探究杠杆的平衡条件实验题考前冲刺训练-2025年中考物理二轮突破专题

探究杠杆的平衡条件实验题考前冲刺训练-2025年中考物理二轮突破专题 1．在“探究杠杆的平衡条件”实验中： (1)小明安装好杠杆后，发现其左端下沉，如图甲所示。为使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向 调节； (2)如图乙所示，杠杆调节平衡后，在A处悬挂3个钩码，每个钩码重0.5N。如果在B处施加一个拉力使杠杆在水平位置再次平衡，当方向为 时，拉力最小； (3)课后，小明制作了一个简易杠杆，调节杠杆在水平位置平衡，然后在它两边恰当位置分别放上不同数量的同种硬币，使其在水平位置再次平衡，如图丙所示，则力臂l1∶l2= 。若两边同时各取走一枚硬币，则杠杆的 端将下沉。 2．在“探究杠杆平衡条件”实验中： (1)若在图甲中杠杆恰好水平平衡，的力臂为 ，并在图甲中画出的力臂 ；      (2)假设弹簧测力计的作用点不变，然后调整弹簧测力计方向，当的大小为时，为使杠杆继续在水平位置平衡，请在图甲中画出所需的最小力 ，此时大小为 N； (3)小明学过杠杆知识后，打算按照图乙自制了一根杆秤（自重不计），要想增大杆秤的测量范围，你有哪些方法？ （写出一种方法即可）。 3．实验小组通过探究杠杆的平衡条件，来解释桔棒的使用原理。 (1)实验前，杠杆水平静止如图甲所示，此时杠杆处于 状态（选填“平衡”或“非平衡”）。将左下角物块取走后，不调节平衡螺母，杠杆 保持水平位置静止（选填“仍能”或“不能”）； (2)如图乙，此时杠杆在水平位置平衡，若再在右侧钩码下端加挂一个钩码，杠杆会 （选填“左端下沉”或“右端下沉”）； (3)桔槔是我国古代的取水工具，如图丙，在井边竖一根树权，架上一根横木，横木的一端绑上大石块，另一端系绳和水桶，简化图如图丁1。若水桶盛满水后，为减小人向上提水的拉力，根据杠杆的平衡条件，可以 （选填“增大”或“减小”）石块的质量或向 （选填“左”或“右”）移动杠杆的支点； (4)图丁2为枯棒在水平位置平衡的模型图，A处所吊水和水桶的总质量为，处为支点，杠杆的质量为，重心在处，处所挂石块的质量为，。，，请写出的表达式， （用字母、、、、表示）。 4．在探究“杠杆平衡条件”的实验中： (1)实验前，杠杆在如图甲所示的位置静止，此时杠杆处于 （选填“平衡”或者“非平衡”）状态。接下来应把平衡螺母向 调，直至在水平位置平衡。 (2)调节平衡后，如图乙所示将弹簧测力计从a缓慢转到b位置，杠杆始终保持水平平衡，此过程中弹簧测力计示数 （选填“变大”或“变小”），为了便于测量力臂，弹簧测力计应沿 （选填“a”或“b”）位置拉动。 (3)实验中测得的数据如下表，第2组数据中动力示数如图乙所示，为 N；分析数据得出杠杆平衡的条件是 。 测量序号 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm 1 1 20 2 10 2 15 1.5 20 3 3 5 1 15 (4)小华同学在学习杠杆平衡条件后想要测量一根质量不均匀的硬杆的重力（重心在O点），由于所用测力计的量程小于硬棒的重力，因此设计了如下步骤： 步骤1：如图丙，将硬杆左端放在支架上，用弹簧测力计向上拉硬杆的右端，当硬杆提起到水平位置时，读出弹簧测力计的示数为F1； 步骤2：如图丁，然后将硬杆右端放在支架上，用弹簧测力计向上拉硬杆的左端，当硬杆提起到水平位置时，读出弹簧测力计的示数为F2； 硬杆重力的数学表达式为：G＝ 。（用F1和F2表示） 5．在探究“杠杆的平衡条件”实验中，小敏选用了下面的器材：杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量均为50 g的钩码若干个。 (1)实验前为了方便测量力臂，应将杠杆调节到 位置平衡，将杠杆的中点置于支架上，当 杠杆静止时，发现杠杆如图甲所示，这时应将平衡螺母向 （选填“左”或“右”）端调节； (2)如图乙所示，A点挂2个钩码，B点挂3个钩码时，杠杆恰好在水平位置平衡，小敏得出了杠杆的平衡条件为 （用公式表示）。她这样得出的结论是否科学： ， 理由是： 。 (3)用弹簧测力计在C处竖直向下拉，使杠杆在水平位置平衡，当弹簧测力计向右侧慢慢倾斜时 （如图丙所示），弹簧测力计的示数将逐渐 （选填“变大”“变小”或“不变”），这是因为 。 (4)请根据杠杆平衡条件思考，要使一个车轮滚上台阶，应沿着 （填写字母）方向推车轮最省力。 6．小明所在的实验小组准备做“探究杠杆的平衡条件”的实验： (1)在选择使用杆的问题上，小明想随意即可，但是聪明的组员小兰告诉小明，甲杆没有刻度，不能立即读出力臂大小，更重要的是乙杆选用中点为支点，可以有效避免 对实验结果的影响； (2)小明被说服了，但他仍想在甲杆上做点文章；他想画出在此状态下使杠杆平衡的最小的力，请你帮他一下； (3)将乙杠杆调节好后，在杠杆左边离支点2格的A处挂了2个钩码，如图所示。为使杠杆在水平位置平衡，请你在杠杆右边挂上钩码（用一种方法），你的方法是 。 (4)实验中得到两组数据如表所示： 实验序号 动力 动力臂 阻力 阻力臂 1 1 0.2 6 0.1 2 2 0.4 4 0.2 这两组数据中，实验序号为 的一组数据肯定有错误。经检查，发现是测量动力臂时读错了，动力臂应该是 m。 (5)通过实验探究应该得出的结论是： 。 7．探究“杠杆的平衡条件”的实验，如图所示。 (1)实验前，将杠杆中点置于支架上，当杠杆静止时，如图甲所示，此时，应把杠杆两端的平衡螺母向 （左/右）调节，使杠杆在不挂钩码时能在 位置平衡，接着在此杠杆左端挂了4个质量相同的钩码，此时要使杠杆处于如图平衡状态，则在右端A位置挂 个质量相同的钩码； (2)如图丙所示，用弹簧测力计在B点处竖直向上拉，此时发现测得的拉力与已得出的杠杆平衡条件不相符，其最可能的原因是 ； (3)如图丁所示是我们家中常用的杆秤，这个杆秤有两个提纽，当小刚使用提纽1时杆秤最大能称量10kg的物体，当他使用提纽2时杆秤能称量物体的最大质量会 （大于/小于/等于）10kg。使用这两个提纽时，零刻度线的位置 （相同/不相同）。若某次称量时小刚只使用了提纽1称量了同一物体两次，当他第二次换用质量更大的秤砣时，第二次秤砣在杆秤上的位置会 （靠近/远离）提纽的位置。 8．小明用如图所示的装置探究杠杆的平衡条件，其中杠杆的刻度均匀，每小格为5cm，每个钩码的重力均为0.5N。 (1)如图甲所示，安装好杠杆，将平衡螺母向左调节，杠杆在水平位置平衡，说明一开始杠杆的 （选填“左”或“右”）端翘起。杠杆水平平衡后，在实验过程中 （选填“能”或“不能”）再次调节两侧的平衡螺母。 (2)如图乙所示，小明在杠杆两侧挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，进行了3次实验，杠杆水平平衡时记录的数据如表。实验中使杠杆水平平衡是为了便于测量 。分析表格中的实验数据，可归纳出杠杆的平衡条件是 （用表格中的物理量符号表示）。 实验次数 动力 动力臂 阻力 阻力臂 1 1.0 0.20 2.0 0.10 2 2.0 0.15 2.0 0.15 3 3.0 0.20 6.0 0.10 (3)如图丙所示，在杠杆的左端A点处挂4个钩码，而在杠杆的右端B点处用弹簧测力计竖直往下拉，使杠杆在水平位置平衡，这时测力计的读数 N；；当弹簧测力计由图丙中位置逐渐旋转至虚线位置时，杠杆始终处于水平位置平衡，弹簧测力计的示数将 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 9．