驻马店物理第十一章简单机械和功单元测试卷（解析版）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1F，发现1122F L F L≠，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1F，测得A、B两点上升的高度分别为1h、2h，则此次杠杆的机械效率为η=______（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2h，则弹簧测力计的示数将_______1F，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2112mghF h×100% 大于小于【解析】【分析】【详解】(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1F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＝WW有总×100%＝2112mghF h×100%(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F2·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2h，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．在探究”杠杆平衡条件”的实验中：(1)先把杠杆的中点支在支架上，停在图甲的位置，此时杠杆处于______（填“平衡”或“不平衡”）状态。
为了消除杠杆______对实验的影响，应将平衡螺母向______（选填“左”或“右”）调节，使杠杆在水平位置平衡。
然后在支点两侧挂钩码，移动钩码位置，让杠杆再一次在水平位置平衡，其目的是______；(2)探究过程中，在杠杆左端某固定位置挂一个重力G=2.5N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。
根据多次测量的力和力臂，画出F 和1L的图象如图乙（注意看清两个坐标的含义），由图可求出物体对杠杆拉力的力臂______m。
【答案】平衡自身重力右让力臂在杠杆上，便于直接从杠杆上测量力臂 0.2【解析】【分析】【详解】(1)[1]图甲中，杠杆处于静止状态，即是平衡状态。
[2][3]为了消除杠杆自身重力的影响，应让杠杆在水平位置平衡，而图甲中，杠杆左端下沉，所以应向右移动平衡螺母。
[4]杠杆挂上钩码后，移动钩码的位置让杠杆再次在水平位置平衡的目的是：让力臂在杠杆上，便于直接从杠杆上测量力臂。
(2)[5]由图乙知，当杠杆右端受到的拉力F=3N时，其力臂L=1 m 6据杠杆的平衡条件有GL1=FL，2.5N⋅L1=3N×1 6 m所以物体对杠杆拉力的力臂L1=0.2m3．某兴趣小组的同学在探究“风力发电机发电时的输出功率与风速的关系”时，设计了如下实验步骤：①如图乙，将自制的小型风叶安装在风车底座上，把线的一端固定在风车转轴上，另一端系上钩码；②在风车正前方1米处放置电风扇的风速调到1挡位，用秒表记录提升钩码到A点所需的时间；③将电风扇换到2、3挡位，重复以上实验，并将数据记录在表格中：(注：电风扇挡位越高，风速越大)表一：电风扇挡位钩码的质量/g提升钩码到A点的时间/s150152501335010请你回答：(1)这个实验是通过测量提升钩码到A点的_____来比较风车输出功率的大小。
这种方法是______(选填“控制变量法”或“转换法”)；(2)通过实验可以得到的结论是：风速越大，风力发电机发电时的输出功率__________；为了进一步研究风力发电机，他又从电厂查到一台1500kW的发电机组的相关数据：表二：输出功率与风速的关系表三：不同风速下风力发电机每秒获得的风能：(3)风能是清洁能源，也是_____(选填“可再生”或“不可再生”)能源。
发电机的工作原理是_____；(4)风速10m/s时，这台发电机的发电效率为__________，有同学认为风速越大，发电机的发电效率越高，他的观点是_____(选填“正确”或“错误”)的。
你认为的原因是______。
【答案】时间转换法越大可再生电磁感应现象 60% 错误风速越大发电效率越低【解析】【分析】【详解】(1)[1]因提升高度要相同，通过提升时间，可知提升速度的大小，则由W mgh===P mgvt t可知输出功率的大小，故比较测量提升钩码到A点的时间来比较风车输出功率的大小。
[2]转换法可将不可测的量转换为可测的量进行测量，也可将不易测准的量转换为可测准的量，提高测量精度。
此实验将风车输出功率的大小转化为通过测量提升钩码到A点的时间。
