2023年浙江省中考科学专题强化-13简单机械

2023年浙江省中考科学专题强化——13简单机械一．选择题（共12小题）1．（2023•余杭区一模）小廖同学家里正在修建楼房，他通过调查了解到工人利用如图的装置，将重力为900N的物体匀速提升了6m，工人对绳子施加的拉力F为475N。忽略绳重和机械之间的一切摩擦。下列说法中正确的是（）①拉力F做功为2850J②动滑轮的重力为50N③拉力F做的额外功为600J④如用该装置匀速提升重力为950N的物体，则该滑轮组的机械效率为95%A．①③ B．②④ C．①② D．③④2．（2023•鹿城区模拟）如图为“杠杆力臂演示仪”，杠杆AOB可绕O点（螺母）转动，杠杆自身重力和摩擦不计，固定装置未画出，甲图中杠杆处于水平位置平衡。松开螺母保持OA不动，使OB向下折一个角度后，再拧紧螺母形成一根可绕O点转动的杠杆AOB′（B′点对应B点），保持G1位置不变，要使杠杆在图乙位置保持平衡，则G2应该放在（）A．B′点处 B．①点处 C．②点处 D．③点处3．（2023•宁波模拟）小科家有一块菜板，平时不用的时候，就靠在灶台的墙上。有一次，小科在家帮妈妈洗完筷子后，把装有筷子的筷笼子放到菜板前时，碰到了菜板下端，结果菜板倒了下来，还撞倒了刚放好的筷笼子，导致筷子掉了一地，如图所示。下列说法正确的是（）A．菜板放置时，与水平面夹角越大，菜板越容易滑倒 B．若墙面是光滑的，菜板依然可以保持平衡 C．若将菜板上端点看作支点，则菜板重力和灶台对菜板的支持力可以使杠杆保持平衡 D．筷笼子被撞倒后，若不计空气阻力，筷子将做直线运动4．（2023•乐清市模拟）为拔除外来入侵物种“一枝黄花”，小明自制轻质拔草器，如图甲所示。用该装置拔除同一植株，若l1＞l2＞l3＝l4，下列操作中最省力的是（）A． B． C． D．5．（2023•西湖区模拟）如图是一种切甘蔗用的铡刀示意图。下列有关说法正确的是（）A．刀刃很薄可以增大压力 B．甘蔗放在a点比b点更易被切断 C．铡刀实质上是一种费力杠杆 D．手沿F1方向用力比沿F2方向更省力6．（2023•温州模拟）如图所示，用10N的力F沿水平方向拉滑轮，可使物体A以0.2m/s的速度在水平面上匀速运动。弹簧测力计的示数恒为2N（不计滑轮、测力计、绳子的重力，滑轮的转轴光滑）。下列说法错误的是（）A．物体A受到地面水平向右3N的摩擦力 B．物体A受到B的摩擦力是2N C．滑轮移动的速度是0.1m/s D．拉力F做功功率为4W7．（2023•舟山一模）如图所示筷子盒在A处施加向下的力时，筷子会从出口滚出。忽略筷子的压力，以下能正确表示按下A处时杠杆示意图的是（）A． B． C． D．8．（2022•西湖区校级一模）小明用图中装置提升重为400N的物体匀速上升，不计摩擦和滑轮自重，下列说法正确的是（）A．两个滑轮均为定滑轮 B．人将绳子拉过1m，物体也上升1m C．小明对绳子的拉力为200N D．由于小明没有竖直向下拉绳子，所以人对绳子的拉力大于200N9．（2023•宁波模拟）一次聚会中，小科看到餐桌上一个自动拾取牙签盒很有趣，如图甲所示，当按下顶上的圆柱体按钮，松手时，一根牙签就从盖子上的一个小孔中冒出，于是他拆开发现内部结构示意图如图乙。下列说法错误的是（）A．图乙中杆AOD可看作杠杆，D处是可伸缩的弹簧 B．当按下按钮时，按钮作用在B点使之绕着O点逆时针转动 C．当松开按钮时，D点处受到向下的力，使A端翘起将牙签送出 D．将牙签送出时，杆AOD相当于省力杠杆10．（2022•杭州模拟）如图是实验常用的试管夹，O是支点，使用时用力向下按图示按压处可打开试管夹。下列能正确表示使用该试管夹时的杠杆示意图是（）A． B． C． D．11．（2022•瓯海区一模）利用相同材质的斜面将质量相同的货物通过甲、乙、丙、丁四种方式匀速推上车厢。