小明利用一根米尺、铁架台、钩码若干（每个重1N）和弹簧测力计（0~5N），进行杠杆平衡的探究实验，步骤如下： (1)用一根细绳将米尺悬挂在铁架台上，待米尺静止后如图甲所示，需要将悬挂点的位置向 方微调，使米尺达到水平平衡，然后在悬点的正上方钻孔后固定在铁架台上； (2)小明用校零后的测力计在如图乙所示的A位置施加竖直向下的拉力，使杠杆在水平位置平衡，测力计示数如图所示， ，则B点悬挂的钩码数量为 个； (3)他将测力计量新校零后，挂在C点，用测力计将杠杆拉至如图丙所示的位置平衡，测力计与杠杆垂直，此时测力计示数为，则 。 10．学习是需要温故知新，小明再次回顾了杠杆和热学实验。 (1)在探究“杠杆平衡条件”的实验中，所用的器材有：每格长度等距的杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线、每个重力都为0.5N的钩码若干个。实验前将杠杆中点置于支架上，调节平衡螺母使杠杆在水平位置静止的目的是： ； (2)如甲图所示，杠杆处于平衡状态。若杠杆的两侧同时增加一个钩码，那么杠杆的 （选填“右“或“左”）端下沉； (3)在乙图中，将弹簧测力计由竖直方向旋转至沿虚线方向，如果要继续保持杠杆在水平方向静止，测力计的示数要 （选填“变小”“不变”或“变大”）； (4)如果忽略杠杆自重对实验的影响，则在丙图中要使杠杆在水平位置保持平衡，弹簧测力计对杠杆的最小拉力为 。 (5)小明同学用图丁所示的实验装置探究“冰熔化时温度的变化规律”。设计实验时，小明选择用加热烧杯内水的方法给试管中的物质加热，这样做不仅能让试管中的碎冰受热均匀，而且冰的温度升高较 （选填“快”或“慢”），便于记录各时刻的温度和观察各时刻碎冰的状态。 (6)从图戊可知水的凝固点是 ，还可知，0～t1与t5～t6两段时间相等，升高的温度却不同，请根据所学知识分析原因是 。 (7)比较t4与t5时刻的内能， 时刻试管内物质的内能较小。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《探究杠杆的平衡条件实验题考前冲刺训练-2025年中考物理二轮突破专题》参考答案 1．(1)右 (2)竖直向下 (3) 2∶1 右 【详解】（1）小明安装好杠杆后，发现其左端下沉，如图甲所示，说明左端重，为使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向右调节，给右端增重。 （2）阻力和阻力臂不变，当在B点竖直向下施加一个拉力时，动力臂最长，根据杠杆平衡条件，需要的拉力最小。 （3）[1]设一枚硬币的重力为，根据杠杆平衡条件则有 可得力臂l1∶l2=2∶1。 [2]l1∶l2=2∶1，则。若两边同时各取走一枚硬币，则杠杆的左端为，右端为，，所以杠杆的右端将下沉。 2．(1) 10.0 (2) 0.5 (3)换用质量更大的秤砣（增大） 【详解】（1）[1]由图甲可知，杠杆是水平的，而力臂是支点到力的作用线的距离，杠杆上的分度值为1cm，所以的力臂。 [2]过支点O作力作用线的垂线段即为力臂，如图所示： （2）[1][2]当的大小为1N时，为使杠杆继续在水平位置平衡，最小力的方向要垂直于水平杠杆，即竖直向上拉杠杆，如图所示： 此时的力臂，根据杠杆平衡条件，代入数据得大小为 （3）要想增大杆秤的测量范围，可以换用质量更大的秤砣。根据杠杆平衡条件，两力臂不变，秤砣重力变大，对秤杆的拉力变大，即动力变大，那么阻力会变大，即称量的物体重力变大，则杆秤的测量范围变大。 3．(1) 平衡 仍能 (2)右端下沉 (3) 增大 左 (4) 【详解】（1）[1]图甲中杠杆静止，说明杠杆受力平衡，所以处于平衡状态。 [2]图甲中杠杆的重力作用线过支点，将杠杆左下角物块M取走后，不调节平衡螺母，杠杆的重力作用线仍过支点，所以杠杆仍能平衡。 （2）如图乙，此时杠杆在水平位置平衡，则两端力和力臂的乘积相等，若再在右侧钩码下端加挂一个钩码，则右端力和力臂的乘积大于左端，所以杠杆右端下沉。 （3）[1]水桶盛满水后，阻力与阻力臂的乘积变大，为减小人向上提水的拉力，根据杠杆的平衡条件，可以增大石块的重力。 [2]水桶盛满水后，阻力变大，可以向左移动杠杆的支点，减小阻力臂，增大动力臂，从而减小人向上提水的拉力。 （4）由杠杆平衡条件则有 解得 4．(1) 平衡 右 (2) 变大 a (3) 2 F1l1＝F2l2 (4)F1+F2 【详解】（1）[1][2]挂钩码前，杠杆在如图甲所示的位置静止，此时杠杆处于平衡状态；在调节前发现杠杆静止时，左端下沉，右端上翘，可将杠杆右端的平衡螺母向右移动。 （2）[1][2]保持B点不变，若拉力F向右倾斜时，此时F的力臂变短，根据杠杆的平衡条件，左侧拉力与力臂不变，力变大；力臂是支点到力的作用线的垂直距离。当弹簧测力计拉力方向与杠杆垂直时，拉力作用点到支点的距离就是其力臂，这样便于从杠杆上直接读出力臂，由图杠杆水平平衡时拉力方向应为a方向。 （3）[1]弹簧测力计每一个大格代表1N，每一个小格代表0.2N，示数为2N。 [2]根据表中数据的各自的力与力臂相乘，发现每次实验中力与力臂的乘积总是相等的，得出杠杆的平衡条件为 （4）硬杆的重心在A点，根据杠杆平衡的条件，由步骤①可得， 由步骤②可得， 因 联立可得： 5．(1) 水平 右 (2) 不科学 只进行一次实验，结论具有偶然性 (3) 变大 当弹簧测力计向右侧倾斜时，弹簧测力计拉力的力臂减小，支点左侧力与力臂的大小不变，则拉力变大 (4)B 【详解】（1）[1][2]实验前为方便测量力臂，应将杠杆调节到水平位置平衡，将杠杆的中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆左端下沉，右端偏高，这时应将平衡螺母向右端调节。 （2）[1][2][3]杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂，即F动l动=F阻l阻；小敏的结论不合理，只通过一次测量，数据具有偶然性，不具备普遍性。用实验探究物理问题时，要多进行几次实验，总结的实验结论才具有普遍性，避免偶然性 （3）[1][2]弹簧测力计没有竖直向下拉，当弹簧测力计倾斜拉杠杆时，力臂小于动力点到支点的距离，动力臂变小，动力增大，即拉力增大，弹簧测力计的示数将逐渐变大。 （4）支点到力的作用点的连线是最长的力臂，动力臂最大时，动力最小，应沿着B方向推车轮最省力。 6．(1)杠杆重力 (2) (3)右边1格处挂4个钩码 (4) 1 0.6 (5) 【详解】（1）杆的重心在中点，乙杆选中点为支点，支持力与重力为平衡力，作用效果抵消，如此可以避免杠杆重力对实验的影响。 （2）根据杠杆平衡条件，当力臂最大时，有最小的力，如图甲所示，以OB为力臂，过B点作OB垂线，方向向下，为最小力，如图所示： （3）在杠杆左边离支点2格的A处挂了2个钩码，假设每个钩码0.5N，根据杠杆平衡条件 可有多种方法，如右边1格处挂4个钩码、右边2格处挂2个钩码等。 （4）[1][2]杠杆平衡条件 两组数据中，实验序号为1的数据不符合杠杆平衡条件。 若要使其符合杠杆平衡条件，动力臂应该是 （5）杠杆平衡条件 可得 7．(1) 右 水平 3 (2)杠杆的自重对杠杆平衡有影响 (3) 小于 不相同 靠近 【详解】（1）[1][2]由图甲可知，杠杆左端下沉，说明杠杆左侧重，因此应将平衡螺母向右移动，使杠杆在水平位置平衡，此时此时力臂恰好沿着杠杆的方向，可以直接从杠杆上读出力臂，便于测量力臂，同时可以消除杠杆自重对杠杆平衡的影响。 [3]若杠杆上1小格为l，则由杠杆平衡条件可得 即 解得n=3。