《2020-2021物理一模试题分类汇编——杠杆平衡条件的应用问题综合附答案解析.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020-2021物理一模试题分类汇编——杠杆平衡条件的应用问题综合附答案解析.docx（37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，杠杆始终处于水平平衡状态，改变弹簧测力计拉力F 的方向，使其从，此过程中（）A位置力臂最长B位置力臂最长C弹簧测力计示数先变大后变小D弹簧测力计示数先变小后变大【答案】 D【解析】【分析】【详解】AB力臂是支点到力的作用点的线段，由图可知当弹簧测力计在位置时力臂最大，故AB不符合题意；CD从 时动力臂先变大后变小，由图可知阻力等于钩码重力不变，在水平位置平衡所以阻力臂也不变，根据杠杆平衡的条件可知，弹簧测力计给杠杆的拉力先变小后变大，故 C 不符合题意， D 符合题意。故选 D。2AC 硬棒质量忽略不计，在棒的B、 C 两点施加力F1、 F2，F
2、2 的方向沿 OO线，棒在图所示位置处于静止状态，则（）A F1 GB FB= GC FC FC【答案】C【解析】【详解】在阻力和阻力臂不变的情况下，动力臂越大，动力最小；若力施加在A 点，当OA 为动力臂时，动力最小为Fa；若力施加在点，当 OC为力臂时，最小的力为B 点，当 OB 为力臂时动力最小，为Fb；若力施加在Fc，从支点作阻力的力臂为Gl，如图所示：CA F的力臂 AOG ，根据杠杆的平衡条件可知，F G， A 错误。alaB Fb 的力臂 BOGl，根据杠杆的平衡条件可知，Fb G， B 错误。C Fc 的力臂 CO Gl，根据杠杆的平衡条件可知，Fc G， C 正确。D Fb
3、的力臂 BO=OC，根据杠杆的平衡条件可知，Fb=Fc， D 错误。5 有一平衡的不等臂杠杆，下面哪种情况下杠杆仍能平衡：（）A使动力、阻力的大小减少相同的数值B使动力、阻力的大小增加相同的数值C使动力臂、阻力臂增加相同的长度【答案】 DD使动力、阻力的大小增加相同的倍数【解析】【详解】不等臂杠杆平衡时，满足F1l 1=F2l2， l 1l 2， F 1F 2。A 使动力、阻力的大小减少相同的数值F 时，由 Fl 1 Fl 2 可知，(F 1- F)l1 (F 2- F)l2 ，故 A 不符合；B使动力、阻力的大小增加相同的数值F 时，由 Fl 1 Fl 2 可知，(F 1+F)l1 (F 2
4、+F)l2 ，故 B 不符合；C使动力臂、阻力臂增加相同的长度L 时，由F 1L F2L 可知，F1(L+l1) F 2(L+l2)，故 C 不符合；D使动力、阻力的大小增加相同的倍数时，由F 1l 1=F2l 2 可知，nF1 l 1=nF2 l 2，故 D 正确。故选 D 。6 如图所示为一轻质杠杆。机翼模型固定在直杆上，它们总重6N，直杆挂在杠杆上并保持与杠杆垂直。同一弹簧测力计在不同情形下拉杠杆，使杠杆在水平位置平衡。下列说法中正确的是（）A测力计在B测力计从C测力计在D测力计在a 位置时的示数为1.5Na 位置转到b 位置后，示数将会变小a 位置时示数为Fa，移至 c 位置时示数为F
5、c，则 Fa Fc=41c 位置时，对模型水平向右吹风，示数将会变大【答案】 C【解析】【分析】【详解】A我们将杠杆左边受到的拉力定义为阻力，右边受到的拉力定义为动力。因为动力臂为阻力臂的 1 ，根据杠杆平衡条件FlF l 我们可以知道，动力应为阻力6N 的 4 倍，即为1 12 2424N，A 选项错误，不符合题意；B测力计a 位置时，动力臂等于支点到力的作用点的距离；当测力计在b 位置时，动力臂与支点到力的作用点的距离为直角三角形的一条直角边与斜边的关系，即测力计从a 位置转到 b 位置，动力臂变小了。根据杠杆平衡条件FlF l 可以知道，在阻力与阻力臂1 12 2均不变的情况下，动力臂减
