中小学教育资源及组卷应用平台
2023年中考物理一轮复习22个单元核心素养达标全攻略（人教版通用）
专题12 简单机械
新课标对单元知识要求
1.知道简单机械。探究并了解杠杆的平衡条件。
2.知道机械效率。了解提高机械效率的意义和途径。
3.能说出人类使用的一些机械。了解机械的使用对社会发展的作用。
单元考点解读
考点1 杠杆
1.杠杆：一根在力的作用下能绕着固定点转动的硬 棒就叫杠杆。
2.支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂的概念
(1)支点：杠杆绕着转动的点(o)
(2)动力：使杠杆转动的力(F1)
(3)阻力：阻碍杠杆转动的力(F2)
(4)动力臂：从支点到动力的作用线的距离（L1）
(5)阻力臂：从支点到阻力作用线的距离（L2）
3.杠杆平衡的条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂.或写作：F1L1=F2L2 或写成 。这个平衡条件也就是阿基米德发现的杠杆原理。
4.三种杠杆：
(1)省力杠杆：L1>L2,平衡时F1(2)费力杠杆：L1F2。特点是费力，但省距离。（如钓鱼杠，理发剪刀等）
(3)等臂杠杆：L1=L2,平衡时F1=F2。特点是既不省力，也不费力。（如：天平）
考点2 定滑轮和动滑轮以及滑轮组
1.定滑轮特点：不省力，但能改变动力的方向。（实 质是个等臂杠杆）
2.动滑轮特点：省一半力，但不能改变动力方向,要费距离.(实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆)
3.滑轮组：
（1）定义：由若干个定滑轮和动滑轮匹配而成的叫滑轮组。
（2）特点：既能省力又能改变力的方向，但是要费距离。
（3）省力特点:使用滑轮组时，有几段（股）绳子吊着物体，提起重物所用的力就是物重的几分之一，即F=G，F为提起重物所用的力，G为物重，n为承受物重的绳子段（股）数，即绕在动滑轮上的绳子段（股）数。
考点3 机械效率
1.机械效率：使用机械时，人们做的有用功跟总功的比值叫机械效率。
2.计算公式：η=W有/W
单元例题解析
【例题1】（2022江苏连云港）下图是生活中几种常见的杠杆，其中属于省力杠杆的是（ ）
A. 钓鱼竿 B. 道钉撬
C. 筷子 D. 理发剪刀
【答案】B
【解析】A．钓鱼竿在使用过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故A不符合题意；
B．道钉撬在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故B符合题意；
C．筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故C不符合题意；
D．理发剪刀在使用过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故D不符合题意。故选B。
【例题2】（2022广西玉林）如图所示，杠杆处于水平平衡状态，若在杠杆两侧挂钩码处各增加一个质量相同的钩码，则杠杆（ ）
A. 仍然平衡 B. 右端下降 C. 左端下降 D. 匀速转动
【答案】C
【解析】设杠杆上每一格的长度为l，每个钩码的重力为G，原来杠杆水平平衡时，有
2G×3l=3G×2l
在杠杆两侧挂钩码处各增加一个质量相同的钩码时，左侧动力与动力臂的乘积为
3G×3l=9Gl
右侧阻力与阻力臂的乘积为
4G×2l=8Gl
因为
9Gl>8Gl
根据杠杆平条件可知，杠杆左端会下降，ABD不符合题意，C符合题意
【例题3】（2022广西北部湾）如图所示的各种工具，正常使用时省力的是（ ）
A. 定滑轮 B. 动滑轮 C 筷子 D. 船桨
【答案】B
【解析】A．定滑轮的实质是等臂杠杆，使用时既不省力，也不省距离，故A不符合题意；
B．动滑轮的实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，若不计轮重和摩擦，可以省一半的力，故B符合题意；
C．筷子在使用时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故C不符合题意；
D．船桨在使用时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故D不符合题意。
故选B。
【例题4】（2022哈尔滨）如图所示，用一个动滑轮把重100N的沙袋从地面匀速提到6m高的楼上，所用拉力60N（绳重和摩擦不计），下列说法正确的是（ ）
A. 动滑轮重40N
B. 绳子自由端通过的距离为12m
C. 拉力做的有用功为720J
D. 动滑轮机械效率为8.3%
【答案】B
