山东省青岛市2025～2026学年九年级下学期自招考试物理专题复习12--简单机械

山东省青岛市自招考试复习专题12--简单机械 2025~2026学年第二学期 一．选择题（共10小题） 1．如图所示，在一段塑料管中间插入一根大号缝衣针，将两根蜡烛分别插入塑料管的两端，再把缝衣针的两端分别放在两个玻璃杯上，点燃蜡烛。关于此蜡烛跷跷板，下列说法不正确的是（　　） A．跷跷板在蜡烛点燃前，在水平位置平衡，两根蜡烛的质量不一定相等 B．一端烛油滴下，此端上升，是因为此端力与力臂的乘积变大 C．蜡烛两端燃烧速度不同时，跷跷板会往复翘动 D．蜡烛跷跷板上下摆动时，蜡烛的自身重力在做功 2．一辆汽车陷进了泥潭，小明设计出甲、乙两种方案安装滑轮，均可将汽车从泥潭中拉出，如图所示。两种方案中使用相同的滑轮和绳子，假设滑轮轴光滑，忽略绳重和滑轮重。下列说法正确的是（　　） A．甲不省力，乙省力 B．甲省力，乙不省力 C．甲、乙都省力 D．甲、乙都不省力 3．如图所示，甲、乙两个物体的体积相等，甲的质量是乙质量的2倍，现杠杆处于水平平衡状态。若将甲、乙二物体同时浸没在水中，则杠杆将（　　） A．左端下沉 B．右端下沉 C．仍然保持水平状态 D．无法确定 4．如图所示，是小强利用器械进行锻炼的示意图，其中横杆AB可绕固定点O在竖直平面内转动，OA：OB＝3：2，在杆A端用不可伸长的细绳连接重为300N的配重M，配重M放在水平地面上。他在B端施加竖直方向的力F1细绳绷直，杆AB在水平位置平衡，此时他对水平地面的压力为F2，压强为p。为了锻炼不同位置的肌肉力量，他将固定点移动到A端，杆AB可绕端点A在竖直平面内转动，配重悬挂在O点，在B端施加竖直方向的力，使杆AB在水平位置再次平衡，此时他对水平地面的压力为F3。已知小强体重为650N，两只脚与地面接触的总面积为0.04m2，不计杆重与绳重，下列判断正确的是（　　） A．F1＝450N B．F2的最大值为1100N C．F3的最小值为470N D．p的最小值为5000Pa 5．甲装置中，空吊篮A重25N，B处绳子承受的拉力足够大，C处绳子承受的最大拉力为100N。小壮将A提升到高处，施加拉力F随时间变化关系如图乙，A上升速度随时间变化关系如图丙。忽略绳重、摩擦、空气阻力。下列说法不正确的是（　　） A．动滑轮所受的重力为15N B．在1～2s内克服滑轮重做的额外功为30J C．此装置最多能匀速运载160N重的货物 D．此装置运载货物最高机械效率为92.5% 6．如图所示，用10N的水平拉力F拉滑轮，使足够长的物体A以0.2m/s的速度在水平地面上匀速运动，弹簧测力计的示数为3N．若不计滑轮重、弹簧测力计重、绳重和滑轮摩擦，则下列说法中正确的有（　　） A．B受到的摩擦力为3N，方向水平向左 B．滑轮移动的速度为0.4m/s C．绳子拉物体A的功率为1W D．在运动过程中若将拉力F增大到12N，弹簧测力计的示数为6N 7．如图所示，小型牵引车通过滑轮组匀速打捞起深井中的均质物体，物体上升的速度保持1m/s不变，已知物体重1.2×103N，密度为1.6×103kg/m3，测得物体在出水面前、后牵引车作用在绳子上的拉力之比为1：2，若不计摩擦、绳重及水的阻力，g取10N/kg，下列结果错误的是（　　） A．物体出水前牵引车拉力的功率为500W B．物体浸没在水中受到的浮力为750N C．物体在出水面前，牵引车的拉力为250N D．物体在出水面前，滑轮组的效率是60% 8．如图所示，三根细绳的一端分别系住A、B、C三个物体，它们的另一端分别系于O点，a、b为两定滑轮。整个装置处于平衡状态时，Oa与竖直方向成30°，Ob处于水平状态。已知B的质量为m，如果将左边的滑轮a水平向左缓慢移动距离s，最终整个装置仍处于平衡状态，则（　　） A．物体AC的质量之比为1：2 B．该过程中A、C上升，B下降 C．该过程中A、B下降，C上升 D．该过程外力所做的功为 9．如图所示，AB是一质量为m的均匀细直杆，A端靠在光滑的竖直墙壁上，B端置于水平地面上，杆身与竖直方向夹角θ为30°杆保持平衡，则此时地面对细杆的支持力与摩擦力分别为（　　） A．mg，mg B．mg，mg C． D．2mg，mg 10．如图甲所示的力学装置，杠杆OAB始终在水平位置保持平衡，O为杠杆的支点，OB＝3OA，竖直细杆a的上端通过力传感器相连在天花板上，下端连接杠杆的A点，竖直细杆b的两端分别与杠杆的B点和物体M固定，水箱的质量为0.8kg，底面积为200cm2，不计杠杆、细杆及连接处的重力，力传感器可以显示出细杆a的上端受到作用力的大小，图乙是力传感器的示数大小随水箱中水的质量变化的图像，则（　　） A．物体M的密度为0.2×103kg/m3 B．当传感器示数为0N时，加水质量为1.4kg C．当加水质量为1.8kg时，容器对桌面的压强为1900Pa D．加水质量为2kg时，水对水箱底部的压力为31N 二．多选题（共5小题） （多选）11．小卫为课题研究小组提供了一把家中的旧杆秤（秤砣遗失），杆秤的刻度大多数模糊不清，只有7kg和8kg的刻度清晰可辨。小组成员对杆秤的外形进行了测量，测量结果如图所示，课题研究小组对杆秤的重心（不包括秤砣）和秤砣质量的判断正确的是（　　） A．杆秤重心在杆秤提纽的左侧 B．杆秤重心在杆秤提纽的右侧 C．秤砣的质量为1.5kg D．秤砣的质量为2kg （多选）12．为了将放置在水平地面上重为108N，边长为10cm的某正方体合金块提升一定高度，设置了甲图所示的滑轮组装置。当用图乙所示随时间变化的竖直向下的拉力F拉绳时，合金块的速度v与合金块上升的高度h随时间变化的关系分别如图丙和丁所示。