2025年辽宁省中考物理模拟试题分类精选12简单机械（2）（Word版附解析）

这是一份2025年辽宁省中考物理模拟试题分类精选12简单机械（2）（Word版附解析），共51页。试卷主要包含了如图所示，用螺丝刀撬起图钉等内容，欢迎下载使用。
1．（2025•西市区校级模拟）如图所示，大人和小孩分别坐在跷跷板的两侧，当两人双脚离地后最有可能让跷跷板在水平方向上保持平衡的是（ ）
A．B．
C．D．
二．多选题（共1小题）
（多选）2．（2025•铁岭县一模）用某滑轮组提升重物时，绳子自由端拉力做功随时间变化的关系如图所示，在20s内绳子自由端竖直匀速移动16m，重物竖直匀速上升4m。已知动滑轮总重100N，提升的物体重800N。关于该过程，下列说法正确的是（ ）
A．绳子自由端拉力的功率为200W
B．额外功为400J
C．绳子自由端拉力的大小为250N
D．滑轮组的机械效率约为88.9%
三．填空题（共2小题）
3．（2025•站前区校级模拟）如图，箱子A重为1200N，在大小为100N的水平方向拉力F的作用下以0.1m/s的速度向左匀速运动，若滑轮组的机械效率为80%，则A受到地面对它的摩擦力的大小为 N，在5s内滑轮组对箱子A所做的功是 J。
4．（2025•甘井子区校级模拟）如图所示。放置花盆的支架只在A、D两点用螺钉固定在墙壁上，BC保持水平。已知AC长为l1，CD长为l2，BC长为l3，花盆的重力为G，重力作用线恰好过BC中点。若不计支架的重力，则D点螺钉对支架的水平拉力F＝ （用已知量表示）。为了减小拉力F，花盆位置应离墙壁 一些。
四．作图题（共9小题）
5．（2025•双塔区校级二模）如图所示，用螺丝刀撬起图钉。请在图上画出作用在螺丝刀柄上A点的最小动力F1的示意图及阻力F2的力臂。
6．（2025•兴隆台区校级二模）如图所示，弯曲杠杆OBA的B点挂一重物，若在杠杆A端施加一个最小力F，使其在图示位置平衡，试画出最小拉力F和力臂。
7．（2025•新宾县校级模拟）石磨是用于把米、麦、豆等粮食加工成粉、浆的一种机械。如图甲所示为小明家门口闲置的石磨，图乙为其俯视图，O为支点，请在图乙中画出推动石磨绕O点逆时针转动时，所施加的最小力F及其力臂l。
8．（2025•开原市二模）图甲是飞鸟经过无背索斜拉桥的情景。图乙是其简化的模型，用S表示飞鸟，用F表示桥塔上端受到钢索的拉力。请帮助亮亮同学在图乙画出：
（1）飞鸟S经水面反射形成的虚像S′；
（2）拉力F对应的力臂l（O是支点）。
9．（2025•兴隆台区模拟）如图甲，小孟书桌上的折叠式台灯由底座、立杆和灯头组成。如图乙所示，灯头OAB可视做绕O点转动的杠杆，A点是灯头的重心，小孟用拉力F将灯头拉至图示位置。请在图乙中画出：
①灯头受到的重力G的示意图；
②拉力F的力臂L。
10．（2025•西市区校级模拟）在图中画出杠杆B端所受拉力F的力臂L。
11．（2025•皇姑区校级模拟）如图所示为电学实验中常用的闸刀开关，请在图中作出闭合开关时施加在开关A点的最小力F1的示意图及其力臂L1。
12．（2025•溪湖区校级模拟）图甲是一种常用的移动指示牌，图乙是它的模型，图丙是被风刮倒的指示牌，请在图丙中画出：将指示牌扶起的最小力及其力臂。
13．（2025•中山区一模）如图是静止在水平地面上的拉杆旅行箱的示意图，O是轮子的转轴，O′是箱体的重心。以O为支点，画出力F的力臂和箱体所受重力的示意图。
五．实验探究题（共10小题）
14．（2025•连山区二模）杆秤是我国古代劳动人民的伟大发明，展示了古代科技的发展。某同学通过社会实践，了解了生活中杆秤测量质量的方法。于是猜想，由密度公式ρ=mV可知，是否可以通过密度与质量之间的关系来制作测量液体密度的“密度杆秤”。
任务一：了解杆秤原理，如图（a）所示。
（一）杆秤原理：杠杆的平衡条件。
（二）用杆秤称物体质量时，秤砣悬挂点对应的数值表示被测物理量。
任务二：制作“密度杆秤”
（一）器材：木棒、塑料杯、细线、刻度尺、金属块（代替秤砣，质量为m0）。
（二）步骤：
（1）模仿杆秤结构，用塑料杯代替秤钩，自制“密度杆秤”。
（2）确定密度杆秤的刻度：
①如图（b），将空塑料杯挂在C点，提纽置于D点，该点相当于杠杆的支点。提起提纽，移动质量为m0的金属块秤砣，当秤杆在 位置平衡时，秤砣所挂位置处于A点，并测得CD的距离为L0，AD的距离为L1。
②如图（c），用量筒量取体积为V0的某种液体，加入塑料杯中，直到与标记的a点相平。移动金属块秤砣至B位置时，杆秤在水平位置平衡时，测出AB的距离为L2，B点应标注的密度值ρ液＝ （用所给字母表示）。
③在整根秤杆上均匀标记其它刻度。用多种密度已知的液体对“密度杆秤”刻度准确度进行检验。
任务三：评价交流
（一）密度杆秤的“0”刻度位置应标在 （填“A”或“D”）点；整根秤杆上标记的“刻度均匀”，理由是 ；
（二）如图（d），使用时若秤杆出现左低右高的现象，此时读出液体密度值比真实值偏 ；
（三）为提高“密度杆秤”精确度，请提出一条改进措施 。
15．（2025•于洪区二模）探究“杠杆的平衡条件”实验中所用的实验器材有：杠杆、支架、细线、若干相同的钩码等。
（1）实验前，如图甲所示，将杠杆的O点作为支点，固定在铁架台上，若杠杆的重心在M点，则杠杆静止时 （选填“左”或“右”）端将会偏高，此时杠杆 （选填“平衡”或“不平衡”）。适当调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡。
（2）在杠杆两端的不同位置，挂上不同数量的钩码，使杠杆再次水平平衡，这样做的目的是为了 ，实验数据记录如下表。
（3）分析表格数据，可得出的实验结论是 。
（4）某次实验现象如图乙所示，杠杆在水平位置平衡，如果在杠杆两侧钩码的下端各增加一个相同的钩码，则杠杆 （选填“左”或“右”）端将下沉；
（5）如图丙所示，用弹簧测力计在C点竖直向上拉，使杠杆在水平位置平衡，当弹簧测力计在原位置逐渐向虚线方向倾斜时，杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
16．（2025•沈阳二模）物理兴趣小组利用蜡烛、细铁丝、杯子等制作了一个蜡烛“跷跷板”，如图甲所示。一端烛油滴下时，此端就上升，两端交替上下。为了寻找上述现象的原因，同学们用铁架台、杠杆（已在水平位置平衡）、质量相等的钩码等器材进行以下探究。
（1）图乙中杠杆水平平衡，分别改变一侧钩码的个数或悬挂位置，发现杠杆不再平衡。
小阳认为：影响杠杆平衡的因素是力的大小和支点到力的作用点的距离；
小明认为：影响杠杆平衡的因素是力的大小和支点到力的作用线的距离。
为判断谁的观点正确，同学们利用图丙中水平平衡的杠杆（OD＞OA＝OC）进行实验，保持B处悬挂钩码的个数和位置不变。把A处悬挂的钩码改挂在C处，发现杠杆不再平衡。与A处相比，支点到力的作用点的距离 （选填“变小”“不变”或“变大”）；把A处悬挂的钩码改挂在D处，发现杠杆仍保持平衡，这两种情况下 的距离不变；由此初步判断 的观点是正确的（选填“小阳”或“小明”）。
（2）明确影响因素后，同学们利用图乙的器材探究杠杆平衡的条件，将实验数据记录在设计的表格中。表格中a处应填写的内容是 ；分析表中数据，得出杠杆平衡的条件是 。
（3）交替上下的蜡烛“跷跷板”，一端烛油滴下时，此端上升。其原是 。
17．（2025•本溪一模）小溪同学利用直尺，和若干一元硬币（质量都相等）进行了“探究杠杆平衡条件”的实验，其装置如图甲所示。
（1）小溪调整直尺在支点上的位置，使其在水平位置平衡，其目的是 ，并在直尺上标出距离相等的7个点，O为支点。
（2）小溪分别在O点的两侧不同的位置，将不同数量的一元硬币用细线系住挂在直尺上，使直尺始终在水平位置平衡，并将数据信息填入表格中。如图乙所示，为第2次实验时的情景，经分析可知，第2次实验中的“☆”处应填的内容是 。
（3）小溪分析数据，由于每个硬币的质量都是相等的，通过每次实验中硬币的个数可以反映硬币对直尺的拉力，即动力F1和阻力F2的关系。于是得出杠杆的平衡条件是 。（用F1、F2、l1、l2表示）
（4）完成实验后，小溪想利用这套装置，还有量筒、水和一个圆柱形铝块（铝块的密度为2.7×103kg/m3），测量一元硬币的密度。
①他把铝块和5个一元硬分别挂在直尺的两端，经过调整，直尺在水平位置平衡，如图丙所示。
②量筒中倒入20mL的水，先将铝块放入水中浸没，读取水的体积；再取出铝块，将5枚硬币放入水中浸没，读取水的体积。三次体积读数如图丁所示。可知5枚硬币的体积为 cm3。
