初中物理2021考前突击训练03：探究杠杆平衡条件

试卷更新日期：2021-04-15 类型：三轮冲刺

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一、实验探究题

1. 在探究杠杆平衡条件的实验中：

(1)、实验前杠杆处于如图所示的静止状态，此时杠杆是处于（选填“平衡”或“非平衡”）状态，接下来的操作是将杠杆两端的螺母向调节（选填“左”或“右”），直到杠杆水平平衡。

(2)、实验时，在杠杆的两侧挂上钩码后，仍然要使杠杆在位置平衡，这样做的目的是为了便于直接从杠杆上读出大小。

(3)、如图所示，杠杆现处于水平平衡状态，每个钩码重均为0.5牛，下列情况中杠杆还能保持水平平衡的是（）
A．左右两边钩码各减少一个

B．左右两边钩码各减少一半

C．左右两边钩码各向外移动一格

D．左边钩码组再加一个钩码，右边钩码组向右移动一格

(4)、用弹簧测力计在杠杆C点处朝方向拉，使杠杆在如图所示位置平衡。

(5)、某小组同学测得一组实验数据如下：
F₁=6牛、L₁=20厘米、F₂=4牛、L₂=30厘米

你认为，该小组同学能否根据这组数据就得出实验的结论？

答（选填“能”或“不能”），理由是。

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2. 在“探究杠杆平衡的条件”实验中，

(1)、所用的实验器材有带有刻度的杠杆、铁架台、弹簧夹、质量相同的钩码若干和。

(2)、将杠杆的支在铁架台上，杠杆在图甲所示，杠杆平衡状态（选填“处于”或“不处于”），此时应该将右端的螺母向调节（选填“左"或“右”），使杠杆在位置平衡，目的：。

(3)、如图乙所示，用弹黄测力计在C处竖直向上拉。当弹簧测力计逐渐向右倾斜时，若使杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将（选填：“变大”、“变小”或“不变”），其原因是：。

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3. 如图所示，小梦学习小组利用铁架台、带有刻度的杠杆、细线、弹簧测力计、若干钩码（每个钩码重均为0.5 N）等实验器材，探究“杠杆的平衡条件”。

(1)、实验前，小梦观察到杠杆如图甲所示，为了使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆右侧的平衡螺母向（选填“左”或“右”）调节。

(2)、将天平调整好后，如图乙所示，在A点挂3个钩码，应在B点挂个钩码，才能使杠杆在水平位置平衡。使杠杆在水平位置平衡的目的是便于测量。在上述实验中，若将水平位置平衡的杠杆，两端同时去掉一个钩码，杠杆（选填“仍然平衡”“沿顺时针旋转”或“沿逆时针旋转”）。

(3)、如图乙所示，小梦用弹簧测力计替代钩码，在B点竖直向下拉，然后将弹簧测力计逐渐向右倾斜，要使杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将逐渐（选填“变大”或“变小”），原因是。

(4)、在实验中，改变力和力臂的大小得到多组数据的目的是___________（填序号）。

A、使测量数据更准确 B、多次测量取平均值减小误差 C、避免偶然性，使实验结论具有普遍性

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4. 小致用如图所示轻质杠杆“探究杠杆的平衡条件”（忽略摩擦）。

(1)、小致发现杠杆右端低左端高，应将杠杆右端的平衡螺母向（填“左”或“右”）调节，使它在水平位置平衡，其目的是。

(2)、如图甲所示，在杠杆左边A处挂三个相同钩码，要使杠杆在水平位置平衡，应在杠杆右边B处挂同样钩码个，若将A、B两处的钩码同时浸没水中，则杠杆（填“仍能”或“不能”）保持水平位置平衡。

(3)、图乙和图丙中的杠杆均静止，两图中弹簧测力计的示数分别为F₁和F₂ ，则F₁（填“>”、“<”或“=”）F₂。

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5. 小明和小华在“探究杠杆平衡条件”的实验中所用的实验器材有：刻度均匀的杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同钩码若干个

(1)、小明把杠杆支在支架上，若杠杆左端下沉，可调节左端的平衡螺母向端移动，使杠杆在水平位置平衡；

(2)、小明在杠杆的左右侧挂上钩码进行三次实验，如图（a）所示，通过实验得出杠杆的平衡条件是；（写表达式）

(3)、小华在杠杆的左侧挂上钩码，右侧用弹簧测力计向下拉，当弹簧测力计从图（b）中的A 位置匀速缓慢转动到 B 位置的过程中，杠杆始终保持水平平衡状态，则弹簧测力计的示数变化情况是；

(4)、小华回家又做了如图（c）的探索，将一根长为L，重为20N的均匀木棒放在水平桌面上，并使木棒的 $\frac{1}{5}$ 伸出桌子边缘，用竖直向下的力F₀压木棒的右端，当 F₀=N 时，木棒左端刚好会被翘起。