图中连接合金块G的轻绳始终保持竖直（不计绳重和摩擦）。则下列四个相关计算结果中正确的是（　　） A．0～1s内，合金块对地面的压强是3000Pa B．0～2s内，拉力F做的功是62.5J C．2s～3s内，拉力F的功率是100W D．2s～3s内，滑轮组的机械效率是90% （多选）13．如图所示，竖直固定的测力计下端挂一个滑轮组，已知每个滑轮重均为60N，滑轮组下端挂有质量为60kg的物体B，滑轮组绳的末端通过定滑轮沿水平方向与物体A相连，物体A在绳的水平拉力作用下向右做匀速直线运动；用水平向左的力F拉动物体A可使其沿水平桌面向左做匀速直线运动，此时物体B上升的速度大小为6cm/s。若不计绳重及滑轮的摩擦，g取10N/kg，则下列说法中正确的是（　　） A．物体A所受滑动摩擦力大小为330N B．F的大小为440N C．提升物体B时的机械效率约为91% D．F做功的功率为8.8W （多选）14．如图是低压吸盘吊车的结构示意图，吸盘及固定支架的总重力为400N，每个滑轮重100N，吊车将一块重为1000N的玻璃以0.3m/s的速度匀速吊高3m，忽略抽气管和绳子重及滑轮转轴摩擦。下列说法正确的是（　　） A．电动机对绳端的拉力为500N B．对玻璃做功的功率为300W C．该装置的机械效率约为80% D．吸盘紧紧吸住玻璃是由于大气压的作用 （多选）15．塔式起重机的结构如图所示，设机架重P＝400kN，悬臂长度为L＝10m，平衡块重GW＝200kN，平衡块与中心线OO′的距离可在1m到6m间变化，轨道A、B间的距离为4m。当平衡块离中心线1m，右侧轨道对轮子的支持力FB是左侧轨道对轮子支持力FA的2倍，下列说法正确的是（　　） A．机架重心离中心线的距离为1.5m B．该起重机最多能吊起的重物不能超过225kN C．起重机的平稳度与轨道的间距无关 D．当起重机挂钩在离中心线OO'的距离为10m处吊起重为G＝100kN的重物时，平衡块离OO'的距离为6m，此时轨道B对轮子的作用力FB＝450kN 三．填空题（共3小题） 16．天门山盘山公路是网红打卡地，公路全长10km，公路的海拔落差高度1000m。近期天门山景区购置了一批新能源纯电动客车接送游客上下山。现有一辆满载的新能源客车总质量为6000kg，以80kW的恒定功率，4m/s的速度沿盘山公路从山底匀速行驶至山顶，整个过程中，电动机的牵引力为 　 　 N，盘山公路的机械效率为 　 　 %，汽车受到的阻力为 　 　 N。（行驶过程中客车所受重力和阻力大小恒定不变） 17．如图所示轻质杠杆AB可绕O点转动，OA：OB＝1：3，A端用细线悬挂一质量为7.9kg的空心铁球。当铁球二分之一体积浸入水中在B端施加13N竖直向下的拉力F时，杠杆恰好在水平位置平衡。则杠杆的A端受到的拉力为　 　 N，铁球空心部分的体积为　 　 m3；若撤去B端拉力F，铁球将　 　 （选填“上浮”“下沉”或“悬浮”），此运动过程中小球底部受到水的压强　 　 （选填“变大”“变小”或“不变”）。（g取10N/kg，ρ水＝1.0×103kg/m3，ρ铁＝7.9×103kg/m3） 18．如图甲所示，AB为轻质杠杆，AC为轻质硬棒且与力传感器相连，图乙是物体M从A点开始向右匀速运动过程中力传感器读数大小与时间的关系图像，则物体M的质量大小 　 　 kg；已知OA的长度为30cm，OB足够长，AC能承受的最大弹力大小为15N，若要杆不断，物体从A点开始运动时间最长为 　 　 s（g＝10N/kg）。 四．作图题（共1小题） 19．如图甲，爸爸打开汽车的引擎盖添加玻璃水时，细心的小梦发现引擎盖被液压杆支撑，引擎盖可看成一个杠杆，图乙是其简化图，O是支点，F2是液压杆作用在A点的阻力。请在图乙中画出扳着B点关上引擎盖的最小动力F1及其力臂L1。（不计引擎盖重） 五．实验探究题（共2小题） 20．在探究杠杆平衡条件的实验中，每个钩码重1N。 （1）实验前杠杆如图甲所示，此时杠杆处于　 　 （选填“不平衡”或“平衡”）状态，需向　 　 调节右侧平衡螺母使杠杆处于水平位置平衡； （2）杠杆平衡后如图乙所示在杠杆B点挂3个相同的钩码，则在杠杆的D点挂　 　 个相同的钩码，就可使杠杆重新在水平位置平衡； （3）保持B点钩码数量和力臂不变，杠杆在水平位置平衡时测出多组动力臂l1和动力F1数据绘制了l1﹣F1的关系图像，如图丙所示。由图像推算，当l1为0.6m时，F1为　 　 N； （4）如图丁所示，用竖直向上的力匀速拉动质量分布均匀的另一杠杆，杠杆转动过程中，拉力F的大小将　 　 （选填“增大”“减小”或“不变”）。现用竖直向上的拉力将重为36N的物体缓慢升高10cm，拉力大小F为16N；拉力移动的距离为25cm，此时杠杆的机械效率为　 　 。若仅将重物的悬挂点由A点（为第1次）向右移至B点（为第2次），将物体提升相同高度，则第　 　 次杠杆的机械效率高。 21．在“测量滑轮组的机械效率”实验中，小明用同一滑轮组进行了三次实验如图甲、乙、丙所示，实验数据记录如表： （1）表格中★处数据应为 　 　 %（结果保留一位小数）。 次数 钩码重G/N 钩码上升距离h/cm 拉力F/N 绳端移动距离 s/cm 机械效率/% 1 2 10 0.8 30 83.3 2 4 10 1.5 30 ★ 3 6 10 2.2 30 90.9 （2）分析表中数据推测，若该滑轮组提升物体时机械效率为92.1%，物体的重力可能为 　 　 。 