中考物理專題《杠桿》專題訓(xùn)練含答案解析

12.1杠桿（專題訓(xùn)練）（解析版）1．（2023?市中區(qū)一模）人在做俯臥撐時(shí)可視為一個(gè)杠桿。如圖所示，人在用力起身時(shí)，下列能正確表示該杠桿的支點(diǎn)、動(dòng)力和阻力的示意圖的是（）A． B． C． D．【答案】C【分析】重力G的方向是豎直向下的，支撐力F的作用點(diǎn)在手與地面的接觸點(diǎn)，支點(diǎn)是點(diǎn)O?！窘獯稹拷猓哼^重心做豎直向下的重力F2，在手上做豎直向上的支撐力F1，腳與地的接觸點(diǎn)為支點(diǎn)O，故C正確、ABD錯(cuò)誤。故選：C。2．（2023?南充模擬）如圖所示，是人們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｒ姷挠闷鹱娱_瓶蓋的情景。這也是一個(gè)杠桿，那么下列關(guān)于這個(gè)杠桿的支點(diǎn)、動(dòng)力作用點(diǎn)、阻力作用點(diǎn)對(duì)應(yīng)位置正確的是（）A．A﹣B﹣C B．A﹣C﹣B C．B﹣C﹣A D．C﹣A﹣B【答案】B【分析】杠桿五要素是：1、支點(diǎn)：杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的點(diǎn)，通常用字母O來表示。2、動(dòng)力：使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力，通常用F1來表示。3、阻力：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力，通常用F2來表示。4、動(dòng)力臂：從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的距離，通常用L1表示。5、阻力臂：從支點(diǎn)到阻力作用線的距離，通常用L2表示。【解答】解：人們?nèi)粘Ｉ钪杏闷鹱娱_瓶蓋時(shí)，起子繞A點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，所以這個(gè)杠桿的支點(diǎn)是A點(diǎn)；手對(duì)C點(diǎn)施加的力使杠桿向上轉(zhuǎn)動(dòng)，即動(dòng)力，所以動(dòng)力作用點(diǎn)是C點(diǎn)；瓶蓋對(duì)B點(diǎn)施加的力阻礙杠桿向上轉(zhuǎn)動(dòng)，即阻力，所以阻力作用點(diǎn)是B點(diǎn)。故選：B。3．（2022秋?永州期末）如圖是一輛裝滿同種貨物的手推車。當(dāng)前輪遇到障礙物A時(shí)，售貨員向下壓扶手，這時(shí)手推車可以看成杠桿，支點(diǎn)是C點(diǎn)；當(dāng)后輪遇到障礙物時(shí)，售貨員向上提扶手，這時(shí)支點(diǎn)是B點(diǎn)，與前輪遇到障礙物是相比，此時(shí)較省力（填“省”或“費(fèi)”）【答案】見試題解答內(nèi)容【分析】（1）杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的固定點(diǎn)是杠桿的支點(diǎn)；（2）由杠桿的平衡條件可知：當(dāng)動(dòng)力臂大于阻力臂時(shí)，為省力杠桿?！窘獯稹拷猓海?）當(dāng)前輪遇到障礙物A時(shí)，售貨員向下壓扶手，手推車可看作杠桿，手推車?yán)@著C點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，C是支點(diǎn)；當(dāng)后輪遇到障礙時(shí)，售貨員向上提扶手，手推車?yán)@著B點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，B是支點(diǎn)；（2）當(dāng)后輪遇到障礙物時(shí)，支點(diǎn)是B點(diǎn)，當(dāng)前輪遇到障礙物A時(shí)，C是支點(diǎn)，在這兩種情況下，阻力（手推車重力）與阻力臂相等，后輪遇到障礙物時(shí)的動(dòng)力臂大于前輪遇到障礙物時(shí)的動(dòng)力臂，由杠桿平衡條件可知，在阻力與阻力臂一定時(shí)，動(dòng)力臂越大，動(dòng)力越小，因此與前輪遇到障礙物時(shí)相比，此時(shí)較省力。故答案為：C；B；省。4．（2023?翼城縣一模）圖甲是一種落地式海報(bào)架，圖乙是海報(bào)架的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。