2021年全国中考物理试题分类汇编——专题12简单机械（word版附解析）

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2021年全国中考物理试题分类汇编——专题12简单机械
一．选择题（共13小题）
1．（2021•河南）如图，工人师傅正在使用一根硬棒撬动石头，使用此硬棒（　　）

A．省力且省距离 B．省力但费距离
C．费力且费距离 D．费力但省距离
2．（2021•广西）如图是小华在劳动教育实践活动中体验中国传统农耕“舂稻谷”的示意图。小华若要更省力，下列做法可行的是（　　）

A．支点不动，脚在杆上的位置前移
B．将支点靠近人，脚在杆上的位置不动
C．将支点靠近人，同时脚在杆上的位置前移
D．将支点远离人，同时脚在杆上的位置后移
3．（2021•枣庄）如图所示，一根质地均匀的木杆可绕O点自由转动，在木杆的右端施加一个始终垂直于木杆的作用力F，使木杆从OA位置匀速转到OB位置的过程中，力F的大小将（　　）

A．先变大，后变小 B．先变小，后变大
C．一直是变大的 D．一直是变小的
4．（2021•宜昌）下列有关机械做功、功率、机械效率的说法，正确的是（　　）
A．效率越高的机械，功率越大
B．做功越多的机械，功率越大
C．做有用功越多的机械，效率越高
D．功率越大的机械，做功越快
5．（2021•泰州）如图，在均匀杠杆的A处挂3个钩码，B处挂2个钩码，杠杆恰好在水平位置平衡。下列操作中，仍能使杠杆在水平位置平衡的是（所用钩码均相同）（　　）

A．两侧钩码同时向支点移动一格
B．两侧钩码下方同时加挂一个钩码
C．左侧加挂一个钩码，右侧加挂两个钩码
D．左侧拿去一个钩码，右侧钩码向左移动一格
6．（2021•衡阳）如图所示，是我国古代《墨经》最早记述了秤的杠杆原理，有关它的说法正确的是（　　）

A．“标”、“本”表示力，“权”、“重”表示力臂
B．图中的B点为杠杆的支点
C．“权”小于“重”时，A端一定上扬
D．增大“重”时，应把“权”向A端移
7．（2021•扬州）有关蜡烛跷跷板的小制作，下列说法正确的是（　　）

A．选用越粗的蜡烛效果越好
B．转轴位置离蜡烛重心越远越好
C．为防止蜡烛摆动过大而翻转，可使转轴位置处于蜡烛重心上方
D．为防止蜡烛摆动过大而翻转，可将蜡烛两端的下侧面削去一些
8．（2021•达州）如图所示，AOB为轻质杠杆，B端用细线挂一重物G，在A端分别施加作用力F1、F2、F3时，杠杆都能在图示位置平衡。则下列说法正确的是（　　）

A．F1最小
B．F2最大
C．使用此杠杆、筷子、轮轴等机械一定能省力，但不能省功
D．若作用力为F3，保持F3与OA垂直，使重物匀速上升，F3将逐渐减小
9．（2021•新疆）如图所示用剪刀将一张纸片缓慢地一刀剪断的过程中，阻力臂L阻和动力F动的变化情况是（　　）

A．L阻不变，F动变大 B．L阻不变，F动不变
C．L阻变大，F动变大 D．L阻变大，F动不变
10．（2021•温州）停放自行车时，若要从如图四点中选择一点施加竖直向上的力，将后轮略微提起。其中最省力的点是（　　）

A．A点 B．B点 C．C点 D．D点
11．（2021•潍坊）“节约用水，人人有责”，应养成随手关闭水龙头的好习惯。水龙头手柄可视为如图所示杠杆，O为支点，F为阻力，分别用力沿a、b、c、d方向关闭水龙头，其中用力最小的是（　　）
A．a B．b C．c D．d
12．（2021•云南）如图甲所示，用动滑轮将正方体物块从装有水的容器底部缓慢匀速提起，拉力F随提升高度h变化的关系如图乙所示。物块完全离开水面后，动滑轮的机械效率为87.5%，绳重和摩擦忽略不计。下列选项正确的是（　　）


A．物块的边长为
B．动滑轮重为300N
C．提升物块完全离开水面前，动滑轮的机械效率大于87.5%
D．将物块提升至上表面与水面相平的过程中拉力F做的功为1650J
13．（2021•乐山）如图所示，在斜面上将一个重的物体匀速拉到高处，沿斜面向上的拉力为，斜面长s＝、高h＝。把重物直接提升h所做的功作为有用功，则（　　）

A．有用功为，机械效率为75%
B．有用功为，机械效率为62.5%
C．有用功为，机械效率为62.5%
D．有用功为，机械效率为100%
二．填空题（共14小题）
14．（2021•齐齐哈尔）杠杆是我们生活中一种常见的简单机械，如图所示，轻质杠杆OA可绕O点无摩擦转动，A点悬挂一个重为20N的物体，B点施加一个竖直向上的拉力F，使杠杆在水平位置平衡，且OB：AB＝2：1。则F＝　 　N，此杠杆是 　 　杠杆。

15．（2021•广东）用如图甲的滑轮组提升重200N的物体，已知拉力F为80N，不计绳重和摩擦，物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，反映绳子自由端运动的图线是 　 　（选填“A”或“B”），动滑轮重为 　 　N，3s内对物体做的有用功为 　 　J。

16．（2021•黑龙江）利用如图所示的滑轮组实验装置，小宇在10s内用500N的拉力，将重800N的物体匀速吊起2m的高度，则所做的有用功为 　 　J，滑轮组的机械效率为 　 　。

17．（2021•海南）如图所示，利用滑轮组把物体匀速提升一定高度，该滑轮组有 　 　段绳子承担物重，在绳子承受范围内，不计绳重和摩擦，若增加所提升的物重，则滑轮组的机械效率将 　 　（选填“变大”“变小”或“不变”）。

18．（2021•黑龙江）如图所示，OAB为一可绕O点自由转动的轻质杠杆，OA垂直于AB，且OA长度为40cm，AB长度为30cm，在OA中点C处挂一质量为1kg的物块，要求在端点B处施加一个最小的力F，使杠杆在图示位置平衡，则力F的力臂应是 　 　cm，最小的力F是 　 　N。


19．（2021•泰州）如图，小明将一个重为30N的小车从斜面底端匀速拉到斜面顶端，沿斜面向上的拉力为25N，小车沿斜面移动的距离s＝，上升的高度h＝。则小明对小车做的有用功是 　 　J，斜面的机械效率是 　 　。


20．（2021•广西）如图是利用滑轮组帮助汽车脱困的情景。匀速拉动车的过程中，车相对树木是 　 　（选填“静止”或“运动”）的，动滑轮上有 　 　段绳子承担对车的拉力，若对车的拉力为2400N，F为1500N，则该滑轮组的机械效率是 　 　。

21．（2021•陕西）如图所示，工人师傅用沿斜面向上1000N的推力，将重为2000N的物体从斜面底端匀速推至斜面顶端。已知斜面长4m、高，则此过程中的有用功为 　 　J，斜面的机械效率为 　 　。使用斜面可以 　 　（选填“省力”或“省功”）。

22．（2021•武威）如图所示是常用的核桃夹，当用力摁住C点夹核桃时，可把 　 　点看作支点，此时核桃夹可看作 　 　杠杆（选填“省力”、“费力”或“等臂”）。

23．（2021•扬州）体育竞技中善用物理原理，对取胜往往起着决定作用。
（1）柔道竞技中，进攻者假装要把对手摔向左方，对手为了维持平衡，就把身体向右倾，由于 　 　仍要向右运动，就被进攻者乘势摔向右方。
（2）以过腿摔为例，如图所示，进攻者A利用腰部将B顶起，使他双脚离地，同时猛拉B的右臂。请在图中作出拉力F的力臂l，此时A能轻易将B摔倒的原因是 　 　。

