郑州全国备战中考物理杠杆平衡条件的应用问题的综合备战中考真题汇总

1、一、初中物理杠杆平衡条件的应用问题1 如图所示，小明用一可绕 O 点转动的轻质杠杆，将挂在杠杆下的重物提高。他用一个始终与杠杆垂直的力 F 使杠杆由竖直位置缓慢转到水平位置，在这个过程中，此杠杆（）A一直是省力的B先是省力的，后是费力的C一直是费力的【答案】 BD先是费力的，后是省力的【解析】【分析】【详解】由题图可知动力F 的力臂l1 始终保持不变，物体的重力G 始终大小不变，在杠杆从竖直位置向水平位置转动的过程中，重力的力臂l 2 逐渐增大，在l 2 l1 之前杠杆是省力杠杆，在l2l 1 之后，杠杆变为费力杠杆，故选B。2 如图所示，轻质杠杆OA 的B 点挂着一个重物，A 端用细绳吊在圆

2、环M 下，此时OA 恰成水平且A 点与圆弧形架PQ 的圆心重合，那么当环M 从P 点逐渐滑至Q 点的过程中，绳对 A 端的拉力大小将（）A保持不变B逐渐增大C逐渐减小D先变小再变大【答案】 D【解析】【详解】作出当环 M 位于 P 点、圆弧中点、Q 点时拉力的力臂l 1、 l 2、 l3 如下由图可知，动力臂先增大，再减小，阻力与阻力臂不变，则由杠杆平衡公式F 1l 1=F 2l2 可知，拉力先变小后变大，故选D 。3 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

3、 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 F 由 150N 逐渐变大B乙方式 F 的功率为 3W12C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】【详解】A由图知道，重力即阻力的方向是竖直向下的，动力F 的方向也是竖直向下的，在提升1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

4、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 =150N0.06m/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100%=Gh400N88.9%W总100%=100%Gh G轮 h400N 50N故 D 正确4 用图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”

5、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 F2、l 2 不变，则F 和 l 成反比，故Cl正确， D 错误。5 小明做探究杠杆平衡条件的实验时将手中的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=F2L2

6、B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 的下方各再挂一个钩码后F1L1=3G 20=60GF2L2=2G 10=20GF3L3=2G 1

7、5=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 500N因为人的最大拉力等于体重500N，因此配重不可能匀速拉起，故D 错误。故选 C。11 如图所示，用不同的机械匀速提升同一物体时，最省力的是（不计机械自重和摩擦）（）ABCD【答案】 D【解析】【分析】【详解】如图所示，物体重力为G，不计机械自重和摩擦，则各图的力F 大小分别如下：A图中为动滑轮，动力作用在动滑轮的轴上，费一倍的力，则F1=2G；B图中为斜面，在直角三角形中， 30角所对的直角边

8、h 为斜边 s 的一半，不计机械自重和摩擦，总功与有用功相等，则F2s=Gh所以F2h G1 Gs2C图中为动滑轮，动力作用在动滑轮的轮上，则1F3G2D图中为杠杆，O 为支点，动力臂为 3l，阻力臂为 l，由杠杆平衡条件可得 F43l=Gl即F1 G43由此可得，最省力的为F4。故选 D。12 小军利用如图所示的装置测量某液体的密度，他将同种材料制成的甲、乙两物块分别悬挂在轻质硬杆 AB 的两端，把甲浸没在待测液体中，调节乙的位置到C处时，硬杆 AB恰好水平平衡。已知： OC=2OA，甲、乙的体积比为13 2，甲、乙两物块的密度为2.6g/cm 3。不计硬杆 AB 的重力，则下列说法中正确的

