壓軸培優(yōu)專題10 杠桿的綜合問題 -中考物理【高分·突破】壓軸題培優(yōu)專題精練-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

一、單選題
1．小明設(shè)計(jì)了一個(gè)防踩踏模擬報(bào)警裝置，工作原理如圖甲。ABO為一水平杠桿，O為支點(diǎn)，OA∶OB=5∶1，當(dāng)水平踏板所受壓力增大，電壓表示數(shù)達(dá)到6V時(shí)，報(bào)警器R0開始發(fā)出報(bào)警信號(hào)。已知電路中電源電壓為8V，R0的阻值恒為15Ω，壓力傳感器R固定放置，其阻值隨所受壓力變化的關(guān)系如圖乙，踏板、壓桿和杠桿的質(zhì)量均忽略不計(jì)。下列說法正確的是（）
A．壓力傳感器R的阻值隨壓力F的增大而增大
B．當(dāng)踏板空載時(shí)，閉合開關(guān)，電壓表的示數(shù)為2V
C．當(dāng)報(bào)警器開始報(bào)警時(shí)，踏板上的壓力值為48N
D．若電源電壓略有降低，為保證報(bào)警器仍在踏板原設(shè)定的最大壓力值時(shí)報(bào)警，則踏板觸點(diǎn)B應(yīng)向左移動(dòng)
2．如圖所示是輕質(zhì)杠桿AOB，在其A端掛一重物G，若在B端施加一個(gè)始終垂直于OB且向下的力F，使杠桿繞點(diǎn)O順時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)到OB處于水平位置，則在此過程中，力F的大小將（）
A．逐漸變大B．逐漸變小
C．保持不變D．先變大后變小
3．如圖，輕質(zhì)杠桿OA中點(diǎn)懸掛一個(gè)重力為40N的物體，在A端施加一豎直向上的力F，杠桿在水平位置平衡，下列有關(guān)說法正確的是（）
A．杠桿處于水平位置平衡時(shí)拉力F的大小為80N
B．此杠桿為費(fèi)力杠桿
C．使杠桿順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的力是物體對(duì)杠桿的拉力
D．將杠桿從A位置勻速提升到B位置的過程中，力F將增大
4．為了建設(shè)精致城市，園林工人要在過街天橋上放置花草為城市增添一抹綠色。如圖所示，工人用長木棒、滑輪、輕繩組裝提升裝置。木棒放置在天橋欄桿上始終保持水平，與欄桿M接觸點(diǎn)為O，用沙袋將木棒B端壓在欄桿N上，在木棒A端吊裝滑輪組，，每個(gè)沙袋重300N，每個(gè)滑輪重24N。若花架的重力為576N，10s內(nèi)花架上升了3m，木棒和繩的重力、滑輪與軸的摩擦均忽略不計(jì)，則下列判斷正確的是（）
A．利用滑輪組既能省力也能省功
B．工人拉繩子的力的功率為180 W
C．在B端放置1個(gè)沙袋就能使木棒保持水平
D．提升的花架越重，滑輪組的機(jī)械效率就越小
二、綜合題
5．如圖甲所示為某自動(dòng)注水裝置的部分結(jié)構(gòu)簡圖，杠桿AOB始終在水平位置保持平衡，O為杠桿的支點(diǎn)，OA＝3OB，豎直細(xì)桿a的一端連接在杠桿的A點(diǎn)，另一端與高為0.2m、重力為2N的長方體物塊C固定；豎直細(xì)桿b的下端通過力傳感器固定，上端連接在杠桿的B點(diǎn)（不計(jì)杠桿、細(xì)桿及連接處的重力和細(xì)桿的體積）。圓柱形水箱中有質(zhì)量為3kg的水，打開水龍頭，將水箱中的水緩慢放出，通過力傳感器能顯示出細(xì)桿b對(duì)力傳感器的壓力或拉力的大??；圖乙所示是力傳感器示數(shù)F的大小隨放出水質(zhì)量m變化的圖像。當(dāng)放出水的質(zhì)量達(dá)到2kg時(shí)，物塊C剛好全部露出水面，此時(shí)裝置由傳感器控制開關(guān)開始注水。（g＝10N/kg）
（1）當(dāng)放出水的質(zhì)量為2kg時(shí)，B點(diǎn)所受力大小FB＝ N，此時(shí)A點(diǎn)所受力的大小FA FB（填“＞”、“＜”或“＝”）；
（2）物塊C受到的最大浮力；
（3）從開始放水到物塊C上表面剛好與水面相平時(shí)，水對(duì)水箱底部的壓強(qiáng)變化了多少？
