中考物理二轮复习重难点题型分类汇编与专项突破专题25杠杆的平衡条件及其应用试题含解析答案

这是一份中考物理二轮复习重难点题型分类汇编与专项突破专题25杠杆的平衡条件及其应用试题含解析答案，共20页。试卷主要包含了单选题，填空题，综合题，计算题，作图题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1．使用下列简单机械时， 能省距离的是（ ）
A．用筷子夹食物B．用起子开瓶盖
C．利用定滑轮升国旗D．起重机利用动滑轮吊起重物
2．如图所示，是仿照人的手臂设计的我国天宫空间站的机械臂。下列工具使用时与机械臂属于同类型杠杆的是（ ）
A．夹起食物的筷子B．拔钉子的羊角锤
C．剪铁丝的钢丝钳D．起瓶盖的开瓶扳手
3．下列属于费力杠杆的是（ ）
A． 汽车方向盘
B． 门把手
C． 小白同学家的水龙头
D． 雨刮器
4．下列属于省力杠杆的是（ ）
A．镊子
B．钓鱼竿
C．托盘天平
D．开瓶扳手
5．如图所示，一根质地不均匀的硬棒重心在点，将硬棒通过绳悬挂于点，、为两个支架，在绳与两支架的作用下，硬棒静止，此时绳与支架均对硬棒有弹力（绳的形变忽略不计）。下列操作中，仍能使硬棒保持平衡的是（ ）
A．仅撤去支架B．仅撤去支架
C．同时剪断绳和撤去支架D．同时剪断绳和撤去支架
6．如图所示，杠杆OBA可绕O点在竖直平面内转动，，在B点悬挂一个10N的重物G，在A点施加竖直向上的动力使杠杆OBA水平平衡（杠杆重力及摩擦均忽略不计），下列说法正确的是（ ）

A．在A点施加竖直向上的力时，该杠杆是费力杠杆
B．作用在A点的力的大小为5N
C．如果重物的悬挂点B向O点移动，要使杠杆水平平衡，应变小
D．若将作用于A点的力变为图中，要使杠杆水平平衡，应小于
7．如图所示，轻质杠杆AB可绕O点转动，当物体C浸没在水中时杠杆恰好水平静止，A、B两端的绳子均不可伸长且处于张紧状态。已知C是体积为1dm3、重为80N的实心物体，D是边长为20cm、质量为20kg的正方体，OA∶OB＝2∶1，圆柱形容器的底面积为400cm2（g＝10N/kg），则下列结果不正确的是（ ）
A．物体C的密度为8×103kg/m3
B．杠杆A端受到细线的拉力为70N
C．物体D对地面的压强为1.5×103Pa
D．物体C浸没在水中前后，水对容器底的压强增大了2×103Pa
8．如图为我国古人运送巨木的劳动情境示意图，他们通过横杆、支架、石块等，将巨木的一端抬起。当巨木太重无法抬起时，下列改进方法可行的是（ ）

A．减少横杆右端的人数B．将支架向右移动
C．横杆右端的人向支架靠近D．减小横杆上悬绳与支架间的距离
9．杆秤是一种中国传统的称量工具，凝聚着中国人民的智慧。如图所示，O为杆秤提纽，OA=8cm，秤砣质量m=0.2kg，不挂重物和秤砣时，手提提纽，杆秤可水平平衡。用它称鱼，当秤砣置于B点时，杆秤再次水平平衡，此时测得OB=32cm，则鱼的质量为（ ）

A．1.0kgB．0.8kgC．0.6kgD．0.4kg
10．如图是小强利用器械进行锻炼的示意图，其中横杆AB可绕固定点O在竖直平面内转动，OA∶OB=3∶2，在杆A端用细绳悬挂重为300N的配重，他在B端施加竖直方向的力F1，杆AB在水平位置平衡，此时他对水平地面的压力为F2。为了锻炼不同位置的肌肉力量，他将固定点移动到A端，杆AB可绕端点A在竖直平面内转动，配重悬挂在O点，在B端施加竖直方向的力使杆AB在水平位置再次平衡，此时，他对水平地面的压力为F3，压强为p。已知小强重为650N，两只脚与地面接触的总面积为400cm²，不计杆重与绳重，下列判断正确的是（ ）

