简单机械--5真题2模拟---2025年中考物理备考（湖北专用）

简单机械 一．选择题（共15小题） 1．（2022•十堰）下列工具正常使用时，能省力的是（　　） A．瓶盖起子 B．托盘天平 C．筷子夹食品 D．理发剪刀 2．（2023•随州）劳动教育越来越重要，许多同学在劳动中获得了愉悦的体验也掌握了许多劳动技能。小芳周末回到乡下姥姥家接过姥姥肩膀上的担子学习挑担技巧。假如一个筐子重一个筐子轻（一头重一头轻），在不考虑手臂帮扶的情况下挑起担子让扁担处于水平平衡。请你根据劳动体验结合杠杆平衡知识，判断下列说法中正确的是（　　） A．肩膀应该靠近“轻的一头” B．肩膀应该靠近“重的一头” C．肩膀应该居于扁担正中间 D．挑着担子走路，扁担一般会上下“闪动”，“闪动”时一定是一个筐子向上运动同时另一个筐子向下运动 3．（2023•恩施州）我们用扫把扫地，左手握住柄的末端，右手向前推扫柄时，扫把是（　　） A．省力杠杆 B．费力杠杆 C．等臂杠杆 D．都不正确 4．（2020•宜昌）如图为工地搬运砖头的独轮车，人抬起车把时，车体可以看成一个杠杆，关于这个杠杆下列说法正确的是（　　） A．手握的位置靠近把手末端时更费力 B．砖头的位置远离车轮时抬起更省力 C．轮子的中心是杠杆的支点 D．图中拉力F大于重力G 5．（2024•宜昌二模）如图所示，国旗杆顶部装有一个滑轮，关于该滑轮下列说法正确的是（　　） A．它是一个动滑轮 B．它可以上下移动 C．用它改变力的方向 D．用它改变力的大小 6．（2024•恩施市二模）简单机械在生活中应用广泛，下列简单机械属于费力机械的是（　　） A．托盘天平 B．斜面 C．筷子 D．动滑轮 7．（2022•襄阳）如图所示，以下器具在使用时属于省力杠杆的是（　　） A．筷子 B．食品夹 C．钢丝钳 D．镊子 8．（2021•鄂州）小斌用如图所示滑轮组把重300N的货物匀速提升1m，若不计绳重和摩擦，所用的拉力是200N。则下列说法正确的是（　　） A．绳子自由端移动的距离为3m B．动滑轮的质量为50N C．滑轮组此时的机械效率是75% D．利用该滑轮组既可以省力还可以省功 9．（2024•蕲春县一模）如图甲所示是春晚武术节目《天地英雄》中的一个场景，此时表演者使用的道具甲可看做一个杠杆，如图乙所示，表演时，AO和CO绕O点转动，AO＝CO，人对杠杆的力F1＝F2，下面说法中正确的是（　　） A．O点是杠杆AOC的支点 B．杠杆AOC始终是等臂杠杆 C．F1的力臂是AO D．若将ABO看做杠杆，则B点所受拉力方向与大小均不变 10．（2024•孝感二模）如图所示，用方向始终垂直于杠杆的动力F将重物从A位置缓慢提升到B位置，在提升重物的过程中，动力F大小的变化情况是（　　） A．变大 B．变小 C．先变大后变小 D．先变小后变大 11．（2023•宜昌）如图为我国古人运送巨木的劳动情境示意图，他们通过横杆、支架、石块等，将巨木的一端抬起。当巨木太重无法抬起时，下列改进方法可行的是（　　） A．减少横杆右端的人数 B．将支架向右移动 C．横杆右端的人向支架靠近 D．减小横杆上悬绳与支架间的距离 12．（2022•荆州）某学校劳动教育课堂上，四位同学利用杠杆原理使用劳动工具的场景如图所示。其中属于使用费力杠杆的是（　　） A．锄地时举起锄头 B．用羊角锤拔钉子 C．用园艺剪修剪树枝 D．用钢丝钳剪铁丝 13．（2022•恩施州）如图所示，是小强参加劳动实践挑水时的场景。若扁担重10N，每只桶总重均为200N，当扁担在水平位置保持静止时，扁担受到肩的支持力约为（　　） A．210N B．410N C．200N D．400N 14．（2020•荆州）如图是“探究杠杆的平衡条件”实验装置图，关于此实验说法正确的是（　　） A．如图所示中，要使杠杆在水平位置平衡，平衡螺母应该向左调节 B．如图所示中，在A点用力拉杠杆，一定是省力杠杆 C．如图所示中，若杠杆左端钩码向左、右端钩码向右各移动一格，则杠杆左端下沉 D．如图所示中，当F的大小等于钩码重力一半时，可以使杠杆平衡 15．（2024•巴东县一模）以下物理实验都用到了斜面，则下列说法正确的是（　　） A．如图甲利用斜面测平均速度，实验时斜面坡度越大越好 B．如图乙的实验可以直接验证牛顿第一定律 C．如图丙让小车A从斜面的不同高度由静止下滑是为了探究动能与速度的关系 D．如图丁的实验可以验证使用斜面可以省力也可以省距离 二．填空题（共3小题） 16．（2024•湖北）如图是汉代画像砖上描绘的《史记》中“泗水取鼎”画面，两边各有数人用绳子通过滑轮拉起掉落水中的鼎。图中的这种滑轮 　 　（填“能”或“不能”）起到省力的作用；此时两边绳子对鼎竖直向上的拉力分别为F1、F2，鼎受到的拉力之和为 　 　。鼎在水中上升的过程中，其底部所受水的压强 　 　（填“增大”“减小”或“不变”）。 17．（2021•黄石）搬运砖头的独轮车，车厢和砖头所受的总重力为800N，独轮车的有关尺寸如图所示，推车时，人手向上的力F＝　 　N。一根60Ω的电阻丝，通电5min产生了6480J的热量，则通过该电阻丝的电流为 　 　A。 18．（2020•恩施州）如图所示，有斜面长为1、高为h的斜坡和物块等器材，同学们一起探究使用斜面这种简单机械是否省功，应测量的数值有物块重G、斜面高h、　 　和斜面长1。 三．作图题（共4小题） 19．（2024•湖北）2024年6月2日至3日，嫦娥六号完成了人类首次月球背面采样。如图，嫦娥六号的机械臂正绕O点转动，将采集的月球样品送往贮存装置。请画出样品对机械臂上A点的作用力F的力臂l。 20．（2022•湖北）如图是指甲剪的示意图。请在图中画出杠杆ABO以O点为支点时动力F1的力臂l1和阻力F2。（忽略摩擦，保留作图痕迹） 21．（2022•黄石）《农政全书》中记载：“汤旱，伊尹教民田头凿井，并以溉田，今之桔槔是也。”如图是春秋时期的劳动人民使用桔槔汲水的情景：在一根竖立的架子上拴上一根长杆，末端捆绑石块，前端悬挂水桶，这样可以节省从井里提水的力量。请画出向上提水时： （1）人对绳子作用力的示意图； （2）水桶重力的示意图； （3）石块对长杆作用力的力臂。 