2025年中考备考物理复习之简单机械（尖子生版）

2025年中考备考物理复习之简单机械 一．选择题（共20小题） 1．（2024•烟台）骨骼、肌肉和关节等构成了人体的运动系统，人体中最基本的运动大多是由肌肉牵引骨骼绕关节转动产生的。下列关于人体中的杠杆说法正确的是（　　） A．图甲：手托重物时，可视为省力杠杆 B．图甲：手托重物时，肱二头肌对前臂的牵引力是阻力 C．图乙：踮脚时，可视为费力杠杆 D．图乙：向上踮脚的过程中，腓肠肌对足部骨骼的牵引力是动力 2．（2022•聊城）下列工具，在如图使用的过程中，属于费力杠杆的是（　　） A．用镊子取砝码 B．用核桃钳捏核桃 C．用剪刀剪绳子 D．用开瓶器开瓶盖 3．（2023•青岛）使用下列简单机械时，能省距离的是（　　） A．用筷子夹食物 B．用起子开瓶盖 C．利用定滑轮升国旗 D．起重机利用动滑轮吊起重物 4．（2024•市中区校级模拟）如图所示是一种切甘蔗用的铡刀示意图。下列有关说法正确的是（　　） A．使用铡刀可以省力 B．使用铡刀可以省距离 C．甘蔗放在a点比b点更难被切断 D．甘蔗放在b点比a点更易被切断 5．（2023•菏泽）用动滑轮在水平地面上沿直线匀速拉动重为G的物体，如图所示。已知水平拉力为F，物体受到地面的摩擦力为f，物体移动的距离为s。下列说法正确的是（　　） A．重力做功数值为Gs B．拉力做功数值为Fs C．摩擦力做功数值为fs D．使用此滑轮既省力又省功 6．（2024•济南模拟）“华夏国粹”——杆秤文化。2009年，杆秤被列入陕西非物质文化遗产保护名录。杆秤是利用杠杆原理来称质量的简易衡器，由木制的带有秤星的秤杆、金属秤锤、提纽等组成，提纽所在的位置为杠杆的支点的位置。如图所示，秤盘中放入小铁块，杆秤已在水平方向调节平衡。在秤盘中再加入一小铁块，若使秤杆再次达到水平平衡，下列选项描述正确的是（　　） A．将秤锤向右移动 B．将秤锤向左移动 C．减小秤锤的质量 D．将提纽向左移动 7．（2024•临沭县一模）某场馆建设中，采用如图所示的装置提升重物，工人师傅站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，使物体A在5s内匀速上升了2m。已知物体A重400N，该工人重550N，每个滑轮重20N，不计绳重与摩擦，下列说法不正确的是（　　） A．图中绳子的段数n＝2 B．绳子自由端移动的速度为0.8m/s C．人对绳子的拉力为200N D．人对地面的压力为340N 8．（2024•济南三模）济南大明湖龙舟赛已成功举办二十二届，每年都吸引上万市民和游客驻足观看，在省内外引起广泛关注与好评。如图所示，运动员一手紧握船桨的末端，另一手用力划桨，此时的船桨可看成一个杠杆，下列各图能正确表示其原理的是（　　） A． B． C． D． 9．（2024•泗水县三模）在“探究杠杆的平衡条件”实验中，已知杠杆上每个小格长度为2cm，当弹簧测力计在A点斜向上拉（与水平方向成30角）杠杆。使杠杆在水平位置平衡时，下列说法正确的是（　　） A．动力臂为0.08m B．此时为省力杠杆 C．钩码总重为2N D．若使弹簧测力计逐渐变为竖直向上拉动杠杆，测力计示数增大 10．（2024•市北区校级模拟）如图所示，杠杆水平静止，当拉力F绕作用点A转动时，为保持杠杆水平平衡，F大小随θ（F方向与水平方向的夹角）变化关系图象符合实际的是（　　） A． B． C． D． 11．（2024•成武县二模）如图所示，物体A重为60N，在10N的拉力作用下，在水平路面上以1m/s的速度做匀速直线运动6s，忽略绳子、滑轮爪及绳子和动滑轮的摩擦力。下列描述正确的是（　　） A．6s内绳子自由端移动的距离是6m B．拉力做功的功率是10W C．A受到的摩擦力大小是20N，向右 D．A的重力做功为360J 12．（2024•青岛二模）如图所示，动滑轮重为2N，拉力F为6N，整个装置处于静止状态，则重物G和弹簧测力计的示数分别为（不计绳重和摩擦）（　　） A．4N 5N B．9N 10N C．10N 6N D．9N 5N 13．（2024•阳谷县一模）如图所示，杠杆OBA可绕O点在竖直平面内转动，OB＝2BA，在B点悬挂一个10N的重物G，在A点施加竖直向上的动力F1使杠杆OBA水平平衡（杠杆重力及摩擦均忽略不计），下列说法正确的是（　　） A．在A点施加竖直向上的力F1时，该杠杆是费力杠杆 B．作用在A点的力F1的大小为5N C．如果重物的悬挂点B向O点移动，要使杠杆水平平衡，F1应变小 D．若将作用于A点的力F1变为图中F2，要使杠杆水平平衡，F2应小于F1 14．（2024•嘉祥县二模）初中各学科之间有着密切的联系，化学、生物学中也有物理知识的广泛运用，图中说法不正确的是（　　） A．甲图中，蒸馏水的制备是利用了水吸热后汽化及水蒸气放热后液化 B．乙图中，向下排空气法收集氢气利用了氢气的密度比空气的密度大 C．丙图中，桡骨在肱二头肌的牵引下绕着肘关节转动，可视为一种费力杠杆 D．丁图中，鱼主要是利用了摆动的尾部和躯干部与水的相互作用在水中游泳 15．（2024•菏泽校级一模）在跨学科实践课上，如图是一小组用3本大字典和滑轮组将一个人提了起来，字典匀速直线下降12m，使人匀速升高0.6m，字典对绳B的拉力为FB＝40N，绳A对人的拉力为FA＝560N。此过程（　　） A．有用功为240J B．滑轮组的机械效率为70% C．FA做的功大于FB做的功 D．动滑轮上承担力的绳子的股数n＝14 16．（2024•安丘市二模）图甲所示为工人师傅乘坐吊篮在高空给楼体外墙贴保温材料的情景，吊篮可在电动机的作用下实现升降，其简化结构如图乙所示。吊篮自身重为800N，电动机的工作效率为80%，额定电功率为800W。某次吊升过程中，电动机正常工作，吊篮在30s内匀速上升了6m。忽略绳重和摩擦，下列关于该过程的有关分析正确的是（　　） A．电动机拉动绳子的速度是0.2m/s B．电动机对绳子的拉力为800N C．吊篮内工人及物品的总重为2400N D．电动机对绳子的拉力做功2.4×104J 17．（2023•威海）如图所示，将若干重物放在4个自制天平的秤盘上，放入重物前天平在水平位置平衡，放入重物后天平都向右倾斜，秤盘最终落在桌面上。若不改变秤盘的悬挂位置。仅将重物左右互换，互换后可能重新在水平位置平衡的天平是（　　） A． B． C． D． 18．（2022•德州）用如图所示的装置提升货物。篮子A的重力为15N，绳子能承受的拉力足够大。已知人的重力为500N，现用20N的拉力F拉绳子，此时篮子上升的速度为0.5m/s（忽略绳重和摩擦，g取10N/kg）。