24．（2021•安徽）如图，用滑轮组将一重物竖直向上匀速提升2m，所用拉力F＝100N，若该过程中滑轮组的机械效率为80%，则滑轮组对重物做的有用功为　 　J。

25．（2021•南充）如图甲所示，AB为轻质杠杆，AC为轻质硬棒且与力传感器相连，图乙是物体M从A点开始向右匀速运动过程中力传感器读数大小与时间的关系图像，则物体M的质量大小 　 　g；已知OA的长度为30cm，OB足够长，AC能承受的最大弹力大小为15N，若要杆不断，物体从A点开始运动时间最长为 　 　s（g＝10N/kg）。

26．（2021•重庆）如图所示，ABC是以O为支点的轻质杠杆，AB＝40cm，OB＝30cm，OC＝60cm，水平地面上的实心均匀正方体物块M重为80N，用细线与C点相连，在A点用60N的力沿某方向拉杠杆，使M对地面的压力最小，且杠杆处于水平位置平衡，此时细线的拉力为 　 　N；保持A点的拉力大小和方向以及杠杆的状态不变，要使M对地面的压强变为原来的815，可将物块M沿竖直方向切去的质量为 　 　kg。（忽略支点处的摩擦）

27．（2021•自贡）用图甲所示的滑轮组运送货物上楼，每件货物重为100N，每次运送的量不定，图乙记录了在整个过程中滑轮组的机械效率随货物重力增加而变化的图像，则动滑轮重为　 　N；当某次运送4件货物时，滑轮组的机械效率为　 　%（不考虑绳重和摩擦）。

三．作图题（共3小题）
28．（2021•广安）如图所示是人走路的情形，可将人的脚视为一根杠杆。请在图中画出动力F的力臂L。

29．（2021•山西）中医药文化是中华民族悠久历史文化的重要组成部分。如图是用切刀将黄芪切片的示意图，请你在图中画出施加在手柄上A点最小力F的示意图及其力臂L。

30．（2018•营口）如图所示是一种抽水马桶水箱自动上水装置的示意图。当水箱内的水达到一定高度时，浮标带动杠杆AOB压住入水口，停止上水。请在图中画出动力F1、阻力F2和动力臂L1。

四．实验探究题（共8小题）
31．（2021•黔东南州）某实验小组在“研究杠杆平衡条件”的实验中：

（1）实验时应先调节杠杆在 　 　位置平衡，若出现如图甲所示情况，应将杠杆的平衡螺母向 　 　（选填“左”或“右”）调节。
（2）杠杆平衡后，他们在图乙所示的A位置挂上3个钩码，为了使杠杆在水平位置平衡，这时应在B位置挂上 　 　个相同的钩码。
次数
F1/N
L1/m
F2/N
L2/m
1


△

2




3



☆
（3）上表是该小组在实验中记录杠杆平衡的部分数据，空格处所缺的数据：△＝　 　，☆＝　 　；
32．（2021•陕西）在“探究杠杆平衡条件”的实验中：

（1）为方便测量力臂，实验前应先调节杠杆两端的平衡螺母，使之在 　 　位置平衡。
（2）如图﹣1，此时杠杆处于平衡状态，如果在杠杆两端各挂一个相同的钩码，杠杆将 　 　（选填“保持平衡”“顺时针转动”或“逆时针转动”）。
（3）如图﹣2是一个加宽的杠杆装置，此时杠杆处于平衡状态。若只将左侧的钩码改挂到A点正上方的B点，力臂是线段 　 　（选填“OA”“OB”或“AB”），此时杠杆 　 　（选填“仍能”或“不能”）保持平衡。
33．（2021•天津）在“探究杠杆平衡条件”的实验中：

（1）实验前，若使如图1所示的杠杆在水平位置平衡，应将右端的平衡螺母向 　 　（选填“左”或“右”）调节。
（2）实验时，在已调平衡的杠杆两侧分别挂上不同数量的钩码，移动钩码位置，使杠杆重新在水平位置平衡，三次实验获得的数据如表所示。分析可得杠杆的平衡条件是 　 　。
次数
动力F1/N
动力臂l1/cm
阻力F2/N
阻力臂l2/cm
1




2




3




（3）为了进一步验证实验结论，又做了如图2所示的实验，在杠杆水平平衡时：
①已知每个钩码的质量均为50g，则此次实验中阻力F2大小为 　 　N，阻力臂l2为 　 　cm；（g取10N/kg）
②请你在图中画出动力F1的力臂。
34．（2021•宜昌）小勇在探究“杠杆的平衡条件”实验中，所用的实验器材有杠杆、支架、细线、质量相同的钩码若干。

（1）实验装置如图甲所示静止在桌上，此时杠杆 　 　（选填“是”或“不是”）平衡状态，为了调节杠杆在水平位置平衡，他应将两侧的平衡螺母向 　 　边调；
（2）小勇在水平平衡的杠杆两边挂上钩码后如图乙所示，他应该在下列方法中选择 　 　使杠杆重新在水平位置平衡；
A.向左调节平衡螺母
B.将左侧钩码向左移动
C.增加右侧钩码个数
（3）进行正确操作后测出力和力臂记录在如下表格中。
实验次数
动力F1/N
动力臂L1/cm
阻力F2/N
阻力臂L2/cm
1
3
4
4
3
2
4
5
5
4
3
5
6
6
5
小勇根据表中记录的多次实验数据分析得出如下结论：动力+动力臂＝阻力+阻力臂。小华说他得出的结论是错误的，小华判断的依据是 　 　。
35．（2021•江西）[探究名称】探究杠杆的平衡条件
[猜想与假设】
猜想一：动力×动力臂＝阻力×阻力臂
猜想二：动力×支点到动力作用点的距离＝阻力×支点到阻力作用点的距离
【设计实验与进行实验】
（1）如图甲所示，应将杠杆两端的螺母向 　 　（选填“左”或“右”）调节，使杠杆在水平位置平衡。
（2）如图乙所示，小明同学挂上钩码并调节钩码的位置，使杠杆水平平衡，记录的数据如表。
（3）改变钩码的 　 　和钩码的位置重复上述实验两次，记录的数据如表。

实验次数
动力F1/N
OB间距离/cm
阻力F2/N
OA间距离/cm
小明
1

5

10
2

10

15
3

10

5
小红和小明
4

15

10
5

15

10
【分析与论证】
根据小明同学的数据可验证猜想 　 　（选填“一”、“二”或“一和二”）是正确的。而小红同学则认为小明同学每组数据中的力臂恰好都等于支点到力的作用点的距离，具有一定的特殊性，还应改变动力或阻力的 　 　进行实验。
于是，小红同学协助小明同学按图丙方式进行实验，获得表中后两组数据。综合分析表中数据可验证猜想 　 　是错误的。若要验证另一种猜想是否正确，必须添加的测量工具是 　 　。
通过以上探究，小明同学真正理解了力臂是支点到 　 　的距离。
36．（2021•东营）图甲是某实验小组探究“杠杆的平衡条件”的实验装置。