若視海報(bào)架為杠桿，水平向右的風(fēng)將其吹倒的瞬間，支點(diǎn)是C（選填“A”、“B”或“C”），若要使海報(bào)架抵抗更大的風(fēng)力，可以采取的措施是增大∠BAC角度（寫出一條即可）。【答案】C；增大∠BAC角度?！痉治觥浚?）可繞固定點(diǎn)（軸）轉(zhuǎn)動(dòng)的硬棒是杠桿，杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的固定點(diǎn)叫支點(diǎn)；（2）根據(jù)杠桿平衡原理分析使海報(bào)架抵抗更大的風(fēng)力要求時(shí)∠BAC角度的變化?！窘獯稹拷猓海?）根據(jù)圖片可知，水平向右的風(fēng)將其吹倒的瞬間，只有C點(diǎn)不動(dòng)，故支點(diǎn)為C點(diǎn)；（2）從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的距離叫動(dòng)力臂，重力G的力臂L2，如圖所示：根據(jù)圖片可知，∠BAC角度越大，重力G的力臂L2越長(zhǎng)，重力G大小不變，根據(jù)杠桿平衡原理F1L1＝F2L2可知，此時(shí)可承受更大的阻力，故若要使海報(bào)架抵抗更大的風(fēng)力，應(yīng)增大∠BAC角度。故答案為：C；增大∠BAC角度。5．（2023春?順義區(qū)期中）如圖所示，O點(diǎn)為杠桿支點(diǎn)，在杠桿右端施加力F，某同學(xué)畫出力F的力臂l，其中正確的是（）A． B． C． D．【答案】A【分析】力臂是從支點(diǎn)到力的作用線的垂直距離，據(jù)此分析?！窘獯稹拷猓毫Ρ凼侵c(diǎn)到力的作用線的垂直距離，即力臂與力F的作用線垂直，故A正確，BCD錯(cuò)誤。故選：A。6．（2022春?雙城區(qū)期中）如圖所示，用杠桿提起重物，O點(diǎn)為杠桿的支點(diǎn)，F(xiàn)是作用在杠桿B點(diǎn)的力。圖中線段AB與力F的作用線在一條直線上，且AC⊥OB、AB⊥AO。能表示力F力臂的線段是（）A．AB B．AC C．AO D．OB【答案】C【分析】力臂是支點(diǎn)到力的作用線的距離，據(jù)此分析判斷?！窘獯稹拷猓河深}知，O點(diǎn)為杠桿的支點(diǎn)，動(dòng)力F作用在B點(diǎn)，AB與力F的作用線在一條直線上，根據(jù)力臂的定義知，O點(diǎn)到AB的距離OA為力F的力臂，故C正確，ABD錯(cuò)誤。故選：C。7．（2023?溫江區(qū)校級(jí)模擬）品學(xué)兼優(yōu)的小明同學(xué)還非常樂于勞動(dòng)。圖甲是小明用笤帚在掃地，圖乙是簡(jiǎn)化圖，以O(shè)為支點(diǎn)，作用在A點(diǎn)的動(dòng)力為F1。請(qǐng)?jiān)趫D乙中畫出作用在B點(diǎn)的阻力F2的示意圖及動(dòng)力臂L1。【答案】見解答【分析】阻力是阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力，根據(jù)阻力的作用點(diǎn)和方向畫出阻力F2的示意圖；根據(jù)力臂的概念畫出動(dòng)力F1的力臂L1。【解答】解：由圖可知?jiǎng)恿1使笤帚（杠桿）沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，而阻力F2的作用是阻礙其轉(zhuǎn)動(dòng)，所以阻力F2的方向與F1相反，作用點(diǎn)在B點(diǎn)，據(jù)此畫出阻力F2的示意圖；從支點(diǎn)O向動(dòng)力F1的作用線作垂線段，即為動(dòng)力臂L1，如圖所示：8．（2023?錦江區(qū)模擬）疫情線上教學(xué)期間，體育老師為同學(xué)們制定了詳細(xì)的鍛煉計(jì)劃，其中一項(xiàng)是俯臥高抬腿，如圖甲所示，將人看做杠桿；支點(diǎn)在手上，請(qǐng)?jiān)诤?jiǎn)圖乙中畫出地面對(duì)腳作用力F的力臂L和人手對(duì)地面的壓力F′。【答案】【分析】已知支點(diǎn)和動(dòng)力的方向，過支點(diǎn)作動(dòng)力作用線的垂線段即可；根據(jù)壓力的作用點(diǎn)在接觸面上確定壓力的作用點(diǎn)，然后根據(jù)壓力的方向與接觸面垂直，再過作用點(diǎn)表示出壓力的方向?！窘獯稹拷猓哼^支點(diǎn)O向力F的作用線作垂線，就是力F的力臂L：壓力的作用點(diǎn)在接觸面上，過作用點(diǎn)作垂直于水平地面向下的力即為人手對(duì)地面的壓力F'；如圖所示：9．