初中科学浙教版 九年级上册 第三章 第4节 简单机械 同步练习
一、选择题
1．（2025九上·慈溪期末）下列不属于斜面的是 （ ）
A．滑滑梯 B．盘山公路 C．螺丝钉 D．跷跷板
2．如图所示为用自行车手闸刹车的情境，图中关于该手闸使用时，杠杆的示意图正确的是( )
A． B．
C． D．
3．（2025九上·上虞期末）平板支撑是一种类似于俯卧撑的肌肉训练方法，可以有效塑造腰部、腹部和臀部的线条，如右图所示。能正确表示人在平板支撑时的杠杆示意图是（ ）
A． B．
C． D．
4．（2025九上·慈溪期末）如图甲所示，重为120N的物块在拉力F作用下沿水平面做匀速直线运动，其路程随时间变化的图像如图乙所示。已知该物块在水平方向上受到的阻力为物重的0.1倍，滑轮组机械效率为80%，滑轮组和绳子的自重不计。下列分析正确的是( )
A．10s内，绳子自由端沿水平方向移动了4m
B．左侧墙壁受到滑轮组的拉力大小为16N
C．在10s内，作用在绳子自由端的拉力 F为5N
D．在10s内， 拉力 F做功的功率为1.2W
5．（2024九上·新昌期中）如图所示的生活用品中，正常使用时属于费力杠杆的是（ ）
A．天平 B．核桃夹
C．瓶盖起子 D．食品夹
6．（2025九上·江北期末）高速铁路的输电线无论冬夏都需要绷直，以保障列车电极与输电线的良好接触。如图为输电线的牵引装置工作原理图。钢绳通过滑轮组悬挂30个相同的坠砣，每个坠砣配重为100N，若某段时间内坠砣串缓慢下降了20cm，不计滑轮和钢绳自重及摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．滑轮A为动滑轮，滑轮B为定滑轮
B．坠坨对钢绳的拉力做功1200J
C．输电线P端向左移动了40cm
D．输电线P端受到的拉力大小为6×103N
7．（2025九上·江北期末）如图所示，是我国传统提水工具“桔槔”，用绳子系住一根直硬棒的O点作为支点，A端挂有重为40N的石块，B端挂有重为20N的空桶，OA长为1.2m，OB长为0.6m。用桔槔取水时，忽略摩擦，下列说法中不正确的是（ ）
A．增大石块的质量，可提起更多的水
B．将B点向O点移，可提起更多的水
C．向下拉绳放下空桶时，桔槔为费力杠杆
D．若桶内水的重力为80N，人不需要用力，桶就能上升到水井上方
8．（2025九上·杭州期中）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．铡刀实质上是一种费力杠杆
C．甘蔗放在a点比b点更易被切断
D．手沿F1方向用力比沿F2方向更省力
9．（2025九上·杭州期中）如图所示，分别用定滑轮、动滑轮把重力相同的甲、乙两物体在相同时间内匀速提升相同高度（不计滑轮和绳的自重及摩擦），所用的拉力分别是F甲和F乙，拉力的功率分别是P甲和P乙。则（ ）
A．F甲＞F乙 B．F甲=F乙 C．P甲＞P乙 D．P甲＜P乙
10．（2025九上·南湖期末）《天工开物》中记载了一种汲水灌溉装置——筒车（如图甲所示），河道流水驱动轮子转动，边缘绳系的竹简将水从河里不断输送到上方接水槽中，然后流向农田（如图乙所示）。下列说法正确的是（ ）
A．筒转动时轮子相当于动滑轮
B．筒车向上运水越多功率就越大
C．筒车轮子越重其机械效率就越大
D．简车送水时动能转化为重力势能
11．（2023九上·宁波竞赛）“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．
12．（2025九上·长兴期末）如图所示，一根木棒AB在O点被悬挂起来，AO＝OC，在A、C两点分别挂有两个和三个相同的钩码，木棒处于水平平衡。如在木棒的A、C两点各增加一个同样的钩码，则木棒（ ）
A．绕O点顺时针方向转动 B．绕O点逆时针方向转动
C．仍保持平衡 D．平衡被破坏，转动方向不定
13．（2025·浙江三模）我国古代《墨经》最早记述了秤的杠杆原理(如图所示)， “标”是指提纽到“权”的距离， “本”是指提纽到“重”的距离。此时杠杆处于平衡状态，下列有关它的说法错误的是（ ）
A．“标” “本”表示力臂， “权” “重”表示力
B．“权” “重”增加相同的质量，A端会下降
C．增大“重”时，应把“权”向B端适当移动
D．若将提纽O 向B端移动一些，杆秤测量范围变大
14．（2024九上·镇海区期末）如图所示，用三种不同的方式分别拉同一物体A在水平地面上做匀速直线运动，所用拉力分别为F1、F2和F3（不计滑轮重和绳子与滑轮之间的摩擦），则它们的大小关系正确的是（ ）
A． B． C． D．
15．（2025七上·临平开学考）小科要将油桶搬运上汽车，要搭建一个怎样的斜面最省力 （ ）
A． B．
C． D．
16．（2023九上·余姚期末）关于机械效率，下列说法正确的是（ ）
A．机械效率越大，越省力
B．机械效率越大，做功越多
C．机械效率越大，功率越大
D．机械效率越大，额外功在总功中所占的比例越小
二、填空题
17．（2025九上·绍兴竞赛） 如图所示， 物体A重为200N， C D滑轮重均为30N。物体B重为120N，它恰好能拉着A 向右匀速运动。现用水平向左的拉力 F作用于物体A 上，使物体B在5s内匀速上升了0.8m，则：(不计绳重和摩擦)
（1） 图中D为 (填“定”或“动”) 滑轮， C在此次提升重物过程中的作用是 .
（2） 拉力F的灭小为 N， 拉力F的功率为 W。
18．（2025九上·衢州期末）明代宋应星在《天工开物》中记载的农业生产汲水装置——辘轳，沿用至今。图甲是一种辘轳，由具有共同转动轴的大轮和小轮组成。提水时，用力使大轮转动，小轮随之转动并缠绕井绳，提起水桶。
（1）设大轮与小轮的半径比为3∶1，水桶受到的总重力为 90N。若要使辘轳静止在图乙所示位置，作用在C点最小的力应为 N；（不计井绳的粗细和自重）
（2）图丙所示水龙头开关的设计也应用了同样的原理，开关应选用 （选填“①”或“②”）更省力。
19．（2025九上·上虞期末）我国古代科学著作《天工开物》记载了一种捣谷用的舂（如图甲所示），“横木穿插硾头， 硾嘴为铁，足踏其末而舂之”，其示意图如图乙所示。
（1）若硾头质量为10千克，脚踏在右侧，在图乙位置保持平衡，L1=40厘米，L2=1.2米，不计横木的重力和摩擦，则脚向下施加的力F1= 。
（2）如果想省力些，可将脚踩点适当 （选填“远离”或“靠近”）O 点。
20．（2025九上·杭州期末）斜面是一种简单机械，使用斜面可以省力，但要费距离。
（1）如图，工人利用斜面把货物搬到车厢。已知斜面高米，长米，质量为80千克的物体，在沿斜面向上的400N的拉力F作用下从底部匀速运动到顶部，此过程斜面的机械效率为 。
（2）如果要提升斜面的机械效率，下列方法可行的有__________。
A．增加被拉升重物的质量
B．使斜面变的更光滑
C．增加斜面的倾斜角度
21．（2025九上·鄞州月考）如图为油厂的油桶，空桶质量为65kg，油桶高为1.2m，底部直径为0.5m，据此回答。
（1）某次装卸中，小明需要将直立的空油桶（如图甲）沿D点推翻。在推翻油桶过程中，小明至少需要对油桶做功 焦，
（2）若小明将直立的空油桶（如图甲）沿D点推翻，所需的最小力；将翻倒的空油桶（如图乙）重新竖起所用的最小力为，那么， （选填“大于”、“等于”或“小于”）。
三、实验与探究题
22．（2025九上·义乌期末）如图甲是小明根据“杠杆平衡条件”制作的只需要一个砝码的天平，横梁可绕轴O在竖直平面内转动，左侧为悬挂在固定位置P的置物盘，右侧所用砝码是实验室里常见的钩码，用细线挂在右侧带刻度线的横梁上。
（1）下面是小明测量物体质量的几个主要步骤，最合理的顺序是 (只填序号)
A． 将悬挂钩码的细线移到右侧横梁的零刻线Q处
B． 将天平放在水平台面上
C． 将待测物体放在天平左侧的置物盘中
D． 调整横梁右侧的平衡螺母使横梁上悬挂的重垂线对准底座上的标记
E． 移动悬挂钩码的细线使横梁上悬挂的重垂线对准底座上的标记
F． 由细线在横梁上的位置对应的刻度值直接得出物体的质量
（2）调节天平至水平位置平衡后，刚把待测物体放在天平左侧的置物盘中时，横梁上悬挂的重垂线将对准底座上标记的 侧(填“左”或“右”)；
（3）若某次测量最终达到平衡时钩码位于右侧横梁上的N处，如图乙所示，已知OP=a，OQ=b，ON=c，钩码质量为m，则待测物体的质量M= (用已知量来表示)
23．（2025九上·江北期末）如图所示的质量分布均匀的杠杆处于平衡状态，O为支点，已知钩码重为9.8N，小宁测出测力计拉力的力臂与钩码拉力的力臂之比为7：3。
（1）若忽略杠杆自重，弹簧测力计拉力大小为 N，实际测量值要比该值 ；（填“大”“小”或“一样”）
（2）小宁想继续探究杠杆的机械效率。若只将弹簧测力计的悬挂点由A移至B，O、C位置不变，仍将钩码缓慢提升相同的高度，则杠杆的机械效率将 。
24．（2025九上·海曙开学考）学习了杠杆知识后，小宁和小慈利用身边的物品来探究杠杆的平衡条件。他们所选择的器材有：铅笔、橡皮若干（每块橡皮质量为10g）、细线、刻度尺等。
（1）他们将细线大致系在铅笔的中部位置，铅笔静止后如图甲所示，此时杠杆处于 （选填“平衡”或“不平衡”）状态；若想调节铅笔使其在水平位置平衡，则应将细线向 （选填“左”或“右”）移动；
（2）调节水平平衡后，他们用细线绑定数量不等的橡皮挂在杠杆支点两侧，如图乙所示，所测数据记录在表中：
动力 阻力
0.2 0.02 0.1 0.04 0.004 0.004
记录并分析数据后，小宁得出结论：“动力×动力臂＝阻力×阻力臂”，小慈得出结论：“动力×支点到动力作用点的距离＝阻力×支点到阻力作用点的距离”，到底谁的结论正确呢？为了进一步完善实验，得出普遍规律，接下来的做法应该是________（填字母代号）
A．改变力的大小 B．改变力的方向 C．改变力的作用点
（3）在实验过程中，铅笔水平平衡后（如图乙），小宁不小心将前端细长的铅笔芯弄断了（如图丙），她立即将细笔握住，并将断笔芯放到左端细线处固定好（如图丁），则松手后的铅笔 （选填“左端下沉”或“右端下沉”）。
25．（2025九上·黄岩期末）杆秤在古籍中被称为“权衡器”，《墨经》最早对权衡器的杠杆原理做了理论上的探讨。某同学进行“探究杠杆的平衡条件”实验后，制作了一把杆秤。
（1）图甲中“标”“本”指的是 。（选填“力臂”或“力”）
（2）用图甲杆秤进行某次测量时，增大了“重”，此时应把“权” O点（选填“远离”或“靠近”）。
（3）图甲杆秤量程偏小，为了增大杆秤量程，以下方法中可行的是 。（可多选）
A．增加“权”的质量 B．增长“标”的长度 C．增长“本”的长度
（4）乙图为另一把杆秤，已知秤纽在C点时杆秤最大可以测量的物体质量为1880g，那么秤纽移到 B点后该杆秤最大可测物体的质量为 g（杆秤自身重力不计，E点为秤砣可移动的最远端）。
四、综合题
26．厨房里的锅盖架方便使用，如图甲所示。架子质量较小，可以忽略不计，通过螺丝固定在墙上，就可放置质量更大的锅盖。
（1）若放置一个质量为2.4kg的铁质锅盖，如图乙所示。通过计算判断，螺丝固定处所受的总水平拉力为多少 (g 取 10 N/kg)
（2）结合杠杆知识，试说明为什么锅盖越大越重，这种架子越容易掉下来
（3）如何改进锅盖架，能够让它承重性能变得更好
27．（2025九上·临海期末）图甲是黄铜材质的翻板自封防臭地漏(黄铜的主要成分为铜、锌) ，其工作原理如图乙所示：利用水对底盖的压力来控制开合，有水时，自动开盖，迅速排水。无水时自动闭合，防臭防虫。
（1） 黄铜是铜锌合金，有较强的耐腐蚀性，耐腐蚀性属于 性质。
（2） 为了探究制作地漏所用黄铜的等级，某兴趣小组取制作地漏的黄铜废料进行了实验检测：取样品20g，逐滴加入质量分数为10%的稀硫酸，当加入稀硫酸的质量为98g时，不再有气体产生。通过计算并结合下表判断制作地漏的黄铜属于哪种等级
黄铜等级 低黄铜 中黄铜 高黄铜
铜的质量分数 60%~80% 80%~90% 高于90%
（3） 图丙为地漏翻板结构的示意图，整个翻板结构(包括配重和底盖)的总质量为10g，整个翻板结构的重力作用线通过A 点，水对底盖压力的作用点可以等效在底盖C点，其中OD长度为1cm，OA 长度为0.5cm。请计算底盖向下张开时，水对底盖的压力至少为多少牛
28．（2025九上·江北期末）小宁设计的“井盖丢失自动警示装置”如图所示。当井盖丢失时，标志牌上方没了压力，弹簧的弹力将标志牌弹起，起到警示作用。已知标志牌的重力为10牛，重心在A点，OA长度为1米。（轻质杆和弹簧的质量忽略不计）
（1）弹簧将标志牌弹起瞬间，是将弹簧的弹性势能转化为标志牌的 能；
（2）将弹簧固定在B点，OB长0.4米。现有三种最大弹力不同的弹簧，请你选择最合适的弹簧并说明理由 。
弹簧种类 A B C
最大弹力 10牛 20牛 30牛
29．（2025九上·海曙开学考）如图是一款“高空修枝”工具。使用前，要系好并绕好绳子，带动滑轮组工作，从而使修剪刀绕O点转动，其刀口对树枝的力为F2。请回答：
（1）若使工具正常使用，一只手固定柄，另一只手拉绳子自由端，则绳子的另一端固定在 （填“1”或“2”）处；动滑轮则为 （填“A轮”或“B轮”）。
（2）某时刻，弹簧处于原长，若此时A端这几股绳子施加总的力F1为720N，求：树枝对刀口的力F2为多大 ？（已知OD=8厘米，OC=2厘米，工具自重和摩擦忽略不计。）
（3）为了探究制作修剪刀的碳钢合金（含Fe、C两种元素）类型，小科对修剪刀的相同材料进行了实验检测：取样品1.00克与足量的稀硫酸充分反应后，收集到氢气0.035克。通过计算并结合下表，判断修剪刀材质属于哪种合金类型 。
合金类型 低碳钢 中碳钢 尚碳钢
碳的质量分数 低于0.3% 0.3% 0.6% 高于0.6%
30．（2025九上·衢州期末）如图所示是小明家使用的升降衣架，它是通过一些简单机械组合来方便地晾起衣服。每个滑轮重1牛，横梁和衣架总重量为10牛。当晾衣架上所挂衣服重量为60牛时，在5s时间内使衣服匀速上移了1m。
（1）小明一天看到爸爸在给衣架滑轮组上的钢丝绳上面涂菜籽油，他爸爸这样做的目的是 。
（2）不计绳重和摩擦，小明所用拉力的大小为多少牛 ？
（3）不计绳重和摩擦，拉力的功率大小为多少瓦 ？
31．（2025九上·东阳期末）图甲是一种太阳能“摆叶花”，其摆动原理如图乙所示。塑料摆叶AOB是硬质整体，由摆杆OB和叶瓣OA组成，可视为绕固定点O自由转动的杠杆。
（1）太阳能“摆叶花”在太阳光照射下能摆动起来。其能量转化可表示为： ；
