【苏科版物理】九年级物理上册 全册全套精选试卷达标检测卷(Word版 含解析)
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【苏科版物理】九年级物理上册 全册全套精选测试卷练习卷(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.图甲是某型号的抽水马桶水箱进水控制装置的示意图,浮子是有上底无下底的圆柱形容器,中间有圆柱形的孔(图乙是浮子的放大示意图),壁的厚度忽略不计,浮子通过圆孔套在直杆上,并与调节螺母紧密相连,手动上下移动调节螺母,可以使浮子的位置随之上下移动,轻质细杆AB 可绕O 点旋转,A 端与直杆底端相连,B 端装有塞子当水箱的进水孔进水,水面接触到浮子下端后,浮子内的空⽓开始被封闭压缩,随着水位继续上升,浮子上升带动直杆向上运动,当水位上升到一定高度,AB 杆处于水平位置时,塞子压住进水孔,进水孔停止进水。
(1)为测出浮子上底面的面积,现有刻度尺、量筒和水,请完成实验: ①将浮子倒置后,用刻度尺测出浮子内的深度h ; ②将浮子装满水,用_______________________;③浮子上底面的面积表达式:S 上=_________(用所测量物理量的符号表示)。
(2)若浮子上升的过程中内部被封闭的空气不泄露,用上述方法测得的浮子上底面的面积为10cm 2,外界大气压为1.0×105Pa ,浮子、直杆、细杆AB 、塞子的重力及所受浮力均不计,忽略所有摩擦,当进水孔停⽓进水时,浮子内的⽓体压强为外界大气压强的1.2倍,OA =6cm ,OB =4cm ,塞子受到水的压力为___________N 。
(3)科学研究表明,⽓定质量的⽓体,在温度不变时,其压强与体积成反比,当进水孔的水压过大时,塞子被冲开,水箱内的水位超过⽓定⽓度,会使水溢出,若通过移动调节螺母的方法保证⽓桶正常使用,应如何移动调节螺母:__________。
【答案】量筒测出浮子里面水的体积V Vh30 适当向下移动 【解析】 【分析】 【详解】(1)[1]将浮子装满水,利用量筒测出浮子里面水的体积V 。
【苏科版物理】九年级上册 全册全套精选测试卷测试卷 (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.图甲是某型号的抽水马桶水箱进水控制装置的示意图,浮子是有上底无下底的圆柱形容器,中间有圆柱形的孔(图乙是浮子的放大示意图),壁的厚度忽略不计,浮子通过圆孔套在直杆上,并与调节螺母紧密相连,手动上下移动调节螺母,可以使浮子的位置随之上下移动,轻质细杆AB 可绕O 点旋转,A 端与直杆底端相连,B 端装有塞子当水箱的进水孔进水,水面接触到浮子下端后,浮子内的空⽓开始被封闭压缩,随着水位继续上升,浮子上升带动直杆向上运动,当水位上升到一定高度,AB 杆处于水平位置时,塞子压住进水孔,进水孔停止进水。
(1)为测出浮子上底面的面积,现有刻度尺、量筒和水,请完成实验: ①将浮子倒置后,用刻度尺测出浮子内的深度h ; ②将浮子装满水,用_______________________;③浮子上底面的面积表达式:S 上=_________(用所测量物理量的符号表示)。
(2)若浮子上升的过程中内部被封闭的空气不泄露,用上述方法测得的浮子上底面的面积为10cm 2,外界大气压为1.0×105Pa ,浮子、直杆、细杆AB 、塞子的重力及所受浮力均不计,忽略所有摩擦,当进水孔停⽓进水时,浮子内的⽓体压强为外界大气压强的1.2倍,OA =6cm ,OB =4cm ,塞子受到水的压力为___________N 。
(3)科学研究表明,⽓定质量的⽓体,在温度不变时,其压强与体积成反比,当进水孔的水压过大时,塞子被冲开,水箱内的水位超过⽓定⽓度,会使水溢出,若通过移动调节螺母的方法保证⽓桶正常使用,应如何移动调节螺母:__________。
【答案】量筒测出浮子里面水的体积V Vh30 适当向下移动 【解析】 【分析】 【详解】(1)[1]将浮子装满水,利用量筒测出浮子里面水的体积V 。
【苏科版物理】物理初三年级上册全册全套精选试卷达标检测(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=0.2m 2.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”)。
【苏科版物理】九年级上册物理全册全套精选试卷测试卷(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.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.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。
