专题10简单机械(原卷版+解析)(第4期)

专题10简单机械（原卷版）（第4期）一、选择题1.（2022·株洲）如图为运动员手持铅球（图中未画出）时的情景。此时，手臂受力时可简化为桡骨在肱二头肌的牵引下绕肘关节转动的模型。关于这个物理模型，下列选项正确的是（）。A.l1、l2分别表示F1和F2的力臂；B.l1、l2分别表示F1和F2的力臂；C.手臂是个省力杠杆；D.手臂是个费力杠杆2.（2022·湘潭）如图所示，一均匀杠杆可以绕中点O自由转动，杠杆上垂直粘有A、B两根粗细相同的蜡烛且刚好在水平位置平衡，两蜡烛所处位置到O点的水平距离lAO＝2lBO，现同时点燃蜡烛，经时间t，它们减少了相等的质量，下列说法正确的是（）。A.点燃前A、B蜡烛重力之比1∶2；B.经时间t，杠杆右端下沉；C.经时间t，杠杆左端下沉；D.经时间t，杠杆继续保持水平平衡3.（2022·抚顺、葫芦岛）使用如图所示的滑轮组，沿水平方向匀速拉动质量为300kg的物体，弹簧测力计的示数为200N，物体在10s内移动1m。物体所受的摩擦力为物重的0.1倍。不计绳重和滑轮组内的摩擦，下列说法正确的是（）。A.滑轮组的机械效率为50%；B.动滑轮重为100N；C.绳子自由端拉力的功率为20W；D.增大物重机械效率不变4.（2022·济南）小强开启饮料时，瓶起子可视为一个杠杆，如图所示。下列各图能正确表示其工作原理的是（）。A.B.C.D.5.（2022·菏泽）如图所示，在快递仓库内工人把重为600N的货物用滑轮组以0.2m/s的速度匀速提升，忽略摩擦及绳重，该过程中滑轮组的机械效率为80%，则（）。A.工人所用的拉力为200N；B.动滑轮的重力为100N；C.拉力的功率为150W；D.提升重力不同的货物时，此滑轮组机械效率不变6.（2022·潍坊）图甲所示为工人师傅乘坐吊篮在高空粉刷楼体外墙的情景，吊篮可在电动机的作用下实现升降，其简化结构原理如图乙所示。吊篮的质量为，两名工人及工具的总质量为，某次吊升过程中，吊篮在内匀速上升了。不计滑轮重、绳重和摩擦，关于该过程的分析正确的是（）。A.吊篮的动能不变 B.吊篮的机械能守恒C.电动机对绳子的拉力为 D.电动机拉动绳子的功率为7.（2022·烟台）如图所示的杠杆在使用过程中，属于费力杠杆的是（）。A.用羊角锤起钉子 B.用钳子夹导线C.用起子起瓶盖 D.用镊子夹取砝码8.（2022·威海）如图所示，为了把两件相同货物搬运到汽车上，工人用相同材质的木板搭建了AB、CD两个斜面，用沿斜面向上的力将其中一件货物从斜面的底端匀速推到顶端，另一件货物用同样的方法沿斜面搬运。下列说法正确的是（）。A.沿斜面推动更省力；B.沿斜面推动，工人克服货物重力做的功更多；C.无论利用哪个斜面，工人克服货物重力做功的功率一定相同；D.沿斜面推动货物的过程中，货物的机械能增大9.（2022·滨州）司马迁在《史记》中有壮丽辉煌的咸阳宫的描述。如图是我们的祖先在建造宫殿时利用木棒搬动巨大木料的情景。他们通过横杆、支架、石块等，将巨木的一端抬起，垫上圆木，以便将其移到其它地方。以下分析不正确的是（）。A.通过横杆、支架等，将巨木的一端抬起是使用了杠杆；B.人越靠近横杆的右端，会更省力的抬起巨木的一端；C.将巨木的一端抬起，垫上圆木是为了减小摩擦；D.支架下端垫有底面积较大的石块，是为了增大支架对地面的压强10.（2022·滨州）如图所示，用滑轮组提升质量为12kg的物体时，物体在10s内匀速竖直上升2m。所用拉力F为50N。则在提升物体的过程中（不计绳重和摩擦，g=10N/kg）。下列说法正确的是（）。A.绳子自由端移动的速度为0.6m/s；B.滑轮组提升物体做的有用功为300J；C.拉力做功的功率为30W；D.该滑轮组机械效率为80％11.（2022·西藏）杠杆在生活中无处不在，下图所示工具在使用过程中属于费力杠杆的是（）。A.铁皮剪；B.定滑轮；C.钳子；D.船桨12.（2022·襄阳）如图所示的器具，在使用时属于省力杠杆的是（）。A.镊子；B.钢丝钳；C.食物夹；D.筷子13.（2022·淄博）如图是某小区使用的一种垃圾投放装置的示意图，人向下拉吊把就能打开垃圾桶桶盖，非常方便、卫生。下列说法正确的是（）。A.装置中的滑轮是动滑轮；B.