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1. 新情境 古籍名著 [2024 泰州]“试弓定力”是《天工开物》中记载的一种测量弓弩最大弹力的方法。如图所示,O 点为提纽处,若 $AO:BO = 3:1$,秤砣重 150 N,忽略秤杆重,秤杆平衡时,弓弦所受的拉力为
450
N;为测出弓弩的最大弹力,应逐渐增加弓下方所挂重物的重力,再将秤砣悬挂点逐渐远离
(靠近/远离)O 点。答案
450
远离
远离
解析
【分析】
本题考查杠杆平衡条件的应用，解题思路：首先确定杠杆的支点为O点，依据杠杆平衡条件（动力×动力臂=阻力×阻力臂，即$F_1L_1=F_2L_2$）分析。第一空，已知秤砣重力、力臂比例，代入公式计算弓弦的拉力；第二空，要平衡更大的拉力，需根据杠杆平衡条件调整秤砣的力臂，使秤砣的力矩增大。
【解析】
1. 计算弓弦的拉力：
以O为支点，根据杠杆平衡条件$F × BO = G_{\mathrm{秤砣}} × AO$，已知$AO:BO = 3:1$，$G_{\mathrm{秤砣}} = 150\ \mathrm{N}$，代入得：
$F = \frac{G_{\mathrm{秤砣}} × AO}{BO} = 150\ \mathrm{N} × \frac{3}{1} = 450\ \mathrm{N}$。
2. 分析秤砣的移动方向：
当逐渐增加弓下方所挂重物的重力（即需要平衡的拉力更大），秤砣重力不变，根据杠杆平衡条件，需增大秤砣的力臂（AO）才能让秤砣的力矩增大，从而平衡更大的拉力，因此应将秤砣悬挂点逐渐远离O点。
【答案】
450；远离
【知识点】
杠杆平衡条件
【点评】
本题结合古籍“试弓定力”的新情境，考查杠杆平衡条件的应用，核心是确定支点和力臂，理解力与力臂的对应关系，属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.3
本题考查杠杆平衡条件的应用，解题思路：首先确定杠杆的支点为O点，依据杠杆平衡条件（动力×动力臂=阻力×阻力臂，即$F_1L_1=F_2L_2$）分析。第一空，已知秤砣重力、力臂比例，代入公式计算弓弦的拉力；第二空，要平衡更大的拉力，需根据杠杆平衡条件调整秤砣的力臂，使秤砣的力矩增大。
【解析】
1. 计算弓弦的拉力：
以O为支点，根据杠杆平衡条件$F × BO = G_{\mathrm{秤砣}} × AO$，已知$AO:BO = 3:1$，$G_{\mathrm{秤砣}} = 150\ \mathrm{N}$，代入得：
$F = \frac{G_{\mathrm{秤砣}} × AO}{BO} = 150\ \mathrm{N} × \frac{3}{1} = 450\ \mathrm{N}$。
2. 分析秤砣的移动方向：
当逐渐增加弓下方所挂重物的重力（即需要平衡的拉力更大），秤砣重力不变，根据杠杆平衡条件，需增大秤砣的力臂（AO）才能让秤砣的力矩增大，从而平衡更大的拉力，因此应将秤砣悬挂点逐渐远离O点。
【答案】
450；远离
【知识点】
杠杆平衡条件
【点评】
本题结合古籍“试弓定力”的新情境，考查杠杆平衡条件的应用，核心是确定支点和力臂，理解力与力臂的对应关系，属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.3
2. 新情境 古籍名著 《墨经·经下》记载的一种斜面引重车，可以将重物拉举到所需的高度。如图所示为这种引重车的侧面示意图，该装置是一种
[二维码]
拔尖微课
省力
（省力/费力）机械。若用该引重车将重为2 000 N的木箱从斜面的底端匀速拉到顶端用时20 s。已知斜板长2 m，高0.8 m，此时后轮轴上绳子受到的拉力为1 000 N（不计绳重、轮与轴之间的摩擦），此过程中拉力的功率为100
W，此装置的机械效率为80%
。[二维码]
拔尖微课
答案
省力
100
80\%
100
80\%
解析
【分析】
