专题6简单机械——2022-2023浙江省杭州市中考科学一模二模考试试题分类（含解析）
文档属性
| 名称 | 专题6简单机械——2022-2023浙江省杭州市中考科学一模二模考试试题分类（含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 975.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 浙教版 | ||
| 科目 | 科学 | ||
| 更新时间 | 2023-09-12 21:49:42 | ||
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文档简介
专题6简单机械——2022-2023浙江省杭州市中考科学一模二模考试试题分类
一．选择题（共17小题）
1．（2023 江干区校级四模）小金利用如图装置移动质量为5kg的物体A，小金在绳子自由端以5N的拉力使物体A做匀速直线运动，拉了10s共移动了30m，滑轮组机械效率为80%。下列选项中正确的是（ ）
A．该装置中用的滑轮一定是轻质滑轮
B．克服摩擦力做功的功率为36W
C．物体移动速度是2m/s
D．这个装置所做有用功为150J
2．（2023 滨江区一模）小金用如图滑轮组提起一个重物，已知重物重力为G，小金重力为500N，不计绳子与滑轮之间的摩擦力。以下说法中正确的是（ ）
A．若不计滑轮重力，小金可以提起的重物最大重力不超过500N
B．若小金将绳子竖直向下拉动2m，则重物可以提升4m
C．若G＝600N时，滑轮组的机械效率为75%，则动滑轮的重力为200N
D．若小金向右拉动绳子，所需的拉力将会逐渐增大
3．（2023 桐庐县二模）如图所示的滑轮组将重10N的物体匀速提升1m，所用时间为2s，作用在绳子末端的拉力F为6N（不计绳重和绳与滑轮间的摩擦），下列说法中正确的是（ ）
A．所做的有用功为6J
B．动滑轮自重4N
C．拉力F做功的功率为5W
D．该滑轮组的机械效率为83.3%
4．（2023 余杭区二模）小金在水平地面上推如图所示的一只圆柱形油桶，油桶高40cm，底部直径为30cm，装满油后总重2000N。下列说法中正确的是（ ）
A．他用水平力没推动油桶，但他对油桶做了功
B．他用水平力没推动油桶，因为推力小于摩擦力
C．要使底部C稍稍离开地面，他至少应对油桶施加750N的力
D．要使底部C稍稍离开地面，他至少应对油桶施加600N的力
5．（2023 杭州模拟）2020年7月温州楠溪江上惊现独特的“水上轻功”独竹漂，前进时，该男子的右手（B点）撑住划竿某处，左手（A点）用力挥动划竿。下列说法正确的是（ ）
A．划竿使用时A点为支点
B．划竿使用时是一个费力杠杆
C．将A点尽量地靠近水面，可以增大阻力臂
D．将A点尽量地靠近水面，可以增大动力
6．（2023 杭州模拟）如图所示，拉力F为5N，物体A以0.1m/s的速度在物体B表面向左做匀速直线运动（B表面足够长）；物体B静止在地面上，受到地面水平向左4N的摩擦力，弹簧测力计示数为12N。下列说法正确的是（ ）
A．拉力F的功率为1.0W
B．物体A受到的摩擦力为16N
C．滑轮组的机械效率为75%
D．拉力F增大到10N时，物体B开始向左运动
7．（2023 拱墅区模拟）科学知识中有很多的“相等”，请你判别下列方法中不正确的是（ ）
A．化学反应前后元素种类相等
B．用启子开啤酒瓶时，动力臂和阻力臂相等
C．在相对稳定的一个生态系统中，物质和能量的输入和输出相等
D．溶液稀释前后，溶质的质量相等
8．（2023 萧山区校级二模）如图所示，滑轮组悬挂在水平钢架上，某工人站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，5s内使物体A匀速上升1.5m，提升过程中绳子自由端拉力F的功率为180W。已知物体A重540N，该工人重700N。不计绳重和摩擦，下列关于该过程的说法正确的是（ ）
A．绳子自由端移动的速度为0.3m/s
B．动滑轮重160N
C．该工人对地面的压力为400N
D．绳子自由端受到竖直向下的拉力为200N
9．（2023 萧山区校级二模）自行车出行是一种低碳环保的出行方式。下列关于自行车结构及使用说法正确的是（ ）
A．自行车匀速转弯时受到平衡力的作用
B．把手的花纹是为了增大接触面积，从而增大摩擦力
C．用于自行车刹车的闸杆（如图）是省力杠杆
D．自行车刹车后减速滑行至静止，说明物体的运动需要力来维持
10．（2023 余杭区一模）小廖同学家里正在修建楼房，他通过调查了解到工人利用如图的装置，将重力为900N的物体匀速提升了6m，工人对绳子施加的拉力F为475N。忽略绳重和机械之间的一切摩擦。下列说法中正确的是（ ）
①拉力F做功为2850J
②动滑轮的重力为50N
③拉力F做的额外功为600J
④如用该装置匀速提升重力为950N的物体，则该滑轮组的机械效率为95%
A．①③ B．②④ C．①② D．③④
11．（2023 西湖区模拟）如图是一种切甘蔗用的铡刀示意图。下列有关说法正确的是（ ）
A．刀刃很薄可以增大压力
B．甘蔗放在a点比b点更易被切断
C．铡刀实质上是一种费力杠杆
D．手沿F1方向用力比沿F2方向更省力
12．（2023 富阳区校级模拟）小柯用图中装置提升重为400牛的物体，不计摩擦和滑轮自重，下列说法正确的是（ ）
A．两个滑轮均为定滑轮
B．人将绳子拉过1米，物体也上升1米
C．物体匀速上升时，人对绳子的拉力为200牛
D．使用该装置不能省力，但能改变力的方向
13．（2023 江干区校级模拟）如图所示，是由古希腊科学家阿基米德发明的一种螺旋水泵，是历史上最早的水泵，当人们用顶端把手将其旋转起来，水就能沿着螺旋的泵壳抽上来。若不计摩擦阻力，关于水泵正确的说法是（ ）
A．水泵顶端装有加长的把手主要起到加快抽水速度的作用
B．若将螺旋的数量减少，抽起等量水时所做的功更少
C．若用电动机带动水泵旋转，电动机输出的能量将全部转化为水的动能
D．水泵正常使用时的旋转方向是一定的
14．（2022 西湖区校级一模）小明用图中装置提升重为400N的物体匀速上升，不计摩擦和滑轮自重，下列说法正确的是（ ）
A．两个滑轮均为定滑轮
B．人将绳子拉过1m，物体也上升1m
C．小明对绳子的拉力为200N
D．由于小明没有竖直向下拉绳子，所以人对绳子的拉力大于200N
15．（2022 杭州二模）“龙门吊”主要由主梁和支架构成，可以提升和平移重物，其示意图如图所示。在重物由主梁右端缓慢移到左端的过程中，右支架对主梁的支持力F与重物移动距离s的关系图像是（ ）
A． B．
C． D．
16．（2022 杭州模拟）为便于研究，某健身器材中训练拉力部分的机械结构可简化为如图所示的滑轮组。若不计摩擦，下列有关分析正确的是（ ）
A．两个滑轮在装置中起的作用相同
B．拉力F的大小是配重G大小的二分之一
C．拉力移动的距离是配重上升距离的两倍
D．将配重提升相同的高度，用该装置与直接提升配重所做的功相等
17．（2022 临平区一模）如图所示，拉力F为10N，物体A以0.2m/s的速度在物体B表面向左做匀速直线运动（B表面足够长）；物体B静止在地面上，受到地面水平向左6N的摩擦力，弹簧测力计示数为20N。下列说法正确的是（ ）
A．物体A受到物体B的摩擦力为20N
B．此时拉力F的功率为2W
C．此时滑轮组的机械效率为70%
D．当拉力F增大到20N时，物体B将向左运动
二．填空题（共11小题）
18．（2023 杭州模拟）4月13日是永康市九年级开学的日子，小明早早来到学校打扫教室卫生。他在扫地时，扫把属于 （填“等臂”、“省力”或“费力”）杠杆。他扫着扫着，不小心踩到一滩水，脚突然向前滑，他的上半身由于具有 要保持原先的运动状态，因此仰面摔倒了。
19．（2023 杭州模拟）《天工开物》是我国古代的科学著作，书中记载着大量的古代农业机械。其中描述了筒车这样一种以水流作动力，用来取水的机械，如图所示。若接水槽离取水处高3m，水轮上有12个取水筒，一个取水筒每次可取水5kg，筒车旋转一周所用时间为60s。水流冲击的机械能转化为筒车转动的机械能和提水的 。若水流冲击筒车的功率为50W，求筒车旋转一周取水的机械效率是 %。
20．（2023 西湖区二模）小金推着购物车在超市购物，如图所示，购物车和货物的总重为100N，A点离地面距离为0.8m，B、C点为车轮与地面的接触点，当购物车前轮遇到障碍物时，小金先后在A点对购物车施加了最小作用力。在使车的前轮越过障碍物时，施加的最小力的方向为 ，最小力的大小为 N；此时购物车可视为 杠杆（选“省力”“费力”“等臂”）。
21．（2023 西湖区校级模拟）如图所示，重力不计的一木板可绕O点无摩擦转动，在A端挂一边长为50cm的正方体P，一个体重为500N的中学生站在B点时，P对地面的压强刚好为零，且OA＝1m，OB＝4m，则物体P的重力为 N，当人向左走1m时，P对地面的压强为 Pa。
22．（2023 杭州模拟）用两个完全相同的滑轮，分别以图中两种方式将重为G的物体匀速提升相同高度（绳重、摩擦不计），使用 （选填“甲”或“乙”）滑轮可以改变用力方向，所用拉力F甲 F乙（选填“大于”“等于”或“小于”，下同），滑轮的机械效率η甲 η乙。
23．（2023 西湖区模拟）为了防止门被风吹动，常在门背后和墙上安装如图甲所示的“门吸”。图乙是简化后的模型。门可以绕轴O自由转动，门宽为1.2米。“门吸”与O位置关系、“门吸”引力大小和方向如图乙所示。（摩擦力忽略不计）
（1）在图乙中画出“门吸”引力F的力臂。
（2）关门所需的最小力是 牛。
24．（2023 滨江区模拟）学习了杠杆知识后，小金自制了一个杆秤，如图。秤杆、秤钩及秤纽的总质量为0.05千克，秤砣的质量为0.1千克，秤钩悬挂处A与秤纽O间的距离为4厘米。
（1）已知秤杆、秤钩及秤纽组成的系统重心在O点。挂上重物后，将秤砣移至距O点16厘米的B处时，秤杆恰好处于水平平衡，则所挂重物为 千克。手提秤纽O的拉力为 牛顿；
（2）称完以后，小金发现使用的秤砣生锈了，则称得的质量 （选填“偏大”“偏小”或“不变”）。
25．（2022 富阳区二模）如图所示，OAB是杠杆，OA与BA垂直，在OA的中点推一个100N的重物，加在B点的动力F：始终使OA在水平位置保持静止（杠杆重力及摩擦均不计）。
（1）当F1竖直向上时，F1的大小为 N。
（2）当F1由竖直向上的位置沿逆时针方向缓慢的转到水平向左的位置时，动力F1的大小变化是 （选填“变小”、“变大”、“先变小后变大”或“先变大后变小”）。
（3）作出F1在2的位置时的力臂。
26．（2021 西湖区一模）小金用轻质木棒、小桶（容积100mL）等器材，制作了一个“密度秤”（如图所示）。已知AO＝10cm，秤砣质量为100g，桶内不装任何液体时，移动秤砣到B处，秤杆恰好处于平衡状态，请回答下列问题：
（1）若OA＞OB，秤砣的质量 小桶的质量（填“＞”、“＜”或“＝”）；
（2）该秤的刻度是 （选填“均匀”或“不均匀”）的；
（3）当小金向桶内装满某种液体后，需将秤砣向右移动8cm，秤杆再次达到平衡状态，则该液体的密度为 kg/m3。
27．（2022 上城区模拟）小亮利用轻质木条和透明塑料桶等器材制作了如图所示的测量密度的秤。只要把一定体积的待测液体倒入小桶中，就能通过移动秤砣的位置，从木条的刻度读出液体的密度值。
（1）若木条上A、B、C中有一点是零刻度，应该是 点。
（2）该秤的刻度是 （选填“均匀”或“不均匀”）的。
（3）若让秤砣位置不变，仍可用该秤测量液体的密度，则应把刻度标在塑料桶壁上，该刻度 （选填“上”或“下”）边的数值大。
28．（2022 西湖区校级一模）如图甲，有一轻质杆，左右各挂质量分别为300克和100克的实心铜块后恰好水平平衡，则左右悬挂点到支点O的距离之比为 。将两实心铜块分别浸没于水中（如图乙），杆将会 （填“左端下降”“右端下降”或“仍然平衡”）。
三．实验探究题（共5小题）
29．（2023 钱塘区三模）项目学习小组在使用密度计时发现由于刻度不均匀，估读时误差较大，由此准备制作一个刻度均匀的密度计。
【小组讨论】
液体密度计是根据排开液体的体积变化判断密度大小；根据密度公式ρ，想到是否可以通过密度与质量之间的关系来制作刻度均匀的密度计。经过查阅资料及深入讨论最后确定了制作方案。
【查阅资料】杆秤是我国古老的质量称量工具（如图甲），刻度是均匀的。使用时先把被测物体挂在秤钩处，提起秤纽，移动秤砣，当秤杆在水平位置平衡时，秤砣悬挂点对应的数值即为物体的质量。
（1）杆秤的工作原理是 。
（2）【产品制作】
器材：木棒、塑料杯、细线、刻度尺、金属块（代替秤砣）。
步骤：
①模仿杆秤结构，用杯子代替秤钩，先自制一根无刻度“密度秤”。
②杯中不加液体，提起秤纽，移动秤砣，当秤杆在水平位置平衡时（如图乙），将此时秤砣的悬挂点A标记为“0”刻度。
③杯中加水至a处，提起秤纽，移动秤砣，当秤杆在水平位置平衡时，将此时秤砣的悬挂点B标记为“？”刻度（单位）。
④以AB两点之间长度的1/10为标准，在整根秤杆上均匀地标上刻度。
步骤③中，秤砣悬挂点B标记的刻度值应为 。
（3）【产品检验】用多种密度已知的液体对“密度秤”刻度准确度进行检验。
【产品升级】为了制作出精确度更高的“密度秤”，下列改进措施可行的是 。
A.把秤纽位置往远离秤钩一侧移动
B.减小秤砣的质量
C.减少加入杯中的液体体积
D.换用更细的秤杆
30．（2023 杭州二模）小金用如图所示的装置研究某斜面的机械效率与木块重力大小之间的关系，实验时控制木块与斜面的粗糙程度都相同，部分实验数据如表：
实验 次数 斜面 倾角 木块重 G/N 斜面高度 h/m 沿斜面拉 力F/N 斜面长 s/m 有用功 W/J 总功 W总/J 机械效率 η（%）
1 30° 1.0 0.5 0.7 1.0 0.5 0.7 71.4
