2022年北京市中考物理专题练8-简单机械

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2022年北京市中考物理专题练8-简单机械
一．选择题（共11小题）
1．（2021•北京）如图所示的四种工具中，正常使用时属于费力杠杆的是（　　）
A．园艺剪 B．筷子
C．瓶盖起子 D．核桃夹
2．（2020•北京）如图所示，正在使用的四种工具，属于费力杠杆的是（　　）
A．羊角锤
B．核桃夹
C．园艺剪
D．食品夹
3．（2021•丰台区二模）如图甲所示是中国农村历代通用的旧式提水器具——桔槔，这种提水工具虽简单，但它可以使劳动人民的劳动强度得以减轻。桔槔的结构相当于一个普通的杠杆，如图乙所示。轻质细杆AB代表桔槔，O为支点。当水桶中装满水，人使用桔槔缓慢匀速提升水桶时，杠杆A端水桶和水的总重力为G1，人向上提升水桶的拉力为F，杠杆B端重石的重力为G2。下列说法正确的是（　　）

A．人使用桔槔提水比直接用水桶提水费力
B．人使用桔槔匀速向上提水时，杠杆A端受到的拉力大小为G1+F
C．人使用桔槔匀速向上提水时，杠杆满足条件（G1﹣F）•OA＝G2•AB
D．当重石的重力G2增大时，人使用桔槔提升水桶时的拉力F变小
4．（2021•昌平区二模）如图所示是撬石头情景的示意图，工人师傅在撬棒的一端施加力F1将石块匀速撬起，下面能正确表示石块对杠杆（撬棒）的压力F2的示意图是（　　）

A． B．
C． D．
5．（2021•通州区一模）如图所示，下列工具正常使用过程中，属于费力杠杆的是（　　）
A．用园艺剪刀修剪枝叶 B．用垃圾钳捡垃圾
C．用弯头剪刀修眉 D．用钳子拧螺丝
6．（2021•东城区一模）桔槔是利用杠杆原理工作的取水工具，如图甲所示，是我国古代劳动人民利用桔槔灌溉的场景。为了更好地研究该场景中的桔槔配重对需要搬动的重物的影响，小东将桔槔抽象成简单的杠杆模型，如图乙所示，轻质细杆AB代表桔槔，质量较大的物块M模拟重物，质量较小的物块m模拟搬动重物时的配重。支点O在AB的中点，M放置在水平地面上并用细绳悬挂在A点，m悬挂在杠杆上C点，C点可以在OB之间根据需要移动位置，l表示OC的距离。用Ta表示细绳对A点的拉力，T表示细绳对C的拉力，F表示地面对M的支持力，p表示M对地面的压强。已知AB始终保持水平位置平衡，则下列关于Ta、T、F、p随l大小变化关系的图像中正确的是（　　）


A． B．
C． D．
7．（2021•房山区一模）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1m，提升过程中拉力F的功率为160W。已知物体A重720N，该工人重600N。关于该过程，下列说法正确的是（　　）

A．绳子自由端移动的速度为0.2m/s
B．动滑轮重80N
C．该工人对地面的压力为200N
D．工人利用该滑轮组提升物体的最大机械效率为90%
8．（2021•海淀区校级模拟）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F逐渐变大 B．动力F逐渐变小
C．动力F一直不变 D．无法确定动力F大小
9．（2021•延庆区模拟）如图所示的四种用具在正常使用的过程中，属于省力杠杆的是（　　）
A．用夹子夹取盘子 B．托盘天平
C．用筷子夹食品 D．用起子起瓶盖
10．（2021•朝阳区模拟）甲物体静止在水平地面上时，对地面的压强为6×105Pa．现将甲物体用细绳挂在轻质杠杆的A端，杠杆的B端悬挂乙物体，如图所示，当杠杆在水平位置平衡时，甲物体对地面的压强为2×105Pa，已知：乙物体的质量为2kg，AO：AB＝1：4，g取10N/kg。要使甲物体恰好被细绳拉离地面，则下列判断中正确的是（　　）

A．甲物体的底面积应小于2×10﹣5m2
B．甲物体对地面的压力只需减少10N
C．杠杆B端所挂物体的质量至少增加2kg
D．可以移动支点O的位置，使OA：OB＝2：9
11．（2021•北京模拟）两个完全相同的滑轮，其重力均为20N，分别用图甲、乙两种方式，将重400N的物体以相同的速度匀速竖直提升了10m，不计绳重和摩擦，则下列判断正确的是（　　）

