2020-2021中考物理二模试题分类汇编——杠杆平衡条件的应用问题综合及详细答案

1、一、初中物理杠杆平衡条件的应用问题1 在我国古代书籍墨经中，对杠杆有精辟论述，并有许多巧妙的应用如下图所示是在井上汲水的桔槔，下列对其在使用中正确的解释是A桔槔是等臂杠杆，不省力也不费力B向井内放送水桶时，人用的力气一定小于水桶的重力，所以省力C桔槔是不等臂杠杆，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆D往上提水时，人用的力气一定小于桶与水的总重，所以省力【答案】 D【解析】【分析】杠杆的分类：省力杠杆，动力臂大于阻力臂；费力杠杆，动力臂小于阻力臂；等臂杠杆，动力臂等于阻力臂；要使杠杆平衡，作用在杠杆上的两个力（用力点、支点和阻力点）的大小跟它们的力臂成反比。【详解】AC由图可见，桔槔是不等臂杠杆，动力臂

2、大于阻力臂，是省力杠杆，故AC 错误；B向井内放送水桶时，人用的力通过杠杆原理，与石头的重力相关，一般比木桶的重力要大，故 B 错误；D往上提水时，因为有石头帮忙，人的力气比水和桶的总重力小，故故选 D。【点睛】此题主要考查了对简单机械的认识，要掌握杠杆的要素。D 正确。2 如图所示，作用在A 点的各个力中，不可能使杠杆平衡的力是A F3 和 F4B F1 和 F3C F2 和 F4D F1 和 F2【答案】 A【解析】【详解】因为力 F3 的作用线所在的直线过支点O，所以力 F3 的力臂为 0，又因为 0 乘以任何数都为0，所以力 F3 不能使杠杆平衡；力F4 使杠杆转动方向与重物使杠杆的转

3、动方向相同，所以力 F4不能使杠杆平衡；力F1 和 F2 使杠杆转动方向与重物使杠杆转动方向相反，所以力F1和 F2可以使杠杆平衡；故选A。3AC 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 F1Gs2C重力的力臂等于SD F方向沿 OO线向下11【答案】 A【解析】【分析】【详解】AB由图像可得， A 点到 F1 的距离为 s2，若令 A 点到重力的距离为s3，根据杠杆的平衡条件“动力动力臂=阻力阻力臂”可知F1 s2Gs3可以推出F1s3 Gs2由于s3s2可得F1G故 A 选项正确，符合题意，B 选项错误，不符合

4、题意；C重力的力臂为支点A 到重力的距离，重力竖直向下，因此力臂为水平方向，故C 选项错误，不符合题意；D F1 与G 在支点同侧，重力方向竖直向下，所以F 的方向应该向上，故D 选项错误，不符合题意。16 如图所示，轻质均匀杠杆分别挂有重物GA 和 GB （GAGB） ,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： GA AB Bl=G l ；已

5、知 GAGB 所以 lAlB，当两端各再加重力相同的物体后，设增加的物重为G，此时左边力和力臂的乘积：(GA+G)?l A=GAlA+GlA右边力和力臂的乘积：BB B BB(G +G)?l =G l +Gl由于 lAlB，所以 GlAGlB；所以：GAlA+GlA6GL，所以左端下降，故A 符合题意， BCD都不符合题意。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 ，

6、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；故选20 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 即m甲 g 3 m乙 g 2m甲2所以，又因为 V 甲/ V 乙 1/2，甲、乙两个物块的密度之比是m乙3m甲2甲V甲14乙 m乙 3 3V乙 2故 C 正确。故选

7、 C。二、初中物理功和机械能问题21 一个木块放在粗糙程度相同的水平地面上，如果对木块施加的水平拉力为F，如图甲所示； F 的大小与时间t 的关系如图乙所示；木块的运动速度v 与时间t 的关系如图丙所示。以下说法正确的是（）A当 t=1s 时，木块受到的摩擦力是0B当 t 在 24s 内，木块做匀速直线运动，受到的摩擦力为5NC当 t 在 46s 内，拉力 F 的功率为6WD当 t 在 26s 内，木块的机械能保持不变【答案】 C【解析】【分析】【详解】A由图乙可知，物体在t=1s 时受到的拉力为1N，由图丙可知此时物体处于静止状态，所以受到的摩擦力等于拉力为1N，故 A 错误；B由图乙可知，

8、物体在46s 内受到的拉力为3N，由图丙可知 46s 内物体做匀速运动直线运动，在 46s 内受到的摩擦力等于此时的拉力为3N；由图乙可知在24s 内，物体做加速直线运动，接触面粗糙程度、受到的压力不变，所以在24s 内受到的摩擦力为 3N。故B 错误；C由图乙可知，物体在46s 内受到的拉力为3N，由图丙可知 46s 内物体做速度为 2m/s的匀速运动直线运动，此时拉力的功率WFs3N2m/s 6WPFvtt故 C 正确；D在 26s 内，木块受到拉力和摩擦力的作用，机械能在不断变化，故D 错误。故选 C。22 下列说法中正确的是（）A抛出手的铅球在空中向前运动的过程中，推力对它做了功B提着

