物理九年级上册 第十一章 简单机械和功检测题Word版 含答案Word格式文档下载.docx

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2．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力，两侧钩码的悬挂点可分别视为动力臂和阻力臂，根据杠杆的平衡条件

可知，只需将左侧的钩码去掉一个即可满足杠杆在水平位置平衡。

（3）[4][5]对比丙、丁两图可知，小明的实验方案更加理想；

因为弹簧测力计本身受到重力，小明的方案可以排除测力计的重力对实验的影响。

（3）①[6]设石块排开的水的重力为

，由阿基米德原理可知，石块受到的浮力

水中的石块为平衡状态，故其对绳的拉力

根据杠杆和平衡条件可得

即

由上式整理可得

由于石块排开水的体积和石块自身体积相等，所以上式可简化为

3．小明想测量常见的两种简单机械的机械效率。

（1）他先测滑轮组的机械效率，所用装置如图所示，实验中每个钩码重2N，测得的数据如下表：

次数

钩码总重G/N

钩码上升的高度h/m

测力计示数F/N

测力计移动距离s/m

机械效率率η

1

4

0.1

1.8

0.3

2

6

2.4

83%

3

1.4

0.5

57%

0.2

1.0

①在实验中，测绳端拉力F时，应尽量竖直向上_____拉动弹簧测力计；

②第1次实验测得的机械效率为________（保留整数），第4次实验是用____图做的（选填“a”、“b”或“c”）；

③分析第1、3次实验数据可得结论：

___________________；

（2）接着小明用如图所示的装置探究杠杆的机械效率，每个钩码的质量为m，O为支点（支点处的摩擦不计）。

①他先将2只钩码悬挂在B点，在A点竖直向上匀速拉动弹簧测力计，拉力为F1，机械效率为η1；

②然后他将这2只钩码悬挂在C点，在A点竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使C点上升高度与第一次相同，则此时弹簧测力计的示数F2将____（选填“>

”“=”或“<

”）F1；

[拓展]对比杠杆实验的第①②两步，判断第②步中杠杆的机械效率η2如何变化并说明理由_________。

【答案】匀速74%c使用不同的滑轮组，提升相同的重物，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越小＞见详解

（1）[1]测绳端拉力F时,应尽量竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使物体处于平衡状态。

[2]第1次实验测得的机械效率为

[3]第4次实验，钩码上升的高度为0.2m，测力计移动距离为1.0m。

则绳子股数为

第4次实验是用图c做的。

[4]分析第1、3次实验数据，提升重物相同，但第1次实验，应用图a一个动滑轮的滑轮组进行试验，第3次实验，应用图c两个动滑轮的滑轮组进行试验，第一次机械效率高于第3次实验数据，可得结论：

使用不同的滑轮组，提升相同的重物，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越小

（2）[5]钩码从B点移动到C点，阻力不变阻力臂变长，弹簧测力计位置不变，动力力臂不变，根据杠杆平衡条件可知，弹簧测力计的示数将变大，则F2>

F1。

[6]η2变大，因为C点被提的高度相同，克服杠杆自身重力所做的额外功相同，钩码提升的高度增加，有用功变大，根据

可知η2变大。

4．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×

[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

F浮＇=1.125N

由阿基米德原理有，盐水的密度

5．小明在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，利用如图所示的滑轮组进行了4次测量，测得数据如下表所示：

