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2021年全國各地中考物理真題分類匯編:08簡單機(jī)械(解析版)第一輯一、單選題1.(2021·山東臨沂市·中考真題)下列各圖所示的工具,正常使用時省力的是()A.鑷子 B.羊角錘C.定滑輪 D.筷子【答案】B【詳解】AD.鑷子、筷子在使用時,動力臂小于阻力臂,是費力杠桿,不省力,故AD不符合題意;B.羊角錘在撬釘子時,動力臂大于阻力臂,是省力杠桿,可以省力,故B符合題意;C.定滑輪是等臂杠桿,不能省力,故C不符合題意。故選B。2.(2021·湖南懷化市·中考真題)下列情境中的杠桿屬于費力杠桿的是()A.羊角錘拔釘子 B.起子開瓶蓋C.鑷子夾物 D.鉗子剪導(dǎo)線【答案】C【詳解】A.羊角錘拔釘子,動力臂大于阻力臂,故是省力杠桿,故A不符合題意;B.起子開瓶蓋,動力臂大于阻力臂,故是省力杠桿,故B不符合題意;C.鑷子夾物,是阻力臂大于動力臂,故是費力杠桿,故C符合題意;D.鉗子剪導(dǎo)線,動力臂大于阻力臂,故是省力杠桿,故D不符合題意。故選C。3.(2021·山東棗莊市·中考真題)如圖所示,一根質(zhì)地均勻的木桿可繞O點自由轉(zhuǎn)動,在木桿的右端施加一個始終垂直于木桿的作用力F,使木桿從OA位置勻速轉(zhuǎn)到OB位置的過程中,力F的大小將()A.先變大,后變小 B.先變小,后變大 C.一直是變大的 D.一直是變小的【答案】A【詳解】杠桿轉(zhuǎn)動過程中克服自身重力做功,質(zhì)地均勻的木桿其重力的作用點在木桿的中點,方向始終豎直向下。當(dāng)木桿由OA位置轉(zhuǎn)動到水平位置的過程中,木桿重力不變,其力臂變大,力F的力臂不變,由杠桿的平衡條件可知,力F變大;當(dāng)杠桿從水平位置轉(zhuǎn)動到OB位置,木桿重力不變,其力臂變小,力F的力臂不變,由杠桿的平衡條件可知,力F變小。故力F先變大后變小。故A正確;BCD錯誤。故選A。4.(2021·四川涼山彝族自治州·中考真題)一天,小敏同媽媽上街去買菜,看到用桿秤稱土豆的情景如圖所示,對此現(xiàn)象分析正確的是()A.桿秤平衡時,秤砣的質(zhì)量跟秤盤中土豆的質(zhì)量相等B.桿秤平衡時,盤中土豆所受的合力一定大于秤砣所受的合力C.桿秤平衡時,盤中土豆所受的合力一定等于秤砣所受的合力D.桿秤平衡時,盤中土豆所受的合力一定小于秤砣所受的合力【答案】C【詳解】A.桿秤平衡的條件是,秤砣的質(zhì)量乘以右邊力臂跟秤盤中土豆的質(zhì)量乘以左邊力臂相等,由于左邊力臂比右邊力臂短,所以秤砣的質(zhì)量不等于土豆的質(zhì)量,故A錯誤;BCD.桿秤平衡時,無論是土豆還是秤砣,都處于平衡狀態(tài),因此合力都為零,故C正確,BD錯誤;故選C。5.(2021·山東濰坊市·中考真題)“節(jié)約用水,人人有責(zé)”,應(yīng)養(yǎng)成隨手關(guān)閉水龍頭的好習(xí)慣。水龍頭手柄可視為如圖所示杠桿,O為支點,F(xiàn)為阻力,分別用力沿a、b、c、d方向關(guān)閉水龍頭,其中用力最小的是()
A.a(chǎn) B.b C.c D.d【答案】B【詳解】根據(jù)杠桿平衡的條件,阻力和阻力臂不變,動力的力臂最大時,動力最小,所以用力沿b方向關(guān)閉水龍頭時,動力臂最大,用力最小,故ACD不符合題意,B符合題意。故選B。6.(2021·湖南衡陽市·中考真題)如圖所示,是我國古代《墨經(jīng)》最早記述了秤的杠桿原理,有關(guān)它的說法正確的是()A.“標(biāo)”“本”表示力,“權(quán)”“重”表示力臂B.圖中的點為杠桿的支點C.“權(quán)”小于“重”時,端一定上揚(yáng)D.增大“重”時,應(yīng)把“權(quán)”向端移【答案】D【詳解】A.“標(biāo)”“本”表示力臂,“權(quán)”“重”表示力,故A錯誤;B.杠桿繞著O轉(zhuǎn)動,故O為支點,故B錯誤;C.“權(quán)”小于“重”時,端可能上揚(yáng),因為杠桿平衡原理可知,平衡不僅與力有關(guān)還與力臂有關(guān),故C錯誤;D.增大“重”時,重與OB的乘積變大,在權(quán)不變的情況下可以增大標(biāo),故應(yīng)把“權(quán)”向端移,故D正確。故選D。7.(2021·湖南岳陽市·中考真題)A中的杠桿和物體處于靜止?fàn)顟B(tài),B、C、D中的物體被勻速吊起,所有物體重力均為G,不計動滑輪重力、繩重和一切摩擦,則所用拉力F最小的是()A. B.C. D.【答案】D【詳解】A.根據(jù)杠桿的平衡條件可知杠桿平衡時故拉力;B.圖B中為定滑輪提升物體,不能省力,只能改變力的方向,繩端拉力;C.圖C中使用滑輪組提升物體,動滑輪上有2段繩子承載,自由端拉力;D.圖D中使用滑輪組提升物體,動滑輪上有3段繩子承載,自由端拉力;其中D圖中自由端拉力最小。故選D。8.(2021·湖南邵陽市·中考真題)如圖所示,物體A在水平拉力F的作用下,沿水平面以的速度勻速運動了5s,彈簧測力計的示數(shù)為的8N,(不計滑輪和繩子之間的摩擦),拉力F做功的功率為()A.1.6W B.8W C.3.2W D.16W【答案】C【詳解】物體速度v1=0.2m/s,繩子移動速度為彈簧測力計的示數(shù)為的8N,故繩子拉力也為8N,拉力做功的功率為故C符合題意。故選C。二、填空題9.(2021·湖南長沙市·中考真題)小偉在乘飛機(jī)時了解到,經(jīng)濟(jì)艙乘客的免費托運行李限重20kg,而商務(wù)艙的乘客允許攜帶更重的免費托運行李。如圖是小偉設(shè)計的模擬飛機(jī)行李超重的報警裝置,杠桿OP始終處于水平位置,電源電壓恒為15V,R0是阻值為6Ω的定值電阻,Rx是力敏電阻,它的阻值隨壓力變化的關(guān)系如下表;當(dāng)電壓表的示數(shù)U0大于或等于3V時,電路外的檢測裝置會自動報警。(取g=10N/kg)(1)經(jīng)濟(jì)艙的乘客可以攜帶免費托運行李的最大重力為______N;(2)小偉把檢測裝置恰好報警時的電學(xué)物理量標(biāo)在下圖中,請幫他計算此時Rx的電阻為_______Ω;(3)如圖杠桿上有兩個行李托盤,A、B是杠桿上的兩個承重點,已知AP=0.3m,OB=0.6m。小偉閉合開關(guān),將20kg的模擬行李放在某一個托盤上時,檢測裝置恰好報警,當(dāng)他將模擬商務(wù)艙乘客的行李放在另一個托盤上時,檢測裝置也恰好報警。模擬商務(wù)艙乘客的行李限重為_______kg。(杠桿、支架及托盤的重力均忽略不計)壓力F/N50100150200250300阻值Rx/Ω503024201716【答案】2002430【詳解】(1)[1]經(jīng)濟(jì)艙的乘客可以攜帶免費托運行李的最大重力(2)[2]檢測裝置恰好報警時,R0兩端電壓U0=3V,此時電路電流Rx兩端電壓Rx的電阻(3)[3]將行李放在行托盤上時,杠桿OP平衡,O為這根杠桿的支點,根據(jù)杠桿的平衡條件可知,將行李放在托盤上時,行李對托盤的壓力與其對應(yīng)力臂的乘積與P點對Rx的壓力與其對應(yīng)力臂的乘積相等。即而商務(wù)艙的乘客允許攜帶比經(jīng)濟(jì)艙更重的免費托運行李,將經(jīng)濟(jì)艙行李和商務(wù)艙行李放在托盤上時,檢測裝置都恰好報警,由此判斷經(jīng)濟(jì)艙行李放在了A處托盤,商務(wù)艙行李放在了B處托盤。當(dāng)檢測裝置恰好報警時,Rx接入電路中的電阻為24Ω,由表格中數(shù)據(jù)可知,此時Rx受到的壓力FP=150N,則即代入數(shù)據(jù)解得OA=0.9m當(dāng)把商務(wù)艙行李放在B托盤時有即代入數(shù)據(jù)解得模擬商務(wù)艙乘客的行李限的重力G2=300N其質(zhì)量10.