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1. 小明在电视上看到物理教师在动物园内用弹簧测力计称出了一头大象的质量，称重时用到了吊车、铁笼(内有可增减的配重)等辅助工具，吊铁笼的横杆是一根长的槽钢，称重时先对装置进行了平衡调节，再将大象赶进铁笼进行称重，现场如图所示.关于称重过程，下列说法中正确的是
（
A.铁笼越轻，称量结果越准确
B.槽钢越轻，称量结果越准确
C.弹簧测力计读数时，槽钢必须处于水平状态
D.悬挂吊钩的位置可以设置在槽钢上不同位置
（
D
）A.铁笼越轻，称量结果越准确
B.槽钢越轻，称量结果越准确
C.弹簧测力计读数时，槽钢必须处于水平状态
D.悬挂吊钩的位置可以设置在槽钢上不同位置
答案
1.D
解析
【分析】这道题考查杠杆平衡条件的应用，解题时需明确该装置利用杠杆平衡原理工作，结合杠杆平衡条件（$F_1L_1=F_2L_2$），逐一分析各选项涉及的杠杆要素（支点、力臂、自身重力的影响），判断说法的正误。
【解析】该装置通过杠杆平衡原理测量大象质量，根据杠杆平衡条件分析各选项：
1. 选项A：铁笼的重力会产生固定力矩，称量时需将其纳入计算，并非铁笼越轻称量结果越准确，A错误；
2. 选项B：槽钢自身重力的力矩可通过计算修正，并非槽钢越轻称量结果越准确，B错误；
3. 选项C：弹簧测力计读数时，力臂是支点到力的作用线的垂直距离，槽钢无需处于水平状态，C错误；
4. 选项D：悬挂吊钩的位置是杠杆的支点，改变支点位置可调整力臂的比例，适配不同测量需求，因此可设置在槽钢上不同位置，D正确。
【答案】D
【知识点】杠杆平衡条件的应用
【点评】本题结合实际称重装置考查杠杆平衡原理，需明确杠杆各要素的作用，区分系统误差的影响，理解支点位置对杠杆测量的意义，属于基础应用类题目。
【难度系数】0.5
【解析】该装置通过杠杆平衡原理测量大象质量，根据杠杆平衡条件分析各选项：
1. 选项A：铁笼的重力会产生固定力矩，称量时需将其纳入计算，并非铁笼越轻称量结果越准确，A错误；
2. 选项B：槽钢自身重力的力矩可通过计算修正，并非槽钢越轻称量结果越准确，B错误；
3. 选项C：弹簧测力计读数时，力臂是支点到力的作用线的垂直距离，槽钢无需处于水平状态，C错误；
4. 选项D：悬挂吊钩的位置是杠杆的支点，改变支点位置可调整力臂的比例，适配不同测量需求，因此可设置在槽钢上不同位置，D正确。
【答案】D
【知识点】杠杆平衡条件的应用
【点评】本题结合实际称重装置考查杠杆平衡原理，需明确杠杆各要素的作用，区分系统误差的影响，理解支点位置对杠杆测量的意义，属于基础应用类题目。
【难度系数】0.5
2.(2025·淮安模拟)如今大城市普遍存在着停车难的问题,图甲是集存车、绿化、景观、防盗、户外广告等多功能为一体的“路边空中绿化存车亭”.图乙为“路边空中绿化存车亭”的工作原理图.O为转动轴,存车亭固定在A端,小汽车从水平地面被提升到如图所示的位置,作用在A点的动力将（
A.逐渐变小
B.逐渐变大
C.先变小后变大
D.先变大后变小
A
）A.逐渐变小
B.逐渐变大
C.先变小后变大
D.先变大后变小
答案
2.A
解析
【分析】
要解决这道题，需利用杠杆平衡条件分析动力的变化。首先确定杠杆的支点为O，阻力是存车亭和小汽车的总重力，大小保持不变；动力是作用在A点绳子的拉力，动力臂是支点O到动力作用线的垂直距离，阻力臂是支点O到阻力（重力）作用线的垂直距离。当小汽车被提升时，需判断动力臂和阻力臂的变化，再结合杠杆平衡条件推导动力的变化。