22．（2021•黄冈）如图所示，O为支点，请在A点作出人用木棒撬动石头的最小作用力F的示意图，并标出其力臂l。 四．实验探究题（共5小题） 23．（2024•武汉）某同学利用若干个质量为50g的钩码和弹簧测力计探究杠杆的平衡条件。 （1）调节平衡螺母，使杠杆在不挂钩码时，保持水平并 　 　，达到平衡状态，如图所示。 （2）在杠杆左侧15cm刻度线处挂上4个钩码，在杠杆右侧挂上6个钩码，移动右侧钩码到 　 　cm刻度线处使杠杆重新在水平位置平衡。这时动力或阻力是 　 　（填“钩码受到的重力”“钩码对杠杆的拉力”或“杠杆对钩码的拉力”）。 （3）保持杠杆左侧钩码的数量和位置不变，取下右侧钩码，改用弹簧测力计拉杠杆使杠杆在水平位置平衡，当弹簧测力计的示数为3N时，该拉力的作用点可能在杠杆 　 　（填序号）刻度线处。 ①左侧10cm； ②右侧5cm； ③右侧15cm。 24．（2023•襄阳）在“探究杠杆平衡条件”的实验中。 （1）在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）如图所示让杠杆保持水平静止，如果在A处挂总重2N的钩码，在B处用测力计竖直向上拉，其示数为 　 　N；如果在B处斜向上拉，测力计的示数将变 　 　。 25．（2023•仙桃）在探究“杠杆的平衡条件”实验中： （1）实验前，杠杆左端下沉，如图甲，则应将平衡螺母向 　 　（选填“左”或“右”）调节，直至杠杆在水平位置平衡； （2）调节钩码的位置，使杠杆重新在水平位置平衡，读出实验数据并记录在表格中。如图乙所示，阻力臂l2为 　 　cm； 次数 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm 1 0.5 16.0 1.0 2 1.0 15.0 1.0 15.0 3 2.0 15.0 1.5 20.0 （3）分析表中实验数据，得出杠杆的平衡条件为 　 　（用F1、F2、l1、l2表示）；第3次实验的杠杆类型属于 　 　（选填“省力”、“费力”或“等臂”）杠杆，教室里的劳动工具中有这类杠杆，请举一例：　 　；并简要说明你的判断理由 　 　。 （4）如图丙，F始终与杠杆垂直，将杠杆缓慢地由位置A拉至位置B的过程中，F的大小将 　 　。（填选项代码） A.不变 B.变小 C.变大 D.先变大后变小 26．（2021•十堰）小红和小华在做“探究杠杆平衡条件”实验中： （1）实验前，把杠杆中心支在支架上，杠杆静止在图甲所示位置，小红将右端的平衡螺母向右调，小华认为也可以将左端的平衡螺母向 　 　调（选填“左”或“右”），使杠杆在水平位置平衡； （2）实验中，他多次在杠杆两端加挂钩码，并调节钩码位置，使杠杆保持水平平衡，记录多组数据，这样做的目的是 　 　； （3）如图乙所示，始终保持杠杆在水平位置平衡，小红将弹簧测力计从①位置移动到②位置时，测力计的示数将 　 　（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 27．（2020•随州）小红在探究杠杆的平衡条件时，找来一个量程为5N的弹簧测力计和若干个重均为0.5N的钩码，实验前测得杠杆上相邻刻度线间的距离都等于2cm。请回答下列问题： （1）实验前，小红先将杠杆调至水平位置平衡，这样操作的目的是 　 　。 （2）小红在实验中测得一组数据如下表，于是他立即得出了杠杆的平衡条件：“F1×L1＝F2×L2”，你认为是否合理，并说明理由：　 　。 F1/N L1/cm F2/N L2/cm 2 6 3 4 （3）某次实验如图所示，杠杆平衡，则以下生活中相关杠杆的应用与此图中杠杆类型相同的是 　 　（选填“托盘天平”、“核桃夹”或“筷子”）。 （4）在图中，保持弹簧测力计的位置及拉力的方向和钩码的个数不变，钩码向左移动，若要保持杠杆平衡，则钩码到支点的距离不应超过 　 　cm。 五．综合能力题（共1小题） 28．（2022•武汉）我国万米深潜作业次数和下潜人数位居世界首位。图甲所示为我国“奋斗者”号载人潜水器的海试现场。 （1）潜水器的前边固定着一个采样篮，里面放着海底沉积物采样器等工具，采样器是一个下端开口的圆柱形玻璃管。潜水器两侧各连着一只机械手臂，其中一只机械手臂的简化示意图如图乙所示，它由金属杆AB、OC和可以伸缩的液压杆AC组成，C点为机械手臂和潜水器的连接点。当液压杆伸长或缩短时，会带动金属杆AB绕着O点转动，金属杆B端就会向上提或向下压采样器。（ρ海水＝1.0×103kg/m3） ①请在图乙中画出水平金属杆的B端竖直向下压采样器时，采样器对金属杆AB的力的示意图。 ②若OA、OC和AC的长分别是18cm、24cm和30cm，OB的长是72cm，这只机械手臂的液压杆AC对水平金属杆A端的拉力是200N，玻璃管水平的圆环形管口和海底沉积物的接触面积是2cm2时，则竖直状态下的玻璃管的圆环形管口对海底沉积物产生的压强是多少Pa？（不考虑金属杆AB和采样器它们受到的重力和浮力） （2）总质量是36t且处于悬浮状态的潜水器在海底完成作业后，会抛卸吸附在舱外的压载铁再上浮。为了确保舱内作业人员的安全，科学家们在设计“奋斗者”号时，可以让潜水器在不能抛卸压载铁时进行“断臂求生”，即让潜水器在深海抛掉两只机械手臂和采样篮等物体后再上浮。若某次深海演练抛掉质量是1.8t、体积是0.3m3的两只机械手臂和采样篮等物体，则此时潜水器受到的浮力是多少N？浮力比重力大多少N？ 简单机械 参考答案与试题解析 一．选择题（共15小题） 1．（2022•十堰）下列工具正常使用时，能省力的是（　　） A．瓶盖起子 B．托盘天平 C．筷子夹食品 D．理发剪刀 【分析】结合图片和生活经验，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、瓶盖起子在使用时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故A符合题意； B、托盘天平是一等臂杠杆，既不省力也费力，故B不符合题意； CD、筷子、理发剪刀在使用时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故CD不符合题意。 