9、水桶在路面上水平向前移动一段路程，手的拉力对水桶做了功C用手从地面提起水桶，手的拉力对水桶做了功D用力推一辆汽车，汽车静止不动，推力在这个过程中对汽车做了功【答案】 C【解析】【分析】【详解】A抛出手的铅球在空中向前运动的过程中，推力已经不存在了，推力对它没有做功，误；A 错B提着水桶在路面上水平向前移动一段路程，手的拉力是竖直向上的，水桶在竖直方向上没有移动距离，即水桶在拉力的方向上没有移动距离，那么手的拉力对水桶没有做功，B错误；C用手从地面提起水桶，手的拉力是向上的，水桶在拉力的方向上移动了距离，所以手的拉力对水桶做了功， C 正确；D用力推一辆汽车，汽车静止不动，汽车在推力的方向上没有

10、移动距离，那么推力在这个过程中对汽车没有做功，D 错误。故选 C。23 举重比赛要求运动员将杠铃举过头顶后，在空中至少静止3 秒钟，在这3 秒钟内（）A杠铃受到的重力和人对它的支持力是平衡力B运动员所受的重力和地面对他的支持力是平衡力C运动员在用力向上支持杠铃，因此他对杠铃做了功D杠铃对运动员的压力和人对它的支持力是平衡力【答案】 A【解析】【分析】本题要抓住做功的两个必要因素：作用在物体上的力；物体在力的方向上通过的距离；二者缺一不可；从平衡力和相互作用力的条件判断两个力是平衡力，还是相互作用力；平衡力的条件：大小相等、方向相反、作用在同一个物体上，作用在同一条直线上；相互作用力：大小相等、

11、方向相反、作用在两个物体上，作用在同一条直线上。【详解】A杠铃受到的重力和对它的支持力符号二力平衡的条件，所以是一对平衡力，故A 正确；B运动员所受的重力和地面对它的支持力，大小不相等，所以不是一对平衡力，故B 错误；C因为做功需要对物体施力，并且在力的方向上需要移动距离，而运动员向上支持杠铃，但没有发生位移，故 C 错误；D杠铃对运动员的压力和人对它的支持力，作用在两个物体上，是一对相互作用力，不是平衡力，故D 错误。故选 A。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

12、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

13、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，故合题意；C 正确，不符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 A。25 立定纵跳摸高是中学生常见的运动项目，起跳前先屈膝下蹲，然后脚掌用力蹬地，伸展身体，两臂上挥，竖直向上跳起至最高点，小刚同学在一次立定纵跳摸高中消耗的能量约为（ ）2345A3 10JB 3 10JC 3 10JD 3 10J【答案】

14、A【解析】【分析】【详解】中学生重力的平均值约600N，当起跳后重心升高的高度为： h=0.5m；在起跳时所消耗的能量用来增加了同学的重力势能了，所以当该同学跳起后增加的重力势能最大值是：2E=W=Gh=600N 0.5m=300J=3 J，10故 A 正确， BCD错误；应选 A26 九年级的小黄同学一口气从一楼跑到四楼教室，所用时间为30 s。他上楼过程克服自身重力做功的功率最接近（）A1.5 WB 15 WC 150 WD 1500 W【答案】 C【解析】【分析】【详解】一层楼的高度约为3m，三层高度约为9m，九年级的同学体重大约为50kg，则克服自身重力所做的功约为W=Gh=mgh=5

15、0kg10N/kg 9m=4500J克服重力做功的功率W4500JP150Wt30s故 ABD，都不符合题意， C 符合题意。故选 C。27 如图是滑雪运动员收起雪杖后从高处滑下的情景，对此过程A运动员下滑过程中动能增大，重力势能也增大B运动员下滑过程中，动能的增加量等于重力势能的减小量C运动员的动能是由重力势能转化来的D运动员弓着腰，是为了通过降低重心来增大惯性【答案】 C【解析】【详解】A运动员下滑过程中，质量不变，速度越来越大，高度不断变小，所以动能增大，重力势能减小，故 A 错误；B运动员下滑过程中，由于要克服摩擦做功，有一部分动能转化为内能，所以动能的增加量小于重力势能的减小量，故

16、B 错误；C运动员下滑过程中，动能增大，重力势能减小，所以，运动员的动能是由重力势能转化来的，故 C 正确；D运动员弓着腰，是通过降低重心来增加稳度，不能改变惯性的大小，故D 错误。故选 C。28 如图所示为运动员投掷铅球的过程示意图，下列有关说法错误的是（）A在 a 到 b 的过程中，运动员对铅球做了功B在 b 到 c 的过程中，运动员对铅球没有做功C在 c 到 d 的过程中，没有力对铅球做功D在 a 到 d 的过程中，铅球的运动状态在不断的变化【答案】 C【解析】【分析】【详解】图中从 a 到 b 过程中，运动员对铅球施加了力，铅球在力的方向上通过距离，故运动员对铅球做了功， A 说法正确