则要使杠杆处于如图平衡状态，应在右端A位置挂3个质量相同的钩码。 （2）利用如图丙所示装置进行探究，杠杆的重心没有通过支点，杠杆的自重对杠杆平衡有影响，因此测得的拉力与已得出的杠杆平衡条件不相符。 （3）[1]由图丁和杠杆平衡条件可得 则 当使用的提纽从1变为2时，变小，变大，不变，则变小，由可知，能称量物体的最大质量会小于10kg。 [2]当秤钩上不挂物体时，秤砣的位置在零刻度线处。由杠杆平衡条件可知 当使用不同的提纽时，秤的重力的力臂l右​会发生变化，所以秤砣的力臂l左​也会发生变化，，因此使用不同的提纽时零刻度线的位置不同‌。 [3]由杠杆平衡条件可知 当他第二次换用质量更大的秤砣时，增大，和不变，由杠杆平衡条件可知，减小，因此第二次秤砣在杆秤上的位置会靠近提纽的位置。 8．(1) 左 不能 (2) 力臂 (3) 3 变大 【详解】（1）[1]根据平衡螺母的调节规律可知，将平衡螺母向左调节，杠杆在水平位置平衡，说明一开始左端翘起。 [2]平衡螺母只能在实验前调节，调节杠杆平衡后，在接下来的实验过程中不能再通过调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡。 （2）[1] 杠杆水平平衡，力臂在杠杆上，便于测出力臂。 [2]分析表格中的数据可得，第一次实验中 第二次实验中 第三次实验中 故可得出杠杆平衡的条件是动力×动力臂=阻力×阻力臂，即 （3）[1]根据杠杆平衡原理 [2]根据杠杆的平衡条件分析，当弹簧测力计由图中位置逐渐旋转至虚线位置时，钩码的重力不变，其阻力臂不变，即阻力与阻力臂的乘积不变，而动力臂在转动到虚线过程逐渐减小，动力F逐渐变大，即弹簧测力计的示数将逐渐变大。 9．(1)左 (2) 2 3 (3)< 【详解】（1）用一根细绳将米尺悬挂在铁架台上，待米尺静止后如图甲所示，图中杠杆左端下沉，说明左侧偏重，需要将悬挂点的位置向左方微调，使米尺达到水平平衡。 （2）[1][2]由图乙可知，测力计的分度值是0.2N，示数是2N；设米尺上每个小格的长度为l，根据杠杆平衡条件 可知 B点悬挂的钩码的重力 钩码每个重1N，则B点悬挂的钩码数量为3个。 （3）由图丙可知，测力计将杠杆拉至如图丙所示的位置平衡，测力计与杠杆垂直，此时动力臂、阻力不变，阻力臂变小，根据杠杆平衡条件 可知动力变小，则。 10．(1)便于测量力臂和消除杠杆自重对实验的影响 (2)左 (3)变大 (4)1.2N (5)慢 (6) 0℃ 固态和液体的比热容不同 (7)t4 【详解】（1）用悬挂重物的方式对杠杆施加动力与阻力，当杠杆有水平位置平衡时，力臂和杠杆重合在一起，便于测量力臂。 （2）以一个钩码重力作为一个力的单位，以杠杆上一格作为长度单位，当两端各增加一个钩码后，左端力和力臂的乘积为 右端力和力臂的乘积为 左端力与力臂乘积大于右端，故杠杆左端下沉。 （3）当将弹簧测力计由竖直方向旋转至沿虚线方向时，弹簧拉力力臂减小，为了保持力与力臂乘积不变，就要增加拉力。 （4）杠杆平衡时，要使作用力最小，就要使其力臂最大。当测力计拉力作用点在杠杆最左端或最右端时，其力臂为10个小格，有 （5）这种加热方法为水浴法。用水浴法加热物体时，由于水的比热容较大，且质量也较大，水的温度升高较慢，被加热物体温度升高也较慢。且水将被加热物体包围，加热比较均匀。 （6）[1]图戊为冰的熔化图像，读图可知，冰在熔化时温度保持在0℃不变，故其熔点为0℃。 [2]前一段时间为冰吸热温度升高，后一段时间为水吸热温度升高。二者质量相等，在相同时间内吸收的热量也相等，因为水的比热容大于冰的比热容，根据可知，水升温较慢。 （7）加热时间越长，物质吸收的热量越多，内能增加得就越多。故t4时刻物质内能小。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$