装置中的滑轮改变了力的方向；C.绳子拉起桶盖时，桶盖可视为费力杠杆；D.蓝色垃圾桶看起来是蓝色，是因为它吸收蓝光14.（2022·淮安）如图所示，用力打开夹子过程中，标注的夹子支点、动力、阻力正确的是（）。A. B.C. D.二、填空题15.（2022·淄博）工人用如图所示的滑轮组来提升货物，已知货物重400N，每个滑轮重50N，若物体在10s内被提升了6m，不计绳重和摩擦，则拉力F是___________N，绳自由端移动的距离是___________m，物体上升的速度是___________m/s，滑轮组的机械效率是___________（精确到1%）。16.（2022·攀枝花）如图所示的滑轮组，将一重510N的箱子在10s内匀速提升5m，拉力F为200N，动滑轮重50N。拉力F的功率为______W，滑轮组的机械效率为______。17.（2022·烟台）如图所示，用动滑轮将重为160N的物体在5s内匀速提升1m，所用拉力F为100N，在此过程中，拉力F做的功为______J，拉力做功的功率为______W，动滑轮的机械效率为______。18.（2022·菏泽）自行车是我们常用的交通工具，在下面列举的自行车结构或设计采取的措施中，属于杠杆的是______，属于减小摩擦的是______。（选填前面的序号）①轮盘和飞轮组成的系统，②刹车把手和刹车装置组成的系统，③车胎上有凸凹不平的花纹，④转轴上安装有轴承。19.（2022·金昌）如图所示，现在很多地方设有轮椅专用通道，为残疾人通行提供方便。它实际上就是简单机械中的______（选填“杠杆”、“滑轮”或“斜面”）；属于______（选填“省力”、“费力”或“省功”）机械。20.（2022·镇江）如图1所示，轻质杠杆可绕O转动，A点悬挂一重为12N的物体M，B点受到电子测力计竖直向上的拉力F，杠杆水平静止，已知OA=AB=BC，则F为___________N。保持杠杆水平静止，将F作用点从B移至C，此过程中F方向保持不变，F的力臂记为l，则F的大小变___________，F与（）的关系图线为图2中的①；将M从A移至B，再重复上述步骤，F与（）的关系图线为图2中的___________（选填数字序号）。三、作图题21.（2022·抚顺、葫芦岛）图甲是一款瓶起子。起瓶盖时，瓶身相当于一个绕O点转动的杠杆。图乙是其简化示意图。请在图乙中画出：（1）瓶盖上B点受到的阻力F2的大致方向；（2）作用在A点的最小动力F1及其力臂l1.22.（2022·东营）如图所示，工人用撬棒撬起石块的情景，O是支点，请画出动力F的力臂l。23.（2022·金昌）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，请画出最省力的绕绳方法。24.（2022·攀枝花）如图所示，轻质杠杆OA可绕O点在竖直平面内转动，请在图示位置画出小球所受重力G和使杠杆保持平衡的最小力F的示意图，并简述F的作图依据。25.（2022·遵义）人体中的某些部位具有杠杆的功能，图甲所示为人握住哑铃锻炼的情景，其简图如图乙所示。肱二头肌收缩对手臂产生一个拉力F，使手臂绕肘关节“O”转动，请在图乙中作出哑铃所受重力的示意图和拉力F的力臂L。26.（2022·铜仁）（1）如图（a）所示，一束光斜射向玻璃砖，并穿过玻璃砖。画出这束光进入玻璃和离开玻璃后的光线（注意标出法线）；（2）如图（b）所示为一根“”形杠杆，O为支点，左端悬挂一重物M，现要在A端施加一个最小的力，使M在图示位置保持平衡。某同学在A点画出了最小力F的示意图，请对该同学的作图结果予以评价（用作图方式体现）；（3）如图（c）所示，根据小磁针的指向，用物理符号标出螺线管左端和电源左端极性。四、实验题27.