2020-2021全国中考物理杠杆平衡中考真题汇总含答案
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一、初中物理杠杆平衡条件的应用问题
1.如图所示,在调节平衡后的杠杆两侧,分别挂上相同规格的钩码,杠杆处于平衡状态。如果在两侧钩码下方各增加一个与原来规格相同的钩码,则( )
A.左端下降
B.右端下降
C.仍然平衡
D.无法判断
【答案】A
【解析】
【分析】
本题考查杠杆的平衡原理。
【详解】
杠杆的平衡原理是:动力×动力臂=阻力×阻力臂。图中,设一个钩码的重为G,杠杆每一小格的长度为L,则有G∙4L=2G∙2L,若两侧钩码下方各增加一个与原来规格相同的钩码,则杠杆的左边变成2G∙4L=8GL,右边变成3G∙2L=6GL,此时8GL>6GL,所以左端下降,故A符合题意,BCD都不符合题意。
故选A。
2.AC硬棒质量忽略不计,在棒的B、C两点施加力F1、F2,F2的方向沿OO'线,棒在图所示位置处于静止状态,则( )
A.F1
B.F1=221sFs
C.F1力臂等于s1
D.F2方向沿OO'线向上
【答案】D 【解析】
【详解】
AC.由图知,F2的方向沿OO′线,其力臂最长,为s2;而F1的方向竖直向下,所以其力臂L1是从A点到F1的垂线段,小于s1,更小于s2, 由F1L1=F2L2知,L1<s2,所以F1一定大于F2,故AC不符合题意;
B.由F1L1=F2L2知,
F1L1=F2s2,
即
2211FsFL
故B不符合题意;
D.已知F1的方向是竖直向下的,为保持杠杆平衡,F2的方向应该沿OO′向上,故D符合题意。
3.如图所示,为提升重物,现选用轻质杠杆,不考虑杠杆支点O点处的摩擦,每次利用杠杆把同一重物匀速提升相同高度,下列说法正确的是
A.当重物悬挂在A点,动力作用在C点时,该杠杆一定是省力杠杆
B.当重物悬挂在C点,动力作用在B点时一定比作用在A点时要省力
C.无论重物挂在A点还是B点时,利用该机械所做的有用功都相等
D.如果动力作用在C点且方向始终保持与杆保持垂直,则提升重物过程动力大小不变
【答案】C
【解析】
【分析】
灵活运用杠杆平衡公式分析即可;
【详解】
AB.不论重物悬挂在A点或C点,也不论动力作用在C点还是B点,判断杠杆是省力还是费力,需要根据杠杆平衡公式,不仅与力的作用点有关,还与力的方向有关,因此无法在只知道力的作用点的情况下判断是否省力,故AB错误;
C.无论重物挂在A点还是B点时,由于物体质量相同,上升高度相同,则根据WGh可知,该机械所做的有用功都相等,故C正确;
D.动力作用在C点且方向始终保持与杆保持垂直时,可得动力臂大小始终不发生变化,但由于物体上升,重物的阻力臂会逐渐减小,则由杠杆平衡公式可知动力会减小,故D错误。
4.如图所示,杠杆可绕O点转动,力F作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直;在将杠杆缓慢地由位置A拉到位置B的过程中,力F( )
A.变大 B.变小
C.不变 D.先变大后变小
【答案】A
【解析】
【分析】
解答此题,首先要判断杠杆的五要素中,有哪些要素发生了变化,然后再利用杠杆的平衡条件进行分析。
【详解】
将杠杆缓慢地由位置A拉到位置B,动力臂不变,阻力G的力臂变大,而阻力不变,根据杠杆平衡条件1122FlFl分析得出动力变大。
故选A。
5.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a位置时的示数为 1.5N
B.测力计从a位置转到b 位置后,示数将会变小
C.测力计在a位置时示数为Fa,移至c位置时示数为Fc,则 Fa∶Fc=4∶1
D.测力计在c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14,根据杠杆平衡条件1122FlFl我们可以知道,动力应为阻力6N的4倍,即为24N,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1122FlFl可以知道,在阻力与阻力臂均不变的情况下,动力臂减小,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1122FlFl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14,即Fa∶Fc=4∶1。C选项正确,符合题意;
D.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1122FlFl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。
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
2332GLGL
A.两边各向外移一格,左边
248GLGL 右边
339GLGL
由于
89GLGL
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
24GL
右边
42GL
因
2442GLGL
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
339GLGL
右边
428GLGL
因为
98GLGL
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
33GLGL
右边
224GLGL
由于
34GLGL
杠杆右端下沉,故D不符合题意。
故选B。
7.如图所示,小明利用一根长为L的扁担挑水,他在扁担的左端挂上质量为m1的水桶,在右端挂上质量为m2的水桶,右手扶着扁担右侧。已知m1> m2 ,不计扁担自重,下列说法正确的是( )
A.若要右手不使力,小明的肩应靠近扁担左端
B.若要右手不使力,小明的肩应靠近扁担右端
C.小明的肩位于扁担中点时,右手需要给扁担施加向上的力
D.扁担与肩的接触面积越小,肩受到的压强越小
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
AB.扁担在左端挂了m1的水桶,右端挂了m2的水桶,左端的重力大于右端的重力,根据杠杆的平衡条件1122FLFL可知,若要扁担平衡右手不使力,人的肩膀应靠近扁担左端,故A正确,B错误;
C.小明的肩位于扁担中点时,左端的重力大于右端的重力,根据杠杆的平衡条件1122FLFL可知,左端下沉,为了使扁担在水平位置平衡,右手需要给扁担施加向下的力,故C错误;
D.根据压强的公式FpS可知,压力一定时,扁担与肩的接触面积越小,肩受到的压强越大,故D错误。
故选A。
8.如图所示,在“探究杠杆的平衡条件”的实验中,已知杠杆上每个小格的长度为2cm,用弹簧测力计在A点斜向上(与水平方向成30°角)拉杠杆,使杠杆在水平位置平衡。下列说法中正确的是( )
A.此时杠杆的动力臂为0.08m
B.此时为省力杠杆
C.当弹簧测力计向左移至竖直位置时,其示数为1N
D.图中钩码的总重力为2N
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A.当弹簧测力计在A点斜向上拉(与水平方向成30°角)杠杆,所以动力臂
11142cm4cm=0.04m22lOA
故A错误;
B.由图知,钩码对杠杆拉力为阻力,阻力臂的大小
l2=3×2cm=6cm>l1
杠杆为费力杠杆,故错误;
CD.由图知,弹簧测力计示数为3N,根据杠杆的平衡条件F1l1=Gl2可得
1123N4cm=2N6cmFlGl
竖直向上拉A点时,力臂大小等于OA,由杠杆平衡条有'12FOAGl ,所以测力计的示数
212N6cm=1.5N2cm4GlFOA
故C错误,D正确。
故选D。
9.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,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
233GlGl右,
解得2ll右,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
3342GlGl,
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
32GlGl ,
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
223GlGl,
此时杠杆不再平衡,不符合题意;
D.若左边钩码向左移1.5cm,右边钩码向右移1cm,则
2(31.5)3(21)GlGl,
此时杠杆平衡,符合题意。
10.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,阻力不变,动力臂变大,根据杠杆平衡的条件