③通过以上信息可计算出一元硬币的密度是 kg/m3。
（5）小海同学认为，小溪在测量硬币体积时，没有考虑到铝块取出时会带出一些水，所以测得的硬币密度会偏 。
18．（2025•锦州一模）某实验小组在探究“杠杆的平衡条件”实验中：
（1）如图甲所示，将杠杆安装到铁架台上静止放置，此时杠杆处于 （选填“平衡”或“非平衡”）状态。为使杠杆在水平位置平衡，应将两端的平衡螺母向 适当调节；
（2）如图乙所示，B点悬挂钩码不动，在A点挂上已调好的弹簧测力计拉，使杠杆在水平位置平衡以方便测量力臂；
（3）同学们将多次测量得到的数据记录在下表中，根据数据可以得出杠杆的平衡条件为： （用F1、F2、L1、L2表示），本实验进行多次测量的目的是 ；
（4）实验小组的同学得出杠杆的平衡条件后，利用身边的材料模仿了中药房的戥秤制作了一个杆秤，如图丙所示，若要增加称量的范围，应选用提纽 （选填“1”或“2”）。
19．（2025•皇姑区二模）在“探究杠杆平衡条件”的实验中：
（1）如图甲所示，实验前杠杆左端下沉，则应将平衡螺母向 调节，直到杠杆在水平位置平衡；
（2）如图乙所示，杠杆上刻度均匀，在A点挂3个钩码，要使杠杆在水平位置平衡，应在B点挂 个相同的钩码；
（3）如图丙所示，若不在B点挂钩码，改用弹簧测力计在C点竖直向上拉杠杆，使杠杆在水平位置平衡；当弹簧测力计从图丙位置转到图丁位置时，其示数会 ，原因是 ；
（4）如图戊所示装置是老师制作的“杠杆力臂演示仪”。杠杆自身质量和摩擦忽略不计，O为支点，A、D为左右两端点。AO＝0.8m，OB＝0.2m。如图在竖直背景面的白纸上作以O为圆心、OB长为半径的圆（在图中未画出作为背景的白纸）。
①实验时在A点挂上重物G，为使杠杆在水平位置平衡，需在B点沿竖直向下方向施加16N的拉力F，则G为 N；
②保持A点所挂重物不变，撤去拉力F，在BD间任一位置施加拉力F，大小为16N不变。为使杠杆始终能在水平位置平衡，发现拉力方向延长线均需要满足 的要求（填圆与线的位置关系）。
20．（2025•和平区二模）某同学用图（a）装置探究“杠杆的平衡条件”。杠杆上每小格为5cm，每个钩码的重力均为0.5N。
（1）如图（a），安装好杠杆，将平衡螺母向左调节，杠杆在水平位置平衡，说明开始时杠杆的 （填“左”或“右”）端下沉。
（2）如图（b），在杠杆两侧挂上数量不同的钩码并移动钩码的位置，使杠杆在水平位置平衡。调节杠杆在水平位置平衡的好处是 。
（3）该同学进行了多次实验，将测量数据填入表中。分析实验数据，初步归纳出杠杆的平衡条件是 （用表格中的物理量符号表示）。
（4）如图（c），在C点竖直向上拉弹簧测力计，使杠杆在水平位置平衡，弹簧测力计的示数为 N。保持弹簧测力计的作用点和拉力方向不变，竖直向上缓慢拉动杠杆，弹簧测力计的示数将 （填“变大”“变小”或“不变”）。
（5）如图（d），使用某型号的螺丝扳手时有①和②两种方式，其中更省力的是 。
21．（2025•千山区模拟）图甲、乙、丙是小李利用刻度均匀的均质杠杆进行探究“杠杆的平衡条件”的实验。（每个钩码重0.5N）
（1）实验前杠杆静止在如图甲所示位置，该杠杆处于 （选填“平衡状态”或“非平衡状态”）。
（2）调整杠杆在水平位置平衡。如图乙所示，在B点处施加一个竖直向下的3N拉力时，杠杆仍然在水平位置平衡，当拉力F向右倾斜时，仍要保持杠杆在水平位置平衡，拉力F的大小将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
（3）如果小李又进行了如图丙所示的探究，发现用弹簧测力计在C点竖直向上拉，使杠杆仍然处于水平位置平衡时，测出数据得出的结论与杠杆平衡条件不相符，其原因是： 。
（4）小李利用身边的物品来探究杠杆的平衡条件（图丁所示），铅笔水平平衡后，不小心将前端的铅笔芯弄断了，她立刻将铅笔稳住，并将铅笔芯放到右端细线处固定，绳松手后铅笔 （填字母序号）。
A.左端下沉
B.右端下沉
C.仍然水平平衡
（5）学习了功的知识后，小李回看表格中记录的数据，她想能否将“F1L1/（N•m）”中的单位“N•m”换成“J”。根据功的定义，你觉得可以换吗？ （选填“可以”或“不可以”）。
22．（2025•甘井子区模拟）某小组猜想滑轮组机械效率与被提升物重和动滑轮重有关，现要探究滑轮组机械效率与物重的关系。
（1）实验中应控制 不变。
（2）该小组所用滑轮组如图甲所示。组装好器材后，应沿竖直方向向上 拉动弹簧测力计，同时读出测力计示数F，并用刻度尺分别测量物体上升高度h和绳端移动距离s。改变物重G，重复上述操作，将测得数据填入表格中。
（3）实验数据如下表所示。
表中第三次实验时，机械效率为 。
（4）分析表中数据可知：动滑轮重力一定时，被提升物重越大，滑轮组的机械效率 。
（5）第一次实验时，若弹簧测力计在静止状态下测出拉力，则测得的机械效率将 ；若按图乙方向拉动测力计，则测得的机械效率将 。（均选填“偏大”“偏小”或“相同”）
23．（2025•皇姑区校级模拟）如图所示，在“探究滑轮组的机械效率”时，小明用一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组实验，实验中测得数据真实可靠，见下表：
（1）请根据表中数据，在图中画出实验中滑轮组的绕绳方法。
（2）表格中编号①处数据应填 ，此次实验做的总功是 J。
（3）由表中第1、2组数据可知，同一滑轮组的机械效率与 无关。
（4）分析表中第1、3、4组数据，你得出的本实验结论是：同一滑轮组匀速提升重物时，机械效率随 的增加而增大。
六．解答题（共1小题）
24．（2025•甘井子区校级模拟）如图所示，用滑轮组提升一个质量为90kg的物体A，使它在10s内匀速上升1m，此时滑轮组的机械效率为75%，不计绳重及摩擦。（g取10N/kg）请回答下列问题：
（1）物体A的重力是多少？
（2）动滑轮的重力是多少？
（3）拉力F做功的功率是多大？
（4）若人体重为500N，请计算说明该人能否拉动绳子的自由端。
七．计算题（共9小题）
25．（2025•连山区二模）如图，工人用汽车和滑轮组将深井中的物体拉至井口。若井深10m，物体所受重力为6×103N。当汽车以3m/s匀速拉绳子时的拉力为2.5×103N，输出功率为9×103W（不计滑轮组的绳重与摩擦，g取10N/kg）。求：
（1）将物体由井底拉至井口需要的时间；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）汽车以3m/s匀速汽车匀速行驶时所受到的阻力。
26．（2025•丹东模拟）建筑工地上，经常看到如图所示的吊车。吊车在建筑工地进行作业时，吊臂上的滑轮组将底面积为1.5m2，质量为600kg的长方体建筑材料，匀速提升3m，用时3s。（g＝10N/kg）求：
（1）当建材放在水平地面静止时，它对地面的压强；
（2）匀速提升建材过程中，滑轮组做的有用功；
（3）若滑轮组的机械效率为60%，钢丝绳自由端拉力的功率。
27．（2025•金州区校级一模）如图所示，重550N的工人站在水平地面上用滑轮组提起重760N的货物，货物匀速上升2m用的时间为10s，提升过程中工人的拉力为400N，提升过程中不计绳重和摩擦。求：
（1）在这次提升过程中，工人的拉力的功率；
（2）在这次提升过程中，滑轮组的机械效率；
（3）若该滑轮组所用绳子能承担的最大拉力为600N，该工人用这个滑轮组能提升的最大物重。
28．（2025•绥中县一模）如图所示，一个边长为40cm的正方体A放在水平地面上，当绳子对A没有拉力作用时，A对地面的压强为6000Pa。（不计绳重和摩擦，g取10N/kg）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）动滑轮的重力为多少？
29．（2025•金州区一模）如图所示，用电动机和滑轮组把重为3×104N、体积为1m3的矿石，从水底匀速打捞起来，矿石露出水面前，10s内矿石上升1m，电动机对绳子拉力的功率为2.5kW。（g取10N/kg，水的密度为ρ＝1×103kg/m3）求：
（1）矿石浸没在水中时受到的浮力；
（2）矿石浸没在水中匀速上升时受到绳子的拉力；（忽略水对物体的阻力）
（3）此装置正常工作10s，电动机对绳子所做的功。
30．（2025•西岗区一模）如图所示，某建筑工地的工人用滑轮组来提升重物。已知重物的重力为900N，不计绳重和摩擦，在拉力F的作用下，将重物匀速提升2m，在此过程中拉力F做功2400J。求：
