《2020-2021备战中考物理专题《杠杆平衡条件的应用问题》综合检测试卷含答案解析.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020-2021备战中考物理专题《杠杆平衡条件的应用问题》综合检测试卷含答案解析.docx（36页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、一、初中物理杠杆平衡条件的应用问题1 如图所示，重力为G 的均匀木棒竖直悬于O 点，在其下端施一始终垂直于棒的拉力F，让棒缓慢转到图中间虚线所示位置，在转动的过程中（）A动力臂逐渐变大B阻力臂逐渐变大C动力 F 保持不变D动力 F 逐渐减小【答案】 B【解析】【分析】先确定阻力臂、动力臂的变化，然后根据杠杆平衡的条件（动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂）分析动力的变化。【详解】A由图示可知，木棒是一个杠杆，力F 是动力，力F 始终垂直与木棒，则木棒的长度是动力臂，木棒长度保持不变，动力臂保持不变，故A 不符合题意；B木棒的重力是阻力，阻力大小不变，木棒在竖直位置时，重力的力臂为后，重力力臂（阻力
2、臂）逐渐增大，故B 符合题意；CD已知 G、 L 保持不变， LG 逐渐变大，由杠杆平衡条件有0，转过 角GLG=FL动力 F 逐渐增大，故CD不符合题意。故选 B。【点睛】本题考查了杠杆平衡条件的应用，知道杠杆平衡的条件，会熟练应用杠杆平衡的条件分析问题解决问题是关键。2 生活中，小华发现有如图甲所示的水龙头，很难徒手拧开，但用如图乙所示的钥匙，安装并旋转钥匙就能正常出水（如图丙所示）下列有关这把钥匙的分析中正确的是A在使用过程中可以减小阻力臂B在使用过程中可以减小阻力C在使用过程中可以减小动力臂D在使用过程中可以减小动力【答案】 D【解析】【详解】由图可知，安装并旋转钥匙，阻力臂不变，阻力
3、不变，动力臂变大，根据杠杆平衡的条件F1L 1 =F2L 2 可知，动力变小，故选D 。3 如图所示为等刻度轻质杠杆，A 处挂 4 牛的物体，若使杠杆在水平位置平衡，则在B 处施加的力（）A可能为 0.5 牛B一定为 2 牛C一定为 3 牛D可能是 4 牛【答案】 D【解析】【分析】【详解】设杠杆每小格的长度为L，若在 B 点用垂直 OB 竖直向下的力使杠杆在水平位置平衡，此时所用的力最小，根据杠杆平衡条件FlF l2可得1 12Fmin 4LG 2L则有FminG 2L4N24L42N若在 B 点斜拉使杠杆在水平位置平衡，由杠杆平衡条件Fl1 1 F2l 2 可知F1F2l 2l1则此时杠杆
4、左边的阻力与阻力臂的乘积不变，动力臂减小，故动力将增大，故若使杠杆在水平位置平衡，在B 点施加的力F2N故选 D。4 要使图中的杠杆平衡，分别用FA、 FB、 FC 的拉力，这三个力的关系应是A FA FB FC【答案】 CB FA FB FCC FAFC FBD FA=FB=FC【解析】【分析】【详解】分别从支点向三条作用线做垂线，作出三个力的力臂，如图；从图可知，三个方向施力， F B 的力臂 L OB 最长，其次是 L OC 、 L OA ，而阻力和阻力臂不变，由杠杆平衡条件 F1 L1 F2 L2 可知，动力臂越长动力越小，所以三个方向施力大小：F A F C F B 故选 C5 用图
5、示装置探究杠杆平衡条件，保持左侧的钩码个数和位置不变，使右侧弹簧测力计的作用点 A 固定，改变测力计与水平方向的夹角 ，动力臂 l 也随之改变，所作出的“ F-” 图象和“ F-l” 图象中，正确的是ABCD【答案】 C【解析】【详解】A 动力 F 和 的关系，当F 从沿杆方向（水平向左）垂直于杆方向（与水平方向成90） 沿杆方向（水平向右），由图可知，F 对应的动力臂l=OAsin ，动力臂 l 先变大后变小，则动力 F 先变小后变大，所以 A 错误；B当 等于 90时，动力臂最大，动力最小但不为零，所以B 错误；CD根据杠杆平衡条件 Fl =F 2l 2 可得： F= F2l 2 ，由于