6、小，要使杠杆继续平衡，动力应该增大。B 选项错误，不符合题意；C当测力计从a 位置转到c 位置时，动力臂变为原来的4 倍。由杠杆平衡条件Fl1 1F2l 2可以知道，在阻力与阻力臂均不变的情况下，动力臂变为原来的4 倍，要使杠杆继续平衡，动力应变为原来的1 ，即 Fa Fc=4 1。C 选项正确，符合题意；4D对模型向右吹风，根据流体压强与流速的关系可以知道，模型会受到一个向上的升力，即杠杆左边受到的拉力会减小。根据杠杆平衡条件Fl1 1F2l2 可以知道，在力臂均不变的情况下，阻力减小了，要使杠杆继续平衡，动力也应减小。D 选项错误，不符合题意。故选 C。7 小明做探究杠杆平衡条件的实验时将
7、手中的5 个钩码挂成了如图所示的情况，则（）A由图可以得到杠杆平衡条件为F1L1=F2L2B小明在F1 和 F2 的下方各再挂一个钩码杠杆仍能平衡C小明取下F1 下的一个钩码并将F2 的钩码取下杠杆仍能平衡D小明取下F2 下的钩码并将F3 的钩码向右移至20cm 处杠杆仍能平衡【答案】 D【解析】【分析】【详解】A假设一个钩码的重力为GF1=2G， F2=G， F3=2G各力力臂为L1 =20， L2=10， L3=15F1L1=2G 20=40GF2L2=G 10=10GF3L3=2G 15=30G杠杆平衡的条件为F1L1 =F2L2+F3L3故 A 不符合题意；B在 F1 和 F2 的下方
8、各再挂一个钩码后F1L1=3G 20=60GF2L2=2G 10=20GF3L3=2G 15=30GF1L1 F2L2+F3L3杠杆失去平衡，故B 不符合题意；C取下 F1 下的一个钩码并将F2 的钩码取下后F1L1=G 20=20GF2L2=0F3L3=2G 15=30GF1L1 F 绳拉力 L 右杠杆左端下沉。故A、 B、 C 不符合题意，D 符合题意。故选 D。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D先变小后变大【
9、答案】 C【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Fl =Gl21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，七块完全相同的砖块按照图示的方式叠放起来，每块砖的长度均为L，为保证砖块不倒下，6 号砖块与7 号砖块之间的距离S将不超过（）31B 2L57ALC LD L1524【答案】
10、A【解析】【分析】因两部分对称，则可只研究一边即可；1 砖受 2 和 3 支持力而处于平衡状态，则可由力的合成求得 1 对 2 的压力；而2 砖是以 4 的边缘为支点的杠杆平衡，则由杠杆的平衡条件可得出 2 露出的长度，同理可求得4 露出的长度，则可求得6、 7 相距的最大距离。【详解】1 处于平衡，则1 对 2 的压力应为G ；当 1 放在 2 的边缘上时距离最大； 2 处于杠杆平衡2状态，设 2 露出的长度为x，则 2 下方的支点距重心在L-x2处；由杠杆的平衡条件可知GL -xG x22解得Lx3设 4 露出的部分为x1；则 4 下方的支点距重心在L-x1处； 4 受到的压力 为GG2则
11、由杠杆的平衡条件可知4GG - x1Gx152解得Lx15则 6、 7 之间的最小距离应为L 2 x x1L 2 L L31 L3515故选 A。13 如图所示，小凯用拉力F 提着重为G 的物体匀速缓慢上升h，下列关于杠杆的有关说法正确的是（）A拉力 F 所做的总功为FhB杠杆的机械效率是Gh/Fh 100%C若把悬挂点从 A 点移至 B 点，把同一物体匀速缓慢提升相同的高度，拉力的大小与原来相同D若把悬挂点从 A 点移至 B 点，把同一物体匀速缓慢提升相同的高度，拉力所做的总功与原来相同【答案】 D【解析】【分析】【详解】A重为 G 的物体匀速缓慢上升 h，总功应为拉力 F 与力的方向上的位