故选：A。 【点评】本题考查杠杆的分类，杠杆主要包括以下几种：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。 2．（2023•随州）劳动教育越来越重要，许多同学在劳动中获得了愉悦的体验也掌握了许多劳动技能。小芳周末回到乡下姥姥家接过姥姥肩膀上的担子学习挑担技巧。假如一个筐子重一个筐子轻（一头重一头轻），在不考虑手臂帮扶的情况下挑起担子让扁担处于水平平衡。请你根据劳动体验结合杠杆平衡知识，判断下列说法中正确的是（　　） A．肩膀应该靠近“轻的一头” B．肩膀应该靠近“重的一头” C．肩膀应该居于扁担正中间 D．挑着担子走路，扁担一般会上下“闪动”，“闪动”时一定是一个筐子向上运动同时另一个筐子向下运动 【分析】根据杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2分析解答。 【解答】解：ABC、假如一个筐子重一个筐子轻（一头重一头轻），在不考虑手臂帮扶的情况下挑起担子让扁担处于水平平衡，根据杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2，则重的一头动力大，必须动力臂较小，因而支点即肩膀必须靠近较重的一头，故B正确，AC错误；D、挑着担子走路，扁担一般会上下“闪动”，由于杠杆仍然平衡，则动力臂同时增大或同时减小，即两侧同时向下或同时向上，即一个筐子向上运动同时另一个筐子向上运动，故D错误。故选：B。 【点评】本题考查杠杆平衡条件的应用，属于中档题，有一定的难度。 3．（2023•恩施州）我们用扫把扫地，左手握住柄的末端，右手向前推扫柄时，扫把是（　　） A．省力杠杆 B．费力杠杆 C．等臂杠杆 D．都不正确 【分析】（1）动力臂比阻力臂长的杠杆是省力杠杆。 （2）动力臂比阻力臂短的杠杆是费力杠杆。 （3）动力臂和阻力臂相等的是等臂杠杆。 【解答】解：我们用扫把扫地，左手握住柄的末端，右手向前推扫柄时，扫把的动力臂比阻力臂短，是费力杠杆，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选：B。 【点评】本题考查的是杠杆的分类，在具体的实例中能够区分省力杠杆和费力杠杆。 4．（2020•宜昌）如图为工地搬运砖头的独轮车，人抬起车把时，车体可以看成一个杠杆，关于这个杠杆下列说法正确的是（　　） A．手握的位置靠近把手末端时更费力 B．砖头的位置远离车轮时抬起更省力 C．轮子的中心是杠杆的支点 D．图中拉力F大于重力G 【分析】（1）在阻力和阻力臂不变的情况下，动力臂越大，动力越小； （2）在阻力和动力臂不变的情况下，阻力臂越大，越费力； （3）根据杠杆的定义分析； （4）根据杠杆的平衡条件分析力的大小。 【解答】解： A、在阻力和阻力臂不变的情况下，手握的位置靠近把手末端时，动力臂大，则动力小，更省力，故A错误； B、砖头的位置远离车轮时，此时的动力臂和阻力大小不变，阻力臂变大，根据杠杆的平衡条件可知，动力变大，抬起更费力，故B错误； C、由图可知，整个杠杆是绕轮子的中心转动的，所以轮子的中心是杠杆的支点，故C正确； D、图中的动力臂大于阻力臂，根据杠杆的平衡条件可知，动力小于阻力，即F小于G，故D错误。 故选：C。 【点评】本题考查了杠杆平衡条件的应用、杠杆的定义，正确理解杠杆平衡条件是解题的关键。 5．（2024•宜昌二模）如图所示，国旗杆顶部装有一个滑轮，关于该滑轮下列说法正确的是（　　） A．它是一个动滑轮 B．它可以上下移动 C．用它改变力的方向 D．用它改变力的大小 【分析】定滑轮是轴固定不动的滑轮，使用定滑轮不省力但能改变力的方向，据此分析即可。 【解答】解：升旗时旗杆顶端的滑轮并不随国旗升降，它是一个定滑轮，用力方向与国旗运动的方向相反，故用它改变力的方向，故C正确，ABD不正确。 故选：C。 【点评】本题主要考查学生对定滑轮工作特点的了解和掌握，是一道基础题。 6．（2024•恩施市二模）简单机械在生活中应用广泛，下列简单机械属于费力机械的是（　　） A．托盘天平 B．斜面 C．筷子 D．动滑轮 【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．托盘天平在使用过程中，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆，不省力也不费力，故A不符合题意； B．斜面在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，可以省力，但费距离，故B不符合题意； C．筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，费力但省距离，故C符合题意； D．动滑轮在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，可以省力，但费距离，故D不符合题意。 故选：C。 【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。 7．（2022•襄阳）如图所示，以下器具在使用时属于省力杠杆的是（　　） A．筷子 B．食品夹 C．钢丝钳 D．镊子 【分析】结合生活经验，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；故A错误。 B、食品夹在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；故B错误。 C、钳子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；故C正确。 D、镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆。故D错误。 故选：C。 