（2022·朝阳）小明利用如图所示实验装置“探究杠杆的平衡条件”：（1）轻质杠杆静止时如图甲所示，可将左端的平衡螺母向___________（选填“左”或“右”）调节，使其在水平位置平衡，这样操作的目的是便于测量___________；（2）小明多次实验并记录数据如表，总结数据得出杠杆的平衡条件___________；次数动力F1/N动力臂l1/m阻力F2/N阻力臂l2/m110.120.05220.151.50.2330.051.50.1（3）第2次实验所挂钩码的个数和位置如图乙所示，此时将两侧所挂的钩码同时向支点O靠近一格，杠杆会___________（选填“左侧下降”、“右侧下降”或“仍水平平衡”）；（4）如图丙所示，用弹簧测力计在A处竖直向上拉，使杠杆在水平位置平衡，在测力计逐渐向左倾斜到虚线位置的过程中，保持杠杆在水平位置平衡，则测力计的示数将___________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。五、综合题28.（2022·湘潭）如图1，从深井中匀速提取泥土，动滑轮和筐总重力为30N。图2是某次拉力做的功W随绳自由端拉下的长度s变化的关系。不计绳重和摩擦，求：（1）当s为10m时，由图2可知拉力做了_______J的功，筐和泥土上升了_______m；（2）拉力为_______N，筐中泥土的重力是_______N；（3）本次利用该装置提升泥土的机械效率_______。六、计算题29.（2022·潍坊）图甲是某卫生间马桶水箱的进水调节装置，图乙为其结构示意图，浮臂AB可视为绕点转动的杠杆，，，A端通过细连接杆AC与柱状浮筒连接，浮筒质量为，端通过细连接杆BD与圆饼状止水阀连接，止水阀上下表面积与进水管口面积均为。当水箱中无水或水量较少时，止水阀打开，水从进水管流进水箱。水位达到一定高度时，浮筒推动杠杆，使止水阀刚好堵住进水管，停止进水，此时AB处于水平位置，连接杆竖直，大气压强，进水管中水压。除浮筒外其它装置所受重力不计，忽略所有摩擦，g取，水的密度。刚停止进水时，求：（1）浮筒所受重力；（2）进水管中的水对止水阀的压力；（3）连接杆BD对止水阀的压力；（4）浮筒排开水的体积。30.（2022·日照）某疫情仓储基地为方便抗疫物资的存储、计件、配送，将可打包的物资打包为质量分布均匀的立方体包裹。现将口罩打包成边长为的立方体后，其质量为。g取。（1）求口罩打包后的密度；（2）仓储基地利用叉车运送物资（如图甲），叉车拾升物资的主要装置由两个叉手和升降架等组成，如图乙所示，叉手为弯成的金属板，水平部分承载物资，竖直部分链接在升降架上，其简化示意图如图丙所示，当在叉手的水平部分放上物资时，将叉手看成是一个以O点为支点的杠杆，升降架对杠杆上A点的作用力沿水平方向。已知每个叉手的水平部分长、宽，两叉手间距，运送物资时，使物资紧靠OA放置，并使其重力的作用线通过两叉手的中间。①当叉车不动，叉手匀速竖直向上运送1包口罩时，求该包口罩对叉手的压强。②若将可打包的物资均打包成质量相同、边长不超过的立方体包裹，请分析物资的密度是否会影响升降架对A点作用力的大小？31.（2022·威海）为了建设精致城市，每到春天园林工人要在过街天桥上放置花草，为城市增添一抹绿色。如图所示，工人用长木棒、滑轮、轻绳组装提升装置。木棒放置在天桥栏杆上始终保持水平，与栏杆M接触点为O；用沙袋将木棒B端压在栏杆N上，在木棒A端吊装滑轮组。，每个沙袋重，每个滑轮重。（木棒和绳的重力、滑轮与轴的摩擦均忽略不计）（1）若A点受到竖直向下的拉力为，为了保持木棒水平平衡，在B端至少需要放置几个沙袋？（2）若某次工人利用滑轮组竖直向下拉绳子，将重为的花架匀速提升。求：①滑轮组的机械效率。②滑轮组对绳的拉力。专题10简单机械（解析版）（第4期）一、选择题1.（2022·株洲）如图为运动员手持铅球（图中未画出）时的情景。此时，手臂受力时可简化为桡骨在肱二头肌的牵引下绕肘关节转动的模型。关于这个物理模型，下列选项正确的是（）。A.l1、l2分别表示F1和F2的力臂；B.l1、l2分别表示F1和F2的力臂；C.手臂是个省力杠杆；D.手臂是个费力杠杆【答案】BD。【解析】AB．过支点作力的作用线的垂线段，该垂线段为力臂，A中的力臂是错误的，B中的两个力臂正确，故A错误，B正确；CD．由图可知，此时的动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，故C错误，D正确。故选BD。2.（2022·湘潭）如图所示，一均匀杠杆可以绕中点O自由转动，杠杆上垂直粘有A、B两根粗细相同的蜡烛且刚好在水平位置平衡，两蜡烛所处位置到O点的水平距离lAO＝2lBO，现同时点燃蜡烛，经时间t，它们减少了相等的质量，下列说法正确的是（）。