深圳布吉中海怡翠学校初中部物理第十一章 简单机械和功同步单元检测Word版 含答案Word格式.docx

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（4）他将2个钩码悬挂在C点，在A点竖直向上缓慢拉动弹簧测力计，使C点上升高度仍为，则弹簧测力计的示数将_______，此次拉力做的功将_____第一次做的功（选填“大于”“等于”或“小于”）

【答案】平衡右力臂大小F1的力臂测量错误×

100%大于小于

【解析】

【分析】

【详解】

（1）[1]图甲所示的位置时，杠杆静止，所以杠杆处于平衡状态。

[2][3]图甲中，杠杆右高左低，说明杠杆的重心偏左，应将右端的平衡螺母向右调节，使重心在支点上，让杠杆在水平位置平衡，此时力臂在杠杆上，便于测量力臂大小。

（2）[4]图中，拉力的方向与水平杠杆不垂直，只有当力的方向与杠杆垂直时，力臂才能从杠杆上直接读出来，小明误把杠杆的长度L1当成了拉力的力臂，所以小明会得出错误的结论。

（3）[5]有用功为

W有＝Gh2＝2mgh2

总功

W总＝F1h1

则机械效率的表达式

η＝×

100%＝×

100%

（4）[6]钩码的悬挂点在B点时，由杠杠的平衡条件得

F1·

OA＝G·

OB

悬挂点移至C点时，由杠杠的平衡条件得

F2·

OC

从图中可以看出，由OB到OC力臂变大，所以弹簧测力计的示数变大。

[7]使C点上升高度仍为，则有用功不变，但杠杆提升的高度减小，额外功减小，又因为总功等于额外功与有用功之和，因此此次拉力做的功将小于第一次做的功。

2．小红在探究杠杆的平衡条件时，找来一个量程为5N的弹簧测力计和若干个重均为0.5N的钩码，实验前测得杠杆上相邻刻度线间的距离都等于2cm。

请回答下列问题：

（1）实验前，小红先将杠杆调至水平位置平衡，这样操作的目的是______；

（2）小红在实验中测得一组数据如下表，于是他立即得出了杠杆的平衡条件：

“F1×

L1=F2×

L2”，你认为是否合理，并说明理由：

______；

F1/N

L1/cm

F2/N

L2/cm

2

6

3

4

（3）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”）；

（4）在上图中，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。

【答案】便于直接测量力臂不合理，只有一组实验数据，得到的结论具有偶然性核桃夹10cm

（1）[1]在探究杠杆的平衡条件时，为了便于直接测量力臂，我们将杠杆调至水平位置平衡。

（2）[2]在探究杠杆的平衡条件时，我们需要进行多次实验得到多组实验数据是结论具有普遍性，实验中由一组实验数据得到的结论具有偶然性。

（3）[3]如图所示，弹簧测力计对杠杆施加拉力的力臂大于钩码对杠杆施加拉力的力臂，是一个省力杠杆；

而托盘天平是一个等臂杠杆，核桃夹是一个省力杠杆，筷子夹菜时相当于一个费力杠杆；

所以与此图中杠杆类型相同的是核桃夹。

（4）[4]杠杆上相邻刻度线间的距离都等于2cm，每个钩码重均为0.5N，则图中钩码的总重力为

弹簧测力计施加拉力的力臂

钩码向左移动，若要保持杠杆平衡，弹簧测力计量程为5N，由杠杆平衡条件可知，钩码对杠杆施加拉力的最大力臂

即钩码到支点的距离不应超过10cm。

3．图甲是某型号的抽水马桶水箱进水控制装置的示意图，浮子是有上底无下底的圆柱形容器，中间有圆柱形的孔（图乙是浮子的放大示意图），壁的厚度忽略不计，浮子通过圆孔套在直杆上，并与调节螺母紧密相连，手动上下移动调节螺母，可以使浮子的位置随之上下移动，轻质细杆AB可绕O点旋转，A端与直杆底端相连，B端装有塞子当水箱的进水孔进水，水面接触到浮子下端后，浮子内的空⽓开始被封闭压缩，随着水位继续上升，浮子上升带动直杆向上运动，当水位上升到一定高度，AB杆处于水平位置时，塞子压住进水孔，进水孔停止进水。

（1）为测出浮子上底面的面积，现有刻度尺、量筒和水，请完成实验：

①将浮子倒置后，用刻度尺测出浮子内的深度h；

②将浮子装满水，用_______________________；

③浮子上底面的面积表达式：

S上=_________（用所测量物理量的符号表示）。

（2）若浮子上升的过程中内部被封闭的空气不泄露，用上述方法测得的浮子上底面的面积为10cm2，外界大气压为1.0×

105Pa，浮子、直杆、细杆AB、塞子的重力及所受浮力均不计，忽略所有摩擦，当进水孔停⽌进水时，浮子内的⽓体压强为外界大气压强的1.2倍，OA=6cm，OB=4cm，塞子受到水的压力为___________N。

（3）科学研究表明，⼀定质量的⽓体，在温度不变时，其压强与体积成反比，当进水孔的水压过大时，塞子被冲开，水箱内的水位超过⼀定⾼度，会使水溢出，若通过移动调节螺母的方法保证⻢桶正常使用，应如何移动调节螺母：

