杭州市采荷实验中学物理第十一章 简单机械和功易错题(Word版 含答案)
杭州市采荷实验中学物理第十一章简单机械和功易错题（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．如图，小明在“研究杠杆平衡条件”的实验中所用的实验器材有：刻度均匀的杠杆，支架，弹簧测力计，刻度尺，细线和相同的重0.5 N重的钩码若干个。
(1)如图A所示，实验前，杠杆左侧下沉，则应将左端的平衡螺母向______（选填“左”或”右”）调节，直到杠杆在水平位置平衡；
(2)在图B中杠杆平衡了，若在杠杆左右两边同时增加一个相同的钩码，则杠杆向______（选填“左”或”右”）倾斜；
(3)甲同学通过对一组数据分析后得出的结论是：动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离，与小组同学交流后，乙同学为了证明甲同学的结论是错误的，他做了如图C的实验，已知杠杆上每个小格长度为5 cm，每个钩码重0.5 N，当弹簧测力计斜向上拉（与水平方向成30°角）杠杆，使杠杆在水平位置平衡，此时乙同学发现，动力×动力臂______（选填“等于”或“不等于”）阻力×阻力臂。实验C______（选填“能”或”不能”）说明甲同学结论是错误的。
【答案】右右等于能
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]图A中，杠杆左侧下沉，应向右调节平衡螺母，直到杠杆在水平位置平衡。
(2)[2]在图B中，据杠杆的平衡条件得
3G?2F=2G?3L
在左右两边同时增加一个相同的钩码，则左右两边分别变成
4G?2F，3G?3L
而
4G?2F<3G?3L
所以杠杆向右倾斜。
(3)[3][4]由图C知，此时
4×0.5N×3×0.5cm=3N×1
2
×4×0.5cm
即：动力×动力臂=阻力×阻力臂。而此时，动力臂并不等于支点到动力作用点的距离，所以能证明甲同学的结论是错误的。
2．小明在探究杠杆的平衡条件的实验中，以杠杆中点为支点。
(1)小明在杠杆两侧挂上钩码，调节钩码的数量和位置直到杠杆水平平衡，如图甲所示，此时小明将两边钩码同时向远离支点方向移动相同的距离后，杠杆_____（选填“左”或“右”）端下沉；
(2)小明在得出杠杆平衡条件后，利用杠杆平衡条件解决问题：
①如图乙所示，有一根均匀铁棒BC ，其长为L ， O 点为其重心，其所受重力300N ；OA =
4
L
，为了不使这根铁棒的B 端下沉，所需外力F 至少应为_____N ；若F 的方向不变，微微抬起这根铁棒的B 端，所需外力F ＇至少应为_____N ；
②如图丙所示，C 物体静止在水平地面上时，对地面的压强为6×105Pa 。现将C 物体用细绳挂在轻质杠杆的A 端，杠杆的B 端悬挂D 物体，当杠杆在水平位置平衡时，C 物体对地面的压强为2×105Pa ，已知：D 物体的质量为2kg ， OA :AB=1:4。要使C 物体恰好被细绳拉离地面，则可以移动支点O 的位置，使O ＇A :AB =______。 【答案】左 100 150 1:7 【解析】 【分析】 【详解】
(1)[1]设图甲中的一个钩码重力为G ，杠杆一小格的长度为l ，据杠杆的平衡条件有
3G ?2l =2G ?3l
小明将两边钩码同时远离支点移动nl 距离后，杠杆左右两边变成
3G ?(2l +nl )=(3n +6)Gl ，2G ?(3l +nl )=(2n +6)Gl
而
(3n +6)Gl >(2n +6)Gl
所以杠杆左端下沉。
(2)①[2]据题意知，为了不使铁棒的B 端下沉，需用外力来保持平衡，此时铁棒的A 为杠杆的支点，阻力臂为OA =
4L ，动力臂为AB =34
L ，据杠杆平衡条件有 G 1?
4L =F ?34
L
所以此时的外力
111
300N 100N 33
F G ==?=
[3]要将铁棒B 端稍微抬起，此时C 变成杠杆的支点，则
12
L L
G F ?
