物上
楼,轿厢上升高度h与时间t的关系如图乙所示,电动机的输出功率与时间t的关系
如图丙所示,解答下列问题(g取10 N/kg):

(1)电梯在这次上升中的平均速度为　　　 m/s。
(2)4~16 s内,电动机施加在钢丝绳上的拉力为　　　 ,拉力做的功为　 　 。
(3)4~16 s内,电动机运送货物的机械效率为　　　 。
(4)你认为提高此电梯机械效率的方法是　　　 　　 (答一点即可)。
减小轿厢和滑轮重
1.25
1 500 N
108 000 J
55%
解析：
(1)电梯在这次上升中的平均速度v物= = =1.25 m/s;(2)4~16 s内轿厢移
动的速度v‘= = =1.5 m/s,钢丝绳移动的速度v=4v'=4×1.5 m/s=6 m/s,4~
16 s内,电动机施加在钢丝绳上的拉力F= = =1 500 N;拉力做的功W总=Pt'
=9 000 W×(16 s-4 s)=108 000 J;(3)4~16 s内,轿厢上升的高度h'=20 m-2 m=18 m,
电动机做的有用功W有用=G货物h'=m货物gh'=330 kg×10 N/kg×18 m=59 400 J,机械效
率η= = =55%;(4)想要提高此电梯的机械效率,可以减小轿厢和滑轮
重。
12.【新课标】【学科素养·科学思维】(2023甘肃陇南中考,18,★☆☆)如图所示,
小亮用滑轮组将装修材料运到楼上,请用笔画线帮他组装最省力的滑轮组。