已知乙、丁的货箱底部装有轻质小轮（质量不计），平板斜角a＞β。对比四次搬运货物的过程，最省力的方式是（）A．甲 B．乙 C．丙 D．丁12．（2022•龙湾区一模）为使杠杆平衡在图示位置，需在A点施加一个力，在如图所示的四个方向中，不可能使杠杆平衡的力是（）A．F1和F2 B．F1和F4 C．F2和F3 D．F3和F4二．填空题（共6小题）13．（2022•嵊州市校级模拟）如图所示，质量为m＝50kg的人站在轻质木板的O点上，木板可以绕B端上下转动，OA＝2OB。要使木板静止于水平位置，人拉轻绳的力为N，人对木板AB的压力为N（摩擦阻力不计）。14．（2022•上城区模拟）小亮利用轻质木条和透明塑料桶等器材制作了如图所示的测量密度的秤。只要把一定体积的待测液体倒入小桶中，就能通过移动秤砣的位置，从木条的刻度读出液体的密度值。（1）若木条上A、B、C中有一点是零刻度，应该是点。（2）该秤的刻度是（选填“均匀”或“不均匀”）的。（3）若让秤砣位置不变，仍可用该秤测量液体的密度，则应把刻度标在塑料桶壁上，该刻度（选填“上”或“下”）边的数值大。15．（2022•义乌市一模）如图为航母上简化的蒸气弹射装置。气缸内蒸气体积膨胀能推动活塞向右运动，使舰载机获得巨大的牵引力，能带动舰载机在两秒内达到起飞速度。（1）牵引索与蒸气活塞之间的两个滑轮为滑轮；（2）活塞向右运动时活塞与气缸之间的摩擦是。（选填“静摩擦、“滑动摩擦”或“滚动摩擦”）16．（2022•嵊州市模拟）小明在研究定滑轮特点时做了以下实验。（1）用弹簧测力计测出某物体的重力（图1）；然后将绳子靠着定滑轮（不计绳重与摩擦），测力计依次放在A、B、C、D位置时，其示数保持不变（图2）。由此可见，使用定滑轮的特点是。（2）如图3所示，甲、乙均为边长5厘米的正方体，甲重3N，乙重10N，用绳绕过定滑轮相连（不计绳重与摩擦）。乙静止于水平地面上，则甲对绳a的拉力为牛，乙对地面的压强为帕。17．（2022•临安区一模）如图是工人师傅搬运货物时，在地面和卡车的车用间倾斜放置一长木板搭成斜面，将地面上的货物沿斜面匀速推上车厢，用时为t；已知车厢底面离地面高度为h，木板长s，货物的质量为m，沿斜面所用的推力为F，则工人做的有用功是，工人做功功率是，此斜面的机械效率为。（以上各空用题中字母表示）18．（2022•镇海区二模）2021年7月，台风“烟花”过境后，镇海区有不少树木倾倒，山区的道路上也掉落下不少石块。请回答下列问题：（1）小科用如图甲所示的方法将被台风刮倒的树拉正，A的树干相当于（填“动滑轮”或“定滑轮”）。（2）如图乙，小科使用一根长为1m的硬棒AD撬动掉落在地上的大石块，石块垂直作用在棒上C点的力是500N，其中BC＝CD＝0.2m，若要撬动石块，则施加在硬棒A点的力至少是N。三．实验探究题（共1小题）19．（2022•常山县二模）实验是科学研究的重要手段。（1）小科在做“探究杠杆平衡条件”实验的装置如图所示，杠杆上相邻刻度间的距离相等。①杠杆在如图甲所示的位置静止时（填“是”或“不是”）处于杠杆平衡状态。②如图乙所示，杠杆水平位置平衡后，在A点挂了2个钩码，每个钩码重0.5N，在B点竖直向下拉弹簧测力计，仍使杠杆保持水平平衡，此时弹簧测力计的示数应为N。（2）如图丙为水流抽气泵的结构示意图，当水不断地从上往下流动时A的气压会（填“大于“小于”或“等于”）待抽气容器，请利用前一空的结论分析图丁中的过滤方式与普通过滤具有的优点是。四．计算题（共3小题）20．（2023•滨江区模拟）如图所示为某小区道闸的结构原理，质量8kg、长4m的长直杆AB通过P、Q两点，固定在半径为15cm的圆盘C上，圆盘C能够绕O点自由转动，通过P点带动直杆转动。O点距A端为20cm，OP为圆盘直径，圆盘C与电动机M用齿轮连接。电动机M的齿轮盘顺时针转动时，长直杆AB随圆盘C逆时针转动。