2 30° 2.0 0.5 1.4 1.0 1.0 1.4 ①
3 30° 3.0 0.5 2.1 1.0 1.5 2.1 71.4
（1）表中空格①的值是 ；
（2）小明分析实验数据得出的初步结论是：在斜面倾角和木块与斜面的粗糙程度不变时，斜面机械效率与木块重力大小无关。对此，你对小明有何建议？ ；
（3）为提高测量的准确度，在用弹簧秤测拉力时，需要注意的事项是 （写一条即可）。
31．（2023 余杭区二模）如图所示是一个自制密度称，其外形和杆样差不多，其左端A点挂一个质量为0.2kg、体积为25cm3的铁块。提纽位子O处，秤砣放在B处时，秤杆恰好水平平衡，已知秤砣的质量为0.Ikg，AO＝5cm，BO＝10cm。把铁块浸没在待测密度的液体中时，移动秤砣便可直接在秤杆上读出液体的密度值。
（1）密度秤零刻度在O点右侧 cm处。
（2）现将铁块浸没在待测液体中，秤左移2cm到C点时。杠杆在水平位置重新平衡，则待测液体的密度为 kg/m3。
（3）为了制作出精确度更高的“密度秤”，下列改进施可行的是 。
A.把提纽位置往秤砣一侧移动一段距离
B.减小秤砣的质量
C.减少加入杯中的液体体积
D.换用更细的秤杆
32．（2023 杭州模拟）项目学习小组在使用密度计时发现由于刻度不均匀，估读时误差较大，由此准备制作一个刻度均匀的密度计。
【小组讨论】
液体密度计是根据排开液体的体积变化判断密度大小；根据密度公式ρ，想到是否可以通过密度与质量之间的关系来制作刻度均匀的密度计。经过查阅资料及深入讨论最后确定了制作方案。
【查阅资料】杆秤是我国古老的质量称量工具（如图甲），刻度是均匀的。使用时先把被测物体挂在秤钩
处，提起秤纽，移动秤砣，当秤杆在水平位置平衡时，秤砣悬挂点对应的数值即为物体的质量。
（1）杆秤的工作原理是 ；
【产品制作】
器材：木棒、塑料杯、细线、刻度尺、金属块（代替秤砣）。
步骤：
①模仿杆秤结构，用杯子代替秤钩，先自制一根无刻度“密度秤”；
②杯中不加液体，提起秤纽，移动秤砣，当秤杆在水平位置平衡时（如图乙），将此时秤砣的悬挂点A标记为“0”刻度；
③杯中加水至a处，提起秤纽，移动秤砣，当秤杆在水平位置平衡时，将此时秤砣的悬挂点B标记为“ ”刻度（单位g/cm3）；
④以AB两点之间长度的为标准，在整根秤杆上均匀地标上刻度。
（2）在制作过程中，秤杆出现左低右高现象（如图丙），要调至水平位置平衡，秤砣应往 侧移动；
（3）步骤③中，秤砣悬挂点B标记的刻度值应为 ；
【产品检验】用多种密度已知的液体对“密度秤”刻度准确度进行检验。
【产品升级】
（4）为了制作出精确度更高的“密度秤”，下列改进措施可行的是 。
A.把秤纽位置往远离秤钩一侧移动
B.减小秤砣的质量
C.减少加入杯中的液体体积
D.换用更细的秤杆
33．（2022 西湖区校级二模）小金用三种不同的方法抬升重为200N的物体。
（1）如图甲，将物体匀速竖直向上抬升3m，F甲所做的功为 。
（2）如图乙，斜面长5m，高3m，拉力F乙＝150N，沿斜面匀速拉动物体至斜面顶端，计算该斜面工作时的机械效率。
（3）如图丙，在20s内将重物匀速提升3m，已知动滑轮的重为10N。请计算拉力F丙做功的功率为 。（不计绳重及摩擦）
四．计算题（共5小题）
34．（2023 拱墅区校级三模）俯卧撑是一项常见的健身项目，采用不同的方式做俯卧撑，健身效果通常不同。图1甲所示的是小京在水平地面上做俯卧撑保持静止时的情境，他的身体与地面平行，可抽象成如图1乙所示的杠杆模型，地面对脚的力作用在O点，对手的力作用在B点，小京的重心在A点。已知小京的体重为750N，OA长为1m，OB长为1.5m。
（1）图乙中，地面对手的力F1与身体垂直，求F1的大小。
（2）图2所示的是小京手扶栏杆做俯卧撑保持静止时的情境，此时他的身体姿态与图甲相同，只是身体与水平地面成一定角度，栏杆对手的力F2与他的身体垂直，且仍作用在B点。分析并说明F2与F1的大小关系。
35．（2023 西湖区校级三模）山核桃外壳坚硬，常用核桃夹帮助剥壳。山核桃在A点受到核桃夹对它的作用力为FA，如图所示，FA垂直于OC，已知OC长16cm，OA长6.4cm。
（1）核桃夹在使用时属于 杠杆（选填“省力”、“费力”或“等臂”）。
（2）要将图中核桃壳夹破，FA的大小至少为300牛，则手作用在C点的力至少为多少牛？
（3）要夹破（2）中的核桃壳，手提供的力也可以作用在B点，请列式分析比较作用在B、C两点所需最小动力的大小关系。
36．（2023 杭州模拟）《天工开物》中记载了三千年前人们在井上汲水使用的桔槔，如图甲所示。图乙是其简化模型图，水平轻质杠杆MN的力臂l1＝0.5m，l2＝0.2m；在杠杆左端悬挂质量为2kg的物体A，右端挂边长为10cm的正方体B完全浸没于水中，此时杠杆平衡。求：
（1）B物体受到的浮力。
（2）B物体的密度。
（3）在杠杆M端施加拉力F使物体B恰好完全离开水面时，F＝ N。
37．（2023 下城区模拟）小徐同学家装修新房，看到工人师傅使用如图所示的一种自制的简易起重装置向楼上吊装笨重的装修材料，大大减少了工人搬运材料的劳动强度。小科观察到电动机的输出功率800W，将质量为80kg的水泥匀速提升到10m高的位置用时15s。假设电动机的输出功率恒定不变（不计绳重和摩擦），请帮小徐完成下列问题：
（1）电动机对绳子的拉力多大？
（2）该滑轮组的机械效率多大？
（3）若用该套装置以0.5m/s的速度提升120kg的水泥，该滑轮组的机械效率如何变化？
38．（2023 滨江区模拟）如图所示为某小区道闸的结构原理，质量8kg、长4m的长直杆AB通过P、Q两点，固定在半径为15cm的圆盘C上，圆盘C能够绕O点自由转动，通过P点带动直杆转动。O点距A端为20cm，OP为圆盘直径，圆盘C与电动机M用齿轮连接。电动机M的齿轮盘顺时针转动时，长直杆AB随圆盘C逆时针转动。（g取10N/kg）
（1）求杆AB水平静止时，电动机齿轮对圆盘C齿轮的力；
（2）若不计摩擦，电动机的平均输出功率为72W，求道闸直杆从水平转到竖直位置完全打开需要的时间；（AB垂直地面、不计能量损失）
（3）道闸匀速抬高，圆盘C齿轮受力怎么变？
五．解答题（共9小题）
39．（2023 上城区模拟）请根据钓鱼的示意图，解答下列问题：
（1）若以图甲所示方法钓鱼，O为支点，A为动力作用点。请画出阻力及其力臂，阻力的作用点用B标注（鱼竿和钓线的重力以及鱼竿形变忽略不计）。
（2）若其它条件不变，鱼竿长度越长，手提鱼竿的力越 （选填“大”或“小”）。
（3）若某次钓上一条质量为1kg的鱼时，动力臂为40cm，阻力臂为200cm，至少需要施加的力为多少牛？
40．（2023 淳安县一模）身高相同的兄弟二人用一根重力不计的均匀扁担抬起一个900N的重物。已知扁担长1.8m，重物悬挂点与哥哥的肩之间的距离OA＝0.8m，如图所示。
（1）若以哥哥的肩A为支点，则弟弟的肩膀对扁担的支持力FB是多少。
（2）弟弟想为哥哥减轻负担，抬重物时偷偷将重物往自己肩膀处挪了挪，请分析在此过程中哥哥能减轻负担的原因。
41．（2023 钱塘区三模）如图所示，两个等高的托盘秤甲、乙放在同一水平地面上，质量分布不均匀的木条AB长为17.5厘米，A、B是木条两端，A端放在托盘秤甲上，B端放在托盘秤乙上，测得甲处和乙处的示数为F甲和F乙。其测量值如表所示。求：
压力 显示读数/N
F甲 32
F乙 24
（1）木棒AB受到的质量为多少？
（2）木棒重心距A处的距离是多少？
42．（2023 西湖区校级二模）小科在使用自动烤串机进行烤串时，发现一般的食物都能在烤串机上实现顺时针翻转，而花菜则在图甲→乙→丙三者之间晃动，无法完成顺时针翻转，为研究该问题，小科建构了如图丁所示的模型，OA长2厘米。
（1）烤花菜时，旋转的烤串签属于 杠杆（选填“省力”、“费力”或“等臂”）
（2）若花菜的质量为20克，要让花菜能完成转过图丁所示位置，烧烤机给齿轮的力等效作用在B点，则在B点处至少提供多少牛的力？
（3）若想让花菜完成顺时针翻转，请提出一条合理的建议。
43．（2023 拱墅区二模）如图为一举重杠铃。
（1）小明同学在一次体育课上举杠铃的过程中，他觉得自己右手力量要大于左手的力量，如果在举重过程中想让右手再多承担一些压力，则他的右手应该向 （选填“右端”或“左端”）移动。
（2）在一次举重过程中，小明同学双手将杠铃举过头顶，在他举着杠铃站立时左右两手间距离为1m，左手距离左侧杠铃0.4m，右手距离右侧杠铃0.6m，若此时小明左手竖直向上举的力为350N，则小明同学所举杠铃总质量为多少千克？
（3）若小明同学体重50kg，某次举起的杠铃总重只有30kg，在由蹲下到起立的举重过程中，杠铃高度升高了1.8米，而自身重心升高1米，则在该次举重过程中的机械效率是多少？
44．（2023 杭州二模）如图甲为“街头悬浮术”的照片，其实人并不是真的“悬浮”于空中，人是座在一个架子上的（如图乙），底盘与架子可以简化为一根杠杆，如图丙，O为支点，A是整个装置重心在底盘中心（架子重力忽略不计），为了增加可观性，下部底盘往往做得比较小。设人的重力为500N，人的重心距离手扶杆66cm，且为了携带方便质量为10kg，底盘材料为钢铁。（不考人的左右平衡，ρ铁＝7.9×103kg/m3）
（1）底盘体积至少是多少？
（2）底盘长度OB不能小于多少？
45．（2023 萧山区模拟）如图甲所示，桌面上放有均匀的薄长方体木块A，重6N，长为L，宽为1/3L，厚度为d，此时木块A的右端刚好与桌面的边缘相平；在拉力F作用下至图乙位置停止，此时木块A右段伸出桌面长度为1/3L，已知木板A与桌面间的粗糙程度不变。问：
（1）木块A在运动过程中受到的摩擦力 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
（2）若在木块A右端伸出桌面的中心位置放一个底部直径为L，重为2N，容积为500mL的烧杯B（如图丙），然后往烧杯中缓慢加水，试通过计算说明烧杯能否装满水？
46．（2023 临安区一模）一扇矩形窗户，重为60N（设重力作用在几何中心），高0.9米，宽0.4米，靠铰链A和B固定在窗户框架上，并可以绕AB形成的竖直轴线转动，其中AB＝0.6米。
（1）在图中画出A处窗户所受铰链的水平作用力F的示意图；
（2）计算上述力的大小（要求在图中画出相关力的力臂）。
47．（2023 上城区一模）如图所示，是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图。已知井深12m，物体重G＝6×103N，汽车重G车＝3×104N，汽车匀速拉绳子时的拉力F＝2.2×103N，汽车受到的阻力为车重的0.1倍。求
（1）将物体从井底拉至井口的过程中，汽车拉绳子的拉力对滑轮组做了多少功？
（2）滑轮组的机械效率为多少？（保留一位小数）
（3）汽车牵引力为多少？
参考答案与试题解析
一．选择题（共17小题）
1．【解答】解：A、若不是轻质滑轮，拉力F将偏大 机械效率不会是80%，故A正确；
BD、由图可知，连接动滑轮绳子的股数n＝3，
由η100%得物体A受到的摩擦力：
f＝ηnF＝80%×3×5N＝12N，
物体移动的距离：
s物s绳30m＝10m，
则机械所做的有用功：
W有＝fs物＝12N×10m＝120J，
克服摩擦力做功的功率：
P12W，故B、D错误。
C、绳子移动的速度v绳3m/s，
物体移动速度v物v绳3m/s＝1m/s，故C错误；
故选：A。
2．【解答】解：由图知，承担物重的绳子股数n＝2。
A、不计绳子与滑轮之间的摩擦力，若不计滑轮重力，拉力FG，而小金的最大拉力F最大＝G人＝500N，可以提起的重物最大重力G最大＝2F最大＝2×500N＝1000N，故A错误；
B、若小金将绳子竖直向下拉动s＝2m，重物提升高度hss2m＝1m，故B错误；
C、不计绳子与滑轮之间的摩擦力时滑轮组的机械效率η，
若G＝600N时，滑轮组的机械效率为75%，可得：75%
解得动滑轮的重力G动＝200N，故C正确；
D、由于定滑轮不能省力，只能改变动力的方向，所以当小金向右拉动绳子，所需拉力的大小不变，故D错误。
故选：C。
3．【解答】解：
A、有用功：W有用＝Gh＝10N×1m＝10J，故A错误；
B、由图可知，n＝2，不计绳重和绳与滑轮间的摩擦，拉力F（G+G动），
则动滑轮的重力：G动＝2F﹣G＝2×6N﹣10N＝2N，故B错误；
C、绳端移动的距离：s＝2h＝2×1m＝2m，
总功：W总＝Fs＝6N×2m＝12J，
拉力F做功的功率：P6W，故C错误；
D、滑轮组的机械效率：η100%100%≈83.3%，故D正确。
故选：D。
4．【解答】解：
A、他用水平力没推动油桶，没在力的方向上通过距离，故不做功，故A错误；
B、他用水平力没推动油桶，油桶处于静止状态，推力等于摩擦力，故B错误；
CD、要使底部C稍稍离开地面，应该以D为支点，要对油桶施加的力最小，应以AD为力臂，AD50cm；此时动力为F，阻力为G＝2000N，阻力臂L2CD30cm＝15cm，由于F1L1＝F2L2，则最小拉力F600N，故C错误、D正确。
故选：D。
5．【解答】解：A、支点：杠杆绕着转动的点，男子右手撑住竹竿的B点，左手在A点用力摆动竹竿使楠竹在水面滑行，竹竿绕着B点转动，可知B点为杠杆的支点，故A错误；
B、竹竿在使用过程中，男子施加在竹竿B点的力为动力，水对竹竿的力为阻力，由图可知阻力臂大于动力臂，竹竿为费力杠杆，故B正确；
CD、竹竿在使用过程中，男子施加在竹竿A点的力为动力，水对竹竿的力为阻力，阻力和阻力臂不变，A点越靠近水面，动力臂越长，由杠杆平衡条件F1L1＝F2L2，可知男子施加的动力越小，故CD错误。
故选：B。
6．【解答】解：
A、由图知，水平使用滑轮组，n＝2，拉力端移动速度：v＝2v物＝2×0.1m/s＝0.2m/s，则拉力做功的功率：PFv＝5N×0.2m/s＝1.0W，故A正确；