【解析】A．由图知，n=2，因为不计绳重和摩擦时，所以动滑轮的重力
G动=2F-G=2×60N-100N=20N
故A错误；
B．绳子自由端移动的距离
s=nh=2×6m=12m
故B正确；
C．拉力做的有用功
W有用=Gh=100N×6m=600J
故C错误；
D．拉力做的总功
W总=Fs=60N×12m=720J
滑轮组的机械效率
故D错误。故选B。
简单机械单元核心素养精准达标检测试题
（满分100分，答题时间90分钟）
一、选择题（共10小题，每小题3分，共计30分）
1. （2022广西贺州）如图所示的四种工具中，属于省力杠杆的是（ ）
A. 筷子 B. 托盘天平 C. 羊角锤 D. 火钳
【答案】C
【解析】A．筷子使用时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故A不符合题意；
B．托盘天平在使用时，动力臂等于阻力臂，属于等臂杠杆，既不省力也不费力，故B不符合题意；
C．羊角锤在使用时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故C符合题意；
D．火钳在使用时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故D不符合题意。故选C。
2. （2022湖南湘潭）如图所示，一均匀杠杆可以绕中点O自由转动，杠杆上垂直粘有A、B两根粗细相同的蜡烛且刚好在水平位置平衡，两蜡烛所处位置到O点的水平距离lAO＝2lBO，现同时点燃蜡烛，经时间t，它们减少了相等的质量，下列说法正确的是（ ）
A. 点燃前A、B蜡烛重力之比为1∶2
B. 经时间t，杠杆右端下沉
C. 经时间t，杠杆左端下沉
D. 经时间t，杠杆继续保持水平平衡
【答案】AB
【解析】A．点燃前A、B蜡烛前，杠杆处于平衡状态，根据杠杆的平衡条件可知
GAlAO＝GBlBO
变形得
故A正确；
BCD．经时间t，蜡烛燃烧后减小的重力ΔG相同，则支点左边力与力臂的乘积为
(GA-ΔG)lAO＝GAlAO﹣ΔGLAO
支点右边力与力臂的乘积为
(GB-ΔG)lBO＝GBlBO-ΔGlBO
由于lAO＞lBO，所以
ΔGlAO＞ΔGlBO，GAlAO＝GBlBO
则有
GAlAO﹣ΔGLAO＜GBlBO-ΔGlBO
所以杠杆右端下沉，故B正确，CD错误。故选AB。
3. （2022哈尔滨）下列说法不正确的是（ ）
A. 在电学实验中，滑动变阻器能保护电路
B. 使用定滑轮一定可以省力
C. 我国宇航员在空间站主要通过电磁波与地面控制中心联系
D. 鸟翼获得向上的升力是利用了流体压强与流速的关系
【答案】B
【解析】A．在电学实验中，滑动变阻器在电路中有保护电路的作用，比如在“探究电流与电压的关系”时，闭合开关之前，滑动变阻器移至阻值最大处，可以起到保护电路的作用，故A正确，A不符合题意；
B．定滑轮是动力臂与阻力臂相等的等臂杠杆，使用定滑轮不能省力，但能改变力的方向，故B错误，B符合题意；
C．因电磁波能在真空中传播，且传播速度快，所以宇航员在空间站主要通过电磁波与地面控制中心联系，故C正确，C不符合题意；
4. （2022黑龙江牡丹江）如图是我国古人利用绞车提升巨石的情景，下列说法正确的是（ ）
A. 使用此装置可以省功 B. 使用轮轴可以省距离
C. 上方的滑轮可以改变力的方向 D. 绞车由动滑轮、定滑轮及轮轴组成
【答案】C
【解析】A．使用任何机械（如杠杆、滑轮、斜面）时，都需要克服阻力做额外功，所以使用任何机械都不能省功，故A错误；
B．由图可知此装置是由定滑轮和轮轴组成的，定滑轮的本质是等臂杠杆 ，使用时既不省力也不费力；轮轴的本质是省力杠杆，省力杠杆费距离，故B错误；
C．由图可知上方的滑轮是一个定滑轮，定滑轮的本质是等臂杠杆 ，不省力也不费力，但可以改变用力的方向，故C正确；
D．由图可知此绞车由定滑轮和轮轴组成，并没有动滑轮，故D错误。故选C。
5. （2022江苏扬州）在测量滑轮组机械效率的活动中，装置如图所示，欲使所测机械效率提高，下列措施可行的是（ ）
A. 转轴加润滑油 B. 增加提升高度 C. 增大提升速度 D. 减小物体质量
【答案】A
【解析】A．转轴加润滑油，减小摩擦力，减小额外功，可以提升滑轮组的机械效率，故A符合题意；
B．有3段绳子分担动滑轮和物重，故滑轮组的机械效率为
与提升高度高度无关，故B不符合题意；
C．滑轮组的机械效率与速度无关，故C不符合题意；
D．若减小物体的质量，根据
可知，滑轮组的机械效率将变小，故D不符合题意。故选A。
6.（2022湖南岳阳）如图，用40N的拉力，在10s内将重100N的物体匀速提升3m，则该滑轮
组（ ）
A. 绳端移动的距离为6m B. 有用功为120J
C. 拉力做功的功率为36W D. 机械效率为80%