（1）挂钩码前，杠杆在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；要想使杠杆在水平位置平衡，接下来应将杠杆两端的螺母向 　 　（选填“左”或“右”）侧调节。
（2）图乙是一个平衡的杠杆，此时若推动右侧钩码的悬线（如图丙所示），就会发现杠杆 　 　（选填“左端下沉”、“仍然平衡”或“右端下沉”）。
（3）在探究过程中，需要进行多次实验的目的是 　 　。
（4）某同学提出，若支点不在杠杆的中点，杠杆的平衡条件是否仍然成立？于是该小组利用图丁所示的装置进行探究，在杠杆O点处挂上2个钩码，用弹簧测力计在A点处竖直向上拉，使杠杆在水平位置平衡，此时弹簧测力计示数为 　 　N。以弹簧测力计的拉力为动力F1，钩码处绳子拉力为阻力F2，多次改变动力作用点的位置进行实验发现：当杠杆水平平衡时，F1L1总是 　 　（选填“大于”、“等于”或“小于”）F2L2，其原因可能是 　 　。
（5）图丁中，弹簧测力计处在A点位置时，此杠杆属于 　 　（选填“省力”或“费力”）杠杆，请举出它在生活生产中的一个应用实例：　 　。
37．（2021•湖州）下列是某科学研究小组探究杠杆平衡条件的实验过程：（本实验均使用轻质杠杆）
实验1：在直杠杆水平平衡时（如图甲所示）进行实验，记录多组数据。得出：F1×s1＝F2×s2（注：s1和s2分别表示支点O到F1和F2的作用点的距离）。在直杠杆倾斜平衡时（如图乙所示）进行实验，也得到了同样的结论。

该结论适用于所有平衡时的杠杆吗？
实验2：科学研究小组用一侧弯曲的杠杆进行如图丙所示的实验，移动钩码，改变钩码数量，记录数据如表，分析表格数据发现上述结论并不成立，但发现一个新的等量关系，即：　 　。
实验次数
F1/N
s1/cm
F2/N
s2/cm
l2/cm
1





2





3





s和l（支点到力的作用线的距离）这两个量在研究杠杆平衡条件时，哪个量才是有价值的呢？研究小组的同学观察到：支点到F1的作用点的距离（s1）与支点到F1的作用线的距离（l1）是相等的。研究小组的同学又进行了实验。
实验3：
①移动钩码，使杠杆 　 　，并使杠杆处于平衡状态。
②记录F1、s1、l1和F2、s2、l2。
③改变钩码数量，移动钩码，记录杠杆处于平衡时的多组F1、s1、l1和F2、s2、l2。
④分析实验数据，得出弯杠杆的平衡条件。
最后，通过科学思维，得出所有杠杆的平衡条件都是：F1×l1＝F2×l2。杠杆的平衡条件可用于解释许多杠杆应用，如用图1方式提升物体比用图2方式省力，就可用杠杆的平衡条件作出合理解释。

请回答：
（1）在研究一侧弯曲的杠杆时，发现的一个新的等量关系是 　 　。
（2）将实验3中的①填写完整。
（3）“支点到力的作用线的距离”在科学上被称为 　 　。通过探究杠杆平衡条件的实验，使我们深深认识到建立这一科学量的价值。
（4）用图1方式提升物体比用图2方式省力的原因是 　 　。
38．（2021•丽水）杆秤（如图甲）是我国古老的衡量工具，现今人们仍然在使用。某兴趣小组在老师的指导下，动手制作量程为20克的杆秤（如图乙）。

【制作步骤】
①做秤杆：选取一根筷子，在筷子左端选择两点依次标上“A”、“B”；
②挂秤盘：取一个小纸杯，剪去上部四分之三，系上细绳，固定在秤杆的“A”处；
③系秤纽：在秤杆的“B”处系上绳子；
④标零线：将5克的砝码系上细绳制成秤砣，挂到秤纽的右边，手提秤纽，移动秤砣，使秤杆在水平位置处于平衡状态，在秤砣所挂的位置标上“0”；
⑤定刻度：……
【交流评价】
（1）杆秤是一种测量 　 　的工具；
（2）当在秤盘上放置物体称量时，秤砣应从“0”刻度向 　 　侧移动；
（3）步骤④标零线的目的是 　 　；
（4）根据杠杆平衡条件可知，杆秤的刻度是均匀的。定刻度时，小科和小思采用不同的方法，你认为 　 　的方法更合理。
小科：先在秤盘上放1克物体，移动秤砣，使秤杆在水平位置处于平衡状态，在秤砣所挂的位置标上1；然后在秤盘上放2克物体……；按上述方法直到标出所有刻度。
小思：在秤盘上放20克物体，移动秤砣，使秤杆在水平位置处于平衡状态，在秤砣所挂的位置标上20，0和20之间分为20等份，依次标上相应刻度。
五．计算题（共8小题）
39．（2021•深圳）深圳地铁岗厦北综合交通枢纽工程工地上，一线施工人员正在紧张忙碌，进行架桥机钢梁吊装等施工作业。（g取10N/kg）

（1）图2为图1中起重机的简图，请画出阻力F2的力臂l2
（2）图3为架桥机的装置图，已知箱梁的质量为5×105kg，体积为200m3，架桥机滑轮组总拉力为4×105N，自由端移动距离为25m，将箱梁提升lm。求：
①箱梁的密度；
②架桥机在此过程中的有用功
③架桥机在此过程中的机械效率。
40．（2021•广东）杆秤是从我国古代沿用至今的称量工具，如图是小明制作的杆秤的示意图，使用时，将待称物体挂在秤钩上，用手提起B或C（相当于支点）处的秤纽，移动秤砣在秤杆上的位置D，使秤杆达到水平平衡时可读出待称物体的质量，此秤最大称量是10kg，秤砣最远可移至E点。秤杆和秤钩的质量忽略不计，AB、BC、BE的长度如图所示（g取10N/kg），求：
（1）提起哪处的秤纽，此秤的称量最大？
（2）秤砣质量为多少？
（3）当提起C处秤纽称一袋质量为2kg的荔枝时，D与C之间的距离为多少？

41．（2021•达州）如图甲、乙所示，物体M先后浸没在水和浓盐水中（ρ盐水＞ρ水），用同一滑轮组从两种液体中将物体M匀速提出水面，拉力F和F′随时间t变化的图像如图丙所示。不计绳重、摩擦及水的阻力，物体M不吸水、不沾水，g＝10N/kg。
（1）图丙中 　 　（选填“A”“B”）曲线表示拉力F随时间t变化的图像。
（2）求物体M浸没在水中受到的浮力。
（3）如果物体M浸没在水中滑轮组的机械效率为η1，完全拉出水面滑轮组的机械效率为η0，浸没在浓盐水中滑轮组的机械效率为η2，已知η0：η1＝25：24，η0：η2＝20：19，求物体M浸没在盐水中的浮力。

42．（2021•菏泽）如图所示是一个水位监测仪的简化模型。杠杆AB质量不计，A端悬挂着物体M，B端悬挂着物体N，支点为O，BO＝4AO。物体M下面是一个压力传感器，物体N是一个质量分布均匀的实心圆柱体，放在水槽中，当水槽中无水时，物体N下端与水槽的底部恰好接触且压力为零，此时压力传感器的示数也为零。已知物体N的质量m2＝4kg，高度H＝1m，横截面积S＝20cm2（g取10N/kg，ρ水＝×103kg/m3）。求：
（1）物体N的密度ρ；
（2）物体M的质量m1；
（3）当压力传感器的示数F＝40N时，求水槽内水的深度h。