A.点燃前A、B蜡烛重力之比1∶2；B.经时间t，杠杆右端下沉；C.经时间t，杠杆左端下沉；D.经时间t，杠杆继续保持水平平衡【答案】AB。【解析】A．点燃前A、B蜡烛前，杠杆处于平衡状态，根据杠杆的平衡条件可知GAlAO＝GBlBO变形得故A正确；BCD．经时间t，蜡烛燃烧后减小的重力ΔG相同，则支点左边力与力臂的乘积为(GA-ΔG)lAO＝GAlAO﹣ΔGLAO支点右边力与力臂的乘积为(GB-ΔG)lBO＝GBlBO-ΔGlBO由于lAO＞lBO，所以ΔGlAO＞ΔGlBO，GAlAO＝GBlBO则有GAlAO﹣ΔGLAO＜GBlBO-ΔGlBO所以杠杆右端下沉，故B正确，CD错误。故选AB。3.（2022·抚顺、葫芦岛）使用如图所示的滑轮组，沿水平方向匀速拉动质量为300kg的物体，弹簧测力计的示数为200N，物体在10s内移动1m。物体所受的摩擦力为物重的0.1倍。不计绳重和滑轮组内的摩擦，下列说法正确的是（）。A.滑轮组的机械效率为50%；B.动滑轮重为100N；C.绳子自由端拉力的功率为20W；D.增大物重机械效率不变【答案】B。【解析】A．物体的重力G=mg=300kg×10N/kg=3000N物体受到的摩擦力f=0.1G=0.1×3000N=300N则拉力F克服物体摩擦力做的有用功W有=fL=300N×1m=300J由图可知，动滑轮用2段绳子拉物体，且弹簧测力计的示数为200N，则拉力F=200N，绳子自由端移动的距离s=2m，拉力做的总功W总=Fs=200N×2m=400J滑轮组的效率，故A错误；B．由可知，动滑轮重G动=nF-f=2×200N-300N=100N，故B正确；C．拉力的功率故C错误；D．若增大物重，则物体受到的摩擦力变大，物体移动相同的距离，滑轮组所做的有用功变大，而额外功不变，有用功在总功中所占的比例变大，因此机械效率会变大，故D错误。故选B。4.（2022·济南）小强开启饮料时，瓶起子可视为一个杠杆，如图所示。下列各图能正确表示其工作原理的是（）。A.B.C.D.【答案】A。【解析】用瓶起子开瓶盖时，瓶起子在使用过程中，支点在一端，且动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，根据杠杆平衡条件，故BCD不符合题意，A符合题意。故选A。5.（2022·菏泽）如图所示，在快递仓库内工人把重为600N的货物用滑轮组以0.2m/s的速度匀速提升，忽略摩擦及绳重，该过程中滑轮组的机械效率为80%，则（）。A.工人所用的拉力为200N；B.动滑轮的重力为100N；C.拉力的功率为150W；D.提升重力不同的货物时，此滑轮组机械效率不变【答案】C。【解析】A．由图可知绳子的有效段数n=3，滑轮组的机械效率工人所用拉力为故A不符合题意；B．忽略摩擦及绳重，作用在绳子自由端的拉力为动滑轮重G动=3F-G=3×250N-600N=150N故B不符合题意；C．拉力F的功率即P=Fv=Fnv物=250N×3×0.2m/s=150W故C符合题意；D．忽略摩擦及绳重，克服动滑轮的重力做的功为额外功的唯一来源，故滑轮组机械效率为G动保持不变，提升重力不同的货物时，此滑轮组机械效率发生变化，故D不符合题意。故选C。6.（2022·潍坊）图甲所示为工人师傅乘坐吊篮在高空粉刷楼体外墙的情景，吊篮可在电动机的作用下实现升降，其简化结构原理如图乙所示。吊篮的质量为，两名工人及工具的总质量为，某次吊升过程中，吊篮在内匀速上升了。不计滑轮重、绳重和摩擦，关于该过程的分析正确的是（）。A.吊篮的动能不变 B.吊篮的机械能守恒C.电动机对绳子的拉力为 D.电动机拉动绳子的功率为【答案】AD。【解析】AB．吊篮匀速上升的过程，质量不变，速度不变，高度升高，所以动能不变，重力势能变大，机械能变大，机械能不守恒，故A正确，B错误；C．由图示知，承重绳子为4根。不计滑轮重、绳重及摩擦时，电动机对绳子的拉力故C错误；D．绳子在30s内移动的距离s=4h=4×6m=24m绳子移动的速度电动机拉动绳子的功率P=Fv=600N×0.8m/s=480W故D正确。故选AD。7.