2020-2021物理杠杆平衡的专项培优易错试卷练习题(含答案)附答案解析

一、初中物理杠杆平衡条件的应用问题1．如图所示，在探究杠杆平衡条件的实验中，杠杆处于水平平衡状态，所用钩码完全相同。

下列做法中能使杠杆再次平衡的是A ．分别在两边钩码下再增加一个相同钩码B ．左边减少1个钩码，右边减少2个钩码C ．两边钩码均向支点移动相同的距离D ．左边钩码向左移1.5cm ，右边钩码向右移1cm【答案】D【解析】【详解】设一个钩码的重力为G ，左边钩码到支点的距离为3l ，因为杠杆正处于水平平衡，所以由杠杆平衡条件可得233G l G l ⨯=⨯右，解得2l l =右，即右边钩码到支点的距离为2l ；A ．若分别在两边钩码下再增加一个相同钩码，则3342G l G l ⨯≠⨯，此时杠杆不再平衡，不符合题意；B ．若左边减少1个钩码，右边减少2个钩码，则32G l G l ⨯≠⨯ ，此时杠杆不再平衡，不符合题意；C ．若两边的钩码均向支点移动相同的距离l ，则223G l G l ⨯≠⨯，此时杠杆不再平衡，不符合题意；D ．若左边钩码向左移1.5cm ，右边钩码向右移1cm ，则2(3 1.5)3(21)G l G l ⨯+=⨯+，此时杠杆平衡，符合题意。

2．如图所示，在一个轻质杠杆的中点挂一重物，在杆的另一端施加一个动力F ，使杠杆保持平衡，然后向右缓慢转动F 至水平方向，这一过程中（ ）A．F先变小后变大B．F逐渐变大C．动力臂逐渐变小D．动力臂逐渐变大【答案】A【解析】【分析】杠杆平衡条件及应用。

【详解】杠杆在图中所示位置平衡，阻力（重物对杠杆的拉力）及阻力臂大小不变；动力F由图中所示位置转动至水平方向的过程中，当动力F的方向与杠杆垂直时，动力F的力臂最长，因此动力F的力臂先增大后减小，由杠杆平衡条件F1l1=F2l2可知，动力Ｆ先变小后变大。

故选A。

【点睛】中等题.失分的原因是：①不知道动力F方向变化的过程中阻力和阻力臂的大小不变；②不会画动力F在不同位置时的动力臂；③不会利用杠杆平衡条件通过动力臂的变化分析出动力的变化；④不知道当动力F与杠杆垂直时，动力臂最大，动力F最小。

3．如图所示，为提升重物，现选用轻质杠杆，不考虑杠杆支点O点处的摩擦，每次利用杠杆把同一重物匀速提升相同高度，下列说法正确的是A．当重物悬挂在A点，动力作用在C点时，该杠杆一定是省力杠杆B．当重物悬挂在C点，动力作用在B点时一定比作用在A点时要省力C．无论重物挂在A点还是B点时，利用该机械所做的有用功都相等D．如果动力作用在C点且方向始终保持与杆保持垂直，则提升重物过程动力大小不变【答案】C【解析】【分析】灵活运用杠杆平衡公式分析即可；【详解】AB．不论重物悬挂在A点或C点，也不论动力作用在C点还是B点，判断杠杆是省力还是费力，需要根据杠杆平衡公式，不仅与力的作用点有关，还与力的方向有关，因此无法在只知道力的作用点的情况下判断是否省力，故AB 错误；C ．无论重物挂在A 点还是B 点时，由于物体质量相同，上升高度相同，则根据W Gh =可知，该机械所做的有用功都相等，故C 正确；D ．动力作用在C 点且方向始终保持与杆保持垂直时，可得动力臂大小始终不发生变化，但由于物体上升，重物的阻力臂会逐渐减小，则由杠杆平衡公式可知动力会减小，故D 错误。

