第十一章 简单机械和功综合测试卷（word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F1，发现
F1L1?F2L2，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F1，测得A、B两点上升的高度分别为h1、h2，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h2，则弹簧测力计的示数将_______F1，此次拉力做的功将_____第一次做的功（选填“大于”“等于”或“小于”）
【答案】平衡 右 力臂大小 F1的力臂测量错误 【解析】 【分析】 【详解】
2mgh2×100% 大于 小于 F1h1
(1)[1]图甲所示的位置时，杠杆静止，所以杠杆处于平衡状态。
[2][3]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F1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＝Gh2＝2mgh2
总功
W总＝F1h1
则机械效率的表达式
η＝
W有W总×100%＝
2mgh2×100% F1h1(4)[6]钩码的悬挂点在B点时，由杠杠的平衡条件得
F1·OA＝G·OB
悬挂点移至C点时，由杠杠的平衡条件得
F 2·OA＝G·OC
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h2，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．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。
绳自由端的拉力F/N 0.5 0.9 钩码上升的高度h/cm 10 5 绳自由端移动的距离s/cm 30 15 机械效率η/% 次数 物重G/N 1 2 1.0 2.0 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
s30cm??3 h10cm绳子的段数是奇数，从动滑轮开始绕起，如图所示
n?
(2)[2]第一次的机械效率
?1?W有1Gh1N?0.1m?100%?有11?100%??100%?66.7% W总1F1s10.5N?0.3m(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。
3．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
G?mg?0.1kg?10N/kg?1N
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
n?1N?3L?3?1N?2L
解得n=2，所以应该在A点悬挂2个钩码。
(3)[3][4]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
FBLB?FCLC
则弹簧测力计的示数
FC?FBLB3?1N?3L??1.5N LC4L
4．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?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?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 【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
V 30 适当向下移动 hS上?V h
(2)[3]已知浮子内的气体压强为
p?1.2p0
则浮子内外气体压强差为
?p?p?p0?0.2p0
浮子上底面所受内外气体压力差方向向上，为
?F??pS?0.2p0S
浮子对直杆A端向上的作用力为
FA??F
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
FA?OA?FB?OB
则塞子受到水的压力为
FB?FA?OAOA0.06m?0.2p0S??0.2?105Pa?10?10?4m2??30N OBOB0.04m(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。
5．小明想测量常见的两种简单机械的机械效率。
(1)他先测滑轮组的机械效率，所用装置如图所示，实验中每个钩码重2N，测得的数据如下表：
第十一章 简单机械和功综合测试卷(word含答案)