(2021·江蘇蘇州市·中考真題)如圖是十三世紀(jì)法國亨內(nèi)考設(shè)計的“魔輪”,輪子邊緣上通過可以自由轉(zhuǎn)動的鉸鏈等距安裝了12個相同的活動短桿,桿端分別套上一個相同重球,他認(rèn)為由于右側(cè)重球距離轉(zhuǎn)軸較遠(yuǎn),也即重力的______較大,轉(zhuǎn)輪會沿順時針方向越轉(zhuǎn)越快,其實根據(jù)______的原理,無需精確測量就能判定他的這一設(shè)想是不能實現(xiàn)的?!敬鸢浮苛Ρ勰芰渴睾恪驹斀狻縖1]整個輪子可以看成是多跟杠桿,轉(zhuǎn)軸是杠桿的支點,對右側(cè)重球來說,重力豎直向下,此時,重球到轉(zhuǎn)軸的距離即為重力的力臂,重球距離轉(zhuǎn)軸較遠(yuǎn)時,重力的力臂也就較大。[2]能量守恒告訴我們能量不會憑空消失也不會憑空產(chǎn)生,只會從一種能量轉(zhuǎn)化成另一種能量或者從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體,所有在沒有能量輸入的情況下,轉(zhuǎn)輪的動能是不可能增大的,所以這一設(shè)想是不能實現(xiàn)的。11.(2021·湖北恩施土家族苗族自治州·中考真題)如圖,有人利用該滑輪將G=100N的物體勻速提升了20cm(不計繩重G和摩擦),此過程克服物體重力做的功為______J,若動滑輪重10N,則F=______N?!敬鸢浮?0210【詳解】[1]此過程克服物體重力做的功為[2]若動滑輪重10N,則三、作圖題12.(2021·山西中考真題)中醫(yī)藥文化是中華民族悠久歷史文化的重要組成部分。如圖是用切刀將黃芪切片的示意圖,請你在圖中畫出施加在手柄上A點最小力F的示意圖及其力臂l?!敬鸢浮俊驹斀狻壳蟾鶕?jù)杠桿平衡條件,力臂最大時,杠桿有最小動力,先找杠桿上距離支點最遠(yuǎn)的點作為力的作用點,兩點連線作為最長動力臂OA,過點A,作垂直于力臂的力即是最小力F,力的方向向下,如圖所示:13.(2021·四川廣安市·中考真題)如圖所示是人走路的情形,可將人的腳視為一根杠桿。請在圖中畫出動力F的力臂l;【答案】【詳解】首先作力F的力的作用線,過支點O作力F的力的作用線的垂線,標(biāo)注垂直符號和力臂l,如圖所示:。14.(2021·江蘇蘇州市·中考真題)按照要求作圖:(1)畫出圖甲中光從水中射入空氣中折射光線的大致方向,并標(biāo)出折射角______;
(2)圖乙中磁性黑板擦吸附在豎直黑板上,畫出黑板擦在豎直方向受到的力______;
(3)圖丙中利用羊角錘撬釘子,在錘柄上畫出所施加的最小動力F和其力臂l______;
(4)圖丁中已經(jīng)正確連接好了部分電路,將其余部分連接完整______?!敬鸢浮俊驹斀狻浚?)光從水中射入空氣中,先畫好法線,折射光遠(yuǎn)離法線偏折,如圖所示:(2)磁性黑板擦吸附在豎直黑板上,受重力和豎直向上的摩擦力,如圖所示:(3)根據(jù)杠桿平衡條件,最小力對應(yīng)最大力臂,連接支點和最遠(yuǎn)端即為最大力臂,過最遠(yuǎn)端作力臂的重線,再判斷力的方向,如圖所示:(4)開孔插座接線原則是左孔零線,右孔火線,上孔接地線,開關(guān)控制燈的接線原則是開關(guān)接火線,燈接零線,如圖所示:15.(2021·四川涼山彝族自治州·中考真題)用一根鋼棒撬動地面上的一塊大石頭,如圖所示,請你在圖中作出最省力時的動力方向F并標(biāo)出相應(yīng)支點O的位置?!敬鸢浮俊驹斀狻坑蓤D可知,當(dāng)杠桿與地面的接觸點為支點時,作用在O點的動力力臂最大,此時動力最小為F,力垂直于杠桿向上,如圖所示:四、實驗題16.(2021·湖北恩施土家族苗族自治州·中考真題)如圖,在探究杠桿平衡條件的實驗中,每個鉤碼重1N。(1)實驗前需調(diào)節(jié)平衡螺母使杠桿處于水平位置,這樣做的目的是______;(2)若在A點掛有2個鉤碼,則B點要掛______個鉤碼才能使杠桿水平平衡;(3)若A點鉤碼數(shù)不變,取下B點鉤碼,用測力計作用在C點,為使杠桿再次水平平衡,測力計上最小示數(shù)為______N,方向______?!敬鸢浮肯軛U自身重力對實驗的影響31.2豎直向下【詳解】(1)[1]實驗前調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡時為了消除杠桿自身重力對實驗的影響。(2)[2]根據(jù)杠桿的平衡條件,此時杠桿平衡,則解得FB=3N,每個鉤碼重1N,則B點要掛3個鉤碼才能使杠桿水平平衡。(3)[3][4]當(dāng)彈簧測力計豎直向下拉動時,是作用在該點的所有力中力臂最長,力最小的時候,此時彈簧測力計示數(shù)最小。此時杠桿平衡。則解得FC=1.2N。17.(2021·江蘇中考真題)用量角器、直尺、45°三角尺、60°三角尺,可以做以下實驗。
(1)透過尺子能看到清晰的刻度線,說明尺子的材料有很好的______性。(2)將兩把三角尺疊放在水平桌面上,用直尺緊貼桌面快速擊打下方的尺子,觀察到______的現(xiàn)象,說明上方的尺子具有慣性。與頭發(fā)摩擦后的直尺能吸引碎紙屑,這是因為______。(3)圖甲中,量角器底邊長度為______cm。(4)用量角器的底邊將直尺支撐起來,當(dāng)直尺在水平位置平衡時,量角器的底邊正好在直尺的中間位置(刻度線“7”和“8”的中間)。①圖乙中,用吸管在直尺a端上方用力水平吹氣,能觀察到直尺a端______(選填“靠近”或“遠(yuǎn)離”)吸管。②圖丙中,將三角尺A、B分別豎直掛在直尺刻度線“1”和“13”位置后,直尺還能在水平位置平衡,則A、B的質(zhì)量之比為______?!敬鸢浮客腹庑陨戏降某咦勇湓谠帋щ婓w具有吸引輕小物體的性質(zhì)11.00靠近11:13【詳解】(1)[1]透過尺子能看到清晰的刻度線,說明該材料具有良好的透光性。(2)[2][3]用直尺緊貼桌面快速擊打下方的尺子,上方的尺子由于慣性,會落在原處;尺子與頭發(fā)摩擦后,吸引碎紙屑,說明帶電體能夠吸引輕小物體;(3)[4]刻度尺從1.00cm開始,到12.00cm,故長度為11.00cm。(4)[5][6]用吸管在直尺a端上方用力水平吹氣,流速大的地方壓強(qiáng)小,小于外界大氣壓,就會產(chǎn)生向吸管的壓強(qiáng)差,故靠近吸管;B到支點的距離為A到支點的距離為根據(jù),則A、B的質(zhì)量之比為故A、B的質(zhì)量之比為11:13。18.(2021·湖北宜昌市·中考真題)小勇在探究“杠桿的平衡條件”實驗中,所用的實驗器材有杠桿、支架、細(xì)線、質(zhì)量相同的鉤碼若干。