6．如圖所示是某同學(xué)家為新裝的空調(diào)室外機(jī)設(shè)計(jì)的L型支架，支架可以看成一杠桿，以O(shè)點(diǎn)為支點(diǎn)，在支架P孔處拉一根鐵絲固定到墻上的A點(diǎn)。
（1）請(qǐng)畫出鐵絲拉力的力臂L ；
（2）要使鐵絲受到的拉力最小，應(yīng)將鐵絲在墻上的固定點(diǎn)A向（選填“上”或“下”）移動(dòng)。
7．在課外活動(dòng)中，同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)“汽車超載報(bào)警器”原理如圖甲所示。其中ABO是質(zhì)量不計(jì)的杠桿組件，B為汽車模型重力承壓點(diǎn)，A點(diǎn)通過壓桿作用于壓敏電阻R，AB∶BO=3∶1。在測量電路中R的阻值隨壓力變化的關(guān)系如表所示。無車時(shí)電路中的電流I=150mA；小燈泡兩端的電壓U≥2.5V是超載的報(bào)警點(diǎn)（超載時(shí)發(fā)紅光，不超載時(shí)發(fā)綠光）。小燈泡的I﹣U圖像如圖乙所示。電源電壓為6V保持不變。求：
（1）無車時(shí)，小燈泡的功率是多大？( )
（2）汽車模型的重力達(dá)到多少時(shí)報(bào)警器開始報(bào)警？( )
（3）電路中的電池使用一段時(shí)間后，電源電壓會(huì)降低。為保證報(bào)警器仍在原設(shè)定的汽車最大重力時(shí)報(bào)警，B點(diǎn)應(yīng)向（選填“左”或“右”）移動(dòng)，簡要說明理由。
8．某人在動(dòng)物園內(nèi)，用彈簧測力計(jì)稱出了一頭大象的質(zhì)量，在稱象過程中，他還用到了吊車、鐵籠和一根很長的槽鋼等輔助工具，操作步驟如下：
a.如圖甲所示，將鐵籠系于槽鋼上的B點(diǎn)，當(dāng)?shù)踯嚨蹉^在槽鋼上的懸吊點(diǎn)移至O點(diǎn)時(shí)，槽鋼在水平位置平衡；
b.將大象引入鐵籠，保持吊鉤懸吊點(diǎn)O點(diǎn)和鐵籠懸掛點(diǎn)B點(diǎn)的位置不變；
用彈簧測力計(jì)豎直向下拉住槽鋼的另一端，使之再次在水平位置平衡，如圖乙所示。測得OB＝6cm，OA＝9m，彈簧測力計(jì)的示數(shù)為200N（g取10N/kg）；
（1）設(shè)計(jì)步驟a的目的是；
（2）此裝置可視為杠桿（選填“省力”、“費(fèi)力”或“等臂”）；
（3）大象所受的質(zhì)量為 kg。
三、實(shí)驗(yàn)題
9．在“探究杠桿的平衡條件”實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)器材有：杠桿（杠桿上每小格均相等），支架，刻度尺，細(xì)線，鉤碼（質(zhì)量相同）若干。
（1）若杠桿在使用前出現(xiàn)如圖1所示的情況，要使它在水平位置平衡，應(yīng)將杠桿上的平衡螺母向（選填“左”或“右”）調(diào)節(jié)至天平在水平位置平衡；
（2）下列實(shí)驗(yàn)步驟中
①調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡；
②計(jì)算每次實(shí)驗(yàn)中F1l1和F2l2的大小，根據(jù)計(jì)算結(jié)果得出杠桿的平衡條件；
③改變所掛鉤碼的個(gè)數(shù)和位置，重復(fù)實(shí)驗(yàn)；
④記下動(dòng)力F1、動(dòng)力臂l1、阻力F2和阻力臂l2的大小，將數(shù)據(jù)填入表格中；
⑤將鉤碼掛在杠桿上支點(diǎn)的兩邊，先改變動(dòng)力或動(dòng)力臂的大小，然后調(diào)節(jié)阻力或阻力臂的大小，使杠桿在水平位置重新平衡。
正確的操作順序是；（填寫序號(hào)）
（3）如表是某同學(xué)記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。分析表中數(shù)據(jù)，可得出杠桿的平衡條件是：（寫數(shù)學(xué)表達(dá)式）；
（4）①瓶起子、②鑷子、③船槳、④克絲鉗等在使用過程中。屬于省力杠桿的是（填序號(hào)）；
