2021年物理中考真题及解答：杠杆的平衡

#2021年物理中考真题及解答：杠杆的平衡（2021•广西）如图是小华在劳动教育实践活动中体验中国传统农耕"舂稻谷”的示意图。小华若要更省力，下列做法可行的是（）支点不动，脚在杆上的位置前移将支点靠近人，脚在杆上的位置不动将支点靠近人，同时脚在杆上的位置前移将支点远离人，同时脚在杆上的位置后移第1题图第2题图（2021•青岛）小明自制的杆秤如图所示，O为杆秤提纽，不挂重物和秤砣时，手提提纽杆秤可水平平衡。用它称一物体，已知秤砣质量m=0.2kg,OA=8cm,当OB=40cm时，杆秤水平平衡，则物体的质量为（）A．1.0kgB．0.8kgC．0.6kgD．0.4kg（2021•济南）爸爸领着小梅玩跷跷板。下列四幅图中，最有可能让跷跷板在水平方向上TOC\o"1-5"\h\z保持平衡的是（）个］4个I4—Z4ABC□（2021•贺州）现有若干个规格相同的钩码，如图所示，为了使杠杆在水平位置平衡，应在杠杆的A点挂（）个钩码。A．1B．2C．3D．4第4题图第5题图第7题图（2021•泰州）如图，在均匀杠杆的A处挂3个钩码，B处挂2个钩码，杠杆恰好在水平位置平衡。下列操作中，仍能使杠杆在水平位置平衡的是（所用钩码均相同）（）两侧钩码同时向支点移动一格两侧钩码下方同时加挂一个钩码左侧加挂一个钩码，右侧加挂两个钩码左侧拿去一个钩码，右侧钩码向左移动一格（2021•绵阳）在水平地面上，个子较高的甲同学和个子较矮的乙同学共同搬运一个质量分布均匀的木箱，两人一前一后，手都作用在木箱靠近自己一侧的下边缘上，施力方向都竖直向上。第一次，甲同学在前，对木箱施加的力大小为F甲乙同学在后，对木箱施甲加的力大小为F乙第二次，甲、乙同学互换位置，甲同学对木箱施加的力大小为F甲，乙甲乙同学对木箱施加的力大小为F丿。假设甲、乙同学身体和手臂都伸直，则（）乙F>FB.F'=F'甲乙甲乙F>F'D.F=F'甲甲乙乙7•如图所示，轻质杠杆OB可绕O点转动，OA=AB，用细线将重物悬挂在A点，在B点作用竖直向上的拉力F,则在保持杠杆水平静止的情况下（）拉力F的大小为物重的2倍当悬挂点左移时，F将减小C•若F改为沿图中虚线方向施力，F将增大若物重增加2N，F的大小也增加2N（2021•枣庄）如图所示，一根质地均匀的木杆可绕O点自由转动，在木杆的右端施加一个始终垂直于木杆的作用力F,使木杆从OA位置匀速转到OB位置的过程中，力F的大小将（）

先变大，后变小先变小，后变大一直是变大的—直是变小的（2021•日照）如图所示是某简易杠杆的示意图，已知AOB水平，OA=OB,物体重力G=10N,拉力F的方向如图所示。该杠杆是_杠杆，F=N。第8第8题图第9题图第10题图（2021•永州）如图所示，在一质量不计、刻度分布均匀的杠杆上的A点悬挂两个质量均为50g的钩码，将一质量为0.3kg的物体放在水平地面上，用一轻绳将该物体悬挂在杠杆上的B点，杠杆在水平位置平衡。此时轻绳对杠杆的拉力大小为N,物体对地面的压力大小为No要使物体对地面的压力大小为零，同时杠杆在水平位置平衡，则在A点要增挂个50g的钩码。现提供一个量程为0〜3N的弹簧测力计和若干个50g的钩码，利用弹簧测力计和钩码使杠杆在水平位置平衡，则在A点所挂钩码的个数最多为个。