(1)實驗裝置如圖甲所示靜止在桌上,此時杠桿______(選填“是”或“不是”)平衡狀態(tài),為了調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡,他應(yīng)將兩側(cè)的平衡螺母向______邊調(diào);(2)小勇在水平平衡的杠桿兩邊掛上鉤碼后如圖乙所示,他應(yīng)該在下列方法中選擇______使杠桿重新在水平位置平衡;A.向左調(diào)節(jié)平衡螺母B.將左側(cè)鉤碼向左移動C.增加右側(cè)鉤碼個數(shù)(3)進(jìn)行正確操作后測出力和力臂記錄在如下表格中。實驗次數(shù)動力F1/N動力臂L1/cm阻力F2/N阻力臂L1/cm134432455435665小勇根據(jù)表中記錄的多次實驗數(shù)據(jù)分析得出如下結(jié)論:動力+動力臂=阻力+阻力臂。小華說他得出的結(jié)論是錯誤的,小華判斷的依據(jù)是______?!敬鸢浮渴亲驜不同的物理量不能相加【詳解】(1)[1]實驗裝置如圖甲所示靜止在桌上,杠桿受到的力是平衡力,此時杠桿是平衡狀態(tài),處于靜止或勻速直線運動狀態(tài)的物體都是平衡狀態(tài)。[2]此時杠桿右側(cè)偏重,為了調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡,他應(yīng)將兩側(cè)的平衡螺母向左邊調(diào)。(2)[3]A.小勇在水平平衡的杠桿兩邊掛上鉤碼后如圖乙所示,杠桿調(diào)平,掛上物體后不能再調(diào)平衡螺母,故A不符合題意;B.因為此時杠桿向右側(cè)偏,所以應(yīng)將左側(cè)鉤碼向左移動適當(dāng)?shù)木嚯x,直到杠桿平衡,故B符合題意;C.增加右側(cè)鉤碼個數(shù),杠桿會更向右偏,直到失去平衡,故C不符合題意。故選B,(3)[4]小勇根據(jù)表中記錄的多次實驗數(shù)據(jù)分析得出如下結(jié)論;動力+動力臂=阻力+阻力臂,這個結(jié)論是錯誤的,因為力和力臂相加,無法確定相加后的單位,即不同的物理量不能相加。19.(2021·湖南邵陽市·中考真題)在“探究杠平衡條件”的實驗時:(1)先要調(diào)節(jié)好杠桿在水平位置平衡,目的是:①消除杠桿自重對平衡的影響;②方便直接讀出______的長度;(2)如圖甲所示,小劉同學(xué)在調(diào)節(jié)前發(fā)現(xiàn)杠桿靜止時,左端下沉,可將杠桿右端的平衡螺母向______(選填“左”或“右”)調(diào),直至杠桿在水平位置靜止平衡;(3)如圖乙所示,小劉同學(xué)在杠桿左側(cè)掛了3個鉤碼,為了使杠桿在水平位置平衡,在右側(cè)A點處應(yīng)掛______個同樣規(guī)格的鉤碼。【答案】力臂右4【詳解】(1)[1]先要調(diào)節(jié)好杠桿在水平位置平衡,一方面是消除杠桿自重對平衡的影響;另一方便面是方便直接讀出力臂的長度。(2)[2]如圖甲所示,杠桿靜止時,左端下沉,杠桿向左偏,可將杠桿右端的平衡螺母向右調(diào)。(3)[3]如圖乙所示,小劉同學(xué)在杠桿左側(cè)第4個小格處掛了3個鉤碼,為了使杠桿在水平位置平衡,根據(jù)杠桿平衡的條件F1l1=F2l2,在杠桿右側(cè)A點是杠桿右側(cè)的第3個小格處應(yīng)掛4個同樣規(guī)格的鉤碼。五、計算題20.(2021·山東菏澤市·中考真題)如圖所示是一個水位監(jiān)測儀的簡化模型。杠桿質(zhì)量不計,A端懸掛著物體M,端懸掛著物體N,支點為,。物體M下面是一個壓力傳感器,物體N是一個質(zhì)量分布均勻的實心圓柱體,放在水槽中,當(dāng)水槽中無水時,物體N下端與水槽的底部恰好接觸且壓力為零,此時壓力傳感器的示數(shù)也為零。已知物體N的質(zhì)量,高度,橫截面積(取,)。求:(1)物體N的密度;(2)物體M的質(zhì)量;(3)當(dāng)壓力傳感器的示數(shù)時,求水槽內(nèi)水的深度?!敬鸢浮浚?)2×103kg/m3;(2)16kg;(3)0.5m【詳解】解:(1)由題意知,物體N的體積V2=SH=20×10-4m2×1m=2×10-3m3密度(2)將物體M、N分別掛在杠桿的A、B端時,M對壓力傳感器的壓力為零,N對水槽底部的壓力為零,則杠桿在水平位置平衡,據(jù)杠桿的平衡條件知m1g?AO=m2g?BO即m1?AO=4kg?4AO解得,物體M的質(zhì)量m1=16kg(3)當(dāng)壓力傳感器的示數(shù)F=40N時,壓力傳感器對M的支持力為40N,則M對杠桿A端的拉力F1=G1-F=m1g-F=16kg×10N/kg-40N=120N設(shè)N對杠桿B端的拉力為F2,據(jù)杠桿平衡條件有F1?OA=F2?4OA即此時N受到豎直向下的重力、豎直向上的浮力和豎直向上的拉力的作用,處于靜止,所以浮力F浮=m2g-F2=4kg×10N/kg-30N=10N據(jù)阿基米德原理知,N排開水的體積此時水未將N浸沒,則水槽內(nèi)水的深度答:(1)物體N的密度ρ為2×103kg/m3;(2)物體M的質(zhì)量m1為16kg;(3)水槽內(nèi)水的深度h為0.5m。六、綜合題21.(2021·浙江衢州市·中考真題)將酒敞口放置,酒精度(酒中酒精的體積百分比)會變化嗎?小科認(rèn)為:只要確定酒的密度是否變化就能作出判斷。于是利用身邊的物品,動手制作“密度秤”米測量酒的密度。步驟Ⅰ:按圖甲制作好秤?xùn)e,提起提紐,移動秤砣(小螺母),當(dāng)秤?xùn)e水平平衡時用筆將此時秤砣的懸掛點B標(biāo)記為“0”刻度(單位:g/cm2)步驟Ⅱ:按圖乙所示,將大螺母浸沒在水中(大螺母必須浸沒且不碰底),提起提紐,移動秤砣,當(dāng)秤桿水平平衡時用筆將此時秤砣的懸掛點C標(biāo)記為“1”刻度。再將BC兩刻度之間分為10等份。步驟Ⅲ:測量酒的密度。(1)應(yīng)用:小科用該密度秤分別測出瓶蓋剛打開和敞口一段時間后酒的密度約為0.92g/cm3和0.96g/cm3,已知酒精密度為0.8g/cm3,應(yīng)用密度知識可判斷出其酒精度______(填“變大”“不變”或“變小”);(2)反思:在制作和測量過程中,大螺母必須浸沒的目的是______;(3)拓展:小科若要測量食鹽水的密度,他應(yīng)先在密度秤上增加大于1的刻度,請你寫出利用直尺和筆標(biāo)定刻度的過程:______?!敬鸢浮孔冃∫娫斀庖娫斀狻驹斀狻浚?)[1]剛打開和敞口一段時間后酒的密度約為0.92g/cm3和0.96g/cm3,酒精密度小于水的密度,酒的密度變大說明酒精變少了,其酒精度變小。(2)[2]根據(jù)題意,一開始兩邊杠桿平衡,根據(jù)杠桿平衡條件有m大螺母gL1=m小螺母gL2完全浸沒后,有兩式聯(lián)立,變形可得根據(jù)題意,想讓刻度按照距離均勻等分,則ρ液與L必須為線性關(guān)系,所以為定值,則V必須為定值,所以每次大螺母都必須浸沒。(3)[3]因為刻度均勻,故使用刻度尺,測量0~1之間的距離為L0,在“1”右邊距離L0的位置標(biāo)上“2”,并將1~2等分為10份,分別標(biāo)上1.1~1.9刻度。若總距離不足以標(biāo)到“2”,則根據(jù)桿的實際總長度相應(yīng)改變最大值。22.(2021·浙江衢州市·中考真題)“認(rèn)真觀察和仔細(xì)分析”是科學(xué)研究的基本要求。
