【苏科版物理】九年级物理 全册全套精选测试卷(Word版 含解析)

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【苏科版物理】九年级物理 全册全套精选测试卷(Word版 含解析)

一、初三物理第十一章 简单机械和功 易错压轴题提优(难)

1.在探究“杠杆的平衡条件”实验中:

(1)将杠杆装在支架上,发现杠杆左端下沉,此时应将杠杆两侧的螺母同时向_____

(2)如图甲所示,杠杆在水平位置平衡。如果在杠杆两侧各去掉一个相同的钩码,则杠杆将______

(3)如图乙所示,用弹簧测力计在C处竖直向上拉。当弹簧测力计逐渐向右倾斜如图丙,杠杆仍然在水平位置平衡,则弹簧测力计的示数将______

(4)请在图丙中画出拉力F′的力臂l。________

【答案】右 逆时针 变大 不变

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]杠杆左端下沉,右端上翘,平衡螺母向上翘的右端移动。

(2)[2]设一个钩码的重力为G,杠杆一个小格代表l,如果在图中杠杆两侧各去掉一个相同的钩码时,杠杆的左端为

22=4GlGl

杠杆的右端为

3=3GlGl

所以杠杆的左端力和力臂的乘积大于右端的乘积,所以杠杆左端下沉,杠杆将逆时针转动。

(3)[3]乙图中,弹簧测力计竖直向上拉杠杆时,拉力的力臂为OC,弹簧测力计向右倾斜拉杠杆时(如图丙),拉力的力臂小于OC,拉力的力臂变小,拉力变大,弹簧测力计的示数将变大。

[4]根据杠杆平衡的条件,动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂,因为杠杆始终保持水平平

衡,钩码的重力和钩码的位置没有发生变化,所以弹簧测力计的拉力与其力臂的乘积将不变。

(4)[5]从支点向力的作用线做垂线,得到力臂,如图所示:

2.在做“探究杠杆的平衡条件”的实验中:

(1)如图甲所示,为使杠杆在______位置平衡,可以将左端的平衡螺母向______调;

(2)调节平衡后,在杠杆两侧挂不同数量的钩码,移动钩码位置,使杠杆在水平位置再次平衡,并记录相关数据。改变钩码的数量及位置多次实验,小明得出杠杆的平衡条件______。如图乙所示,A、B两点分别增加一个钩码,则杠杆______(选填“左端下沉”、“右端下沉”或“仍保持平衡”);

(3)如图丙所示,若不在B点挂钩码,改用弹簧测力计在B点向下拉杠杆,弹簧测力计由竖直方向逐渐向左转动,杠杆始终保持水平平衡,则弹簧测力计的示数将逐渐______(选填“增大”或“减小”),原因是弹簧测力计拉力的力臂在______(选填“增大”或“减小”)。

【答案】水平 左 动力×动力臂=阻力×阻力臂或F1L1=F2L2 右端下沉 增大 减小

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1][2]如图甲所示,杠杆右端下沉,左端上翘,应该将左端的平衡螺母向左调,使杠杆重新在水平位置平衡。

(2)[3]如图乙所示,假设一个钩码重力为G,横杆上一小格为L,调节平衡后,在杠杆两侧挂不同数量的钩码,移动钩码位置,使杠杆在水平位置再次平衡,并记录相关数据。得到

左边= F2L2=3G×2L=6GL

右边= F1L1=2G×3L=6GL

左边等于右边,改变钩码的数量及位置多次实验,左边依然等于右边,小明据此得出杠杆

的平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂或F1L1=F2L2

[4]如图乙所示,A、B两点分别增加一个钩码,则

428GLGL左边

339GLGL右边

各自增加一个钩码后,右边大于左边,所以杠杆右端下沉。

(3)[5][6]如图丙所示,A点钩码数量不变,钩码对杠杆施加的拉力方向不变,现在将B点的弹簧测力计由竖直方向逐渐向左转动,则弹簧测力计拉力的力臂减小,为使杠杆始终保持水平平衡,根据杠杆的平衡条件可知,则弹簧测力计拉力增大,即弹簧测力计的示数将逐渐增大。

3.小金用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率;实验时竖直向上拉动杠杆,使挂在杠杆下面的钩码缓缓上升,(支点和杠杆的摩擦不计)问:

(1)重为5N的钩码挂在A点时,人的拉力F为4N,钩码上升0.3m时,动力作用点C上升0.5m,此时机械效率η1为______?

(2)小金为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关,仍用该实验装置,将钩码移到B点,再次缓慢提升杠杆使动力作用点C仍然上升0.5m。问:人的拉力F与第一次相比______(选填“变大”“变小”或“不变”)。比较此时的机械效率η2与η1的大小并用学过的知识给以推导______。

【答案】75% 变小 η2

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]有用功为

W有用=Gh=5N×0.3m=1.5J

总功为

W总=Fs=4N×0.5m=2J

机械效率为

1.5J100%100%75%2JWW有用总

(2)[2]钩码的悬挂点在A点时,由于杠杆的重力会阻碍杠杆转动,则由杠杠的平衡条件得

12GOAGOCFOC杠杆

悬挂点移至B点时,由杠杠的平衡条件得

1'2GOBGOCFOC杠杆

观察比较可知,悬挂点移至B点时,OB

[3]杠杆的机械效率

11WWWWWWW有用有用额总有用额有用

因为杠杆升高的高度不变,所以克服杠杆自重所做的额外功不变;由于悬挂点B更接近支点,所以钩码提升的高度减小,根据W有用=Gh可知,有用功减小;从上面的表达式可知:W有用减小、W额不变,所以WW额有用变大,分母变大,η就减小;即η2

