通化物理第十一章 简单机械和功单元测试卷 (word版,含解析)

通化物理第十一章简单机械和功单元测试卷（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)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

Gh

×100% > >

Fs

【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W W η=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 W Gh W Fs

η==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1122Fl F l =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．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”）。

【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

12

21

1

2

F L

F L

==

解得

G=F1=2F2= 2×4.2N=8.4N

而石头的质量

8.4N

=0.84kg

10N/kg

G

m

g

==

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

43

33

3N

==310m

1.010kg/m10N/kg

F

V V

g

ρ

-

==?

??

浮

石排

液

所以石块的密度

33

43

0.84kg

= 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。

3．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。

分析与论证：分析比较(2)、(3)、(4)可得：物体G所受浮力大小与______有关；分析比较(2)、(4)、(5)可得：物体G所受浮力大小与有______关；由题中信息计算物体G的体积

V=______m3，盐水的密度ρ=

盐水______kg/m

3。（33

1.010kg/m

ρ=?

水

，g=10N/kg）

【答案】右物体排开液体的体积液体的密度 1.0×10-4 1.125×103

【解析】

【分析】

【详解】

[1]杠杆在如图1位置平衡后，要使杠杆在水平位置重新平衡，应将平衡螺母向右调节。

[2]步骤(2)、(3)、(4)是让物体未浸入、部分浸入和浸没于水中，而钩码逐渐靠近支点，说明物体G所受的浮力逐渐变大，所以可得物体G所受的浮力大小与排开液体的体积有关。[3]步骤(4)(5)是让物体G分别浸没在水中和盐水中，所以比较的是浮力大小与液体密度的关系。

[4]由步骤(4)及杠杆的平衡条件得

(G物-F浮)?4L=1N?4L，(2N-F浮)?4L=1N?4L

所以

F浮=1N

由阿基米德原理有，物体的体积

43

33

1N

10m

1.010kg/m10N/kg

F

V V

g

ρ

-

====

??

浮

物排

水

[5]由步骤(5)及杠杆的平衡条件得

(2N-F浮＇)?4L=1N?3.5L

所以

F浮＇=1.125N

由阿基米德原理有，盐水的密度

33

43

1.125N

1.12510kg/m

10N/kg10m

F

gV

ρ

-

===?

?

浮

盐水

物

＇

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

G L GL

?

53=15

杠杆的右端

G L GL

?

44=16

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．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1122

Fl F l

=，杠杆平衡；若1122

l 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1122

Fl 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

2433

G 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

440.5N2N

G G

==?=

由杠杆平衡条件1122

Fl 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

2

1

2N3

1.2N

5

G L L

F

L 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1122

Fl F l

=；运用此条件进行杠杆平衡的计算。

6．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。

实验次数钩码的重力

G/N

钩码被提升的

高度h/m

拉力F/N

绳端移动的距离

s/m

机械效率η

120.110.366.7% 230.1 1.40.371.4% 340.1 1.80.3

420.1 1.50.266.7%

(1)使用图甲的滑轮组实验时，应该要沿____方向匀速拉动弹簧测力计；

(2)第3次实验数据是用图____（选填“甲”“乙”）所示的滑轮组测得的，其机械效率是_____（结果精确到0.1%）；

(3)通过分析第1、2、3次实验数据可得出结论：使用同一滑轮组提升重物时，钩码越重，滑轮组的机械效率越_____（选填“高”“低”），通过分析第____两次实验数据可得出结论：使用滑轮组提升相同的重物时，滑轮组的机械效率与绳子段数无关；

(4)同组同学发现实验过程中边拉动弹簧测力计边读数，弹簧测力计示数不稳定，该同学认为应该在弹簧测力计静止时读数，你认为他的想法______（选填“合理”“不合理”）。

(5)实验中多次改变提升钩码的重力来测量滑轮组的机械效率，其目的是_____（选填字母序号）

A．减小摩擦力 B．多次测量求平均值 C．获得多组数据归纳出物理规律

【答案】竖直向上甲74.1%高 1、4 不合理 C

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]使用图甲的滑轮组实验时，应该要沿竖直向上方向匀速拉动弹簧测力计。