(1)如圖甲,在靜止指向南北方向的小磁針上方平行地放一根直導(dǎo)線。閉合開關(guān),原來靜止的小磁針發(fā)生轉(zhuǎn)動,原來靜止的直導(dǎo)線仍然未動。①小磁針發(fā)生轉(zhuǎn)動,可以說明它一定受到力的作用,因為______;②直導(dǎo)線仍然未動,此時偏轉(zhuǎn)的小磁針對直導(dǎo)線______(填“有”或“沒有”)力的作用;(2)如圖乙是某飲水器水龍頭的結(jié)構(gòu)示意圖,A是固定的出水口,B是一根手柄,C是一根連接在閥門上的桿,由彈簧將它拉緊,O1是連接B、C的一根銷釘??蓪⑹直喕癁橐桓軛U,手柄與A的接觸點O2為支點,下壓手柄,C就上升,閥門打開水流出;放手后,C自動恢復(fù)原位,水龍頭關(guān)閉。①請在答題紙相應(yīng)位置圖中畫出動力F1的力臂;______②正常使用于柄取水時,手柄屬于______杠桿?!敬鸢浮恳娫斀庥惺×Α驹斀狻浚?)[1]小磁針發(fā)生轉(zhuǎn)動,運動狀態(tài)改變,力是物體運動狀態(tài)改變的原因。[2]因為力的作用是相互的,所以小磁針對直導(dǎo)線有力的作用。(2)[3]延長力的作用線,從支點向力的作用線作垂線,垂線段長度即為力臂,如下圖所示[4]由圖可知,動力臂大于阻力臂,所以是省力杠桿。第二輯一、單選題1.(2021·河南中考真題)如圖工人師傅正在使用一根硬棒撬動石頭,使用此硬棒()A.省力且省距離 B.省力但費距離C.費力且費距離 D.費力但省距離【答案】B【詳解】CD.一根硬棒撬動石頭,動力臂大于阻力臂,故是省力杠桿,故CD錯誤;AB.省力但是費距離,故A錯誤;B正確。故選B。2.(2021·北京中考真題)圖示的四種工具中,正常使用時屬于費力杠桿的是()A.園藝剪 B.筷子C.瓶蓋起子 D.核桃夾【答案】B【詳解】A.園藝剪在使用過程中,動力臂大于阻力臂,是省力杠桿,故A不符合題意;B.筷子使用過程中,動力臂小于阻力臂,是費力杠桿,故B符合題意;C.瓶蓋起子使用過程中,動力臂大于阻力臂,是省力杠桿,故C不符合題意;D.核桃夾使用過程中,動力臂大于阻力臂,是省力杠桿,故D不符合題意。故選B。3.(2021·廣西南寧市·中考真題)圖是小華在勞動教育實踐活動中體驗中國傳統(tǒng)農(nóng)耕“春稻谷”的示意圖。小華若要更省力,下列做法可行的是()A.支點不動,腳在桿上的位置前移B.將支點靠近人,腳在桿上的位置不動C.將支點靠近人,同時腳在桿上的位置前移D.將支點遠(yuǎn)離人,同時腳在桿上的位置后移【答案】D【詳解】由題知,阻力F2大小不變,若要更省力,即減小F1,根據(jù)杠桿平衡條件F1l1=F2l2可知,可以增大l1或減小l2或同時增大l1和減小l2。A.支點不動,腳在桿上的位置前移,減小了l1,l2不變,F(xiàn)1將增大,故A錯誤;B.將支點靠近人,腳在桿上的位置不動,l1減小,同時l2增大,F(xiàn)1將增大,故B錯誤;C.將支點靠近人,同時腳在桿上的位置前移,l1減小,l2增大,F(xiàn)1將增大,故C錯誤;D.將支點遠(yuǎn)離人,同時腳在桿上的位置后移,減小l2同時增大l1,F(xiàn)1將減小,故D正確。故選D。4.(2021·青海中考真題)許多物理學(xué)家為人類的進(jìn)步做出了巨大的貢獻(xiàn),下列敘述中對應(yīng)關(guān)系正確的是()A.牛頓發(fā)現(xiàn)了杠桿平衡條件B.伽利略最早測出了大氣壓強(qiáng)的值C.奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)D.阿基米德最早揭開了光的顏色之謎【答案】C【詳解】A.最早發(fā)現(xiàn)了杠桿平衡條件的是阿基米德,故A錯誤;B.托里拆利最早測出了大氣壓強(qiáng)的值,故B錯誤;C.奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流周圍存在磁場,即電流的磁效應(yīng),故C正確;D.牛頓最早揭開了光的顏色之謎,即光的色散,故D錯誤。故選C。5.(2021·江蘇泰州市·中考真題)如圖,在均勻杠桿的A處掛3個鉤碼,B處掛2個鉤碼,杠桿恰好在水平位置平衡。下列操作中,仍能使杠桿在水平位置平衡的是(所用鉤碼均相同)()A.兩側(cè)鉤碼同時向支點移動一格B.兩側(cè)鉤碼下方同時加掛一個鉤碼C.左側(cè)加掛一個鉤碼,右側(cè)加掛兩個鉤碼D.左側(cè)拿去一個鉤碼,右側(cè)鉤碼向左移動一格【答案】D【詳解】左側(cè)2格處3個鉤碼,右側(cè)3格處2個鉤碼,根據(jù)杠桿平衡條件,杠桿處于水平平衡;A.兩側(cè)鉤碼同時向支點移動一格,即左側(cè)3格處3個鉤碼,右側(cè)4格處2個鉤碼此時不平衡,故A不符合題意;B.兩側(cè)鉤碼下方同時加掛一個鉤碼,即左側(cè)2格處4個鉤碼,右側(cè)3格處3個鉤碼此時不平衡,故B不符合題意;C.左側(cè)加掛一個鉤碼,右側(cè)加掛兩個鉤碼,即左側(cè)2格處4個鉤碼,右側(cè)3格處4個鉤碼此時不平衡,故C不符合題意;D.左側(cè)拿去一個鉤碼,右側(cè)鉤碼向左移動一格,即左側(cè)2格處2個鉤碼,右側(cè)2格處2個鉤碼此時平衡,故D符合題意。故選D。二、多選題6.(2021·黑龍江綏化市·中考真題)下列簡單機(jī)械中能夠省力的是()A.獨輪車 B.鑷子 C.撬棍 D.天平【答案】AC【詳解】AC.獨輪車、撬棍在使用過程中,動力臂大于阻力臂,屬于省力杠桿,故AC符合題意;B.鑷子在使用時,動力臂小于阻力臂,屬于費力杠桿,故B不符合題意;D.天平在使用時,動力臂等于阻力臂,屬于等臂杠桿,故D不符合題意。故選AC。三、填空題7.(2021·黑龍江中考真題)如圖所示,OAB為一可繞O點自由轉(zhuǎn)動的輕質(zhì)杠桿,OA垂直于AB,且OA長度為40cm,AB長度為30cm,在OA中點C處掛一質(zhì)量為1kg的物體,要求在端點B處施加一個最小的力F,使杠桿在圖示位置平衡,則F的力臂應(yīng)是_______cm,最小的力F是_______N。【答案】504【詳解】[1]連接OB,以這條線段作為該力的力臂時力臂最長、力最小,所以力F的力臂就是圖中的OB,根據(jù)勾股定理,直角邊OA為40cm,AB為30cm,則斜邊OB為50cm。[2]物體的重力G=mg=1kg10N/kg=10N根據(jù)杠桿的平衡條件可知代入數(shù)據(jù)解得8.(2021·黑龍江齊齊哈爾市·中考真題)杠桿是我們生活中一種常見的簡單機(jī)械,如圖所示,輕質(zhì)杠桿可繞O點無摩擦轉(zhuǎn)動,A點懸掛一個重為的物體,B點施加一個豎直向上的拉力F,使杠桿在水平位置平衡,且。則______,此杠桿______是杠桿。【答案】30費力【詳解】[1]由得由杠桿平衡條件得[2]該杠桿的動力臂OB小于阻力臂OA,是費力杠桿。9.(2021·黑龍江中考真題)如圖所示,為一可繞點自由轉(zhuǎn)動的輕質(zhì)杠桿,垂直于,且長度為,長度為,在中點處掛一質(zhì)量為的物塊,要求在端點處施加一個最小的力,使杠桿在圖示位置平衡,則力的力臂應(yīng)是______,最小的力是______?!敬鸢浮?04【詳解】[1]連接,以這條線段作為該力的力臂時,力臂最長力最小,所以力的力臂就是圖中的,根據(jù)直角三角形的性質(zhì),直角邊為,為,則斜邊為。[2]物體的重力根據(jù)杠桿的平衡條件可知即解得。10.(2021·四川眉山市·中考真題)如圖所示,以O(shè)為轉(zhuǎn)軸的輕質(zhì)杠桿,,物體C重,底面積為,在杠桿A端與物體的上端中點用一根輕質(zhì)硬棒連接,當(dāng)在B端用的動力F豎直向上拉時,杠桿在水平位置平衡,該杠桿為______杠桿(選填“省力”、“等臂”或“費力”),此時物體C對水平地面的壓強(qiáng)是______?!敬鸢浮渴×Α驹斀狻縖1]由圖示知,杠桿在水平位置平衡時,動力臂大于阻力臂,所以是省力杠桿。[2]據(jù)杠桿的平衡條件知F1?OA=F?OB據(jù)題意有AB=4OA那么OB=3OA所以F1?OA=120N?3OA解得,杠桿A端受到的力F1=360N此時,物體C受到豎直向下的重力、硬棒對它豎直向下的力和支持力的作用處于平衡狀態(tài),所以C對水平地面的壓力F壓=G+F1=240N+360N=600NC對水平地面的壓強(qiáng)11.(2021·廣東中考真題)用圖甲的滑輪組提升重200N的物體,已知拉力F為80N,不計繩重和摩擦,物體和繩子自由端的運動情況如圖乙所示,反映繩子自由端運動的圖線是______(選填“A”或“B”),動滑輪重為______N,3s內(nèi)對物體做的有用功為______J。
