2023-2025年徐州市各地市中考物理模拟题分类精选10.简单机械 机械效率

这是一份2023-2025年徐州市各地市中考物理模拟题分类精选10.简单机械 机械效率，共51页。试卷主要包含了单选题，填空题，作图题，实验题，计算题，综合题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1．（24-25九年级上·陕西延安·期末）工人用如图所示的滑轮组将重为450N的物体匀速提升2m时，做了300J的额外功，则此过程中（ ）
A．使用滑轮组省功B．做的有用功为1800J
C．滑轮组的机械效率为66.7%D．拉力F的大小为200N
【答案】D
【详解】A．根据功的原理，使用任何机械都不省功，使用滑轮组可以省力或改变力的方向，但不能省功，故A不符合题意；
B．已知物体重力G=450N，提升高度h=2m，有用功
故B不符合题意；
C．已知额外功额W额=300J，由B选项可知W有=900J，则总功
机械效率
故C不符合题意；
D．由图可知，滑轮组绳子的有效股数n=3，绳子自由端移动的距离
由W总=Fs可知，拉力F的大小为
故D符合题意。
故选D。
2．（2025·江苏苏州·一模）如图所示，是修剪树木枝干的剪刀，下列生活中的杠杆与图中剪刀属于同一类型的是（ ）
A．钓鱼竿B．托盘天平
C．镊子D．切纸刀
【答案】D
【详解】由图可知，修剪树木枝干的剪刀使用时动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆；
A．钓鱼杆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．天平是等臂杠杆，不省力也不费力。故B不符合题意；
C．镊子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．切纸刀使用时动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆。故D符合题意。
故选D。
3．（2024·江苏南通·中考真题）钓鱼活动深受人们喜爱。如图是钓鱼的情景，你认为最合理的拉起鱼竿的方式是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】C
【详解】AB．钓鱼竿使用时，以鱼竿尾部为支点，故AB不符合题意；
CD．以鱼竿尾部为支点时，C选项F的力臂较大，D选项F的力臂较小，由杠杆平衡原理可知，C选项拉起鱼竿的方式更省力，故C符合题意，D不符合题意。
故选C。
4．（2024·江苏镇江·中考真题）小明用如图所示装置探究杠杆平衡条件，实验中杠杆始终保持水平平衡。此时弹簧测力计处于竖直方向，他发现弹簧测力计示数稍稍超过量程。为了完成实验，下列方案可行的是（ ）
A．钩码的数量适当增加B．钩码的位置适当左移
C．弹簧测力计转到图中虚线位置D．弹簧测力计位置适当向左平移
【答案】D
【详解】A．钩码的数量适当增加，阻力增大，阻力臂、动力臂不变，根据杠杆平衡的条件可知，动力增大，即弹簧测力计示数增大，不可行，故A不符合题意；
B．钩码的位置适当左移，阻力臂增大，阻力、动力臂不变，根据杠杆平衡的条件可知，动力增大，即弹簧测力计示数增大，不可行，故B不符合题意；
C．弹簧测力计转到图中虚线位置，动力臂减小，阻力臂、阻力不变，根据杠杆平衡的条件可知，动力增大，即弹簧测力计示数增大，不可行，故C不符合题意；
D．弹簧测力计位置适当向左平移，动力臂增大，阻力臂、阻力不变，根据杠杆平衡的条件可知，动力减小，即弹簧测力计示数减小，可行，故D符合题意。
故选D。
5．（2024·江苏宿迁·中考真题）如图所示的小型起重机，某次吊起重为的物体，电动机的拉力为，用时，使物体上升了。则通过动滑轮（ ）
A．做的有用功为B．拉力功率为
C．做的总功为D．机械效率为
【答案】B
【详解】ACD．拉力做的有用功为
拉力做的总功为
动滑轮的机械效率为
故ACD不符合题意；
B．拉力功率为
故B符合题意。
故选B。
6．（2024·江苏无锡·中考真题）如图所示，用滑轮组匀速提升重为200N的物体，拉力F为125N，物体升高的高度为4m，不计绳重和摩擦，则在此过程中，下列说法中正确的是（ ）
A．总功为800JB．动滑轮重为5N
C．绳端移动的距离为4mD．滑轮组的机械效率为80%
【答案】D
【详解】AC．由图可知，滑轮组的动滑轮绕2段绳，绳子自由端移动的距离
s=2h=2×4m=8m
总功
W总=Fs=125N×8m=1000J
故A正确，C错误；
B．不计绳重和摩擦，动滑轮重为
G动=2F-G=2×125N-200N=50N
故B错误；
D．有用功
W有=Gh=200N×4m=800J
滑轮组的机械效率为
故D正确。
故选D。
7．（2023·北京海淀·一模）如图所示的工具在使用时，属于费力杠杆的是（ ）
A．瓶盖起子B．食品夹
C．托盘天平D．羊角锤
【答案】B
【详解】A．瓶盖起子在使用时动力臂比阻力臂长，属于省力杠杆，故A不符合题意；
B．食品夹在使用时动力臂比阻力臂短，属于费力杠杆，故B符合题意；
C．天平在使用时动力臂和阻力臂相等，属于等臂杠杆，故C不符合题意；
D．羊角锤在使用时动力臂比阻力臂长，属于省力杠杆，故D不符合题意。
故选B。
8．（23-24八年级下·四川凉山·期末）如图所示的工具在正常使用过程中，属于省力杠杆的是（ ）
A．食品夹B．核桃夹
C．筷子D．镊子
【答案】B
【详解】A．食品夹使用时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故A不符合题意；
B．核桃夹使用时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B符合题意；