B、物体B静止在地面上，处于平衡状态；则水平方向上物体B受到向右的弹簧拉力等于地面对它向左的摩擦力与物体A对它向左的摩擦力之和，即fAB+4N＝12N，则fAB＝8N；由于力的作用是相互的，物体A受到的摩擦力为f＝fAB＝8N，故B错误；
C、由图知，水平使用滑轮组，滑轮组的机械效率：η100%＝80%，故C错误；
D、若拉力F增大到10N时，A在运动过程中，A对B的压力不变、接触面的粗糙程度不变，则A和B之间的摩擦力不变，所以物体B的运动状态不会改变，即物体B仍然静止，不会向左运动，故D错误。
故选：A。
7．【解答】解：A.化学反应遵循质量守恒，化学反应前后元素种类不变，原子个数不变，故A正确；
B.用启子开启啤酒瓶时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B错误；
C.生态系统稳定性的指标：生物的种类和数量相对稳定，物质和能量的输入和输出相对平衡，有比较复杂的食物链和食物网，有一定的自动调节能力，故C正确；
D.溶液稀释前后，溶液的质量发生变化，但溶质的质量没有改变，故D正确；
故选：B。
8．【解答】解：A、由图知，承担重物绳子的段数n＝2，
由s＝nh和v可得，绳子自由端移动速度v0.6m/s，故A错误；
BD、由PFv可得，绳端拉力F300N，
不计绳重和摩擦，由F（G+G动）可得，动滑轮重力G动＝nF﹣G＝2×300N﹣540N＝60N，故BD错误；
C、因为力的作用是相互的，绳子对人的拉力F拉与人对绳端拉力F相等，地面对人的支持力F支与人对地面的压力F压相等，
人站在水平地面上，由平衡力知识知，G人＝F拉+F支，则F支＝G人﹣F拉＝700N﹣300N＝400N，
所以人对地面的压力F压＝F支＝400N，故C正确。
故选：C。
9．【解答】解：A、自行车转弯时其方向发生了改变，不是平衡状态，所以不是受到平衡力的作用，故A错误；
B、把手的花纹是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力，故B错误；
C、用于自行车刹车的闸杆在使用时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C正确；
D、自行车刹车后减速滑行至静止，说明力可以改变物体的运动状态，故D错误。
故选：C。
10．【解答】解：①由图知，使用滑轮组承担物重的绳子股数n＝2，拉力移动距离s＝2h，拉力F做功：
W总＝Fs＝475N×2×6m＝5700J，故①错误；
②不计绳重和摩擦时，由F（G+G轮）可得，动滑轮的重力：
G动＝nF﹣G＝2×475N﹣900N＝50N，故②正确；
③有用功W有＝Gh＝900N×6m＝5400J，
拉力F做的额外功W额＝W总﹣W有＝5700J﹣5400J＝300J，故③错误；
④滑轮组的机械效率η100%100%100%100%＝95%，故④正确。
故选：B。
11．【解答】解：
A、刀刃很薄是通过减小接触面积来增大压强的，故A错误；
B、甘蔗放在a点比b点时的阻力臂更小，根据杠杆的平衡条件可知，动力会越小，更易被切断，故B正确；
C、铡刀在使用时动力臂大于阻力臂，实质上是一种省力杠杆，故C错误；
D、手沿F1方向用力比沿F2方向时的动力臂要小，根据杠杆平衡条件可知，动力越大，故D错误。
故选：B。
12．【解答】解：
A、由图可知，该装置由一个动滑轮和一个定滑轮组成，故A错误；
B、使用动滑轮时，物体上升1m，则绳子的自由端会通过2m，故B错误；
C、不计摩擦和滑动自重，使用动滑轮能省一半的力，物体的重力为400N，则拉力为200N，故C正确；
D、使用动滑轮能省力，使用定滑轮能改变力的方向，故D错误。
故选：C。
13．【解答】解：
A、水泵顶端装有加长的把手，相当于一个轮轴，主要为了省力，并不能加快抽水的速度，故A错误；
B、根据公式W＝Gh知道，当水的质量和提升高度相同时，若将螺旋的数量减少，抽起等质量水时所做的功不变，故B错误；
C、若用电动机带动水泵旋转，电动机输出的能量将转化为水的动能和水泵的动能，故C错误；
D、水泵正常使用时的旋转方向是一定的，故D正确。
故选D。
14．【解答】解：
A、由图可知，该装置由一个动滑轮和一个定滑轮组成，故A错误；
B、使用动滑轮时，物体上升1m，则绳子的自由端会通过2m，故B错误；
C、不计摩擦和动滑轮自重，使用动滑轮能省一半的力，物体的重力为400N，则拉力为200N，故C正确；
D、使用定滑轮能改变力的方向，不计摩擦和滑轮自重，沿各个方向的力大小相等，故D错误。
故选：C。
15．【解答】解：在重物由主梁右端缓慢移到左端的过程中，以左侧的支柱为支点，右支架对主梁的支持力F为动力，重物对杠杆的拉力为阻力，大小等于物体的重力G，动力臂为整个主梁的长度，设为L，阻力臂为L﹣s，
根据杠杆平衡条件可得：FL＝G（L﹣s），
支持力F为：F＝G，
由关系式知：右支架对主梁的支持力F与重物移动距离s成一次函数关系，且支持力随s的增大而减小，故B符合题意。
故选：B。
16．【解答】解：A、由图可知，该装置由一个动滑轮和一个定滑轮组成，动滑轮能够省力，但不能改变力的方向；定滑轮不能省力，可以改变力的方向，故A错误；
B、不计摩擦，拉力的大小为：F（G+G动），是配重G和动滑轮总重的二分之一，故B错误；
C、该滑轮组中n＝2，由s＝2h可知，拉力移动距离等于配重上升高度的二倍，故C正确；
D、直接提升配重做的功是有用功，用该装置将配重提升相同高度还要对动滑轮做功，即用该装置所做的功（总功）大于有用功，故D错误。
故选：C。
17．【解答】解：
A、物体B静止在地面上，处于平衡状态；则水平方向上物体B受到向右的拉力等于地面对它向左的摩擦力与物体A对它向左的摩擦力之和，即fB+6N＝20N，则fB＝14N；由于力的作用是相互的，物体A受到的摩擦力为fA＝fB＝14N，故A错误；
B、由图可知n＝2，拉力端移动速度：v＝2v物＝2×0.2m/s＝0.4m/s，
拉力做功的功率：PFv＝10N×0.4m/s＝4W，故B错误；
C、由图知，水平使用滑轮组，拉力做的有用功：W有＝fAs物，
拉力端移动距离：s＝ns物，
拉力做的总功：W总＝Fs＝F×ns物＝nFs物，
滑轮组的机械效率：
η100%＝70%，故C正确；
D、若拉力F增大到20N时，A在运动过程中，A对B的压力不变、接触面的粗糙程度不变，则A和B之间的摩擦力不变，所以物体B的运动状态不会改变，即物体B仍然静止，不会向左运动，故D错误。
故选：C。
二．填空题（共11小题）
18．【解答】解：在扫地时，动力臂小于阻力臂，扫把属于费力杠杆；小明脚向前滑时，他的上半身由于惯性，仍然保持原先的运动状态不变，导致其仰面摔倒了。
故答案为：费力；惯性。
19．【解答】解：水流冲击的机械能，使水的高度增大，重力势能增大，即水流冲击的机械能转化为筒车转动的机械能和提水的重力势能。
水流冲击筒车的功率为50W，水流所做的功为W＝Pt＝50W×60s＝3000J，
该筒车旋转一周提升水的质量为m＝12×5kg＝60kg；
对水所做的功W有＝Gh＝mgh＝60kg×10N/kg×3m＝1800J，
筒车旋转一周取水的机械效率为η60%。
故答案为：重力势能；60。
20．【解答】解：当购物车前轮遇到障碍物时，支点为B轮，故应在A端施加一个垂直AB所在直线向下的力时，所用的力是最小的；
由图知，此时动力臂为，此时L动1m，L阻′＝0.3m，
由杠杆平衡条件可知：F压L动＝GL阻，
即；F压×1m＝100N×0.3m，
解得F＝30N；
此时的动力臂大于阻力臂，为省力杠杆；
故答案为：垂直AB所在直线向下；20；省力。
21．【解答】解：由杠杆平衡条件：F1L1＝F2L2得：G×OA＝G人×OB，
物体的重力：G2000N，
当人向左走1m时，根据F1L1＝F2L2得：F1′×OA＝G人×OB′，
F1′1500N，
则F压＝G﹣F1′＝2000N﹣1500N＝500N，
物体P对地面的压强：p2000Pa。
故答案为：2000；2000。
22．【解答】解：由定滑轮的使用特点可知：F甲＝G，并且可以改变力的方向；
F乙（G动+G），一般情况下，动滑轮重小于物重，因此F甲＞F乙。
如图所示，用定滑轮和动滑轮分别将质量相同的甲、乙两物体匀速提升相同的高度，不计绳重与摩擦，则所做的有用功一样大，由于要克服动滑轮重力的作用，所以使用动滑轮做的总功多，由η100%可知，定滑轮的机械效率高，所以η甲＞η乙。
故答案为：甲；大于；大于。
23．【解答】解：（1）从支点O向力F的作用线作垂线，支点到垂足的距离就是该力的力臂L，如图所示：
（2）已知O为支点，利用杠杆平衡条件可得，F×L门宽＝F引力×L，
即：F×1.2m＝6N×0.8m，
解得：F＝4N。
故答案为：（1）见解答图；（2）4。
24．【解答】解：
（1）根据杠杆平衡条件可得F1L1＝F2L2，
故GA×OA＝GB×OB，
即：mAg×OA＝mBg×OB，
已知OA＝4cm，OB＝16cm，
则所挂重物的质量：
mA0.4kg；
根据力的平衡条件可得，手提秤纽O的拉力为：
F＝m′g+mAg+mBg＝（0.05kg+0.4kg+0.1kg）×10N/kg＝5.5N；
（2）用天平称量物体时，如果秤砣生锈，会导秤砣的实际质量比所标质量偏大，即F2变大，
而F1L1不变，根据F1L1＝F2L2可知L2变小，则称得的质量偏小。
故答案为：（1）0.4；5.5；（2）偏小。
25．【解答】解：（1）由杠杆平衡条件得：GF1×OA，
即：100NF1×OA，则F1＝50N；
（2）如图所示，由图可知，
当F1由竖直向上的位置沿逆时针方向缓慢的转到水平向左的位置时，
动力臂先变大后变小，阻力与阻力臂不变，由杠杆平衡条件可知，动力先变小后变大。
（3）从支点O向F1在2的位置时的作用线引垂线，垂线段的长度即为力臂。
故答案为：（1）50；（2）先变小后变大；（3）见解析。
26．【解答】解：（1）由杠杆的平衡条件F1l1＝F2l2可得m桶g×OA＝m秤砣g×OB，即m桶×OA＝m秤砣×OB，由于OA＞OB，所以m桶＜m秤砣；
（2）设桶内装满密度为ρ液的某种液体后，秤砣由B点向右移动到C点，秤杆再次达到平衡状态后，
由杠杆的平衡条件F1l1＝F2l2可得：（m桶+m液）g×OA＝m秤砣g×（OB+BC），
又m桶g×OA＝m秤砣g×OB，
化简得：m液×OA＝m秤砣×BC，
又m液＝ρ液V液，代入可得：ρ液，由于OA、m秤砣、V液是定值，所以ρ液与BC成正比，即该秤的刻度是均匀的；
（3）把OA＝10cm，BC＝8cm，m秤砣＝100g，V液＝100mL＝100cm3代入ρ液中可得：ρ液0.8g/cm3＝0.8×103kg/m3。
故答案为：（1）＞；（2）均匀；（3）0.8×103。
27．【解答】解：（1）因木条为轻质，即质量不计，因小桶由质量，A点不可能为零质量点；所以对于杆秤来说，B点的对应质量刻度小于C点的对应刻度，B点对应的质量为零，若体积一定，B点的密度为零。
（2）根据杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2，可得：L1，秤砣的力臂L1与F2成正比，所以该秤的刻度是均匀的。
（3）若让秤砣位置不变即质量不变，根据ρ可知：体积小的密度大，所以下边的刻度对应的数值大。
故答案为：
（1）B；（2）均匀；（3）下。
28．【解答】解：
（1）轻质杆左右各挂一个物块后，根据杠杆的平衡条件可得：G1L1＝G2L2，
即：m1gL1＝m2gL2，
所以，1：3；
（2）两实心铜块的密度相同，设为ρ，
根据ρ可知两铜块的体积分别为：V1，V2；
当两铜块浸没在水中后，其受到的浮力分别为：
F浮1＝ρ水gV排1＝ρ水gV1＝ρ水g，F浮2＝ρ水gV排2＝ρ水gV2＝ρ水g；
轻质杆左右两边受到的拉力分别为：
F1＝G1﹣F浮1＝m1g﹣ρ水gm1g（1），F2＝G2﹣F浮2＝m2g﹣ρ水gm2g（1），
则左端拉力和对应力臂的乘积：F1L1＝m1g（1）L1﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
右端拉力和对应力臂的乘积：F2L2＝m2g（1）L2﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
原来杠杆平衡，则m1gL1＝m2gL2﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③
由①②③可得F1L1＝F2L2，所以杠杆仍然平衡。
故答案为：1：3；仍然平衡。
三．实验探究题（共5小题）
29．【解答】解：（1）通过图示的模型结合杠杆的定义，即可确定它用到的相关知识，杆秤的工作原理是杠杆平衡原理；
（2）密度秤测量水的密度，水的密度是1.0g/cm3；故在B的位置标记为1.0；
（3）A、把秤纽位置往远离秤钩一侧移动，说明阻力臂增大，根据杠杆平衡原理F1L1＝F2L2，动力和阻力不变，动力臂也要随着增大，AB两点之间长度增大，密度秤会更精确，故A正确；
B、减小秤砣的质量，说明动力减小，根据杠杆平衡原理F1L1＝F2L2，动力臂也要随着增大，AB两点之间长度增大，密度秤会更精确，故B正确；
C、杯中不加液体，提起秤纽，移动秤砣，当秤杆在水平位置平衡时，G0×L1＝G陀×LA；
杯中加水至a处，提起秤纽，移动秤砣，当秤杆在水平位置平衡时，（G0+G水）×L1＝G陀×LB；联立两式可得G水；
杯中加某种液体至a处，提起秤纽，移动秤砣，当秤杆在AB中某一点C处，水平位置平衡时，可得G液；
；当液体体积和水的体积相同时，液体和水的密度比就是重力比，也为长度比；如果减少加入杯中的液体体积，则不能通过密度秤得到液体的密度大小，故C错误；
