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沪科版(2024)八年级物理下册 第十一章 《简单机械》单元测试 提升卷
一、选择题（每题3分，共30分）
1．如图9，赛艇的船桨可视为杠杆，下列工具正常使用时，与赛艇的船桨不属于同类杠杆的是（　　）
A．面包夹 B．筷子
C．钓鱼竿 D．瓶起子
【答案】D
【知识点】杠杆的分类
【解析】【解答】滑动赛艇的船桨时，船桨与船身相连的位置为支点，阻力作用在尖端，手施加动力。此时动力臂小于阻力臂，为费力杠杆
A.使用面包夹时，两个夹片相连的位置为支点，阻力作用在尖端，动力作用在中间。此时动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，故A不合题意；
B.使用筷子时，虎口的位置为支点，阻力作用在尖端，食指施加动力。此时动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，故B不合题意；
C.使用钓鱼竿时，靠近胸口的手为支点，另一支手施加动力，阻力作用在鱼竿尖端。此时动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，故C不合题意；
D.使用瓶起子时，起子与瓶盖接触的上表面为支点，阻力作用在瓶盖的边缘，动力作用在手柄上。此时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故D符合题意。
故选D。
【分析】比较动力臂和阻力臂的大小，从而确定杠杆的分类。
2．如图为宾馆里载物用“L”形推车的示意图，当服务员在挡板顶端对挡板施加一个始终垂直挡板的力F，使小车绕O点逆时针匀速转动，挡板由竖直位置转动到水平位置，如果重物质量分布均匀，忽略小车受到的重力，下列说法正确的是（　　）
A．整个转动过程中，F的方向始终垂直挡板向下
B．转动过程中，重物所受合力为0
C．整个过程中，重物的重力势能逐渐变大
D．整个过程中，F的大小先变小后变大
【答案】D
【知识点】机械能及其转化；力的合成与应用；杠杆的动态平衡分析
【解析】【解答】A、题目中说明力F始终垂直挡板，为使小车逆时针转动，力的方向应始终垂直挡板向左，而非向下，故A错误；
B、小车绕O点匀速转动时，重物做匀速圆周运动，运动方向时刻改变，处于非平衡状态，所受合力不为0，故B错误；
C、转动过程中，重物的重心高度先升高后降低，因此重力势能先变大后变小，并非逐渐变大，故C错误；
D、根据杠杆平衡条件 ，动力 ；由于动力臂 始终等于挡板长度（力F始终垂直挡板），而阻力臂 （重物重力的力臂）随转动过程先变小后变大，因此力F的大小先变小后变大，故D正确；
故答案为：D。
【分析】A、考查力的方向判断，根据小车转动方向，动力方向应垂直挡板向左；
B、考查平衡状态的判断，匀速圆周运动的物体运动状态时刻改变，合力不为零；
C、考查重力势能的变化，重物重心高度先升后降，重力势能先增大后减小；
D、考查杠杆平衡条件的应用，结合动力臂不变、阻力臂先变小后变大，判断动力F的变化规律。
3．筷子，古称著、梜，是华夏饮食文化的标志之一，如图所示，使用筷子夹食物时，筷子可视为杠杆，该杠杆的特点是（　　）
A．省力且省距离 B．费力且费距离
C．省力但费距离 D．费力但省距离
【答案】D
【知识点】杠杆的分类
【解析】【解答】我们用筷子夹物体时，筷子可以看作杠杆，此时动力臂的长度小于阻力臂，属于费力杠杆，这类杠杆的特点是费力但可以节省距离，故D正确，A、B、C错误。
故选D。
【分析】省力杠杆：动力臂较长，所以动力较小，常见的例子有羊角锤、核桃夹；费力杠杆：动力臂较短，动力较大，常见的例子有镊子、筷子等，等臂杠杆：动力臂等于阻力臂的杠杆，常见的例子有：天平。
4．A、B两物体叠放在水平桌面上，如图所示。当右端挂上重8 N的物体C时，物体A、B恰好能一起水平向右做匀速直线运动。忽略绳子自重及绳与滑轮之间的摩擦。下列推理正确的是
A．图中的滑轮为动滑轮
B．取走物体A，桌面对物体B的摩擦力大小不变
C．增加物体C的重力，可以减小桌面对物体B的摩擦力
D．若对物体B施加一个水平向左的力使物体A、B一起水平向左做匀速直线运动，则该力的大小为16 N
【答案】D
【知识点】摩擦力产生的条件；摩擦力的方向；定滑轮及其工作特点；动滑轮及其工作特点
【解析】【解答】A：图中的滑轮固定不动，为定滑轮，只改变力的方向，不省力，故错误；
B：取走物体A后，物体B对桌面的压力减小，滑动摩擦力与压力有关，因此桌面对B的摩擦力减小，故错误；
C：桌面对物体B的摩擦力大小取决于物体B对桌面的压力和接触面粗糙程度，与物体C的重力无关，故错误；
D：原来A、B一起向右匀速运动，整体受力平衡，绳的拉力等于桌面摩擦力，即f=GC= 8N。若使A、B一起向左匀速运动，需施加向左的力F，此时摩擦力方向向右（因为物体相对桌面向左运动），绳的拉力T=8N仍向右，物体受向左拉力F、向右绳拉力T、向右摩擦力f，平衡时F=T + f=8 + 8=16 N，故D正确；
故答案选 D。
【分析】定滑轮：轴固定不动，改变力的方向，不省力。
滑动摩擦力：大小与压力和接触面粗糙程度有关，与速度无关。压力减小，摩擦力减小。
受力分析：物体做匀速直线运动时受力平衡，注意摩擦力的方向与相对运动方向相反。改变运动方向后，摩擦力和拉力的方向需重新分析。
本题中，向右匀速时，摩擦力向左，绳的拉力向右，两者平衡；向左匀速时，摩擦力向右，绳的拉力向右，需施加向左的力来平衡这两个向右的力。
5．科技小组制作的塔吊模型如图所示，关于滑轮，下列说法正确的是（　　）
A．滑轮1是定滑轮，使用定滑轮可以省力
B．滑轮2是动滑轮，使用动滑轮能改变动力方向
C．滑轮1、2构成滑轮组既可以省力也可以省距离
D．滑轮1、2构成滑轮组既省力又能改变动力的方向
【答案】D
【知识点】定滑轮及其工作特点；动滑轮及其工作特点；滑轮组及其工作特点
【解析】【解答】A．根据图片可知，滑轮1固定在支架上不动，是定滑轮，使用定滑轮可以改变力的方向，不能省力，故A错误；
B．根据图片可知，滑轮2跟随物体一起移动，是动滑轮，使用动滑轮可以省力，故B错误；
C．滑轮1、2构成滑轮组，可以省力但是费距离，故C错误；
D．滑轮组由动滑轮和定滑轮组成，既有动滑轮的特点省力，又有定滑轮的特点改变动力的方向，故D正确。
故选D。
【分析】A.根据定滑轮的定义和特点判断；
B.根据动滑轮的定义和特点判断；
CD.根据滑轮组的特点判断。
6．为了响应国家体重管理年的号召，小明为家人制作了如图所示的简易拉力器，关于图中的滑轮分析正确的是（　　）
A．是定滑轮，可以省力 B．是动滑轮，可以省力
C．是定滑轮，可以改变力的方向 D．是动滑轮，可以改变力的方向
【答案】C
【知识点】定滑轮及其工作特点；动滑轮及其工作特点
【解析】【解答】图中，使用滑轮时，轴的位置固定不动，是定滑轮。定滑轮不能省力，但可以改变力的方向，故ABD错误，C正确。
故选C。
【分析】在使用滑轮时，轴固定不动，为定滑轮，可以改变力的方向。
7．如图所示，用竖直向上的拉力匀速提起重物，使其在内升高了。已知物体重，不计绳重及绳和滑轮之间的摩擦。下列说法正确的是(　　)
A．动滑轮重为
B．拉力的功率为
C．若拉力变为，可匀速提升的重物
D．该装置某次匀速提起重物的机械效率为，则该物体重
【答案】D
【知识点】功率的计算；滑轮（组）的机械效率；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】A：由滑轮组省力公式，图中n=2，代入F=30N，G=50N得，解得G动= 10N，故A错误；
B：绳端移动距离s=nh=2×1m=2m，拉力做功W=Fs=30N×2m=60J，功率，故B错误；
C：若用60N的拉力F提升100N的重物，则重物和动滑轮整体受到的拉力为F拉=nF'=2×60N=120N
重物和动滑轮整体的总重力为G总=G动+G=10N+100N=110N所以重物和动滑轮整体受力不平衡，所以不能匀速提升100N的重物，故C错误；
D：机械效率，若，则，解得G=90N，故D正确；
故答案选D。
【分析】滑轮组省力公式：，其中 n 为承担物重的绳子段数。
功的计算W=Fs，绳端移动距离s=nh。
功率公式：。
机械效率：（不计绳重和摩擦）。