（1）滑轮组的有用功是多少？
（2）滑轮组的机械效率是多少？
（3）拉力F的大小是多少？
（4）动滑轮的重力是多少？
31．（2025•兴隆台区校级模拟）如图所示，小明同学用滑轮组匀速提升重为600N的物体A上升1m。若他对绳子施加拉力F的方向始终竖直向下，此时他对水平地面的压强为4.3×103Pa，该滑轮组的机械效率为80%，他的双脚与水平地面的接触面积为500cm2，求：
（1）小明对绳子的拉力F。
（2）小明同学的重力。
32．（2025•凌河区校级模拟）如图1所示，用动滑轮将重力为10N的木块10s匀速提升1m，所用拉力F为8N。
（1）拉力作用点移动的速度。
（2）求该动滑轮的机械效率。
（3）将木块取下放置于水平地面上，如图2所示，木块底面积为0.01m2，求木块对地面的压强。
33．（2025•西市区校级模拟）沐沐与安安一起到科技馆参观，沐沐的体重为600N，安安的体重为700N，他们在科技馆里看到一种升降座椅，它用滑轮组控制升降，其简化图如图所示。安安在5s内将沐沐匀速拉高1m，安安拉力的功率为150W。（不计绳重和摩擦）
（1）动滑轮和座椅的总重力是多少？
（2）该滑轮组的机械效率为多少？
（3）若安安双脚与水平地面的总接触面积为500cm2，则在匀速拉动沐沐时，安安对水平地面的压强为多少？
12简单机械（2）
参考答案与试题解析
一．选择题（共1小题）
二．多选题（共1小题）
一．选择题（共1小题）
1．（2025•西市区校级模拟）如图所示，大人和小孩分别坐在跷跷板的两侧，当两人双脚离地后最有可能让跷跷板在水平方向上保持平衡的是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】A
【解答】解：大人的重力大于小孩的重力，由杠杆的平衡条件可知，小孩到跷跷板支点的距离应大于大人到支点的距离，所以，最有可能让跷跷板在水平方向上保持平衡的是A，故A正确，BCD错误。
故选：A。
二．多选题（共1小题）
（多选）2．（2025•铁岭县一模）用某滑轮组提升重物时，绳子自由端拉力做功随时间变化的关系如图所示，在20s内绳子自由端竖直匀速移动16m，重物竖直匀速上升4m。已知动滑轮总重100N，提升的物体重800N。关于该过程，下列说法正确的是（ ）
A．绳子自由端拉力的功率为200W
B．额外功为400J
C．绳子自由端拉力的大小为250N
D．滑轮组的机械效率约为88.9%
【答案】AC
【解答】解：A、由图可知，20s内绳子拉力做的功为：W总＝4×103J，则绳子自由端拉力的功率为：
P=W总t=4×103J20s=200W，故A正确；
B、拉力做的有用功为：
W有＝Gh＝800N×4m＝3200J，
根据W总＝W有+W额可知，额外功为：
W额＝W总﹣W有＝4×103J﹣3200J＝800J，故B错误；
C、根据W总＝Fs可知，绳子自由端拉力的大小为：
F=W总s=4×103J16m=250N，故C正确；
D、滑轮组的机械效率为：
η=W有W总=3200J4×103J×100%＝80%，故D错误。
故选：AC。
三．填空题（共2小题）
3．（2025•站前区校级模拟）如图，箱子A重为1200N，在大小为100N的水平方向拉力F的作用下以0.1m/s的速度向左匀速运动，若滑轮组的机械效率为80%，则A受到地面对它的摩擦力的大小为 240 N，在5s内滑轮组对箱子A所做的功是 120 J。
【答案】240；120。
【解答】解：（1）由图可知，n＝3，
因水平方向使用滑轮组时，克服物体受到的摩擦力所做的功为有用功，
所以，滑轮组的机械效率：
η=W有W总×100%=fs物Fs绳×100%=fs物Fns物×100%=fnF×100%=f3×100N×100%＝80%，
解得f＝240N，即A受到地面对它的摩擦力240N；
（2）由v=st可得，5s内物体移动的距离：
s物＝v物t＝0.1m/s×5s＝0.5m，
因物体匀速运动，滑轮组对箱子A的力与摩擦力相等，F′＝f＝240N，
在5s内滑轮组对箱子A所做的功：
W＝F′s物＝240N×0.5m＝120J；
故答案为：240；120。
4．（2025•甘井子区校级模拟）如图所示。放置花盆的支架只在A、D两点用螺钉固定在墙壁上，BC保持水平。已知AC长为l1，CD长为l2，BC长为l3，花盆的重力为G，重力作用线恰好过BC中点。若不计支架的重力，则D点螺钉对支架的水平拉力F＝ Gl32(l1+l2) （用已知量表示）。为了减小拉力F，花盆位置应离墙壁 近 一些。
【答案】Gl32(l1+l2)；近。
【解答】解：
（1）支点为A，花盆对支架的压力为阻力F2，从支点A向花盆重力的作用线作垂线段，则阻力臂为l32，
A点是支点，花盆处在BC中点处，则花盆对支架压力（阻力）F2＝G；
D处螺钉水平拉力（动力）的力臂l1+l2，
由杠杆平衡条件可得：F1（l1+l2）＝F2×l32，
D处螺钉的水平拉力的大小：
F1=Gl32(l1+l2)；
（2）由杠杆平衡条件可知，在阻力、动力臂不变的情况下，阻力臂越小、动力越小、越省力；所以为了安全，应减小阻力臂，从而减小D处的拉力，花盆应尽量靠近墙壁。
故答案为：Gl32(l1+l2)；近。
四．作图题（共9小题）
5．（2025•双塔区校级二模）如图所示，用螺丝刀撬起图钉。请在图上画出作用在螺丝刀柄上A点的最小动力F1的示意图及阻力F2的力臂。
【答案】见解答图。
【解答】解：支点为O点，由图知，最长的动力臂为OA，所以当动力方向与OA垂直时，力臂最长，力最小，方向垂直OA向下；反向延长阻力F2的延长线，过支点O作垂直于阻力作用线的垂线段L2（即阻力臂）；如下图所示：
6．（2025•兴隆台区校级二模）如图所示，弯曲杠杆OBA的B点挂一重物，若在杠杆A端施加一个最小力F，使其在图示位置平衡，试画出最小拉力F和力臂。
【答案】
【解答】解：由杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可知，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小；
图中支点在O点，动力作用点在A点，当以OA作为动力臂时，动力臂最长，此时动力最小；为使杠杆在图示位置平衡，动力的方向应该垂直于OA向上，如下图所示：
7．（2025•新宾县校级模拟）石磨是用于把米、麦、豆等粮食加工成粉、浆的一种机械。如图甲所示为小明家门口闲置的石磨，图乙为其俯视图，O为支点，请在图乙中画出推动石磨绕O点逆时针转动时，所施加的最小力F及其力臂l。
【答案】
【解答】解：由杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可知，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小；图中支点在O点，因此OA作为动力臂l最长，动力的方向应该向右，过点A垂直于OA向右作出最小动力F的示意图。如图所示：
。
8．（2025•开原市二模）图甲是飞鸟经过无背索斜拉桥的情景。图乙是其简化的模型，用S表示飞鸟，用F表示桥塔上端受到钢索的拉力。请帮助亮亮同学在图乙画出：
（1）飞鸟S经水面反射形成的虚像S′；
（2）拉力F对应的力臂l（O是支点）。
【答案】
【解答】解：（1）先作出飞鸟S关于水面的对称点S′，则点S′为飞鸟S经水面反射形成的虚像S′；
（2）过O点作垂直于F作用线的垂线段，即为拉力F对应的力臂l，如图所示：
9．（2025•兴隆台区模拟）如图甲，小孟书桌上的折叠式台灯由底座、立杆和灯头组成。如图乙所示，灯头OAB可视做绕O点转动的杠杆，A点是灯头的重心，小孟用拉力F将灯头拉至图示位置。请在图乙中画出：
①灯头受到的重力G的示意图；
②拉力F的力臂L。
【答案】
【解答】解：过支点O做拉力F作用线的垂线，即为力臂L；重力作用点在井盖的重心，方向竖直向下，如图所示：
10．（2025•西市区校级模拟）在图中画出杠杆B端所受拉力F的力臂L。
【答案】
【解答】解：首先延长力F画出力的作用线，然后由支点O向F的作用线作垂线，则垂线段的长度即为F的力臂L．如图所示：
11．（2025•皇姑区校级模拟）如图所示为电学实验中常用的闸刀开关，请在图中作出闭合开关时施加在开关A点的最小力F1的示意图及其力臂L1。
【答案】。
