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专题8+简单机械+2021年和2022年山东济南市中考物理模拟试题汇编
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这是一份专题8+简单机械+2021年和2022年山东济南市中考物理模拟试题汇编，共36页。
专题8 简单机械 2021年和2022年山东济南市中考物理模拟试题汇编
一．选择题（共11小题）
1．（2022•历下区三模）杆秤，是中国人发明的人类最早的衡器，它是华夏国粹，在历史长河中延续千年。如图所示，手提杆秤A和B提纽分别对应两个不同的量程，L是秤砣悬挂的位置。下列做法中，能使杆秤测量更大质量物体的是（ ）
A．秤砣向左移或提纽由A换成B
B．秤砣向右移或提纽由A换成B
C．秤砣向左移或提纽由B换成A
D．秤砣向右移或提纽由B换成A
2．（2022•天桥区二模）如图所示，晓明和晓宏正在玩跷跷板，此时跷跷板处于静止。要使跷跷板绕中点顺时针转动，可以采取的有效方法是（ ）
A．晓明向后移动
B．两人向前、向后移动都行
C．晓宏向后移动
D．晓明向后、晓宏向前移动
3．（2022•济南二模）一辆汽车不小心陷进泥潭后，司机按图所示的方法安装滑轮将汽车从泥潭中匀速拉出。他安装的是（ ）
A．动滑轮，能省力
B．动滑轮，能改变力的方向
C．定滑轮，能省力
D．定滑轮，能改变力的方向
4．（2022•章丘区二模）2021年8月20日，航天员聂海胜、刘伯明在机械臂的辅助下成功从“天和”核心舱出舱。如图所示，机械臂的功能类似于人的手臂，但它有7个关节，长度可达10多米。下列工具在使用时与机械臂工作时属于同一类杠杆的是（ ）
A．金属镊子 B．起子
C．托盘天平 D．独轮车
5．（2022•莱芜区二模）如图所示为生活中常见的剪刀，当用它来剪断同种较硬的纸板时，在手的位置和用力方向相同的情况下，我们应当让硬纸板尽量靠近剪刀轴，以达到省力的目的。针对这一现象，小君和同学们提出下列四个问题，其中最有探究价值且易于探究的科学问题是（ ）
A．使用剪刀时，是否省力与哪些因素有关？
B．使用剪刀时，如何可以使动力更小一些？
C．阻力和动力臂相同，动力与阻力臂有什么关系？
D．阻力和阻力臂相同，动力与动力臂有什么关系？
6．（2021•天桥区一模）杠杆在我国古代早就有许多应用，如今在我们的生产、生活中仍大量使用。如图所示，小洪正在使用一根硬棒撬动石头，此时使用这根硬棒（ ）
A．省力又省距离 B．省力但费距离
C．不省力也不省距离 D．费力但省距离
7．（2021•济南模拟）如图是一脚踩式垃圾桶的示意图，关于ABC和A′B′C′两个杠杆的作用，正确的是（ ）
A．两个杠杆都是省力杠杆
B．两个杠杆都是费力杠杆
C．ABC是省力杠杆，A′B′C′是费力杠杆
D．ABC是费力杠杆，A′B′C′是省力杠杆
8．（2021•济南一模）如图所示的杠杆每小格的长度相等，质量不计，O为支点。物体A的体积大于B，物体A重力为4N，此时杠杆保持水平平衡，则下列说法正确的是（ ）
A．物体B重力为2N
B．物体B重力为8N
C．物体A的密度比物体B的大
D．物体A和物体B都靠近支点一格，杠杆依然能保持平衡
9．（2021•济南模拟）如图所示是小明同学研究杠杆平衡条件的实验装置和操作图，关于此实验下列说法正确的是（ ）
A．若实验前杠杆如图甲所示，则需要将杠杆的平衡螺母向左调节
B．小明的其中一步实验如图乙所示，则需要在D点挂3个相同的钩码，就可以让杠杆恢复平衡
C．若在A点用弹簧测力计拉杠杆使杠杆平衡，则此时杠杆可能是费力杠杆
D．为了保持杠杆在水平位置平衡，在D点施加力的方向由①位置到②位置的过程中，所需施加的拉力大小不变
10．（2021•历城区一模）《墨经》最早记述了杆秤的杠杆原理，“标”“本”表示力臂，“权”“重”表示力，如图所示，杆秤在水平位置平衡，以下说法正确的是（ ）
A．“重”增大时，N端上扬 B．“权”增大时，M端上扬
C．“权”向右移时，N端下沉 D．提钮向右移时，M端上扬
11．（2022•济南模拟）如图所示，分别用一定滑轮和一动滑轮提起同一物体，利用定滑轮的拉力是F甲，对应的机械效率是ƞ甲；利用动滑轮的拉力是F乙，对应的机械效率是η乙（忽略机械摩擦和绳重）下列说法正确的是（ ）
A．F甲＞F乙 ƞ甲＜ƞ乙 B．F甲＞F乙 ƞ甲＞ƞ乙
C．F甲＜F乙 ƞ甲＞ƞ乙 D．F甲＜F乙 ƞ甲＜ƞ乙
二．多选题（共1小题）
（多选）12．（2022•历下区一模）如图所示，为大明湖龙舟赛上运动员奋力划船时的情景。下列说法正确的是（ ）
A．桨在使用时是费力杠杆，特点是虽费力但省距离
B．不停划桨龙舟前进说明力是维持物体运动的原因
C．运动员穿的救生衣呈红色，是因为其能反射红光
D．桨向后划水龙舟前进，是因为力的作用是相互的
三．实验探究题（共9小题）
13．（2022•历下区模拟）杆秤是中国独立发明的传统衡器，其本质是一个杠杆，称量时把质量不同的物品放入秤盘中，然后将秤砣拨到合适的位置，待秤杆静止后，根据秤砣绳所对应的刻度，就可得知物品的质量了。
用一个小小的秤砣为什么能称轻重不同的物品呢？带着这个问题，实验小组的同学们用杠杆、若干钩码，开始了对杆秤的研究。
（1）实验前，杠杆如甲图所示，为了便于测量，需要向 调节平衡螺母，使杠杆在 位置静止。
（2）通过观察杆秤的称量过程，同学们提出了研究的问题：在杠杆平衡时，动力臂与阻力的大小有什么关系？于是大家就利用图乙中的器材开始了研究。保持杠杆支点左侧钩码的位置不变，增加钩码个数后，调整支点右侧钩码的位置使杠杆平衡，并将数据记录在表格中。
实验次数
阻力F2/N
阻力臂l2/cm
动力F1/N
动力臂l1/cm
1
1
5
0.5
10
2
1.5
5
0.5
15
3
2
5
0.5
20
分析表中的数据，可以得出在杠杆平衡时的结论：在动力和阻力臂一定时，动力臂与阻力成 比。
（3）由实验结论可知，杆秤的杆上所标的刻度值的间距应该是 （选填“均匀”或“不均匀”）的。如图丙，在称量时，秤砣拨放在 点时，所称物品的质量应该是较大的。看来秤砣虽小，但只要有足够长的力臂，就能平衡千斤重物，这就是“小小秤砣压千斤”的原理。
14．（2022•平阴县一模）（1）小英在物理老师的指导下，利用图1甲所示的实验装置进行探究“杠杆平衡的条件
①实验前，她应通过调节杠杆两端的 ，使杠杆在水平位置平衡，实验中总是使杠杆在水平位置平衡是为了便于直接测量出力臂。
②小英把三次实验数据记录如表：
实验次数
动力F1/N
动力臂L1/m
阻力F2/N
阻力臂L2/m
1
2.0
0.2
4
0.1
2
1.0
0.1
0.5
0.05
3
0.5
0.3
1.5
0.1
小华发现这三次实验数据中有一次是错误的，错误数据的实验次数是 （选填“1”“2”或“3”）。
③如图1乙所示，当在A处挂了三个钩码时，要使杠杆平衡，应在B处挂 个钩码（在本题中，所使用每个钩码的质量都相等）。
（2）图2甲是探究“水的沸腾特点”的实验装置，小明、小红同学分别用规格完全相同的器材进行实验
①某一时刻，温度计的示数如图2乙所示，此时水的温度是 。
②小明观察到沸腾前和沸腾时水中气泡上升过程中的两种情况，如图2丙中的（a）、（b）所示，则图2丙中 的是水沸腾时的情况。
③图2丁是两名同学根据实验数据绘制的水温随时间变化的图像。请根据图像分析，小红从给水加热到水沸腾，所用时间较长的原因是 。
15．（2022•历下区一模）小欣和小悦发现，修车师傅为了拧下生锈的螺母，会在扳手手柄上套一段铁管，如图甲所示。通过观察和思考，他们发现套上铁管，动力臂的长度改变了。他们决定保持阻力和阻力臂不变，探究“杠杆平衡时，动力与动力臂之间的关系。”
（1）实验前，杠杆静止在如图乙所示位置，应将杠杆右端的平衡螺母向 （选填“左”或“右”）调节，使杠杆在 位置平衡。
（2）如图丙所示，保持重物及位置不变，改变钩码悬挂的位置和个数，共进行了三次实验，记录数据如表一.