【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；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。 8．（2021•鄂州）小斌用如图所示滑轮组把重300N的货物匀速提升1m，若不计绳重和摩擦，所用的拉力是200N。则下列说法正确的是（　　） A．绳子自由端移动的距离为3m B．动滑轮的质量为50N C．滑轮组此时的机械效率是75% D．利用该滑轮组既可以省力还可以省功 【分析】（1）由图可知滑轮组承担物重绳子的有效股数，根据s＝nh求出绳子自由端移动的距离； （2）若不计绳重和摩擦，根据F＝（G+G动）求出动滑轮的重力，利用G＝mg求出动滑轮的质量； （3）根据η＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%求出滑轮组此时的机械效率； （4）功的原理：使用任何机械都不省功。 【解答】解： A．滑轮组承担物重绳子的有效股数n＝2，则绳子自由端移动的距离s＝nh＝2×1m＝2m，故A错误； B．若不计绳重和摩擦，由F＝（G+G动）可得，动滑轮的重力G动＝nF﹣G＝2×200N﹣300N＝100N，由G＝mg可得，动滑轮的质量m＝＝＝10kg，故B错误； C．滑轮组此时的机械效率η＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%＝75%，故C正确； D．由功的原理可知，使用任何机械都不省功，利用该滑轮组可以省力，但不能省功，故D错误。 故选：C。 【点评】本题考查了滑轮组拉力公式和滑轮组机械效率公式、功的原理的应用等，难度不大，易于解答。 9．（2024•蕲春县一模）如图甲所示是春晚武术节目《天地英雄》中的一个场景，此时表演者使用的道具甲可看做一个杠杆，如图乙所示，表演时，AO和CO绕O点转动，AO＝CO，人对杠杆的力F1＝F2，下面说法中正确的是（　　） A．O点是杠杆AOC的支点 B．杠杆AOC始终是等臂杠杆 C．F1的力臂是AO D．若将ABO看做杠杆，则B点所受拉力方向与大小均不变 【分析】根据杠杆的特点及其五要素具体分析，判断正误。 【解答】解：A、杠杆绕O点转动，所以O点是杠杆的支点，故A正确；、 B、等臂杠杆是动力臂和阻力臂相等的杠杆，而此杠杆非水平时，动力臂不等于阻力臂，故B错误； C、F1的力臂是O点到直线CF1的垂直距离，故C错误； D、B点受到的力的方向是沿着DB的，当杠杆绕O点转动时，B点所受的拉力大小和方向均改变，故D错误。 故选：A。 【点评】本题考查了杠杆的五要素，是一道基础题。 10．（2024•孝感二模）如图所示，用方向始终垂直于杠杆的动力F将重物从A位置缓慢提升到B位置，在提升重物的过程中，动力F大小的变化情况是（　　） A．变大 B．变小 C．先变大后变小 D．先变小后变大 【分析】从支点向力的作用线作垂线，垂线段的长度即力臂。力F作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直，即动力臂不变；由位置A提升位置B，阻力不变，阻力力臂先变大，水平位置最大，后变小，根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2分析动力变化情况。 【解答】解：将重物从A位置缓慢提升到B位置，如图所示， 动力F方向始终垂直于杠杆，所以动力臂长度为杠杆的长且大小不变； 当杠杆在水平位置时，阻力的力臂最大、且阻力大小不变（等于物重），根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可知，此时动力最大，所以杠杆转动的过程中动力先变大、后变小。 故选：C。 【点评】本题考查学生对杠杆平衡条件的理解和灵活运用，确定杠杆由位置A拉到位置B阻力臂的变化情况是本题的关键。 11．（2023•宜昌）如图为我国古人运送巨木的劳动情境示意图，他们通过横杆、支架、石块等，将巨木的一端抬起。当巨木太重无法抬起时，下列改进方法可行的是（　　） A．减少横杆右端的人数 B．将支架向右移动 C．横杆右端的人向支架靠近 D．减小横杆上悬绳与支架间的距离 【分析】杠杆平衡条件：动力×动力臂＝阻力×阻力臂（F1L1＝F2L2），阻力一定，减小阻力臂，增大动力臂可以省力。 【解答】解：A、减少横杆右端的人数，减小了动力，则阻力和阻力的乘积不变，而动力和动力臂的乘积变小，不能将巨木抬起，故A错误。 B、将支架向右移动，阻力和阻力臂变大，动力臂变小，则阻力和阻力的乘积变大，而动力和动力臂的乘积变小，不能将巨木抬起，故B错误。 C、横杆右端的人向支架靠近，减小了动力臂，则阻力和阻力的乘积不变，而动力和动力臂的乘积变小，不能将巨木抬起，故C错误。 D、减小横杆上悬绳与支架间的距离，减小了阻力臂，则阻力和阻力的乘积变小，而动力和动力臂的乘积不变，可能将巨木抬起，故D正确。 故选：D。 【点评】本题主要考查杠杆的应用，基础性题目，熟练掌握杠杆平衡条件是关键。 12．（2022•荆州）某学校劳动教育课堂上，四位同学利用杠杆原理使用劳动工具的场景如图所示。其中属于使用费力杠杆的是（　　） A．锄地时举起锄头 B．用羊角锤拔钉子 C．用园艺剪修剪树枝 D．用钢丝钳剪铁丝 【分析】结合生活经验，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、锄地时举起锄头过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故A符合题意； B、用羊角锤拔钉子过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B不合题意； C、用园艺剪修剪树枝在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C不合题意； D、用钢丝钳剪铁丝在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D不合题意； 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。 