[拓展]圖2是利用杠桿原理的自動(dòng)控制裝置。AOB為一輕質(zhì)杠桿，OA:OB＝1:2，A端用細(xì)線掛一個(gè)質(zhì)量為5.4kg空心鋁球。當(dāng)鋁球浸沒在水中，在B端施加豎直向下的拉力F為7N時(shí)，杠桿恰好在水平位置平衡。則鋁球受到的浮力為 N。鋁球空心部分的體積為 cm3。（鋁＝2.7×103kg/m3，g取10N/kg）
10．小亮在做“探究杠桿平衡條件”實(shí)驗(yàn)的裝置如圖所示，杠桿上相鄰刻線間的距離相等；
（1）安裝好杠桿，將其放到水平位置后松手，發(fā)現(xiàn)杠桿沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖甲所示。則應(yīng)將平衡螺母向（選填“左”或“右”）調(diào)節(jié)，直到杠桿在水平位置平衡；
（2）杠桿在水平位置平衡后，如圖乙所示，在A點(diǎn)掛兩個(gè)鉤碼，每個(gè)鉤碼重0.5N，在B點(diǎn)豎直向下拉彈簧測力計(jì)，仍使杠桿水平位置平衡，此時(shí)彈簧測力計(jì)的示數(shù)應(yīng)為 N；當(dāng)彈簧測力計(jì)改為斜拉時(shí)，再次使杠桿水平位置平衡，則彈簧測力計(jì)的示數(shù)將（選填“變大”、“變小”或“不變”）；
（3）如丙圖所示，若在C點(diǎn)掛3個(gè)重均為0.5N的鉤碼，在D點(diǎn)用彈簧測力計(jì)豎直向上拉，使其在水平位置平衡，彈簧測力計(jì)的示數(shù)為 N；
（4）在實(shí)驗(yàn)中，改變力和力臂的大小得到多組數(shù)據(jù)的目的是（填序號(hào)）。
A．使測量數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確
B．多次測量取平均值減小誤差
C．避免偶然性，使實(shí)驗(yàn)結(jié)論具有普遍性
11．探究杠桿的平衡條件：
①實(shí)驗(yàn)前調(diào)節(jié)螺母，使杠桿在不掛鉤碼時(shí)保持水平方向平衡，若杠桿左邊下傾，則應(yīng)將左側(cè)平衡螺母向調(diào)；
②如圖，若每個(gè)鉤碼的質(zhì)量為50g，杠桿每小格的長度為8cm，要使杠桿在水平方向靜止，在B處彈簧測力計(jì)的示數(shù)為 N，（如圖），它的力臂為 m。
12．小明分別用如圖1所示的兩種方法挑著同一物體行走，他發(fā)現(xiàn)兩次用力不相同。由此，他想和小華一起用一個(gè)杠桿、一個(gè)重物、細(xì)線、若干鉤碼來探究“杠桿平衡時(shí)，保持阻力和動(dòng)力臂不變，動(dòng)力和阻力臂之間的關(guān)系”。
（1）實(shí)驗(yàn)前，他們調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡，這樣做的目的是；
（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)，他們用細(xì)線將重物固定到杠桿左側(cè)某一位置，將重物通過細(xì)線產(chǎn)生的拉力看作阻力；然后在杠桿右側(cè)某一位置用細(xì)線懸掛若干鉤碼，使杠桿重新在水平位置平衡，如圖2所示，將動(dòng)力F1和阻力臂l2記錄下來。接下來，他們要改變重物的懸掛位置和鉤碼的，使杠桿重新平衡，并把相應(yīng)的數(shù)據(jù)記錄下來；
（3）他們通過實(shí)驗(yàn)得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示：
分析表中的數(shù)據(jù)，可以得出結(jié)論：保持阻力和動(dòng)力臂不變，杠桿平衡時(shí)，動(dòng)力跟阻力臂成關(guān)系；
（4）結(jié)束實(shí)驗(yàn)后，小明又發(fā)現(xiàn)：杠桿平衡時(shí)滿足“動(dòng)力×動(dòng)力臂＝阻力×阻力臂”。這一結(jié)論是否具有普遍性？在以上實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，他們應(yīng)該使和也不相同，繼續(xù)實(shí)驗(yàn)收集數(shù)據(jù)……
四、計(jì)算題