【答案】C
【解析】A．将物体匀速提升3m，则绳端移动的距离为
故A不符合题意；
B．有用功为
故B不符合题意；
C．拉力做的功为总功，总功为
拉力做功的功率为
故C符合题意；
D．滑轮组的机械效率为
故D不符合题意。故选C。
7. （2022甘肃兰州）如图所示，斜面长10m，高4m。用平行于斜面F=50N的拉力，将重100N的物体，从斜面的底端匀速拉到顶端。在此过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 利用此装置既可以省力，也可以省功 B. 物体受到的摩擦力为50N
C. 对物体所做的有用功为500J D. 该斜面的机械效率为
【答案】D
【解析】A．使用任何机械都不省功，所以利用此装置不能省功，故A错误；
BC．由题意知，将物体从斜面底端匀速拉到顶端所做的有用功
W有=Gh=100N×4m=400J
所做的总功
W总=Fs=50N×10m=500J
额外功
W额=W总-W有=500J-400J=100J
物体所受的摩擦力
故BC错误；
D．该斜面的机械效率
故D正确。故选D。
8.如图的杠杆中，O是支点，在B端挂一个重物，为使杠杆水平平衡，要在A端加一个力，下列说法中正确的是（ ）
A.在水平方向用力F1最小
B.在竖直方向用力F2最小
C.在跟OA连线垂直的方向F3最小
D.在各个方向上用力一样大
【答案】C
【解析】已知点A是动力作用点，那么只需找出最长动力臂即可，可根据这个思路进行判断．因为A为动力作用点，O为支点，故OA为最长的动力臂，因此在A点施力F，当F的方向与OA垂直时最省力，即跟OA连线垂直的方向F3最小．
9.如图所示，长1.6m、粗细均匀的金属杆可以绕O点在竖直平面内自由转动，一拉力﹣位移传感器竖直作用在杆上，并能使杆始终保持水平平衡．该传感器显示其拉力F与作用点到O点距离x的变化关系如图所示．据图可知金属杆重（ ）
A．5 N B．10 N C．20 N D．40 N
【答案】B
【解析】根据图像知道Fx=8Nm
设杆重力为G, 对应力臂为L=0.8 m
根据杠杆平衡条件有Fx=GL
G= Fx/L=8N m/0.8 m=10N
10.用如图甲所示的滑轮组缓慢提升不同物体，每次物体被提升的高度均为0.5m，滑轮组的机械效率与物体受到重力的关系如图乙所示 不计摩擦，下列分析正确的是（ ）
A. 动滑轮的重力为5N
B. 该滑轮组的机械效率可以达到100%
C. 滑轮组的机械效率越高，拉力做功越少
D. 每次提升重物时，滑轮组做的额外功为5J
【答案】D
【解析】A．由图象知，当物重为10N时，滑轮组的机械效率为50%，不计摩擦，滑轮组的机械效率
η=
动滑轮重力为
G动=
故A错误；
B．使用滑轮组时，不计摩擦，由η可知机械效率不可能达到100%，故B错误；
C．由图可知，物体重力越大，滑轮组的机械效率越高，与拉力做功的多少无关，故C错误；
D．每次提升重物时，不计摩擦，克服动滑轮重力做的功为额外功，滑轮组做的额外功为
W额=G动h=10N×0.5m=5J，故D正确。
二、填空题（10小题，每空1分，共21分）
1. （2022海南）如图所示为我国古代货物装船的场景。此时木棒属于_____杠杆（选填“省力”“等臂”或“费力”），将重1000N的货物提升1.5m，杠杆对货物做功为_____J。
【答案】 省力 1500
【解析】如图所示，动力臂大于阻力臂，动力小于阻力，故是省力杠杆。
杠杆对货物做功为
2. （2022河北省）在劳动课上，小明利用钳子反复弯折铁丝，弯折处铁丝的温度升高，这是通过_____的方式改变铁丝内能的，如图所示，在剪断铁丝的过程中，钳子是一个_____（选填“省力”或“费力”）杠杆。
【答案】 做功 省力
【解析】弯折铁丝时，人对铁丝做功，机械能转化为内能，物体内能增大，温度升高，分子热运动更加剧烈，这是通过做功的方式改变铁丝的内能。
在剪断铁丝的过程中，钳子的动力臂大于阻力臂，根据杠杆平衡条件，动力小于阻力，所以钳子是一个省力杠杆。
3. （2022黑龙江龙东）周末，小刚去湖边钓鱼，钓到鱼后他将鱼拉出水面，如图所示，鱼线对鱼的拉力和鱼对鱼线的拉力是一对_____力；小刚使用钓鱼竿时，钓鱼竿是一个_____（选填“省力”、“等臂”或“费力”）杠杆。
【答案】 相互作用 费力
【解析】相互作用力是作用在两个物体上的力，大小相等，方向相反，作用在同一直线上，而题目中鱼线对鱼的拉力和鱼对鱼线的拉力符合相互作用力的特点，所以鱼线对鱼的拉力和鱼对鱼线的拉力是一对相互作用力。
由图可知，钓鱼竿在使用时，动力臂小于阻力臂，所以钓鱼竿是一个费力杠杆。
4. （2022广西贺州）如图所示的滑轮为_____（选填“动”或“定”）滑轮；若不计滑轮重及细绳和滑轮间的摩擦，用竖直向上的拉力F=_____N，可以匀速提升滑轮下重为100N的物体。