下列说法正确的是（　　） A．绳子自由端移动的速度为1.5m/s B．动滑轮的重为5N C．匀速拉动时，篮子里最多能承载960N的货物 D．只改变图中滑轮组的绕绳方式，其机械效率将改变 19．（2024•庆云县二模）北京冬奥会的场馆建设中，采用如图所示的装置提升重物，工人师傅站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，用200N的拉力刚好可以拉动一重为300N的物体A匀速上升，使物体A在5s内上升了2m，不计绳重与摩擦，则下列正确的是（　　） A．绳子自由端的移动速度是0.8m/s B．滑轮组的机械效率是66.7% C．动滑轮重为50N D．增加物体A的质量则滑轮组的机械效率不变 20．（2024•东明县三模）如图所示，一位同学用滑轮组拉着重450N的物体A运动，物体A与地面间的摩擦力为90N，绳端拉力为F，物体A在5s内在水平面上匀速前进1m，不计绳重、滑轮重和其他摩擦，下列说法不正确的是（　　） A．绳端移动速度为0.4m/s B．绳端拉力F＝45N C．有用功为90J D．若增大物块与地面间的摩擦力，可以增大滑轮组的机械效率 二．填空题（共2小题） 21．（2023•聊城）小明和小红用图甲装置探究杠杆的平衡条件，进行实验并收集了数据。小明对数据分析后得出的结论是：动力×支点到动力作用点的距离＝阻力×支点到阻力作用点的距离。小红认为小明的结论是错误的，她做了图乙实验，图中每个钩码所受的重力是0.5N，弹簧测力计的示数为 　 　N，此实验 　 　（选填“能”或“不能”）说明小明的结论是错误的。 22．（2020•济宁）杠杆两端螺母的作用是　 　，图中的杠杆在水平位置平衡，若在两侧各减掉一个等重的钩码，杠杆　 　（选填“能”或“不能”）保持水平平衡。 三．作图题（共3小题） 23．（2024•枣庄）用手提起重物时，前臂可简化为杠杆：桡骨在肱二头肌牵引力F1的作用下，绕肘关节（支点O）转动，如图所示，请在图中画出动力F1的力臂L1 和阻力F2的示意图。 24．（2023•泰安）画出图中动力F的力臂，并用字母l表示。 25．（2022•枣庄）如图所示，若利用滑轮组向下拉绳将重物提升，请画出滑轮组绕绳方法。 四．实验探究题（共2小题） 26．（2023•济宁）利用铁架台、杠杆、质量相等的钩码等器材，探究杠杆的平衡条件。 （1）调节螺母，将没挂钩码的杠杆调节至水平位置平衡，如图甲所示，其目的是方便测量 　 　； （2）为探究杠杆的平衡条件，小明设计了以下两种收集实验数据的方案，其中合理的是 　 　； 实验次数 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 （3）如图乙所示，在A处挂3个钩码，则应在B处挂 　 　个钩码，才能使杠杆在水平位置保持平衡； （4）杆秤就是杠杆平衡条件的一个应用，是中国最古老也是现今人们仍然在使用的一种称质量的简易工具，由带有秤星的秤杆、秤砣、提纽等组成。如图丙所示，此杆秤有两个提纽，使用它称较重的物体时，常用离秤钩较 　 　（选填“近”或“远”）的提纽。 27．（2023•菏泽）用相同规格的钩码做“探究杠杆的平衡条件”实验，完成下列问题。 （1）实验前杠杆状态如图甲所示，应当向 　 　调节平衡螺母使杠杆呈水平状态； （2）如图乙所示，在杠杆支点的左侧A点悬挂若干钩码，在支点的右侧悬挂1个钩码，发现无论怎样调节右边钩码的位置，都不能使杠杆呈水平。为使杠杆水平，可以通过 　 　（只填一种可行的操作即可）来实现； （3）调整后继续实验，从支点处缓慢向右移动钩码，直到杠杆再次呈水平，同时记录左、右两侧悬挂的钩码 　 　和 　 　的大小。 （4）杆秤是利用杠杆平衡原理制成的测量物体质量的工具。如图丙所示某杆秤的0刻度距离提纽1cm，秤钩到提纽的水平距离为5cm，秤砣的质量为0.5kg。则提纽右侧距离提纽5cm处的刻度值应为 　 　kg。 五．计算题（共2小题） 28．（2024•潍坊）如图甲所示的装置由杠杆PQ、圆柱形物体a、b以及水箱、滑轮等组成。杠杆PQ只能绕O点在竖直平面内转动，PO：OQ＝1：3；P端通过竖直绳连接a，a通过竖直轻杆固定在地面上；b浸没在水中，通过细绳、滑轮与杠杆Q端相连。开始时PQ水平，打开出水口阀门，轻杆对a的作用力F的大小随水面下降高度x变化的规律如图乙所示。已知a、b质量分别为ma＝1.5kg、mb＝1.08kg，滑轮、杠杆和绳的重力均忽略不计，忽略所有摩擦，g取10N/kg，水的密度ρ＝1.0×103kg/m3。求： （1）打开阀门前P端绳对a的拉力； （2）打开阀门前b受到的浮力； （3）b的密度； （4）当b受到的拉力大小为8.4N时，b下表面处的液体压强。 29．（2021•菏泽）如图所示是一个水位监测仪的简化模型。杠杆AB质量不计，A端悬挂着物体M，B端悬挂着物体N，支点为O，BO＝4AO。物体M下面是一个压力传感器，物体N是一个质量分布均匀的实心圆柱体，放在水槽中，当水槽中无水时，物体N下端与水槽的底部恰好接触且压力为零，此时压力传感器的示数也为零。已知物体N的质量m2＝4kg，高度H＝1m，横截面积S＝20cm2（g取10N/kg，ρ水＝1.0×103kg/m3）。求： （1）物体N的密度ρ； （2）物体M的质量m1； （3）当压力传感器的示数F＝40N时，求水槽内水的深度h。 六．解答题（共1小题） 30．（2023•滨州三模）如图所示，杠杆在力F1、F2的作用下（F2未画出）处于平衡状态。O为支点，L2是力F2的力臂，请在图中画出F1的力臂L1和力F2的示意图。 2025年中考备考物理复习之简单机械 参考答案与试题解析 一．选择题（共20小题） 1．（2024•烟台）骨骼、肌肉和关节等构成了人体的运动系统，人体中最基本的运动大多是由肌肉牵引骨骼绕关节转动产生的。下列关于人体中的杠杆说法正确的是（　　） A．图甲：手托重物时，可视为省力杠杆 B．图甲：手托重物时，肱二头肌对前臂的牵引力是阻力 C．图乙：踮脚时，可视为费力杠杆 D．图乙：向上踮脚的过程中，腓肠肌对足部骨骼的牵引力是动力 【分析】首先确定杠杆的支点、动力、阻力及对应的动力臂和阻力臂，比较力臂大小得出杠杆类型。 【解答】解：AB、用手托重物时，肘关节处可以视为支点，肱二头肌对前臂杠杆的牵引力使得杠杆转动，是动力， 由图甲知，动力臂小于阻力臂，因此手托重物时，可视为费力杠杆，故AB错误； CD、由图可知人踮脚时绕着O点转动，腓肠肌对足部骨骼的牵引力F1使得杠杆转动，是动力， 由图乙知，动力臂大于阻力臂，可视为省力杠杆，故C错误，D正确。 故选：D。 