（2）图乙为断电静止时的状态，叶瓣OA重0.04牛，C是其重力作用点。摆杆OB质量不计，B端固定着一块小磁铁，C、O、D在同一水平线上。求磁铁受到的重力是多少牛
（3）线圈E推动磁铁向左上方运动，使摆叶AOB顺时针小幅摆动后，立即断电，摆叶AOB会自动逆时针摆回来。请利用杠杆知识对上述现象作出分析 。
32．（2025九上·东阳期末）如图所示，当重为10牛的物体G静止时，弹簧测力计b的读数是6N。回答下列问题：（不计绳重及摩擦）
（1）弹簧测力计a的读数是 ；
（2）若2秒内将重物匀速提升10cm，弹簧测力计b施加拉力的功率为 ；
（3）若把20牛的物体匀速提升10cm，则装置的机械效率如何变化
33．（2025九上·浙江月考）如图所示，杠杆AD 放在钢制水平凹槽BC 中，杠杆AD 能以B 点或C 点为支点在竖直平面内转动，BC=0.2m。 细绳的一端系在杠杆的A 端，另一端绕过动滑轮固定在天花板上，物体E 挂在动 滑轮的挂钩上，物体H 通过细绳挂在杠杆的D 端，与杠杆D 端固定连接的水平圆盘的上表面可以放置质量不同的砝码。初始时，圆盘上未放置砝码，容器中没有装水，杠杆恰好平衡，逐渐向容器中装水直至淹没物体H， 杠杆始终平衡，装满水后略增加E 的质量平衡即被打破，已知动滑轮的质量m0=1kg， 物体H的体积VH=2dm3，水的密度。AD=0.8m。CD=0.2m， 杠杆、网盘、细绳的质量及摩擦均忽略不计，g取10N / kg。 求：
（1）物体H 的密度；
（2）物体E 的质量mE；
（3）装满水后至多在圆盘上放置多少个质量为50g的砝码后杠杆仍能平衡？
五、作图题
34．（2025九上·海曙开学考）按照题目要求作图
（1）用滑轮组提升重物，请在图甲中画出拉力 的绳子的绕法。(不计动滑轮、绳重和摩擦)
（2）如图乙所示，o为杠杆AC的支点，在B处挂一小球，AO=OB=BC，为使杠杆在水平位置平衡，画出施加在杠杆上最小动力 F1的力臂L，并标出 F1的方向。
35． 如图所示，一轻质杠杆在力 F1、F2 的作用下处于静止状态。l1是力 F1 的力臂，请在图中画出F2的力臂l2和力 F1的示意图。
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】斜面及其工作特点
【解析】【分析】斜面倾角越小，斜面越长，越省力，但费距离。
【解答】斜面是一种倾斜的平板，能够将物体以相对较小的力从低处提升至高处，但提升这物体的路径长度也会增加，滑滑梯、盘山公路、螺丝钉都属于斜面，跷跷板属于杠杆。
故答案为：D。
2．【答案】A
【知识点】杠杆及其五要素；杠杆的应用
【解析】【分析】力臂：是从支点到力的作用线的距离；作用在杠杆上的两个力使杠杆转动的方向相反。
【解答】BD、由图知，阻力臂没有垂直于阻力作用线，故BD错误；
AC、由图知，动力垂直于动力作用线，阻力也垂直于阻力作用线，C图中动力和阻力都使杠杆逆时针转动，A图中动力和阻力使杠杆转动的方向相反，故C错误，A正确。
故答案为：A。
3．【答案】A
【知识点】杠杆及其五要素
【解析】【分析】根据题目描述的过程确定杠杆的五要素即可。
【解答】根据图片可知，人在做平板支撑时，脚尖O是支点，双手地面对双手的支持力向上为动力。人体的重力方向竖直向下，为阻力，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
4．【答案】C
【知识点】功的计算公式的应用；功率计算公式的应用；滑轮组及其工作特点；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】滑轮组有几股绳子受力，绳子自由端移动的距离为滑轮移动距离的有效绳子股数倍。
【解答】A、物体在10s内移动的距离为1m，由图可知，滑轮组的有效绳子股数为3股，可知绳子自由端沿水平方向移动的距离为3m，故A错误；
BC、物体做匀速直线运动，受力平衡，压力等于摩擦力，则拉力为，机械效率为80%，则绳子自由端的拉力为5N，对左侧墙壁进行受力分析，左侧受到墙壁给的拉力，右侧受到滑轮组给的拉力，有四股绳子，可知总拉力为绳子自由端拉力的4倍，即总拉力为，故B错误，C正确；
D、10s内拉力F的功率为，故D错误。
故答案为：C。
5．【答案】D
【知识点】杠杆的分类
【解析】【分析】结合生活经验，先判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆。
【解答】A、天平在使用过程中，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆，故A不合题意；
B、食品夹在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故B符合题意；
C、瓶盖起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C不合题意；
D、核桃夹在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D不合题意。
故答案为：B。
6．【答案】D
【知识点】功的计算公式的应用；动滑轮及其工作特点；滑轮组及其工作特点
【解析】【分析】 A.轴的位置固定不变的滑轮叫定滑轮；随物体一起运动的滑轮叫动滑轮；
B.求出30个坠砣的总重力，坠坨对钢绳的拉力等于坠砣的总重力，利用W=Fh计算坠砣对钢绳的拉力做的功；
C.由图知，使用的滑轮组承担P端拉力的绳子股数n=2，图中坠砣挂在钢绳的自由端，输电线P端向左移动的距离；D.不计滑轮和钢绳自重及摩擦，可得，可得输电线P端受到的拉力大小。
【解答】A．根据图片可知，滑轮A固定不动，为定滑轮；滑轮B随输电线一起移动，为动滑轮，故A错误；
B．根据题意可知，坠砣的总重力G总=30G=30×100N=3000N，
钢绳在坠砣拉力作用下移动的距离s=20cm=0.2m，
则坠砣对钢绳的拉力做的功W=Fs=3000N×0.2m=600J，
故B错误；
C．绕过动滑轮B的绳子数有2股，则坠砣串缓慢下降了20cm时输电线P端向左移动的距离，故C错误；
D．则输电线P端受到的拉力大小为，故D正确。
故选D。
7．【答案】D
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】A.根据杠杆平衡条件分析增大石块的质量，水的质量变化；
B.根据力臂大小变化分析；
C.向下拉绳放下空桶时，B端的力为动力，A端的力为阻力，动力臂小于阻力臂；
D.根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2计算杠杆平衡时B端的力。
【解答】A．根据题意可知，石块的质量越大，重力就越大，对杠杆的拉力就越大，根据杠杆平衡条件可知，提起水的质量更大，故A正确不符合题意；
B．将B点向O点移，此时水桶这边的力臂变短，则需要在B点施加更大的力，即能提起质量更大的水。故B正确不符合题意；
C．因为OB长度小OA长度，故向B点施加向下的拉力拉杠杆时，处于费力状态，故C正确不符合题意；
D．根据杠杆的平衡条件得到：。
解得：
而悬挂在A点的石块为40N，需要再对A点施加向下10N的力，才有可能拉起水桶。故D错误符合题意。
故选D。
8．【答案】C
【知识点】杠杆及其五要素；杠杆的平衡条件
【解析】【分析】A.增大压强的方法：增大压力或减小受力面积；
B.比较动力臂和阻力臂的大小，从而确定杠杆分类；
CD.根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析判断。
【解答】A.刀刃很薄不能减小压力，而是通过减小接触面积来增大压强的，故A错误；
B.根据图片可知，在使用铡刀时，动力臂大于阻力臂，则它是一种省力杠杆，故B错误；
C.甘蔗对铡刀的力为阻力，则甘蔗放在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C正确；
D.手F1沿方向用力比沿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C。
9．【答案】A
【知识点】功率计算公式的应用；定滑轮及其工作特点；动滑轮及其工作特点
【解析】【分析】AB.根据定滑轮和动滑轮的特点分析比较；
CD.根据W有=Gh比较二者有用功的大小，根据W总=W有+W额比较二者总功的大小，最后根据比较拉力的功率大小。
【解答】AB．根据图片可知，甲为定滑轮，不省力不费力，即F甲=G。乙为动滑轮，可以省一半的力，即，则F甲>F乙，
故A正确，B错误；
CD．根据题意可知，将重力相同的甲、乙两物体匀速提升相同的高度，
根据W有=Gh可知，二者所做的有用功一样大；
不计机械自重和摩擦，那么不存在额外功，
则拉力做的功等于有用功，故拉力做的功一样大，即W甲=W乙；
因为做功时间相同，
根据可知，二者拉力的功率P甲=P乙，
故C、D错误。
故选A。
10．【答案】D
【知识点】动能和势能的转化与守恒；机械效率的计算
【解析】【分析】（1）轮子都是固定不动的；
（2）在物理学中，功与做功所用时间之比叫做功率，功率是表示物体做功快慢的物理量；
（3）有用功跟总功的比值叫做机械效率；
（4）注意分析影响各种形式能的因素是如何变化的，从而得出哪种能量增加了，哪种能量减少，因为总是减少的这种能量转化为增加的那种能量。
【解答】A、筒转动时轮子的轴都是固定不动的，因此可看做定滑轮，故A错误；
B、根据公式可知，相同时间内对水做的功越多，功率越大，但时间不能确定，因此无法判断功率大小，故B错误；
C、根据效率公式可知，可知，定滑轮的额外功不是客服自重做功，因此效率与筒车轮子的重力无关，故C错误；
D、水流冲击筒车，将水从河里输送到上方的田里，高度增加了， 因此水的重力势能变大，在此过程中流水的动能转化为筒车中水的重力势能，故D正确。
故答案为：D。
11．【答案】B
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】杠杆平衡条件：F1L1=F2L2。
【解答】将左边的支架看作杠杆的支点，物体的重力看作阻力F2，则阻力臂等于两个支架的距离L与物体移动距离s的差。右支架对主梁施加动力F1，动力臂等于两个支架之间的距离L。根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2知道G×（L-s）=F×L
解得。其中G、L都是常量，而s为变量，即F随s变化的图像应该为一次函数的图象，且沿左上至右下方向倾斜，故B正确， A、C、D错误。
故答案为：B。
12．【答案】C
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】杠杆是否平衡，取决于支点两侧力和力臂的乘积大小，根据题意计算出二者大小，然后比较即可。
【解答】根据题意可知，当AO=OC时，如果两点悬挂钩码的质量相等，那么说明此时O为杠杆的支点。而此时两边的力不同，说明杠杆的重心不在O点，因为右边受到的力大于左边受到的力，所以杠杆的重心在O点的左侧。
设杠杆的重心在D，一个钩码重为G，如图：
因为杠杆原来平衡，所以：F左OA+G0×OD=F右OC；
2G×OA+G0×OD=3G×OC；
G0×OD=G×OC=G×OA；
再各加一个钩码后，左边力和力臂的乘积为：3G×OA+G0×OD=3G×OA+G×OA=4G×OA；
右边力和力臂的乘积为：4G×OC=4G×OA；
可见，增加钩码后两边力和力臂的乘积相等，所以杠杆仍平衡。
故选C。
13．【答案】C
【知识点】杠杆及其五要素；杠杆的平衡条件；杠杆的动态平衡分析；杠杆的应用
【解析】【分析】根据杠杆平衡条件：进行判断。
【解答】A、由图可知，提纽为支点，标为阻力臂，本为动力臂，重为动力，权为阻力，故A正确，不符合题意；
B、根据杠杆平衡条件可知，权和重增加相同的质量，由于权的力臂更大，可知权与标的乘积将大于本和重的乘积，A端将下沉，故B正确，不符合题意；
C、增大重时，则重与本的乘积将变大，为了使杠杆保持平衡，在权不变时，应增大标，即将权向A端移动，故C错误，符合题意；
D、将提纽O向B端移动，本减小标可变范围变大，且重一定时，本与重的乘积减小，可知在权一定时，标将减小，杆秤的测量范围变大，故D正确，不符合题意。
故答案为：C。
14．【答案】C
【知识点】定滑轮及其工作特点；动滑轮及其工作特点
【解析】【分析】定滑轮的特点：使用定滑轮不省力但能改变力的方向；
动滑轮的特点：动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，使用动滑轮能省一半力，但费距离。
【解答】 不计滑轮重和绳子与滑轮之间的摩擦：
假设物块与地面的摩擦力为f，
左滑轮为定滑轮，F1处于绳端，所以F1=f；
中滑轮为动滑轮，F2处于绳端，则F2=f；
右滑轮为动滑轮，滑轮、物体匀速运动，滑轮受到向左的力2f等于向右的拉力F3，即F3=2f；
故F2＜F1＜F3。
故选：C。
15．【答案】A
【知识点】斜面及其工作特点
【解析】【分析】根据“斜面越长，角度越小，越省力”进行判断。
【解答】在斜面高度相同的情况下，斜面长度越长，所需推力越小，因此更省力。
故答案为：A。
16．【答案】D
【知识点】机械效率
【解析】【分析】使用机械时，有用功与总功的比值叫机械效率，机械效率的大小与功的多少和功率的大小没有直接关系；物体在单位时间完成的功叫功率。
【解答】A、机械效率是指有用功与总功的比值，其大小与机械的省力情况没有关系，故A错误；
B、机械效率是指有用功与总功的比值，其大小与机械做功的多少没有关系，故B错误；
C、机械效率是指有用功与总功的比值，功率表示了机械做功的快慢，二者没有直接的关系，故C错误；
D、总功等于有用功与额外功的总和，从可知，额外功在总功中所占的比例越小，机械效率越高，故D正确。
所以选：D。
17．【答案】（1）动滑轮；改变力的方向
（2）75；24
【知识点】二力平衡的条件及其应用；功率计算公式的应用；动滑轮及其工作特点；滑轮组及其工作特点；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】（1）动滑轮可以省力，不能改变力的方向，定滑轮不能省力，但可以改变力的方向。
（2）拉力等于物体和动滑轮总重力的有效绳子股数分之一，绳子自由端移动的距离和速度是物体的有效绳子股数倍。
【解答】（1）由图可知，D滑轮的位置随物体一起运动，可知属于动滑轮。
C的位置未发生改变，可知是定滑轮，定滑轮的作用是改变力的方向。