(2)[2]从表中数据可以看到，第三次实验时，绳端移动的距离是钩码被提升的高度三倍，那么托着动滑轮的绳子是3条，那么图甲的动滑轮合适。

[3]第三次实验时，其所做的有用功

4N0.1m0.4J

W Gh

==?=

有用功

其所做的总功

1.8N 0.3m 0.54J W Fs ==?=总功

其机械效率是

0.4J 100%100%74.1%0.54J

W W η=?=?≈有用功

总功 (3)[4]通过分析第1、2、3次实验数据可知，都是使用同一滑轮组，随着钩码重力的增加，机械效率也在变大，可得出结论：使用同一滑轮组提升重物时，钩码越重，滑轮组的机械效率越高。

[5]滑轮组提升相同的重物，观察表中数据可知，第一次和第四次的重物重力相同，滑轮组的机械效率也相同，再根据绳端移动的距离和钩码被提升的高度关系可知，托着动滑轮的绳子条数不同，可知道通过分析第1和4两次实验数据可得出结论：使用滑轮组提升相同的重物时，滑轮组的机械效率与绳子段数无关。

(4)[6]在弹簧测力计静止时读出了数据，由于不会克服绳与轮之间摩擦，所以测得的拉力偏小，这个想法是不正确的，没有考虑到摩擦对滑轮组机械效率的影响。

(5)[7]实验中多次改变提升钩码的重力来测量滑轮组的机械效率，其目的是获得多组数据归纳出物理规律。

故选C 。

7．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________。（选填“增大”、“减小”或“不变”）

【答案】匀速 2.4 24 83.3 % 偏大 增大

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]在实验中，应竖直向上匀速拉动弹簧测力计，才能准确测出拉力的大小。

[2]由图可知，弹簧测力计的分度值为0.2N ，所以其为2.4N ，即拉力的大小为2.4N 。

[3]由图可知，滑轮组承重绳子的根数为3根，当钩码上升8cm ，则弹簧测力计向上移动的距离为

8cm×3=24cm

[4]实验中，所做的有用功

W 有=Gh =6N×0.08m=0.48J

通过滑轮组所做的总功

W 总=Fs =2.4N×0.24m=0.576J

则机械效率

0.48J 83.3%0.576J

W W η===有总 (2)[5]实验中，若在静止时读弹簧测力计的示数，会造成拉力比实际的拉力小，因为静止时绳子与滑轮间没有摩擦，那么求出的总功也会偏小，而有用功的大小不变，那么机械效率会偏大。

(3)[6]实验中仅增大钩码的个数，那么有用功随之增大，而额外功不变，那么机械效率会增大。

8．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

0.1J 100%100%66.7%0.15J

W 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。

9．（1）如图是某街道路灯悬挂的情景。画出斜拉钢丝对横杆拉力F 的示意图和对应的力臂L （_______________）

（2）某同学在研究滑动摩擦力时，先后做了如下两次实验：

实验一：将重为G 的物块A 放在一水平薄木板上，用弹簧测力计沿水平方向拉动物块，使它在木板上匀速运动，如图甲所示。读出弹簧测力计示数为F 0 。

实验二：再将上述木板一端垫起，构成一个长为s 、高为h 的斜面；然后用弹簧测力计沿斜面拉动物块A ，使它在斜面上匀速向上运动，如图乙所示。读出弹簧测力计的示数为F 1 。请你结合实验过程，运用所学知识解答如下问题。（阅读图丙）

①画出物块A 在斜面上运动时对斜面的压力F N 的示意图____________。

②物块A 与薄木板之间摩擦力的比例常数μ=_________。（用实验中的数据表示） 【答案】 0F G

μ= 【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]拉力的作用点在横杆上，从作用点开始，沿力的方向画一条带箭头的线段，标出F ，即为F 的示意图；从支点O 向F 所在的直线作垂线，并标出L ，即为拉力F 的力臂。如图所示：

(2)[2]物块A 在斜面上运动时对斜面的压力F N 的作用点在斜面上，方向垂直于斜面竖直向下，过压力的作用点，沿压力的方向画一条有向线段，即为其压力示意图。如下图所示：

[3]重为G 的物块A 在一水平薄木板上在拉力为F 0的作用下匀速直线运动，此时物块A 受到的摩擦力

f=F 0

受到的支持力

F N =G

根据题意可知

0N f F F G μμ===

所以物块A 与薄木板之间摩擦力的比例常数

0F G

μ=

10．某实验小组利用图示装置研究杠杆的机械效率，实验的主要步骤如下：

①用轻绳悬挂杠杆一端的D 点作为支点，在A 点用轻绳悬挂总重为G 的钩码， 在占点用轻绳竖直悬挂一个弹簧测力计，使杠杆保持水平；

②竖直向上拉动弹簧测力计缓慢匀速上升(保持0点位置不变)，在此过程中弹

簧测力计的读数为F ，利用刻度尺分别测出A 、B 两点上升的高度为h 1、h 2。

回答下列问题：

(1)杠杆机械效率的表达式为η=____________．(用已知或测量的物理量符号表示)