【点评】解答本题关键是知道支点及力臂的定义，在解题时先找出支点、动力作用点、阻力作用点的位置，然后根据力臂的定义判断动力臂与阻力臂的大小关系。 2．（2022•聊城）下列工具，在如图使用的过程中，属于费力杠杆的是（　　） A．用镊子取砝码 B．用核桃钳捏核桃 C．用剪刀剪绳子 D．用开瓶器开瓶盖 【分析】结合图片和生活经验，判断各个工具使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆。 【解答】解：A.镊子在使用时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆；B.用核桃钳捏核桃时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆；C.用剪刀剪绳子时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆；D.开瓶器在使用时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆。 故选：A。 【点评】此题考查的是杠杆的分类和特点，主要包括以下几种： ①省力杠杆，动力臂大于阻力臂，省力但费距离； ②费力杠杆，动力臂小于阻力臂，费力但省距离； ③等臂杠杆，动力臂等于阻力臂，既不省距离也不省力。 3．（2023•青岛）使用下列简单机械时，能省距离的是（　　） A．用筷子夹食物 B．用起子开瓶盖 C．利用定滑轮升国旗 D．起重机利用动滑轮吊起重物 【分析】结合图片和生活经验，先判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆。 【解答】解：A、筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，费力省距离，故A正确； B、起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，省力费距离，故B错误； C、定滑轮实质是等臂杠杆，既不省力也不费力，不省距离也不费距离，故C错误； D、动滑轮实质是动力臂为阻力臂两倍的省力杠杆，省力费距离，故D错误。 故选：A。 【点评】此题考查的是杠杆的分类主要包括以下几种： ①省力杠杆，动力臂大于阻力臂；②费力杠杆，动力臂小于阻力臂；③等臂杠杆，动力臂等于阻力臂。 4．（2024•市中区校级模拟）如图所示是一种切甘蔗用的铡刀示意图。下列有关说法正确的是（　　） A．使用铡刀可以省力 B．使用铡刀可以省距离 C．甘蔗放在a点比b点更难被切断 D．甘蔗放在b点比a点更易被切断 【分析】动力臂比阻力臂长的杠杆是省力杠杆；动力臂比阻力臂短的杠杆是费力杠杆；动力臂和阻力臂相等的杠杆是等臂杠杆。 【解答】解：A、铡刀在使用时动力臂大于阻力臂，实质上是省力杠杆，可以省力，故A错误； B、铡刀的动力臂比阻力臂长，可以省力，费距离，故B错误； CD、甘蔗放在a点的阻力臂更短，根据杠杆的平衡条件可知：在阻力和动力臂一定时，阻力臂越短，越省力，所以甘蔗放在a点比b点更易被切断，故CD错误。 故选：A。 【点评】本题考查杠杆的分类；会利用杠杆的平衡条件解释生活中的物理现象。 5．（2023•菏泽）用动滑轮在水平地面上沿直线匀速拉动重为G的物体，如图所示。已知水平拉力为F，物体受到地面的摩擦力为f，物体移动的距离为s。下列说法正确的是（　　） A．重力做功数值为Gs B．拉力做功数值为Fs C．摩擦力做功数值为fs D．使用此滑轮既省力又省功 【分析】使用滑轮组水平拉动物体，拉力F所做的功为总功，克服物体摩擦力所做的功为有用功，从图可知，由2段绳子与动滑轮相连，则s拉＝2s物，任何机械都不省功。 【解答】解：A．物体在重力方向没有移动距离，重力做功数值为0，故A错误； B．由2段绳子与动滑轮相连，物体移动的距离为s，拉力移动距离则s拉＝2s，拉力做功数值为W＝Fs拉＝2Fs，故B错误； C．摩擦力做功数值为fs，故C正确； D．任何机械都不省功，使用此滑轮可省力，但不省功，故D错误。 故选：C。 【点评】本题考查考查动滑轮使用时有关功的计算，属于中档题。 6．（2024•济南模拟）“华夏国粹”——杆秤文化。2009年，杆秤被列入陕西非物质文化遗产保护名录。杆秤是利用杠杆原理来称质量的简易衡器，由木制的带有秤星的秤杆、金属秤锤、提纽等组成，提纽所在的位置为杠杆的支点的位置。如图所示，秤盘中放入小铁块，杆秤已在水平方向调节平衡。在秤盘中再加入一小铁块，若使秤杆再次达到水平平衡，下列选项描述正确的是（　　） A．将秤锤向右移动 B．将秤锤向左移动 C．减小秤锤的质量 D．将提纽向左移动 【分析】根据杠杆的平衡条件分析。 【解答】解：秤盘中放入小铁块，杆秤已在水平方向调节平衡，在秤盘中再加入一小铁块，则秤盘对杆秤的拉力与力臂的乘积变大，要使杠杆再次水平平衡，根据杠杆的平衡条件动力×动力臂＝阻力×阻力臂可知，可以增大秤锤对杆秤的拉力或者增大秤锤对杆秤的拉力的力臂、或者减小秤盘对杆秤的拉力的力臂，所以应该将秤锤向左移动或者增大秤锤的质量，或者将提纽向右移动，故B正确、ACD错误。 故选：B。 【点评】此题考查了杠杆的平衡条件的应用，难度不大。 7．（2024•临沭县一模）某场馆建设中，采用如图所示的装置提升重物，工人师傅站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，使物体A在5s内匀速上升了2m。已知物体A重400N，该工人重550N，每个滑轮重20N，不计绳重与摩擦，下列说法不正确的是（　　） A．图中绳子的段数n＝2 B．绳子自由端移动的速度为0.8m/s C．人对绳子的拉力为200N D．人对地面的压力为340N 【分析】由图可知n＝2，绳子自由端移动的距离s＝nh，利用v＝＝求绳子自由端移动的速度；先求得绳子的拉力，对人进行受力分析，根据力的平衡条件求出水平地面对人的支持力。 【解答】解：A、由图可知绳子的段数n＝2，故A正确； B、绳子自由端移动的速度v＝＝＝＝0.8m/s，故B正确； C、由于不计绳重摩擦，人对绳子的拉力F＝＝＝210N，故C错误； D、人对地面的压力F压＝G人﹣F＝550N﹣210N＝340N，故D正确。 故选：C。 【点评】本题考查了力的平衡条件条件、速度公式、功的公式和机械效率公式的应用，关键是从图中得出滑轮组绳子的有效股数。 8．（2024•济南三模）济南大明湖龙舟赛已成功举办二十二届，每年都吸引上万市民和游客驻足观看，在省内外引起广泛关注与好评。如图所示，运动员一手紧握船桨的末端，另一手用力划桨，此时的船桨可看成一个杠杆，下列各图能正确表示其原理的是（　　） A． B． C． D． 