中考物理专题《杠杆》专题训练含答案解析

12.1杠杆（专题训练）（解析版）1．（2023•市中区一模）人在做俯卧撑时可视为一个杠杆。如图所示，人在用力起身时，下列能正确表示该杠杆的支点、动力和阻力的示意图的是（）A． B． C． D．【答案】C【分析】重力G的方向是竖直向下的，支撑力F的作用点在手与地面的接触点，支点是点O。【解答】解：过重心做竖直向下的重力F2，在手上做竖直向上的支撑力F1，脚与地的接触点为支点O，故C正确、ABD错误。故选：C。2．（2023•南充模拟）如图所示，是人们日常生活中常见的用起子开瓶盖的情景。这也是一个杠杆，那么下列关于这个杠杆的支点、动力作用点、阻力作用点对应位置正确的是（）A．A﹣B﹣C B．A﹣C﹣B C．B﹣C﹣A D．C﹣A﹣B【答案】B【分析】杠杆五要素是：1、支点：杠杆绕着转动的点，通常用字母O来表示。2、动力：使杠杆转动的力，通常用F1来表示。3、阻力：阻碍杠杆转动的力，通常用F2来表示。4、动力臂：从支点到动力作用线的距离，通常用L1表示。5、阻力臂：从支点到阻力作用线的距离，通常用L2表示。【解答】解：人们日常生活中用起子开瓶盖时，起子绕A点转动，所以这个杠杆的支点是A点；手对C点施加的力使杠杆向上转动，即动力，所以动力作用点是C点；瓶盖对B点施加的力阻碍杠杆向上转动，即阻力，所以阻力作用点是B点。故选：B。3．（2022秋•永州期末）如图是一辆装满同种货物的手推车。当前轮遇到障碍物A时，售货员向下压扶手，这时手推车可以看成杠杆，支点是C点；当后轮遇到障碍物时，售货员向上提扶手，这时支点是B点，与前轮遇到障碍物是相比，此时较省力（填“省”或“费”）【答案】见试题解答内容【分析】（1）杠杆绕着转动的固定点是杠杆的支点；（2）由杠杆的平衡条件可知：当动力臂大于阻力臂时，为省力杠杆。【解答】解：（1）当前轮遇到障碍物A时，售货员向下压扶手，手推车可看作杠杆，手推车绕着C点转动，C是支点；当后轮遇到障碍时，售货员向上提扶手，手推车绕着B点转动，B是支点；（2）当后轮遇到障碍物时，支点是B点，当前轮遇到障碍物A时，C是支点，在这两种情况下，阻力（手推车重力）与阻力臂相等，后轮遇到障碍物时的动力臂大于前轮遇到障碍物时的动力臂，由杠杆平衡条件可知，在阻力与阻力臂一定时，动力臂越大，动力越小，因此与前轮遇到障碍物时相比，此时较省力。故答案为：C；B；省。4．（2023•翼城县一模）图甲是一种落地式海报架，图乙是海报架的侧视结构示意图。若视海报架为杠杆，水平向右的风将其吹倒的瞬间，支点是C（选填“A”、“B”或“C”），若要使海报架抵抗更大的风力，可以采取的措施是增大∠BAC角度（写出一条即可）。【答案】C；增大∠BAC角度。【分析】（1）可绕固定点（轴）转动的硬棒是杠杆，杠杆绕着转动的固定点叫支点；（2）根据杠杆平衡原理分析使海报架抵抗更大的风力要求时∠BAC角度的变化。【解答】解：（1）根据图片可知，水平向右的风将其吹倒的瞬间，只有C点不动，故支点为C点；（2）从支点到动力作用线的距离叫动力臂，重力G的力臂L2，如图所示：根据图片可知，∠BAC角度越大，重力G的力臂L2越长，重力G大小不变，根据杠杆平衡原理F1L1＝F2L2可知，此时可承受更大的阻力，故若要使海报架抵抗更大的风力，应增大∠BAC角度。故答案为：C；增大∠BAC角度。5．（2023春•顺义区期中）如图所示，O点为杠杆支点，在杠杆右端施加力F，某同学画出力F的力臂l，其中正确的是（）A． B． C． D．【答案】A【分析】力臂是从支点到力的作用线的垂直距离，据此分析。【解答】解：力臂是支点到力的作用线的垂直距离，即力臂与力F的作用线垂直，故A正确，BCD错误。故选：A。6．（2022春•双城区期中）如图所示，用杠杆提起重物，O点为杠杆的支点，F是作用在杠杆B点的力。