（g=10N/kg）第12题图第13题图（2021•广州）如图，O为跷跷板的支点，小朋友对跷跷板的作用力F=120N，大人对跷跷板的作用力F'第12题图第13题图第11题图（1）在图中画出F的力臂1。（2）F的作用点可能在（选填“A”、“B”或“C”），方向竖直（选填“向上”或“向下”）。（2021•大连）工人使用独轮车搬运石头，相关信息如图所示，车箱和石头所受的总重力G=1200N,推车时，双手向上的力F=N；如果将这些石头偏向车箱前部装载,推车时，双手向上的力为F',则FF（选填“〉”“=”或“V”）。（2021•眉山）如图所示，以O为转轴的轻质杠杆AOB，AB=4OA，物体C重240N，底面积为200cm2，在杠杆A端与物体的上端中点用一根轻质硬棒连接，当在B端用120N的动力F竖直向上拉时，杠杆AOB在水平位置平衡，该杠杆为杠杆（选填“省力”、“等臂”或“费力”），此时物体C对水平地面的压强是Pa。（2021•无锡）小红和小华用一只弹簧测力计，一根长度为1m、质量为1.2kg粗细均匀、质量均匀分布的圆柱型螺纹钢AB,—只金属筐，制成了如图所示的机械装置。制作时，她们将金属筐系于螺纹钢上的B端，当悬挂螺纹钢的钢索在螺纹钢上的悬吊点移至O点时，螺纹钢在水平位置平衡，测得OB=4cm，则金属筐的质量为kg。称重时，将重物放入金属筐中，用弹簧测力计竖直向下拉住螺纹钢的A端，使之再次在水平位置平衡，此时弹簧测力计示数为15N，则重物的质量是kg。若在她们制作的装置中仅将弹簧测力计换成质量为1kg的“秤砣”，制成杆秤，从O点开始，沿OA每隔1cm标出对应的质量刻度，则该杆秤的分度值为kg。（g取10N/kg）第14题图第15题图第16题图（2021•齐齐哈尔）杠杆是我们生活中一种常见的简单机械，如图所示，轻质杠杆OA可绕O点无摩擦转动，A点悬挂一个重为20N的物体，B点施加一个竖直向上的拉力F,使杠杆在水平位置平衡，且OB：AB=2：1。则F=N,此杠杆是杠杆（2021•厂元）如图所示，在“探究杠杆平衡条件”的实验中，轻质杠杆上每个小格长度均为2cm，在B点竖直悬挂4个重均为0.5N的钩码，当在A点用与水平方向成30°角的动力F拉杠杆，使杠杆在水平位置平衡。对该杠杆此状态的判断，下列说法中正确的是（）杠杆的动力臂为8cmB•该杠杆为费力杠杆该杠杆的阻力大小为0.5N动力F的大小为1.5N（2021•淮安）在“探究杠杆平衡条件”实验中：（1）如图甲所示，应调节杠杆两端的，使杠杆在水平位置平衡。（2）如图乙所示，在A点悬挂4个钩码，在B点用弹簧测力计竖直向下拉杠杆，使杠杆再次水平平衡，此时测力计示数为No（3）如图丙所示，在杠杆左边C点挂3个钩码，要使杠杆再次水平平衡，应在杠杆右边D点挂个钩码。（实验中所用钩码均相同）（2021•朝阳）在探究杠杆的平衡条件实验中，未挂钩码时，发现杠杆左低右高。应将左侧的螺母向调节。用弹簧测力计在C点对杠杆施加竖直向上的拉力，若杠杆一直保持在水平位置平衡，只将弹簧测力计逐渐向右倾斜到图中位置，弹簧测力计的示数会（选填“变大”“变小”或“不变”。第18第18题图第19题图（2021•宿迁）小明在社会实践中观察到修理汽车的叔叔使用扳手时，还在扳手手柄上加了一个套筒，如图甲所示。于是小明设计了如图乙所示的装置，探究轻质杠杆的动力大小与动力臂的关系。（1）测量时，总保持杠杆在水平位置平衡，目的是便于。