【分析】在分析时，注意确定杠杆的支点即杠杆围绕转动的点。当人向后划桨时，桨的上端为支点，人给桨的力向后，水给桨的力向前。 【解答】解：由题意可知，撑住桨柄的末端为支点，下面的手给桨向后的力，这时作用在桨下端的水给桨一个向前的力，使船前进。故只有选项A符合题意。 故选：A。 【点评】此题主要考查了学生对杠杆的受力分析，主要确定支点，动力和阻力的方向。 9．（2024•泗水县三模）在“探究杠杆的平衡条件”实验中，已知杠杆上每个小格长度为2cm，当弹簧测力计在A点斜向上拉（与水平方向成30角）杠杆。使杠杆在水平位置平衡时，下列说法正确的是（　　） A．动力臂为0.08m B．此时为省力杠杆 C．钩码总重为2N D．若使弹簧测力计逐渐变为竖直向上拉动杠杆，测力计示数增大 【分析】当弹簧测力计在A点斜向上拉（与水平方向成30°角）动力臂OA的一半，比较力臂大小判断杠杆是否省力；根据弹簧测力计的示数得出弹簧测力计的读数；根据杠杆的平衡条件求出钩码重力。 【解答】解：A．动力臂是支点到动力作用线的距离，当弹簧测力计在A点斜向上拉（与水平方向成30°角）杠杆，根据直角三角形30度角的对边是斜边的一半，此时动力臂等于OA的一半 ；故A错误； B．阻力臂的大小为：l2＝3×2cm＝6cm＞l1；杠杆为费力杠杆，故B错误； C．由图中弹簧测力计指针在3N，弹簧测力计的示数为3N，由杠杆平衡条件得钩码总重为 ；故C正确； D．若使弹簧测力计逐渐变为竖直向上拉动杠杆，与杠杆垂直时的力臂的等于杠杆的长度，则拉力的力臂变大，拉力变小，故D错误。 故选：C。 【点评】此题主要考查了杠杆的平衡条件的应用，都是杠杆平衡条件中的常见知识。 10．（2024•市北区校级模拟）如图所示，杠杆水平静止，当拉力F绕作用点A转动时，为保持杠杆水平平衡，F大小随θ（F方向与水平方向的夹角）变化关系图象符合实际的是（　　） A． B． C． D． 【分析】通过测力计和水平方向的夹角变化，找出力臂的变化情况，结合杠杆平衡条件得出动力的大小变化。 【解答】解：杠杆水平静止，当拉力F绕作用点A点转动，θ逐渐变大时，F的力臂先变大后变小，阻力和阻力臂大小不变，根据杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2可知，F先变小后变大；当θ＝90°时，动力臂最大，动力最小；当θ＝0°或180°时，动力臂为0，不会出现这种情况，故B正确。 故选：B。 【点评】本题考查了力臂的变化、杠杆平衡条件的应用，难度不大。 11．（2024•成武县二模）如图所示，物体A重为60N，在10N的拉力作用下，在水平路面上以1m/s的速度做匀速直线运动6s，忽略绳子、滑轮爪及绳子和动滑轮的摩擦力。下列描述正确的是（　　） A．6s内绳子自由端移动的距离是6m B．拉力做功的功率是10W C．A受到的摩擦力大小是20N，向右 D．A的重力做功为360J 【分析】A、根据速度公式得出物体A移动的距离； 由滑轮组结构看出，n＝2，根据FA＝2F得出作用在物体上的水平拉力，根据s＝ns物得出6s内绳子自由端移动的距离； B、根据v＝nv物得出绳子自由端移动的速度，根据可知拉力做功的功率； C、忽略绳子、滑轮重及绳子和动滑轮的摩擦力，根据f＝FA得出A受到的摩擦力大小，A相对于地面向左运动，故A所受的摩擦力的方向水平向右； D、重力的方向为竖直向下的方向，而物体A的运动方向为水平方向，故物体A没有在重力的方向上移动距离，据此得出A的重力做的功。 【解答】解：A．由题图可知，n＝2，6s内绳子自由端移动的速度是 v绳＝nv物＝2×1m/s＝2m/s 6s内绳子自由端移动的距离是 s绳＝v绳t＝2m/s×6s＝12m 故A错误； B．根据可得，拉力做功的功率是 P＝Fv绳＝10N×2m/s＝20W 故B错误； C．作用在物体上的水平拉力为 FA＝2F＝2×10N＝20N 忽略绳子、滑轮重及绳子和动滑轮的摩擦力，A受到的摩擦力大小为f＝FA＝20N A相对于地面向左运动，故A所受的摩擦力的方向水平向右，故C正确； D．物体A的运动方向为水平方向，重力的方向为竖直向下的方向，故物体A没有在重力的方向上移动距离，故A的重力做功为0J，故D错误。 故选：C。 【点评】本题考查功和功率的计算，并考查滑轮组的特点，综合性强，难度适中。 12．（2024•青岛二模）如图所示，动滑轮重为2N，拉力F为6N，整个装置处于静止状态，则重物G和弹簧测力计的示数分别为（不计绳重和摩擦）（　　） A．4N 5N B．9N 10N C．10N 6N D．9N 5N 【分析】不计绳重和摩擦，根据拉力F＝（G+G动）即可求出物重；弹簧测力计与绳子一端相连，因此弹簧测力计的示数与拉力F的大小相等。 【解答】解：不计绳重和摩擦，根据F＝（G+G动）得，G＝2F﹣G动＝2×6N﹣2N＝10N； 弹簧测力计的示数等于拉力F的大小，即6N。 故选：C。 【点评】本题实际是把动滑轮的绳子固定端换成了弹簧测力计，以此来考查学生对动滑轮使用的理解。 13．（2024•阳谷县一模）如图所示，杠杆OBA可绕O点在竖直平面内转动，OB＝2BA，在B点悬挂一个10N的重物G，在A点施加竖直向上的动力F1使杠杆OBA水平平衡（杠杆重力及摩擦均忽略不计），下列说法正确的是（　　） A．在A点施加竖直向上的力F1时，该杠杆是费力杠杆 B．作用在A点的力F1的大小为5N C．如果重物的悬挂点B向O点移动，要使杠杆水平平衡，F1应变小 D．若将作用于A点的力F1变为图中F2，要使杠杆水平平衡，F2应小于F1 【分析】（1）动力臂大于阻力臂的杠杆为省力杠杆，动力臂小于阻力臂的杠杆为费力杠杆，动力臂等于阻力臂的杠杆为等臂杠杆； （2）根据杠杆的平衡条件计算； （3）根据杠杆的平衡条件F1×OA＝G×OB分析； （4）将作用于A点的力F1变为图中F2，动力臂会变小，据此分析。 【解答】解：A．在A点施加竖直向上的力F1时，动力臂是OA，阻力臂是OB，动力臂大于阻力臂，该杠杆是省力杠杆，故A错误； B．由杠杆的平衡条件可知，F1×OA＝G×OB，且OA＝OB+BA＝3BA，即F1×3BA＝G×2BA，F1＝G＝×10N≈6.7N，故B错误； C．如果重物的悬挂点B向O点移动，则OB变小，由F1×OA＝G×OB可知，OA与G大小不变，要使杠杆水平平衡，F1应变小，故C正确； D．将作用于A点的力F1变为图中F2，动力臂会变小，由杠杆的平衡条件可知，在OB与G不变情况下，F2应大于F1，故D错误。 故选：C。 【点评】本题考查了杠杆的分类和杠杆平衡条件的应用，难度不大。 14．