（2022·烟台）如图所示的杠杆在使用过程中，属于费力杠杆的是（）。A.用羊角锤起钉子 B.用钳子夹导线C.用起子起瓶盖 D.用镊子夹取砝码【答案】D。【解析】A．用羊角锤起钉子时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故A不符合题意；B．用钳子夹导线时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故B不符合题意；C．用起子起瓶盖时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故C不符合题意；D．用镊子夹取砝码时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故D符合题意。故选D。8.（2022·威海）如图所示，为了把两件相同货物搬运到汽车上，工人用相同材质的木板搭建了AB、CD两个斜面，用沿斜面向上的力将其中一件货物从斜面的底端匀速推到顶端，另一件货物用同样的方法沿斜面搬运。下列说法正确的是（）。A.沿斜面推动更省力；B.沿斜面推动，工人克服货物重力做的功更多；C.无论利用哪个斜面，工人克服货物重力做功的功率一定相同；D.沿斜面推动货物的过程中，货物的机械能增大【答案】D。【解析】A．AB、CD两个斜面的高度相同，CD斜面比较长，沿CD斜面推动更省力，故A错误；BC．AB、CD两个斜面的高度相同，货物的重力相同，由W=Gh可知克服货物重力做的功相同，两件货物推到顶端的时间未知，由可知工人克服货物重力做功的功率不一定相同，故BC错误；D．沿斜面推动货物的过程中，速度不变，质量不变，动能不变，高度增大，重力势能增大，机械能等于动能和势能之和，所以货物的机械能增大，故D正确。故选D。9.（2022·滨州）司马迁在《史记》中有壮丽辉煌的咸阳宫的描述。如图是我们的祖先在建造宫殿时利用木棒搬动巨大木料的情景。他们通过横杆、支架、石块等，将巨木的一端抬起，垫上圆木，以便将其移到其它地方。以下分析不正确的是（）。A.通过横杆、支架等，将巨木的一端抬起是使用了杠杆；B.人越靠近横杆的右端，会更省力的抬起巨木的一端；C.将巨木的一端抬起，垫上圆木是为了减小摩擦；D.支架下端垫有底面积较大的石块，是为了增大支架对地面的压强【答案】D。【解析】A．通过横杆、支架等，将巨木的一端抬起，是一根硬棒围绕着支点转动，故是使用了杠杆，故A正确，A不符合题意；B．人越靠近横杆的右端，动力臂越大，阻力臂和阻力的大小乘积一定，动力臂越大，会更省力的抬起巨木的一端，故B正确，B不符合题意；C．将巨木的一端抬起，垫上圆木，用滚动代替滑动，减小摩擦，故C正确，C不符合题意；D．支架下端垫有底面积较大的石块，是为了增大受力面积，从而减小支架对地面的压强，故D错误，D符合题意。故选D。10.（2022·滨州）如图所示，用滑轮组提升质量为12kg的物体时，物体在10s内匀速竖直上升2m。所用拉力F为50N。则在提升物体的过程中（不计绳重和摩擦，g=10N/kg）。下列说法正确的是（）。A.绳子自由端移动的速度为0.6m/s；B.滑轮组提升物体做的有用功为300J；C.拉力做功的功率为30W；D.该滑轮组机械效率为80％【答案】ACD。【解析】A．由图可知，承担物体的绳子有3段，所以绳子自由端移动的距离s=3h=3×2m=6m则绳子自由端移动的速度为故A正确；B．物体所受的重力为G=mg=12kg×10N/kg=120N滑轮组提升物体做的有用功为W有=Gh=120N×2m=240J故B错误；C．拉力所做的总功为W总=Fs=50N×6m=300J则拉力做功的功率为故C正确；D．该滑轮组的机械效率为故D正确。故选ACD。11.（2022·西藏）杠杆在生活中无处不在，下图所示工具在使用过程中属于费力杠杆的是（）。A.铁皮剪；B.定滑轮；C.钳子；D.船桨【答案】D。【解析】A．铁皮剪动力臂大于阻力臂，所以铁皮剪是省力杠杆，故A不符合题意；B．定滑轮相当于等臂杠杆，使用定滑轮不省力，故B不符合题意；C．钳子动力臂大于阻力臂，所以钳子是省力杠杆，故C不符合题意；D．船桨的动力臂小于阻力臂，所以船桨是费力杠杆，能省距离，故D符合题意。故选D。12.