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1. 小明利用如图所示的装置探究杠杆的平衡条件,对于该实验,下列说法正确的是(
A.实验过程中,应控制一侧的钩码数量及位置不变,用到了控制变量法
B.实验结论表明“动力×支点到动力作用点的距离= 阻力×支点到阻力作用点的距离”
C.应该用质量可忽略的轻质杠杆进行实验,否则杠杆的自重会对实验造成影响
D.为了让实验结论更具有普遍性,既可以改变钩码的数量,又可以改变钩码的位置
D
)A.实验过程中,应控制一侧的钩码数量及位置不变,用到了控制变量法
B.实验结论表明“动力×支点到动力作用点的距离= 阻力×支点到阻力作用点的距离”
C.应该用质量可忽略的轻质杠杆进行实验,否则杠杆的自重会对实验造成影响
D.为了让实验结论更具有普遍性,既可以改变钩码的数量,又可以改变钩码的位置
答案
D
解析
【分析】
要解决这道题，需结合杠杆平衡条件的实验探究细节，逐个分析选项：
1. 回忆实验方法：探究杠杆平衡条件时，需多次改变力和力臂的大小以寻找普遍规律，并非控制一侧的钩码数量及位置不变；
2. 明确杠杆平衡条件的正确表述：平衡条件是“动力×动力臂=阻力×阻力臂”，力臂是支点到力的作用线的距离，而非到作用点的距离；
3. 分析杠杆自重的影响：实验中可通过调节杠杆在水平位置平衡，使杠杆自重的力臂为零，此时杠杆自重对实验无影响，无需必须使用轻质杠杆；
4. 明确实验普遍性的要求：为让结论更具普遍性，需要改变钩码数量（改变力的大小）和钩码位置（改变力臂），进行多次实验。
【解析】
对各选项逐一分析：
选项A：探究杠杆平衡条件时，需要多次改变力和力臂的大小，总结普遍规律，并非控制一侧的钩码数量及位置不变，该选项错误；
选项B：杠杆的平衡条件是“动力×动力臂=阻力×阻力臂”，力臂是支点到力的作用线的距离，不是支点到动力作用点的距离，该选项错误；
选项C：实验中可以通过调节杠杆在水平位置平衡，使杠杆自重的力臂为零，此时杠杆自重对实验无影响，不需要必须用轻质杠杆，该选项错误；
选项D：为了使实验结论更具普遍性，需要多次改变钩码的数量（改变力的大小）和钩码的位置（改变力臂），进行多次实验，该选项正确。
【答案】
D
【知识点】
杠杆平衡条件；实验探究普遍性；力臂的定义
【点评】
本题考查杠杆平衡条件实验的相关细节，需准确掌握实验方法、平衡条件的正确表述、实验中避免杠杆自重影响的方法，以及实验普遍性的要求，避免对概念产生错误理解。
【难度系数】
0.6
要解决这道题，需结合杠杆平衡条件的实验探究细节，逐个分析选项：
1. 回忆实验方法：探究杠杆平衡条件时，需多次改变力和力臂的大小以寻找普遍规律，并非控制一侧的钩码数量及位置不变；
2. 明确杠杆平衡条件的正确表述：平衡条件是“动力×动力臂=阻力×阻力臂”，力臂是支点到力的作用线的距离，而非到作用点的距离；
3. 分析杠杆自重的影响：实验中可通过调节杠杆在水平位置平衡，使杠杆自重的力臂为零，此时杠杆自重对实验无影响，无需必须使用轻质杠杆；
4. 明确实验普遍性的要求：为让结论更具普遍性，需要改变钩码数量（改变力的大小）和钩码位置（改变力臂），进行多次实验。
【解析】
对各选项逐一分析：
选项A：探究杠杆平衡条件时，需要多次改变力和力臂的大小，总结普遍规律，并非控制一侧的钩码数量及位置不变，该选项错误；
选项B：杠杆的平衡条件是“动力×动力臂=阻力×阻力臂”，力臂是支点到力的作用线的距离，不是支点到动力作用点的距离，该选项错误；
选项C：实验中可以通过调节杠杆在水平位置平衡，使杠杆自重的力臂为零，此时杠杆自重对实验无影响，不需要必须用轻质杠杆，该选项错误；
选项D：为了使实验结论更具普遍性，需要多次改变钩码的数量（改变力的大小）和钩码的位置（改变力臂），进行多次实验，该选项正确。