9、是（）A 0.833 10kg/mB 1.033 10kg/mC 1.833 10kg/m33D 2.6 10kg/m【答案】 C【解析】【分析】【详解】乙物体对杠杆的作用力为F乙G乙m乙 g = 物V乙 g甲物体对杠杆的作用力为F甲G甲F浮物V甲 gV排 g = 物V甲 gV甲 g杠杆平衡时F甲OAF乙OC即（物V甲 g）物V乙 g OCV甲 g OA又知OC， 2OA V甲V乙 =13 2解得33 1.8 10kg/m选项 A、 B、 D 错误，不符合题意；选项C 正确，符合题意故选 C。13 如图，粗细均匀木棒 AB 长为 1m ，水平放置在 O、 O两个支点上已知 AO、OB 长度均为

10、 0.25m。若把 B 端竖直向上稍微抬起一点距离，至少需要用力 40N；则木棒的重力为（）A160NB 120NC 80ND 4ON【答案】 B【解析】【分析】【详解】设木棒 AB 的重心在臂C点，抬起B 端时的支点为O，由于AO0.25m ，则抬 B 端的力的力OB AB- AO 1m-0.25m 0.75m木棒 AB 的重心距离支点的距离，即重力的力臂OC O C1 ABAO 11m0.25m 0.25m22木棒平衡，则有FOB GOC木棒的重力G F OB 40N 0.75m =120NOC0.25m故 B 正确。故选 B。14 如图所示， AC 硬棒质量忽略不计，在棒的 B 点悬挂一

11、个重物，在棒的 C 点施加一个方向沿 OO 的力 F ，棒在力 F 的作用下从水平位置被缓慢提升到图示位置。则下列相关描述正确的是（）A力F 的方向沿OO向下BABC是费力杠杆C阻碍杠杆转动的力是悬挂在杠杆上的物体的重力D在提升过程中，力F 变小【答案】D【解析】【详解】A F1 对杠杆的拉力向下，则为了将杠杆抬起，力F 的方向应沿OO向上，故A 错误；B由于力F 的方向应沿OO向上，则动力臂为S2，阻力臂小于动力臂，则杠杆为省力杠杆，故B 错误；C与杠杆接触的是悬挂在杠杆上的绳子，则阻碍杠杆转动的力是绳子对杠杆的拉力，故C 错误；D在移动过程中，F 1 的力臂逐渐变小，拉力F 力臂不变，则由

12、杠杆平衡公式F 1l1=F 2l 2 可知力 F 变小，故D 正确。故选 D 。15 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

13、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 。16C 点为硬棒 AD 的重心，硬棒可绕A 点转动。在棒的B 点施加力 F ， F的方向沿 OO11线，棒在图所示位置处于静止状态。则1GBF1s1 GA F= s2C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

14、杠杆的平衡条件“动力动力臂=阻力阻力臂”可知F1s2 Gs3可以推出F1s3Gs2由于s3s2可得F1G故 A 选项正确，符合题意， B 选项错误，不符合题意；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，所以的方向应该向上，故D 选项错误，不F符合题意。17 如图所示，轻质均匀杠杆分别挂有重物GABAB） ,杠杆水平位置平衡，当两和 G（G G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

15、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 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：(GB+G)?l B=GBlB+GlB由于 lAlB，所以 GlAGlB；所以：GAlA+GlAF2，因为甲中的动力臂长B F1F2，因为乙中的阻力臂短D F1=F2，因为动力臂都是阻力臂的2 倍【答案】 D【解析】【分析】把水泥板看做一个杠杆，抬起一端，则另一端为支点；由于水泥板是一个厚

16、度、密度都均匀的物体，所以，其重力的作用点在其中心上，此时动力F 克服的是水泥板的重力，即此时的阻力臂等于动力臂的一半；在此基础上，利用杠杆的平衡条件，即可确定F1 与 F2 的大小关系。【详解】两次抬起水泥板时的情况如图所示：在上述两种情况下，动力克服的都是水泥板的重力，对于形状规则质地均匀的物体，其重心都在其几何中心上，所以两图中动力臂都是阻力臂的2 倍；依据 Fl 动Gl阻 可得，FG l阻1 G ，l动2所以，前后两次所用的力相同，即F1F2 ，故 ABC 都错误， D 正确。【点睛】本题作为考查杠杆平衡条件应用的一道经典例题，很容易让学生在第一印象中选错，一定要仔细分析，重点记忆！1