【解答】解：由杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可知，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小；图中支点在O点，因此OA作为动力臂最长，闭合开关时动力的方向应该向下，过A点垂直于OA做出施加在开关A端的最小力F1；如下所示：
。
12．（2025•溪湖区校级模拟）图甲是一种常用的移动指示牌，图乙是它的模型，图丙是被风刮倒的指示牌，请在图丙中画出：将指示牌扶起的最小力及其力臂。
【答案】。
【解答】解：要将指示牌扶起，支点为C，由杠杆的平衡条件可知，AC为最长动力臂L1时，动力最小，连接AC，从A点作垂直于AC向上的线段，即为最小力F1的示意图，如图所示：
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13．（2025•中山区一模）如图是静止在水平地面上的拉杆旅行箱的示意图，O是轮子的转轴，O′是箱体的重心。以O为支点，画出力F的力臂和箱体所受重力的示意图。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：过O点作F的垂线即为F的力臂，过O′作竖直向下的作用力G即为箱体所受重力。如图所示
五．实验探究题（共10小题）
14．（2025•连山区二模）杆秤是我国古代劳动人民的伟大发明，展示了古代科技的发展。某同学通过社会实践，了解了生活中杆秤测量质量的方法。于是猜想，由密度公式ρ=mV可知，是否可以通过密度与质量之间的关系来制作测量液体密度的“密度杆秤”。
任务一：了解杆秤原理，如图（a）所示。
（一）杆秤原理：杠杆的平衡条件。
（二）用杆秤称物体质量时，秤砣悬挂点对应的数值表示被测物理量。
任务二：制作“密度杆秤”
（一）器材：木棒、塑料杯、细线、刻度尺、金属块（代替秤砣，质量为m0）。
（二）步骤：
（1）模仿杆秤结构，用塑料杯代替秤钩，自制“密度杆秤”。
（2）确定密度杆秤的刻度：
①如图（b），将空塑料杯挂在C点，提纽置于D点，该点相当于杠杆的支点。提起提纽，移动质量为m0的金属块秤砣，当秤杆在 水平 位置平衡时，秤砣所挂位置处于A点，并测得CD的距离为L0，AD的距离为L1。
②如图（c），用量筒量取体积为V0的某种液体，加入塑料杯中，直到与标记的a点相平。移动金属块秤砣至B位置时，杆秤在水平位置平衡时，测出AB的距离为L2，B点应标注的密度值ρ液＝ m0L2V0L0 （用所给字母表示）。
③在整根秤杆上均匀标记其它刻度。用多种密度已知的液体对“密度杆秤”刻度准确度进行检验。
任务三：评价交流
（一）密度杆秤的“0”刻度位置应标在 A （填“A”或“D”）点；整根秤杆上标记的“刻度均匀”，理由是 液体密度ρ与L2成正比 ；
（二）如图（d），使用时若秤杆出现左低右高的现象，此时读出液体密度值比真实值偏 小 ；
（三）为提高“密度杆秤”精确度，请提出一条改进措施 减小秤砣的质量；或（只）增大CD的距离（把秤纽位置D远离位置C）或在AB之间适当均匀增加标记的刻度线 。
【答案】①水平；②m0L2V0L0；
任务三：A；液体密度ρ与L2成正比；小；减小秤砣的质量；或（只）增大CD的距离（把秤纽位置D远离位置C）或在AB之间适当均匀增加标记的刻度线。
【解答】解：步骤二：（2）秤杆属于杠杆，调节秤杆在水平位置平衡；
设空塑料杯的重力为G，已知CD的距离为L0，AD的距离为L1，由图（b）根据杠杆平衡条件可得，
则空塑料杯的重力：
G=m0gL1L0，
如图（c），用量筒量取体积为V0的某种液体，杆秤在水平位置平衡时，测出AB的距离为L2，根据杠杆平衡条件可得，
（G+ρ液V0g）×L0＝m0g×L2，
将G=m0gL1L0代入上式可得；
ρ液=m0L2V0L0；
任务三：（一）由图（b）可知，此时塑料杯没有装液体，则A位置的刻度线应标记标记为“0”。
由杠杆平衡条件G×L0＝m0g×L1，由于V、L、G砣都是不变的量，ρ与LAB成正比，因而刻度均匀；
（二）使用时若秤杆出现左低右高的现象，L2偏小，其他数据不变，根据ρ液=m0L2V0L0可知，此时读出液体密度值比真实值偏小；
（三）增大CD的距离，阻力臂增大，根据杠杆平衡原理可知，动力和阻力不变，动力臂也要随着增大，DB两点之间长度增大，杆秤的精确度会更精确。
或在AB之间适当均匀增加标记的刻度线，也可以减小钩码的质量，说明动力减小，根据杠杆平衡原理可知，动力臂也要随着增大，DB两点之间长度增大，杆秤的精确度会更精确。
故答案为：①水平；②m0L2V0L0；
任务三：A；液体密度ρ与L2成正比；小；减小秤砣的质量；或（只）增大CD的距离（把秤纽位置D远离位置C）或在AB之间适当均匀增加标记的刻度线。
15．（2025•于洪区二模）探究“杠杆的平衡条件”实验中所用的实验器材有：杠杆、支架、细线、若干相同的钩码等。
（1）实验前，如图甲所示，将杠杆的O点作为支点，固定在铁架台上，若杠杆的重心在M点，则杠杆静止时 右 （选填“左”或“右”）端将会偏高，此时杠杆 平衡 （选填“平衡”或“不平衡”）。适当调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡。
（2）在杠杆两端的不同位置，挂上不同数量的钩码，使杠杆再次水平平衡，这样做的目的是为了 使结论具有普遍性 ，实验数据记录如下表。
（3）分析表格数据，可得出的实验结论是 F1l1＝F2l2 。
（4）某次实验现象如图乙所示，杠杆在水平位置平衡，如果在杠杆两侧钩码的下端各增加一个相同的钩码，则杠杆 右 （选填“左”或“右”）端将下沉；
（5）如图丙所示，用弹簧测力计在C点竖直向上拉，使杠杆在水平位置平衡，当弹簧测力计在原位置逐渐向虚线方向倾斜时，杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将 变大 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
【答案】（1）右；平衡；（2）使结论具有普遍性；（3）F1l1＝F2l2；（4）右；（5）变大。
【解答】解：（1）由图甲可知，重心在O点左侧，右端偏高，说明杠杆的重心在支点左侧，为使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆的平衡螺母适当往右调；实验时，杠杆静止此时杠杆处于平衡状态；
（2）实验的目的是探究杠杆平衡的规律，由一次实验得出的结论具有偶然性，所以多次实验的目的是从大量数据中总结出找出杠杆的平衡条件，使结论具有普遍性；
（3）分析表格第1次数据1.0N×5.0cm＝1.0N×5.0cm；
第2次数据1.5N×10.0cm＝0.5N×30.0cm；
第3次数据2.0N×15.0cm＝1.5N×20.0cm；
由此可得出结论为：F1l1＝F2l2；
（4）如图乙所示，杠杆在水平位置平衡，如果在杠杆两侧的钩码下各增加一个相同的钩码，
杠杆左端：5G×3L＝15GL，
杠杆右端：4G×4L＝16GL，
则杠杆右端下沉；
（5）当弹簧测力计在原位置逐渐向右倾斜时，动力臂短了，阻力和阻力臂大小不变，由杠杆的平衡条件，动力变大，即弹簧测力计的示数将变大。
故答案为：（1）右；平衡；（2）使结论具有普遍性；（3）F1l1＝F2l2；（4）右；（5）变大。
16．（2025•沈阳二模）物理兴趣小组利用蜡烛、细铁丝、杯子等制作了一个蜡烛“跷跷板”，如图甲所示。一端烛油滴下时，此端就上升，两端交替上下。为了寻找上述现象的原因，同学们用铁架台、杠杆（已在水平位置平衡）、质量相等的钩码等器材进行以下探究。
（1）图乙中杠杆水平平衡，分别改变一侧钩码的个数或悬挂位置，发现杠杆不再平衡。
小阳认为：影响杠杆平衡的因素是力的大小和支点到力的作用点的距离；
小明认为：影响杠杆平衡的因素是力的大小和支点到力的作用线的距离。
为判断谁的观点正确，同学们利用图丙中水平平衡的杠杆（OD＞OA＝OC）进行实验，保持B处悬挂钩码的个数和位置不变。把A处悬挂的钩码改挂在C处，发现杠杆不再平衡。与A处相比，支点到力的作用点的距离 不变 （选填“变小”“不变”或“变大”）；把A处悬挂的钩码改挂在D处，发现杠杆仍保持平衡，这两种情况下 支点到力的作用线 的距离不变；由此初步判断 小明 的观点是正确的（选填“小阳”或“小明”）。
（2）明确影响因素后，同学们利用图乙的器材探究杠杆平衡的条件，将实验数据记录在设计的表格中。表格中a处应填写的内容是 动力臂l1/cm ；分析表中数据，得出杠杆平衡的条件是 动力×动力臂＝阻力×阻力臂 。
