2024年中考物理突破题：杠杆的综合问题（学生卷）

压轴培优专题10杠杆的综合问题

2024年中考物理【高分-突破】压轴题培优专题精练

一、单选题

1.小明设计了一个防踩踏模拟报警装置，工作原理如图甲。为一水平杠杆，。为支点，3：。5=5：

1,当水平踏板所受压力增大，电压表示数达到6V时，报警器&开始发出报警信号。已知电路中电源电

压为8V,&的阻值恒为15Q压力传感器R固定放置，其阻值随所受压力变化的关系如图乙，踏板、压

杆和杠杆的质量均忽略不计。下列说法正确的是（）

乙

A.压力传感器R的阻值随压力F的增大而增大

B.当踏板空载时，闭合开关，电压表的示数为2V

C.当报警器开始报警时，踏板上的压力值为48N

D.若电源电压略有降低，为保证报警器仍在踏板原设定的最大压力值时报警，则踏板触点2应向左移

动

2.如图所示是轻质杠杆在其/端挂一重物G,若在8端施加一个始终垂直于02且向下的力下,

使杠杆绕点。顺时针缓慢转动到03处于水平位置，则在此过程中，力尸的大小将（）

A.逐渐变大B.逐渐变小

C.保持不变D,先变大后变小

3.如图，轻质杠杆。/中点悬挂一个重力为40N的物体，在/端施加一竖直向上的力尸，杠杆在水平位

置平衡，下列有关说法正确的是（）

pI

B.此杠杆为费力杠杆

C.使杠杆顺时针转动的力是物体对杠杆的拉力

D,将杠杆从/位置匀速提升到3位置的过程中，力尸将增大

4.为了建设精致城市，园林工人要在过街天桥上放置花草为城市增添一抹绿色.如图所示，工人用长木

棒、滑轮、轻绳组装提升装置。木棒放置在天桥栏杆上始终保持水平，与栏杆M接触点为。，用沙袋将木

棒3端压在栏杆N上，在木棒A端吊装滑轮组，OA:OB=1:2,每个沙袋重300N,每个滑轮重24N。若

花架的重力为576N,10s内花架上升了3m,木棒和绳的重力、滑轮与轴的摩擦均忽略不计，则下列判断

正确的是（）

A.利用滑轮组既能省力也能省功

B.工人拉绳子的力的功率为180W

C.在B端放置1个沙袋就能使木棒保持水平

D.提升的花架越重，滑轮组的机械效率就越小

二、综合题

5.如图甲所示为某自动注水装置的部分结构简图，杠杆始终在水平位置保持平衡，。为杠杆的支点,

OA=3OB,竖直细杆a的一端连接在杠杆的/点，另一端与高为0.2m、重力为2N的长方体物块C固定;

竖直细杆b的下端通过力传感器固定，上端连接在杠杆的2点（不计杠杆、细杆及连接处的重力和细杆的

体积）。圆柱形水箱中有质量为3kg的水，打开水龙头，将水箱中的水缓慢放出，通过力传感器能显示出

细杆b对力传感器的压力或拉力的大小；图乙所示是力传感器示数F的大小随放出水质量m变化的图像.

当放出水的质量达到2kg时,物块C刚好全部露出水面,此时装置由传感器控制开关开始注水.(g=10N/kg)

(1)当放出水的质量为2kg时,3点所受力大小小=N,此时/点所受力的大小FAFB(填“>”、

“v”或"=-）；

(2)物块C受到的最大浮力；

(3)从开始放水到物块C上表面刚好与水面相平时，水对水箱底部的压强变化了多少?