A．F1为200NB．F2为1100N
C．F3为830ND．p为11750Pa
11．如图所示是锅炉保险阀门的示意图。当阀门受到的蒸汽压力超过其安全值时，阀门就会被拉开。如OB=2m，OA=0.5m，阀门的底面积S=2cm2，锅炉内气体压强的安全值p=6×105Pa（杠杆的重力，摩擦均不计，p0=1×105Pa），则B所挂重物的重力是（ ）

A．20NB．25NC．30ND．120N
12．停放自行车时，若要从如图四点中选择一点施加竖直向上的力，将后轮略微提起。其中最省力的点是（ ）
A．A点B．B点
C．C点D．D点
13．“节约用水，人人有责”，应养成随手关闭水龙头的好习惯。水龙头手柄可视为如图所示杠杆，O为支点，F为阻力，分别用力沿a、b、c、d方向关闭水龙头，其中用力最小的是（ ）
A．aB．bC．cD．d
二、填空题
14．调节平衡螺母使杠杆处于水平平衡状态。在A点悬挂两个钩码，如图所示，要使杠杆水平平衡，需在B点悬挂 个钩码。取走悬挂在B点的钩码，改用弹簧测力计在C点竖直向上拉，使杠杆水平平衡，测力计的示数为 N。（每个钩码重）

15．建筑工地上，工人利用杠杆提起重物。如图所示，杠杆AOB在竖直拉力的作用下恰好在水平位置平衡。已知，物体的重力为1600N，与地面的接触面积为400cm2，此时物体对水平地面的压强为。若工人的重力为700N，则工人对地面的压力为 N，工人最多能拉起 N的重物（杠杆与绳的自重、转轴上的摩擦均不计）。

16．《天工开物》中描述了古人应用桔槔汲水的情景。桔槔的结构相当于一个普通的杠杆，如图所示，水桶悬挂点到支点的距离和重物悬挂点到支点的距离之比为1︰2，当水和水桶的总质量为20kg时，杠杆恰好在水平位置平衡，则重物质量为 kg。（不计杠杆自重）

17．图甲是脚踏式翻盖垃圾桶的实物图，翻盖的原理是由两个杠杆组合而成，图乙为两水平杠杆AO1B、DCO2组合的示意图。已知桶盖重5N，重心位于DC中点的正上方，，，桶盖和连接杆的尺寸如图乙所示，脚踏杆AO1B和竖直连接杆的质量不计。
（1）杠杆AO1B是 （选填“省力”或“费力”）杠杆；
（2）若要把桶盖翻开，脚对踏板A处的压力至少为 N。

18．如图所示。放置花盆的支架只在A，D两点用螺钉固定在墙壁上，BC保持水平。已知AC长为，CD长为，BC长为，花盆的重力为G，重力作用线恰好过BC中点。若不计支架的重力，则D点螺钉对支架B的水平拉力 （用已知量表示）。为了减小拉力F，花盆位置应离墙壁 一些。

19．如图4所示，OAB为一可绕O点自由转动的轻质杠杆，OA垂直于AB，且OA长度为40cm，AB长度为30cm，在OA中点C处挂一质量为1kg的物体，要求在端点B处施加一个最小的力F，使杠杆在如图示位置平衡，则F的力臂应是 cm，最小的力F是 N。

三、综合题
20．在均匀直尺的中央挖一小凹槽，把一个薄金属片一端插入橡皮中，另一端支在直尺的凹槽内制成一个简易“天平”。静止时直尺水平平衡。在直尺的两侧各放一个相同的小盘，在小盘中倒入质量不等的大米和小米，调整小盘在直尺上的位置，使直尺再次水平平衡。如图所示。由图可知，大米的质量 （选填“大于”或“小于”）小米的质量。F是左盘对直尺施加的力，请在图中画出F的力臂 。现向左盘中再加入少量大米，写出一种能够使直尺恢复平衡的方法： 。