4．要使图中的杠杆平衡，分别用F A 、F B 、F C 的拉力，这三个力的关系应是A ．F A ＞FB ＞F CB ．F A ＜F B ＜FC C ．F A ＞F C ＞F BD ．F A =F B =F C【答案】C【解析】【分析】【详解】 分别从支点向三条作用线做垂线，作出三个力的力臂，如图；从图可知，三个方向施力，F B 的力臂L OB 最长，其次是L OC 、L OA ，而阻力和阻力臂不变，由杠杆平衡条件1122F L F L =可知，动力臂越长动力越小，所以三个方向施力大小：F A ＞F C ＞F B ．故选C ．5．用图示装置探究杠杆平衡条件，保持左侧的钩码个数和位置不变，使右侧弹簧测力计的作用点 A 固定，改变测力计与水平方向的夹角 θ，动力臂l 也随之改变，所作出的“F -θ”图象和“F -l ” 图象中，正确的是A ．B ．C ．D ．【答案】C【解析】【详解】A ．动力F 和θ的关系，当F 从沿杆方向（水平向左）→垂直于杆方向（与水平方向成90°）→沿杆方向（水平向右），由图可知，F 对应的动力臂l =OA ×sinθ，动力臂l 先变大后变小，则动力F 先变小后变大，所以A 错误；B ．当θ等于90°时，动力臂最大，动力最小但不为零，所以B 错误；CD ．根据杠杆平衡条件Fl =F 2l 2可得：F =22F l l，由于F 2、l 2不变，则F 和l 成反比，故C 正确，D 错误。

6．如图所示，在探究“杠杆平衡条件”的实验中，杠杆在力F 作用下在水平位置平衡，现保持杠杆始终在水平位置平衡，将弹簧测力计绕B 点从a 转动到b 的过程中，拉力F 与其力臂的乘积变化情况是（ ）A ．一直变小B ．一直变大C ．一直不变D ．先变小后变大【答案】C【解析】【分析】【详解】 将测力计绕B 点从a 位置转动到b 位置过程中，钩码的重力不变，其力臂OA 不变，即阻力与阻力臂的乘积不变；由于杠杆始终保持水平平衡，所以根据杠杆的平衡条件可知，拉力F 与其力臂的乘积也是不变的。

故选C 。

7．如图所示，杠杆可绕O 点转动，力F 作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直；在将杠杆缓慢地由位置A 拉到位置B 的过程中，力F （ ）A ．变大B ．变小C ．不变D ．先变大后变小【答案】A【解析】【分析】 解答此题，首先要判断杠杆的五要素中，有哪些要素发生了变化，然后再利用杠杆的平衡条件进行分析。

【详解】将杠杆缓慢地由位置A 拉到位置B ，动力臂不变，阻力G 的力臂变大，而阻力不变，根据杠杆平衡条件1122Fl F l 分析得出动力变大。

故选A 。

8．如图所示为一轻质杠杆。

机翼模型固定在直杆上，它们总重 6N ，直杆挂在杠杆上并保持与杠杆垂直。

同一弹簧测力计在不同情形下拉杠杆，使杠杆在水平位置平衡。

下列说法中正确的是（ ）A ．测力计在a 位置时的示数为 1.5NB ．测力计从a 位置转到b 位置后，示数将会变小C ．测力计在a 位置时示数为Fa ，移至c 位置时示数为Fc ，则 Fa ∶Fc =4∶1D ．测力计在c 位置时，对模型水平向右吹风，示数将会变大【答案】C【解析】【分析】【详解】A ．我们将杠杆左边受到的拉力定义为阻力，右边受到的拉力定义为动力。

因为动力臂为阻力臂的14，根据杠杆平衡条件1122Fl F l =我们可以知道，动力应为阻力6N 的4倍，即为24N ，A 选项错误，不符合题意； B ．测力计a 位置时，动力臂等于支点到力的作用点的距离；当测力计在b 位置时，动力臂与支点到力的作用点的距离为直角三角形的一条直角边与斜边的关系，即测力计从a 位置转到b 位置，动力臂变小了。

根据杠杆平衡条件1122Fl F l =可以知道，在阻力与阻力臂均不变的情况下，动力臂减小，要使杠杆继续平衡，动力应该增大。

B 选项错误，不符合题意；C ．当测力计从a 位置转到c 位置时，动力臂变为原来的4倍。

由杠杆平衡条件1122Fl F l =可以知道，在阻力与阻力臂均不变的情况下，动力臂变为原来的4倍，要使杠杆继续平衡，动力应变为原来的14，即Fa ∶Fc =4∶1。