=?＇
所以此时的外力
111300N 150N 22
F G ==?=＇
②[4]由题意知，D 物体的重力
G 2=mg =2kg×10N/kg=20N
挂上D 物体，杠杆在水平位置平衡时，设绳子对A 端的拉力为F 1，则有
F 1?OA =
G 2?OB
即
1220N 480N AB
F G OA
=?
=?= 悬挂D 物体前后，C 物体对地面压强变化
?p =p 1-p 2=6×105Pa-2×105Pa=4×105Pa
那么C 物体与地面的接触面积
425110m 10Pa
80N 24F S p -=
==??? 则C 物体的重力
G 3=F C =p 1S =6×105Pa×2×10-4m 2=120N
要使C 物体恰好被拉离地面，则A 端受到的拉力
F 2=
G 3=120N
那么
G 3?O ＇A =G 2?O ＇B
即
120N ?O ＇A =20N ?O ＇B
所以
O ＇A :O ＇B =1:6
那么
O ＇A :AB =1:7
3．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。
4．小明和小红利用如图所示装置探究杠杆的平衡条件。
(1)若实验前杠杆如图甲所示，可将杠杆两端的平衡螺母向______(填“左”或“右”)调节，使杠杆在水平位置平衡。
次数F1/N l1/cm F2/N l2/cm
111025
2210120
3215310
(2)在实验过程中，调节杠杆在水平位置平衡的目的是消除杠杆自重对实验的影响，同时______。
(3)在杠杆两端加挂钩码，并移动钩码，使杠杆在水平位置平衡，测出力臂，多次实验并把
数据记录在表格中。小明根据以上数据得出杠杆的平衡条件是______。
(4)调节杠杆平衡后，小红在杠杆上的A 点处挂4个钩码，如图乙所示，为使杠杆重新平衡，应在B 点挂______个钩码。
(5)如图丙所示，用弹簧测力计在C 处竖直向上拉，使杠杆在水平位置平衡，当弹簧测力计在原位置逐渐向右倾斜时，使杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
（拓展）探究杠杆的平衡条件后，小红利用杠杆测出了小石块的密度。步骤如下： ①如图丁(a)所示，用细线将小石块拴好，把小石块和钩码分别挂在杠杆上，调节钩码的位置使杠杆在水平位置平衡，用刻度尺分别量出小石块悬挂处到支点的距离L 和钩码悬挂处到支点的距离l 。
②如图丁(b)所示，在玻璃杯内盛水，将小石块浸没在水中，保持L 不变，调节钩码的悬挂位置，使杠杆重新在水平位置平衡，测出钩码悬挂处到支点的距离为l '，l :l '＝5:3。 ③小石块的密度ρ石＝______kg/m 3。
【答案】右 便于直接在杠杆上读出力臂的大小 F 1l 1=F 2l 2 6 变大 2.5×103 【解析】 【分析】 【详解】
(1)[1]实验前杠杆如图甲所示，杠杆左端下沉，需要将平衡螺母向右调节，使杠杆平衡。 (2)[2] 在实验过程中，调节杠杆在水平位置平衡的目的是消除杠杆自重对实验的影响，同时便于直接在杠杆上读出力臂的大小。
(3)[3]由表格数据可知，在杠杆两端加挂钩码，并移动钩码，使杠杆在水平位置平衡，测出力臂，多次实验并把数据记录在表格中。小明根据以上数据得出杠杆的平衡条件是：动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂，即F 1l 1=F 2l 2。
(4)[4]根据杠杆平衡的条件，调节杠杆平衡后，小红在杠杆上的A 点处挂4个钩码，如图乙所示，为使杠杆重新平衡，应在B 点挂的钩码的个数为
34
62
n ?=
= (5)[5]用弹簧测力计在C 处竖直向上拉，使杠杆在水平位置平衡，当弹簧测力计在原位置逐渐向右倾斜时，使杠杆仍然在水平位置平衡，此时力臂变小，力变大。 ③[6]如图丁(a)，根据杠杆平衡的条件可得
G 石L =G 码l
如图丁(b)可得
(G 石-F 浮)L = G 码l ’
根据l :l '＝5:3，F 浮=ρ水gV 和G=ρ物gV ，可求得
335==2.510kg/m 2
ρρ?石水
5．如图是某学习小组探究“斜面的机械效率”实验装置及实验数据记录表：
斜面的倾
斜程度
物块重
/N
G
斜面
高
/h m
沿斜面拉
力/N
F
斜面长
/m
s
机械效
率η
较缓100.1 5.0120%
较陡100.3 6.7145%
最陡100.58.01
(1)沿斜面拉动木块时，为使测力计的示数稳定，应尽量使木块做__运动。
(2)比较表中“物块重”和“__”两栏对应的数据，可知斜面是一种省力的简单机械。
(3)第三次实验时即“最陡”时，此次实验把物块拉上去的机械效率是__。
(4)分析第1次实验的数据即“较缓”时可知，斜面对物体摩擦力为__N。
【答案】匀速直线沿斜面拉力625%
. 4
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]沿斜面拉动木块时，为使测力计的示数稳定，应尽量使木块做匀速直线运动。
(2)[2]比较表中“物块重”和“沿斜面拉力”两栏对应的数据，可知斜面是一种省力的简单机械。
(3)[3]第三次实验时即“最陡”时，此次实验把物块拉上去的机械效率是
10N0.5m
====62.5%
8.0N1m
W Gh
W Fs
η
?