【答案】
D
【知识点】
杠杆平衡条件；实验探究普遍性；力臂的定义
【点评】
本题考查杠杆平衡条件实验的相关细节，需准确掌握实验方法、平衡条件的正确表述、实验中避免杠杆自重影响的方法，以及实验普遍性的要求，避免对概念产生错误理解。
【难度系数】
0.6
2. 停放自行车时,若要从如图所示的四点中选择一个点施力,将前轮略微提起。最省力的点是(
A.A点
B.B点
C.C点
D.D点
A
)A.A点
B.B点
C.C点
D.D点
答案
A
解析
【分析】
要将自行车前轮略微提起，可把自行车看作以后轮与地面的接触点为支点的杠杆。根据杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$，在阻力（前轮及部分车身的重力）和阻力臂固定时，动力臂越长，所需的动力越小，就越省力。我们需要从四个点中找到动力臂最长的点：当在各点施加向上的力时，支点到动力作用线的垂直距离为动力臂，其中A点到支点的动力臂最长，因此在A点施力最省力。
【解析】
1. 确定杠杆支点：将自行车视为杠杆，支点为后轮与地面的接触点。
2. 依据杠杆平衡条件：$F_1L_1=F_2L_2$，其中阻力$F_2$是前轮及部分车身的重力，阻力臂$L_2$为支点到阻力作用线的距离，二者均保持不变。
3. 分析动力臂：动力臂是支点到动力作用线的垂直距离，在A、B、C、D四点中，A点到支点的动力臂最长。
4. 得出结论：根据杠杆平衡条件，动力臂越长，所需动力$F_1$越小，因此在A点施力最省力。
【答案】
A
【知识点】
杠杆平衡条件，杠杆省力原理
【点评】
本题结合生活中的自行车应用，考查杠杆的相关知识，解题关键是准确确定支点，并判断各点的动力臂长度，理解动力臂与省力的关系，属于基础应用型题目。
【难度系数】
0.7
要将自行车前轮略微提起，可把自行车看作以后轮与地面的接触点为支点的杠杆。根据杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$，在阻力（前轮及部分车身的重力）和阻力臂固定时，动力臂越长，所需的动力越小，就越省力。我们需要从四个点中找到动力臂最长的点：当在各点施加向上的力时，支点到动力作用线的垂直距离为动力臂，其中A点到支点的动力臂最长，因此在A点施力最省力。
【解析】
1. 确定杠杆支点：将自行车视为杠杆，支点为后轮与地面的接触点。
2. 依据杠杆平衡条件：$F_1L_1=F_2L_2$，其中阻力$F_2$是前轮及部分车身的重力，阻力臂$L_2$为支点到阻力作用线的距离，二者均保持不变。
3. 分析动力臂：动力臂是支点到动力作用线的垂直距离，在A、B、C、D四点中，A点到支点的动力臂最长。
4. 得出结论：根据杠杆平衡条件，动力臂越长，所需动力$F_1$越小，因此在A点施力最省力。
【答案】
A
【知识点】
杠杆平衡条件，杠杆省力原理
【点评】
本题结合生活中的自行车应用，考查杠杆的相关知识，解题关键是准确确定支点，并判断各点的动力臂长度，理解动力臂与省力的关系，属于基础应用型题目。
【难度系数】
0.7
3. 如图所示,手提起重物,桡骨在肱二头肌的牵引下绕着肘关节转动,可简化为一种费力杠杆。下列工具使用时,也属于费力杠杆的是(
A.夹起食物的筷子
B.剪铁丝的钢丝钳
C.啤酒瓶的开瓶器
D.撬铁钉的羊角锤
A
)A.夹起食物的筷子
B.剪铁丝的钢丝钳
C.啤酒瓶的开瓶器
D.撬铁钉的羊角锤
答案
A
解析
【分析】
要解决这道题，首先需要明确杠杆的分类依据：根据动力臂与阻力臂的大小关系，杠杆分为省力杠杆（动力臂＞阻力臂）、费力杠杆（动力臂＜阻力臂）、等臂杠杆（动力臂=阻力臂）。题目中桡骨的情况属于费力杠杆，我们需要逐个分析选项中工具的动力臂和阻力臂的大小关系，判断其是否为费力杠杆。
