专题06机械与机械效率（专项测试）

2020年中考科学全真模拟试卷专题06机械与机械效率

专项测试

（满分100分，时间60分钟）

学校:姓名：班级：考号：

一、选择题（共10小题，每小题1分，共10分）

1.（2020•常州）如图所示，起瓶器开启瓶盖时，可看作是（）

A.以B为支点，动力方向向下的杠杆

B.以B为支点，动力方向向上的杠杆

C.以A为支点，动力方向向下的杠杆

D.以A为支点，动力方向向上的杠杆

【答案】D

【解析】

我们在使用起瓶器开启瓶盖时，瓶盖中的B点被撬起，所以B点是阻力的作用点，并且在开启的过程中,

起瓶器绕A点转动，所以A是支点，在开启瓶盖时，杠杆应绕A逆时针旋转，所以动力的方向向上，在

整个过程中，动力臂大于阻力臂，所以它是省力杠杆。

2.（2020・无锡）如图所示的钓鱼竿可以看成一个杠杆，关于钓鱼竿卜.列说法正确的是（）

A,钓鱼竿是省力杠杆，B点是支点

B.A点是支点，使用钓鱼竿可以省功

C.钓鱼竿是费力杠杆，它的好处是可以省距离

D.钓鱼竿是省力杠杆，增大两只手之间的距离能更省力

【答案】C

【解析】

如图所示的钓鱼竿，钓鱼时鱼竿绕A点转动，A为支点，B为动力作用点，C为阻力作用点，动力臂小于

阻力臂，属于费力杠杆，好处是可以省距离，但不省功;

若增大两只手之间的距离，即增大动力臂，能更省力，故ABD错误、C正确。

3.（2019・成都）如图所示是自卸车的示意图，车箱部分可视为杠杆，则卜.列分析正确的是（)

A.C点是支点，物体A放在车箱前部（靠近车头）可省力

B.C点是支点，物体A放在车箱后部（靠近车尾）可省力

C.B点是支点，物体A放在车箱前部（靠近车头）可省力

D.B点是支点，液压杆施加的力是动力，货物重力是阻力

【答案】B

【解析】

由图可知，车闹绕着C点转动，所以C点为支点，液压杆施加的力是动力，货物的重力是阻力；

当物体A放在车厢的后部时，动力臂大于阻力臂（下面第2幅图），此时可省力，故ACD错误，B正

A.天平B.筷子C.钓鱼竿D.撬棒

【答案】D

【解析】

A.天平在使用过程中，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆.

B.筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；

C.钓鱼竿在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；

D.撬棒在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆.

5.（2020・南京）如图所示，在轻质杠杆上吊一重物G,在一端施加一个始终与杠杆垂直的动力F,使杠杆

缓慢地从OA转至水平位置OB,则在转动过程中（）

A.F变大B.F先变大后变小C.F变小D.F先变小后变大

【答案】A

【解析】

由图可知，将杠杆缓慢地由最初位置拉到水平位置时，动力肾不变，阻力不变，阻力臂变大，根据杠杆平

衡条件F1L1=F2L2可知，动力逐渐变大。

6.（2019・桂林）两个物体所受重力分别为G1和G2,将它们按图所示悬挂在空中时，恰好静止.忽略滑

轮自重、绳重和摩擦，则G1与G2之比为（）

G.

A.1:1B.1:2C.2:lD.2:3

【答案】B

【解析】

由图知，G2由两根绳子承担，G1的力作用在绳端上，若滑轮重、绳重及摩擦均忽略不计，则Gl=l/2G2,

即G1:G2=1:2.

故选:B.

7.（2020•亳州）利用相应规格型号的较质滑轮，如图所示的甲、乙两种方式，把质量相等的重物G提升

了相同的高度，所用的拉方分别为F甲、F乙，机械效率分别是n甲、n乙（忽略绳重与摩擦，且动滑轮G

动小于物重G）,下列关系式正确的是（）

A.F甲〈F乙n甲乙B.FRnAF乙n甲=0乙

C.F甲〉F乙n甲〉n乙D.F甲=F乙n甲=n乙

【答案】c

【解析】

左图为定滑轮，右图为动滑轮，忽略绳重与摩擦，动滑轮G动小于物重G

由图可知，图甲中拉力F甲=G,而图乙中拉力为F乙=G+G2；则F甲〉F乙；

因甲中拉力做的功等于克服物体重力做的功，故甲中没有额外功，故机械效率为100%;