?
有
总
(4)[4]由表中第1组实验数据可知
==5.0N1m=5J
W Fs?
总
==10N0.1m=1J
W Gh?
有用
额外功
=-=5J-1J=4J
W W W
额总有用
由W fs
=
额
，得摩擦力大小
4J
=
=
=4N 1m
W f s
额
6．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F 1、F 2；
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。首先在小桶中倒人一定体积的水，调节石块的位置于B ， 处杠杆在水平方向平衡，然后将水全部倒出将小桶擦干后再将等体积的酱油倒入小桶中，调节石块的位置于B 处，杠杆再次在水平方向平衡，若OB 1、OB 2的长度分别为L 1、L 2（B 1、B 2图中未画出）
(1)若食用油的密度比水的密度小，则在小彬的方案中F 1______F 2（选填“大于”、“小于”或 “等于”）；
(2)小萌通过对比数据发现L 1小于L 2，可初步推断出酱油的密度比水的密度________； (3)已知水的密度为ρ水，结合两种方案中现有的测量数据，能得出待测液体密度的是__________的方案（选填“小彬”或“小萌”），其密度表达式为ρ=________。 【答案】小于 大 小彬 21()
()
G F G F ρ--水
【解析】 【分析】 【详解】
(1)[1]由阿基米德原理可知，排开液体体积相同时，液体密度大，产生的浮力大，故完全浸没时在水中的浮力大于在食用油中的浮力；测力计的示数为铁块重力与浮力之差，故在水中的示数F 1小于在食用油中的示数F 2。 (2)[2]由杠杆平衡条件可得
()OA 1G G L G L +=石桶
水 ()OA 2G
G L G L +=石桶
酱
又L 1小于L 2，故可得
()()OA OA G
G L G G L +>+桶
桶水酱
即
G G
>水酱
V g V g ρρ>水水酱酱
又水的体积和酱油的体积相同，故
ρρ>水酱
(3)[3][4]由(2)可知小萌的方案可以比较出待测液体的密度与水的密度大小关系，却不能求得具体值，小彬的方案可以求得待测液体密度大小；在小彬的方案中，铁块浸没在水中受到浮力为
1-F G F =浮
由阿基米德原理可得
1
-==F G F V V g g
ρρ=
浮铁排水水 铁块浸没在待测液体受到的浮力为
2-F G F '=浮
由阿基米德原理可得
221
1
--=
==--F G F G F G F V g G F g g
ρρρ'浮水排水
7．在“研究杠杆平衡条件”的实验中：
(1)杠杆两端的平衡螺母的作用是：调节杠杆在_____位置平衡。
(2)如图甲所示的杠杆已处于平衡状态，若左端所挂重物的重力是1N ，则弹簧测力计的示数_____2N 。如果要便于测量力臂，那么弹簧测力计应沿_____方向拉着杠杆。
(3)如乙图所示，在杠杆左端某一固定位置挂一个重力G =10N 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F 、L 数据，画出如图丙所示图线，由图丙可得出杠杆平衡的条件是F 与L 成_____比，结合杠杆平衡条件，可求出重力G 的力臂是_____cm 。 【答案】水平 大于 竖直 反 5 【解析】 【分析】 【详解】
(1)[1]力臂等于支点到力的作用线的距离，当杠杆在水平位置平衡时，力的方向与杠杆垂
直，力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来。 (2)[2][3]根据杠杆的平衡条件
42G l F l ?=?
