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一、选择题
1. 下列属于省力杠杆的是 （
1. 下列属于省力杠杆的是 （
D
）答案
1.D
解析
【分析】
要判断省力杠杆，需依据杠杆的动力臂与阻力臂的大小关系：动力臂大于阻力臂的杠杆为省力杠杆，动力臂小于阻力臂的为费力杠杆，动力臂等于阻力臂的为等臂杠杆。接下来逐个分析选项：A是镊子，使用时动力臂小于阻力臂；B是钓鱼竿，使用时动力臂小于阻力臂；C是天平，动力臂等于阻力臂；D是开瓶器，使用时动力臂大于阻力臂，据此可确定答案。
【解析】
根据杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$，当动力臂$L_1$大于阻力臂$L_2$时，动力$F_1$小于阻力$F_2$，属于省力杠杆。对各选项分析：
A. 镊子：使用时，手对镊子的动力臂小于物体对镊子的阻力臂，是费力杠杆；
B. 钓鱼竿：钓鱼时，手对鱼竿的动力臂小于鱼对鱼竿的阻力臂，是费力杠杆；
C. 天平：天平的动力臂等于阻力臂，属于等臂杠杆；
D. 开瓶器：开瓶盖时，手对开瓶器的动力臂大于瓶盖对开瓶器的阻力臂，是省力杠杆。
因此属于省力杠杆的是D选项。
【答案】
D
【知识点】
杠杆的分类、省力杠杆判断
【点评】
本题考查杠杆类型的判断，属于力学基础题，核心是掌握动力臂与阻力臂的大小关系对杠杆类型的影响，是常见的基础考点。
【难度系数】
0.7
要判断省力杠杆，需依据杠杆的动力臂与阻力臂的大小关系：动力臂大于阻力臂的杠杆为省力杠杆，动力臂小于阻力臂的为费力杠杆，动力臂等于阻力臂的为等臂杠杆。接下来逐个分析选项：A是镊子，使用时动力臂小于阻力臂；B是钓鱼竿，使用时动力臂小于阻力臂；C是天平，动力臂等于阻力臂；D是开瓶器，使用时动力臂大于阻力臂，据此可确定答案。
【解析】
根据杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$，当动力臂$L_1$大于阻力臂$L_2$时，动力$F_1$小于阻力$F_2$，属于省力杠杆。对各选项分析：
A. 镊子：使用时，手对镊子的动力臂小于物体对镊子的阻力臂，是费力杠杆；
B. 钓鱼竿：钓鱼时，手对鱼竿的动力臂小于鱼对鱼竿的阻力臂，是费力杠杆；
C. 天平：天平的动力臂等于阻力臂，属于等臂杠杆；
D. 开瓶器：开瓶盖时，手对开瓶器的动力臂大于瓶盖对开瓶器的阻力臂，是省力杠杆。
因此属于省力杠杆的是D选项。
【答案】
D
【知识点】
杠杆的分类、省力杠杆判断
【点评】
本题考查杠杆类型的判断，属于力学基础题，核心是掌握动力臂与阻力臂的大小关系对杠杆类型的影响，是常见的基础考点。
【难度系数】
0.7
2.关于功率、机械效率,下列说法正确的是 （
A.做功越多的机械,其功率就越大
B.越省力的机械,其功率就越小
C.做功越慢的机械,其机械效率就越低
D.有用功与总功的比值越大的机械,其机械效率就越高
D
）A.做功越多的机械,其功率就越大
B.越省力的机械,其功率就越小
C.做功越慢的机械,其机械效率就越低
D.有用功与总功的比值越大的机械,其机械效率就越高
答案
2.D
解析
【分析】
要解决这道题，需先明确功率和机械效率的定义及物理意义：功率是表示做功快慢的物理量，公式为$P=\frac{W}{t}$，其大小由做功多少和做功时间共同决定，与是否省力无关；机械效率是有用功与总功的比值，公式为$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}$，反映机械性能的好坏，与做功快慢、是否省力无关。接下来逐个分析选项：A选项仅看做功多少，忽略时间影响，错误；B选项将省力与功率错误关联，错误；C选项混淆了做功快慢（功率）和机械效率的概念，错误；D选项符合机械效率的定义，正确。