17、9 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】 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

18、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 -x12处； 4 受到的压力 为G则由杠杆的平衡条件可知G24GG - x1Gx152解得x1则 6、 7 之间的最小距离应为L5L 2 x x1L 2 L L31 L3515故选 A。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

19、 格处，由杠杆的平衡条件知道，此时 G甲l1G乙 l 2 即m甲 g3m乙 g2所以 m甲 2，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2V甲4甲1乙m乙33V乙2故 C 正确。故选 C。二、初中物理功和机械能问题21 如图所示，一个玩具弹簧放在斜面上端，将弹簧弯曲一定程度后释放，弹簧沿斜面向下翻滚弹簧在运动过程中，有哪些机械能发生了转化A只有动能和重力势能B只有动能和弹性势能C只有重力势能和弹性势能D动能、重力势能和弹性势能都发生了转化【答案】 D【解析】【详解】根据题意，玩具弹簧放在斜面上端，将弹簧弯曲一定程度后释放，弹簧沿斜面向下翻滚首先将弹簧作为一个简单

20、对象考虑，向下翻滚过程中，质量不变，但高度降低了，所以重力势能会减小；弹簧弹起后，另一端接触斜面时，动能减小，弹性势能增大，且减小的重力势能，会转化弹簧的弹性势能，即弹簧的弹性形变变大；弹簧弹起时，弹性势能又转化为动能所以这个过程中，动能、重力势能和弹性势能都发生了转化，故D 正确22 利用如图所示的滑轮组将重为20N 的物体在2s 内匀速提升2m，拉力 F 等于 12N。此过程中，下列说法不正确的是（）A拉力所做的有用功为40JB拉力所做的总功为48JC拉力 F 的功率大小为20WD滑轮组的机械效率为83.3%【答案】 C【解析】【详解】A根据公式可得W有用Gh20N2m40J故 A 正确，

21、不符合题意；B由图可知s2h22m4m根据公式可得W总Fs12N4m48J故 B 正确，不符合题意；C拉力的功率W总48J =24WPt2s故 C 错误，符合题意；D滑轮组的机械效率W有100%40J 100% 83.3%W总48J故 D 正确，不符合题意。故选 C。23 跳绳是大家喜爱的体育运动之一，小明的质量为50 kg6 cm，每次跳起高度约为（人整体上升，如图所示），一分钟跳100 次，下列说法正确的是（）A向上起跳过程中小明的动能持续增大C小明跳一次克服重力做功约3JB下落过程中小明的重力势能保持不变D小明在这一分钟内跳绳的功率约为50W【答案】D【解析】【详解】A. 向上起跳过程中

22、，质量不变，速度减小，小明的动能减小，故A 错误；B. 下落过程中小明的高度减小，质量不变，重力势能减小，故B 错误；C. 小明的重力为：G=mg=50kg 10N/kg=500N ，小明跳一次克服重力做功：W=Gh=500N 0.06m=30J ，故 C 错误；D. 小明在这一分钟内跳绳的功率：P= W总 = 30J 100 =50W ，t 60s故 D 正确。故选 D 。24 如图甲所示，小明用弹簧测力计拉木块，使它沿水平木板匀速滑动，图乙是他两次拉动同一木块得到的距离随时间变化的图象下列说法正确的是（）A木块两次受到的拉力和摩擦力均相等B木块第1 次受到的拉力较大C木块两次的动能一样多D

23、两次拉力对木块做的功一样多【答案】 A【解析】【分析】【详解】AB从图象上可以看出，木块两次都是作匀速直线运动，而做匀速直线运动的物体受平衡力作用。因木板受到的压力大小和接触面的粗糙程度不变，则两次滑动摩擦力大小不变，所以两次木块受到的拉力相等，故A 选项正确， B 选项错误；C从图中可以看出第一次木块运动的速度较大，而木块的质量不变，所以第一次木块具有的动能多，故 C 选项错误；D从图中可以看出，在相同拉力作用下，木块两次运动的距离不同，所以木块两次所做的功不同，故 D 选项错误。故选 A。25 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