解得
F =2
G =2×1N=2N
由图甲可知F 的力臂小于2l ，故弹簧测力计的示数大于2N ；如果要便于测量力臂，那么弹簧测力计应沿竖直方向拉着杠杆。
(3)[4][5]如乙图，F 和1
L
成正比，1F
L
为定值，所以FL 为定值，可以推断F —L 成反比。因
为
-11
4m L
=，所以L =0.25m ，根据杠杆平衡条件得 GL FL '=
所以
10N 2N 0.25m L ?'=?
所以
0.05m 5cm L '==
8．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____选填（“左”或“右”）调节，使杠杆在不挂钩码时，保持___并静止，达到平衡状态。这样做的好处是：________。
（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：动力×动力臂=阻力×阻力臂。他这样得出的结论是否合理？____；为什么？_____。
（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 水平 便于测量力臂 不合理 只通过一次测量，数据具有偶然性，不具有
普遍性杠杆的重心不在支点上，杠杆的重力对杠杆平衡产生了影响。
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1][2]杠杆右端下沉，应将平衡螺母（左端和右端的平衡螺母调节方向一致）向左调节，使杠杆在不挂钩码时，保持水平并静止，达到平衡状态。
[3]力臂等于支点到力的作用线的距离，当杠杆在水平位置平衡时，力的方向与杠杆垂直，力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来。
(2)[4][5]只有一次实验总结实验结论是不合理的，一次实验具有偶然性，不具有普遍性，要多进行几次实验，避免偶然性。
(3)[6]用如图乙所示装置进行探究，杠杆的重心没有通过支点，杠杆的重力对杠杆平衡有影响。
9．小明在探究“杠杆平衡条件”的实验中：
（1）小明实验前发现杠杆左端低右端高，要使它在水平位置平衡，应将杠杆右端的平衡螺母向_______调节。小明调节杠杆在水平位置平衡的主要目的是___________。
（2）小明用弹簧测力计在B点_________拉(如图甲)，才可以在杠杆上直接读出动力臂。（3）如图乙所示，某同学不改变拉力方向把杠杆由图乙的位置缓慢拉到图丙的位置时，弹簧秤的示数将_________ 。（选填变大/变小/不变，设杠杆质地均匀，支点恰好在杠杆的中心，并且不计支点处摩擦）
（4）小明继续研究杠杆的机械效率，他们用轻绳悬挂杠杆一端的O点作为支点，在B点用轻绳悬挂总重为G的钩码，在A点用轻绳竖直悬挂一个弹簧测力计测拉力F，装置如图丁所示，使杠杆缓慢匀速上升, 用刻度尺分别测出A、B两点上升的高度为h1、h2；则：
①杠杆机械效率的表达式为η=________。（用测量的物理量符号表示）
②若只将测力计的悬挂点由A移至C点，O、B位置不变，仍将钩码提升相同的高度，则杠杆的机械效率将_______（选填变大/变小/不变）。
【答案】右消除杠杆自重对实验的影响竖直向下不变2
1
Gh
Fh不变
【解析】
【详解】
(1)[1][2]杠杆左端低右端高，说明杠杆左端较重，要使它在水平位置平衡，应将杠杆右端的平衡螺母向右调节；小明调节杠杆在水平位置平衡的主要目的是消除杠杆自重对实验的影响；
(2)[3]为了在杠杆上直接读出动力臂，弹簧测力计的拉力方向应该垂直杠杆，而杠杆在水平
位置平衡，左端的重物拉力向下，那么右端的拉力应该是竖直向下；
(3)[4]某同学不改变拉力方向把杠杆由图乙的位置缓慢拉到图丙的位置过程中，杠杆也是平衡的，动力臂与阻力臂的比值是不变的，而阻力是不变，根据杠杆的平衡条件可知弹簧测力计的拉力大小是不变的；
(4)[5]由题意可知，杠杆的有用功是2
W Gh
=
有
，总功是1
W Fh
=
总
，那么杠杆机械效率是
2
1
W
100%100%
W
Gh
Fh
η=?=?