（2）B的重力为120N，D的重力30N，有两股绳子受力，拉力为。
B运动的速度为
拉力的功率为。
18．【答案】30；①
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】（1）根据乙图确定杠杆的要素，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2列式计算即可；
（2）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析判断。
【解答】（1）根据乙图可知，则轴心看作支点，大轮的半径为动力臂，小轮的半径为阻力臂，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：FR=Gr；
解得：。
（2）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，轮①半径更大，即动力臂更大，那么更省力，则开关应该选用①。
19．【答案】（1）300N
（2）远离
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】（1）根据杠杆的平衡条件列式计算即可；
（2）根据动力和动力臂的数量关系分析解答。
【解答】（1）根据题意可知，锤头的重力为G=mg=10kg×10N/kg=100N；
那么锤头施加的阻力为F2=G=100N
根据杠杆的平衡条件得到：，
脚向下施加的力。
（2）根据杠杆的平衡条件可知，在阻力臂、阻力不变的情况下，增大动力的力臂，可以减小动力，即更省力，所以脚踩点适当远离O点。
（1）硾头质量为10千克，则锤头的重力为G=mg=10kg×10N/kg=100N
锤头施加的阻力为F2=G=100N
根据杠杆的平衡条件可知，脚向下施加的力
（2）如果想省力些，在阻力臂、阻力不变的情况下，根据杠杆的平衡条件可知，需要增大动力的力臂，所以脚踩点适当远离O点。
20．【答案】（1）80%
（2）B；C
【知识点】增大或减小摩擦的方法；机械效率的计算；斜面及其工作特点
【解析】【分析】（1）斜面上的有用功为W有=Gh，总功为W总=FL，，额外功为克服摩擦做功，。
（2）由机械效率计算公式可知，要提高机械效率，可通过减小额外功来实现，即减小摩擦力，斜面的倾斜角度变大，物体对斜面的压力减小，滑动摩擦力减小；粗糙程度减小，摩擦力减小。
【解答】（1）利用斜面匀速拉动物体的过程中，克服物体重力做的有用功
W有=Gh=mgh=80kg×10N/kg×2m=1600J
拉力做的总功W总=FL=400N×5m=2000J
斜面的机械效率
（2）A、斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和摩擦有关，与物重无关，故A不符合题意；
B、使斜面变的更光滑，通过减少额外功来提高机械效率，故B符合题意；
C、保持斜面粗糙程度不变，可以采用增加斜面的倾斜程度来提高斜面的机械效率，故C符合题意。
故答案为：BC。
（1）利用斜面匀速拉动物体的过程中，克服物体重力做的有用功W有=Gh=mgh=80kg×10N/kg×2m=1600J
拉力做的总功W总=FL=400N×5m=2000J
斜面的机械效率
（2）A．斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和摩擦有关，与物重无关，故A不符合题意；
B．使斜面变的更光滑，通过减少额外功来提高机械效率，故B符合题意；
C．保持斜面粗糙程度不变，可以采用增加斜面的倾斜程度来提高斜面的机械效率，故C符合题意。
故选BC。
21．【答案】32.5；小于
【知识点】功的计算公式的应用；杠杆的平衡条件；杠杆的动态平衡分析；杠杆中最小力问题
【解析】【分析】（1）根据杠杆平衡条件计算最省力，再由功等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积计算功的大小。
（2）根据杠杆平衡条件：进行分析判断，力臂指的是支点到力的作用线的距离。【解答】(1)在阻力与阻力臂一定的情况下，动力臂越大，动力越小，由图示可知，AD是最大动力臂，过A与AD的垂直的力最小，如图所示
由几何知识可得
在推翻油桶过程中，小明至少需要对油桶做功
(2)由图甲与图乙所示可知，两种情况下，最小推力的动力臂相等，两种情况下阻力相等，图甲的阻力臂小于图乙的阻力臂，由杠杆平衡条件可知，图甲中的推力小于图乙中的推力，即F1小于F2。
22．【答案】BADCEF；左；
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】 （1）根据天平的使用方法：经过准备、调平、测量、记录、整理分析解答；
（2）简易天平的重垂线总是偏向托盘较重的一侧；
（3）图中支点为O点，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可以计算出待测物体的质量。
【解答】(1) 根据题意可知，小明测量物体质量的的步骤如下：
B． 将天平放在水平台面上；
A． 将悬挂钩码的细线移到右侧横梁的零刻线Q处(相当于游码归零)；
D． 调整横梁右侧的平衡螺母使横梁上悬挂的重垂线对准底座上的标记(相当于移动平衡螺母使指针指到分度盘的中央位置)；
C． 将待测物体放在天平左侧的置物盘中(相当于左盘放物体)；
E． 移动悬挂钩码的细线使横梁上悬挂的重垂线对准底座上的标记(相当于增减砝码或移动游码使天平重新平衡)；
F． 由细线在横梁上的位置对应的刻度值直接得出物体的质量。
故最合理的顺序为BADCEF。
(2)将天平调节平衡后，把待测物体放在天平左侧的置物盘中时，由于左盘现在较重，所以横梁上悬挂的重垂线将对准底座上标记的左侧。
(3)当置物盘中没有放物体时，钩码位于Q处，
根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2得到：m盘g OP=mg OQ ①
某次测量最终达到平衡时钩码位于右侧横梁上的N处，
根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2得到：(m盘g+Mg) OP=mg ON ②
综合以上两式得：Mg OP=mg (ON OQ)；
已知OP=a，OQ=b，ON=c，钩码质量为m，
故物体的质量。
23．【答案】（1）4.2；大
（2）不变
【知识点】杠杆的平衡条件；机械效率的计算
【解析】【分析】（1）①根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2列式计算；
②杠杆的重力会导致阻力变大，据此根据平衡条件分析。
（2）分别比较有用功和额外功的大小变化，根据公式分析杠杆机械效率的变化。
【解答】（1）①根据题意可知，忽略杠杆自重，
根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2可得：，
9.8N×3=F×7；
解得：。
②在实际测量中，杠杆自身的重力会导致阻力偏大，根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知，测量的力F会偏大。
（2）只将弹簧测力计的悬挂点由A移至B，O、C位置不变，该过程中克服钩码重力做的有用功不变，克服杠杆的自重产生的额外功不变，根据效率公式可知，则杠杆的机械效率不变。
（1）[1]忽略杠杆自重，根据杠杆平衡条件可得：，代入数据解得：。
[2]实际测量中有杠杆自身重力的影响，阻力偏大，根据杠杆平衡条件可知，测量的力F会偏大。
（2）只将弹簧测力计的悬挂点由A移至B，O、C位置不变，该过程中有用功不变，额外功不变，总功等于有用功和额外功的总和，总功不变，根据效率公式可知，机械效率不变。
24．【答案】（1）平衡；左
（2）B
（3）右端下沉
【知识点】探究杠杆的平衡条件实验
【解析】【分析】（1）①杠杆的平衡包括：静止状态或匀速转动状态；
②下沉的一段重，上翘的一段轻，减小较大的一端，增大较小的一端，可以让杠杆恢复平衡。
（2）力臂是从杠杆的支点到作用线的垂线，不一定等于悬挂点到支点的距离，据此分析解答；
（3）根据描述分析力和力臂的变化，并比较力和力臂的乘积大小即可。
【解答】（1）①如图甲所示，此时杠杆处于静止状态，则此时杠杆处于平衡状态；
②铅笔静止后左端下沉，说明左端重右端轻，那么需要减小左边重力增大右边重力，即应将细线向左移动。
（2）当拉力的方向与杠杆不垂直时，此时动力臂不再等于悬挂点到支点之间的距离，此时力和距离的乘积不再相等，也就是实验过程中要改变动力或阻力的方向，
故选B。
（3）由丁图知道，把折断的铅笔芯放到左端细线下方固定，
对于杠杆来说，杠杆两侧的重力不变，但是杠杆左侧的力臂变短，
那么力和力臂的乘积：；
那么杠杆不能在水平位置平衡，杠杆右端下沉。
（1）[1]由图知道，铅笔静止或匀速转动，铅笔静止后如图甲所示，此时杠杆处于平衡状态；
[2]铅笔静止后左端下沉，若想调节铅笔水平平衡，应将支点向左移动，即细线向左移动。
（2）“动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离”，是在杠杆在水平位置平衡且动力和阻力的方向都是竖直向下的条件下得出的，也就是实验过程中没有改变动力或阻力的方向，故B正确。
（3）由丁图知道，把折断的铅笔芯放到左端细线下方固定，对于杠杆来说，杠杆两侧的重力不变，但是杠杆左侧的力臂变短，根据杠杆的平衡条件知道
杠杆不能在水平位置平衡，杠杆右端下沉。
25．【答案】（1）力臂
（2）远离
（3）A；B
（4）5000
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】（1）杠杆的相关概念：在杠杆中，从支点到力的作用线的距离叫力臂。“标”“本” 是从支点到力的作用线的距离，所以指的是力臂 。
（2）杠杆平衡条件：杠杆平衡条件为F1l1=F2l2。当 “重” 增大时，“重” 与 “本” 的乘积增大，为使杠杆平衡，“权” 与 “标” 的乘积也要增大，“权” 不变时，需增大 “标”，即把 “权” 远离O点。
（3）增大杠杆量程的方法：根据杠杆平衡条件，在 “重”（测量的物体重力）和 “本” 一定时，增加 “权” 的质量，可增大 “标” 的最大值，从而增大杠杆量程；增长 “标” 的长度，在 “权” 和 “本” 不变时，能使杠杆平衡时对应的 “重” 更大，增大杠杆量程；增长 “本” 的长度，在 “权” 和 “标” 不变时，会使杠杆能测量的 “重” 减小，减小杠杆量程 。
（4）杠杆平衡条件的应用：根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2，在秤砣质量和秤砣最大力臂不变时，通过秤纽位置变化引起力臂变化，计算最大可测物体质量 。
【解答】（1）图甲中“标”“本”表示支点到力的作用线的垂直距离，指的是杠杆中的力臂。
（2）用图甲杆秤进行某次测量时，增大了“重”，根据杠杆平衡公式G重L本=G权L标，则左边力和力臂的乘积变大，为了使杠杆平衡，应该增大右边的力臂，所以应该把“权”远离支点。
（3）A、若换一个质量较大的“权”（秤砣），即动力变大，“本”（阻力臂）不变，“标”（动力臂）不变，由杠杆平衡条件可知，“重”（阻力）变大，则称量的最大质量变大，量程变大，故A符合题意；
BC、在“权”不变时，将“本”变小，则“标”增大，“权”和“标”的乘积增大，由杠杆平衡可知“重”增大，即杆秤测量范围增大，故B符合题意，C不符合题意。
故选AB。
（4）当提着C处秤纽、秤砣挂在E点、A点秤钩挂着物体时，该杆秤称量的质量最大
根据杠杆平衡公式G物 AC=G秤砣 CE可得
解得
当提着B处秤纽、秤砣挂在E点、A点秤钩挂着物体时，该杆秤称量的质量最大，根据杠杆平衡公式G物 AB=G秤砣 BE可得
解得
（1）图甲中“标”“本”表示支点到力的作用线的垂直距离，指的是杠杆中的力臂。
（2）用图甲杆秤进行某次测量时，增大了“重”，根据杠杆平衡公式G重L本=G权L标，则左边力和力臂的乘积变大，为了使杠杆平衡，应该增大右边的力臂，所以应该把“权”远离支点。
（3）A．若换一个质量较大的“权”（秤砣），即动力变大，“本”（阻力臂）不变，“标”（动力臂）不变，由杠杆平衡条件可知，“重”（阻力）变大，则称量的最大质量变大，量程变大，故A符合题意；
BC．在“权”不变时，将“本”变小，则“标”增大，“权”和“标”的乘积增大，由杠杆平衡可知“重”增大，即杆秤测量范围增大，故B符合题意，C不符合题意。
故选AB。
（4）当提着C处秤纽、秤砣挂在E点、A点秤钩挂着物体时，该杆秤称量的质量最大
根据杠杆平衡公式G物 AC=G秤砣 CE可得
解得
当提着B处秤纽、秤砣挂在E点、A点秤钩挂着物体时，该杆秤称量的质量最大，根据杠杆平衡公式G物 AB=G秤砣 BE可得
解得
26．【答案】（1）由图可知，支点为B点，由杠杆平衡条件可知，代入数据可得，解得F=32N。
（2）锅盖越大，动力的力臂越大，锅盖越重，动力越大，动力与动力臂的乘积越大，拉力的力臂一定，由杠杆平衡条件可知，需要的拉力就越大，所以这种架子越容易掉下来。
（3）增大AB间的距离、减小架子的开口等
【知识点】杠杆及其五要素；杠杆的平衡条件；杠杆的动态平衡分析
【解析】【分析】（1）根据杠杆平衡条件进行分析，杠杆绕支点转动，据此判断支点。
（2）根据杠杆平衡条件进行分析，动力或动力臂变大，动力臂一定时，阻力将变大。
（3）承重能力更好，可以通过减小动力臂或增大阻力臂来实现。
【解答】（2）锅盖越大，动力的力臂越大，锅盖越重，动力越大，动力与动力臂的乘积越大，拉力的力臂一定，由杠杆平衡条件可知，需要的拉力就越大，所以这种架子越容易掉下来。
（3）由杠杆平衡条件可知，可增大AB间的距离，从而增大阻力臂，或减小架子的开口，减小动力臂使锅盖架的承重能力变得更好。
27．【答案】（1）化学
（2）解：根据题意可知，参加反应的稀硫酸的溶质质量为：98g×10%=9.8g；
设参加反应的锌的质量为x，
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑；
64 98
x 9.8g
；
解得：x=6.4g；
则铜的质量分数为：；
根据表格可知，黄铜等级为低黄铜。
（3）解：根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：0.01kg×10N/kg×0.5cm=F×1cm；