表一
实验次数
动力臂l1/cm
动力F1/N
1
9
2
2
12
1.5
3
18
1
表二
实验次数
动力臂l1/cm
动力F1/N
1
9
2.8
2
12
2.1
3
18
1.4
分析表一数据，可以得到：阻力和阻力臂不变，杠杆平衡时，动力与动力臂成 关系。
（3）小悦用同一杠杆进行组装，如图丁所示，在支点右侧2格处挂了同一重物，用校准好的弹簧测力计竖直向上施加动力使杠杆平衡，记录数据如表二。对比表二和表一，当动力臂相同时，小悦测出的动力明显都比小欣的大，通过分析发现这样组装，除弹簧测力计和钩码对杠杆的拉力外，还有 对杠杆平衡产生了影响。
（4）由实验结论可知，使用扳手时，在手柄.上加一个套筒更容易拧松螺母的原因是：通过 来实现更省力的目的。
16．（2021•济南模拟）小明利用如图所示的装置探究杠杆平衡条件。
（1）图甲中，杠杆静止时处于 （选填“平衡”或“不平衡”）状态。为使杠杆在水平位置平衡，小明应将杠杆两端的平衡螺母向 （选填“左”或“右”）移。在杠杆两侧挂上不同数量相同规格的钩码，调节钩码位置，使杠杆重新在水平位置平衡，这样做的目的是便于直接在杠杆上 。
（2）如图乙所示，在杠杆左侧A位置（左边位置第四格）先挂了3个钩码，每个钩码为0.5N，在右侧B位置（右边位置第三格）用弹簧测力计竖直向下拉杠杆，使其在水平位置平衡，弹簧测力计的示数为 N。
（3）如图丙所示，小明在A位置挂一个弹簧测力计，在B位置挂了2个钩码，现将弹簧测力计从C位置移到D位置，在此过程中杠杆始终在水平位置保持平衡，则弹簧测力计示数 ，原因是测力计的拉力力臂 （均选填“变大”、“变小”或“不变”）。
（4）小明用如图丁装置进行探究，发现总是无法得到教材上所给出的杠杆平衡条件，其原因是 。
（5）小明多次实验收集多组数据，目的是 （选填“a”或“b”）。
a.多次实验取平均值减小实验误差
b.使实验结论更具有科学性和普遍性
17．（2021•历下区二模）杆秤是中国独立发明的传统衡器，其本质是一个杠杆，称量时把质量不同的物品放入秤盘中，然后将秤砣拨到合适的位置，待秤杆静止后，根据秤砣绳所对应的刻度，就可得知物品的质量了。
用一个小小的秤砣为什么能称轻重不同的物品呢？带着这个问题，实验小组的同学们用杠杆、若干钩码，开始了对杆秤的研究。
（1）实验前，杠杆如甲图所示，为了便于测量，需要向 调节平衡螺母，使杠杆在 位置静止。
（2）通过观察杆秤的称量过程，同学们提出了研究的问题：在杠杆平衡时，动力臂与阻力的有什么关系？于是大家就利用图乙中的器材开始了研究。保持杠杆支点左侧钩码的位置不变，增加钩码个数后，调整支点右侧钩码的位置使杠杆平衡，并将数据记录在表格中。
实验次数
阻力F2/N
阻力臂L2/cm
动力F1/N
动力臂L1/cm
1
1
5
0.5
10
2
1.5
5
0.5
15
3
2
5
0.5
20
分析表中的数据，可以得出在杠杆平衡时 的结论；
（3）由实验结论可知，杆秤的杆上所标的刻度值的间距应该是 （选填“均匀”或“不均匀”）的。如图丙，在称量时，秤砣拨放在 点时，所称物品的质量应该是较大的。看来秤砣虽小，但只要有足够长的力臂，就能平衡干斤重物，这就是“小小秤砣压千斤”的原理。
18．（2021•市中区三模）小明分别用如图1所示的两种方法挑着同一物体行走，他发现两次用力不相同。由此，他想和小华一起用一个杠杆、一个重物、细线、若干钩码来探究“杠杆平衡时，保持阻力和动力臂不变，动力和阻力臂之间的关系”。
（1）实验前，他们调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，这样做的目的是 。
（2）实验时，他们用细线将重物固定到杠杆左侧某一位置，将重物通过细线产生的拉力看作阻力；然后在杠杆右侧某一位置用细线悬挂若干钩码，使杠杆重新在水平位置平衡，如图2所示，将动力F1和阻力臂l2记录下来。接下来，他们要改变重物的悬挂位置和钩码的 ，使杠杆重新平衡，并把相应的数据记录下来。
（3）他们通过实验得到的实验数据如下表所示。
实验序号
动力F1/N
动力臂l1/m
阻力F2/N
阻力臂l2/m
1
2.0
0.10
2.0
0.10
2
4.0
0.10
2.0
0.20
3
6.0
0.10
2.0
0.30
分析表中的数据，可以得出结论：保持阻力和动力臂不变，杠杆平衡时，动力跟阻力臂成 关系。
（4）结束实验后，小明又发现：杠杆平衡时满足“动力×动力臂＝阻力×阻力臂”。这一结论是否具有普遍性？在以上实验的基础上，他们应该使 和 也不相同，继续实验收集数据……
19．（2021•莱芜区二模）小明在“研究杠杆平衡条件”的实验中所用的实验器材有，刻度均匀的杠杆，支架，弹簧测力计，刻度尺，细线和质量相同的0.5N重的钩码若干个。
①如图甲所示，实验前，杠杆左侧下沉，则应将左端的平衡螺母向 （选填“左”或“右”）调节，直到杠杆在水平位置平衡，这样做是为了消除杠杆自重对实验的影响和 。
②小明同学所在实验小组完成某次操作后，实验装置如图乙所示，进而得出了杠杆在水平位置平衡时，动力×动力臂＝阻力×阻力臂，李晨说小明的实验存在不足之处，认为小明还应 。
③小丽同学通过对数据分析后得出的结论是：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，与小组同学交流后，本组同学为了证明小丽同学的结论是错误的，他做了如图丙的实验，完成b位置实验测量后，再将测力计沿c位置进行实验测量并记录分析数据，此实验 （选填“能”或“不能”）说明该结论是错误的。
20．（2021•长清区一模）在“探究杠杆的平衡条件”实验中：
①杠杆在如图甲的位置静止时 （选填“是”或“不是”）处于杠杆平衡状态的。
②调节杠杆在水平位置平衡后，第一组按图乙进行实验，第二组按图丙进行实验。为了便于测量力臂，你认为第 组实验更好。请判断图乙中测力计的示数 （选填“大于”、“小于”或“等于”）图丙中测力计的示数。
21．（2021•历城区模拟）小梅在物理老师的指导下，利用一个重物细线、若干钩码及杠杆来探究“杠杆平衡的条件”。
（1）实验前，为便于力臂的测量，她应通过调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在 位置平衡。
（2）实验时，小梅决定先保持阻力F2和阻力臂L2不变，探究“杠杆平衡时，动力臂和动力之间的关系”。
于是，她用细线将重物固定到杠杆左侧某一位置处；然后在杠杆右侧用细线悬挂一个钩码，移动其悬挂的位置，使杠杆重新在水平位置平衡，如图所示。将动力F1和动力臂L1记录下来。接下来，她要改变 ，再移动其悬挂的位置，多次重复前面的实验，并把相应的数据记录下来。
（3）小梅通过实验得到的实验数据如表1所示。
表1保持阻力F2和阻力臂L2不变，探究杠杆平衡时动力臂和动力之间的关系
实验序号
阻力F2/N
阻力臂L2/m
1
0.5
0.20
2
1.0
0.10
3
1.5
0.07
4
2.0
0.05
5
2.5
0.04
分析表1中的数据，小梅得出的结论：保持阻力和阻力臂不变，杠杆平衡时，动力臂L1跟动力F1成 关系。
（4）在前面实验的基础上，小梅进一步猜想：在更普遍的情况下，杠杆平衡时可能满足“动力F1×动力臂L1＝阻力F2×阻力臂L2”。
为了验证小梅的这个猜想，小丽通过实验得到的实验数据如表2所示。
表2探究杠杆平衡时，动力F1、动力臂L1和阻力F2、阻力臂L2之间的关系
实验序号
动力F1/N
动力臂L1/m
阻力F2/N
阻力臂L2/m
1
1.0
0.10
1.0
0.10
2
1.5
0.08
1.5
0.08
3
2.0
0.07
2.0
0.07
小梅认为，表2中小丽的实验数据缺乏普遍性，用来验证她的猜想不够充分，于是对小丽的实验和收集数据提出了具体的建议。
小梅的建议：小丽还要在 的情况下进行实验和收集数据。
四．计算题（共1小题）
22．（2022•济南一模）箱式电梯是一种以电动机驱动的垂直升降机，用于多层建筑乘人或载运货物。小明搭乘一部电梯上行，用时40s，匀速上升了60m，这段时间内电梯电动机的平均功率为11kW，已知小明的体重为550N，通过计算回答这段时间内：
（1）电梯对小明做了多少功？
（2）电梯电动机做了多少功？
（3）电梯的效率是多大？
专题8 简单机械 2021年和2022年山东济南市中考物理模拟试题汇编
参考答案与试题解析
一．选择题（共11小题）
1．（2022•历下区三模）杆秤，是中国人发明的人类最早的衡器，它是华夏国粹，在历史长河中延续千年。如图所示，手提杆秤A和B提纽分别对应两个不同的量程，L是秤砣悬挂的位置。下列做法中，能使杆秤测量更大质量物体的是（ ）
A．秤砣向左移或提纽由A换成B
B．秤砣向右移或提纽由A换成B
C．秤砣向左移或提纽由B换成A
D．秤砣向右移或提纽由B换成A
【解答】解：杆秤利用的是杠杆的平衡条件，把秤砣对杆秤的拉力作为动力，所称量的物体对杆秤的拉力作为阻力。
（1）秤砣向左移，动力不变，动力臂变小，阻力臂不变，由杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可得，阻力变小，即杆秤测量的物体质量更小；秤砣向右移，动力不变，动力臂变大，阻力臂不变，由杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可得，阻力变小，即杆秤测量的物体质量更大；
（2）提纽由A换成B，动力不变，动力臂变小，阻力臂变大，由杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可得，阻力变小，即杆秤测量的物体质量更小；提纽由B换成A，动力不变，动力臂变大，阻力臂变小，由杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可得，阻力变大，即杆秤测量的物体质量更大。
综上分析可知，能使杆秤测量更大质量物体的是秤砣向右移或提纽由B换成A。
故选：D。
2．（2022•天桥区二模）如图所示，晓明和晓宏正在玩跷跷板，此时跷跷板处于静止。要使跷跷板绕中点顺时针转动，可以采取的有效方法是（ ）
A．晓明向后移动
B．两人向前、向后移动都行
C．晓宏向后移动
D．晓明向后、晓宏向前移动
【解答】解：要使跷跷板绕中点顺时针转动，根据杠杆的平衡条件可知，可以增大晓宏的压力或增大晓宏压力的力臂，故晓宏可以向后移动；也可以减小晓明的力臂，即晓明向前移动，这时晓明的力臂变小，乙的压力与其力臂的乘积变小，所以跷跷板会绕中点顺时针转动，故C正确。
故选：C。
3．（2022•济南二模）一辆汽车不小心陷进泥潭后，司机按图所示的方法安装滑轮将汽车从泥潭中匀速拉出。他安装的是（ ）
A．动滑轮，能省力
B．动滑轮，能改变力的方向
C．定滑轮，能省力
D．定滑轮，能改变力的方向
【解答】解：由图可知：司机使用动滑轮，使用动滑轮能省力，但不能改变力的方向。
故选：A。
4．（2022•章丘区二模）2021年8月20日，航天员聂海胜、刘伯明在机械臂的辅助下成功从“天和”核心舱出舱。如图所示，机械臂的功能类似于人的手臂，但它有7个关节，长度可达10多米。下列工具在使用时与机械臂工作时属于同一类杠杆的是（ ）
A．金属镊子 B．起子
C．托盘天平 D．独轮车
【解答】解：机械臂的功能类似于人的手臂，使用时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆。
A、在使用金属镊子时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故A符合题意；
BD、起子、独轮车，在使用过程中，动力臂大于阻力臂，都是省力杠杆，故BD不符合题意；
C、托盘天平在使用过程中，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆，故C不符合题意。
故选：A。