D、由上述计算可知，秤杆的重力不影响最后的密度结果，故D错误；
故答案为：（1）杠杆平衡原理；（2）1.0；（3）AB。
30．【解答】解：（1）第二次实验时斜面的机械效率：η%100%≈71.4%；
（2）斜面的机械效率与斜面的倾角和斜面的粗糙程度都有关；
为了使得出的结论具有普遍性，应改变斜面的倾角再重复以上实验，或改变斜面的粗糙程度再重复以上实验；
（3）为了使弹簧秤读数稳定、便于读数，应沿斜面向上匀速拉动弹簧秤；
故答案为：（1）71.4；（2）改变斜面的倾角再重复以上实验（或改变斜面的粗糙程度再重复以上实验）；（3）沿斜面向上匀速拉动弹簧秤。
31．【解答】解：（1）已知OA＝5cm＝0.05m，OB＝10cm＝0.1m，
假设秤杆的重心到O点的距离为L，则有：G铁OA＝G秤杆L+G秤砣OB，即0.2kg×9.8N/kg×0.05m＝G秤杆L+0.1kg×9.8N/kg×0.1cm，
解得：G秤杆L＝0，则可知秤杆的重心在O点处；
如图甲所示，铁块没有浸在任何液体中，即可视为其测量的液体密度为0，则此时秤砣所处的位置B点即为该密度秤的0刻度处，密度秤零刻度在O点右侧10cm；
（2）当铁块浸没在液体中时，铁块排开液体的体积为V排＝V铁＝25cm3＝2.5×10﹣5m3；
秤砣移到了C处，则OC＝10cm﹣2cm＝8cm＝0.08m，
根据杠杆的平衡条件、阿基米德原理有：（G铁﹣F浮）OA＝G秤砣OC，
即（0.2kg×9.8N/kg﹣ρ液×9.8N/kg×2.5×10﹣5m3）×0.05m＝0.1kg×9.8N/kg×0.08m，
解得：ρ液＝1.6×103kg/m3；
（3）A、把秤纽位置往远离秤钩一侧移动，说明阻力臂增大，根据杠杆平衡原理F1L1＝F2L2，动力和阻力不变，动力臂也要随着增大，AB两点之间长度增大，密度秤会更精确，故A正确；
B、减小秤砣的质量，说明动力减小，根据杠杆平衡原理F1L1＝F2L2，动力臂也要随着增大，AB两点之间长度增大，密度秤会更精确，故B正确；
CD、减少加入杯中的液体体积或换用更细的秤杆对动力臂都不会产生影响，故CD不可行，
故选AB。
故答案为：（1）10；
（2）1.6×103；
（3）AB。
32．【解答】解：（1）通过图示的模型结合杠杆的定义，即可确定它用到的相关知识，杆秤的工作原理是杠杆平衡原理；
（2）秤杆出现左低右高现象，根据杠杆平衡原理，右侧的动力和动力臂的乘积小于左侧阻力和阻力臂的乘积，所以向右移动秤砣，增大动力臂，可以达到水平平衡；
（3）密度秤测量水的密度，水的密度是1.0g/cm3；故在B的位置标记为1.0；
（4）A、把秤纽位置往远离秤钩一侧移动，说明阻力臂增大，根据杠杆平衡原理F1L1＝F2L2，动力和阻力不变，动力臂也要随着增大，AB两点之间长度增大，密度秤会更精确，故A正确；
B、减小秤砣的质量，说明动力减小，根据杠杆平衡原理F1L1＝F2L2，动力臂也要随着增大，AB两点之间长度增大，密度秤会更精确，故B正确；
C、杯中不加液体，提起秤纽，移动秤砣，当秤杆在水平位置平衡时，G0×L1＝G陀×LA；
杯中加水至a处，提起秤纽，移动秤砣，当秤杆在水平位置平衡时，（G0+G水）×L1＝G陀×LB；联立两式可得G水；
杯中加某种液体至a处，提起秤纽，移动秤砣，当秤杆在AB中某一点C处，水平位置平衡时，可得G液；
；当液体体积和水的体积相同时，液体和水的密度比就是重力比，也为长度比；如果减少加入杯中的液体体积，则不能通过密度秤得到液体的密度大小，故C错误；
D、由上述计算可知，秤杆的重力不影响最后的密度结果，故D错误；
故答案为：（1）杠杆平衡原理；1；（2）右；（3）1；（4）AB。
33．【解答】解：（1）如图甲，将物体匀速竖直向上抬升3m，F甲所做的功为：W＝Gh＝200N×3m＝600J；
（2）如图乙，所做总功为：W总＝F乙s＝150N×5m＝750J，
所做有用功为：W有＝Gh＝200N×3m＝600J，
机械效率为：η80%。
（3）如图丙，n＝2，不计绳重及摩擦，
拉力为：F丙（G物+G动）（200N+10N）＝105N；
绳子移动的距离为：s＝nh＝2×3m＝6m，
拉力做的功为：W＝F丙s＝105N×6m＝630J，
拉力的功率为：P31.5W。
答：（1）600J；
（2）该斜面工作时的机械效率为80%；
（3）31.5W。
四．计算题（共5小题）
34．【解答】解：（1）
如图1所受，O为支点，重力的力臂为lA，F1的力臂为lB，依据杠杆的平衡条件F1lB＝GlA可得：F1500N；
（2）
小京手扶栏杆时，抽象成杠杆模型如图2所示，O为支点，重力的力臂为lA′，F2的力臂为lB′，依据杠杆的平衡条件，F2lB′＝GlA′可得：F2，由图可知：lA′＜lA，lB′＝lB，因此F2＜F1。
答：（1）F1的大小为500N。
（2）F2＜F1。
35．【解答】解：（1）由图分析，动力臂为OC，大于阻力臂OA，属于省力杠杆；
（2）杠杆平衡条件FA×OA＝FC×OC；300N×6.4cm＝FC×16cm，解得FC＝120N；
（3）手提供的力也可以作用在B点，当垂直作用在B点时，和C相比，动力臂变小了，阻力和阻力臂不变，动力FB变大，故FB＞FC；
答：（1）省力；（2）手作用在C点的力120N；（3）FB＞FC。
36．【解答】解：（1）由题意可知，B物体的体积：VB＝（a）3＝（10cm）3＝1000cm3＝1×10﹣3m3，
因为B物体浸没在水中，所以B物体排开水的体积：VB排＝VB＝1×10﹣3m3，
则B物体受到的浮力：FB浮＝ρ水gVB排＝1×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m3＝10N；
（2）A物体对杠杆的拉力：FA＝GA＝mAg＝2kg×10N/kg＝20N，
由杠杆的平衡条件可得：FA×L1＝FB×L2，
即：20N×0.5m＝FB×0.2m，
解得：FB＝50N，
由图可知，此时B物体受到竖直向下的重力、竖直向上的拉力和浮力，由力的平衡条件可知，B物体的重力：
GB＝FB+FB浮＝50N+10N＝60N，
由G＝mg可知，B物体的质量：mB6kg，
则B物体的密度：ρB6×103kg/m3；
（3）物体B恰好完全离开水面时，B物体对杠杆的拉力：FB'＝GB＝60N，
由杠杆的平衡条件可得：FA'×L1＝FB'×L2，
即：FA'×0.5m＝60N×0.2m，
解得：FA'＝24N，
所以在杠杆M端施加拉力：F＝FA'﹣GA＝24N﹣20N＝4N。
答：（1）B物体受到的浮力为10N；
（2）B物体的密度为6×103kg/m3；
（3）4。
37．【解答】解：（1）由P可得电动机做功：
W总＝Pt＝800W×15s＝1.2×104J，
由图可知，n＝3，拉力端移动的距离s＝3h＝3×10m＝30m，
由W总＝Fs可得，电动机对绳子的拉力：
F400N；
（3）电动机做的有用功：
W有＝Gh＝mgh＝80kg×10N/kg×10m＝8000J，
该滑轮组的机械效率：
η100%66.7%；
（3）不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率η，滑轮组机械效率的大小与提升重物的速度大小无关；利用该套装置以0.5m/s的速度提升120kg的水泥时，水泥的质量变大、重力G变大，机械效率变大。
答：（1）电动机对绳子的拉力为400N；
（2）该滑轮组的机械效率为66.7%；
（3）若用该套装置以0.5m/s的速度提升120kg的水泥该滑轮组的机械效率变大。
38．【解答】解：（1）杠杆自重提供阻力：G＝mg＝8kg×10N/kg＝80N；
由杠杆平衡公式可知：F1L1＝GL2；
作用在杠杆的动力：F1＝
L2
L1
×G＝
1.8m
0.15m
×80N＝960N；
（2）不计摩擦，即额外功为零，此时电动机克服杠杆自重做的有用功等于消耗电能的总功。此时杠杆重心被提高：h＝1.8m。
即：W总＝W有；
Pt＝Gh.
转动时间t＝
Gh
P
＝
80N×1.8m
72W
＝2s；
（3）由杠杆平衡条件可知：F1L1＝GL2，其中G不变，L1不变，则F1与L2的变化有关成正比。当杠杆抬高时，杠杆自重的力臂L2不断减小，所以圆盘C齿轮受力F1不断变小。
答：（1）杆AB水平静止时，电动机齿轮对圆盘C齿轮的力为960N；
（2）道闸直杆从水平转到竖直位置完全打开需要的时间2s；
（3）道闸匀速抬高，圆盘C齿轮受力不断变小。
五．解答题（共9小题）
39．【解答】解：（1）如图所示：
（2）根据杠杆平衡条件：F1L1＝F2L2，可知阻力与动力臂不变，阻力臂越大，动力就越大；
（3）鱼的重力为阻力，即F2＝G＝mg＝1kg×9.8N/kg＝9.8N；根据杠杆平衡条件：F1L1＝F2L2，可知至少需要施加的力为：F149N；
故答案为：（1）如图所示；（2）大；（3）49N。
40．【解答】解：（1）以哥哥的肩A为支点，则LB＝AB＝1.8m，LG＝AO＝0.8m，
由杠杆平衡的条件可得：FB×LB＝G×LG，
弟弟的肩膀对扁担的支持力为：FB400N；
（2）以弟弟的肩膀B为支点，哥哥肩膀对扁担的支持力FA的力臂为：LA＝AB；重物对杠杆的拉力等于重物的重力，LG＝OB，根据杠杆的平衡条件可知：
FA，因为G的大小和AB的长度不变，OA减小，所以FA变小。
答：（1）两人静止站立时，哥哥肩膀对扁担的支持力是400N；
（2）因为G的大小和AB的长度不变，OA减小，所以FA变小。
41．【解答】解：（1）木棒AB处于静止状态，受力平衡，则有：G＝F甲+F乙＝32N+24N＝56N；
（2）设木棒重心距A处的距离为L，以A为支点，由杠杆平衡条件则有：
F乙×AB＝G×L，
24N×17.5cm＝56N×L，
则：L7.5cm。
答：（1）木棒AB受到的质量为56N；
（2）木棒重心距A处的距离是7.5cm。
42．【解答】解：（1）烤花菜时，旋转的烤串签动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆；
（2）花菜的重力为：
G＝mg＝20g×10N/kg＝0.02kg×10N/kg＝0.2N；
设在B点处至少提供的力为F，根据杠杆平衡条件可知：
G×OA＝F×L；
代入数据得：
0.2N×2cm＝F×1cm；
解得：F＝0.4N；
（3）若想让花菜完成顺时针翻转，可将烤串杆的位置O向花菜重心A的位置靠近。
故答案为：（1）费力；（2）在B点处至少提供0.4N的力；（3）若想让花菜完成顺时针翻转，可将烤串杆的位置O向花菜重心A的位置靠近。
43．【解答】解：（1）如图所示，杠杆的支点为O，动力为F，动力臂为OD，阻力为G，阻力臂为OC，
根据杠杆平衡条件可知，在动力和动力臂一定的情况下，阻力臂越短，阻力越大，因此，则他的右手应该向左端移动。
（2）如图，C为杠铃重心，OD＝1m，AD＝0.4m，OB＝0.6m，
则AB＝2m，AC＝CB＝1m，
则OC＝CB﹣OB＝1m﹣0.6m＝0.4m，
设杠铃的重力为G，根据杠杆平衡条件可得，F×OD＝G×OC，即：350N×1m＝G×0.4m，
解得G＝875N，
杠铃的质量m87.5kg；
（3）将杠铃举高做的功为有用功：
W有用＝G杠铃h＝m杠铃gh＝30kg×10N/kg×1.8m＝540J，
小明同学克服自身重力所做的功：
W＝G小明h＝m小明gh＝50kg×10N/kg×1m＝500J，
在该次举重过程中的总功：
W总＝W有用+W＝540J+500J＝1040J，
在该次举重过程中的机械效率：
η100%100%≈51.9%。
故答案为：（1）左端；
（2）小明同学所举杠铃总质量为87.5kg；
（3）在该次举重过程中的机械效率是51.9%。
44．【解答】解：（1）底盘质量为10kg，材料为钢铁，根据密度公式ρ可得，底盘体积至少为：
V1.27×10﹣3m3；
（2）如下图所示，人的重力GA＝500N，支点O到重力的距离为力臂l1＝66cm﹣2l2，
铁杆重力G盘＝m盘g＝10kg×10N/kg＝100N，支点O到重力G合的距离为力臂l2，
根据杠杆平衡条件可得：GA l1＝G盘 l2，
即：500N×（66cm﹣2l2）＝100N×l2，
解得：l2＝30cm，
底盘长度OB＝2l2＝60cm。
答：（1）底盘体积至少是1.27×10﹣3m3；
（2）底盘长度OB不能小于60cm。
45．【解答】解：（1）木块A在运动过程中，拉力突然变大，因压力和接触面粗糙程度不变，故滑动摩擦力将不变。
（2）如图所示，由题意知，点O为支点，点M为木块A的重心，OMLLL，ONLL，
根据杠杆平衡条件得，G1×OM＝G2×ON，即6NL＝G2L，
解得G2＝6N，
则烧杯B内水的重力为G＝6N﹣2N＝4N，
烧杯B内水的质量为m0.4kg，
烧杯B内水的体积为V0.0004m3＝400cm3＝400mL，
所以烧杯不能装满，烧杯中加入400mL水后木块A和烧杯一起向右倾倒。
故答案为：（1）不变；（2）见解答。
46．【解答】解：
（1）由题意，窗户可以看成以B为支点的杠杆，由于窗户重力作用它要顺时针转动，所以A处窗户所受铰链的水平作用力F方向向左，由此画出其力的示意图如图所示：
（2）过支点B作力F和窗户重力的力臂，如图所示：
窗户宽0.4米，所以L＝0.2m，
由杠杆的平衡条件有：F×AB＝G×L，
即：F×0.6m＝60N×0.2m，
解得F＝20N。
故答案为：（1）见上图；（2）A处窗户所受铰链的水平作用力F大小为20N。
47．【解答】解：
（1）由图知，n＝3，
将物体从井底拉至井口的过程中，绳端移动的距离：s＝3h＝3×12m＝36m，
汽车拉绳子的拉力对滑轮组做的功：
W总＝Fs＝2.2×103N×36m＝7.92×104J；
（2）W有用＝Gh＝6×103N×12m＝7.2×104J；
滑轮组的机械效率：
η100%≈90.9%；
