1、九年级上册物理 第十一章 简单机械和功检测题Word版 含答案九年级上册物理 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/%11.00.5103022.00.951574.1(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
2、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小明在探究杠杆的平衡条件的实验中，以杠杆中点为支点。(1)小明在杠杆两侧挂上钩码，调节钩码的数量和位置直到杠杆水平平衡，如图甲所示，此时小明将两边钩码同时向远离支点方向移动相同的距离后，杠杆_（选填“左”或“右”）端下沉；(2)小明在得
3、出杠杆平衡条件后，利用杠杆平衡条件解决问题：如图乙所示，有一根均匀铁棒BC，其长为L， O点为其重心，其所受重力300N；OA= ，为了不使这根铁棒的B端下沉，所需外力F至少应为_N；若F的方向不变，微微抬起这根铁棒的B端，所需外力F至少应为_N；如图丙所示，C物体静止在水平地面上时，对地面的压强为6105Pa。现将C物体用细绳挂在轻质杠杆的A端，杠杆的B端悬挂D物体，当杠杆在水平位置平衡时，C物体对地面的压强为2105Pa，已知：D物体的质量为2kg， OA :AB=1:4。要使C物体恰好被细绳拉离地面，则可以移动支点O的位置，使OA :AB=_。【答案】左 100 150 1:7 【解析】
4、【分析】【详解】(1)1设图甲中的一个钩码重力为G，杠杆一小格的长度为l，据杠杆的平衡条件有3G2l=2G3l小明将两边钩码同时远离支点移动nl距离后，杠杆左右两边变成3G(2l+nl)=(3n+6)Gl，2G(3l+nl)=(2n+6)Gl而(3n+6)Gl(2n+6)Gl所以杠杆左端下沉。(2)2据题意知，为了不使铁棒的B端下沉，需用外力来保持平衡，此时铁棒的A为杠杆的支点，阻力臂为OA=，动力臂为AB=，据杠杆平衡条件有G1=F所以此时的外力3要将铁棒B端稍微抬起，此时C变成杠杆的支点，则所以此时的外力4由题意知，D物体的重力G2=mg=2kg10N/kg=20N挂上D物体，杠杆在水平位
5、置平衡时，设绳子对A端的拉力为F1，则有F1OA=G2OB即悬挂D物体前后，C物体对地面压强变化p=p1-p2=6105Pa-2105Pa=4105Pa那么C物体与地面的接触面积则C物体的重力G3=FC=p1S=6105Pa210-4m2=120N要使C物体恰好被拉离地面，则A端受到的拉力F2=G3=120N那么G3OA=G2OB即120NOA=20NOB所以OA:OB=1:6那么OA:AB=1:73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
6、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“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
7、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。4如图所示，小明在探究“杠杆的平
8、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_（左/右）调节，使杠杆在不挂钩码时在水平位置平衡。其目的是_；(2)杠杆调节平衡后，小明在杠杆上A点处挂4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：_（用字母表示）。他这样得出的结论_（合理/不合理）；原因是：_；(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
9、的不同位置，用弹簧测力计竖直向上拉使杠杆处于水平平衡状态时，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 减小了杠杆的自重对实验的影响 不合理 实验次数较少，得出的结论不具有普遍性 杠杆本身受到重力 【解析】【分析】【详解】(1)1发现杠杆右端下沉，说明右端重，应该把杠杆两端的平衡螺母向左调。2使杠杆在不挂钩码时在水平位置平衡。其目的是把重心移至支点处，让杠杆重力的力臂为零，这样就减小了杠杆的自重对实验的影响。(2)345杠杆的平衡条件为：动力动力臂=阻力阻力臂，探究杠杆平衡的条件多次测量就是为了寻找普遍规律，本次实验，如果只用一组数据得到结论，偶然性太大，因此应获取多组实验