首先判断该装置的类型：该装置利用了斜面结构，斜面是省力机械，由此确定装置的省力属性；接着计算功率和机械效率，功率需用总功除以时间，总功是拉力做的功，机械效率是有用功与总功的比值，有用功为提升重物克服重力做的功。
【解析】
1. 判断机械类型：该装置结合了斜面，斜面属于省力机械，因此该装置是省力机械。
2. 计算拉力的功率：
拉力做的总功 $ W_{总}=F · s=1000\,\mathrm{N} × 2\,\mathrm{m}=2000\,\mathrm{J} $，
拉力的功率 $ P=\frac{W_{总}}{t}=\frac{2000\,\mathrm{J}}{20\,\mathrm{s}}=100\,\mathrm{W} $。
3. 计算机械效率：
有用功 $ W_{有}=G · h=2000\,\mathrm{N} × 0.8\,\mathrm{m}=1600\,\mathrm{J} $，
机械效率 $ \eta=\frac{W_{有}}{W_{总}} × 100\%=\frac{1600\,\mathrm{J}}{2000\,\mathrm{J}} × 100\%=80\% $。
【答案】
省力；100；80%
【知识点】
斜面省力性、功率计算、机械效率
【点评】
本题以古籍新情境为载体，考查斜面特点、功率与机械效率的计算，需明确有用功和总功的概念，属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.5
首先判断该装置的类型：该装置利用了斜面结构，斜面是省力机械，由此确定装置的省力属性；接着计算功率和机械效率，功率需用总功除以时间，总功是拉力做的功，机械效率是有用功与总功的比值，有用功为提升重物克服重力做的功。
【解析】
1. 判断机械类型：该装置结合了斜面，斜面属于省力机械，因此该装置是省力机械。
2. 计算拉力的功率：
拉力做的总功 $ W_{总}=F · s=1000\,\mathrm{N} × 2\,\mathrm{m}=2000\,\mathrm{J} $，
拉力的功率 $ P=\frac{W_{总}}{t}=\frac{2000\,\mathrm{J}}{20\,\mathrm{s}}=100\,\mathrm{W} $。
3. 计算机械效率：
有用功 $ W_{有}=G · h=2000\,\mathrm{N} × 0.8\,\mathrm{m}=1600\,\mathrm{J} $，
机械效率 $ \eta=\frac{W_{有}}{W_{总}} × 100\%=\frac{1600\,\mathrm{J}}{2000\,\mathrm{J}} × 100\%=80\% $。
【答案】
省力；100；80%
【知识点】
斜面省力性、功率计算、机械效率
【点评】
本题以古籍新情境为载体，考查斜面特点、功率与机械效率的计算，需明确有用功和总功的概念，属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.5
3. 指纹识别解锁是目前较为流行的手机解锁方式。如图甲所示，手指轻轻触碰感应区，识别出正确的指纹后手机自动开锁，则感应区相当于手机电路中的
开关
；如图乙所示，充电宝给手机充电过程中，手机电池相当于用电器
（电源/用电器）；如图丙所示的手机充电线的三个插头可用于为三部不同类型的手机充电，如果三部手机同时充电，那么这三部手机的连接方式为并联
。答案
开关
用电器
并联
用电器
并联
解析
【分析】
要解决这道题，需结合电路的相关知识，联系生活实例分析各部分的作用：首先，感应区的功能是控制电路通断，对应电路中的开关；充电时手机电池消耗电能，属于用电器；多部用电器独立工作时为并联连接。
【解析】
1. 感应区在识别正确指纹后控制手机开锁，起到控制电路通断的作用，相当于电路中的开关；
2. 充电宝给手机充电时，手机电池消耗电能，将电能转化为化学能储存，此时手机电池相当于用电器；
3. 三部手机同时充电时，它们的工作互不影响，因此连接方式为并联。