C．筷子使用时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故C不符合题意；
D．镊子使用时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故D不符合题意。
故选B。
9．（2024·江苏盐城·中考真题）下列挪动球形石墩的方法中，最省力的是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】A
【详解】从图中可以看到，A方法中有两段绳子挪动石墩，人对绳子的拉力为石墩与地面的摩擦力的一半；BCD方法中，人对绳子的拉力都等于石墩与地面的摩擦力，即不省力。
故选A。
10．（2024·江苏无锡·一模）红酒不仅可以直接饮用，也是一种烹调的调味品，可以用来烧牛排。如图是红酒开瓶器，瓶塞长5cm，强强用它来开瓶，平均阻力为150N，两个压把上的力之和为100N，压把重心向下移动了10cm，用时3s，下列说法错误的是（ ）
A．压把是一个省力杠杆
B．开瓶器的机械效率为75%
C．塞子克服摩擦力做功的功率为2W
D．钻头做的比较细是为了增大压强
【答案】C
【详解】A．由题知，两个压把上的力之和为60N，平均阻力为150N，即动力小于阻力，所以压把是一个省力杠杆，故A正确，不符合题意；
B．塞子上升的高度
压把重心向下移动的距离
塞子克服摩擦力做的有用功
两个压把做的有用功
​
开瓶器的机械效率
故B正确，不符合题意；
C．塞子克服摩擦力做功的功率
故C错误，符合题意；
D．钻头做的比较细，是在压力一定时，通过减小受力面积来增大压强，故D正确，不符合题意。
故选C。
11．（2022·山西·模拟预测）小李帮朋友搬家，他用图甲、乙所示的两套装置（每个滑轮的质量均相等，绳重和摩擦不计），分别将重力为100N的重物匀速提升相同高度h，若拉力竖直向上，则使用两套装置时不同的物理量是（ ）
A．拉力大小B．有用功
C．额外功D．机械效率
【答案】A
【详解】A．由图可知，承担重物的绳子股数n甲＝2，n乙＝3，则两种情况下绳端的拉力大小为
由于甲、乙装置中，提升物体的重力和动滑轮的重力相等，所以F1>F2，故A符合题意；
B．甲、乙装置克服物体重力做有用功，由于两装置中物体的重力相等，匀速提升的高度h相同，所以有用功大小为
W有甲＝W有乙＝Gh
即使用两套装置时所做的有用功相同，故B不符合题意；
C．绳重和摩擦不计，所以克服动滑轮重力所做的功就是额外功，即W额＝G动h，根据题意可知，甲、乙装置中动滑轮的重力和上升的高度相同，所以它们的额外功相同，故C不符合题意；
D．装置的机械效率，因为两装置的W有和W额相同，所以机械效率相同，故D不符合题意。
故选A。
12．（2021·辽宁营口·一模）如图所示，有一个一端固定在墙壁上的可绕O点转动的杠杆，在A点悬挂一个装有水的敞口水杯，在B点用竖直向上的拉力F使杠杆在如图所示的位置保持平衡。拔下杯底的塞子，则拉力F随时间t变化的图像是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】C
【详解】由杠杆平衡原理可得
当桶中水放完时，力F不为0，且随着时间的推移，水对桶底的压强越来越小，水的流速先快后慢，桶和水的总重开始下降较快，后期下降较慢，力F开始减小较快，后期减小较慢，故ABD的图像不符合题意，C图像符合题意。
故选C。
13．（2022·江苏·模拟预测）如图所示，质量分布均匀的直杆AB置于水平地面上，现在A端施加拉力F，缓慢抬起直杆直至竖直。B端始终和地面之间保持相对静止，F的方向始终和直杆垂直，该过程中拉力F的大小将（ ）
A．保持不变B．先减小后增大
C．逐渐减小D．先增大后减小
【答案】C
【详解】缓慢抬起直杆直至竖直的过程中，阻力不变，动力臂不变，阻力臂不断减小，根据杠杆平衡条件“动力×动力臂=阻力×阻力臂”得，动力逐渐减小。故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
14．（2016·江苏连云港·中考真题）如图所示是生活中几种常见的杠杆，其中属于费力杠杆的是（ ）
A． 道钉翘
B． 钢丝钳
C． 开瓶扳手
D． 筷子
【答案】D
【详解】A．道钉撬在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A不符合题意；
B．钢丝钳在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B不符合题意；
C．开瓶扳手在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C不符合题意；
D．筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故D符合题意。
故选D。
二、填空题
15．（2025·江苏徐州·一模）如图所示，用滑轮组在10s内将300N的重物匀速提升2m，滑轮组的机械效率为80%，不计绳重和摩擦，在此过程中，有用功为 J，拉力的大小为 N，如果增大提升重物的重量，该滑轮组的机械效率将变 。
【答案】 600 125 大
【详解】[1]滑轮组做的有用功
[2]滑轮组做的总功
由图可知，动滑轮承担物重的绳子段数n=3，则拉力移动的距离
拉力的大小
[3]不计绳重和摩擦，由滑轮组的机械效率可知，在动滑轮重力不变时，增大提升重物的重力，该滑轮组的机械效率将变大。
