【备考2022】2021中考物理真题分类汇编-力和机械-杠杆中最小力问题及杠杆的应用（含答案）

这是一份【备考2022】2021中考物理真题分类汇编-力和机械-杠杆中最小力问题及杠杆的应用（含答案），共10页。试卷主要包含了适当移动等内容，欢迎下载使用。
一．选择题（共7小题）
1．（2021•温州）停放自行车时，若要从如图四点中选择一点施加竖直向上的力，将后轮略微提起。其中最省力的点是（ ）
A．A点B．B点C．C点D．D点
2．（2021•潍坊）“节约用水，人人有责”，应养成随手关闭水龙头的好习惯。水龙头手柄可视为如图所示杠杆，O为支点，F为阻力，分别用力沿a、b、c、d方向关闭水龙头，其中用力最小的是（ ）
A．aB．bC．cD．d
3．（2021•滨州）如图所示，O是杠杆的支点，一重物挂于A点，为使杠杆水平平衡，若需在B点施加一个力并使该力最小，该力应沿（ ）
A．BM方向B．BN方向C．BP方向D．BQ方向
4．（2021•湘西州）杠杆在生活中有很多应用，如图甲、乙两个同学正在玩跷跷板，甲同学欲使静止的跷跷板向下，他可采取的有效方法是（ ）
A．向后移动B．向前移动
C．前后移动都行D．请乙后退点
5．（2021•扬州）有关蜡烛跷跷板的小制作，下列说法正确的是（ ）
A．选用越粗的蜡烛效果越好
B．转轴位置离蜡烛重心越远越好
C．为防止蜡烛摆动过大而翻转，可使转轴位置处于蜡烛重心上方
D．为防止蜡烛摆动过大而翻转，可将蜡烛两端的下侧面削去一些
6．（2021•达州）如图所示，AOB为轻质杠杆，B端用细线挂一重物G，在A端分别施加作用力F1、F2、F3时，杠杆都能在图示位置平衡。则下列说法正确的是（ ）
A．F1最小
B．F2最大
C．使用此杠杆、筷子、轮轴等机械一定能省力，但不能省功
D．若作用力为F3，保持F3与OA垂直，使重物匀速上升，F3将逐渐减小
7．（2021•新疆）如图所示用剪刀将一张纸片缓慢地一刀剪断的过程中，阻力臂L阻和动力F动的变化情况是（ ）
A．L阻不变，F动变大B．L阻不变，F动不变
C．L阻变大，F动变大D．L阻变大，F动不变
二．填空题（共2小题）
8．（2021•黑龙江）如图所示，OAB为一可绕O点自由转动的轻质杠杆，OA垂直于AB，且OA长度为40cm，AB长度为30cm，在OA中点C处挂一质量为1kg的物块，要求在端点B处施加一个最小的力F，使杠杆在图示位置平衡，则力F的力臂应是 cm，最小的力F是 N。
9．（2021•铁岭）如图是小明用一根木棒撬动水平地面上石头的情景，为了更省力，小明应沿 （填“竖直”或“垂直木棒”）方向向下压木棒。若想省更多的力，小明可以将作为支点的石块O向 （填“左”或“右”）适当移动。
三．作图题（共10小题）
10．（2021•黄冈）如图所示，O为支点，请在A点作出人用木棒撬动石头的最小作用力F的示意图，并标出其力臂l。
11．（2021•鞍山）如图所示，火车上的售货员正推着小车售卖货物。当小车前行遇到障碍物时，需要使小车前轮翘起。请你画出售货员施加的最小动力F1、动力臂L1以及阻力臂L2。
12．（2021•常州）请在图中画出使杠杆ABC保持平衡的最小动力F1及其力臂L1的示意图。
13．（2021•百色）如图所示，轻质杠杆的A点挂一个重物G，绳的拉力为F2，O为杠杆的支点。请在杠杆B端画出最小的动力F1并画出其力臂L1，使杠杆在图中位置平衡。
14．（2021•凉山州）用一根钢棒撬动地面上的一块大石头，如图所示，请你在图中作出最省力时的动力方向F并标出相应支点O的位置。
15．（2021•丹东）如图，O是轻质杠杆的支点，杠杆在图中所示位置静止，请画出阻力F2和所要施加的最小动力F1的示意图。
16．（2021•辽阳）如图甲所示为搬花神器，用它把花盆抬起时，相当于一个绕O点转动的杠杆。其简化示意图如图乙所示，请在乙图中画出：
（1）花盆所受重力的示意图（O′为其重心）；