【答案】
开关；用电器；并联
【知识点】
电路的组成、用电器的判断、并联电路
【点评】
本题结合生活中的手机、充电宝等实例，考查电路的基础知识点，将物理知识与生活实际结合，难度较低，学生易理解掌握。
【难度系数】
0.3
要解决这道题，需结合电路的相关知识，联系生活实例分析各部分的作用：首先，感应区的功能是控制电路通断，对应电路中的开关；充电时手机电池消耗电能，属于用电器；多部用电器独立工作时为并联连接。
【解析】
1. 感应区在识别正确指纹后控制手机开锁，起到控制电路通断的作用，相当于电路中的开关；
2. 充电宝给手机充电时，手机电池消耗电能，将电能转化为化学能储存，此时手机电池相当于用电器；
3. 三部手机同时充电时，它们的工作互不影响，因此连接方式为并联。
【答案】
开关；用电器；并联
【知识点】
电路的组成、用电器的判断、并联电路
【点评】
本题结合生活中的手机、充电宝等实例，考查电路的基础知识点，将物理知识与生活实际结合，难度较低，学生易理解掌握。
【难度系数】
0.3
4. [2025 自贡]如图为初中体育均衡检测中握力计的工作原理简图,电源电压恒为 3 V,R 的阻值大小与其连入电路的长度成正比,$R_0$ 为保护电阻,弹簧电阻不计。握力 $F$ 为零时,$P$ 在 $A$ 端;握力$F$ 最大时,$P$ 在 $B$ 端。$P$ 从 $A$ 端滑至 $B$ 端过程中,弹簧的弹性势能将
增大
(增大/不变/减小)。电路中电流表示数的变化范围是 $0.1 ∼ 0.6\ \mathrm{A},R$ 连入电路的阻值变化范围是0~25
$\Omega$。答案
增大
0∼25
0∼25
解析
【分析】
解决本题需分两部分思考：①弹性势能的变化：弹性势能大小与弹性形变程度有关，形变越大弹性势能越大，握力变化会改变弹簧形变，据此判断弹性势能变化；②电路中电阻范围的计算：根据欧姆定律，电源电压不变时，电流与总电阻成反比，结合电流的变化范围，求出滑动变阻器接入电阻的最大和最小值，进而确定其阻值变化范围。
【解析】
1. 弹性势能分析：当握力F增大时，弹簧被压缩，弹性形变程度变大，因此弹簧的弹性势能增大。
2. 电路计算：已知电源电压U=3V，电流表示数范围为0.1A~0.6A。
当电流最大I大=0.6A时，总电阻最小，此时滑动变阻器R接入阻值最小，对应握力F=0时P在A端，R接入阻值为0，总电阻R总小=U/I大=3V/0.6A=5Ω，即保护电阻R0=5Ω。
当电流最小I小=0.1A时，总电阻最大，总电阻R总大=U/I小=3V/0.1A=30Ω，此时滑动变阻器R接入阻值最大，R最大=R总大 - R0=30Ω -5Ω=25Ω。
因此R连入电路的阻值变化范围是0~25Ω。
【答案】
增大；0~25
【知识点】
弹性势能、欧姆定律、滑动变阻器
【点评】
本题结合握力计的实际场景，考查弹性势能的影响因素和欧姆定律的应用，需理清滑动变阻器接入电阻与电流的对应关系，是初中物理常见的电路应用题型，难度适中。
【难度系数】
0.4
解决本题需分两部分思考：①弹性势能的变化：弹性势能大小与弹性形变程度有关，形变越大弹性势能越大，握力变化会改变弹簧形变，据此判断弹性势能变化；②电路中电阻范围的计算：根据欧姆定律，电源电压不变时，电流与总电阻成反比，结合电流的变化范围，求出滑动变阻器接入电阻的最大和最小值，进而确定其阻值变化范围。
【解析】
1. 弹性势能分析：当握力F增大时，弹簧被压缩，弹性形变程度变大，因此弹簧的弹性势能增大。
2. 电路计算：已知电源电压U=3V，电流表示数范围为0.1A~0.6A。
当电流最大I大=0.6A时，总电阻最小，此时滑动变阻器R接入阻值最小，对应握力F=0时P在A端，R接入阻值为0，总电阻R总小=U/I大=3V/0.6A=5Ω，即保护电阻R0=5Ω。
当电流最小I小=0.1A时，总电阻最大，总电阻R总大=U/I小=3V/0.1A=30Ω，此时滑动变阻器R接入阻值最大，R最大=R总大 - R0=30Ω -5Ω=25Ω。