A．F1做的功大于F2做的功
B．F1和F2做的功相等
C．F1做功的功率小于F2做功的功率
D．甲的机械效率小于乙的机械效率
二．多选题（共4小题）
（多选）12．（2021•北京二模）某同学用滑轮组提升物体，绳子自由端竖直移动的距离随时间变化的关系如图中图线a所示，物体上升的高度随时间变化的关系如图线b所示。已知物体的质量为450g，所用动滑轮的总质量为50g。g取10Nkg。在0～2s的过程中，下列说法中正确的是（　　）

A．绳子自由端移动的速度为20cm/s
B．承受物重的绳子段数n＝4
C．额外功为0.05J
D．增加物重机械效率不变
（多选）13．（2021•海淀区校级一模）用如图所示的装置将体积为10dm3，重为900N的重物A从水中提升出来。在卷扬机对绳子的拉力作用下，使A经历了三个过程：过程I为A浸没在水中竖直匀速上升的过程，过程Ⅱ为A上表面刚露出水面到下表面刚离开水面竖直匀速上升的过程，过程Ⅲ为A在空中竖直匀速上升的过程。过程Ⅲ中卷扬机对绳子的拉力大小为F＝500N。不计水中提升时水对A的阻力，不计A被提出水面所带水的质量，下列判断中正确的是（　　）


A．若过程Ⅰ和过程Ⅲ中提升A的高度相同，则两过程中所做的额外功一定相同
B．过程I和过程Ⅱ中卷扬机对绳子的拉力大小一定不相同
C．过程Ⅲ中提升A的机械效率η为90%
D．此装置中动滑轮的重力为100N
（多选）14．（2021•东城区一模）工人师傅为了搬运装修材料，设计了如图所示的滑轮组，已知图中的每个滑轮均重50N。在一次施工中，工人师傅用此装置将重为400N的材料匀速提升到4.5m高的楼上用时30s。此过程中，绳重和摩擦忽略不计，g取10N/kg。下列说法正确的是（　　）

A．绳自由端移动的速度为0.45m/s
B．天花板受到竖直向下500N的拉力
C．工人做的有用功是2025J
D．滑轮组的机械效率约为88.9%
（多选）15．（2021•平谷区一模）如图是抽水马桶水箱进水自动控制的结构原理图，AOB为一可绕固定点O转动的轻质杠杆，已知OA：OB＝1：2，A端用细线挂一空心铝球，质量为2.7kg。当铝球一半体积浸在水中，在B端施加3.5N的竖直向下的拉力F时，杠杆恰好在水平位置平衡。（ρ铝＝2.7×103kg/m3，g＝10N/kg）下列结果正确的是（　　）

A．该铝球重力是27N
B．杠杆A端受到竖直向下的拉力是7N
C．该铝球受到的浮力为5N
D．铝球空心的体积为3×10﹣3m3
三．填空题（共2小题）
16．（2021•海淀区校级模拟）如图所示的杠杆，F是作用在杠杆B端的力。图中线段AB与力F的作用线在一条直线上。则线段　 　表示力F的力臂。（选填“OA”或“AC”）

17．（2021•北京模拟）如图所示，OB是以O点为支点的杠杆，F是作用在杠杆B端的力，图中线段AB与力F的作用线在一条直线上，且OA⊥AB、AC⊥OB，线段　 　表示力F的力臂。（选填“OA”或“AC”）

四．实验探究题（共5小题）
18．（2021•朝阳区二模）为了探究动力F1、动力臂l1、阻力F2和阻力臂l2这4个量满足怎样的关系时杠杆平衡，小阳利用轻质细杆（杆上相邻刻度线之间的距离相等）和质量相等的钩码等器材进行实验。

（1）如图甲所示，为使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向 　 　侧调节。
（2）将杠杆调节在水平位置平衡后，如图乙所示，在杠杆上的A点悬挂了2个钩码。为使杠杆保持在此位置平衡，可以在 　 　点悬挂钩码；也可以在 　 　点用弹簧测力计竖直向上拉杠杆。（选填“B”或“C”）
（3）小阳通过多次实验发现，杠杆平衡时，F1、F2、l1、l2满足的关系式是：　 　。
19．（2021•海淀区校级一模）小华探究杠杆平衡条件时，所用的杠杆上相邻刻线间的距离相等。
（1）实验前小华发现杠杆处于如图甲所示的状态，此时杠杆处于　 　状态（选填“平衡”或“非平衡”）；要想使杠杆水平平衡，她　 　。
A.只能调右端平衡螺母
B.只能调左端平衡螺母
C.调左、右平衡螺母均可
（2）“测量滑轮组的机械效率”实验中，甲、乙、丙三位同学分别用图乙的同一个动滑轮竖直向上匀速提升不同的钩码，并记录了如表所示的实验数据。根据表中的实验数据可得出滑轮的机械效率与　 　有关。