12、移 s 的乘积，由图可知sh则总功WFsFh故 A 项错误；B物体重力做的功为有用功是W有Gh而拉力做的功大于 Fh，故 B 项错误；C悬挂点从 A 点移至 B 点，阻力臂增大，根据公式FlF l2，阻力不变，阻力臂增大，1 12动力臂不变则动力增大即拉力F 变大，故 C 项错误；D把悬挂点从 A 点移至 B 点，把同一物体匀速缓慢提升相同的高度，理想状态下，没有额外功，所以拉力所做的总功与原来相同，故D 项正确。故选 D。14 如图所示，在探究杠杆平衡条件的实验中，杠杆处于水平平衡状态，所用钩码完全相同。下列做法中能使杠杆再次平衡的是A分别在两边钩码下再增加一个相同钩码B左边减少1 个钩码，
13、右边减少2 个钩码C两边钩码均向支点移动相同的距离D左边钩码向左移1.5cm，右边钩码向右移1cm【答案】 D【解析】【详解】设一个钩码的重力为G，左边钩码到支点的距离为3l ，因为杠杆正处于水平平衡，所以由杠杆平衡条件可得2G3l3Gl右 ，解得l右2l，即右边钩码到支点的距离为2l ；A若分别在两边钩码下再增加一个相同钩码，则3G3l4G2l ，此时杠杆不再平衡，不符合题意；B若左边减少1 个钩码，右边减少2 个钩码，则G3lG2l ，此时杠杆不再平衡，不符合题意；C若两边的钩码均向支点移动相同的距离l，则2G2l3Gl ，此时杠杆不再平衡，不符合题意；D若左边钩码向左移1.5cm，右边钩
14、码向右移1cm，则2G(3l1.5)3G(2l1) ，此时杠杆平衡，符合题意。15 如图所示，粗细均匀的铁棒AB 静止在水平地面上，小明用力F 将铁棒从水平地面拉至竖直立起此过程中，力F 作用在 B 端且始终与铁棒垂直，则力F 将（）A逐渐变大B逐渐变小C保持不变D先变小后变大【答案】 B【解析】【详解】如下图所示： 在抬起的过程中，阻力F2 不变， F 与铁棒始终垂直，所以动力臂l1 不变，由于铁棒的位置的变化，导致了阻力F2 的阻力臂 l2 在变小，根据杠杆的平衡条件可得：Fl =F l可知， l1、 F都不变， l变小，所以 F 也在变小。 故选 B。12 22216 如图，轻质杠杆可绕
15、 O 点转动（不计摩擦）A 处挂着一重为 80N、底面积为 500cm 2的物体 G在 B 点施加一个垂直于杆的动力F 使杠杆水平平衡，且物体G 对地面的压强为1000Pa， OB=3OA则 B 点的拉力 F 的大小为A50NB 30NC 10ND 90N【答案】 C【解析】【分析】【详解】地面对物体 G 的支持力F支F压ps1000Pa0.05m250N物体 G 对杠杆的拉力FA GF支80N50N 30N已知OB=3OA，由杠杆平衡的条件FOBFAOA 可得：F FA OA =30N 1 =10N OB3故选 C17 有一根一端粗一端细的木棒，用绳子拴住木棒的O 点，将它悬挂起来，恰好在水
16、平位置平衡，如图所示，若把木棒从绳子悬挂处锯开，则被锯开的木棒（）A粗细两端质量一样B粗端质量较大C细端质量较大D无法判定【答案】B【解析】【详解】如图 1，设 O 点到粗端的距离为 L，在O 点左侧对称地割取长也为L 的一段（图 1）。现再次利用对称割法，在O 点右侧割取与O 点左侧所割等大的一部分（图2 虚线部分），将两次所割取的部分（各自重力显然是相等的）取走，则原木棒只剩下图2 所示部分。设左端剩下的重力为G 左 ，力臂为l 左，右端剩下的重力为G 右 ，力臂为 l 右 ，由杠杆平衡条件有：G 左 l 左G 右 l 右 ，很明显 l 左l 右 ，故有 G 左G 右， 再加上被取走的部分