【解析】
根据杠杆平衡条件：$ F_1L_1 = F_2L_2 $（其中$ F_1 $为动力，$ L_1 $为动力臂，$ F_2 $为阻力，$ L_2 $为阻力臂）。本题中，阻力$ F_2 $等于存车亭和小汽车的总重力，大小不变；当小汽车从水平地面被提升时，动力臂$ L_1 $（支点O到绳子拉力作用线的垂直距离）逐渐变大，阻力臂$ L_2 $（支点O到重力作用线的垂直距离）逐渐变小。将杠杆平衡公式变形为$ F_1 = \frac{F_2L_2}{L_1} $，由于$ F_2 $不变，$ L_2 $减小、$ L_1 $增大，因此动力$ F_1 $逐渐变小，故答案为A。
【答案】
A
【知识点】
杠杆平衡条件；力臂
【点评】
本题考查杠杆平衡条件的应用，核心是正确判断动态过程中动力臂和阻力臂的变化，属于杠杆知识的基础应用，难度适中，需掌握力臂的定义及杠杆平衡公式的灵活运用。
【难度系数】
0.6
要解决这道题，需利用杠杆平衡条件分析动力的变化。首先确定杠杆的支点为O，阻力是存车亭和小汽车的总重力，大小保持不变；动力是作用在A点绳子的拉力，动力臂是支点O到动力作用线的垂直距离，阻力臂是支点O到阻力（重力）作用线的垂直距离。当小汽车被提升时，需判断动力臂和阻力臂的变化，再结合杠杆平衡条件推导动力的变化。
【解析】
根据杠杆平衡条件：$ F_1L_1 = F_2L_2 $（其中$ F_1 $为动力，$ L_1 $为动力臂，$ F_2 $为阻力，$ L_2 $为阻力臂）。本题中，阻力$ F_2 $等于存车亭和小汽车的总重力，大小不变；当小汽车从水平地面被提升时，动力臂$ L_1 $（支点O到绳子拉力作用线的垂直距离）逐渐变大，阻力臂$ L_2 $（支点O到重力作用线的垂直距离）逐渐变小。将杠杆平衡公式变形为$ F_1 = \frac{F_2L_2}{L_1} $，由于$ F_2 $不变，$ L_2 $减小、$ L_1 $增大，因此动力$ F_1 $逐渐变小，故答案为A。
【答案】
A
【知识点】
杠杆平衡条件；力臂
【点评】
本题考查杠杆平衡条件的应用，核心是正确判断动态过程中动力臂和阻力臂的变化，属于杠杆知识的基础应用，难度适中，需掌握力臂的定义及杠杆平衡公式的灵活运用。
【难度系数】
0.6
3.里水镇某学校的小蒲同学是一位爱思考问题的同学,他看到里水镇某小区正在建造的楼房地基上有起重机在不停地吊起地面上的建筑材料,于是他进行了项目化学习,查阅了起重机资料.下面是其中某一款塔式起重机简易示意图(如图甲),小蒲知道了塔式起重机主要用于房屋建筑中材料的输送及建筑构件的安装.(动滑轮重、绳重及摩擦不计,g取10N/kg)
(1)为保持平衡,起重臂的长度越长的塔式起重机,配备的平衡重的质量应越
“大”或“小”).
(2)图乙为起重机钢丝绳穿绳简化示意图,滑轮a是
(3)若将重为$1.2×10^4$N的货物由地面沿竖直方向匀速提升30m,再沿水平方向移动20m,则此过程克服重力做功
(4)换用图丙所示滑轮组,在需要考虑动滑轮重力的情形下,用拉力F将重为8000N的物体在5s时间内匀速提升了0.5m,若滑轮组的机械效率为80%,则该过程中拉力F所做功的功率为
(1)为保持平衡,起重臂的长度越长的塔式起重机,配备的平衡重的质量应越
大
(选填“大”或“小”).“大”或“小”).