（2024•嘉祥县二模）初中各学科之间有着密切的联系，化学、生物学中也有物理知识的广泛运用，图中说法不正确的是（　　） A．甲图中，蒸馏水的制备是利用了水吸热后汽化及水蒸气放热后液化 B．乙图中，向下排空气法收集氢气利用了氢气的密度比空气的密度大 C．丙图中，桡骨在肱二头肌的牵引下绕着肘关节转动，可视为一种费力杠杆 D．丁图中，鱼主要是利用了摆动的尾部和躯干部与水的相互作用在水中游泳 【分析】（1）物质由液体变为气态的过程叫做汽化；物质由气态变为液态的过程叫做液化； （2）氢气密度比空气小； （3）在力的作用下绕着固定点转动的硬棒叫杠杆； （4）物体间力的作用是相互的。 【解答】解：A．甲图中，水变成水蒸气是汽化过程，水蒸气变成水是液化过程，故A正确； B．乙图中，向下排空气法收集氢气是利用氢气的密度比空气的密度小的性质，故B错误； C．丙图中，桡骨在肱二头肌的牵引下绕着肘关节转动时，动力臂小于阻力臂，可视为一种费力杠杆，故C正确； D．丁图中，鱼主要是利用了尾部和躯干部的摆动与水的相互作用在水中游泳，故D正确。 故选：B。 【点评】本题主要考查了杠杆、汽化与液化现象、气体的收集方法及原理、物体间力的作用是相互的，知识点多，属跨学科综合题目。 15．（2024•菏泽校级一模）在跨学科实践课上，如图是一小组用3本大字典和滑轮组将一个人提了起来，字典匀速直线下降12m，使人匀速升高0.6m，字典对绳B的拉力为FB＝40N，绳A对人的拉力为FA＝560N。此过程（　　） A．有用功为240J B．滑轮组的机械效率为70% C．FA做的功大于FB做的功 D．动滑轮上承担力的绳子的股数n＝14 【分析】ABC．根据W有用＝G人h＝FAh得出对人做的有用功，根据W总＝FBs得出字典做的总功，根据效率公式得出滑轮组的机械效率； D．不考虑动滑轮重、绳子重及摩擦力，根据s＝nh得出动滑轮上承担力的绳子的股数，实际考虑动滑轮重、绳子重及摩擦力等因素，需要绳子的段数还要增加据此分析。 【解答】解： ABC、有用功W有用＝G人h＝FAh＝560N×0.6m＝336J， 总功为 W总＝FBs＝40N×12m＝480J， 滑轮组的机械效率为 ； 有用功小于总功，则FA做的功小于FB做的功，故AC错误，B正确； D、不考虑动滑轮重、绳子重及摩擦力，动滑轮上承担力的绳子的股数为 ， 实际考虑动滑轮重、绳子重等因素，需要绳子的段数还要增加，故D错误。 故选：B。 【点评】本题考查功和滑轮组的机械效率的计算，要能根据题意正确理解两个力做的是有用功还是总功。 16．（2024•安丘市二模）图甲所示为工人师傅乘坐吊篮在高空给楼体外墙贴保温材料的情景，吊篮可在电动机的作用下实现升降，其简化结构如图乙所示。吊篮自身重为800N，电动机的工作效率为80%，额定电功率为800W。某次吊升过程中，电动机正常工作，吊篮在30s内匀速上升了6m。忽略绳重和摩擦，下列关于该过程的有关分析正确的是（　　） A．电动机拉动绳子的速度是0.2m/s B．电动机对绳子的拉力为800N C．吊篮内工人及物品的总重为2400N D．电动机对绳子的拉力做功2.4×104J 【分析】（1）提升过程中，吊篮在30s内匀速上升了6m，利用速度公式求吊篮上升的速度；由图知，n＝4，电动机拉动绳子的速度v′＝4v； （2）利用W＝Pt×80%求电动机对绳子做的功，利用s＝vt求绳端移动距离，再利用W＝Fs求电动机对绳子的拉力； （3）忽略动滑轮和绳重、摩擦，拉力F＝（G人+物品+G吊篮），据此求吊篮内工人及物品的总重，而题目条件为忽略绳重和摩擦，吊篮内工人及物品的总重偏小。 【解答】解：A、提升过程中，吊篮在30s内匀速上升了6m， 吊篮上升的速度：v＝＝＝0.2m/s， 由图知，n＝4，电动机拉动绳子的速度v′＝4v＝4×0.2m/s＝0.8m/s，故A错误； BD、电动机对绳子做的功： W＝Pt×80%＝800W×30s×80%＝19200J＝1.92×104J， 绳端移动距离：s＝v′t＝0.8m/s×30s＝24m， 由W＝Fs得电动机对绳子的拉力： F＝＝＝800N，故B正确、D错误； C、忽略动滑轮和绳重、摩擦，拉力F＝（G人+物品+G吊篮）， 吊篮内工人及物品的总重： G人+物品＝4F﹣G吊篮＝4×800N﹣800N＝2400N， 而题目条件为忽略绳重和摩擦，吊篮内工人及物品的总重小于2400N，故D错误。 故选：B。 【点评】本题考查了速度公式、功率公式、效率公式、使用滑轮组时拉力计算公式的应用，注意：电动机对绳子做的功W＝Pt×80%。 17．（2023•威海）如图所示，将若干重物放在4个自制天平的秤盘上，放入重物前天平在水平位置平衡，放入重物后天平都向右倾斜，秤盘最终落在桌面上。若不改变秤盘的悬挂位置。仅将重物左右互换，互换后可能重新在水平位置平衡的天平是（　　） A． B． C． D． 【分析】原来杠杆平衡，是因为原来杠杆两边力和力臂的乘积相等；分析互换后力和力臂的乘积是否相等，若相等，杠杆仍平衡；若不相等，杠杆将向力和力臂的乘积大的那端倾斜。 【解答】解： AD、图中的杠杆为等臂杠杆，由杠杆平衡条件可知，两边所挂重物重力不相同，将天平上的重物各自左右互换，两边力和力臂的乘积还是不相等，杠杆仍不平衡，故AD错误； B、图中的杠杆，左边力臂大于右边力臂，由杠杆平衡条件可知，左边重力小于右边重力，将天平上的重物各自左右互换，左边力和力臂的乘积大于右边力和力臂的乘积，杠杆不平衡，杠杆向左端倾斜，故B错误； C、图中的杠杆，左边力臂小于右边力臂，由杠杆平衡条件可知，左边重力可能小于右边重力，将天平上的重物各自左右互换，左边力和力臂的乘积可能会等于右边力和力臂的乘积，杠杆可能会平衡，故C正确。 故选：C。 【点评】本题考查了杠杆平衡条件的应用，要知道：杠杆平衡取决于力和力臂的乘积是否相等。 18．（2022•德州）用如图所示的装置提升货物。篮子A的重力为15N，绳子能承受的拉力足够大。已知人的重力为500N，现用20N的拉力F拉绳子，此时篮子上升的速度为0.5m/s（忽略绳重和摩擦，g取10N/kg）。下列说法正确的是（　　） A．绳子自由端移动的速度为1.5m/s B．动滑轮的重为5N C．匀速拉动时，篮子里最多能承载960N的货物 D．只改变图中滑轮组的绕绳方式，其机械效率将改变 【分析】（1）根据滑轮组装置确定绳子股数，根据v绳＝nv物求出绳子自由端移动的速度； （2）忽略绳重和摩擦，根据F＝（G篮+G动）求出动滑轮重； （3）人对绳的拉力最大等于人的重力，忽略绳重和摩擦，根据F最大＝（G最大+G动+G篮）求出货物的最大重力； （4）忽略绳重和摩擦，根据η＝＝＝＝分析回答。 