第13单元 第1节 杠杆、杠杆平衡条件及其应用-【众相原创·赋能中考】2025年中考物理分层进阶练习册(河北专用)

2025-01-14
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  众相原创 赋能中考 河北物理 !S/#$%X#HI 第1节 杠杆、杠杆平衡条件及其应用 !"# $%&'()* !"# 1 ûü)Ã5'( (2022.24,2020.13D) 1.(2024牡丹江)下列工具属于费力杠杆的是 (A ) 2.(2023金昌)如图所示是三种类型的剪刀,请 为铁匠师傅选择一把剪铁皮的剪刀,你会选 择 甲 (选填“甲”“乙”或“丙”)剪刀,这样 选择的目的是 省力 (选填“省力”“省距 离”或“省功”)。 第2题图 !"# 2 ûüŠƒAB (10年3考) 3.(2024盐城)如图所示,画出用起子撬图钉的 动力F1的力臂L1。 第3题图   第4题图 4.(2024长沙)为撬起大石头,小明以 O为支点 架好撬棒,如图所示。他在 A点用最小的力 撬起大石头,请画出这个力的示意图。 5.(真实情境模型化)如图甲,用铁锹铲土时,铁 锹可视为杠杆,图乙是其简化图,O为支点,请 在图乙中画出作用力F的力臂L。 甲   乙 第5题图 6.(模型构建———车闸模型)如图甲是自行车的 手闸,其中ABO部分可视为一个杠杆,其简化 示意图如图乙,O为支点,F2为阻力,请在图 乙中画出: (1)作用在A点的最小动力F1及其力臂l1; (2)阻力F2的力臂l2。 甲   乙 第6题图 !"# 3 ûüýþJ5'( 7.生活中有很多小妙招,如图甲所示,用钢勺很 轻松就可以打开饮料瓶盖,模型如图乙,它是 以 B (选填“A”或“B”)为支点的省力杠 杆,手在 D (选填“C”或“D”)点向下压时 会更省力。 甲    乙 第7                                                               题图 68  第十三单元 简单机械 8.如图所示,学校园艺师傅正拿着园艺剪刀修剪 树枝。园艺剪刀属于杠杆,使用这种剪刀的好 处是可以省 力 (选填“力”“距离”或 “功”)。当剪较粗大树枝时,将树枝 靠近  (选填“靠近”或“远离”)剪刀的转动轴更容 易剪断树枝。 第8题图    第9题图 !"# 4 ûü7°ÿ!5ÒH (10年5考) 9.古代科技 (2023宜昌)如图为我国古人运送 巨木的劳动情境示意图,他们通过横杆、支 架、石块等,将巨木的一端抬起。当巨木太重 无法抬起时,下列改进方法可行的是 (D ) A.减少横杆右端的人数 B.将支架向右移动 C.横杆右端的人向支架靠近 D.减小横杆上悬绳与支架间的距离 10.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) (B ) A.两侧钩码下方同时加挂一个钩码 B.左侧钩码拿去一个,右侧钩码拿去一个并 向右移动一格 C.左侧钩码下加一个钩码,右侧钩码下加挂 两个钩码 D.两侧钩码同时向支点移动一格 第10题图    第11题图 11.(2023广元)如图所示,杠杆 OBA可绕 O点 在竖直平面内转动,OB=2BA,在B点悬挂一 个10N的重物G,在A点施加竖直向上的动 力F,使杠杆 OBA水平平衡(杠杆重力及摩 擦均忽略不计),下列说法正确的是 (C ) A.在A点施加竖直向上的力 F1时,该杠杆 是费力杠杆 B.作用在A点的力F1的大小为5N C.如果重物的悬挂点 B向 O点移动,要使 杠杆水平平衡,F1应变小 D.若将作用于A点的力F1变为图中F2,要 使杠杆水平平衡,F2应小于F1 12.