6.如图所示是某同学家为新装的空调室外机设计的L型支架，支架可以看成一杠杆，以。点为支点，在

支架P孔处拉一根铁丝固定到墙上的A点。

(1)请画出铁丝拉力的力臂/;

(2)要使铁丝受到的拉力最小，应将铁丝在墙上的固定点4向(选填"上”或“下”)移动。

7O

7.在课外活动中，同学们设计了一个“汽车超载报警器”原理如图甲所示。其中是质量不计的杠杆组

件，8为汽车模型重力承压点，N点通过压杆作用于压敏电阻兄AB：BO=3：L在测量电路中R的阻值

随压力变化的关系如表所示。无车时电路中的电流/=150mA；小灯泡两端的电压比2.5V是超载的报警点

(超载时发红光，不超载时发绿光)。小灯泡的/-U图像如图乙所示。电源电压为6V保持不变。求：

压力F/N51015202530

压敏电阻尺/。272421181512

(1)无车时，小灯泡的功率是多大？()

(2)汽车模型的重力达到多少时报警器开始报警？()

(3)电路中的电池使用一段时间后，电源电压会降低。为保证报警器仍在原设定的汽车最大重力时报警,

3点应向（选填“左”或“右”）移动，简要说明理由。

8.某人在动物园内，用弹簧测力计称出了一头大象的质量，在称象过程中，他还用到了吊车、铁笼和一

根很长的槽钢等辅助工具，操作步骤如下：

a.如图甲所示，将铁笼系于槽钢上的3点，当吊车吊钩在槽钢上的悬吊点移至O点时，槽钢在水平位置平

衡；

b.将大象引入铁笼，保持吊钩悬吊点。点和铁笼悬挂点B点的位置不变；

用弹簧测力计竖直向下拉住槽钢的另一端，使之再次在水平位置平衡，如图乙所示。测得O8=6cm,OA

=9m,弹簧测力计的示数为200N（g取10N/kg）；

（1）设计步骤a的目的是；

（2）此装置可视为杠杆（选填“省力”、“费力”或“等臂”）；

（3）大象所受的质量为kg.

三、实验题

9.在“探究杠杆的平衡条件”实验中，实验器材有：杠杆（杠杆上每小格均相等），支架，刻度尺，细线，

钩码（质量相同）若干。

（1）若杠杆在使用前出现如图1所示的情况，要使它在水平位置平衡，应将杠杆上的平衡螺母向

（选填“左”或“右”）调节至天平在水平位置平衡；

//〃/////〃/

0

V|JF

图1图2

(2)下列实验步骤中

①调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡；

②计算每次实验中Fdi和F2h的大小，根据计算结果得出杠杆的平衡条件；

③改变所挂钩码的个数和位置，重复实验；

④记下动力B、动力臂以阻力B和阻力臂〃的大小，将数据填入表格中；

⑤将钩码挂在杠杆上支点的两边，先改变动力或动力臂的大小，然后调节阻力或阻力臂的大小，使杠杆在

水平位置重新平衡。

正确的操作顺序是;(填写序号)

(3)如表是某同学记录的实验数据.分析表中数据，可得出杠杆的平衡条件是：(写数学表

达式)；

次数

FiNh/cmF2/Nh/cm

12844

248216

341268

(4)①瓶起子、②镶子、③船桨、④克丝钳等在使用过程中。属于省力杠杆的是(填序号)；

［拓展］图2是利用杠杆原理的自动控制装置。AOB为一轻质杠杆，OA:OB=1:2,/端用细线挂一个质量为

5.4kg空心铝球。当铝球浸没在水中，在2端施加竖直向下的拉力厂为7N时，杠杆恰好在水平位置平衡。

则铝球受到的浮力为N,铝球空心部分的体积为cnP。(。铝=2.7xl03kg/m3,g取

10N/kg)

10.小亮在做“探究杠杆平衡条件”实验的装置如图所示，杠杆上相邻刻线间的距离相等;

(1)安装好杠杆，将其放到水平位置后松手，发现杠杆沿顺时针方向转动，如图甲所示。则应将平衡螺

母向(选填“左”或“右”)调节，直到杠杆在水平位置平衡；

(2)杠杆在水平位置平衡后，如图乙所示，在A点挂两个钩码，每个钩码重0.5N,在B点竖直向下拉弹

簧测力计，仍使杠杆水平位置平衡，此时弹簧测力计的示数应为N；当弹簧测力计改为斜拉时,

再次使杠杆水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将(选填“变大”、“变小”或“不变”)；

(3)如丙图所示，若在C点挂3个重均为0.5N的钩码，在D点用弹簧测力计竖直向上拉，使其在水平位

置平衡，弹簧测力计的示数为N；

(4)在实验中，改变力和力臂的大小得到多组数据的目的是(填序号).