（3）汽车匀速运动时，受向右的牵引力、向左的绳子拉力和向左的阻力，
根据力的平衡条件可得牵引力：
F牵＝F+f＝F+0.1G车＝2.2×103N+0.1×3×104N＝5.2×103N，
答：（1）将物体从井底拉至井口的过程中，汽车拉绳子的拉力对滑轮组做了7.92×104J功；
（2）滑轮组的机械效率为90.9%；
（3）汽车牵引力为5.2×103N。
一．选择题（共17小题）
1．（2023 江干区校级四模）小金利用如图装置移动质量为5kg的物体A，小金在绳子自由端以5N的拉力使物体A做匀速直线运动，拉了10s共移动了30m，滑轮组机械效率为80%。下列选项中正确的是（ ）
A．该装置中用的滑轮一定是轻质滑轮
B．克服摩擦力做功的功率为36W
C．物体移动速度是2m/s
D．这个装置所做有用功为150J
2．（2023 滨江区一模）小金用如图滑轮组提起一个重物，已知重物重力为G，小金重力为500N，不计绳子与滑轮之间的摩擦力。以下说法中正确的是（ ）
A．若不计滑轮重力，小金可以提起的重物最大重力不超过500N
B．若小金将绳子竖直向下拉动2m，则重物可以提升4m
C．若G＝600N时，滑轮组的机械效率为75%，则动滑轮的重力为200N
D．若小金向右拉动绳子，所需的拉力将会逐渐增大
3．（2023 桐庐县二模）如图所示的滑轮组将重10N的物体匀速提升1m，所用时间为2s，作用在绳子末端的拉力F为6N（不计绳重和绳与滑轮间的摩擦），下列说法中正确的是（ ）
A．所做的有用功为6J
B．动滑轮自重4N
C．拉力F做功的功率为5W
D．该滑轮组的机械效率为83.3%
4．（2023 余杭区二模）小金在水平地面上推如图所示的一只圆柱形油桶，油桶高40cm，底部直径为30cm，装满油后总重2000N。下列说法中正确的是（ ）
A．他用水平力没推动油桶，但他对油桶做了功
B．他用水平力没推动油桶，因为推力小于摩擦力
C．要使底部C稍稍离开地面，他至少应对油桶施加750N的力
D．要使底部C稍稍离开地面，他至少应对油桶施加600N的力
5．（2023 杭州模拟）2020年7月温州楠溪江上惊现独特的“水上轻功”独竹漂，前进时，该男子的右手（B点）撑住划竿某处，左手（A点）用力挥动划竿。下列说法正确的是（ ）
A．划竿使用时A点为支点
B．划竿使用时是一个费力杠杆
C．将A点尽量地靠近水面，可以增大阻力臂
D．将A点尽量地靠近水面，可以增大动力
6．（2023 杭州模拟）如图所示，拉力F为5N，物体A以0.1m/s的速度在物体B表面向左做匀速直线运动（B表面足够长）；物体B静止在地面上，受到地面水平向左4N的摩擦力，弹簧测力计示数为12N。下列说法正确的是（ ）
A．拉力F的功率为1.0W
B．物体A受到的摩擦力为16N
C．滑轮组的机械效率为75%
D．拉力F增大到10N时，物体B开始向左运动
7．（2023 拱墅区模拟）科学知识中有很多的“相等”，请你判别下列方法中不正确的是（ ）
A．化学反应前后元素种类相等
B．用启子开啤酒瓶时，动力臂和阻力臂相等
C．在相对稳定的一个生态系统中，物质和能量的输入和输出相等
D．溶液稀释前后，溶质的质量相等
8．（2023 萧山区校级二模）如图所示，滑轮组悬挂在水平钢架上，某工人站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，5s内使物体A匀速上升1.5m，提升过程中绳子自由端拉力F的功率为180W。已知物体A重540N，该工人重700N。不计绳重和摩擦，下列关于该过程的说法正确的是（ ）
A．绳子自由端移动的速度为0.3m/s
B．动滑轮重160N
C．该工人对地面的压力为400N
D．绳子自由端受到竖直向下的拉力为200N
9．（2023 萧山区校级二模）自行车出行是一种低碳环保的出行方式。下列关于自行车结构及使用说法正确的是（ ）
A．自行车匀速转弯时受到平衡力的作用
B．把手的花纹是为了增大接触面积，从而增大摩擦力
C．用于自行车刹车的闸杆（如图）是省力杠杆
D．自行车刹车后减速滑行至静止，说明物体的运动需要力来维持
10．（2023 余杭区一模）小廖同学家里正在修建楼房，他通过调查了解到工人利用如图的装置，将重力为900N的物体匀速提升了6m，工人对绳子施加的拉力F为475N。忽略绳重和机械之间的一切摩擦。下列说法中正确的是（ ）
①拉力F做功为2850J
②动滑轮的重力为50N
③拉力F做的额外功为600J
④如用该装置匀速提升重力为950N的物体，则该滑轮组的机械效率为95%
A．①③ B．②④ C．①② D．③④
11．（2023 西湖区模拟）如图是一种切甘蔗用的铡刀示意图。下列有关说法正确的是（ ）
A．刀刃很薄可以增大压力
B．甘蔗放在a点比b点更易被切断
C．铡刀实质上是一种费力杠杆
D．手沿F1方向用力比沿F2方向更省力
12．（2023 富阳区校级模拟）小柯用图中装置提升重为400牛的物体，不计摩擦和滑轮自重，下列说法正确的是（ ）
A．两个滑轮均为定滑轮
B．人将绳子拉过1米，物体也上升1米
C．物体匀速上升时，人对绳子的拉力为200牛
D．使用该装置不能省力，但能改变力的方向
13．（2023 江干区校级模拟）如图所示，是由古希腊科学家阿基米德发明的一种螺旋水泵，是历史上最早的水泵，当人们用顶端把手将其旋转起来，水就能沿着螺旋的泵壳抽上来。若不计摩擦阻力，关于水泵正确的说法是（ ）
A．水泵顶端装有加长的把手主要起到加快抽水速度的作用
B．若将螺旋的数量减少，抽起等量水时所做的功更少
C．若用电动机带动水泵旋转，电动机输出的能量将全部转化为水的动能
D．水泵正常使用时的旋转方向是一定的
14．（2022 西湖区校级一模）小明用图中装置提升重为400N的物体匀速上升，不计摩擦和滑轮自重，下列说法正确的是（ ）
A．两个滑轮均为定滑轮
B．人将绳子拉过1m，物体也上升1m
C．小明对绳子的拉力为200N
D．由于小明没有竖直向下拉绳子，所以人对绳子的拉力大于200N
15．（2022 杭州二模）“龙门吊”主要由主梁和支架构成，可以提升和平移重物，其示意图如图所示。在重物由主梁右端缓慢移到左端的过程中，右支架对主梁的支持力F与重物移动距离s的关系图像是（ ）
A． B．
C． D．
16．（2022 杭州模拟）为便于研究，某健身器材中训练拉力部分的机械结构可简化为如图所示的滑轮组。若不计摩擦，下列有关分析正确的是（ ）
A．两个滑轮在装置中起的作用相同
B．拉力F的大小是配重G大小的二分之一
C．拉力移动的距离是配重上升距离的两倍
D．将配重提升相同的高度，用该装置与直接提升配重所做的功相等
17．（2022 临平区一模）如图所示，拉力F为10N，物体A以0.2m/s的速度在物体B表面向左做匀速直线运动（B表面足够长）；物体B静止在地面上，受到地面水平向左6N的摩擦力，弹簧测力计示数为20N。下列说法正确的是（ ）
A．物体A受到物体B的摩擦力为20N
B．此时拉力F的功率为2W
C．此时滑轮组的机械效率为70%
D．当拉力F增大到20N时，物体B将向左运动
二．填空题（共11小题）
18．（2023 杭州模拟）4月13日是永康市九年级开学的日子，小明早早来到学校打扫教室卫生。他在扫地时，扫把属于 （填“等臂”、“省力”或“费力”）杠杆。他扫着扫着，不小心踩到一滩水，脚突然向前滑，他的上半身由于具有 要保持原先的运动状态，因此仰面摔倒了。
19．（2023 杭州模拟）《天工开物》是我国古代的科学著作，书中记载着大量的古代农业机械。其中描述了筒车这样一种以水流作动力，用来取水的机械，如图所示。若接水槽离取水处高3m，水轮上有12个取水筒，一个取水筒每次可取水5kg，筒车旋转一周所用时间为60s。水流冲击的机械能转化为筒车转动的机械能和提水的 。若水流冲击筒车的功率为50W，求筒车旋转一周取水的机械效率是 %。
20．（2023 西湖区二模）小金推着购物车在超市购物，如图所示，购物车和货物的总重为100N，A点离地面距离为0.8m，B、C点为车轮与地面的接触点，当购物车前轮遇到障碍物时，小金先后在A点对购物车施加了最小作用力。在使车的前轮越过障碍物时，施加的最小力的方向为 ，最小力的大小为 N；此时购物车可视为 杠杆（选“省力”“费力”“等臂”）。
21．（2023 西湖区校级模拟）如图所示，重力不计的一木板可绕O点无摩擦转动，在A端挂一边长为50cm的正方体P，一个体重为500N的中学生站在B点时，P对地面的压强刚好为零，且OA＝1m，OB＝4m，则物体P的重力为 N，当人向左走1m时，P对地面的压强为 Pa。
22．（2023 杭州模拟）用两个完全相同的滑轮，分别以图中两种方式将重为G的物体匀速提升相同高度（绳重、摩擦不计），使用 （选填“甲”或“乙”）滑轮可以改变用力方向，所用拉力F甲 F乙（选填“大于”“等于”或“小于”，下同），滑轮的机械效率η甲 η乙。
23．（2023 西湖区模拟）为了防止门被风吹动，常在门背后和墙上安装如图甲所示的“门吸”。图乙是简化后的模型。门可以绕轴O自由转动，门宽为1.2米。“门吸”与O位置关系、“门吸”引力大小和方向如图乙所示。（摩擦力忽略不计）
（1）在图乙中画出“门吸”引力F的力臂。
（2）关门所需的最小力是 牛。
24．（2023 滨江区模拟）学习了杠杆知识后，小金自制了一个杆秤，如图。秤杆、秤钩及秤纽的总质量为0.05千克，秤砣的质量为0.1千克，秤钩悬挂处A与秤纽O间的距离为4厘米。
（1）已知秤杆、秤钩及秤纽组成的系统重心在O点。挂上重物后，将秤砣移至距O点16厘米的B处时，秤杆恰好处于水平平衡，则所挂重物为 千克。手提秤纽O的拉力为 牛顿；
（2）称完以后，小金发现使用的秤砣生锈了，则称得的质量 （选填“偏大”“偏小”或“不变”）。
25．（2022 富阳区二模）如图所示，OAB是杠杆，OA与BA垂直，在OA的中点推一个100N的重物，加在B点的动力F：始终使OA在水平位置保持静止（杠杆重力及摩擦均不计）。
（1）当F1竖直向上时，F1的大小为 N。
（2）当F1由竖直向上的位置沿逆时针方向缓慢的转到水平向左的位置时，动力F1的大小变化是 （选填“变小”、“变大”、“先变小后变大”或“先变大后变小”）。
（3）作出F1在2的位置时的力臂。
26．（2021 西湖区一模）小金用轻质木棒、小桶（容积100mL）等器材，制作了一个“密度秤”（如图所示）。已知AO＝10cm，秤砣质量为100g，桶内不装任何液体时，移动秤砣到B处，秤杆恰好处于平衡状态，请回答下列问题：
（1）若OA＞OB，秤砣的质量 小桶的质量（填“＞”、“＜”或“＝”）；
（2）该秤的刻度是 （选填“均匀”或“不均匀”）的；
（3）当小金向桶内装满某种液体后，需将秤砣向右移动8cm，秤杆再次达到平衡状态，则该液体的密度为 kg/m3。
27．（2022 上城区模拟）小亮利用轻质木条和透明塑料桶等器材制作了如图所示的测量密度的秤。只要把一定体积的待测液体倒入小桶中，就能通过移动秤砣的位置，从木条的刻度读出液体的密度值。
（1）若木条上A、B、C中有一点是零刻度，应该是 点。
（2）该秤的刻度是 （选填“均匀”或“不均匀”）的。
（3）若让秤砣位置不变，仍可用该秤测量液体的密度，则应把刻度标在塑料桶壁上，该刻度 （选填“上”或“下”）边的数值大。
28．（2022 西湖区校级一模）如图甲，有一轻质杆，左右各挂质量分别为300克和100克的实心铜块后恰好水平平衡，则左右悬挂点到支点O的距离之比为 。将两实心铜块分别浸没于水中（如图乙），杆将会 （填“左端下降”“右端下降”或“仍然平衡”）。
三．实验探究题（共5小题）
29．（2023 钱塘区三模）项目学习小组在使用密度计时发现由于刻度不均匀，估读时误差较大，由此准备制作一个刻度均匀的密度计。
【小组讨论】
液体密度计是根据排开液体的体积变化判断密度大小；根据密度公式ρ，想到是否可以通过密度与质量之间的关系来制作刻度均匀的密度计。经过查阅资料及深入讨论最后确定了制作方案。
【查阅资料】杆秤是我国古老的质量称量工具（如图甲），刻度是均匀的。使用时先把被测物体挂在秤钩处，提起秤纽，移动秤砣，当秤杆在水平位置平衡时，秤砣悬挂点对应的数值即为物体的质量。
（1）杆秤的工作原理是 。
（2）【产品制作】
器材：木棒、塑料杯、细线、刻度尺、金属块（代替秤砣）。
步骤：
①模仿杆秤结构，用杯子代替秤钩，先自制一根无刻度“密度秤”。
②杯中不加液体，提起秤纽，移动秤砣，当秤杆在水平位置平衡时（如图乙），将此时秤砣的悬挂点A标记为“0”刻度。
③杯中加水至a处，提起秤纽，移动秤砣，当秤杆在水平位置平衡时，将此时秤砣的悬挂点B标记为“？”刻度（单位）。
④以AB两点之间长度的1/10为标准，在整根秤杆上均匀地标上刻度。
步骤③中，秤砣悬挂点B标记的刻度值应为 。
（3）【产品检验】用多种密度已知的液体对“密度秤”刻度准确度进行检验。
【产品升级】为了制作出精确度更高的“密度秤”，下列改进措施可行的是 。
A.把秤纽位置往远离秤钩一侧移动
B.减小秤砣的质量
C.减少加入杯中的液体体积
D.换用更细的秤杆
30．（2023 杭州二模）小金用如图所示的装置研究某斜面的机械效率与木块重力大小之间的关系，实验时控制木块与斜面的粗糙程度都相同，部分实验数据如表：
实验 次数 斜面 倾角 木块重 G/N 斜面高度 h/m 沿斜面拉 力F/N 斜面长 s/m 有用功 W/J 总功 W总/J 机械效率 η（%）
1 30° 1.0 0.5 0.7 1.0 0.5 0.7 71.4
2 30° 2.0 0.5 1.4 1.0 1.0 1.4 ①
3 30° 3.0 0.5 2.1 1.0 1.5 2.1 71.4
（1）表中空格①的值是 ；
（2）小明分析实验数据得出的初步结论是：在斜面倾角和木块与斜面的粗糙程度不变时，斜面机械效率与木块重力大小无关。对此，你对小明有何建议？ ；