钩码重
G/N
钩码上升
的高度h/cm
人对绳子
的拉力F/N
绳子自由端
上升的高S/cm
时间
t/s
甲同学
3
5
2.1
10
25
乙同学
4
4
2.6
8
1
丙同学
7
6
4.2
12
3

20．（2021•石景山区二模）小军用如图所示的实验装置来“探究杠杆平衡条件”。请按要求完成下列问题：
（1）为使图甲中杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向　 　侧调节。你认为实验中让杠杆在水平位置平衡的好处是　 　。
（2）如图乙所示，杠杆恰好处于水平平衡状态，若在B处下方再挂一个相同的钩码，若要使杠杆在水平位置再次平衡，需要将悬挂在A处的钩码移动到杠杆　 　位置处。

21．（2021•东城区二模）小东在“探究杠杆平衡条件”的实验中，组装了如图甲所示的实验装置。

（1）实验前小东同学发现实验装置处于如图甲所示的状态。他将杠杆两端的平衡螺母向 　 　（选填“左”或“右”）调节，使杠杆在水平位置静止平衡，这样做的好处是 　 　；
（2）如图乙所示，杠杆在水平位置静止平衡。若在B点下方加挂一个钩码，仍要保持杠杆在水平位置静止平衡，可以将A点的两个钩码向 　 　（选填“左”或“右”）移动一个格。
（3）若将图乙中A点的钩码取下，仍要保持杠杆在水平位置静止平衡，可以用弹簧测力计在图丙中的 　 　（选填“A”或“C”）点施加一个竖直向上的力。
22．（2021•顺义区二模）在“研究杠杆平衡条件”的实验中，杠杆刻度均匀，每个钩码的质量都相等。
（1）实验开始前，杠杆如图甲所示处于静止状态。为使杠杆在水平位置平衡，应将右端的平衡螺母向　 　移动。（选填“左”或“右”）
（2）调节杠杆水平平衡后，如图乙所示，在M点挂上3个钩码，在N点挂上4个钩码。此时，杠杆在水平位置　 　平衡。（选填“能”或“不能”）
（3）用弹簧测力计和钩码配合使用，也可以研究杠杆平衡条件。如图丙所示，A点悬挂4个钩码的总重力为2N，若用弹簧测力计在B点竖直向上拉杠杆，使杠杆在水平位置平衡，弹簧测力计的示数为　 　N。若在B点沿着BP斜向上施加拉力F，使杠杆在水平位置平衡，请在答题卡相应位置处画出拉力F的力臂，并用L表示。

五．计算题（共5小题）
23．（2021•房山区二模）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1m，提升过程中拉力F的功率为160W，已知物体A重720N，该工人重700N，绳子能够承受的最大拉力为500N，不计绳重和摩擦，求：
（1）绳子自由端的速度；
（2）动滑轮重；
（3）该工人对地面的压力；
（4）工人利用该滑轮组提升重物的最大机械效率。

24．（2021•海淀区二模）如图甲是用滑轮组匀速提升物体的示意图，卷扬机对绳子竖直向下的拉力F与卷扬机拉动绳子的速度v的关系如图乙所示。当使用这个装置提升重为850N的物体A时，卷扬机拉动绳子的速度为0.2m/s，不计绳重及摩擦，卷扬机的拉动绳子的功率保持不变。
（1）求提升物体A时卷扬机对绳子的拉力FA；
（2）求动滑轮受到的重力G动；
（3）若用该装置提升另一物体B时，卷扬机拉动绳子的速度为0.5m/s，求此时滑轮组的机械效率η。（计算结果保留整数）

25．（2020•昌平区模拟）如图所示，一个边长为40cm的正方体A放在水平地面上，对地面的压强为6000Pa，不计绳重和摩擦，求：
（1）重物A的密度是多少？
（2）如果重物A以0.05m/s的速度匀速上升，人对绳子的拉力F的功率为80W，则滑轮组的机械效率是多少？
（3）求G动为多大？

26．（2020•门头沟区二模）如图所示是用动滑轮运送物体A的示意图，卷扬机对绳子的拉力为F＝500N，物体A在10s内匀速竖直上升了3m。已知物重850N，所用动滑轮重为50N，g取10N/kg。求：
（1）绳子自由端移动的速度；
（2）动滑轮的机械效率。