8．如图甲所示，滑轮组悬挂在水平支架上，某工人站在水平地面上，用向下的拉力拉动绳子自由端，使物体A以0.1m/s的速度匀速上升，拉力所做的功W与时间t的关系如图乙所示。已知该工人的重力为650N，物体A的重力为800N。关于该过程，下列说法正确的是(　　)
A．该工人对地面的压力为150N
B．动滑轮的重力为200N
C．绳子自由端拉力做功的功率为50W
D．提升过程中滑轮组的机械效率为90%
【答案】A
【知识点】功率计算公式的应用；滑轮（组）的机械效率；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】A：该工人对地面的压力为150N，由力的平衡条件可知，地面对工人的支持力为：
F支 = G人-F=650N -500N =150N，由力的作用是相互的，该工人对地面的压力F=F支=150N，因此，选项A正确；
B：动滑轮的重力为200N，由图可知，滑轮组的绳子段数n=2。
绳子自由端移动的速度v=nv物=2x0.1m/s=0.2m/s
由功率公式可知，绳子自由端的拉力F为：
若不计绳重和摩擦，动滑轮的重力G可以用公式F=(G+G动）计算：
G动= nF-G=2x500N -800N= 200N，但题目中未说明不计绳重和摩擦，因此动滑轮的重力可能小于200N。因此，选项B错误。
C：由图乙，拉力做功为400J时，所需时间为4s，拉力做功的功率，故选项C错误；
D：机械效率，代入数据，不是90%，故D错误；
故答案选 A。
【分析】A：功率计算 ，拉力与功率、速度关系P=Fv，受力平衡。
B：滑轮组省力公式 。
C：功率大小刻意通过W-t图形的斜率判断。
D：机械效率公式。
9．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，克服绳重和轮与轴间摩擦做功20J。（不计绳子与滑轮之间的摩擦）下列说法不正确的是（　　）
A．该滑轮组中有两个定滑轮和一个动滑轮
B．绳子自由端拉力的速度0.2m/s
C．动滑轮重力为80N
D．该滑轮组的机械效率为66.7%
【答案】D
【知识点】重力及其大小的计算；定滑轮及其工作特点；机械效率的计算；滑轮（组）的机械效率；功的计算及应用
【解析】【解答】 A、由图可知，上、下两个滑轮的轴的位置固定不变，为定滑轮；中间滑轮的轴随物体一起运动，为动滑轮，故A正确；
B、由图可知，n=2，绳子自由端的速度为：，故B正确；C、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，绳的拉力F等于弹簧测力计的示数，即F=200N，
拉力做的总功为W总=Fs=Fns物=200N×2×1m=400J，
拉力做的有用功为W有=fs物=300N×1m=300J，
克服动滑轮重做的功为：
W动=W总-W有-W绳+摩=400J-300J-20J=80J，
则动滑轮重为：，故C正确；
D、由效率公式可知，滑轮组的机械效率，故D错误。
故选：D。
【分析】 （1）轴的位置固定不变的滑轮叫定滑轮；轴随物体一起运动的滑轮叫动滑轮；
（2）根据滑轮组装置确定绳子有效股数n，绳子自由端拉力的速度v=nv物；
（3）利用G=mg计算物体的重力，物体受到的摩擦力为物重的0.1倍，拉力F大小等于弹簧测力计的示数，根据W总=Fs=Fns物和W有=fs物求出拉力做的总功和有用功，据此求出克服动滑轮重做的功，利用W动=G动s物求出动滑轮重；
（4）根据求出滑轮组的机械效率。
10．桔槔是一种古代取水工具，其形式如图所示；在井边架起一条横木，横木一端绑石块、一端绑竖杆并用绳连水桶。提水时，人先向下拉竖杆放下空桶，拉力为；当桶装满水后，向上拉竖杆将桶提起，拉力为。若支点到石块所受重力作用线的距离是支点到水桶所受重力作用线距离的倍，该装置提水过程中，竖杆及水桶所受的重力为，水桶的容积为升，。不计横杆重力、绳重和摩擦，下列说法不正确的是(　　)
A．向下拉竖杆放下空桶时，桔槔能够省力
B．向上拉竖杆提出一整桶水时，
C．该桔槔绑上的石块所受的重力为
D．将石块远离支点，可减小提水拉力
【答案】B
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【解答】 A.根据图片可知，向下拉竖杆放下空桶时，由于石块的存在，杠杆会对竖杆产生向上的拉力作用，从而减小人对水桶的拉力，因此桔槔能够省力，故A正确，不合题意；
BC.向下拉竖杆放下空桶时，根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2得到：（F下+G）L人=G石L石，即（F下+20N）=2G石------①，
向上拉竖杆将桶提起时， 水桶的容积为升， 则桶中水的重力：，
此时桶和水的总重力：G总=G'+G=60+20N=80N，
向上拉竖杆将桶提起时，根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2得到：（G总-F上）L人=G石L石，
即（80N-F上）=2G石------②，
联立①②解得：F上=F下=30N，G石=25N，故B错误，符合题意，C正确，不合题意；
D.配重石块远离支点，即增大L石，根据（G总-F上）L人=G石L石可知，此时可以减小人向上提水时所需的拉力，故D正确，不合题意。
故选B。
【分析】A.根据石块会通过杠杆对竖杆产生向上的拉力分析；
BC.根据杠杆的平衡条件针对下放空桶和上拉水桶两个状态列出方程，然后联立计算拉力和石块的重力即可；
D.根据杠杆的平衡条件（G总-F上）L人=G石L石分析判断。
二、多选题（每题3分，共9分）
11．杆秤是我国古代劳动人民智慧的结晶、是历史最悠久的衡器之一，如题图所示是杆秤的结构示意图。关于秤杆在水平位置平衡时，下列说法正确的是
A．秤杆的工作原理是杠杆平衡条件
B．被测物体质量一定大于秤砣质量
C．使用同一秤钮，物体质量越大秤砣离秤钮越远
D．使用秤钮a比秤钮b所能测的最大物体质量更小
【答案】A,C
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【解答】 A．根据图片可知，当用杆秤称量物体质量时，它会绕着提钮左右摆动，因此杆秤就是一个杠杆，而秤杆的工作原理是杠杆的平衡条件，故A错误；
B．当秤砣靠近提钮时，秤盘一侧的力臂可能大于秤砣一侧的力臂，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，被测物体质量就可能小于秤砣质量，故B错误；
C．使用同一秤钮时，物体一侧的阻力臂保持不变，根据杠杆的平衡条件得到F1L1=F2L2可知，物体质量越大，秤砣一侧的力臂越长，即离秤钮距离越远，故C正确；
D．根据图片可知，使用秤钮a比秤钮b时，物体一侧的力臂减小，秤砣一侧的力臂增大，则所测物体质量大，故D错误。
故选AC。
【分析】A.一根硬棒在力的作用下绕固定点转动，那么它就是一个杠杆；
B.杆秤在不放物体时也能平衡；
C.根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析判断；
D.比较秤盘一侧的力臂和秤砣一侧力臂的大小，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2判断物体质量大小即可。
12．如图所示是一款悬挂式晾衣架，OA为轻质硬杆，AB为不可伸长的细绳。悬挂衣物时硬杆OA可视为杠杆，O为支点，细绳AB对杆的拉力作为动力，挂钩对杆的作用力作为阻力。已知OA=1 m，OC为细绳AB的垂线段，细绳AB能承受的最大拉力为40 N，悬挂衣物所受重力为25 N且保持不变，挂钩所受重力忽略不计。悬挂衣物时，硬杆OA始终保持水平平衡，∠BAO=30°。下列说法正确的是（　　）
A．挂钩对杠杆的作用力就是衣物的重力
B．动力的力臂为OC
C．若该衣物悬挂点距O点间的距离为0.4m时，硬杆OA是省力杠杆
D．该衣物悬挂点与O点间的距离可在0~0.8m范围内调节
【答案】B,C,D
【知识点】杠杆及其五要素；杠杆的分类；杠杆的动态平衡分析
【解析】【解答】A：挂钩对杠杆的作用力是杠杆受到的拉力，而衣物的重力是地球对衣物的作用力，二者施力物体、受力物体均不同，不是同一个力，故A错误；
B：力臂是支点到力的作用线的垂直距离，细绳AB对杆的拉力的力臂为OC，故B正确；
C：动力臂 ，当衣物悬挂点距O点距离 时，动力臂大于阻力臂，此时硬杆OA是省力杠杆，故C正确；
D：当细绳拉力达到最大值 时，由杠杆平衡条件 ，可得 ，故衣物悬挂点与O点间的距离可在0~0.8m范围内调节，D正确；
