2022年天津市中考物理专题练7-简单机械

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2022年天津市中考物理专题练7-简单机械
一．选择题（共6小题）
1．（2020•天津）如图所示是生活中的工具或装置，对其使用状态下所涉及的物理知识表述正确的是（　　）
A．水位计：阿基米德原理 B．铅垂线：重力的方向
C．钳子：费力杠杆 D．塑料吸盘：液体压强
2．（2021•南开区二模）如图为工地搬运砖头的独轮车，人抬起车把时，车体可以看成一个杠杆，轮子的中心是杠杆的支点O。关于这个杠杆，下列说法正确的是（　　）

A．这是一个费力杠杆
B．图中拉力F大于重力G
C．手握的位置靠近把手末端时更费力
D．砖头的位置远离车轮时抬起更费力
3．（2021•南开区模拟）在2021年全国皮划艇激流回旋春季冠军赛中，我省参赛选手张志成获得男子单人划艇比赛铜牌。如图所示，比赛中运动员一手撑住桨柄某处（可视为支点），另一只手用力划桨，皮划艇就会加速前进，下列说法正确的是（　　）

A．图中正在使用的船桨是省力杠杆
B．用力划桨的手远离支点，可以省力一些
C．使皮划艇前进的力是船桨对水的作用力
D．船桨对水的作用力大于水对船桨的作用力
4．（2021•津南区一模）如图杠杆是平衡的，如在左边的钩码下方再挂上一个钩码，为使杠杆再次平衡，符合条件的过程是（　　）

A．右边钩码下加一个相同的钩码
B．左、右两边的钩码分别向支点移一格
C．左边钩码向右移动一格
D．右边钩码向右移动一格
5．（2021•天津二模）公筷公勺是文明新“食尚”。当你用筷子夹菜时，你就在使用杠杆了。下列用具正常使用时也是杠杆，其中与筷子同属于费力杠杆的是（　　）
A．开瓶盖的起子 B．剪钢丝的钳子
C．划赛艇的船桨 D．撬石头的撬棒
6．（2021•河北区一模）撬棍是人们在劳动中应用杠杆原理的工具。如图所示是工人利用撬棍撬动大石头的情景，撬棍上O点为杠杆的支点，下列分析正确的是（　　）

A．此时撬棍为等臂杠杆
B．力F的作用点靠近O点更省力
C．应用此撬棍的主要目的是省力
D．应用此撬棍的主要目的是省距离
二．多选题（共5小题）
（多选）7．体重为G0沈仔细同学，站立在水平地面上用滑轮组提升重物，如右图所示，她在t时间内将重为G1的物体匀速提升高度h，已知在此过程中滑轮组的机械效率为η，他克服绳重及摩擦所做的功为W，设在拉绳子的过程中，他对绳子的拉力和对地面的压力始终竖直向下，且在同一直线上，则下列说法中正确的是（　　）

A．所做的总功为G1ℎη+W
B．作用在绳子自由端的拉力为G1ℎ+w3ℎ
C．动滑轮重为G1ℎ−G1ℎη−Wηηℎ
D．提升过程中地面对人的支持力为3G0η−G13η
（多选）8．（2021•天津模拟）某建筑工地上，工人师傅用卷扬机、滑轮组和桶组成的装置将砂石从深坑中以速度v匀速运至地面，如图所示。已知卷扬机的输出功率为P，桶重为G1，砂石重为G2，在t时间内将砂石匀速竖直提高h，此过程中该装置的机械效率为η（不计绳重和摩擦），下列判断正确的是（　　）

A．卷扬机加在绳子自由端的拉力F=Pt2ℎ
B．卷扬机加在绳子自由端的拉力F=G12η
C．动滑轮的重力G=Ptℎ−G1﹣G2
D．动滑轮的重力G=G2η−G1﹣G2
（多选）9．（2021•天津二模）如图所示，斜面长s为1.2m、高h为0.3m，现将重为15N的物体沿斜面向上从底端匀速拉到顶端，若拉力F为5N，则（　　）

A．斜面的机械效率为75%
B．斜面对物体的支持力做功为6J
C．提升物体所做的有用功为4.5J
D．物体所受斜面的摩擦力为2.5N
（多选）10．（2021•红桥区一模）有一根轻质杠杆，在中点支起，两边挂上砝码后，恰能在水平位置平衡，如图所示。那么，在下列几种情况下，还能使杠杆保持平衡的是（　　）