17、；从b 到 c 过程中，铅球虽然运动了一段距离，但运动员对铅球没有施加力的作用，故运动员对铅球没有做功，B 说法正确；从c 到d 的过程中，铅球受到重力的作用，铅球在重力方向上通过一段距离，故重力对铅球做功，C 说法错误；从a到 d 的过程中，铅球的运动方向随时改变，故铅球的运动状态在不断改变，D 说法正确；答案选C29 举重是我国的优势体育项目，如图所示，运动员需将杠铃举过头顶，等到裁判判定站稳之后才能算成绩有效。在抓举时，两位运动员用相同时间把同样重的杠铃举起，一位运动员将杠铃举起1.9m， 另一位运动员将杠铃举起1.8m 。如果他们对杠铃所做的功分别为W1 和W2 ，功率分别为P1 和P

18、2，则下列关系式中正确的是（）A W1 W2C P1 = P2D P1 W2。故 A 错误， B 正确；CD他们用相同时间把同样重的杠铃举起，相同的时间内，做的功越多，功率越大。由上可知 W1 W2 ，所以 P1 P2。故 CD 错误。故选 B。30 如图所示，在一个罐子的盖和底各开两个小洞。将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿人罐中，橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定。做好后将它从不太陡的斜面滚到水平面。下列说法正确的是（）A罐子从斜面滚下，重力势能只转化为动能B罐子从斜面滚下的过程中，只有动能和弹性势能的相互转化C因为能量之间可以相互转化，所以罐子滚下后可能再次滚上斜面D如果水平面是光滑的，则罐子会

19、一直滚动下去【答案】 C【解析】【分析】【详解】A罐子从斜面滚下，要克服摩擦力做功而使重力势能转化为内能，故A 错误；B罐子从斜面滚下的过程中，重力势能转化为动能和内能，故B 错误；C罐子从不太陡的斜面上滚下，罐子的高度减小，速度先增大后减小，橡皮筋的弹性形变逐渐增大，则罐子的重力势能减小，动能先增大后减小，橡皮筋的弹性势能增大，即该过程中罐子的重力势能会转化为动能和橡皮筋的弹性势能；发生形变的橡皮筋由于要恢复原状，故罐子可能再次滚上斜面，故C 正确；D罐子在滚动的过程中，由于和斜面之间存在摩擦，机械能会转化为内能，所以整个罐子的机械能不守恒，机械能会逐渐变小，最终罐子会停止运动，故D 错误。

20、故选 C。31 如图所示， F12B 以 0.1m/s 的速度在物=4N， F =3N，此时物体 A 相对于地面静止，物体体 A 表面向左做匀速直线运动（不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦）。下列说法错误的是（）A F2 的功率为 0.6WB弹簧测力计读数为 9NC地面对物体 A 的摩擦力为 2ND如果增大 F2 ，物体 A 可能向左运动【答案】 D【解析】【分析】【详解】A由图知，水平使用滑轮组，对于物体B 来说 n=2，拉力端移动速度v2v物20.1m/s0.2m/s拉力 F2 做功功率P2F2 v3N0.2m/s0.6W故 A 正确，不符合题意；B不计弹簧测力计、滑轮

21、和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦，对于弹簧测力计来说是3 股，所以弹簧测力计的示数F3F233N9N故 B 正确，不符合题意；C对于物体A，受到的力： B 向左的摩擦力f B2F223N6N向右的拉力F1=4N，因为 A 静止，所以地面向右的摩擦力f地f BF16N4N2N故 C 正确，不符合题意；D如果增大F2，由于 B 对 A 压力的大小没变，接触面的粗糙程度没变，所以B 对 A 的摩擦力不变，此时物体A 相对于地面仍然静止，故D 错误，符合题意。故选 D。32 王强同学在探究凸透镜成像的规律后，又想采用实验中的装置来比较甲、乙、丙、丁四个透镜焦距的大小，在实验中还测出了其中一个透镜的焦距实验时凸透镜和烛焰的距离保持 16 cm 不变，烛焰通过四个凸透镜的成像情况如下表所示，由此可推断（）凸透镜像的性质甲倒立放大实像乙倒立等大实像丙倒立缩小实像丁正立放大虚像A甲透镜的焦距最小，乙透镜的焦距是8 cmB乙透镜的焦距最小，丁透镜的焦距是16 cmC丙透镜的焦距最小，乙透镜的焦距是8 cmD丁透镜的焦距最小，甲透镜的焦距是16 cm【答案】 C【解析】【分析】【详解】根据表中数据可知，丁的焦距最大，其次是甲，再次是乙，最小的是丙，根据乙透镜成像情况可知，放在了二倍焦距上，即项为 C2f