（2023春?東坡區(qū)校級(jí)期中）如圖所示，輕質(zhì)木桿AC可以繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，AB：OB＝4：1，A端掛著重為300N，底面積100cm2的物體G，當(dāng)木桿在水平位置平衡時(shí)，物體G對(duì)水平地面的壓強(qiáng)為104Pa，則在B點(diǎn)施加豎直向下的拉力的大小為（）A．600N B．400N C．800N D．1200N【答案】A【分析】利用F＝pS求得G對(duì)水平地面的壓力，根據(jù)G的重力的大小和G對(duì)水平地面的壓力，求出A端對(duì)物體的拉力的大??；然后根據(jù)杠桿的平衡條件求出B點(diǎn)F的大小?！窘獯稹拷猓篏對(duì)水平地面的壓力：F壓＝pS＝104Pa×100×10﹣4m2＝100N，G的重力為300N；物體G對(duì)水平地面的壓力為100N，則杠桿的A端對(duì)物體的拉力為：F'＝300N﹣100N＝200N；AB：OB＝4：1，則AO：OB＝3：1；根據(jù)杠桿的平衡條件可知：F'×OA＝F×OB，則F＝＝200N×＝600N。故選：A。10．（2023?臨江市一模）如圖所示，把質(zhì)量為40g的湯匙放在手指上，仔細(xì)調(diào)節(jié)使其在手指上平衡，湯匙在手指上的左側(cè)部分的質(zhì)量小于（選填“大于”“小于”或“等于”）右側(cè)部分的質(zhì)量?！敬鸢浮啃∮凇痉治觥啃∩卓梢钥闯墒且粋€(gè)杠桿，杠桿平衡時(shí)動(dòng)力臂和動(dòng)力的乘積等于阻力臂和阻力的乘積，力臂越大，作用力越小?！窘獯稹拷猓喝鐖D，小勺看成是一個(gè)杠桿，支點(diǎn)在手指接觸位置，小勺在水平位置平衡，左端的力和左端的力臂乘積等于右端的力和右端力臂的乘積，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。故答案為：小于。11．（2023?南岸區(qū)一模）曉歡同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置探究杠桿的平衡條件，在輕質(zhì)杠桿AB的A端懸掛一個(gè)質(zhì)量為3.0kg的空桶，AO：OB＝3：1。將質(zhì)量分布均勻，重為270N的異形工件M通過細(xì)線與B端相連，已知M的上下兩部分均為正方體，且邊長(zhǎng)之比為1：2。此時(shí)，杠桿在水平位置平衡，且M對(duì)地面的壓強(qiáng)為4500Pa，不考慮機(jī)械的摩擦，此時(shí)細(xì)線對(duì)M的拉力為90N；若在M的下部沿豎直方向截去部分，并將其放入空桶中，使M對(duì)地面的壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉淼?，則截去部分的質(zhì)量為1.5kg?！敬鸢浮?0；1.5?！痉治觥浚?）根據(jù)G＝mg求空桶的重力，根據(jù)杠桿平衡條件求出細(xì)線對(duì)M的拉力；（2）根據(jù)力的作用是相互的和力的平衡條件求M對(duì)水平地面的壓力，根據(jù)p＝求M的底面積，根據(jù)S＝a2求出M下部分的棱長(zhǎng)，進(jìn)而求出上部分的棱長(zhǎng)，根據(jù)體積公式求出M的體積，根據(jù)G＝mg求出M的質(zhì)量，根據(jù)密度公式求出M的密度；根據(jù)M對(duì)地面的壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉淼?，求出切割后M對(duì)地面的壓強(qiáng)；根據(jù)密度公式和體積公式表示出剩余部分的底面積，根據(jù)p＝表示出M對(duì)地面的壓力，根據(jù)力的平衡條件表示出M受到的拉力，根據(jù)杠桿平衡條件列出方程求出切下的質(zhì)量?！窘獯稹拷猓海?）