南平市建阳外国语学校物理第十一章 简单机械和功检测题Word版 含答案.docx

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南平市建阳外国语学校物理第十一章简单机械和功检测题Word版含答案

南平市建阳外国语学校物理第十一章简单机械和功检测题（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．小军利用如图所示器材测定滑轮组的机械效率，他记录的实验数据如下表。

次数

物重G/N

绳自由端的拉力F/N

钩码上升的高度h/cm

绳自由端移动的距离s/cm

机械效率η/%

1

1.0

0.5

10

30

2

2.0

0.9

5

15

74.1

（1）根据记录表格中提供的信息，组装图中小军使用的滑轮组______；

（2）根据给出的实验数据，计算出第一次的机械效率并填入表格中______；（结果保留三位有效数字）

（3）同一个滑轮组，在两次实验过程中机械效率不同，主要原因是______。

【答案】

66.7两次提升的物重不同

【解析】

【分析】

【详解】

（1）[1]当钩码上升的高度为10cm时，绳自由端移动的距离为30cm，则绳子承担重物的段数

绳子的段数是奇数，从动滑轮开始绕起，如图所示

（2）[2]第一次的机械效率

（3）[3]实验中两次测得的机械效率使用的是同一个滑轮组，即绳重、摩擦、滑轮重是相同的，所以导致机械效率不同主要原因是两次提升的物重不同。

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，浮子内的空⽓开始被封闭压缩，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：

①将浮子倒置后，用刻度尺测出浮子内的深度h；

②将浮子装满水，用_______________________；

③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）。

（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1.0×105Pa，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，当进水孔停⽌进水时，浮子内的⽓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，⼀定质量的⽓体，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，水箱内的水位超过⼀定⾼度，会使水溢出，若通过移动调节螺母的方法保证⻢桶正常使用，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．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，则可计算出金属块的密度ρ=________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ρ金属的部分实验思路，将其补充完整。

①在刻度尺上读出OE的长度L1；

②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：

③____________________________；

④则金属块密度的表达式：

ρ=___________。

（用测出量和己知量表示，水的密度为ρ水）。

【答案】右272.7在刻度尺上读出OD的长度L2

【解析】

【分析】

【详解】

（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）③[4][5]实验步骤：

①在刻度尺上读出OE的长度L1；

②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；

③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

4．小融和小侨利用如图所示装置探究杠杆的平衡条件。

（1）若实验前杠杆静止，如图甲所示，______（选填“是”或“不是”）处于杠杆平衡状态。

可将杠杆两端的平衡螺母向______（选填“左”或“右”）调节，使杠杆在水平位置平衡；

（2）在实验过程中，调节杠杆在水平位置平衡的目的是______，把支点定在杠杆中点的目的是______；

A．抵消重力的影响B．便于测量力臂

（3）在杠杆两端挂加钩码，并移动钩码，使杠杆在水平位置平衡，测出力臂。

多次实验并把教据记录在表一中。

多次实验的目的是______；

A．寻找普遍规律B．求平均值减小误差

（4）小融根据表一数据得出杠杆平衡条件是_____________；（用公式表示）

次数

F1/N

L1/cm

F2/N

L2/cm

1

1

10

2

5

2

2

10

1

20

3

2

15

3

10

（5）杠杆调节平衡后，小侨在杠杆上的A点处挂4个钩码，如图乙所示，为使杠杆重新平衡，应在B点挂_______个钩码；

（6）如图丙所示，用弹簧测力计在C处竖直向上拉，使杠杆在水平位置平衡。

当弹簧测力计在原位置逐渐向右倾斜时，使杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将______（选填“变大”“变小”或“不变”）。