有
总
[6]杠杆提升钩码时，对钩码做有用功，而克服杠杆自身重力做的功是额外功，可以得到关系式
W W W
=+
总有额
假设杠杆重心升高的高度是h，那么可得到
21
Gh G h Fh
+=
杠
钩码的重力G不变，2h不变，G杠不变，只将测力计的悬挂点由A移至C点，O、B位置不变，仍将钩码提升相同的高度，杠杆上升的高度h是不变的，那么可知2
Gh G h
+
杠
大小不变，即1
Fh大小是不变的，根据杠杆机械效率2
1
100%
Gh
Fh
η=?可知，机械效率η是不变的。
10．小余同学在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,首先往溢水杯中装满了水,然后在弹簧测力计下悬挂一个圆柱体,当圆柱体下表面与水面相平时开始缓慢下降,溢出的水全部流入旁边的小桶中．实验过程如图甲．
（1）圆柱体的重力为_________ N．
（2）比较图_________可得：当圆柱体浸没在水中继续下降的过程中,受到的浮力与深度无关．
（3）比较(a)(b)(c)三图可得:浸在同一液体中的物体受到的浮力大小跟_________有关．
（4）小余完成图甲所示的实验后,把水换成另一种液体重复上述实验,根据实验数据绘制成图乙所示的弹簧测力计示数F与物体下降深度h的F-h图像．实验表明,浸在液体中的物体,
受到的浮力大小还跟_________有关,此液体的密度为_________ kg/m 3．
（5）利用浮力和杠杆的知识,小颖发明了密度秤．如图丙所示,轻质杠杆AB 可绕O 点转动,在A 、B 两端分别挂有两个完全相同的正方体C 、D(边长为10cm,重力为
20N),OA =10cm,OB =8cm,向容器中倒入不同密度的液体,每次都将C 浸没在液体中,移动物体D 使杠杆在水平位置平衡,在OB 上便可以标出不同液体的密度值．
①当物体C 浸没在水中时,物体D 移动到E 点时杠杆恰好水平静止,那么OE 的长度为_______cm ，在E 点标上3
3
1.010kg/m ρ=?水; ②该密度秤能够测量的最小液体密度为_________kg/m 3; ③OB 上的刻度是否均匀:_________ (选填“是”或“否”)
【答案】6 c 和d 排开液体的体积 液体的密度有关 800 5 400 是 【解析】 【分析】 【详解】
(1)[1]由图（a ）知，弹簧测力计在空气中时示数是6N ；可知物体的重力是6N ； (2)[2]要探究物体浸没后受到的浮力与深度的关系，需要控制液体的密度相同、排开液体的体积相同，改变浸没的深度，故图（c ）（d ）符合题意；
(3)[3]比较（b ）（c ）两图，物体都浸在水中，即液体密度相同，圆柱体浸入水中的体积（排开液体的体积）增大时，测力计的示数减小，由称重法可知物体受到浮力增大；所以，比较(a)(b)(c)三图可得出结论：浸在同一种液体中的物体受到浮力的大小跟排开液体的体积有关；
(4)[4]由图ac 可知，圆柱体浸没在水中后所受浮力：
6N 1N 5N F G F =-=-=浮
由图乙知，圆柱体浸没在另一液体中时测力计的示数为2N ，则：
6N 2N 4N F G F '=-'=-=浮
由实验可知，浸没在不同液体中的浮力不相等，即浸在液体里的物体受到的浮力大小还与液体的密度有关； [5]由F gV ρ=浮液排得：
F V g
ρ=
浮
排液 同一物体浸没在水中和另一液体中时排开液体的体积相等，则：
'
F F g g
ρρ=浮浮水液 代入数据：
335N 4N
1.010kg/m 10N/kg 10N/kg
ρ=???液
解得：
330.810kg/m ρ=?液
(5)①[6]由图知：B 端所受得力等于重物D 对杠杆的拉力，大小等于物体D 的重力，即：
20N B D F G ==
当物体C 浸没在水中时，受到的浮力为：
333
1.010kg/m 10N/kg 0.1m 10N F gV ρ==???=浮水排（）
物体C 受到的力：A 点对C 的拉力A F 、浮力、重力；故物体C 受到的拉力为：
20N 10N 10N A C C F G F =-=-=浮
此时物体D 移动到E 点时杠杆恰好水平静止，由杠杆平衡条件得：
A D F OA F OE =??