解得：F=0.05N。
【知识点】化学变化与物理变化的判别；杠杆的平衡条件；根据化学反应方程式的计算
【解析】【分析】 （1）物质不需要发生化学变化就能表现出来的性质叫物理性质；需要化学变化才能表现出来的性质叫化学性质；
（2）写出锌和稀硫酸反应的方程式，根据稀硫酸的溶质质量计算出参加反应的锌的质量，再用黄铜的质量减去锌的质量得到铜的质量，最后计算铜的质量分数即可；
（3）根据杠杆的平衡条件列式F1L1=F2L2计算即可。
【解答】（1）黄铜的耐腐蚀性，只有通过化学变化才能表现出来，因此为化学性质。
28．【答案】（1）机械
（2）选择C弹簧，因为弹起标志牌的最小弹力为25N
【知识点】动能和势能的转化与守恒；杠杆的平衡条件
【解析】【分析】（1）根据能量转化的知识解答；
（2）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2计算弹簧需要产生的弹力，然后与表格数据对照即可。
【解答】（1）根据题意可知， 弹簧将标志牌弹起瞬间， 弹簧释放弹性势能，而运动起来获得机械能，所以是将弹簧的弹性势能转化为标志牌的重力势能。
（2）根据图片可知，O点为支点，弹簧对标志杆的弹力为动力，标志牌的重力为阻力，则阻力臂大小等于OB，动力臂大小等于OA，
根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2可得：，
F×0.4m=10N×1m；
解得：，
则弹簧的弹力应大于25N，故选弹簧C。
（1）装置中的弹簧将标志牌弹起至竖直位置，弹簧的弹性形变程度变小，弹性势能变小；标志牌的质量不变，高度变大，重力势能变大，所以是将弹簧的弹性势能转化为标志牌的重力势能。
（2）由图可知，O点为支点，弹簧对标志杆的弹力为动力，标志牌的重力为阻力，则阻力臂大小等于OB，动力臂大小等于OA，根据杠杆平衡条件可得，则最小的弹力，则弹簧的弹力应大于25N，所以应选择弹力为30N的弹簧C。
29．【答案】（1）1；A轮
（2）2880N
（3）高碳钢
【知识点】杠杆的平衡条件；滑轮组及其工作特点；根据化学反应方程式的计算
【解析】【分析】（1）①根据图片分析该工具的结构和使用过程，从而确定绳子固定的位置；
②跟随物体一起移动的为动滑轮，固定不动的滑轮为定滑轮。
（2）根据图片确定杠杆的要素，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2列式计算；
（3）根据铁和稀硫酸反应的方程式，利用氢气的质量计算参加反应的铁的质量，用样品质量减去铁的质量得到碳的质量，最后与样品质量作比即可。
【解答】（1）①根据图片可知，若使工具正常使用，一只手固定柄，另一只手拉绳子自由端，则绳子的另一端固定在1处，从而拉动A轮工作。
②根据使用过程可知，A轮会随着拉动物体的时候移动，所以动滑轮是A轮。
（2）根据图片可知，O为支点，F2为阻力，OC为阻力臂，OD为动力臂，
根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2可得：F2×OC＝F1×OD；
F2×2cm＝720N×8cm；
解得：F2＝2880N；
答： 树枝对刀口的力F2为2880N。
（3）设铁Fe的质量为x，
；
解得：x＝0.98g；
那么剪刀中碳的质量为：1.00g-0.98g=0.02g，
则剪刀中碳的质量分数为，
故属于高碳钢。
（1）[1][2]若使工具正常使用，一只手固定柄，另一只手拉绳子自由端，则绳子的另一端固定在1处，从而拉动A轮工作。A轮会随着拉动物体的时候移动，所以动滑轮是A轮。
（2）由图可知，O为支点，F2为阻力，OC为阻力臂，OD为动力臂，根据杠杆平衡条件可得
F2×OC＝F1×OD
得
F2×2cm＝720N×8cm
解得
F2＝2880N
（3）设铁Fe的质量为x
解的
x＝0.98g
碳的质量为：1.00g-0.98g=0.02g，碳的质量分数为，故属于高碳钢。
30．【答案】（1）减小摩擦
（2）18N
（3）14.4W
【知识点】功的计算公式的应用；功率计算公式的应用；滑轮组及其工作特点
【解析】【分析】（1）减小摩擦的方法：减小压力、减小接触面的粗糙程度，改变接触面和变滑动为滚动；
（2）根据题意计算衣物和衣架等的总重力，确定承担重力的绳子段数，根据计算拉力的大小；
（3）根据s=nh计算拉力移动的距离，根据W=Fs计算拉力做的功，根据计算拉力的功率。
【解答】（1）根据题意可知，菜籽油可以在钢丝绳表面形成一层油膜，将钢丝绳与其他部件之间的直接接触变为油膜之间的接触，从而减小摩擦。
（2）根据题意可知，每个滑轮重1N，升降衣架中动滑轮重G动＝2N，所挂衣服重G＝60N，横梁和衣架总重量G'＝10N，
那么衣物和装置的总重力为：；
承担重物绳子的段数n＝4，则拉力的大小。
（3）拉力移动的距离s=nh=4×1m=4m；
拉力做的功；
拉力的功率。
（1）在滑轮组中，钢丝绳与滑轮等部件之间会产生摩擦，这不仅会使操作变得费力，还可能加速钢丝绳的磨损。而菜籽油可以在钢丝绳表面形成一层油膜，将钢丝绳与其他部件之间的直接接触变为油膜之间的接触，从而减小摩擦系数，防止生锈、减小摩擦。
（2）由题知道，每个滑轮重1N，升降衣架中动滑轮重G动＝2N，所挂衣服重G＝60N，横梁和衣架总重量G'＝10N，由图知道，承担重物绳子的段数n＝4，不计绳重和摩擦，拉力的大小
（3）由s＝nh和W＝Fs可得，拉力做的功
拉力的功率
31．【答案】（1）先从太阳能转化为电能，再由电能转化为机械能
（2）0.12N
（3）见解析
【知识点】能量的转化与守恒定律；杠杆的平衡条件；杠杆的动态平衡分析
【解析】【分析】（1）在太阳下才能摆动，说明机械能能最终来自于太阳能。
（2）根据杠杆平衡条件进行计算，B的力臂为OD。
（3）杠杆不能静止是，说明不满足杠杆平衡条件，叶瓣重力与力臂的乘积小于磁铁重力与力臂的乘积，导致摆叶AOB会自动逆时针摆回来。
【解答】（1）太阳能摆叶花在太阳光照射下能摆动起来，是先从太阳能转化为电能，再由电能转化为机械能。
（2）根据杠杆平衡的条件可得，，解得磁铁受到的重力是：。
（3）线圈E推动磁铁向左上方运动，使摆叶AOB顺时针小幅摆动后，立即断电，此时叶瓣重力与力臂的乘积小于磁铁重力与力臂的乘积，因此摆叶AOB会自动逆时针摆回来。
（1）太阳能摆叶花在太阳光照射下能摆动起来，是先从太阳能转化为电能，再由电能转化为机械能。
（2）根据杠杆平衡的条件可得，，解得磁铁受到的重力是：。
（3）线圈E推动磁铁向左上方运动，使摆叶AOB顺时针小幅摆动后，立即断电，此时叶瓣重力与力臂的乘积小于磁铁重力与力臂的乘积，因此摆叶AOB会自动逆时针摆回来。
32．【答案】（1）6N
（2）0.6W
（3）变大
【知识点】功的计算公式的应用；功率计算公式的应用；动滑轮及其工作特点；机械效率的计算
【解析】【分析】（1）滑轮题目中同一绳子上的大小相同，可知b与a的示数相同，也为6N。
（2）由图可知，动滑轮上的绳子有两股，可知有效绳子股数为两股，则绳子自由端移动的距离是物体的2倍。
（3）物体重力变大，但移动距离不变，有用功增大，克服动滑轮重力所做的功即额外功不变，由机械效率的定义可知机械效率将变大。
【解答】（1）根据图片可知，弹簧测力计a和b都连接在同一根绳子上，则当绳子静止时，两个测力计的示数应是相等的，即b的读数为6N。
（2）由图可知n=2，拉力移动的距离为：，则拉力做的功为：，则拉力的功率为：。
（3）若把20N的物体匀速提升10cm，相对于把10N的物体匀速提升10cm，所做有用功会变大，在不计绳重和摩擦，额外功是提升动滑轮造成的，即额外功不变，根据可知，滑轮组的机械效率会变大。
（1）根据图片可知，弹簧测力计a和b都连接在同一根绳子上，则当绳子静止时，两个测力计的示数应是相等的，即b的读数为6N。
（2）由图可知n=2，拉力移动的距离为：，则拉力做的功为：，则拉力的功率为：。
（3）若把20N的物体匀速提升10cm，相对于把10N的物体匀速提升10cm，所做有用功会变大，在不计绳重和摩擦，额外功是提升动滑轮造成的，即额外功不变，根据可知，滑轮组的机械效率会变大。
33．【答案】（1）据图可知左侧滑轮为动滑轮，设物体E的重力为GE，动滑轮的重力为，根据动滑轮的特点可得，杠杆A点的拉力为，容器中没有装水，杠杆恰好平衡，此时物体H不受浮力，则当以C点为支点，根据杠杆平衡的条件可得，
即--------①
当水淹没物体H， 杠杆始终平衡，此时物体H受到浮力的作用，杠杆右侧的力变小，则此时以B点为支点时，根据杠杆平衡的条件可得，
即---------②
联立①②解得，，已知物体H的体积VH=2dm3，则物体H的密度为
（2）根据上述分析可知，物体E的重力为10N，则物体E 的质量为
（3）装满水后略增加E 的质量平衡即被打破，设圆盘砝码施加的压力为F，此时以C点为支点，根据杠杆平衡的条件可得，
即，
解得F=20N，则装满水后至多在圆盘上放置砝码的个数为
【知识点】阿基米德原理；杠杆的平衡条件
【解析】【分析】（1）先计算出杠杆A点的拉力，再根据杠杆平衡的条件及浮力的计算公式综合列式得出物体H的密度；
（2）再根据物体E的重力，计算出物体E的质量；
（3）装满水后略增加E 的质量平衡即被打破，设圆盘砝码施加的压力为F，此时以C点为支点，根据杠杆平衡的条件得出F的大小，进一步计算出放置砝码的个数。【解答】（1）据图可知左侧滑轮为动滑轮，设物体E的重力为GE，动滑轮的重力为，根据动滑轮的特点可得，杠杆A点的拉力为，
容器中没有装水，杠杆恰好平衡，此时物体H不受浮力，则当以C点为支点，根据杠杆平衡的条件可得，
即--------①
当水淹没物体H， 杠杆始终平衡，此时物体H受到浮力的作用，杠杆右侧的力变小，则此时以B点为支点时，根据杠杆平衡的条件可得，
即---------②
联立①②解得，，已知物体H的体积VH=2dm3，则物体H的密度为；
（2）根据上述分析可知，物体E的重力为10N，则物体E 的质量为；
（3）装满水后略增加E 的质量平衡即被打破，设圆盘砝码施加的压力为F，此时以C点为支点，根据杠杆平衡的条件可得，
即，
解得F=20N，则装满水后至多在圆盘上放置砝码的个数为。
（1）据图可知左侧滑轮为动滑轮，设物体E的重力为GE，动滑轮的重力为，根据动滑轮的特点可得，杠杆A点的拉力为
容器中没有装水，杠杆恰好平衡，此时物体H不受浮力，则当以C点为支点，根据杠杆平衡的条件可得
即--------①
当水淹没物体H， 杠杆始终平衡，此时物体H受到浮力的作用，杠杆右侧的力变小，则此时以B点为支点时，根据杠杆平衡的条件可得
即---------②
联立①②解得，，已知物体H的体积VH=2dm3，则物体H的密度为
（2）根据上述分析可知，物体E的重力为10N，则物体E 的质量为
（3）装满水后略增加E 的质量平衡即被打破，设圆盘砝码施加的压力为F，此时以C点为支点，根据杠杆平衡的条件可得
即
解得F=20N，则装满水后至多在圆盘上放置砝码的个数为
34．【答案】（1）
（2）
【知识点】杠杆中最小力问题；滑轮组的设计与组装
【解析】【分析】 （1）首先要搞清滑轮的省力特点：滑轮组由几段绳子承担物重，提起绳子的力就是物重的几分之一。
（2）根据杠杆平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂，动力F1要最小，F1的力臂应最大，因为力F1的作用点一定在杠杆上，从而确定出最大的力臂。
【解答】 （1）根据可知，此滑轮组由三段绳子承担物重，所以滑轮组要从动滑轮绕起。如图所示：
（2）杠杆平衡时，动力F1要最小，F1的力臂应最大，即CO为动力臂，力F1作用点在C点，竖直向上拉，如图所示：
35．【答案】
【知识点】杠杆及其五要素；力臂的画法
【解析】【分析】杠杆绕着转动的固定点O称为支点，力臂是支点到力的作用线的距离，据此作图。
【解答】支点到力的作用线的距离称为力臂，反向延长力的作用线，过支点做垂线，即为力臂；
过力臂作力臂的垂线，即为力的方向，如图所示
。
1 / 1初中科学浙教版 九年级上册 第三章 第4节 简单机械 同步练习
一、选择题
1．（2025九上·慈溪期末）下列不属于斜面的是 （ ）
A．滑滑梯 B．盘山公路 C．螺丝钉 D．跷跷板
【答案】D
【知识点】斜面及其工作特点
【解析】【分析】斜面倾角越小，斜面越长，越省力，但费距离。
【解答】斜面是一种倾斜的平板，能够将物体以相对较小的力从低处提升至高处，但提升这物体的路径长度也会增加，滑滑梯、盘山公路、螺丝钉都属于斜面，跷跷板属于杠杆。
故答案为：D。
2．如图所示为用自行车手闸刹车的情境，图中关于该手闸使用时，杠杆的示意图正确的是( )
A． B．
C． D．
【答案】A
【知识点】杠杆及其五要素；杠杆的应用
【解析】【分析】力臂：是从支点到力的作用线的距离；作用在杠杆上的两个力使杠杆转动的方向相反。
【解答】BD、由图知，阻力臂没有垂直于阻力作用线，故BD错误；
AC、由图知，动力垂直于动力作用线，阻力也垂直于阻力作用线，C图中动力和阻力都使杠杆逆时针转动，A图中动力和阻力使杠杆转动的方向相反，故C错误，A正确。
故答案为：A。
3．（2025九上·上虞期末）平板支撑是一种类似于俯卧撑的肌肉训练方法，可以有效塑造腰部、腹部和臀部的线条，如右图所示。能正确表示人在平板支撑时的杠杆示意图是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】A
【知识点】杠杆及其五要素
【解析】【分析】根据题目描述的过程确定杠杆的五要素即可。
【解答】根据图片可知，人在做平板支撑时，脚尖O是支点，双手地面对双手的支持力向上为动力。人体的重力方向竖直向下，为阻力，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
4．（2025九上·慈溪期末）如图甲所示，重为120N的物块在拉力F作用下沿水平面做匀速直线运动，其路程随时间变化的图像如图乙所示。已知该物块在水平方向上受到的阻力为物重的0.1倍，滑轮组机械效率为80%，滑轮组和绳子的自重不计。下列分析正确的是( )
A．10s内，绳子自由端沿水平方向移动了4m
B．左侧墙壁受到滑轮组的拉力大小为16N
C．在10s内，作用在绳子自由端的拉力 F为5N
D．在10s内， 拉力 F做功的功率为1.2W
【答案】C