13．（2022•恩施州）如图所示，是小强参加劳动实践挑水时的场景。若扁担重10N，每只桶总重均为200N，当扁担在水平位置保持静止时，扁担受到肩的支持力约为（　　） A．210N B．410N C．200N D．400N 【分析】二力平衡条件：作用在同一物体上的两个力、大小相等、方向相反、作用在同一直线上； 扁担在水平位置保持静止，桶与扁担总重力与扁担受到肩的支持力是一对平衡力。 【解答】解：扁担在水平位置保持静止，桶与扁担作为一个整体分析，桶与扁担总重力大小等于扁担受到肩的支持力大小，即扁担受到肩的支持力F＝2G1+G2＝2×200N+10N＝410N，故B正确。 故选：B。 【点评】本题考查二力平衡条件的应用，重点是掌握二力平衡条件，难点是学会桶与扁担作为一个整体分析。 14．（2020•荆州）如图是“探究杠杆的平衡条件”实验装置图，关于此实验说法正确的是（　　） A．如图所示中，要使杠杆在水平位置平衡，平衡螺母应该向左调节 B．如图所示中，在A点用力拉杠杆，一定是省力杠杆 C．如图所示中，若杠杆左端钩码向左、右端钩码向右各移动一格，则杠杆左端下沉 D．如图所示中，当F的大小等于钩码重力一半时，可以使杠杆平衡 【分析】（1）调节杠杆两端的平衡螺母，使平衡螺母向上翘的一端移动，使杠杆在水平位置平衡； （2）判断杠杆是否省力的方法：动力臂大于阻力臂的杠杆为省力杠杆； （3）杠杆的平衡条件是：动力×动力臂＝阻力×阻力臂；杠杆不平衡时会向力与力臂的乘积较大的一边下倾； （2）力与力臂的乘积产生的效果向同方向转动，杠杆不能平衡。 【解答】解：A、如图，杠杆的右端上翘，右端的平衡螺母向上翘的右端移动，使杠杆在水平位置平衡，故A错误； B、由图可知杠杆的动力臂为O点到动力F作用线的垂直距离；阻力臂为O点到重力作用线的垂直距离，当F的方向和OA垂直时，动力臂最大，此时最省力；当动力臂小于阻力臂时，是费力杠杆，故B错误； C、杠杆左端钩码向左、右端钩码向右各移动一格，左侧＝3G×3L＝9GL，右侧＝2G×4L＝8GL，左侧大于右侧，杠杆不再平衡，杠杆左端下沉，故C正确； D、如图所示中，当F的大小等于钩码重力一半时，F与钩码的重力，力与力臂的乘积产生的效果向同方向转动，杠杆不能平衡，故D错误； 故选：C。 【点评】本题考查了杠杆平衡条件的应用，杠杆是否平衡取决于力和力臂的乘积是否相等，只比较力或力臂大小不能得出正确结果。 15．（2024•巴东县一模）以下物理实验都用到了斜面，则下列说法正确的是（　　） A．如图甲利用斜面测平均速度，实验时斜面坡度越大越好 B．如图乙的实验可以直接验证牛顿第一定律 C．如图丙让小车A从斜面的不同高度由静止下滑是为了探究动能与速度的关系 D．如图丁的实验可以验证使用斜面可以省力也可以省距离 【分析】（1）如果斜面太高，物体运动时间太短，不容易计时； （2）生活中不受力的物体不存在，牛顿第一定律是在实验的基础上通过推理归纳概括出来的； （3）动能的大小与质量和速度有关。小车前后两次质量相同，控制小车的质量相同，不同高度，反映了小车的运动速度不同，由控制变量法可知，是研究动能与速度的关系； （4）使用斜面可以省力，但费距离。 【解答】解：A．利用斜面测平均速度时，斜面坡度越大时间越难测量，因此斜面坡度应小一些，这样便于测量时间，故A错误； B．牛顿第一定律是在实验的基础上通过推理归纳概括出来的，不能通过实验直接验证，故B错误； C．让小车A从斜面的不同高度由静止开始滑下，小车质量相同，而到达水平面时的速度不同，所以探究的是动能大小与速度的关系，故C正确； D．图丁的实验可以验证使用斜面可以省力，但无法验证可以省距离，故D错误。 故选：C。 【点评】此题考查斜面在物理实验中的应用，凸显了物理学科的特点，具有较强的综合性，但都是初中物理中一些常规试验，难度一般。 二．填空题（共3小题） 16．（2024•湖北）如图是汉代画像砖上描绘的《史记》中“泗水取鼎”画面，两边各有数人用绳子通过滑轮拉起掉落水中的鼎。图中的这种滑轮 　不能　（填“能”或“不能”）起到省力的作用；此时两边绳子对鼎竖直向上的拉力分别为F1、F2，鼎受到的拉力之和为 　F1+F2　。鼎在水中上升的过程中，其底部所受水的压强 　减小　（填“增大”“减小”或“不变”）。 【分析】（1）滑轮不随物体一起运动的滑轮是定滑轮，定滑轮不能省力。 （2）根据物体受力情况进行分析。 （3）液体的压强随深度的增加而增大。 【解答】解：图中的这种滑轮是定滑轮，不能起到省力的作用；定滑轮不省力，只能改变动力的方向，鼎向上受到两个拉力作用，所以鼎受到的拉力之和为F1+F2。鼎在水中上升的过程中，在水中的深度减小，其底部所受水的压强减小。 故答案为：不能；F1+F2；减小。 【点评】本题考查的是定滑轮的特点及应用；知道液体压强的规律。 17．（2021•黄石）搬运砖头的独轮车，车厢和砖头所受的总重力为800N，独轮车的有关尺寸如图所示，推车时，人手向上的力F＝　160　N。一根60Ω的电阻丝，通电5min产生了6480J的热量，则通过该电阻丝的电流为 　0.6　A。 【分析】（1）根据杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2可以求出作用在车把上竖直向上的力的大小； （2）知道通过电阻丝通电5min产生的热量和电阻丝的阻值，根据Q＝I2Rt求出电流的大小。 【解答】解：（1）由图可知：独轮车的车辆轮轴处是支点，其中重力G是阻力，支点到重力作用线的距离是阻力臂，故L2＝0.2m；力F是动力，支点到力F作用线的距离是动力臂，故L1＝1m；根据杠杆的平衡条件得：F×L1＝G×L2，F×1m＝800N×0.2m，解得：F＝160N； （2）根据Q＝I2Rt可知，通过该电阻丝的电流为：I＝＝＝0.6A。 故答案为：160；0.6。 【点评】此题考查了杠杆平衡条件的应用、焦耳定律公式的应用，属于简单的计算题。 18．（2020•恩施州）如图所示，有斜面长为1、高为h的斜坡和物块等器材，同学们一起探究使用斜面这种简单机械是否省功，应测量的数值有物块重G、斜面高h、　拉力F　和斜面长1。 