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广东（2021-2023）中考物理模拟题分类汇编---简单机械
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这是一份广东（2021-2023）中考物理模拟题分类汇编---简单机械，共42页。
A．用筷子夹食物B．用动滑轮提起重物
C．测量质量的天平D．用瓶盖起子起瓶盖
2．（2022•龙岗区校级三模）杠杆是一种常见的简单机械，在日常生活中有着广泛的应用。下列杠杆在正常使用时能够省距离的是（ ）
A．用羊角锤起钉子B．用撬棒撬石头
C．用天平测质量D．用钓鱼竿钓鱼
3．（2023•白云区二模）用相同的滑轮和绳子分别组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，相同时间把相同的重物匀速提升相同的高度。若不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．滑轮组的机械效率相同
B．拉力F1和F2大小相等
C．拉力F1对滑轮组所做的功大
D．拉力F1对滑轮组所做功的功率大
4．（2023•英德市二模）同学们在劳动课上修剪树枝，应选用以下的哪种剪刀最合适（ ）
A．B．
C．D．
5．（2021•广东模拟）如图所示是一款不锈钢夹碗器，手指扣紧后可以抓取滚烫的碗，它在使用时属于（ ）
A．省力杠杆B．费力杠杆C．等臂杠杆D．无法确定
6．（2022•越秀区校级二模）如图所示，分别使用甲、乙、丙三种方式把同一物体M匀速提升至相同高度（绳长不变），测得各拉力大小如图，则（ ）
A．利用机械丙提升物体最省力
B．F乙和F丙两个力所做的功相同
C．机械丙比机械乙的机械效率低
D．机械乙比机械丙的额外功多
7．（2021•澄海区模拟）如图所示下列简单机械中，忽略杠杆、滑轮的自重、绳重及摩擦，当提起同一重物时，最省力的是（ ）
A．B．
C．D．
8．（2023•新会区二模）如图所示，是北京冬奥会上我国健儿比赛的精彩瞬间。下列说法正确的是（ ）
A．图甲中，运动员腾空后其惯性消失了
B．图乙中，曲棍球运动员用球杆击球时，球杆是费力杠杆
C．图丙中，滑雪运动员上升到最高点时受到平衡力的作用
D．图丁中，滑板运动员的滑板做成又宽又大，主要是为了增大摩擦
9．（2021•龙湖区二模）如图所示，分别使用甲、乙、丙三种方式把同一物体M匀速提升至相同高度（绳长不变），测得各拉力大小如图所示，则（ ）
A．利用机械丙提升M时省力
B．F乙和F丙两个力所做的功相同
C．机械丙的机械效率比机械乙的低
D．所测的的数据不能计算机械乙和丙的机械效率
10．（2023•越秀区模拟）如图，重力为G质量分布均匀的木棒左端与支点O连接，绕O转动时，棒所受的摩擦力可忽略不计。棒重心处受到竖直向上的拉力F1保持静止，则（ ）
A．F1＝G
B．F1•OA＝G•OB
C．若F1为杠杆的动力，G为杠杆的阻力，此杠杆为费力杠杆
D．若将竖直拉力移到C点棒仍静止，此时拉力记为F2，则F1＜F2
11．（2022•新兴县模拟）杠杆在生活中有很多应用，如图甲、乙两个同学正在玩跷跷板，乙同学欲使自己被跷起，他可采取的有效方法是（ ）
A．向前移动B．向后移动
C．前后移动都行D．请甲前进点
12．（2022•顺德区校级模拟）如图所示为国旗旗杆顶部的定滑轮，一名优秀的升旗手总能在国歌演一遍约50s的时间内将重3N的国旗升到旗杆顶端。已知学校操场旗杆高度约为11.8m，升旗手身高约1.8m。下列说法正确的是（ ）
A．旗手下拉的绳端移动距离为国旗上升距离的2倍
B．升旗手对绳的拉力为1.5N
C．国旗上升的平均速度约为0.24m/s
D．国旗对绳的拉力和绳对国旗的拉力是一对平衡力
13．（2021•南海区一模）如图，小东用200N的拉力通过滑轮组吊起质量为30kg的箱子，箱子在10s内被匀速竖直提升了2m。若不计绳重和摩擦，取g＝10N/kg，下列说法正确的是（ ）
A．在此过程中箱子的机械能不变
B．小东做功的功率为80W
C．在此过程中小东做的额外功为600J
D．滑轮组的机械效率为33.3%
14．（2021•福田区校级模拟）如图所示装有物品的旅行箱整体可视为杠杆，O为支点，B为重心，A为拉杆的端点。在A点沿图示方向施加拉力F，旅行箱静止。要使作用在A点的拉力F减小，保持其他条件不变，下列做法可行的是（ ）
A．缩短拉杆的长度
B．使拉力方向顺时针改变30°
C．使拉力方向逆时针改变60°
D．将箱内较重的物品远离O点摆放
15．（2022•白云区二模）如图两杠杆都处于平衡状态。图甲所示轻质塑料袋装满了体积不同的两种不同液体M、N，图乙所示是体积相同但密度不同的金属P、Q。则（ ）
A．M的密度大于NB．M的质量大于N
C．P的密度大于QD．P的质量大于Q
二．填空题（共8小题）
16．（2021•潮阳区一模）用图甲、乙两种方式匀速将重为100N的物体提升相同的高度，已知滑轮重20N，绳重和摩擦力不计。则手的拉力：F甲 F乙；拉力F对重物做的功W甲 W乙，机械效率：η甲 η乙（选填大于、小于或等于）。
17．（2023•东莞市校级二模）周末，小刚去湖边钓鱼，钓到鱼后他将鱼拉出水面，如图所示，鱼线对鱼的拉力和鱼对鱼线的拉力是一对 （选填“平衡力”或“相互作用力”）；小刚使用钓鱼竿时，钓鱼竿是一个 （选填“省力”、“等臂”或“费力”）杠杆；若鱼的质量是1.5kg，则鱼受到的重力是 N。（g取10N/kg）
18．（2021•赤坎区校级模拟）如图是实验小组在进行《测滑轮组机械效率》的实验装置。实验时弹簧测力计要竖直向上 拉动，实验时所用的动滑轮越重。滑轮组的机械效率越 ；实验时所吊起物体越重，滑轮组的机械效率越 ；影响滑轮组的机械效率还有绳子重力和绳子与滑轮之间的 。
19．（2022•顺德区校级模拟）在“探究杠杆平衡条件”的实验时：实验前杠杆在如图甲所示的位置静止，此时杠杆处于 （选填“平衡”或“非平衡”）状态。调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡后，小北同学在A处挂了3个钩码，如图乙所示，为了使杠杆仍在水平位置平衡，在B处应挂 个钩码（所用钩码规格均相同）。
20．（2021•金平区二模）列车上出售的食品常常放在如图所示的小推车上，若售货员推着小推车前进，则小推车相对于列车是 的；当前轮遇到障碍物A时，售货员向下按扶把，这时手推车可以视为杠杆，支点是 （写出支点位置的字母）；在推车的过程中，车轮的作用是 摩擦力。
21．（2022•新会区二模）如图所示，用甲、乙两个滑轮组将质量相同的甲、乙两物体匀速提升相同的高度，拉力都沿竖直方向，两动滑轮的重量相同，不计绳重与摩擦，则有用功W甲 W乙，所用的拉力F1 F2，其机械效率η甲 η乙。（以上选填“＞”“＜”或“＝”）
22．（2023•广东模拟）如图甲所示，我国古代记录传统手工技术的著作《天工开物》里记载了一种捣谷用的舂，其简化图如图乙所示，该装置是 （选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆。该装置碓头A重200N，不计横木的重力和摩擦。杆长AB＝1.5m，支点O距离脚踏板OB＝0.5m，人在B端施加的竖直向下的力至少为 N；若每次碓头A上升的高度都为0.6m，1min撞击舂中的谷粒20次，则克服碓头重力做功的功率为 W。
23．（2023•新会区二模）如图所示，小京利用动滑轮在A端匀速提起重200N的货物，若不计绳重、滑轮重及摩擦，则他拉绳子A端的拉力F为 N；实际测量A端的拉力为120N，不计绳重及摩擦，则该动滑轮的重量为 N，这个动滑轮的机械效率为 %。
三．作图题（共2小题）
24．（2023•南海区校级模拟）如图所示为工人师傅用笤帚扫地的情景。O是支点，右手作用在笤帚上A点的动力为F1，请在图乙中画出动力F1的力臂L1和作用在B点的水平方向的阻力F2的示意图。
25．（2022•江城区校级二模）如图所示，某工人站在地面上使用由三个滑轮组成的滑轮组提升重物，请用笔画线代替绳子，画出最省力的绕绳方法。
四．实验探究题（共2小题）
26．（2022•赤坎区校级模拟）如图是小明利用刻度均匀的杠杆进行探究“杠杆的平衡条件”的实验。
（1）如图甲所示，实验前杠杆左端下沉，这时小明应将两端的平衡螺母向 （左/右）调节，直到杠杆在 位置平衡，这样做的目的是 。
（2）如图乙所示挂上钩码后，杠杆恰好在水平位置平衡，当将A、B两点下方所挂钩码同时朝远离支点O方向移动一小格，则杠杆 （左/右）增将下沉。
（3）如图丙所示，若不在B点挂钩码，改用弹簧测力计在B点向下拉杠杆，使杠杆仍在水平位置平衡，当测力计从a位置转到b位置时，其示数大小将 。
（4）小王用图丁装置进行探究，发现总是无法得到课本上所给出的杠杆平衡条件，原因是 影响。
27．（2023•南山区模拟）在“探究斜面的机械效率”实验中，小明猜想斜面的机械效率可能跟斜面的粗糙程度有关，小聪猜想可能跟斜面的倾斜程度有关。如图是他们设计的实验装置，下表是其中一位同学在其他条件一定时的实验数据。
（1）表格中第三次实验的机械效率为 （结果保留一位小数），分析表中信息可知该实验是探究 （选填“小明”或“小聪”）的猜想，结论是：在其他条件一定时，斜面 ，机械效率越高；
（2）另一位同学为探究自己的猜想，设计了如下步骤。
①把一块长木板的一端垫高，构成一个斜面；
②用弹簧测力计沿斜面把一木块 拉上去，进行相关测量，计算出斜面的机械效率；
③保持斜面的 不变，改变斜面的 ，再进行相关测量，并计算出斜面的机械效率；
④比较两次 的大小，即可初步验证猜想是否正确。
五．计算题（共2小题）
28．（2023•曲江区校级模拟）巨型货轮“长赐”号满载时排水量达2×105t，是最大的远洋船之一。2021年3月9日该货轮载有超过1.8万个集装箱，从深圳盐田港出发，途径苏伊士运河斜向搁浅（如图甲）。救援队用挖掘机挖走船头和船尾底部的泥沙，利用水的浮力使船体重新漂浮。求（ρ海水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）：
（1）货轮满载正常航行时所受浮力大小；
（2）满载时货轮吃水深度约为16m，求此时船底受到水的压强是多大；
（3）救援前载，救援队还制定了通过卸载船上的集装箱，减小船的排水量来使船脱困的方案。若采用此方案，利用如图乙所示的塔式起重机卸载集装箱，当把重约1.2×105N的一个集装箱匀速吊起2m时，绳端的拉力F为5×104N，求此时滑轮组的机械效率。
29．（2022•南山区校级二模）图示为某种型号的剪叉式高空作业平台。这台机器利用起升电机升降作业平台，方便工人高空作业。该机器的部分数据如表所示。
（1）这台机器空载且静止时，对水平地面的压强是多大？（g取10N/kg）
（2）起升电机以额定功率工作时，将总重为1000N的人和作业工具以0.2m/s的速度举高8m。该机器做的有用功是多少？机械效率是多少？
广东（2021-2023）中考物理模拟题分类汇编---简单机械
参考答案与试题解析
一．选择题（共15小题）
1．（2023•潮阳区校级三模）如图是我国空间站的机械臂，它类似于人的手臂，可以省距离，下列工具使用时与机械臂属同类型杠杆的是（ ）
A．用筷子夹食物B．用动滑轮提起重物
C．测量质量的天平D．用瓶盖起子起瓶盖
【考点】杠杆的分类．
【专题】应用题；简单机械；应用能力．
【答案】A
【分析】结合图片和生活经验，判断人的手臂和机械臂动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆。
【解答】解：人的手臂和机械臂使用时动力臂小于阻力臂，是费力杠杆。
A、筷子在使用时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故A符合题意；
BD、动滑轮、瓶盖起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故BD不符合题意；
C、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。
【点评】本题考查了杠杆的分类，是一道基础题。
2．（2022•龙岗区校级三模）杠杆是一种常见的简单机械，在日常生活中有着广泛的应用。下列杠杆在正常使用时能够省距离的是（ ）
A．用羊角锤起钉子B．用撬棒撬石头
C．用天平测质量D．用钓鱼竿钓鱼
【考点】杠杆的分类．
【专题】应用题；简单机械；应用能力．
【答案】D
【分析】结合图片和生活经验，先判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆。
【解答】解：AB、用羊角锤起钉子、用撬棒撬石头时动力臂大于阻力臂，省力但费距离，故AB不合题意；
C、用天平测质量是等臂杠杆，不省力也不省距离，故C不合题意；
D、用钓鱼竿钓鱼时动力臂小于阻力臂，费力但省距离，故D符合题意。
故选：D。
【点评】本题考查了杠杆的分类和特点，杠杆包括以下几种：①省力杠杆，动力臂大于阻力臂，省力但费距离；②费力杠杆，动力臂小于阻力臂，费力但省距离；③等臂杠杆，动力臂等于阻力臂，既不省距离也不省力。