故答案为：BCD。
【分析】A、考查力的概念，区分挂钩对杠杆的作用力与衣物重力的施力物体和受力物体；
B、考查力臂的定义，根据支点到力的作用线的垂直距离判断动力臂；
C、考查杠杆的分类，通过动力臂与阻力臂的大小关系判断杠杆类型；
D、考查杠杆平衡条件的应用，结合细绳的最大拉力，计算衣物悬挂点到O点的最大距离。
13． 小聪同学用如图所示的滑轮组提升重物 A，他通过细绳 b 用拉力 F1 将重物 A 匀速提升 1. 8 m，所用时间为 10 s，此过程中固定在地面的细绳 a 的拉力 F2 恒为 110 N。不计绳重和机械之间的摩擦，每个滑轮的重力均为 10 N。下列说法中正确的是 ( )
A．物体 A 的重力为 220 N
B．细绳 b 的拉力 F1 为 340 N
C．拉力 F1做功的功率为 40 . 8 W
D．该滑轮组在使用过程中的机械效率为 78%
【答案】B,C
【知识点】功率的计算；滑轮（组）的机械效率；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】A、图中下方的动滑轮由两段绳子承担，固定在地面的细绳a的拉力 F2 恒为 110 N，每个滑轮的重力均为 10 N。缠绕在动滑轮的绳子数为2，不计摩擦力，拉力 F2，所以GA=2F2-G动=2×110N-10N=210N，故A错误；
B、中间动滑轮为研究对象，b的拉力等于3股绳子的拉力加上中间滑轮的重力，即细绳 b 的拉力 F1=3F2+G轮=3×110N+10N=340N，故B正确；
C、重物 A 匀速提升 1. 8 m，绳子a移动的距离为2×1.8m=3.6m，b移动的距离为，拉力做功W=Fs=340N×1.2m=408J，拉力做功的功率为，故C正确；
D、有用功W有=GAhA=210N×1.8m=378J，效率，故D错误。
故选BC。
【分析】1、动滑轮的工作特点：可以省力，但是费距离，定滑轮的工作特点：可以改变方向但是不省力
2、拉力的计算， F2，n为动滑轮缠绕绳子数，绳子移动的距离为物体移动距离的n倍，
3、功的相关计算：W=Fs，距离为拉力的方向。机械效率的计算；，考虑滑轮重力的情况，定滑轮的机械效率要大于动滑轮，重物重力越大，机械效率越大。
三、填空题（每空2分，共12分）
14． 图为L形直角挂衣架，OD段共有4个挂衣孔，固定螺钉与墙之间的最大力为300N。当把总重10 N的衣物挂在 C孔时，C孔的受力面积为0.5 cm2，C孔受到的压强为　 　Pa；若只用一个挂衣孔，挂衣架最大能够承重　 　N(挂衣架自重和形变不计)。
【答案】2×105；300
【知识点】压强的大小及其计算；杠杆的平衡条件
【解析】【解答】当把总重10 N的衣物挂在 C孔时，C孔受到的压力 F=G=10N，C孔的受力面积 S=0.5 cm2=5 x 10-5m2，则C孔受到的压强为：
固定螺钉处为支点O，螺钉最大拉力 F2=300N，设每个挂衣孔间距相等，A孔力臂最小，承重最大，根据杠杆平衡条件可得：F1×OA=F2×OE，即 F1×10cm= 300N ×10cm
解得：F1= 300N。
【分析】1.已知c孔所受的压力和受力面积，根据求出C孔受到的压强；
2.根据杠杆平衡条件得到挂衣架最大能够承重。
15． 搭建毕业晚会舞台时，工人用图所示的装置把重为400N的物体A匀速竖直提升5m ，此过程中物体A的机械能变　 　；工人对绳子的拉力F为250 N，则该装置的机械效率为　 　%。
【答案】大；80
【知识点】机械能及其转化；机械效率的计算
【解析】【解答】 工人用如图所示的装置把重为400N的物体A匀速竖直提升5m的过程中，物体A的质量、速度不变，高度变大，所以物体A的动能不变，重力势能变大，机械能变大；
工人对绳子的拉力F为250N，则该装置的机械效率为：
【分析】1.动能与物体的质量和速度有关；质量相同时，物体的速度越大，动能越大；速度相同时，物体质量越大，动能越大；
重力势能的大小与物体的质量和高度有关；质量相同时，高度越高，重力势能越大；高度相同时，质量越大，重力势能越大；
物体的动能和势能之和为机械能。
2.已知提升物体的重力和绳子端的拉力，根据求出该装置的机械效率。
16．小明家装修新房，利用如图所示的滑轮组来吊送水泥。某次他用250N的力 F将一袋40kg的水泥匀速提升了6m到达预定楼层，该过程用时20s，则拉力 F的功率为　 　W，滑轮组的机械效率为　 　(不考虑绳长的变化，g取10N/kg)。
【答案】150；80%
【知识点】功率的计算；滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】据图可知，缠绕在动滑轮上的绳子数为2，所以绳子移动的速度为物体移动速度的2倍，物体移动的速度，所以绳子的速度，功率P=Fv=250N×0.6m/s=150W；
结合动滑轮拉力的计算公式可知，物体的重力G=mg=40kg×10N/kg=400N，
滑轮组的机械效率。
【分析】1、动滑轮的工作特点：可以省力，但是费距离
2、拉力的计算，，n为动滑轮缠绕绳子数，绳子移动的距离为物体移动距离的n倍，
3、功率的计算：公式为P=Fv。
四、作图题（共2分）
17．如图，轻质杠杆OA可绕O点在竖直面内旋转，请在图中画出物体所受重力和使杠杆保持平衡的最小力F的示意图。
【答案】
【知识点】重力示意图；力臂的画法；杠杆中最小力的问题
【解析】【解答】根据图片可知，杠杆的支点为O，A点为力的作用点，则最长的动力臂应该是OA。连接OA，通过A点作OA的垂线，在向上的方向上标上箭头，表示最小的力F。物体受到的重力作用在它的重心上，方向竖直向下，如下图所示：
【分析】当以杠杆的支点到力的作用点之间的线段为动力臂时最长，此时最省力。对物体进行受力分析，确定力的三要素，然后沿力的方向画带箭头的线段即可。
五、实验探究题（每空2分，共20分）
18．小明利用如图甲所示的实验装置探究“杠杆的平衡条件”。
（1）实验前，把杠杆的中点作为支点，调节平衡螺母使杠杆水平平衡，其目的是消除　 　对杠杆平衡的影响。通过多次改变钩码的个数及位置，得到了杠杆的平衡条件是：
（2）小明想：杆秤的称量原理就是“杠杆的平衡条件”，是我国古代劳动人民智慧的结晶，自己也要体验一下古人制作杆秤的过程，如图乙、丙所示：
【任务一】选材组装
①选取一根较光滑的由粗到细的筷子、一次性纸盘、细线、重物，按如图乙所示用小刀在杆上A、B处刻刀口，用以固定秤盘和提纽位置。提纽位置B 即是杠杆的　 　。
【任务二】标定刻度
②定盘星：秤盘不放物体时，提起提纽，调节秤砣位置使杆在水平位置平衡，用记号笔标出秤砣细线在杆上的位置C，标记为“0”(杆秤的零刻度线)。
③定星花：在秤盘上放100g的钩码，调节秤砣位置使秤杆水平平衡，标出秤砣细线在杆上的位置D，如图丙所示，记为100g。将0到100之间分为10等份。
④定测量范围：按每一等份10g推算，在杆的最远端标出称量的最大值。小明在粗细不均匀的筷子上均匀地标刻度，你认为他标刻度的方法是否正确 　 　(选填“正确”或“不正确”)，理由是　 　。
【任务三】测试调整
⑤测量零刻度线到提纽的距离CB=2.0cm，100g刻度线到提纽的距离DB=22.0cm。将橡皮擦放入秤盘，调节秤砣使秤杆水平平衡，此时秤砣细线到提纽的距离为3.5cm ，则橡皮擦的质量为　 　克。
【任务四】改进优化
⑥若要用杆秤称量更大质量的物体，请提出一条改进的方法：　 　。
【答案】（1）杠杆自重
（2）支点；正确；标定盘星时，不放物体时筷子水平平衡，已经消除了筷子自重对其平衡的影响；7.5；秤砣不变时，将支点即提纽向左移
【知识点】探究杠杆的平衡条件实验
【解析】【解答】（1）杠杆调平是为了消除杠杆自重的影响，可以直接测量力臂；
（2）提纽位置是杠杆固定的点，属于支点；标定盘星时，不放物体时筷子水平平衡，已经消除了筷子自重对其平衡的影响，所以该操作正确；
测量零刻度线到提纽的距离CB=2.0cm，100g刻度线到提纽的距离DB=22.0cm，所以CD之间的距离为22cm-2cm=20cm，1cm的质量为5g，秤砣细线到C的距离为1.5cm，所以橡皮擦的质量为1.5cm×5g/cm=7.5g
结合杠杆平衡分析可知，增加称重的量程，可以减小阻力臂，即秤砣不变时，将支点即提纽向左移。
【分析】1、制作杆秤的原理为杠杆平衡，杆秤在使用前，需要天平，消除杆秤自重的影响；
2、杠杆平衡条件动力×动力臂=阻力×阻力臂；增加测量质量，即最大称重的质量变大，可在阻力臂和动力不变的情况下，通过增加动力臂实现，或者换用更大的秤砣。