A.1N B.3N C.5N D.8N （3）另一小组改变动滑轮重，提升同一物体多次实验，根据所测数据绘制出丁图象，分析可知：被提升物体重力相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越 　 　 （选填“高”或“低”）。 （4）根据所学知识，滑轮组的机械效率还与绳重和摩擦有关，分析图丁中的A点可知，被提升物体所受的重力一定 　 　 。 A.小于40N B.等于40N C.大于40N 六．计算题（共2小题） 22．经济建设中使用大量的机械设备，某种起重机结构如图所示，A处是动滑轮，B、O处是定滑轮，D是柱塞（起重时柱塞沿竖直DC方向对吊臂C点有支撑力），E是卷扬机。作用在动滑轮A上共有3股钢丝绳，卷扬机转动使钢丝绳带动动滑轮A提升重物，起重机的吊臂OCB可以看做杠杆，且OB：OC＝5：1，用该起重机将浸没在水中的长方体集装箱匀速提出（忽略水的阻力），放在水平地面上，集装箱质量为4×104kg、底面积为10m2、高为2m。（g取10N/kg，ρ水＝1.0×103kg/m3）求： （1）浸没在水中的集装箱受到的浮力； （2）当集装箱放在水平地面上，起重机未对集装箱施力时，集装箱对地面的压强； （3）若集装箱在水中被提升2m（没露出水面），集装箱受到的拉力所做的功； （4）当集装箱被提起且仍浸没在水中时，若起重机立柱DC对吊臂C点竖直向上的作用力为2×106N，起重机的滑轮组的机械效率。（吊臂、定滑轮、钢丝绳的重力以及轮与绳的摩擦不计） 23．如图所示是利用电子秤显示水库水位的装置图。该装置主要由两个重力均为20N的动滑轮、长方体物块A和B以及轻质杠杆MN组成，物块A通过细绳与滑轮相连，物块B通过细绳与杠杆相连。杠杆可以绕支点O在竖直平面内转动，杠杆始终在水平位置平衡，且OM：ON＝1：4。已知物块A的重力GA＝1500N，底面积S＝0.01m2，高h＝10m，物块B的重力GB＝100N。一切摩擦均忽略不计，g＝10N/kg。当物块A有五分之一露出水面时，水库水位刚好达到警戒水位。求： （1）当水位达到警戒水位时，物块A底部受到水的压强是多少？ （2）当水位达到警戒水位时，物块A所受的浮力大小是多少？ （3）当水位上涨到超出警戒水位2.5m时，电子秤的示数是多少？ 七．综合能力题（共1小题） 24．如图所示，杠杆AB放在钢制圆柱体的正中央水平凹槽CD中，杠杆AB能以凹槽 两端的C点或D点为支点在竖直平面内转动，长度AC＝CD＝DB，左端重物G＝12N， （1）当作用在B点竖直向下的拉力F足够大时，杠杆容易绕 　 　 （选填“C”或“D”）点翻转。 （2）为使杠杆AB保持水平位置平衡，求拉力F的最小值和最大值。（杠杆、细绳的质量及摩擦均忽略不计） 八．科普阅读题（共2小题） 25．阅读短文，回答问题。 跨学科实践——自制杆秤 （1）实践背景：如图是《墨经》记载的杆秤，文中将待称量的物体称为“重”、将秤砣称为“权”。称量时，先将“重”挂在挂钩上，然后将“权”拨到合适位置，直至秤杆水平平衡，此时根据“权”绳所对应的刻度就可以知道待称量物体的质量。其中“标”、“本”表示杠杆五要素中的 　 　 ，当“重”更重时，要使秤杆再次水平平衡应将“权”向 　 　 移动（选填“左”或“右”）。为此，跨学科实践小组准备结合《墨经》的记载和已学知识，自制一把杆秤。 （2）器材准备：轻质木条（总长22cm）、轻质纸盘、细绳、钩码（50g、100g、200g各一），如图乙所示，BC＝4cm； （3）制作要求：①测量范围为0～400g；②分度值为20g；③在木条上做刻度，相邻两刻度之间的距离相等且适当大一些； （4）作品分析：如图乙所示，若轻质木条和轻质纸盘的质量都不计，则该杆秤的零刻度线在提纽 　 　 （选填“B点处”“B点左”或“B点右”），为了达到上述制作要求，你应选 　 　 g的钩码作为秤砣更合适，理由 　 　 ； （5）作品调试：在实际制作过程中，小明发现“轻质木条”质量并不小，不能忽略不计，为此，他用一合适的烧杯替代轻质纸盘，使杆秤的零刻度始终满足上述要求和分析。在测量过程中，要提高测量的量程，下列方法肯定可行的是 　 　 ； A.减小秤砣的质量 B.增加烧杯质量并缩小BC长度 C.将B向C点移 D.减少烧杯质量并增大AB长度 （6）作品改进：小组制作好的杆秤如图丙所示（A、B、C均已固定），AB长14cm，BC长3.5cm，小组继续将其改装成测量液体密度的装置，于是对杆秤的刻度进行重新标度，烧杯内液体体积V＝100mL（面在标记处），则AB中点位置，密度应该标 　 　 g/cm3；进一步发现此装置刻度是 　 　 （选填“均匀”或“不均匀”）的，该密度计可鉴别密度差异不小于 　 　 g/cm3的液体。 26．仔细阅读材料，根据材料提供的信息回答问题： 我们已经学过杠杆的力臂和杠杆的平衡条件，如果把这些知识稍加拓宽和延伸，就可尝试用新的方法来解决一些实际问题。有固定转动轴的物体在力的作用下处于静止或匀速转动的状态称为力矩平衡状态。物理学中把力和力臂的乘积叫做力对转动轴的力矩。力矩用M表示，即M＝Fl，式中l为力臂，力臂是转动轴到力的作用线的距离。在国际单位制中，力矩的单位是牛顿•米，符号为N•m。引入力矩概念后，杠杆的平衡条件可叙述为：使杠杆沿顺时针转动的力矩与使杠杆沿逆时针转动的力矩相等。用公式表示为：M顺＝M逆。 （1）力矩的表达式为：M＝　 　 ，力矩的国际单位为　 　 ； （2）用垂直于门的力推门，推力F＝80N，手到门轴的距离为0.3m，则F对门轴的力矩M为　 　 N•m； （3）如图1所示，一根均匀木棒OA可绕过O点的水平轴自由转动，现有一方向不变的水平力F作用于该棒的A点，使棒从竖直位置缓慢转到偏角0＜90°的某一位置（缓慢转动可视为匀速转动），设M为力F对转轴的力矩，对此过程中M和F判断正确的是　 　 。 