3．（2023•白云区二模）用相同的滑轮和绳子分别组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，相同时间把相同的重物匀速提升相同的高度。若不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．滑轮组的机械效率相同
B．拉力F1和F2大小相等
C．拉力F1对滑轮组所做的功大
D．拉力F1对滑轮组所做功的功率大
【考点】机械效率的大小比较；滑轮（组）的机械效率；滑轮组中的相关计算；比较功率的大小．
【专题】功、功率、机械效率；理解能力．
【答案】A
【分析】（1）机械效率是有用功与总功之比。
（2）总功等于有用功加额外功。
（3）功率是物体做功的快慢。
【解答】解：A、由图可知，甲、乙两个滑轮组吊的物体重量相等，两动滑轮重量也相等，若不计绳重及摩擦，滑轮组的机械效率相同，故A正确。
B、因为甲有两股绳子拉，乙有三股绳子拉，物体重量和动滑轮重量相等，故拉力F1＞F2，故B错误。
C、因为物体重力和动滑轮重力相等，匀速提升相同的高度。若不计绳重及摩擦，它们做的总功相同，故C错误。
D、因为两个滑轮组做的总功相同，所用时间又相同，故功率也相同，故D错误。
故选：A。
【点评】本题考查了机械效率和功率，属于基础题。
4．（2023•英德市二模）同学们在劳动课上修剪树枝，应选用以下的哪种剪刀最合适（ ）
A．B．
C．D．
【考点】杠杆的分类．
【专题】应用题；简单机械；应用能力．
【答案】见试题解答内容
【分析】使用剪刀修剪树枝时，需要很大的力，所以要选用省力一点的剪刀，结合图片判断四种剪刀哪一种是省力杠杆就选哪一个。
【解答】解：要剪动树枝，说明必须是省力杠杆，要求更省力，则动力臂要比阻力臂大得更多（即刀把比刀口更长），结合图示可知，只有C图所示剪刀最适合；
而ABD三把剪刀，AB是费力杠杆，D是省力杠杆，这三把剪刀用来剪布、纸、头发等比较软的物体。
故选：C。
【点评】本题考查了杠杆的分类，联系了学生最常见的剪刀，注重了物理和生活的联系，是一道好题。
5．（2021•广东模拟）如图所示是一款不锈钢夹碗器，手指扣紧后可以抓取滚烫的碗，它在使用时属于（ ）
A．省力杠杆B．费力杠杆C．等臂杠杆D．无法确定
【考点】杠杆的分类．
【专题】应用题；简单机械；应用能力．
【答案】B
【分析】动力臂小于阻力臂的杠杆称为费力杠杆。
【解答】解：不锈钢夹碗器，手指扣紧后可以抓取滚烫的碗，它在使用时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆。
故ACD错误，B正确。
故选：B。
【点评】区分生活中各类杠杆，是解答此题的关键。
6．（2022•越秀区校级二模）如图所示，分别使用甲、乙、丙三种方式把同一物体M匀速提升至相同高度（绳长不变），测得各拉力大小如图，则（ ）
A．利用机械丙提升物体最省力
B．F乙和F丙两个力所做的功相同
C．机械丙比机械乙的机械效率低
D．机械乙比机械丙的额外功多
【考点】机械效率的大小比较；定滑轮及其工作特点；动滑轮及其工作特点；比较功的大小；有用功和额外功；机械效率的概念．
【专题】应用题；功、功率、机械效率；应用能力．
【答案】C
【分析】（1）根据拉力的大小分析；
（2）根据W＝Fs分析功的大小；
（3）比较有用功和总功的大小，从而判定机械效率的大小；
（4）根据W额＝W总﹣W有分析额外功的大小。
【解答】解：
A、由图可知，甲直接提升物体，此时的拉力为10N；乙通过定滑轮提升物体，此时的拉力为11N；丙通过动滑轮提升物体，此时的拉力为11N，大于直接提升物体所用的力，所以利用机械丙提升M时不省力，故A错误；
B、F乙和F丙两个力的大小相同，物体上升相同的高度，由定滑轮和动滑轮的特点可知，F乙移动的距离是F丙移动距离的一半，根据W＝Fs可知，F丙所做的功要大，故B错误；
C、机械丙和机械乙把相同的物体提升相同的高度，根据W＝Gh可知，所做的有用功是相同的，F丙所做的总功要大，根据η＝可知，机械丙的机械效率比机械乙的低，故C正确；
D、所做的有用功是相同的，F丙所做的总功要大，根据W额＝W总﹣W有可知F丙所做的额外功要大，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查了使用定滑轮、动滑轮时机械效率大小的比较，难度不大。
7．（2021•澄海区模拟）如图所示下列简单机械中，忽略杠杆、滑轮的自重、绳重及摩擦，当提起同一重物时，最省力的是（ ）
A．B．
C．D．
【考点】轮轴及其他常见简单机械；滑轮组中的相关计算；杠杆的平衡条件；定滑轮及其工作特点．
【专题】简单机械；应用能力．
【答案】A
【分析】杠杆平衡条件的表达式：动力×动力臂＝阻力×阻力臂，即F1l1＝F2l2；
定滑轮使用时，滑轮的位置固定不变，定滑轮实质是等臂杠杆，不省力也不费力，但可以改变作用力方向；
斜面若不计算摩擦，则有FL＝Gh；
滑轮组来拉升重物时，绳子拉力的计算，就是看有几段绳子拉着重物，拉力就是重物重力的几分之一，不考虑摩擦力公式为F拉＝（G动+G物）/n；
【解答】解：A、A图杠杆，根据F1L1＝F2L2，可计算F1＝G；
B、B图为定滑轮，拉力等于重力，F2＝G；
C、C图为斜面，在这个直角三角形中，斜面角度为30°，则该斜面的高为斜面长的，不计摩擦力情况下，根据公式FL＝Gh，可以计算出F＝G；
D、D图为1个定滑轮和1个动滑轮组成的滑轮组，有3段绳子拉着重物，不计滑轮的自重及摩擦，F4＝G物；
故选：A。
【点评】本题考查的简单机械，包括滑轮组、斜面、杠杆，注重基础知识。
8．（2023•新会区二模）如图所示，是北京冬奥会上我国健儿比赛的精彩瞬间。下列说法正确的是（ ）
A．图甲中，运动员腾空后其惯性消失了
B．图乙中，曲棍球运动员用球杆击球时，球杆是费力杠杆
C．图丙中，滑雪运动员上升到最高点时受到平衡力的作用
D．图丁中，滑板运动员的滑板做成又宽又大，主要是为了增大摩擦
【考点】杠杆的分类；惯性与惯性现象；平衡状态的判断；增大和减小压强的方法和应用．
【专题】运动和力；压强、液体的压强；简单机械；应用能力．
【答案】B
【分析】（1）一切物体在任何时候都有惯性；
（2）结合图片和生活经验，先判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆；
（3）物体受平衡力时处于平衡状态，平衡状态是指静止或匀速直线运动状态；
（4）减小压强的方法：在受力面积一定时，减小压力；在压力一定时，增大受力面积
【解答】解：A、一切物体在任何时候都有惯性，运动员腾空后仍具有惯性，故A错误；
B、图乙中的球杆在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故B正确；
C、滑雪运动员上升到最高点时只受重力的作用，受到非平衡力的作用，故C错误；
D、图丁中，滑板运动员的滑板做成又宽又大，目的是在压力一定时，通过增大受力面积来减小压强，故D错误。
故选：B。
【点评】本题考查了对惯性、杠杆的分类、平衡力与平衡状态的判断以及减小压强的方法等知识的掌握，有一定综合性。
9．（2021•龙湖区二模）如图所示，分别使用甲、乙、丙三种方式把同一物体M匀速提升至相同高度（绳长不变），测得各拉力大小如图所示，则（ ）
A．利用机械丙提升M时省力
B．F乙和F丙两个力所做的功相同
C．机械丙的机械效率比机械乙的低
D．所测的的数据不能计算机械乙和丙的机械效率
【考点】机械效率的大小比较；比较功的大小．
【专题】应用题；功、功率、机械效率；应用能力．
【答案】C
【分析】（1）根据拉力的大小分析；
（2）根据W＝Fs分析功的大小；
（3）比较有用功和总功的大小，从而判定机械效率的大小；
（4）根据η＝＝＝分析。
【解答】解：
A、由图可知，甲直接提升物体，此时的拉力为10N；乙通过定滑轮提升物体，此时的拉力为11N；丙通过动滑轮提升物体，此时的拉力为11N，大于直接提升物体所用的力，所以利用机械丙提升M时不省力，故A错误；
B、F乙和F丙两个力的大小相同，物体上升相同的高度，由定滑轮和动滑轮的特点可知，F乙移动的距离时F丙移动距离的一半，根据W＝Fs可知，F丙所做的功要大，故B错误；
C、机械丙和机械乙把相同的物体提升相同的高度，根据W＝Gh可知，所做的有用功是相同的，F丙所做的总功要大，根据η＝可知，机械丙的机械效率比机械乙的低，故C正确；
D、甲直接提升物体，此时的拉力为10N，则物体的重力为G＝10N；机械乙和丙的拉力已知，由定滑轮和动滑轮的特点可知s和h的关系，根据η＝＝＝可以求出机械效率的大小，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查了使用定滑轮、动滑轮时机械效率的计算，要利用好滑轮（滑轮组）机械效率公式η＝＝＝。
10．（2023•越秀区模拟）如图，重力为G质量分布均匀的木棒左端与支点O连接，绕O转动时，棒所受的摩擦力可忽略不计。棒重心处受到竖直向上的拉力F1保持静止，则（ ）
A．F1＝G
B．F1•OA＝G•OB
C．若F1为杠杆的动力，G为杠杆的阻力，此杠杆为费力杠杆
D．若将竖直拉力移到C点棒仍静止，此时拉力记为F2，则F1＜F2
【考点】杠杆的平衡条件；杠杆的分类．
【专题】应用题；简单机械；应用能力．
【答案】A
【分析】（1）根据图示可知，杠杆受到的动力竖直向下，阻力为杠杆的自重，作用点为A点，方向竖直向下，据此可知动力臂与阻力臂的关系，从而得出动力、动力臂、阻力、阻力臂的关系；
（2）杠杆的分类：当动力臂大于阻力臂时，为省力杠杆；当动力臂小于阻力臂时，为费力杠杆；当动力臂等于阻力臂时，为等臂杠杆；
（3）将竖直拉力移到C点时，根据图示可知动力臂的变化，根据杠杆平衡条件可知动力的变化。
【解答】解：AB、由图示可知，杠杆受到的动力竖直向下，阻力为杠杆的自重，方向竖直向下，作用点都在A点，因此动力臂等于阻力臂，都为OB，则有：F1×OB＝G×OB，故F1＝G，故A正确，B错误；
C、若F1为杠杆的动力，G为杠杆的阻力，则动力臂等于阻力臂，因此杠杆为等臂杠杆，故C错误；
D、若将竖直拉力移到C点，显然动力臂变大，阻力和阻力臂不变，由杠杆平衡条件可得，要使棒仍静止，需减小动力，因此F1＞F2，故D错误。
故选：A。
【点评】此题是有关杠杆的动态平衡分析，考查了杠杆平衡条件的应用以及杠杆的分类，关键能从图中判断出动力、动力臂、阻力、阻力臂的变化。
11．（2022•新兴县模拟）杠杆在生活中有很多应用，如图甲、乙两个同学正在玩跷跷板，乙同学欲使自己被跷起，他可采取的有效方法是（ ）
A．向前移动B．向后移动
C．前后移动都行D．请甲前进点
【考点】杠杆的应用．
【专题】应用题；简单机械；应用能力．
【答案】A
【分析】跷跷板就是杠杆的应用，它是通过改变力的大小或者力臂的长度使杠杆发生转动的，根据杠杆平衡条件分析可知。
【解答】解：乙同学欲使自己被跷起，根据杠杆的平衡条件可知，可以减小乙对跷跷板的压力或减小乙对跷跷板的压力的力臂，故乙应该向前移动；
若甲前进点，则甲对跷跷板压力的力臂变小，甲对跷跷板压力与其力臂的乘积变小，乙同学不会被跷起，故A正确。
故选：A。
【点评】本题考查了杠杆平衡条件的应用，属于基础题。
12．（2022•顺德区校级模拟）如图所示为国旗旗杆顶部的定滑轮，一名优秀的升旗手总能在国歌演一遍约50s的时间内将重3N的国旗升到旗杆顶端。已知学校操场旗杆高度约为11.8m，升旗手身高约1.8m。下列说法正确的是（ ）
A．旗手下拉的绳端移动距离为国旗上升距离的2倍
B．升旗手对绳的拉力为1.5N
C．国旗上升的平均速度约为0.24m/s
D．国旗对绳的拉力和绳对国旗的拉力是一对平衡力
【考点】定滑轮及其工作特点；变速运动与平均速度；平衡力与相互作用力的辨别．
【专题】其他综合题；应用能力．
【答案】C
【分析】（1）（2）使用滑轮时，轴的位置固定不动的滑轮称为定滑轮。定滑轮不省力，但是可以改变力的方向。实质上是动力臂等于阻力臂的杠杆（等臂杠杆）。
（3）根据v＝求出国旗上升的平均速度；
（4）二力平衡的条件：大小相等、方向相反、作用在一条直线上、作用在一个物体上，四个条件缺一不可；相互作用力大小相等、方向相反、作用在一条直线上、作用在两个物体上，不是作用在一个物体上。
【解答】解：AB、国旗旗杆顶部的滑轮为定滑轮，定滑轮不省力，但是可以改变力的方向，因此旗手下拉的绳端移动距离等于国旗上升距离，不计摩擦和绳重，升旗手对绳的拉力等于国旗的重力，为3N，故AB错误；
C、国旗上升的平均速度约为：v＝＝≈0.24m/s，故C正确；
D、国旗对绳的拉力和绳对国旗的拉力是一对相互作用力，故D错误。
故选：C。
【点评】此题考查了定滑轮及其工作特点、平均速度的计算、平衡力与相互作用力的辨别，难度不大，属基础题。
13．（2021•南海区一模）如图，小东用200N的拉力通过滑轮组吊起质量为30kg的箱子，箱子在10s内被匀速竖直提升了2m。若不计绳重和摩擦，取g＝10N/kg，下列说法正确的是（ ）
A．在此过程中箱子的机械能不变
B．小东做功的功率为80W
C．在此过程中小东做的额外功为600J
