2023北京初三一模物理匯編學(xué)生實(shí)驗(yàn)：探究杠桿一、單選題1．（2023·北京西城·統(tǒng)考一模）如圖所示的四種工具中，正常使用時(shí)屬于費(fèi)力杠桿的是（　　）A．面包夾B．園藝剪C．托盤天平D．壓蒜器2．（2023·北京海淀·統(tǒng)考一模）如圖所示的工具在使用時(shí)，屬于費(fèi)力杠桿的是（　　）A．瓶蓋起子 B．食品夾C．托盤天平 D．羊角錘3．（2023·北京延慶·統(tǒng)考一模）如圖所示的工具在正常使用時(shí)，屬于省力杠桿的是（　?。?/span>A．撬棒 B．筷子C．食品夾 D．天平4．（2023·北京平谷·統(tǒng)考一模）如圖所示的四種用具中，使用時(shí)屬于費(fèi)力杠桿的是 （　?。?/span>A．鋼絲鉗 B．羊角錘C．食品夾 D．核桃鉗5．（2023·北京通州·統(tǒng)考一模）如圖所示的工具中，正常使用時(shí)屬于費(fèi)力杠桿的是（　?。?/span>A．用園藝剪修剪樹(shù)枝 B．用賽艇船槳?jiǎng)澦?/span>C．用裁紙刀裁剪紙張 D．用羊角錘拔釘子二、多選題6．（2023·北京朝陽(yáng)·統(tǒng)考一模）桿秤作為華夏國(guó)粹，它制作輕巧、使用便利，曾是商品流通中的主要度量工具，同時(shí)它還承載著公平公正的象征意義。如圖所示，是小陽(yáng)同學(xué)制作的桿秤的示意圖，使用時(shí)將貨物掛在秤鉤上，用手提起B或C（相當(dāng)于支點(diǎn)）處的秤紐，移動(dòng)秤砣在秤桿上的位置，當(dāng)秤桿水平平衡時(shí)，可讀出貨物的質(zhì)量。秤砣最遠(yuǎn)可移至D點(diǎn)，此秤最大稱量是10kg。秤桿、秤鉤和秤紐的質(zhì)量忽略不計(jì)，AB、BC、BD的長(zhǎng)度如圖所示。下列說(shuō)法正確的是（　?。?/span>A．秤砣的質(zhì)量是0.4kgB．提起B秤紐，可以達(dá)到最大稱量C．距離C點(diǎn)12.5cm，有兩個(gè)刻度，分別為1kg和3.1kgD．提起C秤紐，不掛貨物時(shí)，使秤桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力是秤砣的重力三、計(jì)算題7．（2023·北京西城·統(tǒng)考一模）有一根長(zhǎng)為L、橫截面積為S的質(zhì)量分布均勻的實(shí)心木棒AB。如圖所示，木棒的A端靜止在水平地面上，B端用繩豎直懸掛在電子秤上，電子秤的示數(shù)為F。已知：L=2m，S=40cm2，F=20N。（取g=10N/kg）求：（1）實(shí)心木棒的重力G；（2）實(shí)心木棒的密度ρ。8．（2023·北京海淀·統(tǒng)考一模）《天工開(kāi)物》中記載了中國(guó)古人利用桔槔汲水的情景，如今一些農(nóng)田在灌溉時(shí)仍然傳承著這種汲水方式。桔槔的主要結(jié)構(gòu)如圖所示，其上方的橫桿是一根硬棒，橫桿由豎木支撐，可繞通過(guò)O點(diǎn)的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，橫桿A點(diǎn)綁有配重石塊，B點(diǎn)連接一根細(xì)桿，細(xì)桿下方連有木桶，使用時(shí)人可對(duì)細(xì)桿施加向上或向下的力。已知OA長(zhǎng)為1m，OB長(zhǎng)為3m。橫桿的自重、支點(diǎn)處的摩擦均忽略不計(jì)，汲水過(guò)程中細(xì)桿始終豎直。