資源簡介

(共31張PPT)
1.(2023黑龍江齊齊哈爾中考,8改編,★☆☆)下列工具在正常使用時,屬于費力杠
桿的是 (　 )
A. 筷子　　　 B. 園藝剪
C. 活塞式抽水機的手柄　　　 D. 水龍頭的扭柄
第十二章 簡單機械　素養基礎測試卷
A
解析：
筷子在使用時,動力臂小于阻力臂,是費力杠桿,故A符合題意;園藝剪、活
塞式抽水機的手柄在使用時,動力臂大于阻力臂,是省力杠桿,故B、C不符合題
意;水龍頭的扭柄屬于輪軸,相當于可以連續轉動的杠桿,動力臂大于阻力臂,可
以省力,故D不符合題意。
2.(2023河北灤南、樂亭期末,12,★☆☆)如圖所示,用滑輪提升重物時,不計滑輪
自身的重力及各處摩擦,下列關系式正確的是(　 )
C
解析：
不計滑輪自身的重力及摩擦,A、B圖中是定滑輪,所以F1=G1,F2=G2;C圖中
是動滑輪,且提升重物時繩端拉力方向豎直向上,所以2F3=G3;D圖中是動滑輪,提
升重物時,繩端拉力方向斜向上,所以2F4>G4。故C正確。
3.【跨學科·日常生活】(2023山西大同期末,8,★☆☆)杠桿在生活中有很多應用,
如圖所示,甲、乙兩個同學正在玩蹺蹺板,乙同學欲使自己被蹺起,他可以采取的
有效方法是 (　 )
A. 乙同學自己向后移動　　　 B. 乙同學自己向前移動
C. 乙同學自己前后移動都行　　　 D. 請甲同學向前移動
B
解析：
乙同學欲使自己被蹺起,根據杠桿的平衡條件可知,可以增大甲同學對蹺蹺
板的力的力臂或減小乙同學對蹺蹺板的力的力臂,故乙同學可以向前移動。
4.門的把手一般都安裝在離門軸遠的一端,如圖所示,其中的科學道理是 (　 )
A. 根據杠桿的知識,推開門時比較省距離
B. 根據杠桿的知識,推開門時比較省力
C. 推開門最省力的方式是推力與門垂直且在門軸處施力
D. 推開門最省力的方式是推力與門板面平行且在把手處施力
B
解析：
將門把手安裝在離門軸遠的一端,推開門時動力臂大,需要的動力小,屬于
省力杠桿,省力但費距離,故A錯誤,B正確;由杠桿平衡條件可知,為了推門省力,需
盡可能增大動力臂,所以動力的作用點應在遠離門軸的位置,在門把手處施力,且
推力垂直于門板面,此時動力臂最大,最省力,故C、D錯誤。
5.【新課標】【學科素養·科學思維】(2023陜西寶雞陳倉期末,10,★☆☆)用如
圖所示的裝置拉木塊勻速前進,所用的力F為300 N,滑輪組繩子的自由端每秒鐘
移動0.6 m,若不計滑輪重以及繩子與滑輪之間的摩擦,那么,地面對木塊的摩擦
力f及滑輪組對木塊做功的功率P分別是 (　 )

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：
由題圖可知,滑輪組繩子的有效股數為3,則f=3F=3×300 N=900 N;不計滑輪
重以及繩子與滑輪之間的摩擦時,額外功為0,繩子的自由端移動的速度v= =
=0.6 m/s,滑輪組對木塊做功的功率P=Fv=300 N×0.6 m/s=180 W。
6.(2023湖北棗陽期末,14,★☆☆)如圖所示的滑輪組恰好處于靜止狀態。已知每
個滑輪重為1 N,乙物體的重力為5 N,不計繩重和摩擦,則下列說法不正確的是
(　 )
A. 甲物體的重力是9 N
B. 定滑輪對天花板的拉力是11 N
C. 若讓乙物體上升1 m,則甲物體需要下降2 m
D. 若乙物體在勻速下降,則甲物體的速度小于乙物體的速度
C
解析：
甲物體的重力G甲=2F-G輪=2×5 N-1 N=9 N,故A正確;定滑輪對天花板的拉力
F拉=2F+G輪=2×5 N+1 N=11 N,故B正確;若讓乙物體上升1 m,則甲物體需要下降
×1 m=0.5 m,故C錯誤;若乙物體在勻速下降,則甲物體上升的速度等于乙物體
下降的速度的一半,故D正確。
7.【新中考】【新考法·創新實驗】(2023廣東廣州中考,6,★★☆)用滑輪組進行
“一瓶水提升一個人”活動,如圖,水瓶勻速直線下降10 m,使人勻速升高0.5 m,
水瓶對繩a的拉力為F1=30 N,繩b對人的拉力為F2=480 N。此過程 (　 )