（2022·襄阳）如图所示的器具，在使用时属于省力杠杆的是（）。A.镊子；B.钢丝钳；C.食物夹；D.筷子【答案】B。【解析】ACD．镊子、食物夹、筷子，这些物体在使用时动力臂小于阻力臂，省距离则必然费力，所以它们都是费力杠杆，故ACD不符合题意；B．钢丝钳在使用时，其动力臂大于阻力臂，根据杠杆的平衡条件可知，它是省力杠杆，故B符合题意。故选B。13.（2022·淄博）如图是某小区使用的一种垃圾投放装置的示意图，人向下拉吊把就能打开垃圾桶桶盖，非常方便、卫生。下列说法正确的是（）。A.装置中的滑轮是动滑轮；B.装置中的滑轮改变了力的方向；C.绳子拉起桶盖时，桶盖可视为费力杠杆；D.蓝色垃圾桶看起来是蓝色，是因为它吸收蓝光【答案】B。【解析】AB．由图可知，垃圾桶盖使用过程中，两个滑轮的轴固定不动，所以该装置中的滑轮为定滑轮；定滑轮虽不省力，可以改变力的方向，故A错误，B正确；C．由图可知，桶盖可视为杠杆，阻力为桶盖的重力，垃圾桶盖使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故C错误；D．不透明物体的颜色是由它反射的色光决定的，蓝色垃圾桶只能反射太阳光中的蓝色光，其它颜色的光被吸收了，看起来是蓝色，故D错误。故选B。14.（2022·淮安）如图所示，用力打开夹子过程中，标注的夹子支点、动力、阻力正确的是（）。A. B.C. D.【答案】A。【解析】根据杠杆的支点定义可知夹子中间的轴的位置是支点，手作用的点为动力作用点，动力的方向向下，阻力的作用点为支点左端弹性铁圈与夹子接触的位置，阻力的方向向下，故A符合题意。故选A。二、填空题15.（2022·淄博）工人用如图所示的滑轮组来提升货物，已知货物重400N，每个滑轮重50N，若物体在10s内被提升了6m，不计绳重和摩擦，则拉力F是___________N，绳自由端移动的距离是___________m，物体上升的速度是___________m/s，滑轮组的机械效率是___________（精确到1%）。【答案】①.225；②.12；③.0.6；④.89%。【解析】[1]由图可知，n=2，不计绳重和摩擦，作用在绳自由端的拉力[2]绳子自由端移动的距离[3]重物的速度[4]滑轮组的机械效率。16.（2022·攀枝花）如图所示的滑轮组，将一重510N的箱子在10s内匀速提升5m，拉力F为200N，动滑轮重50N。拉力F的功率为______W，滑轮组的机械效率为______。【答案】①.300；②.85%。【解析】[1]箱子在10s内匀速提升5m，所以箱子运动的速度由图可知，动滑轮上的绳子段数是3段，则绳端移动速度拉力F的功率[2]有用功总功滑轮组的机械效率。17.（2022·烟台）如图所示，用动滑轮将重为160N的物体在5s内匀速提升1m，所用拉力F为100N，在此过程中，拉力F做的功为______J，拉力做功的功率为______W，动滑轮的机械效率为______。【答案】①.200；②.40；③.80%。【解析】[1]由题意可知，拉力F做功[2]拉力F做功的功率为[3]提升该物体时，动滑轮的机械效率为。18.（2022·菏泽）自行车是我们常用的交通工具，在下面列举的自行车结构或设计采取的措施中，属于杠杆的是______，属于减小摩擦的是______。（选填前面的序号）①轮盘和飞轮组成的系统，②刹车把手和刹车装置组成的系统，③车胎上有凸凹不平的花纹，④转轴上安装有轴承。【答案】①.②；②.④。【解析】[1][2]①轮盘和飞轮组成的系统，属于轮轴；②刹车把手和刹车装置组成的系统，刹车把手处绕一固定点旋转相当于一个杠杆，刹车装置是通过增大压力来增大摩擦力的；③车胎上有凸凹不平的花纹，是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力的；④转轴上安装有轴承，是通过用滚动代替滑动的方法来减小摩擦力的。综上可知，属于杠杆的是②，属于减小摩擦力的是④。19.（2022·金昌）如图所示，现在很多地方设有轮椅专用通道，为残疾人通行提供方便。它实际上就是简单机械中的______（选填“杠杆”、“滑轮”或“斜面”）；属于______（选填“省力”、“费力”或“省功”）机械。【答案】①.