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(共31张PPT)
1.(2023黑龙江齐齐哈尔中考,8改编,★☆☆)下列工具在正常使用时,属于费力杠
杆的是 (　 )
A. 筷子　　　 B. 园艺剪
C. 活塞式抽水机的手柄　　　 D. 水龙头的扭柄
第十二章 简单机械　素养基础测试卷
A
解析：
筷子在使用时,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故A符合题意;园艺剪、活
塞式抽水机的手柄在使用时,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故B、C不符合题
意;水龙头的扭柄属于轮轴,相当于可以连续转动的杠杆,动力臂大于阻力臂,可
以省力,故D不符合题意。
2.(2023河北滦南、乐亭期末,12,★☆☆)如图所示,用滑轮提升重物时,不计滑轮
自身的重力及各处摩擦,下列关系式正确的是(　 )
C
解析：
不计滑轮自身的重力及摩擦,A、B图中是定滑轮,所以F1=G1,F2=G2;C图中
是动滑轮,且提升重物时绳端拉力方向竖直向上,所以2F3=G3;D图中是动滑轮,提
升重物时,绳端拉力方向斜向上,所以2F4>G4。故C正确。
3.【跨学科·日常生活】(2023山西大同期末,8,★☆☆)杠杆在生活中有很多应用,
如图所示,甲、乙两个同学正在玩跷跷板,乙同学欲使自己被跷起,他可以采取的
有效方法是 (　 )
A. 乙同学自己向后移动　　　 B. 乙同学自己向前移动
C. 乙同学自己前后移动都行　　　 D. 请甲同学向前移动
B
解析：
乙同学欲使自己被跷起,根据杠杆的平衡条件可知,可以增大甲同学对跷跷
板的力的力臂或减小乙同学对跷跷板的力的力臂,故乙同学可以向前移动。
4.门的把手一般都安装在离门轴远的一端,如图所示,其中的科学道理是 (　 )
A. 根据杠杆的知识,推开门时比较省距离
B. 根据杠杆的知识,推开门时比较省力
C. 推开门最省力的方式是推力与门垂直且在门轴处施力
D. 推开门最省力的方式是推力与门板面平行且在把手处施力
B
解析：
将门把手安装在离门轴远的一端,推开门时动力臂大,需要的动力小,属于
省力杠杆,省力但费距离,故A错误,B正确;由杠杆平衡条件可知,为了推门省力,需
尽可能增大动力臂,所以动力的作用点应在远离门轴的位置,在门把手处施力,且
推力垂直于门板面,此时动力臂最大,最省力,故C、D错误。
5.【新课标】【学科素养·科学思维】(2023陕西宝鸡陈仓期末,10,★☆☆)用如
图所示的装置拉木块匀速前进,所用的力F为300 N,滑轮组绳子的自由端每秒钟
移动0.6 m,若不计滑轮重以及绳子与滑轮之间的摩擦,那么,地面对木块的摩擦
力f及滑轮组对木块做功的功率P分别是 (　 )

A. f=900 N P=180 W　　　 B. f=600 N P=180 W
C. f=600 N P=60 W　　　 D. f=900 N P=270 W
A
解析：
由题图可知,滑轮组绳子的有效股数为3,则f=3F=3×300 N=900 N;不计滑轮
重以及绳子与滑轮之间的摩擦时,额外功为0,绳子的自由端移动的速度v= =
=0.6 m/s,滑轮组对木块做功的功率P=Fv=300 N×0.6 m/s=180 W。
6.(2023湖北枣阳期末,14,★☆☆)如图所示的滑轮组恰好处于静止状态。已知每
个滑轮重为1 N,乙物体的重力为5 N,不计绳重和摩擦,则下列说法不正确的是
(　 )
A. 甲物体的重力是9 N
B. 定滑轮对天花板的拉力是11 N
C. 若让乙物体上升1 m,则甲物体需要下降2 m
D. 若乙物体在匀速下降,则甲物体的速度小于乙物体的速度
C
解析：
甲物体的重力G甲=2F-G轮=2×5 N-1 N=9 N,故A正确;定滑轮对天花板的拉力
F拉=2F+G轮=2×5 N+1 N=11 N,故B正确;若让乙物体上升1 m,则甲物体需要下降