A．左右两边的砝码各减少一个
B．左右两边的砝码各减少一半
C．左右两边的砝码各向里移动一格
D．左边的砝码减少一半，右边的砝码向里移动两格
（多选）11．（2021•石家庄模拟）如图所示的杠杆，AB＝l1，OB＝l2，且l1＜l2，物体重力为G，拉力F与杠杆成30°角，杠杆处于水平位置平衡，不计杠杆自身重力，则下列说法正确的是（　　）

A．此时的杠杆为费力杠杆
B．此时的拉力 F=2Gl2l1
C．保持杠杆水平平衡，拉力 F 从实线转到虚线位置过程中，F 将逐渐变小
D．保持杠杆水平平衡，拉力 F 从实线转到虚线位置过程中，F 的最小值为Gl2l1+l2
三．填空题（共3小题）
12．（2021•河西区模拟）如图所示，高高的旗杆矗立在操场上。旗手缓缓向下拉绳子，旗子就会徐徐上升。这是因为旗杆顶部有一个　 　滑轮，用它可以改变力的　 　。

13．（2021•红桥区三模）在斜面上将一个质量为5kg的物体匀速拉到顶端处，如图所示。若此时沿斜面向上的拉力为40N，斜面长2m、高1m。上述过程中有用功为 　 　J，此斜面的机械效率为 　 　。（g取10N/kg）

14．（2021•西青区二模）我们吃饭常用的筷子是　 　杠杆（选填“省力”、“费力”或“等臂”）．如图所示，一个带有刻度的均匀杠杆，在水平位置平衡，当在B处挂3N的钩码时，在A处应挂　 　N的钩码，杠杆才能再次平衡．

四．实验探究题（共7小题）
15．（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
1.0
15.0
1.5
10.0
2
1.0
20.0
2.0
10.0
3
2.0
15.0
3.0
10.0
（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。
16．（2020•天津）在探究影响滑轮组机械效率的因素时，小明提出了如下猜想：
猜想一：滑轮组机械效率与被提升物体所受的重力有关
猜想二：滑轮组机械效率与动滑轮所受的重力有关
为了验证猜想，准备的器材如下：两个相同的滑轮、一根细绳、钩码若干、刻度尺和弹簧测力计。
小明把两个滑轮分别作为定滑轮和动滑轮组装成滑轮组，用该滑轮组提升不同数量的钩码进行了三次实验，数据如表所示：
实验次数
钩码所受的重力G/Ν
提升高度h/m
拉力F/Ν
绳端移动的距离s/m
机械效率η
1
2.0
0.1
1.0
0.3
66.7%
2
4.0
0.1
1.8
0.3
74.1%
3
6.0
0.1
2.5
0.3

请你解答如下问题：
（1）表中第3次实验时滑轮组的机械效率为　 　；根据表中数据在图中画出该滑轮组的绕线方式；
（2）分析表中数据可知：用同一滑轮组提升不同的物体，物体越重，滑轮组的机械效率　 　（选填“越高”“越低”或“不变”）；
（3）为了验证猜想二，还需增加的实验器材是　 　。

17．（2021•南开区模拟）如图所示是小华同学“研究定滑轮和动滑轮特点”的实验装置。他按图示提起钩码时注意保持测力计匀速移动，分别测得三组数据如下表所示：
实验序号
钩码重G/N
钩码升高高度h/m
测力计示数F/N
测力计移动距离s/m
测力计用力的方向
甲
0.98
0.2
0.98
0.2
向上
乙
0.98
0.2
1.02
0.2
向下
丙
0.98
0.2
0.55
0.4
向上
请你分析。
（1）比较测力计拉力的大小，可知：使用动滑轮的好处是 　 　。
（2）比较测力计拉力的方向，可知：使用定滑轮的好处是 　 　。
（3）把钩码升高相同的高度，比较测力计移动的距离，可知：使用动滑轮 　 　。
（4）在提升重物的过程中，如果要同时兼顾到定滑轮和动滑轮的使用优点，则应选择最佳装置是 　 　。
（5）在乙实验中，该装置的机械效率为 　 　。
（6）在丙实验时，若钩码上升的速度为0.05m/s，则拉力的功率为 　 　W。静止时测力计示数 　 　（选填“＞”、“＜”或“＝”）0.55N。
（7）对比乙、丙两次实验中，将同一个物体提升相同的高度，两装置机械效率大小不等的原因是 　 　。