A. 有用功為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. 滑輪組的機械效率為80%
D
解析：
克服人的重力所做的功為有用功,人勻速升高時,繩b對人的拉力為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錯誤;F1做的功為
總功,即W總=F1s=30 N×10 m=300 J,F2做的功為W'=F2h=480 N×0.5 m=240 J,故B錯
誤;根據以上計算可知,F1做的功大于F2做的功,故C錯誤;滑輪組的機械效率為η=
= =80%,故D正確。
8.如圖所示,王瑞同學通過斜面用平行于斜面且F=200 N的推力,將質量為30 kg
的物體在5 s時間內從斜面底端勻速推到1 m高的平臺上,斜面長s=2 m。g取
10 N/kg,下列說法中錯誤的是(　 )
A. 推力做功的功率為80 W　　　 B. 斜面的機械效率為75%
C. 推力做的額外功為100 J　　　 D. 斜面對物體的摩擦力為100 N
D
解析：
推力做功W總=Fs=200 N×2 m=400 J,推力做功的功率P= = =80 W,故
A正確;物體重力G=mg=30 kg×10 N/kg=300 N,所做有用功W有=Gh=300 N×1 m=
300 J,斜面的機械效率η= = =75%,故B正確;推力做的額外功W額=W總-W有=
400 J-300 J=100 J,由W額=fs可得,摩擦力f= = =50 N,故C正確,D錯誤。
9.【新課標】【中華優秀傳統文化】(4分)如圖甲是一復原的漢代獨輪車,圖乙
是其簡化原理圖。該獨輪車在使用時相當于　　 (選填“省力”“費力”或
“等臂”)杠桿。若人提起獨輪車把手的力F為200 N,則車上所裝物品和車身的
總重G為　　 N。
省力
600
解析：
獨輪車在使用過程中,動力臂大于阻力臂,是省力杠桿;由杠桿的平衡條件
得F×l動=G×l阻,則G= = =600 N。
10.【跨學科·數學】(2022廣東廣州海珠期末,12,★☆☆)(8分)把同樣重100 N的
物體勻速向上提升,甲機械用時100 s使物體升高h1,乙機械用時300 s使物體升高
h2,兩機械做功情況的部分數據如圖所示。
(1)甲的機械效率　　　 (選填“大于”“等于”或“小于”)乙的機械效率;
(2)上述過程中,h2=　　　 m,乙機械做的總功W2=　　　 J;
(3)甲機械做的有用功　　　 (選填“大于”“等于”或“小于”)乙機械做的
有用功。
小于
0.9
300
大于
解析：
(1)根據η= 可知,甲的機械效率為25%,乙的機械效率為30%,故甲的機
械效率小于乙的機械效率;(2)h2= = =0.9 m,乙機械做的總功W總2=
= =300 J;(3)甲機械做的總功W總1= = =2 000 J,甲機械做的有用功
W有用1=W總1-W額外1=2 000 J-1 500 J=500 J,W有用1>W有用2,故甲機械做的有用功大于乙
機械做的有用功。
11.【跨學科·工程實踐】(2023湖南攸縣期末,26,★☆☆)(6分)如圖甲為塔式起重機的簡易示意圖,塔式起重機主要用于建筑工地上材料的輸送及建筑構件的安
裝。(動滑輪重、繩重及摩擦均不計,g取10 N/kg)
　
(1)為保持平衡,起重臂的長度越長的塔式起重機,配重的質量應越　　　 (選
填“大”或“小”)。
(2)圖乙為起重機鋼絲繩穿繩簡化示意圖,圖中滑輪a的作用是改變力的　　　
(選填“大小”或“方向”)。
大
方向
(3)若電動機工作時功率為3 600 W保持不變,那么將重為1.2×104 N的貨物由地面
沿豎直方向勻速提升30 m,與電動機連接的鋼絲繩的移動速度是　　　 m/s。
(不計其他能量損耗)
0.6
解析：
(1)由杠桿的平衡條件F1l1=F2l2可知,當阻力臂和動力不變時,阻力與動力臂
成正比,為保持平衡,起重臂的長度越長的塔式起重機,配重的質量應越大;
(2)圖示中滑輪a為定滑輪,其作用是改變用力的方向;
(3)提升貨物做的功W=Gh=1.2×104 N×30 m=3.6×105 J,不計其他能量損耗,提升重
物的時間t= = =100 s,由題圖乙可知,與電動機連接的鋼絲繩的移動
距離是貨物提升高度的2倍,即s=2h=2×30 m=60 m,移動速度v= = =0.6 m/s。
12.【新課標】【勞動教育】【新獨家原創】圖甲是一農民大叔發明的“杠桿”鐵
锨,使用這種鐵锨挖土要比使用普通鐵锨省力很多。這種鐵锨可以看作以點O
為支點的杠桿AOB(如圖乙),點A為動力的作用點。請畫出作用在A點的最小動
力F1。
　
作圖題
三
答案:如圖所示
解析：
析:點A為動力的作用點,則線段OA為最長力臂,過點A斜向下作一條垂直于OA
的帶箭頭的線段,即最小動力F1。
技巧點撥
根據杠桿的平衡條件F1l1=F2l2可知,在阻力跟阻力臂的乘積一定時,動力臂越長,
動力越小,支點到動力作用線的距離即動力臂。本題中支點到動力作用點的距
離為最長動力臂。
13.(2023山東濟寧中考,19,★☆☆)(8分)利用鐵架臺、杠桿、質量相等的鉤碼等
器材,探究杠桿的平衡條件。


