北京庞各庄中学物理第十一章 简单机械和功易错题Word版 含答案.docx

1、北京庞各庄中学物理第十一章 简单机械和功易错题Word版 含答案北京庞各庄中学物理第十一章 简单机械和功易错题（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

2、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

3、，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 =_（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“”、“=”或“ 【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

4、码为G=0.5N，每小格为L，根据杠杆的平衡条件知道，即2G3L=F2L20.5N3L=F2L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)56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

5、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FF11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2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

6、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：将浮子倒置后，用刻度尺测出浮子内的深度h；将浮子装满水，用_；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）。

7、(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1.0105Pa，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，当进水孔停进水时，浮子内的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，定质量的体，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，水箱内的水位超过定度，会使水溢出，若通过移动调节螺母的方法保证桶正常使用，应如何移动调节螺母：_。【答案】量筒测出浮子里面水的体积V 30 适当向下移动 【解析】【分析】【详解】(1)1将浮子装满水，利

8、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。3某同学在河边玩耍时捡到一块石头：(1)将木杆的中点O悬挂于线的下端，使杆在水平位置平衡，这样做的好处是可以消除_对杆平衡的影响；(2)将左

9、端A与弹簧测力计相连，用细线把石头挂于OA的中点C，弹簧测力计竖直向上提起A端，使杆保持水平，测力计示数如图所示，则拉力大小为_N；将石头浸没于装有水的玻璃杯中且不与杯子接触，保持杆水平，记下弹簧测力计此时示数为2.7N；(3)通过计算，浸没后石头受到的浮力大小为_N，石头的密度为_kg/m3（已知水1.0103kg/m3）；(4)若上述(2)步骤中，只是杆未保持水平，则测量结果_（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。【答案】杠杆自重 4.2 3 2.8103 不变 【解析】【分析】本题考查固体密度的测量。【详解】(1)1将木杆的中点O悬挂于线的下端，使杆在水平位置平衡，这样做的好处是可以消除杠

10、杆自重对杆平衡的影响。(2)2如图弹簧测力计的分度值是0.2N，所以拉力大小为4.2N。(3)3根据杠杆的平衡条件以及C是OA的中点，可得解得G=F1=2F2= 24.2N=8.4N而石头的质量石头浸没于装有水的玻璃杯中且不与杯子接触，保持杠杆水平，弹簧测力计此时示数为2.7N，再次根据杠杆的平衡条件计算出此时石头对C点的拉力为5.4N，则浸没后石头受到的浮力大小F浮=GF=8.4N5.4N=3N4又F浮=液gV排，所以所以石块的密度(4)5若上述(2)步骤中，只是杠杆未保持水平，虽然力的作用线不在杠杆上，但是两个力的力的作用线的比值是不变的，所以不会影响最终的结果。【点睛】关键是将课本知识内

11、容记忆清楚，仔细分析即可。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：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；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；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/s150152501335010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

12、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)5101520输出功率P/kW8072015001100表三：不同风速下风力发电机每秒获得的风能：风速v(m/s)51015201s获得的能量E(104J)15120405350(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_。【

13、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 【解析】【分析】【详解】(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

14、，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78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

15、，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 【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

16、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“探究杠杆平衡条件”的实验中，杠杆刻度均匀，每个钩码的重力均为。(1)实

17、验开始时，杠杆如图甲所示处于静止状态。为使杠杆在水平位置平衡，应将两端的平衡螺母向_移动（选填“左”或“右”）；(2)调节杠杆水平平衡后，如图乙所示，在M点挂上2个钩码，在N点挂上3个钩码。此时，杠杆在水平位置_（选填“平衡”或“不平衡”）；(3)用弹簧测力计和钩码配合使用，也可以探究杠杆平衡条件。如图丙所示，用弹簧测力计在A处竖直向上拉杠杆，使其在水平位置平衡，此时弹簧测力计示数为_N。【答案】左 不平衡 1.2 【解析】【分析】(1)如果杠杆左端下沉，应向右调节平衡螺母，如果杠杆右端下沉，应向左调节平衡螺母，使杠杆在平衡位置平衡；(2)杠杆是否平衡，取决于两边力和力臂的乘积是否相等，若，杠