（1）若配重石塊重300N，當(dāng)橫桿在水平位置靜止時(shí)，求B點(diǎn)受到的拉力F的大小。（2）木桶裝滿水時(shí)，細(xì)桿、木桶和水總重140N，要使橫桿提著裝滿水的木桶在水平位置靜止（木桶完全離開(kāi)井內(nèi)水面），當(dāng)所用配重石塊重300N時(shí)，人對(duì)細(xì)桿的力為F1，當(dāng)所用配重石塊重600N時(shí)，人對(duì)細(xì)桿的力為F2。請(qǐng)通過(guò)計(jì)算說(shuō)明F1與F2的大小關(guān)系。9．（2023·北京·統(tǒng)考一模）俯臥撐是一項(xiàng)常見(jiàn)的健身項(xiàng)目，采用不同的方式做俯臥撐，健身效果通常不同。圖甲所示的是小京在水平地面上做俯臥撐保持靜止時(shí)的情境，他的身體與地面平行，可抽象成如圖乙所示的杠桿模型，地面對(duì)腳的力作用在O點(diǎn)，雙手的力作用在點(diǎn)，長(zhǎng)為。已知小京的體重為，地面對(duì)手的力與身體垂直，大小為。（1）求小京的重心A到點(diǎn)的距離；（2）圖丙所示的是小京手扶欄桿做俯臥撐保持靜止時(shí)的情境，此時(shí)他的身體姿態(tài)與圖甲相同，只是身體與水平地面成一定角度，欄桿對(duì)手的力為，若身體與地面成的角度變?yōu)?/span>且仍保持靜止，，欄桿對(duì)手的力為，與均與他的身體垂直，均作用在點(diǎn)，分析并說(shuō)明與的大小關(guān)系。四、填空題10．（2023·北京豐臺(tái)·統(tǒng)考一模）桿秤是中國(guó)古老的衡量工具，如圖所示。它的原理和制作工藝無(wú)一不滲透著中國(guó)古代人民的智慧。在交易中，賣家將貨物放入秤盤，提起提紐后移動(dòng)秤砣直到秤桿在水平位置靜止，便可通過(guò)讀取秤桿上的刻度得知貨物質(zhì)量；稱量不同貨物，相應(yīng)調(diào)整秤砣的位置，秤桿在水平位置再次靜止，就能讀出該貨物質(zhì)量。細(xì)心的小京發(fā)現(xiàn)桿秤的結(jié)構(gòu)可以抽象為杠桿模型，提紐位置為支點(diǎn)。請(qǐng)結(jié)合杠桿模型及桿秤的使用過(guò)程，提出一個(gè)可探究的科學(xué)問(wèn)題：______。五、實(shí)驗(yàn)題11．（2023·北京房山·統(tǒng)考一模）實(shí)驗(yàn)桌上有滿足實(shí)驗(yàn)要求的器材：調(diào)節(jié)好的彈簧測(cè)力計(jì)一個(gè)，重力為1N的鉤碼兩個(gè)，在水平位置調(diào)節(jié)平衡的杠桿一個(gè)。杠桿上相鄰刻度間距離相等，刻線上下靠近杠桿邊緣處均有圓形小孔，可用來(lái)掛鉤碼或彈簧測(cè)力計(jì)，如圖所示。請(qǐng)利用上述實(shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)證明：“杠桿在水平位置平衡時(shí)，如果動(dòng)力臂、阻力臂保持不變，則動(dòng)力F1與阻力F2有關(guān)”。要求：（1）用點(diǎn)A表示鉤碼作用在杠桿上的位置，用點(diǎn)B表示彈簧測(cè)力計(jì)作用在杠桿上的位置，請(qǐng)?jiān)趫D中的杠桿上標(biāo)出A點(diǎn)和B點(diǎn)；（2）寫出主要實(shí)驗(yàn)步驟；（3）畫(huà)出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格。