21．拉杆式旅行箱可看成杠杆，如图所示，已知OA=1.0m，OB =0.2m，箱重G=120N，请画出使箱子在图示位置静止时，施加在端点A的最小作用力F的示意图，( )且F= N。
四、计算题
22．俯卧撑是一项常见的健身项目，采用不同的方式做俯卧撑，健身效果通常不同。图1甲所示的是小科在水平地面上做俯卧撑保持静止时的情境，他的身体与地面平行，可抽象成如图1所示的杠杆模型，地面对脚的力作用在O点，对手的力作用在B点，小科的重心在A点。已知小科的体重为600N，OA长为1m，OB长为1.5m。
（1）图1中，地面对手的力F1与身体垂直，求F1的大小；
（2）图2所示的是小科手扶栏杆做俯卧撑保持静止时的情境，此时他的身体姿态与图1相同，只是身体与水平地面成一定角度，栏杆对手的力F2与他的身体垂直，且仍作用在B点。分析并说明F2与F1的大小关系。
五、作图题
23．图中，用直棒提升重物，画出图示位置所用最小力和阻力的力臂。

24．如图所示，O为支点，杠杆AB平衡时，画出施加在杠杆上最小动力F1的示意图。

参考答案：
1．A
【详解】A．用筷子夹食物时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，可以省距离，故A符合题意；
B．用起子开瓶盖时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，费距离，故B符合题意；
C．定滑轮相当于等臂杠杆，既不省力，也不省距离，故C不符合题意；
D．动滑轮相当于动力臂是阻力臂2倍的杠杆，可以省一半的力，但费距离，故D不符合题意。
故选A。
2．A
【详解】我国天宫空间站的机械臂是动力臂比阻力臂短的杠杆，是费力杠杆。
A．夹起食物的筷子的动力臂比阻力臂短，属于费力杠杆，故A符合题意；
BCD．拔钉子的羊角锤、剪铁丝的钢丝钳、起瓶盖的开瓶扳手的动力臂比阻力臂长，属于省力杠杆，故BCD不符合题意。
故选A。
3．D
【详解】ABC．汽车方向盘、门把手、水龙头属于轮轴，是轮转动带动轴转动，动力臂大于阻力臂，相当于省力杠杆，故ABC不符合题意；
D．雨刮器属于轮轴，是轴转动带轮转动，故阻力臂大于动力臂，相当于费力杠杆，故D符合题意。
故选D。
4．D
【详解】AB．镊子、钓鱼竿在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故AB不符合题意；
C．天平在使用过程中，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆，不省力也不费力，故C不符合题意；
D．开瓶扳手在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D符合题意。
故选D。
5．A
【详解】A．绳子只能向上施加拉力，支架只能施加向上的支持力；仅撤去支架，以为支点，重力和支架支持力使得杠杆的转动方向相反，可以平衡，故A符合题意；
B．仅撤去支架，以为支点，重力和支架支持力使得杠杆的转动方向都是顺时针，故杠杆不可以平衡，故B不符合题意；
C．同时剪断绳和撤去支架，以为支点，重力使得杠杆逆时针转动，不可以平衡，故C不符合题意；
D．同时剪断绳和撤去支架，以为支点，重力使得杠杆顺时针转动，不可以平衡，故D不符合题意。
故选A。
6．C
【详解】A．在A点施加竖直向上的力F1时，动力臂是OA，阻力臂是OB，动力臂大于阻力臂，该杠杆是省力杠杆，故A错误；
B．由杠杆的平衡条件可知
F1×OA=G×OB
且
OA=OB+BA=3BA
则有
F1×3BA=G×2BA
解得
故B错误；
C．如果重物的悬挂点B向O点移动，则OB变小，由
F1×OA=G×OB
可知，OA与G大小不变，要使杠杆水平平衡，F1应变小，故C正确；
D．将作用于A点的力F1变为图中F2，动力臂会变小，由杠杆的平衡条件可知，在OB与G不变情况下，F2应大于F1，故D错误。
7．D
【详解】A．物体C的质量
物体C的密度
故A正确，不符合题意；
B．物体C排开水的体积
V排＝VC＝1×10﹣3m3
受到的浮力
F浮＝ρ水gV排＝1×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m3＝10N
杠杆A端受到的拉力
FA＝GC﹣F浮＝80N﹣10N＝70N
故B正确，不符合题意；
C．由杠杆平衡条件F1L1＝F2L2 得
FA×OA＝FB×OB
则杠杆B端受到细线的拉力
由于力的作用是相互的，杠杆B端对D的拉力
F拉＝FB＝140N
D对地面的压力
F压＝GD﹣F拉＝mDg﹣F拉＝20kg×10N/kg﹣140N＝60N
D对地面的压强
故C正确，不符合题意；
D．物体C浸没在水中前后，水的深度变化
水对容器底的压强增大值
Δp＝ρ水gΔh＝1×103kg/m3×10N/kg×0.025m＝2.5×102Pa
故D错误，符合题意。
故选D。
8．D
【详解】A．如图所示，支架是杠杆支点，人对横杆右端施加向下的力是动力，当巨木太重无法抬起时，就需要更大的动力，需要更多的人来参与给横杆施加向下的力，故A不符合题意；
B．如果将支架向右移动，等于是动力臂减小，阻力臂增大，想要将巨木抬起需要比原来更大的动力，这是不可行的，故B不符合题意；