【解答】解：A、由图可知，与动滑轮相连的绳子股数n＝2，篮子上升的速度v＝0.5m/s，则绳子自由端移动的速度v′＝nv＝2×0.5m/s＝1m/s，故A错误； B、忽略绳重和摩擦，根据F＝（G篮+G动）可知，动滑轮重为G动＝nF﹣G篮＝2×20N﹣15N＝25N，故B错误； C、绳子的最大拉力等于人受到的重力，即F最大＝500N，忽略绳重和摩擦，根据F最大＝（G最大+G动+G篮）可知，货物的最大重力为： G最大＝nF最大﹣G篮﹣G动＝2×500N﹣15N﹣25N＝960N，故C正确； D、忽略绳重和摩擦，根据η＝＝＝＝可知，只改变图中滑轮组的绕绳方式，其机械效率将不变，故D错误。 故选：C。 【点评】本题考查了滑轮组拉力公式以及滑轮组机械效率公式的应用，明确滑轮组绳子的有效股数是关键。 19．（2024•庆云县二模）北京冬奥会的场馆建设中，采用如图所示的装置提升重物，工人师傅站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，用200N的拉力刚好可以拉动一重为300N的物体A匀速上升，使物体A在5s内上升了2m，不计绳重与摩擦，则下列正确的是（　　） A．绳子自由端的移动速度是0.8m/s B．滑轮组的机械效率是66.7% C．动滑轮重为50N D．增加物体A的质量则滑轮组的机械效率不变 【分析】（1）由图可知n＝2，绳子自由端移动的距离s＝nh，利用v＝＝求绳子自由端移动的速度； （2）根据η＝＝＝＝算出滑轮组的机械效率； （3）不计绳重与摩擦，根据F＝（G+G动）算出动滑轮的重力； （4）不计绳重与摩擦，根据η＝＝＝＝判断出增加物体A的质量时滑轮组机械效率的变化。 【解答】解：A、由图可知绳子的段数n＝2，绳子自由端移动的速度v＝＝＝＝0.8m/s，故A正确； B、滑轮组的机械效率为： η＝＝＝＝＝×100%＝75%，故B错误； C、不计绳重与摩擦，根据F＝（G+G动）得动滑轮的重力为： G动＝nF﹣G＝2×200N﹣300N＝100N，故C错误； D、不计绳重与摩擦，根据η＝＝＝＝知增加物体A的质量时滑轮组机械效率变大，故D错误。 故选：A。 【点评】本题考查了力的平衡条件条件、速度公式、功的公式和机械效率公式的应用，关键是从图中得出滑轮组绳子的有效股数。 20．（2024•东明县三模）如图所示，一位同学用滑轮组拉着重450N的物体A运动，物体A与地面间的摩擦力为90N，绳端拉力为F，物体A在5s内在水平面上匀速前进1m，不计绳重、滑轮重和其他摩擦，下列说法不正确的是（　　） A．绳端移动速度为0.4m/s B．绳端拉力F＝45N C．有用功为90J D．若增大物块与地面间的摩擦力，可以增大滑轮组的机械效率 【分析】（1）根据滑轮组装置确定绳子股数，利用v绳＝nv物＝求出绳子自由端的速度； （2）不计绳重、滑轮重和其他摩擦，根据F＝f求出绳端拉力F； （3）根据W有＝fs求出有用功； （4）若不计绳重、滑轮重和其他摩擦，滑轮组的效率为100%。 【解答】解：A、由图可知，n＝2，绳子自由端的速度为： v绳＝nv物＝＝＝0.4m/s，故A正确； B、不计绳重、滑轮重和其他摩擦，绳端拉力F为： F＝f＝×90N＝45N，故B正确； C、有用功为： W有＝fs＝90N×1m＝90J，故C正确； D、若不计绳重、滑轮重和其他摩擦，滑轮组的效率为100%，所以若增大物块与地面间的摩擦力，不能增大滑轮组的机械效率，故D错误。 故选：D。 【点评】本题考查了使用滑轮组时速度、拉力的计算、有用功机械效率公式的应用，明确有用功是关键。 二．填空题（共2小题） 21．（2023•聊城）小明和小红用图甲装置探究杠杆的平衡条件，进行实验并收集了数据。小明对数据分析后得出的结论是：动力×支点到动力作用点的距离＝阻力×支点到阻力作用点的距离。小红认为小明的结论是错误的，她做了图乙实验，图中每个钩码所受的重力是0.5N，弹簧测力计的示数为 　3.6　N，此实验 　能　（选填“能”或“不能”）说明小明的结论是错误的。 【分析】利用力臂不在杠杆上的情况进行实验；根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2分析解答。 【解答】解：小明同学通过对数据分析后得出的结论是：动力×支点到动力作用点的距离＝阻力×支点到阻力作用点的距离。 小红同学为了证明小明同学的结论是错误的，设计实验验证当动力臂不等于支点到动力作用点的距离时，看实验结论是否成立，他做了如图乙的实验； 弹簧测力计的示数为3.6N； 动力×支点到动力作用点的距离＝3.6N×3L， 阻力×支点到阻力作用点的距离＝2N×3L， 此时杠杆在水平位置平衡，但动力×支点到动力作用点的距离≠阻力×支点到阻力作用点的距离，所以此实验能说明小明的结论是错误的。 故答案为：3.6；能。 【点评】本题考查杠杆平衡条件探究实验，要明确力臂是支点到力的作用线的距离而不是支点到力作用点的距离。 22．（2020•济宁）杠杆两端螺母的作用是　调节杠杆在水平位置平衡　，图中的杠杆在水平位置平衡，若在两侧各减掉一个等重的钩码，杠杆　不能　（选填“能”或“不能”）保持水平平衡。 【分析】（1）为了避免杠杆重力对杠杆平衡产生的影响和便于测量力臂，实验前，应首先进行杠杆平衡调节，根据杠杆的平衡条件，杠杆左、右两端的螺母（或一端的螺母）向杠杆上翘的一端调节； （2）根据杠杆平衡原理分析，当左右两侧力与力臂的乘积不相等时，杠杆会转动，直到在新的位置找到平衡。 【解答】解：实验前，应首先进行杠杆平衡调节。当杠杆处于水平平衡时，作用在杠杆上的动力和阻力即为钩码的重力，其方向恰好与杠杆垂直，这时力的力臂就可以从杠杆上的刻度直接读出； 设一个钩码的重力为G，杠杆的一个小格为L，如果在两侧钩码下再各取下一个相同的钩码后：左边＝2G×2L＝4GL；右边＝G×3L＝3GL； 左边大于右边，根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可知杠杆不再水平平衡，左侧下降。 故答案为：调节杠杆在水平位置平衡；不能。 【点评】本题考查杠杆平衡条件的应用，利用杠杆平衡条件，可以求出力或力臂大小，也可以判断杠杆是否平衡，或判断力的大小变化等，杠杆平衡条件应用很广泛。 三．作图题（共3小题） 23．（2024•枣庄）用手提起重物时，前臂可简化为杠杆：桡骨在肱二头肌牵引力F1的作用下，绕肘关节（支点O）转动，如图所示，请在图中画出动力F1的力臂L1 和阻力F2的示意图。 【分析】杠杆的支点是指杠杆围绕转动的固定点； 肱二头肌对桡骨的拉力沿肱二头肌收缩向上方向； 力臂是从支点到力的作用线的垂直距离。 