结合生活场景回忆各工具的使用特点：筷子夹食物时动力臂小于阻力臂，而钢丝钳、开瓶器、羊角锤使用时动力臂均大于阻力臂，由此可确定正确选项。
【解析】
根据杠杆的分类标准：
1. 省力杠杆：动力臂大于阻力臂，省力但费距离；
2. 费力杠杆：动力臂小于阻力臂，费力但省距离；
3. 等臂杠杆：动力臂等于阻力臂，不省力也不费力。
对各选项逐一分析：
A选项：夹食物的筷子，使用时支点在筷子上端，动力臂（手施力点到支点的距离）小于阻力臂（食物到支点的距离），属于费力杠杆，符合题意；
B选项：剪铁丝的钢丝钳，使用时动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，不符合题意；
C选项：啤酒瓶开瓶器，使用时动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，不符合题意；
D选项：撬铁钉的羊角锤，使用时动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，不符合题意。
综上，答案选A。
【答案】
A
【知识点】
杠杆的分类，费力杠杆判断
【点评】
本题考查杠杆的分类，解题关键是准确判断不同工具使用时动力臂与阻力臂的大小关系，结合生活实际场景理解省力、费力杠杆的特点是解题突破口。
【难度系数】
0.7
要解决这道题，首先需要明确杠杆的分类依据：根据动力臂与阻力臂的大小关系，杠杆分为省力杠杆（动力臂＞阻力臂）、费力杠杆（动力臂＜阻力臂）、等臂杠杆（动力臂=阻力臂）。题目中桡骨的情况属于费力杠杆，我们需要逐个分析选项中工具的动力臂和阻力臂的大小关系，判断其是否为费力杠杆。
结合生活场景回忆各工具的使用特点：筷子夹食物时动力臂小于阻力臂，而钢丝钳、开瓶器、羊角锤使用时动力臂均大于阻力臂，由此可确定正确选项。
【解析】
根据杠杆的分类标准：
1. 省力杠杆：动力臂大于阻力臂，省力但费距离；
2. 费力杠杆：动力臂小于阻力臂，费力但省距离；
3. 等臂杠杆：动力臂等于阻力臂，不省力也不费力。
对各选项逐一分析：
A选项：夹食物的筷子，使用时支点在筷子上端，动力臂（手施力点到支点的距离）小于阻力臂（食物到支点的距离），属于费力杠杆，符合题意；
B选项：剪铁丝的钢丝钳，使用时动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，不符合题意；
C选项：啤酒瓶开瓶器，使用时动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，不符合题意；
D选项：撬铁钉的羊角锤，使用时动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，不符合题意。
综上，答案选A。
【答案】
A
【知识点】
杠杆的分类，费力杠杆判断
【点评】
本题考查杠杆的分类，解题关键是准确判断不同工具使用时动力臂与阻力臂的大小关系，结合生活实际场景理解省力、费力杠杆的特点是解题突破口。
【难度系数】
0.7
4. 如图所示,用一个始终水平向右的力F把杠杆OA从图示位置缓慢拉至水平的过程中,力F的大小将(
A.变大
B.不变
C.变小
D.先变小,后变大
A
)A.变大
B.不变
C.变小
D.先变小,后变大
答案
A
解析
设杠杆OA长为L，重物G悬挂点到O点距离为l，初始时杠杆与竖直方向夹角为θ₁，水平时夹角为θ₂=90°。
根据杠杆平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂。