(2023河北25题3分)在均匀直尺的中央挖 一小凹槽,把一个薄金属片一端插入橡皮 中,另一端支在直尺的凹槽内制成一个简易 “天平”。静止时直尺水平平衡。在直尺的 两侧各放一个相同的小盘,在小盘中倒入质 量不等的大米和小米,调整小盘在直尺上的 位置,使直尺再次水平平衡。如图所示。由 图可知,大米的质量 小于 (选填“大于” 或“小于”)小米的质量。F是左盘对直尺施 加的力,请在图中画出 F的力臂。现向左盘 中再加入少量大米,写出一种能够使直尺恢 复平衡的方法: 向右盘中加入适量小米 (合理即可) 。 第12题图 13.(2024甘肃)用如图所示的扳手拧螺丝时,一 只手稳住扳手的十字交叉部位,另一只手用 同样大小和方向的力在 C 点(选填“A” “B”或“C”)更容易拧动螺丝,原因是 在阻 力和阻力臂一定时,动力臂越长越省力 。 第13题图 14.(人体中的杠杆模型|2024扬州改编)如图所 示,小明坐在座椅上,伸小腿时,小腿绕膝关 节上固定点O转动,股四头肌群收缩提供动 力F1。小腿从图示位置缓慢伸至水平位置                                                                          , 78   众相原创 赋能中考 河北物理 阻力臂的变化情况是 变大 ,动力的变化 情况是 变大 。 第14题图   第15题图 15.(2024苏州)健身步道上的坐式划船训练器 如图所示。人坐在座板上,用始终与把手垂 直的力缓慢向后将把手拉至身体两侧,此过 程中,拉力大小变化情况是 变小 。若要 增加训练强度,应将配重盘向 a (选填 “a”或“b”)端移。 !"# 5 TUûü57°ÿ! (2024.33,2018.33) 16.(2018河北33题6分)探究杠杆的平衡条件。 甲     乙 丙   丁 第16题图 (1)杠杆两端的螺母作用是 调节杠杆在水 平位置平衡 。 (2)小明用如图甲所示装置,进行实验并收 集了下表中的数据,分析数据可知,杠杆的 平衡条件是 动力 ×动力臂 =阻力 ×阻力 臂(F1l1=F2l2) 。 实验 次数 动力 F1/N 动力 臂l1/m 阻力 F2/N 阻力臂 l2/m 1 0.5 0.2 1.0 0.1 2 1.0 0.15 1.5 0.1 3 3.0 0.1 2.0 0.15 (3)小明又用如图乙所示装置进行实验,请 在图中画出拉力F的力臂,弹簧测力计的读 数应是 2 N。(一个钩码重0.5N) (4)如图丙所示,小红实验时在一平衡杠杆 的两端放上不同数量的相同硬币,杠杆仍在 水平位置平衡。她用刻度尺测出L1和L2,则 2L1 > (选填“>”“<”或“=”)3L2。 【拓展】探究了杠杆的平衡条件后,小红对天 平上游码的质量进行了计算,她用刻度尺测 出L1和 L2(如图丁所示),则游码的质量为     g                                               。 +" ,-./012* 17.(新RJ跨学科实践———制作简易杆秤)同学 们模仿中药房的戥秤制作杆秤,用筷子做秤 杆,用钩码做秤砣,用细线将秤盘系在 A点。 当不挂秤砣、且秤盘不放物体时,在 O点提 起提纽,秤杆水平平衡;当秤盘放 100g物 体、秤砣移到B点时,秤杆再次水平平衡,如 图所示。在 O到 B两条刻线之间均匀地画 上49条刻度线。下列说法正确的是 (B ) 第17题图 A.自制杆秤的每一格约表示2.08g B.称中药时B端翘起应减少中药恢复水平 平衡 C.如果秤砣磨损则测量结果会比真实质量 偏小 D.若将提纽移到O点右侧可以增大杆秤的 量程 18.(2024广安)桔槔是《天工开物》中记载的一 种原始的汲水工具,在拗石辅助下,人几乎可 以不用力就能将一桶水从井中提起。