所以OE 的长度：
10N 10cm
5cm 20N
A D F OA OE F ?=
==? ②[7]液体密度越小，浮力越小，拉力越大，根据1122Fl F l = 知：在1l 、2F 不变时，拉力1F 越大，2l 越大，最大为OB ，为8cm ；根据杠杆平衡条件得：
A B F OA F OB ?=?
所以：
8cm 20N 16N 10cm
A B OB F F OA '=
?=?= 物体C 受到的力：A 点对C 的拉力A F '、浮力C F '浮、重力；故物体C 受到的浮力为：
20N 16N 4N C C A F G F '=-'=-=浮
根据F gV ρ=浮液排知液体的密度为：
333
4N 0.410kg/m 10N/k ()
g 0.1m C F gV ρ'=
==??浮液小排 故该密度秤能够测量的最小液体密度为3
3
0.410kg/m ?； ③[8]根据杠杆的平衡条件知：
C C
D G gV OA F OB ρ-?=?液（）
因为C G 、D F 、OA 、C V 都为定值，ρ液与OB 成一次函数关系，故OB 的刻度均匀．
11．小华用一个弹簧测力计、一个圆柱体、两个底面积均为200cm 2的薄壁烧杯（分别装有一定量的酒精和水），对浸在液体中的物体所受的浮力进行探究，其中C 、D 分别是圆柱体刚好浸没在酒精和水中的情况．如图甲表示探究过程及有关数据．（酒精密度为0.8×103kg/m 3，g =l0N/kg ）
（1）实验中使用弹簧测力计测量拉力前，应将测力计处于________方向将指针调至“0”刻度线上．
（2）比较图甲中A 、B 、C 的数据，可以得出浮力的大小与________有关． （3）如图甲中D 所示，圆柱体浸没在水中所受的浮力是________N.
（4）如图乙所示，完成实验后，小华将烧杯中水倒出，将该圆柱体放在烧杯底部，然后向烧杯倒入另一种液体，圆柱体受到的浮力F 浮与容器内液体的深度关系如图丙所示，圆柱体始终处于沉底状态，则该圆柱体的底面积为______m 2；未倒液体前圆柱体对容器底部的压强为_______Pa ，液体的密度为________kg/m 3.
（5）由图甲中A 到C 的过程中，圆柱体的重力做功是________J ．
【答案】竖直 物体排开液体的体积 4 5×10-3 1.2×103 1.15×103 0.36 【解析】 【详解】
第一空．使用弹簧测力计测量拉力前，将测力计处于竖直方向，需要将指针调到零刻度线；
第二空．分析A 、B 、C 可知：液体均为酒精，探究过程中控制了液体的密度相同，物体排开液体的体积不同，弹簧测力计的示数不同，说明浮力和物体排开液体体积有关； 第三空．图A 中弹簧测力计的示数为6N ，物体的重力为6N ，图甲D 中，弹簧测力计的示数为2N ，圆柱体浸没在水中所受的浮力 F 浮=G -F =6N-2N=4N ；
第四空．根据阿基米德原理得到圆柱体的体积 V =V 排=
33
4N
110kg/m 10N/kg
F g ρ=??浮水=4×10-4m 3， 由图丙可知，容器内水的深度为8cm 时，圆柱体受到的浮力为4.6N ，浮力不变，说明圆柱体全部浸入液体中，圆柱体的高度是8cm ，圆柱体排开液体的体积等于圆柱体的体积，圆柱体的底面积
S =43410m 0.08m
V h -?==5×10-3m 2； 第五空．未倒液体前圆柱体对容器底部的压强
p =
-32
6N
510m
F S =?压=1.2×103Pa ； 第六空．根据阿基米德原理得到液体的密度 ρ液=
-434.6N 10N/kg 410m
F gV =??浮=1.15×103kg/m 3。 第七空．由图甲中A 到C 的过程中，圆柱体排开酒精的体积V 排酒=V =4×10-4m 3=400cm 3，圆柱体全部浸入酒精中，酒精上升的高度 Δh =
3
2
400cm =200cm V S 排酒精容
=2cm ， 圆柱体下降的距离 h 1=h -Δh =8cm-2cm=6cm ， 圆柱体的重力做功 W =Gh 1=6N×0.06m=0.36J 。