19．物理兴趣小组组装了如图装置来测量滑轮组的机械效率，实验数据记录如下表：
次数 钩码的重力G/N 钩码上升的高度 h/ cm 弹簧测力计示数 F/N 弹簧测力计移动的距离s/ cm 机械效率
1 2 20 0.8 60 83.3%
2 2 10 0.8 30 83.3%
3 4 10 1.5 30 　
4 6 10 2.2 30 90.9%
（1）实验时，应使弹簧测力计在竖直方向　 　(选填“静止”或“匀速拉动”)时读出测力计的示数。
（2）第3次实验测得的机械效率为　 　。(结果精确到0.1%)
（3）分析1、2两次实验：滑轮组的机械效率与物体被提升的高度　 　关。
（4）分析表格数据可得结论：其他条件相同时，提升的物体越重，滑轮组的机械效率　 　。
【答案】（1）匀速拉动
（2）88.9%
（3）无
（4）越大
【知识点】滑轮（组）机械效率的测量实验
【解析】【解答】（1）实验时，应使弹簧测力计在竖直方向匀速拉动时读出测力计的示数，此时拉力与摩擦力平衡，测力计示数稳定；
故答案为：匀速拉动
（2）第3次实验中，机械效率 ；
故答案为：88.9%
（3）分析1、2两次实验，钩码重力相同，提升高度不同，机械效率均为83.3%，说明滑轮组的机械效率与物体被提升的高度无关；
故答案为：无
（4）分析表格数据可得结论：其他条件相同时，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越大。
故答案为：越大
【分析】（1）本题考查滑轮组机械效率实验的操作要点，匀速拉动时，系统处于平衡状态，测力计示数等于拉力大小；
（2）本题考查机械效率的计算，利用公式 计算即可；
（3）本题考查影响滑轮组机械效率的因素，对比1、2次实验，控制物重不变，改变提升高度，机械效率不变，说明与提升高度无关；
（4）本题考查机械效率与物重的关系，由数据可知，物重增大时，有用功占总功的比例增大，机械效率提高。
六、计算题（共15分）
20．如图是建筑工人用滑轮组提升建筑材料的场景，在10s的时间内，工人师傅用竖直向上的拉力将建筑材料匀速提升了1m，已知拉力F为400N，建筑材料的重力G为900N，求这个过程中：
（1）绳子自由端移动的距离；
（2）此滑轮组的机械效率；
（3）拉力F的功率；
【答案】（1）由图可知，n=3，则绳子自由端移动的距离：s=nh=3×1m=3m；
（2）有用功：W有=Gh=900N×1m=900J，
总功：W总=Fs=400N×3m=1200J，
此滑轮组的机械效率：；
（3）拉力F的功率：。
答：（1）绳子自由端移动的距离为3m；
（2）此滑轮组的机械效率为75%；
（3）拉力F的功率为120W。
【知识点】功率计算公式的应用；机械效率的计算；有用功和额外功
【解析】【分析】（1）由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据s=nh求出绳子自由端移动的距离；
（2）根据W=Gh求出有用功，根据W=Fs求出总功，利用求出此滑轮组的机械效率；（3）根据求出拉力F的功率。
21．如图，龙门吊上的起重机通过滑轮组在10s内，将重为( 的货物沿竖直方向匀速提升 4m，滑轮组的机械效率为60%. g取 10N/kg.求
（1）货物的质量；
（2）滑轮组的有用功；
（3）拉力F的功率；
（4）拉力F的大小.
【答案】（1）
（2）
（3）
（4）解：s= nh=3×4m=12m
【知识点】功率的计算；重力及其大小的计算；滑轮（组）的机械效率；滑轮组绳子拉力的计算；功的计算及应用
【解析】【分析】（1）根据重力变形公式得出重为9×103N的货物的质量；
（2）根据W=Gh得出滑轮组做的有用功；
（3）根据得出拉力F的功率；
（4）求出拉力移动的距离，结合W=FS求解拉力F的大小。
七、科普阅读题（每空2分，共12分）
22．阅读短文，回答问题：
电梯
据报道，安装在我国上海中心大厦的“火箭”电梯，其攀升速度创造了20.5m/s的世界纪录，从1楼到118楼只需短短55s。
电梯的典型结构包括滑轮、轿厢、钢丝绳、配重、电动机、安全装置和信号操纵系统等。如图甲所示，是某种升降电梯工作原理图。电动机和配重通过钢丝绳分别给轿厢施加拉力，连接轿厢的两根钢丝绳非常靠近，轿厢与配重的运动方向始终相反。电动机通过切换转轴的转动方向，使轿厢升降自如。
（1）图甲中A滑轮是　 　滑轮，B滑轮　 　（选填“可以”或“不可以”）改变用力方向；
（2）电梯在匀速上升过程中，轿厢受到的力为　 　（选填“平衡力”或“非平衡力”）；
（3）上海中心大厦内的电梯是目前世界上最快的电梯，在载重一定的情况下，下列最能体现该电梯运行特点的是（　　）；
A．做功多 B．安全可靠 C．功率大 D．机械效率高
（4）如图乙所示是某次电梯满载上升时的v-t图像，若配重的质量为450kg，空轿厢的质量是550kg，额定载重量是1100kg，若不计钢丝绳重和一切摩擦，该电梯满载匀速运行时，电动机钢丝绳对轿厢的拉力为　 　N，其功率为　 　W。（g取10N/kg）
【答案】（1）定；可以
（2）平衡力
（3）C
（4）12000；24000
【知识点】功率计算公式的应用；重力及其大小的计算；平衡力的辨别；平衡状态的判断；定滑轮及其工作特点
【解析】【解答】（1）图甲中A、B滑轮的轴心位置固定不动，不随圆轮转动而移动，因此A、B均为定滑轮。定滑轮的特点是不能省力，但可以改变力的方向。
（2）电梯在匀速上升过程中处于平衡状态，所受合力为零，因此轿厢受到的各个力相互平衡。
（3）上海中心大厦的电梯是目前世界上最快的电梯。在载重一定的情况下，其功率最大，因为功率（）表示做功的快慢，功率越大说明单位时间内完成的功越多。故选项C正确，ABD不符合题意。
故选C。
（4）配重的质量，其重力。
空轿厢的质量，其重力。
额定载重量，其重力。
根据受力分析，轿厢匀速运行时受钢丝绳拉力、配重拉力及总重力作用，处于平衡状态，因此电动机钢丝绳对轿厢的拉力为：
。
由图乙可知，电梯匀速运行速度，根据功率公式，得：
。
【分析】1、定滑轮的工作特点：可以改变方向但是不省力；
2、力和运动：物体静止或者做匀速直线运动，物体受到平衡力的作用，此时合力为0；
3、功率表示做功快慢，计算公式为P=Fv；
4、重力的计算：公式为G=mg，力的合成与应用：两个力在同一直线上，方向相反，合力为两个力的代数差，方向相同，合力为两个力的代数和。
（1）[1][2]图甲中A、B滑轮的轴心不随圆轮的转动而移动，即其轴心是固定不动的，所以A、B都是定滑轮，使用时不能省力，但可以改变力的方向。
（2）电梯在匀速上升过程中，处于平衡状态，受力平衡，因此轿厢受到的力为平衡力。
（3）上海中心大厦内的电梯是目前世界上最快的电梯，在载重一定的情况下，功率最大，因为功率是描述物体做功快慢的物理量，故C符合题意，ABD不符合天涯。
故选C。
（4）[1]配重的质量为450kg，则配重的重力G配重=m配重g=450kg×10N/kg=4500N
空轿厢的质量是550kg，则空轿厢的重力G空轿厢=m空轿厢g=550kg×10N/kg=5500N
额定载重量是1100kg，则额定载重力是G载重=m载重g=1100kg×10N/kg=11000N
由图可知，轿厢受到钢丝绳的拉力、配重的拉力和轿厢和载重的总重力而匀速运行，受力平衡，因此电梯满载匀速运行时，电动机钢丝绳对轿厢拉力F钢丝绳=G空轿厢+G载重-G配重=5500N+11000N-4500N=12000N
[2]由图乙可知，电梯以2m/s的速度匀速运行，根据P=Fv可知，功率为P=Fv=12000N×2m/s=24000W
1 / 1沪科版(2024)八年级物理下册 第十一章 《简单机械》单元测试 提升卷
一、选择题（每题3分，共30分）
1．如图9，赛艇的船桨可视为杠杆，下列工具正常使用时，与赛艇的船桨不属于同类杠杆的是（　　）
A．面包夹 B．筷子
C．钓鱼竿 D．瓶起子
2．如图为宾馆里载物用“L”形推车的示意图，当服务员在挡板顶端对挡板施加一个始终垂直挡板的力F，使小车绕O点逆时针匀速转动，挡板由竖直位置转动到水平位置，如果重物质量分布均匀，忽略小车受到的重力，下列说法正确的是（　　）
A．整个转动过程中，F的方向始终垂直挡板向下
B．转动过程中，重物所受合力为0
C．整个过程中，重物的重力势能逐渐变大
D．整个过程中，F的大小先变小后变大
3．筷子，古称著、梜，是华夏饮食文化的标志之一，如图所示，使用筷子夹食物时，筷子可视为杠杆，该杠杆的特点是（　　）