（2）改变动力臂，多次测量，根据记录的数据画出如图丙所示的动力随动力臂变化的图像，则杠杆左端所挂重物的重力大小是N（杠杆上每一小格长度为1cm）,小明发现图像中每次描出的点与两坐标轴围成的方形面积（如图丙中阴影部分）总相等，原因是参考答案【解答】解：A、支点不动，脚在杆上的位置前移，此时阻力、阻力臂不变，动力臂变小，根据杠杆的平衡条件可知，动力变大，不能省力，故A错误；B、将支点靠近人，脚在杆上的位置不动，此时阻力不变，阻力臂变大，动力臂变小，根据杠杆的平衡条件可知，动力变大，不能省力，故B错误；C、将支点靠近人，同时脚在杆上的位置前移，阻力不变，阻力臂变大，动力臂变小，根据杠杆的平衡条件可知，动力变大，不能省力，故C错误；D、将支点远离人，同时脚在杆上的位置后移，阻力不变，阻力臂变小，动力臂变大，根据杠杆的平衡条件可知，动力变小，能省力，故D正确。故选：D。【点评】本题考查了杠杆平衡条件的应用，难度不大。【分析】根据杠杆的平衡条件可求出物体的质量。【解答】解：杆秤绕提纽O转动，所以点O是杆秤的支点，作用在A处的力使杆秤逆时针转动，由于杆秤水平平衡，其力臂是OA,作用在B处的力使杆秤顺时针转动，其力臂是OB；根据杠杆的平衡条件卩山二卩?"，可知，m物gXOA=m秤砣gXOB,即卩m物X8cm=0.2kgX40cm,解得m物=1kg，故A正确，B、C、D错误。故选：A。【点评】本题主要考查杠杆的平衡的计算，其中正确理解支点，动力臂和阻力臂的计算是解题的关键之一。3．【分析】爸爸的重力大于小梅的重力，跷跷板在水平方向上保持平衡时，根据杠杆的平衡条件得出两者到跷跷板支点之间的距离关系，据此结合选项得出答案。【解答】解：爸爸的重力大于小梅的重力，由杠杆的平衡条件可知，小梅到跷跷板支点的距离应大于爸爸到支点的距离，所以，最有可能让跷跷板在水平方向上保持平衡的是B选项。故选：B。【点评】本题考查了杠杆平衡条件的简单应用，是一道较为简单的应用题。4．【分析】由图示求出动力臂与阻力臂，然后由杠杆平衡条件求出钩码的个数。【解答】解：设每个钩码重为G,杠杆每格长度为L,由杠杆平衡条件得：2GX6L=nGX4L,则n=3。故选：C。【点评】本题考查了杠杆平衡条件的应用,属于基础题。【分析】杠杆是否平衡，取决于两边力和力臂的乘积是否相等，若FiLi=F2L2，杠杆平衡；若FiLiHF2L2，杠杆就不平衡。【解答】解：设每个钩码重力为G,每个小格长度为L；A、两侧钩码同时向支点移动一格，左边：3GXL=3GL，右边：2GX2L=4GL，右边大于左边，杠杆右边下倾，故A错误；B、两侧钩码下方同时加挂一个钩码，左边：4GX2L=8GL，右边：3GX3L=9GL右边大于左边，杠杆右边下倾，故B错误；C、左侧加挂一个钩码，右侧加挂两个钩码，左边:4GX2L=8GL,右边：4GX3L=12GL,右边大于左边，杠杆右边下倾，故C错误；D、左侧拿去一个钩码，右侧钩码向左移动一格，左边：2GX2L=4GL，右边：2GX2L=4GL，右边等于左边，杠杆平衡，故D正确。故选：D。【点评】本题考查了杠杆的平衡条件的实验探究，学生要加强对杠杆的认识。