2023年吉林省松原市扶余一实验学校、扶余二实验学校中考物理三模试卷
一、填空题（每空1分，共20分）
1．如图是自行车手闸示意图，手闸是一个简单机械，这种简单机械的名称是 ，当图中手对车闸的作用力F=10N时，刹车拉线受到力的大小为 N．
2．（2018九下·沭阳月考）如图所示的装置中，两支笔构成了一个 ，可以轻松地举起很重的书，小指离支点越远，所用的力越 .
3．（2022九上·东台月考）市政府实行的“绿色早餐工程”采用了如图所示的推车供应早餐，餐点均匀摆放在餐车内，当售货员将推车前轮推到路沿A时，售货员向下按扶把，这时推车可以视为杠杆，支点是 （选填“前轮”或“后轮”）；当后轮遇到路沿时，售货员向上提扶把，这时支点是 （选填“前轮”或“后轮”），后一种情况下，推车可以视为 杠杆。
4．如图甲所示的是现在比较流行的胶棉拖把，只需要用于在A处向上拉动即可把海绵里的水挤干，非常方便、卫生。这里拉杆ABC是 （选填“省力”、“等臂”或“费力”）杠杆。如图乙所示，海绵被折叠、压扁，说明力可以改变物体的 。
5．如图所示，质量为60kg的人，站在质量为30kg的吊篮内，他至少用 N的拉力拉住绳子，才能使自己和吊篮在空中保持静止。（g＝10N/kg）
6．如图所示，用一个长为1.2m的斜面将重为45N的物体沿斜面匀速拉到0.4m的高台上，斜面的机械效率为60%，则把重物拉上高台做的有用功是 J；物体与斜面间的摩擦力是 N。
7．一台起重机将重1800N的货物提高4m，做的有用功为 J，如果额外功是4800J，总功为 J，机械效率为
8．如图所示，物体G重60N，挂在匀质杠杆的一端，要使杠杆平衡可以在A点加一个方向为 的 N的力；也可以在B点加一个方向为 的 N的力。
9．如图所示，在水平拉力F的作用下重100N的物体A，沿水平桌面做匀速直线运动，弹簧秤B的示数为10N，则拉力F的大小为 N。（不计绳重及滑轮与轴的摩擦）
二、选择题（每题3分，共30分）
10．如图所示，活塞式抽水机手柄可以看作是绕O点转动的杠杆，它在动力F1和阻力F2的作用下，处于平衡状态，则（ ）
A．F1 OC＝F2 OA B．F1 OD＝F2 OB
C．F1 OE＝F2 OA D．F1 OE＝F2 OB
11．（2016八下·岱岳期末）如图所示，杠杆处于平衡状态，如果在杠杆两侧挂钩码处各增加一个质量相同的钩码，杠杆会（ ）
A．左端下降 B．右端下降 C．仍然平衡 D．无法判断
12．（2020·大庆模拟）如图甲所示，长1.6m、粗细均匀的金属杆可以绕O点在竖直平面内自由转动，一拉力﹣﹣位移传感器竖直作用在杆上，并能使杆始终保持水平平衡．该传感器显示其拉力F与作用点到O点距离x的变化关系如图乙所示．据图可知金属杆重（ ）
A．5N B．10N C．20N D．40N
13．（2017八下·路北期末）用细绳系住厚度不均匀的木板的O处，木板恰好处于静止状态，且上表面保持水平．如图所示，两玩具车同时从O点附近分别向木板的两端匀速运动，要使木板在此过程始终保持平衡，必须满足的条件是（ ）
A．两车的质量相等 B．两车的速度大小相等
C．质量较小的车速度较大 D．两车同时到达木板两端
14．如图所示，重力为G的均匀木棒竖直悬于O点，在其下端施一始终垂直于棒的拉力F，让棒缓慢转到图中虚线所示位置，在转动的过程中（ ）
A．动力臂逐渐变大 B．阻力臂逐渐变大
C．动力F保持不变 D．动力F逐渐减小
15．（2016·林西模拟）如图是吊车起吊货物的结构示意图，伸缩撑杆为圆弧状，工作时它对吊臂的支持力始终与吊臂垂直，使吊臂绕O点缓慢转动，从而将货物提起．下列说法正确的是（ ）
A．吊臂是一省力杠杆，但要费距离
B．吊臂是一个费力杠杆，但可以省功
C．匀速顶起吊臂的过程中，伸缩撑杆支持力的力臂变小
D．匀速顶起吊臂的过程中，伸缩撑杆支持力渐渐变小
16．同一物体沿相同水平地面被匀速移动（如图），拉力分别为F甲、F乙、F丙，不计滑轮与轻绳间的摩擦，比较它们的大小，则（ ）
A．F甲最大 B．F乙最大 C．F丙最大 D．无法判断
17．如图所示，分别是用甲、乙两个滑轮组在相等时间内将质量相等的重物匀速提升相同的高度，绳和轮之间的摩擦均不计，下列说法正确的是（ ）
A．甲滑轮组比乙滑轮组更省力
B．甲滑轮组绳子移动的速度比乙的小
C．甲、乙两个滑轮组对重物所做的功相等
D．甲滑轮组的机械效率比乙的低
18．如图所示，用滑轮组提升重物时，重200N的物在5s内匀速上升了1m。已知拉绳子的力F为120N，如果不计绳重及摩擦，则提升重物的过程中（ ）
A．绳子自由端被拉下3m B．动滑轮重40N
C．滑轮组的机械效率是83.3% D．拉力F的功率是48W
19．如图甲、乙所示是由相同的滑轮装成的滑轮组，甲、乙两人分别用两装置在相等时间内将质量相等的重物匀速提升相同的高度，空气阻力、摩擦、滑轮和绳子的质量均不计，下列说法正确的是（ ）
A．甲的拉力是乙的拉力的3倍
B．乙拉绳子的速度大小是甲拉绳子速度大小的2倍
C．甲拉力的功率大于乙拉力的功率
D．如果考虑滑轮质量，图甲装置的机械效率比图乙的要高
三、简答题（每题3分，共6分）
20．如图所示，在一次野外活动中，某同学先后用甲、乙两种方式扛着同样的包裹前进。两种方式中哪种更轻便、更合理？请从物理学的角度说明理由。
21．生活中一些看似平常的工具却蕴含着丰富的物理知识，如图所示的钢丝钳就是其中一例。针对图中：①齿状钳口；②刀口锋利；③带凹凸纹的橡胶柄套。请选择其中两例或题干外自选两例简要说出他们各应用的物理知识。
四、作图题（每题3分，共6分）
22．如图，在B端加一最小的力FB，使杠杆平衡，画出此力的方向，并画出FA的力臂．
23．如图所示，用滑轮组沿水平地面拉动物体A，请画出最省力的绕绳方法。
五、计算题（每题10分，共20分）
24．如图所示，工人将一底面积为0.06m2，高为2m，密度为2.0×103kg/m3的圆柱形实心物体从水下匀速提升1m，当物体未露出水面时，求（g取10N/kg）
（1）此时，物体受到的浮力．
（2）若不计绳与轮间摩擦及滑轮自重，工人对绳的拉力大小是多少N？
（3）若工人对绳的拉力为400N，使物体匀速上升，求此装置的机械效率？
25．（2020九上·南陵月考）在荆州火车站附近的荆州中学新校区的建设工地上，工人把重1200N的物体沿着长L=5m、高h=1m的斜面从底部匀速拉上斜面的顶端，沿斜面所用的拉力为300N（不计空气阻力）．求：
（1）将物体从斜面底部匀速拉到斜面顶端的过程中，拉力做了多少功？
（2）工人使用斜面做功的机械效率是多少？
（3）物体和斜面之间的摩擦力是多大？
五、实验题（共18分）
26．在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，用同一滑轮组进行了三次实验（如图所示），实验数据记录如下表：
次数 钩码重/N 钩码上升距离/cm 弹簧测力计示数/N 弹簧测力计上升距离/cm 机械效率
1 2 10 0.8 30 83.3%
2 4 10 1.5 30
3 6 10 30 90.9%
（1）第2次实验中滑轮组的机械效率为 （结果保留一位小数）；
（2）第3次实验中，弹簧测力计的示数漏填，由图丙可知，弹簧测力计示数为 N；
（3）分析数据可得实验结论：使用同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越 （选填“高”或“低”）；
（4）根据实验结论推测：使用该滑轮组再次将8N的物体匀速提升10cm，此时滑轮组的机械效率可能为____（只填序号）
A．71.6% B．82.4% C．92.1%
27．某实验小组利用图示装置研究杠杆的机械效率，实验的主要步骤如下：