17、，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 。18 在一个长 3 米的跷跷板（支点在木板中点）的两端分别放置两个木箱，它们的质量分别为 m1=30kg， m2=20kg，为了使跷跷板在水平位置平衡，以下做法可行的是（）A把 m1 向右移动0.5 米B把 m2 向左移动0.5 米C把 m1 向右移动0.2 米D把 m2 向左移动0.3 米【答案】 A【解析】【分析】【详解】跷跷板的支点在木板中点，根据图中信息可知，木板左边受到的压力比右边大，为了使跷跷板在水平位置平衡，应该将 m1 向右移，则 m2 的力臂不变为 1.5m，根据杠杆的平衡条件有m1 gl1m2 gl 2代入数据
18、可得m1 向右移后的力臂m2 gl 220kg 1.5ml11mm1g30kgm1 的力臂由1.5m 变为 1m，为了使跷跷板在水平位置平衡，把m1 向右移动 0.5 米，所以BCD项错误， A 项正确。故选 A。19 用如图所示的杠杆提升重物，设作用在 A 端的力 F 始终与杆垂直，那么，在将重物提升到最高处的过程中，力F 的大小将()A逐渐变小B先变小，后变大C逐渐变大D先变大 ，后变小【答案】 D【解析】【分析】【详解】由题知，当慢慢提升重物时，重力(阻力 )不变 ，阻力臂增大 (水平时最大 )，动力臂不变，即： G 不变、 L1212C.不变 ,， L增大 FLGL 力 F 逐渐变大；
19、故选20 如图所示， AOB 为一杠杆， O 为支点，杠杆重不计，AO=OB在杠杆右端A 处用细绳悬挂重为G 的物体，当AO 段处于水平位置时，为保持杠杆平衡，需在B 端施加最小的力为 F1；当BO 段在水平位置时保持杠杆平衡，这时在B 端施加最小的力为F2，则A F1F2C F1=F2D无法比较【答案】 B【解析】【分析】【详解】（1）当 AO 段处于水平位置时，如左图所示最省力，F1lOB=GlOAGlOAF1= lOB=G；（ 2）当 OB 段处于水平位置时，如右图所示最省力，F2lOB=GlOCGl OCGlOCF2=故选 B二、初中物理功和机械能问题lOBlOBl OC lOBF2
20、GF1 F2；21 如图中甲图所示，小明用弹簧测力计拉木块，使它先后两次沿水平木板匀速滑动相同的距离，乙图是他两次拉动同一木块得到的距离随时间变化的图像下列说法正确的是A两次木块运动的速度相同B木块第一次受到的摩擦力较大C两次拉力对木块做的功一样多D两次拉力对木块做功的功率一样大【答案】 C【解析】【分析】【详解】A两次木块运动相同的距离，第2 次所用时间比第1 次长，两次木块运动的速度不相同， A 选项说法不正确；B摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关，两次运动中压力大小和接触面的粗糙程度相同，所以摩擦力相同， B 选项说法不正确；C木块两次沿水平木板匀速滑动相同的距离，两次滑动中水
21、平方向所受到的滑动摩擦力与拉力是一对平衡力，大小相等，因摩擦力大小相等，两次的拉力相等，由W=Fs 可得两次拉力对木块做的功一样多，C 选项说法正确；WD由图可见两次滑动距离相同，所用时间不同，由p得两次拉力对木块做功的功率t不一样大， D 选项说法不正确；故选 C22 在雄壮的国歌声中，升旗手在50 秒时间内将重5N 的国旗缓缓上升到旗杆顶端，下面分析正确的是（）A缓缓上升，动能转化为重力势能B升旗同学的手受到绳对手的摩擦力方向向下C他对国旗做功的功率最接近于1WD旗杆顶端的滑轮在使用时是省力的【答案】 C【解析】【分析】(1)影响动能的因素是质量和速度；影响重力势能的因素是质量和高度；在一