A．省力且省距离 B．费力且费距离
C．省力但费距离 D．费力但省距离
4．A、B两物体叠放在水平桌面上，如图所示。当右端挂上重8 N的物体C时，物体A、B恰好能一起水平向右做匀速直线运动。忽略绳子自重及绳与滑轮之间的摩擦。下列推理正确的是
A．图中的滑轮为动滑轮
B．取走物体A，桌面对物体B的摩擦力大小不变
C．增加物体C的重力，可以减小桌面对物体B的摩擦力
D．若对物体B施加一个水平向左的力使物体A、B一起水平向左做匀速直线运动，则该力的大小为16 N
5．科技小组制作的塔吊模型如图所示，关于滑轮，下列说法正确的是（　　）
A．滑轮1是定滑轮，使用定滑轮可以省力
B．滑轮2是动滑轮，使用动滑轮能改变动力方向
C．滑轮1、2构成滑轮组既可以省力也可以省距离
D．滑轮1、2构成滑轮组既省力又能改变动力的方向
6．为了响应国家体重管理年的号召，小明为家人制作了如图所示的简易拉力器，关于图中的滑轮分析正确的是（　　）
A．是定滑轮，可以省力 B．是动滑轮，可以省力
C．是定滑轮，可以改变力的方向 D．是动滑轮，可以改变力的方向
7．如图所示，用竖直向上的拉力匀速提起重物，使其在内升高了。已知物体重，不计绳重及绳和滑轮之间的摩擦。下列说法正确的是(　　)
A．动滑轮重为
B．拉力的功率为
C．若拉力变为，可匀速提升的重物
D．该装置某次匀速提起重物的机械效率为，则该物体重
8．如图甲所示，滑轮组悬挂在水平支架上，某工人站在水平地面上，用向下的拉力拉动绳子自由端，使物体A以0.1m/s的速度匀速上升，拉力所做的功W与时间t的关系如图乙所示。已知该工人的重力为650N，物体A的重力为800N。关于该过程，下列说法正确的是(　　)
A．该工人对地面的压力为150N
B．动滑轮的重力为200N
C．绳子自由端拉力做功的功率为50W
D．提升过程中滑轮组的机械效率为90%
9．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，克服绳重和轮与轴间摩擦做功20J。（不计绳子与滑轮之间的摩擦）下列说法不正确的是（　　）
A．该滑轮组中有两个定滑轮和一个动滑轮
B．绳子自由端拉力的速度0.2m/s
C．动滑轮重力为80N
D．该滑轮组的机械效率为66.7%
10．桔槔是一种古代取水工具，其形式如图所示；在井边架起一条横木，横木一端绑石块、一端绑竖杆并用绳连水桶。提水时，人先向下拉竖杆放下空桶，拉力为；当桶装满水后，向上拉竖杆将桶提起，拉力为。若支点到石块所受重力作用线的距离是支点到水桶所受重力作用线距离的倍，该装置提水过程中，竖杆及水桶所受的重力为，水桶的容积为升，。不计横杆重力、绳重和摩擦，下列说法不正确的是(　　)
A．向下拉竖杆放下空桶时，桔槔能够省力
B．向上拉竖杆提出一整桶水时，
C．该桔槔绑上的石块所受的重力为
D．将石块远离支点，可减小提水拉力
二、多选题（每题3分，共9分）
11．杆秤是我国古代劳动人民智慧的结晶、是历史最悠久的衡器之一，如题图所示是杆秤的结构示意图。关于秤杆在水平位置平衡时，下列说法正确的是
A．秤杆的工作原理是杠杆平衡条件
B．被测物体质量一定大于秤砣质量
C．使用同一秤钮，物体质量越大秤砣离秤钮越远
D．使用秤钮a比秤钮b所能测的最大物体质量更小
12．如图所示是一款悬挂式晾衣架，OA为轻质硬杆，AB为不可伸长的细绳。悬挂衣物时硬杆OA可视为杠杆，O为支点，细绳AB对杆的拉力作为动力，挂钩对杆的作用力作为阻力。已知OA=1 m，OC为细绳AB的垂线段，细绳AB能承受的最大拉力为40 N，悬挂衣物所受重力为25 N且保持不变，挂钩所受重力忽略不计。悬挂衣物时，硬杆OA始终保持水平平衡，∠BAO=30°。下列说法正确的是（　　）
A．挂钩对杠杆的作用力就是衣物的重力
B．动力的力臂为OC
C．若该衣物悬挂点距O点间的距离为0.4m时，硬杆OA是省力杠杆
D．该衣物悬挂点与O点间的距离可在0~0.8m范围内调节
13． 小聪同学用如图所示的滑轮组提升重物 A，他通过细绳 b 用拉力 F1 将重物 A 匀速提升 1. 8 m，所用时间为 10 s，此过程中固定在地面的细绳 a 的拉力 F2 恒为 110 N。不计绳重和机械之间的摩擦，每个滑轮的重力均为 10 N。下列说法中正确的是 ( )
A．物体 A 的重力为 220 N
B．细绳 b 的拉力 F1 为 340 N
C．拉力 F1做功的功率为 40 . 8 W
D．该滑轮组在使用过程中的机械效率为 78%
三、填空题（每空2分，共12分）
14． 图为L形直角挂衣架，OD段共有4个挂衣孔，固定螺钉与墙之间的最大力为300N。当把总重10 N的衣物挂在 C孔时，C孔的受力面积为0.5 cm2，C孔受到的压强为　 　Pa；若只用一个挂衣孔，挂衣架最大能够承重　 　N(挂衣架自重和形变不计)。
15． 搭建毕业晚会舞台时，工人用图所示的装置把重为400N的物体A匀速竖直提升5m ，此过程中物体A的机械能变　 　；工人对绳子的拉力F为250 N，则该装置的机械效率为　 　%。
16．小明家装修新房，利用如图所示的滑轮组来吊送水泥。某次他用250N的力 F将一袋40kg的水泥匀速提升了6m到达预定楼层，该过程用时20s，则拉力 F的功率为　 　W，滑轮组的机械效率为　 　(不考虑绳长的变化，g取10N/kg)。
四、作图题（共2分）
17．如图，轻质杠杆OA可绕O点在竖直面内旋转，请在图中画出物体所受重力和使杠杆保持平衡的最小力F的示意图。
五、实验探究题（每空2分，共20分）
18．小明利用如图甲所示的实验装置探究“杠杆的平衡条件”。
（1）实验前，把杠杆的中点作为支点，调节平衡螺母使杠杆水平平衡，其目的是消除　 　对杠杆平衡的影响。通过多次改变钩码的个数及位置，得到了杠杆的平衡条件是：
（2）小明想：杆秤的称量原理就是“杠杆的平衡条件”，是我国古代劳动人民智慧的结晶，自己也要体验一下古人制作杆秤的过程，如图乙、丙所示：
【任务一】选材组装
①选取一根较光滑的由粗到细的筷子、一次性纸盘、细线、重物，按如图乙所示用小刀在杆上A、B处刻刀口，用以固定秤盘和提纽位置。提纽位置B 即是杠杆的　 　。
【任务二】标定刻度
②定盘星：秤盘不放物体时，提起提纽，调节秤砣位置使杆在水平位置平衡，用记号笔标出秤砣细线在杆上的位置C，标记为“0”(杆秤的零刻度线)。
③定星花：在秤盘上放100g的钩码，调节秤砣位置使秤杆水平平衡，标出秤砣细线在杆上的位置D，如图丙所示，记为100g。将0到100之间分为10等份。
④定测量范围：按每一等份10g推算，在杆的最远端标出称量的最大值。小明在粗细不均匀的筷子上均匀地标刻度，你认为他标刻度的方法是否正确 　 　(选填“正确”或“不正确”)，理由是　 　。
【任务三】测试调整
⑤测量零刻度线到提纽的距离CB=2.0cm，100g刻度线到提纽的距离DB=22.0cm。将橡皮擦放入秤盘，调节秤砣使秤杆水平平衡，此时秤砣细线到提纽的距离为3.5cm ，则橡皮擦的质量为　 　克。
【任务四】改进优化
⑥若要用杆秤称量更大质量的物体，请提出一条改进的方法：　 　。
19．物理兴趣小组组装了如图装置来测量滑轮组的机械效率，实验数据记录如下表：
次数 钩码的重力G/N 钩码上升的高度 h/ cm 弹簧测力计示数 F/N 弹簧测力计移动的距离s/ cm 机械效率
1 2 20 0.8 60 83.3%
2 2 10 0.8 30 83.3%
3 4 10 1.5 30 　
4 6 10 2.2 30 90.9%
（1）实验时，应使弹簧测力计在竖直方向　 　(选填“静止”或“匀速拉动”)时读出测力计的示数。
（2）第3次实验测得的机械效率为　 　。(结果精确到0.1%)
（3）分析1、2两次实验：滑轮组的机械效率与物体被提升的高度　 　关。
（4）分析表格数据可得结论：其他条件相同时，提升的物体越重，滑轮组的机械效率　 　。
六、计算题（共15分）
20．如图是建筑工人用滑轮组提升建筑材料的场景，在10s的时间内，工人师傅用竖直向上的拉力将建筑材料匀速提升了1m，已知拉力F为400N，建筑材料的重力G为900N，求这个过程中：
（1）绳子自由端移动的距离；
（2）此滑轮组的机械效率；
（3）拉力F的功率；
21．如图，龙门吊上的起重机通过滑轮组在10s内，将重为( 的货物沿竖直方向匀速提升 4m，滑轮组的机械效率为60%. g取 10N/kg.求
（1）货物的质量；
（2）滑轮组的有用功；
（3）拉力F的功率；
（4）拉力F的大小.