【解析】
1. 功率相关分析：功率是单位时间内完成的功，反映做功快慢，公式为$P=\frac{W}{t}$，因此功率大小由功和时间共同决定，仅做功多但时间很长时，功率不一定大，故A错误；功率与机械是否省力无关，省力的机械功率可大可小，故B错误。
2. 机械效率相关分析：机械效率是有用功与总功的比值，公式为$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}$，反映有用功在总功中的占比，与做功快慢（功率）无关，做功慢仅说明功率小，不代表机械效率低，故C错误；D选项中“有用功与总功的比值越大”正是机械效率的定义，因此机械效率越高，故D正确。
【答案】
D
【知识点】
功率的概念、机械效率的概念
【点评】
本题考查功率和机械效率的基础概念，需明确两者的物理意义及区别，避免概念混淆，属于基础辨析题，难度适中。
【难度系数】
0.6
要解决这道题，需先明确功率和机械效率的定义及物理意义：功率是表示做功快慢的物理量，公式为$P=\frac{W}{t}$，其大小由做功多少和做功时间共同决定，与是否省力无关；机械效率是有用功与总功的比值，公式为$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}$，反映机械性能的好坏，与做功快慢、是否省力无关。接下来逐个分析选项：A选项仅看做功多少，忽略时间影响，错误；B选项将省力与功率错误关联，错误；C选项混淆了做功快慢（功率）和机械效率的概念，错误；D选项符合机械效率的定义，正确。
【解析】
1. 功率相关分析：功率是单位时间内完成的功，反映做功快慢，公式为$P=\frac{W}{t}$，因此功率大小由功和时间共同决定，仅做功多但时间很长时，功率不一定大，故A错误；功率与机械是否省力无关，省力的机械功率可大可小，故B错误。
2. 机械效率相关分析：机械效率是有用功与总功的比值，公式为$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}$，反映有用功在总功中的占比，与做功快慢（功率）无关，做功慢仅说明功率小，不代表机械效率低，故C错误；D选项中“有用功与总功的比值越大”正是机械效率的定义，因此机械效率越高，故D正确。
【答案】
D
【知识点】
功率的概念、机械效率的概念
【点评】
本题考查功率和机械效率的基础概念，需明确两者的物理意义及区别，避免概念混淆，属于基础辨析题，难度适中。
【难度系数】
0.6
3. 如图所示,一根质地不均匀的硬棒重心在$O$点,将硬棒通过绳1悬挂于$A$点,2、3为两个支架,在绳与两支架的作用下,硬棒水平静止,此时绳与支架均对硬棒有弹力(绳的形变忽略不计).下列操作中,仍能使硬棒保持平衡的是 （
A.仅撤去支架 2
B.仅撤去支架 3
C.同时剪断绳1和撤去支架 2
D.同时剪断绳1和撤去支架 3
A
）A.仅撤去支架 2
B.仅撤去支架 3
C.同时剪断绳1和撤去支架 2
D.同时剪断绳1和撤去支架 3
答案
3.A
解析
【分析】
要解决该问题，需明确硬棒初始处于平衡状态，满足合力为零、合力矩为零的条件。先确定硬棒上各点位置：从左到右依次为支架2的作用点、绳1的连接点、重心O、支架3的作用点。初始时硬棒受重力（作用在O，向下）、绳1的拉力（作用在绳1点，向上）、支架2的支持力（作用在支架2点，向上）、支架3的支持力（作用在支架3点，向上），需据此分析各操作后剩余力是否仍满足平衡条件。