【解答】解：读图可知，用手提起重物时，是桡骨在肱二头肌的牵引下绕着肘关节转动，肘关节为支点O； 肱二头肌对桡骨的拉力沿肱二头肌收缩向上方向； 从O点作阻力F1的垂线段，就是阻力F1的力臂L1，如图所示： 。 【点评】本题考查了杠杆力臂作图，是一道基础题。 24．（2023•泰安）画出图中动力F的力臂，并用字母l表示。 【分析】力臂的画法：①首先根据杠杆的示意图，确定杠杆的支点。②确定力的作用点和力的方向，画出力的作用线。③从支点向力的作用线作垂线，支点到垂足的距离就是力臂。 【解答】解：先延长F的作用线，过支点O作拉力F的作用线的垂线段l，即为其力臂，如图所示： 【点评】本题考查力臂的画法，属于基础题，难度较小。 25．（2022•枣庄）如图所示，若利用滑轮组向下拉绳将重物提升，请画出滑轮组绕绳方法。 【分析】对于滑轮组的绕法，向下拉绳子将重物提升，可以从绳子的自由端开始画，然后依次绕过定滑轮和动滑轮，最后挂在定滑轮的下挂钩上。 【解答】解：向下拉绳将重物提升，从绳子的自由端绕过定滑轮，再绕过动滑轮，最后挂在定滑轮的下挂钩上，如下图所示。 【点评】绕滑轮组时，可以从滑轮的挂钩开始绕，也可以从绳子的自由端开始绕，一般情况下从绳子的自由端绕更方便。 四．实验探究题（共2小题） 26．（2023•济宁）利用铁架台、杠杆、质量相等的钩码等器材，探究杠杆的平衡条件。 （1）调节螺母，将没挂钩码的杠杆调节至水平位置平衡，如图甲所示，其目的是方便测量 　力臂　； （2）为探究杠杆的平衡条件，小明设计了以下两种收集实验数据的方案，其中合理的是 　方案二　； 实验次数 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 （3）如图乙所示，在A处挂3个钩码，则应在B处挂 　2　个钩码，才能使杠杆在水平位置保持平衡； （4）杆秤就是杠杆平衡条件的一个应用，是中国最古老也是现今人们仍然在使用的一种称质量的简易工具，由带有秤星的秤杆、秤砣、提纽等组成。如图丙所示，此杆秤有两个提纽，使用它称较重的物体时，常用离秤钩较 　近　（选填“近”或“远”）的提纽。 【分析】（1）探究杠杆平衡条件时，使杠杆在水平位置平衡，此时力与杠杆垂直，力臂的长度可以直接从杠杆上读出来； （2）实验中为了获得普遍的规律，应多次测量； （3）根据杠杆的平衡条件进行分析； （4）根据力臂的大小，利用杠杆的平衡条件分析。 【解答】解：（1）当杠杆在水平位置平衡时，力的方向与杠杆垂直，力臂等于支点到力的作用线的距离，力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来，便于测量力臂的大小； （2）为探究杠杆的平衡条件，实验中应多次测量，需要改变动力、阻力的大小，故方案二合理； （3）在A处挂3个钩码，根据杠杆的平衡条件可知：F1L1＝3G×2L＝6GL＝nG×3L，所以可以在右端第3格挂n＝2个钩码； （4）使用杆秤称量较重的物体时，物体的重力变大，在秤砣的重力不变的情况下，根据杠杆的平衡条件可知，需要增大秤砣重力的力臂、减小物体重力的力臂，所以用离秤钩较近的提纽。 故答案为：（1）力臂；（2）方案二；（3）2；（4）近。 【点评】本题重点考查探究杠杆平衡条件的实验调平和操作，要求平时做实验时多加注意，锻炼自己的实验操作能力。 27．（2023•菏泽）用相同规格的钩码做“探究杠杆的平衡条件”实验，完成下列问题。 （1）实验前杠杆状态如图甲所示，应当向 　右　调节平衡螺母使杠杆呈水平状态； （2）如图乙所示，在杠杆支点的左侧A点悬挂若干钩码，在支点的右侧悬挂1个钩码，发现无论怎样调节右边钩码的位置，都不能使杠杆呈水平。为使杠杆水平，可以通过 　将A处的钩码向右移动到离O一格处　（只填一种可行的操作即可）来实现； （3）调整后继续实验，从支点处缓慢向右移动钩码，直到杠杆再次呈水平，同时记录左、右两侧悬挂的钩码 　力臂　和 　重力　的大小。 （4）杆秤是利用杠杆平衡原理制成的测量物体质量的工具。如图丙所示某杆秤的0刻度距离提纽1cm，秤钩到提纽的水平距离为5cm，秤砣的质量为0.5kg。则提纽右侧距离提纽5cm处的刻度值应为 　0.4　kg。 【分析】（1）实验前没有挂钩码和弹簧测力计时，发现杠杆左端下沉，说明杠杆的重心在支点左侧，要使其在水平位置平衡，应将杠杆的平衡螺母向右调节，直到杠杆在水平位置平衡； （2）根据杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2分析解答； （3）探究杠杆的平衡条件，需要记录左、右两侧悬挂的钩码的力臂和重力大小； （4）杆秤是利用杠杆平衡原理制成的测量物体质量的工具，根据杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2分析解答。 【解答】解： （1）杠杆左端下沉，说明杠杆的重心在支点左侧，要使其在水平位置平衡，应将杠杆平衡螺母向右调节，直到杠杆在水平位置平衡； （2）设杠杆每个格的长度为L，一个钩码的重力为G，则支点左侧力与力臂的乘积为：4G×3L＝12GL，在支点的右侧悬挂1个钩码，则右侧大的格数为：＝12L，由于杠杆格数不够，所以无论怎样调节右边钩码的位置，都不能使杠杆呈水平。为使杠杆水平，可以将A处的钩码向右移动到离O一格处来实现； （3）探究杠杆的平衡条件，需要记录左、右两侧悬挂的钩码的力臂和重力大小； （4）如下图所示，提纽A处相当于杠杆的支点，设秤杆、秤钩的总重为G0，其作用点在C处，由题知，OA＝1cm，BA＝5cm，设秤钩上悬挂重物后秤砣移至D点时杆秤平衡，由题知DA＝5cm， 不挂重物，且秤砣在0刻度线时，杆秤在水平位置平衡，如图丙， 由杠杆平衡条件可得：G0×CA＝m秤砣g×OA﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣① 当在秤钩上挂一重物m物，秤砣移到D处时，杆秤刚好在水平位置平衡，如图丁， 由杠杆平衡条件可得：m物g×BA+G0×CA＝m秤砣g×DA﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣② 联立①②可得：m物＝×m秤砣＝×0.5kg＝0.4kg，即提纽右侧距离提纽5cm处的刻度值应为0.4kg。 故答案为：（1）右；（2）将A处的钩码向右移动到离O一格处，并把右侧钩码移动到第4小格处；（3）力臂；重力；（4）0.4。 【点评】本题考查了学生对杠杆平衡条件的掌握和运用，涉及到杠杆的五要素、杠杆的调节、杆秤的测量原理，属于难题。 五．计算题（共2小题） 28．