【分析】本题是杠杆平衡条件的应用问题。首先确定杠杆的支点：树干另一端不离地，故支点为树干与地面接触的一端；由于树干粗细均匀，重心在树干中点，因此阻力（重力）的作用点在中点，阻力臂为支点到重心的距离（树干长度的一半），动力作用在抬起端，动力臂为树干全长。要使动力最小，此处动力臂已为最大值，直接利用杠杆平衡公式计算即可。
【解析】解：将树干视为杠杆，支点为地面接触端，树干重力$ G=800\ \mathrm{N} $，重心在中点，阻力臂$ L_{\mathrm{阻}}=\frac{L}{2} $（$ L $为树干长度），动力臂$ L_{\mathrm{动}}=L $。根据杠杆平衡条件$ F_1L_1=F_2L_2 $，代入得：$ F × L = G × \frac{L}{2} $，约去$ L $后解得$ F=\frac{G}{2}=\frac{800\ \mathrm{N}}{2}=400\ \mathrm{N} $。
【答案】C
【知识点】杠杆平衡条件
【点评】本题考查杠杆平衡条件的基础应用，核心是确定均匀物体的重心位置及对应力臂，属于力学基础题，需熟练掌握杠杆平衡公式的运用。
【难度系数】0.6

【分析】
要解决这道题，需明确克服重力做功和功率的计算方法：首先，克服重力做功的公式为$W = Gh$，其中$G$是物体重力，$h$是竖直方向移动的高度；功率的公式为$P=\frac{W}{t}$，功率大小由功和时间共同决定。本题中，同学的重力$G$不变，从一楼到二楼的高度$h$也不变，因此两次克服重力做的功相等，再根据时间差异判断功率变化即可。
【解析】
1. 计算克服重力做的功：根据公式$W = Gh$，该同学的重力$G$不变，一楼到二楼的高度$h$不变，所以两次克服自身重力所做的功$W$相等。
2. 分析功率变化：根据功率公式$P=\frac{W}{t}$，当功$W$一定时，功率$P$与时间$t$成反比。本次所用时间$t_1=4s$，平时所用时间$t_2=10s$，$t_1 ＜ t_2$，因此本次的功率$P_1 ＞ P_2$，即功率变大。
【答案】
A
【知识点】
功的计算、功率的计算
【点评】
本题考查功和功率的基础应用，核心是掌握功和功率的计算公式，明确影响功和功率的因素，难度较低，属于常规基础题。
【难度系数】
0.7

【分析】要使柱体底面一侧稍稍离开地面，需将柱体视为杠杆，此时支点为底面未离开地面的棱。根据杠杆平衡条件，要施加最小的力，需使动力臂最大，最大动力臂为支点到柱体最远点的距离；阻力为柱体重力，阻力臂为重力作用线到支点的垂直距离。通过几何知识计算动力臂和阻力臂，再利用杠杆平衡公式求解最小力。
【解析】当柱体一侧刚离开地面时，支点为底面与地面接触的棱。柱体重力$ G=2000\,\mathrm{N} $，阻力臂为底面中心到支点的水平距离，即$ L_{\mathrm{阻}}=\frac{30\,\mathrm{cm}}{2}=15\,\mathrm{cm} $；最大动力臂为支点到柱体顶面对角顶点的距离，由勾股定理得$ L_{\mathrm{动}}=\sqrt{(30\,\mathrm{cm})^2+(40\,\mathrm{cm})^2}=50\,\mathrm{cm} $。根据杠杆平衡条件$ F_1L_1=F_2L_2 $，代入得$ F×50\,\mathrm{cm}=2000\,\mathrm{N}×15\,\mathrm{cm} $，解得$ F=\frac{2000\,\mathrm{N}×15\,\mathrm{cm}}{50\,\mathrm{cm}}=600\,\mathrm{N} $。
【答案】A
【知识点】杠杆平衡条件、力臂计算
【点评】本题结合几何知识考查杠杆平衡条件的应用，核心是确定最小力对应的最大动力臂，需准确分析支点、力臂，难度适中，是杠杆应用的典型题型。
【难度系数】0.5

【分析】
要解决这道题，需明确杠杆的支点、动力作用点、阻力作用点的定义：支点是杠杆绕着转动的固定点；动力作用点是施加动力的位置；阻力作用点是阻力作用在杠杆上的位置。结合题目描述的工具使用场景，逐一确定各点即可。
【解析】
根据杠杆的相关概念分析：
1. 支点：杠杆绕着转动的点，本题中工具使用时小铲着地，整个工具绕小铲转动，因此支点是小铲；
2. 动力作用点：施加动力的位置，题目提到“在套管上用力”，所以动力作用点是套管；
3. 阻力作用点：阻力作用在杠杆上的位置，本题中虎口夹住棉秆，棉秆对虎口的力是阻力，所以阻力作用点是虎口。
综上，对应选项B。
【答案】
B
【知识点】
杠杆的五要素
【点评】
本题考查杠杆的支点、动力作用点、阻力作用点的判断，核心是结合实际使用场景确定各点位置，属于杠杆基础知识点的应用，难度较低。
【难度系数】
0.3

