苏州外国语血虚爱物理第十一章 简单机械和功单元试卷（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．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．小红在探究杠杆的平衡条件时，找来一个量程为5N的弹簧测力计和若干个重均为0.5N的钩码，实验前测得杠杆上相邻刻度线间的距离都等于2cm。请回答下列问题： (1)实验前，小红先将杠杆调至水平位置平衡，这样操作的目的是______； (2)小红在实验中测得一组数据如下表，于是他立即得出了杠杆的平衡条件：“F1×L1=F2×L2”，你认为是否合理，并说明理由：______； F1/N 2 L1/cm 6 F2/N 3 L2/cm 4 (3)某次实验如图所示，杠杆平衡，则以下生活中相关杠杆的应用与此图中杠杆类型相同的是______（选填“托盘天平”、“核桃夹”或“筷子”）；
(4)在上图中，保持弹簧测力计的位置及拉力的方向和钩码的个数不变，钩码向左移动，若要保持杠杆平衡，则钩码到支点的距离不应超过______cm。
【答案】便于直接测量力臂 不合理，只有一组实验数据，得到的结论具有偶然性 核桃夹 10cm
【解析】 【分析】 【详解】
(1)[1]在探究杠杆的平衡条件时，为了便于直接测量力臂，我们将杠杆调至水平位置平衡。 (2)[2]在探究杠杆的平衡条件时，我们需要进行多次实验得到多组实验数据是结论具有普遍性，实验中由一组实验数据得到的结论具有偶然性。
(3)[3]如图所示，弹簧测力计对杠杆施加拉力的力臂大于钩码对杠杆施加拉力的力臂，是一个省力杠杆；而托盘天平是一个等臂杠杆，核桃夹是一个省力杠杆，筷子夹菜时相当于一个费力杠杆；所以与此图中杠杆类型相同的是核桃夹。
(4)[4]杠杆上相邻刻度线间的距离都等于2cm，每个钩码重均为0.5N，则图中钩码的总重力为
G?0.5N?6?3N
弹簧测力计施加拉力的力臂
L右?2cm?3?6cm
钩码向左移动，若要保持杠杆平衡，弹簧测力计量程为5N，由杠杆平衡条件可知，钩码对杠杆施加拉力的最大力臂
FL右5N?6cmL左???10cm
G3N即钩码到支点的距离不应超过10cm。
3．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：
次数 1 2 3 4 物体的重力G/N 2 3 4 2 物体被提升高度h/m 0.1 0.1 0.1 0.1 拉力F/N 1.0 1.4 1.8 1.5 绳端移动的距离s/m 0.3 0.3 0.3 0.2 机械效率η 66.7% 71.4% 74.1%
(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_________（选填“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，若增大提升物体的重力，滑轮组的机械效率_________（选填“变大”“不变”或“变小”）；
(3)用甲滑轮组提升不同重物时，绳重和摩擦导致的额外功与总功的比为定值k，根据表格中的数据可求出k=_________。 【答案】66.7 乙 变大 【解析】 【分析】 【详解】
(1)[1]表格中第四次的有用功
W有=Gh=2N×0.1m=0.2J
总功
W总=Fs=1.5N×0.2m=0.3J
那么机械效率
1 6??W有0.2J??66.7% W总0.3J[2]由于s=2h，所以所用滑轮组的承重绳子数为2根，则用的是图乙。
(2)[2]由表格数据可知，从1至3次实验，在增大提升物体的重力时，滑轮组的机械效率越来越大。
(3)[3]假设绳重和摩擦导致的额外功为W其它，根据题意有
W其它=k W总第一次实验时，滑轮组做的总功及有用功分别为
W总1=F1s1=1.0N×0.3m=0.3J，W有1=G1h1=2N×0.1m=0.2J
即
W其它1=0.3J?k
第二次实验时，滑轮组做的总功和有用功分别为
W总2=F2s2=1.4N×3m=0.42J，W有2=G2h2=3N×0.1m=0.3J
第一、二次实验，滑轮组所做的总功和有用功分别增加了
W总2- W总1=0.42J-0.3J=0.12J，W有2- W有1=0.3J-0.2J=0.1J
而滑轮组所做的总功
W总= W有+ W动+ W其它
可是，滑轮组每次做功，动滑轮所做的功不变，即两次做功，绳重和摩擦导致的额外功增加了0.02J，那么
W其它2W其它1?0.02J0.3J?k?0.02J===k W总20.42J0.42J
所以
k?1 6
4．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0.5N。 (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Fl11?F2l2，杠杆平衡；若
F1l1?F2l2，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Fl11?F2l2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
2G?4L?3G?3L
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
G?4G0?4?0.5N?2N
由杠杆平衡条件Fl11?F2l2可得
拉力在A处竖直向上拉杠杆，使其在水平位置平衡，则
苏州外国语血虚爱物理第十一章 简单机械和功单元试卷(word版含答案)