七、科普阅读题（每空2分，共12分）
22．阅读短文，回答问题：
电梯
据报道，安装在我国上海中心大厦的“火箭”电梯，其攀升速度创造了20.5m/s的世界纪录，从1楼到118楼只需短短55s。
电梯的典型结构包括滑轮、轿厢、钢丝绳、配重、电动机、安全装置和信号操纵系统等。如图甲所示，是某种升降电梯工作原理图。电动机和配重通过钢丝绳分别给轿厢施加拉力，连接轿厢的两根钢丝绳非常靠近，轿厢与配重的运动方向始终相反。电动机通过切换转轴的转动方向，使轿厢升降自如。
（1）图甲中A滑轮是　 　滑轮，B滑轮　 　（选填“可以”或“不可以”）改变用力方向；
（2）电梯在匀速上升过程中，轿厢受到的力为　 　（选填“平衡力”或“非平衡力”）；
（3）上海中心大厦内的电梯是目前世界上最快的电梯，在载重一定的情况下，下列最能体现该电梯运行特点的是（　　）；
A．做功多 B．安全可靠 C．功率大 D．机械效率高
（4）如图乙所示是某次电梯满载上升时的v-t图像，若配重的质量为450kg，空轿厢的质量是550kg，额定载重量是1100kg，若不计钢丝绳重和一切摩擦，该电梯满载匀速运行时，电动机钢丝绳对轿厢的拉力为　 　N，其功率为　 　W。（g取10N/kg）
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】杠杆的分类
【解析】【解答】滑动赛艇的船桨时，船桨与船身相连的位置为支点，阻力作用在尖端，手施加动力。此时动力臂小于阻力臂，为费力杠杆
A.使用面包夹时，两个夹片相连的位置为支点，阻力作用在尖端，动力作用在中间。此时动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，故A不合题意；
B.使用筷子时，虎口的位置为支点，阻力作用在尖端，食指施加动力。此时动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，故B不合题意；
C.使用钓鱼竿时，靠近胸口的手为支点，另一支手施加动力，阻力作用在鱼竿尖端。此时动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，故C不合题意；
D.使用瓶起子时，起子与瓶盖接触的上表面为支点，阻力作用在瓶盖的边缘，动力作用在手柄上。此时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故D符合题意。
故选D。
【分析】比较动力臂和阻力臂的大小，从而确定杠杆的分类。
2．【答案】D
【知识点】机械能及其转化；力的合成与应用；杠杆的动态平衡分析
【解析】【解答】A、题目中说明力F始终垂直挡板，为使小车逆时针转动，力的方向应始终垂直挡板向左，而非向下，故A错误；
B、小车绕O点匀速转动时，重物做匀速圆周运动，运动方向时刻改变，处于非平衡状态，所受合力不为0，故B错误；
C、转动过程中，重物的重心高度先升高后降低，因此重力势能先变大后变小，并非逐渐变大，故C错误；
D、根据杠杆平衡条件 ，动力 ；由于动力臂 始终等于挡板长度（力F始终垂直挡板），而阻力臂 （重物重力的力臂）随转动过程先变小后变大，因此力F的大小先变小后变大，故D正确；
故答案为：D。
【分析】A、考查力的方向判断，根据小车转动方向，动力方向应垂直挡板向左；
B、考查平衡状态的判断，匀速圆周运动的物体运动状态时刻改变，合力不为零；
C、考查重力势能的变化，重物重心高度先升后降，重力势能先增大后减小；
D、考查杠杆平衡条件的应用，结合动力臂不变、阻力臂先变小后变大，判断动力F的变化规律。
3．【答案】D
【知识点】杠杆的分类
【解析】【解答】我们用筷子夹物体时，筷子可以看作杠杆，此时动力臂的长度小于阻力臂，属于费力杠杆，这类杠杆的特点是费力但可以节省距离，故D正确，A、B、C错误。
故选D。
【分析】省力杠杆：动力臂较长，所以动力较小，常见的例子有羊角锤、核桃夹；费力杠杆：动力臂较短，动力较大，常见的例子有镊子、筷子等，等臂杠杆：动力臂等于阻力臂的杠杆，常见的例子有：天平。
4．【答案】D
【知识点】摩擦力产生的条件；摩擦力的方向；定滑轮及其工作特点；动滑轮及其工作特点
【解析】【解答】A：图中的滑轮固定不动，为定滑轮，只改变力的方向，不省力，故错误；
B：取走物体A后，物体B对桌面的压力减小，滑动摩擦力与压力有关，因此桌面对B的摩擦力减小，故错误；
C：桌面对物体B的摩擦力大小取决于物体B对桌面的压力和接触面粗糙程度，与物体C的重力无关，故错误；
D：原来A、B一起向右匀速运动，整体受力平衡，绳的拉力等于桌面摩擦力，即f=GC= 8N。若使A、B一起向左匀速运动，需施加向左的力F，此时摩擦力方向向右（因为物体相对桌面向左运动），绳的拉力T=8N仍向右，物体受向左拉力F、向右绳拉力T、向右摩擦力f，平衡时F=T + f=8 + 8=16 N，故D正确；
故答案选 D。
【分析】定滑轮：轴固定不动，改变力的方向，不省力。
滑动摩擦力：大小与压力和接触面粗糙程度有关，与速度无关。压力减小，摩擦力减小。
受力分析：物体做匀速直线运动时受力平衡，注意摩擦力的方向与相对运动方向相反。改变运动方向后，摩擦力和拉力的方向需重新分析。
本题中，向右匀速时，摩擦力向左，绳的拉力向右，两者平衡；向左匀速时，摩擦力向右，绳的拉力向右，需施加向左的力来平衡这两个向右的力。
5．【答案】D
【知识点】定滑轮及其工作特点；动滑轮及其工作特点；滑轮组及其工作特点
【解析】【解答】A．根据图片可知，滑轮1固定在支架上不动，是定滑轮，使用定滑轮可以改变力的方向，不能省力，故A错误；
B．根据图片可知，滑轮2跟随物体一起移动，是动滑轮，使用动滑轮可以省力，故B错误；
C．滑轮1、2构成滑轮组，可以省力但是费距离，故C错误；
D．滑轮组由动滑轮和定滑轮组成，既有动滑轮的特点省力，又有定滑轮的特点改变动力的方向，故D正确。
故选D。
【分析】A.根据定滑轮的定义和特点判断；
B.根据动滑轮的定义和特点判断；
CD.根据滑轮组的特点判断。
6．【答案】C
【知识点】定滑轮及其工作特点；动滑轮及其工作特点
【解析】【解答】图中，使用滑轮时，轴的位置固定不动，是定滑轮。定滑轮不能省力，但可以改变力的方向，故ABD错误，C正确。
故选C。
【分析】在使用滑轮时，轴固定不动，为定滑轮，可以改变力的方向。
7．【答案】D
【知识点】功率的计算；滑轮（组）的机械效率；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】A：由滑轮组省力公式，图中n=2，代入F=30N，G=50N得，解得G动= 10N，故A错误；
B：绳端移动距离s=nh=2×1m=2m，拉力做功W=Fs=30N×2m=60J，功率，故B错误；
C：若用60N的拉力F提升100N的重物，则重物和动滑轮整体受到的拉力为F拉=nF'=2×60N=120N
重物和动滑轮整体的总重力为G总=G动+G=10N+100N=110N所以重物和动滑轮整体受力不平衡，所以不能匀速提升100N的重物，故C错误；
D：机械效率，若，则，解得G=90N，故D正确；
故答案选D。
【分析】滑轮组省力公式：，其中 n 为承担物重的绳子段数。
功的计算W=Fs，绳端移动距离s=nh。
功率公式：。
机械效率：（不计绳重和摩擦）。
8．【答案】A
【知识点】功率计算公式的应用；滑轮（组）的机械效率；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】A：该工人对地面的压力为150N，由力的平衡条件可知，地面对工人的支持力为：
F支 = G人-F=650N -500N =150N，由力的作用是相互的，该工人对地面的压力F=F支=150N，因此，选项A正确；
B：动滑轮的重力为200N，由图可知，滑轮组的绳子段数n=2。
绳子自由端移动的速度v=nv物=2x0.1m/s=0.2m/s
由功率公式可知，绳子自由端的拉力F为：
若不计绳重和摩擦，动滑轮的重力G可以用公式F=(G+G动）计算：