18．（2021•南开区三模）小红小组做“研究定滑轮的特点实验”。使用的器材有：定滑轮、铁架台、细线、多个相同规格的钩码、弹簧测力计。小红小组通过滑轮拉起重物，研究下面几个问题
a.使用定滑轮是否省力？
b.使用定滑轮是否省距离？
c.在什么情况下使用定滑轮？
（1）在研究“使用定滑轮是否省力”时，用如图甲、乙所示装置匀速提升重物，请在下列虚线框内设计出记录实验数据的表格；

（2）如图丙所示，分别用拉力F1、F2、F3匀速提升重物，则三个力的大小关系是 　 　；
（3）小红小组操作正确，完成实验，得到“定滑轮的特点”，实验结论是：　 　；
（4）旗杆顶部有一个定滑轮，给我们升国旗带来了便利。这是利用定滑轮 　 　的特点。

19．（2021•河西区模拟）小薛和小程同学做“探究杠杆平衡条件”的实验，所用的器材有：刻度均匀的杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和若干个重力均为0.5N的钩码。请你帮他们完成下列内容。

（1）如图1所示，实验前，杠杆右端下沉，则可以将左端的平衡螺母向　 　（选填“左”或“右”）调节，直到杠杆在　 　位置上平衡。
（2）小薛同学完成某次操作后，实验现象如图2所示，他记录的数据为动力F1＝1.5N，动力臂L1＝0.1m，阻力F2＝1N，则阻力臂L2＝　 　m。
（3）小薛同学只测出了一组数据后就得出“动力×动力臂＝阻力×阻力臂”的结论，他的做法是　 　（选填“合理”或“不合理”）的。
（4）小程同学通过对数据分析后，得出的结论是：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。与小薛同学交流后，小薛同学为了证明他的结论是错误的，做了如图3的实验，弹簧测力计的示数如图4所示，示数为　 　N；该实验　 　（选填“能”或“不能”）说明小程同学的结论是错误的。
20．（2021•和平区一模）在“探究杠杆平衡条件”的实验中：
（1）小华同学先把杠杆的中点支在支架上，杠杆静止在如图甲所示的位置，为了使杠杆在水平位置平衡，此时应向　 　调节平衡螺母。
（2）如果利用如图乙所示装置进行实验，每个钩码重0.5N，杠杆平衡时弹簧测力计的读数应为　 　N．如果保持弹簧测力计拉力作用点的位置不变，把弹簧测力计沿虚线方向拉，为了保证杠杆在水平位置平衡，其示数　 　（选填“变大”“不变”或“变小”）。
（3）某次实验中，用如图丙所示的方式悬挂钩码，杠杆也能水平平衡（杠杆上每格等距），但老师却往往提醒大家不要采用这种方式。这主要是以下哪种原因　 　（选填字母）
A．一个人无法独立操作 B．需要使用太多的钩码
C．力臂与杠杆不重合 D．力和力臂数目过多
（4）某同学想利用杠杆的平衡条件来测量刻度尺的质量如图丁所示。
①将刻度尺平放在支座上，左右移动刻度尺，找出能够使刻度尺在水平位置保持平衡的支点位置，记下这个位置，它就是刻度尺的重心；
②将质量为M1的物体挂在刻度尺左边某一位置，向右移动刻度尺，直到刻度尺能够在支座上重新保持水平平衡。记录物体悬挂点到支座的距离L1和刻度尺的　 　到支座的距离L2；
③根据杠杆的平衡条件，可以计算出刻度尺的质量m＝　 　（用题目中所给物理量表示）。
21．（2021•西青区一模）在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，某组同学用同样的滑轮安装了如图甲、乙所示的滑轮组，实验测得的数据如下表所示。
次数
物体的重力G/N
提升高度h/m
拉力F/N
绳端移动的距离s/m
机械效率η
1
2
0.1
1
0.3
66.7%
2
3
0.1
1.4
0.3
71.4%
3
4
0.1
1.8
0.3
74.1%
4
2
0.1
1.5
0.2

（1）表格内的第4次实验中应补充的数据是 　 　（结果精确到0.1%）。这次数据是用图中 　 　（选填“甲”或“乙”）所示的滑轮组测得的。
（2）分析比较第1、2、3次实验数据可以得到，若要增大滑轮组的机械效率，可以 　 　。
在第1次实验中，拉力F所做的额外功为 　 　J。
（3）某同学认为，使用相同的滑轮所组成的滑轮组提升同一个重物时，越省力的滑轮组其机械效率越大，他的想法正确吗？　 　。请你利用补充完整后的表格中的数据说明你的判断 　 　。