C 选项正确，符合题意； D ．对模型向右吹风，根据流体压强与流速的关系可以知道，模型会受到一个向上的升力，即杠杆左边受到的拉力会减小。

根据杠杆平衡条件1122Fl F l =可以知道，在力臂均不变的情况下，阻力减小了，要使杠杆继续平衡，动力也应减小。

D 选项错误，不符合题意。

故选C 。

9．小明做探究杠杆平衡条件的实验时将手中的5个钩码挂成了如图所示的情况，则（ ）A ．由图可以得到杠杆平衡条件为F 1L 1=F 2L 2B ．小明在F 1和F 2的下方各再挂一个钩码杠杆仍能平衡C ．小明取下F 1下的一个钩码并将F 2的钩码取下杠杆仍能平衡D ．小明取下F 2下的钩码并将F 3的钩码向右移至20cm 处杠杆仍能平衡【答案】D【解析】【分析】【详解】A ．假设一个钩码的重力为GF 1=2G ，F 2=G ，F 3=2G各力力臂为L1=20，L2=10，L3=15F1L1=2G⨯20=40GF2L2=G⨯10=10GF3L3=2G⨯15=30G杠杆平衡的条件为F1L1=F2L2+F3L3故A不符合题意；B．在F1和F2的下方各再挂一个钩码后F1L1=3G⨯20=60GF2L2=2G⨯10=20GF3L3=2G⨯15=30GF1L1>F2L2+F3L3杠杆失去平衡，故B不符合题意；C．取下F1下的一个钩码并将F2的钩码取下后F1L1=G⨯20=20GF2L2=0F3L3=2G⨯15=30GF1L1<F2L2+F3L3杠杆失去平衡，故C不符合题意；D．取下F2下的钩码并将F3的钩码向右移至20cm处后F1L1=2G⨯20=40GF2L2=0F3L3=2G⨯20=40GF1L1=F2L2+F3L3杠杆重新平衡，故D符合题意。

故选D。

10．如图所示，杠杆挂上钩码后刚好平衡，每个钩码的质量相同，在下列情况中，杠杆还能平衡的是A．左右钩码各向支点移一格B．左右各减少一个钩码C．左右各减少一半钩码D．左右各增加两个钩码【答案】C【解析】设杠杆的分度值为 L，一个钩码的重为G．原来4G×2L=2G×4L；左、右钩码各向支点移动一格，左边=4G×L=4GL，右边=2G×3L=6GL，左边＜右边，杠杆向右端下沉，A不符合题意；左右各减少一个钩码，左边=3G ×2L =6GL ，右边=G ×4L =4GL ，左边＞右边，杠杆向左下沉，B 不符合题意；左、右钩码各减少一半法码，左边=2G ×2L =4GL ，右边=G ×4L =4GL ，左边=右边，杠杆平衡；C 符合题意；左右各增加两个钩码，左边=6G ×2L =12GL ，右边=4G×4L =16GL ，左边＜右边，杠杆右边下沉，D 不符合题意，故选C ．11．如图所示，AOB 为一杠杆，O 为支点，杠杆重不计，AO =OB ．在杠杆右端A 处用细绳悬挂重为G 的物体，当AO 段处于水平位置时，为保持杠杆平衡，需在B 端施加最小的力为F 1；当BO 段在水平位置时保持杠杆平衡，这时在B 端施加最小的力为F 2，则A ．F 1<F 2B ．F 1>F 2C ．F 1=F 2D ．无法比较【答案】B【解析】【分析】【详解】 （1）当AO 段处于水平位置时，如左图所示最省力，∵F 1l OB =Gl OA∴F 1=OA OBGl l =G ； （2）当OB 段处于水平位置时，如右图所示最省力，∵F 2l OB =Gl OC∴F 2=OC OC OB OBGl G l l l ⨯= ∵l OC ＜l OB∴F2＜G∴F1＞F2；故选B．12．如图所示，杠杆始终处于水平平衡状态，改变弹簧测力计拉力F的方向，使其从①→②→③，此过程中（）A．①位置力臂最长B．③位置力臂最长C．弹簧测力计示数先变大后变小D．弹簧测力计示数先变小后变大【答案】D【解析】【分析】【详解】AB．力臂是支点到力的作用点的线段，由图可知当弹簧测力计在②位置时力臂最大，故AB 不符合题意；CD．从①→②→③时动力臂先变大后变小，由图可知阻力等于钩码重力不变，在水平位置平衡所以阻力臂也不变，根据杠杆平衡的条件可知，弹簧测力计给杠杆的拉力先变小后变大，故C不符合题意，D符合题意。