（g取10N/kg）（1）求杆AB水平静止时，电动机齿轮对圆盘C齿轮的力；（2）若不计摩擦，电动机的平均输出功率为72W，求道闸直杆从水平转到竖直位置完全打开需要的时间；（AB垂直地面、不计能量损失）（3）道闸匀速抬高，圆盘C齿轮受力怎么变？21．（2022•镇海区模拟）如图所示，在科普节目《加油，向未来》中，有一项对抗性实验，甲、乙两人站在平衡板上。滑轮组将平衡板提升至一定高度后。两人在平衡板上挪动，并保持平衡板平衡。若甲的质量为55kg，乙的质量为45kg。平衡板质量为900kg，且质量分布均匀，重心在点O．（g取10N/kg）。（1）当平衡板在水平地面上时，甲静止站在平衡板上，与板的接触面积为0.05m2，则甲对平衡板的压强为多大？（2）甲、乙两人竖直站在平衡板上，滑轮组将平衡板匀速提升至离地面5m的高度处，提升过程中平衡板始终保持水平平衡，拉力F为6250N，求在此过程中：①平衡板提升两人所做的功为多少？②在提升平衡板和人的过程中，滑轮组的机械效率为多少？（3）当甲、乙两人竖直站立在图中A、B位置时，平衡板在空中处于水平平衡。甲、乙两人从图中位置同时向平衡板左，右两侧沿同一直线向相反方向缓慢挪动至C、D竖直站立时，平衡板也恰好处于水平平衡，则两人挪动的距离AC和BD之比为。22．（2022•台州模拟）如图甲为塔式起重机的示意图，滑车内部钢丝绳平绕制如图乙所示，平衡箱和滑车可以在平衡臂和起重臂上滑动。已知平衡臂最长为L1＝10m、起重臂最长为L2＝25m，平衡箱的质量为2×104kg。（不计一切摩擦，不计平衡臂重、起重臂重、滑车重、绳重及吊钩重）（1）乙图中属于定滑轮是（选填“a”或“b”）；当滑车在起重臂上向左移动时，平衡箱应相应地向移动（选填“左”或“右”）；（2）当平衡箱在平衡臂最左端，滑车在起重臂的最右端时，求起重机能吊起货物的最大质量；（3）将重为2×104N的货物匀速竖直提升30m，求此过程钢丝绳的拉力F所做的功。五．解答题（共2小题）23．（2023•鹿城区模拟）图甲是海上打捞平台装置示意图，使用电动机和滑轮组将实心物体A从海底竖直向上始终以0.05m/s的速度匀速吊起，图乙是物体A所受拉力F随时间t变化的图象（不计摩擦、水的阻力及绳重，忽略动滑轮受到的浮力，ρ水＝1.0×103kg/m3，g＝10N/kg），物体A完全浸没在水中时，滑轮组的机械效率为80%。请解答下列问题：（1）求动滑轮的重力为多少？（2）当物体A完全离开水面后，电动机两端电压为380V，通过的电流为5A，电动机线圈的电阻为多少？（不计电动机内部摩擦）24．（2023•镇海区模拟）如图所示，是一个工地上运建材的装置图，用滑轮组拉着重800N的小车A沿水平方向匀速运动，货车受到的摩擦力是货车重力的0.2倍。在32s内物体移动8m，拉力F做的功为1600J（滑轮的大小可以忽略不计），求：（1）小车A受到绳子的水平拉力F1。（2）拉力F的大小。（3）滑轮组的机械效率。

2023年浙江省中考科学专题强化——13简单机械参考答案与试题解析一．选择题（共12小题）1．（2023•余杭区一模）小廖同学家里正在修建楼房，他通过调查了解到工人利用如图的装置，将重力为900N的物体匀速提升了6m，工人对绳子施加的拉力F为475N。忽略绳重和机械之间的一切摩擦。下列说法中正确的是（）①拉力F做功为2850J②动滑轮的重力为50N③拉力F做的额外功为600J④如用该装置匀速提升重力为950N的物体，则该滑轮组的机械效率为95%A．①③ B．②④ C．①② D．③④【解答】解：①由图知，使用滑轮组承担物重的绳子股数n＝2，拉力移动距离s＝2h，拉力F做功：W总＝Fs＝475N×2×6m＝5700J，故①错误；②不计绳重和摩擦时，由F=1n（G+GG动＝nF﹣G＝2×475N﹣900N＝50N，故②正确；③有用功W有＝Gh＝900N×6m＝5400J，拉力F做的额外功W额＝W总﹣W有＝5700J﹣5400J＝300J，故③错误；④滑轮组的机械效率η=W有用W总×100%=G'ℎ(G'+故选：B。