2020-2021中考物理压轴题专题复习-杠杆平衡含答案

一、初中物理杠杆平衡条件的应用问题如图所示，杠杆恰好处于水平平衡状态，若在B处下方再挂一个钩码，若要使杠杆在水平位置再次平衡，下列可行的操作是。（选填字母）减少一个悬挂在A处的钩码B.增加一个悬挂在A处的钩码C.将悬挂在A处的钩码向左移动一格D.将悬挂A处的钩码向右移动一格【答案】C【解析】【分析】【详解】假设一个钩码重力为G,杠杆一格为/,杠杆平衡时3Gx21=2Gx31=6GI若在B处下方再挂一个钩码，则右边为3Gx31=9G1减少一个悬挂在A处的钩码，则左边为2Gx21=4G1左边小于右边，杠杆不能平衡，故A项不符合题意；增加一个悬挂在A处的钩码，则左边为4Gx21=8G1左边小于右边，杠杆不能平衡，故B项不符合题意；将悬挂在A处的钩码向左移动一格，则左边为3Gx31=9G1左边等于右边，杠杆能再次平衡，故C项符合题意；将悬挂A处的钩码向右移动一格，则左边为3Gxl1=3G1左边小于右边，杠杆能再次平衡，故D项不符合题意。故选Co如图所示的轻质杠杆OA上悬挂着一重物G，O为支点，在A端用力使杠杆平衡。下列叙述正确的是（）A•此杠杆一定是省力杠杆B•沿竖直向上方向用力最小C.沿杆OA方向用力也可以使杠杆平衡D.此杠杆可能是省力杠杆，也可能是费力杠杆【答案】D【解析】【分析】【详解】因为无法确定动力臂的大小，所以无法确定是哪种杠杆，故A错误；沿垂直杠杆向上的方向用力，动力臂最大，动力最小，最省力，故B错误；沿OA方向动力臂是零，杠杆无法平衡，故C错误。因为杠杆的动力臂无法确定，所以它可能是省力杠杆，也可能是费力杠杆，故D正确。故选Do3．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在使用过程中可以减小阻力在使用过程中可以减小动力臂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F1L1=F2L2可知，动力变小，故选Do1如图所示，杠杆在水平状态保持静止，要使弹簧测力计的示数变为原来的2，下列措施中可行的是去掉三个钩码把钩码向左移动2小格把钩码向右移动2小格D•把弹簧秤测力计向左移动2小格【答案】B【解析】【分析】【详解】根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2得，4Gx4L二F2x8L,解得F2二2G，1要使弹簧测力计的示数变为原来的2，即F2二Go去掉三个钩码，根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2得，Gx4L=F；x8L,1所以F'=2G,不符合题意；B•把钩码向左移动2小格，根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2得，4Gx2L=F'2x8L,所以F；二G,故B符合题意；C•把钩码向右移动2小格，根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2得，4Gx6L二F；x8L,所以F；二3G，故C不符合题意；把弹簧秤测力计向左移动2小格，根据杠杆平衡条件尸占二F2L2得，4Gx4L二F；x6L,所以F；二8G,故D不符合题意。23故选Bo如图所示，将重150N的甲物体用细绳挂在轻质杠杆的A端，杠杆的B端悬挂乙物体,杠杆在水平位置平衡，已知：乙物体所受重力为30N,AO:OB1:3，甲物体的底面积为0.2m2，g取10N/kg。下列说法正确的是（）甲物体对杠杆的拉力为10NB.杠杆对甲物体竖直向上的拉力为60NC.甲物体对水平地面的压强为750PaD.水平地面对甲物体的支持力为60N【答案】D【解析】【分析】【详解】对物体甲受力分析，甲受到重力、地面给甲的支持力、杠杆施加的拉力的作用，其中杠杆施加的拉力与甲对杠杆的拉力为一对相互作用力，地面给甲的支持力和甲给地面的压力为一对相互作用力。AB.根据杠杆平衡条件可知杠杆A端受到物体的拉力与OA的乘积等于乙给B端的拉力与OB的乘积相等，则有GOB3F二-乙一二30Nx—二90N

aOA1即甲对杠杆的拉力为90N，杠杆施加的拉力与甲对杠杆的拉力为一对相互作用力，故AB项错误；CD.甲给地面的压力等于地面给甲的支持力为F=F=--F=150N-90N=60N压则甲物体对水平地面的压强F60Np=3二二300Pa

