10.1 科学探究：杠杆的平衡条件（提升练习）

沪科版物理八年级第十章机械与人第一节 科学探究：杠杆的平衡条件
提高同步练习
一．选择题（共15小题）
1．下列关于杠杆的说法正确的是（　　）
A．杠杆只可以是直的 B．作用在杠杆上的力越大，力臂越大
C．杠杆一定有支点 D．杠杆的总长度等于动力臂与阻力臂之和
2．下图所示的工具中，属于和钓鱼竿同类型的杠杆是（　　）
3．如图1所示，杠杆处于平衡状态，下列操作中能让杠杆继续保持平衡的是（　　）
A．将左右两边的钩码均向外移动一格
B．在左右两边钩码的下方各加一个钩码，位置保持不变
C．将左右两边的钩码各去掉一个，位置保持不变
D．将左边的钩码去掉二个并保持位置不变，同时将右边钩码向左移二格
4．羊角锤子是我们生活中常用的工具之一，在使用它拔钉子时如图2所示，给手柄那个方向最省力（　　）
A．F1 B．F2 C．F3 D．F4
5．如图3（甲）所示，长1m的粗细均匀的光滑金属杆可绕O点转动，杆上有一光滑滑环，用竖直向上的测力计拉着滑环缓慢向右移动，使杆保持水平状态，测力计示数F与滑环离开O点的距离S的关系如图3（乙）所示，则杆重（　　）
A．100N B．75N C．50N D．以上答案均不正确
6．如图4所示，杆OB的O端用铰链（可自由转动）固定在竖直壁上，杆的中点挂一重物G，杆的B点受水平拉力F而平衡，在力F从水平方向缓慢转动到沿竖直向上的方向过程中，而保持OB在原位置平衡，则在此过程中F将（　　）
A．大小保持不变 B．逐渐变大
C．逐渐变小 D．先变小后变大
7．如图5所示的是常用指甲刀的实物及结构示意图，下列说法中不正确的是（　　）
A．指甲刀上只有两个杠杆，一个省力杠杆和一个 费力杠杆
B．杠杆D处刀刃较薄，是为了增大压强
C．杠杆ABC上有粗糙的花纹，是为了增大摩擦
D．ABC是一个省力杠杆
8．如图6，足够长的杠杆上放着的两个球（m1＞m2），杠杆在水平位置平衡，若两球以相同速度同时向远离支点的方向运动相等的时间，则杠杆（　　）
A．仍能平衡 B．不能平衡，大球那端下沉
C．不能平衡，小球那端下沉 D．无法确定
9．如图7所示，粗细均匀的直尺AB，将中点O支起来，在B端放一支蜡烛，在AO的中点C放两支与B端完全相同的蜡烛，如果将三支蜡烛同时点燃，它们的燃烧速度相同。那在蜡烛的燃烧过程中，直尺AB将（　　）
A．蜡烛燃烧过程中A将逐渐上升 B．始终保持平衡
C．不能保持平衡，待两边蜡烛燃烧完了以后，才能恢复平衡 D．蜡烛燃烧过程中B端将逐渐上升
10．如图8所示，最近流行的“自拍神器”给旅行者自拍带来方便，下列说法不正确的是（　　）
A．手拿伸缩杆拍摄时，伸缩杆相当于一个费力杠杆
B．无线遥控器是通过红外线来控制手机拍摄的
C．杆柄表面用较粗糙材料制成，可增大手与杆柄的摩擦
D．当人站着自拍时，手机相当于一个平面镜
11．踮脚是一项很好的有氧运动（如图9），它简单易学，不受场地的限制，深受广大群众的喜爱，踮脚运动的基本模型是杠杆，下列分析正确的是（　　）
A．脚后跟是支点，是省力杠杆 B．脚后跟是支点，是费力杠杆
C．脚掌与地面接触的地方是支点，是费力杠杆 D．脚掌与地面接触的地方是支点，是省力杠杆
12．如图10所示，在轻质杆OB的中点A处，悬挂有重为G的物体M，在端点B施加方向始终跟杆垂直的拉力F，杆从虚线位置沿逆时针方向匀速转至图示位置的过程中，下列叙述中错误的是（　　）
A．拉力F跟它力臂的乘积不变 B．拉力F始终小于G
C．拉力F逐渐变大 D．重物M对杠杆拉力的力臂逐渐变大
13．在图11中，手持弹簧测力计竖直向上拉，使杠杆处于平衡状态，测力计的示数是15牛，若OB＝30厘米，AB＝20厘米，则物体重为（　　）
A．15牛 B．45牛 C．30牛 D．22.5牛
14．如图所示杠杆AOB能绕O点转动（杆重和摩擦均不计），已知OA＝L1，OB＝L2，F1与OA垂直，F2与OB垂直，且F1L1＝F2L2，则此杠杆在F1和F2作用下的状态（　　）
A．一定静止 B．一定匀速转动
C．可能静止或匀速转动 D．一定变速转动
15．如图所示杠杆中，O为支点，在B端挂一个重物，为是杠杆平衡，要在A端加一个力，下列说法正确的是（　　）
A．在水平方向用的力F1最小
B．在竖直方向用力F3最小
C．在跟OA线垂直方向上用力F2最小
D．三个方向用力都一样大
二．多选题（共2小题）
16．如图所示，作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直的力F，将杠杆缓慢地由位置A拉至位置B，下列说法错误的是（　　）
A．动力F逐渐增大 B．动力F逐渐减小
C．动力臂逐渐变大 D．动力臂逐渐减小
17．如图所示，①②③④为物理学习中做的四个实验，abcd为应用实例，箭头表示实验和应用的对应关系，其中对应关系正确的是（　　）
三．填空题（共11小题）
18．如图12工程车上的起重臂就是一个　 　杠杆，使用它的好处是能够省　 　；并画出它的阻力和阻力臂。
19．如图13是一款指甲剪，按示意图其中　 　（ABC、OBD、OED）是省力杠杆，此时　 　是支点。人使用指甲剪时上面刀刃受到阻力方向是　 　的。（选填“向上”或“向下”）。
20．搬运砖头的独轮车，车厢和砖头所受的总重力G＝1400N，独轮车有关尺寸如图14所示则动力F＝　 　N．为了更省力，工人师傅可以采取的措施是　 　（写出一条即可）
21．杠杆绕着转动的固定点叫做　 　。费力杠杆的动力臂　 　（选填“小于”或“大于”）阻力臂。两种滑轮中，实质属于省力杠杆的是　 　滑轮，它的动力臂与阻力臂之比的最大值为　 　。
22．“机械手”是一种能模仿人手和臂的某些动作功能的工业机器人。如图15为某装配线上的一个“机械手”，其O点为固定转动轴。现在它水平抓住一只重30N的工件G，则动力机械M至少要施加　 　N的推力.