(2)[3]分析表一数据可见，在提升钩码质量相同的情况下，风速越大，提升钩码到A点的时间越短，风车的输出功率越大。
(3)[4]风能是一种很清洁的可再生能源，资源丰富，无污染。
[5]风力发电是将风能转化为电能，发电机是通过机械运动产生电能，即是利用电磁感应现象制成的，所以发电机的工作原理是电磁感应现象。
(4)[6]风速为10m/s时，1s内获得的能量为6⨯，风车工作1h获得的能量为1.210J639=1.210J/s 3.610s=4.3210JW⨯⨯⨯⨯总风车工作1h产生的电能为9=720kW 1h=720kW h=2.59210J W ⨯⋅⨯电风车发电的效率为992.59210J =100%=100%=60%4.3210JW W η⨯⨯⨯⨯电总 [7][8]风速为15m/s 时，1s 内获得的能量为64.0510J ⨯；风车工作1s 产生的电能为61.510J ⨯，风车发电的效率为661.510J =100%=100%=37.04%4.0510JW W η⨯⨯⨯⨯电1总1 由此可知，风速越大，发电机的发电效率越低，所以他的观点是错误的。
4．同学们在探究影响浮力大小的因素时，发现手中的弹簧测力计损坏了，聪明的小强同学利用刻度均匀的杠杆和钩码（每只重0.5N ）替代弹簧测力计顺利地完成了该实验。
以下是小强同学的实验操作，请你帮他完善该实验探究。
(1)将杠杆安装在支架上，静止时如图1所示，应将平衡螺母向______（选填“右”或“左”）调节，使杠杆在水平位置平衡；(2)如图2甲所示，将重2N 的物体G 挂在A 点，两只钩码挂在B 点时，杠杆在水平位置平衡；(3)将物体G 部分浸入水中（如图2乙所示），两只钩码移到C 点时，杠杆在水平位置平衡；(4)将物体G 浸没于水中（如图2丙所示），两只钩码移到D 点时，杠杆在水平位置平衡； (5)将物体G 浸没于盐水中（如图2丁所示），两只钩码移到E 点时，杠杆在水平位置平衡。
分析与论证：分析比较(2)、(3)、(4)可得：物体G 所受浮力大小与______有关；分析比较(2)、(4)、(5)可得：物体G 所受浮力大小与有______关；由题中信息计算物体G 的体积V =______m 3，盐水的密度ρ=盐水______kg/m 3。
（331.010kg/m ρ=⨯水，g =10N/kg ）【答案】右 物体排开液体的体积 液体的密度 1.0×10-4 1.125×103 【解析】 【分析】 【详解】[1]杠杆在如图1位置平衡后，要使杠杆在水平位置重新平衡，应将平衡螺母向右调节。
[2]步骤(2)、(3)、(4)是让物体未浸入、部分浸入和浸没于水中，而钩码逐渐靠近支点，说明物体G 所受的浮力逐渐变大，所以可得物体G 所受的浮力大小与排开液体的体积有关。
[3]步骤(4)(5)是让物体G 分别浸没在水中和盐水中，所以比较的是浮力大小与液体密度的关系。
[4]由步骤(4)及杠杆的平衡条件得(G 物-F 浮)⋅4L =1N ⋅4L ，(2N-F 浮)⋅4L =1N ⋅4L所以F 浮=1N由阿基米德原理有，物体的体积43331N 10m 1.010kg/m 10N/kgF V V g ρ-====⨯⨯浮物排水 [5]由步骤(5)及杠杆的平衡条件得 (2N-F 浮＇)⋅4L =1N ⋅3.5L所以F 浮＇=1.125N由阿基米德原理有，盐水的密度33431.125N 1.12510kg/m 10N/kg 10m F gV ρ-===⨯⨯浮盐水物＇5．小明在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，利用如图所示的滑轮组进行了4次测量，测得数据如下表所示：(1)试验中应沿着竖直方向______（选填“加速”或“缓慢”）拉动弹簧测力计，且在弹簧测力计______时读数；（选填“匀速运动”或“静止”）(2)根据表中的数据计算得出第4次实验时绳端移动的距离s =_______m ，机械效率η=_______；(3)通过比较1、3和4三次实验数据得出：同一滑轮组，物重越大，滑轮组的机械效率_____；(4)在忽略摩擦力和绳重的前提下，通过第1次数据可算出动滑轮的重力为_____N ； (5)以下选项中不影响滑轮组机械效率的因素是______A ．动滑轮的重力B ．绳子与滑轮之间的摩擦C ．物体上升的高度 【答案】缓慢 匀速运动 0.4 50% 越大 2.2 C 【解析】 【分析】 【详解】(1)[1]为了使弹簧测力计的示数大小等于绳端的拉力大小，试验中应沿着竖直方向缓慢拉动弹簧测力计。
[2]假设弹簧测力计静止时读数，测力计没有测出绳子与滑轮间的摩擦，测得的拉力偏小，即没有考虑到摩擦对滑轮组机械效率的影响，所以需要弹簧测力计匀速运动时读数。