D．滑轮组的机械效率为33.3%
【考点】滑轮（组）的机械效率；有用功和额外功；功率的计算及公式的应用；机械能的概念．
【专题】计算题；功、功率、机械效率；应用能力．
【答案】B
【分析】（1）重力势能大小与质量、高度有关，质量越大，高度越高，重力势能越大；动能与质量和速度的有关，物体的质量越大、速度越大，动能越大；动能和势能统称为机械能；
（2）由图知，n＝2，则绳子末端移动的距离s＝2h，利用W＝Fs求拉力做的总功，利用P＝求拉力做功的功率；
（3）利用G＝mg求箱子的重力，利用W＝Gh求拉力做的有用功，拉力做的额外功W额＝W总﹣W有；
（4）滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比。
【解答】解：
A、箱子被匀速竖直提升，质量不变、速度不变，动能不变；质量不变、高度增加，重力势能增大，机械能增大，故A错误；
B、由图知，n＝2，则绳子末端移动的距离s＝2h＝2×2m＝4m，
小东做的总功：W总＝Fs＝200N×4m＝800J，
则小东做功的功率：P＝＝＝80W，故B正确；
C、箱子的重力：G＝mg＝30kg×10N/kg＝300N，
拉力做的有用功：W有＝Gh＝300N×2m＝600J，
拉力做的额外功：W额＝W总﹣W有＝800J﹣600J＝200J，故C错误；
D、滑轮组的机械效率：
η＝×100%＝×100%＝75%，故D错误。
故选：B。
【点评】本题考查了有用功、总功、额外功、机械效率的计算，从滑轮组的结构找出n的值，求出绳子末端移动的距离s＝nh是本题的关键。
14．（2021•福田区校级模拟）如图所示装有物品的旅行箱整体可视为杠杆，O为支点，B为重心，A为拉杆的端点。在A点沿图示方向施加拉力F，旅行箱静止。要使作用在A点的拉力F减小，保持其他条件不变，下列做法可行的是（ ）
A．缩短拉杆的长度
B．使拉力方向顺时针改变30°
C．使拉力方向逆时针改变60°
D．将箱内较重的物品远离O点摆放
【考点】杠杆的动态平衡分析．
【专题】应用题；简单机械；应用能力．
【答案】C
【分析】根据杠杆的平衡条件分析各选项中作用在A点拉力的变化即可。
【解答】解：A、拉杆箱的重力、重力的力臂不变，缩短拉杆的长度，则拉力的力臂变短，根据杠杆的平衡条件可知，拉力变大，故此方法不可行；
B、拉杆箱的重力、重力的力臂不变，使拉力方向顺时针改变30°，此时拉力的力臂为0，不省力，不能使作用在A点的拉力减小，故此方法不可行；
C、拉杆箱的重力、重力的力臂不变，使拉力方向逆时针改变60°，此时拉力的力臂变大，根据杠杆的平衡条件可知拉力变小，故此方法可行；
D、拉杆箱的重力不变，将箱内较重的物品远离O点摆放，重心也远离支点，重力的力臂变长，拉力方向不变，拉力的力臂不变，根据杠杆的平衡条件可知，拉力变大，故此方法不可行。
故选：C。
【点评】本题考查杠杆的动态平衡问题，正确分析各种情况下力臂的变化是关键。
15．（2022•白云区二模）如图两杠杆都处于平衡状态。图甲所示轻质塑料袋装满了体积不同的两种不同液体M、N，图乙所示是体积相同但密度不同的金属P、Q。则（ ）
A．M的密度大于NB．M的质量大于N
C．P的密度大于QD．P的质量大于Q
【考点】杠杆的平衡条件；阿基米德原理的应用．
【专题】简单机械；分析、综合能力．
【答案】B
【分析】分析杠杆时，找到对应的力臂，利用杠杆平衡去比较大小。
【解答】解：对于甲图，M的力臂小于N的力臂，所以M的重力大于N的重力，则M的质量大于N。由于M体积大于N的体积，所以无法比较M和N的密度大小，故A错误，B正确；
对于乙图，Q的力臂小于P的力臂，所以Q的重力大于P的重力，则Q的质量大于P。由于P和Q的体积一样，所以Q的密度大于P的密度，故C、D都错误；
故选：B。
【点评】本题考查了杠杆的平衡条件的应用和密度知识的应用，属于中档题目。
二．填空题（共8小题）
16．（2021•潮阳区一模）用图甲、乙两种方式匀速将重为100N的物体提升相同的高度，已知滑轮重20N，绳重和摩擦力不计。则手的拉力：F甲 大于 F乙；拉力F对重物做的功W甲 等于 W乙，机械效率：η甲 大于 η乙（选填大于、小于或等于）。
【考点】机械效率的大小比较；功的计算和公式的应用．
【专题】应用题；功、功率、机械效率．
【答案】见试题解答内容
【分析】（1）动滑轮和定滑轮的使用特点：使用定滑轮不能省力，但能改变动力的方向；使用动滑轮不能改变动力的方向，但能省力。
（2）利用滑轮来提起重物时，所做的有用功就是克服物体自身重力所做的功；不计绳重和摩擦，克服动滑轮的重做的功就是额外功，使用定滑轮的机械效率就是100%。
【解答】解：绳重和摩擦力不计，由定滑轮的使用特点可知：F甲＝G；
由动滑轮的使用特点可知：F乙＝（G动+G）；
一般情况下，动滑轮重小于物重，因此F甲＞F乙。
如图所示，用定滑轮和动滑轮分别将质量相同的甲、乙两物体匀速提升相同的高度，不计绳重与摩擦，则所做的有用功一样大，即拉力F对重物做的功W甲＝W乙，
乙图，要克服动滑轮的重力做额外功，所以使用动滑轮做的总功多，由η＝可知，动滑轮的机械效率低，即η甲＞η乙。
故答案为：大于；等于；大于。
【点评】本题的解题关键是知道使用动滑轮要克服动滑轮重力做功，在有用功相同的情况下，使用动滑轮所做的做功多。
17．（2023•东莞市校级二模）周末，小刚去湖边钓鱼，钓到鱼后他将鱼拉出水面，如图所示，鱼线对鱼的拉力和鱼对鱼线的拉力是一对 相互作用力 （选填“平衡力”或“相互作用力”）；小刚使用钓鱼竿时，钓鱼竿是一个 费力 （选填“省力”、“等臂”或“费力”）杠杆；若鱼的质量是1.5kg，则鱼受到的重力是 15 N。（g取10N/kg）
【考点】杠杆的分类；重力的计算；平衡力与相互作用力的辨别．
【专题】应用题；运动和力；重力、弹力、摩擦力；简单机械；应用能力．
【答案】相互作用力；费力；15。
【分析】（1）力是物体对物体的作用，物体间力的作用是相互的；
（2）杠杆的分类：若动力臂小于阻力臂，则是费力杠杆；若动力臂大于阻力臂，则是省力杠杆；若动力臂等于阻力臂，则是等臂杠杆；
（3）根据G＝mg求出鱼受到的重力。
【解答】解：因为物体间力的作用是相互的，所以鱼线对鱼有拉力的同时，鱼对鱼线也有拉力，则这两个力是一对相互作用力；
钓鱼竿在使用时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆；
若鱼的质量是1.5kg，则鱼受到的重力为G＝mg＝1.5kg×10N/kg＝15N。
故答案为：相互作用力；费力；15。
【点评】本题考查了相互作用力和平衡力的区分、杠杆的分类和重力的计算，属于基础题。
18．（2021•赤坎区校级模拟）如图是实验小组在进行《测滑轮组机械效率》的实验装置。实验时弹簧测力计要竖直向上 匀速 拉动，实验时所用的动滑轮越重。滑轮组的机械效率越 低 ；实验时所吊起物体越重，滑轮组的机械效率越 高 ；影响滑轮组的机械效率还有绳子重力和绳子与滑轮之间的 摩擦 。
【考点】实验 测量滑轮组的机械效率．
【专题】实验题；简单机械；分析、综合能力．
【答案】匀速；低；高；摩擦
【分析】实验过程中，为了准确测量拉力，需要使测力计匀速运动；
根据η＝＝＝分析机械效率的影响因素。
【解答】解：在实验操作中应竖直向上匀速拉动弹簧测力计，这样弹簧测力计处于平衡状态，其示数才能够反映拉力的大小；
实验时所用的动滑轮越重，提升相同的高度，克服动滑轮重力所做的额外功越多，在有用功不变的情况下，根据η＝＝可知，滑轮组的机械效率越低；
实验时所吊起物体越重，所做的有用功越大，在额外功不变的情况下，根据η＝＝＝可知，滑轮组的机械效率越高；
在实验的过程中，需要克服绳重、绳子与滑轮之间的摩擦做功，这些都是额外功，所以影响滑轮组的机械效率还有绳重和绳子与滑轮之间的摩擦。
故答案为：匀速；低；高；摩擦。
【点评】此题是“探究滑轮组的机械效率”实验，考查了影响滑轮组效率的因素，难度不大。
19．（2022•顺德区校级模拟）在“探究杠杆平衡条件”的实验时：实验前杠杆在如图甲所示的位置静止，此时杠杆处于 平衡 （选填“平衡”或“非平衡”）状态。调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡后，小北同学在A处挂了3个钩码，如图乙所示，为了使杠杆仍在水平位置平衡，在B处应挂 2 个钩码（所用钩码规格均相同）。
【考点】探究杠杆的平衡条件．
【专题】实验题；简单机械；应用能力．
【答案】平衡；2。
【分析】（1）杠杆静止或匀速转动时杠杆就处于平衡状态；
（2）设一个钩码重为G，杠杆一个小格是L，根据杠杆平衡条件判断在B点挂钩码的数量。
【解答】解：（1）杠杆静止或匀速转动时杠杆就处于平衡状态；
（2）若每个钩码重G，每个小格长L，如图乙所示，根据杠杆的平衡条件可得，
3G×2L＝nG×3L，解得n＝2，即应在杠杆右边B处挂同样的钩码2个。
故答案为：平衡；2。
【点评】此题是“探究杠杆的平衡条件”实验，考查了杠杆的调平，杠杆平衡条件的应用，都是杠杆平衡条件中的常见知识。
20．（2021•金平区二模）列车上出售的食品常常放在如图所示的小推车上，若售货员推着小推车前进，则小推车相对于列车是 运动 的；当前轮遇到障碍物A时，售货员向下按扶把，这时手推车可以视为杠杆，支点是 C （写出支点位置的字母）；在推车的过程中，车轮的作用是 减小 摩擦力。
【考点】杠杆及其五要素．
【专题】定性思想；其他综合题；理解能力．
【答案】运动：C；减小。
【分析】（1）物体是运动还是静止与参照物的选择有关；
（2）解决此题要知道杠杆的五要素是：支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂；
（3）减小摩擦力的方法：减小压力，减小接触面的粗糙程度，使接触面脱离，用滚动代替滑动。
【解答】解：（1）若售货员推着小推车前进，则小推车相对于列车的位置不断发生变化，故是运动的；
（2）当前轮遇障碍物A时，售货员向下按扶把，这时手推车可看成杠杆绕着C点转动，故支点是C点；
（3）车轮的作用是滚动代替滑动减小摩擦；故车轮的作用是减小摩擦力。
故答案为：运动：C；减小。
【点评】本题考查运动和静止的相对性、杠杆的五要素以及减小摩擦的方法，难度不大。
21．（2022•新会区二模）如图所示，用甲、乙两个滑轮组将质量相同的甲、乙两物体匀速提升相同的高度，拉力都沿竖直方向，两动滑轮的重量相同，不计绳重与摩擦，则有用功W甲 ＝ W乙，所用的拉力F1 ＜ F2，其机械效率η甲 ＝ η乙。（以上选填“＞”“＜”或“＝”）
【考点】机械效率的大小比较；滑轮组中的相关计算；比较功的大小．
【专题】功、功率、机械效率；应用能力．
【答案】＝；＜；＝。
【分析】由滑轮组的结构知道承担物重的绳子股数n，则绳子自由端移动的距离s＝nh；
（1）不计绳重及摩擦，拉力F＝（G物+G动），据此比较拉力大小关系；
（2）把相同的重物匀速提升相同的高度，做的有用功相同；不计绳重及摩擦，利用相同的滑轮和绳子、提升相同的高度，做额外功相同；而总功等于有用功加上额外功，可知利用滑轮组做的总功相同，再根据效率公式判断滑轮组机械效率的大小关系。
【解答】解：
（1）不计绳重及摩擦，拉力F＝（G物+G动），由图知，n甲＝3，n乙＝2；
所以绳端的拉力分别为：F1＝（G物+G动），F2＝（G物+G动），所以F1＜F2；
（2）因为不计绳重及摩擦，动滑轮重相同，提升的物体重和高度相同，由W额＝G动h、W有用＝G物h可知，利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同，则拉力做的总功相同，因为η＝，所以两滑轮组的机械效率相同。
故答案为：＝；＜；＝。
【点评】本题重点理解：把相同的重物匀速提升相同的高度，做的有用功相同；不计绳重及摩擦，利用相同的滑轮和绳子、提升相同的高度，做额外功相同；而总功等于有用功加上额外功，可知利用滑轮组做的总功相同。
22．（2023•广东模拟）如图甲所示，我国古代记录传统手工技术的著作《天工开物》里记载了一种捣谷用的舂，其简化图如图乙所示，该装置是 费力 （选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆。该装置碓头A重200N，不计横木的重力和摩擦。杆长AB＝1.5m，支点O距离脚踏板OB＝0.5m，人在B端施加的竖直向下的力至少为 400 N；若每次碓头A上升的高度都为0.6m，1min撞击舂中的谷粒20次，则克服碓头重力做功的功率为 40 W。
【考点】杠杆的平衡条件；功率的计算及公式的应用．
【专题】应用题；简单机械；功、功率、机械效率．
【答案】费力；400；40。
【分析】（1）作出杠杆的示意图，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；
（2）根据已知条件，根据相似三角形知识可知大小，根据杠杆的平衡条件得出动力大小；
（3）不计横木的重力和摩擦，求出1min内人克服碓头重力做功，根据功率公式得出1min克碓头重力做功的功率。
【解答】解：（1）由图可知，O是支点，从O点向阻力F2的作用线做垂线段，可得阻力臂l2，同理可知动力臂为l1，舂在使用过程中，因动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；