6、F2、l 2不变，则 F 和 l 成反比，故 Cl正确， D 错误。6 如图所示，杠杆在水平位置处于平衡状态。下列操作仍能使杠杆在水平位置保持平衡的是 （ ）A两侧钩码同时向外移一格B左侧的钩码向左移一格，右侧增加一个钩码C在两侧钩码下方，同时加挂一个相同的钩码D在两侧钩码下方，同时减去一个相同的钩码【答案】 B【解析】【分析】【详解】设一个钩码的重力为G，横梁上一个格的长度为L，原来杠杆处于平衡状态，则有2G3L3G2LA两边各向外移一格，左边2G4L8GL右边3G3L9GL由于8GL9GL杠杆右端下沉，故A 不符合题意；B左侧的钩码向左移一格，右侧增加一个钩码，因左边2G4L右边4G2L因
7、2G4L4G2L故 B 符合题意；C在两侧钩码下方，同时加挂一个相同的钩码，左边3G3L9GL右边4G2L8GL因为9GL8GL杠杆左端下沉，故C 不符合题意；D在两侧钩码下方，同时减去一个相同的钩码，左边G3L3GL右边2G2L4GL由于3GL4GL杠杆右端下沉，故D 不符合题意。故选 B。7 如图所示，体积之比为12 的甲、乙两个实心物块，分别挂在杠杆两端，此时杠杆恰好水平平衡，则甲、乙两个物块的密度之比为（）A1 1B1 2C 43D 2 1【答案】 C【解析】【分析】【详解】由图知道，甲物体挂在左边第3 格处，乙物体挂在右边第2 格处，由杠杆的平衡条件知道，此时 G甲l1 G乙 l 2
8、 即m甲 g3m乙 g2所以m甲2m乙，又因为 V 甲/ V 乙 1/2，甲、乙两个物块的密度之比是3m甲2V甲4甲1乙m乙33V乙2故 C 正确。故选 C。8 如图所示为建筑工地上常用的吊装工具，物体M 为重5000N的配重，杠杆AB 的支点为 O，已知OA OB=12，滑轮下面挂有建筑材料P，每个滑轮重100N，工人体重为700N，杠杆与绳的自重、滑轮组摩擦均不计，当工人用300N的力竖直向下以1m/s的速度匀速拉动绳子时（）A工人对地面的压力为400NB建筑材料P 重为 600NC建筑材料P 上升的速度为3m/sD物体 M 对地而的压力为4400N【答案】 A【解析】【分析】【详解】A当
9、工人用300N 的力竖直向下拉绳子时，绳子对工人会施加竖直向上的拉力，其大小也为 300N，此时人受竖直向下的重力 G、竖直向上的拉力 F、竖直向上的支持力 F 支 ，由力的平衡条件知道F+F 支 =G即F 支 =G-F=700N-300N=400N由于地面对人的支持力和人对地面的压力是一对相互作用力，大小相等，所以，工人对地面的压力F 压=F 支 =400N故 A 正确；B由图知道，绳子的有效段数是n=2，且滑轮组摩擦均不计，由 F1G动G物知道，2建筑材料 P 的重力G=2F-G动 =2 300N-100N=500N故 B 错误；C因为物重由 2 段绳子承担，所以，建筑材料P 上升的速度v
10、1 v绳 = 11m/s=0.5m/s22故 C 错误；D以定滑轮为研究对象，定滑轮受向下的重力、 3 段绳子向下的拉力、杆对定滑轮向上的拉力，由力的平衡条件知道FA =3F+G 定 =3 300N+100N=1000N杠杆对定滑轮的拉力和定滑轮对杠杆的拉力是一对相互作用力，大小相等，即FA=FA =1000N由杠杆的平衡条件知道FA OA=FB OB又因为 OA： OB=1： 2，所以FB = FAOA1000NOA500NOB2OA由于物体间力的作用是相互的，所以，杠杆对物体M 的拉力等于物体M 对杠杆的拉力，即FB =FB =500N物体 M 受竖直向下的重力、竖直向上的支持力、竖直向上