27．（2020•东城区模拟）如图所示是某种健身器械的示意图，轻质支架固定在轻质杠杆PQ两端，O为支点，PO：OQ＝1：4，PO＝2m，液压装置B可使支架获得与作用在踏板上的力大小相同、竖直向下的压力，配重A重GA＝1500N悬挂在滑轮组下方其下表面与支架接触，动滑轮重G动＝100N，人对滑轮轴处手柄施水平向右的拉力F＝200N时，杠杆恰在水平位置平衡。为加大训练强度，将支点移至O′处，PO′＝O′Q＝5m，人对手柄施水平向右的拉力F1，同时对踏板施压力N1，配重A以v＝0.2m/s的速度竖直向上略微提升，杠杆P端匀速略微竖直向上抬起，这时滑轮组的机械效率为η1．继续加大训练强度，增加的配重为GA′，同时移动支点至O″处，PO″：O″Q＝4：1，人对手柄施水平向右的拉力F2，此时对踏板施压力N2，配重被竖直向上匀速的略微提升，杠杆P端被匀速略微竖直向上抬起，这时滑轮组的机械效率为η2，滑轮组的绳重、绳的伸长和轮轴间摩擦可以忽略，F：F1：F2＝1：2：3，N1：N2＝3：11，F1＝400N，N1＝150N。