（2）杆长AB＝1.5m，支点O距离脚踏板OB＝0.5m，故AO＝1.0m；根据相似三角形知识有
＝
根据杠杆的平衡条件可知：mg×l2＝F1×l1，
F1＝＝2×200N＝400N
（3）不计横木的重力和摩擦，1min内人克服碓头重力做功：
W总＝nW＝20×Gh＝20×200N×0.6m＝2400J，
1min克碓头重力做功的功率为：
P＝。
故答案为：费力；400；40。
【点评】本题考查杠杆的分类、杠杆平衡条件及功和功率公式的运用。
23．（2023•新会区二模）如图所示，小京利用动滑轮在A端匀速提起重200N的货物，若不计绳重、滑轮重及摩擦，则他拉绳子A端的拉力F为 100 N；实际测量A端的拉力为120N，不计绳重及摩擦，则该动滑轮的重量为 40 N，这个动滑轮的机械效率为 83.3 %。
【考点】滑轮（组）的机械效率；动滑轮拉力的计算．
【专题】定量思想；功、功率、机械效率；应用能力．
【答案】100；40；83.3。
【分析】（1）由图可知，n＝2，若不计绳重、滑轮重及摩擦，根据F＝G算出拉力；
（2）不计绳重及摩擦，根据F＝（G+G动）算出动滑轮重；
根据η＝＝＝算出动滑轮的机械效率。
【解答】解：（1）由图可知，n＝2，若不计绳重、滑轮重及摩擦，拉力为：
F＝G＝×200N＝100N；
（2）不计绳重及摩擦，根据F＝（G+G动）得动滑轮重力为：
G动＝nF﹣G＝2×120N﹣200N＝40N；
动滑轮的机械效率为：
η＝＝＝＝×100%≈83.3%。
故答案为：100；40；83.3。
【点评】本题考查了使用动滑轮组时拉力、动滑轮重力和机械效率的计算，利用好不计绳重和摩擦时F＝（G+G动）是关键。
三．作图题（共2小题）
24．（2023•南海区校级模拟）如图所示为工人师傅用笤帚扫地的情景。O是支点，右手作用在笤帚上A点的动力为F1，请在图乙中画出动力F1的力臂L1和作用在B点的水平方向的阻力F2的示意图。
【考点】力臂的画法；力的示意图与图示．
【专题】作图题；重力、弹力、摩擦力；简单机械；应用能力．
【答案】
【分析】阻力是阻碍杠杆转动的力，根据动力F1的方向确定阻力F2的方向，然后根据力的示意图的画法画出作用在B点的水平方向的阻力F2的示意图，再根据力臂的概念画出F1的力臂L1。
【解答】解：
由图可知，动力F1的作用是使杠杆沿顺时针方向转动，所以阻力F2的作用是阻碍其转动，方向与F1相反，从B点开始，沿水平向左的方向画出阻力F2的示意图；
从支点O作阻力F1作用线的垂线，即为动力臂L1。如图所示：
【点评】此题考查力的示意图和力臂的画法，画力臂，关键是确定支点和力的作用线，从支点向力的作用线引垂线，垂线段的长度即为力臂，只要细心，不会出错。
25．（2022•江城区校级二模）如图所示，某工人站在地面上使用由三个滑轮组成的滑轮组提升重物，请用笔画线代替绳子，画出最省力的绕绳方法。
【考点】滑轮组的设计与组装．
【专题】设计与制作题；简单机械；应用能力．
【答案】
【分析】与动滑轮连接的绳子能分担物体的重力，所以与动滑轮相连的绳子的股数越多越省力，但还要注意对拉力方向的要求。
【解答】解：要使滑轮组最省力，需要承担物重的绳子段数最多，所以要从动滑轮绕起，依次绕过上面的定滑轮、下面的动滑轮，再绕过上面的另一个定滑轮，如图所示：
【点评】对于滑轮组的组装与绕线方法，要看清题目的每一个要求，灵活运用，不能死记硬背最省力的绕线方法。
四．实验探究题（共2小题）
26．（2022•赤坎区校级模拟）如图是小明利用刻度均匀的杠杆进行探究“杠杆的平衡条件”的实验。
（1）如图甲所示，实验前杠杆左端下沉，这时小明应将两端的平衡螺母向 右 （左/右）调节，直到杠杆在 水平 位置平衡，这样做的目的是 消除杠杆的自重对平衡的影响且便于测量力臂的大小 。
（2）如图乙所示挂上钩码后，杠杆恰好在水平位置平衡，当将A、B两点下方所挂钩码同时朝远离支点O方向移动一小格，则杠杆 右 （左/右）增将下沉。
（3）如图丙所示，若不在B点挂钩码，改用弹簧测力计在B点向下拉杠杆，使杠杆仍在水平位置平衡，当测力计从a位置转到b位置时，其示数大小将 变大 。
（4）小王用图丁装置进行探究，发现总是无法得到课本上所给出的杠杆平衡条件，原因是 杠杆的自重对杠杆平衡有影响 影响。
【考点】探究杠杆的平衡条件．
【专题】应用题；简单机械；应用能力．
【答案】（1）右；水平；消除杠杆的自重对平衡的影响且便于测量力臂的大小；（2）右；（3）变大；（4）杠杆的自重对杠杆平衡有影响。
【分析】（1）调节杠杆平衡时，平衡螺母向上翘的一端移动；调节杠杆在水平位置平衡的目的是消除杠杆的自重对平衡的影响且便于测量力臂的大小；
（2）根据杠杆平衡条件判断是否平衡；
（3）根据钩码个数与每个钩码的重力求出测力计拉力；当保持B点不动，弹簧测力计的方向向右倾斜，这时杠杆右侧的力臂变短，根据杠杆的平衡条件可知，使杠杆仍在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将变大；
（4）图丁中，支点位于动力和阻力的右侧，弹簧测力计不但提了钩码，而且还提了杠杆，杠杆的重力对杠杆转动产生了影响。
【解答】解：（1）若开始实验前发现左端下沉，右端上翘，可将杠杆两端的平衡螺母向右端移动，直到杠杆在水平位置平衡，这样做的目的是消除杠杆的自重对平衡的影响且便于测量力臂的大小；
（2）若A．B两点的钩码同时向远离支点的方向移动一个格，则左侧2G×4L＝8GL，右侧3G×3L＝9GL，因为8GL＜9GL，故右端下沉；
（3）保持B点不变，若拉力F向右倾斜时，此时F的力臂变短，根据杠杆的平衡条件，力变大；
（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；
故答案为：（1）右；水平；消除杠杆的自重对平衡的影响且便于测量力臂的大小；（2）右；（3）变大；（4）杠杆的自重对杠杆平衡有影响。
【点评】本题考查探究杠杆平衡条件的实验，关键是将课本知识内容记忆清楚，仔细分析即可。
27．（2023•南山区模拟）在“探究斜面的机械效率”实验中，小明猜想斜面的机械效率可能跟斜面的粗糙程度有关，小聪猜想可能跟斜面的倾斜程度有关。如图是他们设计的实验装置，下表是其中一位同学在其他条件一定时的实验数据。
（1）表格中第三次实验的机械效率为 70.6% （结果保留一位小数），分析表中信息可知该实验是探究 小聪 （选填“小明”或“小聪”）的猜想，结论是：在其他条件一定时，斜面 越陡 ，机械效率越高；
（2）另一位同学为探究自己的猜想，设计了如下步骤。
①把一块长木板的一端垫高，构成一个斜面；
②用弹簧测力计沿斜面把一木块 匀速 拉上去，进行相关测量，计算出斜面的机械效率；
③保持斜面的 倾斜程度 不变，改变斜面的 粗糙程度 ，再进行相关测量，并计算出斜面的机械效率；
④比较两次 机械效率 的大小，即可初步验证猜想是否正确。
【考点】斜面机械效率的测量实验．
【专题】测量型实验综合题．
【答案】（1）70.6%；小聪；越陡；（2）②匀速；③倾斜程度；粗糙程度；④机械效率。
【分析】（1）结合表中数据，利用机械效率的计算公式求得第三次实验的机械效率；不变量是物块的重力和斜面的粗糙程度，变量是斜面的倾斜程度，机械效率也不相同；
（2）探究斜面机械效率与斜面粗糙程度的关系，应控制斜面的倾斜程度不变，改变斜面的粗糙程度，根据记录的数据计算机械效率，验证猜想。
【解答】解：（1）第三次实验的机械效率为：η＝＝≈70.6%。
由表中实验数据可知，斜面的粗糙程度相同而斜面的倾斜程度不同，因此该实验探究的是机械效率与斜面倾斜程度的关系，验证的是小聪的猜想；由表中实验数据可知，在其它条件不变的情况下，斜面越陡斜面的机械效率越高，斜面越陡越费力。
（2）小明要做验证他的猜想﹣﹣机械效率与粗糙程度的关系，就应控制物块重力和斜面倾斜程度不变而改变斜面的粗糙程度；实验步骤为：
①把一块长木板的一端垫高，构成一个斜面。
②用弹簧测力计沿斜面把一木块匀速拉上去，进行相关测量，计算出斜面的机械效率。
③保持斜面的倾斜程度不变，改变斜面的粗糙程度，再进行相关测量，并计算出斜面的机械效率。
④根据记录的数值，计算出机械效率的大小，即可验证猜想是否正确。
故答案为：（1）70.6%；小聪；越陡；（2）②匀速；③倾斜程度；粗糙程度；④机械效率。
【点评】影响斜面机械效率的因素有物块重力、斜面倾斜程度和斜面粗糙程度有关，物块越重、斜面越倾斜、斜面越光滑机械效率越大。
五．计算题（共2小题）
28．（2023•曲江区校级模拟）巨型货轮“长赐”号满载时排水量达2×105t，是最大的远洋船之一。2021年3月9日该货轮载有超过1.8万个集装箱，从深圳盐田港出发，途径苏伊士运河斜向搁浅（如图甲）。救援队用挖掘机挖走船头和船尾底部的泥沙，利用水的浮力使船体重新漂浮。求（ρ海水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）：
（1）货轮满载正常航行时所受浮力大小；
（2）满载时货轮吃水深度约为16m，求此时船底受到水的压强是多大；
（3）救援前载，救援队还制定了通过卸载船上的集装箱，减小船的排水量来使船脱困的方案。若采用此方案，利用如图乙所示的塔式起重机卸载集装箱，当把重约1.2×105N的一个集装箱匀速吊起2m时，绳端的拉力F为5×104N，求此时滑轮组的机械效率。
【考点】滑轮（组）的机械效率；液体压强的计算以及公式的应用；浮力大小的计算．
【专题】计算题；压强、液体的压强；浮力；简单机械；功、功率、机械效率；应用能力．
【答案】见试题解答内容
【分析】（1）根据阿基米德原理求出货轮满载正常航行时所受浮力大小；
（2）根据p＝ρgh求船底受到水的压强；
（3）由图可知n＝3，利用η＝＝＝＝求滑轮组的机械效率。
【解答】解：（1）由阿基米德原理可知，货轮满载正常航行时所受浮力：F浮＝G排＝m排g＝2×105×103kg×10N/kg＝2×109N；
（2）此时船底受到水的压强：p＝ρ海水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×16m＝1.6×105Pa；
（3）由图可知n＝3，滑轮组的机械效率：η＝＝＝＝＝×100%＝80%。
答：（1）货轮满载正常航行时所受浮力大小为2×109N；
（2）此时船底受到水的压强为1.6×105Pa；
（3）此时滑轮组的机械效率为80%。
【点评】本题考查阿基米德原理、液体压强公式和机械效率公式的应用，知识点多，但难度不大。
29．（2022•南山区校级二模）图示为某种型号的剪叉式高空作业平台。这台机器利用起升电机升降作业平台，方便工人高空作业。该机器的部分数据如表所示。
（1）这台机器空载且静止时，对水平地面的压强是多大？（g取10N/kg）
（2）起升电机以额定功率工作时，将总重为1000N的人和作业工具以0.2m/s的速度举高8m。该机器做的有用功是多少？机械效率是多少？
【考点】机械效率的计算；压强的计算；有用功和额外功．
【专题】计算题；压强、液体的压强；功、功率、机械效率；应用能力．
【答案】（1）这台机器空载且静止时，对水平地面的压强是4×105Pa；
（2）该机器做的有用功是8×103J，机械效率是5%。
【分析】（1）这台机器空载且静止时，对水平地面的压力和自身的重力相等，根据F＝G＝mg求出其大小，利用p＝求出对水平地面的压强；
（2）根据W＝Gh求出该机器做的有用功，利用v＝求出该机器工作的时间，根据P＝求出起升电机做的总功，利用η＝×100%求出机器的机械效率。
【解答】解：（1）这台机器空载且静止时，对水平地面的压力：
F＝G＝mg＝3200kg×10N/kg＝3.2×104N，
对水平地面的压强：
p＝＝＝4×105Pa；
（2）该机器做的有用功：
W有＝Gh＝1000N×8m＝8×103J，
由v＝可得，该机器工作的时间：
t＝＝＝40s，
由P＝可得，起升电机做的总功：
W总＝Pt＝4000W×40s＝1.6×105J，
机器的机械效率：
η＝×100%＝×100%＝5%。
答：（1）这台机器空载且静止时，对水平地面的压强是4×105Pa；
（2）该机器做的有用功是8×103J，机械效率是5%。
【点评】本题考查了重力公式和压强公式、做功公式、功率公式、机械效率公式的综合应用，要注意水平面上物体的压力和自身的重力相等。实验
序号
斜面的
倾斜程度
物块的重力
G/N
斜面高度
h/m
沿斜面的拉力
F/N
斜面长
s/m
机械效率
1
较缓
10
0.2
5.5
1
36.4%
2
较陡
10
0.4
7.0
1
57.1%
3
最陡
10
0.6
8.5
1
整机质量（空载）/kg
3200
安全工作载荷/kg
200
起升电机额定电压/V
24
起升电机额定功率/kW
4.0
轮胎接地总面积/m2
0.08
实验
序号
斜面的
倾斜程度
物块的重力
G/N
斜面高度
h/m
沿斜面的拉力
F/N
斜面长
s/m
机械效率
1
较缓
10
0.2
5.5
1
36.4%
2
较陡
10
0.4
7.0
1
57.1%
3
最陡
10
0.6
8.5
1
整机质量（空载）/kg
