北京第十一中学物理第十一章 简单机械和功同步单元检测Word版 含答案.docx

1、北京第十一中学物理第十一章 简单机械和功同步单元检测Word版 含答案北京第十一中学物理第十一章 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小华探究杠杆平衡条件时，使用的每个钩码的质量均为100g，杠杆上相邻刻线间的距离相等。请按要求完成下列问题：(1)将杠杆安装在支架上，发现杠杆右端下沉，此时应将杠杆右侧的平衡螺母向_调（选填 “左”或“右”），使杠杆在水平位置平衡。(2)将杠杆调节水平平衡后，在杠杆上的B点悬挂了3个钩码，如图所示。为使杠杆保持水平平衡状态，应该在A点悬挂 _个钩码。(3)若撤掉杠杆A点的钩码，为使杠杆在水平位置

2、平衡，应该用弹簧测力计在杠杆_（选填 “A”或“C”）处竖直向上拉，当杠杆水平平衡时，弹簧测力计的示数为_N。（g取10N/kg）【答案】左 2 C 1.5 【解析】【分析】【详解】(1)1杠杆右端下沉，左端上翘，哪边高，平衡螺母像哪边调，所以应调节杠杆右侧的平衡螺母向左。(2)2一个钩码重力假设杠杆一小格为L，A点挂n个钩码，根据杠杆平衡条件有解得n=2，所以应该在A点悬挂2个钩码。(3)34撤掉杠杆A点的钩码，为使杠杆能够在水平位置重新平衡，应该用弹簧测力计在杠杆A处竖直向下拉或者在杠杆C处竖直向上拉；根据杠杆平衡条件有则弹簧测力计的示数2小刚想粗略地测算自己在单杠上做引体向上运动时的功率

3、，如图所示。(1)需要的测量工具：体重计、刻度尺、_。(2)请帮他设计实验步骤：_(3)小刚采用了合适的方法记录数据，请帮他在空格处补上相应的数据。（取g=10N/kg）重心上升高度h/m质量m/kg拉一次克服重力所做的功W/J拉上去的次数时间t/s功率P/W0.460_510_【答案】秒表 使用体重计测量小刚的体重；用刻度尺测量每次引体向上下鄂上升的高度；用秒表测量连续5次引体向上动作需要的时间；计算出小刚做引体向上运动时的功率 240 120 【解析】【分析】【详解】(1)1要测量功率需要测量时间，实验器材还需要秒表。(2)2使用体重计测量小刚的体重；用刻度尺测量每次引体向上下鄂上升的高度

4、；用秒表测量连续5次引体向上动作需要的时间；计算出小刚做引体向上运动时的功率。(3)3小刚的体重为G=mg=60kg10N/kg=600N做一次引体向上小刚做功为W=Gh=600N0.4m=240J4小刚做的总功为W总=5W=5240J=1200J小刚做引体向上的功率3小飞用图甲装置来探究杠杆的平衡条件，设弹簧测力计和钩码对杠杆的拉力分别为动力F1和阻力F2，l1和l2分别表示动力臂和阻力臂他的实验思路是：改变F2、l1和l2，测得杠杆平衡时所需的拉力F1，来寻找F1、F2、l1和l2四个物理量之间的关系已知实验前已调节杠杆在水平位置平衡，弹簧测力计的量程为05N，杠杆上每一格长10cm 实验

5、次数阻力F2/N阻力臂l2/cm动力臂l1/cm动力F1/N1433302418302.4347.5301.0（1）为便于测量力臂，弹簧测力计应沿_方向拉杠杆，并使之在_位置平衡；（2）小飞首先保持F2和l1不变而改变l2，所获得的实验数据如表格所示第1次实验中弹簧测力计示数的放大图如图乙所示，则F1=_N，此时杠杆的类型与_（选填“筷子”或“老虎钳”）相同；（3）为获得更多组数据，小飞继续进行（2）中实验，则为能顺利完成实验，在改变阻力臂l2时，l2应不超过_cm；完成上述实验后，小飞接下来还应进行的实验有：保持_不变而改变F2；保持F2和l2不变而改变l1【答案】竖直 水平 4.4 筷子