求：（1）O″Q的长度；
（2）η1的大小；
（3）GA′的大小。

2022年北京市中考物理专题练8-简单机械
参考答案与试题解析
一．选择题（共11小题）
1．【解答】解：ACD、园艺剪、瓶盖起子、核桃夹在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故ACD错误；
B、筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故B正确。
故选：B。
2．【解答】解：
A、羊角锤在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；
B、核桃夹在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；
C、园艺剪在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；
D、食品夹在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆。
故选：D。
3．【解答】解：
A、人使用桔槔提水时，水桶受到三个力的作用：竖直向下的重力、竖直向上的人的提力、竖直向上的绳子对水桶的拉力，所以人的提力小于水桶的重力，即人使用桔槔提水比直接用水桶提水省力，故A错误；
B、水桶受平衡力，绳子对水桶的拉力为G1﹣F，根据力的相互性可知，杠杆A端受到的拉力大小为G1﹣F，故B错误；
C、杠杆处于平衡状态，如图所示：
；
根据杠杆的平衡条件可知，（G1﹣F）•L2＝G2•L1，根据相似三角形的知识可知，L1：L2＝OB：OA，所以（G1﹣F）•OA＝G2•OB，故C错误；
D、重石的重力的力臂不变，A端拉力的力臂不变，当重石的重力G2增大时，A对水桶的拉力变大，则人向上提升水桶的拉力为F变小，故D正确。
故选：D。
4．【解答】解：压力是垂直作用在物体表面的力，所以石块对杠杆的压力F2垂直杠杆向下，作用点在石块与杠杆接触处，由各选项图知，ABC错误，D正确。
故选：D。
5．【解答】解：A、园艺剪刀在使用的时候动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。
B、垃圾钳在使用的时候动力臂小于阻力臂，是费力杠杆。
C、修眉用的弯头剪刀在使用的时候动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。
D、钳子在使用的时候动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。
故选：B。
6．【解答】解：轻质细杆AB相当于是一个杠杆，根据杠杆的平衡条件可知，T•l＝Ta•OA；
m向左移动的过程中，l变大；由于物体m的质量不变，重力不变，对C的拉力不变，即T保持不变，故B错误；
OA不变，l变大，根据杠杆的平衡条件可知，Ta=T⋅lOA变小，Ta与l成正比，故A错误；
对M受力分析，M受到竖直向下的重力、竖直向上的拉力和支持力，根据力的相互性可知，拉力等于Ta，M受到的重力不变，Ta变大，则M对地面的压力变小，故C错误；
根据p=FS可知，受力面积不变，压力减小，则压强变小，故D正确。
故选：D。
7．【解答】解：A、物体上升的速度：v物=ℎt=1m5s=0.2m/s，
根据图示可知：n＝2，
绳子自由端移动的速度：v＝2v物＝2×0.2m/s＝0.4m/s，故A错误；
B、由P＝Fv可知，拉力的大小：F=Pv=160W0.4m/s=400N，
若不计摩擦和绳重，由F=12（G+G动）可得，动滑轮的重力：G动＝2F﹣G＝2×400N﹣720N＝80N，
由于实际上绳重和摩擦是存在的，则动滑轮重不等于80N，故B错误；
C、因工人受到竖直向上的支持力和拉力以及竖直向下的重力而处于平衡状态，
所以工人受到地面的支持力：F支持＝G人﹣F＝600N﹣400N＝200N，
又因工人对地面的压力和地面对人的支持力是一对相互作用力，所以工人对地面的压力等于地面对人的支持力，即200N，故C正确；
D、当工人施加的拉力最大等于自身重力时（F′＝G人），滑轮组的机械效率最大，
若不计摩擦和绳重，由F′=12（G最大+G动）可得，物体的最大重力：G最大＝2G人﹣G动＝2×600N﹣80N＝1120N，
则滑轮组的最大机械效率：η=W有W总=G最大ℎF's=G最大ℎF'×2ℎ=G最大2F'=1120N2×600N×100%≈93.3%，由于实际上绳重和摩擦是存在的，所以滑轮组的最高机械效率无法判断，故D错误。
故选：C。
8．【解答】解：将杠杆缓慢地由最初位置拉到图中虚线所示位置，拉力F始终垂直于棒，则动力臂不变；阻力为杠杆的重力，其大小不变，当硬棒在竖直位置时，重力的力臂为0，转过一定角后，重力的力臂（阻力臂）逐渐变大；因阻力（即重力）不变，阻力臂变大，动力臂不变，所以，由杠杆的平衡条件F1l1＝F2l2可知，动力F变大，故A正确。
故选：A。
9．【解答】解：A、夹子夹取盘子的过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；