2．（2023•鹿城区模拟）如图为“杠杆力臂演示仪”，杠杆AOB可绕O点（螺母）转动，杠杆自身重力和摩擦不计，固定装置未画出，甲图中杠杆处于水平位置平衡。松开螺母保持OA不动，使OB向下折一个角度后，再拧紧螺母形成一根可绕O点转动的杠杆AOB′（B′点对应B点），保持G1位置不变，要使杠杆在图乙位置保持平衡，则G2应该放在（）A．B′点处 B．①点处 C．②点处 D．③点处【解答】解：保持G1位置不变，即左边的力和力臂不变；G2不变，要使杠杆在图乙位置保持平衡，应该使右边的力臂不变；原来G2的力臂为OB，所以G2应该移动到②点处。故选：C。3．（2023•宁波模拟）小科家有一块菜板，平时不用的时候，就靠在灶台的墙上。有一次，小科在家帮妈妈洗完筷子后，把装有筷子的筷笼子放到菜板前时，碰到了菜板下端，结果菜板倒了下来，还撞倒了刚放好的筷笼子，导致筷子掉了一地，如图所示。下列说法正确的是（）A．菜板放置时，与水平面夹角越大，菜板越容易滑倒 B．若墙面是光滑的，菜板依然可以保持平衡 C．若将菜板上端点看作支点，则菜板重力和灶台对菜板的支持力可以使杠杆保持平衡 D．筷笼子被撞倒后，若不计空气阻力，筷子将做直线运动【解答】解：A、菜板放置时与水平面夹角越大，菜板对灶台的压力越大，接触面的粗糙程度不变，则灶台对菜板的摩擦力越大，菜板越不容易滑倒，故A错误；B、若墙面是光滑的，菜板受到重力、墙壁的支持力、灶台对菜板的摩擦力、灶台对菜板的支持力的共同作用，依然可以保持平衡，故B正确；C、将菜板上端点看作支点，则菜板的重力为阻力，灶台对菜板的摩擦力和灶台对菜板的支持力的合力为动力，仍然可以使杠杆平衡，故C错误；D、筷笼子被撞倒后，不计空气阻力，离开灶台的筷子只受到重力作用，其运动状态发生改变，筷子将做曲线运动，故D错误。故选：B。4．（2023•乐清市模拟）为拔除外来入侵物种“一枝黄花”，小明自制轻质拔草器，如图甲所示。用该装置拔除同一植株，若l1＞l2＞l3＝l4，下列操作中最省力的是（）A． B． C． D．【解答】解：用该装置拔除同一植株，则阻力为F阻相同，根据杠杆的平衡条件分别得出A、B、C中动力的大小为：F阻l1＝FAL，F阻l2＝FBL，F阻l3＝FCL，因l1＞l2＞l3，则FA＞FB＞FC，D选项中因动力的方向是竖直，则力臂小于L，即：L′＜L，则根据杠杆的平衡条件可得：F阻l3＝FDL′，因l3＝l4，则：FD＞FC，所以，操作中最省力的是C。故选：C。5．（2023•西湖区模拟）如图是一种切甘蔗用的铡刀示意图。下列有关说法正确的是（）A．刀刃很薄可以增大压力 B．甘蔗放在a点比b点更易被切断 C．铡刀实质上是一种费力杠杆 D．手沿F1方向用力比沿F2方向更省力【解答】解：A、刀刃很薄是通过减小接触面积来增大压强的，故A错误；B、甘蔗放在a点比b点时的阻力臂更小，根据杠杆的平衡条件可知，动力会越小，更易被切断，故B正确；C、铡刀在使用时动力臂大于阻力臂，实质上是一种省力杠杆，故C错误；D、手沿F1方向用力比沿F2方向时的动力臂要小，根据杠杆平衡条件可知，动力越大，故D错误。故选：B。6．（2023•温州模拟）如图所示，用10N的力F沿水平方向拉滑轮，可使物体A以0.2m/s的速度在水平面上匀速运动。弹簧测力计的示数恒为2N（不计滑轮、测力计、绳子的重力，滑轮的转轴光滑）。下列说法错误的是（）A．物体A受到地面水平向右3N的摩擦力 B．物体A受到B的摩擦力是2N C．滑轮移动的速度是0.1m/s D．