【知识点】功的计算公式的应用；功率计算公式的应用；滑轮组及其工作特点；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】滑轮组有几股绳子受力，绳子自由端移动的距离为滑轮移动距离的有效绳子股数倍。
【解答】A、物体在10s内移动的距离为1m，由图可知，滑轮组的有效绳子股数为3股，可知绳子自由端沿水平方向移动的距离为3m，故A错误；
BC、物体做匀速直线运动，受力平衡，压力等于摩擦力，则拉力为，机械效率为80%，则绳子自由端的拉力为5N，对左侧墙壁进行受力分析，左侧受到墙壁给的拉力，右侧受到滑轮组给的拉力，有四股绳子，可知总拉力为绳子自由端拉力的4倍，即总拉力为，故B错误，C正确；
D、10s内拉力F的功率为，故D错误。
故答案为：C。
5．（2024九上·新昌期中）如图所示的生活用品中，正常使用时属于费力杠杆的是（ ）
A．天平 B．核桃夹
C．瓶盖起子 D．食品夹
【答案】D
【知识点】杠杆的分类
【解析】【分析】结合生活经验，先判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆。
【解答】A、天平在使用过程中，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆，故A不合题意；
B、食品夹在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故B符合题意；
C、瓶盖起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C不合题意；
D、核桃夹在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D不合题意。
故答案为：B。
6．（2025九上·江北期末）高速铁路的输电线无论冬夏都需要绷直，以保障列车电极与输电线的良好接触。如图为输电线的牵引装置工作原理图。钢绳通过滑轮组悬挂30个相同的坠砣，每个坠砣配重为100N，若某段时间内坠砣串缓慢下降了20cm，不计滑轮和钢绳自重及摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．滑轮A为动滑轮，滑轮B为定滑轮
B．坠坨对钢绳的拉力做功1200J
C．输电线P端向左移动了40cm
D．输电线P端受到的拉力大小为6×103N
【答案】D
【知识点】功的计算公式的应用；动滑轮及其工作特点；滑轮组及其工作特点
【解析】【分析】 A.轴的位置固定不变的滑轮叫定滑轮；随物体一起运动的滑轮叫动滑轮；
B.求出30个坠砣的总重力，坠坨对钢绳的拉力等于坠砣的总重力，利用W=Fh计算坠砣对钢绳的拉力做的功；
C.由图知，使用的滑轮组承担P端拉力的绳子股数n=2，图中坠砣挂在钢绳的自由端，输电线P端向左移动的距离；D.不计滑轮和钢绳自重及摩擦，可得，可得输电线P端受到的拉力大小。
【解答】A．根据图片可知，滑轮A固定不动，为定滑轮；滑轮B随输电线一起移动，为动滑轮，故A错误；
B．根据题意可知，坠砣的总重力G总=30G=30×100N=3000N，
钢绳在坠砣拉力作用下移动的距离s=20cm=0.2m，
则坠砣对钢绳的拉力做的功W=Fs=3000N×0.2m=600J，
故B错误；
C．绕过动滑轮B的绳子数有2股，则坠砣串缓慢下降了20cm时输电线P端向左移动的距离，故C错误；
D．则输电线P端受到的拉力大小为，故D正确。
故选D。
7．（2025九上·江北期末）如图所示，是我国传统提水工具“桔槔”，用绳子系住一根直硬棒的O点作为支点，A端挂有重为40N的石块，B端挂有重为20N的空桶，OA长为1.2m，OB长为0.6m。用桔槔取水时，忽略摩擦，下列说法中不正确的是（ ）
A．增大石块的质量，可提起更多的水
B．将B点向O点移，可提起更多的水
C．向下拉绳放下空桶时，桔槔为费力杠杆
D．若桶内水的重力为80N，人不需要用力，桶就能上升到水井上方
【答案】D
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】A.根据杠杆平衡条件分析增大石块的质量，水的质量变化；
B.根据力臂大小变化分析；
C.向下拉绳放下空桶时，B端的力为动力，A端的力为阻力，动力臂小于阻力臂；
D.根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2计算杠杆平衡时B端的力。
【解答】A．根据题意可知，石块的质量越大，重力就越大，对杠杆的拉力就越大，根据杠杆平衡条件可知，提起水的质量更大，故A正确不符合题意；
B．将B点向O点移，此时水桶这边的力臂变短，则需要在B点施加更大的力，即能提起质量更大的水。故B正确不符合题意；
C．因为OB长度小OA长度，故向B点施加向下的拉力拉杠杆时，处于费力状态，故C正确不符合题意；
D．根据杠杆的平衡条件得到：。
解得：
而悬挂在A点的石块为40N，需要再对A点施加向下10N的力，才有可能拉起水桶。故D错误符合题意。
故选D。
8．（2025九上·杭州期中）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．铡刀实质上是一种费力杠杆
C．甘蔗放在a点比b点更易被切断
D．手沿F1方向用力比沿F2方向更省力
【答案】C
【知识点】杠杆及其五要素；杠杆的平衡条件
【解析】【分析】A.增大压强的方法：增大压力或减小受力面积；
B.比较动力臂和阻力臂的大小，从而确定杠杆分类；
CD.根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析判断。
【解答】A.刀刃很薄不能减小压力，而是通过减小接触面积来增大压强的，故A错误；
B.根据图片可知，在使用铡刀时，动力臂大于阻力臂，则它是一种省力杠杆，故B错误；
C.甘蔗对铡刀的力为阻力，则甘蔗放在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C正确；
D.手F1沿方向用力比沿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C。
9．（2025九上·杭州期中）如图所示，分别用定滑轮、动滑轮把重力相同的甲、乙两物体在相同时间内匀速提升相同高度（不计滑轮和绳的自重及摩擦），所用的拉力分别是F甲和F乙，拉力的功率分别是P甲和P乙。则（ ）
A．F甲＞F乙 B．F甲=F乙 C．P甲＞P乙 D．P甲＜P乙
【答案】A
【知识点】功率计算公式的应用；定滑轮及其工作特点；动滑轮及其工作特点
【解析】【分析】AB.根据定滑轮和动滑轮的特点分析比较；
CD.根据W有=Gh比较二者有用功的大小，根据W总=W有+W额比较二者总功的大小，最后根据比较拉力的功率大小。
【解答】AB．根据图片可知，甲为定滑轮，不省力不费力，即F甲=G。乙为动滑轮，可以省一半的力，即，则F甲>F乙，
故A正确，B错误；
CD．根据题意可知，将重力相同的甲、乙两物体匀速提升相同的高度，
根据W有=Gh可知，二者所做的有用功一样大；
不计机械自重和摩擦，那么不存在额外功，
则拉力做的功等于有用功，故拉力做的功一样大，即W甲=W乙；
因为做功时间相同，
根据可知，二者拉力的功率P甲=P乙，
故C、D错误。
故选A。
10．（2025九上·南湖期末）《天工开物》中记载了一种汲水灌溉装置——筒车（如图甲所示），河道流水驱动轮子转动，边缘绳系的竹简将水从河里不断输送到上方接水槽中，然后流向农田（如图乙所示）。下列说法正确的是（ ）
A．筒转动时轮子相当于动滑轮
B．筒车向上运水越多功率就越大
C．筒车轮子越重其机械效率就越大
D．简车送水时动能转化为重力势能
【答案】D
【知识点】动能和势能的转化与守恒；机械效率的计算
【解析】【分析】（1）轮子都是固定不动的；
（2）在物理学中，功与做功所用时间之比叫做功率，功率是表示物体做功快慢的物理量；
（3）有用功跟总功的比值叫做机械效率；
（4）注意分析影响各种形式能的因素是如何变化的，从而得出哪种能量增加了，哪种能量减少，因为总是减少的这种能量转化为增加的那种能量。
【解答】A、筒转动时轮子的轴都是固定不动的，因此可看做定滑轮，故A错误；
B、根据公式可知，相同时间内对水做的功越多，功率越大，但时间不能确定，因此无法判断功率大小，故B错误；
C、根据效率公式可知，可知，定滑轮的额外功不是客服自重做功，因此效率与筒车轮子的重力无关，故C错误；
D、水流冲击筒车，将水从河里输送到上方的田里，高度增加了， 因此水的重力势能变大，在此过程中流水的动能转化为筒车中水的重力势能，故D正确。
故答案为：D。
11．（2023九上·宁波竞赛）“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．
【答案】B
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】杠杆平衡条件：F1L1=F2L2。
【解答】将左边的支架看作杠杆的支点，物体的重力看作阻力F2，则阻力臂等于两个支架的距离L与物体移动距离s的差。右支架对主梁施加动力F1，动力臂等于两个支架之间的距离L。根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2知道G×（L-s）=F×L
解得。其中G、L都是常量，而s为变量，即F随s变化的图像应该为一次函数的图象，且沿左上至右下方向倾斜，故B正确， A、C、D错误。
故答案为：B。
12．（2025九上·长兴期末）如图所示，一根木棒AB在O点被悬挂起来，AO＝OC，在A、C两点分别挂有两个和三个相同的钩码，木棒处于水平平衡。如在木棒的A、C两点各增加一个同样的钩码，则木棒（ ）
A．绕O点顺时针方向转动 B．绕O点逆时针方向转动
C．仍保持平衡 D．平衡被破坏，转动方向不定
【答案】C
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】杠杆是否平衡，取决于支点两侧力和力臂的乘积大小，根据题意计算出二者大小，然后比较即可。
【解答】根据题意可知，当AO=OC时，如果两点悬挂钩码的质量相等，那么说明此时O为杠杆的支点。而此时两边的力不同，说明杠杆的重心不在O点，因为右边受到的力大于左边受到的力，所以杠杆的重心在O点的左侧。
设杠杆的重心在D，一个钩码重为G，如图：
因为杠杆原来平衡，所以：F左OA+G0×OD=F右OC；
2G×OA+G0×OD=3G×OC；
G0×OD=G×OC=G×OA；
再各加一个钩码后，左边力和力臂的乘积为：3G×OA+G0×OD=3G×OA+G×OA=4G×OA；
右边力和力臂的乘积为：4G×OC=4G×OA；
可见，增加钩码后两边力和力臂的乘积相等，所以杠杆仍平衡。
故选C。
13．（2025·浙江三模）我国古代《墨经》最早记述了秤的杠杆原理(如图所示)， “标”是指提纽到“权”的距离， “本”是指提纽到“重”的距离。此时杠杆处于平衡状态，下列有关它的说法错误的是（ ）
A．“标” “本”表示力臂， “权” “重”表示力
B．“权” “重”增加相同的质量，A端会下降
C．增大“重”时，应把“权”向B端适当移动
D．若将提纽O 向B端移动一些，杆秤测量范围变大
【答案】C
【知识点】杠杆及其五要素；杠杆的平衡条件；杠杆的动态平衡分析；杠杆的应用
【解析】【分析】根据杠杆平衡条件：进行判断。
【解答】A、由图可知，提纽为支点，标为阻力臂，本为动力臂，重为动力，权为阻力，故A正确，不符合题意；
B、根据杠杆平衡条件可知，权和重增加相同的质量，由于权的力臂更大，可知权与标的乘积将大于本和重的乘积，A端将下沉，故B正确，不符合题意；
C、增大重时，则重与本的乘积将变大，为了使杠杆保持平衡，在权不变时，应增大标，即将权向A端移动，故C错误，符合题意；
D、将提纽O向B端移动，本减小标可变范围变大，且重一定时，本与重的乘积减小，可知在权一定时，标将减小，杆秤的测量范围变大，故D正确，不符合题意。
故答案为：C。
14．（2024九上·镇海区期末）如图所示，用三种不同的方式分别拉同一物体A在水平地面上做匀速直线运动，所用拉力分别为F1、F2和F3（不计滑轮重和绳子与滑轮之间的摩擦），则它们的大小关系正确的是（ ）
A． B． C． D．
【答案】C
【知识点】定滑轮及其工作特点；动滑轮及其工作特点
【解析】【分析】定滑轮的特点：使用定滑轮不省力但能改变力的方向；
动滑轮的特点：动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，使用动滑轮能省一半力，但费距离。
【解答】 不计滑轮重和绳子与滑轮之间的摩擦：
假设物块与地面的摩擦力为f，
左滑轮为定滑轮，F1处于绳端，所以F1=f；
中滑轮为动滑轮，F2处于绳端，则F2=f；
右滑轮为动滑轮，滑轮、物体匀速运动，滑轮受到向左的力2f等于向右的拉力F3，即F3=2f；
故F2＜F1＜F3。
故选：C。
15．（2025七上·临平开学考）小科要将油桶搬运上汽车，要搭建一个怎样的斜面最省力 （ ）
A． B．
C． D．
【答案】A
【知识点】斜面及其工作特点
【解析】【分析】根据“斜面越长，角度越小，越省力”进行判断。
【解答】在斜面高度相同的情况下，斜面长度越长，所需推力越小，因此更省力。
故答案为：A。
16．（2023九上·余姚期末）关于机械效率，下列说法正确的是（ ）
A．机械效率越大，越省力
B．机械效率越大，做功越多
C．机械效率越大，功率越大
D．机械效率越大，额外功在总功中所占的比例越小
【答案】D
【知识点】机械效率
【解析】【分析】使用机械时，有用功与总功的比值叫机械效率，机械效率的大小与功的多少和功率的大小没有直接关系；物体在单位时间完成的功叫功率。
【解答】A、机械效率是指有用功与总功的比值，其大小与机械的省力情况没有关系，故A错误；
B、机械效率是指有用功与总功的比值，其大小与机械做功的多少没有关系，故B错误；
C、机械效率是指有用功与总功的比值，功率表示了机械做功的快慢，二者没有直接的关系，故C错误；
D、总功等于有用功与额外功的总和，从可知，额外功在总功中所占的比例越小，机械效率越高，故D正确。
所以选：D。
二、填空题
17．（2025九上·绍兴竞赛） 如图所示， 物体A重为200N， C D滑轮重均为30N。物体B重为120N，它恰好能拉着A 向右匀速运动。现用水平向左的拉力 F作用于物体A 上，使物体B在5s内匀速上升了0.8m，则：(不计绳重和摩擦)
（1） 图中D为 (填“定”或“动”) 滑轮， C在此次提升重物过程中的作用是 .