而乙中由于要拉动动滑轮，要克服动滑轮重力做额外功，所以甲刊乙。

8.（2020・淮北）质量是6kg的物体A放在水平桌面上，利用如图所示的装置使物体A以2m/s的速度做匀

速直线运动，弹簧测力计始终保持水平，其示数为2N,不计绳重、弹簧测力计重、绳子的伸长和滑轮组

内部的摩擦，则下列不正确的是［）

A.作用在绳端的拉力F为2NB.水平桌面对物体A的摩擦力为6N

C.在1s内拉力F做功12JD.在1s内拉力F的功率为4W

【答案】D

【解析】

A.因为弹簧测力计的示数是2N,所以，作用在绳端的拉力F为2N,故A正确;

B.由图可知，承担摩擦力的绳子股数n=3,

所以，拉力F=l/nf,则水平桌面对物体A的摩擦力：

f=nF=3x2N=6N,故B正确；

C.物体A在Is内通过的距离：s=vt=2m/sxls=2m,

绳子自由端移动的距离s，=ns=3x2m=6m,

在Is内拉力F做功：W=Fs,=2Nx6m=12J,故C正确；

D.拉力F的速度v，=nv=3x2m/s=6m/s,

拉力的功率P=Fv'=2Nx6m/s=12W,故D错误.

本题选择错误的，故选D.

9.（2020•南京）关于功、功率、机械效率的说法正确的是（）

A.功率越大，做功越快，机械效率越大

B.做功越少，功率越小，机械效率越小

C.功率越大，反映做功越快，与机械效率无关

D.机械效率越大，表明它做的功越多

【答案】C

【解析】

功率是单位时间内做的功的多少，是表示做功快慢的物理量，功率大小与做功多少和时间有关，机械效率

是有用功与总功的比值.

A.功率大，说明做功快，但不能说明机械效率越大，故A错误；

B.功率大小与做功多少和时间有关，做功少，功率不一定小，机械效率不一定小，故B错误；

C.功率越大，反映做功越快，与机械效率无关，故C正确；

D.机械效率越大，说明有用功与总功的比值大，做功不一定多，故D错误.

10.（2020・延安）下列有关机械效率的说法中正确的是（）

A.机械做的有用功越多，机械效率越高

B.机械效率越高，越省力

C.机械效率可以提高到100%

D.机械做的有用功占总功的比例越大，机械效率越高

【答案】D

【解析】

机械效率是有用功与总功的比值，有用功占总功的比例越大，机械效率越高，不是做的有用功越多，机械

效率就越高，故A错误，D正确；

机械效率的大小与是否省力无关，机械效率不可能提高到100%，故B、C错误.

二、作图题（共3小题，共15分）

11.（2020•泰州）如图所示，使用羊角锤拔钉子，请作出拔钉子时所用最小动力F及对应的动力臂L的示

意图；

【答案】

ro

【解析】

（I）根据力臂的画法，过支点o作动力作用线的垂线段即动力臂，过支点o作阻力作用线的垂线段即阻

力臂。（2）由杠杆的平衡条件FILI=F2L2可知，当动力臂最大时，动力最小，即最省力。连接支点和力

的作用点A即是最大动力臂，当作用力与之垂直时，作用力最小。力臂越长越省力，最长的力臂即支点与

作用点的连线，羊角锤与地面的接触点为支点O,动力作用在羊角锤的最上部A点，然后根据力臂的画法

作出垂直于力臂的作用力即可

12.（2019・岳阳）为使轻质杠杆AB在如图所示位置静止，请你在杠杆上画出所施加最小动力F1的示意

图，并作出阻力F2的力憎.

在阻力与阻力臂的乘枳一定的情况卜;最省力，即动力臂最长，由图知OB比OA长，所以OB做动力臂

最长，过B点与OB垂直向上作垂线就得到动力F的方向；画出阻力作用线，则支点O到阻力作用线的垂

直距离为阻力臂L2.

13.（2020•驻马店）画出图中拉力F的力臂L和重物A所受重力的示意图.

