九年级上册物理第十一章简单机械和功单元测试卷附答案一、初三物理第十一章简单机械和功易错压轴题提优(难)1.小苗利用刻度均匀的轻质杠杆进行“探究杜杆的平衡条件”实验,已知纡个钩码重0.5N。
(1)实验前,将杠杆的中点置于支架上,当杠杆静止时,发现杠杆左端下沉,这时应将平衡螺母向__________(选填“左”或“右”)调节,直到杠杆在水平位置半衡。
(2)在图甲中的A点悬挂4个钩码,要使杠杆仍保持水平位置平衡,需在B点悬挂_______个钩码。
(3)如图乙所示,取走悬挂在B点的钩码,改用弾簧测力计在C点竖直向上拉,仍使杠杆在水平位置平衡,测力计的拉力为__________N;若在C点改变弹簧测力计拉力的方向,使之斜向右上方,杠杆仍然在水平位置平衡,则测力计的读数将__________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】右 3 1.5 变大【解析】【分析】【详解】(1)[1]杠杆在使用前左端下沉,说明左侧力与力臂的乘积大,应将平衡螺母向右调节。
(2)[2]设杠杆每个格的长度为L,每个钩码的重力为G,根据杠杆的平衡条件:F A L A=F B L B,得4G×3L=F B×4L解得F B=3G即需在B点处挂3个钩码。
(3)[3]取走悬挂在B点的钩码,改用弹簧测力计在C点竖直向上的拉力,根据杠杆的平衡条件:F A L A=F C L C,得4G×3L=F C×4L解得F C=3G=3×0.5N=1.5N[4]如改变弹簧测力计拉力的方向,使之斜向右上方,阻力和阻力臂不变,动力臂减小,动力要增大,所以弹簧测力计示数变大,才能使杠杆仍然水平平衡。
2.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0.1kg 10N/kg 1N G mg ==⨯=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1N 331N 2n L L ⨯⨯=⨯⨯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B BC C F L F L =则弹簧测力计的示数31N 3 1.5N 4B B C C F L LF L L⨯⨯===3.某同学在河边玩耍时捡到一块石头:(1)将木杆的中点O 悬挂于线的下端,使杆在水平位置平衡,这样做的好处是可以消除_____对杆平衡的影响;(2)将左端A 与弹簧测力计相连,用细线把石头挂于OA 的中点C ,弹簧测力计竖直向上提起A 端,使杆保持水平,测力计示数如图所示,则拉力大小为_____N ;将石头浸没于装有水的玻璃杯中且不与杯子接触,保持杆水平,记下弹簧测力计此时示数为2.7N ; (3)通过计算,浸没后石头受到的浮力大小为_____N ,石头的密度为_____kg/m 3(已知ρ水=1.0×103kg/m 3);(4)若上述(2)步骤中,只是杆未保持水平,则测量结果_____(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
【答案】杠杆自重 4.2 3 2.8×103 不变 【解析】 【分析】本题考查固体密度的测量。
【详解】(1)[1]将木杆的中点O 悬挂于线的下端,使杆在水平位置平衡,这样做的好处是可以消除杠杆自重对杆平衡的影响。
(2)[2]如图弹簧测力计的分度值是0.2N ,所以拉力大小为4.2N 。
(3)[3]根据杠杆的平衡条件以及C 是OA 的中点,可得122112F L F L == 解得G =F 1=2F 2= 2×4.2N=8.4N而石头的质量8.4N =0.84kg 10N/kgG m g ==石 石头浸没于装有水的玻璃杯中且不与杯子接触,保持杠杆水平,弹簧测力计此时示数为2.7N ,再次根据杠杆的平衡条件计算出此时石头对C 点的拉力为5.4N ,则浸没后石头受到的浮力大小F 浮=G ﹣F =8.4N ﹣5.4N =3N[4]又F 浮=ρ液gV 排,所以43333N==310m1.010kg/m10N/kgFV Vgρ-==⨯⨯⨯浮石排液所以石块的密度33430.84kg= 2.810kg/m310mmVρ-==⨯⨯石石石(4)[5]若上述(2)步骤中,只是杠杆未保持水平,虽然力的作用线不在杠杆上,但是两个力的力的作用线的比值是不变的,所以不会影响最终的结果。
【点睛】关键是将课本知识内容记忆清楚,仔细分析即可。
4.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27 2.7在刻度尺上读出OD的长度L2112LL Lρ-水【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20g 5g 2.0g 27g m =++=(3)[3]水和金属块的总体积330mL 30cm V ==总则金属块的体积33330cm 20cm 10cm V V V =-=-=总水金属块的密度3327g 2.7g /cm 10cmm V ρ=== (4)③[4][5]实验步骤:①在刻度尺上读出OE 的长度L 1;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L 2;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A B 1 gV OC G L ρ⨯=⨯铁金属块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A AB 2gV gV OC G L ρρ-⨯=⨯水铁()以上两个等式相除整理得112L L L ρρ=-水金属5.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______(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 1122Fl F l 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)[3][4][5]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。
6.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 0.3420.11.50.266.7%(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”)。