【答案】A40300【詳解】[1]由甲圖可知,動滑輪被3段繩子拉著,繩子移動的距離為物體移動距離的三倍,故反映繩子自由端運動的圖線是A。[2]動滑輪的重力為[3]由圖可知,3s內(nèi)物體移動的距離為1.5m,則有用功為四、作圖題12.(2021·湖南常德市·中考真題)在圖中畫出力F的力臂?!敬鸢浮俊驹斀狻渴紫茸髁的力的作用線,然后過支點O作力F的作用線的垂線段,即為F的力臂,所以作圖如下:。13.(2021·福建中考真題)在圖中畫出使用鍘刀時動力F的力臂l?!敬鸢浮炕颉驹斀狻縊為支點,過O點做力F作用線的垂線,即為力臂,故先延長力F,過O點做力作用線的垂線,標(biāo)上l,故如下圖所示:或者。14.(2021·青海中考真題)在圖中,畫出杠桿平衡時施加在杠桿上的最小動力F1的作用點和方向,并畫出所掛重物的繩子對杠桿拉力的力臂L2?!敬鸢浮俊驹斀狻恳业阶尭軛U平衡的最小力,先確定力的作用點,作用點一定是在杠桿上離支點最遠(yuǎn)的點,這樣才可能找到最長力臂最小力,然后連接支點到力的作用點,以這條連線作為該力的力臂時,力臂最長,力最小,再過力的作用點作該連線的垂線即可確定使杠桿平衡的最小力的方向。繩子對杠桿的拉力豎直向下,將拉力的示意圖反向延長得到該力的作用線,再過支點作該力作用線的垂線即拉力的力臂。如圖所示:15.(2021·四川眉山市·中考真題)如圖所示,利用杠桿撬動重物M,O為杠桿支點,為杠桿的動力臂,現(xiàn)杠桿處于水平位置平衡。(1)作出杠桿動力的示意圖;(2)作出重物M對杠桿壓力的示意圖?!敬鸢浮俊驹斀狻坑蓤D可知,杠桿的O為杠桿支點,已知杠桿的動力臂L1,要讓杠桿在水平位置平衡,則F1的方向應(yīng)向下,且動力臂和動力要垂直且作用在杠桿上,故可以作出動力F1;重物M對杠桿壓力作用在杠桿上且垂直于杠桿向下,如圖所示:五、實驗題16.(2021·湖北十堰市·中考真題)小紅和小華在做“探究杠桿平衡條件”實驗中:(1)實驗前,把杠桿中心支在支架上,杠桿靜止在圖甲所示位置,小紅將右端的平衡螺母向右調(diào),小華認(rèn)為也可以將左端的平衡螺母向______調(diào)(選填“左”或“右”),使杠桿在水平位置平衡;(2)實驗中,他多次在杠桿兩端加掛鉤碼,并調(diào)節(jié)鉤碼位置,使杠桿保持水平平衡,記錄多組數(shù)據(jù),這樣做的目的是______;(3)如圖乙所示,始終保持杠桿在水平位置平衡,小紅將彈簧測力計從①位置移動到②位置時,測力計的示數(shù)將______(選填“變大”、“變小”或“不變”)。【答案】右尋找普遍規(guī)律變大【詳解】(1)[1]杠桿左端下沉,杠桿的右端上翹,應(yīng)將杠桿重心向右移,所以應(yīng)將兩端的平衡螺母(左端和右端的均可)向右調(diào)節(jié)。(2)[2]探究杠桿平衡的條件時,多次改變力和力臂的大小主要是為了獲取多組實驗數(shù)據(jù)歸納出物理規(guī)律,使結(jié)論具有普遍性。(3)[3]將彈簧測力計從①位置移動到②位置時,拉力F力臂變小,由杠桿平衡條件可知,測力計的示數(shù)將變大。17.(2021·海南中考真題)如圖所示,根據(jù)杠桿的平衡條件測量某種液體的密度,所用器材:輕質(zhì)杠桿(自身重力忽略不計)、容積為100mL的空桶、重為0.5N的物體M、刻度尺、細(xì)線。(1)如圖甲所示,為了使杠桿在水平位置平衡,應(yīng)將杠桿右端的平衡螺母向__________調(diào)節(jié);調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡的目的是__________。(2)把空桶懸掛在A點,物體M懸掛在B點時,杠桿再次在水平位置平衡,測得OA的長度為10cm,OB的長度為20cm,則空桶重為__________N。(3)若此時,往A點的空桶內(nèi)注滿某種液體,調(diào)節(jié)物體M到C點時,杠桿在水平位置重新平衡,測得OC的長度為42cm,則桶內(nèi)液體的密度為__________kg/m3?!敬鸢浮孔蟊阌跍y量力臂的大小11.1×103【詳解】(1)[1][2]杠桿右端下沉,說明杠桿的重心在支點右側(cè),要使其在水平位置平衡,應(yīng)將杠桿平衡螺母向左調(diào)節(jié),杠桿在水平位置平衡,力臂在杠桿上,便于測量力臂大小,直接讀出力臂的長度,同時杠桿的重心通過支點,消除杠桿重對杠桿平衡的影響。(2)[3]根據(jù)杠桿平衡條件可得G0×OA=GM×OB可得(3)[4]根據(jù)杠桿平衡條件可得G×OA=GM×OC可得所以液體質(zhì)量桶內(nèi)液體的密度為18.(2021·山東東營市·中考真題)圖甲是某實驗小組探究“杠桿的平衡條件”的實驗裝置。(1)掛鉤碼前,杠桿在圖甲所示的位置靜止,此時杠桿處于______(選填“平衡”或“非平衡”)狀態(tài);要想使杠桿在水平位置平衡,接下來應(yīng)將杠桿兩端的螺母向______(選填“左”或“右”)側(cè)調(diào)節(jié)。(2)圖乙是一個平衡的杠桿,此時若推動右側(cè)鉤碼的懸線(如圖丙所示),就會發(fā)現(xiàn)杠桿______(選填“左端下沉”、“仍然平衡”或“右端下沉”)。(3)在探究過程中,需要進(jìn)行多次實驗的目的是______。(4)某同學(xué)提出,若支點不在杠桿的中點,杠桿的平衡條件是否仍然成立?于是該小組利用圖丁所示的裝置進(jìn)行探究,在杠桿O點處掛上2個鉤碼,用彈簧測力計在A點處豎直向上拉,使杠桿在水平位置平衡,此時彈簧測力計示數(shù)為______N。以彈簧測力計的拉力為動力F1,鉤碼處繩子拉力為阻力F2,多次改變動力作用點的位置進(jìn)行實驗發(fā)現(xiàn):當(dāng)杠桿水平平衡時,F(xiàn)1l1總是______(選填“大于”、“等于”或“小于”)F2l2,其原因可能是______。(5)圖丁中,彈簧測力計處在A點位置時,此杠桿屬于______(選填“省力”或“費力”)杠桿,請舉出它在生活生產(chǎn)中的一個應(yīng)用實例:______?!敬鸢浮科胶庾笞蠖讼鲁帘苊馀既恍?,尋找普遍規(guī)律2.3大于杠桿自重對杠桿平衡有影響費力釣魚竿【詳解】(1)[1]物體處于靜止或勻速直線運動狀態(tài)時,受到的合力為0,物體處于平衡狀態(tài),杠桿在圖甲所示的位置靜止,此時杠桿處于平衡狀態(tài)。[2]如圖甲所示,杠桿向右偏,要想使杠桿在水平位置平衡,接下來應(yīng)將杠桿兩端的螺母向右側(cè)調(diào)節(jié)。(2)[3]如圖乙所示,設(shè)每個鉤碼重力為G,杠桿上的每個小格長度為x,杠桿左端力和力臂的乘積為2G×6x=12Gx杠桿右端力和力臂的乘積為2G×6x=12Gx此時杠桿平衡。如圖丙所示,若推動右側(cè)鉤碼的懸線,杠桿右端的力臂減小,力和力臂的乘積減小,杠桿的左端下沉。(3)[4]一次實驗具有偶然性,故在探究過程中,需要進(jìn)行多次實驗的目的是避免偶然性,尋找普遍規(guī)律。(4)[5]如圖丁所示,彈簧測力計的分度值為0.1N,此時彈簧測力計示數(shù)為2.3N。[6][7]由于杠桿自重對杠桿平衡的影響,以彈簧測力計的拉力為動力F1,鉤碼處繩子拉力為阻力F2,多次改變動力作用點的位置進(jìn)行實驗發(fā)現(xiàn):當(dāng)杠桿水平平衡時,F(xiàn)1l1總是大于F2l2。(5)[8][9]圖丁中,彈簧測力計處在A點位置時,此時的動力臂小于阻力臂,杠桿屬于費力杠桿,費力杠桿可以省距離,在生活中的應(yīng)用包括:釣魚竿,鑷子,筷子等。六、計算題19.(2021·浙江杭州市·中考真題)已知一根質(zhì)量分布均勻的圓柱體木料質(zhì)量為60kg,體積為0.1m3。問:(1)此木料的密度為多少?(2)如圖所示,甲、乙兩人分別在A點和B點共同扛起此木料并恰好水平,其中AO=BO,O為木料的中點。