13．如圖所示，一根長木棒AB（質(zhì)量不計(jì)）可以繞支點(diǎn)O轉(zhuǎn)動(dòng)，木棒的A端用豎直細(xì)線連接在地板上，AB=1m，OB=0.6m。在木棒的B端通過細(xì)線懸掛一個(gè)長方體物塊C，C的密度為0.9×103kg/m3，B端正下方放一盛滿水的溢水杯，溢水杯中水的深度為20cm；現(xiàn)將物塊C緩慢浸入溢水杯中，當(dāng)物塊浸入水中一半時(shí)，從溢水口處溢出0.6N的水，杠桿處于水平平衡狀態(tài)（忽略細(xì)線的重力，g取10N/kg），求：
（1）當(dāng)物塊浸入水中一半時(shí)，物塊受到的浮力和溢水杯底受到水的壓強(qiáng)；
（2）物塊的體積和物塊C受到細(xì)線的拉力；
（3）細(xì)線作用在A的力。
五、填空題
14．如圖所示，一輕桿AB懸于O點(diǎn)，BO＝3AO，其左端掛一重力為30N的物體，右端施加一個(gè)與水平方向成30°的力F，此時(shí)輕桿水平平衡，不計(jì)輕桿和繩子的重力，則力F的大小為 N。若此時(shí)將拉力F沿順時(shí)針方向改變到圖中豎直的過程中，仍使輕桿在水平位置平衡，則拉力F將（選填“變大”、“變小”或“不變”）。
15．如圖所示，輕質(zhì)杠桿OA可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，杠桿長0.2m，在它的中點(diǎn)B處掛一重物G，在杠桿的A端施加豎直向上的力F使杠桿在水平位置平衡，力F的大小即圖中彈簧秤示數(shù)。則重物G的重力是 N。
六、作圖題
16．如圖所示，O為杠桿AOC的支點(diǎn)，在B處掛一塊物料，為使杠桿在水平位置平衡，畫出施加在杠桿上的最小動(dòng)力F的示意圖。
17．如圖所示，小明利用螺絲桿與木棱制作的簡易瓶起子，準(zhǔn)備利用這個(gè)瓶起子在A點(diǎn)施加一個(gè)最小的力。將圖中的甲瓶汽水（乙瓶拿走）的瓶蓋起開。在圖中作出：
（1）支點(diǎn)O；
（2）在A點(diǎn)施加的最小動(dòng)力F1；
（3）阻力F2。
18．如圖所示是一種抽水馬桶水箱自動(dòng)上水的輕質(zhì)裝置的示意圖。當(dāng)水箱內(nèi)的水達(dá)到一定高度時(shí)，浮標(biāo)帶動(dòng)杠桿AOB壓住入水口，停止上水。請(qǐng)?jiān)趫D中畫出動(dòng)力F1（水箱里的水給杠桿AB的力）和B處阻力F2。
七、多選題
19．如圖，這是一種塔式起重機(jī)，已知起重機(jī)上的滑輪組在勻速起吊330kg的物體時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率是60%，下列分析和計(jì)算正確的是（）

A．起重機(jī)的吊臂AOB可視為杠桿
B．增加起吊物體的質(zhì)量，滑輪組的機(jī)械效率將減小
C．物體上升2m，滑輪組所做額外功是
D．物體上升2m，滑輪組所做總功是
20．如圖所示，為了探究杠桿平衡條件，某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)自身重力不計(jì)的曲臂杠桿，杠桿AOB用細(xì)線懸掛起來能繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，平衡時(shí)OA恰好處于水平位置，AO＝BO，A端掛重物G，在B端分別施加F1、F2、F3、F4四個(gè)力，下列分析中錯(cuò)誤的是（）

A．四個(gè)力中，F(xiàn)1是最大的力
B．四個(gè)力中，F(xiàn)2是最小的力
C．四個(gè)力中，F(xiàn)3＝F4
D．通過對(duì)比F1≠G，能幫助我們正確認(rèn)識(shí)力臂的概念
壓力F/N
5
10
15
20
25
30
…
壓敏電阻R/Ω
27
24
21
18
15
12
…
次數(shù)
F1/N
l1/cm
F2/N
l2/cm
1
2
8
4
4
2
4
8
2
16
3
4
12
6
8
實(shí)驗(yàn)序號(hào)
動(dòng)力F1/N
動(dòng)力臂l1/m
阻力F2/N
阻力臂l2/m
1
2.0
0.10
2.0
0.10
2
4.0
0.10
2.0
0.20
3
6.0
0.10
2.0
0.30

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