16．（2025·江苏南京·一模）如图甲是农民捣谷用的“春”，图乙是其结构示意图．AOB为碓（duì）杆，O为支点，AO长1.5m，OB长0.3m，舂相当于简单机械中的 杠杆，A处连接着碓头，脚踏碓杆的B处可使碓头升高，抬起脚，碓头会落下去击打稻谷，若碓头的重力为30N，每踩一次碓头上升的高度为60cm，则每踩一次克服碓头重力做功是 J，若不计碓杆的重力和摩擦，脚至少用 N的力才可以将碓头抬起，若1min将，B处踩下30次，舂的机械效率为60%，则人做功的功率是 W。
【答案】 费力 18 150 15
【详解】[1]由图乙可知，使用过程中，动力臂OB小于阻力臂OA，根据杠杆平衡条件可知，舂相当于简单机械中的费力杠杆。
[2]每踩一次克服碓头重力做功是
[3]若不计碓杆的重力和摩擦，根据杠杆平衡条件可得
解得
[4]若1min将B处踩下30次，则做得有用功为
效率为60%，人做的总功为
则人做功的功率是
17．（2025·江苏南京·一模）如图所示，滑轮重50N，工人用250N的拉力，在30s内将重为400N的物体匀速提高了6m。此过程中的有用功为 J，额外功为 J，滑轮的机械效率为 %，工人做功的功率为 W。
【答案】 2400 600 80 100
【详解】[1]克服物体重力所做的功是有用功，大小为W有用=Gh=400N×6m=2400J
[2]由图可知，使用的是动滑轮，绳端移动的距离为s=nh=2×6m=12m
拉力所做的总功为W总=Fs=250N×12m=3000J
额外功为W额外=W总-W有用=3000J-2400J=600J
[3]滑轮组的机械效率为
[4]工人做功的功率为
18．（2025·江苏南京·一模）如图所示，用12N的拉力沿竖直方向匀速拉起重为20N的重物，物体上升0.1m所用时间为4s，此过程中拉力做的有用功为 J，拉力的功率为 W，动滑轮的机械效率为 %，重物的机械能将 。
【答案】 2 0.6 83.3 增大
【详解】[1]有用功为
[2]动滑轮有效绳子段数，则绳子自由端移动距离为
则总功为
则拉力的功率为
[3]动滑轮的机械效率为
[4]重物匀速上升，质量不变，速度不变，则动能不变，高度增加，则重力势能变大，所以机械能变大。
19．（24-25九年级上·甘肃张掖·期末）用如图所示的滑轮组将重为120N的物体用50N的力在3s内竖直匀速提升5m，则此过程中有用功为 J，机械效率为 ，拉力所做的功率为 W。
【答案】 600 80% 250
【详解】[1]拉力做的有用功为W有=Gh=120N×5m=600J
[2]由图可知，n=3，拉力做的总功为W总=Fs=Fnh=50N×3×5m=750J
机械效率为
[3]拉力所做的功率为
20．（2025·江苏苏州·一模）如图是工人师傅用滑轮组提升建筑材料的示意图，在400N的拉力作用下，使质量为70kg的建筑材料匀速竖直上升了2m，不计绳重和摩擦。则滑轮组的机械效率为 %，动滑轮自重为 N。（g=10N/kg）
【答案】 87.5% 100
【详解】[1]提升建筑材料所做的有用功为W有用=Gh=70kg×10N /kg×2m=1400J
由图可知，承担重物的绳重股数n=2，所以拉力所做的总功为W总=Fs=Fnh=400N×2×2m=1600J
则滑轮组的机械效率为
[2]额外功W额=W总-W有用=1600J-1400J=200J
克服动滑轮重力所做的功为额外功，所以W额=G动h，动滑轮自重为
21．（24-25九年级下·江苏泰州·开学考试）“试弓定力”是《天工开物》中记载的一种测量弓弩最大弹力的方法。如图所示，O点为提纽处，若AO∶BO=3∶1，秤砣重150N，忽略秤杆重，杆秤平衡时，弓弦所受的拉力为 N；为测出弓弩的最大弹力，应逐渐增加弓下方所挂重物的重力，再将秤砣悬挂点逐渐 （靠近/远离）O点。
【答案】 450 远离
【详解】[1]据杠杆平衡条件有，即，解得弓弦所受的拉力为F=450N。
[2]为了测出弓弩的最大弹力，在秤砣的作用力、OB不变，即动力和阻力臂不变时，若增大所挂重物的重力，即增大阻力，则需要增大动力臂，所以秤砣的悬挂点逐渐远离O点。
22．（2025·江苏无锡·一模）如图甲是卫生间一种智能抽水马桶，其水箱的工作原理如图乙所示。当出水管阀门打开，水从出水管流出，水箱中的水减少，空心铜球C就在重力作用下，随着水位下降而向下运动，通过金属杆AB绕O点转动，向上拉动进水管阀门，使水能通过进水管进入水箱；当出水管阀门关闭，随着不断进水，水箱中的水位不断上升，空心铜球C随着向上运动，当金属杆处于水平位置时，把进水管阀门堵严，不再进水。金属杆AB能绕O点转动，其质量及形变忽略不计，且不考虑出水管阀门对杠杆的影响，AB长216mm，AO长24mm，空心铜球C的质量为90g，重力和浮力可以认为作用在其几何中心，进水管阀门的受力面积是。当压强达到时，进水阀门就可以关严不再进水，则此时进水管阀门受到的压力是 N，空心铜球产生的浮力为 N；空心铜球的体积至少是 。（g取10N/kg）
【答案】 12 2.4
【详解】[1]此时进水管阀门受到的压力F1=pS=5×105Pa×24×10-6m2=12N
[2]空心铜球的重力为G=mg=90×10-3kg×10N/kg=0.9N
根据杠杆的平衡条件F1·OA=F2·OB
得到
对浮球进行受力分析可知，浮球受竖直向上的浮力、竖直向下的压力、竖直向下的重力，浮球在这三个力的作用下处于平衡状态，则铜球浸没后产生的浮力为F浮=F2+G=1.5N+0.9N=2.4N
[3]因铜球完全浸没，所以空心铜球的体积为
23．（2024·江苏徐州·一模）如图所示，物体重240N，动滑轮重20N。工人用135N的拉力将物体匀速提升了2m，用时10s，此过程中拉力匀速提升物体的功率是 W，动滑轮的机械效率是 （结果精确到0.1%），克服动滑轮重所做的功为 J。
【答案】 54 88.9% 40
【详解】[1]如图为动滑轮，则拉力匀速提升物体的功率是
[2]动滑轮的机械效率是