（3）为提高测量的准确度，在用弹簧秤测拉力时，需要注意的事项是 （写一条即可）。
31．（2023 余杭区二模）如图所示是一个自制密度称，其外形和杆样差不多，其左端A点挂一个质量为0.2kg、体积为25cm3的铁块。提纽位子O处，秤砣放在B处时，秤杆恰好水平平衡，已知秤砣的质量为0.Ikg，AO＝5cm，BO＝10cm。把铁块浸没在待测密度的液体中时，移动秤砣便可直接在秤杆上读出液体的密度值。
（1）密度秤零刻度在O点右侧 cm处。
（2）现将铁块浸没在待测液体中，秤左移2cm到C点时。杠杆在水平位置重新平衡，则待测液体的密度为 kg/m3。
（3）为了制作出精确度更高的“密度秤”，下列改进施可行的是 。
A.把提纽位置往秤砣一侧移动一段距离
B.减小秤砣的质量
C.减少加入杯中的液体体积
D.换用更细的秤杆
32．（2023 杭州模拟）项目学习小组在使用密度计时发现由于刻度不均匀，估读时误差较大，由此准备制作一个刻度均匀的密度计。
【小组讨论】
液体密度计是根据排开液体的体积变化判断密度大小；根据密度公式ρ，想到是否可以通过密度与质量之间的关系来制作刻度均匀的密度计。经过查阅资料及深入讨论最后确定了制作方案。
【查阅资料】杆秤是我国古老的质量称量工具（如图甲），刻度是均匀的。使用时先把被测物体挂在秤钩
处，提起秤纽，移动秤砣，当秤杆在水平位置平衡时，秤砣悬挂点对应的数值即为物体的质量。
（1）杆秤的工作原理是 ；
【产品制作】
器材：木棒、塑料杯、细线、刻度尺、金属块（代替秤砣）。
步骤：
①模仿杆秤结构，用杯子代替秤钩，先自制一根无刻度“密度秤”；
②杯中不加液体，提起秤纽，移动秤砣，当秤杆在水平位置平衡时（如图乙），将此时秤砣的悬挂点A标记为“0”刻度；
③杯中加水至a处，提起秤纽，移动秤砣，当秤杆在水平位置平衡时，将此时秤砣的悬挂点B标记为“ ”刻度（单位g/cm3）；
④以AB两点之间长度的为标准，在整根秤杆上均匀地标上刻度。
（2）在制作过程中，秤杆出现左低右高现象（如图丙），要调至水平位置平衡，秤砣应往 侧移动；
（3）步骤③中，秤砣悬挂点B标记的刻度值应为 ；
【产品检验】用多种密度已知的液体对“密度秤”刻度准确度进行检验。
【产品升级】
（4）为了制作出精确度更高的“密度秤”，下列改进措施可行的是 。
A.把秤纽位置往远离秤钩一侧移动
B.减小秤砣的质量
C.减少加入杯中的液体体积
D.换用更细的秤杆
33．（2022 西湖区校级二模）小金用三种不同的方法抬升重为200N的物体。
（1）如图甲，将物体匀速竖直向上抬升3m，F甲所做的功为 。
（2）如图乙，斜面长5m，高3m，拉力F乙＝150N，沿斜面匀速拉动物体至斜面顶端，计算该斜面工作时的机械效率。
（3）如图丙，在20s内将重物匀速提升3m，已知动滑轮的重为10N。请计算拉力F丙做功的功率为 。（不计绳重及摩擦）
四．计算题（共5小题）
34．（2023 拱墅区校级三模）俯卧撑是一项常见的健身项目，采用不同的方式做俯卧撑，健身效果通常不同。图1甲所示的是小京在水平地面上做俯卧撑保持静止时的情境，他的身体与地面平行，可抽象成如图1乙所示的杠杆模型，地面对脚的力作用在O点，对手的力作用在B点，小京的重心在A点。已知小京的体重为750N，OA长为1m，OB长为1.5m。
（1）图乙中，地面对手的力F1与身体垂直，求F1的大小。
（2）图2所示的是小京手扶栏杆做俯卧撑保持静止时的情境，此时他的身体姿态与图甲相同，只是身体与水平地面成一定角度，栏杆对手的力F2与他的身体垂直，且仍作用在B点。分析并说明F2与F1的大小关系。
35．（2023 西湖区校级三模）山核桃外壳坚硬，常用核桃夹帮助剥壳。山核桃在A点受到核桃夹对它的作用力为FA，如图所示，FA垂直于OC，已知OC长16cm，OA长6.4cm。
（1）核桃夹在使用时属于 杠杆（选填“省力”、“费力”或“等臂”）。
（2）要将图中核桃壳夹破，FA的大小至少为300牛，则手作用在C点的力至少为多少牛？
（3）要夹破（2）中的核桃壳，手提供的力也可以作用在B点，请列式分析比较作用在B、C两点所需最小动力的大小关系。
36．（2023 杭州模拟）《天工开物》中记载了三千年前人们在井上汲水使用的桔槔，如图甲所示。图乙是其简化模型图，水平轻质杠杆MN的力臂l1＝0.5m，l2＝0.2m；在杠杆左端悬挂质量为2kg的物体A，右端挂边长为10cm的正方体B完全浸没于水中，此时杠杆平衡。求：
（1）B物体受到的浮力。
（2）B物体的密度。
（3）在杠杆M端施加拉力F使物体B恰好完全离开水面时，F＝ N。
37．（2023 下城区模拟）小徐同学家装修新房，看到工人师傅使用如图所示的一种自制的简易起重装置向楼上吊装笨重的装修材料，大大减少了工人搬运材料的劳动强度。小科观察到电动机的输出功率800W，将质量为80kg的水泥匀速提升到10m高的位置用时15s。假设电动机的输出功率恒定不变（不计绳重和摩擦），请帮小徐完成下列问题：
（1）电动机对绳子的拉力多大？
（2）该滑轮组的机械效率多大？
（3）若用该套装置以0.5m/s的速度提升120kg的水泥，该滑轮组的机械效率如何变化？
38．（2023 滨江区模拟）如图所示为某小区道闸的结构原理，质量8kg、长4m的长直杆AB通过P、Q两点，固定在半径为15cm的圆盘C上，圆盘C能够绕O点自由转动，通过P点带动直杆转动。O点距A端为20cm，OP为圆盘直径，圆盘C与电动机M用齿轮连接。电动机M的齿轮盘顺时针转动时，长直杆AB随圆盘C逆时针转动。（g取10N/kg）
（1）求杆AB水平静止时，电动机齿轮对圆盘C齿轮的力；
（2）若不计摩擦，电动机的平均输出功率为72W，求道闸直杆从水平转到竖直位置完全打开需要的时间；（AB垂直地面、不计能量损失）
（3）道闸匀速抬高，圆盘C齿轮受力怎么变？
五．解答题（共9小题）
39．（2023 上城区模拟）请根据钓鱼的示意图，解答下列问题：
（1）若以图甲所示方法钓鱼，O为支点，A为动力作用点。请画出阻力及其力臂，阻力的作用点用B标注（鱼竿和钓线的重力以及鱼竿形变忽略不计）。
（2）若其它条件不变，鱼竿长度越长，手提鱼竿的力越 （选填“大”或“小”）。
（3）若某次钓上一条质量为1kg的鱼时，动力臂为40cm，阻力臂为200cm，至少需要施加的力为多少牛？
40．（2023 淳安县一模）身高相同的兄弟二人用一根重力不计的均匀扁担抬起一个900N的重物。已知扁担长1.8m，重物悬挂点与哥哥的肩之间的距离OA＝0.8m，如图所示。
（1）若以哥哥的肩A为支点，则弟弟的肩膀对扁担的支持力FB是多少。
（2）弟弟想为哥哥减轻负担，抬重物时偷偷将重物往自己肩膀处挪了挪，请分析在此过程中哥哥能减轻负担的原因。
41．（2023 钱塘区三模）如图所示，两个等高的托盘秤甲、乙放在同一水平地面上，质量分布不均匀的木条AB长为17.5厘米，A、B是木条两端，A端放在托盘秤甲上，B端放在托盘秤乙上，测得甲处和乙处的示数为F甲和F乙。其测量值如表所示。求：
压力 显示读数/N
F甲 32
F乙 24
（1）木棒AB受到的质量为多少？
（2）木棒重心距A处的距离是多少？
42．（2023 西湖区校级二模）小科在使用自动烤串机进行烤串时，发现一般的食物都能在烤串机上实现顺时针翻转，而花菜则在图甲→乙→丙三者之间晃动，无法完成顺时针翻转，为研究该问题，小科建构了如图丁所示的模型，OA长2厘米。
（1）烤花菜时，旋转的烤串签属于 杠杆（选填“省力”、“费力”或“等臂”）
（2）若花菜的质量为20克，要让花菜能完成转过图丁所示位置，烧烤机给齿轮的力等效作用在B点，则在B点处至少提供多少牛的力？
（3）若想让花菜完成顺时针翻转，请提出一条合理的建议。
43．（2023 拱墅区二模）如图为一举重杠铃。
（1）小明同学在一次体育课上举杠铃的过程中，他觉得自己右手力量要大于左手的力量，如果在举重过程中想让右手再多承担一些压力，则他的右手应该向 （选填“右端”或“左端”）移动。
（2）在一次举重过程中，小明同学双手将杠铃举过头顶，在他举着杠铃站立时左右两手间距离为1m，左手距离左侧杠铃0.4m，右手距离右侧杠铃0.6m，若此时小明左手竖直向上举的力为350N，则小明同学所举杠铃总质量为多少千克？
（3）若小明同学体重50kg，某次举起的杠铃总重只有30kg，在由蹲下到起立的举重过程中，杠铃高度升高了1.8米，而自身重心升高1米，则在该次举重过程中的机械效率是多少？
44．（2023 杭州二模）如图甲为“街头悬浮术”的照片，其实人并不是真的“悬浮”于空中，人是座在一个架子上的（如图乙），底盘与架子可以简化为一根杠杆，如图丙，O为支点，A是整个装置重心在底盘中心（架子重力忽略不计），为了增加可观性，下部底盘往往做得比较小。设人的重力为500N，人的重心距离手扶杆66cm，且为了携带方便质量为10kg，底盘材料为钢铁。（不考人的左右平衡，ρ铁＝7.9×103kg/m3）
（1）底盘体积至少是多少？
（2）底盘长度OB不能小于多少？
45．（2023 萧山区模拟）如图甲所示，桌面上放有均匀的薄长方体木块A，重6N，长为L，宽为1/3L，厚度为d，此时木块A的右端刚好与桌面的边缘相平；在拉力F作用下至图乙位置停止，此时木块A右段伸出桌面长度为1/3L，已知木板A与桌面间的粗糙程度不变。问：
（1）木块A在运动过程中受到的摩擦力 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
（2）若在木块A右端伸出桌面的中心位置放一个底部直径为L，重为2N，容积为500mL的烧杯B（如图丙），然后往烧杯中缓慢加水，试通过计算说明烧杯能否装满水？
46．（2023 临安区一模）一扇矩形窗户，重为60N（设重力作用在几何中心），高0.9米，宽0.4米，靠铰链A和B固定在窗户框架上，并可以绕AB形成的竖直轴线转动，其中AB＝0.6米。
（1）在图中画出A处窗户所受铰链的水平作用力F的示意图；
（2）计算上述力的大小（要求在图中画出相关力的力臂）。
47．（2023 上城区一模）如图所示，是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图。已知井深12m，物体重G＝6×103N，汽车重G车＝3×104N，汽车匀速拉绳子时的拉力F＝2.2×103N，汽车受到的阻力为车重的0.1倍。求
（1）将物体从井底拉至井口的过程中，汽车拉绳子的拉力对滑轮组做了多少功？
（2）滑轮组的机械效率为多少？（保留一位小数）
（3）汽车牵引力为多少？
参考答案与试题解析
一．选择题（共17小题）
1．【解答】解：A、若不是轻质滑轮，拉力F将偏大 机械效率不会是80%，故A正确；
BD、由图可知，连接动滑轮绳子的股数n＝3，
由η100%得物体A受到的摩擦力：
f＝ηnF＝80%×3×5N＝12N，
物体移动的距离：
s物s绳30m＝10m，
则机械所做的有用功：
W有＝fs物＝12N×10m＝120J，
克服摩擦力做功的功率：
P12W，故B、D错误。
C、绳子移动的速度v绳3m/s，
物体移动速度v物v绳3m/s＝1m/s，故C错误；
故选：A。
2．【解答】解：由图知，承担物重的绳子股数n＝2。
A、不计绳子与滑轮之间的摩擦力，若不计滑轮重力，拉力FG，而小金的最大拉力F最大＝G人＝500N，可以提起的重物最大重力G最大＝2F最大＝2×500N＝1000N，故A错误；
B、若小金将绳子竖直向下拉动s＝2m，重物提升高度hss2m＝1m，故B错误；
C、不计绳子与滑轮之间的摩擦力时滑轮组的机械效率η，
若G＝600N时，滑轮组的机械效率为75%，可得：75%
解得动滑轮的重力G动＝200N，故C正确；
D、由于定滑轮不能省力，只能改变动力的方向，所以当小金向右拉动绳子，所需拉力的大小不变，故D错误。
故选：C。
3．【解答】解：
A、有用功：W有用＝Gh＝10N×1m＝10J，故A错误；
B、由图可知，n＝2，不计绳重和绳与滑轮间的摩擦，拉力F（G+G动），
则动滑轮的重力：G动＝2F﹣G＝2×6N﹣10N＝2N，故B错误；
C、绳端移动的距离：s＝2h＝2×1m＝2m，
总功：W总＝Fs＝6N×2m＝12J，
拉力F做功的功率：P6W，故C错误；
D、滑轮组的机械效率：η100%100%≈83.3%，故D正确。
故选：D。
4．【解答】解：
A、他用水平力没推动油桶，没在力的方向上通过距离，故不做功，故A错误；
B、他用水平力没推动油桶，油桶处于静止状态，推力等于摩擦力，故B错误；
CD、要使底部C稍稍离开地面，应该以D为支点，要对油桶施加的力最小，应以AD为力臂，AD50cm；此时动力为F，阻力为G＝2000N，阻力臂L2CD30cm＝15cm，由于F1L1＝F2L2，则最小拉力F600N，故C错误、D正确。
故选：D。
5．【解答】解：A、支点：杠杆绕着转动的点，男子右手撑住竹竿的B点，左手在A点用力摆动竹竿使楠竹在水面滑行，竹竿绕着B点转动，可知B点为杠杆的支点，故A错误；
B、竹竿在使用过程中，男子施加在竹竿B点的力为动力，水对竹竿的力为阻力，由图可知阻力臂大于动力臂，竹竿为费力杠杆，故B正确；
CD、竹竿在使用过程中，男子施加在竹竿A点的力为动力，水对竹竿的力为阻力，阻力和阻力臂不变，A点越靠近水面，动力臂越长，由杠杆平衡条件F1L1＝F2L2，可知男子施加的动力越小，故CD错误。
故选：B。
6．【解答】解：
A、由图知，水平使用滑轮组，n＝2，拉力端移动速度：v＝2v物＝2×0.1m/s＝0.2m/s，则拉力做功的功率：PFv＝5N×0.2m/s＝1.0W，故A正确；
B、物体B静止在地面上，处于平衡状态；则水平方向上物体B受到向右的弹簧拉力等于地面对它向左的摩擦力与物体A对它向左的摩擦力之和，即fAB+4N＝12N，则fAB＝8N；由于力的作用是相互的，物体A受到的摩擦力为f＝fAB＝8N，故B错误；
C、由图知，水平使用滑轮组，滑轮组的机械效率：η100%＝80%，故C错误；