3200
安全工作载荷/kg
200
起升电机额定电压/V
24
起升电机额定功率/kW
4.0
轮胎接地总面积/m2
0.08
A．用筷子夹食物B．用动滑轮提起重物
C．测量质量的天平D．用瓶盖起子起瓶盖
2．（2022•龙岗区校级三模）杠杆是一种常见的简单机械，在日常生活中有着广泛的应用。下列杠杆在正常使用时能够省距离的是（ ）
A．用羊角锤起钉子B．用撬棒撬石头
C．用天平测质量D．用钓鱼竿钓鱼
3．（2023•白云区二模）用相同的滑轮和绳子分别组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，相同时间把相同的重物匀速提升相同的高度。若不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．滑轮组的机械效率相同
B．拉力F1和F2大小相等
C．拉力F1对滑轮组所做的功大
D．拉力F1对滑轮组所做功的功率大
4．（2023•英德市二模）同学们在劳动课上修剪树枝，应选用以下的哪种剪刀最合适（ ）
A．B．
C．D．
5．（2021•广东模拟）如图所示是一款不锈钢夹碗器，手指扣紧后可以抓取滚烫的碗，它在使用时属于（ ）
A．省力杠杆B．费力杠杆C．等臂杠杆D．无法确定
6．（2022•越秀区校级二模）如图所示，分别使用甲、乙、丙三种方式把同一物体M匀速提升至相同高度（绳长不变），测得各拉力大小如图，则（ ）
A．利用机械丙提升物体最省力
B．F乙和F丙两个力所做的功相同
C．机械丙比机械乙的机械效率低
D．机械乙比机械丙的额外功多
7．（2021•澄海区模拟）如图所示下列简单机械中，忽略杠杆、滑轮的自重、绳重及摩擦，当提起同一重物时，最省力的是（ ）
A．B．
C．D．
8．（2023•新会区二模）如图所示，是北京冬奥会上我国健儿比赛的精彩瞬间。下列说法正确的是（ ）
A．图甲中，运动员腾空后其惯性消失了
B．图乙中，曲棍球运动员用球杆击球时，球杆是费力杠杆
C．图丙中，滑雪运动员上升到最高点时受到平衡力的作用
D．图丁中，滑板运动员的滑板做成又宽又大，主要是为了增大摩擦
9．（2021•龙湖区二模）如图所示，分别使用甲、乙、丙三种方式把同一物体M匀速提升至相同高度（绳长不变），测得各拉力大小如图所示，则（ ）
A．利用机械丙提升M时省力
B．F乙和F丙两个力所做的功相同
C．机械丙的机械效率比机械乙的低
D．所测的的数据不能计算机械乙和丙的机械效率
10．（2023•越秀区模拟）如图，重力为G质量分布均匀的木棒左端与支点O连接，绕O转动时，棒所受的摩擦力可忽略不计。棒重心处受到竖直向上的拉力F1保持静止，则（ ）
A．F1＝G
B．F1•OA＝G•OB
C．若F1为杠杆的动力，G为杠杆的阻力，此杠杆为费力杠杆
D．若将竖直拉力移到C点棒仍静止，此时拉力记为F2，则F1＜F2
11．（2022•新兴县模拟）杠杆在生活中有很多应用，如图甲、乙两个同学正在玩跷跷板，乙同学欲使自己被跷起，他可采取的有效方法是（ ）
A．向前移动B．向后移动
C．前后移动都行D．请甲前进点
12．（2022•顺德区校级模拟）如图所示为国旗旗杆顶部的定滑轮，一名优秀的升旗手总能在国歌演一遍约50s的时间内将重3N的国旗升到旗杆顶端。已知学校操场旗杆高度约为11.8m，升旗手身高约1.8m。下列说法正确的是（ ）
A．旗手下拉的绳端移动距离为国旗上升距离的2倍
B．升旗手对绳的拉力为1.5N
C．国旗上升的平均速度约为0.24m/s
D．国旗对绳的拉力和绳对国旗的拉力是一对平衡力
13．（2021•南海区一模）如图，小东用200N的拉力通过滑轮组吊起质量为30kg的箱子，箱子在10s内被匀速竖直提升了2m。若不计绳重和摩擦，取g＝10N/kg，下列说法正确的是（ ）
A．在此过程中箱子的机械能不变
B．小东做功的功率为80W
C．在此过程中小东做的额外功为600J
D．滑轮组的机械效率为33.3%
14．（2021•福田区校级模拟）如图所示装有物品的旅行箱整体可视为杠杆，O为支点，B为重心，A为拉杆的端点。在A点沿图示方向施加拉力F，旅行箱静止。要使作用在A点的拉力F减小，保持其他条件不变，下列做法可行的是（ ）
A．缩短拉杆的长度
B．使拉力方向顺时针改变30°
C．使拉力方向逆时针改变60°
D．将箱内较重的物品远离O点摆放
15．（2022•白云区二模）如图两杠杆都处于平衡状态。图甲所示轻质塑料袋装满了体积不同的两种不同液体M、N，图乙所示是体积相同但密度不同的金属P、Q。则（ ）
A．M的密度大于NB．M的质量大于N
C．P的密度大于QD．P的质量大于Q
二．填空题（共8小题）
16．（2021•潮阳区一模）用图甲、乙两种方式匀速将重为100N的物体提升相同的高度，已知滑轮重20N，绳重和摩擦力不计。则手的拉力：F甲 F乙；拉力F对重物做的功W甲 W乙，机械效率：η甲 η乙（选填大于、小于或等于）。
17．（2023•东莞市校级二模）周末，小刚去湖边钓鱼，钓到鱼后他将鱼拉出水面，如图所示，鱼线对鱼的拉力和鱼对鱼线的拉力是一对 （选填“平衡力”或“相互作用力”）；小刚使用钓鱼竿时，钓鱼竿是一个 （选填“省力”、“等臂”或“费力”）杠杆；若鱼的质量是1.5kg，则鱼受到的重力是 N。（g取10N/kg）
18．（2021•赤坎区校级模拟）如图是实验小组在进行《测滑轮组机械效率》的实验装置。实验时弹簧测力计要竖直向上 拉动，实验时所用的动滑轮越重。滑轮组的机械效率越 ；实验时所吊起物体越重，滑轮组的机械效率越 ；影响滑轮组的机械效率还有绳子重力和绳子与滑轮之间的 。
19．（2022•顺德区校级模拟）在“探究杠杆平衡条件”的实验时：实验前杠杆在如图甲所示的位置静止，此时杠杆处于 （选填“平衡”或“非平衡”）状态。调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡后，小北同学在A处挂了3个钩码，如图乙所示，为了使杠杆仍在水平位置平衡，在B处应挂 个钩码（所用钩码规格均相同）。
20．（2021•金平区二模）列车上出售的食品常常放在如图所示的小推车上，若售货员推着小推车前进，则小推车相对于列车是 的；当前轮遇到障碍物A时，售货员向下按扶把，这时手推车可以视为杠杆，支点是 （写出支点位置的字母）；在推车的过程中，车轮的作用是 摩擦力。
21．（2022•新会区二模）如图所示，用甲、乙两个滑轮组将质量相同的甲、乙两物体匀速提升相同的高度，拉力都沿竖直方向，两动滑轮的重量相同，不计绳重与摩擦，则有用功W甲 W乙，所用的拉力F1 F2，其机械效率η甲 η乙。（以上选填“＞”“＜”或“＝”）
22．（2023•广东模拟）如图甲所示，我国古代记录传统手工技术的著作《天工开物》里记载了一种捣谷用的舂，其简化图如图乙所示，该装置是 （选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆。该装置碓头A重200N，不计横木的重力和摩擦。杆长AB＝1.5m，支点O距离脚踏板OB＝0.5m，人在B端施加的竖直向下的力至少为 N；若每次碓头A上升的高度都为0.6m，1min撞击舂中的谷粒20次，则克服碓头重力做功的功率为 W。
23．（2023•新会区二模）如图所示，小京利用动滑轮在A端匀速提起重200N的货物，若不计绳重、滑轮重及摩擦，则他拉绳子A端的拉力F为 N；实际测量A端的拉力为120N，不计绳重及摩擦，则该动滑轮的重量为 N，这个动滑轮的机械效率为 %。
三．作图题（共2小题）
24．（2023•南海区校级模拟）如图所示为工人师傅用笤帚扫地的情景。O是支点，右手作用在笤帚上A点的动力为F1，请在图乙中画出动力F1的力臂L1和作用在B点的水平方向的阻力F2的示意图。
25．（2022•江城区校级二模）如图所示，某工人站在地面上使用由三个滑轮组成的滑轮组提升重物，请用笔画线代替绳子，画出最省力的绕绳方法。
四．实验探究题（共2小题）
26．（2022•赤坎区校级模拟）如图是小明利用刻度均匀的杠杆进行探究“杠杆的平衡条件”的实验。
（1）如图甲所示，实验前杠杆左端下沉，这时小明应将两端的平衡螺母向 （左/右）调节，直到杠杆在 位置平衡，这样做的目的是 。
（2）如图乙所示挂上钩码后，杠杆恰好在水平位置平衡，当将A、B两点下方所挂钩码同时朝远离支点O方向移动一小格，则杠杆 （左/右）增将下沉。
（3）如图丙所示，若不在B点挂钩码，改用弹簧测力计在B点向下拉杠杆，使杠杆仍在水平位置平衡，当测力计从a位置转到b位置时，其示数大小将 。
（4）小王用图丁装置进行探究，发现总是无法得到课本上所给出的杠杆平衡条件，原因是 影响。
27．（2023•南山区模拟）在“探究斜面的机械效率”实验中，小明猜想斜面的机械效率可能跟斜面的粗糙程度有关，小聪猜想可能跟斜面的倾斜程度有关。如图是他们设计的实验装置，下表是其中一位同学在其他条件一定时的实验数据。
（1）表格中第三次实验的机械效率为 （结果保留一位小数），分析表中信息可知该实验是探究 （选填“小明”或“小聪”）的猜想，结论是：在其他条件一定时，斜面 ，机械效率越高；
（2）另一位同学为探究自己的猜想，设计了如下步骤。
①把一块长木板的一端垫高，构成一个斜面；
②用弹簧测力计沿斜面把一木块 拉上去，进行相关测量，计算出斜面的机械效率；
③保持斜面的 不变，改变斜面的 ，再进行相关测量，并计算出斜面的机械效率；
④比较两次 的大小，即可初步验证猜想是否正确。
五．计算题（共2小题）
28．（2023•曲江区校级模拟）巨型货轮“长赐”号满载时排水量达2×105t，是最大的远洋船之一。2021年3月9日该货轮载有超过1.8万个集装箱，从深圳盐田港出发，途径苏伊士运河斜向搁浅（如图甲）。救援队用挖掘机挖走船头和船尾底部的泥沙，利用水的浮力使船体重新漂浮。求（ρ海水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）：
（1）货轮满载正常航行时所受浮力大小；
（2）满载时货轮吃水深度约为16m，求此时船底受到水的压强是多大；
（3）救援前载，救援队还制定了通过卸载船上的集装箱，减小船的排水量来使船脱困的方案。若采用此方案，利用如图乙所示的塔式起重机卸载集装箱，当把重约1.2×105N的一个集装箱匀速吊起2m时，绳端的拉力F为5×104N，求此时滑轮组的机械效率。
29．（2022•南山区校级二模）图示为某种型号的剪叉式高空作业平台。这台机器利用起升电机升降作业平台，方便工人高空作业。该机器的部分数据如表所示。
（1）这台机器空载且静止时，对水平地面的压强是多大？（g取10N/kg）
（2）起升电机以额定功率工作时，将总重为1000N的人和作业工具以0.2m/s的速度举高8m。该机器做的有用功是多少？机械效率是多少？
广东（2021-2023）中考物理模拟题分类汇编---简单机械
参考答案与试题解析
一．选择题（共15小题）
1．（2023•潮阳区校级三模）如图是我国空间站的机械臂，它类似于人的手臂，可以省距离，下列工具使用时与机械臂属同类型杠杆的是（ ）
A．用筷子夹食物B．用动滑轮提起重物
C．测量质量的天平D．用瓶盖起子起瓶盖
【考点】杠杆的分类．
【专题】应用题；简单机械；应用能力．
【答案】A
【分析】结合图片和生活经验，判断人的手臂和机械臂动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆。
【解答】解：人的手臂和机械臂使用时动力臂小于阻力臂，是费力杠杆。
A、筷子在使用时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故A符合题意；
BD、动滑轮、瓶盖起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故BD不符合题意；
C、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。
【点评】本题考查了杠杆的分类，是一道基础题。
2．（2022•龙岗区校级三模）杠杆是一种常见的简单机械，在日常生活中有着广泛的应用。下列杠杆在正常使用时能够省距离的是（ ）
A．用羊角锤起钉子B．用撬棒撬石头
C．用天平测质量D．用钓鱼竿钓鱼
【考点】杠杆的分类．
【专题】应用题；简单机械；应用能力．
【答案】D
【分析】结合图片和生活经验，先判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆。
【解答】解：AB、用羊角锤起钉子、用撬棒撬石头时动力臂大于阻力臂，省力但费距离，故AB不合题意；
C、用天平测质量是等臂杠杆，不省力也不省距离，故C不合题意；
D、用钓鱼竿钓鱼时动力臂小于阻力臂，费力但省距离，故D符合题意。
故选：D。
【点评】本题考查了杠杆的分类和特点，杠杆包括以下几种：①省力杠杆，动力臂大于阻力臂，省力但费距离；②费力杠杆，动力臂小于阻力臂，费力但省距离；③等臂杠杆，动力臂等于阻力臂，既不省距离也不省力。
3．（2023•白云区二模）用相同的滑轮和绳子分别组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，相同时间把相同的重物匀速提升相同的高度。若不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．滑轮组的机械效率相同