拉力F做功功率为4W【解答】解：AB、不计滑轮的摩擦和重力，以动滑轮为研究对象，则两段绳子向右的拉力与向左的拉力平衡，所以2F拉＝F，则A物体对滑轮的拉力F拉=12F弹簧测力计的示数恒为2N，因拉滑轮时，物体B始终处于静止状态，则测力计对B向右的拉力与A对B向左的摩擦力平衡，所以fA对B＝F示＝2N；力的作用是相互的，所以，物体B对A的摩擦力为2N，方向向右，故B正确；物体A向左匀速运动，同时地面对物体A还有向右的摩擦力，由力的平衡条件可得：F拉＝fB对A+f地，所以物体A受到地面的摩擦力：f地＝F拉﹣fB对A＝5N﹣2N＝3N，方向水平向右，故A正确；C、因拉力F作用在动滑轮的轴上，费力但省一半的距离，所以拉力端的移动速度（滑轮移动的速度）等于物体A移动速度的12，则滑轮移动的速度v=12vD、拉力F做功功率：P=W故选：D。7．（2023•舟山一模）如图所示筷子盒在A处施加向下的力时，筷子会从出口滚出。忽略筷子的压力，以下能正确表示按下A处时杠杆示意图的是（）A． B． C． D．【解答】解：A处施加的动力的方向是向下的，支点在杠杆的最左侧，所以阻力的方向是向上的，根据四个选项可知，A中图正确。故选：A。8．（2022•西湖区校级一模）小明用图中装置提升重为400N的物体匀速上升，不计摩擦和滑轮自重，下列说法正确的是（）A．两个滑轮均为定滑轮 B．人将绳子拉过1m，物体也上升1m C．小明对绳子的拉力为200N D．由于小明没有竖直向下拉绳子，所以人对绳子的拉力大于200N【解答】解：A、由图可知，该装置由一个动滑轮和一个定滑轮组成，故A错误；B、使用动滑轮时，物体上升1m，则绳子的自由端会通过2m，故B错误；C、不计摩擦和动滑轮自重，使用动滑轮能省一半的力，物体的重力为400N，则拉力为200N，故C正确；D、使用定滑轮能改变力的方向，不计摩擦和滑轮自重，沿各个方向的力大小相等，故D错误。故选：C。9．（2023•宁波模拟）一次聚会中，小科看到餐桌上一个自动拾取牙签盒很有趣，如图甲所示，当按下顶上的圆柱体按钮，松手时，一根牙签就从盖子上的一个小孔中冒出，于是他拆开发现内部结构示意图如图乙。下列说法错误的是（）A．图乙中杆AOD可看作杠杆，D处是可伸缩的弹簧 B．当按下按钮时，按钮作用在B点使之绕着O点逆时针转动 C．当松开按钮时，D点处受到向下的力，使A端翘起将牙签送出 D．将牙签送出时，杆AOD相当于省力杠杆【解答】解：A．杆AOD可看作以O点为支点的杠杆，由题意可知，D处是可伸缩的弹簧，故A正确，不符合题意；B．由图乙可知，当按下按钮时，按钮作用在B点，杠杆绕着O点逆时针转动，故B正确，不符合题意；C．松开按钮后，图乙中D处受到弹簧向下的力，使杠杆AOD绕O点顺时针转动，使A端翘起将牙签送出，故C正确，不符合题意；D．将牙签送出时，D处受到弹簧向下的力为动力，动力臂小于阻力臂，杠杆AOD相当于费力杠杆，故D错误，符合题意。故选D。10．（2022•杭州模拟）如图是实验常用的试管夹，O是支点，使用时用力向下按图示按压处可打开试管夹。下列能正确表示使用该试管夹时的杠杆示意图是（）A． B． C． D．【解答】解：据图可知，当用力按压试管夹的短柄B点时，会绕着中间的固定点O转动，即O为支点；所按压点B为动力的作用点，F1方向向下；而短柄受到弹簧向下的阻力F2，A点就是阻力F2的作用点，故D正确、ABC错误。故选：D。11．（2022•瓯海区一模）利用相同材质的斜面将质量相同的货物通过甲、乙、丙、丁四种方式匀速推上车厢。已知乙、丁的货箱底部装有轻质小轮（质量不计），平板斜角a＞β。对比四次搬运货物的过程，最省力的方式是（）A．甲 B．乙 C．丙 D．丁【解答】解：甲、乙、丙、丁四种方式中，货箱装滑轮的、斜面长的最省力，所以丁中的方式最省力。故选：D。12．（2022•龙湾区一模）为使杠杆平衡在图示位置，需在A点施加一个力，在如图所示的四个方向中，不可能使杠杆平衡的力是（）A．F1和F2 B．F1和F4 C．F2和F3 D．