九年级上册第十一章 简单机械和功综合测试卷(word含答案)

九年级上册第十一章简单机械和功综合测试卷（word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．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/m3（已知ρ水＝1.0×103kg/m3）；(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”）。

【答案】杠杆自重 4.2 3 2.8×103不变【解析】【分析】本题考查固体密度的测量。

【详解】(1)[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杠杆自重对杆平衡的影响。

(2)[2]如图弹簧测力计的分度值是0.2N，所以拉力大小为4.2N。

(3)[3]根据杠杆的平衡条件以及C是OA的中点，可得122112F LF L==解得G=F1=2F2= 2×4.2N=8.4N而石头的质量8.4N=0.84kg10N/kgGmg==石石头浸没于装有水的玻璃杯中且不与杯子接触，保持杠杆水平，弹簧测力计此时示数为2.7N，再次根据杠杆的平衡条件计算出此时石头对C点的拉力为5.4N，则浸没后石头受到的浮力大小F 浮=G ﹣F =8.4N ﹣5.4N =3N[4]又F 浮=ρ液gV 排，所以43333N ==310m 1.010kg/m 10N/kgF V V g ρ-==⨯⨯⨯浮石排液 所以石块的密度33430.84kg =2.810kg/m 310m m V ρ-==⨯⨯石石石 (4)[5]若上述(2)步骤中，只是杠杆未保持水平，虽然力的作用线不在杠杆上，但是两个力的力的作用线的比值是不变的，所以不会影响最终的结果。

【点睛】关键是将课本知识内容记忆清楚，仔细分析即可。

2．小明想测量常见的两种简单机械的机械效率。

(1)他先测滑轮组的机械效率，所用装置如图所示，实验中每个钩码重2N ，测得的数据如下表：次数 钩码总重G /N 钩码上升的高度h/m 测力计示数F /N 测力计移动距离s /m 机械效率率η1 4 0.1 1.8 0.32 6 0.1 2.4 0.3 83% 34 0.1 1.4 0.5 57% 440.21.41.057%①在实验中，测绳端拉力F 时，应尽量竖直向上_____拉动弹簧测力计；②第1次实验测得的机械效率为________( 保留整数)，第4次实验是用____图做的(选填“a ”、“b ” 或“c ”)；③分析第1、3次实验数据可得结论：___________________；(2)接着小明用如图所示的装置探究杠杆的机械效率，每个钩码的质量为m ，O 为支点(支点处的摩擦不计)。

①他先将2只钩码悬挂在B 点，在A 点竖直向上匀速拉动弹簧测力计，拉力为F 1，机械效率为η1；②然后他将这2只钩码悬挂在C 点，在A 点竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使C 点上升高度与第一次相同，则此时弹簧测力计的示数F 2将____ (选填 “>”“=”或“<”) F 1； [拓展]对比杠杆实验的第①②两步，判断第②步中杠杆的机械效率η2如何变化并说明理由_________。

【答案】匀速 74% c 使用不同的滑轮组，提升相同的重物，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越小 ＞ 见详解 【解析】 【分析】 【详解】(1)[1]测绳端拉力F 时, 应尽量竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使物体处于平衡状态。

[2]第1次实验测得的机械效率为4N 0.1m 100%100%100%74%1.8N 0.3mW Gh W Fs η⨯=⨯=⨯=⨯=⨯有用总[3]第4次实验，钩码上升的高度为0.2m ，测力计移动距离为1.0m 。

则绳子股数为1.0m=50.2ms n h ==绳 第4次实验是用图c 做的。

[4]分析第1、3次实验数据，提升重物相同，但第1次实验，应用图a 一个动滑轮的滑轮组进行试验，第3次实验，应用图c 两个动滑轮的滑轮组进行试验，第一次机械效率高于第3次实验数据，可得结论：使用不同的滑轮组，提升相同的重物，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越小(2)[5]钩码从B 点移动到C 点，阻力不变阻力臂变长，弹簧测力计位置不变，动力力臂不变，根据杠杆平衡条件可知，弹簧测力计的示数将变大，则F 2>F 1。

[6] η2变大，因为C 点被提的高度相同，克服杠杆自身重力所做的额外功相同，钩码提升的高度增加，有用功变大，根据100%W W W η=⨯+有有额可知η2变大。

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1122Fl F l=，杠杆平衡；若1122l F F l≠，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1122Fl F l=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2433G L G L⨯<⨯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440.5N2NG G==⨯=由杠杆平衡条件1122Fl F l=可得拉力在A处竖直向上拉杠杆，使其在水平位置平衡，则212N31.2N5G L LFL L⨯⨯===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1122Fl F l=；运用此条件进行杠杆平衡的计算。

4．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<η1，推到过程见解析【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%2JWWη=⨯=⨯=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12G OA G OC F OC⋅+⋅=⋅杠杆悬挂点移至B点时，由杠杠的平衡条件得1'2G OB G OC F OC⋅+⋅=⋅杠杆观察比较可知，悬挂点移至B点时，OB<OA，即钩码重力的力臂变小，所以拉力F也变小。

[3]杠杆的机械效率11W WWW W WWη===++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W W 额有用变大，分母变大，η就减小；即η2<η1。

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 10 0.1 5.0 1 20%较陡 10 0.3 6.7 1 45% 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10N 0.5m ====62.5%8.0N 1mW Gh W Fs η⨯⨯有总(4)[4]由表中第1组实验数据可知==5.0N 1m=5J W Fs ⨯总==10N 0.1m=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 1mW f s额6．如图为测量滑轮组机械效率的实验装置，钩码总重6N 。

(1)实验时要竖直向上______拉动弹簧测力计，由图可知拉力大小为______N ，若钩码上升的高度为8cm ，则弹簧测力计向上移动______cm ，该滑轮组的机械效率为_________； (2)在弹簧测力计静止时进行读数，则他这样得出的机械效率与实际值相比_____；（选填“偏小”、“偏大”或“相等”）(3)若仅增加钩码的个数，该滑轮组的机械效率将________。