专题11 简单机械和机械效率（山东专用）-【好题汇编】2025年中考物理二模试题分类汇编

专题11 简单机械和机械效率 杠杆 1．（2025·山东淄博临淄区·二模）如图所示，以下实验操作正确的是（　　） A．如图甲，手持量筒举离桌面读数 B．如图乙，杠杆在水平位置平衡时，拉力的力臂为L C．如图丙，使用温度计测量液体温度并读取温度计示数 D．如图丁，为使像成在光屏中心，只需调节烛焰中心和光屏中心在同一高度 2．（2025·山东济宁·二模）下列关于如图所示实验或情景的表述错误的是（　　） A．图甲：抽取玻璃罩内空气，听到罩内的铃声减小，进一步推论出真空不能传播声音 B．图乙：保持杠杆在水平位置平衡，弹簧测力计由a位置移至b位置时，示数变大 C．图丙：试管内的水蒸气推动塞子冲出时，水蒸气对瓶塞做功，水蒸气的内能减小 D．图丁：开关闭合，只要导体ab在磁场中运动，导体中就有电流产生 3．（2025·山东济宁·二模）下列各选项中，正确的是（    ） A 知识 应用 力的作用点影响力的作用效果 远离门轴推门 防止惯性带来的危害 乘车时系安全带 重心越低越稳定 装货物时重的货物放下面 B 物理量 测量仪器 温度 温度计 时间 停表 质量 量筒 C 科学家 贡献 奥斯特 电流的热效应 帕斯卡 最早测出了大气压的值 伽利略 惯性定律 D 谚语 知识 四两拨千斤 费力杠杆 镜中花，水中月 光的折射 众人拾柴火焰高 合力的形成 A．A B．B C．C D．D 4．（2025·山东淄博·二模）如图甲为施工时常见独轮车，独轮车的支架刚好离地时可抽象成如图乙所示的水平杠杆模型，支点在O点，车身和砖头的重心在A点，手对车竖直向上的力F作用在B点，OA长为0.4m，AB长为0.8m。已知车身和砖头的总重为1200N，下列说法正确的是（　　） ①为了抬起车更省力一些，手抓握的位置可以离支点远一些 ②独轮车的支架刚好离地时，竖直向上的力 ③车上装入不同数量的砖头，抬起时竖直向上的力总是车身和砖头总重力的一半 ④上坡前建筑工人加快速度是为了增大惯性 A．①③ B．①② C．①②④ D．①③④ 5．(2025·山东省青岛市市北区·二模)下列作图正确的是（　　） A．甲：足球在水平草坪上向左滚动时的受力示意图 B．乙：动滑轮的杠杆示意图 C．丙：条形磁体周围的磁感线示意图 D．丁：使用羊角锤拔钉子时最小的动力和其力臂示意图 6．（2025·山东滨州滨城区·二模）在生物学实验课上，学生制作“洋葱鳞片叶表皮”玻片标本。下列关于此过程中涉及的物理知识说法正确的是（　　） A．用胶头滴管从试剂瓶中吸取清水，利用了液体压强 B．切洋葱的小刀，刀刃锋利是为了增大压力 C．切洋葱时感到“辣”眼睛是扩散现象造成的 D．用镊子夹取鳞片叶表皮时，镊子是省力杠杆 7．（2025·山东济南济阳区·二模）对下面四幅图的分析正确的是（　　） A．甲图中l是力F的力臂 B．乙图可以表示岸上的人看到水中鱼的光路图 C．丙图是近视眼的成因，可以佩戴凸透镜加以矫正 D．丁图表示内燃机的做功冲程，此冲程是将内能转化为机械能 8．（2025·山东济南历城区·二模）小明发现学校走廊的窗户可以从底部推开（如图甲），在他沿水平方向用力将窗户缓慢推开的过程中（如图乙），所用水平推力的大小将（　　） A．逐渐变小 B．先变小后变大 C．逐渐变大 D．先变大后变小 9．（2025·山东济南章丘区·二模）阿基米德曾说过：“给我一个支点和一根足够长的杠杆，我就可以撬动地球。”看过这句话后，小明思考后认为，要想用更小的力撬动地球，下列操作可行的是（　　） A．将支点靠近人 B．将手的位置靠近支点 C．将手的位置远离支点 D．将支点抬得更高 10.．(2025·山东省济宁邹城市·二模)小强同学“物理学习笔记”中的摘录正确的是（　　） ①科学家与贡献 ②装置与原理 ③物理知识与应用 ④社会发展与物理 奥斯特：电磁感应 船闸：连通器原理 光的折射：潜望镜 倒车雷达：超声波 阿基米德：杠杆原理 验电器：同种电荷互相排斥 等臂杠杆：天平 二极管：半导体材料 焦耳：焦耳定律 体温计：液体的热胀冷缩 大气压强：活塞式抽水机 核能：可再生能源 A．① B．② C．③ D．④ 11．（2025·山东济南章丘区·二模）如图所示四图节选自我国古代科技著作《天工开物》，其中说法正确的是（　　） A．图甲“泥造砖坯”中，地面对砖坯的支持力和砖坯的重力是一对平衡力 B．图乙“凿取砺房”中，古人手中的凿子是通过减小受力面积增大压强的 C．图丙“踏车汲水”中，水被提升到高处，水的重力势能增大 D．图丁“穴取铜铅”中，古人所使用的镐在撬动坚硬的石头时属于费力杠杆 12．（2025·山东济南章丘区·二模）在我们现实世界里，物理学无处不在，生活中方方面面都能找到物理的影子，下列器具在使用过程中出现的现象或所涉及的原理说法正确的是（　　） A．图甲：门把手安在远离门轴的一侧，可以省力也可以省距离 B．图乙：卫生间内地漏的使用过程中利用了连通器原理 C．图丙：推土机安装宽大的履带是为了减小对地面的压力 D．图丁：将丁图中装置从一楼拿到十楼时塑料管中液柱将上升 13．（2025·山东济南历下区·二模）包饺子、写春联、剪窗花、放鞭炮都是具有中国传统文化特色的活动。以下关于这些活动说法正确的是（    ） A．写春联——毛笔书写的速度越大所受的摩擦力越小 B．包饺子——面皮发生形变是因为手对面皮施加了力 C．剪窗花——折叠的纸片越靠近剪刀转轴，会越省力 D．放鞭炮——利用火药含有的热量高鞭炮容易被点燃 14．（2025·山东淄博临淄区·二模）水龙头是家庭中常见的机械。如图1所示，用手轻轻抬起拉拉杆的A点即可出水，提拉杆所属的简单机械模型可以看做__________杠杆（选填“省力”“费力”或“等臂”）；如图2所示，将在头发上摩擦过的气球靠近细小水流时，会发现细小水流被气球“吸引”而发生弯曲，这是因为带电体具有__________性质；如图3所示，细线吊起乒乓球靠近水流，发现乒乓球会被水流“吸引”过去，是因为水流带动附近的空气流动，使乒乓球和水柱之间的空气流速变大，压强__________（选填“变大”“变小”或“不变”）的缘故。 15．（2025·山东济南钢城区·二模）如图所示是一种切甘蔗用的铡刀示意图。铡刀的刀柄上有凹凸不平的花纹可以______。切甘蔗时，手沿______（选填“F1”或“F2”）方向用力可以更省力。 16．(2025·山东省滨州滨城区·二模)自行车刹车把手上粗糙的花纹是为了增大______。如图所示，刹车时，手对车把施加力F，车把会绕O点转动。刹车时可将刹车把手看作一个______（选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆，若手对车把施加的力F为10N，则此时刹车线受到的力为______N。 17．（2025·山东青岛即墨区·二模）小明利用实验室器材测量两块大小和材质均不相同的石块的密度。 (1)天平调平衡后，在测量小石块质量时，往右盘加减砝码过程中，加入最小砝码后，天平指针位置如图甲（一）所示，将最小砝码取出，指针位置如图甲（二）所示，他接下来正确的操作是______，直至指针对准分度盘中央刻度线，此时天平如图乙所示，则小石块的质量是______g； (2)用细线系住小石块放入盛水的量筒中，量筒前后液面变化如图丙所示，则小石块的体积为______，密度为______； (3)小明发现利用天平和量筒无法完成大石块密度的测量，经思考后，进行了如下实验操作： ①将杠杆调节水平平衡后，在两侧各挂大石块和弹簧测力计，竖直拉动弹簧测力计使杠杆水平平衡，如图丁所示，记录此时弹簧测力计示数为； ②将石块浸没于盛水的烧杯中，竖直拉动测力计使杠杆再次水平平衡，如图戊所示，记录此时弹簧测力计示数为； ③已知水的密度为，计算大石块的密度______（用、、表示）。 18．（2025·山东济南高新区·二模）图甲、乙、丙是小李利用刻度均匀的均质杠杆进行探究“杠杆的平衡条件”的实验。（每个钩码重0.5N） (1)实验前杠杆静止在如图甲所示位置，该杠杆处于______（选填“平衡状态”或“非平衡状态”）； (2)调整杠杆在水平位置平衡。如图乙所示，在B点处施加一个竖直向下的3N拉力时，杠杆仍然在水平位置平衡，当拉力F向右倾斜时，仍要保持杠杆在水平位置平衡，拉力F的大小将______（选填“变大”、“变小”或“不变”）； (3)如果小李又进行了如图丙所示的探究，发现用弹簧测力计在C点竖直向上拉，使杠杆仍然处于水平位置平衡时，测出数据得出的结论与杠杆平衡条件不相符，其原因是：______； (4)小李利用身边的物品来探究杠杆的平衡条件（图丁所示），铅笔水平平衡后，不小心将前端的铅笔芯弄断了，她立刻将铅笔稳住，并将铅笔芯放到右端细线处固定，绳松手后铅笔_________（填字母序号）； A．左端下沉 B．右端下沉 C．仍然水平平衡 (5)学习了功的知识后，小李回看表格中记录的数据，她想能否将“（N•m）”中的单位“N•m”换成“J”。根据功的定义，你觉得可以换吗？并说明理由。______。 19．（2025·山东济南济阳区·二模）小亮买药时，看到医生用如图甲所示的小杆秤称中药，小杆秤在水平位置平衡需要满足什么条件呢？于是，他就用所学知识通过实验来探究一下。 (1)小杆秤实质是一个杠杆，提绳处属于杠杆五要素中的__________；小亮利用图乙的实验装置及若干相同的钩码进行探究。 (2)杠杆在图乙所示的位置静止，此时杠杆__________（选填“是”或“不是”）处于平衡状态；为使其在水平位置平衡，应向________（选填“左”或“右”）调节杠杆两端的螺母； (3)调节杠杆在水平位置平衡后，在杠杆两边挂上钩码后出现了图丙所示的现象，要使杠杆恢复水平平衡，下一步进行的最简单的操作是：_______。 (4)实验中小亮提出“力的作用点到支点的距离影响杠杆的平衡”。为判断这一观点是否正确，小华制作了一个密度均匀的圆盘（相当于杠杆），圆盘可以绕着圆心O转动（转轴阻力忽略不计），如图丁所示。他先在圆盘的C点挂上4个钩码，又在G点挂上一定数量的钩码后，圆盘在图示位置平衡，此时CD水平；接着他将挂在G点的钩码先后挂在N、D两个点又进行了两次实验，发现圆盘仍在图示位置平衡，则说明小亮的观点是__________（选填“正确”或“错误”）的，原因是_________。 