B．拉力F1和F2大小相等
C．拉力F1对滑轮组所做的功大
D．拉力F1对滑轮组所做功的功率大
【考点】机械效率的大小比较；滑轮（组）的机械效率；滑轮组中的相关计算；比较功率的大小．
【专题】功、功率、机械效率；理解能力．
【答案】A
【分析】（1）机械效率是有用功与总功之比。
（2）总功等于有用功加额外功。
（3）功率是物体做功的快慢。
【解答】解：A、由图可知，甲、乙两个滑轮组吊的物体重量相等，两动滑轮重量也相等，若不计绳重及摩擦，滑轮组的机械效率相同，故A正确。
B、因为甲有两股绳子拉，乙有三股绳子拉，物体重量和动滑轮重量相等，故拉力F1＞F2，故B错误。
C、因为物体重力和动滑轮重力相等，匀速提升相同的高度。若不计绳重及摩擦，它们做的总功相同，故C错误。
D、因为两个滑轮组做的总功相同，所用时间又相同，故功率也相同，故D错误。
故选：A。
【点评】本题考查了机械效率和功率，属于基础题。
4．（2023•英德市二模）同学们在劳动课上修剪树枝，应选用以下的哪种剪刀最合适（ ）
A．B．
C．D．
【考点】杠杆的分类．
【专题】应用题；简单机械；应用能力．
【答案】见试题解答内容
【分析】使用剪刀修剪树枝时，需要很大的力，所以要选用省力一点的剪刀，结合图片判断四种剪刀哪一种是省力杠杆就选哪一个。
【解答】解：要剪动树枝，说明必须是省力杠杆，要求更省力，则动力臂要比阻力臂大得更多（即刀把比刀口更长），结合图示可知，只有C图所示剪刀最适合；
而ABD三把剪刀，AB是费力杠杆，D是省力杠杆，这三把剪刀用来剪布、纸、头发等比较软的物体。
故选：C。
【点评】本题考查了杠杆的分类，联系了学生最常见的剪刀，注重了物理和生活的联系，是一道好题。
5．（2021•广东模拟）如图所示是一款不锈钢夹碗器，手指扣紧后可以抓取滚烫的碗，它在使用时属于（ ）
A．省力杠杆B．费力杠杆C．等臂杠杆D．无法确定
【考点】杠杆的分类．
【专题】应用题；简单机械；应用能力．
【答案】B
【分析】动力臂小于阻力臂的杠杆称为费力杠杆。
【解答】解：不锈钢夹碗器，手指扣紧后可以抓取滚烫的碗，它在使用时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆。
故ACD错误，B正确。
故选：B。
【点评】区分生活中各类杠杆，是解答此题的关键。
6．（2022•越秀区校级二模）如图所示，分别使用甲、乙、丙三种方式把同一物体M匀速提升至相同高度（绳长不变），测得各拉力大小如图，则（ ）
A．利用机械丙提升物体最省力
B．F乙和F丙两个力所做的功相同
C．机械丙比机械乙的机械效率低
D．机械乙比机械丙的额外功多
【考点】机械效率的大小比较；定滑轮及其工作特点；动滑轮及其工作特点；比较功的大小；有用功和额外功；机械效率的概念．
【专题】应用题；功、功率、机械效率；应用能力．
【答案】C
【分析】（1）根据拉力的大小分析；
（2）根据W＝Fs分析功的大小；
（3）比较有用功和总功的大小，从而判定机械效率的大小；
（4）根据W额＝W总﹣W有分析额外功的大小。
【解答】解：
A、由图可知，甲直接提升物体，此时的拉力为10N；乙通过定滑轮提升物体，此时的拉力为11N；丙通过动滑轮提升物体，此时的拉力为11N，大于直接提升物体所用的力，所以利用机械丙提升M时不省力，故A错误；
B、F乙和F丙两个力的大小相同，物体上升相同的高度，由定滑轮和动滑轮的特点可知，F乙移动的距离是F丙移动距离的一半，根据W＝Fs可知，F丙所做的功要大，故B错误；
C、机械丙和机械乙把相同的物体提升相同的高度，根据W＝Gh可知，所做的有用功是相同的，F丙所做的总功要大，根据η＝可知，机械丙的机械效率比机械乙的低，故C正确；
D、所做的有用功是相同的，F丙所做的总功要大，根据W额＝W总﹣W有可知F丙所做的额外功要大，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查了使用定滑轮、动滑轮时机械效率大小的比较，难度不大。
7．（2021•澄海区模拟）如图所示下列简单机械中，忽略杠杆、滑轮的自重、绳重及摩擦，当提起同一重物时，最省力的是（ ）
A．B．
C．D．
【考点】轮轴及其他常见简单机械；滑轮组中的相关计算；杠杆的平衡条件；定滑轮及其工作特点．
【专题】简单机械；应用能力．
【答案】A
【分析】杠杆平衡条件的表达式：动力×动力臂＝阻力×阻力臂，即F1l1＝F2l2；
定滑轮使用时，滑轮的位置固定不变，定滑轮实质是等臂杠杆，不省力也不费力，但可以改变作用力方向；
斜面若不计算摩擦，则有FL＝Gh；
滑轮组来拉升重物时，绳子拉力的计算，就是看有几段绳子拉着重物，拉力就是重物重力的几分之一，不考虑摩擦力公式为F拉＝（G动+G物）/n；
【解答】解：A、A图杠杆，根据F1L1＝F2L2，可计算F1＝G；
B、B图为定滑轮，拉力等于重力，F2＝G；
C、C图为斜面，在这个直角三角形中，斜面角度为30°，则该斜面的高为斜面长的，不计摩擦力情况下，根据公式FL＝Gh，可以计算出F＝G；
D、D图为1个定滑轮和1个动滑轮组成的滑轮组，有3段绳子拉着重物，不计滑轮的自重及摩擦，F4＝G物；
故选：A。
【点评】本题考查的简单机械，包括滑轮组、斜面、杠杆，注重基础知识。
8．（2023•新会区二模）如图所示，是北京冬奥会上我国健儿比赛的精彩瞬间。下列说法正确的是（ ）
A．图甲中，运动员腾空后其惯性消失了
B．图乙中，曲棍球运动员用球杆击球时，球杆是费力杠杆
C．图丙中，滑雪运动员上升到最高点时受到平衡力的作用
D．图丁中，滑板运动员的滑板做成又宽又大，主要是为了增大摩擦
【考点】杠杆的分类；惯性与惯性现象；平衡状态的判断；增大和减小压强的方法和应用．
【专题】运动和力；压强、液体的压强；简单机械；应用能力．
【答案】B
【分析】（1）一切物体在任何时候都有惯性；
（2）结合图片和生活经验，先判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆；
（3）物体受平衡力时处于平衡状态，平衡状态是指静止或匀速直线运动状态；
（4）减小压强的方法：在受力面积一定时，减小压力；在压力一定时，增大受力面积
【解答】解：A、一切物体在任何时候都有惯性，运动员腾空后仍具有惯性，故A错误；
B、图乙中的球杆在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故B正确；
C、滑雪运动员上升到最高点时只受重力的作用，受到非平衡力的作用，故C错误；
D、图丁中，滑板运动员的滑板做成又宽又大，目的是在压力一定时，通过增大受力面积来减小压强，故D错误。
故选：B。
【点评】本题考查了对惯性、杠杆的分类、平衡力与平衡状态的判断以及减小压强的方法等知识的掌握，有一定综合性。
9．（2021•龙湖区二模）如图所示，分别使用甲、乙、丙三种方式把同一物体M匀速提升至相同高度（绳长不变），测得各拉力大小如图所示，则（ ）
A．利用机械丙提升M时省力
B．F乙和F丙两个力所做的功相同
C．机械丙的机械效率比机械乙的低
D．所测的的数据不能计算机械乙和丙的机械效率
【考点】机械效率的大小比较；比较功的大小．
【专题】应用题；功、功率、机械效率；应用能力．
【答案】C
【分析】（1）根据拉力的大小分析；
（2）根据W＝Fs分析功的大小；
（3）比较有用功和总功的大小，从而判定机械效率的大小；
（4）根据η＝＝＝分析。
【解答】解：
A、由图可知，甲直接提升物体，此时的拉力为10N；乙通过定滑轮提升物体，此时的拉力为11N；丙通过动滑轮提升物体，此时的拉力为11N，大于直接提升物体所用的力，所以利用机械丙提升M时不省力，故A错误；
B、F乙和F丙两个力的大小相同，物体上升相同的高度，由定滑轮和动滑轮的特点可知，F乙移动的距离时F丙移动距离的一半，根据W＝Fs可知，F丙所做的功要大，故B错误；
C、机械丙和机械乙把相同的物体提升相同的高度，根据W＝Gh可知，所做的有用功是相同的，F丙所做的总功要大，根据η＝可知，机械丙的机械效率比机械乙的低，故C正确；
D、甲直接提升物体，此时的拉力为10N，则物体的重力为G＝10N；机械乙和丙的拉力已知，由定滑轮和动滑轮的特点可知s和h的关系，根据η＝＝＝可以求出机械效率的大小，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查了使用定滑轮、动滑轮时机械效率的计算，要利用好滑轮（滑轮组）机械效率公式η＝＝＝。
10．（2023•越秀区模拟）如图，重力为G质量分布均匀的木棒左端与支点O连接，绕O转动时，棒所受的摩擦力可忽略不计。棒重心处受到竖直向上的拉力F1保持静止，则（ ）
A．F1＝G
B．F1•OA＝G•OB
C．若F1为杠杆的动力，G为杠杆的阻力，此杠杆为费力杠杆
D．若将竖直拉力移到C点棒仍静止，此时拉力记为F2，则F1＜F2
【考点】杠杆的平衡条件；杠杆的分类．
【专题】应用题；简单机械；应用能力．
【答案】A
【分析】（1）根据图示可知，杠杆受到的动力竖直向下，阻力为杠杆的自重，作用点为A点，方向竖直向下，据此可知动力臂与阻力臂的关系，从而得出动力、动力臂、阻力、阻力臂的关系；
（2）杠杆的分类：当动力臂大于阻力臂时，为省力杠杆；当动力臂小于阻力臂时，为费力杠杆；当动力臂等于阻力臂时，为等臂杠杆；
（3）将竖直拉力移到C点时，根据图示可知动力臂的变化，根据杠杆平衡条件可知动力的变化。
【解答】解：AB、由图示可知，杠杆受到的动力竖直向下，阻力为杠杆的自重，方向竖直向下，作用点都在A点，因此动力臂等于阻力臂，都为OB，则有：F1×OB＝G×OB，故F1＝G，故A正确，B错误；
C、若F1为杠杆的动力，G为杠杆的阻力，则动力臂等于阻力臂，因此杠杆为等臂杠杆，故C错误；
D、若将竖直拉力移到C点，显然动力臂变大，阻力和阻力臂不变，由杠杆平衡条件可得，要使棒仍静止，需减小动力，因此F1＞F2，故D错误。
故选：A。
【点评】此题是有关杠杆的动态平衡分析，考查了杠杆平衡条件的应用以及杠杆的分类，关键能从图中判断出动力、动力臂、阻力、阻力臂的变化。
11．（2022•新兴县模拟）杠杆在生活中有很多应用，如图甲、乙两个同学正在玩跷跷板，乙同学欲使自己被跷起，他可采取的有效方法是（ ）
A．向前移动B．向后移动
C．前后移动都行D．请甲前进点
【考点】杠杆的应用．
【专题】应用题；简单机械；应用能力．
【答案】A
【分析】跷跷板就是杠杆的应用，它是通过改变力的大小或者力臂的长度使杠杆发生转动的，根据杠杆平衡条件分析可知。
【解答】解：乙同学欲使自己被跷起，根据杠杆的平衡条件可知，可以减小乙对跷跷板的压力或减小乙对跷跷板的压力的力臂，故乙应该向前移动；
若甲前进点，则甲对跷跷板压力的力臂变小，甲对跷跷板压力与其力臂的乘积变小，乙同学不会被跷起，故A正确。
故选：A。
【点评】本题考查了杠杆平衡条件的应用，属于基础题。
12．（2022•顺德区校级模拟）如图所示为国旗旗杆顶部的定滑轮，一名优秀的升旗手总能在国歌演一遍约50s的时间内将重3N的国旗升到旗杆顶端。已知学校操场旗杆高度约为11.8m，升旗手身高约1.8m。下列说法正确的是（ ）
A．旗手下拉的绳端移动距离为国旗上升距离的2倍
B．升旗手对绳的拉力为1.5N
C．国旗上升的平均速度约为0.24m/s
D．国旗对绳的拉力和绳对国旗的拉力是一对平衡力
【考点】定滑轮及其工作特点；变速运动与平均速度；平衡力与相互作用力的辨别．
【专题】其他综合题；应用能力．
【答案】C
【分析】（1）（2）使用滑轮时，轴的位置固定不动的滑轮称为定滑轮。定滑轮不省力，但是可以改变力的方向。实质上是动力臂等于阻力臂的杠杆（等臂杠杆）。
（3）根据v＝求出国旗上升的平均速度；
（4）二力平衡的条件：大小相等、方向相反、作用在一条直线上、作用在一个物体上，四个条件缺一不可；相互作用力大小相等、方向相反、作用在一条直线上、作用在两个物体上，不是作用在一个物体上。
【解答】解：AB、国旗旗杆顶部的滑轮为定滑轮，定滑轮不省力，但是可以改变力的方向，因此旗手下拉的绳端移动距离等于国旗上升距离，不计摩擦和绳重，升旗手对绳的拉力等于国旗的重力，为3N，故AB错误；
C、国旗上升的平均速度约为：v＝＝≈0.24m/s，故C正确；
D、国旗对绳的拉力和绳对国旗的拉力是一对相互作用力，故D错误。
故选：C。
【点评】此题考查了定滑轮及其工作特点、平均速度的计算、平衡力与相互作用力的辨别，难度不大，属基础题。
13．（2021•南海区一模）如图，小东用200N的拉力通过滑轮组吊起质量为30kg的箱子，箱子在10s内被匀速竖直提升了2m。若不计绳重和摩擦，取g＝10N/kg，下列说法正确的是（ ）
A．在此过程中箱子的机械能不变
B．小东做功的功率为80W
C．在此过程中小东做的额外功为600J
D．滑轮组的机械效率为33.3%
【考点】滑轮（组）的机械效率；有用功和额外功；功率的计算及公式的应用；机械能的概念．
【专题】计算题；功、功率、机械效率；应用能力．
【答案】B
