深圳冠群实验学校物理第十一章 简单机械和功中考真题汇编解析版.docx

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深圳冠群实验学校物理第十一章简单机械和功中考真题汇编解析版

深圳冠群实验学校物理第十一章简单机械和功中考真题汇编[解析版]

一、初三物理第十一章简单机械和功易错压轴题提优（难）

1．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

【解析】

【分析】

【详解】

（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。

2．在探究“杠杆的平衡条件”实验中：

（1）将杠杆装在支架上，发现杠杆左端下沉，此时应将杠杆两侧的螺母同时向_____

（2）如图甲所示，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，则杠杆将______

（3）如图乙所示，用弹簧测力计在C处竖直向上拉。

当弹簧测力计逐渐向右倾斜如图丙，杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将______

（4）请在图丙中画出拉力F′的力臂l。

________

【答案】右逆时针变大不变

【解析】

【分析】

【详解】

（1）[1]杠杆左端下沉，右端上翘，平衡螺母向上翘的右端移动。

（2）[2]设一个钩码的重力为G，杠杆一个小格代表l，如果在图中杠杆两侧各去掉一个相同的钩码时，杠杆的左端为

杠杆的右端为

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，杠杆将逆时针转动。

（3）[3]乙图中，弹簧测力计竖直向上拉杠杆时，拉力的力臂为OC，弹簧测力计向右倾斜拉杠杆时（如图丙），拉力的力臂小于OC，拉力的力臂变小，拉力变大，弹簧测力计的示数将变大。

[4]根据杠杆平衡的条件，动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂，因为杠杆始终保持水平平衡，钩码的重力和钩码的位置没有发生变化，所以弹簧测力计的拉力与其力臂的乘积将不变。

（4）[5]从支点向力的作用线做垂线，得到力臂，如图所示：

3．同学们在探究影响浮力大小的因素时，发现手中的弹簧测力计损坏了，聪明的小强同学利用刻度均匀的杠杆和钩码（每只重0.5N）替代弹簧测力计顺利地完成了该实验。

以下是小强同学的实验操作，请你帮他完善该实验探究。

（1）将杠杆安装在支架上，静止时如图1所示，应将平衡螺母向______（选填“右”或“左”）调节，使杠杆在水平位置平衡；

（2）如图2甲所示，将重2N的物体G挂在A点，两只钩码挂在B点时，杠杆在水平位置平衡；

（3）将物体G部分浸入水中（如图2乙所示），两只钩码移到C点时，杠杆在水平位置平衡；

（4）将物体G浸没于水中（如图2丙所示），两只钩码移到D点时，杠杆在水平位置平衡；

（5）将物体G浸没于盐水中（如图2丁所示），两只钩码移到E点时，杠杆在水平位置平衡。

分析与论证：

分析比较

（2）、（3）、（4）可得：

物体G所受浮力大小与______有关；分析比较

（2）、（4）、（5）可得：

物体G所受浮力大小与有______关；由题中信息计算物体G的体积V=______m3，盐水的密度______kg/m3。

（，g=10N/kg）

【答案】右物体排开液体的体积液体的密度1.0×10-41.125×103

【解析】

【分析】

【详解】

[1]杠杆在如图1位置平衡后，要使杠杆在水平位置重新平衡，应将平衡螺母向右调节。

[2]步骤

（2）、（3）、（4）是让物体未浸入、部分浸入和浸没于水中，而钩码逐渐靠近支点，说明物体G所受的浮力逐渐变大，所以可得物体G所受的浮力大小与排开液体的体积有关。

[3]步骤（4）（5）是让物体G分别浸没在水中和盐水中，所以比较的是浮力大小与液体密度的关系。

[4]由步骤（4）及杠杆的平衡条件得

（G物-F浮）⋅4L=1N⋅4L，（2N-F浮）⋅4L=1N⋅4L

所以

F浮=1N

由阿基米德原理有，物体的体积

[5]由步骤（5）及杠杆的平衡条件得

（2N-F浮＇）⋅4L=1N⋅3.5L

所以

F浮＇=1.125N

由阿基米德原理有，盐水的密度

4．如图所示，小明在探究“杠杆的平衡条件”实验中所用的实验器材有：

杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个。

（1）实验前，将杠杆中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆右端下沉。

此时，应把杠杆两端的平衡螺母向______（左/右）调节，使杠杆在不挂钩码时在水平位置平衡。

其目的是______；

（2）杠杆调节平衡后，小明在杠杆上A点处挂4个钩码，在B点处挂6个钩码，杠杆恰好在原位置平衡。

于是小明便得出了杠杆的平衡条件为：

______（用字母表示）。

他这样得出的结论______（合理/不合理）；原因是：

______；

（3）实验结束后，小明提出了新的探究问题：

“若支点不在杠杆的中点时，杠杆的平衡条件是否仍然成立？

”于是小组同学利用如图乙所示装置进行探究，发现在杠杆左端的不同位置，用弹簧测力计竖直向上拉使杠杆处于水平平衡状态时，测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符。