B、天平使用过程中，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆；
C、用筷子夹食品在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；
D、瓶盖起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；
故选：D。
10．【解答】解：乙物体的重力G乙＝m乙g＝2kg×10N/kg＝20N；
根据杠杆平衡条件FAlOA＝G乙lOB，
细绳对A端的拉力：FA=GBlOBlOA=20N×4−11=60N，
绳子拉力处处相等，细绳对甲的拉力也为60N，甲对地面的压力△F减少了60N，
△F＝F1﹣F2＝p1S﹣p2S，
数据代入：60N＝6×105PaS﹣2×105PaS，
解得：S＝1.5×10﹣4m2，
则甲的重力G甲＝F1＝p1S＝6×105Pa×1.5×10﹣4m2＝90N；
甲物体恰好被细绳拉离地面时，甲对地面的压力为0，A端受到的拉力等于甲的重力：
A、增大或减小受力面积只能改变压强，不能改变物体甲对压力，故不符合题意；
B、甲对地面的压力为F甲＝G甲﹣△F＝90N﹣60N＝30N，甲物体恰好被细绳拉离地面，压力还要减小30N，故不符合题意；
C、根据杠杆平衡条件：G甲lOA=G乙'lOB，G乙'=G甲lOAlOB=90N×13=30N，杠杆B端所挂物体的质量至少增加△m=△G乙g=30N−20N10N/kg=1kg，故不符合题意；
D、根据杠杆平衡条件：G甲lOA'=G乙lOB'，则lOA'lOB'=G乙G甲=20N90N=29，符合题意。
故选：D。
11．【解答】解：由图可知，甲图中拉力F1＝G1＝400N，而乙图中拉力为F2=G1+G22=400N+20N2=210N；
设物体上升了h，则甲图中拉力作用的距离为h；乙图中物体上升的高度为2h；
则F1做功W1＝F1h＝400N×h＝400h；
F2做功W2＝F2×2h＝210N×2h＝420h；
故F1的功小于F2的功；故A、B错误；
F1的功率 P1＝F1v＝4000W；
F2的功率P2＝F2×2v＝4200W；
故F1做功的功率小于F2做功的功率；故C正确；
因甲中拉力的功等于克服重力的功，故甲中没有额外功，故机械效率为100%，而乙中由于要拉动动滑轮，故克服动滑轮重力所做的功为额外功；故甲的机械效率大于乙的机械效率；
故D错误；
故选：C。
二．多选题（共4小题）
12．【解答】解：
A.由图线a可知，在0～2s的过程中，绳子自由端移动的距离s＝40cm＝0.4m，则绳子自由端移动的速度v=st=40cm2s=20cm/s，故A正确；
B.由图线b可知，在0～2s的过程中，物体上升的高度h＝10cm＝0.1m，由s＝nh可知，承受物重的绳子段数n=sℎ=0.4m0.1m=4，故B正确；
C.动滑轮的总质量m动＝50g＝0.05kg，克服动滑轮重力所做的额外功W额＝G动h＝m动gh＝0.05kg×10N/kg×0.1m＝0.05J，考虑绳子重力和绳子与滑轮之间的摩擦，额外功大于0.05J，故C错误；
D.用同一滑轮组把不同物体提升到同一高度时，所做的额外功相同，若仅增加物重，则增加了有用功，有用功在总功中所占的比例变大了，其机械效率变大，故D错误。
故选：AB。
13．【解答】解：
A、若过程Ⅰ和过程Ⅲ中提升A的高度相同，由于动滑轮拉动物体的力发生了变化，则绳子与滑轮之间的摩擦也会发生改变，所以做的额外功是不同的，故A错误；
B、由图知，过程I中物体A全部浸没在水中，过程Ⅱ中物体A部分浸入水中，由F浮＝ρgV排可知，过程I中物体受到的浮力大于过程Ⅱ中的浮力，
物体匀速上升，由力的平衡条件可知，动滑轮对物体的拉力F拉＝G﹣F浮，
动滑轮对物体拉力做的功为有用功，则两过程中的有用功W有＝F拉h＝（G﹣F浮）h，由于过程I中的浮力大于过程Ⅱ中的浮力，且提升A的高度相同，所以两过程中动滑轮所做的有用功不同；
不计水对A的阻力，不计A被提出水面所带水的质量，且n＝2，则绳子自由端的拉力F=12（G动+F拉），且两过程中动滑轮对物体的拉力不同，所以过程I和过程II中卷扬机对绳子的拉力大小不相同，故B正确；
C、提出水面后，第三阶段滑轮组的机械效率η=W有W总=GℎFs=G2F=900N2×500N×100%＝90%，故C正确；
D、若不计绳重和摩擦，由F=12（G+G动）可得，动滑轮的重力：G动＝2F﹣G＝2×500N﹣900N＝100N，由于题目没有告诉这个条件，故D错误。
故选：BC。
14．【解答】解：
A.由图可知，滑轮组绳子的有效股数n＝3，则绳子自由端移动的距离s＝nh＝3×4.5m＝13.5m，
绳自由端移动的速度v=st=13.5m30s=0.45m/s，故A正确；
B.绳重和摩擦忽略不计，则绳子自由端的拉力F=1n（G+G动）=13×（400N+50N）＝150N，
天花板受到竖直向下的拉力F拉＝G定+2F＝50N+2×150N＝350N，故B错误；
C.工人做的有用功W有＝Gh＝400N×4.5m＝1800J，故C错误；
D.拉力做的总功W总＝Fs＝150N×13.5m＝2025J，
则滑轮组的机械效率η=W有W总×100%=1800J2025J×100%≈88.9%，故D正确。
故选：AD。
