苏科版九年级物理上册 第十一章 简单机械和功同步单元检测Word版 含答案.docx

1、苏科版九年级物理上册 第十一章 简单机械和功同步单元检测Word版 含答案苏科版九年级物理上册 第十一章 简单机械和功同步单元检测（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同学们在学校的花园里散步时，看到校工师父在用剪刀修剪树枝，发现他在修剪较粗硬的树枝时，需要把树枝夹在剪刀离轴很近的地方，手放在剪刀离轴最远的末端就会很轻松的剪断粗树枝了，看到这里，同学们就讨论起来了：为什么这样使用，就会很容易剪断树枝呢？于是大家对杠杆的特性进行了如下探究。A：“探究杠杆的平衡条件”（1）当杠杆静止在图甲所示的位置时，杠杆处于_（选填“平衡”或“不平衡”）状态；此时，应将

2、右端的平衡螺母向_（选填“左”或“右”）调节使杠杆在水平位置平衡，这样做是为了便于测量_（2）小明同学用图乙所示的方法使杠杆处于平衡状态，测出此时的拉力大小为，发现，其原因是：_B：“探究杠杆的机械效率”如图丙所示装置，每个钩码的质量为m，O为支点（支点处摩擦忽略不计）（3）他将2个钩码悬挂在B点，在A点竖直向上缓慢拉动弹簧测力计，拉力为，测得A、B两点上升的高度分别为、，则此次杠杆的机械效率为=_（用物理量的符号表示）（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

3、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。23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Gh22mgh2总功W总F1h1则机械效率的表达式100%100%(4)6钩码的悬挂点在B点时，由杠杠的平衡条件得F1O

4、AGOB悬挂点移至C点时，由杠杠的平衡条件得F 2OAGOC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如图，小明在“研究杠杆平衡条件”的实验中所用的实验器材有：刻度均匀的杠杆，支架，弹簧测力计，刻度尺，细线和相同的重0.5 N重的钩码若干个。(1)如图A所示，实验前，杠杆左侧下沉，则应将左端的平衡螺母向_（选填“左”或”右”）调节，直到杠杆在水平位置平衡；(2)在图B中杠杆平衡了，若在杠杆左右两边同时增加一个相同的钩码，则杠杆向_

5、（选填“左”或”右”）倾斜；(3)甲同学通过对一组数据分析后得出的结论是：动力支点到动力作用点的距离=阻力支点到阻力作用点的距离，与小组同学交流后，乙同学为了证明甲同学的结论是错误的，他做了如图C的实验，已知杠杆上每个小格长度为5 cm，每个钩码重0.5 N，当弹簧测力计斜向上拉（与水平方向成30角）杠杆，使杠杆在水平位置平衡，此时乙同学发现，动力动力臂_（选填“等于”或“不等于”）阻力阻力臂。实验C_（选填“能”或”不能”）说明甲同学结论是错误的。【答案】右 右 等于 能 【解析】【分析】【详解】(1)1图A中，杠杆左侧下沉，应向右调节平衡螺母，直到杠杆在水平位置平衡。(2)2在图B中，据杠

6、杆的平衡条件得3G2F=2G3L在左右两边同时增加一个相同的钩码，则左右两边分别变成4G2F，3G3L而4G2F3G3L所以杠杆向右倾斜。(3)34由图C知，此时40.5N30.5cm=3N40.5cm即：动力动力臂=阻力阻力臂。而此时，动力臂并不等于支点到动力作用点的距离，所以能证明甲同学的结论是错误的。3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

7、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：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；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；测量出A

8、B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 2.5103 【解析】【分析】【详解】(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)45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

9、测力计的重力对实验的影响。 (3)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，所以上式可简化为所以石块的密度4小明用天平和量筒测量某金属块的密度。 (1)将天平放在水平台面上，游码归零后，发现指针指示的位置如图甲所示，他应将右端的平衡螺母向_调节（选填“左”或“右”），才能使天平水平平衡；(2)用调节好的天平测金属块质量时，天平平衡后，砝码及游在标尺上的位置如图乙所示，则金属块质量_g；(3)用细线系住金属块放入装有20mL水的量筒内，水面如图丙所示，则可计算出金属