18、杆平衡；若，杠杆就不平衡，会沿力和力臂乘积大的力的方向转动；(3)左侧钩码对杠杆的作用力向下，使杠杆沿逆时针转动，则弹簧测力计施加的力使杠杆沿顺时针转动，保持杠杆平衡；杠杆平衡条件计算出弹簧秤的示数，判断弹簧测力计的位置。【详解】(1)1图甲中，杠杆右端下沉，为了使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆两端的螺母向左调。(2)2图乙中，设一格长度为L，一个钩码重G，则有即右边的力和力臂的乘积大于左边的力和力臂的乘积，杠杆不能在水平位置平衡，会沿顺时针方向转动。(3)3丙图中钩码的重力由杠杆平衡条件可得拉力在A处竖直向上拉杠杆，使其在水平位置平衡，则此时弹簧测力计示数为。【点睛】本题主要考查对“探究杠杆平

19、衡条件”的实验内容的了解。杠杆的平衡条件：动力动力臂阻力阻力臂，即；运用此条件进行杠杆平衡的计算。7小金用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率；实验时竖直向上拉动杠杆，使挂在杠杆下面的钩码缓缓上升，（支点和杠杆的摩擦不计）问：(1)重为5N的钩码挂在A点时，人的拉力F为4N，钩码上升0.3m时，动力作用点C上升0.5m，此时机械效率1为_？(2)小金为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关，仍用该实验装置，将钩码移到B点，再次缓慢提升杠杆使动力作用点C仍然上升0.5m。问：人的拉力F与第一次相比_（选填“变大”“变小”或“不变”）。比较此时的机械效率2与1的大小并用学过的知识给以推导_。【答

20、案】75% 变小 21，推到过程见解析 【解析】【分析】【详解】(1)1有用功为W有用=Gh=5N0.3m=1.5J总功为W总=Fs=4N0.5m=2J机械效率为(2)2钩码的悬挂点在A点时，由于杠杆的重力会阻碍杠杆转动，则由杠杠的平衡条件得悬挂点移至B点时，由杠杠的平衡条件得观察比较可知，悬挂点移至B点时，OBOA，即钩码重力的力臂变小，所以拉力F也变小。3杠杆的机械效率因为杠杆升高的高度不变，所以克服杠杆自重所做的额外功不变；由于悬挂点B更接近支点，所以钩码提升的高度减小，根据W有用=Gh可知，有用功减小；从上面的表达式可知：W有用减小、W额不变，所以变大，分母变大，就减小；即21。8在探

21、究“杠杆平衡条件”实验中(每个钩码质量相等，杠杆上每小格等距)(1)将杠杆的中点O挂在支架上后，调节杠杆两端螺母使杠杆在水平位置平衡，目的是_；(2)杠杆平衡后，小明同学在图甲所示的A位置挂上两个钩码，可在B位置挂上_个钩码，使杠杆在水平位置平衡；(3)取下B位置的钩码，改用弹簧测力计拉杠杆的C点使杠杆在水平位置保持平衡。当弹簧测力计由位置1转至位置2的过程中，杠杆在水平位置始终保持平衡(如图乙)，测力计示数将_(选填“一直变大”、“一直变小”、“先变大后变小”、“先变小后变大”)；(4)接着小明把支点选到B点，如图丙，在A点挂一个钩码，在C点挂3个钩码，杠杆也恰好水平静止，她觉得此时不满足杠

22、杆平衡条件，造成这个问题的原因是_；(5)完成以上实验后，小明利用杠杆来测量测量杠杆的机械效率。如图丁，实验时，竖直向上拉动弹簧测力计，使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升。实验中，将杠杆拉至图中虚线位置测力计的示数F=_N，钩码总重G为1.0N，钩码上升高度h为0.1m，测力计移动距离s为0.3m，则杠杆的机械效率为_%(结果精确到0.1%)。如果把钩码由A移至B，两次实验A点竖直移动相同距离，拉力所做的有用功将_，此杠杆的机械效率将_(两空均选填“变大”、“变小”或“不变”)。【答案】消除杠杆自重的影响 3 先变小后变大 没有消除杠杆自身重力的影响 0.5 66.7% 不变 变大 【解析】【分