图中线段AB与力F的作用线在一条直线上，且AC⊥OB、AB⊥AO。能表示力F力臂的线段是（）A．AB B．AC C．AO D．OB【答案】C【分析】力臂是支点到力的作用线的距离，据此分析判断。【解答】解：由题知，O点为杠杆的支点，动力F作用在B点，AB与力F的作用线在一条直线上，根据力臂的定义知，O点到AB的距离OA为力F的力臂，故C正确，ABD错误。故选：C。7．（2023•温江区校级模拟）品学兼优的小明同学还非常乐于劳动。图甲是小明用笤帚在扫地，图乙是简化图，以O为支点，作用在A点的动力为F1。请在图乙中画出作用在B点的阻力F2的示意图及动力臂L1。【答案】见解答【分析】阻力是阻碍杠杆转动的力，根据阻力的作用点和方向画出阻力F2的示意图；根据力臂的概念画出动力F1的力臂L1。【解答】解：由图可知动力F1使笤帚（杠杆）沿顺时针方向转动，而阻力F2的作用是阻碍其转动，所以阻力F2的方向与F1相反，作用点在B点，据此画出阻力F2的示意图；从支点O向动力F1的作用线作垂线段，即为动力臂L1，如图所示：8．（2023•锦江区模拟）疫情线上教学期间，体育老师为同学们制定了详细的锻炼计划，其中一项是俯卧高抬腿，如图甲所示，将人看做杠杆；支点在手上，请在简图乙中画出地面对脚作用力F的力臂L和人手对地面的压力F′。【答案】【分析】已知支点和动力的方向，过支点作动力作用线的垂线段即可；根据压力的作用点在接触面上确定压力的作用点，然后根据压力的方向与接触面垂直，再过作用点表示出压力的方向。【解答】解：过支点O向力F的作用线作垂线，就是力F的力臂L：压力的作用点在接触面上，过作用点作垂直于水平地面向下的力即为人手对地面的压力F'；如图所示：9．（2023春•东坡区校级期中）如图所示，轻质木杆AC可以绕O点转动，AB：OB＝4：1，A端挂着重为300N，底面积100cm2的物体G，当木杆在水平位置平衡时，物体G对水平地面的压强为104Pa，则在B点施加竖直向下的拉力的大小为（）A．600N B．400N C．800N D．1200N【答案】A【分析】利用F＝pS求得G对水平地面的压力，根据G的重力的大小和G对水平地面的压力，求出A端对物体的拉力的大小；然后根据杠杆的平衡条件求出B点F的大小。【解答】解：G对水平地面的压力：F压＝pS＝104Pa×100×10﹣4m2＝100N，G的重力为300N；物体G对水平地面的压力为100N，则杠杆的A端对物体的拉力为：F'＝300N﹣100N＝200N；AB：OB＝4：1，则AO：OB＝3：1；根据杠杆的平衡条件可知：F'×OA＝F×OB，则F＝＝200N×＝600N。故选：A。10．（2023•临江市一模）如图所示，把质量为40g的汤匙放在手指上，仔细调节使其在手指上平衡，汤匙在手指上的左侧部分的质量小于（选填“大于”“小于”或“等于”）右侧部分的质量。【答案】小于【分析】小勺可以看成是一个杠杆，杠杆平衡时动力臂和动力的乘积等于阻力臂和阻力的乘积，力臂越大，作用力越小。【解答】解：如图，小勺看成是一个杠杆，支点在手指接触位置，小勺在水平位置平衡，左端的力和左端的力臂乘积等于右端的力和右端力臂的乘积，m左g×L左＝m右g×L右，即m左×L左＝m右×L右，左端的力臂大于右端的力臂即L左＞L右，所以左端的重力小于右端的重力，即m左小于m右。故答案为：小于。11．（2023•南岸区一模）晓欢同学设计了如图所示的装置探究杠杆的平衡条件，在轻质杠杆AB的A端悬挂一个质量为3.0kg的空桶，AO：OB＝3：1。将质量分布均匀，重为270N的异形工件M通过细线与B端相连，已知M的上下两部分均为正方体，且边长之比为1：2。