[3]克服动滑轮重所做的功为
24．（2024·江苏徐州·中考真题）如图所示，工人用动滑轮提起木箱，使用动滑轮可以 。如果木箱重600N，工人用400N的力，将木箱匀速提高3m，则有用功为 J，动滑轮的机械效率为 。
【答案】 省力 1800 75%
【详解】[1]图中所示的动滑轮相当于一个省力杠杆，可以省力但是费距离。
[2]因为木箱提升了3m，所以可知做的有用功为
W有用=Gh=600N×3m=1800J
由图可知绳子段数为2，则木箱提高3m时，绳子自由端提高的距离为
s=2×3m=6m
则可得拉力做的功为
W=Fs=400N×6m=2400J
该动滑轮的机械效率为
25．（2024·江苏淮安·中考真题）如图所示，小明用的拉力平行于斜坡将重的木箱从斜坡底端匀速拉到顶端，斜坡长，高，他做的总功为 J，斜坡的机械效率为 ，木箱受到的摩擦力为 N。
【答案】 800 75% 100
【详解】[1]拉力做的总功为
[2]有用功的大小为
斜坡的机械效率为
[3]额外功的大小为
摩擦力的大小为
26．（2024·江苏无锡·中考真题）如图是《天工开物》中记载的我国古代的提水工具“辘轳”，在两个支架上摆放一根直的硬棒，支点为、，A端系一石块，B端装有轮轴，轮轴能绕着硬棒转动，悬吊空桶的绳索另一端绕过轮轴后系紧在轮轴上，若空桶质量为10kg，轮轴质量为10kg，空桶和轮轴对硬棒的作用力视作施加在B位置。长为0.6m，长为1m，长为0.8m，硬棒及绳索质量忽略不计。（g取）
（1）人对辘轳不施加力。桶中未装水，为保证硬棒不会翻转，石块质量最多为 kg；若A点系上质量为40kg的石块，提水时为保证硬棒不翻转，桶中最多可装 kg的水；
（2）若桶内水的质量为40kg，人用时20s将桶匀速提升3m，此时辘轳提水的机械效率为50%，则桶对水做的功为 J，人做功的功率为 W。
【答案】 60 60 1200 120
【详解】（1）[1]桶中未装水，为保证硬棒不会翻转，支点为O1，由杠杆平衡条件得到
[2]若A点系上质量为40kg的石块，提水时为保证硬棒不翻转，支点为O2，由杠杆平衡条件得到
桶中最多可装水
m水=m桶水-m桶=70kg-10kg=60kg
（2）[3]桶对水做的功为
[4]总功
人做功的功率
27．（2024·江苏扬州·三模）很多公共场所设计了如图所示的专用通道。沿专用通道至入口和直接上台阶相比较，可以 （选填“省力”、“省功”或“省距离”）。若将重的小车沿长的斜面推至高的入口处，沿斜面所用的推力为，在此过程中所受斜面摩擦力大小为 N。
【答案】 省力 20
【详解】[1]专用通道相当于斜面，而使用斜面能够省力，所以沿专用通道至入口和直接上台阶相比较，可以省力，但要多移动距离，且使用任何机械都不能省功。
[2]所做有用功为
W有=Gh=900N×2m=1800J
总功为
W总=Fs=200N×10m=2000J
额外功为
W额=W总-W有=2000J-1800J=200J
由W额=fs得，摩擦力大小为
28．（2024·江苏常州·中考真题）如图所示，工人利用动滑轮匀速提升重物，已知物重400N，施加在绳端竖直向上的拉力F为250N，在100s内将物体提升10m，不计绳重与摩擦，此过程中动滑轮的机械效率为 ，绳端拉力做功的功率为 W。
【答案】 80% 50
【详解】[1]有用功
W有=Gh=400N×10m=4000J
总功
W总=Fs=F×2h=250N×2×10m=5000J
此过程中动滑轮的机械效率为
[2]绳端拉力做功的功率为
29．（2024·江苏苏州·中考真题）健身步道上的坐式划船训练器如图所示。人坐在座板上，用始终与把手垂直的力缓慢向后将把手拉至身体两侧，此过程中，拉力大小变化情况是 。若要增加训练强度，应将配重盘向 （a/b）端移。
【答案】 逐渐变小 a
【详解】[1]人坐在座板上，用始终与把手垂直的力缓慢向后将把手拉至身体两侧，此过程中，阻力（配重盘的重力）不变，阻力臂变小，动力臂不变，根据杠杆平衡条件可知，动力变小，即拉力逐渐变小。
[2]若要增加训练强度，即增大拉力，根据杠杆平衡条件​可知，在阻力（配重盘的重力）不变的情况下，应增大阻力臂，即将配重盘向a端移。
30．（2024·江苏连云港·中考真题）用如图所示滑轮组将重300N的物体匀速提升1m，拉力F大小为120N，有用功为 J，滑轮组的机械效率为 。
【答案】 300 83.3%
【详解】[1][2]由图可知，承担重物的绳子段数n=3，所以绳子自由端通过距离为
s=3×1m=3m
总功
W总=Fs=120N×3m=360J
有用功为
W有=Gh=300N×1m=300J
滑轮组的机械效率为
三、作图题
31．（2025·江苏徐州·一模）按要求作图。
(1)如图所示，根据给出的折射光线画出对应的入射光线；
(2)如图，请画出用螺丝刀撬图钉的动力F1的力臂l1。
【答案】(1)
(2)
【详解】（1）对于凸透镜，折射光线过焦点，则入射光线与主光轴平行，如下图
（2）力臂的画法：过支点作力的作用线的垂线，即为该力的力臂，所以过支点O作力F1的作用线的垂线，即为F1的力臂l1，如图所示：
32．（2025·江苏苏州·一模）按题目要求作图；
(1)在图甲中画出小球受到的重力和绳子拉力；
(2)在乙图中（ ）中标出通电螺线管左端的磁极，并标出A点的磁场方向；
(3)在丙图中根据折射光线画出对应的入射光线；
(4)在丁图中画出杠杆受到的阻力和使杠杆在图示位置平衡施加的最小动力。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
【详解】（1）小球受到的重力竖直向下，受到的绳子拉力沿着绳子向上，作图如下：
（2）乙图中电流从螺线管左端流入，根据安培定则，通电螺线管左端为N极，右端为S极，磁体外部磁感线都是从N极出发指向S极，所以A点的磁场方向向右，作图如下：