①用轻绳悬挂杠杆一端的O点作为支点，在A点用轻绳悬挂总重为G的钩码，在B点用轻绳竖直悬挂一个弹簧测力计，使杠杆保持水平；
②竖直向上拉动弹簧测力计缓慢匀速上升（保持O点位置不变），在此过程中弹簧测力计的读数为F，利用刻度尺分别测出A、B两点上升的高度为h1、h2。
回答下列问题：
（1）杠杆机械效率的表达式为η＝ 。（用已知或测量的物理量符号表示）
（2）本次实验中，若提升的钩码重一定，则影响杠杆机械效率的主要因素是： 。
（3）若只将钩码的悬挂点由A移至C，O、B位置不变，仍将钩码提升相同的高度，则杠杆的机械效率将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
28．某小组的同学们在探究“杠杆的平衡条件”。
（1）实验前杠杆停在图甲所示的位置，为使杠杆在水平位置平衡，应该将右端平衡螺母向 （填“左”或“右”）调节；实验过程中使杠杆水平位置平衡的目的是 。
（2）该组的同学在调节杠杆在水平位置平衡后，按图乙所示，通过加挂钩码分别改变F1、F2，仍使杠杆在水平位置平衡，并用刻度尺在杠杆上测出对应的L1和L2，记录的实验数据如下表：
次数 F1/N L1/cm F2/N L2/cm
1 1 8 2 4
2 2 8 1 16
3 2 12 3 8
小组中的小夏通过观察以上实验装置，并分析数据得出杠杆平衡的条件是：“动力乘以动力作用点到支点的距离＝阻力乘以阻力作用点到支点的距离”。小组中的小雨说他的结论不正确，小雨同学为了验证自己的观点。只将如图乙中的F1改用弹簧测力计来拉。实验中改变拉力的 ，仍使杠杆在水平位置平衡时，比较拉力的 ，即可证明小夏的观点是否正确。
（3）小组的同学最终得到了杠杆平衡的条件是 。
（4）根据杠杆的平衡条件，在图丙装置的左右两边各取下一个钩码后，杠杆 （填“左”或“右”）端下沉，为使杠杆恢复水平平衡，只需将右侧钩码移至第 格。
（5）用绳子拴住一根粗细不同的大树某处，静止后大树水平平衡，如图丁所示。现将大树从拴绳处沿竖直方向切成A、B两段，根据杠杆的平衡条件可判断GA （填“＞”“＝”或“＜”）GB。
答案解析部分
1．【答案】杠杆 ；40
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【解答】解：
由图知，自行车手闸在力的作用效果下，能够绕着铆钉转动，所以是杠杆的应用；
因为F1L1=F2L2，
所以拉线受到的拉力为F′=×10N=40N．
故答案为：杠杆；40．
【分析】（1）在力的作用下，能够绕着固定点转动的硬棒叫杠杆；
（2）根据确定拉线受到的拉力．
2．【答案】杠杆；小
【知识点】杠杆的平衡分析法及其应用
【解析】【解答】杠杆是一根可以绕固定点转动的硬棒，由图可知，两支笔构成了一个杠杆；可以轻松地举起很重的书，
当小指离支点越远，即动力臂增大，根据杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂，即：F1L1=F2L2，可知，所用的力越小.
故答案为：杠杆；小.
【分析】使用杠杆时，动力臂大于阻力臂的杠杆是省力杠杆，动力臂越大越省力。
3．【答案】后轮；前轮；省力
【知识点】杠杆及其五要素；杠杆的分类
【解析】【解答】当售货员将推车前轮推到路沿A时，售货员向下按扶把，这时推车可以视为杠杆，车体是绕后轮转动的，故此时支点是后轮。当后轮遇到路沿时，售货员向上提扶把，这时车体是绕前轮转动的，故支点是前轮。售货员向上提扶把，支点是前轮，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。
【分析】使用杠杆时，杠杆绕的点是支点；当动力臂大于阻力臂时，是省力杠杆。
4．【答案】省力；形状
【知识点】力的作用效果；杠杆的分类
【解析】【解答】（1）根据图片可知，C点为支点，阻力作用在B点，动力作用在A点。此时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆；
（2）如图乙所示，海绵被折叠、压扁，说明力可以改变物体的形状。
【分析】（1）比较动力臂和阻力臂的大小，从而确定杠杆的分类；
（2）力的作用效果：①改变物体的形状；②改变物体的运动状态。
5．【答案】225
【知识点】二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】动滑轮受到竖直向上的拉力，竖直向下的拉力2个，根据受力平衡的知识得到：F=2F拉。将吊篮和人看作一个整体，它们受到竖直向上的三个拉力，竖直向下的重力，那么得到：F+2F拉=G总，
即：2F拉+2F拉=G总，4F拉=（60kg+30kg）×10N/kg=900N，解得：F拉=225N。
【分析】对动滑轮进行受力分析弄清动滑轮上绳子拉力与定滑轮上拉力的数量关系，最后根据受力平衡的知识列式计算即可。
6．【答案】18；10
【知识点】机械效率的计算；功的计算及应用
【解析】【解答】对重物做的有用功W有=Gh=45N×0.4m=18J；
对重物做的总功：；
那么对重物做的额外功：W额=W总-W有=30J-18J=12J；
那么物体受到的摩擦力为：。
【分析】根据W有=Gh计算对重物做的有用功，再根据W总=计算总功，接下来根据W额=W总-W有计算额外功，最后根据计算物体受到的摩擦力。
7．【答案】7200 ；12000 ；60%
【知识点】机械效率的计算；有用功和额外功
【解析】【解答】解：
起重机做的有用功：
W有=Gh=1800N×4m=7200J；
总功：
W总=W有+W额=7200J+4800J=12000J；
（3）机械效率：
η=×100%=×100%=60%．
故答案为：7200；12000；60%．
【分析】已知货物的重和上升的高度，根据W=Gh求出有用功；
有用功和额外功之和等于总功；
根据η=计算机械效率．
8．【答案】竖直向下；80N；竖直向上；80N
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【解答】（1）A点和物体在支点的两侧，则动力的方向因为竖直向下。
根据。根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：60N×4L=F×3L，解得：F=80N；
（2）B点和重物在支点的左侧，那么二者方向相反，即竖直向上。
根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：60N×4L=F×3L，解得：F=80N；
【分析】（1）当杠杆在水平位置平衡时，如果拉力的方向竖直向下，那么此时动力臂恰好等于支点到悬挂点之间的杠杆的长度。根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2列式计算即可。
（2）当支点在杠杆的一侧时，动力和阻力的方向相反；当支点在中间时，动力和阻力的方向相同，据此分析解答。
9．【答案】20
【知识点】动滑轮拉力的计算
【解析】【解答】根据图片可知，动滑轮受到水平向左的拉力，都等于测力计的示数10N，水平向右的拉力F。根据平衡力的条件得到：2F拉=F，即F=2×10N=20N。
【分析】对动滑轮进行受力分析，根据二力平衡的知识计算拉力的大小。
10．【答案】D
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【解答】读图可知，F1为动力，其力臂是支点到动力作用线的垂直距离，应为OE；F2为阻力，其力臂是从支点到阻力作用线的垂直距离，应为OB，所以根据杠杆的平衡条件，最终的平衡关系是F1 OE＝F2 OB，只有选项D符合题意。
故答案为：D。
【分析】明确力臂是支点到力作用线的垂直距离，再结合杠杆的平衡条件进行判断.