钩码所受的重力G/N

钩码提升的高度h/m

拉力F/N

绳端移动的距离s/m

机械效率η

0.8

0.4

31.25%

2.0

1.2

41.67%

3.0

1.5

（1）试验中应沿着竖直方向______（选填“加速”或“缓慢”）拉动弹簧测力计，且在弹簧测力计______时读数；

（选填“匀速运动”或“静止”）

（2）根据表中的数据计算得出第4次实验时绳端移动的距离s=_______m，机械效率η=_______；

（3）通过比较1、3和4三次实验数据得出：

同一滑轮组，物重越大，滑轮组的机械效率_____；

（4）在忽略摩擦力和绳重的前提下，通过第1次数据可算出动滑轮的重力为_____N；

（5）以下选项中不影响滑轮组机械效率的因素是______

A．动滑轮的重力B．绳子与滑轮之间的摩擦C．物体上升的高度

【答案】缓慢匀速运动0.450%越大2.2C

（1）[1]为了使弹簧测力计的示数大小等于绳端的拉力大小，试验中应沿着竖直方向缓慢拉动弹簧测力计。

[2]假设弹簧测力计静止时读数，测力计没有测出绳子与滑轮间的摩擦，测得的拉力偏小，即没有考虑到摩擦对滑轮组机械效率的影响，所以需要弹簧测力计匀速运动时读数。

（2）[3]从图中可以看到，四条绳子托着动滑轮，第4次实验时，钩码提升的高度是0.1m，绳端移动的距离是0.4m。

[4]第4次实验时滑轮组做的有用功

滑轮组做的总功

滑轮组的机械效率

滑轮组的机械效率是50%。

（3）[5]通过比较1、3和4三次实验数据可知，物重越大，滑轮组的机械效率越大。

（4）[6]忽略摩擦力和绳重，四条绳子托着动滑轮，那么

代入数据可得

。

（5）[7]根据

可知动滑轮的重力影响滑轮组机械效率，物体上升高度不影响滑轮组机械效率，绳子与滑轮之间的摩擦将增加额外功的比例，影响滑轮组机械效率。

故选C。

6．如图是探究杠杆平衡条件的几个实验情景：

（1）挂钩码前，杠杆在如图甲所示的位置静止，此时杠杆_______（填“是”或“不是”）平衡状态；

（2）如图乙所示，在A处挂三个钩码，在B处挂2个钩码可以使杠杆在水平位置平衡，若将杠杆A、B处的钩码同时向外移动一格，杠杆将__________（选填“保持不变”、“左端下降”或“右端下降”）；

（3）如图丙，取下B处钩码，改在C处用细绳竖直向上拉，使杠杆再次在水平位置平衡，则拉力F为____N（每个钩码重0.5N）；

若将细绳转到虚线位置时，仍使杠杆水平平衡，此时拉力F___（选填“变小”、“不变”或“变大”），原因是_______；

（4）杠杆在生活中应用非常广泛，图丁是脚踩式垃圾桶的结构简图，则杠杆DEF是_______（选填“省力杠杆”“费力杠杆”和“等臂杠杆”），此种杠杆的好处是_____。

【答案】是左端下降0.75变大拉力F的力臂变短费力杠杆省距离

（1）[1]如图甲所示，杠杆保持静止状态，是平衡状态。

（2）[2]假设一个钩码重力为G，杠杆上一格为L，在A处挂三个钩码，在B处挂2个钩码可以使杠杆在水平位置平衡，若将杠杆A、B处的钩码同时向外移动一格，则杠杆左端有

右端有

则

杠杆会出现左端下降的情况。

（3）[3]假设杠杆上一格为L，A处力臂为2L，C处力臂为4L，每个钩码重0.5N，根据杠杆平衡条件有

则C处拉力F为

[4][5]若将细绳转到虚线位置时，拉力F的力臂变短，A处的作用力、力臂不变，仍要使杠杆水平平衡，根据杠杆平衡条件可知，此时拉力F将变大。

（6）[6][7]如图丁所示，脚踩式垃圾桶使用时，杠杆DEF的动力臂小于阻力臂，是一个费力杠杆；

费力杠杆的特点是费力省距离。

7．小华利用如图所示的装置来探究“杠杆的平衡条件”。

（1）实验前杠杆静止在如甲图所示位置，则此时杠杆是否平衡？

____（选填“是”、“否”），杠杆的重心是否在支点上？

________（选填“是”、“否”），若使杠杆在水平位置平衡，左边的螺母应向______移动；

（2）如乙图，杠杆调节平衡后，小华在B点悬挂了3个钩码，若要使杠杆再次平衡，D点应该挂_____个钩码。

如果此时两边再各增加一个钩码，则杠杆将向_______边倾斜；

（3）如图丙所示，小华在A、C两点分别悬挂等重的载物盘，制作了一个天平，左盘放物体，右盘加减砝码，此天平是利用了哪一类杠杆制作而成的？

________。

假如支点O因某种原因向右偏移，则天平的测量值____真实值（选填“大于”“等于”或“小于”）。

【答案】是否右4左等臂杠杆大于

（1）[1]杠杆静止在如甲图所示位置保持静止状态，受力平衡，则此时杠杆是平衡的。

[2]如图甲所示，此时杠杆左端下沉，说明杠杆的重心不在支点上，而是在支点的左端的某一点。

[3]如图甲所示，此时杠杆左端下沉，右端上翘，则应该将平衡螺母向右调使杠杆重新平衡。

（2）[4]如图乙所示，假设一个钩码重为G，杠杆上一格为L，在B点悬挂了3个钩码，则杠杆左端为

根据杠杆平衡条件有

即需要在D点挂4个钩码才能使杠杆重新平衡。

[5]如果此时两边再各增加一个钩码，杠杆左端为

右端为

左端大于右端，即杠杆向左边倾斜。

（3）[6]如图丙所示，在A、C两点分别悬挂等重的载物盘，即力的方向与杠杆垂直，则A、C两点到支点的距离即为力臂，由图可知两力臂相等，杠杆为等臂杠杆，所以此天平是利用了等臂杠杆制作而成。