【分析】找出两个人搬箱子时的支点和动力臂、阻力臂，然后根据杠杆平衡条件求解【解答】解：如图，木箱质量均匀故其重心在几何中心，标为G,个子较高的甲同学抬箱子时，动力作用点在B处，支点在A点，动力臂为AC,阻力臂为AD,根据杠杆的平衡条件可得：F2XAC=GXAD①；个子较矮的乙同学抬箱子时，动力作用点在A点支点在B点，动力臂为BF,阻力臂为HB；根据杠杆的平衡条件可得：F1XBF=GXHB②；由图知：HB>HF③，AC=BF④，AD=HF⑤，综合①②③④⑤可得：F1>F2，即F甲VF乙当甲、乙同学互换位置后，由于物体的重心位置不变，力臂的长短不发生改变，则甲乙所用力的大小不会发生改变，即与第一次所用力的大小相同，故ABC错误；D正确故选：D。【点评】此题主要考查的是学生对杠杆平衡条件的理解和掌握，通过几何图形分析比较力臂的大小是本题的重点。7．【分析】(1)根据杠杆的平衡条件求出拉力的大小；(2)根据力臂的变化，利用杠杆的平衡条件分析动力的变化；力臂是指从支点到力的作用线的距离。将拉力F沿顺时针方向转动，在转至虚线位置时，拉力的力臂变小；根据杠杆的平衡条件分析。【解答】解：A、由图可知，OA=AB，阻力的力臂为动力力臂的一半，根据杠杆的平衡条件FXOB=GXOA可知，拉力F的大小为物重的二分之一，故A错误；B、当悬挂点左移时，动力臂、阻力不变，阻力臂变大，则动力F将变大，B错误C、保持杠杆在水平位置平衡，将拉力F转至虚线位置时，拉力的力臂变小，因为阻力与阻力臂不变，由杠杆的平衡条件可知，拉力变大，故C正确；D、若物重增加2N,根据杠杆的平衡条件可知，F的变化量为2NX=1N，D错误2故选：C。【点评】本题主要考查对杠杆平衡条件以及力臂概念的记忆，是一道基础题目，不难解决。8．【分析】从支点向力的作用线作垂线，垂线段的长度即力臂。根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2分析，力F作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直，即动力臂不变，然后分析阻力与阻力臂的关系，并得出正确结果。【解答】解：根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2分析，将杠杆缓慢地由最初位置拉到水平位置时，动力臂不变，阻力为杠杆的重力，也不变，阻力臂变大，所以动力变大。当杠杆从水平位置拉到最终位置时，动力臂不变，阻力不变，阻力臂变小，所以动力变小。故F先变大后变小。故A正确，BCD错误。故选：A。【点评】本题是动态平衡问题，考查了学生对杠杆平衡条件的理解和灵活运用。能否正确分析重力的阻力臂与动力臂的大小关系是本题的解题关键。9．【分析】力臂是支点到力的作用线的距离，根据动力臂和阻力臂的大小分析杠杆的种类根据图示先计算F的力臂，再根据杠杆的平衡条件计算F的大小。【解答】解：（1）如图，延长动力作用线，作出动力臂OC,ZCBO=30°,BO=AO,在直角三角形中30°所对的直角边是斜边的一半，所以OC=*OB=*OA,O是杠杆AOB的支点，OA是阻力臂，OC是动力臂，动力臂小于阻力臂，费力杠杆F是动力，阻力Fa=G=10N,根据杠杆平衡条件得，FaXOA=FXOC，即：10NXOA=FXOA,解得，F=20N。2故答案为：费力；20。【点评】本题考查了杠杆平衡条件的应用，关键是正确找到力臂。10.【分析】根据G=mg求出两个钩码的重力；根据杠杆的平衡条件求出轻绳对杠杆的拉力大小；对物体受力分析，得出压力的大小；根据杠杆的平衡条件求出A点增挂钩码的个数；根据弹簧测力计的量程判定弹簧测力计的最大测量值；要使钩码个数越多，需要动力最大、动力臂最大，根据杠杆的平衡条件求出A点钩码的个数。