5．（2022•莱芜区二模）如图所示为生活中常见的剪刀，当用它来剪断同种较硬的纸板时，在手的位置和用力方向相同的情况下，我们应当让硬纸板尽量靠近剪刀轴，以达到省力的目的。针对这一现象，小君和同学们提出下列四个问题，其中最有探究价值且易于探究的科学问题是（ ）
A．使用剪刀时，是否省力与哪些因素有关？
B．使用剪刀时，如何可以使动力更小一些？
C．阻力和动力臂相同，动力与阻力臂有什么关系？
D．阻力和阻力臂相同，动力与动力臂有什么关系？
【解答】解：观察图可知，使用剪刀来剪断同种较硬的纸板时，则阻力相同；手的位置和用力方向相同，则动力臂相同；让硬纸板尽量靠近剪刀轴，减小了阻力臂，由杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可知，动力会减小，达到省力的目的；所以最有探究价值且易于探究的科学问题是阻力和动力臂相同，动力与阻力臂有什么关系，故C正确，ABD错误。
故选：C。
6．（2021•天桥区一模）杠杆在我国古代早就有许多应用，如今在我们的生产、生活中仍大量使用。如图所示，小洪正在使用一根硬棒撬动石头，此时使用这根硬棒（ ）
A．省力又省距离 B．省力但费距离
C．不省力也不省距离 D．费力但省距离
【解答】解：由图可知，使用一根硬棒撬动石头时，动力臂大于阻力臂，由杠杆的平衡条件知道，此时动力小于阻力，即使用的是省力杠杆，由杠杆原理知道，使用任何机械都不省功，省力杠杆一定费距离，故B正确。
故选：B。
7．（2021•济南模拟）如图是一脚踩式垃圾桶的示意图，关于ABC和A′B′C′两个杠杆的作用，正确的是（ ）
A．两个杠杆都是省力杠杆
B．两个杠杆都是费力杠杆
C．ABC是省力杠杆，A′B′C′是费力杠杆
D．ABC是费力杠杆，A′B′C′是省力杠杆
【解答】解：
对于杠杆ABC，B点是支点，动力作用在A点，阻力作用在C点；脚踩下踏板时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆；
对于杠杆A'B'C'，支点是A'，动力作用在B'点，阻力作用在C'点；在打开盖子的过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆。
故选：C。
8．（2021•济南一模）如图所示的杠杆每小格的长度相等，质量不计，O为支点。物体A的体积大于B，物体A重力为4N，此时杠杆保持水平平衡，则下列说法正确的是（ ）
A．物体B重力为2N
B．物体B重力为8N
C．物体A的密度比物体B的大
D．物体A和物体B都靠近支点一格，杠杆依然能保持平衡
【解答】解：AB、据杠杆的平衡条件知，此时物体B对杠杆的拉力等于B的重力，故FALA＝GBLB，
故GB=FALALB=4N×4L2L=8N，故A错误，B正确；
C、已知物体A的体积大于B，物体A重力为4N，B的重力为8N，
所以A的质量小于B的质量，根据ρ=mV可得，物体A的密度小于物体B的密度，故C错误；
D、物体A和物体B都靠近支点一格，物体A：4N×3Lm＝12LN•m，
物体B：8N×Lm＝8LN•m，
根据杠杆平衡条件：动力×动力臂＝阻力×阻力臂，靠近支点一格，杠杆不平衡，故D错误；
故选：B。
9．（2021•济南模拟）如图所示是小明同学研究杠杆平衡条件的实验装置和操作图，关于此实验下列说法正确的是（ ）
A．若实验前杠杆如图甲所示，则需要将杠杆的平衡螺母向左调节
B．小明的其中一步实验如图乙所示，则需要在D点挂3个相同的钩码，就可以让杠杆恢复平衡
C．若在A点用弹簧测力计拉杠杆使杠杆平衡，则此时杠杆可能是费力杠杆
D．为了保持杠杆在水平位置平衡，在D点施加力的方向由①位置到②位置的过程中，所需施加的拉力大小不变
【解答】解：
A、如图甲可知，杠杆左端下沉，则需要将平衡螺母向右调节，故A错误；
B、左侧力与力臂的乘积3G×4L＝12GL；在D点挂3个相同钩码，右侧力与力臂的乘积3G×3L＝9GL，左右两侧力与力臂的乘积不相等，故杠杆不平衡，B错误；
C、若在A点用弹簧测力计拉杠杆使杠杆平衡，由于没有明确力的方向，动力臂可能小于阻力臂，则此时杠杆可能是费力杠杆，故C正确；
D、为了保持杠杆在水平位置平衡，在D点施加力的方向由①位置到②位置的过程中，阻力和阻力臂不变，动力臂减小，由杠杆平衡条件可知，动力变大，故D错误。
故选：C。
10．（2021•历城区一模）《墨经》最早记述了杆秤的杠杆原理，“标”“本”表示力臂，“权”“重”表示力，如图所示，杆秤在水平位置平衡，以下说法正确的是（ ）
A．“重”增大时，N端上扬 B．“权”增大时，M端上扬
C．“权”向右移时，N端下沉 D．提钮向右移时，M端上扬
【解答】解：
A．“重”增大时，左侧力与力臂的乘积小于右侧力与力臂的乘积N端下沉，故A错误；
B．“权”增大时，左侧力与力臂的乘积大于右侧力与力臂的乘积M端下沉，故B错误；
C．“权”向右移时，左侧力与力臂的乘积小于右侧力与力臂的乘积N端下沉，故C正确；
D．提钮向右移时，左侧力与力臂的乘积大于右侧力与力臂的乘积M端下沉，故D错误。
故选：C。
11．（2022•济南模拟）如图所示，分别用一定滑轮和一动滑轮提起同一物体，利用定滑轮的拉力是F甲，对应的机械效率是ƞ甲；利用动滑轮的拉力是F乙，对应的机械效率是η乙（忽略机械摩擦和绳重）下列说法正确的是（ ）
A．F甲＞F乙 ƞ甲＜ƞ乙 B．F甲＞F乙 ƞ甲＞ƞ乙
C．F甲＜F乙 ƞ甲＞ƞ乙 D．F甲＜F乙 ƞ甲＜ƞ乙
【解答】解：
甲图为定滑轮，乙图为动滑轮，不计绳重和摩擦，动滑轮重小于物重。
由定滑轮和动滑轮的使用特点可知：F甲＝G，F乙=12（G+G动），所以F甲＞F乙。
用定滑轮和动滑轮分别提起同一物体，在提升高度相同时，由W有＝Gh可知，所做的有用功一样大，
不计绳重与摩擦，由于要克服动滑轮重力做额外功，所以使用动滑轮时做的总功多，由η=W有用W总×100%可知，动滑轮的机械效率低，即η甲＞η乙。
故选：B。
二．多选题（共1小题）
（多选）12．（2022•历下区一模）如图所示，为大明湖龙舟赛上运动员奋力划船时的情景。下列说法正确的是（ ）
A．桨在使用时是费力杠杆，特点是虽费力但省距离
B．不停划桨龙舟前进说明力是维持物体运动的原因
C．运动员穿的救生衣呈红色，是因为其能反射红光
D．桨向后划水龙舟前进，是因为力的作用是相互的
【解答】解：A、船桨在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，费力但省距离，故A正确；
B、因为停止划桨后，龙舟受到阻力会慢慢停下来，不停划桨龙舟前进说明力是改变物体运动状态的原因，故B错误；
C、运动员穿的救生衣呈红色，是因为其能反射红光，故C正确；
D、桨往后划，给了水一个向后的作用力，同时也受到水向前的作用力，龙舟前进，说明物体间力的作用是相互的，故D正确。
故选：ACD。
三．实验探究题（共9小题）
13．（2022•历下区模拟）杆秤是中国独立发明的传统衡器，其本质是一个杠杆，称量时把质量不同的物品放入秤盘中，然后将秤砣拨到合适的位置，待秤杆静止后，根据秤砣绳所对应的刻度，就可得知物品的质量了。
用一个小小的秤砣为什么能称轻重不同的物品呢？带着这个问题，实验小组的同学们用杠杆、若干钩码，开始了对杆秤的研究。
（1）实验前，杠杆如甲图所示，为了便于测量，需要向 右 调节平衡螺母，使杠杆在 水平 位置静止。
（2）通过观察杆秤的称量过程，同学们提出了研究的问题：在杠杆平衡时，动力臂与阻力的大小有什么关系？于是大家就利用图乙中的器材开始了研究。保持杠杆支点左侧钩码的位置不变，增加钩码个数后，调整支点右侧钩码的位置使杠杆平衡，并将数据记录在表格中。
实验次数
阻力F2/N
阻力臂l2/cm
动力F1/N
动力臂l1/cm
1
1
5
0.5
10
2
1.5
5
0.5
15
3
2
5
0.5
20
分析表中的数据，可以得出在杠杆平衡时的结论：在动力和阻力臂一定时，动力臂与阻力成 正 比。
（3）由实验结论可知，杆秤的杆上所标的刻度值的间距应该是 均匀 （选填“均匀”或“不均匀”）的。如图丙，在称量时，秤砣拨放在 B 点时，所称物品的质量应该是较大的。看来秤砣虽小，但只要有足够长的力臂，就能平衡千斤重物，这就是“小小秤砣压千斤”的原理。
【解答】解：（1）如左图，杠杆的右端上翘，为了便于测量，平衡螺母应向上翘的右端移动，使杠杆在水平位置静止；
（2）从表格中数据可以看出：在动力和阻力臂不变时，阻力增大，动力臂也增大，且动力臂与阻力的比值保持不变，所以可得出结论：在动力和阻力臂一定时，动力臂与阻力成正比；
（3）由图丙可知，杆秤的杆上所标的刻度值的间距应该是均匀的；
秤砣在A点时比在B点时的力臂小，根据在动力和阻力臂一定时，动力臂与阻力成正比，所以在称量时，秤砣拨放在B点时，所称物品的质量应该是较大的。。
故答案为：（1）右；水平；（2）正；（3）均匀；B。
14．（2022•平阴县一模）（1）小英在物理老师的指导下，利用图1甲所示的实验装置进行探究“杠杆平衡的条件
①实验前，她应通过调节杠杆两端的 平衡螺母 ，使杠杆在水平位置平衡，实验中总是使杠杆在水平位置平衡是为了便于直接测量出力臂。
②小英把三次实验数据记录如表：
实验次数
动力F1/N
动力臂L1/m
阻力F2/N
阻力臂L2/m
1
2.0
0.2
4
0.1
2
1.0
0.1
0.5
0.05
3
0.5
0.3
1.5
0.1
小华发现这三次实验数据中有一次是错误的，错误数据的实验次数是 2 （选填“1”“2”或“3”）。
③如图1乙所示，当在A处挂了三个钩码时，要使杠杆平衡，应在B处挂 4 个钩码（在本题中，所使用每个钩码的质量都相等）。
（2）图2甲是探究“水的沸腾特点”的实验装置，小明、小红同学分别用规格完全相同的器材进行实验
①某一时刻，温度计的示数如图2乙所示，此时水的温度是 95℃ 。
②小明观察到沸腾前和沸腾时水中气泡上升过程中的两种情况，如图2丙中的（a）、（b）所示，则图2丙中 （a） 的是水沸腾时的情况。
③图2丁是两名同学根据实验数据绘制的水温随时间变化的图像。请根据图像分析，小红从给水加热到水沸腾，所用时间较长的原因是 水的初温低 。
【解答】解：
（1）①实验前，先把杠杆的中点支在支架上，调节两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，便于测量力臂，这样做的目的是使杠杆的重心通过支点，还可以消除杠杆重对杠杆平衡的影响；
②实验1和3，符合F1L1＝F2L2，实验2不符合F1L1＝F2L2，所以实验2数据是错误的。由正确实验结果可得杠杆的平衡条件是F1L1＝F2L2；
③由图知，杠杆处于平衡状态，若在支点的两侧的钩码下方分别再挂一个相同的钩码，
设一个钩码重力为G，一个格为L，
3G×4L＝nG×3L，解得n＝4，
要使杠杆平衡，应在B处挂4个钩码；
（2）①温度计的示数在量程的范围内，且分度值为1℃，此时烧杯中水的实际温度是95℃。
②丙图（b）中气泡在上升过程中体积逐渐减小，所以丙图（b）是沸腾前的现象，丙图（a）中气泡在上升过程中体积逐渐增大，所以丙图（a）是沸腾时的现象；
③由图像知，小明水的初温为96℃；小红小组水的初温为94℃，所以小红小组的水的初温低，水沸腾所用时间较长。
故答案为：（1）①平衡螺母；②2；③4；（2）①95℃；②（a）；③水的初温低。
15．（2022•历下区一模）小欣和小悦发现，修车师傅为了拧下生锈的螺母，会在扳手手柄上套一段铁管，如图甲所示。通过观察和思考，他们发现套上铁管，动力臂的长度改变了。他们决定保持阻力和阻力臂不变，探究“杠杆平衡时，动力与动力臂之间的关系。”
（1）实验前，杠杆静止在如图乙所示位置，应将杠杆右端的平衡螺母向 左 （选填“左”或“右”）调节，使杠杆在 水平 位置平衡。
（2）如图丙所示，保持重物及位置不变，改变钩码悬挂的位置和个数，共进行了三次实验，记录数据如表一.