15．【解答】解：
A、铝球的重力为：G＝mg＝2.7kg×10N/kg＝27N，故A正确；
BC、由ρ=mV可知，铝球实心部分的体积：V实心=mρ铝=2.7kg2.7×103kg/m3=0.001m3，
由杠杆平衡的条件可得：（G﹣F浮）×OA＝FB×OB，（27N﹣F浮）×1＝3.5N×2；
解得：F浮＝20N，杠杆A端受到竖直向下的拉力是27N﹣20N＝7N，故B正确，C错误；
根据F浮＝ρ水gV排可得：V排=F浮ρ水g=20N1.0×103kg/m3×10N/kg=0.002m3；
由于铝球一半体积浸在水中，则V球＝2V排＝2×0.002m3＝0.004m3＝4×10﹣3m3；
则空心部分的体积：V空心＝V球﹣V实心＝0.004m3﹣0.001m3＝0.003m3＝3×10﹣3m3，故D正确；
故选：ABD。
三．填空题（共2小题）
16．【解答】解：
由图可知，AB是力F的作用线，OA⊥AB，OA为支点到力F的作用线的距离，所以线段OA表示力F的力臂。
故答案为：OA。
17．【解答】解：
由图可知，OA是从支点到力F作用线的距离，所以，OA表示力F的力臂；虽然AC⊥OB，但OB是杠杆，不是力的作用线，则AC不是力臂。
故答案为：OA。
四．实验探究题（共5小题）
18．【解答】解：（1）由图甲可知，杠杆的左端上翘，所以平衡螺母向上翘的左端移动；
（2）将杠杆调节在水平位置平衡后，如图乙所示，在杠杆上的A点悬挂了2个钩码，A点的钩码对杠杆的拉力使杠杆产生逆时针转动的效果，为使杠杆在水平位置平衡，可以在B点悬挂钩码，B点的钩码对杠杆的拉力使杠杆产生顺时针转动的效果，才能使杠杆保持在水平位置平衡；
A点的钩码对杠杆的拉力使杠杆产生逆时针转动的效果，为使杠杆在水平位置平衡，应在C点用弹簧测力计竖直向上拉杠杆，使杠杆产生顺时针转动的效果，才能使杠杆保持在水平位置平衡；
（3）小阳通过多次实验发现，杠杆平衡时，F1、F2、l1、l2的满足的关系式是：F1l1＝F2l2。
故答案为：（1）左；（2）B；C；（3）F1l1＝F2l2。
19．【解答】解：（1）如图甲所示的杠杆是静止的杠杆，杠杆处于平衡状态；
由于杠杆左端下沉，为了使它在水平位置平衡，应将杠杆两端的平衡螺母向右调节，即左右两侧的平衡螺母皆可调节，故选C；
（2）由表中数据可知使用动滑轮时拉力端移动的距离s＝2h，
由η=W有W总=GℎFs=Gℎ2Fℎ=G2F得三位同学实验得出动滑轮的机械效率：
η甲=G甲2F甲=3N2×2.1N≈71.4%；
η乙=G乙2F乙=4N2×2.6N≈76.9%；
η丙=G丙2F丙=7N2×4.2N≈83.3%；
可见当提升的钩码重增大时，动滑轮的机械效率增大，说明滑轮的机械效率与提升的钩码重有关。
故答案为：（1）平衡；C；
（2）提升的钩码重。
20．【解答】解：（1）如图，杠杆的左端上翘，说明杠杆的重心在右端，所以平衡螺母向上翘的左侧调节；
使杠杆在水平位置平衡，便于直接读取力臂；
（2）设一个钩码为G，一格的长度为L；
根据杠杆的平衡条件：3G×3L＝3G×nL，
解得：n＝3，
故应该将A处所挂钩码须向左移动3﹣2＝1格，A点左侧一格位置处；
故答案为：（1）左； 便于直接读取力臂；（2）A点左侧一格。
21．【解答】解：（1）图甲可知，杠杆的右端上翘，应将杠杆的平衡螺母向右调节，使杠杆处于水平位置平衡，这样做便于测量力臂，并能消除杠杆自身重力的影响；
（2）若每个钩码重G，每个小格长L，若在A处下方再加挂一个钩码，使杠杆在水平位置仍然平衡，根据杠杆的平衡条件有：
4G×2L＝2G×nL，解得n＝4，
B处所挂钩码须向右移动1格，可使杠杆在水平位置再次平衡；
（3）若将图乙中A点的钩码取下，B点下方加挂的钩码产生逆时针转动的效果，仍要保持杠杆在水平位置静止平衡，可以用弹簧测力计在图丙中C点点施加一个竖直向上的力，力
与力臂产生顺时针转动的效果。
故答案为：（1）右；便于测量力臂，并能消除杠杆自身重力的影响；（2）右； （3）C。
22．【解答】解：（1）图甲中，杠杆右端下沉，为了使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆两端的螺母向左调；
（2）图乙中，设一格为L，一个钩码重G，则有3G×4L＝4G×3L，
即左边的力和力臂的乘积等于右边的力和力臂的乘积，
杠杆能在水平位置平衡；
（3）设一格为L，钩码重G，根据杠杆的平衡条件：F1L1＝F2L2
即：FB×8L＝G×4L
解得：FB=G×4L8L=12G=12×2N＝1N；
力臂是支点到力的作用线的距离，图丙中拉力F′的力臂L如下图：
。
故答案为：（1）左；（2）能；（3）1；
。
五．计算题（共5小题）
23．【解答】解：（1）物体上升的速度：v物=ℎt=1m5s=0.2m/s，
由图知：n＝2，绳子自由端移动的速度：
v＝2v物＝2×0.2m/s＝0.4m/s；
（2）由P=Wt=Fst=Fv可知，绳子自由端拉力的大小：
F=Pv=160W0.4m/s=400N，
不计摩擦和绳重，拉力F=12（G+G动），则动滑轮重：
G动＝2F﹣G＝2×400N﹣720N＝80N；
（3）由于力的作用是相互的，人受到的拉力F拉＝F＝400N，
该工人对地面的压力：
F压＝G人﹣F拉＝700N﹣400N＝300N；
