上海致远中学物理第十一章 简单机械和功单元综合测试Word版 含答案.docx

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上海致远中学物理第十一章简单机械和功单元综合测试Word版含答案

上海致远中学物理第十一章简单机械和功单元综合测试（Word版含答案）

一、初三物理第十一章简单机械和功易错压轴题提优（难）

1．在“探究杠杆平衡条件的实验”中：

（1）图甲中，杠杆静止时处于_________（选填“平衡”或“不平衡”）状态．为使杠杆在水平位置平衡，小明应将杠杆两端的平衡螺母向_______（选填“左”或“右”）移。

（2）如图乙所示，在A点挂2个重力均为0.5N的钩码，在B点用弹簧测力计竖直向下拉杠杆，使其在水平位置平衡，弹簧测力计的示数为______________N。

（3）如图丙，保持A点所挂砝码的数量和位置不变，将弹簧测力计绕B点从a位置转到b位置，杠杆始终保持水平平衡，在此过程中拉力F与其力臂的乘积变化情况是______________。

A．一直变小B．一直变大C．一直不变D．先变小后变大

（4）竖直向下拉弹簧测力计，使杠杆从水平位置缓慢转过一定角度，如图丁所示，此过程中，拉力的力臂_________，弹簧测力计的示数__________（均选填“变大”、“变小”或“不变”）。

（5）若要使图丁状态下的弹簧测力计读数减小，可将弹簧测力计绕B点_____（选填“顺时针”或“逆时针”）方向转动一个小角度。

（6）小华用如图戊装置进行探究，发现总是无法得到教材上所列出的杠杆平衡条件，其原因是_____________________________________。

（7）小明用如图戊所示的实验装置研究“杠杆的机械效率”．实验时，将总重为G的钩码挂在杠杆A处，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，钩码上升的高度为h，弹簧测力计的示数为F，其移动的距离为s，则杠杆的机械效率η=__________（用题中字母表示）。

若将钩码移动到B点，仍将它匀速提升h的高度，则此时弹簧测力计的示数F'________（选填“>”“=”或“<”）F，杠杆此时的机械效率η´___________η（选择“>”、“=”或“<”）。

【答案】平衡左1.5C变小不变顺时针杠杆自重对杠杆平衡有影响×100%>>

【解析】

【分析】

【详解】

（1）[1]杠杆处于静止状态或匀速转动状态都为杠杆的平衡状态；所以，图甲中实验前没挂钩码时，杠杆处于静止的平衡状态。

[2]由于杠杆左端上翘，调节时重心应向左移动，应将杠杆两端的平衡螺母向左移，使杠杆在水平位置平衡。

（2）[3]如图乙所示，在刻度线A处挂两个钩码，在刻度线B处用调好的弹簧测力计竖直向下拉杠杆，杠杆在水平位置时，每个钩码为G=0.5N，每小格为L，根据杠杆的平衡条件知道，即

2G×3L=F×2L

2×0.5N×3L=F×2L

解得F=1.5N

（3）[4]将测力计绕B点从a位置转动到b位置过程中，钩码的重力不变，其力臂OA不变，即阻力与阻力臂的乘积不变；由于杠杆始终保持水平平衡，所以根据杠杆的平衡条件知道，拉力F与其力臂的乘积也是不变的。

故选C。

（4）[5][6]力臂等于支点到力的作用线的距离，竖直向下拉弹簧测力计，使杠杆从水平位置缓慢转过一定角度，如图丁所示，此过程中，弹簧测力计拉力的力臂变小，钩码对杠杆拉力的力臂也变小，但是根据三角形的相似性，动力臂和阻力臂的比值是不变的，所以拉力大小不变。

（5）[7]根据杠杆平衡条件知道，要使弹簧测力计读数减小，在阻力和阻力臂不变时，需要增大动力臂，当弹簧测力计与杠杆垂直时，动力臂最长，拉力最小，所以需要将弹簧测力计顺时针转动。

（6）[8]利用如图戊所示装置进行探究，杠杆的重心没有通过支点，杠杆的自重对杠杆平衡有影响。

（7）[9]由知道，将总重为G的钩码挂在杠杆A处时，杠杆的机械效率

[10]由图示知道，将钩码移动到B点时，阻力和动力臂都不变，阻力臂增大，由知道，动力将增大，即

F′＞F

[11]将钩码移至B点，提升相同高度，有用功相同，弹簧测力计竖直移动的距离不同，B点时杠杆上上升的高度小些，做的额外功小些，所以机械效率变大，即

η′＞η

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

【解析】

【分析】

【详解】

（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．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．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：

次数

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

1

1.0

0.1

0.8

0.4

31.25%

2

1.0

0.2

0.8

0.8

31.25%

3

2.0

0.1

1.2

0.4

41.67%

4

3.0

0.1

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

【解析】

【分析】

【详解】

（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

解得。

（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。

5．在做“探究杠杆的平衡条件”的实验中：

（1）如图甲所示，为使杠杆在______位置平衡，可以将左端的平衡螺母向______调；

（2）调节平衡后，在杠杆两侧挂不同数量的钩码，移动钩码位置，使杠杆在水平位置再次平衡，并记录相关数据。

改变钩码的数量及位置多次实验，小明得出杠杆的平衡条件______。

如图乙所示，A、B两点分别增加一个钩码，则杠杆______（选填“左端下沉”、“右端下沉”或“仍保持平衡”）；

（3）如图丙所示，若不在B点挂钩码，改用弹簧测力计在B点向下拉杠杆，弹簧测力计由竖直方向逐渐向左转动，杠杆始终保持水平平衡，则弹簧测力计的示数将逐渐______（选填“增大”或“减小”），原因是弹簧测力计拉力的力臂在______（选填“增大”或“减小”）。

【答案】水平左动力×动力臂=阻力×阻力臂或F1L1=F2L2右端下沉增大减小

【解析】

【分析】

【详解】

（1）[1][2]如图甲所示，杠杆右端下沉，左端上翘，应该将左端的平衡螺母向左调，使杠杆重新在水平位置平衡。

（2）[3]如图乙所示，假设一个钩码重力为G，横杆上一小格为L，调节平衡后，在杠杆两侧挂不同数量的钩码，移动钩码位置，使杠杆在水平位置再次平衡，并记录相关数据。

得到

左边