甲S0.2m2甲故C项错误，D项正确。故选DoAC硬棒质量忽略不计，在棒的B、C两点施加力F］、F2，F2的方向沿00线，棒在图所示位置处于静止状态，则（）

A．F1<F2sFB．F1c.F1力臂等于S]F2方向沿00’线向上【答案】D解析】【详解】AC.由图知，F2的方向沿00'线，其力臂最长，为s2；而行的方向竖直向下，所以其力臂L1是从A点到行的垂线段，小于S]，更小于s2，由F1L1=F2L2知，L]Vs2，所以F]一定大于F2，故AC不符合题意；B.由F1L1=F2L2知，F1L1=F2s2，即厂FsF2^2iL1故B不符合题意;已知行的方向是竖直向下的，为保持杠杆平衡，F2的方向应该沿00,向上，故D符合题意。如图所示，为提升重物，现选用轻质杠杆，不考虑杠杆支点0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ABC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；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W=Gh可知，该机械所做的有用功都相等，故C正确；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。8.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>FcB.Fa<Fb<Fcc.Fa>Fc>FbD.Fa=Fb=Fc【答案】C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，FB的力臂LOB最长，其次是LOC、LOA，而阻力和阻力臂不变,由杠杆平衡条件FL=FL可知，动力臂越长动力越小，所以三个方向施力大小：1122FA>FC>FB．故选C•9.如图杠杆AOB用细线悬挂起来，分别在A、B两端分别挂上质量为mi、m2的重物时，杠杆平衡，此时AO恰好处于水平位置，AO=BO，不计杠杆重力，则％】、m2的关系为

Am>m12Am>m12Cm<m12【答案】C【解析】Bm二m12D无法判断详解】根据杠杆的平衡条件：FL=FL可知，1122GL=GL1122mgL=mgL1122即mL=mL1122因为力与相应的力臂成反比关系，从图中可以看出力臂L]>L2，所以物体的重力GVG，即m<m，故选Co121210如图所示，杠杆处于平衡状态，下列操作中能让杠杆继续保持平衡的是（）A将左边的钩码去掉二个并保持位置不变，同时将右边钩码向左移二格B在左右两边钩码的下方各加一个钩码，位置保持不变C将左右两边的钩码各去掉一个，位置保持不变D将左右两边的钩码均向外移动一格【答案】A【解析】【详解】设杠杆的一个小格是lcm,—个钩码的重是1N；将左边的钩码去掉二个并保持位置不变，同时将右边钩码向左移二格，(4-2)NX3cm=3NX(4-2)cm,杠杆仍然平衡，故A符合题意；在左右两边钩码的下方各加一个钩码，位置保持不变，由(4+1)NX3cmV(3+1)NX4cm得，杠杆的右端下沉，故B不符合题意；将左右两边的钩码各去掉一个，位置保持不变，由(4-1)NX3cm>(3-1)NX4cm得，杠杆的左端下沉，故C不符合题意；将左右两边的钩码均向外移动一格，由4NX(3+1)cm>3NX(4+1)cm得，杠杆的左端下沉，故D不符合题意。11.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，所用钩码完全相左边减少1个钩码，右边减少2个钩码两边钩码均向支点移动相同的距离左边钩码向左移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引，因为杠杆正处于水平平衡，所以由杠杆平衡条件可得2Gx3l=3Gxl，右解得L二21，即右边钩码到支点的距离为21；右若分别在两边钩码下再增加一个相同钩码，则3Gx31丰4Gx21,此时杠杆不再平衡，不符合题意；若左边减少1个钩码，右边减少2个钩码，则Gx31丰Gx21，此时杠杆不再平衡，不符合题意；若两边的钩码均向支点移动相同的距离l贝U2G2l3Gl，此时杠杆不再平衡，不符合题意；若左边钩码向左移1.5cm，右边钩码向右移1cm，则2G(3l1.5)3G(2l1)，此时杠杆平衡，符合题意。12.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①一②一③，此过程中()A.①位置力臂最长B.③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②位置时力臂最大，故AB不符合题意；CD•从①一②一③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Do13.如图为搬运砖头的独轮车，车箱和砖头所受的总重力G为1000N(车架所受重力忽略不计)，独轮车的有关尺寸如图所示，推车时，人手向上的力F的大小为()