43．（2021•济宁）测算如图所示滑轮组的机械效率时，实验中得到一组数据如表。
钩码重G/N
钩码上升高度h/m
拉力F/N
弹簧测力计上升距离s/m




请根据以上信息，求：
（1）拉力所做的功；
（2）滑轮组的机械效率。

44．（2021•安徽）研究物理问题时，常需要突出研究对象的主要因素，忽略次要因素，将其简化为物理模型。

（1）如图甲，一质量分布均匀的杠杆，忽略厚度和宽度，长度不可忽略，用细线将它从中点悬起，能在水平位置平衡。将它绕悬点在竖直面内缓慢转过一定角度后（如图乙）释放，为研究其能否平衡，可将它看成等长的两部分，请在图乙中画出这两部分各自所受重力的示意图和力臂，并用杠杆平衡条件证明杠杆在该位置仍能平衡；
（2）如图丙，一质量分布均匀的长方形木板，忽略厚度，长度和宽度不可忽略，用细线将它从AB边的中点悬起，能在水平位置平衡。将它绕悬点在竖直面内缓慢转过一定角度后（如图丁）释放，木板在该位置能否平衡？写出你的判断依据。
45．（2021•遂宁）创新科技小组用轻质杆设计制作了测量液体密度的工具﹣﹣密度秤。其中经防腐处理的合金块重8N，体积100cm3，秤砣重2N，秤纽处O到A端长10cm。测量时手提着秤纽将密度秤的合金块浸没在待测液体中（不接触容器），调节秤砣位置使秤杆水平平衡，秤砣悬挂处的刻度值为被测液体密度。请解答下列问题（g＝10N/kg）：
（1）在底面积为100cm2的烧杯内装入20cm深的待测液体，测量情况如图，测得OC长34cm。求秤杆A端受到绳子的拉力大小。
（2）C点刻度表示的待测液体密度多大？
（3）以上过程中合金块放入前后，待测液体对烧杯底部压强变化多少？
（4）请列出秤砣悬挂位置到秤纽O点距离L与待测液体密度ρ的函数关系式，并说明制成的密度秤刻度是否均匀。

46．（2021•泰安）如图所示，甲工人用水平推力F甲推动重为750N的货物，在水平路面上匀速移动2m至仓库门口A处，用时10s，此过程中甲工人做功的功率P甲＝30W；乙工人接着使用滑轮组拉动该货物在同样的路面上匀速移动3m到达指定位置B，拉力F乙为80N。求：

（1）甲工人做的功；
（2）该滑轮组的机械效率。
六．解答题（共2小题）
47．（2021•宁波）反思是一种良好的学习品质。
（1）一根轻质硬棒AB，在力的作用下能绕固定点O转动。现在硬棒AB上施加两个力F1和F2，O点到F1和F2的作用线的距离分别为d1和d2。小宁认为，只要满足F1×d1＝F2×d2，则硬棒AB一定保持静止状态或匀速转动。你认为小宁的想法正确吗？请说出你的理由。
（2）在“动滑轮”实验中，小宁通过如图所示装置进行实验，得到结论：使用动滑轮匀速提升物体，竖直向上的拉力F小于物重G。小宁思考后认为，即使不计摩擦和绳重，上述结论要成立，物重G和动滑轮重G动之间也必须满足一定条件。请你说出这一条件，并予以证明。

48．（2021•自贡）小邱同学在践行我市中小学生“研学旅行”活动中，赴大邑县“建川博物馆”进行了一次远行研学。他所用的拉杆旅行箱示意图如下所示。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。请完成下列问题：
①画出拉力F的力臂L。
②要使作用在A点的拉力减小，保持其他条件不变，下列做法可行的是　 　（选填符合要求的选项标号）。
A.缩短拉杆的长度
B.使拉力方向顺时针改变20°
C.将箱内较重的物品靠近O点摆放，重心由B变至B′


2021年全国中考物理试题分类汇编——专题12简单机械
参考答案与试题解析
一．选择题（共13小题）
1．【解答】解：由图可知，使用一根硬棒撬动石头时，动力臂大于阻力臂，由杠杆的平衡条件知道，此时动力小于阻力，即使用的是省力杠杆，由杠杆原理知道，使用任何机械都不省功，省力杠杆一定费距离，故B正确。
故选：B。
2．【解答】解：A、支点不动，脚在杆上的位置前移，此时阻力、阻力臂不变，动力臂变小，根据杠杆的平衡条件可知，动力变大，不能省力，故A错误；
B、将支点靠近人，脚在杆上的位置不动，此时阻力不变，阻力臂变大，动力臂变小，根据杠杆的平衡条件可知，动力变大，不能省力，故B错误；
C、将支点靠近人，同时脚在杆上的位置前移，阻力不变，阻力臂变大，动力臂变小，根据杠杆的平衡条件可知，动力变大，不能省力，故C错误；
D、将支点远离人，同时脚在杆上的位置后移，阻力不变，阻力臂变小，动力臂变大，根据杠杆的平衡条件可知，动力变小，能省力，故D正确。
故选：D。
3．【解答】解：根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2分析，将杠杆缓慢地由最初位置拉到水平位置时，动力臂不变，阻力为杠杆的重力，也不变，阻力力臂变大，所以动力变大。
当杠杆从水平位置拉到最终位置时，动力臂不变，阻力不变，阻力臂变小，所以动力变小。
故F先变大后变小。
故选：A。
4．【解答】解：A、机械做功快慢与机械效率没有关系。故A错误；
B、由P=Wt可以看出，功率大小决定于做功多少和所用时间。做功较多，时间不确定，功率大小不能确定。故B错误；
C、机械效率是有用功与总功的比值，有用功较多，总功不确定，机械效率不能确定。故C错误；
D、功率描述的是物体做功的快慢，所以功率越大的物体，做功越快。故D正确。
故选：D。
5．【解答】解：设每个钩码重力为G，每个小格长度为L；
A、两侧钩码同时向支点移动一格，左边：3G×L＝3GL，右边：2G×2L＝4GL，右边大于左边，杠杆右边下倾，故A错误；
B、两侧钩码下方同时加挂一个钩码，左边：4G×2L＝8GL，右边：3G×3L＝9GL，右边大于左边，杠杆右边下倾，故B错误；
C、左侧加挂一个钩码，右侧加挂两个钩码，左边：4G×2L＝8GL，右边：4G×3L＝12GL，右边大于左边，杠杆右边下倾，故C错误；
D、左侧拿去一个钩码，右侧钩码向左移动一格，左边：2G×2L＝4GL，右边：2G×2L＝4GL，右边等于左边，杠杆平衡，故D正确。
故选：D。
6．【解答】解：
A、力臂是支点到力的作用线的距离，“权”相当于现在的砝码，即动力，把秤的支点到权的距离称之为“标”，在物理中，我们把它称之为动力臂；
重就是重物，相当于杠杆的阻力，把秤的支点到权的距离称之为“本”，在物理中，我们把它称之为阻力臂；则“标”、“本”表示为力臂，“权”、“重”表示为力，故A错误；
B、图中的B点为阻力的作用点，杠杆的支点是O点，故B错误；
C、“权”小于“重”时，根据杠杆平衡原理条件“权”ד标”＝“重”ד本”可知：当“标”大于“本”时，杠杆可能在水平位置平衡，所以A端不一定上扬，故C错误；
D、增大“重”时，由于“权”和“本”不变 根据杠杆平衡原理条件“权”ד标”＝“重”ד本”可知：应把“标”变大，即把“权”向A端移，故D正确。
故选：D。
7．【解答】解：
A、制作蜡烛跷跷板时，选用较细的蜡烛能减小蜡烛的重力带来的影响，能使蜡烛在水平位置更加稳定，故A错误；
B、转轴位置离蜡烛重心越远，根据杠杆的平衡条件可知，此时蜡烛容易发生翻转，故B错误；
C、为防止蜡烛摆动过大而翻转，可使转轴位置处于蜡烛重心上方，蜡烛的重心变低了，稳度较高，故C正确；
D、为防止蜡烛摆动过大而翻转，可将蜡烛两端的上侧面削去一些，这样能降低蜡烛的重心，增大稳度，故D错误。
故选：C。
8．【解答】解：AB、由图可知，在A点用力时，F1的力臂最短，F3的力臂最长，根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可知，在阻力和阻力臂一定时，所施加的动力F1最大，F3最小，故AB错误；
C、图中杠杆为省力杠杆，而筷子是费力杠杆，轮轴可以看作是省力杠杆的变形，它们都不能省功，故C错误；
D、若作用力为F3，保持F3与OA垂直，则动力臂不变，使重物匀速上升时，阻力G不变，阻力臂逐渐小于OB，即阻力臂变小，杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可知，F3将逐渐减小，故D正确。
故选：D。
9．【解答】解：剪刀的轴是支点，剪纸时阻力作用在纸和剪刀的接触点，用剪刀将一张纸片缓慢地一刀剪断的过程中，阻力F阻不变，动力臂L动不变，阻力臂L阻逐渐变大，由杠杆平衡条件动力×动力臂＝阻力×阻力臂可知，动力F动逐渐变大。
故选：C。
10．【解答】解：根据杠杆平衡的条件，F1×L1＝F2×L2，在杠杆中的阻力、阻力臂一定的情况下，要使所用的动力最小，必须使动力臂最长．若要从如图四点中选择一点施加竖直向上的力，将后轮略微提起，是围绕前轮与地面的接触点转动，分别作出在A、B、C、D四点施加竖直向上的力并延长，再支点作出垂线，即力臂，如图所示：