6、37.5 l2和l1 【解析】【分析】【详解】第一空、第二空因为力与力臂垂直，当沿竖直方向拉动弹簧测力计使杠杆位于水平位置平衡时，力臂与杠杆重合，可方便的测量力臂的大小；第三空由图像可知，弹簧测力计的分度值为0.1N，示数为4.4N；第四空由表格数据知第1次实验中阻力臂长于动力臂，因此是费力杠杆，与筷子相同；第五空由杠杆平衡条件可得：即l2应不超过37.5cm；第六空探究杠杆的平衡条件时要探究F1、F2、l1和l2四个物理量之间的关系，因此还应探究保持l2和l1不变而改变F2；保持F2和l2不变而改变l14在“研究杠杆平衡条件”的实验中：(1)杠杆两端的平衡螺母的作用是：调节杠杆在_位置平衡。

7、(2)如图甲所示的杠杆已处于平衡状态，若左端所挂重物的重力是1N，则弹簧测力计的示数_2N。如果要便于测量力臂，那么弹簧测力计应沿_方向拉着杠杆。(3)如乙图所示，在杠杆左端某一固定位置挂一个重力G=10N的物体，在杠杆右端不同位置处施加不同的竖直向下的力F，保证杠杆处于平衡状态。根据多次测量的F、L数据，画出如图丙所示图线，由图丙可得出杠杆平衡的条件是F与L成_比，结合杠杆平衡条件，可求出重力G的力臂是_cm。【答案】水平 大于 竖直 反 5 【解析】【分析】【详解】(1)1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)

8、23根据杠杆的平衡条件解得F=2G=21N=2N由图甲可知F的力臂小于2l，故弹簧测力计的示数大于2N；如果要便于测量力臂，那么弹簧测力计应沿竖直方向拉着杠杆。(3)45如乙图，F和成正比，为定值，所以为定值，可以推断FL成反比。因为，所以L=0.25m，根据杠杆平衡条件得所以所以5（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起，构成一个

9、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，过压力的作用点，沿压

10、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6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

11、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、2 2、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 【解析】【详解】（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

12、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=40.1m=0.4m滑轮组的机械效率=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

13、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。7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

14、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：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

15、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

16、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。8探究杠杆的平衡条件实验次数动力F1/N动力臂l1/m阻力F2/N阻力臂l2/m10.50.21.00.121.00.151.50.133.00.12.00.15（1）小明用如图甲所示装置进行实验，杠杆两端的螺母作用是_；（2）小

17、明进行实验并收集到了表中的数据，分析数据可知，杠杆的平衡条件是：_；（3）小明又用如图乙所示装置进行实验，弹簧测力计的读数应是_N（一个钩码重0.5N）；（4）小明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。（5）如图丙所示，小红实验时在一平衡杠杆的两端放上不同数量的相同硬币，杠杆仍在水平位置平衡，她用刻度尺测出l1和l2，则2l1_（选填“”“”或“=”）3l2；（6）探究了杠杆的平衡条件后，小红对天平上游码的质量进行了计算，她用刻度尺测出l1和l2（如图丁所示），则游码的质量为_g【答案】实验前，调节杠杆

18、在水平位置平衡（或消除杠杆自重对实验的影响） F1l1=F2l2 2 不影响 2.5l1/l2 【解析】【详解】(1)1杠杆两端的螺母的作用是:实验前，调节杠杆在水平位置平衡， 消除杠杆自重对实验的影响；(2)2由表格中数据，0.5N0.2m=1.0N0.1m=0.1Nm；1.0N0.15m=1.5N0.1m=0.15Nm；3N0.1m=2.0N0.15m=0.3Nm；可知杠杆的平衡条件为：F1l1=F2l2；(3)3设一格的长度为L，杠杆在水平位置平衡，弹簧测力计的拉力的力臂为6L，由F1l1=F2l2得，0.5N34L=F16L，解得：F1=2N；(4)4实验过程中，若桌面略微倾斜，不影响