【答案】 动 50
【解析】如图所示，提升重物时，滑轮随着物体一起运动，故是动滑轮。
动滑轮省一半的力，故竖直向上的拉力为
5. （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
6. （2022湖北十堰）如图所示，斜面与水平地面夹角为30°，某快递员用500N的力，将重800N的货物沿斜面匀速推上车厢，不考虑斜面形变，货物所受摩擦力方向沿斜面向_____ ；斜面的机械效率为_____。不改变斜面与地面夹角和货物质量，采用_____ 的方法可以提高斜面的机械效率。
【答案】 下 80% 减小木板粗糙程度
【解析】货物相对斜面向上运动，所受的斜面的摩擦力沿斜面向下。
如图所示，斜面的长度为l，其高度
斜面的机械效率
斜面与地面夹角和货物质量不变，即有用功保持不变，可通过减少额外功来提高斜面的机械效率。为了减少额外功，可减小摩擦力，压力不变时，可通过改变接触面的粗糙程度来改变摩擦，所以可通过减小木板表面的粗糙程度来提高机械效率。
7．小彬用如图所示滑轮组把重400N的货物匀速提升2m，若不计绳重和摩擦，所用的拉力是250N．此过程中绳端移动的距离为 m，滑轮组的机械效率是 。
【答案】4；80%。
【解析】（1）由图知，n＝2，绳端移动的距离：s＝2h＝2×2m＝4m；
（2）滑轮组的机械效率：
η＝＝＝＝＝×100%＝80%；
8．救援车工作原理如图所示，当车载电机对钢绳施加的拉力F大小为2.5×103N时，小车A恰能匀速缓慢地沿斜面上升。已知小车A的质量为1t，斜面高为2m，斜面长为5m（不计车长、钢绳重、动滑轮重、钢绳与滑轮间的摩擦和滑轮与轴间的摩擦，g＝10Nkg）在小车A由水平路面被拖上救援车的过程中，钢绳所做的有用功为 J，整个装置的机械效率为 ，小车A与斜面间的摩擦力大小为 N．
【答案】2×104；80%；1×103。
【解析】（1）小车质量m＝1t＝1000kg，
其重力G＝mg＝1000kg×10N/kg＝1×104N，
钢绳做的有用功：
W有用＝Gh＝1×104N×2m＝2×104J，
（2）不计车长、拉力端移动距离s＝2L＝2×5m＝10m，
拉力做的总功：
W总＝Fs＝2.5×103N×10m＝2.5×104J，
整个装置的机械效率：
η＝＝×100%＝80%；
（3）不计钢绳重、动滑轮重、钢绳与滑轮间的摩擦和滑轮与轴间的摩擦，克服小车A与斜面间的摩擦做的功为额外功，
W额＝W总﹣W有用＝2.5×104J﹣2×104J＝5×103J，
由W额＝fL可得摩擦力：
f＝＝＝1×103N。
9.如图所示，工人们用同一滑轮组，根据需要有两种方式来提起等重的建筑材料，若不计摩擦和绳重，则F1_____F2，机械效率ηA_____ηB。（填“>”“=”或“<”）
【答案】(1)< (2) =
【解析】（1）由图可知，不计摩擦及绳重，绳子自由端拉力分别为
，
所以
（2）不计摩擦和绳重，两种方式来提起等重的建筑材料到相同高度，则对物体做的有功相同，动滑轮相同，则所做额外功相同。所以机械效率相同，即。
10.如图所示，一卡车车厢车底底板距地面1.5m高，小张把一块3m长的钢板AB搭在车厢底板上，构成一个斜面。他通过这个斜面，用F=600N的力，把一个大木箱从B处推到A处的车上，已知木箱重为1000N。则小张推木箱做功大小为_____J,这个过程中，斜面的机械效率大小为_____（结果保留一位小数）。
【答案】（1）1800J（2）83.3%
【解析】（1）W总=Fs=600N×3m=1800J
（2）W有用=Gh=1000N×1.5m=1500J
η=W有用×100%/W总=1500J×100%/1800J≈83.3%
三、作图题（本大题有4个小题，每小题各2分，共8分）
1. （2022贵州黔东南州）如图所示，用杠杆将物体A提起，请画出使杠杆平衡最小力F的示意图和物体A所受重力的示意图。
【答案】
【解析】重力的方向是竖直向下的，从物体的重心画一条带箭头的竖直向下的有向线段，用G表示，即为物体所受重力的示意图；由杠杆平衡条件
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；图中支点在O点，动力作用在B点，则OB为最长的动力臂，因此连接OB，过B点作垂直于OB向上的力，即为最小动力F的示意图，如图所示。
2.（2022江苏无锡）如图乙所示，杠杆处于水平平衡，支点为O，请画出A点处所受拉力F1及其力臂l1；
【答案】如图所示。
；
【解析】弹簧测力计对杠杆的拉力即为A点处所受拉力F1，过支点O作拉力F1作用线的垂直距离即为其力臂l1，如图所示。
3. （2022广西河池）如图所示，请画出最省力的滑轮组绳子的绕法。
【答案】如图所示。