五．计算题（共3小题）
22．（2022•天津模拟）如图所示的滑轮组中，动滑轮重10N，小明想通过该滑轮组匀速拉起重100N的物体，他在绳端施加竖直向下的拉力为60N，物体沿竖直方向上升0.4m。求：
（1）此过程中的额外功；
（2）该装置的机械效率。

23．（2021•河东区模拟）如图所示，斜面长s为1.2m、高h为0.3m，现将重为12N的物体沿斜面向上从底端匀速拉到顶端，若拉力F为4N，求：
（1）拉力做的有用功。
（2）斜面的机械效率。


24．（2021•河西区二模）如图所示，工人利用滑轮组提升重为810N的物体，某段过程中物体匀速上升的速度为0.1m/s，工人拉力F的功率为90W，不计绳重和摩擦，求这段过程中：
（1）工人拉绳子的速度；
（2）作用在绳子自由端的拉力F；
（3）滑轮组的机械效率。

六．综合能力题（共1小题）
25．（2021•和平区二模）在不计绳重和摩擦的情况下，利用一滑轮组匀速提升物体。下表是在利用该滑轮组将一物体匀速提升到一定高度时采集到的信息。
物体所受重力G/N
作用在绳子自由端的拉力F/N
滑轮组做的有用功
W有用/J
拉力做的总功
W总/J
500
200
1×103
1.2×103
求：（1）该滑轮组提起物体的绳子段数，并画出该滑轮组的绕线；
（2）该滑轮组的机械效率；
（3）动滑轮的重力；
（4）若拉力的功率为600W，求重物上升的速度。

七．解答题（共1小题）
26．（2021•滨海新区二模）某物理学习小组，针对同学中存在的有关斜面问题的一些疑惑，进行了实验探究。
疑惑一：斜面的机械效率越高越省力吗？
疑惑二：斜面倾斜程度越大拉力越大，滑块受到的摩擦力也一定越大吗？
【实验探究】
将长度为1m的长木板的一端垫高，构成长度一定高度可调的斜面（如图所示）．用沿斜面向上的拉力F使重为10N的滑块沿斜面匀速向上运动。完成斜面机械效率测量．
如表呈现的是部分实验数据：
实验次数
1
2
3
4
斜面高度h/m
0.15
0.20
0.25
0.30
拉力F/N
2.7
3.2
3.6
4.1
机械效率η
0.56
0.63

0.73
请回答下列问题：
（1）表一中第3次实验的机械效率是 　 　。
（2）分析表一实验数据可解决疑惑一的问题：
写出正确的结论 　 　。
（3）进一步分析表一实验数据可得，疑惑二的正确结论是：斜面倾斜程度越大拉力越大，但摩擦力不一定越大（摩擦力越小）。
简述理由：　 　。