19、调节杠杆在水平位置平衡，不影响实验过程。(5)5设每个硬币的重量为G，硬币的半径为r，根据杠杆的平衡条件结合图丙可得：2G（r+l1）=3G（r+l2），展开可得：2Gr+2Gl1=3Gr+3Gl2，2Gl1=Gr+3Gl2，所以:2Gl13Gl2，即:2l13l2，(6)6以天平的刀口为杠杆的支点，天平的左盘和右盘的质量分别为m左和m右，游码的质量为m，当游码位于零刻度线时，由杠杆的平衡条件得:m左gl2+mgl1=m右g l2；当游码位于最大值5克时，由杠杆的平衡条件得:（m左+5）g l2=mg l1+m右g l2；由-得，5 l2=m l1，解得 :m=。9小华研究有关杠杆平衡的问题，

20、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、阻力使杠杆转动方向_时，杠杆不能平衡;(b)当_时，杠杆_(选填“一定”或“可能”)平衡。【答案】ab 相同 动力、阻力使杠杆转动方向相反 可能 【解析】【详解】(1)1 观察a、b两图中弹簧秤示数变化情况可

21、知：在杠杆平衡时，当阻力与阻力臂不变时，阻力和阻力臂乘积不变，动力臂越长，动力越小；(2)(a)2 观察（c）图中杠杆不能在水平位置平衡的原因是动力和阻力使杠杆转动的方向相同。(b)34 由（a）（b）（d）得，动力和阻力使杠杆转动方向相反，杠杆可能处于水平位置平衡。10如图，为探究“杠杆的平衡条件”的实验.（1）实验前，正确安装好杠杆后，调节_使杠杆在水平位置平衡，目的是_.（2）杠杆平衡后，在图甲所示的A位置挂上两个钩码，可在B位置用弹簧测力计竖 直向下拉，使杠杆_，记录数据.（3）将弹簧测力计作用在C点，需_（选填“竖直向上”、“竖直向下”）拉弹簧测力计使杠杆平衡，记录数据；若不是竖直拉

22、弹簧测力计，其示数将_（选填“变大” “不变”或变小”）.通过数据分析可得出杠杆的平衡条件。（4）利用图乙所示装置迸行拓展实验，当用于探究杠杆平衡条件时，实验结论与杠杆平衡条件不相符，原因是_；当用于研究机械效率时，缓慢拉动弹簧测力计，使钩码升高h，测得杠杆机械效率为1，将钩码移到B点，仍使钩码升高h测得的机械效率为2，则1_2（选填“等于”或“不等于”）.【答案】平衡螺母 消除杠杆重力对平衡产生的影响 在水平位置平衡 竖直向上 变大 杠杆自重对杠杆平衡产生影响 不等于 【解析】【详解】第一空实验时，正确安装好杠杆后，调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡；第二空当杠杆在水平位置平衡时，杠杆还没有施

23、加动力和阻力，所以一定不是便于测量力臂，而杠杆的重心在支点的正上方，此时重力的力臂为零，可以消除杠杆重力对平衡产生的影响；第三空实验过程中，在图甲所示的A位置挂上两个钩码，可在B位置用弹簧测力计竖直向下拉，使杠杆在水平位置重新平衡，记录数据；第四空将弹簧测力计作用在C点，则此时动力和阻力在支点的同一侧，二力方向相反，杠杆才能平衡，所以需竖直向上拉弹簧测力计使杠杆平衡，记录数据；第五空若不是竖直拉弹簧测力计，此时动力臂将变小，而阻力和阻力臂都不变，根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2知，拉力将变大，即测力计示数将变大，再通过数据分析可得出杠杆的平衡条件。第六空利用图乙所示装置迸行拓展实验，由图知，

24、此时支点在杠杆的一端，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，导致拉力比由杠杆平衡条件计算出来的数值偏大，所以实验结论与杠杆平衡条件不相符，即原因是杠杆自重对杠杆平衡产生影响；第七空相同的钩码，两次钩码升高的高度相等，所以两次有用功相等；将钩码由A点移到B点，要升高相同的高度，拉力提升的高度更大，即将杠杆提升的高度增加，额外功增大，因为总功等于额外功与有用功之和，因此第二次弹簧测力计做的总功大于第一次做的总功，根据知，两次机械效率不等，即1不等于2。11如图是探究杠杆平衡条件的几个实验情景。(1)为了在实验中方便读取力臂，探究前和探究过程中我们都应将杠杆调整到_ 位置平衡。挂钩码