參考答案1．A【詳解】A．面包夾在使用過(guò)程中，動(dòng)力臂小于阻力臂，屬于費(fèi)力杠桿，故A符合題意；B．園藝剪在使用過(guò)程中，動(dòng)力臂大于阻力臂，屬于省力杠桿，故B不符合題意；C．托盤天平的動(dòng)力臂等于阻力臂，屬于等臂杠桿，故C不符合題意；D．壓蒜器在使用過(guò)程中，動(dòng)力臂大于阻力臂，屬于省力杠桿，故D不符合題意。故選A。2．B【詳解】A．瓶蓋起子在使用過(guò)程中，動(dòng)力臂大于阻力臂，是省力杠桿，故A不符合題意；B．食品夾在使用過(guò)程中，動(dòng)力臂小于阻力臂，是費(fèi)力杠桿，故B符合題意；C．托盤天平在使用過(guò)程中，動(dòng)力臂等于阻力臂，是等臂杠桿，故C不符合題意；D．羊角錘在使用過(guò)程中，動(dòng)力臂大于阻力臂，是省力杠桿，故D不符合題意。故選B。3．A【詳解】A．撬棒在使用過(guò)程中，動(dòng)力臂大于阻力臂，是省力杠桿；B．筷子在使用過(guò)程中，動(dòng)力臂小于阻力臂，是費(fèi)力杠桿；C．食品夾在使用過(guò)程中，動(dòng)力臂小于阻力臂，是費(fèi)力杠桿；D．天平在使用過(guò)程中，動(dòng)力臂等于阻力臂，是等臂杠桿。故選A。【點(diǎn)睛】結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn)，先判斷杠桿在使用過(guò)程中，動(dòng)力臂和阻力臂的大小關(guān)系，再判斷它是屬于哪種類型的杠桿。4．C【詳解】A．鋼絲鉗在使用過(guò)程中，動(dòng)力臂大于阻力臂，是省力杠桿，故A不符合題意；B．羊角錘在使用過(guò)程中，動(dòng)力臂大于阻力臂，是省力杠桿，故B不符合題意；C．食品夾在使用過(guò)程中，動(dòng)力臂小于阻力臂，是費(fèi)力杠桿，故C符合題意；D．核桃?jiàn)A在使用過(guò)程中，動(dòng)力臂大于阻力臂，是省力杠桿，故D不符合題意。故選C。5．B【詳解】A．園藝剪在使用時(shí)，動(dòng)力臂大于阻力臂，屬于省力杠桿。故A不符合題意；B．用槳?jiǎng)澦畷r(shí)，動(dòng)力臂小于阻力臂，槳屬于費(fèi)力杠桿。故B符合題意；C．裁紙刀在使用時(shí)，動(dòng)力臂大于阻力臂，裁紙刀屬于省力杠桿。故C不符合題意；D．羊角錘在使用時(shí)，動(dòng)力臂大于阻力臂，屬于省力杠桿。故D不符合題意。故選B。6．ABC【詳解】AB．提起B秤紐，秤砣的力臂可以達(dá)到最長(zhǎng)，而秤砣的重力、重物的力臂不變，由杠桿平衡條件得，此時(shí)可以達(dá)到最大稱量，當(dāng)最大稱量是10kg時(shí)，由杠桿平衡條件得解得秤砣的質(zhì)量是0.4kg，故AB正確；C．距離C點(diǎn)12.5cm，有兩個(gè)刻度，由杠桿平衡條件得，當(dāng)用B提鈕時(shí)，刻度的對(duì)應(yīng)的質(zhì)量滿足解得。當(dāng)用C提鈕時(shí)，由杠桿平衡條件可知解得。即兩個(gè)刻度分別為1kg和3.1kg，故C正確；D．提起C秤紐，不掛貨物時(shí)，使秤桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力是秤砣對(duì)杠桿的拉力，故D錯(cuò)誤。故選ABC。7．（1）40N；（2）【詳解】解：（1）見(jiàn)圖根據(jù)杠桿平衡條件，所以（2）實(shí)心木棒的密度答：（1）實(shí)心木棒的重力為40N；（2）實(shí)心木棒的密度為。8．