此时，杠杆在水平位置平衡，且M对地面的压强为4500Pa，不考虑机械的摩擦，此时细线对M的拉力为90N；若在M的下部沿竖直方向截去部分，并将其放入空桶中，使M对地面的压强变为原来的，则截去部分的质量为1.5kg。【答案】90；1.5。【分析】（1）根据G＝mg求空桶的重力，根据杠杆平衡条件求出细线对M的拉力；（2）根据力的作用是相互的和力的平衡条件求M对水平地面的压力，根据p＝求M的底面积，根据S＝a2求出M下部分的棱长，进而求出上部分的棱长，根据体积公式求出M的体积，根据G＝mg求出M的质量，根据密度公式求出M的密度；根据M对地面的压强变为原来的，求出切割后M对地面的压强；根据密度公式和体积公式表示出剩余部分的底面积，根据p＝表示出M对地面的压力，根据力的平衡条件表示出M受到的拉力，根据杠杆平衡条件列出方程求出切下的质量。【解答】解：（1）空桶重力为：FA＝GA＝mg＝3kg×10N/kg＝30N，由杠杆平衡原理可知：OA×FA＝OB×FB，细线对M的拉力为：FB＝×GA＝×30N＝90N；（2）地面对M的支持力为：F支＝GM﹣FB＝270N﹣90N＝180N，M对地面的压力与地面对M的支持力是一对相互作用力，大小相等，所以M对地面的压力为：F压＝F支＝180N，由p＝可知，M的底面积：S＝＝＝0.04m2，则正方体M下半部分的棱长为0.2m，由于M上下两部分皆为正方体，且棱长之比1：2，所以上半部分的棱长为0.1m，则整个正方体M的体积为：V＝（0.2m）3+（0.1m）3＝9×10﹣3m3，由G＝mg可知，M的质量：mM＝＝＝27kg，M的密度为：ρ＝＝＝3×103kg/m3；由ρ＝可知，切去部分的体积为V切＝，则切去部分的底面积为S切＝＝＝，则物体M切去一部分后与地面的接触面积为S'＝S﹣S切＝S﹣，由题意可知，切割后M对地面的压强：p'＝p＝×4500Pa＝3200Pa，由p＝可知，此时地面对M的支持力：F＝p'S'＝p'（S﹣），压力和支持力是一对相互作用力，大小相等，此时的支持力为：F支＝F＝p'S'＝p'（S﹣）……①此时B端绳子的拉力为：FB'＝（GM﹣mg）﹣F支……②由杠杆平衡原理可知：OA×（GA+mg）＝OB×FB'，解得：FB'＝×（GA+mg）＝3（GA+mg）……③由①②③解得：m＝＝＝1.5kg。故答案为：90；1.5。12．（2023春•金安区校级期中）如图所示，灯的质量为6kg，灯挂在水平横杆的C端，O为杠杆的支点，水平杆OC长2m，杆重不计，BC长0.5m；求：（1）灯的重量；（2）要使水平杆在水平位置保持平衡，作用在B点上的动力至少多大？【答案】（1）灯的重力为60N；（2）要使水平杆在水平位置保持平衡，作用在B点上的动力至少为80N。【分析】（1）根据重力的计算公式G＝mg计算出重力的大小；（2）杠杆的平衡条件：动力×动力臂＝阻力×阻力臂；本题为杠杆平衡题目，阻力力臂可以求出，只要求出动力力臂就可求出拉力【解答】解：（1）由G＝mg可得，灯的重力为：G＝mg＝6kg×10N/kg＝60N；（2）如图所示，由图看出，当在B点的力竖直向上时动力臂最长，动力最小，由杠杆平衡条件得：G×OC＝F×OB，则F＝＝＝80N。答：（1）灯的重力为60N；（2）要使水平杆在水平位置保持平衡，作用在B点上的动力至少为80N。13．（2023春•闵行区校级期中）如图1是《天工开物》中记载的三千多年前在井上汲水的桔槔，其示意图如图2所示。轻质杠杆的支点O到左端距离l1＝0.5米，到右端距离l2＝0.2米，当在杠杆左端悬挂质量为2千克的物体A，右端挂边长为0.1米的正方体B。杠杆水平位置平衡时，正方体B对地面的压力为19.6牛。求：①此时杠杆左端所受拉力大小F左；②正方体B的密度ρB；③该轻质杠杆最多能够提升重物A的质量mA。【答案】①此时杠杆左端所受拉力大小为19.6N；②正方体B的密度为7×103kg/m3；③该轻质杠杆最多能够提升重物A的质量为2.8kg。