11．【答案】A
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【解答】解：
设一个钩码重为G，一格为L，
原来：2G×3L=3G×2L，杠杆平衡，
现在：3G×3L＞4G×2L，所以杠杆不再平衡，杠杆向逆时针方向转动，即左端下沉．
故选A．
【分析】原来杠杆平衡，是因为两边的力和力臂的乘积相等，现在各加一个同样的钩码，就要看现在的力和力臂的乘积是否相等，据此分析得出结论．
12．【答案】B
【知识点】杠杆的平衡分析法及其应用
【解析】【解答】使金属杆转动的力是金属杆的重力，金属杆重心在中心上，所以阻力臂为：L1=0.8m，
取当拉力F=20N，由图象可知此时阻力臂：L2=0.4m，
根据杠杆的平衡条件有：GL1=FL2
所以G×0.8m=20N×0.4m
解得：G=10N
故答案为：B
【分析】根据杠杆平衡条件，可以计算杠杆上未知的力的大小。
13．【答案】C
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【解答】木板原来是平衡的，两玩具车同时从O点附近分别向木板的两端匀速运动，若保持木板平衡根据杠杆的平衡条件：G1L1=G2L2，即：m1v1t=m2v2t，m1v1=m2v2.
A.两车的质量相等，速度不同则不能平衡，A不符合题意；
B.车的速度大小相等，质量不同不能平衡，B不符合题意；
C.质量较小的车速度较大，C符合题意；
D.须满足 与两端距支点距离 相等才能平衡，D不符合题意．
故答案为：C.
【分析】根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2和速度公式列出等式m1v1=m2v2，对各个选项逐一分析即可解答.
14．【答案】B
【知识点】杠杆的平衡条件；杠杆的动态平衡分析
【解析】【解答】A.由图示可知，木棒是一个杠杆，力F是动力，力F始终垂直与木棒，则木棒的长度是动力臂，木棒长度保持不变，动力臂保持不变，A不符合题意；
B.木棒的重力是阻力，阻力大小不变，木棒在竖直位置时，重力的力臂为0，转过θ角后，重力力臂（阻力臂）逐渐增大，B符合题意；
CD.已知：G、L保持不变，阻力臂LG逐渐变大，由杠杆平衡条件：GLG=FL可知，动力F逐渐增大，CD不符合题意.
故答案为：B
【分析】解答本题要先确定阻力、阻力臂、动力臂的变化，然后根据杠杆平衡的条件F1l1=F2l2分析动力的变化.
15．【答案】D
【知识点】杠杆的分类；杠杆的平衡分析法及其应用
【解析】【解答】解：
A、如图画出动力臂和阻力臂，动力臂L1小于阻力臂L2，根据杠杆平衡条件，动力大于阻力，吊臂是费力杠杆．故A错误；
B、吊臂是费力杠杆，费力但可以省距离，但不省功，故B错；
CD、由题知，吊车工作时它对吊臂的支持力始终与吊臂垂直，动力臂不变，阻力不变，阻力臂减小，根据F1×l1=F2×l2可知动力减小，所以伸缩撑杆的支持力逐渐变小．故C错、D正确．
故选D．
【分析】根据杠杆平衡条件，F1×l1=F2×l2，根据动力臂和阻力臂的关系分析是省力杠杆、等臂杠杆、费力杠杆．
根据匀速吊起货物时，阻力不变，阻力臂变化，动力臂不变，再次利用杠杆平衡条件进行判断支持力的大小变化．
16．【答案】A
【知识点】滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】根据图片可知，甲中承担拉力的绳子段数n甲=1，乙中承担拉力的绳子段数n乙=2，丙中承担拉力的绳子段数n丙=3。根据可知，绳子自由端的拉力F甲>F乙>F丙。
故选A。
【分析】根据图片确定承担拉力的绳子段数n，然后根据计算自由端的拉力即可。
17．【答案】B,C
【知识点】滑轮组及其工作特点；机械效率的计算；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】A.根据图片可知，甲中承担重力的绳子段数n=2，乙中承担重力的绳子段数n=3。根据可知，拉力F甲>F乙，故A错误；
B.根据图片可知，甲中承担重力的绳子段数n=2，乙中承担重力的绳子段数n=3，根据v=nv物可知，绳子自由端的速度v甲
D.根据可知，甲滑轮组和乙滑轮组的机械效率相等，故D错误。
故选BC。
【分析】（1）根据比较拉力的大小；
（2）根据v=nv物比较绳子自由端移动速度的大小；
（3）根据W有=Gh比较有用功的大小；
（4）根据比较滑轮组的机械效率。
18．【答案】B,C,D
【知识点】滑轮组及其工作特点；动滑轮拉力的计算；机械效率的计算
【解析】【解答】A.根据图片可知，承担重力的绳子段数n=2，则绳子自由端被拉下的距离为：s=nh=2×1m=2m，故A错误；
B.根据得到：，解得：G动=40N，故B正确；
C.滑轮组的机械效率为：，故C正确；
D.拉力做的总功为：W总=Fs=120N×2m=240J，那么拉力的功率为：，故D正确。
故选BCD。
【分析】（1）根据s=nh计算绳子自由端被拉下的距离；
（2）根据计算动滑轮的重力；
（3）根据计算滑轮组的机械效率；
（4）首先根据W总=Fs计算拉力做的总功，再根据计算拉力的功率。
19．【答案】B,D
【知识点】功率的计算；滑轮组及其工作特点；动滑轮拉力的计算；滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】A.根据图片可知，承担重力的绳子段数n甲=1，n乙=2。根据可知，甲的拉力是乙的拉力的2倍，故A错误；
B.物体上升的速度相同，根据v=nv物可知，v乙：v甲=2：1，故B正确；
C.F甲：F乙=2：1，v甲：v乙=1：2，根据P=Fv可知，P甲：P乙=1：1，即二者相等，故C错误；
D.甲中对滑轮不做额外功，乙中对动滑轮做额外功，根据可知，滑轮组的机械效率η甲>η乙，故D正确。
故选BD。
【分析】（1）根据计算拉力的大小关系；
（2）根据v=nv物计算二者绳子的移动速度之比；
（3）根据P=Fv比较拉力的功率大小；
（4）根据比较机械效率的大小。
20．【答案】甲图方式更轻便合理，两种方式的动力臂大致相同，阻力相等。根据杠杆原理，甲方式的阻力臂小，所以手施加的动力小，感觉轻便。
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【解答】甲图方式更轻便合理，两种方式的动力臂大致相同，阻力相等。根据杠杆原理，甲方式的阻力臂小，所以手施加的动力小，感觉轻便。
【分析】根据图片可知，肩膀相当于支点，包裹的重力相当于阻力，手施加动力。分析两种情况下动力臂和阻力壁的大小关系，然后根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析计算即可。
21．【答案】齿形钳口：使接触面变小（粗糙），有利于增加对被钳物体的压强使之形变不易滑离 （或有利于增大摩擦，使被钳物不易滑离）。
刀口锋利：减小被钳物的受力面积，增大压强，便于剪断金属丝。
凹凸纹橡胶柄套：a．凹凸纹有利于增大手与钳的摩擦，有利于握紧钳；b．橡胶为绝缘体，能较好防止触电；c．橡胶容易弹性形变，可以增大手的受力面积，减小钳对手的压强。
【知识点】增大或减小摩擦的方法；增大压强的方法及其应用；导体与绝缘体
【解析】【分析】①增大压强的方法：①增大压力；②减小接触面积；、
②增大摩擦力的方法：①增大压力；②增大接触面的粗糙程度；
③不容易导电的物体为绝缘体，例如橡胶、塑料、陶瓷、各种油类；
④受力改变形状，撤去外力后恢复形状，这就是弹性形变。
22．【答案】【解答】解：由杠杆平衡条件可知，在阻力与阻力臂一定时，动力臂越大，动力越小，由图示可知，支点O与B的连线是最大动力臂，力与OB垂直时最小．反向延长拉力的作用线，然后过支点O作力的作用线的垂线段，用L表示，如图所示：