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6. 利用图中的装置探究杠杆平衡的条件，每个钩码的质量相等，杠杆上的刻度均匀｡

次数	动力F₁/N	动力臂l₁/m	阻力F₂/N	阻力臂l₂/m
1	1.0	0.2	2.0	0.1
2	1.5	0.1	1.0	0.15
3	2.0	0.15	1.5	0.2

(1)、不挂钩码时，出现杠杆右端下沉，应向（选填“左”或“右”）调节平衡螺母，直至杠杆在水平位置平衡；挂上钩码，移动钩码位置使杠杆在水平位置再次平衡（如图甲），此时也要选择在水平位置平衡的目的是；

(2)、三次实验数据见表，分析数据可知，杠杆的平衡条件是；

(3)、图甲中，杠杆在水平位置已经平衡，若将杠杆两侧所挂的钩码各取下一个，杠杆会（选填“顺时针”或“逆时针”）转动；

(4)、如图乙，用弹簧测力计代替右侧钩码，沿与水平方向成60°角斜向下拉杠杆，保持杠杆在水平位置平衡｡若把左侧钩码的拉力作为阻力，右侧弹簧测力计的拉力作为动力，此时的杠杆是杠杆（选填“省力”“费力”或“等臂”）；继续减小拉力与水平方向的夹角，同时保持杠杆在水平位置平衡，则弹簧测力计将（增大/减小/先增大后减小）。

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7. 小明在探究杠杆平衡条件的实验中，所用杠杆质量分布均匀，每个钩码质量均为 50g。

(1)、实验前没有挂钩码时，发现杠杆右端高，要使杠杆在水平位置平衡，可将杠杆右端的螺母向调节。调节平衡后，如图甲所示，在杠杆的左边A处挂四个钩码，要使杠杆在水平位置平衡，应在杠杆右端B处挂同样的钩码个。若将A、B两点下方所挂的钩码同时向支点O靠近1格，那么杠杆（选填“左”或“右”）端将会下沉；

(2)、实验中小明发现用图乙所示的方式悬挂钩码，杠杆也能在水平位置平衡，但老师建议不宜采用这种方式，其主要原因为____；

A、一个人无法独立操作 B、不方便测量力臂 C、力和力臂数目过多，不易得出结论 D、杠杆受力不平衡

(3)、完成实验后小明突发奇想，想利用该杠杆（重心始终位于O点）制作一个可以直接测量质量的“杆秤”；
①如图丙所示，以杠杆上的A点为支点，当在C位置挂3个钩码，杠杆在水平位置刚好平衡，则该杠杆的质量g。然后小明将C位置的3个钩码取下，挂到右侧作为“秤砣”；

②为了将该“杆秤”的零刻度线标在A位置处，小明应在图丙C位置处装配一质量为g的吊盘；

③接着小明在图丁的D位置标记上该“杆秤”能测的最大质量g，并将其它质量数均匀标记在AD之间的刻度线上，完成“杆秤”的制作；

④小红用小明制作好的“杆秤”测一物体的质量，不留意只将两个钩码作为“秤砣”来使用，则小红的测量结果会（选填“偏小”、“依然准确”或“偏大”）；

(4)、小华在小明实验的基础上将“杆秤”改装成简易的液体密度秤，如图戊所示，将C位置的吊盘换成等质量且容积足够大的空桶，将右侧的“秤砣”换成一已知质量的物块M，现往空桶内分别注入密度已知的等体积的不同液体，改变物块M悬挂点的位置，当密度秤在水平位置平衡时，在M悬挂点处标出相应液体的密度值。下列关于密度秤制作的说法中不正确的是________。

A、秤的刻度值可均匀标记在AD之间的刻度线上 B、秤的刻度值向右越来越大 C、增大M的质量，秤的量程会增大 D、将支点向A右侧移动1格，秤的量程会增大

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8. 小明在“研究杠杆平衡条件”的实验中所用的实验器材有：刻度均匀的杠杆、支架、量程为5N的弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的0.5N重的钩码若干个。实验前测得杠杆上相邻刻度线间的距离都等于5cm：

(1)、如图A所示，此时的杠杆（选填“是”或“不是”）平衡状态。实验时为了消除杠杆自重对杠杆平衡的影响，且便于直接从杠杆上读出力臂的大小，应将杠杆调到。

(2)、小明同学所在实验小组完成一次操作后，实验现象如图B所示，他们记录的数据为动力F₁＝1.5N，动力臂l₁＝0.2m，阻力F₂＝1N，则阻力臂l₂＝0.3m。甲同学测出了这组数据后就得出了“动力×动力臂＝阻力×阻力臂”的结论，乙同学认为他的结论不一定科学，理由是。他把右边的钩码换成弹簧秤，使杠杆从水平位置慢慢转过一定角度，如图C所示，此过程中，弹簧秤拉力的大小（选填“变大”、“变小”或“不变”）。