表一
实验次数
动力臂l1/cm
动力F1/N
1
9
2
2
12
1.5
3
18
1
表二
实验次数
动力臂l1/cm
动力F1/N
1
9
2.8
2
12
2.1
3
18
1.4
分析表一数据，可以得到：阻力和阻力臂不变，杠杆平衡时，动力与动力臂成 反比 关系。
（3）小悦用同一杠杆进行组装，如图丁所示，在支点右侧2格处挂了同一重物，用校准好的弹簧测力计竖直向上施加动力使杠杆平衡，记录数据如表二。对比表二和表一，当动力臂相同时，小悦测出的动力明显都比小欣的大，通过分析发现这样组装，除弹簧测力计和钩码对杠杆的拉力外，还有 杠杆的重力 对杠杆平衡产生了影响。
（4）由实验结论可知，使用扳手时，在手柄.上加一个套筒更容易拧松螺母的原因是：通过 增大动力臂 来实现更省力的目的。
【解答】解：（1）调节杠杆在水平位置平衡，杠杆左端偏高，右端的平衡螺母应向上翘的左端移动，使杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂大小，同时消除杠杆自重对杠杆平衡的影响；
（2）由表格数据可知，动力臂增大，动力减小，动力与动力臂的乘积保持不变，可以得出结论：保持阻力和动力臂不变，杠杆平衡时，动力跟动力臂成反比关系；
（3）小悦测出的动力明显都比小欣的大，是杠杆的重心没有通过支点，杠杆的自重对杠杆平衡有影响；
（4）在扳手柄上再套一节管子用力时，阻力和阻力臂不变，但是增大动力臂，根据杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2可知，减小了动力，这样能更省力。
故答案为：（1）左；水平；（2）反比；（3）杠杆的重力；（4）增大动力臂。
16．（2021•济南模拟）小明利用如图所示的装置探究杠杆平衡条件。
（1）图甲中，杠杆静止时处于 平衡 （选填“平衡”或“不平衡”）状态。为使杠杆在水平位置平衡，小明应将杠杆两端的平衡螺母向 右 （选填“左”或“右”）移。在杠杆两侧挂上不同数量相同规格的钩码，调节钩码位置，使杠杆重新在水平位置平衡，这样做的目的是便于直接在杠杆上 测量力臂 。
（2）如图乙所示，在杠杆左侧A位置（左边位置第四格）先挂了3个钩码，每个钩码为0.5N，在右侧B位置（右边位置第三格）用弹簧测力计竖直向下拉杠杆，使其在水平位置平衡，弹簧测力计的示数为 2 N。
（3）如图丙所示，小明在A位置挂一个弹簧测力计，在B位置挂了2个钩码，现将弹簧测力计从C位置移到D位置，在此过程中杠杆始终在水平位置保持平衡，则弹簧测力计示数 变小 ，原因是测力计的拉力力臂 变大 （均选填“变大”、“变小”或“不变”）。
（4）小明用如图丁装置进行探究，发现总是无法得到教材上所给出的杠杆平衡条件，其原因是 杠杆的自重对杠杆平衡有影响 。
（5）小明多次实验收集多组数据，目的是 b （选填“a”或“b”）。
a.多次实验取平均值减小实验误差
b.使实验结论更具有科学性和普遍性
【解答】解：（1）杠杆处于静止状态是平衡状态；为排除杠杆自重对实验的影响，实验前把杠杆中心支在支架上，杠杆静止在图甲所示位置，杠杆右端偏高，应将杠杆右端的螺母向右端移动，使杠杆在水平位置平衡；
在杠杆两侧挂上不同数量相同规格的钩码，调节钩码位置，使杠杆重新在水平位置平衡，这样做的目的是为了直接从杠杆上测量力臂；
（2）一个钩码的重力为G，设杠杆的一个小格为L，
由杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2知，
3G×4L＝F×3L
解得：F＝4G＝4×0.5N＝2N；
（3）图丙中，当弹簧测力计绕A点从C位置转动到D位置的过程中，要保持杠杆仍在水平位置平衡，则拉力F将变小，这是因为，当拉力由倾斜变成竖直时，阻力阻力臂不变，拉力F力臂变大，相应的力会变小，这样才能继续平衡；
（4）利用如图丁所示装置进行探究，杠杆的重心没有通过支点，杠杆的自重对杠杆平衡有影响；
（5）探究杠杆平衡的条件时，多次改变力和力臂的大小主要是为了获取多组实验数据归纳出物理规律，使结论具有普遍性，故选b；
故答案为：（1）平衡；右；测量力臂；（2）2；（3）变小；变大；（4）杠杆的自重对杠杆平衡有影响；（5）b。
17．（2021•历下区二模）杆秤是中国独立发明的传统衡器，其本质是一个杠杆，称量时把质量不同的物品放入秤盘中，然后将秤砣拨到合适的位置，待秤杆静止后，根据秤砣绳所对应的刻度，就可得知物品的质量了。
用一个小小的秤砣为什么能称轻重不同的物品呢？带着这个问题，实验小组的同学们用杠杆、若干钩码，开始了对杆秤的研究。
（1）实验前，杠杆如甲图所示，为了便于测量，需要向 右 调节平衡螺母，使杠杆在 水平 位置静止。
（2）通过观察杆秤的称量过程，同学们提出了研究的问题：在杠杆平衡时，动力臂与阻力的有什么关系？于是大家就利用图乙中的器材开始了研究。保持杠杆支点左侧钩码的位置不变，增加钩码个数后，调整支点右侧钩码的位置使杠杆平衡，并将数据记录在表格中。
实验次数
阻力F2/N
阻力臂L2/cm
动力F1/N
动力臂L1/cm
1
1
5
0.5
10
2
1.5
5
0.5
15
3
2
5
0.5
20
分析表中的数据，可以得出在杠杆平衡时 动力×动力臂＝阻力×阻力臂 的结论；
（3）由实验结论可知，杆秤的杆上所标的刻度值的间距应该是 均匀 （选填“均匀”或“不均匀”）的。如图丙，在称量时，秤砣拨放在 B 点时，所称物品的质量应该是较大的。看来秤砣虽小，但只要有足够长的力臂，就能平衡干斤重物，这就是“小小秤砣压千斤”的原理。
【解答】解：（1）如左图，杠杆的右端上翘，为了便于测量，平衡螺母应向上翘的右端移动，使杠杆在水平位置静止；
（2）分析表中的数据，1N×5cm＝0.5N×10cm，
1.5N×5cm＝0.5N×15cm，
2N×5cm＝0.5N×20cm，可以得出在杠杆平衡时动力×动力臂＝阻力×阻力臂；
（3）由图丙可知，杆秤的杆上所标的刻度值的间距应该是均匀的；
秤砣在A点时比在B点时的力臂小，则所称物品的质量应该是较小的。
故答案为：（1）右；水平；（2）动力×动力臂＝阻力×阻力臂；（3）均匀；B。
18．（2021•市中区三模）小明分别用如图1所示的两种方法挑着同一物体行走，他发现两次用力不相同。由此，他想和小华一起用一个杠杆、一个重物、细线、若干钩码来探究“杠杆平衡时，保持阻力和动力臂不变，动力和阻力臂之间的关系”。
（1）实验前，他们调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，这样做的目的是 ①便于测量力臂；②消除杠杆自重对实验的影响 。
（2）实验时，他们用细线将重物固定到杠杆左侧某一位置，将重物通过细线产生的拉力看作阻力；然后在杠杆右侧某一位置用细线悬挂若干钩码，使杠杆重新在水平位置平衡，如图2所示，将动力F1和阻力臂l2记录下来。接下来，他们要改变重物的悬挂位置和钩码的 个数 ，使杠杆重新平衡，并把相应的数据记录下来。
（3）他们通过实验得到的实验数据如下表所示。
实验序号
动力F1/N
动力臂l1/m
阻力F2/N
阻力臂l2/m
1
2.0
0.10
2.0
0.10
2
4.0
0.10
2.0
0.20
3
6.0
0.10
2.0
0.30
分析表中的数据，可以得出结论：保持阻力和动力臂不变，杠杆平衡时，动力跟阻力臂成 正比 关系。
（4）结束实验后，小明又发现：杠杆平衡时满足“动力×动力臂＝阻力×阻力臂”。这一结论是否具有普遍性？在以上实验的基础上，他们应该使 动力臂 和 阻力 也不相同，继续实验收集数据……
【解答】解：
（1）①力臂等于支点到力的作用线的距离，当杠杆在水平位置平衡时，力的方向与杠杆垂直，力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来，便于测量力臂；
②杠杆重心在其支点处，杠杆重力的力臂为零，这样就避免了杠杆的自重对实验的影响；
（2）探究“杠杆平衡，动力臂和动力之间的关系”，用细线将重物固定到杠杆左侧某一位置处，然后在杠杆右侧用细线悬挂钩码，移动其悬挂的位置，使杠杆重新在水平位置平衡，如图所示，将动力F1和动力臂l1记录下来。接下来，应改变动力的大小，即改变钩码个数，再移动其悬挂的位置，多次重复前面的实验，并把相应的数据记录下来；
（3）分析表中的数据，可以得出结论：保持阻力和动力臂不变，杠杆平衡时，动力跟阻力臂成正比关系；
（4）分析表格中数据发现杠杆平衡时，动力和阻力的大小始终没有变化，所以实验数据缺乏普遍性，用来验证她的猜想不够充分，小明还要在动力臂和阻力不相同的情况下进行实验和收集数据；
故答案为：（1）①便于测量力臂；②消除杠杆自重对实验的影响；（2）个数；（3）动力臂；阻力。
19．（2021•莱芜区二模）小明在“研究杠杆平衡条件”的实验中所用的实验器材有，刻度均匀的杠杆，支架，弹簧测力计，刻度尺，细线和质量相同的0.5N重的钩码若干个。
①如图甲所示，实验前，杠杆左侧下沉，则应将左端的平衡螺母向 右 （选填“左”或“右”）调节，直到杠杆在水平位置平衡，这样做是为了消除杠杆自重对实验的影响和 便于测量力臂 。
②小明同学所在实验小组完成某次操作后，实验装置如图乙所示，进而得出了杠杆在水平位置平衡时，动力×动力臂＝阻力×阻力臂，李晨说小明的实验存在不足之处，认为小明还应 改变钩码个数或移动钩码位置，多次进行实验 。
③小丽同学通过对数据分析后得出的结论是：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，与小组同学交流后，本组同学为了证明小丽同学的结论是错误的，他做了如图丙的实验，完成b位置实验测量后，再将测力计沿c位置进行实验测量并记录分析数据，此实验 能 （选填“能”或“不能”）说明该结论是错误的。
【解答】解：①调节杠杆在水平位置平衡，杠杆右端偏高，左端的平衡螺母应向上翘的右端移动，使杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂大小，同时消除杠杆自重对杠杆平衡的影响；
②只有一次实验得出杠杆平衡的条件是：动力×动力臂＝阻力×阻力臂。这种结论很具有偶然性，不合理。要改变钩码个数或移动钩码位置，多次进行实验，总结杠杆平衡条件。
③丙同学通过对数据分析后得出的结论是：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，与小组同学交流后，乙同学为了证明丙同学的结论是错误的，他做了如图C的实验，此实验能得到“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”，这个结论是不正确的；当动力臂不等于支点到动力作用点的距离时，看实验结论是否成立，所以利用图C能进行验证。
故答案为：①右；便于测量力臂；②改变钩码个数或移动钩码位置，多次进行实验；③能。
20．（2021•长清区一模）在“探究杠杆的平衡条件”实验中：
①杠杆在如图甲的位置静止时 是 （选填“是”或“不是”）处于杠杆平衡状态的。
②调节杠杆在水平位置平衡后，第一组按图乙进行实验，第二组按图丙进行实验。为了便于测量力臂，你认为第 丙 组实验更好。请判断图乙中测力计的示数 大于 （选填“大于”、“小于”或“等于”）图丙中测力计的示数。
【解答】解：①如图（甲）的位置静止时是处于杠杆平衡状态的；
②力臂等于支点到力的作用线的距离，当杠杆在水平位置平衡时，力的方向与杠杆垂直，力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来，因此第二组实验设计的好，此时弹簧测力计的拉力与杠杆垂直，便于测量力臂。
按图（乙）进行操作，当弹簧测力计倾斜拉杠杆时，动力臂变小，阻力、阻力臂不变，根据杠杆平衡条件得，动力变大，弹簧测力计示数变大。
故答案为：①是；②丙；大于。
21．（2021•历城区模拟）小梅在物理老师的指导下，利用一个重物细线、若干钩码及杠杆来探究“杠杆平衡的条件”。
（1）实验前，为便于力臂的测量，她应通过调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在 水平 位置平衡。
（2）实验时，小梅决定先保持阻力F2和阻力臂L2不变，探究“杠杆平衡时，动力臂和动力之间的关系”。
于是，她用细线将重物固定到杠杆左侧某一位置处；然后在杠杆右侧用细线悬挂一个钩码，移动其悬挂的位置，使杠杆重新在水平位置平衡，如图所示。将动力F1和动力臂L1记录下来。接下来，她要改变 钩码个数 ，再移动其悬挂的位置，多次重复前面的实验，并把相应的数据记录下来。
（3）小梅通过实验得到的实验数据如表1所示。