10、数据归纳出物理规律。(3)6图乙中，支点位于动力和阻力的右侧，杠杆的重心不在支点上，弹簧测力计不但提了钩码，而且还提了杠杆，杠杆的重力对杠杆转动产生了影响，导致拉力F的大小比由杠杆平衡条件计算出来的数值偏大。5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
11、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
12、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6如图为测量滑轮组机械效率的实验装置，钩码总重6N。(1)实验时要竖直向上_拉动弹簧测力计，由图可知拉力大小为_N，若钩码上升的高度为8cm，则弹簧测力计
13、向上移动_cm，该滑轮组的机械效率为_；(2)在弹簧测力计静止时进行读数，则他这样得出的机械效率与实际值相比_；（选填“偏小”、“偏大”或“相等”）(3)若仅增加钩码的个数，该滑轮组的机械效率将_。（选填“增大”、“减小”或“不变”）【答案】匀速 2.4 24 83.3 % 偏大 增大 【解析】【分析】【详解】(1)1在实验中，应竖直向上匀速拉动弹簧测力计，才能准确测出拉力的大小。2由图可知，弹簧测力计的分度值为0.2N，所以其为2.4N，即拉力的大小为2.4N。3由图可知，滑轮组承重绳子的根数为3根，当钩码上升8cm，则弹簧测力计向上移动的距离为8cm3=24cm4实验中，所做的有用功W有=
14、Gh=6N0.08m=0.48J通过滑轮组所做的总功W总=Fs=2.4N0.24m=0.576J则机械效率(2)5实验中，若在静止时读弹簧测力计的示数，会造成拉力比实际的拉力小，因为静止时绳子与滑轮间没有摩擦，那么求出的总功也会偏小，而有用功的大小不变，那么机械效率会偏大。(3)6实验中仅增大钩码的个数，那么有用功随之增大，而额外功不变，那么机械效率会增大。7在探究“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
15、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
16、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
17、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
18、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。8某实验小组进行测量滑轮组机械效率的实验，先用弹簧测力计测量钩码所受的重力G（如图甲），再按图乙所示的连接方式组装好滑轮组，并分别记下钩码和弹簧测力计的起始位置：(1)如图乙中，为了测量绳子自由端的拉力F，A同学在缓慢匀速提升时读数，B同学在弹簧测力计静止时读数，然后把测得各个量数值，代入机械效率的公式，计算出机械效率的值，这两位同学_（选填“A”或“B”）操作是正确的；(2)按照A同学的测量方法，测出的拉力F与钩码所受重力G的大小关系为F_（选填“大于”、“小于”或“等于”）；(3)实验中要分别记下钩码和弹簧测力计的起始位置，是为了
19、_。【答案】A 大于 测量钩码和弹簧测力计移动的距离 【解析】【分析】(1)在使用滑轮组时，滑轮组还要克服一些机械摩擦，所以要测量滑轮组的机械效率，需使物体上升进行读数。(2)使用滑轮组时，拉力不仅要克服物体的重力，还要克服动滑轮的重力及机械摩擦。(3)要测滑轮组的机械效率，需测出G、h、F、s，根据公式计算。所以需要测量钩码和弹簧测力计移动的距离，从而计算有用功和总功。【详解】(1)1为了测量滑轮组提升物体时的机械效率，所以需在缓慢匀速提升时读数，则A同学操作正确。(2)2由图知，滑轮组由3段绳子承担物重，则，但其成立的条件是不考虑机械自重和摩擦，若考虑的话拉力F大于。(3)3为了测量钩码和
20、弹簧测力计移动的距离，从而计算有用功和总功，应分别记下钩码和弹簧测力计的起始位置。9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
21、）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
22、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。10在探究“滑轮组机械效率”时，小强利用两组滑轮组进行了4次测量，用一个动滑轮和一个定滑轮测得第1、2组数据，用两个动滑轮和两个定滑轮测得第3、4组数据（如表所示）：实验序号物重G物/N动滑轮重G动/N动力F/N滑轮组的机械效率%110.50.747.6220.51.160.63411.444250.0（1）根据“测量滑轮组机械效率