由图可知最省力的点是D。
故选：D。
11．【解答】解：在A点施加动力，当动力的方向与杠杆垂直时动力臂最大，此时最省力，即沿b方向用动力最小。
故选：B。
12．【解答】解：
A.动滑轮绳子的有效股数n＝2，由图乙可知，物块浸没时绳子的拉力F1＝1375N，
绳重和摩擦忽略不计，由F=1n（G+G动﹣F浮）可得：1375N=12（G+G动﹣F浮）﹣﹣﹣﹣①
当物块完全离开水面后绳子的拉力F2＝2000N，
由F=1n（G+G动）可得：2000N=12（G+G动）﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由①②可得：F浮＝1250N，
因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等，
所以，由F浮＝ρ液gV排可得，物块的体积：V＝V排=F浮ρ水g=1250N1.0×103kg/m3×10N/kg=3，
由V＝L3可得，物块的边长：L=3V=30.125m3=，故A错误；
B.绳重和摩擦忽略不计，物块完全离开水面后，动滑轮的机械效率：
η=W有W总×100%=Gh(G+G动)h×100%=GG+G动×100%，即87.5%=GG+G动×100%﹣﹣﹣﹣﹣③
由②③可得：G＝3500N，G动＝500N，故B错误；
C.绳重和摩擦忽略不计，提升物块完全离开水面前，滑轮组的机械效率：
η′=W有'W总'×100%=(G-F浮)h(G+G动-F浮)h×100%=G-F浮G+G动-F浮×100%=3500N-1250N3500N+500N-1250N×100%≈81.8%，
则动滑轮的机械效率小于87.5%，故C错误；
D.将物块提升至上表面与水面相平的过程中，由图乙可知，物体上升的高度h＝，拉力F＝1375N，
绳子自由端移动的距离：s＝nh＝2×＝，
此过程中拉力F做的功W＝Fs＝1375N×＝1650J，故D正确。
故选：D。
13．【解答】解：有用功W有用＝Gh＝×＝，
总功W总＝Fs＝×＝，
机械效率η=W有用W总×100%=1.35J2.16J×100%＝62.5%。
故选：C。
二．填空题（共14小题）
14．【解答】解：杠杆水平平衡时，A端受到的阻力大小FA＝G物＝20N，动力F的力臂为OB，阻力FA的力臂为OA，由杠杆平衡条件F1•L1＝F2•L2可得：F•OB＝FA•OA，因为OB＜OA，所以F＞FA，即杠杆为费力杠杆；
因为OB＝2AB，所以OA＝OB+AB＝3AB，即OB：OA＝2：3，由F•OB＝FA•OA可得F的大小为：F=FA⋅OAOB=20N×32=30N。
故答案为：30；费力。
15．【解答】解：
（1）由图甲可知，n＝3，则拉力端移动距离s＝3h，所以图乙中上面的倾斜直线A是绳子自由端运动的s﹣t图像，而下面的倾斜直线B是物体运动的s﹣t图像；
（2）不计绳重和摩擦，拉力F=13（G+G动），则动滑轮重力：
G动＝3F﹣G＝3×80N﹣200N＝40N；
（3）由图乙可知，t＝3s时，物体运动的高度h＝，
拉力做的有用功：W有用＝Gh＝200N×＝300J。
故答案为：A；40；300。
16．【解答】解：（1）拉力做的有用功：W有用＝Gh＝800N×2m＝1600J；
（2）由图可知，n＝2，拉力端移动距离s＝2h＝2×2m＝4m，
拉力做的总功：W总＝Fs＝500N×4m＝2000J，
滑轮组的机械效率：
η=W有用W总×100%=1600J2000J×100%＝80%。
故答案为：1600；80%。
17．【解答】解：（1）由图知，从动滑轮上直接引出的绳子股数为2，则该滑轮组有2段绳子承担物重；
（2）在绳子承受范围内，不计绳重和摩擦，若增加所提升的物重，拉力做的有用功变大，而额外功不变，有用功在总功中所占的比例变大，滑轮组的械效率变大。
故答案为：2；变大。
18．【解答】解：在B点施加一个力最小的力，则力臂应最大，当OB作为力臂时，动力臂是最大的，动力最小；OA＝40cm，AB＝30cm，根据勾股定理可知，OB=(30cm)2+(40cm)2=50cm；
OC＝20cm；
根据杠杆的平衡条件可知：G×OC＝F×OB，mg×OC＝F×OB，即：1kg×10N/kg×20cm＝F×50cm，解得：F＝4N。
故答案为：50；4。
19．【解答】解：（1）小明对小车做的有用功：
W有＝Gh＝30N×＝18J；
（2）拉力做的总功：
W总＝Fs＝25N×＝40J，
斜面的机械效率为：
η=W有W总=18J40J×100%＝45%。
故答案为：18；45%。
20．【解答】解：
（1）匀速拉动车的过程中，车相对树木，汽车位置不断变化，是运动的。
（2）由图得出，从动滑轮上引出的有效股数n＝2，拉力端移动距离s＝2s车，
若对车的拉力为F拉，拉力为F，
该滑轮组的机械效率：
η=W有用W总=F拉s车Fs=F拉s车F×2s车=F拉2F=2400N2×1500N×100%＝80%。
故答案为：运动；2；80%。
21．【解答】解：（1）此过程所做有用功为：W有＝Gh＝2000N×＝3000J；
所做总功为：W总＝Fs＝1000N×4m＝4000J；
故机械效率为：η=W有W总=3000J4000J=75%；
（2）使用斜面能够省力，但不能省功。
故答案为：3000；75%；省力。
22．【解答】解：当用力摁住C点夹核桃时，杠杆AC围绕A点转动，故A为支点；由于动力臂大于阻力臂，此时核桃夹可看作为省力杠杆。
故答案为：A；省力。
23．【解答】解：
（1）进攻者假装要把对手摔向左方，对手为了维持平衡，就把身体向右倾，则对手由于惯性仍要向右运动，就被进攻者乘势摔向右方。
（2）由图知，A将B摔倒时可将B看做一个杠杆，O为支点，阻力为B的重力，拉力F是动力，
反向延长F画出力的作用线，从O点向拉力F的作用线作垂线段，即为其力臂l，如图所示：