23．如图16所示，杆秤秤砣的质量为0.5kg，秤钩悬挂处A与秤钮O间的距离为8cm挂上重物后，秆砣移至距O点32cm的B点处秤杆正好平衡，被称物体的质量　 　kg．质量为3kg的刻度线与秤纽O点间的距离是　 　cm，若秤砣有缺损时，则杆秤所示的质量值　 　（填“大于”“等于”或“小于”）被测物体的真实质量值。（秤杆的重可忽略不计）。
24．我们日常生活中要用到杠杆，在分析杠杆时首先要找到杠杆绕着转动的固定点，这一点叫做　 　；钓鱼时，钓鱼竿可看成一根杠杆，如图所示，它是一个　 　杠杆，要能更加方便地将上钩的鱼快速提起，其支点应当位于图17中的　 　（选填“A”、“B”、“C”）点。
25．如图18所示，妈妈体重比小明大，跷跷板水平平衡时，妈妈比小明离转轴　 　（选填“远”或“近”）。若小明往转轴靠近一小段距离，为了保持跷跷板水平平衡，妈妈应适当　 　（选填“远离”或“靠近”）转轴。
26．杠杆的应用非常厂泛，生活中的剪刀就有许多种类。如图19所示的两种剪刀，正常使用时属于省力杠杆的是　 　剪刀（填甲、乙），另一种杠杆使用的好处是　 　。
27．清明饼是我国清明节的传统美食，捣糯米团是制作清明饼的重要环节。如图20，师傅手握大锤，高高举起，然后落下，使糯米团在不断的捶打下变得更有韧性。
（1）糯米的主要营养物质是淀粉，淀粉在人体消化道内被消化的最终产物是　 　。
（2）捣糯米团时，大锤可以看作一个　 　杠杆。
28．一位同学用棒挑着重物扛在肩上行走，如图21所示，他胳膊所用的力　 　物重（选填“大于”、“小于”或“等于”），要使胳膊所用的力减小些，可采用的办法是将重物　 　肩膀（选填“远离”或“靠近”）。
四．作图题（共7小题）
29．如图22所示，若在课桌的C点用力可以把桌腿B抬离地面，在抬起时另一桌腿A没有滑动，请在图中画出最小的动力F。
30．按照题目要求作图
如图23所示，杠杆OA在动力F1作用下处于静止状态，请你画出动力臂L1及阻力F2的示意图。
31．如图24是生活中羊角锤拔钉子的情景，请画出工人拔钉子时所施加动力的动力臂和羊角锤受到的阻力示意图。
32．如图25所示杠杆OBA处于平衡状态，请分别画出F1的力臂L1和F2的力臂L2。
33．根据要求作图。
如图26是一种常见的晾衣夹，使用时O为支点，A为动力作用点，F2为弹性钢圈对夹子的阻力，画出动力F1以及阻力臂l2。
34．如图27所示，杠杆在力的作用下处于水平平衡状态，L1为动力F1的力臂。请在图中作出阻力臂L2及动力F1的示意图。
35．如图28是抽水机手柄示意图，画出F1和F2的力臂。
五．实验探究题（共2小题）
36．下面是小王利用刻度均匀的匀质杠杆进行探究“杠杆的平衡条件”的实验（每个钩码重0.5N）。
（1）实验前，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，应将平衡螺母向　 　（选填“左”或“右”）端调节，直到杠杆在水平位置平衡；
（2）如图（乙）所示，杠杆在水平位置平衡。如果在杠杆两侧各去掉一个相同的钩码，则杠杆　 　（填“左”或“右”）端将下沉；
（3）如果小王又进行了如图丙所示的探究，因为杠杆自重对的对杠杆平衡　 　（有/没有）影响，所以用弹簧测力计在C点竖直向上拉使杠杆仍然处于水平位置平衡时，则弹簧测力计的示数　 　3N（大于/小于/等于）。
37．探究杠杆平衡条件的实验装置。
（1）若实验开始发现杠杆在使用前右端低左端高，要使它在　 　位置平衡，应将杠杆右端的平衡螺母向　 　调节，直到杠杆在水平位置平衡，这样做的好处是　 　。此后在整个实验过程中，是否还要再旋动两侧的平衡螺母？　 　。
（2）如图1，在杠杆左边挂2个相同的钩码，要使杠杆重新水平平衡，应在杠杆右边　 　格处挂3个钩码。
（3）在探究杠杆平衡条件的实验中，多次改变力和力臂的大小主要是为了　 　
A．减小摩擦
B．使每组数据更准确
C．多次测量取平均值减小误差
D．获取多组实验数据归纳出物理规律
（4）一实验小组得到的三组数据如下表所示：
序号
动力F1/N
动力臂l1/cm
阻力F2/N
阻力臂l2/cm
1[
1
8
2
4
2
2
8
1
16
3
2
12
3[
8
通过此探究实验应该得出的结论是：　 　。
（5）把图1中右侧的钩码取下，在该点施加一个竖直向下的拉力F时，杠杆仍能在水平位置平衡。当拉力F向右倾斜时，要保持杠杆仍在水平位置平衡，则拉力F将　 　（选填“变大”、“变小”或“不变”），原因是　 　。
六．计算题（共2小题）
38．如图所示，将质量为6kg，边长为0.1m的正方体合金块，用细线挂在轻质杠杆A点处，在B点施加与杠杆垂直的力F1时，杠杆在水平位置平衡，其中OB＝3OA（g取10N/kg）求：
（1）合金块的重力；
（2）合金块的密度；
（3）拉力F1的大小。