（2） 拉力F的灭小为 N， 拉力F的功率为 W。
【答案】（1）动滑轮；改变力的方向
（2）75；24
【知识点】二力平衡的条件及其应用；功率计算公式的应用；动滑轮及其工作特点；滑轮组及其工作特点；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】（1）动滑轮可以省力，不能改变力的方向，定滑轮不能省力，但可以改变力的方向。
（2）拉力等于物体和动滑轮总重力的有效绳子股数分之一，绳子自由端移动的距离和速度是物体的有效绳子股数倍。
【解答】（1）由图可知，D滑轮的位置随物体一起运动，可知属于动滑轮。
C的位置未发生改变，可知是定滑轮，定滑轮的作用是改变力的方向。
（2）B的重力为120N，D的重力30N，有两股绳子受力，拉力为。
B运动的速度为
拉力的功率为。
18．（2025九上·衢州期末）明代宋应星在《天工开物》中记载的农业生产汲水装置——辘轳，沿用至今。图甲是一种辘轳，由具有共同转动轴的大轮和小轮组成。提水时，用力使大轮转动，小轮随之转动并缠绕井绳，提起水桶。
（1）设大轮与小轮的半径比为3∶1，水桶受到的总重力为 90N。若要使辘轳静止在图乙所示位置，作用在C点最小的力应为 N；（不计井绳的粗细和自重）
（2）图丙所示水龙头开关的设计也应用了同样的原理，开关应选用 （选填“①”或“②”）更省力。
【答案】30；①
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】（1）根据乙图确定杠杆的要素，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2列式计算即可；
（2）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析判断。
【解答】（1）根据乙图可知，则轴心看作支点，大轮的半径为动力臂，小轮的半径为阻力臂，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：FR=Gr；
解得：。
（2）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，轮①半径更大，即动力臂更大，那么更省力，则开关应该选用①。
19．（2025九上·上虞期末）我国古代科学著作《天工开物》记载了一种捣谷用的舂（如图甲所示），“横木穿插硾头， 硾嘴为铁，足踏其末而舂之”，其示意图如图乙所示。
（1）若硾头质量为10千克，脚踏在右侧，在图乙位置保持平衡，L1=40厘米，L2=1.2米，不计横木的重力和摩擦，则脚向下施加的力F1= 。
（2）如果想省力些，可将脚踩点适当 （选填“远离”或“靠近”）O 点。
【答案】（1）300N
（2）远离
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】（1）根据杠杆的平衡条件列式计算即可；
（2）根据动力和动力臂的数量关系分析解答。
【解答】（1）根据题意可知，锤头的重力为G=mg=10kg×10N/kg=100N；
那么锤头施加的阻力为F2=G=100N
根据杠杆的平衡条件得到：，
脚向下施加的力。
（2）根据杠杆的平衡条件可知，在阻力臂、阻力不变的情况下，增大动力的力臂，可以减小动力，即更省力，所以脚踩点适当远离O点。
（1）硾头质量为10千克，则锤头的重力为G=mg=10kg×10N/kg=100N
锤头施加的阻力为F2=G=100N
根据杠杆的平衡条件可知，脚向下施加的力
（2）如果想省力些，在阻力臂、阻力不变的情况下，根据杠杆的平衡条件可知，需要增大动力的力臂，所以脚踩点适当远离O点。
20．（2025九上·杭州期末）斜面是一种简单机械，使用斜面可以省力，但要费距离。
（1）如图，工人利用斜面把货物搬到车厢。已知斜面高米，长米，质量为80千克的物体，在沿斜面向上的400N的拉力F作用下从底部匀速运动到顶部，此过程斜面的机械效率为 。
（2）如果要提升斜面的机械效率，下列方法可行的有__________。
A．增加被拉升重物的质量
B．使斜面变的更光滑
C．增加斜面的倾斜角度
【答案】（1）80%
（2）B；C
【知识点】增大或减小摩擦的方法；机械效率的计算；斜面及其工作特点
【解析】【分析】（1）斜面上的有用功为W有=Gh，总功为W总=FL，，额外功为克服摩擦做功，。
（2）由机械效率计算公式可知，要提高机械效率，可通过减小额外功来实现，即减小摩擦力，斜面的倾斜角度变大，物体对斜面的压力减小，滑动摩擦力减小；粗糙程度减小，摩擦力减小。
【解答】（1）利用斜面匀速拉动物体的过程中，克服物体重力做的有用功
W有=Gh=mgh=80kg×10N/kg×2m=1600J
拉力做的总功W总=FL=400N×5m=2000J
斜面的机械效率
（2）A、斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和摩擦有关，与物重无关，故A不符合题意；
B、使斜面变的更光滑，通过减少额外功来提高机械效率，故B符合题意；
C、保持斜面粗糙程度不变，可以采用增加斜面的倾斜程度来提高斜面的机械效率，故C符合题意。
故答案为：BC。
（1）利用斜面匀速拉动物体的过程中，克服物体重力做的有用功W有=Gh=mgh=80kg×10N/kg×2m=1600J
拉力做的总功W总=FL=400N×5m=2000J
斜面的机械效率
（2）A．斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和摩擦有关，与物重无关，故A不符合题意；
B．使斜面变的更光滑，通过减少额外功来提高机械效率，故B符合题意；
C．保持斜面粗糙程度不变，可以采用增加斜面的倾斜程度来提高斜面的机械效率，故C符合题意。
故选BC。
21．（2025九上·鄞州月考）如图为油厂的油桶，空桶质量为65kg，油桶高为1.2m，底部直径为0.5m，据此回答。
（1）某次装卸中，小明需要将直立的空油桶（如图甲）沿D点推翻。在推翻油桶过程中，小明至少需要对油桶做功 焦，
（2）若小明将直立的空油桶（如图甲）沿D点推翻，所需的最小力；将翻倒的空油桶（如图乙）重新竖起所用的最小力为，那么， （选填“大于”、“等于”或“小于”）。
【答案】32.5；小于
【知识点】功的计算公式的应用；杠杆的平衡条件；杠杆的动态平衡分析；杠杆中最小力问题
【解析】【分析】（1）根据杠杆平衡条件计算最省力，再由功等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积计算功的大小。
（2）根据杠杆平衡条件：进行分析判断，力臂指的是支点到力的作用线的距离。【解答】(1)在阻力与阻力臂一定的情况下，动力臂越大，动力越小，由图示可知，AD是最大动力臂，过A与AD的垂直的力最小，如图所示
由几何知识可得
在推翻油桶过程中，小明至少需要对油桶做功
(2)由图甲与图乙所示可知，两种情况下，最小推力的动力臂相等，两种情况下阻力相等，图甲的阻力臂小于图乙的阻力臂，由杠杆平衡条件可知，图甲中的推力小于图乙中的推力，即F1小于F2。
三、实验与探究题
22．（2025九上·义乌期末）如图甲是小明根据“杠杆平衡条件”制作的只需要一个砝码的天平，横梁可绕轴O在竖直平面内转动，左侧为悬挂在固定位置P的置物盘，右侧所用砝码是实验室里常见的钩码，用细线挂在右侧带刻度线的横梁上。
（1）下面是小明测量物体质量的几个主要步骤，最合理的顺序是 (只填序号)
A． 将悬挂钩码的细线移到右侧横梁的零刻线Q处
B． 将天平放在水平台面上
C． 将待测物体放在天平左侧的置物盘中
D． 调整横梁右侧的平衡螺母使横梁上悬挂的重垂线对准底座上的标记
E． 移动悬挂钩码的细线使横梁上悬挂的重垂线对准底座上的标记
F． 由细线在横梁上的位置对应的刻度值直接得出物体的质量
（2）调节天平至水平位置平衡后，刚把待测物体放在天平左侧的置物盘中时，横梁上悬挂的重垂线将对准底座上标记的 侧(填“左”或“右”)；
（3）若某次测量最终达到平衡时钩码位于右侧横梁上的N处，如图乙所示，已知OP=a，OQ=b，ON=c，钩码质量为m，则待测物体的质量M= (用已知量来表示)
【答案】BADCEF；左；
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】 （1）根据天平的使用方法：经过准备、调平、测量、记录、整理分析解答；
（2）简易天平的重垂线总是偏向托盘较重的一侧；
（3）图中支点为O点，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可以计算出待测物体的质量。
【解答】(1) 根据题意可知，小明测量物体质量的的步骤如下：
B． 将天平放在水平台面上；
A． 将悬挂钩码的细线移到右侧横梁的零刻线Q处(相当于游码归零)；
D． 调整横梁右侧的平衡螺母使横梁上悬挂的重垂线对准底座上的标记(相当于移动平衡螺母使指针指到分度盘的中央位置)；
C． 将待测物体放在天平左侧的置物盘中(相当于左盘放物体)；
E． 移动悬挂钩码的细线使横梁上悬挂的重垂线对准底座上的标记(相当于增减砝码或移动游码使天平重新平衡)；
F． 由细线在横梁上的位置对应的刻度值直接得出物体的质量。
故最合理的顺序为BADCEF。
(2)将天平调节平衡后，把待测物体放在天平左侧的置物盘中时，由于左盘现在较重，所以横梁上悬挂的重垂线将对准底座上标记的左侧。
(3)当置物盘中没有放物体时，钩码位于Q处，
根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2得到：m盘g OP=mg OQ ①
某次测量最终达到平衡时钩码位于右侧横梁上的N处，
根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2得到：(m盘g+Mg) OP=mg ON ②
综合以上两式得：Mg OP=mg (ON OQ)；
已知OP=a，OQ=b，ON=c，钩码质量为m，
故物体的质量。
23．（2025九上·江北期末）如图所示的质量分布均匀的杠杆处于平衡状态，O为支点，已知钩码重为9.8N，小宁测出测力计拉力的力臂与钩码拉力的力臂之比为7：3。
（1）若忽略杠杆自重，弹簧测力计拉力大小为 N，实际测量值要比该值 ；（填“大”“小”或“一样”）
（2）小宁想继续探究杠杆的机械效率。若只将弹簧测力计的悬挂点由A移至B，O、C位置不变，仍将钩码缓慢提升相同的高度，则杠杆的机械效率将 。
【答案】（1）4.2；大
（2）不变
【知识点】杠杆的平衡条件；机械效率的计算
【解析】【分析】（1）①根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2列式计算；
②杠杆的重力会导致阻力变大，据此根据平衡条件分析。
（2）分别比较有用功和额外功的大小变化，根据公式分析杠杆机械效率的变化。
【解答】（1）①根据题意可知，忽略杠杆自重，
根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2可得：，
9.8N×3=F×7；
解得：。
②在实际测量中，杠杆自身的重力会导致阻力偏大，根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知，测量的力F会偏大。
（2）只将弹簧测力计的悬挂点由A移至B，O、C位置不变，该过程中克服钩码重力做的有用功不变，克服杠杆的自重产生的额外功不变，根据效率公式可知，则杠杆的机械效率不变。
（1）[1]忽略杠杆自重，根据杠杆平衡条件可得：，代入数据解得：。
[2]实际测量中有杠杆自身重力的影响，阻力偏大，根据杠杆平衡条件可知，测量的力F会偏大。
（2）只将弹簧测力计的悬挂点由A移至B，O、C位置不变，该过程中有用功不变，额外功不变，总功等于有用功和额外功的总和，总功不变，根据效率公式可知，机械效率不变。
24．（2025九上·海曙开学考）学习了杠杆知识后，小宁和小慈利用身边的物品来探究杠杆的平衡条件。他们所选择的器材有：铅笔、橡皮若干（每块橡皮质量为10g）、细线、刻度尺等。
（1）他们将细线大致系在铅笔的中部位置，铅笔静止后如图甲所示，此时杠杆处于 （选填“平衡”或“不平衡”）状态；若想调节铅笔使其在水平位置平衡，则应将细线向 （选填“左”或“右”）移动；
（2）调节水平平衡后，他们用细线绑定数量不等的橡皮挂在杠杆支点两侧，如图乙所示，所测数据记录在表中：
动力 阻力
0.2 0.02 0.1 0.04 0.004 0.004
记录并分析数据后，小宁得出结论：“动力×动力臂＝阻力×阻力臂”，小慈得出结论：“动力×支点到动力作用点的距离＝阻力×支点到阻力作用点的距离”，到底谁的结论正确呢？为了进一步完善实验，得出普遍规律，接下来的做法应该是________（填字母代号）