丙
實驗探究題
四
(1)調節螺母,將沒掛鉤碼的杠桿調節至水平位置平衡,如圖甲所示,其目的是方便
測量　　　 ;
(2)為探究杠桿的平衡條件,小明設計了以下兩種收集實驗數據的方案,其中合理
的是　　　 ;
實驗 次數 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)如圖乙所示,在A處掛3個鉤碼,則應在B處掛　　　 個鉤碼,才能使杠桿在水
平位置保持平衡;
(4)桿秤就是杠桿平衡條件的一個應用,是中國最古老也是現今人們仍然在使用
的一種稱質量的簡易工具,由帶有秤星的秤桿、秤砣、提紐等組成。如圖丙所
示,此桿秤有兩個提紐,使用它稱較重的物體時,常用離秤鉤較　　　 (選填
“近”或“遠”)的提紐。
2
近
解析：
(1)當杠桿在水平位置平衡時,力的方向與杠桿垂直,力臂可以從杠桿標尺上
直接讀出來,目的是方便測量力臂;(2)為探究杠桿的平衡條件,實驗中應多次測
量,并改變動力和阻力的大小以尋找普遍規律,故方案二合理;(3)設一個鉤碼的重
力為G,杠桿上一小格長為l。在A處掛3個鉤碼,根據杠桿的平衡條件可知,3G×2l
=nG×3l,解得n=2,所以應在B處掛2個鉤碼;(4)使用桿秤稱量較重的物體時,物體
的重力變大,在秤砣的重力不變的情況下,需要增大秤砣重力的力臂、減小物體
重力的力臂,所以用離秤鉤較近的提紐。
14.【新課標】【學科素養·科學探究】(2023江西尋烏期末,21,★★☆)(14分)
小明和小華在做“測量滑輪組的機械效率”實驗中,實驗裝置如圖所示。
　 　 　
【進行實驗與收集證據】
(1)除了如圖所示的器材和彈簧測力計外,還需要的測量工具是　　　 。
(2)實驗過程中應該沿豎直方向緩慢　　　 拉動彈簧測力計。
(3)小明按照圖示的裝置進行實驗,并將實驗數據記錄在表格中。
刻度尺
勻速
次數 鉤碼 重G/N 鉤碼上升 高度h/m 繩端拉 力F/N 繩端移動 距離s/m 機械效率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
【分析與論證】
(1)第4次實驗中,滑輪組的機械效率是　　　　 。
(2)分析表格中數據可知第4次實驗是利用圖　　　 所示裝置做的實驗。
(3)通過比較　　　 (填實驗次數)兩次實驗數據可以得出結論:使用同一滑輪
組提升同一重物時,滑輪組的機械效率與繩子段數無關。
【交流與反思】
(1)同桌小華發現實驗過程中邊拉動彈簧測力計邊讀數,彈簧測力計示數不穩定,
應該靜止讀數。小明認為他的想法不正確,因為他沒有考慮到　　　 對滑輪
組機械效率的影響。
(2)如果用圖丙滑輪組提升7 N的重物,則它的機械效率可能是　　　 (選填序號)。
A. 60%　　　 B. 70%　　　 C. 80%
80%
丁
1、2
摩擦力
C
解析：
【進行實驗與收集證據】(1)因為在實驗中需要測量鉤碼上升的高度和繩
端移動的距離,還需要的測量工具是刻度尺;(2)實驗中應沿豎直方向緩慢勻速拉
動彈簧測力計,此時系統處于平衡狀態,拉力F的大小等于彈簧測力計的示數;
【分析與論證】(1)第4次實驗中,η= = = =80%;(2)第4次實驗中
s=4h,說明繩子的有效段數n=4,只有丁圖所示裝置符合要求;(3)根據1、2兩次實
驗數據可知,雖然滑輪組的繞繩方法發生了變化,但物重沒有變,滑輪組的機械效
率沒有發生變化,因此可得出結論:使用相同滑輪組提升同一重物時,滑輪組的機
械效率與繩子段數無關;
【交流與反思】(1)若靜止讀數,沒有考慮到摩擦力對滑輪組機械效率的影響;
(2)根據控制變量法的思想可知,滑輪組的機械效率與被拉物體的重力有關,根據
第2次和第3次實驗數據可知,物重越大,機械效率越高,因而物重7 N,位于兩者之
間,機械效率在74%到83%之間,故選C。
15.【新課標】【中華優秀傳統文化】(2023湖南益陽中考,26,★☆☆)(12分)早
在3 000年前我們的祖先就設計了結構很合理的轆轤,通常用于從井中提水。如
圖所示是古代民間的提水設施轆轤,由轆轤頭、支架、井繩、水桶等部分構
成。某次取水時井繩拉著質量為10 kg的水緩慢上升了4 m,水桶的質量為1 kg,
在這一過程中,人做的總功為500 J,g取10 N/kg。求此次取水的過程中:
(1)人做的有用功為多少
(2)轆轤的機械效率多大
(3)人克服井繩重力與摩擦阻力做的功是多少