【答案】是右BAAF1L1=F2L26变大

【解析】

【分析】

【详解】

（1）[1]如图甲所示杠杆受到平衡力的作用保持静止状态，是处于平衡状态。

[2]如图甲所示杠杆左端低右端高，要将杠杆调平衡需要将平衡螺母向右边调节。

（2）[3][4]在实验过程中，为了便于测量力臂的大小，应调节杠杆在水平位置平衡；同时为了消除杠杆自重的影响，可以将支点定在杠杆中点。

所以前一空选B，后一空选A。

（3）[5]为了是实验结论更具有普遍性，应进行多次实验，故应该选A。

（4）[6]由表中数据有

1N×10cm=2N×5cm

2N×10cm=1N×20cm

2N×15cm=3N×10cm

根据表格实验数据得出杠杆平衡条件是

F1L1=F2L2

（5）[7]设一个钩码的重力为G，杠杆上一小格的长度为L，A点挂4个钩码，A点到O点的距离为3L，B点到O点的距离为2L，设B点需要n个钩码，根据杠杆平衡的平衡条

4G×3L=nG×2L

解得n=6，为使杠杆重新平衡，应在B点挂6个钩码。

（6）[8]弹簧测力计在原位置逐渐向右倾斜时，力臂变小，要使杠杆仍然在水平位置平衡，由杠杆的平衡条件，则拉力变大，即弹簧测力计的示数变大。

5．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，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/W

0.4

60

______

5

10

______

【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240120

【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；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=60kg×10N/kg=600N

做一次引体向上小刚做功为

W=Gh=600N×0.4m=240J

[4]小刚做的总功为

W总=5W=5×240J=1200J

小刚做引体向上的功率

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）已知水的密度为ρ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ρ=________。

【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）[3][4]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．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

拉力F/N

绳端移动的距离s/m

机械效率η

1

2

0.1

1

0.3

66.7%

2

3

0.1

1.4

0.3

71.4%

3

4

0.1

1.8

0.3

4

2

0.1

1.5

0.2

66.7%

（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

【解析】

【分析】

【详解】

（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。

故选C。

9．小明同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η

1

较缓

5

0.1

1.5

1

0.5

1.5

33.3%

2

较陡

10

0.2

2

1

1

2

50%

3

较陡

10

0.2

4

1

2

4

50%

4

最陡

5

0.3

2.4

1

（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】1.52.462.5%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=5N×0.3m=1.5J；

[2]拉力和绳子拉长的长度计算总功为：

W总=Fs=2.4N×1m=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；

（4）[6]利用功和时间计算功率为：

。

10．小余同学在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,首先往溢水杯中装满了水,然后在弹簧测力计下悬挂一个圆柱体,当圆柱体下表面与水面相平时开始缓慢下降,溢出的水全部流入旁边的小桶中．实验过程如图甲．

（1）圆柱体的重力为_________N．

（2）比较图_________可得：

当圆柱体浸没在水中继续下降的过程中,受到的浮力与深度无关．

（3）比较（a）（b）（c）三图可得:

浸在同一液体中的物体受到的浮力大小跟_________有关．

（4）小余完成图甲所示的实验后,把水换成另一种液体重复上述实验,根据实验数据绘制成图乙所示的弹簧测力计示数F与物体下降深度h的F-h图像．实验表明,浸在液体中的物体,受到的浮力大小还跟_________有关,此液体的密度为_________kg/m3．

（5）利用浮力和杠杆的知识,小颖发明了密度秤．如图丙所示,轻质杠杆AB可绕O点转动,在A、B两端分别挂有两个完全相同的正方体C、D（边长为10cm,重力为20N）,OA=10cm,OB=8cm,向容器中倒入不同密度的液体,每次都将C浸没在液体中,移动物体D使杠杆在水平位置平衡,在OB上便可以标出不同液体的密度值．

①当物体C浸没在水中时,物体D移动到E点时杠杆恰好水平静止,那么OE的长度为_______cm，在E点标上

;

②该密度秤能够测量的最小液体密度为_________kg/m3;

③OB上的刻度是否均匀:

_________（选填“是”或“否”）

【答案】6c和d排开液体的体积液体的密度有关8005400是

【解析】

【分析】

【详解】

（1）[1]由图（a）知，弹簧测力计在空气中时示数是6N；可知物体的重力是6N；

（2）[2]要探究物体浸没后受到的浮力与深度的关系，需要控制液体的密度相同、排开液体的体积相同，改变浸没的深度，故图（c）（d）符合题意；

（3）[3]比较（b）（c）两图，物体都浸在水中，即液体密度相同，圆柱体浸入水中的体积（排开液体的体积）增大时，测力计的示数减小，由称重法可知物体受到浮力增大；所以，比较（a）（b）（c）三图可得出结论：

浸在同一种液体中的物体受到浮力的大小跟排开液体的体积有关；

（4）[4]由图ac可知，圆柱体浸没在水中后所受浮力：

由图乙知，圆柱体浸没在另一液体中时测力计的示数为2N，则：

由实验可知，浸没在不同液体中的浮力不相等，即浸在液体里的物体受到的浮力大小还与液体的密度有关；

[5]由

得：

同一物体浸没在水中和另一液体中时排开液体的体积相等，则：

代入数据：

解得：

（5）①[6]由图知：

B端所受得力等于重物D对杠杆的拉力，大小等于物体D的重力，即：

当物体C浸没在水中时，受到的浮力为：

物体C受到的力：

A点对C的拉力

、浮力、重力；故物体C受到的拉力为：

此时物体D移动到E点时杠杆恰好水平静止，由杠杆平衡条件得：

所以OE的长度：

②[7]液体密度越小，浮力越小，拉力越大，根据

知：

在

、

不变时，拉力

越大，

越大，最大为OB，为8cm；根据杠杆平衡条件得：

所以：

物体C受到的力：

A点对C的拉力

、浮力

、重力；故物体C受到的浮力为：

根据

知液体的密度为：

故该密度秤能够测量的最小液体密度为

；

③[8]根据杠杆的平衡条件知：

因为

、

、

、

都为定值，

与OB成一次函数关系，故OB的刻度均匀．

11．在探究“杠杆的平衡条件”实验时，所提供的器材有:

杠杆、支架、弹簧测力计、细线和质量相同的钩码若干个．

（1）实验前，将杠杆的中点放在支架上，当杠杆静止时，发现杠杆左端下沉（如图甲所示），此时应将平衡螺母向_____（选填“左“或”右“）调，直到杠杆在水平位置平衡；

（2）调节杠杆平衡后，小明在杠杆A点处挂4个钩码（如图乙所示），应在B点处挂_____个钩码才能使杠杆再次平衡;此时若在A、B两点处各增加一个钩码，则杠杆____（选填“左”或“右”）端会下沉．

（3）在实验

（2）中，若用弹簧测力计拉B点，要使杠杆在水平位置平衡，则弹簧测力计应沿______拉杠杆最省力;若弹簧测力计由竖直方向逐渐向右转动，杠杆始终保持平衡，则弹簧测力计的读数将逐渐______（选填“增大“、”等于“或”减小“）

（4）实验结束后，小明提出一个新的问题:

“若支点不在杠杆的中点时，杠杆的平衡条件是否仍然成立?

”于是小明利用如图丙所示装置进行探究，发现在杠杆左端的不同位置，用弹簧测力计竖直向上拉杠杆，使杠杆在水平位置平衡时，测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符，其原因是:

_____．

【答案】右6左竖直向下增大杠杆自身重力对实验有影响

【解析】

【详解】

第一空．杠杆左端下沉，应将杠杆重心向右移，所以应将两端的平衡螺母向右调节；

第二空．设杠杆一格的长度是l，一个钩码重是G，根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2，图甲中，4G×3l=nG×2l，解得n=6，即在杠杆A点处挂4个钩码（如图乙所示），应在B点处挂6个钩码才能使杠杆再次平