九年级第十一章 简单机械和功单元测试卷(解析版)

九年级第十一章 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．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．如图所示是小明和小红利用刻度均匀的杠杆探究“杠杆平衡条件”的实验装置。 （1）在实验前，杠杆静止在图甲所示的位置，此时杠杆处于_______（选填“平衡”或“不平衡”）状态；调节平衡螺母使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，同时方便___________； （2）杠杆平衡后，小明在左右两侧分别挂上如图乙所示的钩码，杠杆不能在水平位置平衡，在不增加钩码且不改变钩码悬挂点位置的前提下为了使杠杆重新在水平位置平衡，只需将____________即可； （3）为获得更多组数据，他们取下右侧钩码，小明和小红分别设计了两种实验方案，小明的方案如图丙所示，小红的方案如图丁所示。你认为__________（“小明”或“小红”）的方案更合理，理由是___________； （拓展）探究杠杆的平衡条件后，小明又利用杠杆测量了石块的密度，实验装置如图所示。

实验步骤如下： ①将石块悬挂在杠杆左侧，通过调节细线长度使石块缓慢浸没在下方裝满水的溢水杯中 （未触底），同时用质量忽略不计的薄塑料桶接住溢出的水； ②将薄塑料桶悬挂在杠杆右侧，调节塑料桶的悬挂位置，使杠杆在水平方向平衡，如图所示； ③测量出AB两悬挂点距支点O的距离分别为10m和15cm，则石块密度为___________kg/m3。

【答案】平衡 测量力臂 左侧的钩码去掉一个 小明 排除测力计的重力对实验的影响

2.5×103 【解析】 【分析】 【详解】 (1)[1]杠杆静止时，无论杆身是否水平，都为杠杆的平衡状态。

[2]杠杆在水平位置平衡，其力臂和杆身重合，可以方便测量力臂的大小。

(2)[3]在乙图中，杠杆左右两侧所挂钩码的重力可分别视为动力和阻力，两侧钩码的悬挂点

可分别视为动力臂和阻力臂，根据杠杆的平衡条件1122FlFl可知，只需将左侧的钩码去掉一个即可满足杠杆在水平位置平衡。 (3)[4][5]对比丙、丁两图可知，小明的实验方案更加理想；因为弹簧测力计本身受到重力，

小明的方案可以排除测力计的重力对实验的影响。 (3)①[6]设石块排开的水的重力为G水，由阿基米德原理可知，石块受到的浮力

FG浮水

水中的石块为平衡状态，故其对绳的拉力 FGFGG石石浮水

根据杠杆和平衡条件可得 FOAGOB水

即 153102GGOBcmGOAcm

石水

水 由上式整理可得

32VgVgVg



石石水水

水水 由于石块排开水的体积和石块自身体积相等，所以上式可简化为

32



石水

水 所以石块的密度

3333551.010kg/m2.510kg/m22石水

3．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______（左/右）调节，使杠杆在不挂钩码时在水平位置平衡。其目的是______；

(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：______（用字母表示）。他这样得出的结论______（合理/不合理）；原因是：______； (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水平平衡状态时，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 减小了杠杆的自重对实验的影响 1122FlFl 不合理 实验次数较少，得出的结论不具有普遍性 杠杆本身受到重力

【解析】 【分析】 【详解】 (1)[1]发现杠杆右端下沉，说明右端重，应该把杠杆两端的平衡螺母向左调。

[2]使杠杆在不挂钩码时在水平位置平衡。其目的是把重心移至支点处，让杠杆重力的力臂

为零，这样就减小了杠杆的自重对实验的影响。 (2)[3][4][5]杠杆的平衡条件为：动力×动力臂=阻力×阻力臂，探究杠杆平衡的条件多次测量

就是为了寻找普遍规律，本次实验，如果只用一组数据得到结论，偶然性太大，因此应获取多组实验数据归纳出物理规律。 (3)[6]图乙中，支点位于动力和阻力的右侧，杠杆的重心不在支点上，弹簧测力计不但提了

钩码，而且还提了杠杆，杠杆的重力对杠杆转动产生了影响，导致拉力F的大小比由杠杆平衡条件计算出来的数值偏大。

4．探究“杠杆的平衡条件”实验中，所用的实验器材有杠杆、支架、细线、质量相同的钩码若干。 (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平衡螺母同时向______调，至杠杆在水平位置平衡，这样做的目的是_____________； (2)某同学进行正确的实验操作后，能不能根据图甲的这一组数据得出探究结论？_________（填“能”或“不能”）。理由是___________；

(3)如图甲所示，杠杆水平位置平衡。如果在杠杆两侧各加上一个相同的钩码，则杠杆_____（填“左”或“右”）端将下沉；

(4)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时，若杠杆仍然保持在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将________（填“变大”、“变小”或“不变”）。 【答案】右 消除杠杆自身的重力对实验结果的影响 不能 一次实验具有偶然性，不具备必然性 右 变大

【解析】 【分析】 【详解】 (1)[1][2]杠杆右端下沉，应将杠杆重心向左移，所以应将两端的平衡螺母（左端和右端均

可）向左调节，直至重心移到支点处，使杠杆重力的力臂为零，这样就减小了杠杆的自重对实验的影响；当杠杆在水平位置平街时，力的方向与杠杆垂直，力臂等于支点到力的作用线的距离，力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来。 (2)[3][4]用实验来探究物理规律时，要采用多次实验，用多组实验数据来总结实验结论，实

验结论具有普遍性，如果只有一次实验数据，总结的实验结论具有偶然性，所以不能用一次实验总结实验结论。 (3)[5]设一个钩码的重力为G，杠杆一个小格代表L，如果在图甲中杠杆两侧各添加一个相

同的钩码时，杠杆的左端 53=15GLGL 杠杆的右端 44=16GLGL 故右>左，则右端将下沉。 (4)[6]乙图中，弹簧测力计竖直向上拉杠杆时，拉力力臂为OC，弹簧测力计向右倾斜拉杠

杆，拉力的力臂小于OC，拉力力臂变小，拉力变大，弹簧测力计示数变大。

5．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AOB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OB1、OB2的长度分别为L1、L2（B1、B2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F1______F2（选填“大于”、“小

于”或 “等于”）； (2)小萌通过对比数据发现L1小于L2，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()()GFGF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F1小于在食用油中的示数F2。 (2)[2]由杠杆平衡条件可得

OA1GGLGL石桶水

OA2GGLGL石桶酱

又L1小于L2，故可得 OAOAGGLGGL

桶桶水酱

即 GG水酱

VgVg水水酱酱

又水的体积和酱油的体积相同，故