【解析】根据题滑轮组的工作特点可知，使用滑轮组提升重物时，不计绳重和摩擦，绳端拉力F大小与绕过动滑轮且施加拉力的绳子股数n的关系为
因此绕过动滑轮且施加拉力的绳子股数n越大，滑轮组越省力，由图示可知，题中绕过动滑轮且施加拉力的绳子股数最大为n=3，故最省力的滑轮组绳子的绕法如图所示。
4. （2022甘肃金昌）如图所示，某工人站在地面上使用由三个滑轮组成的滑轮组提升重物，请画出最省力的绕绳方法。
【答案】如图所示。
【解析】由于图中只有一个动滑轮，承担物重的绳子段数最多为3段，此时最省力，其绕法。
四、实验探究题（本大题有3小题，共计17分）
1.（6分）（2022湖南益阳）在探究“杠杆的平衡条件”的实验中：
（1）没有挂钩码时，杠杆静止时的状态如图所示，为了使杠杆在水平位置平衡，平衡螺母应向_____移动；
（2）杠杆在水平位置平衡后，在杠杆两侧挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，使杠杆重新在水平位置平衡。然后改变动力和动力臂，相应调节阻力和阻力臂，再做几次实验。再做几次实验的目的是_____（填序号）；
A．多次测量求平均值，减小误差
B．寻找规律的普遍性
（3）当货车所载货物重心太靠后时，货车会翘起来，如图所示，这样容易造成交通安全事故。若以后轮为支点，货物对货车压力F的力臂用表示，货车重力G的力臂用表示，货车之所以会翘起来，是因为_____（选填“>”、“=”或“<”）。
【答案】 右 B >
【解析】（1）杠杆的右端上翘，左端下沉，说明重心偏左，要使杠杆在水平位置平衡，平衡螺母应向上翘的右端移动。
（2）通过实验总结归纳出物理规律时，一般要进行多次实验，获取多组实验数据，避免实验结论的偶然性，归纳出的物理规律才具有普遍性，所以在探究杠杆平衡的条件时，多次改变力和力臂的大小主要是为了寻找规律的普遍性。
（3）货车可以看成杠杆，若以后轮为支点，当时，货车便不能平衡，货车车头会翘起来。
2.（6分）（2022甘肃兰州）小聪同学按照如图所示的装置对动滑轮特点进行了探究，实验数据见下表。通过分析数据，他觉得与“使用动滑轮能省一半的力”的结论偏差较大。
（1）该实验中出现这样结果的主要原因是没有考虑_____ ；
（2）在实验过程中，提升重物时应该注意沿竖直方向_____拉动。动滑轮可视为杠杆的变形，则此时其支点为_____ （选填“A”、“ B”或“C”）点。
实验次数 物重G/N 弹簧测力计示数F/N
1 1.0 0.7
2 1.5 1.0
3 2.0 1.3
【答案】 （1）滑轮的自重 （2）匀速 A
【解析】（1）“使用动滑轮能省一半力”是在理想情况下得出的结论，而实际情况中动滑轮的重力和摩擦是客观存在的。由表中数据知道，随着物重的增加，测力计的示数变大，但比物重的一半要大，这与“使用动滑轮能省一半的力”的结论偏差较大，其主要原因是没有考虑滑轮的自重。
（2）使用动滑轮时，只有匀速竖直向上拉，拉力的力臂才等于滑轮的直径，使得弹簧测力计的示数稳定，便于读出拉力的大小。此时动滑轮的实质是动力臂等于阻力臂2倍的省力杠杆，支点是A点。
3.（5分）（2022海南）小明发现公共场所为残障人士设计的无障碍通道是斜面，且不同的斜面通道的倾斜程度有所不同，这引发了小明对斜面的兴趣。他想了解斜面的机械效率是否与倾斜程度有关，便与实验小组的小伙伴们用如图所示装置进行实验探究。
（1）测量斜面的机械效率，需要的测量工具是______、______。
（2）请设计出实验数据记录表。______（把表格画在答题卡的方框里面）
（3）准备动手实验时，有小伙伴提出，斜面的机械效率还可能跟斜面的粗糙程度有关。则他们要探究斜面的机械效率是否与倾斜程度有关时，应当保持______不变，这里采用的科学研究方法是______。
【答案】 （1）弹簧测力计 刻度尺 （2）见解析。
（3）斜面的粗糙程度 控制变量法
【解析】（1）测量机械效率需要知道做的有用功和总功，功的多少要通过公式W=Fs计算得出，所以需要测量的物理量有长度的大小和力的大小，需要的测量工具为弹簧测力计和刻度尺。
（2）需要测量的物理量有：斜面的倾斜程度、物体重力、拉力大小、斜面高度和斜面长度，需要计算的物理量有有用功和总功、机械效率，设计表格如下图所示：
实验序号 斜面的倾斜程度 物体重力G/N 拉力F/N 斜面高度h/m 斜面长度s/m W有/J W总/J 机械效率
1
2
3
（3）因为本实验中认为影响机械效率的因素有两个，所以在探究机械效率与斜面的倾斜程度的关系时，要控制斜面的粗糙程度一定，采用了控制变量法。
五、综合应用题（本大题有2小题，共计24分）
1. （12分）（2022广西百色）如图所示，工人师傅用滑轮组将重为500N的物体在30s内匀速提升到6m高的楼上，已知动滑轮重为100N，不计绳重及摩擦。求：
（1）拉力F；
（2）拉力的功率；