G动= nF-G=2x500N -800N= 200N，但题目中未说明不计绳重和摩擦，因此动滑轮的重力可能小于200N。因此，选项B错误。
C：由图乙，拉力做功为400J时，所需时间为4s，拉力做功的功率，故选项C错误；
D：机械效率，代入数据，不是90%，故D错误；
故答案选 A。
【分析】A：功率计算 ，拉力与功率、速度关系P=Fv，受力平衡。
B：滑轮组省力公式 。
C：功率大小刻意通过W-t图形的斜率判断。
D：机械效率公式。
9．【答案】D
【知识点】重力及其大小的计算；定滑轮及其工作特点；机械效率的计算；滑轮（组）的机械效率；功的计算及应用
【解析】【解答】 A、由图可知，上、下两个滑轮的轴的位置固定不变，为定滑轮；中间滑轮的轴随物体一起运动，为动滑轮，故A正确；
B、由图可知，n=2，绳子自由端的速度为：，故B正确；C、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，绳的拉力F等于弹簧测力计的示数，即F=200N，
拉力做的总功为W总=Fs=Fns物=200N×2×1m=400J，
拉力做的有用功为W有=fs物=300N×1m=300J，
克服动滑轮重做的功为：
W动=W总-W有-W绳+摩=400J-300J-20J=80J，
则动滑轮重为：，故C正确；
D、由效率公式可知，滑轮组的机械效率，故D错误。
故选：D。
【分析】 （1）轴的位置固定不变的滑轮叫定滑轮；轴随物体一起运动的滑轮叫动滑轮；
（2）根据滑轮组装置确定绳子有效股数n，绳子自由端拉力的速度v=nv物；
（3）利用G=mg计算物体的重力，物体受到的摩擦力为物重的0.1倍，拉力F大小等于弹簧测力计的示数，根据W总=Fs=Fns物和W有=fs物求出拉力做的总功和有用功，据此求出克服动滑轮重做的功，利用W动=G动s物求出动滑轮重；
（4）根据求出滑轮组的机械效率。
10．【答案】B
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【解答】 A.根据图片可知，向下拉竖杆放下空桶时，由于石块的存在，杠杆会对竖杆产生向上的拉力作用，从而减小人对水桶的拉力，因此桔槔能够省力，故A正确，不合题意；
BC.向下拉竖杆放下空桶时，根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2得到：（F下+G）L人=G石L石，即（F下+20N）=2G石------①，
向上拉竖杆将桶提起时， 水桶的容积为升， 则桶中水的重力：，
此时桶和水的总重力：G总=G'+G=60+20N=80N，
向上拉竖杆将桶提起时，根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2得到：（G总-F上）L人=G石L石，
即（80N-F上）=2G石------②，
联立①②解得：F上=F下=30N，G石=25N，故B错误，符合题意，C正确，不合题意；
D.配重石块远离支点，即增大L石，根据（G总-F上）L人=G石L石可知，此时可以减小人向上提水时所需的拉力，故D正确，不合题意。
故选B。
【分析】A.根据石块会通过杠杆对竖杆产生向上的拉力分析；
BC.根据杠杆的平衡条件针对下放空桶和上拉水桶两个状态列出方程，然后联立计算拉力和石块的重力即可；
D.根据杠杆的平衡条件（G总-F上）L人=G石L石分析判断。
11．【答案】A,C
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【解答】 A．根据图片可知，当用杆秤称量物体质量时，它会绕着提钮左右摆动，因此杆秤就是一个杠杆，而秤杆的工作原理是杠杆的平衡条件，故A错误；
B．当秤砣靠近提钮时，秤盘一侧的力臂可能大于秤砣一侧的力臂，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，被测物体质量就可能小于秤砣质量，故B错误；
C．使用同一秤钮时，物体一侧的阻力臂保持不变，根据杠杆的平衡条件得到F1L1=F2L2可知，物体质量越大，秤砣一侧的力臂越长，即离秤钮距离越远，故C正确；
D．根据图片可知，使用秤钮a比秤钮b时，物体一侧的力臂减小，秤砣一侧的力臂增大，则所测物体质量大，故D错误。
故选AC。
【分析】A.一根硬棒在力的作用下绕固定点转动，那么它就是一个杠杆；
B.杆秤在不放物体时也能平衡；
C.根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析判断；
D.比较秤盘一侧的力臂和秤砣一侧力臂的大小，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2判断物体质量大小即可。
12．【答案】B,C,D
【知识点】杠杆及其五要素；杠杆的分类；杠杆的动态平衡分析
【解析】【解答】A：挂钩对杠杆的作用力是杠杆受到的拉力，而衣物的重力是地球对衣物的作用力，二者施力物体、受力物体均不同，不是同一个力，故A错误；
B：力臂是支点到力的作用线的垂直距离，细绳AB对杆的拉力的力臂为OC，故B正确；
C：动力臂 ，当衣物悬挂点距O点距离 时，动力臂大于阻力臂，此时硬杆OA是省力杠杆，故C正确；
D：当细绳拉力达到最大值 时，由杠杆平衡条件 ，可得 ，故衣物悬挂点与O点间的距离可在0~0.8m范围内调节，D正确；
故答案为：BCD。
【分析】A、考查力的概念，区分挂钩对杠杆的作用力与衣物重力的施力物体和受力物体；
B、考查力臂的定义，根据支点到力的作用线的垂直距离判断动力臂；
C、考查杠杆的分类，通过动力臂与阻力臂的大小关系判断杠杆类型；
D、考查杠杆平衡条件的应用，结合细绳的最大拉力，计算衣物悬挂点到O点的最大距离。
13．【答案】B,C
【知识点】功率的计算；滑轮（组）的机械效率；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【解答】A、图中下方的动滑轮由两段绳子承担，固定在地面的细绳a的拉力 F2 恒为 110 N，每个滑轮的重力均为 10 N。缠绕在动滑轮的绳子数为2，不计摩擦力，拉力 F2，所以GA=2F2-G动=2×110N-10N=210N，故A错误；
B、中间动滑轮为研究对象，b的拉力等于3股绳子的拉力加上中间滑轮的重力，即细绳 b 的拉力 F1=3F2+G轮=3×110N+10N=340N，故B正确；
C、重物 A 匀速提升 1. 8 m，绳子a移动的距离为2×1.8m=3.6m，b移动的距离为，拉力做功W=Fs=340N×1.2m=408J，拉力做功的功率为，故C正确；
D、有用功W有=GAhA=210N×1.8m=378J，效率，故D错误。
故选BC。
【分析】1、动滑轮的工作特点：可以省力，但是费距离，定滑轮的工作特点：可以改变方向但是不省力
2、拉力的计算， F2，n为动滑轮缠绕绳子数，绳子移动的距离为物体移动距离的n倍，
3、功的相关计算：W=Fs，距离为拉力的方向。机械效率的计算；，考虑滑轮重力的情况，定滑轮的机械效率要大于动滑轮，重物重力越大，机械效率越大。
14．【答案】2×105；300
【知识点】压强的大小及其计算；杠杆的平衡条件
【解析】【解答】当把总重10 N的衣物挂在 C孔时，C孔受到的压力 F=G=10N，C孔的受力面积 S=0.5 cm2=5 x 10-5m2，则C孔受到的压强为：
固定螺钉处为支点O，螺钉最大拉力 F2=300N，设每个挂衣孔间距相等，A孔力臂最小，承重最大，根据杠杆平衡条件可得：F1×OA=F2×OE，即 F1×10cm= 300N ×10cm
解得：F1= 300N。
【分析】1.已知c孔所受的压力和受力面积，根据求出C孔受到的压强；
2.根据杠杆平衡条件得到挂衣架最大能够承重。
15．【答案】大；80
【知识点】机械能及其转化；机械效率的计算
【解析】【解答】 工人用如图所示的装置把重为400N的物体A匀速竖直提升5m的过程中，物体A的质量、速度不变，高度变大，所以物体A的动能不变，重力势能变大，机械能变大；