（3）过焦点的光线穿过凸透镜后平行于主光轴，过光心的光线穿过凸透镜后传播方向不变，作图如下：
（4）杠杆B端受到绳子竖直向下的拉力即为阻力，以OB为动力臂时，动力臂最长，阻力和阻力臂不变，根据杠杆平衡条件可知此时动力最小，所以过B点作垂直于OB向上的力即为最小动力，作图如下：
33．（2025·江苏苏州·一模）根据要求完成相应作图。
(1)如图甲，一束光从空气斜射到水面，画出其反射光线和折射光线的大致方向；
(2)如图乙，小明在体育课上做下压运动训练，静止不动时人体可以看成杠杆模型，O为支点，肌肉的拉力为动力，请画出的力臂和脚对地面压力的示意图；
(3)请标出图丙中点处磁感线的方向，并在括号中标明小磁针静止时右端磁极的极性。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】（1）过入射点作垂直于界面的法线，根据反射角等于入射角，在法线右侧的空气中画出反射光线，光从空气斜射向水中，折射光线会向法线偏折，根据折射角小于入射角，在法线右侧的水中画出折射光线，如图所示：
（2）①画力臂时，先确定支点O，再确定动力作用线，然后过点O做动力作用线的垂线段，并标上，如图所示：②作地面对脚的压力F的示意图时，先确定受力点为A点，方向垂直于接触面并指向被接触的物体，此题中，竖直向下，标上F，如图所示：
（3）电流从电流表的正接线柱流入，负接线柱流出；由图得，电流从螺线管的右接线柱流出，由右手螺旋定则得，螺线管的右端为N极，左端为S极；由异名磁极相互吸引得，小磁针的右端为N极；磁场外部的磁场方向从N极流向S极，则A点的磁感线方向从右到左，如图所示：
34．（2025·江苏无锡·一模）按要求作图：
(1)根据透镜的性质，在图中完成光路图，画出折射光线或入射光线。
(2)如图所示，在杠杆OBA的B点悬挂一重物，若在杠杆A端施加最小的力F，使其在图示位置平衡，请画出F的示意图及其力臂L。
(3)如图所示，闭合开关，通电螺线管附近小磁针的N极指向如图所示，请在图中括号内标出通电螺线管左端的极性及电源左端的极性。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】（1）入射光线过凸透镜焦点入射，折射光线会平行主光轴；入射光线的延长线过凹透镜焦点，折射光线会平行主光轴。如图所示：
（2）由可知，在阻力臂和阻力乘积一定时，动力臂越长，动力越小；当以OA作为动力臂，动力臂最长，此时动力最小；为使其在图示位置平衡，动力的方向应该垂直于OA向上，如图所示：
（3）由图可知，小磁针右端为N极，左端为S极，根据异名磁极相互吸引可知，通电螺线管右端为N极，左端为S极；根据安培定则，伸出右手使大拇指指向螺线管的右端N极，则四指弯曲所指方向为电流方向，所以电流从螺线管的左端流入，则电源的左端为正极，右端为负极。如图所示：
35．（2025·江苏苏州·一模）按照要求作图（保留作图痕迹）
(1)如图甲，入射光线与镜面成30°角，请画出反射光线并标出反射角的大小；
(2)如图乙，为了使轻质杠杆AOB在图示位置静止，请你画出在B点所施加的最小动力F的示意图，并标出F的力臂L；
(3)如图丙，放有条形磁体的小车静止在水平地面上，闭合开关S，小车向左运动，请在图中括号里标明电源左端的极性和电磁铁右端的磁极；
(4)如图丁，电路中A、B、C、D是四个接线柱。请用笔画线代替导线连接相应的接线柱，使灯L1、L2并联，要求：连线横平竖直，规范画出完整电路图。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
【详解】（1）首先做出法线，根据反射角等于入射角，在法线的右侧画出反射光线；由于入射光线与镜面的夹角是30°，所以入射角为90°-30° =60°，作图如下：
（2）在杠杆阻力、阻力臂一定的情况下，要使所用的动力最小，必须使动力臂最大；由图可知，当OB为动力臂时，动力臂是最大，动力是最小；为了是杠杆处于平衡状态，动力的方向垂直于OB斜向下，如图所示：
（3）条形磁铁的右端为N极，闭合开关S，小车向左运动，根据同名磁极相互排斥可知，螺线管的左端为N极，右端为S极，根据安培定则可知，丙图中，电流从左端流入，所以电源的右端为正极，电源的左端为负极，作图如下：
（4）由图可知，灯泡L1的左端和L2的右端连接后接到了电源的极，所以要组成并联电路，L1的右端和L2的左端需连接到一起与电源正极相连，故接线柱C与D连接，接线柱B与D连接，如下图：
36．（2024·江苏徐州·中考真题）按要求作图。
(1)如图甲所示，一束光平行于主光轴射向凸透镜，请画出通过凸透镜后的出射光线。
(2)如图乙所示，请画出撑开雨伞时，撑杆对伞骨作用力F的力臂。
【答案】(1)
(2)
【详解】（1）平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点，如图所示：
（2）图中支点为O点，由支点向力F的作用线作垂线段，为力臂l，如图所示：
37．（23-24九年级上·江苏苏州·阶段练习）如图所示，轻质衣架搭着一条毛巾，要使其持水平平衡，请在A点画出应施加的最小力F与力臂l。

【答案】
【详解】连接AO，然后作AO的垂线即为A点应施加的最小力F，则此时动力臂最长，l为F的力臂

38．（2024·江苏盐城·中考真题）如图所示，画出用起子撬图钉的动力的力臂。
【答案】
【详解】找出支点，从O做F1的垂线就是F1的力臂L1，如图所示：
39．（12-13九年级上·北京·期末）工人站在地面用滑轮组匀速提升重物，请在如图所示的滑轮组上画出绕线。
【答案】
【详解】用一只定滑轮与一只动滑轮组成的滑轮组，绕绳方法有两种，但我们除考虑省力情况外，还要注意工人是站在地面拉绳子，如下图所示