(2)图乙为起重机钢丝绳穿绳简化示意图,滑轮a是
定滑轮
(选填“动滑轮”或“定滑轮”),若钢丝绳能承受的最大拉力为$3×10^4$N,则能吊起货物的质量不能超过$6×10^3$
kg.(3)若将重为$1.2×10^4$N的货物由地面沿竖直方向匀速提升30m,再沿水平方向移动20m,则此过程克服重力做功
$3.6×10^5$
J,钢丝绳做功$3.6×10^5$
J.(4)换用图丙所示滑轮组,在需要考虑动滑轮重力的情形下,用拉力F将重为8000N的物体在5s时间内匀速提升了0.5m,若滑轮组的机械效率为80%,则该过程中拉力F所做功的功率为
1000
W.答案
3.(1)大 (2)定滑轮 $6×10^3$ (3)$3.6×10^5$ $3.6×10^5$ (4)1000
解析
【分析】
本题结合塔式起重机的实际场景，考查杠杆平衡条件、滑轮类型判断、滑轮组相关计算、功与功率、机械效率的应用，需将实际问题转化为物理模型，结合对应公式逐步分析各小问：
1. 第(1)问利用杠杆平衡条件，分析平衡重质量与起重臂长度的关系；
2. 第(2)问先判断滑轮类型，再根据滑轮组拉力与物重的关系计算最大物重，进而求货物质量；
3. 第(3)问明确重力做功的特点（仅与竖直高度有关），结合匀速运动时的能量关系计算做功；
4. 第(4)问利用滑轮组机械效率公式求出总功，再结合功率公式计算拉力的功率。
【解析】
(1) 塔式起重机可视为杠杆，根据杠杆平衡条件 $ F_1L_1 = F_2L_2 $，平衡重的力臂 $ L_1 $ 固定不变，起重臂越长，阻力臂（货物的力臂）$ L_2 $ 越大，为保持杠杆平衡，平衡重的重力 $ F_1 $ 需增大，由 $ G=mg $ 可知，平衡重的质量应越大。
(2) 滑轮a的轴固定不动，属于定滑轮；由图乙可知，动滑轮上承担物重的绳子段数 $ n=2 $，动滑轮重、绳重及摩擦不计时，拉力 $ F = \frac{G}{n} $，则最大物重 $ G = nF = 2 × 3 × 10^4 \mathrm{N} = 6 × 10^4 \mathrm{N} $，货物的最大质量 $ m = \frac{G}{g} = \frac{6 × 10^4 \mathrm{N}}{10 \mathrm{N/kg}} = 6 × 10^3 \mathrm{kg} $。
(3) 重力做功仅与竖直方向移动的距离有关，水平移动时重力不做功，克服重力做功 $ W_{\mathrm{有}} = Gh = 1.2 × 10^4 \mathrm{N} × 30 \mathrm{m} = 3.6 × 10^5 \mathrm{J} $；因货物匀速提升，且动滑轮重、绳重及摩擦不计，钢丝绳做功等于克服重力做功，即 $ W_{\mathrm{总}} = 3.6 × 10^5 \mathrm{J} $。
(4) 滑轮组的机械效率 $ \eta = \frac{W_{\mathrm{有}}}{W_{\mathrm{总}}} = \frac{Gh}{W_{\mathrm{总}}} $，则拉力做的总功 $ W_{\mathrm{总}} = \frac{Gh}{\eta} = \frac{8000 \mathrm{N} × 0.5 \mathrm{m}}{80\%} = 5000 \mathrm{J} $，拉力做功的功率 $ P = \frac{W_{\mathrm{总}}}{t} = \frac{5000 \mathrm{J}}{5 \mathrm{s}} = 1000 \mathrm{W} $。
【答案】