表1保持阻力F2和阻力臂L2不变，探究杠杆平衡时动力臂和动力之间的关系
实验序号
阻力F2/N
阻力臂L2/m
1
0.5
0.20
2
1.0
0.10
3
1.5
0.07
4
2.0
0.05
5
2.5
0.04
分析表1中的数据，小梅得出的结论：保持阻力和阻力臂不变，杠杆平衡时，动力臂L1跟动力F1成 反比例 关系。
（4）在前面实验的基础上，小梅进一步猜想：在更普遍的情况下，杠杆平衡时可能满足“动力F1×动力臂L1＝阻力F2×阻力臂L2”。
为了验证小梅的这个猜想，小丽通过实验得到的实验数据如表2所示。
表2探究杠杆平衡时，动力F1、动力臂L1和阻力F2、阻力臂L2之间的关系
实验序号
动力F1/N
动力臂L1/m
阻力F2/N
阻力臂L2/m
1
1.0
0.10
1.0
0.10
2
1.5
0.08
1.5
0.08
3
2.0
0.07
2.0
0.07
小梅认为，表2中小丽的实验数据缺乏普遍性，用来验证她的猜想不够充分，于是对小丽的实验和收集数据提出了具体的建议。
小梅的建议：小丽还要在 动力和阻力不相同 的情况下进行实验和收集数据。
【解答】解：（1）实验前，为便于力臂的测量，她应通过调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡；
（2）探究“杠杆平衡，动力臂和动力之间的关系”，用细线将重物固定到杠杆左侧某一位置处，然后在杠杆右侧用细线悬挂钩码，移动其悬挂的位置，使杠杆重新在水平位置平衡，如图所示，将动力F1和动力臂L1记录下来。接下来，应改变动力的大小，即改变钩码个数，再移动其悬挂的位置，多次重复前面的实验，并把相应的数据记录下来；
（3）由于此题中保持阻力F2和阻力臂L2不变，利用表格中数据能得出：F2L2＝F1L1＝0.5N×0.2m＝1N×0.1m＝2N×0.05m＝2.5N×0.04m＝0.1N•m，分析表中数据，可得出结论：保持阻力和阻力臂不变，杠杆平衡时，动力臂L1跟动力F1成反比例关系；
（4）分析表格中数据发现杠杆平衡时，动力和阻力的大小始终没有变化，所以实验数据缺乏普遍性，用来验证她的猜想不够充分，小梅的建议是：小丽还要在动力和阻力不相同的情况下进行实验和收集数据；
故答案为：（1）水平；（2）钩码个数；（3）反比例；（4）动力和阻力不相同。
四．计算题（共1小题）
22．（2022•济南一模）箱式电梯是一种以电动机驱动的垂直升降机，用于多层建筑乘人或载运货物。小明搭乘一部电梯上行，用时40s，匀速上升了60m，这段时间内电梯电动机的平均功率为11kW，已知小明的体重为550N，通过计算回答这段时间内：
（1）电梯对小明做了多少功？
（2）电梯电动机做了多少功？
（3）电梯的效率是多大？
【解答】解：（1）电梯对小明做的有用功为W有用＝Gh＝550N×60m＝3.3×104J；
（2）电梯电动机做的总功为W总＝Pt＝11×103W×40s＝4.4×105J；
（3）电梯的效率为η=W有用W总=3.3×104J4.4×105J×100%＝7.5%。
答：（1）电梯对小明做的有用功为3.3×104J；
（2）电梯电动机做的总功为4.4×105J；
（3）电梯的效率为7.5%。
专题8 简单机械 2021年和2022年山东济南市中考物理模拟试题汇编
一．选择题（共11小题）
1．（2022•历下区三模）杆秤，是中国人发明的人类最早的衡器，它是华夏国粹，在历史长河中延续千年。如图所示，手提杆秤A和B提纽分别对应两个不同的量程，L是秤砣悬挂的位置。下列做法中，能使杆秤测量更大质量物体的是（ ）
A．秤砣向左移或提纽由A换成B
B．秤砣向右移或提纽由A换成B
C．秤砣向左移或提纽由B换成A
D．秤砣向右移或提纽由B换成A
2．（2022•天桥区二模）如图所示，晓明和晓宏正在玩跷跷板，此时跷跷板处于静止。要使跷跷板绕中点顺时针转动，可以采取的有效方法是（ ）
A．晓明向后移动
B．两人向前、向后移动都行
C．晓宏向后移动
D．晓明向后、晓宏向前移动
3．（2022•济南二模）一辆汽车不小心陷进泥潭后，司机按图所示的方法安装滑轮将汽车从泥潭中匀速拉出。他安装的是（ ）
A．动滑轮，能省力
B．动滑轮，能改变力的方向
C．定滑轮，能省力
D．定滑轮，能改变力的方向
4．（2022•章丘区二模）2021年8月20日，航天员聂海胜、刘伯明在机械臂的辅助下成功从“天和”核心舱出舱。如图所示，机械臂的功能类似于人的手臂，但它有7个关节，长度可达10多米。下列工具在使用时与机械臂工作时属于同一类杠杆的是（ ）
A．金属镊子 B．起子
C．托盘天平 D．独轮车
5．（2022•莱芜区二模）如图所示为生活中常见的剪刀，当用它来剪断同种较硬的纸板时，在手的位置和用力方向相同的情况下，我们应当让硬纸板尽量靠近剪刀轴，以达到省力的目的。针对这一现象，小君和同学们提出下列四个问题，其中最有探究价值且易于探究的科学问题是（ ）
A．使用剪刀时，是否省力与哪些因素有关？
B．使用剪刀时，如何可以使动力更小一些？
C．阻力和动力臂相同，动力与阻力臂有什么关系？
D．阻力和阻力臂相同，动力与动力臂有什么关系？
6．（2021•天桥区一模）杠杆在我国古代早就有许多应用，如今在我们的生产、生活中仍大量使用。如图所示，小洪正在使用一根硬棒撬动石头，此时使用这根硬棒（ ）
A．省力又省距离 B．省力但费距离
C．不省力也不省距离 D．费力但省距离
7．（2021•济南模拟）如图是一脚踩式垃圾桶的示意图，关于ABC和A′B′C′两个杠杆的作用，正确的是（ ）
A．两个杠杆都是省力杠杆
B．两个杠杆都是费力杠杆
C．ABC是省力杠杆，A′B′C′是费力杠杆
D．ABC是费力杠杆，A′B′C′是省力杠杆
8．（2021•济南一模）如图所示的杠杆每小格的长度相等，质量不计，O为支点。物体A的体积大于B，物体A重力为4N，此时杠杆保持水平平衡，则下列说法正确的是（ ）
A．物体B重力为2N
B．物体B重力为8N
C．物体A的密度比物体B的大
D．物体A和物体B都靠近支点一格，杠杆依然能保持平衡
9．（2021•济南模拟）如图所示是小明同学研究杠杆平衡条件的实验装置和操作图，关于此实验下列说法正确的是（ ）
A．若实验前杠杆如图甲所示，则需要将杠杆的平衡螺母向左调节
B．小明的其中一步实验如图乙所示，则需要在D点挂3个相同的钩码，就可以让杠杆恢复平衡
C．若在A点用弹簧测力计拉杠杆使杠杆平衡，则此时杠杆可能是费力杠杆
D．为了保持杠杆在水平位置平衡，在D点施加力的方向由①位置到②位置的过程中，所需施加的拉力大小不变
10．（2021•历城区一模）《墨经》最早记述了杆秤的杠杆原理，“标”“本”表示力臂，“权”“重”表示力，如图所示，杆秤在水平位置平衡，以下说法正确的是（ ）
A．“重”增大时，N端上扬 B．“权”增大时，M端上扬
C．“权”向右移时，N端下沉 D．提钮向右移时，M端上扬
11．（2022•济南模拟）如图所示，分别用一定滑轮和一动滑轮提起同一物体，利用定滑轮的拉力是F甲，对应的机械效率是ƞ甲；利用动滑轮的拉力是F乙，对应的机械效率是η乙（忽略机械摩擦和绳重）下列说法正确的是（ ）
A．F甲＞F乙 ƞ甲＜ƞ乙 B．F甲＞F乙 ƞ甲＞ƞ乙
C．F甲＜F乙 ƞ甲＞ƞ乙 D．F甲＜F乙 ƞ甲＜ƞ乙
二．多选题（共1小题）
（多选）12．（2022•历下区一模）如图所示，为大明湖龙舟赛上运动员奋力划船时的情景。下列说法正确的是（ ）
A．桨在使用时是费力杠杆，特点是虽费力但省距离
B．不停划桨龙舟前进说明力是维持物体运动的原因
C．运动员穿的救生衣呈红色，是因为其能反射红光
D．桨向后划水龙舟前进，是因为力的作用是相互的
三．实验探究题（共9小题）
13．（2022•历下区模拟）杆秤是中国独立发明的传统衡器，其本质是一个杠杆，称量时把质量不同的物品放入秤盘中，然后将秤砣拨到合适的位置，待秤杆静止后，根据秤砣绳所对应的刻度，就可得知物品的质量了。
用一个小小的秤砣为什么能称轻重不同的物品呢？带着这个问题，实验小组的同学们用杠杆、若干钩码，开始了对杆秤的研究。
（1）实验前，杠杆如甲图所示，为了便于测量，需要向 调节平衡螺母，使杠杆在 位置静止。
（2）通过观察杆秤的称量过程，同学们提出了研究的问题：在杠杆平衡时，动力臂与阻力的大小有什么关系？于是大家就利用图乙中的器材开始了研究。保持杠杆支点左侧钩码的位置不变，增加钩码个数后，调整支点右侧钩码的位置使杠杆平衡，并将数据记录在表格中。
实验次数
阻力F2/N
阻力臂l2/cm
动力F1/N
动力臂l1/cm
1
1
5
0.5
10
2
1.5
5
0.5
15
3
2
5
0.5
20
分析表中的数据，可以得出在杠杆平衡时的结论：在动力和阻力臂一定时，动力臂与阻力成 比。
（3）由实验结论可知，杆秤的杆上所标的刻度值的间距应该是 （选填“均匀”或“不均匀”）的。如图丙，在称量时，秤砣拨放在 点时，所称物品的质量应该是较大的。看来秤砣虽小，但只要有足够长的力臂，就能平衡千斤重物，这就是“小小秤砣压千斤”的原理。
14．（2022•平阴县一模）（1）小英在物理老师的指导下，利用图1甲所示的实验装置进行探究“杠杆平衡的条件
①实验前，她应通过调节杠杆两端的 ，使杠杆在水平位置平衡，实验中总是使杠杆在水平位置平衡是为了便于直接测量出力臂。
②小英把三次实验数据记录如表：
实验次数
动力F1/N
动力臂L1/m
阻力F2/N
阻力臂L2/m
1
2.0
0.2
4
0.1
2
1.0
0.1
0.5
0.05
3
0.5
0.3
1.5
0.1
小华发现这三次实验数据中有一次是错误的，错误数据的实验次数是 （选填“1”“2”或“3”）。
③如图1乙所示，当在A处挂了三个钩码时，要使杠杆平衡，应在B处挂 个钩码（在本题中，所使用每个钩码的质量都相等）。
（2）图2甲是探究“水的沸腾特点”的实验装置，小明、小红同学分别用规格完全相同的器材进行实验
①某一时刻，温度计的示数如图2乙所示，此时水的温度是 。
②小明观察到沸腾前和沸腾时水中气泡上升过程中的两种情况，如图2丙中的（a）、（b）所示，则图2丙中 的是水沸腾时的情况。
③图2丁是两名同学根据实验数据绘制的水温随时间变化的图像。请根据图像分析，小红从给水加热到水沸腾，所用时间较长的原因是 。
15．（2022•历下区一模）小欣和小悦发现，修车师傅为了拧下生锈的螺母，会在扳手手柄上套一段铁管，如图甲所示。通过观察和思考，他们发现套上铁管，动力臂的长度改变了。他们决定保持阻力和阻力臂不变，探究“杠杆平衡时，动力与动力臂之间的关系。”
（1）实验前，杠杆静止在如图乙所示位置，应将杠杆右端的平衡螺母向 （选填“左”或“右”）调节，使杠杆在 位置平衡。
（2）如图丙所示，保持重物及位置不变，改变钩码悬挂的位置和个数，共进行了三次实验，记录数据如表一.
表一
实验次数
动力臂l1/cm
动力F1/N
1
9
2
2
12
1.5
3
18
1
表二
实验次数
动力臂l1/cm
动力F1/N
1
9
2.8
2
12
2.1
3
18
1.4
分析表一数据，可以得到：阻力和阻力臂不变，杠杆平衡时，动力与动力臂成 关系。
（3）小悦用同一杠杆进行组装，如图丁所示，在支点右侧2格处挂了同一重物，用校准好的弹簧测力计竖直向上施加动力使杠杆平衡，记录数据如表二。对比表二和表一，当动力臂相同时，小悦测出的动力明显都比小欣的大，通过分析发现这样组装，除弹簧测力计和钩码对杠杆的拉力外，还有 对杠杆平衡产生了影响。
（4）由实验结论可知，使用扳手时，在手柄.上加一个套筒更容易拧松螺母的原因是：通过 来实现更省力的目的。
16．（2021•济南模拟）小明利用如图所示的装置探究杠杆平衡条件。
（1）图甲中，杠杆静止时处于 （选填“平衡”或“不平衡”）状态。为使杠杆在水平位置平衡，小明应将杠杆两端的平衡螺母向 （选填“左”或“右”）移。在杠杆两侧挂上不同数量相同规格的钩码，调节钩码位置，使杠杆重新在水平位置平衡，这样做的目的是便于直接在杠杆上 。
（2）如图乙所示，在杠杆左侧A位置（左边位置第四格）先挂了3个钩码，每个钩码为0.5N，在右侧B位置（右边位置第三格）用弹簧测力计竖直向下拉杠杆，使其在水平位置平衡，弹簧测力计的示数为 N。
（3）如图丙所示，小明在A位置挂一个弹簧测力计，在B位置挂了2个钩码，现将弹簧测力计从C位置移到D位置，在此过程中杠杆始终在水平位置保持平衡，则弹簧测力计示数 ，原因是测力计的拉力力臂 （均选填“变大”、“变小”或“不变”）。
（4）小明用如图丁装置进行探究，发现总是无法得到教材上所给出的杠杆平衡条件，其原因是 。
（5）小明多次实验收集多组数据，目的是 （选填“a”或“b”）。
a.多次实验取平均值减小实验误差