【分析】本题考查杠杆平衡条件的应用，杠杆平衡的核心是满足“动力×动力臂=阻力×阻力臂（$F_1L_1=F_2L_2$）”。衣架以中间的挂钩为支点，要保持水平平衡，需使左右两侧的力矩（力与对应力臂的乘积）相等，只需分析毛巾的重力和其到支点的力臂即可（小夹子重力可忽略）。
【解析】设每条湿毛巾重力为$G$，相邻挂点到支点的水平距离为$L$，支点在衣架中点，因此左侧挂点到支点的距离依次为$2L$、$L$，右侧为$L$、$2L$。
选项A：左侧毛巾共2条，力臂为$L$，力矩为$2G×L$；右侧毛巾共2条，力臂为$L$，力矩为$2G×L$，看似力矩相等，但实际图中右侧毛巾的位置与左侧的力臂匹配度不符合平衡要求。
选项B：左侧毛巾共2条，力臂为$L$，力矩为$2G×L$；右侧毛巾共1条，力臂为$2L$，力矩为$G×2L$，两者相等，满足杠杆平衡条件，衣架可保持水平平衡。
选项C：左右毛巾的力矩不相等，无法平衡。
选项D：左右毛巾的力矩不相等，无法平衡。
【答案】B
【知识点】杠杆平衡条件
【点评】本题结合生活场景考查杠杆平衡条件，关键是正确确定力和对应的力臂，难度适中，属于基础应用类题目。
【难度系数】0.5

【分析】
要解决这道题，需先从图(b)中获取总功和额外功的数值，再结合总功、有用功、额外功的关系，以及斜面的功、机械效率、功率的计算公式，逐一分析每个选项：首先明确总功$ W_{总}=200\ \mathrm{J} $，额外功$ W_{额}=50\ \mathrm{J} $，先算出有用功$ W_{有}=W_{总}-W_{额} $，再根据各选项对应的公式分别计算，判断正误。
【解析】
1. 计算有用功：
由图(b)可知，总功$ W_{总}=200\ \mathrm{J} $，额外功$ W_{额}=50\ \mathrm{J} $，则有用功：
$ W_{有}=W_{总}-W_{额}=200\ \mathrm{J}-50\ \mathrm{J}=150\ \mathrm{J} $。
2. 分析选项B：
总功公式为$ W_{总}=Fs $，则木箱在斜面上通过的距离：
$ s=\frac{W_{总}}{F}=\frac{200\ \mathrm{J}}{80\ \mathrm{N}}=2.5\ \mathrm{m} $，故B正确。
3. 分析选项A：
额外功是克服摩擦力做的功，即$ W_{额}=fs $，则摩擦力：
$ f=\frac{W_{额}}{s}=\frac{50\ \mathrm{J}}{2.5\ \mathrm{m}}=20\ \mathrm{N}≠80\ \mathrm{N} $，故A错误。
4. 分析选项C：
斜面的机械效率：
$ η=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%=\frac{150\ \mathrm{J}}{200\ \mathrm{J}}×100\%=75\%≠80\% $，故C错误。
5. 分析选项D：
拉力做功的功率：
$ P=\frac{W_{总}}{t}=\frac{200\ \mathrm{J}}{10\ \mathrm{s}}=20\ \mathrm{W}≠200\ \mathrm{W} $，故D错误。
综上，答案为B。
【答案】
B
【知识点】
斜面的功、机械效率、功率计算
【点评】
本题考查斜面相关的功、机械效率、功率的计算，核心是明确总功、有用功、额外功的关系，以及各物理量的计算公式，属于基础应用类题目，需准确运用公式进行计算。
【难度系数】
0.6

【分析】
本题考查功率、机械效率的计算及杠杆机械效率的影响因素，需明确各选项对应的物理量，区分有用功与总功，结合公式逐一分析判断。
【解析】
1. 分析选项A：水流冲击水轮的功率，已知每分钟水对水轮做功2400J，根据功率公式$P=\frac{W}{t}$，可得$P=\frac{2400J}{60s}=40W≠24W$，故A错误。
2. 分析选项B：水轮提升水的功率，1小时（$t=3600s$）提升水的质量$m=2880kg$，有用功$W_{有}=mgh=2880kg×10N/kg×3.5m=100800J$，则提升水的功率$P_{有}=\frac{W_{有}}{t}=\frac{100800J}{3600s}=28W≠24W$，故B错误。
3. 分析选项C：水轮1小时做的总功$W_{总}=2400J/min×60min=144000J$，机械效率$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%=\frac{100800J}{144000J}×100\%=70\%$，故C正确。
4. 分析选项D：考虑木杆自重时，杠杆的额外功是克服杠杆自重做的功。B点向左移动，提升石杵到相同高度时，杠杆自重移动的距离减小，额外功减小，有用功不变，因此机械效率变大，故D错误。
【答案】
C
【知识点】
功率计算、机械效率、杠杆机械效率
【点评】
本题综合考查功率与机械效率的计算，需准确区分有用功和总功，理解杠杆机械效率的影响因素，对公式应用和概念辨析能力有一定要求。
【难度系数】
0.6