A．改变力的大小 B．改变力的方向 C．改变力的作用点
（3）在实验过程中，铅笔水平平衡后（如图乙），小宁不小心将前端细长的铅笔芯弄断了（如图丙），她立即将细笔握住，并将断笔芯放到左端细线处固定好（如图丁），则松手后的铅笔 （选填“左端下沉”或“右端下沉”）。
【答案】（1）平衡；左
（2）B
（3）右端下沉
【知识点】探究杠杆的平衡条件实验
【解析】【分析】（1）①杠杆的平衡包括：静止状态或匀速转动状态；
②下沉的一段重，上翘的一段轻，减小较大的一端，增大较小的一端，可以让杠杆恢复平衡。
（2）力臂是从杠杆的支点到作用线的垂线，不一定等于悬挂点到支点的距离，据此分析解答；
（3）根据描述分析力和力臂的变化，并比较力和力臂的乘积大小即可。
【解答】（1）①如图甲所示，此时杠杆处于静止状态，则此时杠杆处于平衡状态；
②铅笔静止后左端下沉，说明左端重右端轻，那么需要减小左边重力增大右边重力，即应将细线向左移动。
（2）当拉力的方向与杠杆不垂直时，此时动力臂不再等于悬挂点到支点之间的距离，此时力和距离的乘积不再相等，也就是实验过程中要改变动力或阻力的方向，
故选B。
（3）由丁图知道，把折断的铅笔芯放到左端细线下方固定，
对于杠杆来说，杠杆两侧的重力不变，但是杠杆左侧的力臂变短，
那么力和力臂的乘积：；
那么杠杆不能在水平位置平衡，杠杆右端下沉。
（1）[1]由图知道，铅笔静止或匀速转动，铅笔静止后如图甲所示，此时杠杆处于平衡状态；
[2]铅笔静止后左端下沉，若想调节铅笔水平平衡，应将支点向左移动，即细线向左移动。
（2）“动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离”，是在杠杆在水平位置平衡且动力和阻力的方向都是竖直向下的条件下得出的，也就是实验过程中没有改变动力或阻力的方向，故B正确。
（3）由丁图知道，把折断的铅笔芯放到左端细线下方固定，对于杠杆来说，杠杆两侧的重力不变，但是杠杆左侧的力臂变短，根据杠杆的平衡条件知道
杠杆不能在水平位置平衡，杠杆右端下沉。
25．（2025九上·黄岩期末）杆秤在古籍中被称为“权衡器”，《墨经》最早对权衡器的杠杆原理做了理论上的探讨。某同学进行“探究杠杆的平衡条件”实验后，制作了一把杆秤。
（1）图甲中“标”“本”指的是 。（选填“力臂”或“力”）
（2）用图甲杆秤进行某次测量时，增大了“重”，此时应把“权” O点（选填“远离”或“靠近”）。
（3）图甲杆秤量程偏小，为了增大杆秤量程，以下方法中可行的是 。（可多选）
A．增加“权”的质量 B．增长“标”的长度 C．增长“本”的长度
（4）乙图为另一把杆秤，已知秤纽在C点时杆秤最大可以测量的物体质量为1880g，那么秤纽移到 B点后该杆秤最大可测物体的质量为 g（杆秤自身重力不计，E点为秤砣可移动的最远端）。
【答案】（1）力臂
（2）远离
（3）A；B
（4）5000
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】（1）杠杆的相关概念：在杠杆中，从支点到力的作用线的距离叫力臂。“标”“本” 是从支点到力的作用线的距离，所以指的是力臂 。
（2）杠杆平衡条件：杠杆平衡条件为F1l1=F2l2。当 “重” 增大时，“重” 与 “本” 的乘积增大，为使杠杆平衡，“权” 与 “标” 的乘积也要增大，“权” 不变时，需增大 “标”，即把 “权” 远离O点。
（3）增大杠杆量程的方法：根据杠杆平衡条件，在 “重”（测量的物体重力）和 “本” 一定时，增加 “权” 的质量，可增大 “标” 的最大值，从而增大杠杆量程；增长 “标” 的长度，在 “权” 和 “本” 不变时，能使杠杆平衡时对应的 “重” 更大，增大杠杆量程；增长 “本” 的长度，在 “权” 和 “标” 不变时，会使杠杆能测量的 “重” 减小，减小杠杆量程 。
（4）杠杆平衡条件的应用：根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2，在秤砣质量和秤砣最大力臂不变时，通过秤纽位置变化引起力臂变化，计算最大可测物体质量 。
【解答】（1）图甲中“标”“本”表示支点到力的作用线的垂直距离，指的是杠杆中的力臂。
（2）用图甲杆秤进行某次测量时，增大了“重”，根据杠杆平衡公式G重L本=G权L标，则左边力和力臂的乘积变大，为了使杠杆平衡，应该增大右边的力臂，所以应该把“权”远离支点。
（3）A、若换一个质量较大的“权”（秤砣），即动力变大，“本”（阻力臂）不变，“标”（动力臂）不变，由杠杆平衡条件可知，“重”（阻力）变大，则称量的最大质量变大，量程变大，故A符合题意；
BC、在“权”不变时，将“本”变小，则“标”增大，“权”和“标”的乘积增大，由杠杆平衡可知“重”增大，即杆秤测量范围增大，故B符合题意，C不符合题意。
故选AB。
（4）当提着C处秤纽、秤砣挂在E点、A点秤钩挂着物体时，该杆秤称量的质量最大
根据杠杆平衡公式G物 AC=G秤砣 CE可得
解得
当提着B处秤纽、秤砣挂在E点、A点秤钩挂着物体时，该杆秤称量的质量最大，根据杠杆平衡公式G物 AB=G秤砣 BE可得
解得
（1）图甲中“标”“本”表示支点到力的作用线的垂直距离，指的是杠杆中的力臂。
（2）用图甲杆秤进行某次测量时，增大了“重”，根据杠杆平衡公式G重L本=G权L标，则左边力和力臂的乘积变大，为了使杠杆平衡，应该增大右边的力臂，所以应该把“权”远离支点。
（3）A．若换一个质量较大的“权”（秤砣），即动力变大，“本”（阻力臂）不变，“标”（动力臂）不变，由杠杆平衡条件可知，“重”（阻力）变大，则称量的最大质量变大，量程变大，故A符合题意；
BC．在“权”不变时，将“本”变小，则“标”增大，“权”和“标”的乘积增大，由杠杆平衡可知“重”增大，即杆秤测量范围增大，故B符合题意，C不符合题意。
故选AB。
（4）当提着C处秤纽、秤砣挂在E点、A点秤钩挂着物体时，该杆秤称量的质量最大
根据杠杆平衡公式G物 AC=G秤砣 CE可得
解得
当提着B处秤纽、秤砣挂在E点、A点秤钩挂着物体时，该杆秤称量的质量最大，根据杠杆平衡公式G物 AB=G秤砣 BE可得
解得
四、综合题
26．厨房里的锅盖架方便使用，如图甲所示。架子质量较小，可以忽略不计，通过螺丝固定在墙上，就可放置质量更大的锅盖。
（1）若放置一个质量为2.4kg的铁质锅盖，如图乙所示。通过计算判断，螺丝固定处所受的总水平拉力为多少 (g 取 10 N/kg)
（2）结合杠杆知识，试说明为什么锅盖越大越重，这种架子越容易掉下来
（3）如何改进锅盖架，能够让它承重性能变得更好
【答案】（1）由图可知，支点为B点，由杠杆平衡条件可知，代入数据可得，解得F=32N。
（2）锅盖越大，动力的力臂越大，锅盖越重，动力越大，动力与动力臂的乘积越大，拉力的力臂一定，由杠杆平衡条件可知，需要的拉力就越大，所以这种架子越容易掉下来。
（3）增大AB间的距离、减小架子的开口等
【知识点】杠杆及其五要素；杠杆的平衡条件；杠杆的动态平衡分析
【解析】【分析】（1）根据杠杆平衡条件进行分析，杠杆绕支点转动，据此判断支点。
（2）根据杠杆平衡条件进行分析，动力或动力臂变大，动力臂一定时，阻力将变大。
（3）承重能力更好，可以通过减小动力臂或增大阻力臂来实现。
【解答】（2）锅盖越大，动力的力臂越大，锅盖越重，动力越大，动力与动力臂的乘积越大，拉力的力臂一定，由杠杆平衡条件可知，需要的拉力就越大，所以这种架子越容易掉下来。
（3）由杠杆平衡条件可知，可增大AB间的距离，从而增大阻力臂，或减小架子的开口，减小动力臂使锅盖架的承重能力变得更好。
27．（2025九上·临海期末）图甲是黄铜材质的翻板自封防臭地漏(黄铜的主要成分为铜、锌) ，其工作原理如图乙所示：利用水对底盖的压力来控制开合，有水时，自动开盖，迅速排水。无水时自动闭合，防臭防虫。
（1） 黄铜是铜锌合金，有较强的耐腐蚀性，耐腐蚀性属于 性质。
（2） 为了探究制作地漏所用黄铜的等级，某兴趣小组取制作地漏的黄铜废料进行了实验检测：取样品20g，逐滴加入质量分数为10%的稀硫酸，当加入稀硫酸的质量为98g时，不再有气体产生。通过计算并结合下表判断制作地漏的黄铜属于哪种等级
黄铜等级 低黄铜 中黄铜 高黄铜
铜的质量分数 60%~80% 80%~90% 高于90%
（3） 图丙为地漏翻板结构的示意图，整个翻板结构(包括配重和底盖)的总质量为10g，整个翻板结构的重力作用线通过A 点，水对底盖压力的作用点可以等效在底盖C点，其中OD长度为1cm，OA 长度为0.5cm。请计算底盖向下张开时，水对底盖的压力至少为多少牛
【答案】（1）化学
（2）解：根据题意可知，参加反应的稀硫酸的溶质质量为：98g×10%=9.8g；
设参加反应的锌的质量为x，
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑；
64 98
x 9.8g
；
解得：x=6.4g；
则铜的质量分数为：；
根据表格可知，黄铜等级为低黄铜。
（3）解：根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：0.01kg×10N/kg×0.5cm=F×1cm；
解得：F=0.05N。
【知识点】化学变化与物理变化的判别；杠杆的平衡条件；根据化学反应方程式的计算
【解析】【分析】 （1）物质不需要发生化学变化就能表现出来的性质叫物理性质；需要化学变化才能表现出来的性质叫化学性质；
（2）写出锌和稀硫酸反应的方程式，根据稀硫酸的溶质质量计算出参加反应的锌的质量，再用黄铜的质量减去锌的质量得到铜的质量，最后计算铜的质量分数即可；
（3）根据杠杆的平衡条件列式F1L1=F2L2计算即可。
【解答】（1）黄铜的耐腐蚀性，只有通过化学变化才能表现出来，因此为化学性质。
28．（2025九上·江北期末）小宁设计的“井盖丢失自动警示装置”如图所示。当井盖丢失时，标志牌上方没了压力，弹簧的弹力将标志牌弹起，起到警示作用。已知标志牌的重力为10牛，重心在A点，OA长度为1米。（轻质杆和弹簧的质量忽略不计）
（1）弹簧将标志牌弹起瞬间，是将弹簧的弹性势能转化为标志牌的 能；
（2）将弹簧固定在B点，OB长0.4米。现有三种最大弹力不同的弹簧，请你选择最合适的弹簧并说明理由 。
弹簧种类 A B C
最大弹力 10牛 20牛 30牛
【答案】（1）机械
（2）选择C弹簧，因为弹起标志牌的最小弹力为25N
【知识点】动能和势能的转化与守恒；杠杆的平衡条件
【解析】【分析】（1）根据能量转化的知识解答；
（2）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2计算弹簧需要产生的弹力，然后与表格数据对照即可。
【解答】（1）根据题意可知， 弹簧将标志牌弹起瞬间， 弹簧释放弹性势能，而运动起来获得机械能，所以是将弹簧的弹性势能转化为标志牌的重力势能。
（2）根据图片可知，O点为支点，弹簧对标志杆的弹力为动力，标志牌的重力为阻力，则阻力臂大小等于OB，动力臂大小等于OA，
根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2可得：，
F×0.4m=10N×1m；
解得：，
则弹簧的弹力应大于25N，故选弹簧C。
（1）装置中的弹簧将标志牌弹起至竖直位置，弹簧的弹性形变程度变小，弹性势能变小；标志牌的质量不变，高度变大，重力势能变大，所以是将弹簧的弹性势能转化为标志牌的重力势能。
（2）由图可知，O点为支点，弹簧对标志杆的弹力为动力，标志牌的重力为阻力，则阻力臂大小等于OB，动力臂大小等于OA，根据杠杆平衡条件可得，则最小的弹力，则弹簧的弹力应大于25N，所以应选择弹力为30N的弹簧C。
29．（2025九上·海曙开学考）如图是一款“高空修枝”工具。使用前，要系好并绕好绳子，带动滑轮组工作，从而使修剪刀绕O点转动，其刀口对树枝的力为F2。请回答：
（1）若使工具正常使用，一只手固定柄，另一只手拉绳子自由端，则绳子的另一端固定在 （填“1”或“2”）处；动滑轮则为 （填“A轮”或“B轮”）。
（2）某时刻，弹簧处于原长，若此时A端这几股绳子施加总的力F1为720N，求：树枝对刀口的力F2为多大 ？（已知OD=8厘米，OC=2厘米，工具自重和摩擦忽略不计。）
（3）为了探究制作修剪刀的碳钢合金（含Fe、C两种元素）类型，小科对修剪刀的相同材料进行了实验检测：取样品1.00克与足量的稀硫酸充分反应后，收集到氢气0.035克。通过计算并结合下表，判断修剪刀材质属于哪种合金类型 。
合金类型 低碳钢 中碳钢 尚碳钢
碳的质量分数 低于0.3% 0.3% 0.6% 高于0.6%
【答案】（1）1；A轮
（2）2880N
（3）高碳钢
【知识点】杠杆的平衡条件；滑轮组及其工作特点；根据化学反应方程式的计算