答案:如图所示
解析：
由图可知,小亮站在地面上,拉力方向向下,一个动滑轮最多绕三股绳子,所
以要从动滑轮的上挂钩绕起,依次绕过下面的定滑轮、动滑轮和上面的定滑轮。
13.【新中考】【新考法·开放性设问】【新独家原创】(12分)自2023年9月1日实施《中华人民共和国无障碍环境建设法》以来,无障碍坡道(如图甲)建设更加规范
了。通过查阅资料,小龙知道无障碍坡道就是斜面,那么它的机械效率跟什么因
素有关呢 结合生活经验,小龙提出了如下猜想:
　
A. 与斜面的倾斜程度有关
B. 与斜面的粗糙程度有关
小龙利用图乙装置进行了探究,并将实验数据记录在自己设计的表格中:
实验探究题
四
实验 次数 斜面材料 物重G/N 斜面高 度h/m 斜面长 度s/m 拉力F/N 机械效
率η
1 木板 2 0.4 1 1.4
2 木板 2 0.6 1 1.6 75%
3 棉布 2 0.6 1 1.8 66.7%
(1)通过对实验数据的分析可得,斜面的倾斜程度越小,使用斜面越　　　　
(选填“省力”或“不省力”);
(2)第1次实验斜面的机械效率为　　　 (百分号前保留一位小数);第2次实验,
物体在斜面上受到的摩擦力为　　　 N;
(3)通过分析1、2两次实验数据,可以得出初步结论:　　　　　　　　　　　
　　　　　　　 　 ;
(4)通过分析　　　 两次实验数据,可以得出初步结论:在斜面倾斜程度相同时,
斜面越粗糙,斜面的机械效率越低;
(5)结合本实验结论和生活实际,请你对无障碍坡道建设提出一条合理化建议:
　　　　　　　　　　　　 。
省力
57.1%
0.4
在斜面粗糙程度相同时,
斜面倾斜程度越大,斜面的机械效率越高
2、3
见解析
解析：
(1)分析表中数据可得,斜面高度越低,即斜面倾斜程度越小,沿斜面的拉力
也越小,说明斜面的倾斜程度越小,使用斜面越省力;(2)第1次实验的有用功 =
G1h1=2 N×0.4 m=0.8 J,总功 =F1s1=1.4 N×1 m=1.4 J,机械效率η= = ≈
57.1%;第2次实验的总功 =F2s2=1.6 N×1 m=1.6 J,有用功W有2=G2h2=2 N×0.6 m=
1.2 J,额外功W额2= - =1.6 J-1.2 J=0.4 J,物体在斜面上受到的摩擦力f= =
=0.4 N;(3)1、2两次实验的斜面粗糙程度相同,倾斜程度不同,倾斜程度大的
斜面机械效率高,可以得出的初步结论是在斜面粗糙程度相同时,斜面倾斜程度
越大,斜面的机械效率越高;(4)2、3两次实验,斜面倾斜程度相同,粗糙程度不同,
斜面越粗糙,斜面的机械效率越低;(5)减小无障碍坡道的倾斜程度;适度增大无
障碍坡道的粗糙程度;无障碍坡道两侧安装适当高度的扶手等。措施科学合理
即可。
14.(2023四川达州中考,40,★★☆)(12分)在学习了密度、浮力、杠杆的相关知
识后,小丽同学根据杠杆的平衡条件测出了一个物块的密度,请帮她将下列步骤
补充完整。(g=10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3)
　 　
(1)相邻两刻度间距离相等的轻质杠杆静止在如图甲所示的位置,此时杠杆
　 (选填“是”或“不是”)处于平衡状态,为了使杠杆在水平位置平衡,
应将平衡螺母向　　　 (选填“左”或“右”)调节。
(2)调节杠杆水平平衡后,用细线将物块挂于杠杆左侧,将3个钩码挂于右侧,杠杆
仍处于水平平衡,如图乙所示,每个钩码质量100 g,则物块质量为　　　 g。
(3)将该物块浸没在装有水的烧杯中,调节右侧钩码的位置,使杠杆处于水平平衡,
是
右
400
如图丙所示,则物块在水中所受浮力为　　　 N。
(4)物块的密度是　　　 kg/m3。
(5)在探究杠杆平衡条件的实验中,多次改变钩码的位置和个数,收集多组数据的
目的是　　　 (选填字母)。
A. 避免实验的偶然性,便于得到普遍规律
B. 取平均值,减小误差
A
2
2×103
解析：
(1)如题图甲所示,此时杠杆静止,处于平衡状态;为了使杠杆在水平位置平
衡,应将平衡螺母向右调节;(2)设杠杆上一个小格的长为l0,根据杠杆的平衡条件
得mg×3l0=3×100 g×g×4l0,则物块质量m=400 g;(3)设杠杆上一个小格的长为l0,根
据杠杆的平衡条件得F×3l0=2l0×3×0.1 kg×10 N/kg,解得F=2 N;物块的重力G=mg
=0.4 kg×10 N/kg=4 N;物块在水中受到的浮力F浮=G-F=4 N-2 N=2 N;(4)物块的体
积V=V排= = =2×10-4 m3;物块的密度ρ= = =
2×103 kg/m3;(5)本实验多次测量是为了避免实验的偶然性,便于得到普遍规律。
15.【跨学科·社会发展】(2023山东烟台中考,26,★★☆)在宜居宜业和美乡村建
设中,某施工队正在进行农村基础设施改建,建筑工人利用小型的升降机来搬运
水泥。如图甲所示,某次搬运过程中,工人在30 s的时间内,将8袋水泥匀速提起6 m,
电动机牵引绳子的拉力F为2 400 N,每袋水泥质量为50 kg。g取10 N/kg,求:
　
计算题
五
(1)拉力F做功的功率;
(2)滑轮组的机械效率(小数点后保留1位小数);
(3)为了一次能提升更多的水泥,物理实践小组利用学过的知识对升降机的滑轮
组进行重新设计,如图乙所示。假设升降机足够稳定,电动机输出功率足够大,电
动机牵引绳子的拉力仍为2 400 N,吊篮及动滑轮的总重力为200 N,不计绳重和
摩擦,则这种设计的装置一次能提起多少袋水泥
解析：
(1)绳子自由端移动的距离s=nh=2×6 m=12 m,拉力F做功W总=Fs=2 400 N×
12 m=28 800 J,拉力F做功的功率P= = =960 W;
(2)水泥总重力G=Nmg=8×50 kg×10 N/kg=4 000 N,滑轮组对水泥的拉力做功W有=
Gh=4 000 N×6 m=24 000 J,滑轮组的机械效率η= = ≈83.3%;
(3)水泥的总重力G总=3F- =3×2 400 N-200 N=7 000 N,这种设计的装置一次
能提起水泥的袋数n= = =14。

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