39．如图所示是挖井时从井中提升沙土的杠杆示意图。杠杆AB可以在竖直平面内绕固定点O转动，已知AO：OB＝3：2，悬挂在A端的桶与沙土所受的重力为200N，悬挂在B端的配重所受的重力为80N．当杠杆AB在水平位置平衡时，加在配重下面绳端的竖直向下的拉力F是多少？（不计杆重和绳重）
七．解答题（共1小题）
40．密度均匀的直尺AB放在水平桌面上，尺子伸出桌面的部分OB是全尺长的三分之一，当B端挂5N的重物P是，直尺的A端刚刚开始翘起，如图所示，则此直尺受到的重力是多少？
沪科版物理八年级第十章机械与人第一节 科学探究：杠杆的平衡条件
提高同步练习参考答案与试题解析
一．选择题（共15小题）
故选：C。
【点评】本题考查杠杆的基本概念，需要对杠杆分类的各种优缺点熟练掌握。
2．【分析】钓鱼竿在使用过程中是费力杠杆，结合生活经验，先判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆，
【解答】解：钓鱼竿在使用过程中是费力杠杆，
A、起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A错误；
B、剪子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B错误；
C、钳子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C错误；
D、镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故D正确。
故选：D。
【点评】此题考查的是杠杆的分类主要包括以下几种：①省力杠杆，动力臂大于阻力臂；②费力杠杆，动力臂小于阻力臂；③等臂杠杆，动力臂等于阻力臂。
3．【分析】根据杠杆平衡条件判断杠杆是否平衡或杠杆的哪端下沉的方法：
F1l1＝F2l2，杠杆平衡；F1l1≠F2l2，力和力臂的乘积大的一端下沉。
【解答】解：设杠杆的一个小格是1cm，一个钩码的重是1N。
A、将左右两边的钩码均向外移动一格，4N×（3+1）cm＞3N×（4+1）cm，杠杆的左端下沉，故A错误。
B、在左右两边钩码的下方各加一个钩码，位置保持不变，（4+1）N×3cm＜（3+1）N×4cm，杠杆的右端下沉，故B错误。
C、将左右两边的钩码各去掉一个，位置保持不变，（4﹣1）N×3cm＞（3﹣1）N×4cm，杠杆的左端下沉，故C错误。
D、将左边的钩码去掉二个并保持位置不变，同时将右边钩码向左移二格，（4﹣2）N×3cm＝3N×（4﹣2）cm，杠杆仍然能平衡，故D正确。
故选：D。
【点评】此题假设杠杆一个小格大小和一个钩码大小，判断杠杆是否平衡很方便，主要考查杠杆平衡条件。
4．【分析】由杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2可知，当阻力和阻力臂一定时，动力臂最大时，动力最小，即最省力；先确定不同施力方向的支点，画出相应的力臂，通过比较力臂大小得出结论。
【解答】解：
从支点到力的作用线的距离是该力的力臂，选项中每个力的力臂，如图所示：
由杠杆平衡条件可知，在阻力与阻力臂一定的情况下，动力臂越大，动力越小，越省力，
由图可知，力沿F2方向时，动力臂L2最大，最省力，故B正确。
故选：B。
【点评】本题考查了力臂的画法和杠杆中最小力的问题，要注意使用杠杆时，若阻力和阻力臂一定，动力臂越大，动力越小、越省力。
5．【分析】杠杆是粗细均匀的一只金属杆，重心在杠杆的中点，当s为1m时，动力臂为阻力臂的2倍，所以动力就是阻力的二分之一。
【解答】解：读图可知，当s＝OA＝1m时，动力臂是阻力臂的二倍，根据杠杆平衡的条件F1L1＝F2L2可知，此时的动力就是阻力的二分之一。
读图乙可知，此时的动力F＝50N，则杆重G＝2F＝2×50N＝100N．故只有选项A符合题意。
故选：A。
【点评】解决图表类的题目要充分利用表中数据，此题，当s为1m时拉力等于杠杆的重力二分之一是解决问题的关键。
6．【分析】转动中F的力与力臂的乘积与重物的重力与重力力臂的乘积是相等的，根据F的力臂的变化判定力的大小变化。
【解答】解：由图知，在转动过程中，力臂先变大（垂直杠杠时最大）后变小，阻力和阻力臂不变，根据杠杆平衡条件可知，F先变小，后变大。
故选：D。
【点评】本题几何关系是关键，拉力F先是在水平方向，再到与杠杆垂直，后又到竖直方向，分析出这一变化中，力臂与力的变化，便可正确解答此题。
7．【分析】（1）对于杠杆类型的判断可从动力臂与阻力臂的大小关系上入手；
（2）压强的大小与压力的大小和受力面积的大小有关；
（3）滑动摩擦力的大小与压力的大小和接触面的粗糙程度有关。
【解答】解：
A、指甲刀中有三个杠杆：ABC、OBD、OED，其中ABC是省力杠杆，其它两个都是费力杠杆，故A错误；
B、在相同的压力下，D处刀刃较薄，受力面积小，产生的压强大，压力的作用效果明显，故B正确；
C、杠杆ABC上有粗糙的花纹，增大接触面的粗糙程度，可以增大摩擦，故C正确；
D、对于ABC，如图所示，在使用时，它的动力臂大于阻力臂，所以它是省力杠杆，故D正确。