四、实验题
40．（2025·江苏南京·一模）做“探究杠杆平衡条件”实验：
(1)杠杆在图甲位置静止，是否处于平衡状态？ 。为使杠杆在水平位置平衡，应向 调节平衡螺母；
(2)实验数据如下表所示，表中漏填的数据为 N；
(3)小明发现路口悬挂设备的横杆，越靠外侧越细，如图乙，将其简化为如图丙的杠杆模型，假定只有 A、O 两点是焊接点，进行如下探究：
①找来由同种材料制成的等高实心圆柱体和薄壳空心圆台，如图丁，下底面直径D相同；
②询问 DeepSeek，对话如图戊。根据回答，判断薄壳空心圆台上底面逐渐减小，下底面和 h 不变，重心到下底面的距离变化情况是 ；
③使用弹簧测力计进行了三次测量，拉力方向均竖直向上，物体保持静止时，三次示数如图己。实心圆柱 A 点拉力 F1 和空心圆台 A 点拉力 F2 之比F1 ∶ F2 = 。
【答案】(1) 是 左
(2)1
(3) 减小 25∶4
【详解】（1）[1][2]挂钩码前杠杆处于静止，此时杠杆能达到平衡状态；杠杆的左端高，右端低，因此要想使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向左调节，使杠杆水平位置平衡。
（2）由杠杆平衡条件得到3N×5cm=F2×15cm
则F2=1N。
（3）[1]由图戊可知，薄壳空心圆台的重心到下地面的距离为
薄壳空心圆台上底面逐渐减小，下底面和 h 不变，即R、h不变，r减小，由上式可知重心到下底面的距离减小。
[2]实心圆柱的重心距下底面的距离是，如图所示：
由图己可知，左边的图中拉力是10N，根据三角形相似得到，由杠杆平衡条件得到FL1=G1L2
所以
空心圆台，设长为h，重心到下底面的距离为L，中间的图中拉力是2N，重力为G2，如图所示：
由三角形相似得到，由杠杆平衡条件得到，得到
右边的图中拉力是1.6N，如图所示：
则，由杠杆平衡条件得到
得到
所以
即
得到，所以
图丙中，左边图，O为支点，A点的拉力水平向左，由杠杆平衡条件得到
则
右图中，由杠杆平衡条件得到
则
所以
41．（2024·江苏淮安·中考真题）在“探究杠杆平衡条件”实验中：
(1)请在图甲中画出的力臂；
(2)的力臂为 。当的大小为时，竖直向上拉杠杆，仍使杠杆在水平位置平衡， N；
(3)小明学过杠杆知识后自制了一根杆秤（自重不计），如图乙所示，要想增大杆秤的测量范围，你有哪些方法？ （写出一种方法即可），小明猜想制作的杆秤刻度是均匀的，请你通过推理证实。 （写出推理过程，涉及的物理量用图中字母表示）。
【答案】(1)
(2) 10.0 0.5
(3) 换用质量更大的秤砣（增大） 见解析
【详解】（1）过支点O作力作用线的垂线段即为力臂，作图如下：
（2）[1][2]由图甲可知，的力臂；当的大小为时，竖直向上拉杠杆，此时的力臂，根据杠杆平衡条件，大小为
（3）[1]要想增大杆秤的测量范围，可以换用质量更大的秤砣。根据杠杆平衡条件，两力臂不变，秤砣重力变大，对秤杆的拉力变大，即动力变大，那么阻力会变大，即称量的物体重力变大，则杆秤的测量范围变大。
[2]根据杠杆平衡条件可得
则有
因为和均为定值，所以和成正比，所以制作的杆秤刻度是均匀的。
42．（2024·江苏宿迁·中考真题）在“探究杠杆平衡条件”的活动中，实验选用的钩码重均为0.5N。
(1)实验前，杠杆静止在如图甲所示位置，应将 向 调节，把铅垂线放置于点，从正前方观察，当零刻度线与铅垂线 （选填“重合”或“垂直”）时，即杠杆在水平位置平衡；
(2)如图乙所示，需要在点挂上 个钩码，杠杆将在水平位置平衡；再次在其两边各加上一个钩码，杠杆 侧会下降；
(3)多次实验，记录的数据如下表，可得、、、之间的关系是： 。
(4)下列实验中多次测量的目的与本次探究不同的是___________。
A．测量铅笔长度
B．探究重力与质量关系
C．探究反射角与入射角关系
【答案】(1) 平衡螺母 右 重合
(2) 2 右
(3)
(4)A
【详解】（1）[1][2][3]实验前，杠杆静止在如图甲所示位置时，杠杆左低右高，应将杠杆两端的平衡螺母向右调节，从正前方观察，当零刻度线与铅垂线重合时，说明杠杆已经在水平位置平衡。
（2）[1]如图乙所示，设需要在B点挂n个钩码，杠杆将在水平位置平衡，根据杠杆的平衡条件可得
解得：n=2；
[2]再次在其两边各加上一个钩码，则
杠杆右侧会下降。
（3）分析三次实验数据可知，每次实验，动力与动力臂的乘积都等于阻力与阻力臂的乘积，所以杠杆的平衡条件为
（4）本实验多次实验的目的是避免偶然因素，寻找杠杆平衡条件的普遍规律。
A．测量铅笔长度，多次实验的目的是减小误差，目的与本次探究不同，故A符合题意；
B．探究重力与质量关系，多次实验的目的是为了得到重力与质量关系的普遍规律，故B不符合题意；
C．探究反射角与入射角关系，多次实验的目的是避免偶然因素，找到反射角和入射角关系的普遍规律，故C不符合题意。
故选A。
43．（2024·吉林白山·二模）在“探究杠杆平衡条件”的实验中。
（1）调节杠杆水平平衡时，如果杠杆左端下沉，应将平衡螺母向 调节；
（2）如图甲所示，让杠杆保持水平静止，如果在A处挂总重为2N的钩码，在B处用弹簧测力计竖直向上拉，其示数为 N；
（3）如图乙所示，用扫帚清扫垃圾时，扫帚可看作 杠杆。
【答案】 右 1 费力
【详解】（1）[1]左端下沉，右端较高，则应将左边或右边的平衡螺母向右端调节，使杠杆在水平位置平衡。
（2）[2]设杠杆一个小格代表L，根据杠杆的平衡条件有
2N×2L=F×4L
解得F=1N。
（3）[3]用扫帚清扫垃圾时，动力臂小于阻力臂，则扫帚为费力杠杆。
44．（2022·江苏徐州·中考真题）在“探究杠杆的平衡条件”实验中。