×1 m=0.5 m,故C错误;若乙物体在匀速下降,则甲物体上升的速度等于乙物体
下降的速度的一半,故D正确。
7.【新中考】【新考法·创新实验】(2023广东广州中考,6,★★☆)用滑轮组进行
“一瓶水提升一个人”活动,如图,水瓶匀速直线下降10 m,使人匀速升高0.5 m,
水瓶对绳a的拉力为F1=30 N,绳b对人的拉力为F2=480 N。此过程 (　 )

A. 有用功为300 J　　　 B. F1做的功等于F2做的功
C. F1做的功小于F2做的功　　　 D. 滑轮组的机械效率为80%
D
解析：
克服人的重力所做的功为有用功,人匀速升高时,绳b对人的拉力为F2=480 N,
所以人的重力G=F2=480 N,W有=Gh=480 N×0.5 m=240 J,故A错误;F1做的功为
总功,即W总=F1s=30 N×10 m=300 J,F2做的功为W'=F2h=480 N×0.5 m=240 J,故B错
误;根据以上计算可知,F1做的功大于F2做的功,故C错误;滑轮组的机械效率为η=
= =80%,故D正确。
8.如图所示,王瑞同学通过斜面用平行于斜面且F=200 N的推力,将质量为30 kg
的物体在5 s时间内从斜面底端匀速推到1 m高的平台上,斜面长s=2 m。g取
10 N/kg,下列说法中错误的是(　 )
A. 推力做功的功率为80 W　　　 B. 斜面的机械效率为75%
C. 推力做的额外功为100 J　　　 D. 斜面对物体的摩擦力为100 N
D
解析：
推力做功W总=Fs=200 N×2 m=400 J,推力做功的功率P= = =80 W,故
A正确;物体重力G=mg=30 kg×10 N/kg=300 N,所做有用功W有=Gh=300 N×1 m=
300 J,斜面的机械效率η= = =75%,故B正确;推力做的额外功W额=W总-W有=
400 J-300 J=100 J,由W额=fs可得,摩擦力f= = =50 N,故C正确,D错误。
9.【新课标】【中华优秀传统文化】(4分)如图甲是一复原的汉代独轮车,图乙
是其简化原理图。该独轮车在使用时相当于　　 (选填“省力”“费力”或
“等臂”)杠杆。若人提起独轮车把手的力F为200 N,则车上所装物品和车身的
总重G为　　 N。
省力
600
解析：
独轮车在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;由杠杆的平衡条件
得F×l动=G×l阻,则G= = =600 N。
10.【跨学科·数学】(2022广东广州海珠期末,12,★☆☆)(8分)把同样重100 N的
物体匀速向上提升,甲机械用时100 s使物体升高h1,乙机械用时300 s使物体升高
h2,两机械做功情况的部分数据如图所示。
(1)甲的机械效率　　　 (选填“大于”“等于”或“小于”)乙的机械效率;
(2)上述过程中,h2=　　　 m,乙机械做的总功W2=　　　 J;
(3)甲机械做的有用功　　　 (选填“大于”“等于”或“小于”)乙机械做的
有用功。
小于
0.9
300
大于
解析：
(1)根据η= 可知,甲的机械效率为25%,乙的机械效率为30%,故甲的机
械效率小于乙的机械效率;(2)h2= = =0.9 m,乙机械做的总功W总2=
= =300 J;(3)甲机械做的总功W总1= = =2 000 J,甲机械做的有用功
W有用1=W总1-W额外1=2 000 J-1 500 J=500 J,W有用1>W有用2,故甲机械做的有用功大于乙
机械做的有用功。
11.【跨学科·工程实践】(2023湖南攸县期末,26,★☆☆)(6分)如图甲为塔式起重机的简易示意图,塔式起重机主要用于建筑工地上材料的输送及建筑构件的安
装。(动滑轮重、绳重及摩擦均不计,g取10 N/kg)
　
(1)为保持平衡,起重臂的长度越长的塔式起重机,配重的质量应越　　　 (选
填“大”或“小”)。
(2)图乙为起重机钢丝绳穿绳简化示意图,图中滑轮a的作用是改变力的　　　