故选：A。
【点评】本题利用生活中某一实例，较全面地考查了物理知识的应用，揭示了物理来源于生活又应用于生活的物理意识，是中考的常见题型。
8．【分析】根据向远离支点的方向运动中两球相对于支点的动力臂变化，根据杠杆的平衡条件可以得出杠杆的移动方向。
【解答】解：开始时两球平衡，即力与力臂的乘积相等；当运动时，两球速度相同，则在相同时间内向远离支点的方向移动的距离相同，则大球的力与力臂的乘积增加的快，所以大球的力与力臂的乘积会大于小球的力与力臂的乘积，杠杆向大球那端下沉。
故选：B。
【点评】本解法通过比较力矩的变化量来求出运动后的力矩，解答起来更容易一些，做题时一定不能形成思维定势，只想着比较后来的力矩。
9．【分析】在本题中由于蜡烛对直尺的压力作用，故而构成了一个杠杆：蜡烛对直尺的作用力等于蜡烛的重力，由于杠杆是在水平方向平衡，故而力臂的长度则等于蜡烛距离O点的距离，然后结合杠杆平衡的条件可以求解。
【解答】解：设一只蜡烛的质量为m，直尺长度为L，则2m×L＝m×L，
直尺在水平位置平衡；三支蜡烛同时点燃，并且燃烧速度相同，三支蜡烛因燃烧减少的质量m′相同，
2（m﹣m′）×L＝（m﹣m′）×L，
因此在燃烧过程中直尺仍能平衡。
故选：B。
【点评】本题考查了杠杆的平衡条件的应用，注意到燃烧的速度相等反应出来的蜡烛的质量减少的速度以及能得出燃烧过程中直尺两边力和力臂的乘积都相等是本题的关键。
10．【分析】（1）结合图片和生活经验，先判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆。
（2）家庭用无线遥控器大多是通过红外线来控制的。
（3）增大摩擦力的方法：①增大压力，②增大接触面的粗糙程度；
（4）“自拍神器”是利用凸透镜成倒立、缩小的实像工作的。
【解答】解：
A、在使用伸缩杆照相时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故A正确；
B、无线遥控器是通过红外线来控制的，故B正确；
C、杆柄表面用较粗糙材料制成，是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力，故C正确；
D、当人站着自拍时，手机相当于一个凸透镜，成倒立、缩小的实像，故D错误。
故选：D。
【点评】此题主要考查了有关凸透镜成像的规律及应用、判断杠杆的类型、增大摩擦的方法等多个知识点，是一道综合性较强的题目。
11．【分析】结合图片和生活经验，先判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆
【解答】解：
如图所示，踮脚时，脚掌与地面接触的地方是支点，小腿肌肉对脚的拉力向上，从图中可知动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查的是杠杆的分类主要包括以下几种：①省力杠杆，动力臂大于阻力臂；②费力杠杆，动力臂小于阻力臂；③等臂杠杆，动力臂等于阻力臂。
12．【分析】杆从虚线位置沿逆时针方向匀速转至图示位置的过程中，杆重、动力臂不变，阻力臂减小，利用杠杆的平衡条件分析。
【解答】解：C、如图，物体M的重为G不变，动力F的方向始终跟杆垂直（动力臂LOB不变），
杆匀速转动（处于平衡状态），则FLOB＝GLOC，又阻力臂LOC逐渐变大，则拉力F逐渐变大，故C正确。
B、由FLOB＝GLOC可知，F＝＜＝G，故B正确。
A、根据FLOB＝GLOC，知，阻力臂LOC逐渐变大，物体M的重为G不变，FLOB的大小（拉力F跟它力臂的乘积）逐渐变大，故A错误。
D、重物M对杠杆拉力的力臂OC逐渐变大，D正确。
故选：A。
【点评】能从图中看出在转动过程中阻力臂增大、阻力（物重）和动力臂不变是解本题的突破口。
13．【分析】要解决此题，需要掌握杠杆的平衡条件：F1L1＝F2L2。
根据题意进行受力分析，并要分析出各力对应的力臂。其中弹簧秤的拉力对应的力臂是OB，G对杆的拉力力臂是OA。
【解答】解：根据杠杆的平衡条件：
F?OB＝G?OA，
代入数据得：15N×30cm＝G×（30cm﹣20cm），
解得：G＝45N，
故选：B。
【点评】此题主要考查了有关杠杆平衡条件的应用，首先要掌握杠杆的平衡条件：F1L1＝F2L2，同时要分析好杠杆所受的力及其对应的力臂。
14．【分析】杠杆的平衡状态包括两种：静止状态或匀速转动状态；当动力和阻力使杠杆转动方向相反且F1L1＝F2L2时，杠杆平衡。
【解答】解：杠杆的平衡状态包括两种：静止状态或匀速转动状态；
由图知，动力F1使杠杆顺时针转动，阻力F2也使杠杆顺时针转动，即动力和阻力使杠杆转动方向相同，虽然F1L1＝F2L2，但杠杆不会平衡，会做变速转动，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了杠杆是否能够平衡的分析，有一定的难度。