【解析】【分析】（1）①根据图片分析该工具的结构和使用过程，从而确定绳子固定的位置；
②跟随物体一起移动的为动滑轮，固定不动的滑轮为定滑轮。
（2）根据图片确定杠杆的要素，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2列式计算；
（3）根据铁和稀硫酸反应的方程式，利用氢气的质量计算参加反应的铁的质量，用样品质量减去铁的质量得到碳的质量，最后与样品质量作比即可。
【解答】（1）①根据图片可知，若使工具正常使用，一只手固定柄，另一只手拉绳子自由端，则绳子的另一端固定在1处，从而拉动A轮工作。
②根据使用过程可知，A轮会随着拉动物体的时候移动，所以动滑轮是A轮。
（2）根据图片可知，O为支点，F2为阻力，OC为阻力臂，OD为动力臂，
根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2可得：F2×OC＝F1×OD；
F2×2cm＝720N×8cm；
解得：F2＝2880N；
答： 树枝对刀口的力F2为2880N。
（3）设铁Fe的质量为x，
；
解得：x＝0.98g；
那么剪刀中碳的质量为：1.00g-0.98g=0.02g，
则剪刀中碳的质量分数为，
故属于高碳钢。
（1）[1][2]若使工具正常使用，一只手固定柄，另一只手拉绳子自由端，则绳子的另一端固定在1处，从而拉动A轮工作。A轮会随着拉动物体的时候移动，所以动滑轮是A轮。
（2）由图可知，O为支点，F2为阻力，OC为阻力臂，OD为动力臂，根据杠杆平衡条件可得
F2×OC＝F1×OD
得
F2×2cm＝720N×8cm
解得
F2＝2880N
（3）设铁Fe的质量为x
解的
x＝0.98g
碳的质量为：1.00g-0.98g=0.02g，碳的质量分数为，故属于高碳钢。
30．（2025九上·衢州期末）如图所示是小明家使用的升降衣架，它是通过一些简单机械组合来方便地晾起衣服。每个滑轮重1牛，横梁和衣架总重量为10牛。当晾衣架上所挂衣服重量为60牛时，在5s时间内使衣服匀速上移了1m。
（1）小明一天看到爸爸在给衣架滑轮组上的钢丝绳上面涂菜籽油，他爸爸这样做的目的是 。
（2）不计绳重和摩擦，小明所用拉力的大小为多少牛 ？
（3）不计绳重和摩擦，拉力的功率大小为多少瓦 ？
【答案】（1）减小摩擦
（2）18N
（3）14.4W
【知识点】功的计算公式的应用；功率计算公式的应用；滑轮组及其工作特点
【解析】【分析】（1）减小摩擦的方法：减小压力、减小接触面的粗糙程度，改变接触面和变滑动为滚动；
（2）根据题意计算衣物和衣架等的总重力，确定承担重力的绳子段数，根据计算拉力的大小；
（3）根据s=nh计算拉力移动的距离，根据W=Fs计算拉力做的功，根据计算拉力的功率。
【解答】（1）根据题意可知，菜籽油可以在钢丝绳表面形成一层油膜，将钢丝绳与其他部件之间的直接接触变为油膜之间的接触，从而减小摩擦。
（2）根据题意可知，每个滑轮重1N，升降衣架中动滑轮重G动＝2N，所挂衣服重G＝60N，横梁和衣架总重量G'＝10N，
那么衣物和装置的总重力为：；
承担重物绳子的段数n＝4，则拉力的大小。
（3）拉力移动的距离s=nh=4×1m=4m；
拉力做的功；
拉力的功率。
（1）在滑轮组中，钢丝绳与滑轮等部件之间会产生摩擦，这不仅会使操作变得费力，还可能加速钢丝绳的磨损。而菜籽油可以在钢丝绳表面形成一层油膜，将钢丝绳与其他部件之间的直接接触变为油膜之间的接触，从而减小摩擦系数，防止生锈、减小摩擦。
（2）由题知道，每个滑轮重1N，升降衣架中动滑轮重G动＝2N，所挂衣服重G＝60N，横梁和衣架总重量G'＝10N，由图知道，承担重物绳子的段数n＝4，不计绳重和摩擦，拉力的大小
（3）由s＝nh和W＝Fs可得，拉力做的功
拉力的功率
31．（2025九上·东阳期末）图甲是一种太阳能“摆叶花”，其摆动原理如图乙所示。塑料摆叶AOB是硬质整体，由摆杆OB和叶瓣OA组成，可视为绕固定点O自由转动的杠杆。
（1）太阳能“摆叶花”在太阳光照射下能摆动起来。其能量转化可表示为： ；
（2）图乙为断电静止时的状态，叶瓣OA重0.04牛，C是其重力作用点。摆杆OB质量不计，B端固定着一块小磁铁，C、O、D在同一水平线上。求磁铁受到的重力是多少牛
（3）线圈E推动磁铁向左上方运动，使摆叶AOB顺时针小幅摆动后，立即断电，摆叶AOB会自动逆时针摆回来。请利用杠杆知识对上述现象作出分析 。
【答案】（1）先从太阳能转化为电能，再由电能转化为机械能
（2）0.12N
（3）见解析
【知识点】能量的转化与守恒定律；杠杆的平衡条件；杠杆的动态平衡分析
【解析】【分析】（1）在太阳下才能摆动，说明机械能能最终来自于太阳能。
（2）根据杠杆平衡条件进行计算，B的力臂为OD。
（3）杠杆不能静止是，说明不满足杠杆平衡条件，叶瓣重力与力臂的乘积小于磁铁重力与力臂的乘积，导致摆叶AOB会自动逆时针摆回来。
【解答】（1）太阳能摆叶花在太阳光照射下能摆动起来，是先从太阳能转化为电能，再由电能转化为机械能。
（2）根据杠杆平衡的条件可得，，解得磁铁受到的重力是：。
（3）线圈E推动磁铁向左上方运动，使摆叶AOB顺时针小幅摆动后，立即断电，此时叶瓣重力与力臂的乘积小于磁铁重力与力臂的乘积，因此摆叶AOB会自动逆时针摆回来。
（1）太阳能摆叶花在太阳光照射下能摆动起来，是先从太阳能转化为电能，再由电能转化为机械能。
（2）根据杠杆平衡的条件可得，，解得磁铁受到的重力是：。
（3）线圈E推动磁铁向左上方运动，使摆叶AOB顺时针小幅摆动后，立即断电，此时叶瓣重力与力臂的乘积小于磁铁重力与力臂的乘积，因此摆叶AOB会自动逆时针摆回来。
32．（2025九上·东阳期末）如图所示，当重为10牛的物体G静止时，弹簧测力计b的读数是6N。回答下列问题：（不计绳重及摩擦）
（1）弹簧测力计a的读数是 ；
（2）若2秒内将重物匀速提升10cm，弹簧测力计b施加拉力的功率为 ；
（3）若把20牛的物体匀速提升10cm，则装置的机械效率如何变化
【答案】（1）6N
（2）0.6W
（3）变大
【知识点】功的计算公式的应用；功率计算公式的应用；动滑轮及其工作特点；机械效率的计算
【解析】【分析】（1）滑轮题目中同一绳子上的大小相同，可知b与a的示数相同，也为6N。
（2）由图可知，动滑轮上的绳子有两股，可知有效绳子股数为两股，则绳子自由端移动的距离是物体的2倍。
（3）物体重力变大，但移动距离不变，有用功增大，克服动滑轮重力所做的功即额外功不变，由机械效率的定义可知机械效率将变大。
【解答】（1）根据图片可知，弹簧测力计a和b都连接在同一根绳子上，则当绳子静止时，两个测力计的示数应是相等的，即b的读数为6N。
（2）由图可知n=2，拉力移动的距离为：，则拉力做的功为：，则拉力的功率为：。
（3）若把20N的物体匀速提升10cm，相对于把10N的物体匀速提升10cm，所做有用功会变大，在不计绳重和摩擦，额外功是提升动滑轮造成的，即额外功不变，根据可知，滑轮组的机械效率会变大。
（1）根据图片可知，弹簧测力计a和b都连接在同一根绳子上，则当绳子静止时，两个测力计的示数应是相等的，即b的读数为6N。
（2）由图可知n=2，拉力移动的距离为：，则拉力做的功为：，则拉力的功率为：。
（3）若把20N的物体匀速提升10cm，相对于把10N的物体匀速提升10cm，所做有用功会变大，在不计绳重和摩擦，额外功是提升动滑轮造成的，即额外功不变，根据可知，滑轮组的机械效率会变大。
33．（2025九上·浙江月考）如图所示，杠杆AD 放在钢制水平凹槽BC 中，杠杆AD 能以B 点或C 点为支点在竖直平面内转动，BC=0.2m。 细绳的一端系在杠杆的A 端，另一端绕过动滑轮固定在天花板上，物体E 挂在动 滑轮的挂钩上，物体H 通过细绳挂在杠杆的D 端，与杠杆D 端固定连接的水平圆盘的上表面可以放置质量不同的砝码。初始时，圆盘上未放置砝码，容器中没有装水，杠杆恰好平衡，逐渐向容器中装水直至淹没物体H， 杠杆始终平衡，装满水后略增加E 的质量平衡即被打破，已知动滑轮的质量m0=1kg， 物体H的体积VH=2dm3，水的密度。AD=0.8m。CD=0.2m， 杠杆、网盘、细绳的质量及摩擦均忽略不计，g取10N / kg。 求：
（1）物体H 的密度；
（2）物体E 的质量mE；
（3）装满水后至多在圆盘上放置多少个质量为50g的砝码后杠杆仍能平衡？
【答案】（1）据图可知左侧滑轮为动滑轮，设物体E的重力为GE，动滑轮的重力为，根据动滑轮的特点可得，杠杆A点的拉力为，容器中没有装水，杠杆恰好平衡，此时物体H不受浮力，则当以C点为支点，根据杠杆平衡的条件可得，
即--------①
当水淹没物体H， 杠杆始终平衡，此时物体H受到浮力的作用，杠杆右侧的力变小，则此时以B点为支点时，根据杠杆平衡的条件可得，
即---------②
联立①②解得，，已知物体H的体积VH=2dm3，则物体H的密度为
（2）根据上述分析可知，物体E的重力为10N，则物体E 的质量为
（3）装满水后略增加E 的质量平衡即被打破，设圆盘砝码施加的压力为F，此时以C点为支点，根据杠杆平衡的条件可得，
即，
解得F=20N，则装满水后至多在圆盘上放置砝码的个数为
【知识点】阿基米德原理；杠杆的平衡条件
【解析】【分析】（1）先计算出杠杆A点的拉力，再根据杠杆平衡的条件及浮力的计算公式综合列式得出物体H的密度；
（2）再根据物体E的重力，计算出物体E的质量；
（3）装满水后略增加E 的质量平衡即被打破，设圆盘砝码施加的压力为F，此时以C点为支点，根据杠杆平衡的条件得出F的大小，进一步计算出放置砝码的个数。【解答】（1）据图可知左侧滑轮为动滑轮，设物体E的重力为GE，动滑轮的重力为，根据动滑轮的特点可得，杠杆A点的拉力为，
容器中没有装水，杠杆恰好平衡，此时物体H不受浮力，则当以C点为支点，根据杠杆平衡的条件可得，
即--------①
当水淹没物体H， 杠杆始终平衡，此时物体H受到浮力的作用，杠杆右侧的力变小，则此时以B点为支点时，根据杠杆平衡的条件可得，
即---------②
联立①②解得，，已知物体H的体积VH=2dm3，则物体H的密度为；
（2）根据上述分析可知，物体E的重力为10N，则物体E 的质量为；
（3）装满水后略增加E 的质量平衡即被打破，设圆盘砝码施加的压力为F，此时以C点为支点，根据杠杆平衡的条件可得，
即，
解得F=20N，则装满水后至多在圆盘上放置砝码的个数为。
（1）据图可知左侧滑轮为动滑轮，设物体E的重力为GE，动滑轮的重力为，根据动滑轮的特点可得，杠杆A点的拉力为
容器中没有装水，杠杆恰好平衡，此时物体H不受浮力，则当以C点为支点，根据杠杆平衡的条件可得
即--------①
当水淹没物体H， 杠杆始终平衡，此时物体H受到浮力的作用，杠杆右侧的力变小，则此时以B点为支点时，根据杠杆平衡的条件可得
即---------②
联立①②解得，，已知物体H的体积VH=2dm3，则物体H的密度为
（2）根据上述分析可知，物体E的重力为10N，则物体E 的质量为
（3）装满水后略增加E 的质量平衡即被打破，设圆盘砝码施加的压力为F，此时以C点为支点，根据杠杆平衡的条件可得
即
解得F=20N，则装满水后至多在圆盘上放置砝码的个数为
五、作图题
34．（2025九上·海曙开学考）按照题目要求作图
（1）用滑轮组提升重物，请在图甲中画出拉力 的绳子的绕法。(不计动滑轮、绳重和摩擦)
（2）如图乙所示，o为杠杆AC的支点，在B处挂一小球，AO=OB=BC，为使杠杆在水平位置平衡，画出施加在杠杆上最小动力 F1的力臂L，并标出 F1的方向。
【答案】（1）
（2）
【知识点】杠杆中最小力问题；滑轮组的设计与组装
【解析】【分析】 （1）首先要搞清滑轮的省力特点：滑轮组由几段绳子承担物重，提起绳子的力就是物重的几分之一。
（2）根据杠杆平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂，动力F1要最小，F1的力臂应最大，因为力F1的作用点一定在杠杆上，从而确定出最大的力臂。
【解答】 （1）根据可知，此滑轮组由三段绳子承担物重，所以滑轮组要从动滑轮绕起。如图所示：
（2）杠杆平衡时，动力F1要最小，F1的力臂应最大，即CO为动力臂，力F1作用点在C点，竖直向上拉，如图所示：
35． 如图所示，一轻质杠杆在力 F1、F2 的作用下处于静止状态。l1是力 F1 的力臂，请在图中画出F2的力臂l2和力 F1的示意图。
【答案】
【知识点】杠杆及其五要素；力臂的画法
【解析】【分析】杠杆绕着转动的固定点O称为支点，力臂是支点到力的作用线的距离，据此作图。
【解答】支点到力的作用线的距离称为力臂，反向延长力的作用线，过支点做垂线，即为力臂；
过力臂作力臂的垂线，即为力的方向，如图所示
。
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