【分析】（1）重力势能大小与质量、高度有关，质量越大，高度越高，重力势能越大；动能与质量和速度的有关，物体的质量越大、速度越大，动能越大；动能和势能统称为机械能；
（2）由图知，n＝2，则绳子末端移动的距离s＝2h，利用W＝Fs求拉力做的总功，利用P＝求拉力做功的功率；
（3）利用G＝mg求箱子的重力，利用W＝Gh求拉力做的有用功，拉力做的额外功W额＝W总﹣W有；
（4）滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比。
【解答】解：
A、箱子被匀速竖直提升，质量不变、速度不变，动能不变；质量不变、高度增加，重力势能增大，机械能增大，故A错误；
B、由图知，n＝2，则绳子末端移动的距离s＝2h＝2×2m＝4m，
小东做的总功：W总＝Fs＝200N×4m＝800J，
则小东做功的功率：P＝＝＝80W，故B正确；
C、箱子的重力：G＝mg＝30kg×10N/kg＝300N，
拉力做的有用功：W有＝Gh＝300N×2m＝600J，
拉力做的额外功：W额＝W总﹣W有＝800J﹣600J＝200J，故C错误；
D、滑轮组的机械效率：
η＝×100%＝×100%＝75%，故D错误。
故选：B。
【点评】本题考查了有用功、总功、额外功、机械效率的计算，从滑轮组的结构找出n的值，求出绳子末端移动的距离s＝nh是本题的关键。
14．（2021•福田区校级模拟）如图所示装有物品的旅行箱整体可视为杠杆，O为支点，B为重心，A为拉杆的端点。在A点沿图示方向施加拉力F，旅行箱静止。要使作用在A点的拉力F减小，保持其他条件不变，下列做法可行的是（ ）
A．缩短拉杆的长度
B．使拉力方向顺时针改变30°
C．使拉力方向逆时针改变60°
D．将箱内较重的物品远离O点摆放
【考点】杠杆的动态平衡分析．
【专题】应用题；简单机械；应用能力．
【答案】C
【分析】根据杠杆的平衡条件分析各选项中作用在A点拉力的变化即可。
【解答】解：A、拉杆箱的重力、重力的力臂不变，缩短拉杆的长度，则拉力的力臂变短，根据杠杆的平衡条件可知，拉力变大，故此方法不可行；
B、拉杆箱的重力、重力的力臂不变，使拉力方向顺时针改变30°，此时拉力的力臂为0，不省力，不能使作用在A点的拉力减小，故此方法不可行；
C、拉杆箱的重力、重力的力臂不变，使拉力方向逆时针改变60°，此时拉力的力臂变大，根据杠杆的平衡条件可知拉力变小，故此方法可行；
D、拉杆箱的重力不变，将箱内较重的物品远离O点摆放，重心也远离支点，重力的力臂变长，拉力方向不变，拉力的力臂不变，根据杠杆的平衡条件可知，拉力变大，故此方法不可行。
故选：C。
【点评】本题考查杠杆的动态平衡问题，正确分析各种情况下力臂的变化是关键。
15．（2022•白云区二模）如图两杠杆都处于平衡状态。图甲所示轻质塑料袋装满了体积不同的两种不同液体M、N，图乙所示是体积相同但密度不同的金属P、Q。则（ ）
A．M的密度大于NB．M的质量大于N
C．P的密度大于QD．P的质量大于Q
【考点】杠杆的平衡条件；阿基米德原理的应用．
【专题】简单机械；分析、综合能力．
【答案】B
【分析】分析杠杆时，找到对应的力臂，利用杠杆平衡去比较大小。
【解答】解：对于甲图，M的力臂小于N的力臂，所以M的重力大于N的重力，则M的质量大于N。由于M体积大于N的体积，所以无法比较M和N的密度大小，故A错误，B正确；
对于乙图，Q的力臂小于P的力臂，所以Q的重力大于P的重力，则Q的质量大于P。由于P和Q的体积一样，所以Q的密度大于P的密度，故C、D都错误；
故选：B。
【点评】本题考查了杠杆的平衡条件的应用和密度知识的应用，属于中档题目。
二．填空题（共8小题）
16．（2021•潮阳区一模）用图甲、乙两种方式匀速将重为100N的物体提升相同的高度，已知滑轮重20N，绳重和摩擦力不计。则手的拉力：F甲 大于 F乙；拉力F对重物做的功W甲 等于 W乙，机械效率：η甲 大于 η乙（选填大于、小于或等于）。
【考点】机械效率的大小比较；功的计算和公式的应用．
【专题】应用题；功、功率、机械效率．
【答案】见试题解答内容
【分析】（1）动滑轮和定滑轮的使用特点：使用定滑轮不能省力，但能改变动力的方向；使用动滑轮不能改变动力的方向，但能省力。
（2）利用滑轮来提起重物时，所做的有用功就是克服物体自身重力所做的功；不计绳重和摩擦，克服动滑轮的重做的功就是额外功，使用定滑轮的机械效率就是100%。
【解答】解：绳重和摩擦力不计，由定滑轮的使用特点可知：F甲＝G；
由动滑轮的使用特点可知：F乙＝（G动+G）；
一般情况下，动滑轮重小于物重，因此F甲＞F乙。
如图所示，用定滑轮和动滑轮分别将质量相同的甲、乙两物体匀速提升相同的高度，不计绳重与摩擦，则所做的有用功一样大，即拉力F对重物做的功W甲＝W乙，
乙图，要克服动滑轮的重力做额外功，所以使用动滑轮做的总功多，由η＝可知，动滑轮的机械效率低，即η甲＞η乙。
故答案为：大于；等于；大于。
【点评】本题的解题关键是知道使用动滑轮要克服动滑轮重力做功，在有用功相同的情况下，使用动滑轮所做的做功多。
17．（2023•东莞市校级二模）周末，小刚去湖边钓鱼，钓到鱼后他将鱼拉出水面，如图所示，鱼线对鱼的拉力和鱼对鱼线的拉力是一对 相互作用力 （选填“平衡力”或“相互作用力”）；小刚使用钓鱼竿时，钓鱼竿是一个 费力 （选填“省力”、“等臂”或“费力”）杠杆；若鱼的质量是1.5kg，则鱼受到的重力是 15 N。（g取10N/kg）
【考点】杠杆的分类；重力的计算；平衡力与相互作用力的辨别．
【专题】应用题；运动和力；重力、弹力、摩擦力；简单机械；应用能力．
【答案】相互作用力；费力；15。
【分析】（1）力是物体对物体的作用，物体间力的作用是相互的；
（2）杠杆的分类：若动力臂小于阻力臂，则是费力杠杆；若动力臂大于阻力臂，则是省力杠杆；若动力臂等于阻力臂，则是等臂杠杆；
（3）根据G＝mg求出鱼受到的重力。
【解答】解：因为物体间力的作用是相互的，所以鱼线对鱼有拉力的同时，鱼对鱼线也有拉力，则这两个力是一对相互作用力；
钓鱼竿在使用时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆；
若鱼的质量是1.5kg，则鱼受到的重力为G＝mg＝1.5kg×10N/kg＝15N。
故答案为：相互作用力；费力；15。
【点评】本题考查了相互作用力和平衡力的区分、杠杆的分类和重力的计算，属于基础题。
18．（2021•赤坎区校级模拟）如图是实验小组在进行《测滑轮组机械效率》的实验装置。实验时弹簧测力计要竖直向上 匀速 拉动，实验时所用的动滑轮越重。滑轮组的机械效率越 低 ；实验时所吊起物体越重，滑轮组的机械效率越 高 ；影响滑轮组的机械效率还有绳子重力和绳子与滑轮之间的 摩擦 。
【考点】实验 测量滑轮组的机械效率．
【专题】实验题；简单机械；分析、综合能力．
【答案】匀速；低；高；摩擦
【分析】实验过程中，为了准确测量拉力，需要使测力计匀速运动；
根据η＝＝＝分析机械效率的影响因素。
【解答】解：在实验操作中应竖直向上匀速拉动弹簧测力计，这样弹簧测力计处于平衡状态，其示数才能够反映拉力的大小；
实验时所用的动滑轮越重，提升相同的高度，克服动滑轮重力所做的额外功越多，在有用功不变的情况下，根据η＝＝可知，滑轮组的机械效率越低；
实验时所吊起物体越重，所做的有用功越大，在额外功不变的情况下，根据η＝＝＝可知，滑轮组的机械效率越高；
在实验的过程中，需要克服绳重、绳子与滑轮之间的摩擦做功，这些都是额外功，所以影响滑轮组的机械效率还有绳重和绳子与滑轮之间的摩擦。
故答案为：匀速；低；高；摩擦。
【点评】此题是“探究滑轮组的机械效率”实验，考查了影响滑轮组效率的因素，难度不大。
19．（2022•顺德区校级模拟）在“探究杠杆平衡条件”的实验时：实验前杠杆在如图甲所示的位置静止，此时杠杆处于 平衡 （选填“平衡”或“非平衡”）状态。调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡后，小北同学在A处挂了3个钩码，如图乙所示，为了使杠杆仍在水平位置平衡，在B处应挂 2 个钩码（所用钩码规格均相同）。
【考点】探究杠杆的平衡条件．
【专题】实验题；简单机械；应用能力．
【答案】平衡；2。
【分析】（1）杠杆静止或匀速转动时杠杆就处于平衡状态；
（2）设一个钩码重为G，杠杆一个小格是L，根据杠杆平衡条件判断在B点挂钩码的数量。
【解答】解：（1）杠杆静止或匀速转动时杠杆就处于平衡状态；
（2）若每个钩码重G，每个小格长L，如图乙所示，根据杠杆的平衡条件可得，
3G×2L＝nG×3L，解得n＝2，即应在杠杆右边B处挂同样的钩码2个。
故答案为：平衡；2。
【点评】此题是“探究杠杆的平衡条件”实验，考查了杠杆的调平，杠杆平衡条件的应用，都是杠杆平衡条件中的常见知识。
20．（2021•金平区二模）列车上出售的食品常常放在如图所示的小推车上，若售货员推着小推车前进，则小推车相对于列车是 运动 的；当前轮遇到障碍物A时，售货员向下按扶把，这时手推车可以视为杠杆，支点是 C （写出支点位置的字母）；在推车的过程中，车轮的作用是 减小 摩擦力。
【考点】杠杆及其五要素．
【专题】定性思想；其他综合题；理解能力．
【答案】运动：C；减小。
【分析】（1）物体是运动还是静止与参照物的选择有关；
（2）解决此题要知道杠杆的五要素是：支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂；
（3）减小摩擦力的方法：减小压力，减小接触面的粗糙程度，使接触面脱离，用滚动代替滑动。
【解答】解：（1）若售货员推着小推车前进，则小推车相对于列车的位置不断发生变化，故是运动的；
（2）当前轮遇障碍物A时，售货员向下按扶把，这时手推车可看成杠杆绕着C点转动，故支点是C点；
（3）车轮的作用是滚动代替滑动减小摩擦；故车轮的作用是减小摩擦力。
故答案为：运动：C；减小。
【点评】本题考查运动和静止的相对性、杠杆的五要素以及减小摩擦的方法，难度不大。
21．（2022•新会区二模）如图所示，用甲、乙两个滑轮组将质量相同的甲、乙两物体匀速提升相同的高度，拉力都沿竖直方向，两动滑轮的重量相同，不计绳重与摩擦，则有用功W甲 ＝ W乙，所用的拉力F1 ＜ F2，其机械效率η甲 ＝ η乙。（以上选填“＞”“＜”或“＝”）
【考点】机械效率的大小比较；滑轮组中的相关计算；比较功的大小．
【专题】功、功率、机械效率；应用能力．
【答案】＝；＜；＝。
【分析】由滑轮组的结构知道承担物重的绳子股数n，则绳子自由端移动的距离s＝nh；
（1）不计绳重及摩擦，拉力F＝（G物+G动），据此比较拉力大小关系；
（2）把相同的重物匀速提升相同的高度，做的有用功相同；不计绳重及摩擦，利用相同的滑轮和绳子、提升相同的高度，做额外功相同；而总功等于有用功加上额外功，可知利用滑轮组做的总功相同，再根据效率公式判断滑轮组机械效率的大小关系。
【解答】解：
（1）不计绳重及摩擦，拉力F＝（G物+G动），由图知，n甲＝3，n乙＝2；
所以绳端的拉力分别为：F1＝（G物+G动），F2＝（G物+G动），所以F1＜F2；
（2）因为不计绳重及摩擦，动滑轮重相同，提升的物体重和高度相同，由W额＝G动h、W有用＝G物h可知，利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同，则拉力做的总功相同，因为η＝，所以两滑轮组的机械效率相同。
故答案为：＝；＜；＝。
【点评】本题重点理解：把相同的重物匀速提升相同的高度，做的有用功相同；不计绳重及摩擦，利用相同的滑轮和绳子、提升相同的高度，做额外功相同；而总功等于有用功加上额外功，可知利用滑轮组做的总功相同。
22．（2023•广东模拟）如图甲所示，我国古代记录传统手工技术的著作《天工开物》里记载了一种捣谷用的舂，其简化图如图乙所示，该装置是 费力 （选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆。该装置碓头A重200N，不计横木的重力和摩擦。杆长AB＝1.5m，支点O距离脚踏板OB＝0.5m，人在B端施加的竖直向下的力至少为 400 N；若每次碓头A上升的高度都为0.6m，1min撞击舂中的谷粒20次，则克服碓头重力做功的功率为 40 W。
【考点】杠杆的平衡条件；功率的计算及公式的应用．
【专题】应用题；简单机械；功、功率、机械效率．
【答案】费力；400；40。
【分析】（1）作出杠杆的示意图，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；
（2）根据已知条件，根据相似三角形知识可知大小，根据杠杆的平衡条件得出动力大小；
（3）不计横木的重力和摩擦，求出1min内人克服碓头重力做功，根据功率公式得出1min克碓头重力做功的功率。
【解答】解：（1）由图可知，O是支点，从O点向阻力F2的作用线做垂线段，可得阻力臂l2，同理可知动力臂为l1，舂在使用过程中，因动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；
（2）杆长AB＝1.5m，支点O距离脚踏板OB＝0.5m，故AO＝1.0m；根据相似三角形知识有
＝
根据杠杆的平衡条件可知：mg×l2＝F1×l1，