15．【分析】已知点A是动力作用点，那么只需找出最长动力臂即可，可根据这个思路进行判断。
【解答】解：因为A为动力作用点，O为支点，故OA为最长的动力臂，因此在A点施力F，当F的方向与OA垂直时最省力，即跟OA连线垂直的方向F2最小。
故选：C。
【点评】此题主要考查了学生对杠杆平衡条件的应用，要使动力最小，则力臂应最长，找到动力作用点A到支点O的最长动力臂是解决问题的关键。
二．多选题（共2小题）
16．【分析】从支点向力的作用线作垂线，垂线段的长度即力臂；分析动力F和阻力的力臂的变化情况，根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2分析动力的变化情况。
【解答】解：
由图可知，杠杆与墙壁接触处为支点，动力F始终与杠杆垂直，则杠杆长即为动力臂，所以，将杠杆缓慢地由位置A拉到位置B，动力臂不变，
重物对杠杆拉力为阻力，大小等于重物的重力，即阻力大小不变；由图知，在杠杆由A位置到B位置过程中，阻力臂逐渐变大，根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可知动力逐渐增大。
由上分析可知，A正确，BCD错误。
故选：BCD。
【点评】本题是动态平衡问题，考查了学生对杠杆平衡条件的理解和灵活运用。能否正确分析重力的阻力臂与动力臂的大小变化情况是本题的解题关键。
17．【分析】利用下列知识分析判断：
（1）连通器定义：上端开口下端连通的容器。连通器里只有一种液体，在液体不流动的情况下，连通器各容器中液面的高度总是相平的；
（2）托盘天平是等臂杠杆；
（3）激光准直是利用光的直线传播的原理；
（4）轮船是采用空心的办法增大浮力。
【解答】解：
A、盆景自动供水装置的底部虽然相互连通，但上端不开口，所以不是连通器，它是利用大气压来工作的，故A错误；
B、托盘天平是根据等臂杠杆的原理制成的，对应关系正确，故B正确；
C、上图反映了光的反射定律，而下图中激光准直是利用光的直线传播的原理，故C错误；
D、轮船是采用空心的办法来增大浮力，与上图中牙膏皮能漂浮在水面上的原理相同，对应关系正确，故D正确；
故选：BD。
【点评】本题主要考查学生对知识的理解和运用情况。试题所选择的素材主要涉及的是电和磁的相关知识。题目以两组图片相对应的形式展现给学生，一组是实验现象，另一组是现象的应用，考查了我们的教学过程中实验的展现，同时也是为了把学生的课堂表现考出来。试题形式新颖、设计巧妙，体现了学以致用的思想。
三．填空题（共11小题）
18．【分析】（1）此题考查的是杠杆的分类和特点，主要包括以下几种：
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，既不省距离也不省力。
（2）杠杆的五个要素：支点：杠杆绕着转动的点；
动力：使杠杆转动的力。动力臂：从支点到动力作用线的距离；
阻力：阻碍杠杆转动的力。阻力臂：从支点到阻力作用线的距离。
【解答】解：（1）如图所示，工程车上的起重臂就是动力臂小于阻力臂的费力杠杆，使用它的好处是能够省距离；
（2）物体的重力为阻力F2，沿F2作出阻力的作用线，从O点向阻力F2引垂线，从支点O向阻力的作用线作垂线，就是阻力臂L2；如图所示：
故答案为：费力，距离；如图示。
【点评】结合图片和生活经验，先判断各种杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆，找出其对应的使用特点是本题的解题关键所在；画力臂的方法：首先确定支点、动力、阻力。然后用虚线画出动力和阻力的作用线，再做出支点力的作用线的距离，最后标出动力臂和阻力臂。
19．【分析】杠杆可分为：
①省力杠杆，动力臂大于阻力臂；
②费力杠杆，动力臂小于阻力臂；
③等臂杠杆，动力臂等于阻力臂。
【解答】解：指甲剪可以看成是由一个撬棒和一个镊子组成：
①镊子是由OBD和OED两个杠杆组成，支点O点，动力作用在E点，阻力作用在D点。使用时动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；
②撬棒是ABC，以B为支点，动力作用在A上，阻力作用在C上，使用时动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，此时B是支点；
人使用指甲剪时上面刀刃受到阻力方向是向上的；
故答案为：ABC；B；向上。
【点评】解决本题的关键是能够结合图片和生活经验，判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆。
20．【分析】（1）结合图片，根据杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2可以求出作用在车把上竖直向上的力的大小。
（2）根据杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2分析即可。