（2）杠杆平衡时作用在A点的最小动力F1及其力臂L1。
17．（2021•青海）在图中，画出杠杆平衡时施加在杠杆上的最小动力F1的作用点和方向，并画出所挂重物的绳子对杠杆拉力的力臂L2。
18．（2021•山西）中医药文化是中华民族悠久历史文化的重要组成部分。如图是用切刀将黄芪切片的示意图，请你在图中画出施加在手柄上A点最小力F的示意图及其力臂L。
19．（2021•苏州）图中利用羊角锤撬钉子，在锤柄上画出所施加的最小动力F和其力臂l。
参考答案与试题解析
一．选择题（共7小题）
1．【解答】解：根据杠杆平衡的条件，F1×L1＝F2×L2，在杠杆中的阻力、阻力臂一定的情况下，要使所用的动力最小，必须使动力臂最长．若要从如图四点中选择一点施加竖直向上的力，将后轮略微提起，是围绕前轮与地面的接触点转动，分别作出在A、B、C、D四点施加竖直向上的力并延长，再支点作出垂线，即力臂，如图所示：
由图可知最省力的点是D。
故选：D。
2．【解答】解：在A点施加动力，当动力的方向与支点和力的作用点的连线垂直时，动力臂最大，此时最省力，即沿b方向用动力最小。
故选：B。
3．【解答】解：由图可知，O为支点，A点挂一重物，阻力方向向下，为使杠杆在水平位置平衡，在B点施加一个力，则动力F与杠杆垂直且方向向上，
要使该力最小，由杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可知，在阻力和阻力臂都一定的情况下，动力臂越长则动力越小；
由图可知，BM对应的动力臂最长，所以该力应沿BM方向。
故选：A。
4．【解答】解：甲同学欲使静止的跷跷板向下，根据杠杆的平衡条件可知，可以增大甲的压力或增大甲的压力的力臂，故他可以向后移动；若乙后退点，则乙的力臂变大，乙的压力与其力臂的乘积变大，跷跷板的右端不会向下，故A正确。
故选：A。
5．【解答】解：
A、制作蜡烛跷跷板时，选用较细的蜡烛能减小蜡烛的重力带来的影响，能使蜡烛在水平位置更加稳定，故A错误；
B、转轴位置离蜡烛重心越远，根据杠杆的平衡条件可知，此时蜡烛容易发生翻转，故B错误；
C、为防止蜡烛摆动过大而翻转，可使转轴位置处于蜡烛重心上方，蜡烛的重心变低了，稳度较高，故C正确；
D、为防止蜡烛摆动过大而翻转，可将蜡烛两端的上侧面削去一些，这样能降低蜡烛的重心，增大稳度，故D错误。
故选：C。
6．【解答】解：AB、由图可知，在A点用力时，F1的力臂最短，F3的力臂最长，根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可知，在阻力和阻力臂一定时，所施加的动力F1最大，F3最小，故AB错误；
C、图中杠杆为省力杠杆，而筷子是费力杠杆，轮轴可以看作是省力杠杆的变形，它们都不能省功，故C错误；
D、若作用力为F3，保持F3与OA垂直，则动力臂不变，使重物匀速上升时，阻力G不变，阻力臂逐渐小于OB，即阻力臂变小，杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可知，F3将逐渐减小，故D正确。
故选：D。
7．【解答】解：剪刀的轴是支点，剪纸时阻力作用在纸和剪刀的接触点，用剪刀将一张纸片缓慢地一刀剪断的过程中，阻力F阻不变，动力臂L动不变，阻力臂L阻逐渐变大，由杠杆平衡条件动力×动力臂＝阻力×阻力臂可知，动力F动逐渐变大。
故选：C。
二．填空题（共2小题）
8．【解答】解：在B点施加一个力最小的力，则力臂应最大，当OB作为力臂时，动力臂是最大的，动力最小；OA＝40cm，AB＝30cm，根据勾股定理可知，OB＝＝50cm；
OC＝20cm；
根据杠杆的平衡条件可知：G×OC＝F×OB，mg×OC＝F×OB，即：1kg×10N/kg×20cm＝F×50cm，解得：F＝4N。
故答案为：50；4。