10、块的密度=_g/cm3；(4)完成上述实验后，小刚又用一根硬刻度尺设计出测金属块密度的实验方案如图丁，首先用细线系在中点O点使硬刻度尺在水平位置平衡，然后将金属块A挂在硬刻度尺左端C处，把一块石块B挂在硬刻度尺右端，调节石块B的位置，使硬刻度尺在水平位置平衡，此时石块挂在硬刻度尺上的位置为E，如图所示。下面是测量金属的部分实验思路，将其补充完整。在刻度尺上读出OE的长度L1；把金属块A浸没在水中，把石块B从E移动到D处时，硬刻度尺仍在水平位置平衡：_；则金属块密度的表达式：=_。（用测出量和己知量表示，水的密度为水）。【答案】右 27 2.7 在刻度尺上读出OD的长度L2 【解析】【分析】【详

11、解】(1)1如图甲所示，调节横梁平衡时，指针左偏说明左盘质量偏大，则平衡螺母应向右调节。(2)2如图乙所示，游码标尺的分度值是0.2g，游码位于2g位置，矿石的质量(3)3水和金属块的总体积则金属块的体积金属块的密度(4)45实验步骤：在刻度尺上读出OE的长度L1；把金属块A浸没在水中，把石块B从E处移动到D处时，硬刻度尺仍在水平位置平衡； 在刻度尺上读出OD的长度L2；刻度尺的左端挂物体A，物体B挂在E处，杠杠在水平位置平衡，根据杠杠平衡条件得金属块A浸没在水中，物体A受到浮力作用，物体B挂在D处，杠杠在水平位置平衡，根据杠杠平衡条件得以上两个等式相除整理得5如图是探究杠杆平衡条件的几个实验

12、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“

13、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 【解析】【分析】【详解】(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45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

14、时拉力F将变大。(6)67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。6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

15、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)12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= F2L2=3G2L=6GL右边= F1L1=2G3L=6GL左边等于右边，改变钩码的数量及位

16、置多次实验，左边依然等于右边，小明据此得出杠杆的平衡条件：动力动力臂=阻力阻力臂或F1L1=F2L24如图乙所示，A、B两点分别增加一个钩码，则各自增加一个钩码后，右边大于左边，所以杠杆右端下沉。(3)56如图丙所示，A点钩码数量不变，钩码对杠杆施加的拉力方向不变，现在将B点的弹簧测力计由竖直方向逐渐向左转动，则弹簧测力计拉力的力臂减小，为使杠杆始终保持水平平衡，根据杠杆的平衡条件可知，则弹簧测力计拉力增大，即弹簧测力计的示数将逐渐增大。7小彬和小萌同学在学完浮力和杠杆的知识后，初步设计了两种方案，去分别测量待测液体(食用油、酱油)的密度：小彬的方案小萌的方案实验过程:如图，用弹簧测力计测出铁

17、块的重力为G， 然后把铁块先后浸没在水、食用油中静止后读出测力计的示数分别为F1、F2；实验过程：如图AOB为轻质杠杆（质量不计），小桶悬挂于A处位置不变，支点O位置不变。首先在小桶中倒人一定体积的水，调节石块的位置于B， 处杠杆在水平方向平衡，然后将水全部倒出将小桶擦干后再将等体积的酱油倒入小桶中，调节石块的位置于B处，杠杆再次在水平方向平衡，若OB1、OB2的长度分别为L1、L2（B1、B2图中未画出）(1)若食用油的密度比水的密度小，则在小彬的方案中F1_F2（选填“大于”、“小于”或 “等于”）；(2)小萌通过对比数据发现L1小于L2，可初步推断出酱油的密度比水的密度_；(3)已知水的

18、密度为水，结合两种方案中现有的测量数据，能得出待测液体密度的是_的方案（选填“小彬”或“小萌”），其密度表达式为=_。【答案】小于 大 小彬 【解析】【分析】【详解】(1)1由阿基米德原理可知，排开液体体积相同时，液体密度大，产生的浮力大，故完全浸没时在水中的浮力大于在食用油中的浮力；测力计的示数为铁块重力与浮力之差，故在水中的示数F1小于在食用油中的示数F2。(2)2由杠杆平衡条件可得又L1小于L2，故可得即又水的体积和酱油的体积相同，故(3)34由(2)可知小萌的方案可以比较出待测液体的密度与水的密度大小关系，却不能求得具体值，小彬的方案可以求得待测液体密度大小；在小彬的方案中，铁块浸没在