斜面；②.省力。【解析】[1]轮椅专用通道是一条与水平面成一定角度的倾斜平面，这样的倾斜平面利用的就是斜面，可以省力。[2]根据功的原理可知，使用斜面时要费距离，但同时省了力，故斜面属于省力机械。20.（2022·镇江）如图1所示，轻质杠杆可绕O转动，A点悬挂一重为12N的物体M，B点受到电子测力计竖直向上的拉力F，杠杆水平静止，已知OA=AB=BC，则F为___________N。保持杠杆水平静止，将F作用点从B移至C，此过程中F方向保持不变，F的力臂记为l，则F的大小变___________，F与（）的关系图线为图2中的①；将M从A移至B，再重复上述步骤，F与（）的关系图线为图2中的___________（选填数字序号）。【答案】①.6；②.小；③.②。【解析】[1]由图1可知，O为杠杆的支点，B点拉力F的力臂A点作用力的力臂为OA，由杠杆平衡条件可得：F×OB=G×OA，解得[2]由题意可知，保持杠杆水平静止，将F作用点从B移至C，此过程中F方向保持不变，根据杠杆平衡条件可得F×l=G×OA，解得……Ⅰ由题意可知，此过程中物体M的重力G和力臂OA不变，拉力F的力臂l变大，则拉力F变小。[3]将M从A移至B，由杠杆平衡条件可得F×l=G×OB，解得……Ⅱ由数学知识可知，Ⅰ、Ⅱ两式中拉力F与的关系图线均为正比例函数，由图1可知，OB>OA，则Ⅱ式的斜率大于Ⅰ式的斜率，因此将M从A移至B，F与的关系图线为过原点且斜率比图线①大的图线②。三、作图题21.（2022·抚顺、葫芦岛）图甲是一款瓶起子。起瓶盖时，瓶身相当于一个绕O点转动的杠杆。图乙是其简化示意图。请在图乙中画出：（1）瓶盖上B点受到的阻力F2的大致方向；（2）作用在A点的最小动力F1及其力臂l1.【解析】[1]起瓶盖时，瓶身相当于一个以O点为支点的杠杆，阻力F2作用点在B点，方向向左上方。[2]因为阻力和阻力臂一定，动力臂最大时，根据杠杆的平衡条件可知，动力最小，由图可知OA为最大动力臂，过点A垂直于OA向左下方作出最小的力F1示意图，如图所示：22.（2022·东营）如图所示，工人用撬棒撬起石块的情景，O是支点，请画出动力F的力臂l。【解析】过支点O作动力F的作用线的垂线，即动力F的力臂l，如图所示：23.（2022·金昌）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，请画出最省力的绕绳方法。【解析】由于图中只有一个动滑轮，承担物重的绳子段数最多为3段，此时最省力，其绕法如图所示24.（2022·攀枝花）如图所示，轻质杠杆OA可绕O点在竖直平面内转动，请在图示位置画出小球所受重力G和使杠杆保持平衡的最小力F的示意图，并简述F的作图依据。【解析】过小球的重心沿竖直向下的方向画出重力的示意图，由杠杆的平衡条件可知，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小；由图可知，O点距离A点是最远的，故OA为力臂时，力是最小的，过端点A做垂直OA向上的力，如图所示：25.（2022·遵义）人体中的某些部位具有杠杆的功能，图甲所示为人握住哑铃锻炼的情景，其简图如图乙所示。肱二头肌收缩对手臂产生一个拉力F，使手臂绕肘关节“O”转动，请在图乙中作出哑铃所受重力的示意图和拉力F的力臂L。【解析】重力的方向是竖直向下的，从哑铃的重心画一条带箭头的竖直向下的有向线段，用G表示，即为其所受重力示意图；图中杠杆O为支点，从O作F作用线的垂线，垂线段为F的力臂，如图所示：26.（2022·铜仁）（1）如图（a）所示，一束光斜射向玻璃砖，并穿过玻璃砖。画出这束光进入玻璃和离开玻璃后的光线（注意标出法线）；（2）如图（b）所示为一根“”形杠杆，O为支点，左端悬挂一重物M，现要在A端施加一个最小的力，使M在图示位置保持平衡。某同学在A点画出了最小力F的示意图，请对该同学的作图结果予以评价（用作图方式体现）；（3）如图（c）所示，根据小磁针的指向，用物理符号标出螺线管左端和电源左端极性。【解析】（1）过入射点先作法线，当光从空气斜射入玻璃时，折射光线和入射光线分居法线两侧，折射角小于入射角，由此在法线右侧的玻璃中画出折射光线；当光从玻璃斜射入空气时，折射光线和入射光线分居法线的两侧，折射角大于入射角，由此在法线右侧的空气中画出折射光线。