（3）交替上下的蜡烛“跷跷板”，一端烛油滴下时，此端上升。其原是 此端力和力臂的乘积变小 。
【答案】（1）不变；支点到力的作用线；小明；（2）动力臂l1/cm；动力×动力臂＝阻力×阻力臂；（3）此端力和力臂的乘积变小。
【解答】解：（1）由题意知，OD＞OA＝OC，当把A处悬挂的钩码改挂在C处，支点到力的作用点的距离不变，但杠杆不再平衡；
把A处悬挂的钩码改挂在D处，支点到力的作用线的距离相同，发现杠杆仍保持平衡；
由以上分析可知影响杠杆平衡的因素是力的大小和支点到力的作用线的距离，故小明的观点是正确的；
（2）由杠杆平衡条件可知，还需要测量力臂，因此a处应填：动力臂l1/cm，b处应填：阻力臂l2/cm；
由表中数据可知，每一组实验中动力与动力臂的乘积都等于阻力与阻力臂的乘积，故得出杠杆的平衡条件是：动力×动力臂＝阻力×阻力臂。
设一个钩码的重为G，标尺上一格的长度为L，则在图乙中杠杆两侧钩码下端各加挂一个钩码，此时左侧：2G×2L＝4GL
右侧：3G×L＝3GL
因左侧力和力臂的乘积较大，故杠杆左端下沉；
（3）当一端烛油滴下时，此端蜡烛的重力变小，导致此端的力和力臂的乘积变小，杠杆失去平衡，所以此端上升。
故答案为：（1）不变；支点到力的作用线；小明；（2）动力臂l1/cm；动力×动力臂＝阻力×阻力臂；（3）此端力和力臂的乘积变小。
17．（2025•本溪一模）小溪同学利用直尺，和若干一元硬币（质量都相等）进行了“探究杠杆平衡条件”的实验，其装置如图甲所示。
（1）小溪调整直尺在支点上的位置，使其在水平位置平衡，其目的是 消除杠杆自重对杠杆平衡的影响 ，并在直尺上标出距离相等的7个点，O为支点。
（2）小溪分别在O点的两侧不同的位置，将不同数量的一元硬币用细线系住挂在直尺上，使直尺始终在水平位置平衡，并将数据信息填入表格中。如图乙所示，为第2次实验时的情景，经分析可知，第2次实验中的“☆”处应填的内容是 15 。
（3）小溪分析数据，由于每个硬币的质量都是相等的，通过每次实验中硬币的个数可以反映硬币对直尺的拉力，即动力F1和阻力F2的关系。于是得出杠杆的平衡条件是 F1l1＝F2l2 。（用F1、F2、l1、l2表示）
（4）完成实验后，小溪想利用这套装置，还有量筒、水和一个圆柱形铝块（铝块的密度为2.7×103kg/m3），测量一元硬币的密度。
①他把铝块和5个一元硬分别挂在直尺的两端，经过调整，直尺在水平位置平衡，如图丙所示。
②量筒中倒入20mL的水，先将铝块放入水中浸没，读取水的体积；再取出铝块，将5枚硬币放入水中浸没，读取水的体积。三次体积读数如图丁所示。可知5枚硬币的体积为 4 cm3。
③通过以上信息可计算出一元硬币的密度是 6.75×103 kg/m3。
（5）小海同学认为，小溪在测量硬币体积时，没有考虑到铝块取出时会带出一些水，所以测得的硬币密度会偏 大 。
【答案】（1）消除杠杆自重对杠杆平衡的影响；（2）15；F1l1＝F2l2；（4）4；6.75×103；（5）大。
【解答】解：（1）小溪调整直尺在支点上的位置，使其在水平位置平衡，其目的是消除杠杆自重对杠杆平衡的影响。
（2）小溪分别在O点的两侧不同的位置，将不同数量的一元硬币用细线系住挂在直尺上，使直尺始终在水平位置平衡，并将数据信息填入表格中。如图乙所示，为第2次实验时的情景，根据表中1、3数据可知，硬币个数与动力臂l1之积等于硬币个数与阻力臂之积，易知，第2次实验中的“☆”处应填的内容是15。
（3）根据表中数据有
2mg×10cm＝4mg×5cm
﹣﹣﹣﹣﹣﹣
mg×15cm＝3mg×5cm
于是得出杠杆的平衡条件是F1l1＝F2l2。
（4）①他把铝块和5个一元硬分别挂在直尺的两端，经过调整，直尺在水平位置平衡，如图丙所示，两力的力臂相等，由杠杆的平衡条件可知，铝块和5个一元硬分的重力、质量相等，
②量筒中倒入20mL的水，先将铝块放入水中浸没，读取水的体积；再取出铝块，将5枚硬币放入水中浸没，读取水的体积。三次体积读数如图丁所示。可知5枚硬币的体积为
V＝24mL﹣20mL＝4mL＝4cm3
铝块的体积为
V′＝30mL﹣20mL＝10mL＝10cm3
铝块的质量，即5块一元硬币的质量
m＝ρ铝V′＝2.7g/cm3×10cm3＝27g
③通过以上信息可计算出一元硬币的密度（等于5块一元硬币的密度）是
ρ币=mV'=27g4cm3=6.75g/cm3＝6.75×103kg/m3
（5）小溪在测量硬币体积时，铝块取出时会带出一些水，则硬币和水的总体积变小，得出的硬币的体积偏小，由密度公式，所以测得的硬币密度会偏大。
故答案为：（1）消除杠杆自重对杠杆平衡的影响；（2）15；F1l1＝F2l2；（4）4；6.75×103；（5）大。
18．（2025•锦州一模）某实验小组在探究“杠杆的平衡条件”实验中：
（1）如图甲所示，将杠杆安装到铁架台上静止放置，此时杠杆处于 平衡 （选填“平衡”或“非平衡”）状态。为使杠杆在水平位置平衡，应将两端的平衡螺母向 右 适当调节；
（2）如图乙所示，B点悬挂钩码不动，在A点挂上已调好的弹簧测力计拉，使杠杆在水平位置平衡以方便测量力臂；
（3）同学们将多次测量得到的数据记录在下表中，根据数据可以得出杠杆的平衡条件为： F1×L1＝F2×L2 （用F1、F2、L1、L2表示），本实验进行多次测量的目的是 为了得出的结论更具有普遍性 ；
（4）实验小组的同学得出杠杆的平衡条件后，利用身边的材料模仿了中药房的戥秤制作了一个杆秤，如图丙所示，若要增加称量的范围，应选用提纽 2 （选填“1”或“2”）。
【答案】（1）平衡；右；（3）F1×L1＝F2×L2；为了得出的结论更具有普遍性；（4）2。
【解答】解：（1）杠杆静止时，就是处于平衡状态；
杠杆左端下沉，说明杠杆重心偏左，应把杠杆左端的平衡螺母向右调节，直至重心移到支点O处，使杠杆重力的力臂为零，这样就消除了杠杆的自重对实验的影响；
（3）分析表格中的数据可得出杠杆平衡的条件是：动力×动力臂＝阻力×阻力臂（F1×L1＝F2×L2）；多次改变力和力臂的大小，得到了多组实验数据，得出了杠杆平衡条件。该实验测多组数据的目的是为了得出的结论更具有普遍性；
（4）选用提纽2，支点左移，可以增大阻力臂，秤砣的质量不变，阻力的大小不变，阻力与阻力臂的乘积变大，动力臂也比原来小，则说明动力变大了，从而增加了称量的范围。
故答案为：（1）平衡；右；（3）F1×L1＝F2×L2；为了得出的结论更具有普遍性；（4）2。
19．（2025•皇姑区二模）在“探究杠杆平衡条件”的实验中：
（1）如图甲所示，实验前杠杆左端下沉，则应将平衡螺母向 右 调节，直到杠杆在水平位置平衡；
（2）如图乙所示，杠杆上刻度均匀，在A点挂3个钩码，要使杠杆在水平位置平衡，应在B点挂 4 个相同的钩码；
（3）如图丙所示，若不在B点挂钩码，改用弹簧测力计在C点竖直向上拉杠杆，使杠杆在水平位置平衡；当弹簧测力计从图丙位置转到图丁位置时，其示数会 变大 ，原因是 根据杠杆的平衡条件，阻力和阻力臂不变，动力臂变小，动力变大 ；
（4）如图戊所示装置是老师制作的“杠杆力臂演示仪”。杠杆自身质量和摩擦忽略不计，O为支点，A、D为左右两端点。AO＝0.8m，OB＝0.2m。如图在竖直背景面的白纸上作以O为圆心、OB长为半径的圆（在图中未画出作为背景的白纸）。
①实验时在A点挂上重物G，为使杠杆在水平位置平衡，需在B点沿竖直向下方向施加16N的拉力F，则G为 4 N；
②保持A点所挂重物不变，撤去拉力F，在BD间任一位置施加拉力F，大小为16N不变。为使杠杆始终能在水平位置平衡，发现拉力方向延长线均需要满足 拉力方向延长线与圆相切 的要求（填圆与线的位置关系）。
【答案】（1）右；（2）4；（3）变大；根据杠杆的平衡条件，阻力和阻力臂不变，动力臂变小，动力变大；（4）①4；②拉力方向延长线与圆相切。
【解答】解：（1）调节杠杆在水平位置平衡，杠杆右端偏高，平衡螺母应向上翘的右端移动，使杠杆在水平位置平衡，便于测量力臂大小；
（2）设杠杆每个格的长度为L，每个钩码的重力为G，根据杠杆的平衡条件：FALA＝FBLB，即3G×4L＝nG×3L，解得n＝4，需挂4个钩码；
（3）保持C点不变，当弹簧测力计从丙位置转到丁位置时，此时F的力臂变短，根据杠杆的平衡条件，阻力和阻力臂不变，动力臂变小，动力变大；
（4）①根据杠杆的平衡条件得：G•AO＝FB•OB，G=FB×OB AO=16N×；
②在BD间任一位置施加拉力F，大小为16N不变，即动力不变，阻力、阻力臂也不变，故动力臂始终等于圆的半径，故拉力方向延长线与圆相切。
