2020-2021学年第十二章 简单机械12.1 杠杆测试题
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1.如图所示,正在使用的四种工具,属于费力杠杆的是( )
A. 羊角锤B. 核桃夹
C. 园艺剪D. 食品夹
【答案】D
【解析】A、羊角锤在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;
B、核桃夹在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;
C、园艺剪在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;
D、食品夹在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆。故选:D。
2.在图所示的工具中,使用时属于费力杠杆的是( )
A. 瓶盖起子;B. 食品夹;C. 起钉锤;D.核桃夹。
【答案】B
【解析】A.由图可知,支点在上接触点,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故A错误;
B.食品夹在使用时,支点在夹子两壁连接处,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故B正确;
C.起钉锤在使用时,支点是锤子与地面的接触点,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故C错误;
D.核桃夹在使用时,支点在夹子两壁连接处,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故D错误。故选:B。
3.杠杆是一种常见的简单机械,在日常生活中有着广泛的应用。下列杠杆在正常使用时能够省力的是
A. 船桨;B. 托盘天平;C. 筷子;D. 撬棍。
【答案】D
【解析】A、船桨在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,不能省力,故A错误;
B、托盘天平在使用过程中,动力臂等于阻力臂,是等臂杠杆,不省力也不费力,故B错误;
C、筷子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,不能省力,故C错误;
D、撬棍在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,能省力,故D正确。故选:D。
4.撬棒是人们在劳动中应用杠杆原理的工具。如图所示是工人利用撬棒撬动大石头的情景,撬棒上O点为杠杆的支点。下列分析正确的是( )
A.此时撬棒为等臂杠杆
B.应用此撬棒的主要目的是省力
C.力F的作用点靠近O点会更省力
D.应用此撬棒的主要目的是省距离
【答案】B
【解析】ABD、由图知,在使用撬棒时,动力臂大于阻力臂,为省力杠杆,使用该杠杆省力但费距离,故B正确、AD错误;
C、力F的作用点靠近O点时,动力臂减小,而阻力、阻力臂不变,由杠杆平衡条件可知动力会变大,会更费力,故C错误。故选:B。
5.如图,小儿垂钓时的鱼竿是______选填“省力”、“等臂”或“费力”杠杆,“怕得鱼惊不应人”是因为______可以传声。
【答案】费力 空气和水
【解析】(1)鱼竿在使用过程中,动力臂小于阻力臂,为费力杠杆,但可以省距离;
(2)人的说话声可以通过空气、水传给鱼,将鱼吓跑,说明空气和水可以传播声音。
故答案为:费力;空气和水。
6.杠杆两端螺母的作用是______,图中的杠杆在水平位置平衡,若在两侧各减掉一个等重的钩码,杠杆______选填“能”或“不能”保持水平平衡。
【答案】(1)调节杠杆在水平位置平衡; (2) 不能
【解析】(1)实验前,应首先进行杠杆平衡调节。当杠杆处于水平平衡时,作用在杠杆上的动力和阻力即为钩码的重力,其方向恰好与杠杆垂直,这时力的力臂就可以从杠杆上的刻度直接读出;
(2)设一个钩码的重力为G,杠杆的一个小格为L,如果在两侧钩码下再各取下一个相同的钩码后:左边;右边;
左边大于右边,根据杠杆平衡条件可知杠杆不再水平平衡,左侧下降。
7.如图所示,用一根硬棒通过支点O撬起石头,画出石头所受重力G的示意图,以及力F的力臂l。
【答案】
【解析】过石头的重心沿竖直向下的方向画一条带箭头的线段,并标出符号G;过支点作垂直于力F作用线的垂线段,即为力臂l,如图所示:
8.如图所示,平衡杠杆AOB,O为支点,请作出物体M所受重力的示意图和动力F的力臂L。