（2024•潍坊）如图甲所示的装置由杠杆PQ、圆柱形物体a、b以及水箱、滑轮等组成。杠杆PQ只能绕O点在竖直平面内转动，PO：OQ＝1：3；P端通过竖直绳连接a，a通过竖直轻杆固定在地面上；b浸没在水中，通过细绳、滑轮与杠杆Q端相连。开始时PQ水平，打开出水口阀门，轻杆对a的作用力F的大小随水面下降高度x变化的规律如图乙所示。已知a、b质量分别为ma＝1.5kg、mb＝1.08kg，滑轮、杠杆和绳的重力均忽略不计，忽略所有摩擦，g取10N/kg，水的密度ρ＝1.0×103kg/m3。求： （1）打开阀门前P端绳对a的拉力； （2）打开阀门前b受到的浮力； （3）b的密度； （4）当b受到的拉力大小为8.4N时，b下表面处的液体压强。 【分析】（1）打开阀门前对a进行受力分析，根据力的平衡关系求出打开阀门前P端绳对a的拉力； （2）根据杠杆平衡条件求出Q端受到的拉力；由图甲可知，动滑轮绳子股数为2，滑轮、杠杆和绳的重力均忽略不计，忽略所有摩擦，根据FQ＝（Gb﹣F浮）＝（mbg﹣F浮）求出打开阀门前b受到的浮力； （3）根据阿基米德原理求出b的体积，利用密度公式求出b的密度； （4）根据图乙确定b的高度，利用V＝Sh求出b的底面积；当b受到的拉力大小为8.4N时，根据力的平衡关系求出b受到的浮力，利用阿基米德原理求出b排开水的体积，根据数学关系求出b浸入水中的深度，利用p＝ρ液gh求出b下表面处的液体压强。 【解答】解：（1）打开阀门前，由图乙可知，轻杆对a的作用力F为4.8N，此时a受到重力、轻杆对a的作用力F和绳对a的拉力作用，处于平衡状态，根据力的平衡关系可知， Ga＝F+F拉，故打开阀门前P端绳对a的拉力为： F拉＝Ga﹣F＝mag﹣F＝1.5kg×10N/kg﹣4.8N＝10.2N； （2）由杠杆平衡条件可知， FQ×OQ＝F拉×PO，即FQ×3＝10.2N×1， 解得：FQ＝3.4N； 由图甲可知，动滑轮绳子股数为2，滑轮、杠杆和绳的重力均忽略不计，忽略所有摩擦，根据FQ＝（Gb﹣F浮）＝（mbg﹣F浮）可知，打开阀门前b受到的浮力为： F浮＝mbg﹣2FQ＝1.08kg×10N/kg﹣2×3.4N＝4N； （3）打开阀门前b完全浸没在水中，由F浮＝ρ液gV排可知，b的体积为： Vb＝V排＝＝＝4×10﹣4m3， 则b的密度为： ρb＝＝＝2.7×103kg/m3； （4）由图乙可知，b的高度为hb＝50cm﹣10cm＝40cm＝0.4m，则b的底面积为： Sb＝＝＝1×10﹣3m2； 当b受到的拉力大小为8.4N时，根据力的平衡关系可知，b受到的浮力为： F浮'＝mbg﹣F'＝1.08kg×10N/kg﹣8.4N＝2.4N， 根据F浮＝ρ液gV排可知，b排开水的体积为： V排'＝＝＝2.4×10﹣4m3， b浸入水中的深度为： h＝＝＝0.24m， 则b下表面处的液体压强为： p＝ρ水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.24m＝2.4×103Pa。 答：（1）打开阀门前P端绳对a的拉力为10.2N； （2）打开阀门前b受到的浮力为4N； （3）b的密度为2.7×103kg/m3； （4）当b受到的拉力大小为8.4N时，b下表面处的液体压强为2.4×103Pa。 【点评】本题考查了力的平衡、杠杆的平衡条件公式、密度公式、浮力公式和液体压强公式的综合应用，有一定的难度。 29．（2021•菏泽）如图所示是一个水位监测仪的简化模型。杠杆AB质量不计，A端悬挂着物体M，B端悬挂着物体N，支点为O，BO＝4AO。物体M下面是一个压力传感器，物体N是一个质量分布均匀的实心圆柱体，放在水槽中，当水槽中无水时，物体N下端与水槽的底部恰好接触且压力为零，此时压力传感器的示数也为零。已知物体N的质量m2＝4kg，高度H＝1m，横截面积S＝20cm2（g取10N/kg，ρ水＝1.0×103kg/m3）。求： （1）物体N的密度ρ； （2）物体M的质量m1； （3）当压力传感器的示数F＝40N时，求水槽内水的深度h。 【分析】（1）根据N的高度、横截面积可以求出N的体积，然后根据密度公式求出N的密度； （2）根据杠杆的平衡条件求出M的质量； （3）根据G＝mg求出M的重力，根据压力传感器的示数求出M对A端的拉力；根据杠杆的平衡条件求出B端受到的拉力，根据拉力大小与N的重力求出浮力的大小，根据阿基米德原理求出深度。 【解答】解：（1）S＝20cm2＝0.002m2； 物体N的密度为：ρ＝＝＝＝2×103kg/m3； （2）水槽中无水时，物体N下端与水槽的底部恰好接触且压力为零，此时压力传感器的示数也为零，此时杠杆处于平衡状态，根据杠杆的平衡条件可知： m1g×AO＝m2g×BO，则：m1＝m2×＝4kg×4＝16kg； （3）M的重力为：G1＝m1g＝16kg×10N/kg＝160N； 则A端受到的拉力为：FA＝G1﹣F＝160N﹣40N＝120N； 根据杠杆的平衡条件可知：FA×AO＝FB×BO，则B端受到的拉力为：FB＝＝120N×＝30N； N的重力为：G2＝m2g＝4kg×10N/kg＝40N； N浸入水中，受到竖直向上的拉力和浮力、竖直向下的重力，则浮力为：F浮＝G2﹣FB＝40N﹣30N＝10N； 根据阿基米德原理可知，N排开的水的体积为：V排＝＝＝10﹣3m3； 则N浸入水中的深度即水的深度为：h＝＝＝0.5m。 答：（1）物体N的密度ρ为2×103kg/m3； （2）物体M的质量m1为16kg； （3）当压力传感器的示数F＝40N时，水槽内水的深度h为0.5m。 【点评】本题考查了阿基米德原理的应用、杠杆的平衡条件的应用、重力和密度的计算，考查的知识点较多，熟练应用公式是解题的关键。 六．解答题（共1小题） 30．（2023•滨州三模）如图所示，杠杆在力F1、F2的作用下（F2未画出）处于平衡状态。O为支点，L2是力F2的力臂，请在图中画出F1的力臂L1和力F2的示意图。 【分析】力臂是支点到力的作用线的距离，作图时要把握住力和力臂的垂直关系。 【解答】解： 过力臂L2的左端，作垂直于L2的直线，与杠杆的交点为力F2的作用点，方向斜向左下方，过支点O做力F1作用线的垂线段L1，则线段L1为力F1的力臂。如图所示： 。 【点评】本题考查了力和力臂的作法。当杠杆平衡时，动力和阻力对杠杆的影响是：使杠杆的运动趋势是相反的。 声明：试题解析著作权属所有，未经书面同意，不得复制发布日期：2024/8/14 11:39:42；用户：组卷16；邮箱：zyb016@xyh.com；学号：41418979 第1页（共1页） 学科网（北京）股份有限公司 $$