【知识点】力臂的画法；杠杆中最小力的问题
【解析】【分析】由杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂，知阻力×阻力臂是定值时，当支点到力的作用点是力臂时，力臂最大，即OB是力臂时，动力是最小的．
力臂的概念：力臂是指从支点到力的作用线的距离．
23．【答案】
【知识点】滑轮组的设计与组装
【解析】【解答】根据图片可知，动滑轮的个数n=1，那么承担拉力的绳子段数n'=2×1+1=3，那么绳头应该系在动滑轮上上，如下图所示：
【分析】动滑轮的个数n和承担拉力的绳子的最大段数n'之间的关系为：n'=2n+1，然后根据“奇动偶定”确定绳头的位置，最后根据从内到外的顺序完成连接即可。
24．【答案】（1）解：当物体未露出水面时，V排=V=Sh=0.06m2×2m=0.12m3，
则F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.12m3=1.2×103N；
答：物体受到的浮力为1.2×103N．
（2）解：由ρ=得：G=mg=ρ物Vg=2.0×103kg/m3×0.12m3×10N/kg=2.4×103N；物体未露出水面时，物体对滑轮组的拉力为F′=G﹣F浮=2.4×103N﹣1.2×103N=1.2×103N，由图可知绳子的股数n=4，若不计绳与轮间摩擦及滑轮自重，则拉力F=F′=×1.2×103N=300N；答：若不计绳与轮间摩擦及滑轮自重，工人对绳的拉力大小是300N．
（3）解：若工人对绳的拉力为400N，由于物体未露出水面时，物体对滑轮组的拉力为F′，则η=====75%．
答：若工人对绳的拉力为400N，使物体匀速上升，此装置的机械效率为75%．
【知识点】浮力大小的计算；滑轮（组）的机械效率；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】（1）根据阿基米德原理F浮=G排=ρ液gV排可求物体所受浮力．
（2）根据G=mg=ρVg求出物体重力，则物体对滑轮组的拉力为G′=G﹣F浮，若不计绳与轮间摩擦及滑轮自重，则拉力F=G′．
（3）求出有用功和总功后，根据η=即可求出机械效率．
【分析】此题是一道力学综合题，综合考查阿基米德原理的应用、滑轮组的拉力计算、机械效率的计算；熟练掌握股数即可解答．
25．【答案】（1）解：知道沿斜面的拉力是300N，斜面的长度是5m，故W总=Fs=FL=300N×5m=1500J；
答：拉力做功1500J
（2）解:此时W有=Gh=1200N×1m=1200J；
答：工人使用斜面做功的机械效率是80%
（3）解: 故W额=W总﹣W有=1500J﹣1200J=300J；
答：物体和斜面之间的摩擦力是60N．
【知识点】斜面的机械效率；功的计算及应用
【解析】【分析】（1）根据W=Fs求出推力做的总功；
（2）根据W=Gh求出有用功，据公式计算出机械效率即可；
（3）求出克服摩擦力做的额外功，再据W=fL计算即可
26．【答案】（1）88.9%
（2）2.2
（3）高
（4）C
【知识点】滑轮（组）机械效率的测量实验
【解析】【解答】（1）在第2组实验中，滑轮组做的有用功为：W有=Gh=4N×0.1m=0.4J；
滑轮组做的总功：W总=Fs=1.5N×0.3m=0.45J；
则滑轮组的机械效率：；
（2）根据丙图可知，测力计的分度值为0.2N，则测力计的示数为2.2N；
（3）根据表格数据可知，当钩码重力从2N增大到6N时，滑轮组的机械效率从83.3%增大到90.9%，那么得到结论：使用同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高。
（4）当物体的重力为8N时，它的机械效率肯定大于6N时的机械效率，即肯定大于90.9%，故选C。
【分析】（1）当根据W有=Gh计算有用功，根据W总=Fs计算总功，根据计算滑轮组的机械效率。
（2）根据丙图确定弹簧测力计的分度值，根据指针位置读出示数；
（3）根据表格数据，分析滑轮组的机械效率与物体重力的关系；
（4）根据（3）中得到的规律分析解答。
27．【答案】（1）
（2）杠杆的自重
（3）变大
【知识点】杠杆的机械效率
【解析】【解答】（1）根据图片可知，杠杆做的有用功为：W有=Gh1，杠杆做的总功W总=Fh2，那么杠杆的机械效率为：；
（2）杠杆克服钩码重力做有用功，克服杠杆的重力做额外功。根据W额=G杠杆h可知，杠杆的自重越大，杠杆的机械效率越低，即影响杠杆机械效率的注意因素还有杠杆的自重。
（3）若只将钩码的悬挂点由A移至C，O、B位置不变，仍将钩码提升相同的高度，那么杠杆上升的高度减小，即有用功不变，额外功减小。根据可知，那么滑轮组的机械效率变大。
【分析】（1）克服钩码的重力做有用功，弹簧测力计的拉力做总功，根据计算滑轮组的机械效率。
（2）根据图片分析对哪些物体做额外功即可；
（3）注意分析杠杆上升高度的变化对额外功的影响即可。
28．【答案】（1）右；方便测量力臂
（2）方向；大小
（3）动力×动力臂＝阻力×阻力臂
（4）左；9
（5）＞
【知识点】探究杠杆的平衡条件实验
【解析】【解答】（1）①根据图片可知，杠杆的右端上翘，则右端轻，那么平衡螺母应该向右调节；
②实验过程中使杠杆水平位置平衡的目的是方便测量力臂。
（2）实验中改变拉力的方向，仍使杠杆在水平位置平衡时，比较拉力的大小，即可证明小夏的观点是否正确。
（3）小组的同学最终得到了杠杆平衡的条件是：动力×动力臂＝阻力×阻力臂；
（4）①根据杠杆的平衡条件，在图丙装置的左右两边各取下一个钩码后：
左边：2G×2L=4GL；右边：1G×3L=3GL；
比较可知，左侧乘积大，因此杠杆左端下沉。
②根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：2G×2L=1G×nL，解得：n=4，
即右侧钩码在第4个格处，也就是对准9；
（5）根据图片可知，A侧力臂小，B侧力臂大，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到，GA>GB。
【分析】（1）①平衡螺母总是向轻的那端调节。
②当杠杆在水平位置平衡时，钩码产生的拉力正好与其垂直，因此悬挂点到支点的距离恰好等于力臂，通过刻度可以方便的读出力臂。
（2）当弹簧测力计的拉力方向与杠杆不垂直时，杠杆支点到悬挂点之间的距离就不再等于力臂，此时“动力乘以动力作用点到支点的距离≠阻力乘以阻力作用点到支点的距离”，即可以说明小夏的观点是错误的。
（3）根据杠杆的平衡条件分析解答；
（4）①比较力和力臂的乘积，那侧乘积大，哪侧下沉；
②根据杠杆的平衡条件列式计算即可。
（5）根据杠杆的平衡条件分析判断。
2023年吉林省松原市扶余一实验学校、扶余二实验学校中考物理三模试卷
一、填空题（每空1分，共20分）
1．如图是自行车手闸示意图，手闸是一个简单机械，这种简单机械的名称是 ，当图中手对车闸的作用力F=10N时，刹车拉线受到力的大小为 N．
【答案】杠杆 ；40
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【解答】解：
由图知，自行车手闸在力的作用效果下，能够绕着铆钉转动，所以是杠杆的应用；
因为F1L1=F2L2，
所以拉线受到的拉力为F′=×10N=40N．
故答案为：杠杆；40．
【分析】（1）在力的作用下，能够绕着固定点转动的硬棒叫杠杆；
（2）根据确定拉线受到的拉力．
2．（2018九下·沭阳月考）如图所示的装置中，两支笔构成了一个 ，可以轻松地举起很重的书，小指离支点越远，所用的力越 .