19、水中受到浮力为由阿基米德原理可得铁块浸没在待测液体受到的浮力为由阿基米德原理可得8如图甲所示是一款自拍神器，它能够在一定长度内任意伸缩，使用者只需将手机固定在伸缩杆上，通过按键或遥控器就能实现多角度自拍。自拍杆主要有伸缩杆、三角支架、底端按键和蓝牙遥控自拍器。(1)蓝牙遥控自拍器是一种短距离通信的无线电技术，它是利用_（“电磁波”或“超声波”）来传递信息而控制拍摄的。(2)如图乙所示是一群人正在利用自拍杆上的手机进行自拍，拿着自拍杆的人发现还有同事没有进入取景窗，请你给她一个合理的操作建议：_。自拍时自拍杆的简图如图所示，O为支点，请你在图中画出力F2的力臂L2，并画出施加在A点的最小动力F1

20、。（_）(3)如图甲中左图，小明把手机固定到自拍杆上，再高高跳起，按下手中的蓝牙遥控自拍器，自拍起跳后的自己（图丙）。他利用蓝牙自拍器设计了如图丁中A图所示的自动拍照装置，他将蓝牙遥控器带有按键的一端套上一个大小合适、另一端封闭的套管，并在套管内放置一个小球（可以在套管内滚动），想利用小球撞击蓝牙按键来自动遥控手机的拍摄。小明起跳时，应该选择图丁中图_（填“B”或“C”）的方式，用手竖直方向握住遥控器，就能自拍到人跳到最高处那个瞬间。为使该装置能准确的抓拍到人跳到最高处那个瞬间，需要反复调整_（写出一条合理的建议）。【答案】电磁波 将自拍杆变的更长一些 B 套管与蓝牙遥控器按键的距离 【解析】

21、【分析】【详解】(1)1蓝牙遥控自拍器是利用电磁波来传递信息而控制拍摄的。(2)2照相时景物没有全部进入镜头的原因是景物到照相机镜头太近，此时应增大它们之间的距离，所以应将自拍杆变的更长一些。3如图，过O点做力F2作用线的垂线，因为过A点的最大力臂就是过A点最小的力，而过A点最大力臂与作自拍杆的简图互相垂直，所以过A点作自拍杆的简图的垂线段，在线段的末端画上箭头就是力F1。(3)4小明起跳时，应该选择图丁中图B的方式，用手竖直方向握住遥控器，人到达最高点时，小球由于惯性继续向上运动，撞击开关，C图起跳时小球在重力的作用下就撞击蓝牙按键。5为了使该装置能准确的抓拍到人跳到最高处那个瞬间，需要反复

22、调整套管与蓝牙遥控器按键的距离。9某实验小组利用图示装置研究杠杆的机械效率，实验的主要步骤如下： 用轻绳悬挂杠杆一端的D点作为支点，在A点用轻绳悬挂总重为G的钩码，在占点用轻绳竖直悬挂一个弹簧测力计，使杠杆保持水平； 竖直向上拉动弹簧测力计缓慢匀速上升(保持0点位置不变)，在此过程中弹簧测力计的读数为F，利用刻度尺分别测出A、B两点上升的高度为h1、h2。回答下列问题： (1)杠杆机械效率的表达式为=_(用已知或测量的物理量符号表示) (2)本次实验中，若提升的钩码重一定，则影响杠杆机械效率的主要因素是:_(3)若只将钩码的悬挂点由A移至C，O、B位置不变，仍将钩码提升相同的高度，则杠杆的机械

