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C
B
B
杠杆
减小
5

0.32
62.5
0.3
【分析】
要解决这道题，需先明确滑轮组的绳子段数，再分别计算有用功、总功、功率、机械效率，结合公式逐一分析选项：
1. 首先确定承担物重的绳子段数$n$：由图可知，动滑轮上有2段绳子承担物重，即$n=2$；
2. 有用功是对货物做的功，根据$W=Gh$计算；
3. 总功是拉力做的功，先根据$s=nh$计算绳子自由端移动距离，再用$W=Fs$计算总功，功率用$P=\frac{W_{总}}{t}$计算；
4. 机械效率用$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}} × 100\%$计算；
5. 分析机械效率与物重的关系：不计绳重及摩擦，机械效率$\eta=\frac{G}{G+G_{动}}$，物重越小，机械效率越低。
【解析】
逐一分析选项：
选项A：有用功是提升货物做的功，$W_{有用}=Gh=300\ \mathrm{N} × 2\ \mathrm{m}=600\ \mathrm{J}$，不是$400\ \mathrm{J}$，A错误；
选项B：由图知，承担物重的绳子段数$n=2$，则绳子自由端移动距离$s=nh=2 × 2\ \mathrm{m}=4\ \mathrm{m}$，拉力做的总功$W_{总}=Fs=200\ \mathrm{N} × 4\ \mathrm{m}=800\ \mathrm{J}$，拉力做功的功率$P=\frac{W_{总}}{t}=\frac{800\ \mathrm{J}}{20\ \mathrm{s}}=40\ \mathrm{W}$，不是$30\ \mathrm{W}$，B错误；
选项C：滑轮组的机械效率$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}} × 100\%=\frac{600\ \mathrm{J}}{800\ \mathrm{J}} × 100\%=75\%$，C正确；
选项D：不计绳重及摩擦，机械效率$\eta=\frac{G}{G+G_{动}} × 100\%$，提升的货物越轻，$G$越小，机械效率越小，D错误。
【答案】
C
【知识点】
滑轮组功的计算；机械效率计算；功率计算
【点评】
本题考查滑轮组的功、功率、机械效率的综合计算，关键是准确确定绳子段数，熟练掌握相关公式，同时理解机械效率与物重的关系。
【难度系数】
0.6
【分析】
首先明确功率和效率的物理意义：功率反映做功的快慢，效率反映能量转化的有效程度。
1. 功率分析：飞机需要迅速达到起飞速度，说明要在短时间内获得足够动能，蒸汽弹射能在短时间内为飞机提供大量动能，体现其做功快，因此功率大。
2. 效率分析：题目明确给出蒸汽弹射的能量转化率约为9%，转化率即能量利用效率，9%远低于100%，说明大部分能量未被有效利用，效率低。
综合两点可判断正确选项为B。
【解析】
1. 功率判断：飞机需迅速达到起飞速度，意味着短时间内要获得较大动能，蒸汽弹射能在短时间内为飞机提供大量动能，根据功率的定义（单位时间内所做的功），可知其功率大。
2. 效率判断：题目中给出蒸汽弹射的能量转化率约为9%，能量转化率即能量利用效率，9%的数值表明大部分能量未被有效利用，因此效率低。
综上，蒸汽弹射功率大、效率低，对应选项B。
【答案】
B
【知识点】
功率的概念、能量转化效率
【点评】
本题考查功率与效率的概念辨析，核心是区分二者不同的物理意义，结合题目中“迅速达到起飞速度”“转化率约9%”的关键信息即可判断，属于基础概念应用类题目。
【难度系数】
0.75
【分析】
首先分析A处的拉力：物体在水平地面上匀速运动，水平方向受力平衡，A处拉力与物体受到的摩擦力是一对平衡力，大小相等。
然后分析滑轮组的机械效率：水平滑轮组的有用功是克服物体与地面间摩擦力做的功，总功是拉力F做的功。先确定承担摩擦力的绳子段数，再根据机械效率公式，将有用功和总功用已知量表示，化简后计算机械效率，进而判断选项。
【解析】
1. 计算A处的拉力：
因为物体做匀速直线运动，水平方向上A处的拉力与地面对物体的摩擦力是一对平衡力，根据二力平衡条件可知：
$F_A = f = 45\ N$
2. 计算滑轮组的机械效率：
由图可知，滑轮组中与动滑轮相连的绳子段数$n=2$。设物体移动的距离为$s_{物}$，则拉力$F$移动的距离$s_{绳}=2s_{物}$。
有用功：$W_{有}=f · s_{物}$
总功：$W_{总}=F · s_{绳}=F · 2s_{物}$
机械效率公式为$\eta = \frac{W_{有}}{W_{总}} × 100\%$，将有用功和总功代入得：
$\eta = \frac{f · s_{物}}{F · 2s_{物}} × 100\% = \frac{f}{2F} × 100\%$
代入$f=45\ N$，$F=30\ N$：
$\eta = \frac{45\ N}{2 × 30\ N} × 100\% = 75\%$
综上，A处拉力为$45\ N$，滑轮组的机械效率为$75\%$。
【答案】
B
【知识点】
二力平衡条件；滑轮组机械效率计算
【点评】
本题考查水平滑轮组的受力分析与机械效率计算，需注意水平滑轮组的有用功是克服摩擦力做功，区别于竖直滑轮组，同时要准确判断绳子段数，结合公式进行求解。