【答案】杠杆；小
【知识点】杠杆的平衡分析法及其应用
【解析】【解答】杠杆是一根可以绕固定点转动的硬棒，由图可知，两支笔构成了一个杠杆；可以轻松地举起很重的书，
当小指离支点越远，即动力臂增大，根据杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂，即：F1L1=F2L2，可知，所用的力越小.
故答案为：杠杆；小.
【分析】使用杠杆时，动力臂大于阻力臂的杠杆是省力杠杆，动力臂越大越省力。
3．（2022九上·东台月考）市政府实行的“绿色早餐工程”采用了如图所示的推车供应早餐，餐点均匀摆放在餐车内，当售货员将推车前轮推到路沿A时，售货员向下按扶把，这时推车可以视为杠杆，支点是 （选填“前轮”或“后轮”）；当后轮遇到路沿时，售货员向上提扶把，这时支点是 （选填“前轮”或“后轮”），后一种情况下，推车可以视为 杠杆。
【答案】后轮；前轮；省力
【知识点】杠杆及其五要素；杠杆的分类
【解析】【解答】当售货员将推车前轮推到路沿A时，售货员向下按扶把，这时推车可以视为杠杆，车体是绕后轮转动的，故此时支点是后轮。当后轮遇到路沿时，售货员向上提扶把，这时车体是绕前轮转动的，故支点是前轮。售货员向上提扶把，支点是前轮，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。
【分析】使用杠杆时，杠杆绕的点是支点；当动力臂大于阻力臂时，是省力杠杆。
4．如图甲所示的是现在比较流行的胶棉拖把，只需要用于在A处向上拉动即可把海绵里的水挤干，非常方便、卫生。这里拉杆ABC是 （选填“省力”、“等臂”或“费力”）杠杆。如图乙所示，海绵被折叠、压扁，说明力可以改变物体的 。
【答案】省力；形状
【知识点】力的作用效果；杠杆的分类
【解析】【解答】（1）根据图片可知，C点为支点，阻力作用在B点，动力作用在A点。此时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆；
（2）如图乙所示，海绵被折叠、压扁，说明力可以改变物体的形状。
【分析】（1）比较动力臂和阻力臂的大小，从而确定杠杆的分类；
（2）力的作用效果：①改变物体的形状；②改变物体的运动状态。
5．如图所示，质量为60kg的人，站在质量为30kg的吊篮内，他至少用 N的拉力拉住绳子，才能使自己和吊篮在空中保持静止。（g＝10N/kg）
【答案】225
【知识点】二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】动滑轮受到竖直向上的拉力，竖直向下的拉力2个，根据受力平衡的知识得到：F=2F拉。将吊篮和人看作一个整体，它们受到竖直向上的三个拉力，竖直向下的重力，那么得到：F+2F拉=G总，
即：2F拉+2F拉=G总，4F拉=（60kg+30kg）×10N/kg=900N，解得：F拉=225N。
【分析】对动滑轮进行受力分析弄清动滑轮上绳子拉力与定滑轮上拉力的数量关系，最后根据受力平衡的知识列式计算即可。
6．如图所示，用一个长为1.2m的斜面将重为45N的物体沿斜面匀速拉到0.4m的高台上，斜面的机械效率为60%，则把重物拉上高台做的有用功是 J；物体与斜面间的摩擦力是 N。
【答案】18；10
【知识点】机械效率的计算；功的计算及应用
【解析】【解答】对重物做的有用功W有=Gh=45N×0.4m=18J；
对重物做的总功：；
那么对重物做的额外功：W额=W总-W有=30J-18J=12J；
那么物体受到的摩擦力为：。
【分析】根据W有=Gh计算对重物做的有用功，再根据W总=计算总功，接下来根据W额=W总-W有计算额外功，最后根据计算物体受到的摩擦力。
7．一台起重机将重1800N的货物提高4m，做的有用功为 J，如果额外功是4800J，总功为 J，机械效率为
【答案】7200 ；12000 ；60%
【知识点】机械效率的计算；有用功和额外功
【解析】【解答】解：
起重机做的有用功：
W有=Gh=1800N×4m=7200J；
总功：
W总=W有+W额=7200J+4800J=12000J；
（3）机械效率：
η=×100%=×100%=60%．
故答案为：7200；12000；60%．
【分析】已知货物的重和上升的高度，根据W=Gh求出有用功；
有用功和额外功之和等于总功；
根据η=计算机械效率．
8．如图所示，物体G重60N，挂在匀质杠杆的一端，要使杠杆平衡可以在A点加一个方向为 的 N的力；也可以在B点加一个方向为 的 N的力。
【答案】竖直向下；80N；竖直向上；80N
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【解答】（1）A点和物体在支点的两侧，则动力的方向因为竖直向下。
根据。根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：60N×4L=F×3L，解得：F=80N；
（2）B点和重物在支点的左侧，那么二者方向相反，即竖直向上。
根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：60N×4L=F×3L，解得：F=80N；
【分析】（1）当杠杆在水平位置平衡时，如果拉力的方向竖直向下，那么此时动力臂恰好等于支点到悬挂点之间的杠杆的长度。根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2列式计算即可。
（2）当支点在杠杆的一侧时，动力和阻力的方向相反；当支点在中间时，动力和阻力的方向相同，据此分析解答。
9．如图所示，在水平拉力F的作用下重100N的物体A，沿水平桌面做匀速直线运动，弹簧秤B的示数为10N，则拉力F的大小为 N。（不计绳重及滑轮与轴的摩擦）
【答案】20
【知识点】动滑轮拉力的计算
【解析】【解答】根据图片可知，动滑轮受到水平向左的拉力，都等于测力计的示数10N，水平向右的拉力F。根据平衡力的条件得到：2F拉=F，即F=2×10N=20N。
【分析】对动滑轮进行受力分析，根据二力平衡的知识计算拉力的大小。
二、选择题（每题3分，共30分）
10．如图所示，活塞式抽水机手柄可以看作是绕O点转动的杠杆，它在动力F1和阻力F2的作用下，处于平衡状态，则（ ）
A．F1 OC＝F2 OA B．F1 OD＝F2 OB
C．F1 OE＝F2 OA D．F1 OE＝F2 OB
【答案】D
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【解答】读图可知，F1为动力，其力臂是支点到动力作用线的垂直距离，应为OE；F2为阻力，其力臂是从支点到阻力作用线的垂直距离，应为OB，所以根据杠杆的平衡条件，最终的平衡关系是F1 OE＝F2 OB，只有选项D符合题意。
故答案为：D。
【分析】明确力臂是支点到力作用线的垂直距离，再结合杠杆的平衡条件进行判断.