C．横杆右端的人向支架靠近，则是动力臂减小，在阻力和阻力臂不变的条件下，根据杠杆平衡条件可知，需要更大的动力才能把巨木抬起来，故C不符合题意；
D．减小横杆上悬绳与支架间的距离，等同于是减小阻力臂，根据杠杆平衡条件可知，在阻力和动力臂不变的条件下，需要的动力减小了，就能把巨木抬起来，这种改进方式是可行了，故D符合题意。
故选D。
9．B
【详解】杆秤是一只杠杆，O是支点，当杆秤在水平位置平衡时，根据杠杆的平衡条件可得
G鱼﹒OA=G秤砣﹒OB
则鱼受到的重力
鱼的质量为
故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
10．C
【详解】A．已知OA∶OB=3∶2，根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2得
F1 ×OB =G×OA
即
故A错误；
B．他对水平地面的压力为
F2=G人- F1=650N -450N =200N
故B错误；
C．将固定点移动到A端，杆AB可绕端点A在竖直平面内转动，配重悬挂在O点，在B端施加竖直方向的力，使杆AB在水平位置再次平衡，小强对B端施加力的方向应竖直向上，该力大小
根据力的作用是相互的，则此时B端对小强施加力的方向竖直向下，该力大小
F4ʹ= F4=180N
他对水平地面的压力
F3=G人+ F4 ʹ =650N+180N =830N
故C正确；
D．此时他对水平地面的压强
故D错误。
故选C。
11．B
【详解】气体产生的向上的力
F1=pS=6×105Pa×2×10-4m2=120N
大气产生的向下的压力为
F2=p0S=1×105Pa×2×10﹣4m2=20N
阀门受到向上的力为
F=F1﹣F2=120N﹣20N=100N
根据杠杆的平衡条件可知
F×OA=G×OB
物体的重力
故选B。
12．D
【详解】后轮被提起时，前轮是支点，若要从如图四点中选择一点施加竖直向上的力，将后轮略微提起，要使提力最小，其力臂应最大，故此点应距离支点的水平距离最大，A、B、C、D四点中，D点作为动力作用点时动力臂最长，最省力。
故选D。
13．B
【详解】根据杠杆平衡的条件，阻力和阻力臂不变，动力的力臂最大时，动力最小，所以用力沿b方向关闭水龙头时，动力臂最大，用力最小，故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
14． 3 0.75
【详解】[1]一个钩码的重是0.5N，设杠杆一个小格长度为L，在A点悬挂2个钩码时，根据杠杆平衡条件可得
代入数据有
解得
即在B处挂3个钩码。
[2]取走悬挂在B点的钩码，改用弹簧测力计在C点竖直向上拉，设测力计的拉力为，杠杆水平平衡时，根据杠杆平衡条件可得
即
解得
15． 500 2100
【详解】[1]杠杆与绳的自重、转轴上的摩擦均不计，物体对水平地面的压力
F压=pS=2.5×104Pa×400×10-4m2=1000N
物体受到水平地面的支持力和物体对水平地面的压力是一对相互作用力，其大小相等，所以支持力为
F支=F压=1000N
物体受到重力、支持力和拉力的作用而静止，则绳子对物体的拉力大小为
F拉=G-F支=1600N-1000N=600N
绳子对B端的拉力
FB=F拉=600N
根据杠杆平衡条件得到
FA·OA=FB·OBA端受到绳子的拉力
工人受到重力、支持力和拉力的作用而静止，工人受到支持力
F′支=G人-FA=700N-200N=500N
工人对地面的压力和地面对工人的支持力是相互作用力，两个力的大小相等，则工人对地面的压力
F′压=F′支=500N
[2]A端的最大拉力等于工人的重力，根据杠杆平衡条件得到
F′A·OA=F′B·OBB端的最大拉力
工人最多能拉起2100N的重物。
16．10
【详解】[1]水和桶的总重力为
G总＝mg＝20kg×9.8N/kg＝19.6N
由题意知，l1︰l2＝1︰2，根据杠杆平衡条件知
G总l1＝m物gl2
解得m物＝10kg。
17． 省力 20
【详解】（1）[1]杠杆AO1B支点为O1，动力在A点处，阻力在B点处，作用力在竖直方向上，此时动力臂大于阻力臂，故此杠杆为省力杠杆。
（2）[2]如图所示，在杠杆DCO2中，阻力臂为
动力臂为，根据杠杆平衡条件可得C点处作用力为
若要把桶盖翻开，根据杠杆平衡条件，在杠杆AO1B中，脚对踏板A处的压力至少为
18． 近
【详解】[1]支点为A，花盆对支架的压力为阻力F2，从支点A做到花盆重力作用线的垂线，支点到垂足的距离为阻力臂，如图所示
D处螺钉水平拉力（动力）的力臂l1+l2，由杠杆平衡条件可得
D处螺钉的水平拉力的大小
[2]由杠杆平衡条件可知，在阻力、动力臂不变的情况下，阻力臂越小、动力越小、越省力；所以为了安全，应减小阻力臂，从而减小D处的拉力，花盆应尽量靠近墙壁。
19． 50 4
【详解】[1]要使力最小，力臂需最长，由图可知，当连接OB，使OB作为力臂时，拉力F最小。此时OB的长度为
[2]由杠杆平衡条件可得，最小的力F为
20． 小于 向右盘放入少量小米
【详解】[1]由上图可知，大米对直尺压力的力臂大于小米对直尺压力的力臂，根据杠杆的平衡条件可知，大米的重力小于小米的重力，根据G=mg，故大米的质量小于小米的质量。
[2]从支点O向F的作用线作垂线段l，即为F的力臂l，如下所示：