[7]支点O因某种原因向右偏移，杠杆不再是等臂杠杆，变成了费力杠杆，则C点的力臂减小，根据杠杆的平衡条件可知，C点需要更大的力，即会导致天平的测量值大于真实值。

8．在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，某组同学用滑轮安装了如图甲、乙所示的滑轮组，实验测得的数据如下表所示。

实验次数

钩码的重力G/N

钩码被提升的高度h/m

66.7%

71.4%

（1）使用图甲的滑轮组实验时，应该要沿____方向匀速拉动弹簧测力计；

（2）第3次实验数据是用图____（选填“甲”“乙”）所示的滑轮组测得的，其机械效率是_____（结果精确到0.1%）；

（3）通过分析第1、2、3次实验数据可得出结论：

使用同一滑轮组提升重物时，钩码越重，滑轮组的机械效率越_____（选填“高”“低”），通过分析第____两次实验数据可得出结论：

使用滑轮组提升相同的重物时，滑轮组的机械效率与绳子段数无关；

（4）同组同学发现实验过程中边拉动弹簧测力计边读数，弹簧测力计示数不稳定，该同学认为应该在弹簧测力计静止时读数，你认为他的想法______（选填“合理”“不合理”）。

（5）实验中多次改变提升钩码的重力来测量滑轮组的机械效率，其目的是_____（选填字母序号）

A．减小摩擦力B．多次测量求平均值C．获得多组数据归纳出物理规律

【答案】竖直向上甲

高1、4不合理C

（1）[1]使用图甲的滑轮组实验时，应该要沿竖直向上方向匀速拉动弹簧测力计。

（2）[2]从表中数据可以看到，第三次实验时，绳端移动的距离是钩码被提升的高度三倍，那么托着动滑轮的绳子是3条，那么图甲的动滑轮合适。

[3]第三次实验时，其所做的有用功

其所做的总功

其机械效率是

（3）[4]通过分析第1、2、3次实验数据可知，都是使用同一滑轮组，随着钩码重力的增加，机械效率也在变大，可得出结论：

使用同一滑轮组提升重物时，钩码越重，滑轮组的机械效率越高。

[5]滑轮组提升相同的重物，观察表中数据可知，第一次和第四次的重物重力相同，滑轮组的机械效率也相同，再根据绳端移动的距离和钩码被提升的高度关系可知，托着动滑轮的绳子条数不同，可知道通过分析第1和4两次实验数据可得出结论：

使用滑轮组提升相同的重物时，滑轮组的机械效率与绳子段数无关。

（4）[6]在弹簧测力计静止时读出了数据，由于不会克服绳与轮之间摩擦，所以测得的拉力偏小，这个想法是不正确的，没有考虑到摩擦对滑轮组机械效率的影响。

（5）[7]实验中多次改变提升钩码的重力来测量滑轮组的机械效率，其目的是获得多组数据归纳出物理规律。

9．某小组在“测滑轮组机械效率的实验”中得到的数据如表所示，实验装置如图所示．

（1）实验中应沿竖直方向_____缓慢拉动弹簧测力计．

（2）小组同学发现实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，应该静止读数，你认为他的想法_____（选填“正确”或“不正确”），因为她没有考虑到_____对滑轮组机械效率的影响．

（3）用丁图装置进行实验，得出表中第4次实验数据，请将表中的两个数据填写完整______．

（4）通过比较_____两次实验数据得出结论：

使用同一滑轮组提升同一重物时，滑轮组的机械效率与绳子段数无关（填实验次数的序号）

（5）通过比较_____两次实验数据得出结论：

同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高．（填实验次数的序号）

（6）通过比较3、4两次实验数据可得出结论：

_________________________________

【答案】匀速不正确摩擦0.4；

80%1、22、3不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越轻，滑轮组的机械效率越高（或不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低