如图所示：（2）根据杠杆平衡条件可知，阻力与阻力臂的乘积不变，要使得动力F最小，则动力臂最大，从图看出，连接O点到A点，OA即为动力臂，此线段最长，即动力臂OA最长，作过A与OA垂直的垂线段，根据力的示意图画出F，此时F最小，故该同学的画法不符合题意，应为如图所示：（3）小磁针静止时，根据磁极间的相互作用规律可知，相互靠近的一定是异名磁极，因此螺线管的右端是S极，左端是N极；根据右手定则，右手握住螺线管，使拇指指向N极。则四指环绕的方向就是电流的方向，可以判断出，电流的整体走向是从螺线管的右端流进，因此电源右端是正极，左端是负极；如图所示：四、实验题27.（2022·朝阳）小明利用如图所示实验装置“探究杠杆的平衡条件”：（1）轻质杠杆静止时如图甲所示，可将左端的平衡螺母向___________（选填“左”或“右”）调节，使其在水平位置平衡，这样操作的目的是便于测量___________；（2）小明多次实验并记录数据如表，总结数据得出杠杆的平衡条件___________；次数动力F1/N动力臂l1/m阻力F2/N阻力臂l2/m110.120.05220.151.50.2330.051.50.1（3）第2次实验所挂钩码的个数和位置如图乙所示，此时将两侧所挂的钩码同时向支点O靠近一格，杠杆会___________（选填“左侧下降”、“右侧下降”或“仍水平平衡”）；（4）如图丙所示，用弹簧测力计在A处竖直向上拉，使杠杆在水平位置平衡，在测力计逐渐向左倾斜到虚线位置的过程中，保持杠杆在水平位置平衡，则测力计的示数将___________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。【答案】①.右；②.力臂；③.动力×动力臂＝阻力×阻力臂；④.右侧下降；⑤.变大。【解析】（1）[1]由图可知，杠杆左端向下倾斜，则重心应向右移动，故应向右调节左端的平衡螺母，使其在水平位置平衡。[2]杠杆在水平位置平衡时，动力和阻力的力臂在杠杆上，在实验过程中便于直接读取力臂的长度。（2）[3]根据表中数据可得，每次实验时，动力与动力臂的乘积都等于阻力与阻力臂的乘积，所以总结数据得出杠杆的平衡条件是：动力×动力臂＝阻力×阻力臂。（3）[4]设一个钩码重为G，每一小格长为L，如图乙所示，将两侧所挂的钩码同时向支点O靠近一格，则左端为4G×2L=8GL右端为3G×3L=9GL因为8GL<9GL，所以杠杆不能平衡，右端会下沉。（4）[5]如图丙所示，用弹簧测力计在A处竖直向上拉，使杠杆在水平位置平衡，在测力计逐渐向左倾斜到虚线位置的过程中，保持杠杆在水平位置平衡，这个过程中，阻力和阻力臂不变，拉力的力臂逐渐变小，所以拉力变大，故弹簧测力计的示数变大。五、综合题28.（2022·湘潭）如图1，从深井中匀速提取泥土，动滑轮和筐总重力为30N。图2是某次拉力做的功W随绳自由端拉下的长度s变化的关系。不计绳重和摩擦，求：（1）当s为10m时，由图2可知拉力做了_______J的功，筐和泥土上升了_______m；（2）拉力为_______N，筐中泥土的重力是_______N；（3）本次利用该装置提升泥土的机械效率_______。【答案】①.1250；②.5；③.125；④.220；⑤.88%。【解析】（1）[1]由图2可知，当s为10m时，拉力做的功为总功为W总=1250J。[2]由图可知，滑轮组绳子有效股数n=2，由s=nh可得，筐和泥土上升的高度为（2）[3]由W总=Fs可得，拉力为[4]因不计绳重和摩擦，所以，由可得，筐中泥土的重力为G泥土=nF-G动滑轮和筐=2×125N-30N=220N（3）[5]拉力做的有用功为W有=G泥土h=220N×5m=1100J则本次利用该装置提升泥土的机械效率为。六、计算题29.（2022·潍坊）图甲是某卫生间马桶水箱的进水调节装置，图乙为其结构示意图，浮臂AB可视为绕点转动的杠杆，，，A端通过细连接杆AC与柱状浮筒连接，浮筒质量为，端通过细连接杆BD与圆饼状止水阀连接，止水阀上下表面积与进水管口面积均为。当水箱中无水或水量较少时，止水阀打开，水从进水管流进水箱。水位达到一定高度时，浮筒推