【解析】
选项A：仅撤去支架2。撤去后，硬棒受绳1的拉力、支架3的支持力、重力。可调整绳1的拉力和支架3的支持力大小，使合力满足$F_1 + F_3 = G$，同时力矩满足$G · L_{1O} = F_3 · L_{13}$（$L_{1O}$为绳1到O的距离，$L_{13}$为绳1到支架3的距离），因此硬棒仍能平衡。
选项B：仅撤去支架3。撤去后，硬棒受绳1的拉力、支架2的支持力、重力。以绳1为转轴，初始平衡时力矩为$F_2 · L_{12} + G · L_{1O} = F_3 · L_{13}$，撤去支架3后，力矩变为$F_2 · L_{12} + G · L_{1O}$，该值为正，无法等于零，力矩不平衡，硬棒不能平衡。
选项C：同时剪断绳1和撤去支架2。剩余支架3的支持力和重力，合力需满足$F_3 = G$，但以O为转轴，支架3的支持力的力矩不为零，力矩不平衡，硬棒不能平衡。
选项D：同时剪断绳1和撤去支架3。剩余支架2的支持力和重力，合力需满足$F_2 = G$，但以O为转轴，支架2的支持力的力矩不为零，力矩不平衡，硬棒不能平衡。
【答案】
A
【知识点】
杠杆平衡条件、受力平衡
【点评】
本题结合杠杆平衡与受力平衡分析，核心是判断撤去/剪断部分后剩余力的合力与力矩是否满足平衡条件，需明确力的作用点和力矩方向，属于中等难度的受力分析题。
【难度系数】
0.4
要解决该问题，需明确硬棒初始处于平衡状态，满足合力为零、合力矩为零的条件。先确定硬棒上各点位置：从左到右依次为支架2的作用点、绳1的连接点、重心O、支架3的作用点。初始时硬棒受重力（作用在O，向下）、绳1的拉力（作用在绳1点，向上）、支架2的支持力（作用在支架2点，向上）、支架3的支持力（作用在支架3点，向上），需据此分析各操作后剩余力是否仍满足平衡条件。
【解析】
选项A：仅撤去支架2。撤去后，硬棒受绳1的拉力、支架3的支持力、重力。可调整绳1的拉力和支架3的支持力大小，使合力满足$F_1 + F_3 = G$，同时力矩满足$G · L_{1O} = F_3 · L_{13}$（$L_{1O}$为绳1到O的距离，$L_{13}$为绳1到支架3的距离），因此硬棒仍能平衡。
选项B：仅撤去支架3。撤去后，硬棒受绳1的拉力、支架2的支持力、重力。以绳1为转轴，初始平衡时力矩为$F_2 · L_{12} + G · L_{1O} = F_3 · L_{13}$，撤去支架3后，力矩变为$F_2 · L_{12} + G · L_{1O}$，该值为正，无法等于零，力矩不平衡，硬棒不能平衡。
选项C：同时剪断绳1和撤去支架2。剩余支架3的支持力和重力，合力需满足$F_3 = G$，但以O为转轴，支架3的支持力的力矩不为零，力矩不平衡，硬棒不能平衡。
选项D：同时剪断绳1和撤去支架3。剩余支架2的支持力和重力，合力需满足$F_2 = G$，但以O为转轴，支架2的支持力的力矩不为零，力矩不平衡，硬棒不能平衡。
【答案】
A
【知识点】
杠杆平衡条件、受力平衡
【点评】
本题结合杠杆平衡与受力平衡分析，核心是判断撤去/剪断部分后剩余力的合力与力矩是否满足平衡条件，需明确力的作用点和力矩方向，属于中等难度的受力分析题。
【难度系数】
0.4
4.如图所示,已知$m_1＞m_2＞m_3$,在同样大小的力$F$的作用下,三个物体都沿力的方向移动$s$,则力$F$所做的功 （
A.甲情况下最多
B.乙情况下最多
C.丙情况下最多
D.三种情况下一样多
D
）A.甲情况下最多
B.乙情况下最多
C.丙情况下最多
D.三种情况下一样多
答案
4.D
解析