(1) 大；(2) 定滑轮；$ 6 × 10^3 $；(3) $ 3.6 × 10^5 $；$ 3.6 × 10^5 $；(4) 1000
【知识点】
杠杆平衡条件、滑轮及滑轮组、功与功率、机械效率
【点评】
本题结合实际工程场景，综合考查初中物理力学核心知识点，要求学生能将实际装置转化为对应的物理模型，各小问难度递进，需准确掌握公式应用，属于中等难度的力学综合题。
【难度系数】
0.5
本题结合塔式起重机的实际场景，考查杠杆平衡条件、滑轮类型判断、滑轮组相关计算、功与功率、机械效率的应用，需将实际问题转化为物理模型，结合对应公式逐步分析各小问：
1. 第(1)问利用杠杆平衡条件，分析平衡重质量与起重臂长度的关系；
2. 第(2)问先判断滑轮类型，再根据滑轮组拉力与物重的关系计算最大物重，进而求货物质量；
3. 第(3)问明确重力做功的特点（仅与竖直高度有关），结合匀速运动时的能量关系计算做功；
4. 第(4)问利用滑轮组机械效率公式求出总功，再结合功率公式计算拉力的功率。
【解析】
(1) 塔式起重机可视为杠杆，根据杠杆平衡条件 $ F_1L_1 = F_2L_2 $，平衡重的力臂 $ L_1 $ 固定不变，起重臂越长，阻力臂（货物的力臂）$ L_2 $ 越大，为保持杠杆平衡，平衡重的重力 $ F_1 $ 需增大，由 $ G=mg $ 可知，平衡重的质量应越大。
(2) 滑轮a的轴固定不动，属于定滑轮；由图乙可知，动滑轮上承担物重的绳子段数 $ n=2 $，动滑轮重、绳重及摩擦不计时，拉力 $ F = \frac{G}{n} $，则最大物重 $ G = nF = 2 × 3 × 10^4 \mathrm{N} = 6 × 10^4 \mathrm{N} $，货物的最大质量 $ m = \frac{G}{g} = \frac{6 × 10^4 \mathrm{N}}{10 \mathrm{N/kg}} = 6 × 10^3 \mathrm{kg} $。
(3) 重力做功仅与竖直方向移动的距离有关，水平移动时重力不做功，克服重力做功 $ W_{\mathrm{有}} = Gh = 1.2 × 10^4 \mathrm{N} × 30 \mathrm{m} = 3.6 × 10^5 \mathrm{J} $；因货物匀速提升，且动滑轮重、绳重及摩擦不计，钢丝绳做功等于克服重力做功，即 $ W_{\mathrm{总}} = 3.6 × 10^5 \mathrm{J} $。
(4) 滑轮组的机械效率 $ \eta = \frac{W_{\mathrm{有}}}{W_{\mathrm{总}}} = \frac{Gh}{W_{\mathrm{总}}} $，则拉力做的总功 $ W_{\mathrm{总}} = \frac{Gh}{\eta} = \frac{8000 \mathrm{N} × 0.5 \mathrm{m}}{80\%} = 5000 \mathrm{J} $，拉力做功的功率 $ P = \frac{W_{\mathrm{总}}}{t} = \frac{5000 \mathrm{J}}{5 \mathrm{s}} = 1000 \mathrm{W} $。
【答案】
(1) 大；(2) 定滑轮；$ 6 × 10^3 $；(3) $ 3.6 × 10^5 $；$ 3.6 × 10^5 $；(4) 1000
【知识点】
杠杆平衡条件、滑轮及滑轮组、功与功率、机械效率
【点评】
本题结合实际工程场景，综合考查初中物理力学核心知识点，要求学生能将实际装置转化为对应的物理模型，各小问难度递进，需准确掌握公式应用，属于中等难度的力学综合题。
【难度系数】
0.5