（1）如图甲所示，安装杠杆时，为了使杠杆在水平位置平衡，应调节杠杆右端的平衡螺母向 移动；
（2）如图乙所示，杠杆上每一格的长度为5cm，在杠杆左边挂钩码，弹簧测力计对杠杆竖直向下的拉力是动力，则动力臂为 cm；
（3）如果要用弹簧测力计向上拉，要保持弹簧测力计的示数不变，需要对图乙所示的实验设计进行的调整是 ；
（4）如图丙所示，当杠杆绕支点转动时，杠杆上A点的速度方向总是和杠杆垂直。作用在A点的三个大小相等、方向不同的力F1、F2、F3，请指出为什么力臂最大的F2对杠杆转动的作用最大？ 。
【答案】 右 25 将测力计移到左端第5个格处 见解析
【详解】（1）[1]由甲图可知，杠杆左端向下倾斜，说明左端沉，为使杠杆在水平位置平衡，应调节杠杆右端的平衡螺母向右移动。
（2）[2]乙图中，杠杆水平位置平衡，弹簧测力计对杠杆竖直向下的拉力是动力，则动力臂此时落在杠杆上，测力计悬挂点到支点的距离就等于动力臂的长度，由于每一格的长度为5cm，共5个格，所以动力臂的长度为
l1=5cm×5=25cm
（3）[3]钩码的作用效果是使杠杆逆时针转动，要使弹簧测力计向上拉，拉力的作用效果需使杠杆顺时针转动，所以要使杠杆在水平位置平衡，需将测力计移到左端第5个格处向上拉。
（4）[4]作用在A点的三个力虽然大小相等，但F1、F3其对应的力臂比较小，所以力与其力臂的乘积相对较小，而F2的力臂最大，F2与其力臂的乘积最大，所以对杠杆转动的作用最大。
五、计算题
45．（2025·江苏苏州·一模）如图甲所示的装置，A是重为的空吊篮，绳子B和C能承受的最大拉力分别为和，质量为的小张同学将A提升到高处，施加的拉力随时间变化的关系如图乙所示，A上升的速度随时间变化的关系如图丙所示。忽略绳重及摩擦，常数取。求
(1)第2s内，绳子自由端移动的距离；
(2)第2s内，拉力所做的功；
(3)定滑轮的重和此装置提升重物的最大机械效率。
【答案】(1)
(2)
(3)；75%
【详解】（1）由图丙可知，第2s内A被匀速提升，其速度为2m/s；由图甲可知滑轮组的动滑轮绕绳子的段数n=2，则第2s内绳子自由端移动的距离为s=nh=nvt=2×2m/s×1s=4m
（2）由图乙可知，第2s内A被匀速提升的拉力F为10N，则第2s内拉力F所做的功为W=Fs=10N×4m=40J
（3）第2s内A被匀速提升，忽略绳重及摩擦，动滑轮的重力为G动=nF-GA=2×10N-15N=5N
因每个滑轮重相同，则定滑轮的重也为5N，C处绳子拉力
则当C处最大拉力为40N时，B处拉力为75N，当B处最大拉力为80N时，C处拉力为42.5N，所以要以C处最大拉力为准，则B处的拉力FB=GA+G货物=75N
此装置最多能匀速运载货物的重力G货物=FB-GA=75N-15N=60N
此装置提升重物的机械效率随提升物重的增大而增大，此装置提升重物的最大机械效率
46．（2024·江苏镇江·中考真题）如图1所示，用动滑轮将重力为的木块匀速提升，所用拉力F为。

(1)求此过程中的有用功。
(2)求该动滑轮的机械效率。
(3)将木块取下放置于水平地面上，如图2所示，木块底面积为，求木块对地面的压强。
【答案】(1)5J
(2)62.5%
(3)500Pa
【详解】（1）有用功
（2）拉力做的总功
该动滑轮的机械效率
（3）木块对地面的压力
木块对地面的压强
47．（2024·江苏南通·中考真题）如图，工人用330N的拉力，使用定滑轮将质量为30kg的物体6s内匀速吊起3m，g取10N/kg。求：
(1)物体上升的速度；
(2)工人做功的功率；
(3)定滑轮的机械效率。
【答案】(1)0.5m/s
(2)165W
(3)90.9%
【详解】（1）物体上升的速度为
（2）绳子自由端移动的距离为
工人做功的功率为
（3）定滑轮的机械效率为
48．（2024·江苏扬州·中考真题）如图所示，工人用动滑轮匀速提升重为400N的窗玻璃，所用的竖直拉力为250N，窗玻璃上升的高度为10m，用时50s。求：
（1）所做的有用功；
（2）工人所用拉力的功率P；
（3）动滑轮的机械效率。
【答案】（1）4000J；（2）100W；（3）80%
【详解】解：（1）利用动滑轮提升货物，做的有用功
W有=Gh=400N×10m=4000J
（2）动滑轮绳端移动的距离为
s=nh=2×10m=20m
则拉力做的总功
W总=Fs=250N×20m=5000J
所以拉力F的功率
（3）动滑轮的机械效率
答：（1）有用功W有为4000J；
（2）拉力F的功率P为100W；
（3）此过程中动滑轮的机械效率为80%。
49．（2024·江苏苏州·中考真题）某起重机的滑轮组结构示意如图所示，其最大载重为5t。起重机将3600kg的钢板匀速提升到10m高的桥墩上，滑轮组的机械效率为80%。不计钢丝绳的重力和摩擦，g取。求
（1）克服钢板重力做的功；
（2）钢丝绳的拉力F；
（3）滑轮组满载时的机械效率（保留一位小数）。
【答案】（1）；（2）；（3）84.7%
【详解】解：（1）克服钢板重力做的功为
（2）起重机的滑轮组做的总功为
由图可知，有四段绳子承重，则钢丝绳的拉力为
（3）起重机的滑轮组做的额外功为
动滑轮的重力为
滑轮组满载时的机械效率为
答：（1）克服钢板重力做的功为3.6×105J；
（2）钢丝绳的拉力为1.125×104N；
（3）滑轮组满载时的机械效率为84.7%。
50．（2019·内蒙古赤峰·二模）用如图所示的滑轮组匀速提升重力为60N的物体，在绳子自由端移动6m的过程中，拉力F做的功为150J，所用时间为5s。求：
（1）拉力F做功的功率；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）若克服摩擦和绳重所做的功为总功的2%，则动滑轮的重力多大?