11、的拉力，则物体M 受到的支持力为FM 支持 =GM -FB =5000N-500N=4500N因为物体间力的作用是相互的，所以物体M 对地面的压力FM 压 =FM 支持 =4500N故 D 错误。故选 A。9 工人师傅利用如图所示的两种方式，将重均为400N 的货物从图示位置向上缓慢提升一段距离 F12BO=2AO，图乙中动滑轮重为50N，重物上升速度、 F 始终沿竖直方向；图甲中为 0.02m/s 不计杠杆重、绳重和摩擦,则下列说法正确的是 ( )A甲方式F1 由150N 逐渐变大B乙方式F2 的功率为3WC甲乙两种方式都省一半的力D乙方式中滑轮组的机械效率约为88.9%【答案】D【解析】【
12、详解】A由图知道，重力即阻力的方向是竖直向下的，动力F1 的方向也是竖直向下的，在提升重物的过程中，动力臂和阻力臂的比值是：L1OB2L2OA1所以，动力F1 的大小始终不变，故A 错误；BC由于在甲图中，OB=2OA，即动力臂为阻力臂的2 倍，由于不计摩擦及杠杆自重，所以，由杠杆平衡条件知道，动力为阻力的一半，即F11 G1400N 200N22由图乙知道，承担物重是绳子的段数是n=3，不计绳重和摩擦，则F21G G动1500N+50N150N ，22即乙中不是省力一半；所以，绳子的自由端的速度是：v 绳 =0.02m/s 3=0.06m/s，故乙方式F2 的功率是：P=F2 v 绳 =15
13、0N0.06m/s=9W，故 BC错误；D不计绳重和摩擦，乙方式中滑轮组的机械效率是：W有用Gh400N88.9%100%=100%=100%W总Gh G轮 h400N 50N故 D 正确10 如图，用橇棒撬起石块并保持平衡，下列说法正确的是()A动力对橇棒的转动效果小于阻力对橇棒的转动效果B手在 A 点竖直向下施力时，撬棒是个省力杠杆C手在 A 点向不同方向施力时，力的大小都相等D手分别在、B 点比在 A 点费力A B 两点沿竖直向下方向施力时，在【答案】 B【解析】【分析】【详解】A因用撬棒撬起石块并保持平衡，根据杠杆的平衡条件，动力乘动力臂等于阻力乘阻力臂。所以动力对撬棒的转动效果等于于
14、阻力对撬棒的转动效，A 选项错误；B手在 A 点竖直向下施力时，动力臂大于阻力臂，根据杠杆的平衡条件，动力小于阻力，撬棒是个省力杠杆，B 选项正确；C手在 A 点向不同方向施力时，动力的力臂大小随方向的改变而改变，而阻力和阻力臂大小不变，所以动力的大小不相等，C 选项错误；D手分别在A、 B 两点沿竖直向下方向施力时，在A 点的动力臂小于在B 点的动力臂，根据杠杆的平衡条件，手在A 点沿竖直向下方向施力大于在B 点沿竖直向下方向施加的力，即在 A 点比在 B 点费力， D 选项错误。故选 B。11 如图所示，直杆 OA 的下端挂一重物 G 且可绕 O 点转动。现用一个始终与直杆垂直的力 F 将
15、直杆由竖直位置缓慢转动到水平位置，不计杆的重力，则拉力 F 大小的变化情况是（ ）A一直变小B一直不变C一直变大【答案】 CD先变小后变大【解析】【分析】【详解】由图可知，由于力F 始终与杠杆垂直，则力F 所对应的力臂始终不变，大小为力F 的作用点到 O 点的距离，设为 l1 ，在逐渐提升的过程中，重力大小不变，方向竖直向下，则对应力臂逐渐变大，设为 l2，由于缓慢转动，视为受力平衡，则由杠杆平衡公式可得Fl1 =Gl2由于等式右端重力G 不变， l 2 逐渐变大，则乘积逐渐变大，等式左端l1 不变，则可得F 逐渐变大，故选C。12 如图所示，轻质杠杆 MON 及支架是一个固连在一起的整体，且