F3和F4【解答】解：F1和F2使杠杆转动的方向与重物与杠杆转动的方向相反，可以使杠杆平衡；F3的力臂为零，不能使杠杆平衡；F4使杠杆转动的方向与重物与杠杆转动的方向相同，不能使杠杆平衡；故ABC不符合题意，D符合题意。故选：D。二．填空题（共6小题）13．（2022•嵊州市校级模拟）如图所示，质量为m＝50kg的人站在轻质木板的O点上，木板可以绕B端上下转动，OA＝2OB。要使木板静止于水平位置，人拉轻绳的力为125N，人对木板AB的压力为375N（摩擦阻力不计）。【解答】解：人的重力：G＝mg＝50kg×10N/kg＝500N；人拉绳子的力等于绳子对木板的拉力F，人对杠杆的力：Fo＝G−F；∵Fo×OB＝F×BA，即：（G−F）×OB＝F×BA；∴F=G×OB人对木板的压力F压＝G−F＝500N−125N＝375N；故答案为：125；375。14．（2022•上城区模拟）小亮利用轻质木条和透明塑料桶等器材制作了如图所示的测量密度的秤。只要把一定体积的待测液体倒入小桶中，就能通过移动秤砣的位置，从木条的刻度读出液体的密度值。（1）若木条上A、B、C中有一点是零刻度，应该是B点。（2）该秤的刻度是均匀（选填“均匀”或“不均匀”）的。（3）若让秤砣位置不变，仍可用该秤测量液体的密度，则应把刻度标在塑料桶壁上，该刻度下（选填“上”或“下”）边的数值大。【解答】解：（1）因木条为轻质，即质量不计，因小桶由质量，A点不可能为零质量点；所以对于杆秤来说，B点的对应质量刻度小于C点的对应刻度，B点对应的质量为零，若体积一定，B点的密度为零。（2）根据杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2，可得：L1=F2L2F（3）若让秤砣位置不变即质量不变，根据ρ=m故答案为：（1）B；（2）均匀；（3）下。15．（2022•义乌市一模）如图为航母上简化的蒸气弹射装置。气缸内蒸气体积膨胀能推动活塞向右运动，使舰载机获得巨大的牵引力，能带动舰载机在两秒内达到起飞速度。（1）牵引索与蒸气活塞之间的两个滑轮为定滑轮；（2）活塞向右运动时活塞与气缸之间的摩擦是滑动摩擦。（选填“静摩擦、“滑动摩擦”或“滚动摩擦”）【解答】解：定滑轮是轴的位置固定不动的滑轮，由图可知，牵引索与蒸汽活塞连接的两个滑轮为定滑轮；活塞向右运动时，活塞在气缸内滑动，所以这个摩擦力是滑动摩擦。故答案为：定；滑动摩擦。16．（2022•嵊州市模拟）小明在研究定滑轮特点时做了以下实验。（1）用弹簧测力计测出某物体的重力（图1）；然后将绳子靠着定滑轮（不计绳重与摩擦），测力计依次放在A、B、C、D位置时，其示数保持不变（图2）。由此可见，使用定滑轮的特点是能改变动力方向，但不能省力。（2）如图3所示，甲、乙均为边长5厘米的正方体，甲重3N，乙重10N，用绳绕过定滑轮相连（不计绳重与摩擦）。乙静止于水平地面上，则甲对绳a的拉力为3牛，乙对地面的压强为2800帕。【解答】解：（1）由图1、2和题意可知，弹簧测力计依次放在A、B、C、D位置时，其施力方向改变，而示数保持不变，即力的大小不变，说明使用定滑轮改变了力的方向，但不能改变力的大小；（2）图3中以甲为研究对象，处于静止状态，所以a绳对甲的拉力F＝G甲＝3N；由于物体间力的作用是相互的，所以甲对绳的拉力等于绳对甲的拉力，即F′＝F＝3N；因同一根绳子各处的拉力大小相等，所以绳子对乙的拉力F乙＝F′＝3N，乙对地面的压力为：F压＝G乙﹣F乙＝10N﹣3N＝7N，乙对地面的压强为：p=F故答案为：（1）能改变动力方向，但不能省力；（2）3；2800。17．