如图所 示,已知A点所挂拗石重力为100N,OA∶OB =2∶1,两侧悬挂的绳子始终保持在竖直方向, 忽略横杆和绳的重力(ρ水 =1.0×10 3kg/m3                        )。 88  第十三单元 简单机械 下列说法错误的是 (A ) 第18题图 A.桔槔平衡时,桶内水的体积 为2×10-2m3 B.桔槔是杠杆装置 C.桔槔平衡时,A、B两点所受 的拉力之比为1∶2 D.要想一次提取更多的水,可以将悬挂点A 向远离O点方向移动 19.模型构建 (2024贵州)如图甲所示的条凳, 人若坐在凳的一端,极易使其另一端上翘而 摔倒。现将其简化为如图乙所示的示意图, B、C点分别与凳脚的 E、F点在同一竖直线 上。当人对水平凳面施加竖直向下的压力 时,下列分析不正确的是 (C ) 甲    乙 第19题图 A.压力作用于 A点,可将条凳视为绕 E点 转动的杠杆 B.只要压力作用于凳面的中间,则条凳一定 不会上翘 C.只要在 A、D点同时施加压力,则条凳一 定不会上翘 D.在B或 C点施加一个压力,则条凳一定 不会上翘 20.(人体中的杠杆模型)小明做俯卧撑时(如图  第20题图 所示),可将其视为一个 杠杆,重心在 O点,他将 身体撑起时,地面对两脚 尖的支持力为250N,两 脚尖与地面的接触面积 为60cm2,双手与地面的接触面积为 300cm2。已知小明的两脚尖对地面的压强 与双手对地面的压强之比为5∶2,地面对双 手的支持力为 500 N;小明在1min内做 了30个俯卧撑,每次肩部上升的高度为 0.36m,则他1min内克服重力所做的功为  5400 J;请画出以 B为支点时重力的力 臂L。 21.(2015河北37题改编)如图所示,将边长为 10cm的正方体合金块,用细绳挂在轻质杠 杆的A点处,在B点施加力F1=30N时,杠 杆在水平位置平衡,合金块对水平地面的压 强恰好为0。撤去 F1,在 B点施加 F2时,合 金块对地面的压强为1.2×103Pa。(OB= 3OA,g取10N/kg)则合金块的质量为 9  kg,F2的大小为 52 N,并画出F2的力臂。 第21题图    第22题图 22.(2024达州)如图所示,轻质木杆AB的O点 用细线悬挂在天花板上并保持水平,已知AB 是 OB长度的4倍,AO是 AC长度的 3倍。 在杆的B点用细线竖直悬挂一边长为10cm 的正方体物块甲,该物块静止在水平地面 上;O点左侧悬挂一可自由移动的质量为2 kg的物块乙。当乙悬挂在A点时,甲恰好对 地面无压力,则甲的重力为 60 N;当乙悬 挂在C点时,甲对地面的压强为 2000  Pa。(g取10N/kg) 23. (2024河北新形式考法)请根据四 幅图在下面的空格处填上相应的内容 甲   乙 丙   丁 第23题图 (1)如图甲所示,同一小球从不同高度滑下                                                                          , 98   众相原创 赋能中考 河北物理 到达水平面并撞击木块,小球释放的高度越 高,木块被撞击得越远,说明 同一物体的 速度越大,动能越大 ; (2)如图乙所示,在“探究影响重力势能大小 的因素”实验中,有两个实心的、大小相同的 铁球A、铁球 B。现让两个球同时由静止释 放,球落到沙地上的状态如图中虚线球所 示,则可得出的结论是 质量相同时,物体 的高度越大,重力势能越大 。 (3)如图丙所示,在 B点用弹簧测力计向下 拉,使杠杆在水平位置平衡。当弹簧测力计 从a位置转到 b位置时,仍使杠杆在水平位 置平衡,则弹簧测力计的示数将 变大 。 (4)图丁是在“测量滑轮组的机械效率”实验 中得到的数据绘制的滑轮组机械效率与物 重的关系图像,由图丁可得:同一滑轮组的 机械效率随所挂物重的增大而 增大 (选 填“增大”或“减小”)。 