b.使实验结论更具有科学性和普遍性
17．（2021•历下区二模）杆秤是中国独立发明的传统衡器，其本质是一个杠杆，称量时把质量不同的物品放入秤盘中，然后将秤砣拨到合适的位置，待秤杆静止后，根据秤砣绳所对应的刻度，就可得知物品的质量了。
用一个小小的秤砣为什么能称轻重不同的物品呢？带着这个问题，实验小组的同学们用杠杆、若干钩码，开始了对杆秤的研究。
（1）实验前，杠杆如甲图所示，为了便于测量，需要向 调节平衡螺母，使杠杆在 位置静止。
（2）通过观察杆秤的称量过程，同学们提出了研究的问题：在杠杆平衡时，动力臂与阻力的有什么关系？于是大家就利用图乙中的器材开始了研究。保持杠杆支点左侧钩码的位置不变，增加钩码个数后，调整支点右侧钩码的位置使杠杆平衡，并将数据记录在表格中。
实验次数
阻力F2/N
阻力臂L2/cm
动力F1/N
动力臂L1/cm
1
1
5
0.5
10
2
1.5
5
0.5
15
3
2
5
0.5
20
分析表中的数据，可以得出在杠杆平衡时 的结论；
（3）由实验结论可知，杆秤的杆上所标的刻度值的间距应该是 （选填“均匀”或“不均匀”）的。如图丙，在称量时，秤砣拨放在 点时，所称物品的质量应该是较大的。看来秤砣虽小，但只要有足够长的力臂，就能平衡干斤重物，这就是“小小秤砣压千斤”的原理。
18．（2021•市中区三模）小明分别用如图1所示的两种方法挑着同一物体行走，他发现两次用力不相同。由此，他想和小华一起用一个杠杆、一个重物、细线、若干钩码来探究“杠杆平衡时，保持阻力和动力臂不变，动力和阻力臂之间的关系”。
（1）实验前，他们调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，这样做的目的是 。
（2）实验时，他们用细线将重物固定到杠杆左侧某一位置，将重物通过细线产生的拉力看作阻力；然后在杠杆右侧某一位置用细线悬挂若干钩码，使杠杆重新在水平位置平衡，如图2所示，将动力F1和阻力臂l2记录下来。接下来，他们要改变重物的悬挂位置和钩码的 ，使杠杆重新平衡，并把相应的数据记录下来。
（3）他们通过实验得到的实验数据如下表所示。
实验序号
动力F1/N
动力臂l1/m
阻力F2/N
阻力臂l2/m
1
2.0
0.10
2.0
0.10
2
4.0
0.10
2.0
0.20
3
6.0
0.10
2.0
0.30
分析表中的数据，可以得出结论：保持阻力和动力臂不变，杠杆平衡时，动力跟阻力臂成 关系。
（4）结束实验后，小明又发现：杠杆平衡时满足“动力×动力臂＝阻力×阻力臂”。这一结论是否具有普遍性？在以上实验的基础上，他们应该使 和 也不相同，继续实验收集数据……
19．（2021•莱芜区二模）小明在“研究杠杆平衡条件”的实验中所用的实验器材有，刻度均匀的杠杆，支架，弹簧测力计，刻度尺，细线和质量相同的0.5N重的钩码若干个。
①如图甲所示，实验前，杠杆左侧下沉，则应将左端的平衡螺母向 （选填“左”或“右”）调节，直到杠杆在水平位置平衡，这样做是为了消除杠杆自重对实验的影响和 。
②小明同学所在实验小组完成某次操作后，实验装置如图乙所示，进而得出了杠杆在水平位置平衡时，动力×动力臂＝阻力×阻力臂，李晨说小明的实验存在不足之处，认为小明还应 。
③小丽同学通过对数据分析后得出的结论是：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，与小组同学交流后，本组同学为了证明小丽同学的结论是错误的，他做了如图丙的实验，完成b位置实验测量后，再将测力计沿c位置进行实验测量并记录分析数据，此实验 （选填“能”或“不能”）说明该结论是错误的。
20．（2021•长清区一模）在“探究杠杆的平衡条件”实验中：
①杠杆在如图甲的位置静止时 （选填“是”或“不是”）处于杠杆平衡状态的。
②调节杠杆在水平位置平衡后，第一组按图乙进行实验，第二组按图丙进行实验。为了便于测量力臂，你认为第 组实验更好。请判断图乙中测力计的示数 （选填“大于”、“小于”或“等于”）图丙中测力计的示数。
21．（2021•历城区模拟）小梅在物理老师的指导下，利用一个重物细线、若干钩码及杠杆来探究“杠杆平衡的条件”。
（1）实验前，为便于力臂的测量，她应通过调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在 位置平衡。
（2）实验时，小梅决定先保持阻力F2和阻力臂L2不变，探究“杠杆平衡时，动力臂和动力之间的关系”。
于是，她用细线将重物固定到杠杆左侧某一位置处；然后在杠杆右侧用细线悬挂一个钩码，移动其悬挂的位置，使杠杆重新在水平位置平衡，如图所示。将动力F1和动力臂L1记录下来。接下来，她要改变 ，再移动其悬挂的位置，多次重复前面的实验，并把相应的数据记录下来。
（3）小梅通过实验得到的实验数据如表1所示。
表1保持阻力F2和阻力臂L2不变，探究杠杆平衡时动力臂和动力之间的关系
实验序号
阻力F2/N
阻力臂L2/m
1
0.5
0.20
2
1.0
0.10
3
1.5
0.07
4
2.0
0.05
5
2.5
0.04
分析表1中的数据，小梅得出的结论：保持阻力和阻力臂不变，杠杆平衡时，动力臂L1跟动力F1成 关系。
（4）在前面实验的基础上，小梅进一步猜想：在更普遍的情况下，杠杆平衡时可能满足“动力F1×动力臂L1＝阻力F2×阻力臂L2”。
为了验证小梅的这个猜想，小丽通过实验得到的实验数据如表2所示。
表2探究杠杆平衡时，动力F1、动力臂L1和阻力F2、阻力臂L2之间的关系
实验序号
动力F1/N
动力臂L1/m
阻力F2/N
阻力臂L2/m
1
1.0
0.10
1.0
0.10
2
1.5
0.08
1.5
0.08
3
2.0
0.07
2.0
0.07
小梅认为，表2中小丽的实验数据缺乏普遍性，用来验证她的猜想不够充分，于是对小丽的实验和收集数据提出了具体的建议。
小梅的建议：小丽还要在 的情况下进行实验和收集数据。
四．计算题（共1小题）
22．（2022•济南一模）箱式电梯是一种以电动机驱动的垂直升降机，用于多层建筑乘人或载运货物。小明搭乘一部电梯上行，用时40s，匀速上升了60m，这段时间内电梯电动机的平均功率为11kW，已知小明的体重为550N，通过计算回答这段时间内：
（1）电梯对小明做了多少功？
（2）电梯电动机做了多少功？
（3）电梯的效率是多大？
专题8 简单机械 2021年和2022年山东济南市中考物理模拟试题汇编
参考答案与试题解析
一．选择题（共11小题）
1．（2022•历下区三模）杆秤，是中国人发明的人类最早的衡器，它是华夏国粹，在历史长河中延续千年。如图所示，手提杆秤A和B提纽分别对应两个不同的量程，L是秤砣悬挂的位置。下列做法中，能使杆秤测量更大质量物体的是（ ）
A．秤砣向左移或提纽由A换成B
B．秤砣向右移或提纽由A换成B
C．秤砣向左移或提纽由B换成A
D．秤砣向右移或提纽由B换成A
【解答】解：杆秤利用的是杠杆的平衡条件，把秤砣对杆秤的拉力作为动力，所称量的物体对杆秤的拉力作为阻力。
（1）秤砣向左移，动力不变，动力臂变小，阻力臂不变，由杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可得，阻力变小，即杆秤测量的物体质量更小；秤砣向右移，动力不变，动力臂变大，阻力臂不变，由杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可得，阻力变小，即杆秤测量的物体质量更大；
（2）提纽由A换成B，动力不变，动力臂变小，阻力臂变大，由杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可得，阻力变小，即杆秤测量的物体质量更小；提纽由B换成A，动力不变，动力臂变大，阻力臂变小，由杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可得，阻力变大，即杆秤测量的物体质量更大。
综上分析可知，能使杆秤测量更大质量物体的是秤砣向右移或提纽由B换成A。
故选：D。
2．（2022•天桥区二模）如图所示，晓明和晓宏正在玩跷跷板，此时跷跷板处于静止。要使跷跷板绕中点顺时针转动，可以采取的有效方法是（ ）
A．晓明向后移动
B．两人向前、向后移动都行
C．晓宏向后移动
D．晓明向后、晓宏向前移动
【解答】解：要使跷跷板绕中点顺时针转动，根据杠杆的平衡条件可知，可以增大晓宏的压力或增大晓宏压力的力臂，故晓宏可以向后移动；也可以减小晓明的力臂，即晓明向前移动，这时晓明的力臂变小，乙的压力与其力臂的乘积变小，所以跷跷板会绕中点顺时针转动，故C正确。
故选：C。
3．（2022•济南二模）一辆汽车不小心陷进泥潭后，司机按图所示的方法安装滑轮将汽车从泥潭中匀速拉出。他安装的是（ ）
A．动滑轮，能省力
B．动滑轮，能改变力的方向
C．定滑轮，能省力
D．定滑轮，能改变力的方向
【解答】解：由图可知：司机使用动滑轮，使用动滑轮能省力，但不能改变力的方向。
故选：A。
4．（2022•章丘区二模）2021年8月20日，航天员聂海胜、刘伯明在机械臂的辅助下成功从“天和”核心舱出舱。如图所示，机械臂的功能类似于人的手臂，但它有7个关节，长度可达10多米。下列工具在使用时与机械臂工作时属于同一类杠杆的是（ ）
A．金属镊子 B．起子
C．托盘天平 D．独轮车
【解答】解：机械臂的功能类似于人的手臂，使用时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆。
A、在使用金属镊子时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故A符合题意；
BD、起子、独轮车，在使用过程中，动力臂大于阻力臂，都是省力杠杆，故BD不符合题意；
C、托盘天平在使用过程中，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆，故C不符合题意。
故选：A。
5．（2022•莱芜区二模）如图所示为生活中常见的剪刀，当用它来剪断同种较硬的纸板时，在手的位置和用力方向相同的情况下，我们应当让硬纸板尽量靠近剪刀轴，以达到省力的目的。针对这一现象，小君和同学们提出下列四个问题，其中最有探究价值且易于探究的科学问题是（ ）
A．使用剪刀时，是否省力与哪些因素有关？
B．使用剪刀时，如何可以使动力更小一些？
C．阻力和动力臂相同，动力与阻力臂有什么关系？
D．阻力和阻力臂相同，动力与动力臂有什么关系？
【解答】解：观察图可知，使用剪刀来剪断同种较硬的纸板时，则阻力相同；手的位置和用力方向相同，则动力臂相同；让硬纸板尽量靠近剪刀轴，减小了阻力臂，由杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可知，动力会减小，达到省力的目的；所以最有探究价值且易于探究的科学问题是阻力和动力臂相同，动力与阻力臂有什么关系，故C正确，ABD错误。
故选：C。
6．（2021•天桥区一模）杠杆在我国古代早就有许多应用，如今在我们的生产、生活中仍大量使用。如图所示，小洪正在使用一根硬棒撬动石头，此时使用这根硬棒（ ）
A．省力又省距离 B．省力但费距离
C．不省力也不省距离 D．费力但省距离
【解答】解：由图可知，使用一根硬棒撬动石头时，动力臂大于阻力臂，由杠杆的平衡条件知道，此时动力小于阻力，即使用的是省力杠杆，由杠杆原理知道，使用任何机械都不省功，省力杠杆一定费距离，故B正确。
故选：B。
7．（2021•济南模拟）如图是一脚踩式垃圾桶的示意图，关于ABC和A′B′C′两个杠杆的作用，正确的是（ ）
A．两个杠杆都是省力杠杆
B．两个杠杆都是费力杠杆
C．ABC是省力杠杆，A′B′C′是费力杠杆
D．ABC是费力杠杆，A′B′C′是省力杠杆
【解答】解：
对于杠杆ABC，B点是支点，动力作用在A点，阻力作用在C点；脚踩下踏板时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆；
对于杠杆A'B'C'，支点是A'，动力作用在B'点，阻力作用在C'点；在打开盖子的过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆。
故选：C。
8．（2021•济南一模）如图所示的杠杆每小格的长度相等，质量不计，O为支点。物体A的体积大于B，物体A重力为4N，此时杠杆保持水平平衡，则下列说法正确的是（ ）
A．物体B重力为2N
B．物体B重力为8N
C．物体A的密度比物体B的大
D．物体A和物体B都靠近支点一格，杠杆依然能保持平衡
