3. 下列研究方法运用了模型法的是（）。

A.用力的示意图表示力的三要素
B.用两根相同的蜡烛探究平面镜像与物的大小关系
C.通过比较弹簧形变大小来判断它受力的大小
D.由增大压强联想到减小压强

3.A

【分析】首先明确模型法的定义：通过构建物理模型来简化、直观呈现物理问题的研究方法。接着逐一分析各选项对应的研究方法：A选项力的示意图是用带箭头的线段模型表示力的三要素；B选项用相同蜡烛探究平面镜成像，是等效替代法；C选项通过弹簧形变判断力的大小，是转换法；D选项由增大压强联想到减小压强，是逆向思维法。据此选出运用模型法的选项。
【解析】模型法是借助物理模型简化、直观展示物理问题的研究方法。A选项中，力的示意图是用带箭头的线段构成的模型，清晰表示力的大小、方向、作用点（三要素），运用了模型法；B选项用两根相同的蜡烛替代平面镜所成的像，比较像与物的大小，运用的是等效替代法；C选项将力的大小转换为弹簧形变的大小来判断，运用的是转换法；D选项由增大压强的方法逆向联想到减小压强的方法，运用的是逆向思维法。因此答案为A。
【答案】A
【知识点】物理研究方法（模型法）
【点评】本题考查初中物理常用的研究方法，需准确区分模型法、等效替代法、转换法等常见方法，属于基础识记与应用类题目，难度不大。
【难度系数】0.6

4. 图12－3是小明用一根木棒撬动水平地面上石头的情景，为了更省力，小明应沿（选填“竖直”或“垂直木棒”）方向向下压木棒。若想省更多的力，小明可以将作为支点的石块O向（选填“左”或“右”）适当移动。

4.垂直木棒 右

【分析】
本题考查杠杆平衡条件的应用，解题思路是：根据杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$，省力的方法是增大动力臂或减小阻力臂。首先，压木棒时，力的方向垂直于木棒时，动力臂最大，能更省力；其次，移动支点时，需调整阻力臂和动力臂的大小，使动力更小。
【解析】
根据杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$，在阻力（石头的重力）和阻力臂一定时，动力臂越大，动力越小，越省力。
1. 压木棒时，若沿垂直木棒方向向下压，此时动力臂是支点到力的作用线的垂直距离，该力臂是支点到力的作用点的最大力臂，因此动力最小，更省力，故第一空填“垂直木棒”。
2. 若想省更多力，需减小阻力臂或增大动力臂。将支点$O$向右移动，阻力臂（石头对杠杆的阻力作用线到支点的距离）减小，动力臂（小明施加动力的作用线到支点的距离）增大，根据杠杆平衡条件，阻力和阻力臂的乘积减小，动力臂增大，动力会更小，故第二空填“右”。
【答案】
垂直木棒；右
【知识点】
杠杆平衡条件、省力杠杆
【点评】
本题结合生活中撬石头的场景，考查杠杆平衡条件的实际应用，需理解力臂对省力效果的影响，属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.6

5. 停车场入口处常用横杆来控制车辆的进出，如图12-4甲所示。我们可以把该装置简化成如图12-4乙所示的杠杆。如果横杆AB粗细相同、质量分布均匀，重$G=120\ \mathrm{N}$，$AB=2.8\ \mathrm{m}$，$AO=0.3\ \mathrm{m}$。要使横杆AB保持水平平衡，需在A端施加竖直向下的力$F=\_\_\_\_\_\_\mathrm{N}$。
图12-3

5.440

【分析】首先确定杠杆的支点为O点，横杆AB粗细均匀，其重心在AB的中点处。根据杠杆平衡条件，需先确定动力F的力臂和阻力G的力臂，再代入公式计算。先计算阻力臂：AB长2.8m，中点到A端的距离为AB/2=1.4m，支点O到A端的距离AO=0.3m，因此重心（阻力作用点）到O点的距离（阻力臂）为1.4m - 0.3m=1.1m；动力F作用在A端，动力臂为AO=0.3m，最后利用杠杆平衡条件即可求出F。
【解析】根据杠杆平衡条件：$F × L_F = G × L_G$。其中，动力臂$L_F = AO = 0.3\ \mathrm{m}$，阻力$G = 120\ \mathrm{N}$；横杆AB的中点距离A端的长度为$\frac{AB}{2} = \frac{2.8\ \mathrm{m}}{2} = 1.4\ \mathrm{m}$，因此阻力臂$L_G = 1.4\ \mathrm{m} - AO = 1.4\ \mathrm{m} - 0.3\ \mathrm{m} = 1.1\ \mathrm{m}$。代入公式得：$F × 0.3\ \mathrm{m} = 120\ \mathrm{N} × 1.1\ \mathrm{m}$，解得$F = \frac{120\ \mathrm{N} × 1.1\ \mathrm{m}}{0.3\ \mathrm{m}} = 440\ \mathrm{N}$。
【答案】440
【知识点】杠杆平衡条件
【点评】本题考查杠杆平衡条件的应用，关键是正确确定均匀横杆的重心位置及对应的力臂，属于基础应用类题目，难度适中。
【难度系数】0.5

6. 图12—5是兴趣小组制作的演示潜艇原理的模型，通过胶管从烧瓶中吸气或向烧瓶中吹气，就可使烧瓶下沉或上浮，当从烧瓶中吸气时潜艇模型的重力将，烧瓶受到的浮力将（以上两空均选填“变大”“变小”或“不变”），模型会（选填“下沉”或“上浮”）。


图12—5
图12—6

6.变大 不变 下沉

【分析】
要解决这道题，需结合阿基米德原理和物体浮沉条件分析：首先，潜艇模型浸没在水中，排开水的体积等于烧瓶的体积，不会改变，因此浮力由排开液体的体积和液体密度决定，保持不变；当从烧瓶中吸气时，烧瓶内气压减小，外界水进入烧瓶，模型总重力增加；最后根据浮沉条件，重力大于浮力时物体下沉，即可得出结果。
【解析】
1. 分析浮力：模型浸没在水中，排开水的体积$V_{排}$等于烧瓶的体积，保持不变，水的密度$\rho_{水}$不变，根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{水}gV_{排}$，可知烧瓶受到的浮力不变。
2. 分析重力变化：从烧瓶中吸气时，烧瓶内气体减少，气压降低，外界大气压将水压入烧瓶，使烧瓶内的水量增加，因此模型的总重力变大。
3. 判断运动状态：模型的重力变大，而浮力不变，此时重力大于浮力，根据物体浮沉条件，模型会下沉。
【答案】
变大 不变 下沉
【知识点】
阿基米德原理；物体的浮沉条件
【点评】
本题结合潜艇原理考查浮力与浮沉条件的应用，属于基础题，需明确排开液体体积不变时浮力不变，通过改变自身重力实现浮沉，是对核心知识点的直接应用。
【难度系数】
0.7