由图知，动力F的力臂大于阻力G的力臂，则B相当于一个省力杠杆，所以A能轻易将B摔倒。
故答案为：（1）惯性；（2）见上图；动力臂大于阻力臂。
24．【解答】解：由图知，承担物重的绳子有2段，即n＝2，绳子自由端移动的距离s＝2h＝2×2m＝4m，
拉力F做的总功为：
W总＝Fs＝100N×4m＝400J，
由η=W有用W总可得滑轮组对重物做的有用功为：
W有＝ηW总＝80%×400J＝320J；
故答案为：320。
25．【解答】解：（1）由图甲知，当M在A点时，传感器的力等于物体的重力，由图乙知，物体的重力为：G＝10N，
则物体的质量为：m=Gg=10N10N/kg=1kg＝1000g；
（2）当M运动到支点O时，传感器的力为0，由图乙知，此时用时t＝5s，
所以物体M的速度为：
v=OAt=30cm5s=6cm/s；
由图乙知，当传感器的拉力为15N时，M应在支点O的右侧，此时距离支点为L，根据杠杆的平衡条件：
F传•OA＝G•L
则L=F传⋅OAG=15N×30cm10N=45cm；
从A点物体M运动的路程为：
s＝30cm+45cm＝75cm；
由v=st得，运动的时间为：
t=sv=75cm6cm/s=，则最长运动时间为。
故答案为：1000；12.5.
26．【解答】解：（1）M对地面的压力F＝G﹣F拉，要M对地面的压力最小，则应使F拉最大。由二力平衡条件、力的作用是相互的可知，F拉＝细绳作用在C点的拉力F2。由图可知，作用在C点拉力的方向为竖直向下。假设作用在A点的力F1的力臂为l1，作用在C点拉力为F2，根据杠杆的平衡条件可以列式：F1l1＝F2•OC。已知OC＝60cm＝，F1＝60N，则要使F2最大，则应使力臂l1最长。分析题图可知，当力臂l1＝OA时最长。由AB＝40cm，OB＝30cm可得，OA＝50cm＝。则F2=F1⋅OAOC=60N×0.5m0.6m=50N。
（2）切割前，M对地面的压强为p=G-F拉S=80N-50NS=30NS；切割后，剩余部分重G1，面积为S1，剩余部分对地面的压强p1=G1-F拉S1=G1-50NS1。因使沿竖直方向切除的，所以：GS=G1S1。由题意我们可以列式：30NSG1-50NS1=158，由此求得S1S=2532。则G1=2532G=2532×80N=62.5N，故切除部分的重为G2＝80N﹣＝，其质量为m2=G2g=17.5N10N/kg=。
故答案为：50；。
27．【解答】解：
由图乙可知，运送1件货物时，即G＝100N时，滑轮组的机械效率η＝50%，
因不考虑绳重和摩擦时，滑轮组的机械效率η=W有W总=GhGh+G动h=GG+G动，
所以可得：50%=100N100N+G动，解得G动＝100N；
当某次运送4件货物时，即G′＝4G＝4×100N＝400N；
不计绳重和摩擦，则滑轮组的机械效率：
η′=W'有W'总=G'hG'h+G动h=G'G'+G动=400N400N+100N=80%。
故答案为：100；80。
三．作图题（共3小题）
28．【解答】解：从支点O作力F作用线的垂线段，即为动力F的力臂L，如下图所示：

29．【解答】解：由杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可知，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小；
图中支点在O点，要求在A点用力，连接OA，则OA就是最长的动力臂L；由题意可知，要在A点用最小的力F将黄芪切片时，杠杆应按顺时针转动，则动力应垂直于力臂L向下，据此可画出最小动力F的示意图。如图所示：

30．【解答】解：
由图和题意可知，O为支点，水对浮标的向上作用力为动力，入水口对B端的向上作用力为阻力；
过杠杆B点作竖直向上的力即为阻力F2；过浮标重心作竖直向上的力即为动力F1，过支点O作动力F1作用线的垂线段即为动力臂L1．如图所示：

四．实验探究题（共8小题）
31．【解答】解：
（1）实验时首先调节杠杆使其在水平位置平衡的好处是便于测量力臂；
由图甲知，左端较高，所以应将平衡螺母向左端调节；
（2）设一格为L，一个钩码重G，则有3G×4L＝nG×2L，n＝6，故应在B处挂6个钩码；
（3）根据杠杆平衡条件F1l1＝F2l2可得：
×＝F2×，解得F2＝；
×＝×L2，解得L2＝；
故：△＝，☆＝。
故答案为：（1）水平；左；（2）6；（3）；。
32．【解答】解：（1）为方便测量力臂，实验前应先调节杠杆两端的平衡螺母，使之在水平位置平衡；
（2）将图﹣1中的杠杆调节水平平衡后，在杠杆左右两边钩码下同时增加一个相同的钩码，设每个钩码重G，每小格长L，根据杠杆的平衡条件计算：左边＝4G×2L＝8GL；右边＝3G×3L＝9GL，所以右边的乘积大于左边的乘积，杠杆向右边钩码的重力方向转动，即沿顺时针方向转动；
（3）力臂是支点到力的作用线的距离，将左侧的钩码改挂到A点正上方的B点，力臂是线段OA，与原来相比较力和力臂都没有改变，所以杠杆仍能保持平衡。
故答案为：（1）水平；（2）顺时针转动；（3）OA；仍能。
33．【解答】解：（1）杠杆左端下沉，应将杠杆重心向右移，所以应将两端的平衡螺母（左端和右端的均可）向右调节；
（2）分析表格中的数据知×＝×，×＝×，×＝×，故可得出杠杆平衡的条件是：动力×动力臂＝阻力×阻力臂（F1×l1＝F2×l2）；
（3）①已知每个钩码的质量均为50g＝，由图可知，阻力即为钩码的重力，所以阻力F2大小为：
F2＝G＝mg＝2××10N/kg＝1N；
杠杆在水平位置平衡，支点到力的作用点的距离即为阻力臂，由图知阻力臂l2为；
②过支点O作动力F1作用线的垂线段，即动力臂l1；如图所示：