求此時乙對木料的作用力大小。(3)若在(2)中當(dāng)乙的作用點從B點向O點靠近時,請列式分析此過程中甲對木料作用力大小變化情況?!敬鸢浮浚?)600kg/m3;(2)300N;(3)變小【詳解】解:(1)由題知木料質(zhì)量為60kg,體積為0.1m3,帶入密度公式得:(2)木料重力G=mg=60kg×10N/kg=600N以A為支點,可以將質(zhì)量分布均勻的木料所受的重力等效于其重心O點,則則由杠桿平衡條件F1l1=F2l2得:F乙×AB=G×AO即(3)當(dāng)乙的作用點向O靠近時,此時作用點記為B′;以A為支點,由杠桿平衡條件F1l1=F2l2得:F乙×AB′=G×AO即當(dāng)乙向O點靠近,AB′減小,G與AO不變,則F乙變大;因為木料處于平衡狀態(tài),故所受合力為零,則有F乙+F甲=G因F乙變大,所以F甲變小。答:(1)木料密度為600kg/m3;(2)此時乙對木料的作用力為300N;(3)當(dāng)乙的作用點從B點向O點靠近時,F(xiàn)甲變小。20.(2021·廣東中考真題)桿秤是從我國古代沿用至今的稱量工具。如圖是小明制作的桿秤的示意圖,使用時,將待稱物體掛在秤鉤上,用手提起B(yǎng)或C(相當(dāng)于支點)處的秤紐,移動秤砣在秤桿上的位置D,使秤桿達(dá)到水平平衡時可讀出待稱物體的質(zhì)量。此秤最大稱量是l0kg,秤砣最遠(yuǎn)可移至E點。秤桿和秤鉤的質(zhì)量忽略不計,AB、BC、BE的長度如圖所示(g取10N/kg),求:(1)提起哪處的秤紐,此秤的稱量最大?(2)秤砣質(zhì)量為多少?(3)當(dāng)提起C處秤紐稱袋質(zhì)量為2kg的荔枝時,D與C之間的距離為多少?【答案】(1)B;(2)0.4kg;(3)0.25m【詳解】解:(1)根據(jù)杠桿平衡的條件F1l1=F2l2,可知秤砣的質(zhì)量是一定的,杠桿右側(cè)的力和力臂的乘積一定,杠桿左側(cè)的力臂越小,稱量的物體越重,稱量的范圍越大,故提起B(yǎng)處的秤紐,此秤的稱量最大。(2)提起B(yǎng)處的秤紐,此秤的稱量最大,此秤最大稱量是l0kg,根據(jù)G=mg和G物lAB=G砣lBE可知,秤砣質(zhì)量為(3)當(dāng)提起C處秤紐稱袋質(zhì)量為2kg的荔枝時,D與C之間的距離為答:(1)提起B(yǎng)處的秤紐,此秤的稱量最大;(2)秤砣質(zhì)量為為0.4kg;(3)當(dāng)提起C處秤紐稱袋質(zhì)量為2kg的荔枝時,D與C之間的距離為0.25m。第三輯一、單選題1.(2021·新疆中考真題)如圖所示,用剪刀將一張紙片緩慢地一刀剪斷的過程中,阻力臂l阻和動力F動的變化情況是()A.l阻不變,F(xiàn)動變大 B.l阻不變,F(xiàn)動不變C.l阻變大,F(xiàn)動變大 D.l阻變大,F(xiàn)動不變【答案】C【詳解】由題意可知,在用剪刀將一張紙片緩慢地一刀剪斷的過程中,剪刀與沒有剪斷的紙,接觸位置在不斷向前移動,支點是剪刀中間那個位置,那么紙對剪刀的作用力是阻力,這個力的力臂是阻力臂,從圖中可以看到,阻力臂在不斷變大,即l阻變大,這個阻力可以看作是大小不變,人手在剪刀上出的力是動力,對應(yīng)的是動力臂,從圖中可以看到,動力臂大小不變,這個緩慢剪斷的過程中,可把剪刀看作處于平衡狀態(tài),根據(jù)杠桿的平衡條件,可得大小不變,在變大,大小不變,則在變大。故選C。2.(2021·江蘇揚(yáng)州市·中考真題)有關(guān)蠟燭蹺蹺板的小制作,下列說法正確的是()A.選用越粗的蠟燭效果越好B.轉(zhuǎn)軸位置離蠟燭重心越遠(yuǎn)越好C.為防止蠟燭擺動過大而翻轉(zhuǎn),可使轉(zhuǎn)軸位置處于蠟燭重心上方D.為防止蠟燭擺動過大而翻轉(zhuǎn),可將蠟燭兩端的下側(cè)面削去一些【答案】C【詳解】A.蠟燭越粗,燃燒越慢,蠟燭擺動效果越不明顯。故A錯誤;B.轉(zhuǎn)軸位置離蠟燭重心不是越遠(yuǎn)越好,太遠(yuǎn)蠟燭可能不擺動。故B錯誤;CD.為防止蠟燭擺動過大而翻轉(zhuǎn),可使轉(zhuǎn)軸位置處于蠟燭重心上方或者可將蠟燭兩端的上側(cè)面削去一些。故C正確,D錯誤。故選C。3.(2021·浙江溫州市·中考真題)停放自行車時,若要從如圖四點中選擇一點施加豎直向上的力,將后輪略微提起。其中最省力的點是()A.A點 B.B點C.C點 D.D點【答案】D【詳解】后輪被提起時,前輪是支點,若要從如圖四點中選擇一點施加豎直向上的力,將后輪略微提起,要使提力最小,其力臂應(yīng)最大,故此點應(yīng)距離支點的水平距離最大,A、B、C、D四點中,D點作為動力作用點時動力臂最長,最省力。故選D。4.(2021·湖南岳陽市·中考真題)A中的杠桿和物體處于靜止?fàn)顟B(tài),B、C、D中的物體被勻速吊起,所有物體重力均為G,不計動滑輪重力、繩重和一切摩擦,則所用拉力F最小的是()A. B.C. D.【答案】D【詳解】A.根據(jù)杠桿的平衡條件可知杠桿平衡時故拉力;B.圖B中為定滑輪提升物體,不能省力,只能改變力的方向,繩端拉力;C.圖C中使用滑輪組提升物體,動滑輪上有2段繩子承載,自由端拉力;D.圖D中使用滑輪組提升物體,動滑輪上有3段繩子承載,自由端拉力;其中D圖中自由端拉力最小。故選D。5.(2021·湖南邵陽市·中考真題)如圖所示,物體A在水平拉力F的作用下,沿水平面以的速度勻速運動了5s,彈簧測力計的示數(shù)為的8N,(不計滑輪和繩子之間的摩擦),拉力F做功的功率為()A.1.6W B.8W C.3.2W D.16W【答案】C【詳解】物體速度v1=0.2m/s,繩子移動速度為彈簧測力計的示數(shù)為的8N,故繩子拉力也為8N,拉力做功的功率為故C符合題意。故選C。二、填空題6.(2021·云南昆明市·中考真題)將釘子敲入木板時,敲擊釘子的力有時會偏離釘子的軸線方向,可能會導(dǎo)致它被敲彎。若偏離的方向是圖中的箭頭方向,那么在敲擊過程中,L較______時釘子更容易彎曲,因為此時對應(yīng)的力臂較______,使釘子彎曲的作用較大。【答案】大大【詳解】[1][2]由圖像,釘子向左彎曲,L為釘子長度,L較大時,用相同的不沿軸線方向的力敲擊時,這個敲擊力的力臂會較大,產(chǎn)生的力矩較大即使釘子彎曲的作用較大。7.(2021·江蘇揚(yáng)州市·中考真題)體育克技中善用物理原理,對取勝往往起著決定作用,(1)柔道競技中,進(jìn)攻者假裝要把對手摔向左方,對手為了維持平衡,就把身體向右傾,由于______仍要向右運動,就被進(jìn)攻者乘勢摔向前方;(2)以過肩摔為例,如圖所示,進(jìn)攻者A利用腰部將B頂起,使他的腳離地,同時猛拉B的右臂,請在圖中作出力F的力臂L,此時A能輕易將B捧倒的原因是______?!敬鸢浮繎T性原因見解析【詳解】[1]對手為了維持平衡,就把身體向右傾,身體的重心就會偏向右側(cè),由于慣性對手仍要向右運動,所以進(jìn)攻者只需用較小的力就能順勢將對手摔倒。[2]斜向上延長力的作用線,過支點O做力的作用線的垂線OC,即為力F的力臂,如圖;此時F為動力,B的重力G為阻力,動力臂大于阻力臂,相當(dāng)于一個省力杠桿,故此時A能輕易將B捧倒。8.(2021·四川南充市·中考真題)如圖甲所示,AB為輕質(zhì)杠桿,AC為輕質(zhì)硬棒且與力傳感器相連,圖乙是物體M從A點開始向右勻速運動過程中力傳感器讀數(shù)大小與時間的關(guān)系圖像,則物體M的質(zhì)量大小為___________g;已知OA的長度為30cm,OB足夠長,AC能承受的最大彈力大小為15N,若要桿不斷,物體從A點開始運動時間最長為___________s(g=10N/kg)。