__________。

【答案】量筒测出浮子里面水的体积V30适当向下移动

（1）[1]将浮子装满水，利用量筒测出浮子里面水的体积V。

[2]根据体积计算公式，可知浮子上底面的面积表达式为

（2）[3]已知浮子内的气体压强为

则浮子内外气体压强差为

浮子上底面所受内外气体压力差方向向上，为

浮子对直杆A端向上的作用力为

以细杆为研究对象，处于水平位置时，根据杠杆平衡条件可知

则塞子受到水的压力为

（3）[4]当进水孔的水压过大时，应适当向下移动螺母，减小浮子内部气体的体积，使浮子内部的压强变大，则A端受到的向上的拉力就变大，根据杠杆平衡条件可知塞子对水的压力就变大，则塞子就不容易冲开。

4．某兴趣小组的同学在探究“风力发电机发电时的输出功率与风速的关系”时，设计了如下实验步骤：

①如图乙，将自制的小型风叶安装在风车底座上，把线的一端固定在风车转轴上，另一端系上钩码；

②在风车正前方1米处放置电风扇的风速调到1挡位，用秒表记录提升钩码到A点所需的时间；

③将电风扇换到2、3挡位，重复以上实验，并将数据记录在表格中：

（注：

电风扇挡位越高，风速越大）

表一：

电风扇挡位

钩码的质量/g

提升钩码到A点的时间/s

1

50

15

13

10

请你回答：

（1）这个实验是通过测量提升钩码到A点的_____来比较风车输出功率的大小。

这种方法是______（选填“控制变量法”或“转换法”）；

（2）通过实验可以得到的结论是：

风速越大，风力发电机发电时的输出功率__________；

为了进一步研究风力发电机，他又从电厂查到一台1500kW的发电机组的相关数据：

表二：

输出功率与风速的关系

风速v/（m/s）

5

20

输出功率P/kW

80

720

1500

1100

表三：

不同风速下风力发电机每秒获得的风能：

风速v（m/s）

1s获得的能量E（104J）

120

405

350

（3）风能是清洁能源，也是_____（选填“可再生”或“不可再生”）能源。

发电机的工作原理是_____；

（4）风速10m/s时，这台发电机的发电效率为__________，有同学认为风速越大，发电机的发电效率越高，他的观点是_____（选填“正确”或“错误”）的。

你认为的原因是______。

【答案】时间转换法越大可再生电磁感应现象60%错误风速越大发电效率越低

（1）[1]因提升高度要相同，通过提升时间，可知提升速度的大小，则由

可知输出功率的大小，故比较测量提升钩码到A点的时间来比较风车输出功率的大小。

[2]转换法可将不可测的量转换为可测的量进行测量，也可将不易测准的量转换为可测准的量，提高测量精度。

此实验将风车输出功率的大小转化为通过测量提升钩码到A点的时间。

（2）[3]分析表一数据可见，在提升钩码质量相同的情况下，风速越大，提升钩码到A点的时间越短，风车的输出功率越大。

（3）[4]风能是一种很清洁的可再生能源，资源丰富，无污染。

[5]风力发电是将风能转化为电能，发电机是通过机械运动产生电能，即是利用电磁感应现象制成的，所以发电机的工作原理是电磁感应现象。

（4）[6]风速为10m/s时，1s内获得的能量为，风车工作1h获得的能量为

风车工作1h产生的电能为

风车发电的效率为

[7][8]风速为15m/s时，1s内获得的能量为；

风车工作1s产生的电能为，风车发电的效率为

由此可知，风速越大，发电机的发电效率越低，所以他的观点是错误的。

5．如图所示是小明和小红利用刻度均匀的杠杆探究“杠杆平衡条件”的实验装置。

（1）在实验前，杠杆静止在图甲所示的位置，此时杠杆处于_______（选填“平衡”或“不平衡”）状态；

调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡的目的是消除杠杆自重对实验的影响，同时方便___________；

（2）杠杆平衡后，小明在左右两侧分别挂上如图乙所示的钩码，杠杆不能在水平位置平衡，在不增加钩码且不改变钩码悬挂点位置的前提下为了使杠杆重新在水平位置平衡，只需将____________即可；

（3）为获得更多组数据，他们取下右侧钩码，小明和小红分别设计了两种实验方案，小明的方案如图丙所示，小红的方案如图丁所示。

你认为__________（“小明”或“小红”）的方案更合理，理由是___________；

（拓展）探究杠杆的平衡条件后，小明又利用杠杆测量了石块的密度，实验装置如图所示。

实验步骤如下：

①将石块悬挂在杠杆左侧，通过调节细线长度使石块缓慢浸没在下方裝满水的溢水杯中（未触底），同时用质量忽略不计的薄塑料桶接住溢出的水；

②将薄塑料桶悬挂在杠杆右侧，调节塑料桶的悬挂位置，使杠杆在水平方向平衡，如图所示；

③测量出AB两悬挂点距支点O的距离分别为10m和15cm，则石块密度为___________kg/m3。

【答案】平衡测量力臂左侧的钩码去掉一个小明排除测力计的重力对实验的影响2.5×

103

（1）[1]杠杆静止时，无论杆身是否水平，都为杠杆的平衡状态。

[2]杠杆在水平位置平衡，其力臂和杆身重合，可以方便测量力臂的大小。

（2）[3]在乙图中，杠杆左右两侧所挂钩码的重力可分别视为动力和阻