物理九年级上册 第十一章 简单机械和功检测题(WORD版含答案)
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物理九年级上册
第十一章
简单机械和功检测题（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．在“探究杠杆平衡条件的实验”中：
(1)图甲中，杠杆静止时处于_________（选填“平衡”或“不平衡”）状态．为使杠杆在水平位置平衡，小明应将杠杆两端的平衡螺母向_______（选填“左”或“右”）移。
(2)如图乙所示，在 A 点挂 2 个重力均为 0.5N 的钩码，在 B 点用弹簧测力计竖直向下拉杠杆，使其在水平位置平衡，弹簧测力计的示数为______________N。
(3)如图丙，保持 A 点所挂砝码的数量和位置不变，将弹簧测力计绕 B 点从 a 位置转到 b 位置，杠杆始终保持水平平衡，在此过程中拉力 F 与其力臂的乘积变化情况是______________。
A．一直变小 B．一直变大 C．一直不变 D．先变小后变大
(4)竖直向下拉弹簧测力计，使杠杆从水平位置缓慢转过一定角度，如图丁所示，此过程中， 拉力的力臂_________，弹簧测力计的示数__________（均选填“变大”、“变小”
或“不变”）。
(5)若要使图丁状态下的弹簧测力计读数减小，可将弹簧测力计绕 B 点 _____（选填“顺时针”或“逆时针”）方向转动一个小角度。
(6)小华用如图戊装置进行探究，发现总是无法得到教材上所列出的杠杆平衡条件，其原因是_____________________________________。
(7)小明用如图戊所示的实验装置研究“杠杆的机械效率”．实验时，将总重为 G 的钩码挂在杠杆 A 处，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，钩码上升的高度为 h，弹簧测力计的示数为
F，其移动的距离为 s，则杠杆的机械效率 η=__________（用题中字母表示）。若将钩码移动到 B 点， 仍将它匀速提升 h 的高度，则此时弹簧测力计的示数 F'________（选填“>”“=”或“<”）F，杠杆此时的机械效率η´___________η（选择“>”、“=”或“<”）。
【答案】平衡 左 1.5 C 变小 不变 顺时针 杠杆自重对杠杆平衡有影响
GhFs×100% > >
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]杠杆处于静止状态或匀速转动状态都为杠杆的平衡状态；所以，图甲中实验前没挂钩码时，杠杆处于静止的平衡状态。
[2]由于杠杆左端上翘，调节时重心应向左移动，应将杠杆两端的平衡螺母向左移，使杠杆在水平位置平衡。
(2)[3]如图乙所示，在刻度线A处挂两个钩码，在刻度线B处用调好的弹簧测力计竖直向下拉杠杆，杠杆在水平位置时，每个钩码为G=0.5N，每小格为L，根据杠杆的平衡条件知道，即
2G×3L=F×2L
2×0.5N×3L=F×2L
解得F=1.5N
(3)[4]将测力计绕B点从a位置转动到b位置过程中，钩码的重力不变，其力臂OA不变，即阻力与阻力臂的乘积不变；由于杠杆始终保持水平平衡，所以根据杠杆的平衡条件知道，拉力F与其力臂的乘积也是不变的。
故选C。
(4)[5][6]力臂等于支点到力的作用线的距离，竖直向下拉弹簧测力计，使杠杆从水平位置缓慢转过一定角度，如图丁所示，此过程中，弹簧测力计拉力的力臂变小，钩码对杠杆拉力的力臂也变小，但是根据三角形的相似性，动力臂和阻力臂的比值是不变的，所以拉力大小不变。
(5)[7]根据杠杆平衡条件知道，要使弹簧测力计读数减小，在阻力和阻力臂不变时，需要增大动力臂，当弹簧测力计与杠杆垂直时，动力臂最长，拉力最小，所以需要将弹簧测力计顺时针转动。
(6)[8]利用如图戊所示装置进行探究，杠杆的重心没有通过支点，杠杆的自重对杠杆平衡有影响。
(7)[9]由WW有总知道，将总重为 G 的钩码挂在杠杆 A 处时，杠杆的机械效率
WGhWFs有总
[10]由图示知道，将钩码移动到B点时，阻力和动力臂都不变，阻力臂增大，由1122FlFl知道，动力将增大，即