【分析】利用斜面提升重物，拉力所做的功为总功W总＝Fs，克服物体重力所在的功为有用功W有＝Gh，据此分析需要测量的物理量。 【解答】解： 要探究使用斜面这种简单机械是否省功，需要比较拉力所做的功为总功W总＝Fs和克服物体重力所在的功为有用功W有＝Gh的大小关系，由此可知应测量的数值有物块重G、斜面高h、拉力F和斜面长1。 故答案为：拉力F。 【点评】本题考查通过斜面机械效率的实验，考查了有用功、总功的计算，并会综合分析应用等。 三．作图题（共4小题） 19．（2024•湖北）2024年6月2日至3日，嫦娥六号完成了人类首次月球背面采样。如图，嫦娥六号的机械臂正绕O点转动，将采集的月球样品送往贮存装置。请画出样品对机械臂上A点的作用力F的力臂l。 【分析】力臂是从支点到力的作用线的距离，据此作图。 【解答】解：反向延长力F的作用线，由支点O向F的作用线作垂线，垂线段的长度就是力F的力臂l（红色字母）。如图所示： 【点评】此题主要考查了力臂的画法。首先要正确理解力臂的概念，找到支点和作用线，由支点向力的作用线作垂线，垂线段的长度是力臂。 20．（2022•湖北）如图是指甲剪的示意图。请在图中画出杠杆ABO以O点为支点时动力F1的力臂l1和阻力F2。（忽略摩擦，保留作图痕迹） 【分析】力臂是支点到力的作用线的距离，因此要先确定支点，然后判断力的方向，再过支点做出力的作用线的垂线，支点到力的作用线的距离，即为所求作的力臂，根据杠杆平衡条件分析阻力F2的方向。 【解答】解：首先延长力F1的作用线，然后过支点O作力F1作用线的垂线段，标出力臂的符号l1，因为动力F1让杠杆绕支点O顺时针转动，所以阻力F2应该让杠杆绕支点O逆时针转动，如图所示： 【点评】本题考查力臂的画法，属于基础题目。 21．（2022•黄石）《农政全书》中记载：“汤旱，伊尹教民田头凿井，并以溉田，今之桔槔是也。”如图是春秋时期的劳动人民使用桔槔汲水的情景：在一根竖立的架子上拴上一根长杆，末端捆绑石块，前端悬挂水桶，这样可以节省从井里提水的力量。请画出向上提水时： （1）人对绳子作用力的示意图； （2）水桶重力的示意图； （3）石块对长杆作用力的力臂。 【分析】（1）先正确分析力的大小、方向和作用点，再根据力的示意图的要求作出力的示意图。 （2）水桶受到重力的作用点在重心上，方向竖直向下； （3）从支点作力作用线的垂线段，即可作出石块对长杆作用力的力臂.。 【解答】解：（1）通过绳子提起水桶时，人对绳子施加竖直向上的拉力F拉； （2）从水桶的重心作竖直向下的力，即为水桶重力的示意图； （3）画出石块对长杆作用力F的示意图，然后反向延长F的作用线，从支点作力作用线的垂线段，即可作出力的力臂L，如图所示： 【点评】此题综合考查了力的示意图、重力示意图和力臂的画法，难度不大，但属于中考必考题型，应当引起重视。 22．（2021•黄冈）如图所示，O为支点，请在A点作出人用木棒撬动石头的最小作用力F的示意图，并标出其力臂l。 【分析】（1）力臂的概念：力臂是指从支点到力的作用线的距离； （2）杠杆平衡条件：动力×动力臂＝阻力×阻力臂（F1 L1＝F2 L2），在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小。 【解答】解：根据杠杆平衡条件“动力×动力臂＝阻力×阻力臂”可知：在阻力与阻力臂的乘积一定的情况下，要使动力最小，则动力臂必须最长，由图知OA作动力臂最长，O为支点，则动力方向向下，过A点与OA垂直向下作垂线就得到动力F的示意图，如图所示： 【点评】本题的解题关键是通过杠杆的平衡条件得出：在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小的结论。 四．实验探究题（共5小题） 23．（2024•武汉）某同学利用若干个质量为50g的钩码和弹簧测力计探究杠杆的平衡条件。 （1）调节平衡螺母，使杠杆在不挂钩码时，保持水平并 　静止　，达到平衡状态，如图所示。 （2）在杠杆左侧15cm刻度线处挂上4个钩码，在杠杆右侧挂上6个钩码，移动右侧钩码到 　10　cm刻度线处使杠杆重新在水平位置平衡。这时动力或阻力是 　钩码对杠杆的拉力　（填“钩码受到的重力”“钩码对杠杆的拉力”或“杠杆对钩码的拉力”）。 （3）保持杠杆左侧钩码的数量和位置不变，取下右侧钩码，改用弹簧测力计拉杠杆使杠杆在水平位置平衡，当弹簧测力计的示数为3N时，该拉力的作用点可能在杠杆 　①③　（填序号）刻度线处。 ①左侧10cm； ②右侧5cm； ③右侧15cm。 【分析】（1）杠杆平衡是静止或匀速转动； （2）设一个钩码重是G，根据杠杆平衡条件求出；根据阻力或动力的定义分析； （3）根据杠杆平衡条件计算力臂大小，逐项分析。 【解答】解：（1）调节平衡螺母，使杠杆在不挂钩码时，保持水平并静止，达到平衡状态； （2）如在杠杆左侧15cm刻度线处挂上4个钩码，在杠杆右侧挂上6个钩码，设每个钩码的重力为G，由杠杆平衡条件F1l1＝F2l2可知 4G×15cm＝6G×L， 解得L＝10cm； 动力和阻力都必须是作用在杠杆上，而钩码受到的重力、杠杆对钩码的拉力作用在钩码上，不是动力或阻力，故钩码对杠杆的拉力是动力或阻力。 （3）当弹簧测力计的示数为3N时，相当于6个质量为50g的钩码重力，因而力臂必须为10cm， ①左侧10cm，竖直向上拉力臂为10cm，恰好能平衡； ②右侧5cm，最大的力臂为5cm，不可能平衡； ③右侧15cm，斜向下拉，使得力臂等于10cm也可以平衡。 故选：①③。 故答案为：（1）静止；（2）10；钩码对杠杆的拉力；（3）①③。 【点评】本题考查了杠杆平衡条件的应用等问题，是实验的常考问题，一定要掌握。探究杠杆平衡条件时，要使力臂在杠杆上，有两个条件：杠杆在水平位置平衡；力竖直作用在杠杆上。 24．（2023•襄阳）在“探究杠杆平衡条件”的实验中。 （1）在调节杠杆水平平衡时，如果杠杆左端下沉应将平衡螺母向 　右　调节； （2）如图所示让杠杆保持水平静止，如果在A处挂总重2N的钩码，在B处用测力计竖直向上拉，其示数为 　1　N；如果在B处斜向上拉，测力计的示数将变 　大　。 