25、前，杠杆在如图甲所示的位置静止，接下来应杠杆两端的螺母适当向_(选填“左”或“右”)调解。(2)如图乙，A点挂有2个重力均为0.5N的钩码。为了让杠杆在实验所需要的位置平衡， 应在支点右侧B点(第2格处)挂_个相同的钩码(每个钩码重均为0.5N)。(3)改变钩码个数及力臂，多次实验得出结论：杠杆的平衡条件是：_。多次实验是为了使实验结论具有_性。(4)如图丙，现给你一个量程为02N的弹簧测力计，若干个重力均为0.5N的钩码。钩码挂在C点处，现使用弹簧测力计和钩码使杠杆在水平位置平衡(不计杠杆自重对实 验的影响)，则在C点处所挂钩码的最多个数为_个。【答案】水平 右 3 动力动力臂=阻力阻力臂（

26、或） 普遍 6 【解析】【详解】第一空当杠杆位于水平位置平衡时，力臂与杠杆重合，可以方便的测量出力臂的大小；第二空由图甲可知杠杆左端向下倾斜，因此应向右调节平衡螺母；第三空由杠杆平衡条件可得：因此应挂3个钩码；第四空多次测量总结数据规律可得出，杠杆平衡条件为即动力动力臂=阻力阻力臂；第五空多次实验在物理中有两个目的使实验结论具有普遍性，避免偶然性多次测量取平均值，本次实验多次测量的主要目的是使实验结论具有普遍性，避免偶然性；第六空由杠杆平衡条件知力臂越长越省力，当在杠杆最左端用弹簧测力计施加2N的力时C点处所挂钩码最多，为：即挂钩码的最多个数为6个。12在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，某组

27、同学用同样的滑轮安装了如图甲、乙所示的滑轮组，实验测得的数据如表所示。次数物体的重力G/N提升的高度h/m拉力F/N绳端移动的距离s/m机械效率120.110.366.7%230.11.40.371.4%340.11.80.374.1%420.11.50.2（1）表格内的第4次实验中应补充的数据是_（结果精确到0.1%）这次数据是用图中_（填“甲”或“乙”）所示的滑轮组测得的。 （2）分析比较第1、2、3次实验数据可以判定，若要增大滑轮组的机械效率，应该_。在第1次实验中，当拉着物体以0.1m/s的速度匀速上升时，拉力F的功率为_W。 （3）某同学认为，使用相同的滑轮所组成的滑轮组提升同一个重

28、物时，越省力的滑轮组其机械效率越大，他的想法正确吗？_。请你利用补充完整后的表格中的数据说明你的判断依据：_。【答案】 66.7% 乙 增大所提物体的重力 0.3 不正确 比较第1、4次实验数据可知，第1次比第4次省力，但两次的机械效率却相同【解析】试题分析：（1）根据表格在数据发现真的，使用滑轮组大约省一半的力，所以，使用的是乙所示的滑轮组；第四次实验中W有=mgh=0.2J；W总=Fs=1.5N0.2m=0.3J，所以，机械效率是=W有/ W总=66.7%（2）分析比较第1、2、3次实验数据可以判定，若要增大滑轮组的机械效率，应该增大所提物体的重力，当拉着物体以0.1m/s的速度匀速上升时，绳子端移动的速度是0.3m/s，所以F的功率由P=Fv得P=1N0.3m/s=0.3W（3）使用相同的滑轮所组成的滑轮组提升同一个重物时，越省力的滑轮组其机械效率越大，这种想法是错误的，因为比较第1、4次实验数据可知，第1次比第4次省力，但两次的机械效率却相同。考点：测量滑轮组的机械效率13小敏同学参加研学旅行时,在湖边捡到一块漂亮的小石块,她用家中常见物品与刻度尺巧