11．（2016八下·岱岳期末）如图所示，杠杆处于平衡状态，如果在杠杆两侧挂钩码处各增加一个质量相同的钩码，杠杆会（ ）
A．左端下降 B．右端下降 C．仍然平衡 D．无法判断
【答案】A
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【解答】解：
设一个钩码重为G，一格为L，
原来：2G×3L=3G×2L，杠杆平衡，
现在：3G×3L＞4G×2L，所以杠杆不再平衡，杠杆向逆时针方向转动，即左端下沉．
故选A．
【分析】原来杠杆平衡，是因为两边的力和力臂的乘积相等，现在各加一个同样的钩码，就要看现在的力和力臂的乘积是否相等，据此分析得出结论．
12．（2020·大庆模拟）如图甲所示，长1.6m、粗细均匀的金属杆可以绕O点在竖直平面内自由转动，一拉力﹣﹣位移传感器竖直作用在杆上，并能使杆始终保持水平平衡．该传感器显示其拉力F与作用点到O点距离x的变化关系如图乙所示．据图可知金属杆重（ ）
A．5N B．10N C．20N D．40N
【答案】B
【知识点】杠杆的平衡分析法及其应用
【解析】【解答】使金属杆转动的力是金属杆的重力，金属杆重心在中心上，所以阻力臂为：L1=0.8m，
取当拉力F=20N，由图象可知此时阻力臂：L2=0.4m，
根据杠杆的平衡条件有：GL1=FL2
所以G×0.8m=20N×0.4m
解得：G=10N
故答案为：B
【分析】根据杠杆平衡条件，可以计算杠杆上未知的力的大小。
13．（2017八下·路北期末）用细绳系住厚度不均匀的木板的O处，木板恰好处于静止状态，且上表面保持水平．如图所示，两玩具车同时从O点附近分别向木板的两端匀速运动，要使木板在此过程始终保持平衡，必须满足的条件是（ ）
A．两车的质量相等 B．两车的速度大小相等
C．质量较小的车速度较大 D．两车同时到达木板两端
【答案】C
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【解答】木板原来是平衡的，两玩具车同时从O点附近分别向木板的两端匀速运动，若保持木板平衡根据杠杆的平衡条件：G1L1=G2L2，即：m1v1t=m2v2t，m1v1=m2v2.
A.两车的质量相等，速度不同则不能平衡，A不符合题意；
B.车的速度大小相等，质量不同不能平衡，B不符合题意；
C.质量较小的车速度较大，C符合题意；
D.须满足 与两端距支点距离 相等才能平衡，D不符合题意．
故答案为：C.
【分析】根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2和速度公式列出等式m1v1=m2v2，对各个选项逐一分析即可解答.
14．如图所示，重力为G的均匀木棒竖直悬于O点，在其下端施一始终垂直于棒的拉力F，让棒缓慢转到图中虚线所示位置，在转动的过程中（ ）
A．动力臂逐渐变大 B．阻力臂逐渐变大
C．动力F保持不变 D．动力F逐渐减小
【答案】B
【知识点】杠杆的平衡条件；杠杆的动态平衡分析
【解析】【解答】A.由图示可知，木棒是一个杠杆，力F是动力，力F始终垂直与木棒，则木棒的长度是动力臂，木棒长度保持不变，动力臂保持不变，A不符合题意；
B.木棒的重力是阻力，阻力大小不变，木棒在竖直位置时，重力的力臂为0，转过θ角后，重力力臂（阻力臂）逐渐增大，B符合题意；
CD.已知：G、L保持不变，阻力臂LG逐渐变大，由杠杆平衡条件：GLG=FL可知，动力F逐渐增大，CD不符合题意.
故答案为：B
【分析】解答本题要先确定阻力、阻力臂、动力臂的变化，然后根据杠杆平衡的条件F1l1=F2l2分析动力的变化.
15．（2016·林西模拟）如图是吊车起吊货物的结构示意图，伸缩撑杆为圆弧状，工作时它对吊臂的支持力始终与吊臂垂直，使吊臂绕O点缓慢转动，从而将货物提起．下列说法正确的是（ ）
A．吊臂是一省力杠杆，但要费距离
B．吊臂是一个费力杠杆，但可以省功
C．匀速顶起吊臂的过程中，伸缩撑杆支持力的力臂变小
D．匀速顶起吊臂的过程中，伸缩撑杆支持力渐渐变小
【答案】D
【知识点】杠杆的分类；杠杆的平衡分析法及其应用
【解析】【解答】解：
A、如图画出动力臂和阻力臂，动力臂L1小于阻力臂L2，根据杠杆平衡条件，动力大于阻力，吊臂是费力杠杆．故A错误；
B、吊臂是费力杠杆，费力但可以省距离，但不省功，故B错；
CD、由题知，吊车工作时它对吊臂的支持力始终与吊臂垂直，动力臂不变，阻力不变，阻力臂减小，根据F1×l1=F2×l2可知动力减小，所以伸缩撑杆的支持力逐渐变小．故C错、D正确．
故选D．
【分析】根据杠杆平衡条件，F1×l1=F2×l2，根据动力臂和阻力臂的关系分析是省力杠杆、等臂杠杆、费力杠杆．
根据匀速吊起货物时，阻力不变，阻力臂变化，动力臂不变，再次利用杠杆平衡条件进行判断支持力的大小变化．
16．同一物体沿相同水平地面被匀速移动（如图），拉力分别为F甲、F乙、F丙，不计滑轮与轻绳间的摩擦，比较它们的大小，则（ ）
A．F甲最大 B．F乙最大 C．F丙最大 D．无法判断
【答案】A
【知识点】滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】根据图片可知，甲中承担拉力的绳子段数n甲=1，乙中承担拉力的绳子段数n乙=2，丙中承担拉力的绳子段数n丙=3。根据可知，绳子自由端的拉力F甲>F乙>F丙。
故选A。
【分析】根据图片确定承担拉力的绳子段数n，然后根据计算自由端的拉力即可。
17．如图所示，分别是用甲、乙两个滑轮组在相等时间内将质量相等的重物匀速提升相同的高度，绳和轮之间的摩擦均不计，下列说法正确的是（ ）
A．甲滑轮组比乙滑轮组更省力
B．甲滑轮组绳子移动的速度比乙的小
C．甲、乙两个滑轮组对重物所做的功相等
D．甲滑轮组的机械效率比乙的低
【答案】B,C
【知识点】滑轮组及其工作特点；机械效率的计算；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】A.根据图片可知，甲中承担重力的绳子段数n=2，乙中承担重力的绳子段数n=3。根据可知，拉力F甲>F乙，故A错误；
B.根据图片可知，甲中承担重力的绳子段数n=2，乙中承担重力的绳子段数n=3，根据v=nv物可知，绳子自由端的速度v甲
D.根据可知，甲滑轮组和乙滑轮组的机械效率相等，故D错误。
故选BC。
【分析】（1）根据比较拉力的大小；
（2）根据v=nv物比较绳子自由端移动速度的大小；
（3）根据W有=Gh比较有用功的大小；
（4）根据比较滑轮组的机械效率。
18．如图所示，用滑轮组提升重物时，重200N的物在5s内匀速上升了1m。已知拉绳子的力F为120N，如果不计绳重及摩擦，则提升重物的过程中（ ）
A．绳子自由端被拉下3m B．动滑轮重40N
C．滑轮组的机械效率是83.3% D．拉力F的功率是48W
【答案】B,C,D
【知识点】滑轮组及其工作特点；动滑轮拉力的计算；机械效率的计算
【解析】【解答】A.根据图片可知，承担重力的绳子段数n=2，则绳子自由端被拉下的距离为：s=nh=2×1m=2m，故A错误；
B.根据得到：，解得：G动=40N，故B正确；
C.滑轮组的机械效率为：，故C正确；
D.拉力做的总功为：W总=Fs=120N×2m=240J，那么拉力的功率为：，故D正确。
故选BCD。