（1）100N ；（2）F2>F1【詳解】解：（1）如圖1所示O為支點(diǎn)，石塊對(duì)橫桿的壓力F壓=G石，力臂為L1；F的力臂為L2，依據(jù)杠桿的平衡條件得到F壓L1=FL2可得拉力（2）所用配重石塊重300N時(shí)，木桶裝滿水后，由于橫桿仍在水平位置靜止，B點(diǎn)受到的拉力仍為100N，B點(diǎn)對(duì)細(xì)桿的拉力FB1也為100N，此時(shí)細(xì)桿和裝滿水的木桶受力如圖2所示：人對(duì)細(xì)桿的力為F1=G-FB1=140N-100N=40N方向豎直向上；所用配重石塊重600N時(shí)，木桶裝滿水后，由于橫桿仍在水平位置靜止，  依據(jù)杠桿的平衡條件，B點(diǎn)受到的拉力為200N，B點(diǎn)對(duì)細(xì)桿的拉力FB2也為200N，此時(shí)細(xì)桿和裝滿水的木桶受力如圖3所示：則人對(duì)細(xì)桿的力為F2=FB2-G =200N-140N=60N方向豎直向下，所以F2>F1答：（1）B點(diǎn)受到的拉力F的大小是100N；（2）F2>F1。9．（1）1m；（2）F2<F1【詳解】解：（1）根據(jù)杠桿平衡條件得解得，小京的重心A到O點(diǎn)的距離（2）欄桿對(duì)手的作用力看作動(dòng)力，由題可知，與均與他的身體垂直，均作用在點(diǎn)，，即動(dòng)力臂長(zhǎng)度不變；而他的重力也不變，即阻力不變，當(dāng)身體與地面成的角度變大，即時(shí)，阻力臂變短，根據(jù)杠桿平衡條件可知，此時(shí)動(dòng)力變小，即F2<F1。答：（1）小京的重心A到O點(diǎn)的距離為1m；（2）分析見(jiàn)解析，兩力大小關(guān)系為F2<F1。10．見(jiàn)解析【詳解】桿秤的結(jié)構(gòu)可以抽象為杠桿模型，提紐位置為支點(diǎn)，將貨物放入秤盤，貨物和秤盤對(duì)左端的拉力為阻力，秤砣對(duì)杠桿的拉力為動(dòng)力，調(diào)整秤砣的位置，改變動(dòng)力臂，秤桿在水平位置靜止，動(dòng)力改變，可以提出問(wèn)題：動(dòng)力臂與阻力是否有關(guān)？11．（1）（2）見(jiàn)解析；（3）見(jiàn)解析【詳解】（1）在杠桿上找出不重合的A、B兩點(diǎn)，作為鉤碼及彈簧測(cè)力計(jì)的作用在杠桿上的位置，A點(diǎn)和B點(diǎn)參考下圖（2）①在A點(diǎn)處掛1個(gè)鉤碼，在B點(diǎn)處豎直向上拉彈簧測(cè)力計(jì)，使杠桿在水平位置平衡，把鉤碼重力作為阻力F2，把彈簧測(cè)力計(jì)拉力作為動(dòng)力F1，記錄在表格中；②在A點(diǎn)處掛2個(gè)鉤碼，在B點(diǎn)處豎直向上拉彈簧測(cè)力計(jì)，使杠桿在水平位置平衡。將鉤碼重力和彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)記錄在表格中。比較彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)可得出探究結(jié)論。（3）實(shí)驗(yàn)需要探究動(dòng)力臂和阻力臂不變時(shí)，動(dòng)力與阻力的關(guān)系，所以表格需要記錄動(dòng)力及阻力的大小，對(duì)應(yīng)的單位為N。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表：阻力F2/N  動(dòng)力F1/N    

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