16、能绕O 点转动，MO : NO 3: 2 ，图中正方体D 通过细线与 N 点相连且与水平地面的接触面积-S 为 8 102m2。当物体 A 的质量为 8kg 时，杠杆在水平位置上平衡，物体D 对水平地面的压强p1 为4000Pa；当把物体 A 换成质量为 30kg 的物体 B，支点移至 O ，使 MO : NO4:3时，杠杆仍在水平位置上平衡，物体D 对水平地面的压强为p2；此时用物体C 替换物体 B，杠杆仍在水平位置上平衡，物体D 对水平地面的压强为0，（杠杆、支架和托盘的重力不计， g 取 I0N/kg ） 则下列结论正确的是（）A物体 C 的重力为 300NB物体 D 的质量为 32kg
17、C p2 为 500PaD物体 C 对托盘的压力为40N【答案】 C【解析】【分析】【详解】当放物体 A 时，地面对物体的支持力等于物体对地面的压力F1p1S 4000Pa 810 2 m 2320N此时杠杆受到的拉力F2 GDF1根据杠杆平衡条件可知mA g OMGD F1ON解得mA g OM F1 ON8kg10N/kg3 ON 320N ON2440NGDONON则物体 D 的质量mDGD440N44kgg10N/kg故 B 错误；放物体 C 时， D 对地面的压强为0，此时支持点在O ，根据杠杆的平衡条件可知GC O MGD O N则GCGD O N440N O NO M4330NO
18、 N3故 A 错误；物体 C 对托盘的压力等于 C 的重力为 330N，故 D 错误；当放上物体 B 时，根据杠杆的平衡条件可知mB g O MGDF2O N则GD O N mB g O M440N O N30kg 10N/kg4 O NF2340NO NO N则物体 D 对地面的压强p2F240N500PaS8 10 2 m 2故 C 正确。故选 C。13 如图所示，在等臂杠杆两端各挂等重的实心铅块和铁块（铅铁 ），杠杆水平平衡，若将铁块和铅块同时浸没在水中（未触底），则（）A杠杆左端上翘B杠杆右端上翘C杠杆仍然水平平衡D不确定【答案】A【解析】【分析】根据铅块和铁块质量相同，并结合杠杆的平
19、衡条件确定杠杆的类型，即为等臂杠杆；因此当铁块、铅块都浸没水中后，受到浮力较小的一侧，杠杆下沉。【详解】原来杠杆平衡，且铅块和铁块质量相同（重力相同），且杠杆为等臂杠杆；由杠杆平衡条件可知，两侧的力臂相同，铅块和铁块质量相同，因为铁 ，则由 Vm铅可知V铅 V铁 ，当浸没水中后，由F浮水 gV排 可知，铁块受到的浮力大，铅块受到的浮力较小，此时杠杆受到的拉力F拉 G物F浮因重力相同、铅块受到的浮力较小，则可知铅块对杠杆的拉力较大，因两侧的力臂相同，所以铅块一侧拉力与力臂的乘积较大，则铅块一侧将下降，即右端下降，左端上翘。故选 A 。14 如图所示，有一个轻质硬杆，两端分别为A， D 点，一重物
20、悬挂于B 点，力F 作用在D 点使硬杆平衡，为了使力F 最小，支点O 应选择在（）A A 点B B 点C C 点D D 点【答案】A【解析】【详解】由题意可知，支点O 不会在B 点，否则有力F 的存在，轻质硬杆不能平衡；支点O 也不会在 D 点，否则无论力F 大小如何，轻质硬杆也不能平衡；假设支点O 在C 点，那么根据杠杆的平衡原理可知Gl BCFl CD ，变换可得FGl BC ；lCD假设支点 O 在 A 位置时，那么根据杠杆的平衡原理可知Gl ABFl AD ，变换可得F Gl AB ，lAD从图中可以看到，动力F 的力臂 l AD 最长，那么力F 最小；故选A。15 如图所示，长1m