【难度系数】
0.6
【分析】
首先判断简单机械：OA可绕O点转动，符合杠杆的特征，因此是杠杆。
然后计算拉力F：确定支点O后，阻力为木条重力，因木条质地均匀，重心在OA中点，可得出阻力臂；再根据∠OAB=30°求出拉力的动力臂，最后利用杠杆平衡条件计算拉力大小。
最后分析拉力变化：固定点上移到C点时，拉力的力臂会变大，结合杠杆平衡条件，阻力和阻力臂不变，可判断拉力的变化趋势。
【解析】
1. 简单机械判断：
OA可绕O点转动，满足杠杆“能绕固定点转动的硬棒”的定义，因此桥面OA实质上是一种杠杆。
2. 计算拉力F：
已知OA长$ 30\ \mathrm{cm} $，重力$ G=5\ \mathrm{N} $，木条质地均匀，重心在OA中点，故阻力臂：
$ L_2 = \frac{1}{2}OA = \frac{1}{2} × 30\ \mathrm{cm} = 15\ \mathrm{cm} $
拉力F的力臂是支点O到拉力作用线的垂直距离，由$ ∠ OAB=30° $，可得动力臂：
$ L_1 = OA × \sin30° = 30\ \mathrm{cm} × 0.5 = 15\ \mathrm{cm} $
根据杠杆平衡条件$ F · L_1 = G · L_2 $，代入数据：
$ F × 15\ \mathrm{cm} = 5\ \mathrm{N} × 15\ \mathrm{cm} $
解得：$ F = 5\ \mathrm{N} $
3. 固定点改至C点的拉力变化：
将细线固定点由B改至C点，拉力的力臂增大，阻力G和阻力臂$ L_2 $不变，根据$ F = \frac{G · L_2}{L_1} $，动力臂$ L_1 $增大时，拉力F减小。
【答案】
杠杆；5；减小
【知识点】
杠杆的定义；杠杆平衡条件
【点评】
本题考查杠杆的识别与杠杆平衡条件的应用，关键是准确确定动力臂、阻力臂，理解力臂变化对拉力的影响，需结合几何知识分析力臂的大小。
【难度系数】
0.6
【分析】
要解决这道题，我们可以分三步分别计算拉力的功率、斜面的机械效率和滑动摩擦力：
1. 计算拉力功率：先根据总功公式$W_{总}=FL$求出拉力做的总功，再利用功率公式$P=\frac{W_{总}}{t}$计算功率；
2. 计算机械效率：先根据有用功公式$W_{有}=Gh$求出克服木块重力做的有用功，再用机械效率公式$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%$计算效率；
3. 计算滑动摩擦力：根据总功、有用功和额外功的关系$W_{额}=W_{总}-W_{有}$求出额外功，而额外功是克服摩擦力做的功，由$W_{额}=fL$变形可求出摩擦力$f$。
【解析】
已知：$L=80\ cm=0.8\ m$，$h=20\ cm=0.2\ m$，$F=0.8\ N$，$G=2\ N$，$t=2\ s$
1. 计算拉力做功的功率：
拉力做的总功：$W_{总}=FL=0.8\ N×0.8\ m=0.64\ J$
拉力的功率：$P=\frac{W_{总}}{t}=\frac{0.64\ J}{2\ s}=0.32\ W$
2. 计算斜面的机械效率：
克服木块重力做的有用功：$W_{有}=Gh=2\ N×0.2\ m=0.4\ J$
机械效率：$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%=\frac{0.4\ J}{0.64\ J}×100\%=62.5\%$
3. 计算滑动摩擦力：
额外功：$W_{额}=W_{总}-W_{有}=0.64\ J-0.4\ J=0.24\ J$
由$W_{额}=fL$可得，滑动摩擦力：$f=\frac{W_{额}}{L}=\frac{0.24\ J}{0.8\ m}=0.3\ N$
【答案】
0.32；62.5；0.3
【知识点】
功率的计算；机械效率计算；斜面摩擦力计算
【点评】
本题考查斜面的功率、机械效率和摩擦力的综合计算，关键是明确总功、有用功、额外功之间的关系，注意单位的统一。
【难度系数】
0.6
【分析】
要画出杠杆上的最小动力，需依据杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$分析：当阻力（重物$G$的拉力）和阻力臂$OC$固定时，动力臂越长，动力越小。因此首先找到杠杆上距离支点$O$最远的点（该点到支点的距离为最长力臂），再过该点作垂直于杠杆的动力，方向需使杠杆保持平衡。
【解析】
1. 确定支点$O$，在杠杆$AB$上，$B$点是距离$O$最远的点，因此$OB$为最长的动力臂；
2. 由于阻力使杠杆有顺时针转动的趋势，为使杠杆平衡，动力需使杠杆有逆时针转动的趋势，过$B$点作垂直于$AB$向上的力$F_1$，并标注$F_1$，此力即为最小动力。（画图规范：作用点在$B$点，箭头方向垂直$AB$向上，标注$F_1$）
【答案】
在杠杆$B$点处，画出垂直于$AB$向上的力$F_1$（示意图：以$B$为作用点，绘制垂直于杠杆向上的箭头，标注$F_1$）。
【知识点】
杠杆平衡条件，最小动力画法，力臂判断
【点评】
本题考查杠杆最小动力的作图，核心是理解“最长力臂对应最小动力”的原理，需准确确定最长力臂和动力方向，是杠杆平衡条件的典型应用。
【难度系数】
0.6
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