[3]现向左盘中再加入少量大米，则左边力与力臂之积变大，为使直尺恢复平衡，向右盘放入少量小米。
21． 24
【详解】[1]在A点施加最小力，作用点在A点，最小力就是最大力臂，即把OA当作力臂时此时力臂最大，故最小力为过A点垂直OA，如图所示：
[2]根据杠杆的平衡条件F×OA=G×OB可得
F=24N
22．（1）400N；（2）F2＜F1
【详解】解：（1）图1中，地面对手的力F1与身体垂直，由杠杆平衡条件得，F1的大小为
（2）图2中，动力臂不变，重力不变，阻力臂变小，由杠杆平衡条件得，栏杆对手的力F2变小，即
答：（1）图1中，地面对手的力F1与身体垂直，F1的大小为400N；
（2）见解析。
23．
【详解】据杠杆的平衡条件，力最小，则力臂最大，连接OB为最大力臂，过B点作垂直于OB向上的力F1即为最小力；将F2的作用线反向延长，过O点作力F2的作用线的垂直线即为力臂L2。作图如下：

24．
【详解】根据杠杆的平衡条件可知，力F1的力臂最大时，力F1最小，先确定该力的作用点在杠杆上离支点最远的B点，连接OB，以这条线段为该力的力臂时，力臂最长，此时力最小，所以过B点作OB的垂线即该力的作用线，要使杠杆保持平衡，则力F1应沿力的作用线向上，如图所示：