故答案为：（1）右；（2）F1×l1＝F2×l2；（3）①1；；②见上图。
34．【解答】解：（1）实验前，杠杆静止如图甲所示，此时杠杆静止，处于平衡状态；杠杆不在水平位置，右端向下倾斜，左端上翘，故应向左调节平衡螺母。
（2）由图可知，杠杆不在水平位置，右端向下倾斜，左端上翘，则左侧力与力臂的乘积要小于右侧力与力臂的乘积；
A、在实验的过程中，不能通过条件平衡螺母使杠杆在水平位置平衡，故A错误；
B、将左侧钩码向左移动，左侧的力不变，力臂变大，则左侧力与力臂的乘积变大，会使杠杆平衡，故B正确；
C、增加右侧钩码个数，右侧的力臂不变，力变大，力与力臂的乘积变大，杠杆不会平衡，故C错误。
故选：B。
（3）力的单位是N，力臂的单位是cm，两个物理量的单位不相同，不能进行加减运算。
故答案为：（1）是；左；（2）B；（3）将不同的物理量进行了加法运算。
35．【解答】解：【设计实验与进行实验】
（1）当杠杆不在水平位置平衡时，我们需要通过调节杠杆两端的平衡螺母来调平。调平原则为：左高左调，右高右调。本题中，杠杆左端较高，所以需要向左调节平衡螺母，直至杠杆在水平位置平衡。
（3）小明所做的实验中，阻力是由挂在O点左侧的钩码提供的，动力是由挂在O点右侧的钩码提供的，所以阻力＝左侧钩码重，动力＝右侧钩码重，动力与重力的方向均为竖直向下。分析表格中实验1、2、3中数据可知，动力与阻力的大小都在变化，这就说明左右两侧所挂钩码的数量均在变化。
【分析与论证】小明所做的三次实验均是在杠杆在水平位置平衡时完成的，这就导致动力臂、阻力臂均在杠杆上，所以我们无法区分动力臂（阻力臂）与支点到动力（阻力）的距离，所以根据小明的数据，猜想一、二都可以得到验证。为了改变这种情况，我们就需要改变动力或阻力的方向，使动力臂（阻力臂）与杠杆有一定的角度，而不是重合在一起。
分析实验4、5中的数据我们发现，动力×支点到动力作用点的距离≠阻力×支点到阻力作用点的距离，所以我们可以得出结论：猜想二是错误的。若要验证猜想一，我们就需要测出倾斜后的动力（或阻力）的力臂。为使实验数据易于处理，即易于求出支点到动力（或阻力）作用线的距离，我们应使动力（或阻力）与杠杆成30°、45°或60°。为此，我们需要使用半圆或直角三角板。
若通过他们二人共同实验得出的数据可以验证猜想一，则说明动力臂（阻力臂）为支点到动力（阻力）作用线的距离。
故答案为：【设计实验与进行实验】（1）左；（3）数量。
【分析与论证】一和二；方向；二；直角三角板；力的作用线。
36．【解答】解（1）挂钩码前，杠杆在如图甲所示的位置静止，此时杠杆处于平衡状态；
由图甲知，杠杆的左端较高，所以接下来应将两端的螺母向左调节，使杠杆保持水平并静止；
（2）图乙中支点在中心时，杠杆平衡，根据杠杆平衡条件知F左L左＝F右L右，图丙中改变了右侧拉力的力臂，使右侧拉力的力臂减小，故此时F左L左＞F右L右，故左端会下沉；
（3）本实验进行多次实验，是为避免偶然性，得出普遍结论；
（4）分度值为，弹簧测力计示数为；
图丁中，设杠杆的重力为G，力臂为LG，当杠杆平衡时，根据杠杆的平衡条件：F1L1＝F2L2+GLG，
由丁图可知LG≠0，所以杠杆自重对杠杆平衡有影响，此时F1L1＞F2L2；
（5）由图丁可知此时L1＜L2，故为费力杠杆，生活中常见的镊子、钓鱼竿等都是费力杠杆。
故答案为：（1）平衡；左 （2）左端下沉； （3）避免偶然性，寻找普遍规律；
（4）；大于；杠杆自重对杠杆平衡有影响； （5）费力；钓鱼竿（或镊子等）。
37．【解答】解：根据表格数据知F1×s1＝F2×l2；
（1）根据表格数据知F1×s1＝F2×l2；
（2）本实验是研究支点到F1的作用点的距离（s1）与支点到F1的作用线的距离（l1）哪个更有价值，所以应该让着两者不相等，所以应该让杠杆倾斜或转动时，记录杠杆处于平衡时的多组F、s、l的关系；
（3）科学上把支点到到力的作用线的距离称为力臂；
（4）图1中是动滑轮，动力臂是阻力臂的2倍，而图2中是定滑轮，动力臂等于阻力臂，所以图1中的动力臂大于图2中的动力臂，所以用图1方式提升物体比用图2方式省力。
故答案为：F1×s1＝F2×l2；
（1）F1×s1＝F2×l2；
（2）倾斜或转动；
（3）力臂；
（4）图1中动力臂是阻力臂的2倍，图2中动力臂等于阻力臂。
38．【解答】解：（1）杆秤是一种测量物体质量的工具；
（2）当在秤盘上没有放置物体时，秤杆在水平位置平衡后，秤砣所挂的位置为“0”；
当在秤盘上放置物体称量时，由杠杆的平衡条件（m物g•AB＝m秤砣g•BO）可知，在秤砣质量和AB不变的情况下，要使秤杆在水平位置平衡，应增大BO的大小，即秤砣应从“0”刻度向右侧移动；
（3）图乙中，B点是支点，当在秤盘上没有放置物体时，秤砣挂在“0”点与杆秤自重平衡，所以步骤④标零线的目的是避免杆秤自身重力对称量的干扰；
（4）根据杠杆平衡条件可知，杆秤的刻度是均匀的，所以定刻度时，小科的方法比较麻烦，而小思的方法比较简单，更合理。
故答案为:（1）物体质量；（2）右；（3）避免杆秤自身重力对称量的干扰；（4）小思。
五．计算题（共8小题）
39．【解答】解：（1）由支点O向F2的作用线引垂线，垂线段的长度即为其力臂l2；