23、效率将_(选填“变大”、“变小”或“不变”)【答案】 杠杆的自重 变大 【解析】【分析】【详解】（1）有用功为W有=Gh1，总功W总=Fh2，则机械效率的表达式=100%=100%（2）有用功是提升钩码所做的功，额外功主要是克服杠杆重力做的功，影响机械效率的因素主要是有用功和总功所占的比例；提升的钩码重一定说明有用功一定，所以影响杠杆机械效率的主要因素是杠杆自身的重力（3）钩码的悬挂点在A点时，由杠杠的平衡条件得GOA=FOB；悬挂点移至C点时，由杠杠的平衡条件得GOC=FOB，经对比发现，由OA到OC力臂变大，所以拉力F也变大，杠杆提升的高度减小，额外功减小，因此杠杆的机械效率变大10小明同

24、学测定斜面的机械效率，实验记录结果如下表：实验次数斜面倾斜程度物体重量G/N斜面高度h/m沿斜面拉力F/N斜面长s/m有用功W有/J总功W总/J斜面的机械效率1较缓50.11.510.51.533.3%2较陡100.2211250%3较陡100.2412450%4最陡50.32.41(1)根据表格中数据，第四次（最陡）实验的有用功是_J，总功是_J。机械效率是_；(2)分析数据可知斜面越陡，机械效率_（选填“越高”、“越低”或“不变”）；(3)分析实验数据还可知道，斜面的机械效率与物重_（填“有关”或“无关”）；(4)第一次实验中，若拉力作用时间是5s，则拉力的功率是_W。【答案】1.5 2.

25、4 62.5% 越高 有关 0.3 【解析】【分析】(1)物体重力和高度的乘积计算有用功，拉力和绳子拉长的长度的乘积计算总功，有用功和总功的比值计算机械效率；(2)根据实验数据判断机械效率的大小；(3)当斜面上的重力改变时，机械效率改变，说明斜面的机械效率和物体重力有关；(4)利用功和时间的比值计算功率。【详解】(1)1根据物体重力和高度计算有用功为：W有=Gh=5N0.3m=1.5J；2拉力和绳子拉长的长度计算总功为：W总=Fs=2.4N1m=2.4J；3机械效率为：；(2)4根据测量的实验数据，斜面越陡，机械效率越大；(3)5当物体重力增大时，斜面的机械效率变大，说明机械效率和物体重力有关

26、；(4)6利用功和时间计算功率为：。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

27、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：杠杆机械效率的表达式为=_。（用测量的物理量符号表示）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，则杠杆的机械效率将_（选填变大/变小/不变）。【答案】右 消除杠杆自重对实验的影响 竖直向下 不变 不变 【解析】【详解】(1)12杠杆左端低右端高，说明杠杆左端较重，要使它在水平位置平衡，应将杠杆右端的平衡螺母向右调节；小明调节杠杆在水平位置平衡的主要目的是消除杠杆自重对实验的影响；(2)3为了在杠杆上直接读出动力臂，弹簧测力计的拉力方向应该垂直杠杆，而杠杆在水

28、平位置平衡，左端的重物拉力向下，那么右端的拉力应该是竖直向下；(3)4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过程中，杠杆也是平衡的，动力臂与阻力臂的比值是不变的，而阻力是不变，根据杠杆的平衡条件可知弹簧测力计的拉力大小是不变的；(4)5由题意可知，杠杆的有用功是，总功是，那么杠杆机械效率是6杠杆提升钩码时，对钩码做有用功，而克服杠杆自身重力做的功是额外功，可以得到关系式假设杠杆重心升高的高度是h，那么可得到钩码的重力G不变，不变，不变，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，杠杆上升的高度h是不变的，那么可知大小不变，即大小是不变的，根据杠杆机械效率可知，机械效率是不变的。12小华研究有关杠杆平衡的问题，他在已调节水平平衡的杠杆上，用弹簧测力计、钩码分别进行实验，研究过程如图所示(弹簧测力计对杠杆的力为动力、钩码对杠杆的力为阻力,钩码均相同且位置保持不变),请你根据实验情况和测量结果进行分析和归纳。(1)由_两图中动力与动力臂大小间的关系可初步看出:阻力与阻力臂不变，当杠杆平衡时，动力臂越大，所用动力越小;(2)根据四个图中杠杆的平衡情况与动力、阻力使杠杆转动方向的关系可知:(a)当动力、阻力使杠