（1）实验中应沿竖直方向匀速缓慢拉动弹簧测力计，这样测力计示数才等于拉力大小；

（2）在弹簧测力计静止时读出了数据，由于不会克服轮与轴、绳与轮之间的摩擦，所以测力计示数偏小，他的想法是不正确的；

（3）丁图中，绳子的有效段数为n=4，绳端移动距离

s=nh=4×

0.1m=0.4m

η=

=80%

（4）绳端移动距离与物体升高的高度的关系为s=nh，所以，结合表中数据可知实验1、2、3中绳子的有效段数分别为2、3、3；

再结合钩码的重力可知，实验1、2、3分别是用甲、乙、丙装置做的实验，根据控制变量法，研究同一滑轮组的机械效率与绳子段数的关系时，要控制提升物体的重力相同、滑轮个数也相同，只改变绳子的有效段数，所以应比较1、2两次实验数据；

通过比较1、2两次实验数据得出结论：

使用同一滑轮组提升同一重物时，滑轮组的机械效率与绳子段数无关；

（5）研究同一滑轮组提升重物时，机械效率与物重的关系时，要控制滑轮个数相同、绳子的段数相同，只改变物体的重力，故通过比较2、3两次实验数据得出结论：

同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高。

（6）通过比较3、4两次实验数据，即对应的图丙、图丁两装置，滑轮组不同，提升的重物相同，动滑轮越重机械效率越小，故可得出结论：

不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越轻，滑轮组的机械效率越高。

10．在“探究杠杆平衡条件”的实验中：

（1）安装好杠杆，将其放到水平位置后松手，发现杠杆沿顺时针方向转动，如图甲所示，则应将平衡螺母向______（选填“左”或“右”）调节，直到杠杆在水平位量平衡；

（2）杠杆调节平衡后，如图乙所示，在杠杆

点悬挂3个重力均为

的钩码，在

点用竖直向上的拉力

拉杠杆，使杠杆在水平位置平衡，拉力的大小为______

；

（杠杆上相邻两个黑点之间距离相等）

（3）实验结束后，小红把两个质量不等的实心铜块分别挂在另一杠杆两端，此时杠杆恰好在水平位置平衡，然后再将两个铜块同时浸没在水中，如图丙所示，则杠杆将______（选填“左端下沉”“右端下沉”或“仍然平衡”）。

【答案】左2仍然平衡

（1）在调平杠杆平衡时，杠杆的向哪端转动，那端沉，平衡螺母要向另一端移动；

（2）根据杠杆平衡条件可求出弹簧测力计的示数；

（3）掌握杠杆的平衡条件：

，利用阿基米德原理

，计算出两铜块浸没在水中后两端力和力臂的乘积，根据乘积的大小，判断杠杆的状态。

（1）[1]安装好杠杆，将其放到水平位置后松手，发现杠杆沿顺时针方向转动，左端上翘，如图甲所示，在调平杠杆平衡时，杠杆的向哪端转动，那端沉，平衡螺母要向另一端移动，则应将平衡螺母向左调节，直到杠杄在水平位置平衡；

（2）[2]由图可知,根据杠杆平衡条件得：

带入数据，

，

（3）[3]分别挂上质量不等的实心铜块时，恰好能使杠杆在水平位置平衡，设力臂分别为

、

，根据杠杆的平衡条件

可得，

①

则有

若将两铜块同时浸没在水中，则杠杆左端力和力臂的乘积

则杠杆右端力和力臂的乘积

又由于

，则有

②

根据上述等式①、②可得

因此杠杆仍然平衡。

11．小明在探究“杠杆平衡条件”的实验中：

（1）小明实验前发现杠杆左端低右端高，要使它在水平位置平衡，应将杠杆右端的平衡螺母向_______调节。

小明调节杠杆在水平位置平衡的主要目的是___________。

（2）小明用弹簧测力计在B点_________拉（如图甲），才可以在杠杆上直接读出动力臂。

（3）如图乙所示，某同学不改变拉力方向把杠杆由图乙的位置缓慢拉到图丙的位置时，弹簧秤的示数将_________。

（选填变大/变小/不变，设杠杆质地均匀，支点恰好在杠杆的中心，并且不计支点处摩擦）

（4）小明继续研究杠杆的机械效率，他们用轻绳悬挂杠杆一端的O点作为支点，在B点用轻绳悬挂总重为G的钩码，在A点用轻绳竖直悬挂一个弹簧测力计测拉力F，装置如图丁所示，使杠杆缓慢匀速上升,用刻度尺分别测出A、B两点上升的高度为h1、h2；

则：

①杠杆机械效率的表达式为η=________。

（用测量的物理量符号表示）

②若只将测力计的悬挂点由A移至C点，O、B位置不变，仍将钩码提升相同的高度，则杠杆的机械效