（4）当工人施加的拉力最大，等于绳子能够承受的最大拉力，F′＝500N，此时滑轮组的机械效率最大，
若不计摩擦和绳重，由F′=12（G最大+G动）可得，物体的最大重力：G最大＝2F′﹣G动＝2×500N﹣80N＝920N，
则滑轮组的最大机械效率：
η=W有用W总=G最大ℎF's=G最大ℎF'×2ℎ=G最大2F'=920N2×500N×100%＝92%。
答：（1）绳子自由端的速度为0.4m/s；
（2）动滑轮重为80N；
（3）该工人对地面的压力300N；
（4）工人利用该滑轮组提升重物的最大机械效率为92%。
24．【解答】解：（1）当使用这个装置提升重为850N的物体A时，卷扬机拉动绳子的速度为0.2m/s，
由图乙可知，卷扬机对绳子的拉力FA＝450N；
（2）由图甲可知，滑轮组绳子的有效股数n＝2，
不计绳重及摩擦，由F=1n（G+G动）可得，动滑轮受到的重力：G动＝nFA﹣G＝2×450N﹣850N＝50N；
（3）因卷扬机的拉动绳子的功率保持不变，
所以，卷扬机的拉动绳子的功率：P=WAtA=FAsAtA=FAvA＝450N×0.2m/s＝90W，
若用该装置提升另一物体B时，卷扬机拉动绳子的速度为0.5m/s，
则卷扬机对绳子的拉力：FB=PvB=90W0.5m/s=180N，
物体B的重力：GB＝nFB﹣G动＝2×180N﹣50N＝310N，
此时滑轮组的机械效率：η=W有W总×100%=GBℎFBs×100%=GBℎFBnℎ×100%=GBnFB×100%=310N2×180N×100%≈86%。
答：（1）提升物体A时卷扬机对绳子的拉力为450N；
（2）动滑轮受到的重力为50N；
（3）此时滑轮组的机械效率为86%。
25．【解答】解：
（1）正方体A的底面积：S＝40cm×40cm＝1600cm2＝0.16m2，
物体A的体积：V＝40cm×40cm×40cm＝64000cm3＝6.4×10﹣2m3，
由p=FS=GS得物体A的重力：
G＝F压＝pS＝6000Pa×0.16m2＝960N，
由G＝mg＝ρgV可得物体的密度：
ρ=GgV=960N10N/kg×6.4×10−2m3=1.5×103kg/m3；
（2）由图知n＝2，则绳子拉下的速度为：
v＝2vA＝2×0.05m/s＝0.1m/s，
由P=Wt=Fst=Fv可得绳端的拉力：
F=Pv=80W0.1m/s=800N；
则滑轮组的机械效率为：
η=W有W总=GℎFs=GℎFnℎ=GnF=960N2×800N×100%＝60%。
（3）由F=12（G+G动）可得，动滑轮的重力为：
G动＝2F﹣GA＝2×800N﹣960N＝640N。
答：（1）物体A的密度为1.5×103kg/m3；
（2）滑轮组的机械效率为60%；
（3）动滑轮的重力为640N。
26．【解答】解：
（1）由图知，使用的是动滑轮，绳子自由端移动距离：
s＝2h＝2×3m＝6m，
绳子自由端移动的速度：
v=st=6m10s=0.6m/s；
（2）拉力做的有用功：
W有用＝Gh＝850N×3m＝2550J，
拉力做的总功：
W总＝Fs＝500N×6m＝3000J，
动滑轮的机械效率：
η=W有用W总=2550J3000J×100%＝85%。
答：（1）绳子自由端移动的速度为0.6m/s；
（2）动滑轮的机械效率为85%。
27．【解答】解：
（1）由题意可知，PO：OQ＝1：4，PO＝2m，则PQ＝5PO＝5×2m＝10m，
由PO″：O″Q＝4：1可得，O″Q=15PQ=15×10m＝2m；
（2）由图可知，n＝3，当F＝200N，PO：OQ＝1：4时，
因滑轮组的绳重、绳的伸长和轮轴间摩擦可以忽略，
所以，由F=13（F拉+G动）可得，滑轮组对配重A的拉力：
F拉＝3F﹣G动＝3×200N﹣100N＝500N，
此时杠杆P端受到的压力：
FP＝GA﹣F拉＝1500N﹣500N＝1000N，
由杠杆的平衡条件可得：FP×PO＝GB×OQ，
则液压装置B的重力GB=POOQFP=14×1000N＝250N，
当F1＝2F＝400N，PO′：O′Q＝1：1时，滑轮组对配重A的拉力：
F拉′＝3F1﹣G动＝3×400N﹣100N＝1100N，
此时滑轮组的机械效率：
η1=W有W总×100%=F拉ℎF1s×100%=F拉ℎF13ℎ×100%=F拉3F1×100%=1100N3×400N×100%≈91.7%；
（3）当F2＝3F＝600N，PO''：O''Q＝4：1时，
由N1：N2＝3：11和N1＝150N可知，N2=113N1=113×150N＝550N，
此时杠杆Q端受到的压力FQ＝GB+N2＝250N+550N＝800N，
由杠杆的平衡条件可得，FP′×PO″＝FQ×O″Q，
则此时杠杆P端受到的压力FP′=O″QPO″×FQ=14×800N＝200N，
此时滑轮组绳子对配重的拉力F拉′＝3F2﹣G动＝3×600N﹣100N＝1700N，
因杠杆P端受到的压力等于配重GA和GA′的重力之和减去绳子的拉力，
所以，由FP′＝GA+GA′﹣F拉′可得，GA′＝F拉′+FP′﹣GA＝1700N+200N﹣1500N＝400N。
答：（1）O″Q的长度为2m；
（2）η1的大小为91.7%；
（3）GA′的大小为400N。