阻力G的力臂：初始时为$l\sin\theta_1$，水平时为$l\sin90^\circ = l$，阻力臂变大。
动力F的力臂：始终为$L\cos\theta$（θ为杠杆与竖直方向夹角），θ增大，$\cos\theta$减小，动力臂变小。
阻力G不变，阻力臂变大，动力臂变小，由$F=\frac{G× l\sin\theta}{L\cos\theta}=\frac{G l}{L}\tan\theta$，θ增大，$\tan\theta$增大，故F变大。
A
根据杠杆平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂。
阻力G的力臂：初始时为$l\sin\theta_1$，水平时为$l\sin90^\circ = l$，阻力臂变大。
动力F的力臂：始终为$L\cos\theta$（θ为杠杆与竖直方向夹角），θ增大，$\cos\theta$减小，动力臂变小。
阻力G不变，阻力臂变大，动力臂变小，由$F=\frac{G× l\sin\theta}{L\cos\theta}=\frac{G l}{L}\tan\theta$，θ增大，$\tan\theta$增大，故F变大。
A
5. 如图所示,杠杆水平静止,当拉力F绕作用点A转动时,为保持杠杆水平平衡,F的大小随θ(F方向与水平方向的夹角)变化关系图像符合实际的是(
B
)答案
B
解析
【分析】
要解决此题，需结合杠杆平衡条件分析拉力F的变化：
1. 首先确定杠杆的阻力和阻力臂保持不变，根据杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$，拉力$F=\frac{F_{阻}L_{阻}}{L_{动}}$，即F与动力臂$L_{动}$成反比；
2. 分析动力臂的变化：θ为F与水平方向的夹角，当θ从0°增大到90°时，F的作用线与水平杠杆的夹角逐渐增大，动力臂$L_{动}$逐渐变大（θ=90°时，F竖直向上，动力臂最大，等于A点到支点的水平距离）；当θ从90°增大到180°时，F的作用线与水平杠杆的夹角逐渐减小，动力臂$L_{动}$逐渐变小；
3. 结合反比例关系，F会随动力臂的变化先变小（θ从0°到90°）、后变大（θ从90°到180°），且θ=0°和180°时动力臂不为零，F有确定数值，据此判断图像。
【解析】
设杠杆的阻力为$G$，阻力臂为$L_G$，支点到A点的水平距离为$L$，根据杠杆平衡条件$F × L_F = G × L_G$，可得$F=\frac{G × L_G}{L_F}$（其中$L_F$为拉力F的动力臂）：
1. 当θ从0°增大到90°时，F的作用线与水平杠杆的夹角逐渐增大，动力臂$L_F$逐渐变大（θ=90°时，$L_F$最大，等于$L$），因此F逐渐减小；
2. 当θ从90°增大到180°时，F的作用线与水平杠杆的夹角逐渐减小，动力臂$L_F$逐渐变小，因此F逐渐增大；
3. 当θ=0°或180°时，动力臂$L_F$不为零，故F不为无穷大，存在确定值。
综上，F随θ变化的规律是先减小后增大，符合该规律的图像为选项B。
【答案】
B
【知识点】
杠杆平衡条件、力臂的概念
【点评】
本题考查杠杆平衡条件的灵活应用，核心是准确理解力臂的定义（支点到力的作用线的垂直距离），并结合角度变化分析动力臂的变化趋势，进而通过杠杆平衡条件推导拉力的变化，对学生的逻辑分析能力有一定要求。
【难度系数】
0.6
要解决此题，需结合杠杆平衡条件分析拉力F的变化：
1. 首先确定杠杆的阻力和阻力臂保持不变，根据杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$，拉力$F=\frac{F_{阻}L_{阻}}{L_{动}}$，即F与动力臂$L_{动}$成反比；