(选填“大小”或“方向”)。
大
方向
(3)若电动机工作时功率为3 600 W保持不变,那么将重为1.2×104 N的货物由地面
沿竖直方向匀速提升30 m,与电动机连接的钢丝绳的移动速度是　　　 m/s。
(不计其他能量损耗)
0.6
解析：
(1)由杠杆的平衡条件F1l1=F2l2可知,当阻力臂和动力不变时,阻力与动力臂
成正比,为保持平衡,起重臂的长度越长的塔式起重机,配重的质量应越大;
(2)图示中滑轮a为定滑轮,其作用是改变用力的方向;
(3)提升货物做的功W=Gh=1.2×104 N×30 m=3.6×105 J,不计其他能量损耗,提升重
物的时间t= = =100 s,由题图乙可知,与电动机连接的钢丝绳的移动
距离是货物提升高度的2倍,即s=2h=2×30 m=60 m,移动速度v= = =0.6 m/s。
12.【新课标】【劳动教育】【新独家原创】图甲是一农民大叔发明的“杠杆”铁
锨,使用这种铁锨挖土要比使用普通铁锨省力很多。这种铁锨可以看作以点O
为支点的杠杆AOB(如图乙),点A为动力的作用点。请画出作用在A点的最小动
力F1。
　
作图题
三
答案:如图所示
解析：
析:点A为动力的作用点,则线段OA为最长力臂,过点A斜向下作一条垂直于OA
的带箭头的线段,即最小动力F1。
技巧点拨
根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2可知,在阻力跟阻力臂的乘积一定时,动力臂越长,
动力越小,支点到动力作用线的距离即动力臂。本题中支点到动力作用点的距
离为最长动力臂。
13.(2023山东济宁中考,19,★☆☆)(8分)利用铁架台、杠杆、质量相等的钩码等
器材,探究杠杆的平衡条件。


丙
实验探究题
四
(1)调节螺母,将没挂钩码的杠杆调节至水平位置平衡,如图甲所示,其目的是方便
测量　　　 ;
(2)为探究杠杆的平衡条件,小明设计了以下两种收集实验数据的方案,其中合理
的是　　　 ;
实验 次数 方案一 方案二 F1/N l1/cm F2/N l2/cm F1/N l1/cm F2/N l2/cm
1 3 3 3 5
2 2 2 4 3
3 1 1 2 5
力臂
方案二
(3)如图乙所示,在A处挂3个钩码,则应在B处挂　　　 个钩码,才能使杠杆在水
平位置保持平衡;
(4)杆秤就是杠杆平衡条件的一个应用,是中国最古老也是现今人们仍然在使用
的一种称质量的简易工具,由带有秤星的秤杆、秤砣、提纽等组成。如图丙所
示,此杆秤有两个提纽,使用它称较重的物体时,常用离秤钩较　　　 (选填
“近”或“远”)的提纽。
2
近
解析：
(1)当杠杆在水平位置平衡时,力的方向与杠杆垂直,力臂可以从杠杆标尺上
直接读出来,目的是方便测量力臂;(2)为探究杠杆的平衡条件,实验中应多次测
量,并改变动力和阻力的大小以寻找普遍规律,故方案二合理;(3)设一个钩码的重
力为G,杠杆上一小格长为l。在A处挂3个钩码,根据杠杆的平衡条件可知,3G×2l
=nG×3l,解得n=2,所以应在B处挂2个钩码;(4)使用杆秤称量较重的物体时,物体
的重力变大,在秤砣的重力不变的情况下,需要增大秤砣重力的力臂、减小物体
重力的力臂,所以用离秤钩较近的提纽。
14.【新课标】【学科素养·科学探究】(2023江西寻乌期末,21,★★☆)(14分)
小明和小华在做“测量滑轮组的机械效率”实验中,实验装置如图所示。
　 　 　
【进行实验与收集证据】
(1)除了如图所示的器材和弹簧测力计外,还需要的测量工具是　　　 。
(2)实验过程中应该沿竖直方向缓慢　　　 拉动弹簧测力计。
(3)小明按照图示的装置进行实验,并将实验数据记录在表格中。
刻度尺
匀速
次数 钩码 重G/N 钩码上升 高度h/m 绳端拉 力F/N 绳端移动 距离s/m 机械效率η
1 4 0.1 2.7 0.2 74%
2 4 0.1 1.8 0.3 74%
3 8 0.1 3.2 0.3 83%
4 8 0.1 2.5 0.4
【分析与论证】