【答案】100012.5【詳解】[1]從圖乙可以看到,一開始時,力傳感器讀數(shù)大小是10N,由于AB為輕質(zhì)杠桿,AC為輕質(zhì)硬棒,不考慮它們的質(zhì)量,不考慮它們的重力,那么這個力傳感器讀數(shù)大小就是等于物體M的重力大小,則根據(jù)可知,物體M的質(zhì)量物體M的質(zhì)量是1000g。[2]從圖乙可以看到,物體從A點開始運動,到第5s時,力傳感器讀數(shù)大小是零,即A端沒有壓力,那么物體M就應(yīng)該是在O點,這時物體M對輕質(zhì)杠桿AB壓力的力臂大小是零,運動時間是5s,這段時間通過的路程則物體M勻速運動的速度物體M勻速運動的速度是0.06m/s;然后繼續(xù)向右運動,物體M對輕質(zhì)杠桿AB壓力的力臂在變大,直到AC能承受的最大彈力大小為15N,根據(jù)杠桿的平衡條件可知其中的F是最大彈力15N,lx是物體M相對于O點往右移動的距離,代入數(shù)據(jù)解得那么直到AC能承受的最大彈力大小為15N時,物體M相對于O點往右移動的距離是0.45m,物體M勻速運動的速度是0.06m/s,則物體M相對于O點往右移動的時間物體M相對于O點往右移動的時間是7.5s,由上述可知,在OA段移動時,需要的時間是5s,則物體從A點開始運動時間最長為物體從A點開始運動時間最長為12.5s。9.(2021·四川瀘州市·中考真題)在瀘州市第36屆青少年科技創(chuàng)新大賽上,秋雨同學(xué)展示了如圖所示的“硬幣玩轉(zhuǎn)杠桿”裝置,活動中使用的硬幣完全相同。在刻度均勻的杠桿上放硬幣之前,杠桿在水平位置平衡,說明該杠桿的重心在_______點。在A點疊放兩枚硬幣時,則可在E點疊放_______枚硬幣能使杠桿再次水平平衡。保持A點疊放兩枚硬幣不變,在杠桿上已標(biāo)出的其余6個點上放硬幣,有些點無論放多少枚硬幣都無法使杠桿再次水平平衡,這些點是_______?!敬鸢浮緿6B、C、D【詳解】[1]杠桿在水平位置平衡時,其重心在杠桿的幾何中心,即D點。[2]設(shè)杠桿上每兩點間的距離為l,每個硬幣的重為G,據(jù)題意及杠桿的平衡條件有2G?3l=nG?l解得,在E點放置的硬幣枚數(shù)n=6枚[3]保持A點疊放的硬幣不變,那么在B、C、D這三點放硬幣無法讓杠桿兩次水平平衡,因為BC兩點上放置硬幣時,動力和阻力在杠桿的同一側(cè)且力的方向相同,而D點放置硬幣時,阻力作用在杠桿的重心上,那么杠桿只受到一個動力的作用,也無法平衡。10.(2021·重慶中考真題)如圖所示,ABC是以O(shè)為支點的輕質(zhì)杠桿AB=40cm,OB=30cm,OC=60cm,水平地面上的實心均勻正方體物塊M重為80N,用細(xì)線與C點相連,在A點用60N的力沿某方向拉杠桿,使M對地面的壓力最小,且杠桿處于水平位置平衡,此時細(xì)線的拉力為___________N;保持A點的拉力大小和方向以及杠桿的狀態(tài)不變,要使M對地面的壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉淼?,可將物塊M沿豎直方向切去的質(zhì)量為___________kg。(忽略支點處的摩擦)【答案】501.75【詳解】[1]繩子對C點的拉力對應(yīng)的力臂為OC,為定值,作用在A點的拉力為60N,為定值,為使M對地面的壓力最小,則應(yīng)使C點繩子拉力最大,由杠桿平衡公式F1l1=F2l2可知,此時作用在A點的拉力的力臂應(yīng)最大,作圖如下由勾股定理可求拉力對應(yīng)力臂為由杠桿平衡公式可求細(xì)線的拉力為[2]切去之前物塊M對地面壓強(qiáng)可表示為設(shè)切去質(zhì)量為m切,則此時M對地面壓力和與地面接觸面積分別為此時對地面壓強(qiáng)為又有要使M對地面的壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉淼?,即解得m切=1.75kg三、綜合題11.(2021·寧夏中考真題)采用如圖所示站姿鍛煉手臂力量:雙腳并攏,腳尖O觸地,腳后跟踮起,手臂水平,手掌支撐在豎直墻壁上的A點,B為人體重心所在位置。鍛煉時,軀體伸直,手臂彎曲和伸直動作交替進(jìn)行。(人體可視為杠桿,O點為支點)。(1)在圖中畫出人所受重力的示意圖(________)。(2)畫出墻壁對手掌的支持力F的力臂l。(________)(3)鍛煉時,腳尖離開墻壁越遠(yuǎn),手掌對墻壁的壓力就越______。(選填“大”或“小”)【答案】大【詳解】(1)[1]重力的方向豎直向下,作用點在物體的重心上,如圖所示:。(2)[2]作力F的作用線,以O(shè)為支點,作支點到力F作用線的距離就是力臂l,如圖所示:。(3)[3]鍛煉時,腳尖離開墻壁越遠(yuǎn),AO之間的豎直距離變小,而BO之間的水平距離變大,根據(jù)杠桿平衡的原理可知,手掌對墻壁的壓力就越大。四、作圖題12.(2021·四川成都市·中考真題)(1)日晷(guǐ)是古代的一種“時鐘”,利用太陽光下指針的影子指示不同的時刻(如圖)。請根據(jù)指針的影子,畫出此時太陽光的傳播方向(太陽光視為平行光);(2)由于土壤松動,一顆珍稀古樹搖搖欲墜。園藝師用繩子將古樹系住,通過山體固定,對古樹展開救助。如圖所示,把古樹視為杠桿,O點為支點,A點為古樹重心位置。請畫出:①古樹受到的重力G的示意圖;②繩子拉力的力臂l?!敬鸢浮浚?)(2)【詳解】(1)影子的形成是光的直線傳播形成的,據(jù)此連接指針的最高點及其影子所在點A,此直線即為太陽光的傳播方向,所以作圖如下:(2)古樹受到的重力應(yīng)是豎直向下,作用點在重心上。繩子的拉力,方向沿繩子向上,則過O點作拉力作用線的垂線段,此線段即為拉力的力臂l。所以作圖如下:五、簡答題13.(2021·浙江寧波市·中考真題)反思是種良好的學(xué)習(xí)品。(1)一根輕質(zhì)硬棒AB,在力的作用下能繞固定點O轉(zhuǎn)動?,F(xiàn)在硬棒AB上施加兩個力F1和F2,O點到F1和F2的作用線的距離分別為d1和d2。小寧認(rèn)為,只要滿足F1×d1=F2×d2,則硬棒AB一定保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速轉(zhuǎn)動。你認(rèn)為小寧的想法正確嗎?請說出你的理由;(2)在“動滑輪”實驗中,小寧通過如圖所示裝置進(jìn)行實驗,得到結(jié)論:使用動滑輪勻速提升物體,豎直向上的拉力F小于物重G。小寧思考后認(rèn)為,即使不計摩擦和繩重,上述結(jié)論要成立,物重G和動滑輪重G動之間也必須滿足一定條件。請你說出這一條件,并予以證明?!敬鸢浮恳娊馕觥驹斀狻浚?)不正確;若要硬棒AB保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速轉(zhuǎn)動,除了要滿足杠桿平衡條件,即F1×d1=F2×d2,還需要兩個力根據(jù)實際情況在方向上滿足一定的條件。(2)需要滿足G>G動;由于動滑輪上有兩段繩子,則在不計摩擦的情況下,繩子拉力為則要滿足豎直向上的拉力F小于物重G,即為解得G>G動。14.(2021·安徽中考真題)研究物理問題時,常需要突出研究對象的主要因素,忽略次要因素,將其簡化為物理模型。(1)如圖甲,一質(zhì)量分布均勻的杠桿,忽略厚度和寬度,長度不可忽略,用細(xì)線將它從中點懸起,能在水平位置平衡。將它繞懸點在堅直面內(nèi)緩慢轉(zhuǎn)過一定角度后(如圖乙)釋放,為研究其能否平衡,可將它看成等長的兩部分,請在圖乙中畫出這兩部分各自所受重力的示意圖和力臂,并用杠桿平衡條件證明杠桿在該位置仍能平衡;(2)如圖丙,一質(zhì)量分布均勻的長方形木板,忽略厚度,長度和寬度不可忽略,用細(xì)線將它AB邊的中點懸起,能在水平位置平衡。將它繞懸點在堅直面內(nèi)緩慢轉(zhuǎn)過一定角度后(如圖?。┽尫牛景逶谠撐恢媚芊衿胶??寫出你的判斷依據(jù)。
