深圳观澜万安学校物理第十一章简单机械和功单元测试卷（解析版）
深圳观澜万安学校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1122
F 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2
11
2mgh
F 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＝W
W
有
总
×100%＝2
11
2mgh
F 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．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：
次数钩码总重G/N 钩码上升的高度
h/m
测力计示数F/N
测力计移动距离
s/m
机械效率率η
140.1 1.80.3
260.1 2.40.383% 340.1 1.40.557% 440.2 1.4 1.057%
深圳私立学校①在实验中，测绳端拉力F 时，应尽量竖直向上_____拉动弹簧测力计；
②第1次实验测得的机械效率为________( 保留整数)，第4次实验是用____图做的(选填“a ”、“b ” 或“c ”)；
③分析第1、3次实验数据可得结论：___________________；
(2)接着小明用如图所示的装置探究杠杆的机械效率，每个钩码的质量为m ，O 为支点(支点处的摩擦不计)。
①他先将2只钩码悬挂在B 点，在A 点竖直向上匀速拉动弹簧测力计，拉力为F 1，机械效率为η1；
②然后他将这2只钩码悬挂在C 点，在A 点竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使C 点上升高度与第一次相同，则此时弹簧测力计的示数F 2将____ (选填 “>”“=”或“<”) F 1； [拓展]对比杠杆实验的第①②两步，判断第②步中杠杆的机械效率η2如何变化并说明理由_________。
【答案】匀速 74% c 使用不同的滑轮组，提升相同的重物，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越小 ＞ 见详解 【解析】 【分析】 【详解】
(1)[1]测绳端拉力F 时, 应尽量竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使物体处于平衡状态。 [2]第1次实验测得的机械效率为
4N 0.1m
100%100%100%74%1.8N 0.3m
W Gh W Fs η?=
=?=?=?有用总 [3]第4次实验，钩码上升的高度为0.2m ，测力计移动距离为1.0m 。则绳子股数为
1.0m
=50.2m
s n h =
=绳 第4次实验是用图c 做的。
[4]分析第1、3次实验数据，提升重物相同，但第1次实验，应用图a 一个动滑轮的滑轮组进行试验，第3次实验，应用图c 两个动滑轮的滑轮组进行试验，第一次机械效率高于第3次实验数据，可得结论：使用不同的滑轮组，提升相同的重物，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越小
(2)[5]钩码从B 点移动到C 点，阻力不变阻力臂变长，弹簧测力计位置不变，动力力臂不变，根据杠杆平衡条件可知，弹簧测力计的示数将变大，则F 2>F 1。
[6]η
2变大，因为
C点被提的高度相同，克服杠杆自身重力所做的额外功相同，钩码提升的高度增加，有用功变大，根据
100%
W
W W
η=?
+
有
有额
可知η2变大。
3．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。