故答案为：（1）右；（2）4；（3）变大；根据杠杆的平衡条件，阻力和阻力臂不变，动力臂变小，动力变大；（4）①4；②拉力方向延长线与圆相切。
20．（2025•和平区二模）某同学用图（a）装置探究“杠杆的平衡条件”。杠杆上每小格为5cm，每个钩码的重力均为0.5N。
（1）如图（a），安装好杠杆，将平衡螺母向左调节，杠杆在水平位置平衡，说明开始时杠杆的 左 （填“左”或“右”）端下沉。
（2）如图（b），在杠杆两侧挂上数量不同的钩码并移动钩码的位置，使杠杆在水平位置平衡。调节杠杆在水平位置平衡的好处是 方便测量力臂大小 。
（3）该同学进行了多次实验，将测量数据填入表中。分析实验数据，初步归纳出杠杆的平衡条件是 F1L1＝F2L2 （用表格中的物理量符号表示）。
（4）如图（c），在C点竖直向上拉弹簧测力计，使杠杆在水平位置平衡，弹簧测力计的示数为 2.5 N。保持弹簧测力计的作用点和拉力方向不变，竖直向上缓慢拉动杠杆，弹簧测力计的示数将 不变 （填“变大”“变小”或“不变”）。
（5）如图（d），使用某型号的螺丝扳手时有①和②两种方式，其中更省力的是 ② 。
【答案】（1）左；；（2）方便测量力臂大小；（3）F1L1＝F2L2；（4）2.5；不变；（5）②。
【解答】解：（1）要使杠杆在水平位置平衡，平衡螺母向上翘的一端移动，将平衡螺母向左调节，杠杆在水平位置平衡，说明杠杆左端翘起；
（2）实验前要调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡，因重力的方向竖直向下，由力臂的定义可知，此时力的作用点与支点的距离大小等于力臂大小，即可在杠杆上直接读出力臂大小，故目的之一是方便测量力臂大小；
（3）分析实验数据可知，每组实验动力和动力臂的乘积等于阻力和阻力臂的乘积，则可得出杠杆的平衡条件是：F1L1＝F2L2；
（4）设杠杆一个小格代表L，根据杠杆的平衡条件得：3×0.5N×5L＝F×3L，
解得，F＝2.5N；
保持弹簧测力计的作用点和拉力方向不变，竖直向上缓慢拉动杠杆，杠杆虽然没有在水平位置平衡，但钩码和弹簧测力计的力臂都不变，根据杠杆的平衡条件，弹簧测力计的示数不变；
（3）图d①所示，动力臂较小，根据杠杆平衡条件可知此方法费力，而图d②所示，动力臂较大，根据杠杆平衡条件可知此方法省力，所以图②可以更轻松地拧动螺丝。
故答案为：（1）左；；（2）方便测量力臂大小；（3）F1L1＝F2L2；（4）2.5；不变；（5）②。
21．（2025•千山区模拟）图甲、乙、丙是小李利用刻度均匀的均质杠杆进行探究“杠杆的平衡条件”的实验。（每个钩码重0.5N）
（1）实验前杠杆静止在如图甲所示位置，该杠杆处于 平衡状态 （选填“平衡状态”或“非平衡状态”）。
（2）调整杠杆在水平位置平衡。如图乙所示，在B点处施加一个竖直向下的3N拉力时，杠杆仍然在水平位置平衡，当拉力F向右倾斜时，仍要保持杠杆在水平位置平衡，拉力F的大小将 变大 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
（3）如果小李又进行了如图丙所示的探究，发现用弹簧测力计在C点竖直向上拉，使杠杆仍然处于水平位置平衡时，测出数据得出的结论与杠杆平衡条件不相符，其原因是： 杠杆自重的影响 。
（4）小李利用身边的物品来探究杠杆的平衡条件（图丁所示），铅笔水平平衡后，不小心将前端的铅笔芯弄断了，她立刻将铅笔稳住，并将铅笔芯放到右端细线处固定，绳松手后铅笔 A （填字母序号）。
A.左端下沉
B.右端下沉
C.仍然水平平衡
（5）学习了功的知识后，小李回看表格中记录的数据，她想能否将“F1L1/（N•m）”中的单位“N•m”换成“J”。根据功的定义，你觉得可以换吗？ 不可以 （选填“可以”或“不可以”）。
【答案】（1）平衡状态；（2）变大；（3）杠杆自重的影响；（4）A；（5）不可以。
【解答】解：（1）如图甲所示，杠杆在此位置静止，所以此时杠杆处于平衡状态；
（2）如改变弹簧测力计拉力的方向，向右倾斜时，阻力和阻力臂不变，动力臂减小，动力要增大，所以弹簧测力计示数变大，才能使杠杆仍然水平平衡；
（3）若不计杠杆的重力，根据杠杆的平衡条件3G×6L＝F×3L，
解得F＝6G，
F＝6×0.5N＝3N。
由于杆的重心在杆的中点，重心在支点的左侧，考虑杠杆自身重力的影响，杠杆的重力与钩码同时使杠杆向逆时针方向转动，所以弹簧测力计的示数应大于3N；
（4）铅笔水平平衡后，将铅笔稳住，并将断裂的铅笔芯放到右端细线上方固定，如图所示，铅笔芯所放位置的力臂小于原位置的力臂，根据杠杆平衡条件可知，其不会保持平衡，而是左端会下沉，故选：A；
（5）功等于力与物体在力的方向上通过距离的乘积，功的单位是焦耳（J），杠杆平衡条件中力与力臂垂直，所以力与力臂的乘积FL/N•m不是功，所以不能把表格中F1L1/N•m单位N•m换成J。
故答案为：（1）平衡状态；（2）变大；（3）杠杆自重的影响；（4）A；（5）不可以。
22．（2025•甘井子区模拟）某小组猜想滑轮组机械效率与被提升物重和动滑轮重有关，现要探究滑轮组机械效率与物重的关系。
（1）实验中应控制 动滑轮重 不变。
（2）该小组所用滑轮组如图甲所示。组装好器材后，应沿竖直方向向上 匀速 拉动弹簧测力计，同时读出测力计示数F，并用刻度尺分别测量物体上升高度h和绳端移动距离s。改变物重G，重复上述操作，将测得数据填入表格中。
（3）实验数据如下表所示。
表中第三次实验时，机械效率为 80% 。
（4）分析表中数据可知：动滑轮重力一定时，被提升物重越大，滑轮组的机械效率 越高 。
（5）第一次实验时，若弹簧测力计在静止状态下测出拉力，则测得的机械效率将 偏大 ；若按图乙方向拉动测力计，则测得的机械效率将 偏小 。（均选填“偏大”“偏小”或“相同”）
【答案】（1）动滑轮重；（2）匀速；（3）80%；（4）越高；（5）偏大；偏小。
【解答】解：（1）探究滑轮组机械效率与物重的关系应控制动滑轮重不变；
（2）组装好器材后，应沿竖直方向向上匀速拉动弹簧测力计，使装置处于平衡状态，拉力大小等于测力计示数；
（3）第三次实验时机械效率η=W有用W总×100%=6.0N××0.3m×100%＝80%；
（4）由1、2、3次实验数据知，用同一滑轮组提升不同的重物到同一高度，重物的重力越大，机械效率越高；
（5）实验过程中若静止读数，没有测量出机械之间的摩擦力，测量值偏小，导致求出的总功偏小，测得的机械效率将偏大；
若按图乙方向拉动测力计，没有竖直向上匀速拉动测力计，测得拉力偏大，根据机械效率公式，则测得的机械效率将偏小。
故答案为：（1）动滑轮重；（2）匀速；（3）80%；（4）越高；（5）偏大；偏小。
23．（2025•皇姑区校级模拟）如图所示，在“探究滑轮组的机械效率”时，小明用一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组实验，实验中测得数据真实可靠，见下表：
（1）请根据表中数据，在图中画出实验中滑轮组的绕绳方法。
（2）表格中编号①处数据应填 66.7 ，此次实验做的总功是 0.6 J。
（3）由表中第1、2组数据可知，同一滑轮组的机械效率与 物体被提升的高度 无关。
（4）分析表中第1、3、4组数据，你得出的本实验结论是：同一滑轮组匀速提升重物时，机械效率随 被提升的物重 的增加而增大。
【答案】（1）见上图；（2）66.7；0.6；（3）物体被提升的高度；（4）被提升的物重。
【解答】解：
（1）由实验数据可知，s＝3h，所以滑轮组由3段绳子承担物重，因此绳子应从动滑轮上面的挂钩开始绕起，如图所示：
；
（2）第4次实验的机械效率：η=W有用W总×100%=GhFs×100%=4N×0.1m2N×0.3m×100%≈66.7%；
此次实验做的总功是：
W总＝Fs＝2N×0.3m＝0.6J；
（3）由第1、2组数据可知，动滑轮重、钩码重均相同，钩码被提升的高度不同，但机械效率相同，可知同一滑轮组的机械效率与物体被提升的高度无关；
（4）由第1、3、4组数据可知，动滑轮重、钩码被提升的高度相同，被提升的钩码重不同，机械效率不同，物重越大，机械效率越大，故结论为：同一滑轮组匀速提升重物时，机械效率随被提升的物的增加而增大。
故答案为：（1）见上图；（2）66.7；0.6；（3）物体被提升的高度；（4）被提升的物重。
六．解答题（共1小题）
24．（2025•甘井子区校级模拟）如图所示，用滑轮组提升一个质量为90kg的物体A，使它在10s内匀速上升1m，此时滑轮组的机械效率为75%，不计绳重及摩擦。（g取10N/kg）请回答下列问题：