4.小飞用图甲装置来探究杠杆的平衡条件,设弹簧测力计和钩码对杠杆的拉力分别为动力F1和阻力F2,l1和l2分别表示动力臂和阻力臂.他的实验思路是:改变F2、l1和l2,测得杠杆平衡时所需的拉力F1,来寻找F1、F2、l1和l2四个物理量之间的关系.已知实验前已调节杠杆在水平位置平衡,弹簧测力计的量程为0~5N,杠杆上每一格长10cm.

实验次数 阻力F2/N 阻力臂l2/cm 动力臂l1/cm 动力F1/N

1 4 33 30

2 4 18 30 2.4

3 4 7.5 30 1.0

(1)为便于测量力臂,弹簧测力计应沿_______方向拉杠杆,并使之在_____位置平衡;

(2)小飞首先保持F2和l1不变而改变l2,所获得的实验数据如表格所示.第1次实验中弹簧测力计示数的放大图如图乙所示,则F1=______N,此时杠杆的类型与______(选填“筷子”或“老虎钳”)相同;

(3)为获得更多组数据,小飞继续进行(2)中实验,则为能顺利完成实验,在改变阻力臂l2时,l2应不超过______cm;完成上述实验后,小飞接下来还应进行的实验有:①保持

______不变而改变F2;②保持F2和l2不变而改变l1.

【答案】竖直 水平 4.4 筷子 37.5 l2和l1

【解析】

【分析】

【详解】

第一空、第二空.因为力与力臂垂直,当沿竖直方向拉动弹簧测力计使杠杆位于水平位置平衡时,力臂与杠杆重合,可方便的测量力臂的大小;

第三空.由图像可知,弹簧测力计的分度值为0.1N,示数为4.4N;

第四空.由表格数据知第1次实验中阻力臂长于动力臂,因此是费力杠杆,与筷子相同;

第五空.由杠杆平衡条件1122FlFl可得:

11225N?30cm=37.5cm4NFllF

即l2应不超过37.5cm;

第六空.探究杠杆的平衡条件时要探究F1、F2、l1和l2四个物理量之间的关系,因此还应探究①保持l2和l1不变而改变F2;②保持F2和l2不变而改变l1.

5.某实验小组进行测量滑轮组机械效率的实验,先用弹簧测力计测量钩码所受的重力G(如图甲),再按图乙所示的连接方式组装好滑轮组,并分别记下钩码和弹簧测力计的起始位置:

(1)如图乙中,为了测量绳子自由端的拉力F,A同学在缓慢匀速提升时读数,B同学在弹簧测力计静止时读数,然后把测得各个量数值,代入机械效率的公式,计算出机械效率的值,这两位同学_______(选填“A”或“B”)操作是正确的;

(2)按照A同学的测量方法,测出的拉力F与钩码所受重力G的大小关系为F______(选填“大于”、“小于”或“等于”)3G;

(3)实验中要分别记下钩码和弹簧测力计的起始位置,是为了_________。

【答案】A

大于 测量钩码和弹簧测力计移动的距离

【解析】

【分析】

(1)在使用滑轮组时,滑轮组还要克服一些机械摩擦,所以要测量滑轮组的机械效率,需使物体上升进行读数。

(2)使用滑轮组时,拉力不仅要克服物体的重力,还要克服动滑轮的重力及机械摩擦。

(3)要测滑轮组的机械效率,需测出G、h、F、s,根据公式100%GhFs计算。所以需要测量钩码和弹簧测力计移动的距离,从而计算有用功和总功。

【详解】

(1)[1]为了测量滑轮组提升物体时的机械效率,所以需在缓慢匀速提升时读数,则A

同学操作正确。

(2)[2]由图知,滑轮组由3段绳子承担物重,则3GF,但其成立的条件是不考虑机械自重和摩擦,若考虑的话拉力F大于3G。

(3)[3]为了测量钩码和弹簧测力计移动的距离,从而计算有用功和总功,应分别记下钩码和弹簧测力计的起始位置。

6.在认识到杠杆转动跟力、力臂有关后,某实验小组通过实验进一步探究杠杆的平衡条件,以下是他们的部分实验过程:

(1)首先,将杠杆放在水平桌面上,在不挂钩码的情况下,调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在________位置平衡,以方便直接读出力臂;

(2)接下来,他们使杠杆在如图位置静止,多次实验,记录数据如表格所示(每个钩码的重力为1N,杠杆质量、刻度分布均匀);小玲认为杠杆的平衡条件应为12FF,12LL;而小军则认为实验还需要进一步改进,你认为小玲总结的杠杆的平衡条件是________(选填“正确的”或“错误的”);

实验序号 1/NF 1/cmL 2/NF 2/cmL

1 2 3 2 3

2 3 3 3 3

3 4 3 4 3

(3)如果小军在杠杆的左端A点处再加挂2个钩码(即左端共4个钩码),接下来,他应该将右端的两个钩码向右移动________格,杠杆才会在原位置再次平衡。

【答案】水平 错误的 3

【解析】