2. 分析动力臂的变化：θ为F与水平方向的夹角，当θ从0°增大到90°时，F的作用线与水平杠杆的夹角逐渐增大，动力臂$L_{动}$逐渐变大（θ=90°时，F竖直向上，动力臂最大，等于A点到支点的水平距离）；当θ从90°增大到180°时，F的作用线与水平杠杆的夹角逐渐减小，动力臂$L_{动}$逐渐变小；
3. 结合反比例关系，F会随动力臂的变化先变小（θ从0°到90°）、后变大（θ从90°到180°），且θ=0°和180°时动力臂不为零，F有确定数值，据此判断图像。
【解析】
设杠杆的阻力为$G$，阻力臂为$L_G$，支点到A点的水平距离为$L$，根据杠杆平衡条件$F × L_F = G × L_G$，可得$F=\frac{G × L_G}{L_F}$（其中$L_F$为拉力F的动力臂）：
1. 当θ从0°增大到90°时，F的作用线与水平杠杆的夹角逐渐增大，动力臂$L_F$逐渐变大（θ=90°时，$L_F$最大，等于$L$），因此F逐渐减小；
2. 当θ从90°增大到180°时，F的作用线与水平杠杆的夹角逐渐减小，动力臂$L_F$逐渐变小，因此F逐渐增大；
3. 当θ=0°或180°时，动力臂$L_F$不为零，故F不为无穷大，存在确定值。
综上，F随θ变化的规律是先减小后增大，符合该规律的图像为选项B。
【答案】
B
【知识点】
杠杆平衡条件、力臂的概念
【点评】
本题考查杠杆平衡条件的灵活应用，核心是准确理解力臂的定义（支点到力的作用线的垂直距离），并结合角度变化分析动力臂的变化趋势，进而通过杠杆平衡条件推导拉力的变化，对学生的逻辑分析能力有一定要求。
【难度系数】
0.6
6. 杆秤是利用杠杆原理来称质量的简易衡器,由木制的带有秤星的秤杆、金属秤锤、提纽等组成,提纽所在的位置为杠杆的支点的位置。如图所示,秤盘中放入小铁块,杆秤已在水平方向调节平衡。在秤盘中再加入一小铁块,若使秤杆再次达到水平平衡,下列选项描述正确的是(
A.将秤锤向右移动
B.将秤锤向左移动
C.减小秤锤的质量
D.将提纽向左移动
B
)A.将秤锤向右移动
B.将秤锤向左移动
C.减小秤锤的质量
D.将提纽向左移动
答案
B
解析
【分析】
首先明确杆秤的杠杆模型：提纽O为支点，右侧秤盘内物体的重力是阻力，阻力臂是支点到秤盘的距离；左侧秤锤的重力是动力，动力臂是支点到秤锤的距离。根据杠杆平衡条件$ F_1L_1=F_2L_2 $，初始时杆秤平衡，满足$ G_{\mathrm{锤}}L_1=G_{\mathrm{物}}L_2 $。
当秤盘中加入小铁块后，物体重力增大，此时右侧阻力与阻力臂的乘积$ (G_{\mathrm{物}}+\Delta G)L_2 $大于左侧初始乘积$ G_{\mathrm{锤}}L_1 $，杆秤失衡。要使杆秤再次水平平衡，需让左侧动力与动力臂的乘积等于右侧增大后的乘积，即增大左侧乘积或减小右侧乘积，据此分析各选项：
若秤锤右移，动力臂减小，左侧乘积更小，无法平衡；
若秤锤左移，动力臂增大，左侧乘积增大，可与右侧增大后的乘积相等，实现平衡；
减小秤锤质量，动力减小，左侧乘积更小，无法平衡；
提纽左移，阻力臂增大、动力臂减小，右侧乘积进一步增大、左侧乘积减小，更难平衡。
【解析】
根据杠杆平衡条件$ F_1L_1=F_2L_2 $，初始平衡时：
$ G_{\mathrm{锤}}L_1 = G_{\mathrm{物}}L_2 $
秤盘中加入小铁块后，物体重力变为$ G_{\mathrm{物}}+\Delta G $，右侧阻力与阻力臂的乘积变为$ (G_{\mathrm{物}}+\Delta G)L_2 $，大于左侧初始乘积$ G_{\mathrm{锤}}L_1 $，杆秤失衡。对各选项分析如下：
1. 选项A：将秤锤向右移动，动力臂$ L_1 $减小，左侧乘积$ G_{\mathrm{锤}}L_1 $减小，无法与右侧增大后的乘积平衡，错误；