【答案】(1)重力的方向总是竖直向下的,过物体M的重心画竖直向下的线段,标出字母G;
(2)支点为O点,从O点向动力F的作用线作垂线,支点到垂足的距离就是力臂L,如图所示:
【解析】(1) QUOTE 重力的方向总是竖直向下、作用点要画在物体重心上;
(2)力臂是支点到力的作用线的距离;由支点向力的作用线做垂线,垂线段的长度即为力臂。
本题考查了重力示意图和力臂的画法,画力臂,要先找出支点、画出力的作用线,再从支点向力的作用线画垂线。
9.如图,在撬棒AD上作出撬起“石块1”的最小力F及对应的力臂l。
【答案】
【解析】由图示可知,当杠杆与地面的接触点(A点)为支点时,作用在A点动力的力臂最大,所以此时动力最小,连接AD为动力臂l,过D点作垂直于动力臂向上的力,即为最小动力F的示意图。如图所示:
10.停车场入口处常用横杆来控制车辆的进出,如图甲所示。我们可以把该装置简化成如图乙所示的杠杆。若横杆AB粗细相同、质量分布均匀,重G=120N,AB=2.8m,AO=0.3m。要使横杆AB保持水平平衡,需在A端施加竖直向下的力F=______N。
【答案】440
【解析】横杆AB粗细相同、质量分布均匀,则横杆的重心在AB中点,故重力G的力臂为:
力F的力臂:
由杠杆平衡条件得:
解得: 故需在A端施加竖直向下的力为440N。
能力进阶
1.如图所示的生活用具中,使用时属于费力杠杆的是
A. 羊角锤B. 筷子
C. 起瓶器D. 钢丝钳
【答案】B
【解析】A、羊角锤在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故A不符合题意;
B、筷子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故B符合题意;
C、起瓶器在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故C不符合题意;
D、钢丝钳在在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故D不符合题意。故选:B。
2.如图所示的工具中,在使用时属于省力杠杆的是( ) QUOTE
A. 镊子; B. 开瓶器
C. 船桨; D. 钓鱼竿
【答案】B
【解析】镊子、船桨、钓鱼竿在使用时,动力臂小于阻力臂,为费力杠杆;开瓶器在使用时,动力臂大于阻力臂,为省力杠杆,故B正确、ACD错误。故选:B。
3.《墨经》最早记述了杆秤的杠杆原理,“标”“本”表示力臂,“权”“重”表示力,如图所示,杆秤在水平位置平衡,以下说法正确的是( )
A.“重”增大时,N端上扬
B.“权”增大时,M端上扬
C.“权”向右移时,N端下沉
D.提纽向右移时,M端上扬
【答案】C
【解析】A.“重”增大时,左侧力与力臂的乘积小于右侧力与力臂的乘积N端下沉,故错误;
B.“权”增大时,左侧力与力臂的乘积大于右侧力与力臂的乘积M端下沉,故错误;
C.“权”向右移时,左侧力与力臂的乘积小于右侧力与力臂的乘积N端下沉,故正确;
D.提纽向右移时,左侧力与力臂的乘积大于右侧力与力臂的乘积M端下沉,故错误。故选C。
4.罗老师用加装了杠杆装置的压缩空气引火仪来演示实验,她将一小团硝化棉放入厚玻璃筒内,握住杠杆的A端迅速向下压,棉花被点燃,下列说法正确的是( )
QUOTE
A. 该杠杆是费力杠杆 B. 该杠杆是省力杠杆
C. 向下压活塞时,将内能转化为机械能 D. 在B点竖直向下压比在A点竖直向下压省力
【答案】B
【解析】AB、图中动力作用在杠杆的A端,活塞对杠杆的力为阻力,该杠杆在使用时,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故A错误、B正确;
C、向下压活塞时,消耗了机械能,将机械能转化为筒内空气的内能,故C错误;
D、由图知,在B点竖直向下压与在A点竖直向下压相比,动力臂变小,而阻力、阻力臂不变,由杠杆平衡条件可得动力变大,即费力一些,故D错误。故选:B。
5.一根粗细均匀的木棒斜靠在竖直墙壁上,墙壁光滑,地面粗糙。木棒受到的重力为G,墙壁对木棒的弹力为F,如图所示。现让木棒的倾斜程度变小一些至虚线所示位置,木棒仍能静止斜靠在墙上。则与原来相比,G和F变化情况为( )
A.G不变,F变小B.G不变,F变大
C.G变化,F变小D.G变化,F变大
【答案】B
【解析】现让木棒的倾斜程度变小一些至虚线所示位置,以右端为支点,木棒的质量不变,故重力也不变,此时由图可知阻力臂变大,动力臂减小,由杠杆平衡条件可知,动力F将增大;故B符合题意。故选B。