24.(2024河北33题6分)在“探究杠杆的平衡 条件”实验中,小明使用可绕O点自由转动。 刻度均匀的杠杆,以及多个重为0.5N的钩 码进行了以下操作: 图1 图2 图3 图4 第24题图 (1)不挂钩码时,杠杆在如图1所示的位置 静止。小明将杠杆左边的螺母调至最左端, 发现杠杆右侧还略向下倾斜。此时小明应 向 左 (选填“左”或“右”)调节杠杆右边 的螺母。使杠杆水平并静止,达到平衡状态。 (2)给杠杆两侧挂上不同数量的钩码,设右 侧钩码对杠杆施的力为动力F1,左侧钩码对 杠杆施的力为阻力F2,测出杠杆水平平衡时 的动力臂l1和阻力臂l2;多次实验并把数据 填入如表。 实验 次数 动力 F1/N 动力臂 l1/m 阻力 F2/N 阻力臂 l2/m 1 0.5 0.2 1.0 0.1 2 1.0 0.15 1.5 0.1 3 0.1 3.0 2.0 0.15 4 2.0 0.15 1.5 0.2 … 小明分析表格中的数据发现,第 3 次实验 数据有误,剔除这一组数据后,初步得出杠 杆的平衡条件:动力 ×动力臂 =阻力 ×阻 力臂。 (3)第4次实验结束后,小明撤去右侧钩码, 改用弹簧测力计继续实验。如图2所示,他 在左侧A点悬挂三个钩码,再用弹簧测力计 (未画出)在 B点拉杠杆。杠杆重新在水平 位置平衡时,弹簧测力计的示数可能为 ② ③④ (选填序号)。 ①2.0N ②2.5N ③3.0N ④3.5N (4)筷子是中国传统餐具,体现了我国古代 劳动人民的智慧。用筷子夹东西时,所属的 杠杆类型与第 4 次实验时的杠杆类型 相同。 (5)小明选用质量分布均匀但两端粗细不同 的筷子玩“托筷子”游戏时,用一根筷子把另 一根筷子MN水平托起来,图3为筷子稳定 时的俯视图,筷子 MN的重心在 O′点,此时  O′N (选填“MO′”或“O′N”)段更重 一些。 【拓展】如图4所示,小明在一根均匀硬质细 杆上挖出等间距的5道细凹槽,将细杆分成 6等份,并分别在细杆两端和凹槽处标记出 “0、1、2、3、4、5、6”,然后在两端对称安装合 适的螺母。支架(未画出)支撑在任一标记 处时,都要重新调节螺母,使细杆不挂物体 时在水平位置平衡。现把重为2N的物体悬 挂在标记“6”处,仅在其他标记处放置支架 和悬挂最大容积为 800mL、重为 1N的小 桶,通过改变支架支撑的位置和小桶悬挂的 位置,并调整小桶内的水量,可以有 11 种 方案使细杆在水平位置平衡。水的密度为 1.0×103kg/m3,g取10N/kg                                                                          。 09   众相原创 赋能中考 7.(1)增大 增大 不守恒 (2)电磁波 减小 地面 (3)减小 增大 不变 减小 减小 8.动 越大 质量 9.弹性势能 不守恒 10.(1)0.66 (2)汽车速度的大小 相同速度的物体, 质量越大,其动能越大 动能 二阶 情境·模型提升练 11.C 12.不守恒 小于 ③ 【解析】由图可知,小球起跳的 高度越来越低,所以机械能是逐渐减小的,机械能不 守恒;根据图乙可知,小球在B点时的机械能为150J30% =500J;此时 B的重力势能为500J×70% =350J, 大于A点的重力势能,图中①、③的重力势能相等, ②的位置高,重力势能大,是B,小球在A点的机械能 为 200J 60%≈333.3J,小于 B的机械能,必然在 B点之 后,因而A是③位置。 13.(1)使竿发生了形变 (2)被压弯的杆具有什么能 弹性势能 14.动 弹性势 不是 一题一单元 无人机 1.