【分析】（1）根据s=nh计算绳子自由端被拉下的距离；
（2）根据计算动滑轮的重力；
（3）根据计算滑轮组的机械效率；
（4）首先根据W总=Fs计算拉力做的总功，再根据计算拉力的功率。
19．如图甲、乙所示是由相同的滑轮装成的滑轮组，甲、乙两人分别用两装置在相等时间内将质量相等的重物匀速提升相同的高度，空气阻力、摩擦、滑轮和绳子的质量均不计，下列说法正确的是（ ）
A．甲的拉力是乙的拉力的3倍
B．乙拉绳子的速度大小是甲拉绳子速度大小的2倍
C．甲拉力的功率大于乙拉力的功率
D．如果考虑滑轮质量，图甲装置的机械效率比图乙的要高
【答案】B,D
【知识点】功率的计算；滑轮组及其工作特点；动滑轮拉力的计算；滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】A.根据图片可知，承担重力的绳子段数n甲=1，n乙=2。根据可知，甲的拉力是乙的拉力的2倍，故A错误；
B.物体上升的速度相同，根据v=nv物可知，v乙：v甲=2：1，故B正确；
C.F甲：F乙=2：1，v甲：v乙=1：2，根据P=Fv可知，P甲：P乙=1：1，即二者相等，故C错误；
D.甲中对滑轮不做额外功，乙中对动滑轮做额外功，根据可知，滑轮组的机械效率η甲>η乙，故D正确。
故选BD。
【分析】（1）根据计算拉力的大小关系；
（2）根据v=nv物计算二者绳子的移动速度之比；
（3）根据P=Fv比较拉力的功率大小；
（4）根据比较机械效率的大小。
三、简答题（每题3分，共6分）
20．如图所示，在一次野外活动中，某同学先后用甲、乙两种方式扛着同样的包裹前进。两种方式中哪种更轻便、更合理？请从物理学的角度说明理由。
【答案】甲图方式更轻便合理，两种方式的动力臂大致相同，阻力相等。根据杠杆原理，甲方式的阻力臂小，所以手施加的动力小，感觉轻便。
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【解答】甲图方式更轻便合理，两种方式的动力臂大致相同，阻力相等。根据杠杆原理，甲方式的阻力臂小，所以手施加的动力小，感觉轻便。
【分析】根据图片可知，肩膀相当于支点，包裹的重力相当于阻力，手施加动力。分析两种情况下动力臂和阻力壁的大小关系，然后根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析计算即可。
21．生活中一些看似平常的工具却蕴含着丰富的物理知识，如图所示的钢丝钳就是其中一例。针对图中：①齿状钳口；②刀口锋利；③带凹凸纹的橡胶柄套。请选择其中两例或题干外自选两例简要说出他们各应用的物理知识。
【答案】齿形钳口：使接触面变小（粗糙），有利于增加对被钳物体的压强使之形变不易滑离 （或有利于增大摩擦，使被钳物不易滑离）。
刀口锋利：减小被钳物的受力面积，增大压强，便于剪断金属丝。
凹凸纹橡胶柄套：a．凹凸纹有利于增大手与钳的摩擦，有利于握紧钳；b．橡胶为绝缘体，能较好防止触电；c．橡胶容易弹性形变，可以增大手的受力面积，减小钳对手的压强。
【知识点】增大或减小摩擦的方法；增大压强的方法及其应用；导体与绝缘体
【解析】【分析】①增大压强的方法：①增大压力；②减小接触面积；、
②增大摩擦力的方法：①增大压力；②增大接触面的粗糙程度；
③不容易导电的物体为绝缘体，例如橡胶、塑料、陶瓷、各种油类；
④受力改变形状，撤去外力后恢复形状，这就是弹性形变。
四、作图题（每题3分，共6分）
22．如图，在B端加一最小的力FB，使杠杆平衡，画出此力的方向，并画出FA的力臂．
【答案】【解答】解：由杠杆平衡条件可知，在阻力与阻力臂一定时，动力臂越大，动力越小，由图示可知，支点O与B的连线是最大动力臂，力与OB垂直时最小．反向延长拉力的作用线，然后过支点O作力的作用线的垂线段，用L表示，如图所示：
【知识点】力臂的画法；杠杆中最小力的问题
【解析】【分析】由杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂，知阻力×阻力臂是定值时，当支点到力的作用点是力臂时，力臂最大，即OB是力臂时，动力是最小的．
力臂的概念：力臂是指从支点到力的作用线的距离．
23．如图所示，用滑轮组沿水平地面拉动物体A，请画出最省力的绕绳方法。
五、计算题（每题10分，共20分）
【答案】
【知识点】滑轮组的设计与组装
【解析】【解答】根据图片可知，动滑轮的个数n=1，那么承担拉力的绳子段数n'=2×1+1=3，那么绳头应该系在动滑轮上上，如下图所示：
【分析】动滑轮的个数n和承担拉力的绳子的最大段数n'之间的关系为：n'=2n+1，然后根据“奇动偶定”确定绳头的位置，最后根据从内到外的顺序完成连接即可。
24．如图所示，工人将一底面积为0.06m2，高为2m，密度为2.0×103kg/m3的圆柱形实心物体从水下匀速提升1m，当物体未露出水面时，求（g取10N/kg）
（1）此时，物体受到的浮力．
（2）若不计绳与轮间摩擦及滑轮自重，工人对绳的拉力大小是多少N？
（3）若工人对绳的拉力为400N，使物体匀速上升，求此装置的机械效率？
【答案】（1）解：当物体未露出水面时，V排=V=Sh=0.06m2×2m=0.12m3，
则F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.12m3=1.2×103N；
答：物体受到的浮力为1.2×103N．
（2）解：由ρ=得：G=mg=ρ物Vg=2.0×103kg/m3×0.12m3×10N/kg=2.4×103N；物体未露出水面时，物体对滑轮组的拉力为F′=G﹣F浮=2.4×103N﹣1.2×103N=1.2×103N，由图可知绳子的股数n=4，若不计绳与轮间摩擦及滑轮自重，则拉力F=F′=×1.2×103N=300N；答：若不计绳与轮间摩擦及滑轮自重，工人对绳的拉力大小是300N．
（3）解：若工人对绳的拉力为400N，由于物体未露出水面时，物体对滑轮组的拉力为F′，则η=====75%．
答：若工人对绳的拉力为400N，使物体匀速上升，此装置的机械效率为75%．
【知识点】浮力大小的计算；滑轮（组）的机械效率；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】（1）根据阿基米德原理F浮=G排=ρ液gV排可求物体所受浮力．
（2）根据G=mg=ρVg求出物体重力，则物体对滑轮组的拉力为G′=G﹣F浮，若不计绳与轮间摩擦及滑轮自重，则拉力F=G′．
（3）求出有用功和总功后，根据η=即可求出机械效率．
【分析】此题是一道力学综合题，综合考查阿基米德原理的应用、滑轮组的拉力计算、机械效率的计算；熟练掌握股数即可解答．
25．（2020九上·南陵月考）在荆州火车站附近的荆州中学新校区的建设工地上，工人把重1200N的物体沿着长L=5m、高h=1m的斜面从底部匀速拉上斜面的顶端，沿斜面所用的拉力为300N（不计空气阻力）．求：
（1）将物体从斜面底部匀速拉到斜面顶端的过程中，拉力做了多少功？
（2）工人使用斜面做功的机械效率是多少？
（3）物体和斜面之间的摩擦力是多大？
【答案】（1）解：知道沿斜面的拉力是300N，斜面的长度是5m，故W总=Fs=FL=300N×5m=1500J；
答：拉力做功1500J
（2）解:此时W有=Gh=1200N×1m=1200J；