【答案】(1);見解析;(2)不能平衡;答案見解析【詳解】(1)設(shè)杠桿的中點為O,杠桿與水平方向的夾角為θ,由于杠桿質(zhì)量分布均勻,且左右兩部分等長,因此杠桿左右兩部分重力G1=G2,重心分別在兩部分的中點處,分別設(shè)為O1和O2,則易知OO1=OO2,左右兩部分重力的力臂l1=OO1cos,l2=OO1cos因此L1=L2因此有G1L1=G2L2滿足杠桿平衡條件,因此杠桿在該位置仍能平衡。(2)不能平衡,轉(zhuǎn)過一定角度釋放的瞬間,木板只受重力和細(xì)線的拉力的作用,重力的方向豎直向下,拉力的方向豎直向上;此時木板的重心不在懸點的正下方,重力和細(xì)線的拉力不在一條直線上,不是一對平衡力,木板受力不平衡,因此不能平衡。六、實驗題15.(2021·陜西中考真題)在:“探究杠桿平衡條件”的實驗中:
(1)為方便測量力臂,實驗前應(yīng)先調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母,使之在______位置平衡;(2)如圖-1,此時杠桿處于平衡狀態(tài),如果在杠桿兩端各掛一個相同的鉤碼,杠桿將______(選填“保持平衡”“順時針轉(zhuǎn)動”或“逆時針轉(zhuǎn)動”);(3)如圖-2是一個加寬的杠桿裝置,此時杠桿處于平衡狀態(tài)。若只將左側(cè)的鉤碼改掛到A點正上方的B點,力臂是線段______(選填“OA”“OB”或“AB”),此時杠桿______(選填“仍能”或“不能”)保持平衡。【答案】水平順時針轉(zhuǎn)動OA仍能【詳解】(1)[1]實驗前應(yīng)先調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母,使其在水平位置平衡,以便于測量力臂。(2)[2]由于左邊的力臂小于右邊的力臂,加上相同的鉤碼后,左邊力臂與鉤碼重力之積小于右邊力臂與鉤碼重力之積,故杠桿順時針轉(zhuǎn)動。(3)[3][4]力臂仍然為OA,因為力臂是支點到力臂的作用線的距離,故力臂是OA;由于力臂大小不變,鉤碼重力不變,右邊的力臂和鉤碼的重力之積不變,故仍然平衡。16.(2021·天津中考真題)在“探究杠桿平衡條件”的實驗中:(1)實驗前,若使如圖所示的杠桿在水平位置平衡,應(yīng)將右端的平衡螺母向______(選填“左”或“右”)調(diào)節(jié);(2)實驗時,在已調(diào)平衡的杠桿兩側(cè)分別掛上不同數(shù)量的鉤碼,移動鉤碼的位置,使杠桿重新在水平位置平衡,三次實驗獲得的數(shù)據(jù)如下表所示。分析可得杠桿的平衡條件是______;次數(shù)動力F1/N動力臂l1/cm阻力F2/N阻力臂l2/cm11.015.01.510.021.020.02.010.032.015.03.010.0(3)為了進(jìn)一步驗證實驗結(jié)論,又做了圖所示的實驗,在杠桿水平平衡時;①已知每個鉤碼的質(zhì)量均為50g,則此次實驗中阻力F2大小為______N,阻力臂l2為______cm;(g取10N/kg)②請你在圖中畫出動力F1的力臂。(____)【答案】右F1l1=F2l2(動力×動力臂=阻力×阻力臂)110.0【詳解】(1)[1]如圖所示,實驗前,杠桿靜止時,向左偏,應(yīng)該將右端的平衡螺母向右調(diào)節(jié)。(2)[2]由表格內(nèi)的三組數(shù)據(jù)可知,杠桿平衡的條件為F1l1=F2l2(動力×動力臂=阻力×阻力臂)。(3)①[3]已知每個鉤碼的質(zhì)量均為50g,由圖可知,杠桿下方掛2個鉤碼,總質(zhì)量為100g,則阻力F2大小為F2=G=mg=0.1kg×10N/kg=1N[4]由圖可知,阻力臂l2為10.0cm。②[5]首先作力F1的力的作用線,過支點O作力作用線的垂線,標(biāo)上垂直符號以及力臂l1,如圖所示:
17.(2021·江西中考真題)(探究名稱)探究杠桿的平衡條件(猜想與假設(shè))猜想一:動力×動力臂=阻力×阻力臂;猜想二:動力×支點到動力作用點的距離=阻力×支點到阻力作用點的距離。(設(shè)計實驗與進(jìn)行實驗)(1)如圖甲所示,應(yīng)將杠桿兩端的螺母向______(選填“左”或“右”)調(diào)節(jié),使杠桿在水平位置平衡;(2)如圖乙所示,小明同學(xué)掛上鉤碼并調(diào)節(jié)鉤碼的位置,使杠桿水平平衡,記錄的數(shù)據(jù)如下表:(3)改變鉤碼的______和鉤碼的位置,重復(fù)上述實驗兩次,記錄的數(shù)據(jù)如下表:實驗次數(shù)動力間距離/阻力間距離/小明11.050.51021.5101.01531.0102.05小紅和小明40.8151.01051.4151.010(分析與論證)根據(jù)小明同學(xué)的數(shù)據(jù)可驗證猜想______(選填“二”或“一和二”)是正確的。而小紅同學(xué)則認(rèn)為小明同學(xué)每組數(shù)據(jù)中的力臂恰好都等于支點到力的作用點的距離,具有一定的特殊性,還應(yīng)改變動力或阻力的______進(jìn)行實驗;于是,小紅同學(xué)協(xié)助小明同學(xué)按圖丙方式進(jìn)行實驗,獲得表中后兩組數(shù)據(jù)。綜合分析表中數(shù)據(jù)可驗證猜想______是錯誤的。若要驗證另一種猜想是否正確,必須添加的測量工具是______。通過以上研究,小明同學(xué)真正理解了力臂是支點到______的距離。【答案】左數(shù)量一和二方向二刻度尺力的作用線【詳解】(1)[1]如圖甲所示,杠桿的右端下沉,說明杠桿的重心在支點的右端,故應(yīng)將杠桿的重心向左調(diào)節(jié),即兩端的螺母向左調(diào)節(jié),使杠桿在水平位置平衡。(3)[2]小明的實驗中,動力和阻力均為鉤碼的重力,第3次實驗數(shù)據(jù)和第1次數(shù)據(jù)相比,動力和阻力及OB、OA間的距離都發(fā)生了改變,即改變鉤碼的數(shù)量和鉤碼的位置,重復(fù)上述實驗兩次,記錄的數(shù)據(jù)如下表。[3]小明的實驗中,因杠桿始終在水平位置平衡,由重力的方向豎直向下和力臂的定義,動力臂即間距離,阻力臂即間距離,在第1次實驗中第2次和第3次實驗中故小明同學(xué)的數(shù)據(jù)可驗證猜想一和二是正確的。[4]而小紅同學(xué)則認(rèn)為小明同學(xué)每組數(shù)據(jù)中的力臂恰好都等于支點到力的作用點的距離,具有一定的特殊性,當(dāng)動力或阻力的方向與杠桿不垂直時,力臂則不等于支點到力的作用點的距離,故還應(yīng)改變動力或阻力的方向進(jìn)行實驗。[5]小紅同學(xué)協(xié)助小明同學(xué)按圖丙方式進(jìn)行實驗,根據(jù)故可驗證猜想二是錯誤的。[6]若要驗證另一種猜想是否正確,即力的方向與杠桿不垂直的情況,因此時動力臂不等于支點到力的作用點的距離,為了測量動力臂的大小,故必須添加測量長度的工具是刻度尺。[7]通過以上研究可知力臂不是支點到力的作用點的距離,小明同學(xué)真正理解了力臂是支點到力的作用線的距離。18.(2021·浙江湖州市·中考真題)下列是
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