20．（2025·山东济南章丘区·二模）小明用如图所示装置来“探究杠杆的平衡条件”，实验中所用钩码的质量均为100g。（g取） (1)实验开始时，杠杆的位置如图甲所示，为使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆左端的平衡螺母向______移动（选填“左”或“右”）。 (2)杠杆水平平衡后，如图乙所示，在左侧A点悬挂两个钩码，在右侧B点竖直向下拉弹簧测力计（忽略弹簧测力计自重），使杠杆仍在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数______N。 (3)为进一步探究杠杆的平衡条件，如图丙所示，将弹簧测力计从a位置旋转至b位置，在旋转过程中，要使杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将逐渐______（选填“变大”“变小”或“不变”）。 (4)物理老师自制了如图丁a所示的“杠杆力臂演示仪”（杠杆自身重力和摩擦力不计，O点为螺母位置）。先使杠杆AB水平平衡，再松开螺母保持OA端不动，重物位置不变，将杆OB向下折一定角度后拧紧螺母，若使图丁b中图杠杆平衡，则图丁b中杠杆将要沿______（选填“顺时针”或“逆时针”）方向转动。要使杠杆在图丁b位置平衡，则重物应移动到______（选填“①”“②”或“③”）的位置。 21．（2025·山东济南历下区·二模）拔河比赛时，某一队若被拉得“转动起来”，会导致身体前倾，脚底不稳输掉比赛。如果把拔河的人看成杠杆，可以建立如图甲所示的模型。于是小静利用图乙的器材和钩码探究了杠杆的平衡条件。 (1)实验中，小静应将杠杆调节至水平平衡，目的是为了__________。桌面不水平可能会影响对杠杆水平平衡的判断，以下器材能对调节有所帮助的是________。 A．重垂线    B．刻度尺 (2)小静通过改变杠杆两端悬挂钩码的个数和位置，进行了多次实验，若作用在杠杆左侧的力为动力，数据记录如下表所示： 次数 动力 动力臂 阻力 阻力臂 杠杆状态 1 1 12.0 2 6.0 平衡 2 2 12.0 1 24.0 平衡 3 2 5.0 1 10.0 平衡 4 2 4.0 1 10.0 右端下沉 5 3 8.0 2 16.0 右端下沉 6 4 ① 5 16.0 左端下沉 分析表中的数据，归纳出杠杆的平衡条件是__________；请将表格中①合适的数据填写在答题卡的相应位置。_______ (3)在专业的拔河比赛中，队员都会通过后仰的姿势，将重心调节的很低，如图丙所示，这样不容易被拉得“转动起来”，原因是___________。 22．（2025·山东济南长清区·二模）小雨去药店买药时，看到医生用如图所示的小杆秤称中药，在秤盘中放入药材后用手提起提绳，移动秤砣的位置，就能使小杆秤在水平位置静止。小雨想杠杆在什么条件下能平衡呢？于是带领物理实践小组的同学借助器材进行了探究。 (1)小雨发现小杆秤实质是一个杠杆，其主要结构由秤杆、秤钩A、提纽（B、C）、秤砣D组成，如图甲所示。杆秤在使用过程中，提绳处是杠杆的_____； (2)实验前，杠杆水平静止如图乙所示，将杠杆左下角的物块取走后，不调节平衡螺母，杠杆_____保持水平位置静止（选填“仍能”或“不能”）； (3)实验时，小雨在杠杆两边挂上钩码后出现了如图丙所示的现象，在不增减钩码的前提下，要使杠杆恢复水平平衡，最简单的操作是_____； (4)小雨利用身边物品来探究杠杆的平衡条件如图丁所示，铅笔水平平衡后，不小心将前端的铅笔芯弄断了，她立刻将铅笔稳住，并将铅笔芯放到右端细线下固定，则松手后铅笔（　　） A．左端下沉 B．右端下沉 C．仍然水平平衡 (5)实验结束后，小雨对杆秤开展了拓展研究：在称量货物时，使用提纽_____（选填“B”或“C”），该杆秤的称量范围更大。若该杆秤配套的秤砣D有磨损，称量货物时杆秤显示的质量将比被测货物的真实质量偏_____（选填“大”或“小”）。 23．（2025·山东威海文登区·二模）学校进行教学楼改建时，需要将一堆相同的物料搬运到高处。解答下列问题： (1)如图所示，小亮模拟古代人民用杠杆将物料提起的情景，他在端竖直向下施加的力刚好能把一块物料提起，并使杠杆在水平位置平衡。已知，则这块物料重为多少？（取） (2)为了一次能提升更多物料，小亮利用了如图甲所示装置。某次搬运过程中，小亮在的时间内，将4块物料匀速提升，卷扬机对绳子的拉力为，则： ①拉力做功的功率为多少？ ②滑轮组的机械效率为多少？ ③小亮对图甲中的滑轮组进行了重新设计，如图乙所示，某次他利用这个装置匀速提起了6块物料，已知吊篮重为260N，动滑轮重为40N，若不计绳重和滑轮轴处的摩擦，则此时卷扬机对绳子的拉力为多少？ 24．（2025·山东青岛即墨区·二模）杠杆一种物理模型，生活中很多物体使用时都可看作是杠杆。如图甲为用手写字时的情形图，笔可以看做是杠杆，图乙为其简化图，其中O为支点，为阻力。 (1)请画出的力臂。_______ (2)此时笔是一个______杠杆，使用这类杠杆的优点是______。 25．（2025·山东滨州滨城区·二模）如图甲所示是中国自行研制的国之重器-“新光华”号半潜船，通过本身压载水舱的调整，把装货甲板潜入水中，以便将所要承运的特定货物从指定位置浮入半潜船的装货甲板上，将货物运到指定位置。半潜船在空载、下沉、载货的三种状态如图乙所示。 (1)半潜船是通过改变___________实现上浮和下沉的。 (2)实际上，半潜船在工作过程中始终处于___________（选填“漂浮”或“悬浮”）状态。 (3)当半潜船依次处于图乙中三种状态时，则半潜船受到的浮力最大的是___________（选填“a”“b”或“c”）； (4)若装载质量更大的货物，在保持甲板浮出海面高度相同的情况下，请提出一种可行的措施是___________。 (5)如图丙是“新光华”半潜船正在进行跨海大桥的工程建设，整体桥梁ABC质量为，重心位于跨度为的两个桥墩的中点，当半潜船压载水舱里的水排出一部分后，甲板上升，此时甲板上的托举塔顶端刚好接触桥梁，且。若此时要桥梁的一端刚好离开桥墩，压载水舱里的水至少排出多少？（海水的密度取，g取） 26．（2025·山东青岛崂山区·二模）如图甲，拔河比赛时队员都会通过后仰的姿势。此时可以将人体看成一个以脚底为支点的杠杆，如图乙所示。比赛中某一队若被拉得“转动起来”，会导致身体前倾，脚底不稳输掉比赛。 (1)请你在图乙中画出重力的力臂L1； (2)在专业的拔河比赛中，队员都会尽力后仰，将重心调节的很低，这样做是为了尽力增大__________（选填“重力”或“拉力”）的力臂，减小另一个力的力臂，提高胜算。 (3)为提高比赛胜算，除降低重心外，还有什么方法？请你举出一个方法，并说明其中包含的物理原理。方法：___________物理原理：_______ 27．（2025·山东泰安新泰市·二模）桔槔是《天工开物》中记载的一种原始的汲水工具，如图所示，硬杆AB用绳子悬挂在树上，杆可绕O点自由旋转且与树之间无作用力，用绳子将质量为3kg的木桶悬挂在B端，在A端重力为140N的拗石辅助下，人可轻松将一桶水从井中提起。已知硬杆AB的长度为2m，OA的长度为1.2m，木桶装满水，水重270N，重力为510N的人轻松将这桶水从井中提起。若悬挂桶的绳子始终保持在竖直方向上，忽略杆和绳的重力，，g取10N/kg，求： (1)木桶的容积； (2)井中水面到井口的距离为6m，人不用桔槔直接从水面将这桶水匀速提升6m做的功； (3)人用桔槔将装满水的桶提出水面后（忽略桶外壁沾水），硬杆AB在水平位置处于平衡状态时，人脚与地面的接触面积为，求人对水平地面的压强。 机械效率 1．（2025·山东泰安新泰市·二模）如图所示，重力为1000N的长方体物体在滑轮组的作用下，以0.2m/s的速度沿水平地面向右匀速运动了10s。滑轮组绳自由端向右拉力F为200N，滑轮组的机械效率为80%，在此过程中，下列说法正确的是（　　） ①有用功为1200J ②额外功为240J ③物体与地面间的滑动摩擦力为320N ④若物体的重力和运动速度不变，只增大地面的粗糙程度，则滑轮组的机械效率会提高 A．只有①② B．只有①③ C．只有②④ D．只有③④ 2．（2025·山东淄博淄川区·二模）如图，甲、乙两人用不同的装置，在相同时间内把质量相等的货物匀速提升到同一平台，不计绳重及滑轮的摩擦。下列说法正确的是（    ） A．甲做的有用功多 B．乙做的总功多 C．甲做总功的功率大 D．乙所用装置的机械效率小 3．（2025·山东青岛崂山区·二模）下列说法正确的是（　　） A．使用机械可以省力，但不能省功 B．紫外线能够让荧光物质发光 C．使用试电笔时，手必须与笔尖金属部分接触 D．发生热传递时，热量总是从内能大的物体传递给内能小的物体 4．（2025·山东济南高新区·二模）如图-1所示的是国内某智能科技公司推出的鲁班轴柔性抓手，其简化结构模型如图-2所示。此技术为国内首创，其内置高科技模块，可实现积木式灵活拓展，A处有一个电动机驱动，抓手可灵活调整抓取策略和夹持方式，以适应不同形状和尺寸的工件。下列说法中正确的是（    ）    A．鲁班轴柔性抓手工作时是将电能转化为机械能 B．该设备工作时抓取物体的质量越大，机械效率越小 C．抓取更重的物体时，抓手对物体的压力增加，摩擦力增大 D．如图-2，抓手抓取右侧物体时，为使设备更稳定，大臂应逆时针转动一定角度 5．（2025·山东青岛李沧区·二模）如图所示，甲、乙两套装置所用的滑轮质量相等，用它们分别将相同质量的钩码匀速竖直提升，绳端A、B移动相同的距离（忽略绳重和摩擦），在此过程中两滑轮组绳端的拉力______；滑轮组的总功______；滑轮组的机械效率______。（均选填“>”、“<”或“=”） 6．（2025·山东潍坊高密市·二模）在“测量滑轮组机械效率”的实验中，进行了三次实验，实验数据如下表。 