【苏科版物理】九年级上册物理全册全套精选试卷测试卷(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=4G l Gl杠杆的右端为⨯3=3G l Gl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“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:次数物体的重力G/N物体被提升高度h/m拉力F/N 绳端移动的距离s/m机械效率η120.1 1.00.366.7% 230.1 1.40.371.4% 340.1 1.80.374.1% 420.1 1.50.2(1)表格内的第4次实验中应补充的数据是_______(结果精确到0.1%)。
【苏科版物理】九年级上册物理全册全套精选试卷达标检测(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.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风速v/(m/s)5101520输出功率P/kW8072015001100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 mgv t 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。
【苏科版物理】九年级上册物理 全册全套精选试卷测试卷 (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.如图是探究杠杆平衡条件的几个实验情景:(1)挂钩码前,杠杆在如图甲所示的位置静止,此时杠杆_______(填“是”或“不是”)平衡状态;(2)如图乙所示,在A 处挂三个钩码,在B 处挂2个钩码可以使杠杆在水平位置平衡,若将杠杆A 、B 处的钩码同时向外移动一格,杠杆将__________(选填“保持不变”、“左端下降”或“右端下降”);(3)如图丙,取下B 处钩码,改在C 处用细绳竖直向上拉,使杠杆再次在水平位置平衡,则拉力F 为____N (每个钩码重0.5N );若将细绳转到虚线位置时,仍使杠杆水平平衡,此时拉力F ___(选填“变小”、“不变”或“变大”),原因是_______;(4)杠杆在生活中应用非常广泛,图丁是脚踩式垃圾桶的结构简图,则杠杆DEF 是_______(选填“省力杠杆”“费力杠杆”和“等臂杠杆”),此种杠杆的好处是_____。
【答案】是 左端下降 0.75 变大 拉力F 的力臂变短 费力杠杆 省距离 【解析】 【分析】 【详解】(1)[1]如图甲所示,杠杆保持静止状态,是平衡状态。
(2)[2]假设一个钩码重力为G ,杠杆上一格为L ,在A 处挂三个钩码,在B 处挂2个钩码可以使杠杆在水平位置平衡,若将杠杆A 、B 处的钩码同时向外移动一格,则杠杆左端有339G L GL ⨯=右端有248G L GL ⨯=则98GL GL >杠杆会出现左端下降的情况。
(3)[3]假设杠杆上一格为L ,A 处力臂为2L ,C 处力臂为4L ,每个钩码重0.5N ,根据杠杆平衡条件有430.5N 2F L L ⨯=⨯⨯则C 处拉力F 为30.5N 20.75N 4LF L⨯⨯==[4][5]若将细绳转到虚线位置时,拉力F的力臂变短,A处的作用力、力臂不变,仍要使杠杆水平平衡,根据杠杆平衡条件可知,此时拉力F将变大。
【苏科版物理】九年级上册物理全册全套精选试卷测试卷(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.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.小彬和小萌同学在学完浮力和杠杆的知识后,初步设计了两种方案,去分别测量待测液体(食用油、酱油)的密度:小彬的方案小萌的方案实验过程:如图,用弹簧测力计测出铁块的重力为G,然后把铁块先后浸没在水、食用油中静止后读出测力计的示数分别为F1、F2;实验过程:如图A O B为轻质杠杆(质量不计),小桶悬挂于A处位置不变,支点O位置不变。
【苏科版物理】九年级上册物理全册全套精选试卷测试卷(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=0.2m2.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。
【苏科版物理】九年级上册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.小军利用如图所示器材测定滑轮组的机械效率,他记录的实验数据如下表。
次数物重G/N绳自由端的拉力F/N钩码上升的高度h/cm绳自由端移动的距离s/cm机械效率η/%1 1.00.510302 2.00.951574.1(1)根据记录表格中提供的信息,组装图中小军使用的滑轮组______;(2)根据给出的实验数据,计算出第一次的机械效率并填入表格中______;(结果保留三位有效数字)(3)同一个滑轮组,在两次实验过程中机械效率不同,主要原因是______。