答：工人使用斜面做功的机械效率是80%
（3）解: 故W额=W总﹣W有=1500J﹣1200J=300J；
答：物体和斜面之间的摩擦力是60N．
【知识点】斜面的机械效率；功的计算及应用
【解析】【分析】（1）根据W=Fs求出推力做的总功；
（2）根据W=Gh求出有用功，据公式计算出机械效率即可；
（3）求出克服摩擦力做的额外功，再据W=fL计算即可
五、实验题（共18分）
26．在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，用同一滑轮组进行了三次实验（如图所示），实验数据记录如下表：
次数 钩码重/N 钩码上升距离/cm 弹簧测力计示数/N 弹簧测力计上升距离/cm 机械效率
1 2 10 0.8 30 83.3%
2 4 10 1.5 30
3 6 10 30 90.9%
（1）第2次实验中滑轮组的机械效率为 （结果保留一位小数）；
（2）第3次实验中，弹簧测力计的示数漏填，由图丙可知，弹簧测力计示数为 N；
（3）分析数据可得实验结论：使用同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越 （选填“高”或“低”）；
（4）根据实验结论推测：使用该滑轮组再次将8N的物体匀速提升10cm，此时滑轮组的机械效率可能为____（只填序号）
A．71.6% B．82.4% C．92.1%
【答案】（1）88.9%
（2）2.2
（3）高
（4）C
【知识点】滑轮（组）机械效率的测量实验
【解析】【解答】（1）在第2组实验中，滑轮组做的有用功为：W有=Gh=4N×0.1m=0.4J；
滑轮组做的总功：W总=Fs=1.5N×0.3m=0.45J；
则滑轮组的机械效率：；
（2）根据丙图可知，测力计的分度值为0.2N，则测力计的示数为2.2N；
（3）根据表格数据可知，当钩码重力从2N增大到6N时，滑轮组的机械效率从83.3%增大到90.9%，那么得到结论：使用同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高。
（4）当物体的重力为8N时，它的机械效率肯定大于6N时的机械效率，即肯定大于90.9%，故选C。
【分析】（1）当根据W有=Gh计算有用功，根据W总=Fs计算总功，根据计算滑轮组的机械效率。
（2）根据丙图确定弹簧测力计的分度值，根据指针位置读出示数；
（3）根据表格数据，分析滑轮组的机械效率与物体重力的关系；
（4）根据（3）中得到的规律分析解答。
27．某实验小组利用图示装置研究杠杆的机械效率，实验的主要步骤如下：
①用轻绳悬挂杠杆一端的O点作为支点，在A点用轻绳悬挂总重为G的钩码，在B点用轻绳竖直悬挂一个弹簧测力计，使杠杆保持水平；
②竖直向上拉动弹簧测力计缓慢匀速上升（保持O点位置不变），在此过程中弹簧测力计的读数为F，利用刻度尺分别测出A、B两点上升的高度为h1、h2。
回答下列问题：
（1）杠杆机械效率的表达式为η＝ 。（用已知或测量的物理量符号表示）
（2）本次实验中，若提升的钩码重一定，则影响杠杆机械效率的主要因素是： 。
（3）若只将钩码的悬挂点由A移至C，O、B位置不变，仍将钩码提升相同的高度，则杠杆的机械效率将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
【答案】（1）
（2）杠杆的自重
（3）变大
【知识点】杠杆的机械效率
【解析】【解答】（1）根据图片可知，杠杆做的有用功为：W有=Gh1，杠杆做的总功W总=Fh2，那么杠杆的机械效率为：；
（2）杠杆克服钩码重力做有用功，克服杠杆的重力做额外功。根据W额=G杠杆h可知，杠杆的自重越大，杠杆的机械效率越低，即影响杠杆机械效率的注意因素还有杠杆的自重。
（3）若只将钩码的悬挂点由A移至C，O、B位置不变，仍将钩码提升相同的高度，那么杠杆上升的高度减小，即有用功不变，额外功减小。根据可知，那么滑轮组的机械效率变大。
【分析】（1）克服钩码的重力做有用功，弹簧测力计的拉力做总功，根据计算滑轮组的机械效率。
（2）根据图片分析对哪些物体做额外功即可；
（3）注意分析杠杆上升高度的变化对额外功的影响即可。
28．某小组的同学们在探究“杠杆的平衡条件”。
（1）实验前杠杆停在图甲所示的位置，为使杠杆在水平位置平衡，应该将右端平衡螺母向 （填“左”或“右”）调节；实验过程中使杠杆水平位置平衡的目的是 。
（2）该组的同学在调节杠杆在水平位置平衡后，按图乙所示，通过加挂钩码分别改变F1、F2，仍使杠杆在水平位置平衡，并用刻度尺在杠杆上测出对应的L1和L2，记录的实验数据如下表：
次数 F1/N L1/cm F2/N L2/cm
1 1 8 2 4
2 2 8 1 16
3 2 12 3 8
小组中的小夏通过观察以上实验装置，并分析数据得出杠杆平衡的条件是：“动力乘以动力作用点到支点的距离＝阻力乘以阻力作用点到支点的距离”。小组中的小雨说他的结论不正确，小雨同学为了验证自己的观点。只将如图乙中的F1改用弹簧测力计来拉。实验中改变拉力的 ，仍使杠杆在水平位置平衡时，比较拉力的 ，即可证明小夏的观点是否正确。
（3）小组的同学最终得到了杠杆平衡的条件是 。
（4）根据杠杆的平衡条件，在图丙装置的左右两边各取下一个钩码后，杠杆 （填“左”或“右”）端下沉，为使杠杆恢复水平平衡，只需将右侧钩码移至第 格。
（5）用绳子拴住一根粗细不同的大树某处，静止后大树水平平衡，如图丁所示。现将大树从拴绳处沿竖直方向切成A、B两段，根据杠杆的平衡条件可判断GA （填“＞”“＝”或“＜”）GB。
【答案】（1）右；方便测量力臂
（2）方向；大小
（3）动力×动力臂＝阻力×阻力臂
（4）左；9
（5）＞
【知识点】探究杠杆的平衡条件实验
【解析】【解答】（1）①根据图片可知，杠杆的右端上翘，则右端轻，那么平衡螺母应该向右调节；
②实验过程中使杠杆水平位置平衡的目的是方便测量力臂。
（2）实验中改变拉力的方向，仍使杠杆在水平位置平衡时，比较拉力的大小，即可证明小夏的观点是否正确。
（3）小组的同学最终得到了杠杆平衡的条件是：动力×动力臂＝阻力×阻力臂；
（4）①根据杠杆的平衡条件，在图丙装置的左右两边各取下一个钩码后：
左边：2G×2L=4GL；右边：1G×3L=3GL；
比较可知，左侧乘积大，因此杠杆左端下沉。
②根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：2G×2L=1G×nL，解得：n=4，
即右侧钩码在第4个格处，也就是对准9；
（5）根据图片可知，A侧力臂小，B侧力臂大，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到，GA>GB。
【分析】（1）①平衡螺母总是向轻的那端调节。
②当杠杆在水平位置平衡时，钩码产生的拉力正好与其垂直，因此悬挂点到支点的距离恰好等于力臂，通过刻度可以方便的读出力臂。
（2）当弹簧测力计的拉力方向与杠杆不垂直时，杠杆支点到悬挂点之间的距离就不再等于力臂，此时“动力乘以动力作用点到支点的距离≠阻力乘以阻力作用点到支点的距离”，即可以说明小夏的观点是错误的。
（3）根据杠杆的平衡条件分析解答；
（4）①比较力和力臂的乘积，那侧乘积大，哪侧下沉；
②根据杠杆的平衡条件列式计算即可。
（5）根据杠杆的平衡条件分析判断。
