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第十二章　简单机械
第1节　杠杆
基础过关
1. （2025北京）如图所示，园艺工人在修剪枝条.关于园艺剪的使用，下列说法正确的是 (　　)
第1题图
A. 园艺剪对枝条的压力是阻力
B. 在图示状态使用时园艺剪是费力杠杆
C. 把枝条往园艺剪的轴处靠近是为了省力
D. 把枝条往园艺剪的轴处靠近是为了增大阻力臂
2. （2025云南）《天工开物》中记载了我国古代的井上施工装置，其简化模型如图所示，O为支点，OM∶ON=1∶2,M端用绳子悬挂重200 N的物体，在N端用竖直向下的拉力在1 s内使物体缓慢上升了0.5 m.忽略杠杆和绳的自重，下列说法正确的是 （　　）
第2题图
A. 该杠杆是费力杠杆
B. 杠杆在水平位置平衡时N端受到的拉力大小为400 N
C. M端绳子拉力对物体做功为100 J
D. M端绳子拉力对物体做功的功率为50 W
3. （2025龙东地区）如图所示，将重为G的均匀木棒竖直悬挂于O点，在其下端施加一个始终垂直于木棒的动力F，让木棒缓慢地转动到图中虚线所示的位置，则阻力臂将　　　　(选填“变大”“变小”或“不变”),动力F将　　　　(选填“变大”“变小”或“不变”).
第3题图
4. （2025广州改编）图a所示的斜拉桥，可逐步简化成图b、c的模型.
第4题图
为了减小钢索承受的拉力，可适当　　　（选填“升高”或“降低”）钢索悬挂点在桥塔上的高度，理由是:　　　　　　　　　　　　.
5. （2025安徽改编）图甲所示为自行车的手闸，将其OAB部分简化为如图乙所示的杠杆，在使用手闸的过程中可以达到　　　（选填“省力”或“省距离”）的目的；忽略杠杆自身的重力，当杠杆平衡时，施加在B点的动力F1=15 N，测得l1=12 cm，l2=4 cm，则阻力F2=　　　　N.
甲 乙
第5题图
6. （2025山西）图甲是L型应急防洪板，能有效阻挡洪水.图乙为单个防洪板的结构简图，请你在图乙中，画出能阻碍防洪板向左翻倒的压力F的力臂.
甲 乙
第6题图
7. （2025凉山州）如图甲所示，人们用盘子夹可以既方便又安全的取出蒸食物的盘子.盘子夹的一侧可简化为图乙所示的杠杆，O为支点.请在图乙中画出作用在A点的最小动力F1及其力臂l1.
甲 乙
第7题图
8. （2025陕西改编）小明在探究杠杆的平衡条件时，用到了铁架台、带有均匀刻度的轻质杠杆、细线、弹簧测力计、钩码若干(每个钩码重0.5 N)等实验器材.
图1 图2 图3
第8题图
(1)如图1,调节杠杆在水平位置平衡，多次实验并记录数据，如下表所示.
实验 次数 动力 F1/N 动力臂 l1/cm 阻力 F2/N 阻力臂 l2/cm
1 1.0 15 1.5 10
2 1.5 10 1.5 10
3 2.0 5 0.5 20
分析实验数据可以得出，杠杆的平衡条件是:　　　　　　　　　　　　　　 　 　.
(2)小明进一步改进了实验方案，增加了弹簧测力计，并将固定挂钩改为可移动的挂环，如图2所示.这样做的优点是:　　　　　　.
(3)如图3,园林工人操作车载起重机拉起一棵大树，绳端作用在　　　　(选填“A”或“B”)处更省力.
9. （2025天津）图1为汽车刹车装置的部分结构示意图.驾驶员踩下踏板，连着踏板的金属杆绕O点转动，推动活塞挤压刹车油，此时可把金属杆看成以O为支点的杠杆.不计金属杆自重及摩擦，请解答下列问题：
(1)图2中画出了杠杆的动力F1 和阻力F2, 其中正确的是　　　　图.