A.200NB.300NC.400ND.500N【答案】B解析】分析】详解】由平衡条件可知Gl二Fl12则匸Gl1000Nx0.3mnKTF—i=—300N1m2故选B。14．如图，一块厚度、密度均匀的长方形水泥板放在水平地面上，用一竖直向上的力，欲使其一端抬离地面，则()F甲乙F]>F2，因为甲方法的动力臂长F1=F2，因为动力臂都是阻力臂的2倍F]>f2，因为乙方法的阻力臂短F]VF2，因为乙方法的动力臂长【答案】B【解析】【分析】【详解】由图示可知，无论用哪种方法来抬，动力臂总是阻力臂的二倍，所用的力总等于阻力的二分之一，由于阻力就是重力，大小是不变的，所以动力的大小也是不变的，故应选Bo15.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()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、L1不变，，L2增大TFL］二GL2・・・力F逐渐变大；故选C.16．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桔槔是等臂杠杆，不省力也不费力向井内放送水桶时，人用的力气一定小于水桶的重力，所以省力桔槔是不等臂杠杆，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆往上提水时，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：①省力杠杆，动力臂大于阻力臂；②费力杠杆，动力臂小于阻力臂；③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，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故AC错误；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；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D正确。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。如图所示甲乙两杠杆处于水平位置平衡，甲图上有两个体积不同的铁球，乙图上有两

A.A.仍保持平衡C.都失去平衡【答案】B【解析】【详解】D.甲失去平衡，乙仍保持平衡甲杠杆：浸入水中之前，由杠杆平衡条件可得GL=GL铁11铁22pgVxL=pgVxL铁11铁22所以VxL=VxL1122浸入水中后左端力和力臂的乘积为：(pgV-pgV)xL=(p-p)gVxL铁1水11铁水11浸入水中后右端力和力臂的乘积为：(pgV-pgV)xL=(p-p)gVxL铁2水22铁水22所以浸入水中后，左右两端力和力臂的乘积相等，故杠杆仍然平衡乙杠杆：浸入水中之前，由杠杆平衡条件可得GL=GL铝1铁2即pgVxL=pgVxL①铝1铁2浸入水中后左端力和力臂的乘积为：(pgV-pgV)xL=pgVxL-pgVxL②

铝水1铝1水1浸入水中后右端力和力臂的乘积为：(pgV-pgV)xL=pgVxL-pgVxL③

铁水2铁2水2由于L1>£，结合①可知，左端力和力臂的乘积小于右端力和力臂的乘积，故杠杆失去平衡、右端下沉，故选B。点睛】本题考查了学生对阿基米德原理、杠杠平衡条件的掌握和运用，利用好力臂大小关系和受到的浮力大小关系是本题的关键。如图，粗细均匀木棒AB长为1m,水平放置在0、0’两个支点上.已知AO.O'B长度均为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))A．160NB．120NC．80ND．4ON【答案】B【解析】【分析】【详解】设木棒AB的重心在C点，抬起B端时的支点为0,由于A0二0.25m,则抬B端的力的力臂0B=AB-A0二1m-0.25m二0.75m木棒AB的重心距离支点的距离，即重力的力臂11OC=O'C二一AB-AO=-X1m-0.25m=0.25m22木棒平衡，则有FxOB二G^0C木棒的重力G=卩XOB二40NX°・75m=i20NOC0.25m故B正确。故选Bo如图所示，在等臂杠杆两端各挂等重的实心铅块和铁块（P铅＞P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（）杠杆左端上翘B.杠杆右端上翘杠杆仍然水平平衡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P铅件可知，两侧的力臂相同，铅块和铁块质量相同，因为P铅＞卩铁则由V=m可知P匕铅＜V铁，当浸没水中后，由F浮=P水gV排可知，铁块受到的浮力大，铅块受到的浮力较铅铁浮水排小，此时杠杆受到的拉力F=G-F拉物浮因重力相同、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。如图所示，长1m的粗细均匀的光滑金属杆可绕0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0点的距离s之间的关系图像为（）解析】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1G•—l二Fs二kOA2OA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。21．如图所示，一块厚度很薄、质量分布均匀的长方体水泥板放在水平地面上，若分别用一竖直向上的动力行、F2作用在水泥板一端的中间，欲使其一端抬离地面，则（）F1>F2，因为甲中的动力臂长F1<F2，因为乙中的阻力臂长F1>F2，因为乙中的阻力臂短F严2，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