【分析】（1）在调节杠杆平衡时，应将平衡螺母向较高的一端调节； （2）用杠杆的平衡条件来判断，计算拉力大小，根据杠杆平衡条件，阻力和阻力臂不变时，弹簧测力计倾斜，动力臂变小，动力变大。 【解答】解：（1）左端下沉，说明右端较高，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）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； 弹簧测力计竖直向上拉杠杆时，拉力力臂为OB，弹簧测力计倾斜拉杠杆，拉力的力臂小于OC，拉力力臂变小，拉力变大，弹簧测力计示数变大。 故答案为：（1）右；（2）1；大。 【点评】本题考查杠杆平衡条件的探究，属于基础题。 25．（2023•仙桃）在探究“杠杆的平衡条件”实验中： （1）实验前，杠杆左端下沉，如图甲，则应将平衡螺母向 　右　（选填“左”或“右”）调节，直至杠杆在水平位置平衡； （2）调节钩码的位置，使杠杆重新在水平位置平衡，读出实验数据并记录在表格中。如图乙所示，阻力臂l2为 　8.0　cm； 次数 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm 1 0.5 16.0 1.0 2 1.0 15.0 1.0 15.0 3 2.0 15.0 1.5 20.0 （3）分析表中实验数据，得出杠杆的平衡条件为 　F1l1＝F2l2　（用F1、F2、l1、l2表示）；第3次实验的杠杆类型属于 　费力　（选填“省力”、“费力”或“等臂”）杠杆，教室里的劳动工具中有这类杠杆，请举一例：　扫帚　；并简要说明你的判断理由 　扫帚使用时，动力臂小于阻力臂　。 （4）如图丙，F始终与杠杆垂直，将杠杆缓慢地由位置A拉至位置B的过程中，F的大小将 　C　。（填选项代码） A.不变 B.变小 C.变大 D.先变大后变小 【分析】（1）杠杆倾斜时，杠杆的重心偏向杠杆下沉的一端，左、右两端的螺母需要向杠杆偏高的一端调节，至杠杆在水平位置平衡； （2）支点到力的作用点的距离就是力臂； （3）要能够观察和分析试验数据，知道杠杆的平衡条件为动力×动力臂＝阻力×阻力臂，即F1l1＝F2l2； 根据力臂关系可以把杠杆分为三类：动力臂大于阻力臂，省力杠杆；动力臂等于阻力臂，等臂杠杆；动力臂小于阻力臂，费力杠杆； （4）通过作图比较A、B两位置阻力G力臂的长短。然后再通过杠杆的平衡条件来分析动力的变化。 【解答】解：（1）甲图杠杆不在水平位置，左端向下倾斜，右端偏高，故应向右调节左端或右端的平衡螺母至杠杆在水平位置平衡，使支点到力的作用点的距离就是力臂，便于直接测量力臂； （2）如图乙所示，阻力臂l2为8.0cm； （3）通过分析实验数据，可知杠杆的平衡条件是动力×动力臂＝阻力×阻力臂，可写作F1l1＝F2l2； 第3次实验的杠杆动力臂小于阻力臂的杠杆，属于费力杠杆，例如扫帚，原因是扫帚使用时，动力臂小于阻力臂； （4）在杠杆缓慢由A到B的过程中，动力臂OA（即拉力F的力臂）不变，阻力G的大小不变，而阻力臂L（即重力G的力臂）却逐渐增大； 由杠杆的平衡条件知：F•OA＝G•L，当OA、G不变时，L变大，那么F也变大，即拉力F在这个过程中逐渐变大。 故答案为：（1）右；（2）8.0；（3）F1l1＝F2l2；费力；扫帚；扫帚使用时，动力臂小于阻力臂；（4）C。 【点评】杠杆平衡条件应用较为广泛，主要题型为实验探究题，利用杠杆平衡条件可以判断杠杆是否平衡、力臂大小、力的大小等。 26．（2021•十堰）小红和小华在做“探究杠杆平衡条件”实验中： （1）实验前，把杠杆中心支在支架上，杠杆静止在图甲所示位置，小红将右端的平衡螺母向右调，小华认为也可以将左端的平衡螺母向 　右　调（选填“左”或“右”），使杠杆在水平位置平衡； （2）实验中，他多次在杠杆两端加挂钩码，并调节钩码位置，使杠杆保持水平平衡，记录多组数据，这样做的目的是 　寻找普遍规律　； （3）如图乙所示，始终保持杠杆在水平位置平衡，小红将弹簧测力计从①位置移动到②位置时，测力计的示数将 　变大　（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 【分析】（1）杠杆处于静止状态或匀速转动状态时，杠杆处于平衡状态；调节杠杆在水平位置平衡，平衡螺母向上翘的一端移动。 （2）只用一组数据得到结论，偶然性太大，因此应获取多组实验数据找普遍规律从而得出杠杆平衡条件。 （3）当弹簧测力计斜着拉时，其力臂变小，根据杠杆平衡条件分析出答案。 【解答】解：（1）如图甲，杠杆左端下沉，杠杆的右端上翘，应将杠杆重心向右移，所以应将两端的平衡螺母（左端和右端的均可）向右调节； （2）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获取多组实验数据归纳出物理规律，使结论具有普遍性； （3）将弹簧测力计从①位置移动到②位置时，阻力和阻力臂不变，拉力F力臂变小，由杠杆平衡条件可知，测力计的示数将变大。 故答案为：（1）右；（2）寻找普遍规律；（3）变大。 【点评】杠杆平衡条件是杠杆平衡计算的基础内容，一定要掌握，在探究杠杆平衡条件的实验中为得出普遍性的规律，在实验中应多测几组数据进行分析。 27．（2020•随州）小红在探究杠杆的平衡条件时，找来一个量程为5N的弹簧测力计和若干个重均为0.5N的钩码，实验前测得杠杆上相邻刻度线间的距离都等于2cm。请回答下列问题： （1）实验前，小红先将杠杆调至水平位置平衡，这样操作的目的是 　杠杆所受重力的作用线通过支点，重力的力臂为零，重力对杠杆的转动不产生影响，便于测量（或读出）力臂　。 （2）小红在实验中测得一组数据如下表，于是他立即得出了杠杆的平衡条件：“F1×L1＝F2×L2”，你认为是否合理，并说明理由：　不合理；只测量了一组数据便得出结论，结论具有片面性　。 F1/N L1/cm F2/N L2/cm 2 6 3 4 （3）某次实验如图所示，杠杆平衡，则以下生活中相关杠杆的应用与此图中杠杆类型相同的是 　核桃夹　（选填“托盘天平”、“核桃夹”或“筷子”）。 （4）在图中，保持弹簧测力计的位置及拉力的方向和钩码的个数不变，钩码向左移动，若要保持杠杆平衡，则钩码到支点的距离不应超过 　10　cm。 【分析】（1）实验前先要调节杠杆在水平位置平衡，这是为使杠杆所受的重力通过支点，从而可以不考虑杠杆的重力对其转动的影响； （2）杠杆的平衡条件是：动力×动力臂＝阻力×阻力臂，在实验中，为得出普遍结论应改变实验条件，进行多次测量； （3）对物理模型的抽象、分析能力。判断杠杆的类型可结合生活经验和动力臂与阻力臂的大小关系来判断； （4）已知弹簧测力计的量程，根据杠杆的平衡条件可分析测力计示数的变化。 【解答】解： （1）实验前，小红先将杠杆调至水平位置平衡，这样操作的目的是：杠杆所受重力的作用线通过支点，重力的力臂为零，重力对杠杆的转动不产生影响，便于测量（或读出）力臂； （2）不合理，该同学只测量了一组数据便得出结论，结论具有片面性； （3）某次实验如图所示，杠杆平衡，动力臂大于阻力臂；我们在使用核桃夹时是为了省力，并且在使用的过程中动力臂大于阻力臂，所以它是省力杠杆； （4）根据杠杆的平衡条件，已知一个钩码重0.5N，弹簧测力计的量程为5N， F×3L＝6G×nL，F＝2nG， n＝＝＝5， 实验前测得杠杆上相邻刻度线间的距离都等于2cm，要保持杠杆平衡，则钩码到支点的距离不应超过5×2cm＝10cm。 故答案为：（1）杠杆所受重力的作用线通过支点，重力的力臂为零，重力对杠杆的转动不产生影响，便于测量（或读出）力臂；（2）不合理；只测量了一组数据便得出结论，结论具有片面性；（3）核桃夹；（4）10。 【点评】本题考查探究杠杆的平衡条件实验，关键是将课本知识内容记忆清楚，仔细分析即可。 五．综合能力题（共1小题） 28．（2022•武汉）我国万米深潜作业次数和下潜人数位居世界首位。图甲所示为我国“奋斗者”号载人潜水器的海试现场。 （1）潜水器的前边固定着一个采样篮，里面放着海底沉积物采样器等工具，采样器是一个下端开口的圆柱形玻璃管。潜水器两侧各连着一只机械手臂，其中一只机械手臂的简化示意图如图乙所示，它由金属杆AB、OC和可以伸缩的液压杆AC组成，C点为机械手臂和潜水器的连接点。当液压杆伸长或缩短时，会带动金属杆AB绕着O点转动，金属杆B端就会向上提或向下压采样器。（ρ海水＝1.0×103kg/m3） ①请在图乙中画出水平金属杆的B端竖直向下压采样器时，采样器对金属杆AB的力的示意图。 ②若OA、OC和AC的长分别是18cm、24cm和30cm，OB的长是72cm，这只机械手臂的液压杆AC对水平金属杆A端的拉力是200N，玻璃管水平的圆环形管口和海底沉积物的接触面积是2cm2时，则竖直状态下的玻璃管的圆环形管口对海底沉积物产生的压强是多少Pa？（不考虑金属杆AB和采样器它们受到的重力和浮力） （2）总质量是36t且处于悬浮状态的潜水器在海底完成作业后，会抛卸吸附在舱外的压载铁再上浮。为了确保舱内作业人员的安全，科学家们在设计“奋斗者”号时，可以让潜水器在不能抛卸压载铁时进行“断臂求生”，即让潜水器在深海抛掉两只机械手臂和采样篮等物体后再上浮。若某次深海演练抛掉质量是1.8t、体积是0.3m3的两只机械手臂和采样篮等物体，则此时潜水器受到的浮力是多少N？浮力比重力大多少N？ 【分析】（1）根据力的作用是相互的，分析采样器对金属杆AB的作用力； （2）由数学知识求作用在A端的拉力的力臂，根据杠杆平衡条件计算作用在B端的作用力，从而求得玻璃管的环形口对海底沉积物的压力，根据p＝求得压强； （3）根据G＝mg分别计算抛掉物品前后潜水器的重力；据悬浮时的条件计算潜水器抛物品前的浮力；计算抛掉物品的浮力和重力，根据题意求出结果。 【解答】解：（1）①水平金属杆的B端竖直向下压采样器时，力的作用是相互的，采样器对金属杆AB的力F2的方向竖直向上，力F2示意图如图所示： ②由OA＝18cm，OC＝24cm，AC＝30cm，可得OA2+OC2＝AC2，所以△AOC为直角三角形，机械手臂的液压杆AC对水平金属杆A端的拉力F1＝200N，O为支点， 由图知△AOC∽△ADO，＝，所以＝，解得F1的力臂L1＝OD＝14.4cm＝0.144m， F2的力臂L2＝OB＝72cm＝0.72m，根据杠杆平衡条件：F1L1＝F2L2，F2＝F1＝×200N＝40N， 采样器的玻璃管的圆环形管口对海底沉积物的压力：F压＝F2＝40N，受力面积S＝2cm2＝2×10﹣4m2， 竖直状态下的玻璃管的圆环形管口对海底沉积物产生的压强是：p＝＝＝2×105Pa； （2）潜水器的总质量m总＝36t＝3.6×104kg，潜水器悬浮，所以潜水器受到的浮力：F浮总＝G总＝m总g＝3.6×104kg×10N/kg＝3.6×105N， 丢弃物体积是：ΔV＝0.3m3，丢弃物排开谁的体积：ΔV排＝ΔV＝0.3m3，减少的浮力：ΔF浮＝ρ海水gΔV排＝1×103kg/m3×10N/kg×0.3m3＝3×103N； 此时潜水器受到的浮力：F浮＝F浮总﹣ΔF浮＝3.6×105N﹣3×103N＝3.57×105N， 丢弃物质量是：Δm＝1.8t＝1.8×103kg，丢弃物重力是：ΔG＝Δmg＝1.8×103kg×10N/kg＝1.8×104N， 潜水器的重力：G＝G总﹣ΔG＝3.6×105N﹣1.8×104N＝3.42×105N， 浮力与重力的差：F浮﹣G＝3.57×105N﹣3.42×105N＝1.5×104N。 答：（1）①采样器对金属杆AB的力F2的示意图如上图所示； ②竖直状态下的玻璃管的圆环形管口对海底沉积物产生的压强是2×105Pa； （2）抛掉物品后潜水器受到的浮力是3.57×105N；浮力比重力大1.5×104N。 【点评】本题考查杠杆平衡条件、力的示意图、压强、浮力及重力等物理知识，以及数学几何的内容，是一道学科综合题，难度较大。 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：2024/9/18 9:06:15；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 $$