計算題
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)轆轤的機械效率η= = =80%;(3)此過程的額外功W額=W總-
W有用=500 J-400 J=100 J;對水桶做的額外功W額桶=G桶h桶=m桶gh桶=1 kg×10 N/kg×
4 m=40 J;克服井繩重力與摩擦阻力做的功W額余=W額-W額桶=100 J-40 J=60 J。
16.(2023河北邢臺信都期末,24,★★☆)(12分)工人使用如圖裝置打撈水池中的
石料,石料體積為0.06 m3,重1 300 N,工人用300 N的拉力勻速打撈石料(石料未露
出水面,不計繩重、摩擦和水對石料的阻力,g取10 N/kg,ρ水=1×103 kg/m3)。
(1)石料浸沒在水中受到的浮力是多大
(2)滑輪組的機械效率是多大
(3)當石料完全露出水面后,石料保持勻速上升,此時滑輪組的機械效率是多大
(答案保留一位小數)

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)滑輪組的機械效率η= = = = = ≈
77.8%;
(3)不計繩重、摩擦和水對石料的阻力,動滑輪重G動=nF-(G-F浮)=3×300 N-
(1 300 N-600 N)=200 N;當石料露出水面后,繩端拉力F'= (G+G動)= ×(1 300 N+
200 N)=500 N,則此時滑輪組的機械效率η'= = = = = ≈
86.7%。

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