23、析】【详解】(1)1将杠杆的中点O挂在支架上，调节杠杆两端螺母使杠杆在水平位置平衡，目的是消除杠杆自重的影响。(2)2设杠杆的一个小格为L，一个钩码重为G，因为所以解得n3，所以在A处挂3个钩码。(3)3由图可知，OC为最长力臂，当弹簧测力计由位置1转至位置2的过程中，动力臂先变长后变短，而杠杆在水平位置始终保持平衡，根据杠杆平衡条件可知，测力计示数将先变小后变大。(4)4把支点选到B点，杠杆的重心在O点，在计算时，由于杠杆自身重力的影响，左边应有两个力，故觉得此时不满足杠杆平衡条件。(5)5完成以上实验后，小明利用杠杆来测量测量杠杆的机械效率，实验时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在较长杠

24、杆下面的钩码缓缓上升，由图知，拉力F0.5N。6有用功是总功是所以杠杆的机械效率是78将钩码的悬挂点由A移至B，O、C位置不变，仍将钩码提升相同的高度，有用功不变；由于额外功是提升杠杆所做的功，悬挂点由A移至B后，杠杆实际提升的高度变小，所以额外功也变小，则总功变小，所以杠杆的机械效率将变大。9（1）如图是某街道路灯悬挂的情景。画出斜拉钢丝对横杆拉力F的示意图和对应的力臂L（_）（2）某同学在研究滑动摩擦力时，先后做了如下两次实验：实验一：将重为G的物块A放在一水平薄木板上，用弹簧测力计沿水平方向拉动物块，使它在木板上匀速运动，如图甲所示。读出弹簧测力计示数为F0 。实验二：再将上述木板一端垫

25、起，构成一个长为s、高为h的斜面；然后用弹簧测力计沿斜面拉动物块A，使它在斜面上匀速向上运动，如图乙所示。读出弹簧测力计的示数为F1 。请你结合实验过程，运用所学知识解答如下问题。（阅读图丙）画出物块A在斜面上运动时对斜面的压力FN的示意图_。物块A与薄木板之间摩擦力的比例常数=_。（用实验中的数据表示）【答案】 【解析】【分析】【详解】(1)1拉力的作用点在横杆上，从作用点开始，沿力的方向画一条带箭头的线段，标出F，即为F的示意图；从支点O向F所在的直线作垂线，并标出L，即为拉力F的力臂。如图所示：(2)2物块A在斜面上运动时对斜面的压力FN的作用点在斜面上，方向垂直于斜面竖直向下，过压力的

26、作用点，沿压力的方向画一条有向线段，即为其压力示意图。如下图所示：3重为G的物块A在一水平薄木板上在拉力为F0的作用下匀速直线运动，此时物块A受到的摩擦力f=F0受到的支持力FN=G根据题意可知所以物块A与薄木板之间摩擦力的比例常数10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_选填（“左”或“右”）调节，使杠杆在不挂钩码时，保持_并静止，达到平衡状态。这样做的好处是：_。（2）杠杆调节平衡后，小明在杠杆上A点处挂4

27、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：动力动力臂=阻力阻力臂。他这样得出的结论是否合理？_；为什么？_。（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 水平 便于测量力臂 不合理 只通过一次测量，数据具有偶然性，不具有普遍性 杠杆的重心不在支点上，杠杆的重力对杠杆平衡产生了影响。 【解析】【分析】【详解】(1)12杠杆右端下沉，应

28、将平衡螺母（左端和右端的平衡螺母调节方向一致）向左调节， 使杠杆在不挂钩码时，保持水平并静止，达到平衡状态。3力臂等于支点到力的作用线的距离，当杠杆在水平位置平衡时，力的方向与杠杆垂直，力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来。(2)45只有一次实验总结实验结论是不合理的，一次实验具有偶然性，不具有普遍性，要多进行几次实验，避免偶然性。(3)6用如图乙所示装置进行探究，杠杆的重心没有通过支点，杠杆的重力对杠杆平衡有影响。11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