工人对绳子的拉力F为250N，则该装置的机械效率为：
【分析】1.动能与物体的质量和速度有关；质量相同时，物体的速度越大，动能越大；速度相同时，物体质量越大，动能越大；
重力势能的大小与物体的质量和高度有关；质量相同时，高度越高，重力势能越大；高度相同时，质量越大，重力势能越大；
物体的动能和势能之和为机械能。
2.已知提升物体的重力和绳子端的拉力，根据求出该装置的机械效率。
16．【答案】150；80%
【知识点】功率的计算；滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】据图可知，缠绕在动滑轮上的绳子数为2，所以绳子移动的速度为物体移动速度的2倍，物体移动的速度，所以绳子的速度，功率P=Fv=250N×0.6m/s=150W；
结合动滑轮拉力的计算公式可知，物体的重力G=mg=40kg×10N/kg=400N，
滑轮组的机械效率。
【分析】1、动滑轮的工作特点：可以省力，但是费距离
2、拉力的计算，，n为动滑轮缠绕绳子数，绳子移动的距离为物体移动距离的n倍，
3、功率的计算：公式为P=Fv。
17．【答案】
【知识点】重力示意图；力臂的画法；杠杆中最小力的问题
【解析】【解答】根据图片可知，杠杆的支点为O，A点为力的作用点，则最长的动力臂应该是OA。连接OA，通过A点作OA的垂线，在向上的方向上标上箭头，表示最小的力F。物体受到的重力作用在它的重心上，方向竖直向下，如下图所示：
【分析】当以杠杆的支点到力的作用点之间的线段为动力臂时最长，此时最省力。对物体进行受力分析，确定力的三要素，然后沿力的方向画带箭头的线段即可。
18．【答案】（1）杠杆自重
（2）支点；正确；标定盘星时，不放物体时筷子水平平衡，已经消除了筷子自重对其平衡的影响；7.5；秤砣不变时，将支点即提纽向左移
【知识点】探究杠杆的平衡条件实验
【解析】【解答】（1）杠杆调平是为了消除杠杆自重的影响，可以直接测量力臂；
（2）提纽位置是杠杆固定的点，属于支点；标定盘星时，不放物体时筷子水平平衡，已经消除了筷子自重对其平衡的影响，所以该操作正确；
测量零刻度线到提纽的距离CB=2.0cm，100g刻度线到提纽的距离DB=22.0cm，所以CD之间的距离为22cm-2cm=20cm，1cm的质量为5g，秤砣细线到C的距离为1.5cm，所以橡皮擦的质量为1.5cm×5g/cm=7.5g
结合杠杆平衡分析可知，增加称重的量程，可以减小阻力臂，即秤砣不变时，将支点即提纽向左移。
【分析】1、制作杆秤的原理为杠杆平衡，杆秤在使用前，需要天平，消除杆秤自重的影响；
2、杠杆平衡条件动力×动力臂=阻力×阻力臂；增加测量质量，即最大称重的质量变大，可在阻力臂和动力不变的情况下，通过增加动力臂实现，或者换用更大的秤砣。
19．【答案】（1）匀速拉动
（2）88.9%
（3）无
（4）越大
【知识点】滑轮（组）机械效率的测量实验
【解析】【解答】（1）实验时，应使弹簧测力计在竖直方向匀速拉动时读出测力计的示数，此时拉力与摩擦力平衡，测力计示数稳定；
故答案为：匀速拉动
（2）第3次实验中，机械效率 ；
故答案为：88.9%
（3）分析1、2两次实验，钩码重力相同，提升高度不同，机械效率均为83.3%，说明滑轮组的机械效率与物体被提升的高度无关；
故答案为：无
（4）分析表格数据可得结论：其他条件相同时，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越大。
故答案为：越大
【分析】（1）本题考查滑轮组机械效率实验的操作要点，匀速拉动时，系统处于平衡状态，测力计示数等于拉力大小；
（2）本题考查机械效率的计算，利用公式 计算即可；
（3）本题考查影响滑轮组机械效率的因素，对比1、2次实验，控制物重不变，改变提升高度，机械效率不变，说明与提升高度无关；
（4）本题考查机械效率与物重的关系，由数据可知，物重增大时，有用功占总功的比例增大，机械效率提高。
20．【答案】（1）由图可知，n=3，则绳子自由端移动的距离：s=nh=3×1m=3m；
（2）有用功：W有=Gh=900N×1m=900J，
总功：W总=Fs=400N×3m=1200J，
此滑轮组的机械效率：；
（3）拉力F的功率：。
答：（1）绳子自由端移动的距离为3m；
（2）此滑轮组的机械效率为75%；
（3）拉力F的功率为120W。
【知识点】功率计算公式的应用；机械效率的计算；有用功和额外功
【解析】【分析】（1）由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据s=nh求出绳子自由端移动的距离；
（2）根据W=Gh求出有用功，根据W=Fs求出总功，利用求出此滑轮组的机械效率；（3）根据求出拉力F的功率。
21．【答案】（1）
（2）
（3）
（4）解：s= nh=3×4m=12m
【知识点】功率的计算；重力及其大小的计算；滑轮（组）的机械效率；滑轮组绳子拉力的计算；功的计算及应用
【解析】【分析】（1）根据重力变形公式得出重为9×103N的货物的质量；
（2）根据W=Gh得出滑轮组做的有用功；
（3）根据得出拉力F的功率；
（4）求出拉力移动的距离，结合W=FS求解拉力F的大小。
22．【答案】（1）定；可以
（2）平衡力
（3）C
（4）12000；24000
【知识点】功率计算公式的应用；重力及其大小的计算；平衡力的辨别；平衡状态的判断；定滑轮及其工作特点
【解析】【解答】（1）图甲中A、B滑轮的轴心位置固定不动，不随圆轮转动而移动，因此A、B均为定滑轮。定滑轮的特点是不能省力，但可以改变力的方向。
（2）电梯在匀速上升过程中处于平衡状态，所受合力为零，因此轿厢受到的各个力相互平衡。
（3）上海中心大厦的电梯是目前世界上最快的电梯。在载重一定的情况下，其功率最大，因为功率（）表示做功的快慢，功率越大说明单位时间内完成的功越多。故选项C正确，ABD不符合题意。
故选C。
（4）配重的质量，其重力。
空轿厢的质量，其重力。
额定载重量，其重力。
根据受力分析，轿厢匀速运行时受钢丝绳拉力、配重拉力及总重力作用，处于平衡状态，因此电动机钢丝绳对轿厢的拉力为：
。
由图乙可知，电梯匀速运行速度，根据功率公式，得：
。
【分析】1、定滑轮的工作特点：可以改变方向但是不省力；
2、力和运动：物体静止或者做匀速直线运动，物体受到平衡力的作用，此时合力为0；
3、功率表示做功快慢，计算公式为P=Fv；
4、重力的计算：公式为G=mg，力的合成与应用：两个力在同一直线上，方向相反，合力为两个力的代数差，方向相同，合力为两个力的代数和。
（1）[1][2]图甲中A、B滑轮的轴心不随圆轮的转动而移动，即其轴心是固定不动的，所以A、B都是定滑轮，使用时不能省力，但可以改变力的方向。
（2）电梯在匀速上升过程中，处于平衡状态，受力平衡，因此轿厢受到的力为平衡力。
（3）上海中心大厦内的电梯是目前世界上最快的电梯，在载重一定的情况下，功率最大，因为功率是描述物体做功快慢的物理量，故C符合题意，ABD不符合天涯。
故选C。
（4）[1]配重的质量为450kg，则配重的重力G配重=m配重g=450kg×10N/kg=4500N
空轿厢的质量是550kg，则空轿厢的重力G空轿厢=m空轿厢g=550kg×10N/kg=5500N
额定载重量是1100kg，则额定载重力是G载重=m载重g=1100kg×10N/kg=11000N
由图可知，轿厢受到钢丝绳的拉力、配重的拉力和轿厢和载重的总重力而匀速运行，受力平衡，因此电梯满载匀速运行时，电动机钢丝绳对轿厢拉力F钢丝绳=G空轿厢+G载重-G配重=5500N+11000N-4500N=12000N
[2]由图乙可知，电梯以2m/s的速度匀速运行，根据P=Fv可知，功率为P=Fv=12000N×2m/s=24000W
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