其原因是：

______。

【答案】左减小了杠杆的自重对实验的影响不合理实验次数较少，得出的结论不具有普遍性杠杆本身受到重力

【解析】

【分析】

【详解】

（1）[1]发现杠杆右端下沉，说明右端重，应该把杠杆两端的平衡螺母向左调。

[2]使杠杆在不挂钩码时在水平位置平衡。

其目的是把重心移至支点处，让杠杆重力的力臂为零，这样就减小了杠杆的自重对实验的影响。

（2）[3][4][5]杠杆的平衡条件为：

动力×动力臂=阻力×阻力臂，探究杠杆平衡的条件多次测量就是为了寻找普遍规律，本次实验，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。

（3）[6]图乙中，支点位于动力和阻力的右侧，杠杆的重心不在支点上，弹簧测力计不但提了钩码，而且还提了杠杆，杠杆的重力对杠杆转动产生了影响，导致拉力F的大小比由杠杆平衡条件计算出来的数值偏大。

5．如图所示，是“探究杠杆的平衡条件”的实验装置。

（1）实验前，杠杆右端偏高，应将两端的螺母向________调节，使杠杆在_______位置平衡；

（2）杠杆平衡后，在左侧挂两个钩码，每个钩码重1N，在右端竖直向下拉着弹簧测力计，使杠杆在水平位置重新平衡，如图所示。

此时弹簧测力计的示数F=_____________N（弹簧测力计自重不计）；

（3）当弹簧测力计处于图中的虚线位置时，若使杠杆在水平位置平衡且弹簧测力计的示数仍等于F，应将钩码向_________（填“左”或“右”）移动适当的距离；

（4）小华想到若铁架台不是在水平桌面上，而是在略微倾斜的桌面上是否影响实验呢？

经小组分析不在水平桌面上_______（填“影响”或“不影响”）实验过程。

【答案】右水平3右不影响

【解析】

【分析】

【详解】

（1）[1][2]实验前杠杆右端偏高，应将两端的平衡螺母右调节，直到杠杆在水平位置平衡，这样在实验操作过程中，才能读出力臂。

（2）[3]设杠杆每一小格的长度为l，据杠杆的平衡条件有

2N⋅3l=F⋅2l

所以此时弹弹簧测力计的示数

F=3N

（3）[4]若使弹簧测力计处于图中虚线处，则弹簧测力计对杠杆的力的力臂变小，而弹簧测力计的示数不变，钩码的重力不变，据杠杆的平衡条件，若想让杠杆在水平位置平衡，须向右适当移动钩码。

（4）[5]铁架台放在略微倾斜的桌面上，不会影响实验过程。

即使铁架台不是水平放置，但依然可调节杠杆在水平位置平衡。

6．小明和小红利用如图所示装置探究杠杆的平衡条件。

（1）若实验前杠杆如图甲所示，可将杠杆两端的平衡螺母向______（填“左”或“右”）调节，使杠杆在水平位置平衡。

次数

F1/N

l1/cm

F2/N

l2/cm

1

1

10

2

5

2

2

10

1

20

3

2

15

3

10

（2）在实验过程中，调节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______。

（3）在杠杆两端加挂钩码，并移动钩码，使杠杆在水平位置平衡，测出力臂，多次实验并把数据记录在表格中。

小明根据以上数据得出杠杆的平衡条件是______。

（4）调节杠杆平衡后，小红在杠杆上的A点处挂4个钩码，如图乙所示，为使杠杆重新平衡，应在B点挂______个钩码。

（5）如图丙所示，用弹簧测力计在C处竖直向上拉，使杠杆在水平位置平衡，当弹簧测力计在原位置逐渐向右倾斜时，使杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。

（拓展）探究杠杆的平衡条件后，小红利用杠杆测出了小石块的密度。

步骤如下：

①如图丁（a）所示，用细线将小石块拴好，把小石块和钩码分别挂在杠杆上，调节钩码的位置使杠杆在水平位置平衡，用刻度尺分别量出小石块悬挂处到支点的距离L和钩码悬挂处到支点的距离l。

②如图丁（b）所示，在玻璃杯内盛水，将小石块浸没在水中，保持L不变，调节钩码的悬挂位置，使杠杆重新在水平位置平衡，测出钩码悬挂处到支点的距离为l'，l:

l'＝5:

3。

③小石块的密度ρ石＝______kg/m3。

【答案】右便于直接在杠杆上读出力臂的大小F1l1=F2l26变大2.5×103

【解析】

【分析】

【详解】

（1）[1]实验前杠杆如图甲所示，杠杆左端下沉，需要将平衡螺母向右调节，使杠杆平衡。

（2）[2]在实验过程中，调节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，同时便于直接在杠杆上读出力臂的大小。

（3）[3]由表格数据可知，在杠杆两端加挂钩码，并移动钩码，使杠杆在水平位置平衡，测出力臂，多次实验并把数据记录在表格中。

小明根据以上数据得出杠杆的平衡条件是：

动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂，即F1l1=F2l