因此R连入电路的阻值变化范围是0~25Ω。
【答案】
增大；0~25
【知识点】
弹性势能、欧姆定律、滑动变阻器
【点评】
本题结合握力计的实际场景，考查弹性势能的影响因素和欧姆定律的应用，需理清滑动变阻器接入电阻与电流的对应关系，是初中物理常见的电路应用题型，难度适中。
【难度系数】
0.4
5. [2025 烟台]如图所示为我国古人运送巨木的劳动情境。他们通过横杆、支架、石块等将巨木一端抬起，垫上圆木，以便将其移到其他地方。下列有关说法中，正确的是（
A.巨木下垫圆木是为了增大摩擦
B.支架下垫上面积较大的石块是为了增大压强
C.人的位置远离支架可以更容易将巨木抬起
D.支架的位置远离巨木可以更容易将巨木抬起
C
）A.巨木下垫圆木是为了增大摩擦
B.支架下垫上面积较大的石块是为了增大压强
C.人的位置远离支架可以更容易将巨木抬起
D.支架的位置远离巨木可以更容易将巨木抬起
答案
C
解析
【分析】
要判断各选项的正误，需结合对应物理原理逐一分析：
1. 分析选项A：巨木下垫圆木，是将滑动摩擦变为滚动摩擦，目的是减小摩擦，而非增大摩擦；
2. 分析选项B：支架下垫面积较大的石块，是在压力一定时，通过增大受力面积减小压强，而非增大压强；
3. 分析选项C：抬起巨木时横杆可视为杠杆，支架处为支点，人的作用力是动力，巨木重力是阻力。根据杠杆平衡条件，阻力和阻力臂不变时，动力臂越大，所需动力越小，人远离支架会增大动力臂，更容易抬起巨木；
4. 分析选项D：支架远离巨木时，阻力臂会变大，动力臂不变的情况下，所需动力增大，更难抬起巨木。
【解析】
逐一分析各选项：
选项A：巨木下垫圆木，将滑动摩擦变为滚动摩擦，是为了减小摩擦，A错误；
选项B：支架下垫面积较大的石块，压力一定时，增大受力面积可减小压强，B错误；
选项C：抬起巨木时，横杆为杠杆，支点在支架处，根据杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$，巨木重力（阻力）和阻力臂不变，人位置远离支架时，动力臂增大，所需动力减小，更容易抬起巨木，C正确；
选项D：支架远离巨木时，阻力臂增大，动力臂不变，根据杠杆平衡条件，所需动力增大，更难抬起巨木，D错误。
【答案】
C
【知识点】
杠杆平衡条件、摩擦力、压强
【点评】
本题结合古代劳动场景，考查摩擦力、压强、杠杆平衡条件的实际应用，体现物理与生活的联系，需学生准确理解物理原理并灵活运用。
【难度系数】
0.6
要判断各选项的正误，需结合对应物理原理逐一分析：
1. 分析选项A：巨木下垫圆木，是将滑动摩擦变为滚动摩擦，目的是减小摩擦，而非增大摩擦；
2. 分析选项B：支架下垫面积较大的石块，是在压力一定时，通过增大受力面积减小压强，而非增大压强；
3. 分析选项C：抬起巨木时横杆可视为杠杆，支架处为支点，人的作用力是动力，巨木重力是阻力。根据杠杆平衡条件，阻力和阻力臂不变时，动力臂越大，所需动力越小，人远离支架会增大动力臂，更容易抬起巨木；
4. 分析选项D：支架远离巨木时，阻力臂会变大，动力臂不变的情况下，所需动力增大，更难抬起巨木。
【解析】
逐一分析各选项：
选项A：巨木下垫圆木，将滑动摩擦变为滚动摩擦，是为了减小摩擦，A错误；
选项B：支架下垫面积较大的石块，压力一定时，增大受力面积可减小压强，B错误；
选项C：抬起巨木时，横杆为杠杆，支点在支架处，根据杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$，巨木重力（阻力）和阻力臂不变，人位置远离支架时，动力臂增大，所需动力减小，更容易抬起巨木，C正确；
选项D：支架远离巨木时，阻力臂增大，动力臂不变，根据杠杆平衡条件，所需动力增大，更难抬起巨木，D错误。
【答案】
C
【知识点】
杠杆平衡条件、摩擦力、压强
【点评】
本题结合古代劳动场景，考查摩擦力、压强、杠杆平衡条件的实际应用，体现物理与生活的联系，需学生准确理解物理原理并灵活运用。
【难度系数】
0.6