【分析】要判断力F做的功，需依据功的定义和计算公式：功等于力与物体在力的方向上移动距离的乘积，公式为$ W = Fs $。功的大小仅由力$ F $和力方向上的移动距离$ s $决定，与物体质量、接触面类型等因素无关。题目中三个情况的力$ F $大小相同，物体在力的方向上移动的距离$ s $也相同，因此只需根据公式即可判断做功情况。
【解析】根据功的计算公式$ W = Fs $，已知甲、乙、丙三种情况下，力$ F $的大小相等，物体在力$ F $方向上移动的距离$ s $也相等，代入公式可得：$ W_甲 = Fs $，$ W_乙 = Fs $，$ W_丙 = Fs $，即$ W_甲 = W_乙 = W_丙 $，所以三种情况下力$ F $做的功一样多。
【答案】D
【知识点】功的计算、功的定义
【点评】本题考查功的基本计算，核心是理解功的决定因素，避免被物体质量、接触面等无关因素干扰，属于基础概念题，难度较低。
【难度系数】0.3
【解析】根据功的计算公式$ W = Fs $，已知甲、乙、丙三种情况下，力$ F $的大小相等，物体在力$ F $方向上移动的距离$ s $也相等，代入公式可得：$ W_甲 = Fs $，$ W_乙 = Fs $，$ W_丙 = Fs $，即$ W_甲 = W_乙 = W_丙 $，所以三种情况下力$ F $做的功一样多。
【答案】D
【知识点】功的计算、功的定义
【点评】本题考查功的基本计算，核心是理解功的决定因素，避免被物体质量、接触面等无关因素干扰，属于基础概念题，难度较低。
【难度系数】0.3
5.某班准备组织一次爬楼比赛活动,要求从一楼登上五楼,比比看谁的功率最大.怎样比较谁爬楼的功率最大?讨论中,同学们提出测量的物理量有:①一楼到五楼的高度$H$;②从一楼到达五楼所用的时间$t$;③每个同学的体重$G$.下面比较方案中可行的是 （
A.比较$t$
B.比较$G$
C.比较$\frac{G}{t}$
D.比较$\frac{H}{t}$
C
）A.比较$t$
B.比较$G$
C.比较$\frac{G}{t}$
D.比较$\frac{H}{t}$
答案
5.C
解析
【分析】要比较爬楼的功率大小，需先明确功率的计算公式。爬楼时克服自身重力做功，功的公式为$W=GH$，功率公式为$P=\frac{W}{t}$，代入功的表达式可得$P=\frac{GH}{t}$。由于所有同学都是从一楼登上五楼，因此一楼到五楼的高度$H$是相同的，此时功率的大小由体重$G$和时间$t$的比值决定，只需比较$\frac{G}{t}$即可判断功率大小。
【解析】爬楼过程中，克服重力做功$W=GH$，功率$P=\frac{W}{t}=\frac{GH}{t}$。因为同学们的起点和终点相同，所以高度$H$为定值，功率$P$的大小由$\frac{G}{t}$决定，因此可行方案是比较$\frac{G}{t}$，对应选项C。
【答案】C
【知识点】功率的计算、控制变量法
【点评】本题结合爬楼比赛的实际场景，考察功率公式的应用，需要学生理解功率的物理意义，结合控制变量法分析问题，属于基础应用题，难度适中。
【难度系数】0.7
【解析】爬楼过程中，克服重力做功$W=GH$，功率$P=\frac{W}{t}=\frac{GH}{t}$。因为同学们的起点和终点相同，所以高度$H$为定值，功率$P$的大小由$\frac{G}{t}$决定，因此可行方案是比较$\frac{G}{t}$，对应选项C。
【答案】C
【知识点】功率的计算、控制变量法
【点评】本题结合爬楼比赛的实际场景，考察功率公式的应用，需要学生理解功率的物理意义，结合控制变量法分析问题，属于基础应用题，难度适中。
【难度系数】0.7