【解答】解：两个质量均为50g的钩码的重力为：G=mg=0.1kgX10N/kg=1N；设杠杆上每个小格的长度为L；杠杆在水平位置平衡，根据杠杆的平衡条件可知：F]L]=G]L2，即:F]X4L=1NX3，解得:F1=0.75N；物体的重力为：G'=m'g=0.3kgX10N/kg=3N；物体受到竖直向下的重力、竖直向上的支持力和拉力的作用，则地面对物体的支持力的大小为：F支一G'-F]=3N-0.75N=2.25N；要使物体对地面的压力大小为零，同时杠杆在水平位置平衡，此时物体对杠杆的拉力为3N；根据杠杆的平衡条件可知：3NX4L=G”X3L，解得：G”=4N；每个钩码的重力为0.5N，则A端所挂钩码的个数为：n==8,则加挂的钩码的个0.5W数为8-2=6个；要使在A点所挂钩码的个数最多，钩码对杠杆的拉力的力臂不变，当弹簧测力计示数最大、弹簧测力计对杠杆拉力的力臂最大时，所挂钩码个数最大；弹簧测力计的最大称量值为3N，最大力臂为5L，根据杠杆的平衡条件可知：3NX5L=GAX3L，解得：GA=5N；每个钩码的重力为0.5N，则A点所挂钩码的最多个数为：n'=釧=10。0.5N故答案为：0.75；2.25；6；10。【点评】本题考查了杠杆平衡条件的应用，明确力和力臂的变化是解题的关键，难度不大。11．【分析】（1）力臂是从支点到力的作用线的距离，据此作图（2）根据杠杆平衡条件进行分析。【解答】解：（1）在从支点O向力F的作用线作垂线，在垂足处画出直角，从支点到垂足的距离就是力臂，如图所示：（2）由杠杆平衡条件可知，FE,则有：120NXl=100NXl'，所以=V1，即1V1',故F的作用点可能在C点，要使杠杆水平静止，F的方向竖直向上。故答案为：（1）见解答；（2）C；向上。

点评】本题主要考查力臂的画法及杠杆平衡条件的应用，比较基础。12．【分析】结合图片判断出独轮车在使用过程中动力臂和阻力臂的大小，再根据杠杆平衡原理计算人手向上的力的大小；根据杠杆的平衡条件分析力的变化。【解答】解：由图可知：独轮车在使用过程中，L]=90cm+30cm=120cm=1.2m,L2=30cm=0.3m,根据杠杆平衡原理F1L1=F2L2得：FL1=GL2，所以，F=G^==300NT[1.2n如果将这些石头偏向车箱前部装载，推车时，动力臂不变，阻力臂变小，阻力不变，根据杠杆的平衡条件可知，双手向上的力变小，则F'VF。故答案为：300；＜。【点评】本题考查了杠杆平衡条件的应用，难度不大。13．【分析】（1）根据动力臂与阻力臂的大小关系确定杠杆类型；（2）利用杠杆平衡条件求杠杆A端受到的力，由于动力方向竖直向上，杠杆A端受到的力也是竖直向上；由于力的作用是相互的，物体C受到硬杆的压力等于杠杆A端受到的力；此时物体C对水平地面的压力等于重力加上硬杆的压力，再利用p=求物体C对水平地面的压强■—I【解答】解：（1）由题知，O为支点，因为AB=4OA，所以OB=3OA，动力臂大于阻力臂，此杠杆为省力杠杆；（2）由杠杆平衡条件可得：fbxob=faxoa，杠杆A端受到的力：FEXOBFEXOBFa==360N,方向竖直向上;由于力的作用是相互的，物体C受到硬杆的压力:F^=Fa=360N，此时物体C对水平地面的压力F=G+Fffi=240N+360N=600N，受力面积S=200cm2=0.02m2，物体C对水平地面的压强：P…加3X10%故答案为：省力；3X104。