【解答】解：AB、据杠杆的平衡条件知，此时物体B对杠杆的拉力等于B的重力，故FALA＝GBLB，
故GB=FALALB=4N×4L2L=8N，故A错误，B正确；
C、已知物体A的体积大于B，物体A重力为4N，B的重力为8N，
所以A的质量小于B的质量，根据ρ=mV可得，物体A的密度小于物体B的密度，故C错误；
D、物体A和物体B都靠近支点一格，物体A：4N×3Lm＝12LN•m，
物体B：8N×Lm＝8LN•m，
根据杠杆平衡条件：动力×动力臂＝阻力×阻力臂，靠近支点一格，杠杆不平衡，故D错误；
故选：B。
9．（2021•济南模拟）如图所示是小明同学研究杠杆平衡条件的实验装置和操作图，关于此实验下列说法正确的是（ ）
A．若实验前杠杆如图甲所示，则需要将杠杆的平衡螺母向左调节
B．小明的其中一步实验如图乙所示，则需要在D点挂3个相同的钩码，就可以让杠杆恢复平衡
C．若在A点用弹簧测力计拉杠杆使杠杆平衡，则此时杠杆可能是费力杠杆
D．为了保持杠杆在水平位置平衡，在D点施加力的方向由①位置到②位置的过程中，所需施加的拉力大小不变
【解答】解：
A、如图甲可知，杠杆左端下沉，则需要将平衡螺母向右调节，故A错误；
B、左侧力与力臂的乘积3G×4L＝12GL；在D点挂3个相同钩码，右侧力与力臂的乘积3G×3L＝9GL，左右两侧力与力臂的乘积不相等，故杠杆不平衡，B错误；
C、若在A点用弹簧测力计拉杠杆使杠杆平衡，由于没有明确力的方向，动力臂可能小于阻力臂，则此时杠杆可能是费力杠杆，故C正确；
D、为了保持杠杆在水平位置平衡，在D点施加力的方向由①位置到②位置的过程中，阻力和阻力臂不变，动力臂减小，由杠杆平衡条件可知，动力变大，故D错误。
故选：C。
10．（2021•历城区一模）《墨经》最早记述了杆秤的杠杆原理，“标”“本”表示力臂，“权”“重”表示力，如图所示，杆秤在水平位置平衡，以下说法正确的是（ ）
A．“重”增大时，N端上扬 B．“权”增大时，M端上扬
C．“权”向右移时，N端下沉 D．提钮向右移时，M端上扬
【解答】解：
A．“重”增大时，左侧力与力臂的乘积小于右侧力与力臂的乘积N端下沉，故A错误；
B．“权”增大时，左侧力与力臂的乘积大于右侧力与力臂的乘积M端下沉，故B错误；
C．“权”向右移时，左侧力与力臂的乘积小于右侧力与力臂的乘积N端下沉，故C正确；
D．提钮向右移时，左侧力与力臂的乘积大于右侧力与力臂的乘积M端下沉，故D错误。
故选：C。
11．（2022•济南模拟）如图所示，分别用一定滑轮和一动滑轮提起同一物体，利用定滑轮的拉力是F甲，对应的机械效率是ƞ甲；利用动滑轮的拉力是F乙，对应的机械效率是η乙（忽略机械摩擦和绳重）下列说法正确的是（ ）
A．F甲＞F乙 ƞ甲＜ƞ乙 B．F甲＞F乙 ƞ甲＞ƞ乙
C．F甲＜F乙 ƞ甲＞ƞ乙 D．F甲＜F乙 ƞ甲＜ƞ乙
【解答】解：
甲图为定滑轮，乙图为动滑轮，不计绳重和摩擦，动滑轮重小于物重。
由定滑轮和动滑轮的使用特点可知：F甲＝G，F乙=12（G+G动），所以F甲＞F乙。
用定滑轮和动滑轮分别提起同一物体，在提升高度相同时，由W有＝Gh可知，所做的有用功一样大，
不计绳重与摩擦，由于要克服动滑轮重力做额外功，所以使用动滑轮时做的总功多，由η=W有用W总×100%可知，动滑轮的机械效率低，即η甲＞η乙。
故选：B。
二．多选题（共1小题）
（多选）12．（2022•历下区一模）如图所示，为大明湖龙舟赛上运动员奋力划船时的情景。下列说法正确的是（ ）
A．桨在使用时是费力杠杆，特点是虽费力但省距离
B．不停划桨龙舟前进说明力是维持物体运动的原因
C．运动员穿的救生衣呈红色，是因为其能反射红光
D．桨向后划水龙舟前进，是因为力的作用是相互的
【解答】解：A、船桨在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，费力但省距离，故A正确；
B、因为停止划桨后，龙舟受到阻力会慢慢停下来，不停划桨龙舟前进说明力是改变物体运动状态的原因，故B错误；
C、运动员穿的救生衣呈红色，是因为其能反射红光，故C正确；
D、桨往后划，给了水一个向后的作用力，同时也受到水向前的作用力，龙舟前进，说明物体间力的作用是相互的，故D正确。
故选：ACD。
三．实验探究题（共9小题）
13．（2022•历下区模拟）杆秤是中国独立发明的传统衡器，其本质是一个杠杆，称量时把质量不同的物品放入秤盘中，然后将秤砣拨到合适的位置，待秤杆静止后，根据秤砣绳所对应的刻度，就可得知物品的质量了。
用一个小小的秤砣为什么能称轻重不同的物品呢？带着这个问题，实验小组的同学们用杠杆、若干钩码，开始了对杆秤的研究。
（1）实验前，杠杆如甲图所示，为了便于测量，需要向 右 调节平衡螺母，使杠杆在 水平 位置静止。
（2）通过观察杆秤的称量过程，同学们提出了研究的问题：在杠杆平衡时，动力臂与阻力的大小有什么关系？于是大家就利用图乙中的器材开始了研究。保持杠杆支点左侧钩码的位置不变，增加钩码个数后，调整支点右侧钩码的位置使杠杆平衡，并将数据记录在表格中。
实验次数
阻力F2/N
阻力臂l2/cm
动力F1/N
动力臂l1/cm
1
1
5
0.5
10
2
1.5
5
0.5
15
3
2
5
0.5
20
分析表中的数据，可以得出在杠杆平衡时的结论：在动力和阻力臂一定时，动力臂与阻力成 正 比。
（3）由实验结论可知，杆秤的杆上所标的刻度值的间距应该是 均匀 （选填“均匀”或“不均匀”）的。如图丙，在称量时，秤砣拨放在 B 点时，所称物品的质量应该是较大的。看来秤砣虽小，但只要有足够长的力臂，就能平衡千斤重物，这就是“小小秤砣压千斤”的原理。
【解答】解：（1）如左图，杠杆的右端上翘，为了便于测量，平衡螺母应向上翘的右端移动，使杠杆在水平位置静止；
（2）从表格中数据可以看出：在动力和阻力臂不变时，阻力增大，动力臂也增大，且动力臂与阻力的比值保持不变，所以可得出结论：在动力和阻力臂一定时，动力臂与阻力成正比；
（3）由图丙可知，杆秤的杆上所标的刻度值的间距应该是均匀的；
秤砣在A点时比在B点时的力臂小，根据在动力和阻力臂一定时，动力臂与阻力成正比，所以在称量时，秤砣拨放在B点时，所称物品的质量应该是较大的。。
故答案为：（1）右；水平；（2）正；（3）均匀；B。
14．（2022•平阴县一模）（1）小英在物理老师的指导下，利用图1甲所示的实验装置进行探究“杠杆平衡的条件
①实验前，她应通过调节杠杆两端的 平衡螺母 ，使杠杆在水平位置平衡，实验中总是使杠杆在水平位置平衡是为了便于直接测量出力臂。
②小英把三次实验数据记录如表：
实验次数
动力F1/N
动力臂L1/m
阻力F2/N
阻力臂L2/m
1
2.0
0.2
4
0.1
2
1.0
0.1
0.5
0.05
3
0.5
0.3
1.5
0.1
小华发现这三次实验数据中有一次是错误的，错误数据的实验次数是 2 （选填“1”“2”或“3”）。
③如图1乙所示，当在A处挂了三个钩码时，要使杠杆平衡，应在B处挂 4 个钩码（在本题中，所使用每个钩码的质量都相等）。
（2）图2甲是探究“水的沸腾特点”的实验装置，小明、小红同学分别用规格完全相同的器材进行实验
①某一时刻，温度计的示数如图2乙所示，此时水的温度是 95℃ 。
②小明观察到沸腾前和沸腾时水中气泡上升过程中的两种情况，如图2丙中的（a）、（b）所示，则图2丙中 （a） 的是水沸腾时的情况。
③图2丁是两名同学根据实验数据绘制的水温随时间变化的图像。请根据图像分析，小红从给水加热到水沸腾，所用时间较长的原因是 水的初温低 。
【解答】解：
（1）①实验前，先把杠杆的中点支在支架上，调节两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，便于测量力臂，这样做的目的是使杠杆的重心通过支点，还可以消除杠杆重对杠杆平衡的影响；
②实验1和3，符合F1L1＝F2L2，实验2不符合F1L1＝F2L2，所以实验2数据是错误的。由正确实验结果可得杠杆的平衡条件是F1L1＝F2L2；
③由图知，杠杆处于平衡状态，若在支点的两侧的钩码下方分别再挂一个相同的钩码，
设一个钩码重力为G，一个格为L，
3G×4L＝nG×3L，解得n＝4，
要使杠杆平衡，应在B处挂4个钩码；
（2）①温度计的示数在量程的范围内，且分度值为1℃，此时烧杯中水的实际温度是95℃。
②丙图（b）中气泡在上升过程中体积逐渐减小，所以丙图（b）是沸腾前的现象，丙图（a）中气泡在上升过程中体积逐渐增大，所以丙图（a）是沸腾时的现象；
③由图像知，小明水的初温为96℃；小红小组水的初温为94℃，所以小红小组的水的初温低，水沸腾所用时间较长。
故答案为：（1）①平衡螺母；②2；③4；（2）①95℃；②（a）；③水的初温低。
15．（2022•历下区一模）小欣和小悦发现，修车师傅为了拧下生锈的螺母，会在扳手手柄上套一段铁管，如图甲所示。通过观察和思考，他们发现套上铁管，动力臂的长度改变了。他们决定保持阻力和阻力臂不变，探究“杠杆平衡时，动力与动力臂之间的关系。”
（1）实验前，杠杆静止在如图乙所示位置，应将杠杆右端的平衡螺母向 左 （选填“左”或“右”）调节，使杠杆在 水平 位置平衡。
（2）如图丙所示，保持重物及位置不变，改变钩码悬挂的位置和个数，共进行了三次实验，记录数据如表一.
表一
实验次数
动力臂l1/cm
动力F1/N
1
9
2
2
12
1.5
3
18
1
表二
实验次数
动力臂l1/cm
动力F1/N
1
9
2.8
2
12
2.1
3
18
1.4
分析表一数据，可以得到：阻力和阻力臂不变，杠杆平衡时，动力与动力臂成 反比 关系。
（3）小悦用同一杠杆进行组装，如图丁所示，在支点右侧2格处挂了同一重物，用校准好的弹簧测力计竖直向上施加动力使杠杆平衡，记录数据如表二。对比表二和表一，当动力臂相同时，小悦测出的动力明显都比小欣的大，通过分析发现这样组装，除弹簧测力计和钩码对杠杆的拉力外，还有 杠杆的重力 对杠杆平衡产生了影响。
（4）由实验结论可知，使用扳手时，在手柄.上加一个套筒更容易拧松螺母的原因是：通过 增大动力臂 来实现更省力的目的。
【解答】解：（1）调节杠杆在水平位置平衡，杠杆左端偏高，右端的平衡螺母应向上翘的左端移动，使杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂大小，同时消除杠杆自重对杠杆平衡的影响；
（2）由表格数据可知，动力臂增大，动力减小，动力与动力臂的乘积保持不变，可以得出结论：保持阻力和动力臂不变，杠杆平衡时，动力跟动力臂成反比关系；
（3）小悦测出的动力明显都比小欣的大，是杠杆的重心没有通过支点，杠杆的自重对杠杆平衡有影响；
（4）在扳手柄上再套一节管子用力时，阻力和阻力臂不变，但是增大动力臂，根据杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2可知，减小了动力，这样能更省力。
故答案为：（1）左；水平；（2）反比；（3）杠杆的重力；（4）增大动力臂。
16．（2021•济南模拟）小明利用如图所示的装置探究杠杆平衡条件。
（1）图甲中，杠杆静止时处于 平衡 （选填“平衡”或“不平衡”）状态。为使杠杆在水平位置平衡，小明应将杠杆两端的平衡螺母向 右 （选填“左”或“右”）移。在杠杆两侧挂上不同数量相同规格的钩码，调节钩码位置，使杠杆重新在水平位置平衡，这样做的目的是便于直接在杠杆上 测量力臂 。
（2）如图乙所示，在杠杆左侧A位置（左边位置第四格）先挂了3个钩码，每个钩码为0.5N，在右侧B位置（右边位置第三格）用弹簧测力计竖直向下拉杠杆，使其在水平位置平衡，弹簧测力计的示数为 2 N。
（3）如图丙所示，小明在A位置挂一个弹簧测力计，在B位置挂了2个钩码，现将弹簧测力计从C位置移到D位置，在此过程中杠杆始终在水平位置保持平衡，则弹簧测力计示数 变小 ，原因是测力计的拉力力臂 变大 （均选填“变大”、“变小”或“不变”）。
（4）小明用如图丁装置进行探究，发现总是无法得到教材上所给出的杠杆平衡条件，其原因是 杠杆的自重对杠杆平衡有影响 。
（5）小明多次实验收集多组数据，目的是 b （选填“a”或“b”）。
a.多次实验取平均值减小实验误差
b.使实验结论更具有科学性和普遍性
【解答】解：（1）杠杆处于静止状态是平衡状态；为排除杠杆自重对实验的影响，实验前把杠杆中心支在支架上，杠杆静止在图甲所示位置，杠杆右端偏高，应将杠杆右端的螺母向右端移动，使杠杆在水平位置平衡；
在杠杆两侧挂上不同数量相同规格的钩码，调节钩码位置，使杠杆重新在水平位置平衡，这样做的目的是为了直接从杠杆上测量力臂；