(2)若动力F1为300 N, 动力臂与阻力臂之比为5∶1,求阻力F2的大小.
图1 图2
第9题图
综合提升
10. （2025湖北省卷）如图为坐式推肩训练器.健身杆能绕O点处的轴上下转动，配重片可增减，人在座椅上双手紧握把手竖直向上推杆以锻炼肩部肌肉.下列说法正确的是 (　　)
第10题图
A. 此健身杆是费力杠杆
B. 手推N处时，配重越重用力越小
C. 配重相同时，推N处比推M处费力
D. 若改变M处推力方向，力臂始终不变
11. （跨学科实践：自制杆秤）（2025自贡）如图，O1 、O2均是杆秤称量时的支点.当使用 O1称量时， 调整秤砣至 A 点位置，使秤杆处于水平平衡状态(忽略绳重和杆重),已知秤砣质量为5 kg,O1A=110 cm,O1B=10 cm.下列说法正确的是 （　　）
第11题图
A. 所称物体质量是50 kg
B. 换称质量较小的物体时，秤砣应向A点左边移动
C. 改用O2称量物体时，会使该杆秤的称量范围变小
D. 当秤砣在A点时，使用O1称量的物体质量比使用O2称量的物体质量大
第2节　滑轮　斜面　机械效率
基础过关
1. （2025烟台）为了响应国家体重管理年的号召，小明为家人制作了如图所示的简易拉力器，关于图中的滑轮分析正确的是 (　　)
第1题图
A. 是定滑轮，可以省力
B. 是动滑轮，可以省力
C. 是定滑轮，可以改变力的方向
D. 是动滑轮，可以改变力的方向
2. （2025吉林省卷改编）如图所示，工人用500 N的拉力，在15 s内将重为450 N的物体匀速提升3 m.在这个过程中，下列说法正确的是 (　　）
第2题图
A. 绳端移动的距离为6 m
B. 做的有用功为1 500 J
C. 拉力的功率为90 W
D. 该装置的机械效率为90%
3. 如图所示，小明用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置，分别匀速提升两个质量相同的物体，绳端在相同时间内移动的距离相等.在提升过程中，若绳端拉力F1∶F2=3∶2，下列说法正确的是 （　　）
第3题图
A. 物体的速度之比v1∶v2=1∶2
B. 有用功之比W有用1∶W有用2=1∶2
C. 总功之比W总1∶W总2=3∶2
D. 机械效率之比η1∶η2=3∶4
4. （2025齐齐哈尔）小明用如图所示的滑轮拉着重100 N的物体A，使A以0.2 m/s的速度在水平地面上向左匀速直线运动5 s，作用在绳端的水平拉力F=5 N，该滑轮的机械效率为80%.关于该过程，下列说法错误的是 (　　)
第4题图
A. 物体A受到的重力所做的功是0 J
B. 绳端移动的距离是2 m
C. 拉力F做功的功率是1 W
D. 地面对物体A的摩擦力大小是8 N
5. （2025定西模拟改编）用图甲所示的滑轮组运送货物上楼，每件货物重为100 N，每次运送的量不定，图乙是整个过程中滑轮组的机械效率随货物重力增加而变化的图像．当某次运送4件货物时，不考虑绳重和摩擦，则下列判断正确的是 （　　）
第5题图
A. 动滑轮重为20 N
B. 滑轮组的机械效率为80%
C. 绳子自由端的力F为300 N
D. 有用功为4 000 J
6. （2025陇南模拟改编）如图所示的坡道可以方便轮椅等上下，沿该坡道和直接上台阶相比较，可以　　　　（选填“省力”“省功”或“省距离”），若将重900 N的小车沿8 m长的坡道推上1 m的平台，沿斜面所用的推力为150 N，在此过程中斜面的机械效率为　　　　，小车受到的摩擦力是　　　　N.