(3)、图B实验中，小明把两边的钩码同时靠近支点一格，杠杆不再平衡，（选填“左”或“右”）端会下沉。小明回家又做了图D的探索，将一根长为L，重为G的均匀木棒，有 $\frac{1}{5}$ 的木棒伸出桌子边缘，用竖直向下的力F₀压木棒的一端，当F₀＝时，木棒刚好会被翘起。

(4)、某次实验如图所示，杠杆平衡，则以下生活中相关杠杆的应用与此图中杠杆类型相同的是（选填“托盘天平”、“核桃夹”或“筷子”）；

(5)、在图中，保持弹簧测力计的位置及拉力的方向和钩码的个数不变，钩码向左移动，若要保持杠杆平衡，则钩码到支点的距离不应超过cm。

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9. 如下图甲所示，小明在探究“杠杆的平衡条件”实验过程中所用的实验器材有：杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个。

(1)、实验前，将杠杆中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆右端下沉，此时应把杠杆左端的平衡螺母向（填“左”或“右”）调节，使杠杆在不挂钩码时，达到水平平衡状态。杠杆调节平衡后，小明在杠杆A点处挂4个钩码，在 B点处挂6个钩码，杠杆恰好在原位置平衡。于是小明便根据这次实验数据得出了杠杆的平衡条件为F₁l₁=F₂l₂。他这样得出的结论是否合理？（填“合理”或“不合理”）；理由是：。

(2)、实验结束后，小明提出了新的探究问题：“若支点不在杠杆的中点，杠杆的平衡条件是否仍然成立？”于是小明同学利用如图乙所示装置进行探究，发现在杠杆左端的不同位置，用弹簧测力计竖直向上拉，使杠杆处于水平平衡时，测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符。其原因可能是：。

(3)、杠杆不处于水平位置能否平衡？小海和小红意见不同。小海认为能平衡，于是他每次让杠杆倾斜时静止，这样实验也得出了同样的杠杆平衡条件。小海认为杠杆平衡不一定是水平的，这种说法对吗？（选填“对”或“错”）。后来他始终竖直向下拉弹簧测力计，使杠杆从水平位置缓慢转过一定角度，如图丙所示。此过程中，弹簧测力计的示数（选填“变大”、“变小”或“不变”）。

(4)、学习了功的知识后，小红回看之前杠杆记录的数据，她想能否将表格中F₁L₁/N•m单位N•m换成J？根据功的定义，你觉得可以换吗？（选填“可以”或“不可以”）。

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10. 在“探究杠杆的平衡条件”实验中：

(1)、小李安装好杠杆，其静止时的情景如图甲所示，此时杠杆（选填“平衡”或“不平衡”），为了使杠杆在水平位置平衡，接下来应该将平衡螺母向调节。

(2)、如图乙，小李在A位置挂上2个钩码，则在B位置挂上个钩码，杠杆可在水平位置平衡，若将A、B两位置都增加1个钩码，则杠杆（选填“左端”或“右端”）将下降。

(3)、小李用弹簧测力计竖直向下拉，测力计示数为F时，杠杆在水平位置平衡，如图丙所示；若将弹簧测力计向右倾斜一定角度拉，测力计的示数为F ʹ时，杠杆仍然在水平位置平衡，则F ʹF（选填“＞”、“＜”或“=”）。

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11. 小明同学在“探究杠杆平衡条件的实验”中：

(1)、实验前，杠杆左端下沉，则应将左端的平衡螺母向调节，直到杠杆在水平位置平衡，这样做的目的是。

(2)、如图甲所示，在A点挂4个钩码，要使杠杆在水平位置平衡，应在B点挂个相同的钩码；

(3)、如图乙所示，改用弹簧测力计向下拉杠杆，使杠杆仍在水平位置平衡，当测力计从a位置转动到b位置时其示数将，原因是。

(4)、小明查阅资料发现：当杠杆平衡时，所有动力与其力臂乘积之和等于所有阻力与其力臂乘积之和相等，于是他做了如图丙所示的实验，在杠杆左端挂了一个重为G₁的物体，在杠杆右端不同位置分别挂了重为G₂和G₃的物体，并测出相对应的力臂，杠杆仍然在水平位置平衡。请写出此状态下杠杆平衡时的表达式：。（答案必须利用丙图给的物理量表示）

(5)、学习了机械效率后，如图丁小明使用同一杠杆（质地均匀）采用两种方法将物体A提升相同的高度，在工作过程中方法一和方法二的机械效率分别为 $η_{1}$ 和 $η_{2}$ ，则 $η_{1}$ $η_{2}$ （“>”、“=”或“<”）。