A.M不断变大，F不断变大 B.M不断变大，F不断变小 C.M不断变小，F不断变大 D.M不断变小，F不断变小 （4）如图2所示，用轻质材料制成的吊桥搭在河对岸。一个人从桥的左端匀速走到桥的右端，桥面始终是水平的，不计吊桥和绳的重力，人从吊桥左端出发时开始计时。则人在吊桥上行走过程中，吊桥右端所受地面支持力F与人行走时间t的关系图像是　 　 。 A． B． C． D． 山东省青岛市自招考试复习专题12--简单机械 2025~2026学年第二学期 参考答案与试题解析 一．选择题（共10小题） 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B A A D D C A D C A 二．多选题（共5小题） 题号 11 12 13 14 15 答案 BD AD BC BD ABD 一．选择题（共10小题） 1．【解答】解：A、在一段塑料管中间插入一根大号缝衣针，将两根蜡烛分别插入塑料管的两端，如果插入的深度不同，则左右力臂不相等，根据杠杆平衡条件知，在水平位置平衡，两根蜡烛的质量不一定相等，故A正确； BC、根据杠杆平衡条件，两侧力和力臂乘积相等，可以在水平位置平衡，如果上翘，则力与力臂的乘积较小，故B错误；当两端燃烧速度不同时，下端燃烧快，使得熔化的较多，故力臂和力乘积减小，因而会反复翘动，故B错误，C正确； D、下端燃烧快，重心到支点上方，在重力作用下，重心下移，此时重力做功，故D正确。 故选：B。 2．【解答】解：如图甲所示的滑轮为定滑轮，使用定滑轮不省力，但能改变力的方向；如图乙所示的滑轮为动滑轮，使用动滑轮可以省力，不改变力的方向。 故选：A。 3．【解答】解： （1）∵G＝mg，m甲＝2m乙， ∴G甲＝2G乙， 由杠杆平衡条件可知，G甲L甲＝G乙L乙， ∴L甲L乙， （2）∵甲、乙两个物体体积相同， ∴排开水的体积相同， ∴两物体受到水的浮力相同， 可知甲减小的浮力与力臂的乘积小，所以杠杆不再平衡，甲所在一侧将下降，即左端下降。 故选：A。 4．【解答】解：ABD、由图知，O为支点，OA：OB＝3：2，配重M的重力GM＝300N； 在B端施加竖直方向的力F1时，细绳绷直，杆AB在水平位置平衡，此时他对水平地面的压力为F2， 细绳绷直时，若细绳对杠杆有竖直向下的拉力（F绳≠0），要使杆AB在水平位置平衡，则人在B端施加的拉力F1应竖直向下， 当细绳的拉力等于配重M的重力时，细绳的拉力最大，人在B端施加的拉力F1也最大， 根据杠杆的平衡条件可得F绳大×OA＝F1大×OB， 即：300N×3＝F1×2， 解得：F1大＝450N； 当细绳的拉力小于配重M的重力时，则人在B端施加的拉力F1＜450N，故A错误； 人在B端施加的拉力F1竖直向下，因力的作用是相互的，则B端对人有竖直向上的拉力F拉，且F拉＝F1， 此时他对水平地面的压力：F2＝G人﹣F拉＝G人﹣F1， 则当F1＝0时（细绳对A端的拉力也为零，绳虽绷直但无拉力），人对水平地面的压力最大为：F2＝G人＝650N，故B错误； 当人的拉力最大为450N时，人对水平地面的压力最小为：F2小＝G人﹣F1大＝650N﹣450N＝200N， 所以p的最小值为：p小5000Pa，故D正确； C、将固定点移动到A端，此时A为支点，配重悬挂在O点，如下图所示： 细绳绷直时，若细绳对杠杆有竖直向下的拉力（F绳≠0），要使杆AB在水平位置平衡，此时人在B端应施加竖直向上的推力F推，因力的作用是相互的，则B端对人有竖直向下的推力F推′，且F推′＝F推， 此时人处于静止状态，由相互作用力和平衡力的知识可得，此时他对水平地面的压力为F3＝G人+F推′＝G人+F推， 则当F推＝0时（细绳对O点的拉力也为零，绳虽绷直但无拉力），人对水平地面的压力最小为：F3小＝G人＝650N，故C错误。 故选：D。 5．【解答】解： A、由图丙可知，在1～2s内（第2s内）A被匀速提升，由图乙可知拉力F＝20N，由图甲可知n＝2，忽略绳重及摩擦，动滑轮重力G动＝nF﹣GA＝2×20N﹣25N＝15N，故A正确； B、由图丙可知，1～2s内A上升的速度vA＝2m/s，1～2s内滑轮上升的高度h＝vAt＝2m/s×1s＝2m，1～2s内克服滑轮重做的额外功为W额＝G动h＝15N×2m＝30J，故B正确； C、忽略绳重及摩擦，绳子拉力为：F（G+GA+G动）， 则提升货物的最大重力为：G＝2F最大﹣GA﹣G动＝2×100N﹣25N﹣15N＝160N，故C正确； D、此装置提升重物的机械效率随提升物重的增大而增大， 则此装置提升重物的最大机械效率为：η80%，故D错误。 故选：D。 6．【解答】解： A、物体B静止，处于平衡状态，水平方向上受到向左的拉力和A给它的右向的摩擦力的作用，由平衡条件得：B受到的摩擦力f＝F＝3N，方向水平向右，故A错误； B、由图可知，F作用在动滑轮上，所以动滑轮移动的速度是绳端移动速度的二分之一，物体A的移动速度为0.2m/s，所以动滑轮的移动速度为0.1m/s，故B错误； C、由图可知，滑轮为动滑轮，绳子拉力为F的一半，是5N，PFv＝5N×0.2m/s＝1W，故C正确； D、测力计对B的拉力与A对B的摩擦力是一对平衡力，在运动过程中，若拉力增大到12N，由于B和A之间的摩擦力不变，所以测力计的示数不变，仍为3N，故D错误。 故选：C。 7．