A.使测量数据更准确

B.多次测量取平均值减小误差

C.避免偶然性，使实验结论具有普遍性

11.探究杠杆的平衡条件：

①实验前调节螺母，使杠杆在不挂钩码时保持水平方向平衡，若杠杆左边下倾，则应将左侧平衡螺母向

调；

②如图，若每个钩码的质量为50g,杠杆每小格的长度为8cm,要使杠杆在水平方向静止，在2处弹簧测

力计的示数为N,(如图)，它的力臂为m.

12.小明分别用如图1所示的两种方法挑着同一物体行走，他发现两次用力不相同。由此，他想和小华一

起用一个杠杆、一个重物、细线、若干钩码来探究“杠杆平衡时，保持阻力和动力臂不变，动力和阻力臂

之间的关系

图1图2

(1)实验前，他们调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，这样做的目的是;

(2)实验时，他们用细线将重物固定到杠杆左侧某一位置，将重物通过细线产生的拉力看作阻力；然后

在杠杆右侧某一位置用细线悬挂若干钩码，使杠杆重新在水平位置平衡，如图2所示，将动力用和阻力臂

办记录下来。接下来，他们要改变重物的悬挂位置和钩码的,使杠杆重新平衡，并把相应的数据记

录下来；

(3)他们通过实验得到的实验数据如下表所示:

实验序号动力FiN动力臂h/m阻力B/N阻力臂h/m

12.00.102.00.10

24.00.102.00.20

36.00.102.00.30

分析表中的数据，可以得出结论：保持阻力和动力臂不变，杠杆平衡时，动力跟阻力臂成关系；

(4)结束实验后，小明又发现：杠杆平衡时满足“动力x动力臂=阻力x阻力臂:这一结论是否具有普遍

性？在以上实验的基础上，他们应该使和_____也不相同，继续实验收集数据……

四、计算题

13.如图所示，一根长木棒AB(质量不计)可以绕支点。转动，木棒的A端用竖直细线连接在地板上，

AB=\va,02=0.6m。在木棒的2端通过细线悬挂一个长方体物块C,C的密度为O^xlCPkg/nR2端正下

方放一盛满水的溢水杯，溢水杯中水的深度为20cm；现将物块C缓慢浸入溢水杯中，当物块浸入水中一

半时，从溢水口处溢出0.6N的水，杠杆处于水平平衡状态(忽略细线的重力，g取10N/kg),求：

(1)当物块浸入水中一半时，物块受到的浮力和溢水杯底受到水的压强；

(2)物块的体积和物块C受到细线的拉力；

(3)细线作用在A的力。

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7777777777777777777777777777~

五、填空题

14.如图所示，一轻杆AB悬于。点，BO=3AO,其左端挂一重力为30N的物体，右端施加一个与水平

方向成30。的力凡此时轻杆水平平衡，不计轻杆和绳子的重力，则力尸的大小为N。若此时将拉

力产沿顺时针方向改变到图中竖直的过程中，仍使轻杆在水平位置平衡,则拉力尸将(选填“变大”、

“变小”或“不变”)。

15.如图所示，轻质杠杆OA可绕。点转动，杠杆长0.2m,在它的中点8处挂一重物G,在杠杆的N端

施加竖直向上的力尸使杠杆在水平位置平衡,力尸的大小即图中弹簧秤示数。则重物G的重力是N。

G

六、作图题

16.如图所示，。为杠杆/0C的支点，在2处挂一块物料，为使