实验次数 物重G/N 物体上升的高度h/cm 测力计示数F/N 测力计移动的距离s/cm 机械效率η/% 1 6 3 2.5 9 80.0 2 8 3 3.2 9 3 10 3 3.9 9 85.5 (1)由表中数据可知，该实验是用________图（选填“甲”或“乙”）所示的滑轮组进行操作的； (2)第2次实验中，滑轮组的机械效率是________（结果保留到0.1%）； (3)分析三次实验数据，可以得到的实验结论是：____________； (4)实验过程中，发现拉动弹簧测力计时不易读数，某同学认为应该静止时读数，老师说该想法是错误的，原因是____________。 7．（2025·山东淄博淄川区·二模）滑轮在生活和学习中有广泛的应用。 (1)在“探究二力平衡的条件”实验中，同学们设计了如图所示的甲、乙两种实验方案。 小张同学认为乙方案更合理，理由是乙方案中使用小车时______对实验的影响更小，可以忽略不计。实验中同学们认定小车在水平方向受力平衡，所依据的现象是小车______。该实验中滑轮的作用是______。 (2)房屋装修时，工人利用滑轮组提升物体。如图丙所示，已知物体的重力为800N，在绳子自由端用500N的力拉着物体在竖直方向上做匀速直线运动，物体被提升了3m，该滑轮组的机械效率为______。要提高滑轮组的机械效率，可采用的措施有：______（填写序号）①增加物体的重力②增加提升物体的高度③减小动滑轮的重力。 8．（2025·山东省青岛市市北区区·二模） 阅读短文，回答问题： 坐拉器 随着生活水平的提高，人们越来越意识到身体健康的重要性，开始注重体育锻炼。为了便于进行体育锻炼，许多公园和小区都设有健身广场，里面有各种健身器材。 坐拉器就是其中的一种，小明和小梅发现坐拉器可以用已学习的知识去研究。观察坐拉器的外形结构如图甲所示，他们根据坐拉器的结构，画出了如图乙所示的简化模型图，人坐在坐拉器座椅上，给手柄A施加向下的压力时，操作杆AB会绕着转轴O转动，连杆BD拉动杆O′C绕转轴O′转动，座椅将人向上抬起。经过测量可知：OA∶OB=5：1，O′C∶O′D=2：1，小梅的重力G=450N，小明的质量m=60kg，（g取10N/kg）。 (1)兴趣小组发现坐拉器在装配时用到一种如图丙所示的螺丝，该螺丝上的螺纹可以简化成的模型是（　　） A．杠杆 B．斜面 C．滑轮 D．轮轴 (2)关于该坐拉器及其模型图，下列说法正确的是（　　） A．该坐拉器是个组合杠杆，使用过程中可以省功 B．O′DC杠杆是费力杠杆，而 BOA杠杆是省力杠杆 C．人被抬得越高，坐拉器的机械效率越高 D．该坐拉器的机械效率为定值，不会发生变化 (3)小梅让小明坐在坐拉器的座椅上，小梅拉动手柄逐渐将小明抬起。小梅施加最小拉力的方向是（　　） A．始终竖直向下 B．始终水平向右 C．始终垂直于OA向下 D．始终竖直向上 (4)小梅让小明继续静止坐在坐拉器的座椅上，小梅竖直向下匀速拉动手柄，将小明抬起。经过测量，手柄竖直向下移动30cm，座椅竖直升高9cm，用时5s，利用坐拉器抬起小明的机械效率为60%，则小梅抬起小明所做功的功率为___________W。 (5)忽略坐拉器的自重、转动时的摩擦和座椅的尺度。小明又让小梅坐在坐拉器上，小明用手向下拉动手柄A将小梅抬起。在保持图乙的状态时，小明需要对手柄A施加的拉力至少为___________N。 滑轮及滑轮组 1．(2025·山东临沂临港经济开发区·二模)如图，用同一个滑轮按甲、乙两种方式提起重为的物体，使物体匀速竖直向上运动了，用时。若滑轮重，不计绳重及摩擦。下列说法正确的是（    ） A．图甲中滑轮可以省力 B．图乙中F2的大小为 C．图乙中F2的功率为 D．装置甲的机械效率比乙高 2．（2025·山东济南市中区·二模）如图所示，汉代画像砖上描绘了“泗水取鼎”的画面。两边各有数人用绳子通过滑轮拉起掉落水中的鼎。图中的滑轮是（    ） A．定滑轮，可以省力 B．动滑轮，可以改变力的方向 C．动滑轮，可以省力 D．定滑轮，可以改变力的方向 3．（2025·山东淄博高新区·二模）下列描述或说法中正确的是（　　） A．图甲中，学生背着书包站立在水平地面上，人对书包做了功 B．图乙中，三位同学用绳和木棍体验了“滑轮组”的威力，说明了滑轮组可以省力 C．图丙中，“魔罐”被推出后，可以一直在水平地面上来回滚动下去 D．图丁中，手电筒里的灯泡发光时，只存在化学能转化为电能 4．(2025·山东省滨州·二模)小明体重，用如图所示滑轮组匀速竖直向上提升的重物，提升的过程中，小明用竖直向下的力匀速拉动绳子，使物体在内上升。已知小明拉力的功率为，不计摩擦和绳重。则下列说法正确的是（   ） A．动滑轮重 B．人对地面的压力为 C．提升重物为时，该滑轮组的机械效率为75% D．若机械效率为，则提升的物重为 5．（2025·山东省青岛市李沧区·二模）某装置如图所示，水平向右匀速拉滑轮，木板A在时间t内移动距离为s，物块B始终相对地面静止，弹簧测力计的示数为F，此过程中地面受到的摩擦力为f。不计绳重、滑轮重、弹簧测力计重和滑轮与轴之间的摩擦，则在此过程中（   ） A．滑轮移动的速度为 B．手对滑轮的拉力为 C．木板A所受拉力做功的功率为 D．手对滑轮拉力做的功为 6．(2025·山东省青岛市市北区·二模)如图所示，质量为65kg的工人站在地面上用滑轮组提起重为600N的物体，在物体匀速上升1m的过程中，拉力做功800J。若不计绳重及摩擦，下列说法错误的是（　　） A．绳子自由端移动距离为3m B．有用功为600J C．滑轮组机械效率约为66.7% D．若绳子足够牢固，工人用该滑轮组最多能匀速提升重1000N的物体 7．（2025·山东日照·二模）日照港码头上经常用如图甲所示的装置提升货物。若电动机拉动绳子的功率保持不变，电动机对绳子的拉力F与绳子自由端的移动速度v的关系如图乙所示，重物A以的速度匀速上升时，滑轮组的机械效率为90%。不计绳重与摩擦。下列分析与计算正确的是（　　）    A．重物A以的速度匀速上升时，电动机对绳子的拉力为6000N B．重物A的重力为6000N C．动滑轮重为600N D．匀速提升240kg的重物B时，重物B在30s上升的高度为6.0m 8．(2025·山东省淄博市·二模)如图所示，站在地面上的小明利用滑轮组将重物G提到高处，请画出绳子最省力的绕法。 其他简单机械 1．（2025·山东威海文登区·二模）如图所示，为了把货物搬运到平台上，工人在平台与地面间搭建了一个长、高的斜面，工人用沿斜面向上的力将重为的货物匀速拉到斜面顶端，不计货物与斜面间的摩擦。下列说法中正确的是（　　） A．工人所用的拉力为 B．斜面是一种省功的机械 C．斜面的高度一定时，斜面越长，越省力 D．若考虑货物与斜面间的摩擦，工人的拉力需为，则货物受到的摩擦力为 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题11 简单机械和机械效率 杠杆 1．（2025·山东淄博临淄区·二模）如图所示，以下实验操作正确的是（　　） A．如图甲，手持量筒举离桌面读数 B．如图乙，杠杆在水平位置平衡时，拉力的力臂为L C．如图丙，使用温度计测量液体温度并读取温度计示数 D．如图丁，为使像成在光屏中心，只需调节烛焰中心和光屏中心在同一高度 【答案】C 【详解】A．如图甲，量筒读数时，应该放在水平桌面上，视线与液面最低处相平，故A错误； B．如图乙，杠杆在水平位置平衡时，拉力的力臂是支点到拉力作用线的距离，不是L这一段长度，故B错误； C．如图丙，使用温度计测量液体温度并读取温度计示数时，玻璃泡浸没在液体中，视线与温度计中液柱上表面相平，故C正确； D．如图丁，为使像成在光屏中心，需调节烛焰中心、凸透镜光心和光屏中心三者在同一高度上，故D错误。 故选C。 2．（2025·山东济宁·二模）下列关于如图所示实验或情景的表述错误的是（　　） A．图甲：抽取玻璃罩内空气，听到罩内的铃声减小，进一步推论出真空不能传播声音 B．图乙：保持杠杆在水平位置平衡，弹簧测力计由a位置移至b位置时，示数变大 C．图丙：试管内的水蒸气推动塞子冲出时，水蒸气对瓶塞做功，水蒸气的内能减小 D．图丁：开关闭合，只要导体ab在磁场中运动，导体中就有电流产生 【答案】D 【详解】A．抽取玻璃罩内的空气，听到罩内的音乐声减小，进一步推论得：声音的传播需要介质，真空不能传播声音，故A正确，不符合题意； B．保持杠杆在水平位置平衡，弹簧测力计由a位置移至b位置时，对应的力臂变小，根据杠杆平衡条件可知弹簧测力计的示数变大，故B正确，不符合题意； C．试管内的水蒸气推动塞子冲出时，水蒸气对瓶塞做功，水蒸气的内能减小，转化为机械能，故C正确，不符合题意； D．只有闭合电路中的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中才会产生感应电流，故D错误，符合题意。 故选D。 3．（2025·山东济宁·二模）下列各选项中，正确的是（    ） A 知识 应用 力的作用点影响力的作用效果 远离门轴推门 防止惯性带来的危害 乘车时系安全带 重心越低越稳定 装货物时重的货物放下面 B 物理量 测量仪器 温度 温度计 时间 停表 质量 量筒 C 科学家 贡献 奥斯特 电流的热效应 帕斯卡 最早测出了大气压的值 伽利略 惯性定律 D 谚语 知识 四两拨千斤 费力杠杆 镜中花，水中月 光的折射 众人拾柴火焰高 合力的形成 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【详解】A．远离门轴推门时，远离门轴可增大作用点与支点的距离，是在阻力和阻力臂一定时增大动力臂，会更省力，符合力的作用效果与作用点有关，正确。乘车时系安全带，刹车时，安全带可阻止人因惯性前倾而受伤，正确。装货物时重的货物放下面，重的货物放下面可降低整体重心，增加稳定性，正确。故A 选项知识与应用对应全部正确； B．温度的测量仪器是温度计，正确。时间的测量仪器可选用停表，正确。量筒用于测量体积，质量需用天平测量，错误。故B 选项物理量与对应测量仪器有错误； C．奥斯特发现的是电流的磁效应，电流的热效应由焦耳研究，错误。最早测出大气压值的是托里拆利，帕斯卡研究的是液体压强，错误。惯性定律牛顿第一定律由牛顿总结，伽利略为其奠定基础，错误。故C 选项科学家与对应贡献全部错误。 D．该谚语四两拨千斤利用了杠杆原理，通过增大动力臂实现省力，属于省力杠杆，而非费力杠杆，错误。镜中花，水中月，这是平面镜成像现象，属于光的反射，而非折射，错误。