【解答】解：（1）根据G＝mg＝ρVg可得： 物体的体积V0.075m3， 物体在出水面前，V排＝V＝0.075m3，则物体在水中受到的浮力： F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.075m3＝750N，故B正确； （2）由图可知：绳子的股数n＝3，若不计摩擦、绳重及水的阻力，则牵引车作用在绳子上的拉力： F1（G物+G动﹣F浮）（1.2×103N+G动﹣750N）﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣① 物体出水面后，牵引车作用在绳子上的拉力： F2（G物+G动）（1.2×103N+G动）﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣② 已知：F1：F2＝1：2﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③， 解①②③可得：G动＝300N，F1＝250N，F2＝500N；故C正确； 绳端移动的速度为：v′＝3v＝3×1m/s＝3m/s， 拉力的功率， 物体出水面前P＝F1v′＝250N×3m/s＝750W；故A错误； （3）物体出水面前的机械效率： η60%，故D正确。 故选：A。 8．【解答】解：三根细线对O点的拉力等于三个物体的重力，对O点受力分析，如图 由共点力的平衡可知： ，故A错误； mCg＝F2＝mgtan30°mg， 将左边的滑轮a缓慢水平向左移动s的距离，结合平衡条件可知三个拉力的大小和方向都不变， 所以，AB高度不变，C上升距离为s，故BC不正确； 左边的滑轮a水平向左缓慢移动距离s，则物体C上升S， 所以，外力所做的功： W外＝mCgsmgs，故D正确。 故选：D。 9．【解答】解：均匀细直杆处于静止状态，在竖直方向上，受到平衡力的作用，重力等于支持力G＝F支持＝mg 以A为支点，由杠杆的平衡条件得：mg30°+f•AB•sin60°＝mg•AB•sin30° 解得：f。 故答案选：C。 10．【解答】解： AB．由图乙可知，水箱中没有水时（m＝0），力传感器的示数为F0＝6N（即细杆a的上端受到的拉力为6N）， 由杠杆的平衡条件可得F0×OA＝GM×OB，则GMF06N＝2N； 设M的底面积为S，压力传感器示数为0时M浸入水中的深度为h1，M的高度为h， 当压力传感器的压力为零时，M受到的浮力等于M的重力2N，由阿基米德原理可得ρ水gSh1＝2N﹣﹣﹣① 由图乙可知，当M完全浸没时，压力传感器的示数为24N， 由杠杆的平衡条件可得FA×OA＝FB×OB，则FBFA24N＝8N， 对M受力分析可知，受到竖直向上的浮力、竖直向下的重力和杆的作用力， 则此时M受到的浮力：F浮＝GM+FB＝2N+8N＝10N； 由F浮＝ρ液gV排可得，所以M的体积： VM＝V排1×10﹣3m3， 物体M的密度： ρM0.2×103kg/m3； 由阿基米德原理可得：ρ水gSh＝10N﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣② 由①和②得：h＝5h1， 由图乙可知，加水1kg时水面达到M的下表面（此时浮力为0），加水2kg时M刚好浸没（此时浮力为10N），该过程中增加水的质量为1kg，浮力增大了10N， 所以，每加0.1kg水，物体M受到的浮力增加1N，当向水箱中加入质量为1.4kg的水时，受到的浮力为4N，B端受到的力4N﹣2N＝2N，此时杠杆处于平衡状态，则传感器受力不为0N，故A正确，B错误； C．由选项B可知，每加0.1kg水，物体M受到的浮力增加1N，加水1kg时水面达到M的下表面，加水质量为1.8kg时，浮力为8N， 物体M受到细杆b向下的压力：FB′＝F浮′﹣GM＝8N﹣2N＝6N， 水箱对水平面的压力：F＝（m水箱+m水+mM）g+FB′＝（0.8kg+1.8kg+0.2kg）×10N/kg+6N＝34N， 容器对桌面的压强为：p1700Pa，故C错误； D．加水质量为2kg时，M刚好完全浸没，由选项B可知此时M受到的浮力是10N，由阿基米德原理可知排开水的重力是10N， 水对水箱底部的压力：F压＝G水+G排＝m水g+G排＝2kg×10N/kg+10N＝30N，故D错误。 故选：A。 二．多选题（共5小题） 11．【解答】解： （1）从图可知，7kg到8kg质量增加了1kg，而杠杆的长增加了3cm，杆秤上的刻度是均匀的，所以，从0刻度线到7kg的位置，杠杆的长应该为21cm，即零刻度线在提纽的左侧，所以该杆秤的重心应该在提纽的右侧（因为0刻度线处要挂称砣才能使杠杆在水平位置平衡），故A错误，B正确； （2）杆秤的重心应该在提纽的右侧。设杆秤的重心到提纽的距离为s，秤砣的质量为m，杆秤的质量为m杆， 由杠杆的平衡条件G左L左＝G右L右可知， m1gL＝m杆gs+mgL1， m2gL＝m杆gs+mgL2， 即：m1L＝m杆s+mL1， m2L＝m杆s+mL2， 代入数据可得： 7kg×6cm＝m杆×s+m×19cm﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣① 8kg×6cm＝m杆×s+m×（19cm+3cm）﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣② 解①②可得：m＝2kg，故C错误，D正确。 故选：BD。 12．【解答】解： A、由图可知在2～3s内，重物做匀速运动，拉力F3＝40N， 由F（G+G动）可得，G动＝3F3﹣G＝3×40N﹣108N＝12N， 由图乙可知，在0～1s内，拉力F＝30N．