【答案】(1)30W；(2)80%；(3)13.5N
【详解】(1)由可求拉力的功率为
(2)动滑轮上三段绳子，则绳子自由端移动6m时，物体上升2m，则克服重力所做有用功为
W有=Gh=60N×2m=120J
滑轮组机械效率为
(3)若克服摩擦和绳重所做的功为总功的2%，则克服滑轮和物体重力做功为总功的98%，即
W1=W总×98%=150J×98%=147J
则克服滑轮重力做功为
W滑=W1-W有=147J-120J=27J
由W=Fs可求滑轮重力为
答：(1)拉力F做功的功率为30W。
(2)滑轮组的机械效率为80%。
(3)动滑轮重力为13.5N。
51．（2019·湖南郴州·中考真题）一辆重为2×104N的电动汽车，以恒定功率50kW在平直的公路上匀速行驶3km，用时3min．已知汽车在行驶中所受阻力为车重的0.1倍，汽车轮胎与地面接触的总面积为0.5m2．求：
（1）汽车对地面的压强；
（2）汽车的牵引力所做的功；
（3）汽车发动机的机械效率（计算结果保留一位小数）．
【答案】（1）4×104Pa（2）6×106J（3）66.7%
【详解】（1）．因水平面上物体的压力和自身的重力相等，所以，汽车对地面的压强：
答：汽车对地面压强为．
（2）．因电动汽车匀速行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，所以，汽车的牵引力：
，
则汽车的牵引力所做的功：
；
答：汽车牵引力做功为．
（3）．由可得，电动汽车消耗的电能：
汽车发动机的机械效率：
答：汽车发动机的机械效率为66.7%．
52．（2023·江苏徐州·中考真题）工人用一个定滑轮匀速提升质量为18kg的物体，所用的拉力为200N，物体升高2m，g取10N/kg。
求：（1）物体受到的重力；
（2）定滑轮的机械效率。
【答案】（1）180N；（2）90%
【详解】解：（1）根据G=mg可得，物体受到的重力为
（2）有用功为
根据定滑轮的特点可知，绳子自由端移动的距离等于物体升高的距离，则拉力做的总功为
故定滑轮的机械效率为
答：（1）物体受到的重力为180N；
（2）定滑轮的机械效率为90%。
六、综合题
53．（2025·江苏苏州·一模）图甲是运动员训练背部及肩部力量时常用的高位下拉器，其简化装置如图乙所示．训练中，运动员两手分别从A、B端同时施加拉力将配重匀速提起20cm，某次训练中的三组情况记录如下表．（g取10N/kg），试求：
(1)在第1组训练中，滑轮提升配重所做的功为多大？
(2)在第2组训练中，配重向上做什么样的运动？
(3)试通过数据分析该套设施中，是否存在绳子重力和摩擦的影响？
【答案】(1)40J
(2)加速
(3)见解析
【详解】（1）滑轮提升配重所做的功
（2）第一组训练中，配重匀速上升，此时把配重和动滑轮看成一个整体，这个整体受平衡力，这个整体所受的拉力等于它们的重力，这一次每只手所用的力为110N。第二组训练中，每只手所用的拉力为120N，此时整体所受的拉力大于它们的重力，所以配重向上做加速运动。
（3）由图可知，下拉器中的滑轮组中承担物重的绳子段数n=2，假设没有绳重和摩擦力影响。
第1组训练中，
每只手拉力
所以
第3组训练中，配重的重力G2=m2g=40kg×10N/kg=400N
每只手拉力
所以
两次训练中得到动滑轮重力不相等，说明假设不成立，所以该套设施中，存在绳重和摩擦影响。
54．（2024·江苏扬州·中考真题）如图所示，小明坐在座椅上，伸小腿时，小腿绕膝关节上固定点O转动，股四头肌群收缩提供动力。
（1）请在图中画出动力臂。
（2）小腿从图示位置缓慢伸至水平位置，阻力臂的变化情况是 ，动力的变化情况是 。
【答案】 变大 变大
【详解】（1）[1]由支点向动力作用线作垂线，垂线段即为动力臂，故作图如下：
（2）[2]小腿的重力为阻力，小腿从图示位置缓慢伸至水平位置，阻力作用线离支点越来越远，阻力臂的变化情况是变大。
[3]阻力不变，阻力臂变大，动力臂不变，根据杠杆平衡条件可知，动力将变大。实验次数
动力 F1/N
动力臂 l1/cm
阻力 F2/N
阻力臂 l2/cm
1
1
20
2
10
2
2
15
1.5
20
3
3
5
15
实验序号
动力
动力臂
阻力
阻力臂
1
1.0
6.0
2.0
3.0
2
1.5
4.0
3.0
2.0
3
2.0
2.0
4.0
1.0
组次
配重质量/kg
每只手施加的拉力/N
配重上升情况
1
20
110
匀速
2
20
120
______
3
40
220
匀速