2022年天津市中考物理专题练7-简单机械
参考答案与试题解析
一．选择题（共6小题）
1．【解答】解：
A、水位计是利用连通器工作的，故A错误；
B、重力的方向是竖直向下的，据此制成了铅垂线，故B正确；
C、钳子在使用时，动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故C错误；
D、把吸盘紧压在光滑的墙上，把吸盘内的空气排出，大气压就把吸盘紧压在了墙上，在钩上可以挂衣服，是利用的大气压，故D错误。
故选：B。
2．【解答】解：
AB、人抬起车把时，车体可以看成一个杠杆，轮子的中心是杠杆的支点，动力作用在把手上，阻力是独轮车的总重力；则容易判断动力臂大于阻力臂，所以这是一个省力杠杆，即拉力F小于重力G，故AB错误；
C、在阻力和阻力臂不变的情况下，手握的位置靠近把手末端时，动力臂增大，根据杠杆的平衡条件可知，动力减小，更省力，故C错误；
D、砖头的位置远离车轮时，此时的动力臂和阻力大小不变，阻力臂变大，根据杠杆的平衡条件可知，动力变大，抬起更费力，故D正确。
故选：D。
3．【解答】解：A、船桨在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故A错误；
B、用力划桨的手远离支点，动力臂增大，此时阻力和阻力臂不变，根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可知，可以省力一些，故B正确；
C、物体间力的作用是相互的，用力划桨，浆给水一个作用力，同时水给桨一个反作用力，这个反作用力，即水对船桨的作用力使皮划艇前进，故C错误；
D、船桨对水的作用力与水对船桨的作用力是一对相互作用力，二者大小相等，故D错误。
故选：B。
4．【解答】解：设杠杆上每格长度是L，每个钩码的重力是G，2G×4L＝4G×2L，处于平衡状态；
A、左边的钩码下方再挂上一个钩码，右边钩码下加一个相同的钩码，左侧＝3G×4L＝12GL，右侧＝5G×2L＝10GL，左侧＞右侧，杠杆不平衡，故A错误；
B、左边的钩码下方再挂上一个钩码，左、右两边的钩码分别向支点移一格，左侧＝3G×5L＝15GL，右侧＝4G×3L＝12GL，左侧＞右侧，杠杆不平衡，故B错误；
C、左边的钩码下方再挂上一个钩码，左边钩码向右移动一格，左侧＝3G×5L＝15GL，右侧＝4G×2L＝8GL，左侧＞右侧，杠杆不平衡，故C错误；
D、左边的钩码下方再挂上一个钩码，右边钩码向右移动一格，左侧＝3G×4L＝12GL，右侧＝4G×3L＝12GL，左侧＝右侧，杠杆平衡，故D正确。
故选：D。
5．【解答】解：在使用筷子时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；
A、开瓶盖的起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A错误；
B、剪钢丝的钳子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B错误；
C、划赛艇的船桨在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故C正确；
D、撬石头的撬棒在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D错误。
故选：C。
6．【解答】解：
ACD、由图知，O点为杠杆的支点，在使用撬棒时，动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，使用该杠杆省力但费距离，故C正确、AD错误；
B、力F的作用点靠近O点时，动力臂减小，而阻力、阻力臂不变，由杠杆平衡条件可知动力会变大，会更费力，故B错误。
故选：C。
二．多选题（共5小题）
7．【解答】解：（1）滑轮组提升重物所做的有用功W有用＝G1h；
由η=W有用W总得：总功W总=W有用η=G1ℎη，故A错误；
（2）动滑轮上绳子段数为n＝3；则s＝nh＝3h，
由W总＝Fs得：拉力F=W总s=G1ℎη3ℎ=G1ℎ3ℎη，故B错误；
（3）W额外＝W总﹣W有用=G1ℎη−G1h=1−ηηG1h，
由于克服动滑轮、绳重及摩擦所做的功为额外功，则对动滑轮所做的功为W′＝W额外﹣W=1−ηηG1h﹣W，
由W＝Gh得：
动滑轮的重力为G动滑轮=W'ℎ=1−ηηG1ℎ−Wℎ=G1ℎ−G1ℎη−Wηηℎ，故C正确；
（4）提升过程中，人受重力、拉力和支持力的作用，由于受力平衡可知：G＝F+N，
则地面对人的支持力N＝G0﹣F＝G0−G13η，故D正确。
故选：CD。
8．【解答】解：A、卷扬机的输出功率为P，即拉力F做功的功率为P，
由P=Wt可得，拉力做的总功：W总＝Pt﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
由图知，n＝2，则拉力端移动的距离s＝2h，
拉力做的总功：W总＝Fs＝F×2h＝2Fh﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由①②可得拉力：F=Pt2ℎ，故A正确；
B、克服砂石重力做的功为有用功，该装置的机械效率：η=W有W总=G2ℎFs=G2ℎF×2ℎ=G22F，则拉力：F=G22η，故B错误；
C、不计绳重和摩擦，克服桶和动滑轮重力做的功为额外功，
则有：W额＝W总﹣W有＝Pt﹣G2h＝（G1+G动）h，
则动滑轮的重力：G动=Ptℎ−G2﹣G1，故C正确；
D、不计绳重和摩擦，该装置的机械效率：
η=W有W总=W有W有+W额外=G2ℎG2ℎ+G1ℎ+G动ℎ=G2G2+G1+G动，
解得动滑轮的重力：G动=G2η−G1﹣G2，故D正确。
故选：ACD。
9．【解答】解：A、此过程所做有用功为：W有＝Gh＝15N×0.3m＝4.5J；
所做总功为：W总＝Fs＝5N×1.2m＝6J；
故机械效率为：η=W有W总=4.5J6J=75%；故A正确；
B、由于物体在支持力方向上没有移动距离，属于支持力没有做功；故B错误；
C、此过程所做有用功为：W有＝Gh＝15N×0.3m＝4.5J；故C正确；
D、此过程所做额外功为：W额＝W总﹣W有＝6J﹣4.5J＝1.5J；
由W额＝fs变形得：摩擦力为：f=W额s=1.5J1.2m=1.25N；故D错误。
故选：AC。
10．【解答】解：设一个钩码重力为G，杠杆一个小格代表L，
A、杠杆的左边力和力臂的乘积：3G×2L＝6GL，杠杆的右边力和力臂的乘积：G×4L＝4GL，所以杠杆的左端下沉，杠杆不能保持平衡，故A不符合题意；
B、杠杆的左边力和力臂的乘积：2G×2L＝4GL，杠杆的右边力和力臂的乘积：G×4L＝4GL，所以杠杆保持平衡，故B符合题意；
C、杠杆的左边力和力臂的乘积：4G×L＝4GL，杠杆的右边力和力臂的乘积：2G×3L＝6GL，所以杠杆的右端下沉，杠杆不能保持平衡，故C不符合题意；
D、杠杆的左边力和力臂的乘积：2G×2L＝4GL，杠杆的右边力和力臂的乘积：2G×2L＝4GL，所以杠杆能保持平衡，故D符合题意。
故选：BD。
11．【解答】解：F的力臂如图所示：