6.一轻质不等臂杠杆AOB的左右两端分别吊着一实心铝块和铜块,此时杠杆在水平位置平衡。现将铝块、铜块同时浸没在水中,如图所示。已知:ρ水=1×103kg/m3,ρ铝=2.7×103kg/m3,ρ铜=8.9×103kg/m3,则下列判断正确的是( )
A.A端下降B.B端下降
C.仍然平衡D.无法判断
【答案】B
【解析】在轻质不等臂杠杆AOB两端吊上实心铝块和铜块时,杠杆在水平位置平衡,由图知OB
将铝块和铜块同时浸没在水中后,杠杆左、右两边有:(G铝-F浮)⋅OA,(G铜-F浮')⋅OB即:
(ρ铝V铝g-ρ水V铝g)⋅OA,(ρ铜V铜g-ρ铜V铜g)⋅OB那么:
ρ铝V铝g⋅OA -ρ水V铝g⋅OA<ρ铜V铜g⋅OB -ρ铜V铜g⋅OB所以B端下沉。故ACD错误,B正确。
7.罗老师用加装了杠杆装置的压缩空气引火仪来演示实验,她将一小团硝化棉放入厚玻璃筒内,握住杠杆的A端迅速向下压,棉花被点燃,下列说法正确的是( )
A.该杠杆是费力杠杆
B.该杠杆是省力杠杆
C.向下压活塞时,将内能转化为机械能
D.在B点竖直向下压比在A点竖直向下压省力
【答案】B
【解析】AB、图中动力作用在杠杆的A端,活塞对杠杆的力为阻力,该杠杆在使用时,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故A错误、B正确;
C、向下压活塞时,消耗了机械能,将机械能转化为筒内空气的内能,故C错误;
D、由图知,在B点竖直向下压与在A点竖直向下压相比,动力臂变小,而阻力、阻力臂不变,由杠杆平衡条件可得动力变大,即费力一些,故D错误。故选:B。
8.在图中,请画出FA的力臂l,并在B端画出使杠杆平衡的最小力FB。
【答案】
【解析】从支点O向FA的作用线作垂线,垂线段的长度为FA的力臂l;
根据杠杆平衡条件,动力臂越长越省力,力的作用点确定,从支点到动力作用点的距离便为最长的力臂;图中O为支点,要使杠杆平衡且动力最小,就应该让力F作用在B点,OB最长的力臂,则力F应与OB垂直且向下。如上图所示。
9.在”探究杠杆平衡条件”的实验前,如图甲,杠杆不在水平位置平衡,为使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向______移动。实验中,如图乙,在A点用弹簧测力计施加一个竖直向上的力,在B点施加一个最小为______N的力,才能使杠杆在水平位置重新平衡。
【答案】(1)左; (2) 1
【解析】解:(1)杠杆不在水平位置,右端向下倾斜,则重心应向左移动,故应向左调节左端或右端的平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡;
(2)由图可知弹簧拉力计的示数为,设杠杆的一个刻度为L,则拉力的力臂为2L;B点施加力的力臂为6L,根据杠杆平衡的条件可得,在B点施加一个最小为:
。
10.杆秤是一种用来测量物体质量的工具。小金尝试做了如图所示的杆秤。在秤盘上不放重物时,将秤砣移至O点提纽处,杆秤恰好水平平衡,于是小金将此处标为0刻度。当秤盘上放一个质量为2kg的物体时,秤砣移到B处,恰好能使杆秤水平平衡,测得OA=5cm,OB=10cm。
(1)计算秤砣的质量;_________
(2)小金在B处标的刻度应为_______kg。若图中OC=2OB,则C处的刻度应为______kg;
(3)当秤盘上放一个质量为2kg的物体时,若换用一个质量更大的秤砣,移动秤砣使杆秤再次水平平衡时,其读数_______(选填“<”或“>”)2kg,由此可知一杆杆秤不能随意更换秤砣。
【答案】 (1). 1kg ; (2). 2 ; (3). 4 ; (4). <。
【解析】(1)[1]由杠杆的平衡条件得到:G物×OA=G砣×OB
m物g×OA=m砣g×OB;m砣==1kg
(2)[2]秤盘上放一个质量为2kg的物体时,秤砣移到B处,能使杆秤水平平衡,说明B处标的刻度应为2kg。
[3]图中OB=2OA ;OC=2OB=4OA。由杠杆的平衡条件可知:G物1×OA=G砣×OC
m物1g×OA=m砣g×OC;m物1=4×1kg=4kg。则C处的刻度应为4kg。
(3)[4]当秤盘上放一个质量为2kg的物体时,若换用一个质量更大的秤砣,移动秤砣使杆秤再次水平平衡时,由杠杆的平衡条件可知:G物×OA=G砣×l。 G物×OA的值不变,G砣增大,力臂l变小,读数变小,小于2kg。
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