F1＝＝2×200N＝400N
（3）不计横木的重力和摩擦，1min内人克服碓头重力做功：
W总＝nW＝20×Gh＝20×200N×0.6m＝2400J，
1min克碓头重力做功的功率为：
P＝。
故答案为：费力；400；40。
【点评】本题考查杠杆的分类、杠杆平衡条件及功和功率公式的运用。
23．（2023•新会区二模）如图所示，小京利用动滑轮在A端匀速提起重200N的货物，若不计绳重、滑轮重及摩擦，则他拉绳子A端的拉力F为 100 N；实际测量A端的拉力为120N，不计绳重及摩擦，则该动滑轮的重量为 40 N，这个动滑轮的机械效率为 83.3 %。
【考点】滑轮（组）的机械效率；动滑轮拉力的计算．
【专题】定量思想；功、功率、机械效率；应用能力．
【答案】100；40；83.3。
【分析】（1）由图可知，n＝2，若不计绳重、滑轮重及摩擦，根据F＝G算出拉力；
（2）不计绳重及摩擦，根据F＝（G+G动）算出动滑轮重；
根据η＝＝＝算出动滑轮的机械效率。
【解答】解：（1）由图可知，n＝2，若不计绳重、滑轮重及摩擦，拉力为：
F＝G＝×200N＝100N；
（2）不计绳重及摩擦，根据F＝（G+G动）得动滑轮重力为：
G动＝nF﹣G＝2×120N﹣200N＝40N；
动滑轮的机械效率为：
η＝＝＝＝×100%≈83.3%。
故答案为：100；40；83.3。
【点评】本题考查了使用动滑轮组时拉力、动滑轮重力和机械效率的计算，利用好不计绳重和摩擦时F＝（G+G动）是关键。
三．作图题（共2小题）
24．（2023•南海区校级模拟）如图所示为工人师傅用笤帚扫地的情景。O是支点，右手作用在笤帚上A点的动力为F1，请在图乙中画出动力F1的力臂L1和作用在B点的水平方向的阻力F2的示意图。
【考点】力臂的画法；力的示意图与图示．
【专题】作图题；重力、弹力、摩擦力；简单机械；应用能力．
【答案】
【分析】阻力是阻碍杠杆转动的力，根据动力F1的方向确定阻力F2的方向，然后根据力的示意图的画法画出作用在B点的水平方向的阻力F2的示意图，再根据力臂的概念画出F1的力臂L1。
【解答】解：
由图可知，动力F1的作用是使杠杆沿顺时针方向转动，所以阻力F2的作用是阻碍其转动，方向与F1相反，从B点开始，沿水平向左的方向画出阻力F2的示意图；
从支点O作阻力F1作用线的垂线，即为动力臂L1。如图所示：
【点评】此题考查力的示意图和力臂的画法，画力臂，关键是确定支点和力的作用线，从支点向力的作用线引垂线，垂线段的长度即为力臂，只要细心，不会出错。
25．（2022•江城区校级二模）如图所示，某工人站在地面上使用由三个滑轮组成的滑轮组提升重物，请用笔画线代替绳子，画出最省力的绕绳方法。
【考点】滑轮组的设计与组装．
【专题】设计与制作题；简单机械；应用能力．
【答案】
【分析】与动滑轮连接的绳子能分担物体的重力，所以与动滑轮相连的绳子的股数越多越省力，但还要注意对拉力方向的要求。
【解答】解：要使滑轮组最省力，需要承担物重的绳子段数最多，所以要从动滑轮绕起，依次绕过上面的定滑轮、下面的动滑轮，再绕过上面的另一个定滑轮，如图所示：
【点评】对于滑轮组的组装与绕线方法，要看清题目的每一个要求，灵活运用，不能死记硬背最省力的绕线方法。
四．实验探究题（共2小题）
26．（2022•赤坎区校级模拟）如图是小明利用刻度均匀的杠杆进行探究“杠杆的平衡条件”的实验。
（1）如图甲所示，实验前杠杆左端下沉，这时小明应将两端的平衡螺母向 右 （左/右）调节，直到杠杆在 水平 位置平衡，这样做的目的是 消除杠杆的自重对平衡的影响且便于测量力臂的大小 。
（2）如图乙所示挂上钩码后，杠杆恰好在水平位置平衡，当将A、B两点下方所挂钩码同时朝远离支点O方向移动一小格，则杠杆 右 （左/右）增将下沉。
（3）如图丙所示，若不在B点挂钩码，改用弹簧测力计在B点向下拉杠杆，使杠杆仍在水平位置平衡，当测力计从a位置转到b位置时，其示数大小将 变大 。
（4）小王用图丁装置进行探究，发现总是无法得到课本上所给出的杠杆平衡条件，原因是 杠杆的自重对杠杆平衡有影响 影响。
【考点】探究杠杆的平衡条件．
【专题】应用题；简单机械；应用能力．
【答案】（1）右；水平；消除杠杆的自重对平衡的影响且便于测量力臂的大小；（2）右；（3）变大；（4）杠杆的自重对杠杆平衡有影响。
【分析】（1）调节杠杆平衡时，平衡螺母向上翘的一端移动；调节杠杆在水平位置平衡的目的是消除杠杆的自重对平衡的影响且便于测量力臂的大小；
（2）根据杠杆平衡条件判断是否平衡；
（3）根据钩码个数与每个钩码的重力求出测力计拉力；当保持B点不动，弹簧测力计的方向向右倾斜，这时杠杆右侧的力臂变短，根据杠杆的平衡条件可知，使杠杆仍在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将变大；
（4）图丁中，支点位于动力和阻力的右侧，弹簧测力计不但提了钩码，而且还提了杠杆，杠杆的重力对杠杆转动产生了影响。
【解答】解：（1）若开始实验前发现左端下沉，右端上翘，可将杠杆两端的平衡螺母向右端移动，直到杠杆在水平位置平衡，这样做的目的是消除杠杆的自重对平衡的影响且便于测量力臂的大小；
（2）若A．B两点的钩码同时向远离支点的方向移动一个格，则左侧2G×4L＝8GL，右侧3G×3L＝9GL，因为8GL＜9GL，故右端下沉；
（3）保持B点不变，若拉力F向右倾斜时，此时F的力臂变短，根据杠杆的平衡条件，力变大；
（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；
故答案为：（1）右；水平；消除杠杆的自重对平衡的影响且便于测量力臂的大小；（2）右；（3）变大；（4）杠杆的自重对杠杆平衡有影响。
【点评】本题考查探究杠杆平衡条件的实验，关键是将课本知识内容记忆清楚，仔细分析即可。
27．（2023•南山区模拟）在“探究斜面的机械效率”实验中，小明猜想斜面的机械效率可能跟斜面的粗糙程度有关，小聪猜想可能跟斜面的倾斜程度有关。如图是他们设计的实验装置，下表是其中一位同学在其他条件一定时的实验数据。
（1）表格中第三次实验的机械效率为 70.6% （结果保留一位小数），分析表中信息可知该实验是探究 小聪 （选填“小明”或“小聪”）的猜想，结论是：在其他条件一定时，斜面 越陡 ，机械效率越高；
（2）另一位同学为探究自己的猜想，设计了如下步骤。
①把一块长木板的一端垫高，构成一个斜面；
②用弹簧测力计沿斜面把一木块 匀速 拉上去，进行相关测量，计算出斜面的机械效率；
③保持斜面的 倾斜程度 不变，改变斜面的 粗糙程度 ，再进行相关测量，并计算出斜面的机械效率；
④比较两次 机械效率 的大小，即可初步验证猜想是否正确。
【考点】斜面机械效率的测量实验．
【专题】测量型实验综合题．
【答案】（1）70.6%；小聪；越陡；（2）②匀速；③倾斜程度；粗糙程度；④机械效率。
【分析】（1）结合表中数据，利用机械效率的计算公式求得第三次实验的机械效率；不变量是物块的重力和斜面的粗糙程度，变量是斜面的倾斜程度，机械效率也不相同；
（2）探究斜面机械效率与斜面粗糙程度的关系，应控制斜面的倾斜程度不变，改变斜面的粗糙程度，根据记录的数据计算机械效率，验证猜想。
【解答】解：（1）第三次实验的机械效率为：η＝＝≈70.6%。
由表中实验数据可知，斜面的粗糙程度相同而斜面的倾斜程度不同，因此该实验探究的是机械效率与斜面倾斜程度的关系，验证的是小聪的猜想；由表中实验数据可知，在其它条件不变的情况下，斜面越陡斜面的机械效率越高，斜面越陡越费力。
（2）小明要做验证他的猜想﹣﹣机械效率与粗糙程度的关系，就应控制物块重力和斜面倾斜程度不变而改变斜面的粗糙程度；实验步骤为：
①把一块长木板的一端垫高，构成一个斜面。
②用弹簧测力计沿斜面把一木块匀速拉上去，进行相关测量，计算出斜面的机械效率。
③保持斜面的倾斜程度不变，改变斜面的粗糙程度，再进行相关测量，并计算出斜面的机械效率。
④根据记录的数值，计算出机械效率的大小，即可验证猜想是否正确。
故答案为：（1）70.6%；小聪；越陡；（2）②匀速；③倾斜程度；粗糙程度；④机械效率。
【点评】影响斜面机械效率的因素有物块重力、斜面倾斜程度和斜面粗糙程度有关，物块越重、斜面越倾斜、斜面越光滑机械效率越大。
五．计算题（共2小题）
28．（2023•曲江区校级模拟）巨型货轮“长赐”号满载时排水量达2×105t，是最大的远洋船之一。2021年3月9日该货轮载有超过1.8万个集装箱，从深圳盐田港出发，途径苏伊士运河斜向搁浅（如图甲）。救援队用挖掘机挖走船头和船尾底部的泥沙，利用水的浮力使船体重新漂浮。求（ρ海水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）：
（1）货轮满载正常航行时所受浮力大小；
（2）满载时货轮吃水深度约为16m，求此时船底受到水的压强是多大；
（3）救援前载，救援队还制定了通过卸载船上的集装箱，减小船的排水量来使船脱困的方案。若采用此方案，利用如图乙所示的塔式起重机卸载集装箱，当把重约1.2×105N的一个集装箱匀速吊起2m时，绳端的拉力F为5×104N，求此时滑轮组的机械效率。
【考点】滑轮（组）的机械效率；液体压强的计算以及公式的应用；浮力大小的计算．
【专题】计算题；压强、液体的压强；浮力；简单机械；功、功率、机械效率；应用能力．
【答案】见试题解答内容
【分析】（1）根据阿基米德原理求出货轮满载正常航行时所受浮力大小；
（2）根据p＝ρgh求船底受到水的压强；
（3）由图可知n＝3，利用η＝＝＝＝求滑轮组的机械效率。
【解答】解：（1）由阿基米德原理可知，货轮满载正常航行时所受浮力：F浮＝G排＝m排g＝2×105×103kg×10N/kg＝2×109N；
（2）此时船底受到水的压强：p＝ρ海水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×16m＝1.6×105Pa；
（3）由图可知n＝3，滑轮组的机械效率：η＝＝＝＝＝×100%＝80%。
答：（1）货轮满载正常航行时所受浮力大小为2×109N；
（2）此时船底受到水的压强为1.6×105Pa；
（3）此时滑轮组的机械效率为80%。
【点评】本题考查阿基米德原理、液体压强公式和机械效率公式的应用，知识点多，但难度不大。
29．（2022•南山区校级二模）图示为某种型号的剪叉式高空作业平台。这台机器利用起升电机升降作业平台，方便工人高空作业。该机器的部分数据如表所示。
（1）这台机器空载且静止时，对水平地面的压强是多大？（g取10N/kg）
（2）起升电机以额定功率工作时，将总重为1000N的人和作业工具以0.2m/s的速度举高8m。该机器做的有用功是多少？机械效率是多少？
【考点】机械效率的计算；压强的计算；有用功和额外功．
【专题】计算题；压强、液体的压强；功、功率、机械效率；应用能力．
【答案】（1）这台机器空载且静止时，对水平地面的压强是4×105Pa；
（2）该机器做的有用功是8×103J，机械效率是5%。
【分析】（1）这台机器空载且静止时，对水平地面的压力和自身的重力相等，根据F＝G＝mg求出其大小，利用p＝求出对水平地面的压强；
（2）根据W＝Gh求出该机器做的有用功，利用v＝求出该机器工作的时间，根据P＝求出起升电机做的总功，利用η＝×100%求出机器的机械效率。
【解答】解：（1）这台机器空载且静止时，对水平地面的压力：
F＝G＝mg＝3200kg×10N/kg＝3.2×104N，
对水平地面的压强：
p＝＝＝4×105Pa；
（2）该机器做的有用功：
W有＝Gh＝1000N×8m＝8×103J，
由v＝可得，该机器工作的时间：
t＝＝＝40s，
由P＝可得，起升电机做的总功：
W总＝Pt＝4000W×40s＝1.6×105J，
机器的机械效率：
η＝×100%＝×100%＝5%。
答：（1）这台机器空载且静止时，对水平地面的压强是4×105Pa；
（2）该机器做的有用功是8×103J，机械效率是5%。
【点评】本题考查了重力公式和压强公式、做功公式、功率公式、机械效率公式的综合应用，要注意水平面上物体的压力和自身的重力相等。实验
序号
斜面的
倾斜程度
物块的重力
G/N
斜面高度
h/m
沿斜面的拉力
F/N
斜面长
s/m
机械效率
1
较缓
10
0.2
5.5
1
36.4%
2
较陡
10
0.4
7.0
1
57.1%
3
最陡
10
0.6
8.5
1
整机质量（空载）/kg
3200
安全工作载荷/kg
200
起升电机额定电压/V
24
起升电机额定功率/kW
4.0
轮胎接地总面积/m2
0.08
实验
序号
斜面的
倾斜程度
物块的重力
G/N
斜面高度
h/m
沿斜面的拉力
F/N
斜面长
s/m
机械效率
1
较缓
10
0.2
5.5
1
36.4%
2
较陡
10
0.4
7.0
1
57.1%
3
最陡
10
0.6
8.5
1
整机质量（空载）/kg
3200
安全工作载荷/kg
200
起升电机额定电压/V
24
起升电机额定功率/kW
4.0
轮胎接地总面积/m2
0.08
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