（1）物体A的重力是多少？
（2）动滑轮的重力是多少？
（3）拉力F做功的功率是多大？
（4）若人体重为500N，请计算说明该人能否拉动绳子的自由端。
【答案】（1）物体A的重力是900N；
（2）动滑轮的重力是300N；
（3）拉力F做功的功率是120W；
（4）该人能拉动绳子的自由端。
【解答】解：（1）物体A的重力为G＝mg＝90kg×10N/kg＝900N；
（2）不计绳重及摩擦，根据η=W有W总=W有W有+W额=GhGh+G动h=GG+G动可知，动滑轮重为：
G动=Gη-G=900N75%-900N＝300N；
（3）由图可知，n＝3，不计绳重及摩擦，拉力F为：
F=1n（G+G动）=13×（900N+300N）＝400N，
拉力F做功的功率为：
P=Wt=Fst=Fnht=400N×3×1m10s=120W；
（4）若人体重为500N，而绳子自由端的拉力F为400N，因此该人能拉动绳子的自由端。
答：（1）物体A的重力是900N；
（2）动滑轮的重力是300N；
（3）拉力F做功的功率是120W；
（4）该人能拉动绳子的自由端。
七．计算题（共9小题）
25．（2025•连山区二模）如图，工人用汽车和滑轮组将深井中的物体拉至井口。若井深10m，物体所受重力为6×103N。当汽车以3m/s匀速拉绳子时的拉力为2.5×103N，输出功率为9×103W（不计滑轮组的绳重与摩擦，g取10N/kg）。求：
（1）将物体由井底拉至井口需要的时间；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）汽车以3m/s匀速汽车匀速行驶时所受到的阻力。
【答案】（1）将物体由井底拉至井口需要的时间为10s；
（2）滑轮组的机械效率为80%；
（3）汽车以3m/s匀速汽车匀速行驶时所受到的阻力为500N。
【解答】解：（1）由图可知，n＝3，根据v=st=nht可知，将物体由井底拉至井口需要的时间为：
t=nhv=3×10m3m/s=10s；
（2）该滑轮组的机械效率为：
η=W有W总=GhFs=GhFnh=GnF=6×103N3×2.5×103N×100%＝80%；
（3）根据P=Wt=Fst=Fv可知，汽车的牵引力为：
F牵=Pv=9×103W3m/s=3×103N，
汽车匀速行驶，根据力的平衡关系可知，汽车匀速行驶时所受到的阻力为：
f＝F牵﹣F＝3×103N﹣2.5×103N＝500N。
答：（1）将物体由井底拉至井口需要的时间为10s；
（2）滑轮组的机械效率为80%；
（3）汽车以3m/s匀速汽车匀速行驶时所受到的阻力为500N。
26．（2025•丹东模拟）建筑工地上，经常看到如图所示的吊车。吊车在建筑工地进行作业时，吊臂上的滑轮组将底面积为1.5m2，质量为600kg的长方体建筑材料，匀速提升3m，用时3s。（g＝10N/kg）求：
（1）当建材放在水平地面静止时，它对地面的压强；
（2）匀速提升建材过程中，滑轮组做的有用功；
（3）若滑轮组的机械效率为60%，钢丝绳自由端拉力的功率。
【答案】（1）当建材放在水平地面静止时，它对地面的压强为4×103Pa；
（2）匀速提升建材过程中，滑轮组做的有用功为1.8×104J；
（3）若滑轮组的机械效率为60%，钢丝绳自由端拉力的功率为1×104W。
【解答】解：（1）当建材放在水平地面静止时，它对地面的压力等于建材的重力，即：
F压＝G＝mg＝600kg×10N/kg＝6000N，
它对地面的压强：p=F压S=6000N1.5m2=4×103Pa；
（2）匀速提升建材过程中，滑轮组克服建材重力做的有用功：
W有＝Gh＝6000N×3m＝1.8×104J；
（3）根据η=W有W总可得，钢丝绳自由端拉力做的总功：W总=W有η=18000J60%=3×104J，
滑轮组的机械效率：P=W总t=3×104J3s=1×104W。
答：（1）当建材放在水平地面静止时，它对地面的压强为4×103Pa；
（2）匀速提升建材过程中，滑轮组做的有用功为1.8×104J；
（3）若滑轮组的机械效率为60%，钢丝绳自由端拉力的功率为1×104W。
27．（2025•金州区校级一模）如图所示，重550N的工人站在水平地面上用滑轮组提起重760N的货物，货物匀速上升2m用的时间为10s，提升过程中工人的拉力为400N，提升过程中不计绳重和摩擦。求：
（1）在这次提升过程中，工人的拉力的功率；
（2）在这次提升过程中，滑轮组的机械效率；
（3）若该滑轮组所用绳子能承担的最大拉力为600N，该工人用这个滑轮组能提升的最大物重。
【答案】（1）在这次提升过程中，工人的拉力的功率为160W；
（2）在这次提升过程中，滑轮组的机械效率为95%；
（3）若该滑轮组所用绳子能承担的最大拉力为600N，该工人用这个滑轮组能提升的最大物重为1060N。
【解答】解：（1）由图可知，n＝2，拉力做的总功为：
W总＝Fs＝Fnh＝400N×2×2m＝1600J，
在这次提升过程中，工人的拉力的功率为：
P=W总t=1600J10s=160W；
（2）克服货物重力做的有用功为：
W有用＝Gh＝760N×2m＝1520J，
滑轮组的机械效率为：
η=W有用W总=1520J1600J×100%=95%；
（3）提升过程中不计绳重和摩擦，由F=1n(G+G动)可知，动滑轮重为：
G动＝2F﹣G＝2×400N﹣760N＝40N；
若该滑轮组所用绳子能承担的最大拉力为600N，工人重550N，故工人对绳子的最大拉力为F最大＝550N，所以能提升的最大物重为：
G最大＝2F最大﹣G动＝2×550N﹣40N＝1060N。
答：（1）在这次提升过程中，工人的拉力的功率为160W；
（2）在这次提升过程中，滑轮组的机械效率为95%；
（3）若该滑轮组所用绳子能承担的最大拉力为600N，该工人用这个滑轮组能提升的最大物重为1060N。
28．（2025•绥中县一模）如图所示，一个边长为40cm的正方体A放在水平地面上，当绳子对A没有拉力作用时，A对地面的压强为6000Pa。（不计绳重和摩擦，g取10N/kg）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）动滑轮的重力为多少？
【答案】（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。
【解答】解：（1）正方体A的底面积：S＝L2＝（40cm）2＝1600cm2＝0.16m2，
由p=FS可得，物体A对水平地面的压力：F压＝pS＝6000Pa×0.16m2＝960N，
物体A的重力等于物体对水平地面的压力，即：G＝F压＝960N，
物体A的体积：V＝L3＝（40cm）3＝64000cm3＝6.4×10﹣2m3，
由G＝mg＝ρgV可得，物体A的密度：
ρ=GgV=960N10N/kg×6.4×10-2m3=1.5×103kg/m3；
（2）由图可知，动滑轮上的绳子段数n＝2，则绳子自由端移动的速度：
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：
η=W有W总=GhFs=GhFnh=GnF=960N2×800N=60%；
（3）不计绳重和摩擦，根据F=1n（G+G动）可得，动滑轮的重力：
G动＝nF﹣G＝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。
29．（2025•金州区一模）如图所示，用电动机和滑轮组把重为3×104N、体积为1m3的矿石，从水底匀速打捞起来，矿石露出水面前，10s内矿石上升1m，电动机对绳子拉力的功率为2.5kW。（g取10N/kg，水的密度为ρ＝1×103kg/m3）求：
（1）矿石浸没在水中时受到的浮力；
（2）矿石浸没在水中匀速上升时受到绳子的拉力；（忽略水对物体的阻力）
（3）此装置正常工作10s，电动机对绳子所做的功。
【答案】（1）矿石浸没在水中时受到的浮力为1×104N；
（2）矿石浸没在水中匀速上升时受到绳子的拉力为2×104N；
（3）此装置正常工作10s，电动机对绳子所做的功为2.5×104J。
【解答】解：（1）矿石浸没在水中时受到的浮力为：
F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×1m3＝1×104N；
（2）矿石浸没在水中匀速上升时受到绳子的拉力等于矿石的重力减去矿石受到的浮力，