12．小红用如图甲所示的装置进行“测滑轮组机械效率”的实验(忽略绳重和摩擦)。
(1)实验中，应该在___________时(选填以下正确选项前的字母)，读取测力计示数； A ．竖直匀速拉动 B ．竖直加速拉动 C ．静止 D ．任意方向匀速拉动 (2)若重物以0.lm/s 的速度匀速上升，则弹簧测力计竖直向上移动的速度为_______m/s 。 (3)改变动滑轮重，提升同一物体进行多次实验，获得数据并绘制出如图乙所示的图象，分析可知：被提升物体所受的重力相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越___________。 (4)分析图象中的A 点可知，被提升物体所受的重力为_________N 。
(5)小红在上述实验的基础上多使用一个滑轮再次做了实验，如图丙所示。小红多使用一个滑轮，目的是_____。(选填以下选项前的字母)
A ．可以省力
B ．可以省功
C ．可以省距离
D ．可以改变拉力的方向 (6)小红同学分别使用动滑轮重相同的甲、丙滑轮组提升相同的重物时，甲、丙滑轮组的机械效率________________(选填“相同”或“不相同”)。 【答案】A 0.3 低 3 D 相同 【解析】 【详解】
第一空．测机械效率的实验中：当匀速竖直向上拉动弹簧测力计时，受力平衡，拉力大小不变，弹簧测力计的示数稳定；
第二空．由图像可知绳子股数n =3，则弹簧测力计竖直向上移动的速度为：
v绳=3v物=3×0.lm/s=0.3m/s；
第三空．由图乙可知当动滑轮重力增加时做的额外功增多，提升相同的重物时有用功不变，因此机械效率越低；
第四空．由题意知：
即；
第五空．如图丙所示，增加的滑轮为定滑轮，定滑轮可以改变力的方向；
第六空．使用滑轮组提起物体的过程中，额外功主要产生在提起物体的过程中同时将动滑轮也提起，即W额=G动h，动滑轮重相同提升相同的重物时，升高相同的高度，额外功相
同，有用功相同，总功相同，由可知机械效率相同。
13．学校买了一箱物理器材，小军同学将它从一楼搬运到三楼，小丽同学想测量小军同学搬运器材过程中对箱子做功的功率。
（1）测量所需要的器材有：磅秤、卷尺和______。
（2）小丽同学设计的测量步骤如下，其中多余的是________。
①测出箱子的质量为M
②测出一楼到三楼楼梯的总长度L
③测出一楼到三楼的竖直高度H
④测出小军上楼梯所用的时间t
⑤测出小军的质量为m
（3）小军同学搬运器材过程中对箱子做功的功率表达式P=__________。
【答案】秒表②⑤MgH t
【解析】
【详解】
第一空．要测量小军搬运器材上楼对箱子做功的功率，需要测量箱子的重（质量），楼的高度和爬楼时间，因此除了磅秤、卷尺，还需要的测量器材是秒表；
第二空．实验中，测量小军搬运器材上楼时对箱子做功的功率，，只要测量箱子的质量、爬楼时间和从一楼到三楼的高度，不需要测出楼梯的总长度和小军的质量，故②⑤步骤是多余的。
第三空．实验的原理是：
W
P
t
=，
做功为：W=GH=MgH，
测量做功时间为t，所以由所测物理量得功率的表达式为：W GH MgH
P
t t t
===。
14．小明进行“探究杠杆平衡条件”的实验。每个钩码都完全相同。实验前，小明通过调节杠杆两端的平衡螺母使杠杆在水平位置平衡，消除了杠杆自重对实验的影响。
（1）当杠杆在水平位置平衡后，在实验中就可以方便测量______。
（2）要使图甲中杠杆水平平衡，应在A处挂_____个钩码。
（3）若在图甲A处挂完钩码平衡后，将左右两侧所挂钩码分别向左和向右移动一个格，则杠杆将_____（选填“继续平衡”、“向左倾斜”或“向右倾斜”）。
（4）小明改变实验方法，如图乙所示，重心C点不再是支点，并在A点仍挂两个钩码，对杠杆的拉力为F A，用校过零的弹簧测力计正确地测出B点使杠杆水平平衡时的拉力F B，则F B?L OB_____F A?L OA（选填“>”“=”或“<”）。