（3）滑轮组的机械效率。（计算结果保留一位小数）
【答案】（1）200N；（2）120W；（3）83.3%
【解析】（1）由可知，拉力F为
（2）物体的速度为
绳子的速度为
由可知，拉力的功率为
（3）由可知，滑轮组的机械效率为
2. （12分）（2022贵州黔东南州）如图所示，是某工作队用滑轮组从水中打捞正方体物体M的情景。物体M的棱长为1m，密度为2.8×103kg/m3，用7500N的拉力F将物体M以0.5m/s的速度匀速提升2m。忽略绳重、绳与滑轮的摩擦和滑轮与轴的摩擦。（ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg）求：
（1）物体M上升后，还未露出水面时受到的浮力；
（2）物体M上表面在水面下0.2m时，它的下表面受到水的压力；
（3）物体M上升后，在未露出水面前，此滑轮组的机械效率。
【答案】（1）；（2）；（3）80%
【解析】（1）物体还未露出水面时，排开液体体积
还未露出水面时受到的浮力
（2）物体M上表面在水面下0.2m时，它的下表面处水的深度
它的下表面受到水的压强
它的下表面受到水的压力
（3）物体M的重力
此滑轮组的机械效率
答：（1）还未露出水面时受到的浮力为；
（2）它的下表面受到水的压力为；
（3）此滑轮组的机械效率为80%。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
HYPERLINK "http://21世纪教育网(www.21cnjy.com)
" 21世纪教育网(www.21cnjy.com)中小学教育资源及组卷应用平台
2023年中考物理一轮复习22个单元核心素养达标全攻略（人教版通用）
专题12 简单机械
新课标对单元知识要求
1.知道简单机械。探究并了解杠杆的平衡条件。
2.知道机械效率。了解提高机械效率的意义和途径。
3.能说出人类使用的一些机械。了解机械的使用对社会发展的作用。
单元考点解读
考点1 杠杆
1.杠杆：一根在力的作用下能绕着固定点转动的硬 棒就叫杠杆。
2.支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂的概念
(1)支点：杠杆绕着转动的点(o)
(2)动力：使杠杆转动的力(F1)
(3)阻力：阻碍杠杆转动的力(F2)
(4)动力臂：从支点到动力的作用线的距离（L1）
(5)阻力臂：从支点到阻力作用线的距离（L2）
3.杠杆平衡的条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂.或写作：F1L1=F2L2 或写成 。这个平衡条件也就是阿基米德发现的杠杆原理。
4.三种杠杆：
(1)省力杠杆：L1>L2,平衡时F1(2)费力杠杆：L1F2。特点是费力，但省距离。（如钓鱼杠，理发剪刀等）
(3)等臂杠杆：L1=L2,平衡时F1=F2。特点是既不省力，也不费力。（如：天平）
考点2 定滑轮和动滑轮以及滑轮组1.定滑轮特点：不省力，但能改变动力的方向。（实 质是个等臂杠杆）
2.动滑轮特点：省一半力，但不能改变动力方向,要费距离.(实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆)
3.滑轮组：
（1）定义：由若干个定滑轮和动滑轮匹配而成的叫滑轮组。
（2）特点：既能省力又能改变力的方向，但是要费距离。
（3）省力特点:使用滑轮组时，有几段（股）绳子吊着物体，提起重物所用的力就是物重的几分之一，即F=G，F为提起重物所用的力，G为物重，n为承受物重的绳子段（股）数，即绕在动滑轮上的绳子段（股）数。
考点3 机械效率1.机械效率：使用机械时，人们做的有用功跟总功的比值叫机械效率。
2.计算公式：η=W有/W
单元例题解析
【例题1】（2022江苏连云港）下图是生活中几种常见的杠杆，其中属于省力杠杆的是（ ）
A. 钓鱼竿 B. 道钉撬
C. 筷子 D. 理发剪刀
【例题2】（2022广西玉林）如图所示，杠杆处于水平平衡状态，若在杠杆两侧挂钩码处各增加一个质量相同的钩码，则杠杆（ ）
A. 仍然平衡 B. 右端下降 C. 左端下降 D. 匀速转动
【例题3】（2022广西北部湾）如图所示的各种工具，正常使用时省力的是（ ）
A. 定滑轮 B. 动滑轮 C 筷子 D. 船桨
【例题4】（2022哈尔滨）如图所示，用一个动滑轮把重100N的沙袋从地面匀速提到6m高的楼上，所用拉力60N（绳重和摩擦不计），下列说法正确的是（ ）
A. 动滑轮重40N
B. 绳子自由端通过的距离为12m
C. 拉力做的有用功为720J
D. 动滑轮机械效率为8.3%
简单机械单元核心素养精准达标检测试题
（满分100分，答题时间90分钟）
一、选择题（共10小题，每小题3分，共计30分）