9．【解答】解：（1）要使施加在撬棒的动力最小，应使动力臂L1最大；当以O为支点，为了更省力，小明应沿垂直木棒方向向下压木棒，此时动力臂等于木棒的长度，动力臂最大，此时动力较小；
（2）若想省更多的力，杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可知，在阻力一定时，可以减小阻力臂，增大动力臂，所以小明可以将作为支点的石块O向右适当移动。
故答案为：垂直木棒；右。
三．作图题（共10小题）
10．【解答】解：根据杠杆平衡条件“动力×动力臂＝阻力×阻力臂”可知：在阻力与阻力臂的乘积一定的情况下，要使动力最小，则动力臂必须最长，由图知OA作动力臂最长，O为支点，则动力方向向下，过A点与OA垂直向下作垂线就得到动力F的示意图，如图所示：
11．【解答】解：支点O在后轮的着地点，重力为阻力，支点O到重力作用线的距离为阻力臂L2，动力F1的作用点在手握车把的地方，连接支点与动力的作用点为最长的动力臂L1，由杠杆平衡条件F1L1＝F2L2＝GL2可知，动力臂最长，动力最小；在动力作用点处垂直动力臂斜向下画出最小动力F1，如图所示：
12．【解答】解：杠杆ABC的支点在O点，连接OA，若在A端施力F1，当F1的方向与OB垂直时动力臂最大，此时最省力，OA为其力臂L1；
根据杠杆平衡的条件，要使杠杆平衡，动力方向斜向下，据此可画出最小的动力，如图所示：
13．【解答】解：由图可知，力F1作用在B点且垂直于OB时，OB为最长力臂L1，再过B点做动力臂L1的垂线即为最小动力Fl，如图所示；
14．【解答】解：由图示可知，当杠杆下端为支点时，OA为动力臂时最长，此时动力最小，力垂直于杠杆向上，支点O与最小作用力F如图所示：
15．【解答】解：
物体G对杠杆的拉力即为阻力F2，方向竖直向下；
根据杠杆的平衡条件可知，动力臂越长越省力；连接OA，则OA是最长的动力臂L1；
物体对杠杆的力使杠杆向逆时针方向转动，则动力应使其向顺时针方向转动（这样才能使杠杆在此位置平衡），过A点作垂直于OA向上的动力F1，如图所示：
16．【解答】解：（1）重力方向竖直向下，作用点在重心，如下图所示：
（2）由杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可知，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小；图中支点在O点，因此连接OA作为动力臂L1最长；动力的方向应该向下，过点A垂直于OA斜向下作出最小动力F1的示意图，如图所示：
。
17．【解答】解：由杠杆平衡条件F1 L1＝F2 L2可知，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小；图中支点在O点，因此OA作为动力臂最长，由图知动力的方向应该向上，过A点垂直于OA向上做出最小动力F1的示意图；
绳子对杠杆拉力作用在杠杆上，方向与重力方向相同，从O点向拉力的作用线引垂线段，垂线段的长即为其力臂L2。如下图所示：
18．【解答】解：由杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可知，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小；
图中支点在O点，要求在A点用力，连接OA，则OA就是最长的动力臂L；由题意可知，要在A点用最小的力F将黄芪切片时，杠杆应按顺时针转动，则动力应垂直于力臂L向下，据此可画出最小动力F的示意图。
如图所示：
19．【解答】解：由杠杆平衡条件：动力×动力臂＝阻力×阻力臂可知，在阻力与阻力臂一定时，要使动力最小，就需要动力臂最大。在如图所示的杠杆中，O为支点，钉子对锤头的力为阻力，所以动力F方向应向左，作用在锤柄上端；同时，要使动力臂最大，就要使支点与锤柄上端的连线作为F的力臂，且动力F垂直于该连线，如图所示：