多人共同施力，合力使效果更显著，正确。故D 选项谚语与对应知识不完全对应。 故选A。 4．（2025·山东淄博·二模）如图甲为施工时常见独轮车，独轮车的支架刚好离地时可抽象成如图乙所示的水平杠杆模型，支点在O点，车身和砖头的重心在A点，手对车竖直向上的力F作用在B点，OA长为0.4m，AB长为0.8m。已知车身和砖头的总重为1200N，下列说法正确的是（　　） ①为了抬起车更省力一些，手抓握的位置可以离支点远一些 ②独轮车的支架刚好离地时，竖直向上的力 ③车上装入不同数量的砖头，抬起时竖直向上的力总是车身和砖头总重力的一半 ④上坡前建筑工人加快速度是为了增大惯性 A．①③ B．①② C．①②④ D．①③④ 【答案】B 【详解】①如图，杠杆O为支点，重力的方向竖直向下，OA为阻力臂，OB为动力臂，由杠杆平衡条件可知，抬起独轮车的力，为了抬起车更省力一些，手抓握的位置可以离支点远一些，即OB大一些，故①正确； ②独轮车的支架刚好离地时，竖直向上的力 故②正确； ③车上装入不同数量的砖头，抬起时竖直向上的力 抬起时竖直向上的力总是车身和砖头总重力的，故③错误； ④上坡前建筑工人加快速度是为了增大独轮车的动能，故④错误； 由以上分析可知，故B正确，ACD错误。 故选B。 5．(2025·山东省青岛市市北区·二模)下列作图正确的是（　　） A．甲：足球在水平草坪上向左滚动时的受力示意图 B．乙：动滑轮的杠杆示意图 C．丙：条形磁体周围的磁感线示意图 D．丁：使用羊角锤拔钉子时最小的动力和其力臂示意图 【答案】D 【详解】A．足球在水平草坪上向左滚动时，受到重力、支持力、摩擦力。重力方向竖直向下，支持力方向竖直向上，摩擦力方向与运动方向相反，即水平向右，故A错误； B．动滑轮的实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，支点在绕绳固定侧与滑轮的相切处，动力为作用在自由端的外力，阻力为物体和动滑轮的总重，支点到动力作用线的距离是动力臂，支点到阻力作用线的距离是阻力臂，图乙阻力臂的杠杆示意图画法错误，故B错误； C．条形磁体周围的磁感线是从N极出发，回到S极的曲线，图丙中磁感线的方向存在错误，故C错误； D．使用羊角锤拔钉子时最小的动力，应该与最长的力臂相对应，图中的力臂最长，力最小，故D正确。 故选D。 6．（2025·山东滨州滨城区·二模）在生物学实验课上，学生制作“洋葱鳞片叶表皮”玻片标本。下列关于此过程中涉及的物理知识说法正确的是（　　） A．用胶头滴管从试剂瓶中吸取清水，利用了液体压强 B．切洋葱的小刀，刀刃锋利是为了增大压力 C．切洋葱时感到“辣”眼睛是扩散现象造成的 D．用镊子夹取鳞片叶表皮时，镊子是省力杠杆 【答案】C 【详解】A．用胶头滴管从试剂瓶中吸取清水，现将滴管内的空气排出，使滴管内的气压小于大气压，在大气压作用下，清水被吸入滴管中，故A错误； B．切洋葱的小刀，刀刃锋利是压力不变时，通过减小接触面的粗糙程度增大压强，故B错误； C．切洋葱时感到“辣”眼睛是因为洋葱分子做无规则运动到眼睛中，是扩散现象造成的，故C正确； D．用镊子夹取鳞片叶表皮时，镊子的动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故D错误。 故选C。 7．（2025·山东济南济阳区·二模）对下面四幅图的分析正确的是（　　） A．甲图中l是力F的力臂 B．乙图可以表示岸上的人看到水中鱼的光路图 C．丙图是近视眼的成因，可以佩戴凸透镜加以矫正 D．丁图表示内燃机的做功冲程，此冲程是将内能转化为机械能 【答案】B 【详解】A．力臂是支点到力的作用线的距离，甲图中l不是力F的力臂，故A错误； B．人看到水中鱼时，鱼反射的光线由水中射入空气中，并在水面处折射，折射角大于入射角，乙图可以表示岸上的人看到水中鱼的光路图，故B正确； C．近视眼的晶状体对光的折射能力过强，看远处物体时，成像于视网膜前，要用对光有发散作用的凹透镜进行矫正，故C错误； D．丁图中，两气门关闭，活塞上行，是内燃机的压缩冲程，此冲程是将机械能转化为内能，故D错误。 故选B。 8．（2025·山东济南历城区·二模）小明发现学校走廊的窗户可以从底部推开（如图甲），在他沿水平方向用力将窗户缓慢推开的过程中（如图乙），所用水平推力的大小将（　　） A．逐渐变小 B．先变小后变大 C．逐渐变大 D．先变大后变小 【答案】C 【详解】由图乙可知，沿水平方向推开窗户的过程中，动力臂逐渐减小，窗户的重力是阻力，阻力臂逐渐增大，此时阻力不变，根据杠杆平衡条件可知动力逐渐变大，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 9．（2025·山东济南章丘区·二模）阿基米德曾说过：“给我一个支点和一根足够长的杠杆，我就可以撬动地球。”看过这句话后，小明思考后认为，要想用更小的力撬动地球，下列操作可行的是（　　） A．将支点靠近人 B．将手的位置靠近支点 C．将手的位置远离支点 D．将支点抬得更高 【答案】C 【详解】C．当阻力与阻力臂不变时，由杠杆平衡条件得，动力臂越长，动力越小，故要想用更小的力撬动地球，应将手的位置远离支点，增大动力臂，来减小动力，故C符合题意； AB．将支点靠近人、将手的位置靠近支点，动力臂减小，动力增大，故AB不符合题意； D．将支点抬得更高，不能改变动力臂，也不能改变阻力臂，则阻力不变时，动力不变，故D不符合题意。 故选C。 10.．(2025·山东省济宁邹城市·二模)小强同学“物理学习笔记”中的摘录正确的是（　　） ①科学家与贡献 ②装置与原理 ③物理知识与应用 ④社会发展与物理 奥斯特：电磁感应 船闸：连通器原理 光的折射：潜望镜 倒车雷达：超声波 阿基米德：杠杆原理 验电器：同种电荷互相排斥 等臂杠杆：天平 二极管：半导体材料 焦耳：焦耳定律 体温计：液体的热胀冷缩 大气压强：活塞式抽水机 核能：可再生能源 A．① B．② C．③ D．④ 【答案】B 【详解】①奥斯特发现了电流的磁效应，即电能生磁；杠杆的平衡条件也称为杠杆原理，最早是由古希腊学者阿基米德总结出来的；焦耳发现焦耳定律，故①错误； ②船闸利用了连通器原理；验电器的原理是同种电荷相互排斥；体温计是根据液体热胀冷缩的规律制成的，故②正确； ③潜望镜的原理是光的反射；天平的动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆；活塞式抽水机能把水抽上来主要利用了大气压强，故③错误； ④汽车倒车雷达靠超声波定位障碍物，说明声音可以传递信息。二极管是用半导体材料制成的；核能是不可再生能源，故④错误。 故选B。 11．（2025·山东济南章丘区·二模）如图所示四图节选自我国古代科技著作《天工开物》，其中说法正确的是（　　） A．图甲“泥造砖坯”中，地面对砖坯的支持力和砖坯的重力是一对平衡力 B．图乙“凿取砺房”中，古人手中的凿子是通过减小受力面积增大压强的 C．图丙“踏车汲水”中，水被提升到高处，水的重力势能增大 D．图丁“穴取铜铅”中，古人所使用的镐在撬动坚硬的石头时属于费力杠杆 【答案】ABC 【详解】A．图甲“泥造砖坯”中，地面对砖坯的支持力和砖坯的重力使砖坯处于平衡状态，两力是一对平衡力，故A正确； B．图乙“凿取砺房”中，古人手中的凿子是压力不变时，通过减小受力面积增大压强，故B正确； C．图丙“踏车汲水”中，水被提升到高处，水的质量不变，高度升高，水的重力势能增大，故C正确； D．图丁“穴取铜铅”中，古人所使用的镐在撬动坚硬的石头时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故D错误。 故选ABC。 12．（2025·山东济南章丘区·二模）在我们现实世界里，物理学无处不在，生活中方方面面都能找到物理的影子，下列器具在使用过程中出现的现象或所涉及的原理说法正确的是（　　） A．图甲：门把手安在远离门轴的一侧，可以省力也可以省距离 B．图乙：卫生间内地漏的使用过程中利用了连通器原理 C．图丙：推土机安装宽大的履带是为了减小对地面的压力 D．图丁：将丁图中装置从一楼拿到十楼时塑料管中液柱将上升 【答案】BD 【详解】A．图甲：门把手安在远离门轴的一侧，可以省力，但费距离，故A错误； B．图乙：卫生间内地漏的使用过程中两端开口，中间相连通，利用了连通器原理，故B正确； C．图丙：推土机安装宽大的履带是压力不变时，通过增大受力面积，减小对地面的压强，故C错误； D．图丁：将丁图中装置从一楼拿到十楼时塑料管中，瓶外的气压减小，瓶内的气压不变，在气压差的作用下，液柱将上升，故D正确。 故选BD。 13．（2025·山东济南历下区·二模）包饺子、写春联、剪窗花、放鞭炮都是具有中国传统文化特色的活动。以下关于这些活动说法正确的是（    ） A．写春联——毛笔书写的速度越大所受的摩擦力越小 B．包饺子——面皮发生形变是因为手对面皮施加了力 C．剪窗花——折叠的纸片越靠近剪刀转轴，会越省力 D．放鞭炮——利用火药含有的热量高鞭炮容易被点燃 【答案】BC 【详解】A．写春联时，毛笔与纸面之间的摩擦力是滑动摩擦力，其大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关，与书写的速度无关，故A错误； B．包饺子时，面皮发生形变是因为手对面皮施加了力，是力改变了物体的形状，故B正确； C．剪刀相当于两只杠杆的组合，纸片越靠近剪刀转轴，相当于阻力臂越小，阻力和动力臂不变，由杠杆平衡条件可知动力越小，越省力，故C正确； D．热量是一个过程量，不能用含有来修饰，因此不能说火药含有的热量高，故D错误。 故选BC。 14．（2025·山东淄博临淄区·二模）水龙头是家庭中常见的机械。如图1所示，用手轻轻抬起拉拉杆的A点即可出水，提拉杆所属的简单机械模型可以看做__________杠杆（选填“省力”“费力”或“等臂”）；如图2所示，将在头发上摩擦过的气球靠近细小水流时，会发现细小水流被气球“吸引”而发生弯曲，这是因为带电体具有__________性质；如图3所示，细线吊起乒乓球靠近水流，发现乒乓球会被水流“吸引”过去，是因为水流带动附近的空气流动，使乒乓球和水柱之间的空气流速变大，压强__________（选填“变大”“变小”或“不变”）的缘故。 