空桶重力為：FA＝GA＝mg＝3kg×10N/kg＝30N，由杠桿平衡原理可知：OA×FA＝OB×FB，細(xì)線對(duì)M的拉力為：FB＝×GA＝×30N＝90N；（2）地面對(duì)M的支持力為：F支＝GM﹣FB＝270N﹣90N＝180N，M對(duì)地面的壓力與地面對(duì)M的支持力是一對(duì)相互作用力，大小相等，所以M對(duì)地面的壓力為：F壓＝F支＝180N，由p＝可知，M的底面積：S＝＝＝0.04m2，則正方體M下半部分的棱長(zhǎng)為0.2m，由于M上下兩部分皆為正方體，且棱長(zhǎng)之比1：2，所以上半部分的棱長(zhǎng)為0.1m，則整個(gè)正方體M的體積為：V＝（0.2m）3+（0.1m）3＝9×10﹣3m3，由G＝mg可知，M的質(zhì)量：mM＝＝＝27kg，M的密度為：ρ＝＝＝3×103kg/m3；由ρ＝可知，切去部分的體積為V切＝，則切去部分的底面積為S切＝＝＝，則物體M切去一部分后與地面的接觸面積為S'＝S﹣S切＝S﹣，由題意可知，切割后M對(duì)地面的壓強(qiáng)：p'＝p＝×4500Pa＝3200Pa，由p＝可知，此時(shí)地面對(duì)M的支持力：F＝p'S'＝p'（S﹣），壓力和支持力是一對(duì)相互作用力，大小相等，此時(shí)的支持力為：F支＝F＝p'S'＝p'（S﹣）……①此時(shí)B端繩子的拉力為：FB'＝（GM﹣mg）﹣F支……②由杠桿平衡原理可知：OA×（GA+mg）＝OB×FB'，解得：FB'＝×（GA+mg）＝3（GA+mg）……③由①②③解得：m＝＝＝1.5kg。故答案為：90；1.5。12．（2023春?金安區(qū)校級(jí)期中）如圖所示，燈的質(zhì)量為6kg，燈掛在水平橫桿的C端，O為杠桿的支點(diǎn)，水平桿OC長(zhǎng)2m，桿重不計(jì)，BC長(zhǎng)0.5m；求：（1）燈的重量；（2）要使水平桿在水平位置保持平衡，作用在B點(diǎn)上的動(dòng)力至少多大？【答案】（1）燈的重力為60N；（2）要使水平桿在水平位置保持平衡，作用在B點(diǎn)上的動(dòng)力至少為80N。【分析】（1）根據(jù)重力的計(jì)算公式G＝mg計(jì)算出重力的大??；（2）杠桿的平衡條件：動(dòng)力×動(dòng)力臂＝阻力×阻力臂；本題為杠桿平衡題目，阻力力臂可以求出，只要求出動(dòng)力力臂就可求出拉力【解答】解：（1）由G＝mg可得，燈的重力為：G＝mg＝6kg×10N/kg＝60N；（2）如圖所示，由圖看出，當(dāng)在B點(diǎn)的力豎直向上時(shí)動(dòng)力臂最長(zhǎng)，動(dòng)力最小，由杠桿平衡條件得：G×OC＝F×OB，則F＝＝＝80N。答：（1）燈的重力為60N；（2）要使水平桿在水平位置保持平衡，作用在B點(diǎn)上的動(dòng)力至少為80N。13．（2023春?閔行區(qū)校級(jí)期中）如圖1是《天工開物》中記載的三千多年前在井上汲水的桔槔，其示意圖如圖2所示。輕質(zhì)杠桿的支點(diǎn)O到左端距離l1＝0.5米，到右端距離l2＝0.2米，當(dāng)在杠桿左端懸掛質(zhì)量為2千克的物體A，右端掛邊長(zhǎng)為0.1米的正方體B。杠桿水平位置平衡時(shí)，正方體B對(duì)地面的壓力為19.6牛。求：①此時(shí)杠桿左端所受拉力大小F左；②正方體B的密度ρB；③該輕質(zhì)杠桿最多能夠提升重物A的質(zhì)量mA。【答案】①此時(shí)杠桿左端所受拉力大小為19.6N；②正方體B的密度為7×103kg/m3；③該輕質(zhì)杠桿最多能夠提升重物A的質(zhì)量為2.8kg?！痉治觥竣俅藭r(shí)杠桿左端所受拉力等于物體A的重力，根據(jù)F＝G＝mg求出其大??；②利用杠桿平衡條件求出杠桿右端受到的拉力；正方體B對(duì)地面的壓力等于B的重力減去繩子對(duì)B的拉力，據(jù)此求出B的重力，根據(jù)重力公式計(jì)算B的質(zhì)量，利用密度計(jì)算公式求得正方體B的密度；③B對(duì)杠桿的最大拉力等于自身重力，根據(jù)杠桿平衡條件計(jì)算物體A的最大重力，根據(jù)重力公式計(jì)算輕質(zhì)杠桿最多能夠提升重物A的質(zhì)量mA?！窘獯稹拷猓孩俑軛U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可得杠桿右端受到的拉力：F右＝＝＝49N；根據(jù)力的相互作用可知繩子對(duì)B的拉力等于杠桿右端受到的拉力，因正方體B對(duì)地面的壓力等于B的重力減去繩子對(duì)B的拉力，所以，B的重力：GB＝F右+F壓＝49N+19.6N＝68.6N；B的密度為：ρB＝＝＝＝7×103kg/m3，（3）B對(duì)杠桿的最大拉力等于自身重力，根據(jù)杠桿平衡條件可得物體A的最大重力：GA＝F左′＝F右′＝×68.6N＝27.44N，則該輕質(zhì)杠桿多能夠提升重物A的最大質(zhì)量mA＝＝＝2.8kg。答：①此時(shí)杠桿左端所受拉力大小為19.6N；②正方體B的密度為7×103kg/m3；③該輕質(zhì)杠桿最多能夠提升重物A的質(zhì)量為2.8kg。