24、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、方向相反、作用在两个物体上，作用在同一条直线上。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

25、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。26 一个小石块从空中的某一高度,由静止开始竖直下落,若不计空气阻力，从小石块开始下落，到刚落到地面的过程中，小石块的重力势能Ep 随着时间的变化图像可能是()ABCD【答案】 C【解析】【分析】【详解】由题意可知，不计空气阻力，从小石块开始下落，到刚落到地面的过程中，石块做加速运动，石块在相同时间内下降的速度越来越大，石块所处的高度减小得越

26、来越快，石块的重力势能 Ep 减小得越来越快，符合这一规律的只有C 图，而 D 图是石块的重力势能Ep 随时间减小得越来越慢，故D 错误。故选 C。27 一位父亲与他6 岁的儿子一起上楼回家，对此，下列说法错误的是（）A爬相同的楼梯，儿子体重小做的功少B爬相同的楼梯，父亲体重大做的功多C爬相同的楼梯，父亲比儿子先到达，父亲的功率大D爬相同的楼梯，儿子坐电梯先到达，儿子的功率大【答案】 D【解析】【分析】【详解】AB由题知，他们上相同的楼梯，h 相同，父亲的体重G1 大于儿子的体重G2，根据爬楼做功 WGh ，所以父亲爬楼做功W 1 大于儿子爬楼做功W2，即 W1 W2，故 A、 B 正确，不符

27、合题意；C父亲爬楼做功多，父亲比儿子先到达，做功时间少，根据大，故 C 正确，不符合题意；WPt可知父亲做功功率D儿子坐电梯先到达，但爬楼过程中儿子没有施加力，儿子做功为0J，做功功率为0W，故 D 错误，符合题意。故选 D。28 如图是一个光滑的轨道某小球从轨道的O 点出发，由静止开始下滑，小球始终没有离开轨道，你认为小球最远可以运动到A a 点Bb点C c 点D d 点【答案】C【解析】【详解】本实验中，由于轨道是光滑的，没有摩擦力，所以小球的机械能守恒。故小球从O 点由静止释放，始终没有离开轨道，最远可以滚到与O 点等高的c 点，故选C。29 下列说法中正确的是（）A抛出手的铅球在空中向

28、前运动的过程中，推力对它做了功B提着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，A 错误；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，

29、汽车静止不动，汽车在推力的方向上没有移动距离，那么推力在这个过程中对汽车没有做功，D 错误。故选 C。30 小明用如图所示的甲、乙两个滑轮组，分别在相同时间内将同一重物匀速提升相同高度，每个滑轮的重均相等，不计绳重及摩擦, 针对这一现象，小明得出了4 个结论： F1做的功等于 F2 做的功； 甲滑轮组的机械效率等于乙滑轮组的机械效率； 使用乙滑轮组比甲滑轮组更加省力； F12）做功的功率等于 F 做功的功率；其中正确的为（A 、 、 B 、 、 C 、 、 D 、 、 、 【答案】 D【解析】【分析】【详解】在不计绳重及摩擦时，拉力做的功等于提升物体和动滑轮做的功，因为物重相同，提升的高度相同，所以两次拉力做的功都等于W总Fs = GG动h故 F1 做的功等于 F2 做的功，正确；在不计绳重及摩擦时，甲滑轮组和乙滑轮组的机械效率都为W有用GhGW总GG动hGG动即机械效率相等，故正确；甲滑轮组由两段绳子承重，拉力为F11G G动2乙滑轮组由三段绳子承重，拉力为1F2GG动所以使用乙滑轮组比甲滑轮组更加省力，正确；W两次拉力做的功，用时也相等，根