D、若拉力F增大到10N时，A在运动过程中，A对B的压力不变、接触面的粗糙程度不变，则A和B之间的摩擦力不变，所以物体B的运动状态不会改变，即物体B仍然静止，不会向左运动，故D错误。
故选：A。
7．【解答】解：A.化学反应遵循质量守恒，化学反应前后元素种类不变，原子个数不变，故A正确；
B.用启子开启啤酒瓶时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B错误；
C.生态系统稳定性的指标：生物的种类和数量相对稳定，物质和能量的输入和输出相对平衡，有比较复杂的食物链和食物网，有一定的自动调节能力，故C正确；
D.溶液稀释前后，溶液的质量发生变化，但溶质的质量没有改变，故D正确；
故选：B。
8．【解答】解：A、由图知，承担重物绳子的段数n＝2，
由s＝nh和v可得，绳子自由端移动速度v0.6m/s，故A错误；
BD、由PFv可得，绳端拉力F300N，
不计绳重和摩擦，由F（G+G动）可得，动滑轮重力G动＝nF﹣G＝2×300N﹣540N＝60N，故BD错误；
C、因为力的作用是相互的，绳子对人的拉力F拉与人对绳端拉力F相等，地面对人的支持力F支与人对地面的压力F压相等，
人站在水平地面上，由平衡力知识知，G人＝F拉+F支，则F支＝G人﹣F拉＝700N﹣300N＝400N，
所以人对地面的压力F压＝F支＝400N，故C正确。
故选：C。
9．【解答】解：A、自行车转弯时其方向发生了改变，不是平衡状态，所以不是受到平衡力的作用，故A错误；
B、把手的花纹是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力，故B错误；
C、用于自行车刹车的闸杆在使用时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C正确；
D、自行车刹车后减速滑行至静止，说明力可以改变物体的运动状态，故D错误。
故选：C。
10．【解答】解：①由图知，使用滑轮组承担物重的绳子股数n＝2，拉力移动距离s＝2h，拉力F做功：
W总＝Fs＝475N×2×6m＝5700J，故①错误；
②不计绳重和摩擦时，由F（G+G轮）可得，动滑轮的重力：
G动＝nF﹣G＝2×475N﹣900N＝50N，故②正确；
③有用功W有＝Gh＝900N×6m＝5400J，
拉力F做的额外功W额＝W总﹣W有＝5700J﹣5400J＝300J，故③错误；
④滑轮组的机械效率η100%100%100%100%＝95%，故④正确。
故选：B。
11．【解答】解：
A、刀刃很薄是通过减小接触面积来增大压强的，故A错误；
B、甘蔗放在a点比b点时的阻力臂更小，根据杠杆的平衡条件可知，动力会越小，更易被切断，故B正确；
C、铡刀在使用时动力臂大于阻力臂，实质上是一种省力杠杆，故C错误；
D、手沿F1方向用力比沿F2方向时的动力臂要小，根据杠杆平衡条件可知，动力越大，故D错误。
故选：B。
12．【解答】解：
A、由图可知，该装置由一个动滑轮和一个定滑轮组成，故A错误；
B、使用动滑轮时，物体上升1m，则绳子的自由端会通过2m，故B错误；
C、不计摩擦和滑动自重，使用动滑轮能省一半的力，物体的重力为400N，则拉力为200N，故C正确；
D、使用动滑轮能省力，使用定滑轮能改变力的方向，故D错误。
故选：C。
13．【解答】解：
A、水泵顶端装有加长的把手，相当于一个轮轴，主要为了省力，并不能加快抽水的速度，故A错误；
B、根据公式W＝Gh知道，当水的质量和提升高度相同时，若将螺旋的数量减少，抽起等质量水时所做的功不变，故B错误；
C、若用电动机带动水泵旋转，电动机输出的能量将转化为水的动能和水泵的动能，故C错误；
D、水泵正常使用时的旋转方向是一定的，故D正确。
故选D。
14．【解答】解：
A、由图可知，该装置由一个动滑轮和一个定滑轮组成，故A错误；
B、使用动滑轮时，物体上升1m，则绳子的自由端会通过2m，故B错误；
C、不计摩擦和动滑轮自重，使用动滑轮能省一半的力，物体的重力为400N，则拉力为200N，故C正确；
D、使用定滑轮能改变力的方向，不计摩擦和滑轮自重，沿各个方向的力大小相等，故D错误。
故选：C。
15．【解答】解：在重物由主梁右端缓慢移到左端的过程中，以左侧的支柱为支点，右支架对主梁的支持力F为动力，重物对杠杆的拉力为阻力，大小等于物体的重力G，动力臂为整个主梁的长度，设为L，阻力臂为L﹣s，
根据杠杆平衡条件可得：FL＝G（L﹣s），
支持力F为：F＝G，
由关系式知：右支架对主梁的支持力F与重物移动距离s成一次函数关系，且支持力随s的增大而减小，故B符合题意。
故选：B。
16．【解答】解：A、由图可知，该装置由一个动滑轮和一个定滑轮组成，动滑轮能够省力，但不能改变力的方向；定滑轮不能省力，可以改变力的方向，故A错误；
B、不计摩擦，拉力的大小为：F（G+G动），是配重G和动滑轮总重的二分之一，故B错误；
C、该滑轮组中n＝2，由s＝2h可知，拉力移动距离等于配重上升高度的二倍，故C正确；
D、直接提升配重做的功是有用功，用该装置将配重提升相同高度还要对动滑轮做功，即用该装置所做的功（总功）大于有用功，故D错误。
故选：C。
17．【解答】解：
A、物体B静止在地面上，处于平衡状态；则水平方向上物体B受到向右的拉力等于地面对它向左的摩擦力与物体A对它向左的摩擦力之和，即fB+6N＝20N，则fB＝14N；由于力的作用是相互的，物体A受到的摩擦力为fA＝fB＝14N，故A错误；
B、由图可知n＝2，拉力端移动速度：v＝2v物＝2×0.2m/s＝0.4m/s，
拉力做功的功率：PFv＝10N×0.4m/s＝4W，故B错误；
C、由图知，水平使用滑轮组，拉力做的有用功：W有＝fAs物，
拉力端移动距离：s＝ns物，
拉力做的总功：W总＝Fs＝F×ns物＝nFs物，
滑轮组的机械效率：
η100%＝70%，故C正确；
D、若拉力F增大到20N时，A在运动过程中，A对B的压力不变、接触面的粗糙程度不变，则A和B之间的摩擦力不变，所以物体B的运动状态不会改变，即物体B仍然静止，不会向左运动，故D错误。
故选：C。
二．填空题（共11小题）
18．【解答】解：在扫地时，动力臂小于阻力臂，扫把属于费力杠杆；小明脚向前滑时，他的上半身由于惯性，仍然保持原先的运动状态不变，导致其仰面摔倒了。
故答案为：费力；惯性。
19．【解答】解：水流冲击的机械能，使水的高度增大，重力势能增大，即水流冲击的机械能转化为筒车转动的机械能和提水的重力势能。
水流冲击筒车的功率为50W，水流所做的功为W＝Pt＝50W×60s＝3000J，
该筒车旋转一周提升水的质量为m＝12×5kg＝60kg；
对水所做的功W有＝Gh＝mgh＝60kg×10N/kg×3m＝1800J，
筒车旋转一周取水的机械效率为η60%。
故答案为：重力势能；60。
20．【解答】解：当购物车前轮遇到障碍物时，支点为B轮，故应在A端施加一个垂直AB所在直线向下的力时，所用的力是最小的；
由图知，此时动力臂为，此时L动1m，L阻′＝0.3m，
由杠杆平衡条件可知：F压L动＝GL阻，
即；F压×1m＝100N×0.3m，
解得F＝30N；
此时的动力臂大于阻力臂，为省力杠杆；
故答案为：垂直AB所在直线向下；20；省力。
21．【解答】解：由杠杆平衡条件：F1L1＝F2L2得：G×OA＝G人×OB，
物体的重力：G2000N，
当人向左走1m时，根据F1L1＝F2L2得：F1′×OA＝G人×OB′，
F1′1500N，
则F压＝G﹣F1′＝2000N﹣1500N＝500N，
物体P对地面的压强：p2000Pa。
故答案为：2000；2000。
22．【解答】解：由定滑轮的使用特点可知：F甲＝G，并且可以改变力的方向；
F乙（G动+G），一般情况下，动滑轮重小于物重，因此F甲＞F乙。
如图所示，用定滑轮和动滑轮分别将质量相同的甲、乙两物体匀速提升相同的高度，不计绳重与摩擦，则所做的有用功一样大，由于要克服动滑轮重力的作用，所以使用动滑轮做的总功多，由η100%可知，定滑轮的机械效率高，所以η甲＞η乙。
故答案为：甲；大于；大于。
23．【解答】解：（1）从支点O向力F的作用线作垂线，支点到垂足的距离就是该力的力臂L，如图所示：
（2）已知O为支点，利用杠杆平衡条件可得，F×L门宽＝F引力×L，
即：F×1.2m＝6N×0.8m，
解得：F＝4N。
故答案为：（1）见解答图；（2）4。
24．【解答】解：
（1）根据杠杆平衡条件可得F1L1＝F2L2，
故GA×OA＝GB×OB，
即：mAg×OA＝mBg×OB，
已知OA＝4cm，OB＝16cm，
则所挂重物的质量：
mA0.4kg；
根据力的平衡条件可得，手提秤纽O的拉力为：
F＝m′g+mAg+mBg＝（0.05kg+0.4kg+0.1kg）×10N/kg＝5.5N；
（2）用天平称量物体时，如果秤砣生锈，会导秤砣的实际质量比所标质量偏大，即F2变大，
而F1L1不变，根据F1L1＝F2L2可知L2变小，则称得的质量偏小。
故答案为：（1）0.4；5.5；（2）偏小。
25．【解答】解：（1）由杠杆平衡条件得：GF1×OA，
即：100NF1×OA，则F1＝50N；
（2）如图所示，由图可知，
当F1由竖直向上的位置沿逆时针方向缓慢的转到水平向左的位置时，
动力臂先变大后变小，阻力与阻力臂不变，由杠杆平衡条件可知，动力先变小后变大。
（3）从支点O向F1在2的位置时的作用线引垂线，垂线段的长度即为力臂。
故答案为：（1）50；（2）先变小后变大；（3）见解析。
26．【解答】解：（1）由杠杆的平衡条件F1l1＝F2l2可得m桶g×OA＝m秤砣g×OB，即m桶×OA＝m秤砣×OB，由于OA＞OB，所以m桶＜m秤砣；
（2）设桶内装满密度为ρ液的某种液体后，秤砣由B点向右移动到C点，秤杆再次达到平衡状态后，
由杠杆的平衡条件F1l1＝F2l2可得：（m桶+m液）g×OA＝m秤砣g×（OB+BC），
又m桶g×OA＝m秤砣g×OB，
化简得：m液×OA＝m秤砣×BC，
又m液＝ρ液V液，代入可得：ρ液，由于OA、m秤砣、V液是定值，所以ρ液与BC成正比，即该秤的刻度是均匀的；
（3）把OA＝10cm，BC＝8cm，m秤砣＝100g，V液＝100mL＝100cm3代入ρ液中可得：ρ液0.8g/cm3＝0.8×103kg/m3。
故答案为：（1）＞；（2）均匀；（3）0.8×103。
27．【解答】解：（1）因木条为轻质，即质量不计，因小桶由质量，A点不可能为零质量点；所以对于杆秤来说，B点的对应质量刻度小于C点的对应刻度，B点对应的质量为零，若体积一定，B点的密度为零。
（2）根据杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2，可得：L1，秤砣的力臂L1与F2成正比，所以该秤的刻度是均匀的。
（3）若让秤砣位置不变即质量不变，根据ρ可知：体积小的密度大，所以下边的刻度对应的数值大。
故答案为：
（1）B；（2）均匀；（3）下。
28．【解答】解：
（1）轻质杆左右各挂一个物块后，根据杠杆的平衡条件可得：G1L1＝G2L2，
即：m1gL1＝m2gL2，
所以，1：3；
（2）两实心铜块的密度相同，设为ρ，
根据ρ可知两铜块的体积分别为：V1，V2；
当两铜块浸没在水中后，其受到的浮力分别为：
F浮1＝ρ水gV排1＝ρ水gV1＝ρ水g，F浮2＝ρ水gV排2＝ρ水gV2＝ρ水g；
轻质杆左右两边受到的拉力分别为：
F1＝G1﹣F浮1＝m1g﹣ρ水gm1g（1），F2＝G2﹣F浮2＝m2g﹣ρ水gm2g（1），
则左端拉力和对应力臂的乘积：F1L1＝m1g（1）L1﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
右端拉力和对应力臂的乘积：F2L2＝m2g（1）L2﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
原来杠杆平衡，则m1gL1＝m2gL2﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③
由①②③可得F1L1＝F2L2，所以杠杆仍然平衡。
故答案为：1：3；仍然平衡。
三．实验探究题（共5小题）
29．【解答】解：（1）通过图示的模型结合杠杆的定义，即可确定它用到的相关知识，杆秤的工作原理是杠杆平衡原理；
（2）密度秤测量水的密度，水的密度是1.0g/cm3；故在B的位置标记为1.0；
（3）A、把秤纽位置往远离秤钩一侧移动，说明阻力臂增大，根据杠杆平衡原理F1L1＝F2L2，动力和阻力不变，动力臂也要随着增大，AB两点之间长度增大，密度秤会更精确，故A正确；
B、减小秤砣的质量，说明动力减小，根据杠杆平衡原理F1L1＝F2L2，动力臂也要随着增大，AB两点之间长度增大，密度秤会更精确，故B正确；
C、杯中不加液体，提起秤纽，移动秤砣，当秤杆在水平位置平衡时，G0×L1＝G陀×LA；
杯中加水至a处，提起秤纽，移动秤砣，当秤杆在水平位置平衡时，（G0+G水）×L1＝G陀×LB；联立两式可得G水；
杯中加某种液体至a处，提起秤纽，移动秤砣，当秤杆在AB中某一点C处，水平位置平衡时，可得G液；
；当液体体积和水的体积相同时，液体和水的密度比就是重力比，也为长度比；如果减少加入杯中的液体体积，则不能通过密度秤得到液体的密度大小，故C错误；
D、由上述计算可知，秤杆的重力不影响最后的密度结果，故D错误；
故答案为：（1）杠杆平衡原理；（2）1.0；（3）AB。
30．【解答】解：（1）第二次实验时斜面的机械效率：η%100%≈71.4%；
（2）斜面的机械效率与斜面的倾角和斜面的粗糙程度都有关；
为了使得出的结论具有普遍性，应改变斜面的倾角再重复以上实验，或改变斜面的粗糙程度再重复以上实验；