取动滑轮和重物为研究对象，受到向下的重力G和G动，向上的支持力F支，及三根绳子向上的拉力F′作用，处于静止状态； 合金块对地面的压力为F压＝F支＝G﹣F′＝G﹣3F拉+G动＝108N﹣3×30N+12N＝30N， 合金块对地面的压强为p3000Pa；故A正确； B、0～1s内，合金块静止，因此拉力没有做功， 在1～2s内，拉力F2＝50N，重物上升高度h2＝1.25m 拉力F的作用点下降的距离s2＝3h2＝3×1.25m＝3.75m， 则0～2s内，拉力做的功：W＝F2s2＝50N×3.75m＝187.5J；故B错误； CD、由图可知在2～3s内，重物做匀速运动，v3＝2.50m/s，拉力F3＝40N， 所以拉力F的作用点下降的速度v3′＝3v3＝3×2.50m/s＝7.5m/s， 拉力做功功率（总功率）：P总＝F3v3′＝40N×7.5m/s＝300W，故C错误； 滑轮组的机械效率：η100%100%100%＝90%，故D正确； 故选：AD。 13．【解答】解： A、物体B的重力： GB＝mBg＝60kg×10N/kg＝600N， 由图可知，n＝3，不计绳重及滑轮的摩擦，A对滑轮组的拉力： F拉（GB+G动）（600N+60N）＝220N， 因A物体向右做匀速直线运动，则由二力平衡条件可得A物体所受滑动摩擦力： f＝F拉＝220N，故A错误； B、用水平向左的力F拉动A可使其沿水平桌面向左做匀速直线运动，因A对桌面的压力不变、接触面的粗糙程度不变，则A受到的摩擦力大小不变， 由力的平衡条件可得，此时水平向左的拉力： F＝f（GB+G动）＝220N（600N+60N）＝440N；故B正确； C、匀速提升物体B时，A对滑轮组的拉力F拉′＝F﹣f＝440N﹣220N＝220N， 因为滑轮组的机械效率η， 所以此时滑轮组的机械效率： η′100%≈91%，故C正确； D、拉力端移动速度v＝3v物＝3×6cm/s＝18cm/s＝0.18m/s， 拉力做功的功率： PFv＝440N×0.18m/s＝79.2W，故D错误。 故选：BC。 14．【解答】解：A、由图可知n＝2，动滑轮和吸盘及固定支架的总重力：G动总＝400N+100N＝500N， 因为忽略抽气管和绳子重及滑轮转轴摩擦，所以电动机对绳端的拉力：F（G+G动总）（1000N+500N）＝750N，故A错误； B、对玻璃做功的功率：PGv＝1000N×0.3m/s＝300W，故B正确； C、因为忽略抽气管和绳子重及滑轮转轴摩擦，所以滑轮组的机械效率：η100%≈66.7%，故C错误； D、排出吸盘内的空气，是大气压把吸盘紧紧地压在玻璃上，因此吸盘紧紧吸住玻璃是由于大气压的作用，故D正确。 故选：BD。 15．【解答】解： A、由图知，左、右两侧轨道对轮子的作用力FA、FB： 由于空载时合力为零：FA+FB＝P+GW＝4×105N+2×105N＝6×105N， 已知：FB＝2FA，则FA＝2×105N，FB＝4×105N， 以左侧轮为支点，设机架重心离中心线的距离为Lj，由杠杆平衡条件可知： FB×4m＝GW×（2m﹣1m）+P×（2m+Lj）， 即：4×105N×4m＝2×105N×（2m﹣1m）+4×105N×（2m+Lj）， 解得：Lj＝1.5m，故A正确； B、起重臂拉起重物时的力臂是不变的，而平衡块可以移动，平衡块的重力不变，根据杠杆的平衡条件GWL1+PL2＝GLG可知，当平衡块在最左端时，以右侧轮为支点，平衡块的力臂最大，吊起的物体的重力最大，所以： 2×105N×（6m+2m）+4×105N×（2m﹣1.5m）＝G最大×（10m﹣2m）， 解得最大重力为：G最大＝2.25×105N＝225kN，故B正确； C、起重机的平稳度与轨道的间距有关，间距越大，支持面越大，稳度越高，故C错误； D、当起重机挂钩在距离中心线10米处吊起重G＝1×103N的重物时，以左侧轮为支点，根据杠杆的平衡条件可知： GW×（6m﹣2m）+FB×4m＝P×（2m+1.5m）+G×（10m+2m） 即：2×105N×（6m﹣2m）+FB×4m＝4×105N×（2+1.5）+1×105N×（10m+2m） 解得：FB＝4.5×105N＝450kN，故D正确。 故选：ABD。 三．填空题（共3小题） 16．【解答】解：（1）由PFv可知，电动机的牵引力为。 （2）牵引力做的总功为， 克服重力做的有用功为， 盘山公路的机械效率为。 （3）阻力做的额外功为， 汽车受到的阻力为。 故答案为：2×104；30；1.4×104。 17．【解答】解：由题意可知，根据杠杆的平衡原理可得到FA×OA＝FB×OB；则杠杆的A端受到的拉力为：FA＝FB13N×3＝39N； 由ρ可知，铁球实心部分的体积：V实心0.001m3，： 对铁球受力分析，它受到重力、浮力、细线的拉力而平衡，可得到：F浮＝G﹣FA＝mg﹣FA＝7.9kg×10N/kg﹣39N＝40N； 根据F浮＝ρ水gV排可得： 球的总体积为：V＝2V排＝220.008m3； 铁球空心部分的体积为V'＝V﹣V实心＝0.008m3﹣0.001m3＝0.007m3； 若撤去B端拉力F，铁球将下沉，液体的压强随深度的增加而增大，所以运动过程中小球底部受到水的压强的变大。 故答案为：39；0.007；下沉；变大。 18．【解答】解：（1）由乙图知，M在A点时，传感器受到的压力是F＝10N， 物体M在A点，传感器受到的力的大小等于M 重力大小， 则M受到的重力G＝F＝10N， 则M的质量为m1kg。 （2）由乙图知，当M运动到支点O时，传感器受到的力是0，用时5s，OA＝30cm， 则M的运动速度v6cm/s。 当M运动到支点O的右端时，传感器的最大弹力是F'＝15N，此时M距离支点O距离为L， 根据杠杆平衡条件得，F'×OA＝G×L， 15N×30cm＝10N×L， 解得，L＝45cm， 则M运动距离为s'＝OA+L＝30cm+45cm＝75cm， 由速度公式得，则M运动的时间t'12.5s。 故答案为：1；12.5。 四．作图题（共1小题） 19．【解答】解：根据杠杆平衡条件可知，在阻力和阻力臂不变的情况下，要使动力最小，动力臂需最长，连接OB两点，OB即为最长的动力臂L1，动力垂直于动力臂，方向斜向下. 五．实验探究题（共2小题） 20．【解答】解：（1）杠杆静止或匀速转动时都属于平衡状态，如图杠杆处于静止状态，此时杠杆处于平衡状态。 由图甲可知，杠杆左端向下倾斜，右端上翘，由左偏右调可知，应向右调节平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡。 （2）设一个钩码的重力为G，一格长度为L，根据杠杆平衡条件可得：3G×4L＝FD×3L， 解得：FD＝4G， 所以需在D点挂4个钩码。 （3）由于题中的阻力和阻力臂不变，利用图像中任意一组数据都能得F2l2＝F1l1＝3N×0.1m＝1N×0.3m＝0.3N•m，若当L1为0.6m时，F1为： （4）当重物被提升的过程中，根据数学知识可知，动力臂与阻力臂的比值不变，且重物的重力不变，由杠杆平衡条件可知，拉力F的大小将不变。 物体上升的高度：h＝10cm＝0.1m 拉力移动的距离：s＝25cm＝0.25m 此时杠杆的机械效率： 杠杆提升物体时，对物体做有用功，克服杠杆重做额外功，并且：W有用+W额＝W总 设杠杆重心升高的距离为h，所以有 Gh1+G杠杆h＝Fh2G不变，h1不变，G杠杆不变，物体从A点到B点，物体还升高相同的高度，有用功不变，即两次所做的有用功相等；杠杆上旋的角度减小，杠杆升高的距离h变小，克服杠杆重力所做的额外功变小，则Gh1+G杠杆h变小，所以Fh2也变小；由 可知，总功变小，有用功不变，所以机械效率变大，即第2次杠杆的机械效率高。 故答案为：（1）平衡；右；（2）4；（3）0.5；（4）不变；90%；2。 21．【解答】解：（1）由表中数据可得第2次实验中滑轮组的机械效率为： ； （2）纵向分析数据可得结论：用同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高； 根据“用同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高”，所以，若该滑轮组提升物体时机械效率为92.1%，物体的重力应该大于6N，可能为8N，故ABC错误，D正确； 故选：D； （3）根据图丁可知，被提升物体所受的重力相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低； （4）根据图丁可知，当动滑轮重为10N时，滑轮组的机械效率为80%； 若忽略绳重和摩擦，滑轮组的机械效率为η， 所以，被提升物体所受的重力：， 但于绳重和摩擦的存在，额外功变大，根据η可知，在机械效率不变时，额外功增大，有用功也增大，若提升相同高度，物体的重力会大于40N，故C正确。 故选：C. 故答案为：（1）88.9；（2）D；（3）低；（4）C。 六．计算题（共2小题） 22．【解答】解： （1）集装箱浸没在水中时，排开水的体积V排＝V物＝Sh＝10m2×2m＝20m3， 浸没在水中的集装箱受到的浮力：F浮＝ρgV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×20m3＝2×105N； （2）集装箱静放在水平地面时，对地面的压力：F＝G＝mg＝4×104kg×10N/kg＝4×105N， 集装箱对地面压强：p4×104Pa； （3）集装箱浸没在水中时，集装箱受到的拉力：F拉＝G﹣F浮＝4×105N﹣2×105N＝2×105N； 集装箱受到的拉力所做的功：W＝F拉s＝2×105N×2m＝4×105J； （4）如图所示，做出动力臂L1和阻力臂L2， 因为ΔCOG∽ΔBOF，且OB：OC＝5：1。 所以由相似三角形的性质可得，即， 由杠杆平衡条件可得，起重机吊臂B处受到的作用力： F2F12×106N＝4×105N； 由图可知n＝3，则绳子自由端的拉力FF2， 集装箱没有露出水面被匀速提升的过沉中，起重机的滑轮组的机械效率 η100%＝50%。 答：（1）浸没在水中的集装箱受到的浮力为2×105N； （2）当集装箱放在水平地面上，起重机未对集装箱施力时，集装箱对地面的压强为4×104Pa； （3）若集装箱在水中被提升2m（没露出水面），集装箱受到的拉力所做的功为4×105J； （4）起重机的滑轮组的机械效率为50%。 23．【解答】解：（1）物块浸在水中的深度h'h， 物块底部受到水的压强p8×104Pa； （2）物块受到的浮力F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.01m2×8m＝800N； （3）物块的质量m150kg， 物块的密度1.5×103kg/m3＞ρ水， 在警戒水位时露出的高度h''2m， 超出警戒水位2.5m时，物块A全部浸没在水中， 此时物块受到的浮力F'浮＝ρ水gV'排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.01m2×10m＝1000N， 物块对动滑轮C的拉力FA＝GA﹣F'浮＝1500N﹣1000N＝500N， 动滑轮C的重力GC＝20N， 所以动滑轮D受到向下的拉力FD260N， 动滑轮D的重力GD＝20N， 杠杆M端受到的拉力FM140N， 根据杠杆的平衡条件可得：FM×OM＝FN×ON， 所以，35N， B对电子秤的压力FB＝GB﹣FN＝100N﹣35N＝65N， 电子秤的示数m'6.5kg。 