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12. 在探究“杠杆平衡条件”实验中(每个钩码质量相等，杠杆上每小格等距)。

(1)、将杠杆的中点O挂在支架上后，小明发现杠杆左端低右端高，要使它在水平位置平衡，应将杠杆右端的平衡螺母向调节。调节杠杆在水平位置平衡，目的是；

(2)、杠杆平衡后，小明同学在图甲所示的A位置挂上两个钩码，可在B位置挂上个钩码，使杠杆在水平位置平衡；

(3)、取下B位置的钩码，改用弹簧测力计拉杠杆的C点使杠杆在水平位置保持平衡。当弹簧测力计由位置1转至位置2的过程中，杠杆在水平位置始终保持平衡(如图乙)，测力计示数将(选填“一直变大”、“一直变小”、“先变大后变小”、“先变小后变大”)；

(4)、接着小明把支点选到B点，如图丙，在A点挂一个钩码，在C点挂3个钩码，杠杆也恰好水平静止，她觉得此时不满足杠杆平衡条件，造成这个问题的原因是；

(5)、完成以上实验后，小明利用杠杆来测量测量杠杆的机械效率。如图丁，实验时，竖直向上拉动弹簧测力计，使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升。实验中，将杠杆拉至图中虚线位置测力计的示数F=N，钩码总重G为1.0N，钩码上升高度h为0.1m，测力计移动距离s为0.3m，则杠杆的机械效率为%(结果精确到0.1%)。如果把钩码由A移至B，两次实验A点竖直移动相同距离，拉力所做的有用功将，此杠杆的机械效率将（两空均选填“变大”、“变小”或“不变”）。

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13. 在“探究杠杆平衡条件”的实验中

(1)、在杠杆的A点挂上一个重物，在B点用弹簧测力计施加竖直向下的力F₁使杠杆平衡。请在如图甲中画出重物对挂钩的拉力F。

(2)、在杠杆后面安装一个以O为圆心的圆盘，如图甲。再把弹簧测力计从B点移到C点，此时拉力F₂沿图乙中的CD线（CD线与圆盘相切于D点）。
①请在图乙中画出拉力F₂ ，并画出F₂的力臂L₂；（）

②判断：F₁F₂。（选填“＞”、“＜”或“＝”）

(3)、用图丙中的轻质杠杆HIJK提起G＝300N的重物，I点为支点，已知HI＝6m，IJ＝3m，JK＝4m，请在图丙中画出使杠杆平衡的最小力F₃ ，并标出其大小。

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14. 小明利用如图所示的装置探究杠杆平衡条件。

(1)、图甲中，杠杆静止时处于 (选填“平衡”或“不平衡”)状态，为使杠杆在水平位置平衡，小明应将杠杆两端的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)移。在杠杆两侧挂上不同数量相同规格的钩码，调节钩码位置，使杠杆重新在水平位置平衡，这样做的目的是便于直接在杠杆上；

(2)、如图乙所示，在杠杆左侧A位置(左边位置第四格)先挂了3个钩码，每个钩码为0.5N，在右侧B位置(右边位置第三格)用弹簧测力计竖直向下拉杠杆，使其在水平位置平衡，弹簧测力计的示数为N；

(3)、如图丙所示，小明在A位置挂一个弹簧测力计，在B位置挂了2个钩码，现将弹簧测力计从C位置移到D位置，在此过程中杠杆始终在水平位置保持平衡，则弹簧测力计示数，原因是测力计的拉力力臂 (均选填“变大”、“变小”或“不变”)；

(4)、小明用如图丁装置进行探究，发现总是无法得到教材上所给出的杠杆平衡条件，其原因是；

(5)、小明多次实验收集多组数据，目的是 (选填“a”或“b”)。
a.多次实验取平均值减小实验误差

b.使实验结论更具有科学性和普遍性

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15. 根据“探究杠杆平衡的条件”实验要求，完成下列各小题；

(1)、某同学在调节杠杆水平位置平衡前，杠杆静止时的位置如图甲所示，此时杠杆（选填“是”或“不是”）处于平衡状态；

(2)、在已经调节好平衡的杠杆上挂上钩码，所处的状态如图乙所示，此时他应移动（选填“平衡螺母”或“钩码”），使杠杆在水平位置平衡，实验中他改变钩码的个数及位置，进行了多次测量，其目的是；

(3)、如图丙所示，为寻找杠杆的平衡条件，也可以在已经调节好平衡的杠杆上A点悬挂2个钩码，用弹簧测力计竖直向上拉杠杆，则该拉力可以作用在点（从“ $B$ ”、“ $C$ ”两个位置中选择满足要求的位置）；若弹簧测力计从竖直位置向左倾斜拉动时，杠杆仍于平衡态，则弹簧测力计的示数将（选填“变大”、“变小”“不变”）

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