14．（2023?上蔡縣一模）在探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)中，小明進(jìn)行了如圖1﹣2所示的實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是（）A．圖1中，杠桿處于平衡狀態(tài) B．在實(shí)驗(yàn)過程中，為使杠桿平衡，除改變鉤碼位置和個(gè)數(shù)外，還可以調(diào)節(jié)平衡螺母 C．圖2中杠桿已經(jīng)平衡、如果將兩側(cè)鉤碼分別向遠(yuǎn)離支點(diǎn)O方向移動(dòng)一格，杠桿仍然能平衡 D．實(shí)驗(yàn)中，多次實(shí)驗(yàn)的目的是減小誤差【答案】A【分析】（1）杠桿的平衡狀態(tài)為靜止?fàn)顟B(tài)或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)；（2）調(diào)節(jié)杠桿自身水平平衡后，在實(shí)驗(yàn)過程中不能再調(diào)節(jié)平衡螺母；（3）根據(jù)杠桿平衡條件判斷是否平衡；（4）在探究型實(shí)驗(yàn)中，多次測(cè)量的目的是為了避免實(shí)驗(yàn)的偶然性，得出普遍規(guī)律?！窘獯稹拷猓篈、杠桿的平衡狀態(tài)為靜止?fàn)顟B(tài)或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)，當(dāng)杠桿處于靜止時(shí)，此時(shí)杠桿為平衡狀態(tài)，故A正確；B、杠桿調(diào)節(jié)平衡后，在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中，螺母再調(diào)節(jié)會(huì)改變杠桿重心的位置，使杠桿重力對(duì)杠桿平衡又產(chǎn)生影響，因此不能再旋動(dòng)兩側(cè)的平衡螺母，故B錯(cuò)誤；C、若兩側(cè)鉤碼同時(shí)向遠(yuǎn)離支點(diǎn)的方向移動(dòng)一個(gè)格，則左側(cè)3G×3L＝9GL，右側(cè)2G×4L＝8GL，因?yàn)?GL＞8GL杠桿不能平衡，故C錯(cuò)誤；D、在實(shí)驗(yàn)中，多次改變力的力臂的大小主要是為了避免實(shí)驗(yàn)的偶然性，獲取多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)歸納出物理規(guī)律，故D錯(cuò)誤。故選：A。15．（2023?天長(zhǎng)市一模）在“探究杠桿平衡條件”的實(shí)驗(yàn)中：（1）實(shí)驗(yàn)前應(yīng)先調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使之在水平位置平衡，目的是便于測(cè)量力臂大小，同時(shí)消除杠桿自重對(duì)杠桿平衡的影響。（2）如圖是一個(gè)加寬的杠桿裝置，此時(shí)杠桿處于水平平衡狀態(tài)，若只將左側(cè)的鉤碼改掛到A點(diǎn)正上方的B點(diǎn)，杠桿仍能（選填“仍能”或“不能”）保持平衡?！敬鸢浮浚?）便于測(cè)量力臂大小，同時(shí)消除杠桿自重對(duì)杠桿平衡的影響；（2）仍能?！痉治觥浚?）杠桿在水平位置平衡后，支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離就是力臂，因此在此實(shí)驗(yàn)中我們應(yīng)首先調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡，使杠桿在水平位置平衡的目的是為了便于測(cè)量力臂，同時(shí)消除杠桿自重對(duì)杠桿平測(cè)量多組數(shù)據(jù)的目的是衡的影響；（2）力臂是支點(diǎn)到力的作用線的距離，將左側(cè)的鉤碼改掛到A點(diǎn)正上方的B點(diǎn)，力臂是線段OA，與原來相比較力和力臂都沒有改變，所以杠桿仍能保持平衡?！窘獯稹拷猓海?）在“探究杠桿的平衡條件”實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)先調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡，這樣做是為了便于測(cè)量力臂，同時(shí)消除杠桿自重對(duì)杠桿平衡的影響；（2