【答案】 省力 吸引轻小物体 变小 【详解】[1]用手抬起提拉杆的A点时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，省力杠杆费距离，可以省力。 [2]由于带电体能够吸引轻小物体，所以气球能够吸引小水流。 [3]当乒乓球靠近水流时，靠近水流中心一侧的空气流速快，压强小，远离水流中心一侧的空气流速慢，压强大，压强差导致乒乓球会被水流“吸引”过去。 15．（2025·山东济南钢城区·二模）如图所示是一种切甘蔗用的铡刀示意图。铡刀的刀柄上有凹凸不平的花纹可以______。切甘蔗时，手沿______（选填“F1”或“F2”）方向用力可以更省力。 【答案】 增大摩擦力 【来源】2025年山东省济南市钢城区二模物理试题 【详解】[1]铡刀的刀柄上有凹凸不平的花纹，是在压力一定的情况下，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力。 [2]图中F1沿竖直方向，F2垂直杠杆，F2的力臂大，在阻力和阻力臂一定时，由杠杆平衡条件可知F2所用的力小，更省力。 16．(2025·山东省滨州滨城区·二模)自行车刹车把手上粗糙的花纹是为了增大______。如图所示，刹车时，手对车把施加力F，车把会绕O点转动。刹车时可将刹车把手看作一个______（选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆，若手对车把施加的力F为10N，则此时刹车线受到的力为______N。 【答案】 摩擦力 省力 40 【详解】[1]把手上粗糙的纹理设计是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦。 [2]由图可知，动力臂大于阻力臂，所以刹车把手是一个省力杠杆。 [3]若将手对车把施加的力为动力F1，刹车线受到的力为阻力F2，根据杠杆平衡条件可得 解得 17．（2025·山东青岛即墨区·二模）小明利用实验室器材测量两块大小和材质均不相同的石块的密度。 (1)天平调平衡后，在测量小石块质量时，往右盘加减砝码过程中，加入最小砝码后，天平指针位置如图甲（一）所示，将最小砝码取出，指针位置如图甲（二）所示，他接下来正确的操作是______，直至指针对准分度盘中央刻度线，此时天平如图乙所示，则小石块的质量是______g； (2)用细线系住小石块放入盛水的量筒中，量筒前后液面变化如图丙所示，则小石块的体积为______，密度为______； (3)小明发现利用天平和量筒无法完成大石块密度的测量，经思考后，进行了如下实验操作： ①将杠杆调节水平平衡后，在两侧各挂大石块和弹簧测力计，竖直拉动弹簧测力计使杠杆水平平衡，如图丁所示，记录此时弹簧测力计示数为； ②将石块浸没于盛水的烧杯中，竖直拉动测力计使杠杆再次水平平衡，如图戊所示，记录此时弹簧测力计示数为； ③已知水的密度为，计算大石块的密度______（用、、表示）。 【答案】(1) 向右调节游码 (2) 20 (3) 【详解】（1）[1]天平加入最小砝码后天平指针向右偏，则应取下最小砝码，向右调节游码，使天平水平平衡 [2]天平的分度值为0.2g，小石块的质量 （2）[1]由图丙可知，小石块的体积 [2]小石块的密度 （3）由杠杆平衡条件知，如图丁，，则 大石块的质量为 如图戊：，则 则石块所受的浮力为 由可知 由密度公式可知 18．（2025·山东济南高新区·二模）图甲、乙、丙是小李利用刻度均匀的均质杠杆进行探究“杠杆的平衡条件”的实验。（每个钩码重0.5N） (1)实验前杠杆静止在如图甲所示位置，该杠杆处于______（选填“平衡状态”或“非平衡状态”）； (2)调整杠杆在水平位置平衡。如图乙所示，在B点处施加一个竖直向下的3N拉力时，杠杆仍然在水平位置平衡，当拉力F向右倾斜时，仍要保持杠杆在水平位置平衡，拉力F的大小将______（选填“变大”、“变小”或“不变”）； (3)如果小李又进行了如图丙所示的探究，发现用弹簧测力计在C点竖直向上拉，使杠杆仍然处于水平位置平衡时，测出数据得出的结论与杠杆平衡条件不相符，其原因是：______； (4)小李利用身边的物品来探究杠杆的平衡条件（图丁所示），铅笔水平平衡后，不小心将前端的铅笔芯弄断了，她立刻将铅笔稳住，并将铅笔芯放到右端细线处固定，绳松手后铅笔_________（填字母序号）； A．左端下沉 B．右端下沉 C．仍然水平平衡 (5)学习了功的知识后，小李回看表格中记录的数据，她想能否将“（N•m）”中的单位“N•m”换成“J”。根据功的定义，你觉得可以换吗？并说明理由。______。 【答案】(1)平衡状态 (2)变大 (3)见解析 (4)A (5)见解析 【详解】（1）杠杆的平衡状态有静止或匀速转动，如图甲所示，杠杆在此位置静止，所以此时杠杆处于平衡状态。 （2）当拉力F向右倾斜时，阻力和阻力臂不变，动力臂减小，根据杠杆平衡条件，动力要增大，所以弹簧测力计示数变大，才能使杠杆仍然水平平衡。 （3）如图丙所示，用弹簧测力计在C点竖直向上拉，使杠杆仍然处于水平位置平衡时，测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符的原因是由于杠杆的重心在杆的中点，重心在支点的左侧，杠杆自身重力对实验产生了影响。 （4）铅笔水平平衡后，将铅笔稳住，并将断裂的铅笔芯放到右端细线上方固定，如图所示，铅笔芯所放置位置的力臂小于原位置的力臂，根据杠杆平衡条件可知，其左端力和力臂的乘积大于右端力和力臂的乘积，所以左端会下沉，故A符合题意，BC不符合题意。 故选A。 （5）功等于力与物体在力的方向上通过距离的乘积，功的单位是焦耳（J），杠杆平衡条件中力与力臂垂直，所以力与力臂的乘积不是功，所以不能把表格中单位“N·m”换成“J”。 19．（2025·山东济南济阳区·二模）小亮买药时，看到医生用如图甲所示的小杆秤称中药，小杆秤在水平位置平衡需要满足什么条件呢？于是，他就用所学知识通过实验来探究一下。 (1)小杆秤实质是一个杠杆，提绳处属于杠杆五要素中的__________；小亮利用图乙的实验装置及若干相同的钩码进行探究。 (2)杠杆在图乙所示的位置静止，此时杠杆__________（选填“是”或“不是”）处于平衡状态；为使其在水平位置平衡，应向________（选填“左”或“右”）调节杠杆两端的螺母； (3)调节杠杆在水平位置平衡后，在杠杆两边挂上钩码后出现了图丙所示的现象，要使杠杆恢复水平平衡，下一步进行的最简单的操作是：_______。 (4)实验中小亮提出“力的作用点到支点的距离影响杠杆的平衡”。为判断这一观点是否正确，小华制作了一个密度均匀的圆盘（相当于杠杆），圆盘可以绕着圆心O转动（转轴阻力忽略不计），如图丁所示。他先在圆盘的C点挂上4个钩码，又在G点挂上一定数量的钩码后，圆盘在图示位置平衡，此时CD水平；接着他将挂在G点的钩码先后挂在N、D两个点又进行了两次实验，发现圆盘仍在图示位置平衡，则说明小亮的观点是__________（选填“正确”或“错误”）的，原因是_________。 【答案】(1)支点 (2) 是 右 (3)见解析 (4) 错误 见解析 【详解】（1） 杠杆的五要素包括：支点、动力、动力臂、阻力、阻力臂。 提绳处是杠杆绕其转动的固定点，因此是支点。 （2）[1]杠杆静止或匀速转动时处于平衡状态。 图乙中杠杆静止，因此是平衡状态。 [2]杠杆在水平位置平衡时，便于测量力臂。 图乙杠杆左端下沉，需将平衡螺母向上翘的右端调节。 （3）图丙中杠杆右端下沉，说明右端力与力臂的乘积较大。由杠杆平衡条件可知，最简单的操作是将右端的钩码向左移动以减小右端力臂。 （4）[1][2]钩码挂在G、N、D三点时，圆盘平衡。G、N、D三点到支点O的直线距离不同，但力臂相同。说明力臂决定杠杆平衡，而非力的作用点到支点的直线距离所决定。因此，小亮的观点是错误的。 原因是杠杆平衡取决于力与力臂的乘积，而非力的作用点到支点的直线距离。 20．（2025·山东济南章丘区·二模）小明用如图所示装置来“探究杠杆的平衡条件”，实验中所用钩码的质量均为100g。（g取） (1)实验开始时，杠杆的位置如图甲所示，为使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆左端的平衡螺母向______移动（选填“左”或“右”）。 (2)杠杆水平平衡后，如图乙所示，在左侧A点悬挂两个钩码，在右侧B点竖直向下拉弹簧测力计（忽略弹簧测力计自重），使杠杆仍在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数______N。 (3)为进一步探究杠杆的平衡条件，如图丙所示，将弹簧测力计从a位置旋转至b位置，在旋转过程中，要使杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将逐渐______（选填“变大”“变小”或“不变”）。 (4)物理老师自制了如图丁a所示的“杠杆力臂演示仪”（杠杆自身重力和摩擦力不计，O点为螺母位置）。先使杠杆AB水平平衡，再松开螺母保持OA端不动，重物位置不变，将杆OB向下折一定角度后拧紧螺母，若使图丁b中图杠杆平衡，则图丁b中杠杆将要沿______（选填“顺时针”或“逆时针”）方向转动。要使杠杆在图丁b位置平衡，则重物应移动到______（选填“①”“②”或“③”）的位置。 【答案】(1)右 (2)3 (3)变大 (4) 逆时针 ② 【详解】（1）实验开始时，杠杆的位置如图甲所示，即杠杆左端下沉，右端上倾，为使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆左端的平衡螺母向移动右。 （2）由杠杆平衡条件得，弹簧测力计的示数 （3）由图丙得，将弹簧测力计从a位置旋转至b位置，阻力臂减小，动力与动力臂不变，由杠杆平衡条件得，在旋转过程中，要使杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将逐渐变大。 （4）[1]由图得，将杆OB向下折一定角度后拧紧螺母，G2对应的力臂减小，G1与对应的力臂不变，则G1与对应的力臂的乘积将大于G2与对应的力臂的乘积，则图丁b中杠杆将要沿逆时针方向转动。 [2]要使杠杆在图丁b位置平衡，应增大G2对应的力臂，且对应的力臂等于OB，则重物应移动到②的位置。 21．（2025·山东济南历下区·二模）拔河比赛时，某一队若被拉得“转动起来”，会导致身体前倾，脚底不稳输掉比赛。如果把拔河的人看成杠杆，可以建立如图甲所示的模型。于是小静利用图乙的器材和钩码探究了杠杆的平衡条件。 (1)实验中，小静应将杠杆调节至水平平衡，目的是为了__________。桌面不水平可能会影响对杠杆水平平衡的判断，以下器材能对调节有所帮助的是________。 A．重垂线    B．刻度尺 (2)小静通过改变杠杆两端悬挂钩码的个数和位置，进行了多次实验，若作用在杠杆左侧的力为动力，数据记录如下表所示： 次数 动力 动力臂 阻力 阻力臂 杠杆状态 1 1 12.0 2 6.0 平衡 2 2 12.0 1 24.0 平衡 3 2 5.0 1 10.0 平衡 4 2 4.0 1 10.0 右端下沉 5 3 8.0 2 16.0 右端下沉 6 4 ① 5 16.0 左端下沉 分析表中的数据，归纳出杠杆的平衡条件是__________；请将表格中①合适的数据填写在答题卡的相应位置。_______ (3)在专业的拔河比赛中，队员都会通过后仰的姿势，将重心调节的很低，如图丙所示，这样不容易被拉得“转动起来”，原因是___________。 【答案】(1) 便于直接在杠杆上读出力臂 A (2) F1l1=F2l2 21.0 (3)身体向后仰，可以增大重力G的力臂l1，减小绳子拉力F的力臂l2 【详解】（1）[1]将杠杆调至水平位置平衡，此时杠杆的力臂与杠杆重合，故便于直接在杠杆的刻度尺上直接读出力臂大小。 [2]AB．为了准确得判断杠杆是否在水平位置平衡，可以利用重锤线，因为重锤线的方向总是竖直向下的，当杠杆与重锤线互相垂直时则说明杠杆在水平位置平衡，故A符合题意，B不符合题意； 故选A。 （2）[1]分析前3次实验数据可知，当杠杆平衡时，F1l1=F2l2。 [2]由第6次实验可知当左端下沉时，应有F1l1＞F2l2，只需要满足且不要超过刻度尺的量程即可。 （3）如图甲所示，当队员重心降低，重力的力臂将增大，同时绳子对人的拉力的力臂将减小，根据杠杆平衡条件可知此时将不容易被拉动。 22．（2025·山东济南长清区·二模）小雨去药店买药时，看到医生用如图所示的小杆秤称中药，在秤盘中放入药材后用手提起提绳，移动秤砣的位置，就能使小杆秤在水平位置静止。小雨想杠杆在什么条件下能平衡呢？于是带领物理实践小组的同学借助器材进行了探究。 (1)小雨发现小杆秤实质是一个杠杆，其主要结构由秤杆、秤钩A、提纽（B、C）、秤砣D组成，如图甲所示。杆秤在使用过程中，提绳处是杠杆的_____； (2)实验前，杠杆水平静止如图乙所示，将杠杆左下角的物块取走后，不调节平衡螺母，杠杆_____保持水平位置静止（选填“仍能”或“不能”）； (3)实验时，小雨在杠杆两边挂上钩码后出现了如图丙所示的现象，在不增减钩码的前提下，要使杠杆恢复水平平衡，最简单的操作是_____； (4)小雨利用身边物品来探究杠杆的平衡条件如图丁所示，铅笔水平平衡后，不小心将前端的铅笔芯弄断了，她立刻将铅笔稳住，并将铅笔芯放到右端细线下固定，则松手后铅笔（　　） A．左端下沉 B．右端下沉 C．仍然水平平衡 (5)实验结束后，小雨对杆秤开展了拓展研究：在称量货物时，使用提纽_____（选填“B”或“C”），该杆秤的称量范围更大。若该杆秤配套的秤砣D有磨损，称量货物时杆秤显示的质量将比被测货物的真实质量偏_____（选填“大”或“小”）。 【答案】(1)支点 (2)仍能 (3)将左侧钩码向左移动一个格 (4)A (5) C 大 【详解】（1）支点是指杠杆发生作用时起支撑作用固定不动的一点，图中提绳处是杠杆的支点。 （2）图甲杠杆的重力作用线过支点，将杠杆左下角物块M取走后，不调节平衡螺母，杠杆的重力作用线仍过支点，所以杠杆在水平位置仍能静止。 （3）将左侧钩码向左移动一个格，根据杠杆平衡条件有 故杠杆平衡。 （4）铅笔水平平衡后，将铅笔稳住，并将断裂的铅笔芯放到右端细线上方固定，如图所示，铅笔芯所放位置的力臂小于原位置的力臂，根据杠杆平衡条件可知，其不会保持平衡，而是左端会下沉，故A符合题意，BC不符合题意。 故选A。 （5）[1]由图示可知，使用提纽C时，秤砣重力的力臂变大，物体重力的力臂变小，由m秤砣gL秤砣=m物gL物可知，杆秤的最大称量较大。 [2]当秤砣磨损一部分，相当于秤砣的质量减小了，根据杠杆的平衡条件知，在阻力和阻力臂不变时，动力减小，动力臂增大，所以测量结果偏大了。 23．（2025·山东威海文登区·二模）学校进行教学楼改建时，需要将一堆相同的物料搬运到高处。解答下列问题： (1)如图所示，小亮模拟古代人民用杠杆将物料提起的情景，他在端竖直向下施加的力刚好能把一块物料提起，并使杠杆在水平位置平衡。已知，则这块物料重为多少？（取） (2)为了一次能提升更多物料，小亮利用了如图甲所示装置。某次搬运过程中，小亮在的时间内，将4块物料匀速提升，卷扬机对绳子的拉力为，则： ①拉力做功的功率为多少？ ②滑轮组的机械效率为多少？ ③小亮对图甲中的滑轮组进行了重新设计，如图乙所示，某次他利用这个装置匀速提起了6块物料，已知吊篮重为260N，动滑轮重为40N，若不计绳重和滑轮轴处的摩擦，则此时卷扬机对绳子的拉力为多少？ 【答案】(1)1000N (2) 1000W 80% 2100N 【详解】（1）根据杠杆平衡条件，已知在Q端的力为200N，且， 由杠杆平衡条件可得，则 （2）①由图甲可知，滑轮组承担重物的绳子段数n＝2，物体上升的高度h＝6m，则绳子自由端移动的距离 得到拉力做的功 已知时间t＝30s，则拉力F做功的功率为 ②由（1）可知4块物料总重为 则有用功为 而总功即为拉力做的功为30000J， 故滑轮组的机械效率为 ③由（1）可知6块物料重力 由图乙可知，滑轮组承担重物的绳子段数n'＝3，又已知，， 不计绳重和滑轮轴处的摩擦，则此时卷扬机对绳子的拉力为 24．（2025·山东青岛即墨区·二模）杠杆一种物理模型，生活中很多物体使用时都可看作是杠杆。如图甲为用手写字时的情形图，笔可以看做是杠杆，图乙为其简化图，其中O为支点，为阻力。 (1)请画出的力臂。_______ (2)此时笔是一个______杠杆，使用这类杠杆的优点是______。 【答案】(1) (2) 费力 省距离 【详解】（1）力臂指的是支点到力的作用线的垂直距离，反向延长力的作用线，从支点O作力的垂线，即为的力臂，如图所示： （2）[1]由图可知，此时动力臂小于阻力臂，笔相当于一个费力杠杆。 [2] 费力杠杆费力，但可以省距离。 25．（2025·山东滨州滨城区·二模）如图甲所示是中国自行研制的国之重器-“新光华”号半潜船，通过本身压载水舱的调整，把装货甲板潜入水中，以便将所要承运的特定货物从指定位置浮入半潜船的装货甲板上，将货物运到指定位置。半潜船在空载、下沉、载货的三种状态如图乙所示。 (1)半潜船是通过改变___________实现上浮和下沉的。 (2)实际上，半潜船在工作过程中始终处于___________（选填“漂浮”或“悬浮”）状态。 (3)当半潜船依次处于图乙中三种状态时，则半潜船受到的浮力最大的是___________（选填“a”“b”或“c”）； (4)若装载质量更大的货物，在保持甲板浮出海面高度相同的情况下，请提出一种可行的措施是___________。 (5)如图丙是“新光华”半潜船正在进行跨海大桥的工程建设，整体桥梁ABC质量为，重心位于跨度为的两个桥墩的中点，当半潜船压载水舱里的水排出一部分后，甲板上升，此时甲板上的托举塔顶端刚好接触桥梁，且。若此时要桥梁的一端刚好离开桥墩，压载水舱里的水至少排出多少？（海水的密度取，g取） 【答案】(1)自身重力 (2)漂浮 (3)b (4)从压载水仓排出更多的水 (5) 【详解】（1）由题意可知，半潜船可以调整自身压载水舱的质量，所以半潜船是通过改变自身重力来实现上浮和下沉的。 （2）根据图乙可知，半潜船始终由一部分是在水面上的，所以是处于漂浮状态。 （3）由阿基米德原理可知，物体受到的浮力的大小与液体密度以及排开液体的体积有关，a、b、c三种状态中，b状态半潜船浸入水中的体积最多，排开水的体积最大，所以受到浮力最大的状态是b。 （4）因为半潜船处于漂浮状态，所以它受到的浮力大小等于自身的总重力大小，因为要保持甲板浮出海面高度相同即排开水的体积不变，所以它受到的浮力大小是不变的，半潜船的总重力也不能改变，此时若想装载质量更大的货物，可以从压载水舱内排出更多的海水，使半潜船的总重力保持不变。 （5）分析图丙可知，可以将桥梁看成是一个绕E点转动的杠杆，甲板上的托举塔顶端P对桥梁的支持力为动力F1，桥梁自身的重力为阻力F2，大小为 动力臂的长度为l1=PE=DE-PD=80m-20m=60m 阻力臂的长度为l2=OE=40m 当满足杠杆平衡条件时，桥梁的一端刚好离开桥墩D，所以可得动力F1的大小为 由力的平衡条件可知，压载水舱里的水再排出一部分水直到桥梁的一端刚好离开桥墩D时，这部分水的重力与动力F1相等，所以可得在排出的水的质量为 所以至少再排出的水的体积为 26．（2025·山东青岛崂山区·二模）如图甲，拔河比赛时队员都会通过后仰的姿势。此时可以将人体看成一个以脚底为支点的杠杆，如图乙所示。比赛中某一队若被拉得“转动起来”，会导致身体前倾，脚底不稳输掉比赛。 (1)请你在图乙中画出重力的力臂L1； (2)在专业的拔河比赛中，队员都会尽力后仰，将重心调节的很低，这样做是为了尽力增大__________（选填“重力”或“拉力”）的力臂，减小另一个力的力臂，提高胜算。 (3)为提高比赛胜算，除降低重心外，还有什么方法？请你举出一个方法，并说明其中包含的物理原理。方法：___________物理原理：_______ 【答案】(1) (2)重力 (3) 见详解 见详解 【详解】（1）重力的方向竖直向下，力臂是从支点到力的作用线的垂直距离，从O点水平向左画线段，垂直于重力的长度为重力的力臂L1；如图所示： （2）如图乙所示，当队员尽力后仰，重心降低，重力的力臂将增大，同时绳子对人的拉力的力臂将减小，根据杠杆平衡条件可知此时将不容易被拉动。 （3）[1][2]为提高比赛胜算，除降低重心外，还需要增大摩擦力，故选择体重大、穿上粗糙的运动鞋，通过增大压力和接触面的粗糙程度增大摩擦力。 27．（2025·山东泰安新泰市·二模）桔槔是《天工开物》中记载的一种原始的汲水工具，如图所示，硬杆AB用绳子悬挂在树上，杆可绕O点自由旋转且与树之间无作用力，用绳子将质量为3kg的木桶悬挂在B端，在A端重力为140N的拗石辅助下，人可轻松将一桶水从井中提起。已知硬杆AB的长度为2m，OA的长度为1.2m，木桶装满水，水重270N，重力为510N的人轻松将这桶水从井中提起。若悬挂桶的绳子始终保持在竖直方向上，忽略杆和绳的重力，，g取10N/kg，求： (1)木桶的容积； (2)井中水面到井口的距离为6m，人不用桔槔直接从水面将这桶水匀速提升6m做的功； (3)人用桔槔将装满水的桶提出水面后（忽略桶外壁沾水），硬杆AB在水平位置处于平衡状态时，人脚与地面的接触面积为，求人对水平地面的压强。 【答案】(1) (2)1800J (3) 【详解】（1）木桶中水的质量 水的体积 木桶的容积V=V水=2.7×10-2m3 （2）木桶的重力 桶和水的总重力： 人不用桔槔直接从水面将这桶水匀速提升6m做的功 （3）如果人不用力，杠杆左边力与力臂的乘积和右边力与力臂的乘积比较 要提起水桶必须对水桶施加一个向上的拉力F拉，由杠杆平衡条件可得 即 人对绳的拉力 因力的作用是相互的，所以绳对人的拉力是竖直向下的 人对地面的压力 人脚与地面的接触面积 人对地面的压强： 机械效率 1．（2025·山东泰安新泰市·二模）如图所示，重力为1000N的长方体物体在滑轮组的作用下，以0.2m/s的速度沿水平地面向右匀速运动了10s。滑轮组绳自由端向右拉力F为200N，滑轮组的机械效率为80%，在此过程中，下列说法正确的是（　　） ①有用功为1200J ②额外功为240J ③物体与地面间的滑动摩擦力为320N ④若物体的重力和运动速度不变，只增大地面的粗糙程度，则滑轮组的机械效率会提高 A．只有①② B．只有①③ C．只有②④ D．只有③④ 【答案】C 【详解】①②物体移动距离为 由图可知，滑轮组有效绳子段数，则绳子自由端移动距离为 则总功为 则有用功为 则额外功为 故①错误，②正确； ③物体与地面间的滑动摩擦力为，故③错误； ④若物体的重力和运动速度不变，只增大地面的粗糙程度，则物体与地面间的滑动摩擦力变大，有用功增加，额外功基本不变，滑轮组的机械效率会提高，故④正确。 故C正确，ABD错误。 故选C。 2．（2025·山东淄博淄川区·二模）如图，甲、乙两人用不同的装置，在相同时间内把质量相等的货物匀速提升到同一平台，不计绳重及滑轮的摩擦。下列说法正确的是（    ） A．甲做的有用功多 B．乙做的总功多 C．甲做总功的功率大 D．乙所用装置的机械效率小 【答案】C 【详解】A．在相同时间内把质量相等的货物匀速提升到同一平台，不计绳重及滑轮的摩擦，有用功，故甲、乙做的有用功一样多，故A错误； BCD．图甲使用的是动滑轮，拉力端移动距离s甲=2h；图乙使用的是定滑轮，拉力端移动距离s乙=h，不计绳重和摩擦，使用甲动滑轮时，拉力 拉力做功 使用乙定滑轮时，拉力F乙=G，所以拉力做功 在相同时间内把质量相等的货物匀速提升到同一平台，甲做的总功多，乙做的总功少，根据知，甲做总功的功率大；由A选项解析知有用一样多，但甲的总功多，根据知，乙所用装置的机械效率高，综上分析知，故C正确，BD错误。 故选C。 3．（2025·山东青岛崂山区·二模）下列说法正确的是（　　） A．使用机械可以省力，但不能省功 B．紫外线能够让荧光物质发光 C．使用试电笔时，手必须与笔尖金属部分接触 D．发生热传递时，热量总是从内能大的物体传递给内能小的物体 【答案】AB 【详解】A．使用机械有的可以省力，有的可以省距离，但任何机械都不能省功，故A正确； B．紫外线具有荧光效应，能够让荧光物质发光，可以用来验钞，故B正确； C．使用试电笔时，手必须与笔尾金属部分接触，但是不能与笔尖金属部分接触，故C错误； D．发生热传递时，热量总是从温度高的物体传递给温度低的物体，温度高的物体可能内能小，所以，热量不一定总是从内能大的物体传递给内能小的物体，故D错误。 故选AB。 4．（2025·山东济南高新区·二模）如图-1所示的是国内某智能科技公司推出的鲁班轴柔性抓手，其简化结构模型如图-2所示。此技术为国内首创，其内置高科技模块，可实现积木式灵活拓展，A处有一个电动机驱动，抓手可灵活调整抓取策略和夹持方式，以适应不同形状和尺寸的工件。下列说法中正确的是（    ）    A．鲁班轴柔性抓手工作时是将电能转化为机械能 B．该设备工作时抓取物体的质量越大，机械效率越小 C．抓取更重的物体时，抓手对物体的压力增加，摩擦力增大 D．如图-2，抓手抓取右侧物体时，为使设备更稳定，大臂应逆时针转动一定角度 【答案】ACD 【详解】A．鲁班轴柔性抓手靠电动机提供动力，工作时是将电能转化为机械能，故A正确； B．该设备工作时抓取物体的质量越大，所做的有用功越多，在额外功一定时，其机械效率越大，故B错误； C．抓取更重的物体时，摩擦力等于重力，重力增大、摩擦力增大，抓手对物体的压力也需要增加，故C正确； D．当抓手抓取右侧物体时，为了使设备更加稳定，大臂应逆时针转动一定角度，增加大臂这边的力臂，同时降低设备的重心，故D正确。 故选ACD。 5．（2025·山东青岛李沧区·二模）如图所示，甲、乙两套装置所用的滑轮质量相等，用它们分别将相同质量的钩码匀速竖直提升，绳端A、B移动相同的距离（忽略绳重和摩擦），在此过程中两滑轮组绳端的拉力______；滑轮组的总功______；滑轮组的机械效率______。（均选填“>”、“<”或“=”） 【答案】 > > = 【详解】[1]甲、乙两套装置所用的滑轮质量相等，用它们分别将相同质量的钩码匀速竖直提升（忽略绳重和摩擦），如图，，所以绳端的拉力分别为 故。 [2]绳端A、B移动相同的距离，故 因为，故。 [3]忽略绳重和摩擦，机械效率 因为提升钩码的质量相等，动滑轮的质量相等，所以滑轮组的机械效率。 6．（2025·山东潍坊高密市·二模）在“测量滑轮组机械效率”的实验中，进行了三次实验，实验数据如下表。 实验次数 物重G/N 物体上升的高度h/cm 测力计示数F/N 测力计移动的距离s/cm 机械效率η/% 1 6 3 2.5 9 80.0 2 8 3 3.2 9 3 10 3 3.9 9 85.5 (1)由表中数据可知，该实验是用________图（选填“甲”或“乙”）所示的滑轮组进行操作的； (2)第2次实验中，滑轮组的机械效率是________（结果保留到0.1%）； (3)分析三次实验数据，可以得到的实验结论是：____________； (4)实验过程中，发现拉动弹簧测力计时不易读数，某同学认为应该静止时读数，老师说该想法是错误的，原因是____________。 【答案】(1)甲 (2)83.3% (3)见解析 (4)没有考虑摩擦力对滑轮组机械效率的影响 【详解】（1）由表格数据知，测力计移动的距离是物体上升的高度的3倍，所以承重绳子为3根，用的是图甲所示的滑轮组。 （2）第2次实验中，滑轮组的机械效率 （3）由实验数据知，随着物重增加，机械效率也增加，所以可得：同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高。 （4）在弹簧测力计静止时读出了数据，由于不会克服绳与轮之间的摩擦，所以测得的拉力偏小，所以她的想法是不正确的，因为她没有考虑到摩擦力对滑轮组机械效率的影响。 7．（2025·山东淄博淄川区·二模）滑轮在生活和学习中有广泛的应用。 (1)在“探究二力平衡的条件”实验中，同学们设计了如图所示的甲、乙两种实验方案。 小张同学认为乙方案更合理，理由是乙方案中使用小车时______对实验的影响更小，可以忽略不计。实验中同学们认定小车在水平方向受力平衡，所依据的现象是小车______。该实验中滑轮的作用是______。 (2)房屋装修时，工人利用滑轮组提升物体。如图丙所示，已知物体的重力为800N，在绳子自由端用500N的力拉着物体在竖直方向上做匀速直线运动，物体被提升了3m，该滑轮组的机械效率为______。要提高滑轮组的机械效率，可采用的措施有：______（填写序号）①增加物体的重力②增加提升物体的高度③减小动滑轮的重力。 【答案】(1) 摩擦力 静止 改变力的方向 (2) 80% ①③ 【详解】（1）[1]乙方案中使用小车时，摩擦力对实验的影响更小，可以忽略不计。因为小车在水平桌面上滚动时，滚动摩擦力远小于滑动摩擦力，而甲方案中使用木块时，木块与桌面之间的滑动摩擦力较大，会影响实验结果。 [2]当小车保持静止状态或匀速直线运动状态时处于平衡状态。“探究二力平衡的条件”实验中，让小车处于匀速直线运动状态不宜操作，因此认定小车水平方向受力平衡的依据是小车处于静止状态。 [3]实验中的滑轮为定滑轮，其作用是改变拉力的方向，使实验操作更方便。 （2）[1]由图可知绳子段数n=2。绳子自由端移动的距离 s=nh=2×3m=6m 滑轮组做的有用功 W有用​=G×h=800N×3m=2400J 拉力做的总功 W总​=Fs=500N×6m=3000J 滑轮组的机械效率 [2]①增加物体的重力：在动滑轮重不变时，物体越重，有用功在总功中所占的比例越大，机械效率越高； ②增加提升物体的高度：由可知，机械效率与提升物体的高度无关； ③减小动滑轮的重力：动滑轮越轻，额外功越小，在有用功不变的情况下，总功减小，机械效率会提高。 综上，故选 ①③。 8．（2025·山东省青岛市市北区区·二模） 阅读短文，回答问题： 坐拉器 随着生活水平的提高，人们越来越意识到身体健康的重要性，开始注重体育锻炼。为了便于进行体育锻炼，许多公园和小区都设有健身广场，里面有各种健身器材。 坐拉器就是其中的一种，小明和小梅发现坐拉器可以用已学习的知识去研究。观察坐拉器的外形结构如图甲所示，他们根据坐拉器的结构，画出了如图乙所示的简化模型图，人坐在坐拉器座椅上，给手柄A施加向下的压力时，操作杆AB会绕着转轴O转动，连杆BD拉动杆O′C绕转轴O′转动，座椅将人向上抬起。经过测量可知：OA∶OB=5：1，O′C∶O′D=2：1，小梅的重力G=450N，小明的质量m=60kg，（g取10N/kg）。 (1)兴趣小组发现坐拉器在装配时用到一种如图丙所示的螺丝，该螺丝上的螺纹可以简化成的模型是（　　） A．杠杆 B．斜面 C．滑轮 D．轮轴 (2)关于该坐拉器及其模型图，下列说法正确的是（　　） A．该坐拉器是个组合杠杆，使用过程中可以省功 B．O′DC杠杆是费力杠杆，而 BOA杠杆是省力杠杆 C．人被抬得越高，坐拉器的机械效率越高 D．该坐拉器的机械效率为定值，不会发生变化 (3)小梅让小明坐在坐拉器的座椅上，小梅拉动手柄逐渐将小明抬起。小梅施加最小拉力的方向是（　　） A．始终竖直向下 B．始终水平向右 C．始终垂直于OA向下 D．始终竖直向上 (4)小梅让小明继续静止坐在坐拉器的座椅上，小梅竖直向下匀速拉动手柄，将小明抬起。经过测量，手柄竖直向下移动30cm，座椅竖直升高9cm，用时5s，利用坐拉器抬起小明的机械效率为60%，则小梅抬起小明所做功的功率为___________W。 (5)忽略坐拉器的自重、转动时的摩擦和座椅的尺度。小明又让小梅坐在坐拉器上，小明用手向下拉动手柄A将小梅抬起。在保持图乙的状态时，小明需要对手柄A施加的拉力至少为___________N。 【答案】(1)B (2)B (3)C (4)18 (5)180 【详解】（1）螺纹可以看成一个直角三角形斜边绕一个圆柱得到的，故可以简化为斜面模型，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 （2）A．该坐拉器是个组合杠杆，任何机械不能省功，故A错误； B．O′DC和BOA分别可以简化成下图两个杠杆模型 由 OA∶OB=5：1，O′C∶O′D=2：1O′DC杠杆，设阻力臂为，则动力臂为，动力臂小于阻力臂，为费力杠杆。而 BOA杠杆，设动力臂为，则阻力臂为，动力臂大于阻力臂，故为省力杠杆。故B正确； CD．假设人重力为，被抬高，则D处应抬高，B处也应抬高，于是A处应向下拉，设A处力为F，则效率 故效率与抬起高度无关，而与人的质量有关，故CD错误。 故选B。 （3）要使施加力最小，则力应始终与力臂垂直，故小梅施加最小拉力的方向始终垂直于OA向下。 故选C。 （4）根据 小梅抬起小明所做的有用功 故小梅抬起小明所做的总功 则小梅抬起小明所做功的功率为 （5）小明的重力 由杠杆平衡条件得，对于杠杆 即① 对于杠杆，小梅对杠杆的压力是阻力，大小等于小梅的体重，作用在D点的力FD是动力，则 即 解得FD=900N 由于物体间相互作用力的大小相等，可知FB=FD=900N 由①得 解得 小明需要对手柄A施加的拉力至少为180N。 滑轮及滑轮组 1．(2025·山东临沂临港经济开发区·二模)如图，用同一个滑轮按甲、乙两种方式提起重为的物体，使物体匀速竖直向上运动了，用时。若滑轮重，不计绳重及摩擦。下列说法正确的是（    ） A．图甲中滑轮可以省力 B．图乙中F2的大小为 C．图乙中F2的功率为 D．装置甲的机械效率比乙高 【答案】D 【详解】A．图甲中滑轮为定滑轮，不可以省力，故A错误； B．图乙为动滑轮，不计绳重及摩擦，F2的大小为 故B错误； C．图乙中F2的功率为 故C错误； D．不计绳重及摩擦，甲不需要做额外功，效率为100%，乙需要对动滑轮做一部分额外功，效率低于100%，装置甲的机械效率比乙高，故D正确。 故选D。 2．（2025·山东济南市中区·二模）如图所示，汉代画像砖上描绘了“泗水取鼎”的画面。两边各有数人用绳子通过滑轮拉起掉落水中的鼎。图中的滑轮是（    ） A．定滑轮，可以省力 B．动滑轮，可以改变力的方向 C．动滑轮，可以省力 D．定滑轮，可以改变力的方向 【答案】D 【详解】由图得，该滑轮的轮轴不随物体的移动而移动，是定滑轮，可以改变力的方向，不能省力，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 3．（2025·山东淄博高新区·二模）下列描述或说法中正确的是（　　） A．图甲中，学生背着书包站立在水平地面上，人对书包做了功 B．图乙中，三位同学用绳和木棍体验了“滑轮组”的威力，说明了滑轮组可以省力 C．图丙中，“魔罐”被推出后，可以一直在水平地面上来回滚动下去 D．图丁中，手电筒里的灯泡发光时，只存在化学能转化为电能 【答案】B 【详解】A．甲图中学生背着书包站在水平地面上，人对书包有向上的力，但书包没有在力的方向上移动 距离，所以人的拉力没有做功，故A错误； B．乙图中绳和木棍的组合相当于一个滑轮组，图中一个人的力可以与两个人的力抗衡，说明使用滑轮组可以省力，故B正确； C．丙图中“魔罐”被推出后，由于罐与地面之间存在着摩擦力，所以罐的机械能会减小，即一部分机械能会转化为内能，最终“魔罐”会停止滚动，静止在水平地面上，故C错误； D．丁图中手电筒里的灯泡发光时，灯泡主要将电能转化为光能，故D错误。 故选B。 4．(2025·山东省滨州·二模)小明体重，用如图所示滑轮组匀速竖直向上提升的重物，提升的过程中，小明用竖直向下的力匀速拉动绳子，使物体在内上升。已知小明拉力的功率为，不计摩擦和绳重。则下列说法正确的是（   ） A．动滑轮重 B．人对地面的压力为 C．提升重物为时，该滑轮组的机械效率为75% D．若机械效率为，则提升的物重为 【答案】C 【详解】A．由滑轮组装置可知绳子股数为2，拉力做的总功为 由可知，自由端的拉力为 不计摩擦和绳重，由可知，动滑轮重为 故A错误； B．由平衡力和力的作用的相互性可得，人对地面的压力 故B错误； C．克服重物A的重力做的有用功 则滑轮组的机械效率为 故C正确； D．若机械效率为80%，根据 可知，提升的物重为 故D错误。 故选C。 5．（2025·山东省青岛市李沧区·二模）某装置如图所示，水平向右匀速拉滑轮，木板A在时间t内移动距离为s，物块B始终相对地面静止，弹簧测力计的示数为F，此过程中地面受到的摩擦力为f。不计绳重、滑轮重、弹簧测力计重和滑轮与轴之间的摩擦，则在此过程中（   ） A．滑轮移动的速度为 B．手对滑轮的拉力为 C．木板A所受拉力做功的功率为 D．手对滑轮拉力做的功为 【答案】CD 【详解】A．木板A的移动速度，动滑轮的移动速度等于拉力F的移动速度等于木板移动速度的二分之一，大小为，故A不符合题意； B．物块B始终相对地面静止，处于平衡状态，受到弹簧测力计的拉力和A对B水平向右的摩擦力，弹簧测力计的示数为F，B受到水平向右的摩擦力fB=F 由力的作用的相互性可知A受到的摩擦力fA=fB=F 木板A匀速运动，处于平衡状态，受到的力是平衡力，木块A水平方向受到水平向右的拉力，地面给它水平向左的摩擦力和B对它水平向左的摩擦力，由力的平衡可知，绳子的拉力F绳=f+fA=f+F 滑动是动滑轮，力作用在动滑轮的轴上，手对滑轮的拉力为F拉=2F绳=2(f+F) 故B不符合题意； C．由功率的公式 可知木板A所受拉力做功的功率 故C符合题意； D．手对滑轮拉力做的功 故D符合题意。 故选CD。 6．(2025·山东省青岛市市北区·二模)如图所示，质量为65kg的工人站在地面上用滑轮组提起重为600N的物体，在物体匀速上升1m的过程中，拉力做功800J。若不计绳重及摩擦，下列说法错误的是（　　） A．绳子自由端移动距离为3m B．有用功为600J C．滑轮组机械效率约为66.7% D．若绳子足够牢固，工人用该滑轮组最多能匀速提升重1000N的物体 【答案】ACD 【详解】A．由图可知，承担物重绳子的股数有n=2，绳子自由端移动距离为s=nh=2×1m=2m 故A错误，符合题意； B．克服重力做的有用功为W有=Gh=600N×1m=600J 故B正确，不符合题意； C．滑轮组机械效率为 故C错误，符合题意； D．滑轮组做的额外功为W额=W总-W有=800J-600J=200J 不计绳重及摩擦，动滑轮重为若绳子足够牢固，滑轮组自由端最大拉力等于人的重力，即F=G人=m人g=65kg×10N/kg=650N 工人用该滑轮组最多能匀速提升的物重为G'=nF-G动=2×650N-200N=1100N 故D错误，符合题意。 故选ACD。 7．（2025·山东日照·二模）日照港码头上经常用如图甲所示的装置提升货物。若电动机拉动绳子的功率保持不变，电动机对绳子的拉力F与绳子自由端的移动速度v的关系如图乙所示，重物A以的速度匀速上升时，滑轮组的机械效率为90%。不计绳重与摩擦。下列分析与计算正确的是（　　）    A．重物A以的速度匀速上升时，电动机对绳子的拉力为6000N B．重物A的重力为6000N C．动滑轮重为600N D．匀速提升240kg的重物B时，重物B在30s上升的高度为6.0m 【答案】CD 【详解】A．由图甲可知，滑轮组绳子股数。重物A速度，则绳子自由端移动速度 由图乙，当时，拉力，故A错误； B．不计绳重与摩擦，滑轮组机械效率 已知，，，则 故B错误； C．不计绳重与摩擦，根据 ，可得。代入数据可得 故C 正确； D．匀速提升240kg的重物时，由C选项可知此时电动机对绳子的拉力 由图乙可知绳子自由端移动速度为0.6m/s，故重物上升速度为 则在30s上升的高度为，故D正确。 故选CD。 8．(2025·山东省淄博市·二模)如图所示，站在地面上的小明利用滑轮组将重物G提到高处，请画出绳子最省力的绕法。 【答案】 【详解】小明站在地上，则拉力方向应向下，故作图如下： 其他简单机械 1．（2025·山东威海文登区·二模）如图所示，为了把货物搬运到平台上，工人在平台与地面间搭建了一个长、高的斜面，工人用沿斜面向上的力将重为的货物匀速拉到斜面顶端，不计货物与斜面间的摩擦。下列说法中正确的是（　　） A．工人所用的拉力为 B．斜面是一种省功的机械 C．斜面的高度一定时，斜面越长，越省力 D．若考虑货物与斜面间的摩擦，工人的拉力需为，则货物受到的摩擦力为 【答案】ACD 【详解】A．因为不计货物与斜面间的摩擦，根据功的原理，即 解得，故A正确； B．根据功的原理，使用任何机械都不省功，斜面也是一种机械，所以斜面不省功，故B错误； C．由可得，当斜面的高度一定时，斜面长度越长，拉力越小，即越省力，故C正确； D．若考虑摩擦，则，即 即 解得，故D正确。 故选ACD。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$