A、由图示可知，动力臂为L，则L=12OA=12（l1+l2），阻力臂为OB＝l2，且l1＜l2，故动力小于阻力臂，动力大于阻力，为费力杠杆，故A正确；
B、由FL＝G•OB得，F=G⋅OBL=G×l212(l1+l2)=2Gl2l1+l2，故B错误；
C、F的方向从图示位置转到虚线所示的位置的过程中，阻力与阻力臂均不变，动力臂变大，由杠杆平衡条件可得，F逐渐变小，故C正确；
D、保持杠杆水平平衡，拉力F从实线转到虚线位置过程中，F的最大力臂为OA，由杠杆平衡条件可得，F的最小值：F=G⋅OBOA=Gl2l1+l2，故D正确。
故选：ACD。
三．填空题（共3小题）
12．【解答】解：旗杆顶部滑轮的轴固定不动，是一个定滑轮；
升旗仪式上，旗手缓缓向下拉动绳子，旗子就会徐徐上升，这是因为用定滑轮可以改变力的方向。
故答案为：定；方向。
13．【解答】解：此过程所做有用功为：W有＝Gh＝mgh＝5kg×10N/kg×1m＝50J；
所做总功为：W总＝Fs＝40N×2m＝80J；
故机械效率为：η=W有W总=50J80J=62.5%；
故答案为：50；62.5%。
14．【解答】解：
（1）筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆．
（2）设杠杆每一个格的长度为L，由杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可得：
GB×OB＝GA×OA，
代入数值得：3N×2L＝GA×3L，
解得：GA＝2N．
故答案为：费力；2．
四．实验探究题（共7小题）
15．【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1.0N×15.0cm＝1.5N×10.0cm，1.0N×20.0cm＝2.0N×10.0cm，2.0N×15.0cm＝3.0N×10.0cm，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＝0.05kg，由图可知，阻力即为钩码的重力，所以阻力F2大小为：
F2＝G＝mg＝2×0.05kg×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10.0cm；
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；10.0；②见上图。
16．【解答】解：（1）表中第3次实验时滑轮组的机械效率为：
η=W有W总=GℎFs=6.0N×0.1m2.5N×0.3m=80.0%；
由s＝nh可得绳子的有效段数：n=sℎ=0.3m0.1m=3，该滑轮组的绕线方式如下图所示：