【点评】本题考查了杠杆分类，以及杠杆平衡条件、压强公式的应用，关键是利用杠杆平衡条件求出硬杆对物体的压力。【分析】悬挂螺纹钢的钢索在螺纹钢上的悬吊点移至O点时，螺纹钢在水平位置平衡，根据杠杆的平衡条件求出金属筐的质量；根据弹簧测力计的示数，利用杠杆的平衡条件求出金属筐和重物的总质量，从而求出重物的质量；将弹簧测力计换成质量为1kg的“秤砣”根据杠杆的平衡条件求出物体的最大质量，然后得出分度值的大小。【解答】解：将金属筐系于螺纹钢上的B端，当悬挂螺纹钢的钢索在螺纹钢上的悬吊点移至O点时，螺纹钢在水平位置平衡，测得OB=4cm；圆柱型螺纹钢AB质量分布均匀，则其重心的位置到O点的距离为：L=马严-4cm=46cm；则OA=100cm-4cm=96cm；根据杠杆的平衡条件可知：mgL=m“gXOB,1.2kgXgX46cm=m“XgX4cm，解得：螺筐筐m筐=13.8kg；称重时，将重物放入金属筐中，用弹簧测力计竖直向下拉住螺纹钢的A端，使之再次在水平位置平衡，此时弹簧测力计示数为15N；根据杠杆的平衡条件可知：FXOA=mgXOB，15NX(100cm-4cm)=mX10N/kg重重X4cm，解得：m=36kg；重若在她们制作的装置中仅将弹簧测力计换成质量为1kg的“秤砣”，根据杠杆的平衡条件可知，当秤砣在A点时，所测物体的重力最大，即质量最大：mgXOA=m'gXOB,1kgX10N/kgX(100cm-4cm)=m'X10N/kgX4cm，解得：秤砣重重m'重=24kg；即秤砣在A处时对应的物体的质量是24kg，则该杆秤的分度值为=0.25kg故答案为：13.8；36；0.25。【点评】本题考查了杠杆的平衡条件的应用，明确力臂的大小是解题的关键。【分析】杠杆水平平衡时，A端受到的阻力大小Fa=G物，动力F的力臂为OB,阻力FA的力臂为OA,由杠杆平衡条件F]・L]=F2・L2可得：F・OB=Fa・OA,由图可知OBVOA,则F>Fa,即杠杆为费力杠杆；因为OB=2AB,所以OA=OB+AB=3AB,即OB：OA=2：3,由F・OB=FA・OA可求得F的大小。【解答】解：杠杆水平平衡时，A端受到的阻力大小FA=G物=20N,动力F的力臂为OB,阻力FA的力臂为OA,由杠杆平衡条件F]・L]=F2・L2可得：F・OB=Fa・OA,因为OBVOA，所以F>Fa，即杠杆为费力杠杆；因为OB=2AB，所以OA=OB+AB=3AB，即OB：OA=2：3,由F・OB=FA・OA可得Fi叩A90KX?F的大小为：。故答案为：30；费力。【点评】本题考查杠杆平衡条件的应用，难度不大。【分析】(1)当动力在A点斜向下拉(与水平方向成30°角)动力臂是OA,根据杠2杆的平衡条件求出动力大小；比较力臂判断是什么杠杆；(2)阻力为4个重均为0.5N的钩码，等于2N。【解答】解：A、当动力在A点斜向下拉(与水平方向成30°角)动力臂是：OA=22X4X2cm=4cm，故A错误；B、阻力臂OB,3X2cm=6cm>^OA,即阻力臂大于动力臂，该杠杆为费力杠杆，故B正确；C、该杠杆的阻力大小为：F2=G=4X0.5N=2N，故C错误；D、根据杠杆的平衡条件，卩山二卩?"，GXOB=FXOAlZ_1代入数据,2NX6cm=FX4cm,解得，F=3N,故D错误。故选：B。【点评】本题主要考查杠杆的要素以及杠杆平衡条