答：（1）当水位达到警戒水位时，物块A底部受到水的压强是8×104Pa； （2）当水位达到警戒水位时，物块A所受的浮力大小是800N； （3）当水位上涨到超出警戒水位2.5m时，电子秤的示数是6.5kg。 七．综合能力题（共1小题） 24．【解答】解：（1）由图可知，D点更加靠近拉力一端，故当作用在B点竖直向下的拉力F足够大时，杠杆容易绕D点翻转； （2）当以C点为支点时拉力最小，以D点为支点时拉力最大， 则根据杠杆平衡条件可得： F1×BC＝G×AC，F2×BD＝G×AD， 因为AC＝CD＝DB， 所以BC：AC＝2：1，BD：AD＝1：2， 可得：F1×2＝12N×1，F2×1＝12N×2， 解得，F1＝6N，F2＝24N。 故答案为：（1）D； （2）拉力F的最小值是6N，最大值是24N。 八．科普阅读题（共2小题） 25．【解答】解：（1）杠杆的五要素是支点、动力、动力臂、阻力、阻力臂；图甲中，“标”、“本”表示力臂，“权”、“重”表示力；当“重”更重时，阻力变大，阻力臂不变，阻力和阻力臂乘积变大，由杠杆的平衡条件知动力与动力臂的乘积变大，而动力不变，动力臂应该变大，则应将“权”向左移动； （4）如图乙所示，若轻质木条和轻质纸盘的质量都不计，则该杆秤的零刻度线在提纽B点处； 由 F1L1＝F2L2 得 ，秤砣质量不变，F1＝G砣不变，图中L2＝BC也不变，可以得出L1与F2成正比，秤杆上的刻度均匀，不论选用哪个钩码做秤砣，相邻两刻度之间的距离都相等； 为了达到制作要求：测量范围为0～400g， 如果秤砣选用m1＝50g，则：m1gL1＝m物gL2，所以L1，而这个杠杆的总长度只有22cm，故不能选50g的钩码做秤砣； 如果秤砣选用m2＝100g，则：m2gL′1＝m物gL2，所以， 如果秤砣选用m3＝200g，则：m3gL″1＝m物gL2，所以， 为了达到制作要求：①测量范围为0～400g；②分度值为20g；③在木条上做刻度，相邻两刻度之间的距离相等且适当大一些，必须选择100g的钩码做秤砣。 （5）作品调试：在实际制作过程中，小明发现“轻质木条”质量并不小，不能忽略不计，为此，他用一合适的烧杯替代轻质纸盘，使杆秤的零刻度始终满足上述要求和分析。在测量过程中，要提高测量的量程，下列方法肯定可行的是B； A、减小秤砣的质量，不仅不能增大秤的量程，反而会使量程变小； B、增加烧杯质量并缩小BC长度，这样阻力臂变小，秤砣和秤杆AB部分长度不变的条件下，C点可以挂重力更大的物体，可以增大量程； C、将B向C点移，秤杆上0刻度的位置将改变，不符合题中要求； D、减少烧杯质量并增大AB长度，这样阻力臂变大，秤砣和秤杆AB部分长度不变的条件下，C点所挂物体重力会变小，会使量程变小， 故选：B。 （6）作品改进：小组制作好的杆秤如图丙所示（A、B、C均已固定），AB长14cm，BC长3.5cm，L右＝BC＝3.5cm，小组继续将其改装成测量液体密度的装置，于是对杆秤的刻度进行重新标度，烧杯内液体体积V＝100mL（面在标记处），则AB中点位置，， 根据杠杆平衡条件，可列出：m2gL左＝m液gL右，所以 ， 此时液体密度：； 由杠杆平衡条件 F1L1＝F2L2 得 ，秤砣质量不变，F1＝G砣不变，图中L2＝BC也不变，可以得出L1与F2成正比，F2与烧杯中液体质量成正比，又知道烧杯中液体体积一定，F2与烧杯中液体密度成正比，L1与烧杯中液体密度成正比，所以，此装置刻度均匀； 本题中制作的杆秤，分度值为20g， 当烧杯中所装的两种液体，质量差为20g时，密度差为， 该密度计可鉴别密度差异不小于0.2g/cm3的液体。 故答案为：（1）力臂；左； （4）B点处；100；能同时满足测量范围和分度值要求且相邻刻度之间距离适当大些； （5）B； （6）2；均匀；0.2。 26．【解答】解：（1）由材料提供的信息可知，力矩的表达式为：M＝ FL，力矩的国际单位为N•m； （2）用垂直于门的力推门，推力的力臂等于手到门轴的距离，L＝0.3m，推力F对门轴的力矩M ＝ FL＝ 80N×0.3m＝24N•m； （3）以O点为转轴，重力的力臂增大，其力矩增大，根据力矩平衡条件可知，水平力F的力矩与重力的力矩平衡，则力F对转轴的力矩M不断变大。力F对转轴的力臂L减小，由力矩M＝FL，分析可知，F不断变大，故A正确。 （4）人从吊桥左端出发，在运动时间t后，杠杆受到物体的压力（阻力）等于人的重力，动力臂为OA＝L，杠杆受到物体的压力（阻力） F'＝G，阻力臂为OB，OB＝vt，由杠杆平衡可得：F×OA＝F'×OB＝G×vt，即：FL＝G×vt，可得：F由此可知，当t＝ 0时，F ＝ 0；当t增大时，F 变大，是正比例关系，故B正确。故答案为：（1）F.L；N•m；（2）24；（3）A；（4）B。 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：2025/12/11 11:47:33；用户：15066231837；邮箱：15066231837；学号：67075772 第1页（共1页） 学科网（北京）股份有限公司 $