（2）分析表中数据可知：用同一滑轮组提升不同的物体，物体越重，滑轮组的机械效率越高；
（3）为了验证猜想二，滑轮组机械效率与动滑轮所受的重力有关，要改变动滑轮的重力，故还需增加的实验器材是几个自重不同的滑轮。
故答案为：（1）80.0%；如上图所示；
（2）越高；
（3）几个自重不同的滑轮。
17．【解答】解：（1）在丙中，拉力F＝0.55N＜G＝0.98N，故使用动滑轮时省力；
（2）在乙中，拉力F＝0.98N＝G＝0.98N，但是向下用力，故使定滑轮可以改变用力的方向；
（3）钩码移动的距离为0.2m，丙中的距离为0.4m，故使用动滑轮费距离；
（4）在提升重物的过程中，为了既方便又省力，结合定滑轮和动滑轮的特点，可以使用滑轮组；
（5）在乙实验中，该装置的机械效率为：η=W有W总=GℎFs=0.98N×0.2m1.02N×0.2m×100%＝96.1%；
（6）动滑轮承重绳子的股数n＝2，第二次实验时拉力的功率：P=Wt=Fst=Fv＝Fnv物＝0.55N×2×0.05m/s＝0.055W；
静止时没有摩擦力，拉力等于钩码和动滑轮重力的一半，拉力小于0.55N；
（7）不计摩擦和绳重，在提起的过程中，丙用的是动滑轮，所以丙方法需要克服动滑轮的重力做功，丙比乙多做额外功。
故答案为：（1）省力；（2）改变用力的方向；（3）费距离；（4）滑轮组；（5）96.1%；（6）0.055；＜；（7）不计摩擦和绳重，在提起的过程中，丙用的是动滑轮，所以丙方法需要克服动滑轮的重力做功，丙比乙多做额外功。
18．【解答】（1）研究“使用定滑轮是否省力”，需要记录钩码的重力和弹簧测力计的示数，记录实验数据的表格如下：
实验次数
钩码重/N
拉力大小/N
1


2


3


（2）由于定滑轮工作的实质是等臂杠杆，动力臂和阻力臂的大小相等，三种情况下的拉力大小都等于钩码的重力，则F1＝F2＝F3；
（3）定滑轮工作时实质相当于一个等臂杠杆，由于动力臂和阻力臂相等，由杠杆平衡原理，动力和阻力大小相等，不省力也不省距离，当钩码上升时，拉力方向向下，因此使用定滑轮能改变力的方向；
（4）旗杆上的定滑轮安装在顶部，当国旗上升时，人将绳向下拉，利用了定滑轮改变力的方向这一特点。
故答案为：（1）见表格；（2）F1＝F2＝F3；（3）定滑轮不省力，也不省距离，但能改变力的方向；（4）改变力的方向。
19．【解答】解：（1）杠杆的左端上翘，则杠杆的重心在支点右侧，故平衡螺母左端移动，直到杠杆在水平位置上平衡；
（2）根据杠杆的平衡条件，为动力F1＝1.5N，动力臂L1＝0.1m，阻力F2＝1N，则阻力臂：L2=F1×L1F2=1.5N×0.1m1N=0.15m；
（3）只有一次实验得出杠杆平衡的条件是：动力×动力臂＝阻力×阻力臂。同学的做法不合理，这种结论很具有偶然性，不具备普遍性。要进行多次实验，总结杠杆平衡条件；
（4）弹簧测力计的分度值为0.2N，根据指针所指示的刻度读出的数据为2.4N。
小程同学通过对数据分析后，得出的结论是：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。与小薛同学交流后，小薛同学为了证明他的结论是错误的，他做了如图3的实验，此实验能得到“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”，这说明小明小组的结论是不正确的，能说明小程同学的结论是错误的。
故答案为：（1）左；水平；（2）0.15；（3）不合理；（4）2.4；能。
20．【解答】解：
（1）杠杆停在如图甲所示的位置，保持静止状态，杠杆处于平衡状态；要使杠杆在水平位置处于平衡状态，平衡螺母向上翘的左端移动；杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于直接从杠杆上测量力臂；
（2）设一格的长度为L，杠杆在水平位置平衡，则力F1的方向应竖直向上，由F1L1＝F2L2得，0.5N×3×6L＝F1×4L，解得，F1＝2.25N；
从乙图中可以看出，弹簧秤的作用力最长的力臂为4L，即杠杆的长度，当力的方向发生改变时，力臂将减小，因此作用力将变大；
（3）研究杠杆的平衡，需要有动力和阻力但力多了增加了难度，且不易得出结论来，故D正确；
（5）②将质量为M1的物体挂在刻度尺左边某一位置，如图所示，移动刻度尺，知道刻度尺能够在支座上重新保持水平平衡。纪录物体悬挂点到支座的距离L1和刻度尺的重心到支座的距离L2．；
③根据杠杆平衡的条件动力×动力臂＝阻力×阻力臂，可知G1L1＝G×L2，即M1gL1＝mgL2，
所以直尺的质量m=M1L1L2。
故答案为：（1）左；（2）2.25； 变大；（3）D；（4）②重心；③M1L1L2。
21．【解答】解：
（1）第4次实验的机械效率：
η=W有W总=2N×0.1m1.5N×0.2m×100%≈66.7%；
由s＝nh可得，n=sℎ=0.2m0.1m=2，图乙中承担物重的绳子段数为2，故选择装置乙；
（2）比较第1、2、3次实验数据可知，对于同一滑轮组，物重越大，滑轮组的机械效率越高，因此增大物体的重力可以提高滑轮组的机械效率；
根据第1次实验数据可知，W有＝Gh＝2N×0.1m＝0.2J；
W总＝Fs＝1N×0.3m＝0.3J；
由W总＝W有+W额可得，额外功：
W额＝W总﹣W有＝0.3J﹣0.2J＝0.1J；
（3）不正确；比较第1、4次实验数据可知，提升相同的重物，第1次比第4次省力，但两次的机械效率却相同。
故答案为：（1）66.7%；乙；（2）增大物体的重力；0.1；（3）不正确；第1次比第4次省力，但两次的机械效率却相同。
五．计算题（共3小题）
22．【解答】解：（1）由图可知n＝2，绳子自由端移动的距离：
s＝nh＝2×0.4m＝0.8m，
拉力做的有用功：
W有＝Gh＝100N×0.4m＝40J，
拉力做的总功：
W总＝Fs＝60N×0.8m＝48J，
则此过程中的额外功：
W额＝W总﹣W有＝48J﹣40J＝8J；
（2）该装置的机械效率：
η=W有W总×100%=40J48J×100%≈83.3%。
答：（1）此过程中的额外功为8J；
（2）该装置的机械效率为83.3%。
23．【解答】解：
（1）拉力做的有用功：
W有用＝Gh＝12N×0.3m＝3.6J；
（2）拉力做的总功：
W总＝Fs＝4N×1.2m＝4.8J，
斜面的机械效率：
η=W有用W总=3.6J4.8J×100%＝75%；
答：（1）拉力做的有用功为3.6J；
（2）斜面的机械效率为75%。
24．【解答】解：
（1）由图知，n＝3，则工人拉绳子的速度：
v＝3v物＝3×0.1m/s＝0.3m/s；
（2）由P=Wt=Fst=Fv可得作用在绳子自由端的拉力：
F=Pv=90W0.3m/s=300N；
（3）滑轮组的机械效率：
η=W有用W总=GℎFs=GℎF3ℎ=G3F=810N3×300N×100%＝90%。
答：（1）工人拉绳子的速度为0.3m/s；
（2）作用在绳子自由端的拉力为300N；
（3）滑轮组的机械效率为90%。
六．综合能力题（共1小题）
25．【解答】解：（1）由W＝Gh可得，物体上升的高度：
h=W有用G=1×103J500N=2m，
由W＝Fs可得，绳子自由端移动的距离：
s=W总F=1.2×103J200N=6m，
由s＝nh可得，绳子的有效股数：
n=sℎ=6m2m=3，
根据奇动偶定的原则绳子应固定在动滑轮上，绕线如下图：