F′＞F
[11]将钩码移至B点，提升相同高度，有用功相同，弹簧测力计竖直移动的距离不同，B点时杠杆上上升的高度小些，做的额外功小些，所以机械效率变大，即
η′＞η
2．小刚想粗略地测算自己在单杠上做引体向上运动时的功率，如图所示。
(1)需要的测量工具：体重计、刻度尺、______。
(2)请帮他设计实验步骤：______
(3)小刚采用了合适的方法记录数据，请帮他在空格处补上相应的数据。（取g=10N/kg）
重心上升高度h/m 质量m/kg 拉一次克服重力所做的功W/J 拉上去的次数 时间t/s 功率P/W
0.4 60 ______ 5 10 ______
【答案】秒表 使用体重计测量小刚的体重；用刻度尺测量每次引体向上下鄂上升的高度；用秒表测量连续5次引体向上动作需要的时间；计算出小刚做引体向上运动时的功率
240 120
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]要测量功率需要测量时间，实验器材还需要秒表。
(2)[2]使用体重计测量小刚的体重；用刻度尺测量每次引体向上下鄂上升的高度；用秒表测
量连续5次引体向上动作需要的时间；计算出小刚做引体向上运动时的功率。
(3)[3]小刚的体重为
G=mg=60kg×10N/kg=600N
做一次引体向上小刚做功为
W=Gh=600N×0.4m=240J
[4]小刚做的总功为
W总=5W=5×240J=1200J
小刚做引体向上的功率
总1200J120W10sWPt
3．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1122FlFl，杠杆平衡；若1122lFFl，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1122FlFl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
2433GLGL
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
0440.5N2NGG
由杠杆平衡条件1122FlFl可得
拉力在A处竖直向上拉杠杆，使其在水平位置平衡，则
212N31.2N5GLLFLL
此时弹簧测力计示数为1.2N。
【点睛】
本题主要考查对“探究杠杆平衡条件”的实验内容的了解。杠杆的平衡条件：动力动力臂阻力阻力臂，即1122FlFl；运用此条件进行杠杆平衡的计算。
4．如图所示，是“探究杠杆的平衡条件”的实验装置。
(1) 实验前，杠杆右端偏高，应将两端的螺母向________调节，使杠杆在_______位置平衡；
(2) 杠杆平衡后，在左侧挂两个钩码，每个钩码重1N，在右端竖直向下拉着弹簧测力计，使杠杆在水平位置重新平衡，如图所示。此时弹簧测力计的示数F=_____________N（弹簧测力计自重不计）；
(3) 当弹簧测力计处于图中的虚线位置时，若使杠杆在水平位置平衡且弹簧测力计的示数仍等于F，应将钩码向_________（填“左”或“右”）移动适当的距离；
(4) 小华想到若铁架台不是在水平桌面上，而是在略微倾斜的桌面上是否影响实验呢？经小组分析不在水平桌面上_______ （填“影响”或“不影响”）实验过程。
【答案】右 水平 3 右 不影响
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1][2]实验前杠杆右端偏高，应将两端的平衡螺母右调节，直到杠杆在水平位置平衡，这样在实验操作过程中，才能读出力臂。
(2)[3]设杠杆每一小格的长度为l，据杠杆的平衡条件有
2N⋅3l=F⋅2l
所以此时弹弹簧测力计的示数
F=3N
(3)[4]若使弹簧测力计处于图中虚线处，则弹簧测力计对杠杆的力的力臂变小，而弹簧测力计的示数不变，钩码的重力不变，据杠杆的平衡条件，若想让杠杆在水平位置平衡，须向
右适当移动钩码。
(4)[5]铁架台放在略微倾斜的桌面上，不会影响实验过程。即使铁架台不是水平放置，但依然可调节杠杆在水平位置平衡。
5．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