（2）①箱梁的密度ρ=mV=5×105kg200m3=×103kg/m3，
②箱梁重力G＝mg＝5×105kg×10N/kg＝5×106N，
将箱梁提升高度h＝lm，
架桥机在此过程中的有用功W有用＝Gh＝5×104N×1m＝5×106J，
③已知架桥机滑轮组总拉力F＝4×105N，自由端移动距离s＝25m，
总功W总＝Fs＝F＝4×105N×25m＝1×107J，
架桥机在此过程中的机械效率η=W有用W总×100%=5×106J1×107J×100%＝50%。
答：（1）见上图；
（2）①箱梁的密度为×103kg/m3；
②架桥机在此过程中的有用功为5×106J；
③架桥机在此过程中的机械效率为50%。
40．【解答】解：（1）根据杠杆的平衡条件可知：当提着B处秤纽、秤砣在E点时，A点所挂物体重为GA=G秤砣⋅BEAB；当提着C处秤纽、秤砣在E点时，A点所挂物体重为GA′=G秤砣⋅CEAC。
因BE＞CE、AB＜AC，故可得：GA＞GA′，即提B处秤纽时，此秤的称量最大。
（2）由（1）可知，当提着B处秤纽、秤砣挂在E点、A点秤钩挂着质量为10kg的物体时，秤杆可以在水平位置平衡，则可列式：GA•AB＝G秤砣•BE。
由G＝mg可得：mA•AB＝m秤砣•BE，
则m秤砣=mA⋅ABBE=10kg×0.02m0.5m=。
（3）当提起C处秤纽称一袋质量为2kg的荔枝时，阻力臂为
AC＝AB+BC＝＝，
根据杠杆的平衡条件可列式：G荔枝•AC＝G秤砣•CD。
由G＝mg可得：m荔枝•AC＝m秤砣•CD，
则CD=m荔枝⋅ACm秤砣=2kg×0.05m0.4kg=。
故答案为：（1）提B处秤纽时，此秤的称量最大。
（2）秤砣的质量为。
（3）D与C之间的距离为。
41．【解答】解：（1）当物体M浸没在液体中时，由F浮＝ρ液gV排可知，液体的密度越大，物体M受到浮力越大，
因为ρ甲＜ρ乙，所以M浸在两种液体受到的浮力F甲＜F乙，
而浸在液体中的物体受到的浮力F浮＝G﹣FM，所以M在液体中受到的拉力FM甲＞FM乙，
又因为绳自由端的拉力F=12（FM+G动），
所以拉力F＞F′，则图丙中A曲线表示拉力F随时间t变化的图像；
（2）由图丙可知物体M在完全离开水面时绳自由端的拉力F0＝180N，
此时有：F0=12（G+G动）——①
当物体M浸没在水中时绳自由端受到的拉力FA＝150N，令此时物体M在水中受到的拉力为F1，
则有：FA=12（F1+G动）——②
①﹣②有：G﹣F1＝2（F0﹣FA）＝2×（180N﹣150N）＝60N
所以物体M浸没在水中受到的浮力为：F浮＝G﹣F1＝60N；
（3）由于绳重和摩擦不计，则η=W有W总=GhFs=G2F，
所以，物体离开水面前，滑轮组的机械效率：η1=F12FA=G-F浮2FA=G-60N2×150N=G-60N300N，
物体离开水面后，滑轮组的机械效率：η0=G2F0=G2×180N=G360N，
所以，η0η1=G×300N360N×(G-60N)=2524，
解得：G＝300N，
则动滑轮的重力为：G动＝2F0﹣G＝2×180N﹣300N＝60N，
令物体M在浓盐水中受到的拉力为F2，浮力为F浮'，绳自由端受到的拉力为FB，物体离开浓盐水前，滑轮组的机械效率：η2=F22FB=F2F2+G动=G-F浮'G-F浮'+G动，
所以，η0η2=G(G-F浮'+G动)360N×(G-F浮')=300N×(300N-F浮'+60N)360N×(300N-F浮')=2019，
解得：F浮'＝72N。
答：（1）A；
（2）物体M浸没在水中受到的浮力为60N；
（3）物体M浸没在盐水中的浮力72N。
42．【解答】解：（1）S＝20cm2＝2；
物体N的密度为：ρ=m2V=m2SH=4kg0.002m2×1m=2×103kg/m3；
（2）水槽中无水时，物体N下端与水槽的底部恰好接触且压力为零，此时压力传感器的示数也为零，此时杠杆处于平衡状态，根据杠杆的平衡条件可知：
m1g×AO＝m2g×BO，则：m1＝m2×BOOA=4kg×4＝16kg；
（3）M的重力为：G1＝m1g＝16kg×10N/kg＝160N；
则A端受到的拉力为：FA＝G1﹣F＝160N﹣40N＝120N；
根据杠杆的平衡条件可知：FA×AO＝FB×BO，则B端受到的拉力为：FB=FA×AOOB=120N×14=30N；
N的重力为：G2＝m2g＝4kg×10N/kg＝40N；
N浸入水中，受到竖直向上的拉力和浮力、竖直向下的重力，则浮力为：F浮＝G2﹣FB＝40N﹣30N＝10N；
根据阿基米德原理可知，N排开的水的体积为：V排=F浮ρ水g=10N1×103kg/m3×10N/kg=10﹣3m3；
则N浸入水中的深度即水的深度为：h=V排S=10-3m30.002m2=。
答：（1）物体N的密度ρ为2×103kg/m3；
（2）物体M的质量m1为16kg；
（3）当压力传感器的示数F＝40N时，水槽内水的深度h为。
43．【解答】解：（1）拉力所做的功为：
W总＝Fs＝×＝；
（2）有用功为：
W有用＝Gh＝×＝，
滑轮组的机械效率为：
η=W有用W总=0.05J0.09J×100%≈55.6%。
答：（1）拉力所做的功为；
（2）滑轮组的机械效率为55.6%。
44．【解答】解：（1）由题知，杠杆质量分布均匀，支点在中点，左右两部分重力G1＝G2，且重心在这两部分的中点A、B，由A、B分别竖直向下画有向线段，即两部分重力示意图；
由杠杆中点O（支点）画G1、G2作用线的垂线，垂线段分别为两部分重力的力臂，如图所示：

图中，AO＝BO，根据全等三角形知识可知，L1＝L2，
所以：G1L1＝G2L2，说明杠杆绕悬点在竖直面内缓慢转过一定角度后仍能平衡；
（2）长方形木板质量分布均匀，从中点将其分成两部分，两部分重力大小相等，找到左右两部分的几何中心，即两部分重心，作两部分的重力示意图，并作出它们的力臂，如图所示：

由图知，L3＜L4，
则：G3L3＜G4L4，
所以木板在该位置不能平衡。
45．【解答】解：（1）由杠杆平衡条件：FA×OA＝G砣×OC可得
FA×10cm＝2N×34cm，
解得FA＝；
（2）F浮＝G金﹣FA＝8N﹣＝，
因合金块浸没，V排＝V金＝100cm3＝10﹣4m3，
由F浮＝ρ液gV排可得：
ρ液=F浮gV排=1.2N10N/kg×10-4m3=×103kg/m3；
（3）因容器成柱状，合金块放入液体后对容器底增大的压力：
△F＝F浮＝，
增大的压强△p=△FS=1.2N10-2m2=120Pa；
（4）由杠杆平衡条件：（G金﹣F浮′）×OA＝G砣×L，
（G金﹣ρgV排）×OA＝G砣×L，
L=(G金-ρgV排)OAG砣=(8N-ρ×10N/kg×10-4m3)×0.1m2N
解得：L＝﹣5×10﹣5ρ，
因L与ρ成线性关系，所以密度秤刻度均匀。
答：（1）秤杆A端受到绳子的拉力大小为；
（2）C点刻度表示的待测液体密度为×103kg/m3；
（3）以上过程中合金块放入前后，待测液体对烧杯底部压强变化120Pa；
（4）L与待测液体密度ρ的函数关系式，L＝﹣5×10﹣5ρ，密度秤刻度均匀。
46．【解答】解：（1）由P=Wt可得甲工人做的功：
W甲＝P甲t＝30W×10s＝300J；
（2）由W＝Fs可得甲工人的推力：
F甲=W甲s1=300J2m=150N，
因为货物在水平路面上被匀速推动，所以货物受到的推力、摩擦力是一对平衡力，
货物受到的摩擦力：
f＝F甲＝150N；
乙工人使用滑轮组将货物在同样的路面上匀速移动3m，
由图知，n＝3，拉力端移动距离s乙＝3s2，
滑轮组的机械效率：
η=W有用W总=fs2F乙s乙=fs2F乙×3s2=f3F乙=150N3×80N×100%＝62.5%。
答：（1）甲工人做的功为300J；
（2）该滑轮组的机械效率为62.5%。
六．解答题（共2小题）
47．【解答】解：（1）F1与F2必须是一个为使杠杆绕支点转动的动力，另一个为阻碍杠杆转动的阻力，然后满足F1L1＝F2L2的条件杠杆才平衡，则杠杆一定保持静止状态或匀速转动；硬棒AB上施加两个力F1和F2使杠杆绕支点转动的方向相同，那么即使满足F1×d1＝F2×d2，则硬棒AB也不能保持静止状态或匀速转动；
（2）使用动滑轮匀速提升物体时，不计摩擦和绳重，拉力：F=12（G+G滑），
若拉力F＜G，即：12（G+G滑）＜G，
所以，G＞G滑，
即：使用动滑轮匀速提升物体，满足竖直向上的拉力F小于物重G的条件是：物重G大于动滑轮重G动。
答：（1）小宁的想法不正确。若硬棒AB上施加两个力F1和F2使杠杆绕支点转动的方向相同，那么即使满足F1×d1＝F2×d2，则硬棒AB也不能保持静止状态或匀速转动；
（2）条件：物重G大于动滑轮重G动。
使用动滑轮匀速提升物体时，不计摩擦和绳重，拉力：F=12（G+G滑），
若拉力F＜G，即：12（G+G滑）＜G，所以，G＞G滑。
48．【解答】解：
（1）由图知，O为支点，反向延长力F的作用线，由O点做F作用线的垂线，垂线段长为其力臂L，如图所示：

（2）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20°，此时拉力的力臂变小，根据杠杆的平衡条件可知，拉力变大，故此方法不可行；
C、拉杆箱的重力不变，将箱内较重的物品靠近O点摆放，重心由B变至B′，重力的力臂变短，拉力方向不变，拉力的力臂不变，根据杠杆的平衡条件可知，拉力变小，故此方法可行。
故选：C。
故答案为：（1）见上图；（2）C。