（2）该滑轮组的机械效率：
η=W有用W总×100%=1×103J1.2×103J×100%≈83.3%；
（3）在不计绳重和摩擦的情况下，由F=1n（G+G动）可得，动滑轮的重力：
G动＝nF﹣G＝3×200N﹣500N＝100N；
（4）若拉力的功率为600W，由P=Wt=Fst=Fv可得，绳子自由端的速度：
v绳=PF=600W200N=3m/s，
由v绳＝nv物可得，重物上升的速度：
v物=1nv绳=13×3m/s＝1m/s。
答：（1）该滑轮组提起物体的绳子段数为3，该滑轮组的绕线如上图所示；
（2）该滑轮组的机械效率为83.3%；
（3）动滑轮的重力为100N；
（4）若拉力的功率为600W，重物上升的速度为1m/s。
七．解答题（共1小题）
26．【解答】解：
（1）第3次的机械效率η=W有W总=GℎFs=10N×0.25m3.6N×1m≈69%＝0.69；
（2）从表中第1到4次实验可以看出，机械效率逐渐增大，拉力也逐渐增大，越来越费力；故可得结论：斜面的机械效率越高，越费力。
（3）根据表格中的数据可知，斜面倾斜程度越大拉力越大，斜面的机械效率也会变大，额外功占总功的比例变小，根据W额＝fs可知，摩擦力不一定变大。
故答案为：（1）0.69；（2）机械效率越高的斜面越费力；（3）因为由实验数据可知斜面倾斜程度变大，斜面的机械效率随之也变大，额外功占总功的比例变小，所以摩擦力不一定变大。