【解答】解：由图知，车轮的转轴处为支点，动力臂L1＝1m，阻力臂L2＝0.3m，
根据杠杆平衡条件可得：FL1＝GL2，
即：F×1m＝1400N×0.3m，
解得F＝420N。
已知车厢和砖头所受的总重力不变，根据杠杆的平衡条件可知，增大动力臂（即手向后移动）或减小阻力臂（即重物向前移动），能减小动力，更省力。
故答案为：420；手向右移动或者重物靠近轮子放一些。
【点评】此题主要考查的是杠杆平衡条件的应用，属于中考的常见题型，难度不大。
21．【分析】（1）杠杆绕着转动的固定点叫支点；当动力臂大于阻力臂时，是省力杠杆；当动力臂等于阻力臂时，是等臂杠杆；当动力臂小于阻力臂时，是费力杠杆；
（2）定滑轮和动滑轮实质上都是杠杆，定滑轮由于动力臂、阻力臂都是滑轮半径，所以属于等臂杠杆。其特点是不省力，但可改变力的方向。动滑轮是省力杠杆，动力臂是滑轮直径，阻力臂为其半径。其特点是省一半力，不能改变施力方向。
【解答】解：（1）杠杆绕着转动的固定点叫支点；动力臂小于阻力臂的杠杆，用起来费力，是费力的杠杆；
（2）动滑轮和定滑轮中，实质属于省力杠杆的是动滑轮，它的动力臂与阻力臂之比的最大值为2：1。
故答案为：支点；大于；动；2：1。
【点评】本题考查了杠杆的分类及其滑轮的实质，属于基本内容，比较简单。
22．【分析】找出动力臂和阻力臂，又知道阻力（工件重），利用杠杆平衡条件求动力（推力）；
知道工件重力和被提升的高度利用W＝Gh可求机械手做的功；
知道动力机械的功率和做功时间，利用P＝求动力机械做的总功。
【解答】解：这只机械手为一杠杆，如图，
由杠杆平衡条件可得：F1×OA＝F2×OB，
则F1＝＝＝150N；
机械手做的有用功：
W有＝Gh＝30N×0.2m＝6J；
根据P＝可得动力机械M做的总功：
W总＝Pt＝15W×0.5s＝7.5J，
故答案为：150；6；7.5。
【点评】本题考查了功的计算、杠杆平衡条件的利用、机械效率的计算，综合性强，能确定机械手就是杠杆、区分有用功和总功是本题的关键。
23．【分析】（1）知道两边力臂大小，利用杠杆平衡条件和重力公式求被称物体的质量；
（2）知道被测物体的质量、OA的大小、秤砣质量，利用杠杆平衡条件求刻度为3千克的秤星与秤纽O点间的距离；
（3）秤砣磨损、质量变小，秤砣重力变小，根据杠杆平衡条件判断所称物体质量如何变化。
【解答】解：
（1）由杠杆平衡条件F1L1＝F2L2得：
GA×OA＝GB×OB，
即：mAg×OA＝mBg×OB，
又知道OA＝8cm，OB＝32cm，
则被称物体的质量：
mA＝＝＝2kg；
（2）因为GA×OA＝GB×OB′，
即：mA′g×OA＝mBg×OB′，
又知道OA＝8cm，mA′＝3kg，mB＝0.5kg，
可得：
OB′＝＝＝48cm。
（3）秤砣磨损，其质量变小，
在m物与LOA一定时，由杠杆平衡条件可知，
L变大，由于L越大，称的刻度示数越大，
即：杆秤所示的质量值 大于被测物体的真实质量值。
故答案为：2；48；大于。
【点评】本题考查了杠杆平衡条件的应用，能确定不同情况下两边力和力臂的大小（或大小变化）是本题的关键。
24．【分析】使用杠杆时，杠杆绕着转动的固定点叫支点；结合钓鱼竿的实际情况，确定支点以及动力臂与阻力臂的关系，判断是哪类杠杆；
【解答】解：
使用杠杆时，杠杆绕着转动的固定点叫支点；
由图可知，要能更加方便地将上钩的鱼快速提起，要以点A为支点，动力作用在B点，可见动力臂小于阻力臂，是费力杠杆。
故答案为：支点；费力；A。
【点评】本题考查了杠杆五要素以及杠杆分类，属于基础题目。
25．【分析】跷跷板在水平位置平衡，知道妈妈体重和小明的体重关系，利用杠杆的平衡条件判断离支点的距离的大小；
根据杠杆的平衡条件分析解答。
【解答】解：跷跷板在水平位置平衡时，设小明的重力为G1，力臂为L1，妈妈的重力为G2，力臂为L2，
因为G1L1＝G2L2、G1＜G2，所以L1＞L2，即妈妈比小明离转轴近；
若小明往转轴靠近一小段距离，即力臂为L1减小，为了保持跷跷板水平平衡，由G1L1＝G2L2知，在G1和G2不变时，L1减小，L2也减小，妈妈应适当靠近转轴。
故答案为：近；靠近。
【点评】本题考查杠杆平衡条件的应用，杠杆是否平衡取决于力和力臂的乘积是否相等，不能只看力或力臂的大小。
26．【分析】杠杆根据其力臂关系可以分为三类：动力臂大于阻力臂，省力杠杆；动力臂小于阻力臂，费力杠杆；动力臂等于阻力臂，等臂杠杆。
【解答】解：（1）甲剪刀使用时，动力臂大于阻力臂，为省力杠杆；
（2）乙剪刀使用时，动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，使用时省距离。
故答案为：甲；省距离。
【点评】此题主要考查的是杠杆的分类，根据杠杆的力臂关系可以将杠杆分为三类：省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆。