A•

【答案】

如解答图所示

Af

JG

【解析】

重物的重心在物体的几何中心，重力的方向是竖直向下的，从作用点起沿竖直向下的方向，画一条带箭头

的线段；0点是杠杆的支点，从支点向力F作用线做垂线，即是力臂.

三、填空题（共6小题，每小空1分，共15分）

14.（2019•石家庄）如图所示，工人用一个动滑轮匀速提起一个重力为180N的重物，工人所用拉力为

100N,不计绳重和摩擦，则滑轮的机械效率为;如果用此装置匀速提起一袋质量为25kg的大

米，当拉绳子的速度为0.4m/s时，拉力的功率为W；若仅增加重物的质量，则滑轮组的机械效率

将（选填“增大虫减小”或“不变”）.（g=10N/kg）

【答案】90%54增大

【解析】

图中使用的是动滑轮，拉力端移动的距离s=2h,

动滑轮的机械效率：

i]=W有用/W总xl00%=G/2Fxl00%=180N/2xl00Nxl00%=90%；

绳重与摩擦不计,F=1/2（G+G轮）,

动滑轮重：G轮=2F-G=2xl00NT80N=20N,

质量为25kg的大米重力：

G'=m'g=25kgx10N/kg=250N,

此时拉力F，=1/2（G，+G轮）=l/2（250N+20N）=135N,

由p=Fv=54W,

同一个滑轮组，当所提重物质量增加时，滑轮组的机械效率增大.

15.（2019・宿州）如图所示，用F=50N的力通过滑轮组水平拉重力为80N的物体，使其向左匀速运动,在

这过程中拉力F做功为50J,已知物体受到的水平地面的摩擦力为60N,则物体运动的距离为m,

该滑轮组的机械效率为.（忽略绳子和动滑轮的重力）

【答案】0.560%

【解析】

由W总=F拉s绳可得绳子自由端移动的距离：

s绳=W总/F拉=50J/50N=1m,

由图可知，n=2,

因为s绳=2s物，所以物体运动的距离：

s物=l/2s绳=1/2x1m=0.5m，

滑轮组所做的有用功：

W有用=fs物=60Nx0.5m=30J,

滑轮组的机械效率：

n=W有用/W总=3OJ/5OJx100%=60%.

16.（2020・江苏）如图所示，把重6N的物体匀速向上提起，弹簧测力计的示数为N,不计绳重和

摩擦，动滑轮重力N.若绳子自由端上升的速度是0.3m/s,则重物上升的速度是m/s.

弹簧测力计的分度值为0.2N,所以拉力为F=2N+0.4N=2.4N；

滑轮组的绳子股数为：n=3,不计绳重和摩擦F=1/3（G+G动），

即：2.4N=l/3x（6N+G动），

解得：G动=L2N；

因为s=nh,时间相同,所以v拉FV物,所以v物=l/nv拉=l/3xO.3m/s=O.lm/s.

17.（2020・延安）如图所示，同时用力F1和F2沿竖直方向匀速奏起相同的重物，物体在上升时，滑轮

（前两空选填或"B”）可以看作省力杠杆，滑轮可以看作等臂杠杆：

【答案】BA【解析】

滑轮B为动滑轮，其实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，因此，可以省一半的力，是省力杠杆：而滑轮A

为定滑轮，不能省力，拉力等于物重，可以看作等臂杠杆

18.（2020•延安）桔棒（如图甲）是我国春秋战国时期劳动人民发明的一种提水工具，《墨经》中已有记

载，实际上它就是一种（填简单机械名称），因为另一端有配重物，所以人们提起水桶时所用的

力（选填“大于人小于”或“等于“）水桶的重力.

甲

【答案】杠杆小于

【解析】

由图可见，这种提水工具是杠杆：

根据杠杆的平衡条件可知，往上提水时，因为有石头帮忙，人的力气比水和桶的总重力小：

19.（2019•河南）搬运砖头的独轮车，车厢和砖头所受的总重力G=1400N,独轮车有关尺寸如图所示，该

独轮车是一个杠杆，动力F=,为了更省力，工人师傅可以采取的措施是.（写

出一条即可）

【答案】省力420N手向后移动

【解析】

由图可知，独轮车在使用过程中，动力臂大于阻力臂，所以该独轮车是省力杠杆.

根据杠杆平衡条件可得：FL1=GL2,

即：Fxlm=1400Nx0.3m

解得F=420N.