（2022•临安区一模）如图是工人师傅搬运货物时，在地面和卡车的车用间倾斜放置一长木板搭成斜面，将地面上的货物沿斜面匀速推上车厢，用时为t；已知车厢底面离地面高度为h，木板长s，货物的质量为m，沿斜面所用的推力为F，则工人做的有用功是mgh，工人做功功率是Fst，此斜面的机械效率为mgℎFs【解答】解：工人做的有用功是W有用＝Gh＝mgh；工人做的总功W总＝Fs，工人做功的功率P=W此斜面的机械效率η=W故答案为：mgh；Fst；mgℎ18．（2022•镇海区二模）2021年7月，台风“烟花”过境后，镇海区有不少树木倾倒，山区的道路上也掉落下不少石块。请回答下列问题：（1）小科用如图甲所示的方法将被台风刮倒的树拉正，A的树干相当于动滑轮（填“动滑轮”或“定滑轮”）。（2）如图乙，小科使用一根长为1m的硬棒AD撬动掉落在地上的大石块，石块垂直作用在棒上C点的力是500N，其中BC＝CD＝0.2m，若要撬动石块，则施加在硬棒A点的力至少是100N。【解答】解：（1）动滑轮在使用时，滑轮随重物一起移动，图甲中的A树木在用力时，会移动，属于动滑轮；（2）要使施加在撬棒A点的动力最小，应使动力臂L1最大；当以D为支点，在A点施加垂直AD向上的动力时，动力臂L1＝AD＝1m，即动力臂为最大值，则动力为最小；此时阻力F2＝500N，阻力臂L2＝CD＝0.2m，根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可得，施加在撬棒A点的力：F1=F故答案为：动滑轮；100。三．实验探究题（共1小题）19．（2022•常山县二模）实验是科学研究的重要手段。（1）小科在做“探究杠杆平衡条件”实验的装置如图所示，杠杆上相邻刻度间的距离相等。①杠杆在如图甲所示的位置静止时是（填“是”或“不是”）处于杠杆平衡状态。②如图乙所示，杠杆水平位置平衡后，在A点挂了2个钩码，每个钩码重0.5N，在B点竖直向下拉弹簧测力计，仍使杠杆保持水平平衡，此时弹簧测力计的示数应为1.5N。（2）如图丙为水流抽气泵的结构示意图，当水不断地从上往下流动时A的气压会小于（填“大于“小于”或“等于”）待抽气容器，请利用前一空的结论分析图丁中的过滤方式与普通过滤具有的优点是会加快过滤速度。【解答】解：（1）①如图甲的位置静止时是处于杠杆平衡状态的；②若每个小格长L，在A点挂2个相同的钩码，在B点竖直向下拉弹簧测力计，让杠杆在水平位置平衡，根据杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2有：2×0.5N×3L＝F×2L，解得F＝1.5N，弹簧测力计的示数应为1.5N；（2）如图丙为水流抽气泵的结构示意图，当水不断地从上往下流动时，A处的流速大于待抽气容器处，则A的气压会小于待抽气容器；图丁中自来水通过抽气泵抽出锥形瓶内的空气，使得锥形瓶内气压减小，小于外界气压，故会加快过滤速度。故答案为：（1）①是；②1.5；（2）小于；会加快过滤速度。四．计算题（共3小题）20．（2023•滨江区模拟）如图所示为某小区道闸的结构原理，质量8kg、长4m的长直杆AB通过P、Q两点，固定在半径为15cm的圆盘C上，圆盘C能够绕O点自由转动，通过P点带动直杆转动。O点距A端为20cm，OP为圆盘直径，圆盘C与电动机M用齿轮连接。电动机M的齿轮盘顺时针转动时，长直杆AB随圆盘C逆时针转动。（g取10N/kg）（1）求杆AB水平静止时，电动机齿轮对圆盘C齿轮的力；（2）若不计摩擦，电动机的平均输出功率为72W，求道闸直杆从水平转到竖直位置完全打开需要的时间；（AB垂直地面、不计能量损失）（3）道闸匀速抬高，圆盘C齿轮受力怎么变？【解答】解：（1）杠杆自重提供阻力：G＝mg＝8kg×10N/kg＝80N；由杠杆平衡公式可知：F1L1＝GL2；作用在杠杆的动力：F1＝L2L1×G＝1.8m0.15m×80N＝960N；（2）不计摩擦，即额外功为零，此时电动机克服杠杆自重做的有用功等于消耗电能的总功。此时杠杆重心被提高：h＝1.8m。