【分析】①此时杠杆左端所受拉力等于物体A的重力，根据F＝G＝mg求出其大小；②利用杠杆平衡条件求出杠杆右端受到的拉力；正方体B对地面的压力等于B的重力减去绳子对B的拉力，据此求出B的重力，根据重力公式计算B的质量，利用密度计算公式求得正方体B的密度；③B对杠杆的最大拉力等于自身重力，根据杠杆平衡条件计算物体A的最大重力，根据重力公式计算轻质杠杆最多能够提升重物A的质量mA。【解答】解：①杠杆左端受到的拉力：F左＝G＝mg＝2kg×9.8N/kg＝19.6N，②由F左L1＝F右L2可得杠杆右端受到的拉力：F右＝＝＝49N；根据力的相互作用可知绳子对B的拉力等于杠杆右端受到的拉力，因正方体B对地面的压力等于B的重力减去绳子对B的拉力，所以，B的重力：GB＝F右+F压＝49N+19.6N＝68.6N；B的密度为：ρB＝＝＝＝7×103kg/m3，（3）B对杠杆的最大拉力等于自身重力，根据杠杆平衡条件可得物体A的最大重力：GA＝F左′＝F右′＝×68.6N＝27.44N，则该轻质杠杆多能够提升重物A的最大质量mA＝＝＝2.8kg。答：①此时杠杆左端所受拉力大小为19.6N；②正方体B的密度为7×103kg/m3；③该轻质杠杆最多能够提升重物A的质量为2.8kg。14．（2023•上蔡县一模）在探究杠杆平衡条件的实验中，小明进行了如图1﹣2所示的实验，下列说法正确的是（）A．图1中，杠杆处于平衡状态 B．在实验过程中，为使杠杆平衡，除改变钩码位置和个数外，还可以调节平衡螺母 C．图2中杠杆已经平衡、如果将两侧钩码分别向远离支点O方向移动一格，杠杆仍然能平衡 D．实验中，多次实验的目的是减小误差【答案】A【分析】（1）杠杆的平衡状态为静止状态或匀速转动状态；（2）调节杠杆自身水平平衡后，在实验过程中不能再调节平衡螺母；（3）根据杠杆平衡条件判断是否平衡；（4）在探究型实验中，多次测量的目的是为了避免实验的偶然性，得出普遍规律。【解答】解：A、杠杆的平衡状态为静止状态或匀速转动状态，当杠杆处于静止时，此时杠杆为平衡状态，故A正确；B、杠杆调节平衡后，在整个实验过程中，螺母再调节会改变杠杆重心的位置，使杠杆重力对杠杆平衡又产生影响，因此不能再旋动两侧的平衡螺母，故B错误；C、若两侧钩码同时向远离支点的方向移动一个格，则左侧3G×3L＝9GL，右侧2G×4L＝8GL，因为9GL＞8GL杠杆不能平衡，故C错误；D、在实验中，多次改变力的力臂的大小主要是为了避免实验的偶然性，获取多组实验数据归纳出物理规律，故D错误。故选：A。15．（2023•天长市一模）在“探究杠杆平衡条件”的实验中：（1）实验前应先调节杠杆两端的平衡螺母，使之在水平位置平衡，目的是便于测量力臂大小，同时消除杠杆自重对杠杆平衡的影响。（2）如图是一个加宽的杠杆装置，此时杠杆处于水平平衡状态，若只将左侧的钩码改挂到A点正上方的B点，杠杆仍能（选填“仍能”或“不能”）保持平衡。【答案】（1）便于测量力臂大小，同时消除杠杆自重对杠杆平衡的影响；（2）仍能。【分析】（1）杠杆在水平位置平衡后，支点到力的作用点的距离就是力臂，因此在此实验中我们应首先调节杠杆在水平位置平衡，使杠杆在水平位置平衡的目的是为了便于测量力臂，同时消除杠杆自重对杠杆平测量多组数据的目的是衡的影响；（2）力臂是支点到力的作用线的距离，将左侧的钩码改挂到A点正上方的B点，力臂是线段OA，与原来相比较力和力臂都没有改变，所以杠杆仍能保持平衡。【解答】解：（1）在“探究杠杆的平衡条件”实验中，应先调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，这样做是为了便于测量力臂，同时消除杠杆自重对杠杆平衡的影响；（2