【答案】 66.7 两次提升的物重不同【解析】【分析】【详解】(1)[1]当钩码上升的高度为10cm时,绳自由端移动的距离为30cm,则绳子承担重物的段数30cm310cmsnh===绳子的段数是奇数,从动滑轮开始绕起,如图所示(2)[2]第一次的机械效率111111N0.1m100%100%100%66.7%0.5N0.3mW G hW F sη⨯=⨯=⨯=⨯≈⨯有1有1总(3)[3]实验中两次测得的机械效率使用的是同一个滑轮组,即绳重、摩擦、滑轮重是相同的,所以导致机械效率不同主要原因是两次提升的物重不同。
2.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。
【苏科版物理】九年级物理上册全册全套精选试卷达标检测卷(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.小红在探究杠杆的平衡条件时,找来一个量程为5N的弹簧测力计和若干个重均为0.5N 的钩码,实验前测得杠杆上相邻刻度线间的距离都等于2cm。
请回答下列问题:(1)实验前,小红先将杠杆调至水平位置平衡,这样操作的目的是______;(2)小红在实验中测得一组数据如下表,于是他立即得出了杠杆的平衡条件:“F1×L1=F2×L2”,你认为是否合理,并说明理由:______;F1/N L1/cm F2/N L2/cm2634(3)某次实验如图所示,杠杆平衡,则以下生活中相关杠杆的应用与此图中杠杆类型相同的是______(选填“托盘天平”、“核桃夹”或“筷子”);(4)在上图中,保持弹簧测力计的位置及拉力的方向和钩码的个数不变,钩码向左移动,若要保持杠杆平衡,则钩码到支点的距离不应超过______cm。
【答案】便于直接测量力臂不合理,只有一组实验数据,得到的结论具有偶然性核桃夹 10cm【解析】【分析】【详解】(1)[1]在探究杠杆的平衡条件时,为了便于直接测量力臂,我们将杠杆调至水平位置平衡。
(2)[2]在探究杠杆的平衡条件时,我们需要进行多次实验得到多组实验数据是结论具有普遍性,实验中由一组实验数据得到的结论具有偶然性。
(3)[3]如图所示,弹簧测力计对杠杆施加拉力的力臂大于钩码对杠杆施加拉力的力臂,是一个省力杠杆;而托盘天平是一个等臂杠杆,核桃夹是一个省力杠杆,筷子夹菜时相当于一个费力杠杆;所以与此图中杠杆类型相同的是核桃夹。
(4)[4]杠杆上相邻刻度线间的距离都等于2cm,每个钩码重均为0.5N,则图中钩码的总重力为G=⨯=0.5N63N弹簧测力计施加拉力的力臂2cm36cmL=⨯=右钩码向左移动,若要保持杠杆平衡,弹簧测力计量程为5N,由杠杆平衡条件可知,钩码对杠杆施加拉力的最大力臂5N6cm10cm3NFLLG⨯===右左即钩码到支点的距离不应超过10cm。
2.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20g5g 2.0g27gm=++=(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3.在探究“杠杆平衡条件”实验中(每个钩码质量相等,杠杆上每小格等距) (1)将杠杆的中点O 挂在支架上后,调节杠杆两端螺母使杠杆在水平位置平衡,目的是_____________;(2)杠杆平衡后,小明同学在图甲所示的A 位置挂上两个钩码,可在B 位置挂上_____个钩码,使杠杆在水平位置平衡;(3)取下B 位置的钩码,改用弹簧测力计拉杠杆的C 点使杠杆在水平位置保持平衡。
当弹簧测力计由位置1转至位置2的过程中,杠杆在水平位置始终保持平衡(如图乙),测力计示数将_____________(选填“一直变大”、“一直变小”、“先变大后变小”、“先变小后变大”);(4)接着小明把支点选到B 点,如图丙,在A 点挂一个钩码,在C 点挂3个钩码,杠杆也恰好水平静止,她觉得此时不满足杠杆平衡条件,造成这个问题的原因是_____________; (5)完成以上实验后,小明利用杠杆来测量测量杠杆的机械效率。
如图丁,实验时,竖直向上拉动弹簧测力计,使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升。
实验中,将杠杆拉至图中虚线位置测力计的示数F =_____N ,钩码总重G 为1.0N ,钩码上升高度h 为0.1m ,测力计移动距离s 为0.3m ,则杠杆的机械效率为_______%(结果精确到0.1%)。