【答案】力臂1向左倾斜>
【解析】
【详解】
第一空．当杠杆在水平位置平衡后，因为重力的方向是竖直向下的，所以钩码对杠杆的拉力方向垂直于杠杆，结合力臂的定义可知，此时的力臂可以直接从杠杆尺上的刻度读出，即方便测量力臂；
第二空．设杠杆的一大格为为L，一个钩码的重为G，根据杠杆平衡条件：F1L1=F2L2，可得2G×2L=n G×4L，解得n=1（个），即应在A处挂1个钩码；
第三空．图甲A处挂完钩码平衡后，将左右两侧所挂钩码分别向左和向右移动一个格，杠杆左侧为：2G×3L=6GL；杠杆右侧为： G×5L=5GL，由于6GL>5GL，所以此时杠杆向左倾斜；
第四空．如图乙中，杠杆的重心远离支点，杠杆自身的重力将对杠杆平衡产生影响，且重心在支点的左侧，导致拉力F比忽略杠杆的重时由杠杆平衡条件计算出来的数值要大，所以F B?L OB＞F A?L OA。
15．小明小组在测量滑轮组机械效率实验中，利用如图所示的滑轮组进行了4次测量，测得数据如下表所示．
次序钩码所受的重力钩码提升高度拉力绳端移动距离机械效率
110.10.70.347.6%
210.20.70.647.6%
320.1 1.10.360.6% 450.10.3
（1）实验中应竖直向上_____拉动弹簧测力计．
（2）第4次实验测得弹簧测力计示数如图，是_____N，机械效率η＝_____%．
（3）比较第_____次实验，小组同学发现：同一滑轮组的机械效率与重物被提升高度无关；比较第3、4次实验数据可知，同一滑轮组，_____越大，机械效率越高：第4次拉力做的额外功与第3次相比_____（增大减小/不变）．
（4）在测拉力时，某同学觉得很难使测力计做匀速直浅运动，不便于读数，就让测力计处于静止状态时读数，测得的机械效率与实际相比_____（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）．
（5）小强小组也按正确方法操作测量滑轮组的机械效率，如图是他实验中的情景，下表是他记录的一组数据．根据计算进行比较，发现表中数据的不合理之处是_____
钩码重量G（N）钩码上升距离h
（m）
测力计拉力F（N）测力计移动距离s（m）
20.050.40.15
【答案】匀速 2.2 75.8% 1、2 提升物体的重力增大偏大弹簧测力计的读数错误【解析】
【分析】
【详解】
（1）实验中应该竖直向上匀速拉动弹簧测力计，此时系统处于平衡状态，测力计示数等于拉力大小；
（2）第4次实验测得弹簧测力计示数如图，分度值为0.2N，大小是2.2N；根据表格第4次实验数据，则机械效率为：
h 5N 0.1m 100%=
100%100%75.8%2.2N 0.3m
W G W Fs η?=
??=?≈?有总
； （3）探究滑轮组的机械效率与重物被提升高度关系时，应控制其他因素不变，只改变物体被提升的高度，由表格数据可知，应比较1、2两次实验；
比较第3、4次实验数据可知，同一滑轮组提升物体的重力越大，滑轮组的机械效率越高；
根据W W W Fs
Gh -额总有＝＝﹣可得第3次做的额外功：333 1.1N 0.3m 2N 0.1m 0.13J W F s G h -??额＝＝﹣＝，
第4次做的额外功：444 2.0N 0.3m 4N 0.1m 0.2J W F s G h -?-?额＝＝＝ ，所以第4次拉力做的额外功与第3次相比增大；
（4）在测拉力时，若让测力计处于静止状态时读数，则没有测量出绳子与机械之间的摩擦，导致拉力变小，总功变小，根据100%W W η=?有总
，故测得的机械效率与实际相比偏
大；
（5）由表中实验数据可知：
2N 0.05m 0.1J W Gh ?有＝＝＝，0.4N 0.15m 0.06J W Fs 总＝＝＝?；
由计算结果可知，有用功大于总功，这是不可能的；由图示弹簧测力计可知，弹簧测力计分度值是0.2N ，弹簧测力计所示应该是0.8N ，而不是0.4N ；故数据的不合理之处是弹簧测力计的读数错误．