2. 选项B：将秤锤向左移动，动力臂$ L_1 $增大，左侧乘积$ G_{\mathrm{锤}}L_1 $增大，可与右侧$ (G_{\mathrm{物}}+\Delta G)L_2 $相等，使杠杆重新平衡，正确；
3. 选项C：减小秤锤的质量，动力$ G_{\mathrm{锤}} $减小，左侧乘积$ G_{\mathrm{锤}}L_1 $减小，无法平衡，错误；
4. 选项D：将提纽向左移动，阻力臂$ L_2 $增大，右侧乘积$ (G_{\mathrm{物}}+\Delta G)L_2 $进一步增大；同时动力臂$ L_1 $减小，左侧乘积$ G_{\mathrm{锤}}L_1 $减小，杆秤更难平衡，错误。
【答案】
B
【知识点】
杠杆平衡条件
【点评】
本题考查杠杆平衡条件的实际应用，关键是明确杆秤的杠杆五要素，结合平衡条件分析力和力臂的变化对杠杆平衡的影响，需注意区分秤盘与秤锤的位置，避免力臂分析错误。
【难度系数】
0.6
首先明确杆秤的杠杆模型：提纽O为支点，右侧秤盘内物体的重力是阻力，阻力臂是支点到秤盘的距离；左侧秤锤的重力是动力，动力臂是支点到秤锤的距离。根据杠杆平衡条件$ F_1L_1=F_2L_2 $，初始时杆秤平衡，满足$ G_{\mathrm{锤}}L_1=G_{\mathrm{物}}L_2 $。
当秤盘中加入小铁块后，物体重力增大，此时右侧阻力与阻力臂的乘积$ (G_{\mathrm{物}}+\Delta G)L_2 $大于左侧初始乘积$ G_{\mathrm{锤}}L_1 $，杆秤失衡。要使杆秤再次水平平衡，需让左侧动力与动力臂的乘积等于右侧增大后的乘积，即增大左侧乘积或减小右侧乘积，据此分析各选项：
若秤锤右移，动力臂减小，左侧乘积更小，无法平衡；
若秤锤左移，动力臂增大，左侧乘积增大，可与右侧增大后的乘积相等，实现平衡；
减小秤锤质量，动力减小，左侧乘积更小，无法平衡；
提纽左移，阻力臂增大、动力臂减小，右侧乘积进一步增大、左侧乘积减小，更难平衡。
【解析】
根据杠杆平衡条件$ F_1L_1=F_2L_2 $，初始平衡时：
$ G_{\mathrm{锤}}L_1 = G_{\mathrm{物}}L_2 $
秤盘中加入小铁块后，物体重力变为$ G_{\mathrm{物}}+\Delta G $，右侧阻力与阻力臂的乘积变为$ (G_{\mathrm{物}}+\Delta G)L_2 $，大于左侧初始乘积$ G_{\mathrm{锤}}L_1 $，杆秤失衡。对各选项分析如下：
1. 选项A：将秤锤向右移动，动力臂$ L_1 $减小，左侧乘积$ G_{\mathrm{锤}}L_1 $减小，无法与右侧增大后的乘积平衡，错误；
2. 选项B：将秤锤向左移动，动力臂$ L_1 $增大，左侧乘积$ G_{\mathrm{锤}}L_1 $增大，可与右侧$ (G_{\mathrm{物}}+\Delta G)L_2 $相等，使杠杆重新平衡，正确；
3. 选项C：减小秤锤的质量，动力$ G_{\mathrm{锤}} $减小，左侧乘积$ G_{\mathrm{锤}}L_1 $减小，无法平衡，错误；
4. 选项D：将提纽向左移动，阻力臂$ L_2 $增大，右侧乘积$ (G_{\mathrm{物}}+\Delta G)L_2 $进一步增大；同时动力臂$ L_1 $减小，左侧乘积$ G_{\mathrm{锤}}L_1 $减小，杆秤更难平衡，错误。
【答案】
B
【知识点】
杠杆平衡条件
【点评】
本题考查杠杆平衡条件的实际应用，关键是明确杆秤的杠杆五要素，结合平衡条件分析力和力臂的变化对杠杆平衡的影响，需注意区分秤盘与秤锤的位置，避免力臂分析错误。
【难度系数】
0.6