23、实验”的过程，画出图甲中滑轮组的绕绳方法（_）（2）在实验中，测量绳端拉力F时，应尽量_匀速向上拉动弹簧测力计；第4次实验时弹簧测力计的示数如图乙所示，则其动力为_N；第3次实验时滑轮组的机械效率约为_%（3）由第3、4组数据可知，同一滑轮组的机械效率与_有关（4）在第3次实验中，若钩码升高10cm，克服摩擦所做额外功为_【答案】 竖直 1.6 57.1 动滑轮的重 0.2J 【解析】【分析】本题考查滑轮组的机械效率测量的探究实验。【详解】(1)1从表格的1、2次数据可得，所以滑轮组承重绳子的根数是3根，画图如下(2)2测量绳端拉力时，应尽量竖直匀速向上拉动弹簧测力计，因为动滑轮相当于动力臂等
24、于阻力臂的二倍的杠杆，其支点在滑轮的边缘（如下图）。当动滑轮两边的绳子都竖直向上时，在忽略摩擦和绳重时，动力等于阻力的二分之一，若动力绳子不是竖直向上，那么即使忽略摩擦和绳重，动力也会大于阻力的二分之一，因为此时动力臂小于阻力臂的二倍。 3从图中弹簧测力计的示数可知，其动力为1.6N4结合表格数据和滑轮组的绕线可知，滑轮组的承重绳根数是5根(3)5比较第3、4组数据可知，物体的重力不变，动滑轮的重力变大，机械效率变小，所以同一滑轮组的机械效率与动滑轮的重有关(4)6若钩码升高的高度为h=10cm=0.1m，则绳子端移动的距离s=5h=50.1m=05m提升钩码所做的有用功拉力所做总功克服动滑轮
25、所做的额外功克服摩擦所做的额外功【点睛】机械效率的求法：11某实验小组利用图中装置探究杠杆机械效率，实验主要步骤如下:（1）用轻绳悬挂杠杆的一端使其能绕O点转动，O点即为杠杆的_点，在A点用轻绳悬挂总重为G的钩码，在B点用一个弹簧测力计使杠杆水平，弹簧测力计所给方向为_向上;（2）竖直向上拉动弹簧测力计缓慢匀速上升，在此过程中，弹簧测力计的示数为F，利用刻度尺测出A、B两点上升的高度分别为h1和h2.（3）杠杆机械效率表达式为_(用所给物理量和符号表示)；（4）若在杠杆的承受范围内，将A点钩码重增加，杠杆的机械效率将会_(选填“变大”、“变小”或“不变”)；（5）本次实验中，若不更换杠杆，且提
26、升钩码重一定，则影响杠杆机械效率的主要因素是_；（6）若只将钩码的悬挂点由A移至C，O、B位置不变，仍将原来的钩码提升相同的高度，则杠杆的机械效率将会_(选填“变大”、“变小”或“不变”)；（7）若某同学用此装置研究“杠杆平衡条件”实验，发现不挂钩码时弹簧测力计仍有示数，这是因为杠杆有_。【答案】支 竖直 变大 摩擦力的大小 变大 自重 【解析】【详解】(1)1杠杆绕固定点O点转动，所以O点为杠杆的支点；2当在A点用轻绳悬挂总重为G的钩码，在B点用一个弹簧测力计使杠杆水平，为了保证杠杆能处于水平位置，弹簧测力计最小力的方向应该竖直向上；(3)3杠杆机械效率为：(4)4根据(3)得到的杠杆机械效
27、率表达式可知，在其它条件不变时，增加A点钩码重，有用功增大，机械效率变大；(5)5若不更换杠杆，且提升钩码重一定，即物体做的有用功不变，额外功影响机械效率，额外功是杠杆克服摩擦力和本身自重做的功，所以当提升钩码重一定时，摩擦力的大小是影响杠杆机械效率的主要因素；(6)6杠杆提升钩码时，对钩码做有用功，克服杠杆做额外功，设杠杆重心升高的距离为h1，所以Gh1+G杠h=Fh2，G不变，h1不变，G杠不变，钩码从A点到C点，钩码还升高相同的高度，杠杆上升的角度减小，杠杆升高的距离h变小，所以Gh1+G杠h变小，所以Fh2也变小。根据，分母变小，分子不变，所以机械效率变大；(7)7探究杠杆的平衡条件实
28、验时，不能忽略杠杆自身的重力，在不挂钩码时，弹簧测力计也会有示数。12如图所示，是小王利用刻度均匀的杠杆进行探究“杠杆的平衡条件”。（1）实验前，将杠杆的中点置于支架上，当杠杆静止时杠杆左端下沉，这时应将平衡螺母向_（左/右）端调节，直到杠杆在水平位置平衡；（2）如图甲所示，在杠杆A点处挂4个钩码，则在B点处应挂_个同样的钩码，杠杆仍然在水平位置平衡；（3）如果小王又进行了如图乙所示的探究，发现用弹簧测力计在C点竖直向上拉使杠杆仍然处于水平位置平衡时，FOC_GOD；（选填“大于”、“小于”或“等于”）（4）如图丙是根据“杠杆平衡条件”制作的只需要一个砝码的天平，横梁可绕轴O在竖直平面内转动，左侧为悬挂在固定位置P的置物盘，右侧所用砝码是实验室里常见的钩码，用细线挂在右侧带刻度线的横梁上。下面是小明测量物体质量的几个主要步骤，最合理的顺序是（只填序号）：_A将天平放在水平台面上时B调整横梁右侧的平衡螺母使横梁上悬挂的重垂线对准底座上的标记C将悬挂钩码的细线移到右侧横梁的零刻线Q处D由细线在横梁上的位置对应的刻度值直接得出物体的质量E将待测物体放在天平左侧的置物盘中F移动悬挂钩码的细线使横梁上悬挂的重垂线对准底座上的标记调节天平至水平位置平衡后，刚把待测物体放在天平左侧的置物盘中时，横梁上悬挂的重垂线将对准底座上标记的_侧（填“左”或“右”