(1)第4次实验中,滑轮组的机械效率是　　　　 。
(2)分析表格中数据可知第4次实验是利用图　　　 所示装置做的实验。
(3)通过比较　　　 (填实验次数)两次实验数据可以得出结论:使用同一滑轮
组提升同一重物时,滑轮组的机械效率与绳子段数无关。
【交流与反思】
(1)同桌小华发现实验过程中边拉动弹簧测力计边读数,弹簧测力计示数不稳定,
应该静止读数。小明认为他的想法不正确,因为他没有考虑到　　　 对滑轮
组机械效率的影响。
(2)如果用图丙滑轮组提升7 N的重物,则它的机械效率可能是　　　 (选填序号)。
A. 60%　　　 B. 70%　　　 C. 80%
80%
丁
1、2
摩擦力
C
解析：
【进行实验与收集证据】(1)因为在实验中需要测量钩码上升的高度和绳
端移动的距离,还需要的测量工具是刻度尺;(2)实验中应沿竖直方向缓慢匀速拉
动弹簧测力计,此时系统处于平衡状态,拉力F的大小等于弹簧测力计的示数;
【分析与论证】(1)第4次实验中,η= = = =80%;(2)第4次实验中
s=4h,说明绳子的有效段数n=4,只有丁图所示装置符合要求;(3)根据1、2两次实
验数据可知,虽然滑轮组的绕绳方法发生了变化,但物重没有变,滑轮组的机械效
率没有发生变化,因此可得出结论:使用相同滑轮组提升同一重物时,滑轮组的机
械效率与绳子段数无关;
【交流与反思】(1)若静止读数,没有考虑到摩擦力对滑轮组机械效率的影响;
(2)根据控制变量法的思想可知,滑轮组的机械效率与被拉物体的重力有关,根据
第2次和第3次实验数据可知,物重越大,机械效率越高,因而物重7 N,位于两者之
间,机械效率在74%到83%之间,故选C。
15.【新课标】【中华优秀传统文化】(2023湖南益阳中考,26,★☆☆)(12分)早
在3 000年前我们的祖先就设计了结构很合理的辘轳,通常用于从井中提水。如
图所示是古代民间的提水设施辘轳,由辘轳头、支架、井绳、水桶等部分构
成。某次取水时井绳拉着质量为10 kg的水缓慢上升了4 m,水桶的质量为1 kg,
在这一过程中,人做的总功为500 J,g取10 N/kg。求此次取水的过程中:
(1)人做的有用功为多少
(2)辘轳的机械效率多大
(3)人克服井绳重力与摩擦阻力做的功是多少

计算题
五
解析：
(1)水的重力G水=m水g=10 kg×10 N/kg=100 N,做的有用功W有用=G水h水=100 N
×4 m=400 J;(2)辘轳的机械效率η= = =80%;(3)此过程的额外功W额=W总-
W有用=500 J-400 J=100 J;对水桶做的额外功W额桶=G桶h桶=m桶gh桶=1 kg×10 N/kg×
4 m=40 J;克服井绳重力与摩擦阻力做的功W额余=W额-W额桶=100 J-40 J=60 J。
16.(2023河北邢台信都期末,24,★★☆)(12分)工人使用如图装置打捞水池中的
石料,石料体积为0.06 m3,重1 300 N,工人用300 N的拉力匀速打捞石料(石料未露
出水面,不计绳重、摩擦和水对石料的阻力,g取10 N/kg,ρ水=1×103 kg/m3)。
(1)石料浸没在水中受到的浮力是多大
(2)滑轮组的机械效率是多大
(3)当石料完全露出水面后,石料保持匀速上升,此时滑轮组的机械效率是多大
(答案保留一位小数)

解析：
(1)石料受到的浮力F浮=ρ水gV石=1×103 kg/m3×10 N/kg×0.06 m3=600 N;
(2)滑轮组的机械效率η= = = = = ≈
77.8%;
(3)不计绳重、摩擦和水对石料的阻力,动滑轮重G动=nF-(G-F浮)=3×300 N-
(1 300 N-600 N)=200 N;当石料露出水面后,绳端拉力F'= (G+G动)= ×(1 300 N+
200 N)=500 N,则此时滑轮组的机械效率η'= = = = = ≈
86.7%。

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