21、的粗细均匀的光滑金属杆可绕O 点转动，杆上套一滑环，用测力计竖直向上拉着滑环缓慢向右移动，并保持金属杆处于水平状态。则测力计示数F 与滑环离开 O 点的距离s 之间的关系图像为（）ABCD【答案】 B【解析】【分析】【详解】由题意可知，测力计竖直向上拉着滑环缓慢向右移动的过程中，金属杆处于水平状态，处于平衡状态，根据杠杆的平衡条件可得1GOA 2lOAFs k金属杆的重力和金属杠的长度大小不变，即k 是定值，那么可得到Fk1s从上式可知随着距离s 的变大，测力计示数F 在变小，两者是成反比的，两者的关系图像是 B 图像。故选 B。16 如图所示，轻质均匀杠杆分别挂有重物GA 和 GB （GAG
22、B） ,杠杆水平位置平衡，当两端各再加重力相同的物体后，杠杆A仍能保持平衡B不能平衡，左端下沉C不能平衡，右端下沉D不能确定哪端下沉【答案】 C【解析】【详解】杠杆原来在水平位置处于平衡状态 ,此时作用在杠杆上的力分别为 GA 和 GB,其对应的力臂分别为 lA 和 lB，如图所示：根据杠杆平衡条件可得：GAlA=GBl B；已知 GA BA B，当两端各再加重力相同的物体后，设增加的物重为G，此时左边力G所以 l l和力臂的乘积：(GA+G)?l A=GAlA+GlA右边力和力臂的乘积：(GB+G)?l B=GBlB+GlB由于 lAlB，所以 GlAGlB；所以：GAlA+GlAl 右 ，
23、故有 G 左G 右， 再加上被取走的部分，仍有左端的重力小于右端重力，即粗端重力大，质量大。故选 B 。20 身高相同的兄弟二人用一根重力不计的均匀扁担抬起一个 900N 的重物已知扁担长为 1.8m ，重物悬挂点与哥哥的肩之间的距离 OA=0.8m，如图所示则A以哥哥的肩 A 为支点，可计算出弟弟承担的压力为400NB以 O 为支点，可计算出兄弟二人承担的压力之比为4:9C以 O 为支点，可计算出兄弟二人承担的压力之比为9:5D以弟弟的肩 B 为支点，可计算出哥哥承担的压力为600N【答案】 A【解析】【分析】【详解】A设哥哥承担的压力为 FA，弟弟承担的压力为 FB，以哥哥的肩 A 为支点
24、，由杠杆平衡条件可得：FBAB GOA ，G OA900N0.8mFB400N ，AB1.8mA 选项正确；BC因为支点是固定点，杠杆能绕支点转动，图中的O 不符合支点的特点，B、 C 选项错误，不符合题意D以弟弟的肩B 为支点，由杠杆平衡条件可得：FAABGOB ,G OB900N 1.0mFA=500N ，AB1.8mD 选项错误，不符合题意；二、初中物理功和机械能问题21 如图是某山地的等高线图，数字表示海拔高度，其单位是米。质量是60kg 的小凯早上8：00 从 A 点出发， 8： 50 到达 B 点的观景台；质量是50kg 的小旋早上7： 40 从 C 点出发， 8： 50 到达 D
25、 点的半山亭。下列说法中正确的是（）A他们对自己做的功一样多B小凯的平均功率较小C 8：50 分时，小旋的动能一定小于小凯的动能D 8： 50 分时，小旋的重力势能一定小于小凯的重力势能【答案】 D【解析】【分析】【详解】A 60kg 的小凯从A 点到达 B 点做的功为W凯 =G1h1m1gh160kg10N/kg(600m400m)51.2 10 J ；质量是 50kg 的小旋从C 点到达D 点做的功为W旋 =G2h2m2 gh250kg10N/kg(400m200m)1 105 J ；小凯做的功多，故A 错误；B小凯的运动时间为t18：508：0050min3000s ；平均功率为P1W凯1.2 105 Jt140W ，3000s小旋的运动时间为t28：507：4070min4200s ，平均功率为W旋1 105 J23.8W ，P24200st 2小凯的平均功率较大，故B 错误；C动能的大小与质量和速度有关，由于不知道8： 50 分时的他们的速度，所以无法比较动能的大小，故 C 错误；D重力势能的大小与质量和所处的高度有关，小凯的质量和所处的高度都比小旋的大，所以小旋的重力势能一定小于小凯的重力势能，故D 正确。