（3）为了使弹簧秤读数稳定、便于读数，应沿斜面向上匀速拉动弹簧秤；
故答案为：（1）71.4；（2）改变斜面的倾角再重复以上实验（或改变斜面的粗糙程度再重复以上实验）；（3）沿斜面向上匀速拉动弹簧秤。
31．【解答】解：（1）已知OA＝5cm＝0.05m，OB＝10cm＝0.1m，
假设秤杆的重心到O点的距离为L，则有：G铁OA＝G秤杆L+G秤砣OB，即0.2kg×9.8N/kg×0.05m＝G秤杆L+0.1kg×9.8N/kg×0.1cm，
解得：G秤杆L＝0，则可知秤杆的重心在O点处；
如图甲所示，铁块没有浸在任何液体中，即可视为其测量的液体密度为0，则此时秤砣所处的位置B点即为该密度秤的0刻度处，密度秤零刻度在O点右侧10cm；
（2）当铁块浸没在液体中时，铁块排开液体的体积为V排＝V铁＝25cm3＝2.5×10﹣5m3；
秤砣移到了C处，则OC＝10cm﹣2cm＝8cm＝0.08m，
根据杠杆的平衡条件、阿基米德原理有：（G铁﹣F浮）OA＝G秤砣OC，
即（0.2kg×9.8N/kg﹣ρ液×9.8N/kg×2.5×10﹣5m3）×0.05m＝0.1kg×9.8N/kg×0.08m，
解得：ρ液＝1.6×103kg/m3；
（3）A、把秤纽位置往远离秤钩一侧移动，说明阻力臂增大，根据杠杆平衡原理F1L1＝F2L2，动力和阻力不变，动力臂也要随着增大，AB两点之间长度增大，密度秤会更精确，故A正确；
B、减小秤砣的质量，说明动力减小，根据杠杆平衡原理F1L1＝F2L2，动力臂也要随着增大，AB两点之间长度增大，密度秤会更精确，故B正确；
CD、减少加入杯中的液体体积或换用更细的秤杆对动力臂都不会产生影响，故CD不可行，
故选AB。
故答案为：（1）10；
（2）1.6×103；
（3）AB。
32．【解答】解：（1）通过图示的模型结合杠杆的定义，即可确定它用到的相关知识，杆秤的工作原理是杠杆平衡原理；
（2）秤杆出现左低右高现象，根据杠杆平衡原理，右侧的动力和动力臂的乘积小于左侧阻力和阻力臂的乘积，所以向右移动秤砣，增大动力臂，可以达到水平平衡；
（3）密度秤测量水的密度，水的密度是1.0g/cm3；故在B的位置标记为1.0；
（4）A、把秤纽位置往远离秤钩一侧移动，说明阻力臂增大，根据杠杆平衡原理F1L1＝F2L2，动力和阻力不变，动力臂也要随着增大，AB两点之间长度增大，密度秤会更精确，故A正确；
B、减小秤砣的质量，说明动力减小，根据杠杆平衡原理F1L1＝F2L2，动力臂也要随着增大，AB两点之间长度增大，密度秤会更精确，故B正确；
C、杯中不加液体，提起秤纽，移动秤砣，当秤杆在水平位置平衡时，G0×L1＝G陀×LA；
杯中加水至a处，提起秤纽，移动秤砣，当秤杆在水平位置平衡时，（G0+G水）×L1＝G陀×LB；联立两式可得G水；
杯中加某种液体至a处，提起秤纽，移动秤砣，当秤杆在AB中某一点C处，水平位置平衡时，可得G液；
；当液体体积和水的体积相同时，液体和水的密度比就是重力比，也为长度比；如果减少加入杯中的液体体积，则不能通过密度秤得到液体的密度大小，故C错误；
D、由上述计算可知，秤杆的重力不影响最后的密度结果，故D错误；
故答案为：（1）杠杆平衡原理；1；（2）右；（3）1；（4）AB。
33．【解答】解：（1）如图甲，将物体匀速竖直向上抬升3m，F甲所做的功为：W＝Gh＝200N×3m＝600J；
（2）如图乙，所做总功为：W总＝F乙s＝150N×5m＝750J，
所做有用功为：W有＝Gh＝200N×3m＝600J，
机械效率为：η80%。
（3）如图丙，n＝2，不计绳重及摩擦，
拉力为：F丙（G物+G动）（200N+10N）＝105N；
绳子移动的距离为：s＝nh＝2×3m＝6m，
拉力做的功为：W＝F丙s＝105N×6m＝630J，
拉力的功率为：P31.5W。
答：（1）600J；
（2）该斜面工作时的机械效率为80%；
（3）31.5W。
四．计算题（共5小题）
34．【解答】解：（1）
如图1所受，O为支点，重力的力臂为lA，F1的力臂为lB，依据杠杆的平衡条件F1lB＝GlA可得：F1500N；
（2）
小京手扶栏杆时，抽象成杠杆模型如图2所示，O为支点，重力的力臂为lA′，F2的力臂为lB′，依据杠杆的平衡条件，F2lB′＝GlA′可得：F2，由图可知：lA′＜lA，lB′＝lB，因此F2＜F1。
答：（1）F1的大小为500N。
（2）F2＜F1。
35．【解答】解：（1）由图分析，动力臂为OC，大于阻力臂OA，属于省力杠杆；
（2）杠杆平衡条件FA×OA＝FC×OC；300N×6.4cm＝FC×16cm，解得FC＝120N；
（3）手提供的力也可以作用在B点，当垂直作用在B点时，和C相比，动力臂变小了，阻力和阻力臂不变，动力FB变大，故FB＞FC；
答：（1）省力；（2）手作用在C点的力120N；（3）FB＞FC。
36．【解答】解：（1）由题意可知，B物体的体积：VB＝（a）3＝（10cm）3＝1000cm3＝1×10﹣3m3，
因为B物体浸没在水中，所以B物体排开水的体积：VB排＝VB＝1×10﹣3m3，
则B物体受到的浮力：FB浮＝ρ水gVB排＝1×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m3＝10N；
（2）A物体对杠杆的拉力：FA＝GA＝mAg＝2kg×10N/kg＝20N，
由杠杆的平衡条件可得：FA×L1＝FB×L2，
即：20N×0.5m＝FB×0.2m，
解得：FB＝50N，
由图可知，此时B物体受到竖直向下的重力、竖直向上的拉力和浮力，由力的平衡条件可知，B物体的重力：
GB＝FB+FB浮＝50N+10N＝60N，
由G＝mg可知，B物体的质量：mB6kg，
则B物体的密度：ρB6×103kg/m3；
（3）物体B恰好完全离开水面时，B物体对杠杆的拉力：FB'＝GB＝60N，
由杠杆的平衡条件可得：FA'×L1＝FB'×L2，
即：FA'×0.5m＝60N×0.2m，
解得：FA'＝24N，
所以在杠杆M端施加拉力：F＝FA'﹣GA＝24N﹣20N＝4N。
答：（1）B物体受到的浮力为10N；
（2）B物体的密度为6×103kg/m3；
（3）4。
37．【解答】解：（1）由P可得电动机做功：
W总＝Pt＝800W×15s＝1.2×104J，
由图可知，n＝3，拉力端移动的距离s＝3h＝3×10m＝30m，
由W总＝Fs可得，电动机对绳子的拉力：
F400N；
（3）电动机做的有用功：
W有＝Gh＝mgh＝80kg×10N/kg×10m＝8000J，
该滑轮组的机械效率：
η100%66.7%；
（3）不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率η，滑轮组机械效率的大小与提升重物的速度大小无关；利用该套装置以0.5m/s的速度提升120kg的水泥时，水泥的质量变大、重力G变大，机械效率变大。
答：（1）电动机对绳子的拉力为400N；
（2）该滑轮组的机械效率为66.7%；
（3）若用该套装置以0.5m/s的速度提升120kg的水泥该滑轮组的机械效率变大。
38．【解答】解：（1）杠杆自重提供阻力：G＝mg＝8kg×10N/kg＝80N；
由杠杆平衡公式可知：F1L1＝GL2；
作用在杠杆的动力：F1＝
L2
L1
×G＝
1.8m
0.15m
×80N＝960N；
（2）不计摩擦，即额外功为零，此时电动机克服杠杆自重做的有用功等于消耗电能的总功。此时杠杆重心被提高：h＝1.8m。
即：W总＝W有；
Pt＝Gh.
转动时间t＝
Gh
P
＝
80N×1.8m
72W
＝2s；
（3）由杠杆平衡条件可知：F1L1＝GL2，其中G不变，L1不变，则F1与L2的变化有关成正比。当杠杆抬高时，杠杆自重的力臂L2不断减小，所以圆盘C齿轮受力F1不断变小。
答：（1）杆AB水平静止时，电动机齿轮对圆盘C齿轮的力为960N；
（2）道闸直杆从水平转到竖直位置完全打开需要的时间2s；
（3）道闸匀速抬高，圆盘C齿轮受力不断变小。
五．解答题（共9小题）
39．【解答】解：（1）如图所示：
（2）根据杠杆平衡条件：F1L1＝F2L2，可知阻力与动力臂不变，阻力臂越大，动力就越大；
（3）鱼的重力为阻力，即F2＝G＝mg＝1kg×9.8N/kg＝9.8N；根据杠杆平衡条件：F1L1＝F2L2，可知至少需要施加的力为：F149N；
故答案为：（1）如图所示；（2）大；（3）49N。
40．【解答】解：（1）以哥哥的肩A为支点，则LB＝AB＝1.8m，LG＝AO＝0.8m，
由杠杆平衡的条件可得：FB×LB＝G×LG，
弟弟的肩膀对扁担的支持力为：FB400N；
（2）以弟弟的肩膀B为支点，哥哥肩膀对扁担的支持力FA的力臂为：LA＝AB；重物对杠杆的拉力等于重物的重力，LG＝OB，根据杠杆的平衡条件可知：
FA，因为G的大小和AB的长度不变，OA减小，所以FA变小。
答：（1）两人静止站立时，哥哥肩膀对扁担的支持力是400N；
（2）因为G的大小和AB的长度不变，OA减小，所以FA变小。
41．【解答】解：（1）木棒AB处于静止状态，受力平衡，则有：G＝F甲+F乙＝32N+24N＝56N；
（2）设木棒重心距A处的距离为L，以A为支点，由杠杆平衡条件则有：
F乙×AB＝G×L，
24N×17.5cm＝56N×L，
则：L7.5cm。
答：（1）木棒AB受到的质量为56N；
（2）木棒重心距A处的距离是7.5cm。
42．【解答】解：（1）烤花菜时，旋转的烤串签动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆；
（2）花菜的重力为：
G＝mg＝20g×10N/kg＝0.02kg×10N/kg＝0.2N；
设在B点处至少提供的力为F，根据杠杆平衡条件可知：
G×OA＝F×L；
代入数据得：
0.2N×2cm＝F×1cm；
解得：F＝0.4N；
（3）若想让花菜完成顺时针翻转，可将烤串杆的位置O向花菜重心A的位置靠近。
故答案为：（1）费力；（2）在B点处至少提供0.4N的力；（3）若想让花菜完成顺时针翻转，可将烤串杆的位置O向花菜重心A的位置靠近。
43．【解答】解：（1）如图所示，杠杆的支点为O，动力为F，动力臂为OD，阻力为G，阻力臂为OC，
根据杠杆平衡条件可知，在动力和动力臂一定的情况下，阻力臂越短，阻力越大，因此，则他的右手应该向左端移动。
（2）如图，C为杠铃重心，OD＝1m，AD＝0.4m，OB＝0.6m，
则AB＝2m，AC＝CB＝1m，
则OC＝CB﹣OB＝1m﹣0.6m＝0.4m，
设杠铃的重力为G，根据杠杆平衡条件可得，F×OD＝G×OC，即：350N×1m＝G×0.4m，
解得G＝875N，
杠铃的质量m87.5kg；
（3）将杠铃举高做的功为有用功：
W有用＝G杠铃h＝m杠铃gh＝30kg×10N/kg×1.8m＝540J，
小明同学克服自身重力所做的功：
W＝G小明h＝m小明gh＝50kg×10N/kg×1m＝500J，
在该次举重过程中的总功：
W总＝W有用+W＝540J+500J＝1040J，
在该次举重过程中的机械效率：
η100%100%≈51.9%。
故答案为：（1）左端；
（2）小明同学所举杠铃总质量为87.5kg；
（3）在该次举重过程中的机械效率是51.9%。
44．【解答】解：（1）底盘质量为10kg，材料为钢铁，根据密度公式ρ可得，底盘体积至少为：
V1.27×10﹣3m3；
（2）如下图所示，人的重力GA＝500N，支点O到重力的距离为力臂l1＝66cm﹣2l2，
铁杆重力G盘＝m盘g＝10kg×10N/kg＝100N，支点O到重力G合的距离为力臂l2，
根据杠杆平衡条件可得：GA l1＝G盘 l2，
即：500N×（66cm﹣2l2）＝100N×l2，
解得：l2＝30cm，
底盘长度OB＝2l2＝60cm。
答：（1）底盘体积至少是1.27×10﹣3m3；
（2）底盘长度OB不能小于60cm。
45．【解答】解：（1）木块A在运动过程中，拉力突然变大，因压力和接触面粗糙程度不变，故滑动摩擦力将不变。
（2）如图所示，由题意知，点O为支点，点M为木块A的重心，OMLLL，ONLL，
根据杠杆平衡条件得，G1×OM＝G2×ON，即6NL＝G2L，
解得G2＝6N，
则烧杯B内水的重力为G＝6N﹣2N＝4N，
烧杯B内水的质量为m0.4kg，
烧杯B内水的体积为V0.0004m3＝400cm3＝400mL，
所以烧杯不能装满，烧杯中加入400mL水后木块A和烧杯一起向右倾倒。
故答案为：（1）不变；（2）见解答。
46．【解答】解：
（1）由题意，窗户可以看成以B为支点的杠杆，由于窗户重力作用它要顺时针转动，所以A处窗户所受铰链的水平作用力F方向向左，由此画出其力的示意图如图所示：
（2）过支点B作力F和窗户重力的力臂，如图所示：
窗户宽0.4米，所以L＝0.2m，
由杠杆的平衡条件有：F×AB＝G×L，
即：F×0.6m＝60N×0.2m，
解得F＝20N。
故答案为：（1）见上图；（2）A处窗户所受铰链的水平作用力F大小为20N。
47．【解答】解：
（1）由图知，n＝3，
将物体从井底拉至井口的过程中，绳端移动的距离：s＝3h＝3×12m＝36m，
汽车拉绳子的拉力对滑轮组做的功：
W总＝Fs＝2.2×103N×36m＝7.92×104J；
（2）W有用＝Gh＝6×103N×12m＝7.2×104J；
滑轮组的机械效率：
η100%≈90.9%；
（3）汽车匀速运动时，受向右的牵引力、向左的绳子拉力和向左的阻力，
根据力的平衡条件可得牵引力：
F牵＝F+f＝F+0.1G车＝2.2×103N+0.1×3×104N＝5.2×103N，
答：（1）将物体从井底拉至井口的过程中，汽车拉绳子的拉力对滑轮组做了7.92×104J功；
（2）滑轮组的机械效率为90.9%；
（3）汽车牵引力为5.2×103N。