27．【分析】（1）淀粉的消化从口腔开始，口腔中的唾液淀粉酶能够将部分淀粉分解为麦芽糖，当淀粉和麦芽糖进入小肠后，由于小肠中的胰液和肠液中含有消化糖类、脂肪和蛋白质的酶，因此，淀粉等糖类物质在小肠内被彻底消化为葡萄糖；
（2）动力臂大于阻力臂的杠杆为省力杠杆，动力臂小于阻力臂的杠杆为费力杠杆，动力臂等于阻力臂的杠杆为等臂杠杆。
【解答】解：（1）淀粉在人体消化道内被彻底消化为葡萄糖；
（2）由图知，挥动大锤捣糯米团时，动力臂小于大锤重力的力臂，所以大锤可以看作一个费力杠杆。
故答案为：（1）葡萄糖；（2）费力。
【点评】此题是一道学科综合题，涉及到地理、生物和物理知识，难度不大，考查的是我们对知识的整合能力。
28．【分析】（1）此题考查的是杠杆的分类和特点，主要包括以下几种：
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，既不省距离也不省力。
（2）根据杠杆平衡条件，阻力不变，阻力臂变小，在动力臂不变时，动力变小；阻力和阻力臂不变时，动力臂变大，动力也会变小。
【解答】解：由图可知，挑着重物的棒是杠杆，支点在肩上，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，所以动力大于阻力；
根据杠杆平衡条件，要使胳膊所用的力减小些，重物重力不变，可减小阻力臂，采用的办法是将重物靠近肩膀。
故答案为：大于；靠近。
【点评】本题是生活中常见的一个场景，较好地考查了杠杆平衡条件在生活中的应用，要学会分析我们生活中遇到的物理现象。
四．作图题（共7小题）
29．【分析】根据杠杆平衡的条件可知，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。
【解答】解：在课桌的C点用力，以桌腿上A点为转轴（支点），课桌重力的力臂一定，当所用的力力臂最大时，所用的力最小，而最大的力臂等于AC间距离，则当力作用在C点且与AC连线垂直向上时，力最小，如图所示：
【点评】本题考查了杠杆杠杆中最小力的画法，正确理解支点、力臂的概念是此类作图的基础。
30．【分析】重物对杠杆的力为阻力，动力臂是由支点到动力的作用线的距离，据此画图。
【解答】解：杠杆受到的阻力F2为重物对杠杆的力，过B点作竖直向下的力即为阻力F2，从支点向F1作用线引垂线段，可得动力臂L1，如图所示：
【点评】本题考查了力的示意图和力臂的画法。作力臂关键是要画出支点到力的作用线的垂线段。
31．【分析】先找出阻力作用点，然后过作用点作竖直向下的阻力；根据力臂的画法作图，即过支点作垂直于动力作用线的垂线段。
【解答】解：过钉子与羊角锤的接触点作竖直向下的力，即为阻力F2；
然后过支点O作动力F1作用线的垂线段，即为动力臂L1．如下图所示：
【点评】力臂是支点到力的作用线的垂线段，不是到力的作用点的距离。
32．【分析】力臂的画法：①首先根据杠杆的示意图，确定杠杆的支点。②确定力的作用点和力的方向，画出力的作用线。③从支点向力的作用线作垂线，支点到垂足的距离就是力臂。
【解答】解：已知支点O，从支点O做F1作用线的垂线段即为F1的力臂L1，从支点O做F2作用线的垂线段即为F2的力臂L2．如图所示：
【点评】此题考查力臂的画法，作力臂时要找好支点与力的作用线，因为力臂是从支点到力的作用线的距离。
33．【分析】（1）手指对夹子的力垂直于接触面，根据力的示意图的画法作图；
（2）力臂即点到线的距离。先找点（支点），再作线（F2的作用线），最后作点到线的距离。
【解答】解：过动力作用点A垂直于接触面向下画出动力F1的示意图；由支点O向F2的作用线作垂线段，即为阻力臂l2，如图所示：
【点评】本题考查了的力的示意图、力臂的画法，关键是知道力臂是从支点到力的作用线的距离。
34．【分析】根据力臂是支点到力的作用线的垂直距离可作出F2的力臂L2，根据力的作用线与力臂垂直，可作出力的作用线，与杠杆的交点就是力的作用点，根据动力和阻力的关系可确定力的方向。
【解答】解：由图可知，O为支点，物体对杠杆的拉力是阻力F2，由O向力F2的作用线引垂线，支点到垂足的距离就是力臂L2；
作力臂L1的垂线即力F1的作用线，与杠杆的交点就是作用点，F1使杠杆的转动方向与力F2的相反；如下图所示：
【点评】本题考查了力的示意图和力臂的画法。由力臂的概念即可画力臂，也可确定力的方向和作用点。
35．【分析】力臂的画法：首先确定支点0，然后延长动力的作用线和阻力的作用线（用虚线）；再由支点向动力作用线和阻力作用线做垂线（用虚线），标出L1和L2。
【解答】解：反向延长F1画出力的作用线，然后由支点O分别向F1和F2的作用线做垂线段，标出对应的符号L1和L2，如图所示：
【点评】（1）掌握杠杆的五要素，会画力臂，会根据力臂画出力。
（2）延长力的作用线和由支点向力的作用线做垂线都用虚线。
五．实验探究题（共2小题）