1. （2022广西贺州）如图所示的四种工具中，属于省力杠杆的是（ ）
A. 筷子 B. 托盘天平 C. 羊角锤 D. 火钳
2. （2022湖南湘潭）如图所示，一均匀杠杆可以绕中点O自由转动，杠杆上垂直粘有A、B两根粗细相同的蜡烛且刚好在水平位置平衡，两蜡烛所处位置到O点的水平距离lAO＝2lBO，现同时点燃蜡烛，经时间t，它们减少了相等的质量，下列说法正确的是（ ）
A. 点燃前A、B蜡烛重力之比为1∶2
B. 经时间t，杠杆右端下沉
C. 经时间t，杠杆左端下沉
D. 经时间t，杠杆继续保持水平平衡
3. （2022哈尔滨）下列说法不正确的是（ ）
A. 在电学实验中，滑动变阻器能保护电路
B. 使用定滑轮一定可以省力
C. 我国宇航员在空间站主要通过电磁波与地面控制中心联系
D. 鸟翼获得向上的升力是利用了流体压强与流速的关系
4. （2022黑龙江牡丹江）如图是我国古人利用绞车提升巨石的情景，下列说法正确的是（ ）
A. 使用此装置可以省功 B. 使用轮轴可以省距离
C. 上方的滑轮可以改变力的方向 D. 绞车由动滑轮、定滑轮及轮轴组成
5. （2022江苏扬州）在测量滑轮组机械效率的活动中，装置如图所示，欲使所测机械效率提高，下列措施可行的是（ ）
A. 转轴加润滑油 B. 增加提升高度 C. 增大提升速度 D. 减小物体质量
6.（2022湖南岳阳）如图，用40N的拉力，在10s内将重100N的物体匀速提升3m，则该滑轮
组（ ）
A. 绳端移动的距离为6m B. 有用功为120J
C. 拉力做功的功率为36W D. 机械效率为80%
7. （2022甘肃兰州）如图所示，斜面长10m，高4m。用平行于斜面F=50N的拉力，将重100N的物体，从斜面的底端匀速拉到顶端。在此过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 利用此装置既可以省力，也可以省功 B. 物体受到的摩擦力为50N
C. 对物体所做的有用功为500J D. 该斜面的机械效率为
8.如图的杠杆中，O是支点，在B端挂一个重物，为使杠杆水平平衡，要在A端加一个力，下列说法中正确的是（ ）
A.在水平方向用力F1最小
B.在竖直方向用力F2最小
C.在跟OA连线垂直的方向F3最小
D.在各个方向上用力一样大
9.如图所示，长1.6m、粗细均匀的金属杆可以绕O点在竖直平面内自由转动，一拉力﹣位移传感器竖直作用在杆上，并能使杆始终保持水平平衡．该传感器显示其拉力F与作用点到O点距离x的变化关系如图所示．据图可知金属杆重（ ）
A．5 N B．10 N C．20 N D．40 N
10.用如图甲所示的滑轮组缓慢提升不同物体，每次物体被提升的高度均为0.5m，滑轮组的机械效率与物体受到重力的关系如图乙所示 不计摩擦，下列分析正确的是（ ）
A. 动滑轮的重力为5N
B. 该滑轮组的机械效率可以达到100%
C. 滑轮组的机械效率越高，拉力做功越少
D. 每次提升重物时，滑轮组做的额外功为5J
二、填空题（10小题，每空1分，共21分）
1. （2022海南）如图所示为我国古代货物装船的场景。此时木棒属于_____杠杆（选填“省力”“等臂”或“费力”），将重1000N的货物提升1.5m，杠杆对货物做功为_____J。
2. （2022河北省）在劳动课上，小明利用钳子反复弯折铁丝，弯折处铁丝的温度升高，这是通过_____的方式改变铁丝内能的，如图所示，在剪断铁丝的过程中，钳子是一个_____（选填“省力”或“费力”）杠杆。
3. （2022黑龙江龙东）周末，小刚去湖边钓鱼，钓到鱼后他将鱼拉出水面，如图所示，鱼线对鱼的拉力和鱼对鱼线的拉力是一对_____力；小刚使用钓鱼竿时，钓鱼竿是一个_____（选填“省力”、“等臂”或“费力”）杠杆。
4. （2022广西贺州）如图所示的滑轮为_____（选填“动”或“定”）滑轮；若不计滑轮重及细绳和滑轮间的摩擦，用竖直向上的拉力F=_____N，可以匀速提升滑轮下重为100N的物体。
5. （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______。
6. （2022湖北十堰）如图所示，斜面与水平地面夹角为30°，某快递员用500N的力，将重800N的货物沿斜面匀速推上车厢，不考虑斜面形变，货物所受摩擦力方向沿斜面向_____ ；斜面的机械效率为_____。不改变斜面与地面夹角和货物质量，采用_____ 的方法可以提高斜面的机械效率。
7．小彬用如图所示滑轮组把重400N的货物匀速提升2m，若不计绳重和摩擦，所用的拉力是250N．此过程中绳端移动的距离为 m，滑轮组的机械效率是 。