(1)无人机在上升过程中需要克服重力做的功 W=Gh=mgh=2kg×10N/kg×48m=960J; (2)飞行过程中克服重力做功用的时间为 t= s1 v1 = 48m 1.2m/s=40s, 则飞行过程中克服重力做功的功率 P=Wt= 960J 40s=24W。 2.B 3.D 4.(1)电磁 减小 地面 (2)载满农药的无人机不工作时,静止在水平地面上, 它对地面的压力 F=G=mg=45kg×10N/kg= 450N, 压强p=FS= 450N 90×10-4m2 =5×104Pa; (3)所需时间t= 20kg2kg/min=10min, 飞行的路程s=vt=5m/s×10×60s=3000m。 ([7,-+ `,PQ 第1节 杠杆、杠杆平衡条件及其应用 一阶 基础巩固分点练 1.A 2.甲 省力 3.如答图所示 第3题答图 4.如答图所示 第4题答图 5.如答图所示 第5题答图 6.如答图所示 第6题答图 7.B D 8.力 靠近 9.D 10.B 11.C 12.小于 如答图所示 向右盘中加入适量小米(合理 即可) 第12题答图 13.C 在阻力和阻力臂一定时,动力臂越长越省力 14.变大 变大 15.变小 a 16.(1)调节杠杆在水平位置平衡 (2)动力×动力臂=阻力×阻力臂(F1l1=F2l2) (3)2 如答图所示 (4)> 第16题答图 【拓展】 5L2 2L1 【拓展】以天平的刀口为杠杆的支点,天平的左盘和 右盘的质量分别为m左和m右,游码的质量为m,当游 码位于零刻度线时,由杠杆的平衡条件得 m左g× 1 2 L2+mg× 1 2L1=m右g× 1 2L2①;当游码位于最大值 5g时,由杠杆的平衡条件得(m左 +5)g× 1 2L2=mg ×12L1+m右g× 1 2L2②;由② -①得,5× 1 2L2=m L1,解得m= 5L2 2L1                                                                       。 21   河北物理 二阶 情境·模型提升练 17.B 18.A 19.C 20.500 5400 如答图所示 第20题答图 21.9 52 如答图所示 第21题答图 22.60 2000 23.(1)同一物体的速度越大,动能越大 (2)质量相同时,物体的高度越高,重力势能越大 (3)变大 (4)增大 24.(1)左 (2)3 (3)②③④ (4)4 (5)O′N 【拓展】11 【解析】【拓展】小桶内的水量可调整,不装水时其重 力最小,等于桶重1N,当桶中装满水时,装水重力最 大,G水最大 =m水最大g=ρ水V水最大g=1.0×10 3kg/m3× 800×10-6m3×10N/kg=8N,总重力最大为 G最大 = G桶 +G水最大 =1N+8N=9N,即桶的总重力范围为1 N≤G总≤9N,若相邻两凹槽间距离为 L,重为2N的 物体悬挂在标记6处,①若以标记5处为支点,桶的 总重力最小时,由杠杆的平衡条件有:G总最小 ×L最大 = 2N×L,L最大 = 2N×L 1N =2L,小桶可挂在标记 3和 4 处,即有两种方案可使细杆在水平位置平衡;②若以 标记4处为支点,桶的总重力最小时,由杠杆的平衡 条件有:G总最小 ×L最大 =2N×2L,L最大 = 2N×2L 1N =4L, 小桶可挂在标记1、2、3、4处,即有四种方案可使细杆 在水平位置平衡;③若以标记3处为支点,若桶挂在 标记0处时,由杠杆的平衡条件有 G总 ×3L=2N× 3L,G总 =2N;若桶挂在标记 2处时,G总 ×L=2N× 3L,G总 =6N,满足桶的总重力范围,小桶可挂在标记 0、1、2处,即有三种方案可使细杆在水平位置平衡; ④若以标记2处为支点,若桶挂在标记0处时,由杠 杆的平衡条件有:G总 ×2L=2N×4L,G总 =4N;若桶 挂在标记1处时,G总 ×L=2N×4L,G总 =8N,满足 桶的总重力范围,小桶可挂在标记0、1处,即有两种 方案可使细杆在水平位置平衡;⑤若以标记2处为支 点,桶只能挂在标记1处时,由杠杆的平衡条件有: G总 ×L=2N×5L,G总 =10N,大于桶的总重力最大 值,所以不能使细杆在水平位置平衡。