第6题图
7. （2025天水模拟）请在图中画出人拉重物上升，最省力的绕线方法.
第7题图
8. （2025广安）小丽用图甲所示的装置，测量滑轮组的机械效率.根据所学知识回答下列问题.
第8题图
(1)实验时应该竖直向上　　　　(选填“匀速”或“变速”)拉动弹簧测力计.
(2)她按照正确步骤进行了3次实验，记录数据如表格所示.第1次实验中，绳子自由端移动的距离①为　　　　cm；第3次实验中，机械效率②为　　　　.
(3)她将图甲装置改接为图乙装置，提升相同钩码，得出图乙装置更　　　　(选填“省力”或“费力”).
实验 次数 钩码重力 G/N 钩码上升 的高度h/cm 绳子自由 端的拉力 F/N 绳子自由 端移动的 距离s/cm 机械效率 η
1 1 3 0.5 ① 66.7%
2 3 5 1.4 15 71.4%
3 6 9 2.5 27 ②
综合提升
9. （2024陕西）工人利用如图所示装置提升物料，该装置中的滑轮为　　　　滑轮．已知滑轮重80 N，货篮重120 N，不计绳重及摩擦．工人用该装置匀速提升空货篮时的拉力为　　　　N．若绳子能承受的最大拉力为520 N，每根钢条重100 N，该装置匀速提升钢条时，所能达到的最大机械效率为　　　　．
第9题图
10. （2025遂宁）我国很早就有使用滑轮的记载，如图甲的汉代砖刻便记录了矿山使用滑轮做起吊机械的场景.借助如图乙所示的装置(篮子质量不计)，质量为60 kg的采矿工人用400 N的拉力将70 kg的矿石从矿坑匀速提起，10 s内矿石上升了2 m.(忽略绳重及滑轮的摩擦，g取10 N/kg)求：
(1)绳子自由端移动的速度;
(2)此滑轮组的机械效率;
(3)若工作时矿工双脚与地面接触面积为400 cm2,他对水平地面的压强大小.
甲 乙
第10题图
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11. （柱形图）（2025平凉模拟）如图甲所示，A、B是两个完全相同的物体，小明同学分别将A、B两物体拉到斜面顶端，对物体做功情况如图乙所示，则对物体A做的有用功是　　　J，对物体B做的额外功是　　　　J.拉B物体的斜面的机械效率为　　　　.
甲 乙
第11题图
参考答案
第1节　杠杆
1. C　2. C　3. 变大　变大　
4. 升高　根据杠杆平衡条件可知，在阻力和阻力臂不变的情况下，拉力（动力）的力臂越大，桥塔对钢索的拉力（动力）就越小
5. 省力　45
6. 如答图所示　　　　　　7. 如答图所示
　
第6题答图 第7题答图
8. (1)F1l1=F2l2(或动力×动力臂=阻力×阻力臂)　(2)便于改变力和力臂的大小，获得多组数据，使结论具有普遍性
(3)A
9. （1）乙
(2)解：根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2,有
F2==300 N×=1 500 N
10. C　11. B　
第2节　滑轮　斜面　机械效率
1. C　2. D　3. C　4. C　5. B　6. 省力　75%　37.5
7. 如答图所示
第7题答图
8. (1)匀速　(2)9　80％(或80.0％)　(3)费力
9. 动　100　80%　
10. 解：（1）作用在动滑轮上的绳子段数n=2，绳子自由端移动的速度
v绳=2v物===0.4 m/s
（2）提升矿石所做的有用功
W有用=Gh=mgh=70 kg×10 N/kg×2 m=1 400 J
工人所做的总功
W总=Fs=Fnh=400 N×2×2 m=1 600 J
滑轮组的机械效率η=×100%=×100%=87.5%
（3）工人对地面的压力
F压=G人-F=m人g-F=60 kg×10 N/kg-400 N=200 N
对水平地面的压强p===5×103 Pa
11. 2　0.5　80%　

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