即：W总＝W有；Pt＝Gh.转动时间t＝GhP＝80N×1.8m72W＝2s；（3）由杠杆平衡条件可知：F1L1＝GL2，其中G不变，L1不变，则F1与L2的变化有关成正比。当杠杆抬高时，杠杆自重的力臂L2不断减小，所以圆盘C齿轮受力F1不断变小。答：（1）杆AB水平静止时，电动机齿轮对圆盘C齿轮的力为960N；（2）道闸直杆从水平转到竖直位置完全打开需要的时间2s；（3）道闸匀速抬高，圆盘C齿轮受力不断变小。21．（2022•镇海区模拟）如图所示，在科普节目《加油，向未来》中，有一项对抗性实验，甲、乙两人站在平衡板上。滑轮组将平衡板提升至一定高度后。两人在平衡板上挪动，并保持平衡板平衡。若甲的质量为55kg，乙的质量为45kg。平衡板质量为900kg，且质量分布均匀，重心在点O．（g取10N/kg）。（1）当平衡板在水平地面上时，甲静止站在平衡板上，与板的接触面积为0.05m2，则甲对平衡板的压强为多大？（2）甲、乙两人竖直站在平衡板上，滑轮组将平衡板匀速提升至离地面5m的高度处，提升过程中平衡板始终保持水平平衡，拉力F为6250N，求在此过程中：①平衡板提升两人所做的功为多少？②在提升平衡板和人的过程中，滑轮组的机械效率为多少？（3）当甲、乙两人竖直站立在图中A、B位置时，平衡板在空中处于水平平衡。甲、乙两人从图中位置同时向平衡板左，右两侧沿同一直线向相反方向缓慢挪动至C、D竖直站立时，平衡板也恰好处于水平平衡，则两人挪动的距离AC和BD之比为9：11。【解答】解：（1）当平衡板在水平地面上时，甲静止站在平衡板上对板的压力：F甲＝G甲＝m甲g＝55kg×10N/kg＝550N，则甲对平衡板的压强：p甲=F甲S（2）①乙的重力：G乙＝m乙g＝45kg×10N/kg＝450N，平衡板提升两人所做的功：W＝（G甲+G乙）h＝（550N+450N）×5m＝5000J；②平衡板的重力：G板＝m板g＝900kg×10N/kg＝9000N，在提升平衡板和人的过程中，拉力做的有用功：W有＝（G甲+G乙+G板）h＝（550N+450N+9000N）×5m＝5×104J，由图可知，n＝2，则拉力做的总功：W总＝Fs＝Fnh＝6250N×2×5m＝6.25×104J，滑轮组的机械效率：η=W有W（3）当甲、乙两人竖直站立在图中A、B位置时，平衡板在空中处于水平平衡，由杠杆的平衡条件可得：G甲•OA＝G乙•OB﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①当甲、乙两人分别位于C、D竖直站立时，平衡板也恰好处于水平平衡，由杠杆的平衡条件可得：G甲•（OA+AC）＝G乙•（OB+BD）﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②由①②可得：OA整理可得：ACBD由①③可得：ACBD答：（1）甲对平衡板的压强为1.1×104Pa；（2）①平衡板提升两人所做的功为5000J；②在提升平衡板和人的过程中，滑轮组的机械效率为80%；（3）9：11。22．（2022•台州模拟）如图甲为塔式起重机的示意图，滑车内部钢丝绳平绕制如图乙所示，平衡箱和滑车可以在平衡臂和起重臂上滑动。已知平衡臂最长为L1＝10m、起重臂最长为L2＝25m，平衡箱的质量为2×104kg。（不计一切摩擦，不计平衡臂重、起重臂重、滑车重、绳重及吊钩重）（1）乙图中属于定滑轮是a（选填“a”或“b”）；当滑车在起重臂上向左移动时，平衡箱应相应地向右移动（选填“左”或“右”）；（2）当平衡箱在平衡臂最左端，滑车在起重臂的最右端时，求起重机能吊起货物的最大质量；（3）将重为2×104N的货物匀速竖直提升30m，求此过程钢丝绳的拉力F所做的功。【解答】解：（1）由图可知，a滑轮的轴不随物体移动，因此a为定滑轮；当滑车在起重臂上向左移动时，阻力臂L2