综上所述,有 2+4+3+2=11种方案使细杆在水平位置平衡。 第2节 滑轮及滑轮组、斜面 一阶 基本模型分类练 1.A 2.定 300 3.B 4.C 5.动 100 80% 6.(1)60 (2)6 0.6 (3)840 84 (4)85.7%  (5)A 7.D 8.D 9.20 40 10.D 11.B 12.C 13.C 二阶 情境·模型提升练 14.D 15.D 16.C 17.C 18.A 19.(1)匀速 (2)0.4 74.1% (3)越高 无关 20.盘山公路 (1)1、2 (2)斜面的倾斜程度越小,提升物体越省力 (3)1、3、4 根据1、3、4的实验数据可知,沿斜面的 拉力F与物体的重力G的比值大小相等 【拓展】62.5 【解析】有用功 W有 =Gh=4.5N×0.3 m=1.35J,拉力做的总功W总 =Fs=1.8N×1.2m= 2.16J,斜面的机械效率 η= W有 W总 =1.35J2.16J×100% = 62.5%。 21.解:(1)提升货物过程中起重车对水平地面的压力 F压 =G总 =(m车 +m货物)g=(9.6×10 3kg+1200kg) ×10N/kg=1.08×105N, 提升货物过程中起重车对水平地面的压强 p= F压 S= 1.08×105N 4×0.3m2 =9×104Pa; (2)由图乙可知,滑轮组钢丝绳的有效股数 n=3,由 图丙可知,货物在 t=10s内上升的高度 h=s =2.5m, 则钢丝绳移动的距离s绳 =nh=3×2.5m=7.5m, 拉力F做的功W总 =Fs绳 =5000N×7.5m=3.75× 104J, 拉力F的功率P= W总 t= 3.75×104J 10s =3.75×10 3W; (3)拉力 F在 10s内所做的有用功 W有 =G货物h= m货物gh=1200kg×10N/kg×2.5m=3×10 4J, 提升货物过程中滑轮组的机械效率 η= W有 W总 ×100%= 3×10 4J 3.75×104J ×100%=80%。 22.解:(1)对建材做的有用功W有用 =Gh=1600N×4.5 m=7200J; 第22题解图 (2)如解图,因为在Rt△ABC中, ∠BAC=30°,所以,AC=2BC=2 ×4.5m=9m,根据 P=Wt= Fs t =Fv可 得,拉 力 F= Pv = 400W 0.4m/s=1000N, 拉力做的总功W总 =Fs=1000N×9m=9000J, 斜面的效率η1= W有用 W总 =7200J9000J=80%; (3)因为斜面的效率与整个装置的效率之比η1∶η2= 10∶9,η1=80%                                                                      , 31

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第13单元 第1节 杠杆、杠杆平衡条件及其应用-【众相原创·赋能中考】2025年中考物理分层进阶练习册(河北专用)
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第13单元 第1节 杠杆、杠杆平衡条件及其应用-【众相原创·赋能中考】2025年中考物理分层进阶练习册(河北专用)
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