如果把钩码由A 移至B ,两次实验A 点竖直移动相同距离,拉力所做的有用功将____,此杠杆的机械效率将________(两空均选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】消除杠杆自重的影响 3 先变小后变大 没有消除杠杆自身重力的影响 0.5 66.7% 不变 变大 【解析】 【分析】【详解】(1)[1]将杠杆的中点O 挂在支架上,调节杠杆两端螺母使杠杆在水平位置平衡,目的是消除杠杆自重的影响。
(2)[2]设杠杆的一个小格为L ,一个钩码重为G ,因为1122Fl F l =所以232G L nG L ⨯=⨯解得n =3,所以在A 处挂3个钩码。
(3)[3]由图可知,OC 为最长力臂,当弹簧测力计由位置1转至位置2的过程中,动力臂先变长后变短,而杠杆在水平位置始终保持平衡,根据杠杆平衡条件可知,测力计示数将先变小后变大。
(4)[4]把支点选到B 点,杠杆的重心在O 点,在计算时,由于杠杆自身重力的影响,左边应有两个力,故觉得此时不满足杠杆平衡条件。
(5)[5]完成以上实验后,小明利用杠杆来测量测量杠杆的机械效率,实验时,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升,由图知,拉力F =0.5N 。
[6]有用功是1.0N 0.1m 0.1J W Gh ==⨯=有用总功是0.5N 0.3m 0.15J W Fs =⨯==总所以杠杆的机械效率是0.1J100%100%66.7%0.15JW W η=⨯=⨯≈有用总[7][8]将钩码的悬挂点由A 移至B ,O 、C 位置不变,仍将钩码提升相同的高度,有用功不变;由于额外功是提升杠杆所做的功,悬挂点由A 移至B 后,杠杆实际提升的高度变小,所以额外功也变小,则总功变小,所以杠杆的机械效率将变大。
4.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12F F=,12L L=;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/NF1/cmL2/NF2/cmL123232333334343(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】【详解】(1)[1]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,使杠杆在水平位置平衡,以方便直接读出力臂。
(2)[2]小玲总结的杠杆的平衡条件是错误的,因为只改变力的大小,没有改变位置,没有得出普遍规律。
(3)[3]根据杠杆的平衡条件1122F L F L=,可得到11224362F L mg LL LF mg⋅===即他应该将右端的两个钩码向右移动3格,杠杆才会在原位置再次平衡。
5.在“探究影响动滑轮机械效率的因素”实验中,小明用同一动滑轮进行了三次实验,实验装置如图所示,实验数据如下表所示。
序号钩码重G/N物体上升的高度h/m绳端拉力F/N绳端移动的距离s/cm机械效率η/%110.10.800.262.5220.1 1.350.2330.1 1.950.276.9(1)实验时,应沿竖直向上_____拉动弹簧测力计,使钩码上升;(2)第2次实验中,拉力所做的功为_____J,动滑轮的机械效率为_____%;(3)分析表中数据可知:在用同一动滑轮将物体匀速提升相同的高度时,若仅增加被提升物体的重力,则拉力所做的额外功_____(减小/不变/增大),动滑轮的机械效率_____(减小/不变/增大),该实验中小明所用动滑轮的重力一定小于_____N。
【答案】匀速 0.27 74.1 增大增大 0.6【解析】【详解】(1)[1]实验中要竖直向上匀速拉动弹簧测力计,弹簧测力计示数不变,便于读数;(2)[2][3]第2次实验中,滑轮对钩码所做的功为2N0.1m0.2JW Gh=⨯==有拉力做的总功为1.35N0.2m0.27JW Fs=⨯==总动滑轮的机械效率为0.2J100%100%74.1%0.27JWWη=⨯=⨯≈有总(3)[4]在用同一动滑轮将物体匀速提升相同的高度时,由表格数据可知:第一次拉力所做的额外功11111-0.8N0.2m-1N0.1m0.06J-W W W F s G h===⨯⨯=额总有第二次拉力所做的额外功22222- 1.35N0.2m-2N0.1m-0.07JW W W F s G h=⨯⨯===额总有第三次拉力所做的额外功33333- 1.95N0.2m-3N0.1m-0.09JW W W F s G h=⨯⨯===额总有综上可知,若仅增加被提升物体的物重,则拉力所做的额外功增大,[5]从第二次实验可知,动滑轮的机械效率是222N0.1m1.35N0.100%100%74.1%2mG hF sη=⨯=⨯≈⨯⨯那么从第一次到第三次实验,动滑轮的机械效率是增大的;[6]实验中,额外功的来源为克服动滑轮自重和机械摩擦做功,假设不计摩擦,根据作用在绳子自由端的拉力12F G G=+动()可知,由表中第1组数据11220.8N-1.6N-N0G F G===⨯动故实验中小明所用动滑轮的重一定小于 0.6N。