即F拉＝G﹣F浮＝3×104N﹣1×104N＝2×104N；
（3）电动机对绳子所做的功为：
W＝Pt＝2.5×103W×10s＝2.5×104J。
答：（1）矿石浸没在水中时受到的浮力为1×104N；
（2）矿石浸没在水中匀速上升时受到绳子的拉力为2×104N；
（3）此装置正常工作10s，电动机对绳子所做的功为2.5×104J。
30．（2025•西岗区一模）如图所示，某建筑工地的工人用滑轮组来提升重物。已知重物的重力为900N，不计绳重和摩擦，在拉力F的作用下，将重物匀速提升2m，在此过程中拉力F做功2400J。求：
（1）滑轮组的有用功是多少？
（2）滑轮组的机械效率是多少？
（3）拉力F的大小是多少？
（4）动滑轮的重力是多少？
【答案】（1）滑轮组的有用功是1800J；
（2）滑轮组的机械效率是75%；
（3）拉力F的大小是400N；
（4）动滑轮的重力是300N。
【解答】解：（1）滑轮组的有用功为：
W有＝Gh＝900N×2m＝1800J；
（2）滑轮组的机械效率为：
η=W有W总=1800J2400J×100%＝75%；
（3）由图可知，n＝3，根据W总＝Fs＝Fnh可知，拉力F的大小为：
F=W总nh=2400J3×2m=400N；
（4）不计绳重和摩擦，根据F=1n（G+G动）可知，动滑轮的重力为：
G动＝nF﹣G＝3×400N﹣900N＝300N。
答：（1）滑轮组的有用功是1800J；
（2）滑轮组的机械效率是75%；
（3）拉力F的大小是400N；
（4）动滑轮的重力是300N。
31．（2025•兴隆台区校级模拟）如图所示，小明同学用滑轮组匀速提升重为600N的物体A上升1m。若他对绳子施加拉力F的方向始终竖直向下，此时他对水平地面的压强为4.3×103Pa，该滑轮组的机械效率为80%，他的双脚与水平地面的接触面积为500cm2，求：
（1）小明对绳子的拉力F。
（2）小明同学的重力。
【答案】（1）小明对绳子的拉力为375N；
（2）小明同学的重力为590N。
【解答】解：（1）由图可知，n＝2，根据η=W有W总=GhFs=GhFnh=GnF可知，小明对绳子的拉力F为：
F=Gnη=600N2×80%=375N；
（2）小明对地面的压力为：
F压＝pS＝4.3×103Pa×500×10﹣4m2＝215N；
小明站在地面上受到重力、绳子的拉力和支持力作用，处于平衡状态，且压力与支持力是一对相互作用力，大小相等，即F支＝F压＝215N，则小明同学的重力为：
G人＝F+F支＝375N+215N＝590N。
答：（1）小明对绳子的拉力为375N；
（2）小明同学的重力为590N。
32．（2025•凌河区校级模拟）如图1所示，用动滑轮将重力为10N的木块10s匀速提升1m，所用拉力F为8N。
（1）拉力作用点移动的速度。
（2）求该动滑轮的机械效率。
（3）将木块取下放置于水平地面上，如图2所示，木块底面积为0.01m2，求木块对地面的压强。
【答案】（1）拉力作用点移动的速度为0.2m/s；
（2）该动滑轮的机械效率为62.5%；
（3）木块对地面的压强为1000Pa。
【解答】解：（1）由图可知n＝2，绳子自由端移动的距离：s＝nh＝2×1m＝2m，
则拉力作用点移动的速度：v=st=2m10s=0.2m/s；
（2）动滑轮的机械效率：η=W有W总=GhFs=GhFnh=GnF=10N2×8N×100%＝62.5%；
（3）木块对水平地面的压力：F压＝G＝10N，
木块对地面的压强：p=F压S=10N0.01m2=1000Pa。
答：（1）拉力作用点移动的速度为0.2m/s；
（2）该动滑轮的机械效率为62.5%；
（3）木块对地面的压强为1000Pa。
33．（2025•西市区校级模拟）沐沐与安安一起到科技馆参观，沐沐的体重为600N，安安的体重为700N，他们在科技馆里看到一种升降座椅，它用滑轮组控制升降，其简化图如图所示。安安在5s内将沐沐匀速拉高1m，安安拉力的功率为150W。（不计绳重和摩擦）
（1）动滑轮和座椅的总重力是多少？
（2）该滑轮组的机械效率为多少？
（3）若安安双脚与水平地面的总接触面积为500cm2，则在匀速拉动沐沐时，安安对水平地面的压强为多少？
【答案】（1）动滑轮和座椅的总重力是150N；
（2）该滑轮组的机械效率为80%；
（3）安安对水平地面的压强为9000Pa。
【解答】解：（1）克服沐沐体重做的有用功：W有＝Gh＝600N×1m＝600J，
拉力做的总功：W总＝Pt＝150W×5s＝750J，
不计绳重和摩擦，克服动滑轮和座椅的总重力做的额外功：
W额＝W总﹣W有＝750J﹣600J＝150J，
则动滑轮和座椅的总重力：G总=W额h=150J1m=150N；
（2）该滑轮组的机械效率：η=W有W总=600J750J=80%；
（3）由图可知，动滑轮上绳子的段数 n＝3，
根据W＝Fs＝Fnh可得，安安的拉力：F=W总nh=750J3×1m=250N，
由力的相互性可知，绳对安安的拉力：F′＝F＝250N，
则安安对水平地面的压力：F压＝G安﹣F′＝700N﹣250N＝450N，
安安对水平地面的压强：p=F压S=450N500×10-4m2=9000Pa。
答：（1）动滑轮和座椅的总重力是150N；
（2）该滑轮组的机械效率为80%；
（3）安安对水平地面的压强为9000Pa。实验次序
动力臂F1/N
动力臂L1/cm
阻力F2/N
阻力臂L2/cm
1
1.0
5.0
1.0
5.0
2
1.5
10.0
0.5
30.0
3
2.0
15.0
1.5
20.0
实验次数
动力F1/N
a
阻力F2/N
b
1
1.0
10
2.0
5
2
1.5
5
0.5
15
3
2.0
15
1.5
20
实验次数
硬币个数/个
动力臂l1/cm
硬币个数/个
阻力臂l2/cm
1
2
10
4
5
2
3
10
2
☆
3
1
15
3
5
次数
动力F1/N
动力臂L1/cm
阻力F2/N
阻力臂L2/cm
1
2.0
30
3.0
20
2
1.0
40
2.0
20
3
2.5
20
2.0
25
动力F1/N
动力臂l1/cm
阻力F2/N
阻力臂l2/cm
1
1.0
10
2.0
5
2
2.0
10
2.0
10
3
2.0
15
1.5
20
4
3.0
20
6.0
10
5
4.0
25
5.0
20
次数
物重G/N
提升高度h/m
拉力F/N
绳端移动的距离s/m
机械效率η
1
2.0
0.1
1.0
0.3
66.7%
2
4.0
0.1
1.8
0.3
74.1%
3
6.0
0.1
2.5
0.3
实验次数
物重G/N
钩码上升高度h/m
动力F/N
动力作用点移动距离s/m
滑轮组的机械效率η/%
1
1
0.1
0.7
0.3
47.6
2
1
0.2
0.7
0.6
47.6
3
2
0.1
1.1
0.3
60.6
4
4
0.1
2
0.3
①
题号
1
答案
A
题号
2
答案
AC
实验次序
动力臂F1/N
动力臂L1/cm
阻力F2/N
阻力臂L2/cm
1
1.0
5.0
1.0
5.0
2
1.5
10.0
0.5
30.0
3
2.0
15.0
1.5
20.0
实验次数
动力F1/N
a
阻力F2/N
b
1
1.0
10
2.0
5
2
1.5
5
0.5
15
3
2.0
15
1.5
20
实验次数
硬币个数/个
动力臂l1/cm
硬币个数/个
阻力臂l2/cm
1
2
10
4
5
2
3
10
2
☆
3
1
15
3
5
次数
动力F1/N
动力臂L1/cm
阻力F2/N
阻力臂L2/cm
1
2.0
30
3.0
20
2
1.0
40
2.0
20
3
2.5
20
2.0
25
动力F1/N
动力臂l1/cm
阻力F2/N
阻力臂l2/cm
1
1.0
10
2.0
5
2
2.0
10
2.0
10
3
2.0
15
1.5
20
4
3.0
20
6.0
10
5
4.0
25
5.0
20
次数
物重G/N
提升高度h/m
拉力F/N
绳端移动的距离s/m
机械效率η
1
2.0
0.1
1.0
0.3
66.7%
2
4.0
0.1
1.8
0.3
74.1%
3
6.0
0.1
2.5
0.3
实验次数
物重G/N
钩码上升高度h/m
动力F/N
动力作用点移动距离s/m
滑轮组的机械效率η/%
1
1
0.1
0.7
0.3
47.6
2
1
0.2
0.7
0.6
47.6
3
2
0.1
1.1
0.3
60.6
4
4
0.1
2
0.3
①