己知车厢和病头所受的总重力不变，根据杠杆的平衡条件可知，增大动力臂（即手向后移动）或减小阻力

臂（即重物向前移动），能减小动力，更省力.

四、实验探究题（共2小题，每小题15分，共30分）

20.（2019•广元）某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中，实验装置如图所示，得到的数据如表所示.

实舱火象123

依a量G/N446

钩马上升高度h/B0.10.10.1

・3找力F/N1.81.6

场端移动用Ki/m0.30.4

九旗效阜”74.10%6150%

（1）通过表中数据可分析出第2次实验是用（选填“甲”或“乙”）图所示装置做的实验；

（2）通过第1次实验和第2次实验的数据分析可得出结论：使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮

的个数越多（动滑轮的质量越大），滑轮组的机械效率（选填“越高”“不变”或“越低”）；

（3）小组同学再用第2次实验中使用的装置做第3次试验，表中第3次实验中绳端移动距离s漏记，根据

所学知识，第3次实验中绳端移切距离应该是m,并计算出第3次的机械效率『（保留

3位有效数字）.

【答案】（1）乙（2）越低（3）0.483.3%

【解析】

（1）由表中实验数据可知，第2次实验绳端移动的距离是钩码上升高度的4倍，由图示滑轮组可知，实验

使用的是乙图所示装置做的实验.

（2）由表中第1次实验和第2次实验的数据可知，使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮的个数越

多（动滑轮的质量越大），滑轮组的机械效率越低.

（3）由表中第2次实验数据可知，绳端移动的距离是钩码上升高度的4倍，第3次实验使用同样的装置，

则第3次实验：绳端移动距离s=4h=4x（）.lm=0.4m,

机械效率n=W有/W总x100%=（Gh）/（Fs）x100%=（6Nx0.1m）/（1.8NxO.4m）x1（）0%之83.3%.

21.如图所示，在探究“杠杆的平衡条件”实验中用到的实验器材有：杠杆、铁架台、弹簧测力计、刻度尺、

细线和质量相同的钧码若干个.

（1）实验前，将杠杆中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆右端下沉.此时，应把杠杆左端的平衡

螺母向（选填“左''或"右”）调节\使杠杆在不挂钩码时，保持在位置并静止.

（2）杠杆调节平衡后，小明在杠杆上A点处挂4个钩码（如图甲所示），为了使杠杆平衡，可以在B点

处挂个钩码或用弹簧测力计拉杠杆.若采用弹簧测力计，拉力的方向由竖直向下逐渐向右倾斜

时，为使杠杆仍然保持平衡，弹簧测力计的示数将（选填“变大”、"变小''或“不变”），其原因是

（3）关于“杠杆不处于水平位置能否平衡？”小海和小红意见不同.小海认为能平衡，于是他每次让杠杆倾

斜到同一位置静止，这样实验也得出了同样的杠杆平衡条件.

小海认为杠杆平衡不一定是水平的，这种说法对吗？（填“对”或“错”），小海这种方案与小红让杠

杆在水平位置做实验的方案相比较，你认为小海和小红哪位同学的实验方案好？请说明理由.

答：的实验方案好；理由是.

【答案】

（1）左水平位置

（2）6变大该力的力臂变短了

（3）对小红便于测量力臂

【解析】

（D实验前，将杠杆中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆右端下沉，说明杠杆重心右移，所以应

该把杠杆左端的平衡螺母向左调节，直至重心变到中点处，使杠杆在不挂钩码时，保持在水平位置并静止.

（2）当在A挂4个钩码，则A点处受到的重力为4G,力臂为3,点B的力臂为2,由杠杆的平衡条件

F1H=F212可知，可以在B点处F2=F11I12=4GS2=6G,所以应在B处挂6个钩码；

当拉力的方向由竖直向下逐渐向右倾斜时，该力的力臂逐渐变短，由杠杆的平衡条件可知，为使杠杆仍然

保持平衡，弹簧测力计的示数将变大.

（3）杠杆处于静止状态或匀速直线运动状态都叫杠杆平衡，所以小海的说法是对的：

小红的方案好，因为力臂是从支点到力的作用线的距离，在小红的方案中，杠杆在水平位置时，力的方向

与杠杆垂直，力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读事业，而小海的实验方案中的力臂不便于测量，所以小红

的方案好.