22、定条件下，动能和势能可以相互转化；(2)两个物体发生相对运动时，摩擦力方向与相对运动的方向相反；(3)已知国旗重力，估计出旗杆高度，可以得到克服旗杆重力做的功；功与时间之比为功率；(4)定滑轮的本质是等臂杠杆，所以不能省力。【详解】A国旗匀速上升过程中，速度不变，质量不变，则动能不变，高度增大，国旗的重力势能逐渐增大，没有动能转化为重力势能，故A 错误；B由于力的作用是相互的，升旗同学向下拉绳，升旗同学的手受到绳对手的摩擦力方向向上，故 B 错误；C已知国旗的重力5N，旗杆大约10m 高，克服国旗的重力做功为WGh5N10m50J国歌的演奏一遍的标准时间是50 秒，他对国旗做功的功率最接近于W
23、50JP1Wt50s故 C 正确；D国旗杆上的滑轮为定滑轮，则利用定滑轮升国旗，可以改变施力的方向但不能省力，故 D 错误。故选 C。23 小红在操场上将一皮球抛出，皮球被抛出后的运动轨迹如图所示，a、 c 两点处于同一高度则下列判断中正确的是（）A皮球由a 到 b 时，动能逐渐增大B皮球由c 到 d 时，机械能一直减小C皮球在b 点时的机械能最大D皮球在a、 c 两点时动能相等【答案】 B【解析】试题分析：皮球由a 到b 时，速度越来越小，所以动能逐渐减小，故A 错；皮球由c 到d时，要克服摩擦力做功，机械能一直减小，故B 正确；皮球在a 点时的机械能最大，故C错；皮球在a、 c 两点时的重
24、力势能相等，而机械能不相等，所以动能不相等，故D 错；应选 B考点：机械能转化24 2019 年 5 月 17 日，我国在西昌卫星发射中心用长征三号运载火箭成功发射第45 颗北斗导航卫星。下列说法错误的是（）A运载火箭加速上升过程中，重力势能变小，动能增大B运载火箭加速升空是利用了物体间力的作用是相互的C北斗卫星绕轨道运行时受到非平衡力的作用D北斗卫星绕轨道从近地点向远地点运动时，动能变小，机械能守恒【答案】 A【解析】【分析】物体由于运动而具有的能叫动能，质量越大，速度越大，动能就越大；物体由于被举高而具有的能叫重力势能，质量越大，高度越高，重力势能就越大；物体间力的作用是相互的；物体受平衡
25、力的作用处于平衡状态；在太空中，卫星绕地球运动时，没有阻力作用，没有克服摩擦做功，机械能守恒。【详解】A火箭上升过程中高度增大，重力势能增大，速度增大，动能增大，故A 错误，符合题意；B火箭升空时向后喷出高温气体给空气一个向后的力，空气给火箭以反作用力，是利用了物体间力的作用是相互的，故 B 正确，不符合题意；C火箭入轨后做圆周运动运动状态不断改变，故受到非平衡力的作用，故C 正确，不符合题意；D北斗卫星绕轨道从近地点向远地点运动时，速度减小，高度增加，所以动能减小，势能增加；北斗卫星在地球大气层外运行，不受空气阻力的作用，只有动能和势能之间的转化所以机械能守恒，故 D 正确，不符合题意。故选
26、 A。25 如图所示，小球以速度v 从 A 沿弯曲轨道滑下，并最终刚好到达等高的C 点，下列说法中正确的是 ()A因为最终到达了与A 等高的 C 点，所以小球机械能守恒B小球在B 点的机械能最大C小球从B 到 C 的过程只是动能转化为重力势能D小球从A 到 C 的整个过程中动能的变化量等于克服摩擦力做功【答案】 D【解析】【分析】【详解】A B小球以速度 v 从A 沿弯曲轨道滑下，在A 点具有动能和重力势能，并最终刚好到达等高的 C 点， C 点速度为0，只有重力势能，A、 C 两点的重力势能相等，但A 点的机械能大于 B 点的机械能，说整个运动过程中，机械能在减小，所以A 点的机械能最大，故AB 错误；C小球从 B 到 C 的过程中先将重力势能转化为动能，再将动能转化为重力势能，故C