36．【分析】（1）杠杆左端下沉，说明杠杆的重心在支点左侧，调节平衡螺母应使杠杆重心右移，这一调节过程的目的是为了使杠杆的自重对杠杆平衡不产生影响；杠杆在水平位置平衡时，力的方向与杠杆垂直，力臂的长度可以直接从杠杆上读出来；
（2）用杠杆的平衡条件来判断，力和力臂乘积大的一端，杠杆该端下沉；
（3）若杠杆的支点在杠杆的中点处，此时重力恰好作用在支点，若不在中点，此时杠杆的平衡会受重力的影响，根据重力的方向判断出重力是使杠杆向哪个方向转动，从而判断出测量结果偏差；
【解答】解：
（1）杠杆的左端低，说明这一侧力与力臂的乘积大，应将平衡螺母向右调节，以减小这一侧的力臂。
（2）设一个钩码的重力为G，杠杆一个小格代表L，
如果在图甲中杠杆两侧各去掉一个相同的钩码时，
杠杆的左端：3G×3L＝9GL，
杠杆的右端：2G×4L＝8GL，
所以杠杆的左端力和力臂的乘积大于右端的乘积，所以杠杆左端下沉。
（3）图丙中，若不计杠杆的重力，根据杠杆的平衡条件有：F′×3L＝3G×6L．解得：F′＝6G＝6×0.5N＝3N；
由于杆的重心在杆的中点，方向竖直向下，考虑杠杆自重对实验的影响，重力与钩码同时使杠杆向逆时针方向转动，所以弹簧测力计的示数应大于3N。
故答案为：（1）右；（2）左；（3）有；大于。
【点评】本题考查探究杠杆平衡条件的实验，要求学生平时重视实验能力的培养，重视自己动手实验，要学会利用杠杆平衡条件解决简单的实际问题。学会进行分析。
37．【分析】（1）为了避免杠杆重力对杠杆平衡产生的影响和便于测量力臂，实验前，应首先进行杠杆平衡调节，根据杠杆的平衡条件，杠杆左、右两端的螺母（或一端的螺母）向杠杆上翘的一端调节。但实验过程中，螺母不需要再调节；
（2）根据杠杆平衡条件，求出杠杆右边挂钩码的位置；
（3）在进行探究性实验时，如果只用一组数据得到结论，偶然性太大，因此应获取多组实验数据归纳出物理规律；
（4）杠杆的平衡条件为：F1L1＝F2L2；
（5）当左右两侧力与力臂的乘积不相等时，杠杆会转动，若力臂变小，则力将变大。
【解答】解：（1）为了避免杠杆重力对杠杆平衡产生的影响和便于测量力臂，实验开始对杠杆进行水平位置平衡调节；若发现杠杆在使用前右端低左端高，要使它在水平位置平衡，根据杠杆的平衡条件，应将杠杆右端的平衡螺母向左调节；此后在整个实验过程中，不需要旋动两侧的平衡螺母；
（2）设一个钩码的重为G，杠杆的分度值为L，
根据杠杆平衡条件得：3G×nL＝2G×3L，
所以n＝2（格）；
（3）探究杠杆平衡的条件时，多次改变力和力臂的大小主要是为了获取多组实验数据归纳出物理规律。不是为了减小摩擦，也不是为了使每组数据更准确，更不是为了多次测量取平均值减小误差，故选D；
（4）根据实验数据得出的规律是：动力×动力臂＝阻力×阻力臂，即F1L1＝F2L2；
（5）当拉力F向右倾斜时，要保持杠杆仍在水平位置平衡，则拉力F将变大，这是因为，当拉力倾斜时，拉力F力臂变小，所以力才会变大。
故答案为：（1）水平；左；消除杠杆自重对实验的影响；否；（2）2；（3）D；（4）动力×动力臂＝阻力×阻力臂；（5）变大；力臂变小。
【点评】（1）杠杆在水平位置平衡，并且力竖直作用在杠杆上，力臂才能在杠杆上，这两个条件缺一不可。
（2）本题还主要考查了力臂的问题，力臂是力的作用线到支点的距离，而不是力的作用点到支点的距离。
六．计算题（共2小题）
38．【分析】（1）根据G＝mg算出合金块的重力；
（2）根据ρ＝算出合金块的密度；
（3）根据OB＝3OA以及杠杆平衡条件：F1L1＝F2L2，拉力F1的大小。
【解答】解：（1）合金块的重力：
G＝mg＝6kg×10N/kg＝60N；
（2）正方体合金块的体积：
V＝L3＝（0.1m）3＝10﹣3m3；
合金块的密度：
＝＝6×103kg/m3；
（3）已知OB＝3OA，F2＝G＝60N，
根据杠杆的平衡条件可得：F1LOB＝F2LOA，
则拉力F1的大小：F1＝＝＝×60N＝20N。
答：（1）合金块的重力为60N；
（2）合金块的密度为6×103kg/m3；
（3）拉力F1的大小为20N。
【点评】此题考查了重力、体积的计算以及杠杆平衡条件的应用，是一道基础计算题。
39．【分析】应用杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可以求出拉力大小。
【解答】解：由杠杆平衡条件F1L1＝F2L2得：
GA×AO＝（GB+F）×OB，
即：200N×AO＝（80N+F）×OB，
七．解答题（共1小题）
40．【分析】根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2分析，动力为重物P等于5N，动力力臂为直尺的三分之一，阻力为桌面对直尺的支持力，力的作用点在直尺的中心，所以阻力力臂为直尺的二分之一减去三分之一。
【解答】解：F1L1＝F2L2
5N×
G＝10N
答：此直尺受到的重力是10N。
【点评】本题考查学生对杠杆平衡条件的理解和运用。