（2）一个钩码的重力为G，设杠杆的一个小格为L，
由杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2知，
3G×4L＝F×3L
解得：F＝4G＝4×0.5N＝2N；
（3）图丙中，当弹簧测力计绕A点从C位置转动到D位置的过程中，要保持杠杆仍在水平位置平衡，则拉力F将变小，这是因为，当拉力由倾斜变成竖直时，阻力阻力臂不变，拉力F力臂变大，相应的力会变小，这样才能继续平衡；
（4）利用如图丁所示装置进行探究，杠杆的重心没有通过支点，杠杆的自重对杠杆平衡有影响；
（5）探究杠杆平衡的条件时，多次改变力和力臂的大小主要是为了获取多组实验数据归纳出物理规律，使结论具有普遍性，故选b；
故答案为：（1）平衡；右；测量力臂；（2）2；（3）变小；变大；（4）杠杆的自重对杠杆平衡有影响；（5）b。
17．（2021•历下区二模）杆秤是中国独立发明的传统衡器，其本质是一个杠杆，称量时把质量不同的物品放入秤盘中，然后将秤砣拨到合适的位置，待秤杆静止后，根据秤砣绳所对应的刻度，就可得知物品的质量了。
用一个小小的秤砣为什么能称轻重不同的物品呢？带着这个问题，实验小组的同学们用杠杆、若干钩码，开始了对杆秤的研究。
（1）实验前，杠杆如甲图所示，为了便于测量，需要向 右 调节平衡螺母，使杠杆在 水平 位置静止。
（2）通过观察杆秤的称量过程，同学们提出了研究的问题：在杠杆平衡时，动力臂与阻力的有什么关系？于是大家就利用图乙中的器材开始了研究。保持杠杆支点左侧钩码的位置不变，增加钩码个数后，调整支点右侧钩码的位置使杠杆平衡，并将数据记录在表格中。
实验次数
阻力F2/N
阻力臂L2/cm
动力F1/N
动力臂L1/cm
1
1
5
0.5
10
2
1.5
5
0.5
15
3
2
5
0.5
20
分析表中的数据，可以得出在杠杆平衡时 动力×动力臂＝阻力×阻力臂 的结论；
（3）由实验结论可知，杆秤的杆上所标的刻度值的间距应该是 均匀 （选填“均匀”或“不均匀”）的。如图丙，在称量时，秤砣拨放在 B 点时，所称物品的质量应该是较大的。看来秤砣虽小，但只要有足够长的力臂，就能平衡干斤重物，这就是“小小秤砣压千斤”的原理。
【解答】解：（1）如左图，杠杆的右端上翘，为了便于测量，平衡螺母应向上翘的右端移动，使杠杆在水平位置静止；
（2）分析表中的数据，1N×5cm＝0.5N×10cm，
1.5N×5cm＝0.5N×15cm，
2N×5cm＝0.5N×20cm，可以得出在杠杆平衡时动力×动力臂＝阻力×阻力臂；
（3）由图丙可知，杆秤的杆上所标的刻度值的间距应该是均匀的；
秤砣在A点时比在B点时的力臂小，则所称物品的质量应该是较小的。
故答案为：（1）右；水平；（2）动力×动力臂＝阻力×阻力臂；（3）均匀；B。
18．（2021•市中区三模）小明分别用如图1所示的两种方法挑着同一物体行走，他发现两次用力不相同。由此，他想和小华一起用一个杠杆、一个重物、细线、若干钩码来探究“杠杆平衡时，保持阻力和动力臂不变，动力和阻力臂之间的关系”。
（1）实验前，他们调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，这样做的目的是 ①便于测量力臂；②消除杠杆自重对实验的影响 。
（2）实验时，他们用细线将重物固定到杠杆左侧某一位置，将重物通过细线产生的拉力看作阻力；然后在杠杆右侧某一位置用细线悬挂若干钩码，使杠杆重新在水平位置平衡，如图2所示，将动力F1和阻力臂l2记录下来。接下来，他们要改变重物的悬挂位置和钩码的 个数 ，使杠杆重新平衡，并把相应的数据记录下来。
（3）他们通过实验得到的实验数据如下表所示。
实验序号
动力F1/N
动力臂l1/m
阻力F2/N
阻力臂l2/m
1
2.0
0.10
2.0
0.10
2
4.0
0.10
2.0
0.20
3
6.0
0.10
2.0
0.30
分析表中的数据，可以得出结论：保持阻力和动力臂不变，杠杆平衡时，动力跟阻力臂成 正比 关系。
（4）结束实验后，小明又发现：杠杆平衡时满足“动力×动力臂＝阻力×阻力臂”。这一结论是否具有普遍性？在以上实验的基础上，他们应该使 动力臂 和 阻力 也不相同，继续实验收集数据……
【解答】解：
（1）①力臂等于支点到力的作用线的距离，当杠杆在水平位置平衡时，力的方向与杠杆垂直，力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来，便于测量力臂；
②杠杆重心在其支点处，杠杆重力的力臂为零，这样就避免了杠杆的自重对实验的影响；
（2）探究“杠杆平衡，动力臂和动力之间的关系”，用细线将重物固定到杠杆左侧某一位置处，然后在杠杆右侧用细线悬挂钩码，移动其悬挂的位置，使杠杆重新在水平位置平衡，如图所示，将动力F1和动力臂l1记录下来。接下来，应改变动力的大小，即改变钩码个数，再移动其悬挂的位置，多次重复前面的实验，并把相应的数据记录下来；
（3）分析表中的数据，可以得出结论：保持阻力和动力臂不变，杠杆平衡时，动力跟阻力臂成正比关系；
（4）分析表格中数据发现杠杆平衡时，动力和阻力的大小始终没有变化，所以实验数据缺乏普遍性，用来验证她的猜想不够充分，小明还要在动力臂和阻力不相同的情况下进行实验和收集数据；
故答案为：（1）①便于测量力臂；②消除杠杆自重对实验的影响；（2）个数；（3）动力臂；阻力。
19．（2021•莱芜区二模）小明在“研究杠杆平衡条件”的实验中所用的实验器材有，刻度均匀的杠杆，支架，弹簧测力计，刻度尺，细线和质量相同的0.5N重的钩码若干个。
①如图甲所示，实验前，杠杆左侧下沉，则应将左端的平衡螺母向 右 （选填“左”或“右”）调节，直到杠杆在水平位置平衡，这样做是为了消除杠杆自重对实验的影响和 便于测量力臂 。
②小明同学所在实验小组完成某次操作后，实验装置如图乙所示，进而得出了杠杆在水平位置平衡时，动力×动力臂＝阻力×阻力臂，李晨说小明的实验存在不足之处，认为小明还应 改变钩码个数或移动钩码位置，多次进行实验 。
③小丽同学通过对数据分析后得出的结论是：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，与小组同学交流后，本组同学为了证明小丽同学的结论是错误的，他做了如图丙的实验，完成b位置实验测量后，再将测力计沿c位置进行实验测量并记录分析数据，此实验 能 （选填“能”或“不能”）说明该结论是错误的。
【解答】解：①调节杠杆在水平位置平衡，杠杆右端偏高，左端的平衡螺母应向上翘的右端移动，使杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂大小，同时消除杠杆自重对杠杆平衡的影响；
②只有一次实验得出杠杆平衡的条件是：动力×动力臂＝阻力×阻力臂。这种结论很具有偶然性，不合理。要改变钩码个数或移动钩码位置，多次进行实验，总结杠杆平衡条件。
③丙同学通过对数据分析后得出的结论是：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，与小组同学交流后，乙同学为了证明丙同学的结论是错误的，他做了如图C的实验，此实验能得到“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”，这个结论是不正确的；当动力臂不等于支点到动力作用点的距离时，看实验结论是否成立，所以利用图C能进行验证。
故答案为：①右；便于测量力臂；②改变钩码个数或移动钩码位置，多次进行实验；③能。
20．（2021•长清区一模）在“探究杠杆的平衡条件”实验中：
①杠杆在如图甲的位置静止时 是 （选填“是”或“不是”）处于杠杆平衡状态的。
②调节杠杆在水平位置平衡后，第一组按图乙进行实验，第二组按图丙进行实验。为了便于测量力臂，你认为第 丙 组实验更好。请判断图乙中测力计的示数 大于 （选填“大于”、“小于”或“等于”）图丙中测力计的示数。
【解答】解：①如图（甲）的位置静止时是处于杠杆平衡状态的；
②力臂等于支点到力的作用线的距离，当杠杆在水平位置平衡时，力的方向与杠杆垂直，力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来，因此第二组实验设计的好，此时弹簧测力计的拉力与杠杆垂直，便于测量力臂。
按图（乙）进行操作，当弹簧测力计倾斜拉杠杆时，动力臂变小，阻力、阻力臂不变，根据杠杆平衡条件得，动力变大，弹簧测力计示数变大。
故答案为：①是；②丙；大于。
21．（2021•历城区模拟）小梅在物理老师的指导下，利用一个重物细线、若干钩码及杠杆来探究“杠杆平衡的条件”。
（1）实验前，为便于力臂的测量，她应通过调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在 水平 位置平衡。
（2）实验时，小梅决定先保持阻力F2和阻力臂L2不变，探究“杠杆平衡时，动力臂和动力之间的关系”。
于是，她用细线将重物固定到杠杆左侧某一位置处；然后在杠杆右侧用细线悬挂一个钩码，移动其悬挂的位置，使杠杆重新在水平位置平衡，如图所示。将动力F1和动力臂L1记录下来。接下来，她要改变 钩码个数 ，再移动其悬挂的位置，多次重复前面的实验，并把相应的数据记录下来。
（3）小梅通过实验得到的实验数据如表1所示。
表1保持阻力F2和阻力臂L2不变，探究杠杆平衡时动力臂和动力之间的关系
实验序号
阻力F2/N
阻力臂L2/m
1
0.5
0.20
2
1.0
0.10
3
1.5
0.07
4
2.0
0.05
5
2.5
0.04
分析表1中的数据，小梅得出的结论：保持阻力和阻力臂不变，杠杆平衡时，动力臂L1跟动力F1成 反比例 关系。
（4）在前面实验的基础上，小梅进一步猜想：在更普遍的情况下，杠杆平衡时可能满足“动力F1×动力臂L1＝阻力F2×阻力臂L2”。
为了验证小梅的这个猜想，小丽通过实验得到的实验数据如表2所示。
表2探究杠杆平衡时，动力F1、动力臂L1和阻力F2、阻力臂L2之间的关系
实验序号
动力F1/N
动力臂L1/m
阻力F2/N
阻力臂L2/m
1
1.0
0.10
1.0
0.10
2
1.5
0.08
1.5
0.08
3
2.0
0.07
2.0
0.07
小梅认为，表2中小丽的实验数据缺乏普遍性，用来验证她的猜想不够充分，于是对小丽的实验和收集数据提出了具体的建议。
小梅的建议：小丽还要在 动力和阻力不相同 的情况下进行实验和收集数据。
【解答】解：（1）实验前，为便于力臂的测量，她应通过调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡；
（2）探究“杠杆平衡，动力臂和动力之间的关系”，用细线将重物固定到杠杆左侧某一位置处，然后在杠杆右侧用细线悬挂钩码，移动其悬挂的位置，使杠杆重新在水平位置平衡，如图所示，将动力F1和动力臂L1记录下来。接下来，应改变动力的大小，即改变钩码个数，再移动其悬挂的位置，多次重复前面的实验，并把相应的数据记录下来；
（3）由于此题中保持阻力F2和阻力臂L2不变，利用表格中数据能得出：F2L2＝F1L1＝0.5N×0.2m＝1N×0.1m＝2N×0.05m＝2.5N×0.04m＝0.1N•m，分析表中数据，可得出结论：保持阻力和阻力臂不变，杠杆平衡时，动力臂L1跟动力F1成反比例关系；
（4）分析表格中数据发现杠杆平衡时，动力和阻力的大小始终没有变化，所以实验数据缺乏普遍性，用来验证她的猜想不够充分，小梅的建议是：小丽还要在动力和阻力不相同的情况下进行实验和收集数据；
故答案为：（1）水平；（2）钩码个数；（3）反比例；（4）动力和阻力不相同。
四．计算题（共1小题）
22．（2022•济南一模）箱式电梯是一种以电动机驱动的垂直升降机，用于多层建筑乘人或载运货物。小明搭乘一部电梯上行，用时40s，匀速上升了60m，这段时间内电梯电动机的平均功率为11kW，已知小明的体重为550N，通过计算回答这段时间内：
（1）电梯对小明做了多少功？
（2）电梯电动机做了多少功？
（3）电梯的效率是多大？
【解答】解：（1）电梯对小明做的有用功为W有用＝Gh＝550N×60m＝3.3×104J；
（2）电梯电动机做的总功为W总＝Pt＝11×103W×40s＝4.4×105J；
（3）电梯的效率为η=W有用W总=3.3×104J4.4×105J×100%＝7.5%。
答：（1）电梯对小明做的有用功为3.3×104J；
（2）电梯电动机做的总功为4.4×105J；
（3）电梯的效率为7.5%。
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