8．救援车工作原理如图所示，当车载电机对钢绳施加的拉力F大小为2.5×103N时，小车A恰能匀速缓慢地沿斜面上升。已知小车A的质量为1t，斜面高为2m，斜面长为5m（不计车长、钢绳重、动滑轮重、钢绳与滑轮间的摩擦和滑轮与轴间的摩擦，g＝10Nkg）在小车A由水平路面被拖上救援车的过程中，钢绳所做的有用功为 J，整个装置的机械效率为 ，小车A与斜面间的摩擦力大小为 N．
9.如图所示，工人们用同一滑轮组，根据需要有两种方式来提起等重的建筑材料，若不计摩擦和绳重，则F1_____F2，机械效率ηA_____ηB。（填“>”“=”或“<”）
10.如图所示，一卡车车厢车底底板距地面1.5m高，小张把一块3m长的钢板AB搭在车厢底板上，构成一个斜面。他通过这个斜面，用F=600N的力，把一个大木箱从B处推到A处的车上，已知木箱重为1000N。则小张推木箱做功大小为_____J,这个过程中，斜面的机械效率大小为_____（结果保留一位小数）。
三、作图题（本大题有4个小题，每小题各2分，共8分）
1. （2022贵州黔东南州）如图所示，用杠杆将物体A提起，请画出使杠杆平衡最小力F的示意图和物体A所受重力的示意图。
2.（2022江苏无锡）如图乙所示，杠杆处于水平平衡，支点为O，请画出A点处所受拉力F1及其力臂l1；
3. （2022广西河池）如图所示，请画出最省力的滑轮组绳子的绕法。
4. （2022甘肃金昌）如图所示，某工人站在地面上使用由三个滑轮组成的滑轮组提升重物，请画出最省力的绕绳方法。
四、实验探究题（本大题有3小题，共计17分）
1.（6分）（2022湖南益阳）在探究“杠杆的平衡条件”的实验中：
（1）没有挂钩码时，杠杆静止时的状态如图所示，为了使杠杆在水平位置平衡，平衡螺母应向_____移动；
（2）杠杆在水平位置平衡后，在杠杆两侧挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，使杠杆重新在水平位置平衡。然后改变动力和动力臂，相应调节阻力和阻力臂，再做几次实验。再做几次实验的目的是_____（填序号）；
A．多次测量求平均值，减小误差
B．寻找规律的普遍性
（3）当货车所载货物重心太靠后时，货车会翘起来，如图所示，这样容易造成交通安全事故。若以后轮为支点，货物对货车压力F的力臂用表示，货车重力G的力臂用表示，货车之所以会翘起来，是因为_____（选填“>”、“=”或“<”）。
2.（6分）（2022甘肃兰州）小聪同学按照如图所示的装置对动滑轮特点进行了探究，实验数据见下表。通过分析数据，他觉得与“使用动滑轮能省一半的力”的结论偏差较大。
（1）该实验中出现这样结果的主要原因是没有考虑_____ ；
（2）在实验过程中，提升重物时应该注意沿竖直方向_____拉动。动滑轮可视为杠杆的变形，则此时其支点为_____ （选填“A”、“ B”或“C”）点。
实验次数 物重G/N 弹簧测力计示数F/N
1 1.0 0.7
2 1.5 1.0
3 2.0 1.3
3.（5分）（2022海南）小明发现公共场所为残障人士设计的无障碍通道是斜面，且不同的斜面通道的倾斜程度有所不同，这引发了小明对斜面的兴趣。他想了解斜面的机械效率是否与倾斜程度有关，便与实验小组的小伙伴们用如图所示装置进行实验探究。
（1）测量斜面的机械效率，需要的测量工具是______、______。
（2）请设计出实验数据记录表。______（把表格画在答题卡的方框里面）
（3）准备动手实验时，有小伙伴提出，斜面的机械效率还可能跟斜面的粗糙程度有关。则他们要探究斜面的机械效率是否与倾斜程度有关时，应当保持______不变，这里采用的科学研究方法是______。
五、综合应用题（本大题有2小题，共计24分）
1. （12分）（2022广西百色）如图所示，工人师傅用滑轮组将重为500N的物体在30s内匀速提升到6m高的楼上，已知动滑轮重为100N，不计绳重及摩擦。求：
（1）拉力F；
（2）拉力的功率；
（3）滑轮组的机械效率。（计算结果保留一位小数）
2. （12分）（2022贵州黔东南州）如图所示，是某工作队用滑轮组从水中打捞正方体物体M的情景。物体M的棱长为1m，密度为2.8×103kg/m3，用7500N的拉力F将物体M以0.5m/s的速度匀速提升2m。忽略绳重、绳与滑轮的摩擦和滑轮与轴的摩擦。（ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg）求：
（1）物体M上升后，还未露出水面时受到的浮力；
（2）物体M上表面在水面下0.2m时，它的下表面受到水的压力；
（3）物体M上升后，在未露出水面前，此滑轮组的机械效率。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
HYPERLINK "http://21世纪教育网(www.21cnjy.com)
" 21世纪教育网(www.21cnjy.com)