(2)本次实验中，若提升的钩码重一定，则影响杠杆机械效率的主要因素是:___________

(3)若只将钩码的悬挂点由

A 移至C ，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”或“不变”)．

【答案】12

100%Gh Fh ? 杠杆的自重 变大 【解析】

【分析】

【详解】

（1）有用功为W 有=Gh 1，总功W 总=Fh 2，则机械效率的表达式

η=W W 有

总

×100%=12Gh Fh ×100%． （2）有用功是提升钩码所做的功，额外功主要是克服杠杆重力做的功，影响机械效率的因素主要是有用功和总功所占的比例；提升的钩码重一定说明有用功一定，所以影响杠杆机械效率的主要因素是杠杆自身的重力．

（3）钩码的悬挂点在A 点时，由杠杠的平衡条件得G ?OA =F ?OB ；悬挂点移至C 点时，由杠杠的平衡条件得G ?OC =F ?OB ，经对比发现，由OA 到OC 力臂变大，所以拉力F 也变大，杠杆提升的高度减小，额外功减小，因此杠杆的机械效率变大．

11．在“探究杠杆平衡条件”的实验中：

（1）安装好杠杆，将其放到水平位置后松手，发现杠杆沿顺时针方向转动，如图甲所示，则应将平衡螺母向______（选填“左”或“右”）调节，直到杠杆在水平位量平衡； （2）杠杆调节平衡后，如图乙所示，在杠杆a 点悬挂3个重力均为0.5N 的钩码，在b 点用竖直向上的拉力F 拉杠杆，使杠杆在水平位置平衡，拉力的大小为______N ；（杠杆上相邻两个黑点之间距离相等）

（3）实验结束后，小红把两个质量不等的实心铜块分别挂在另一杠杆两端，此时杠杆恰好在水平位置平衡，然后再将两个铜块同时浸没在水中，如图丙所示，则杠杆将______（选填“左端下沉”“右端下沉”或“仍然平衡”）。

【答案】左 2 仍然平衡

【解析】

【分析】

(1)在调平杠杆平衡时，杠杆的向哪端转动，那端沉，平衡螺母要向另一端移动；

(2)根据杠杆平衡条件可求出弹簧测力计的示数；

(3)掌握杠杆的平衡条件：1122Fl F l =，利用阿基米德原理=F gV ρ浮

液排，计算出两铜块浸没

在水中后两端力和力臂的乘积，根据乘积的大小，判断杠杆的状态。

【详解】

(1)[1]安装好杠杆，将其放到水平位置后松手，发现杠杆沿顺时针方向转动，左端上翘，如图甲所示，在调平杠杆平衡时，杠杆的向哪端转动，那端沉，平衡螺母要向另一端移动，则应将平衡螺母向左调节，直到杠杄在水平位置平衡；

(2)[2]由图可知,根据杠杆平衡条件得：a a b b F l F l =带入数据，

30.5N 43b l F l ??=?，

解得2N b F =；

(3)[3]分别挂上质量不等的实心铜块时，恰好能使杠杆在水平位置平衡，设力臂分别为1l 、2l ，根据杠杆的平衡条件1122Fl F l =可得，

12gV l gV l ρρ?=?铜铜右左 ①

则有

12V l V l ?=?右左，

若将两铜块同时浸没在水中，则杠杆左端力和力臂的乘积

111gV gV l gV l gV l ρρρρ-?=?-?铜铜左水左左水左（）

则杠杆右端力和力臂的乘积

222gV gV l gV l gV l ρρρρ-?=?-?铜右右铜右右水水（）

又由于12V l V l ?=?右左，则有

12gV l gV l ρρ?=?右水左水 ②

根据上述等式①、②可得

1122=gV l gV l gV l gV l ρρρρ?-??-?铜铜右右左水左水

因此杠杆仍然平衡。

12．在“探究杠杆的平衡条件”实验中:

（1）在测量时，使杠杆在水平位置保持平衡，其目的是为了_________________。

（2）若在杠杆两边挂上钩码后发现杠杆不平衡，则应该___________________________。 （3）如表为某同学所设计的实验方案和实验记录.

3挂钩码、用弹簧测力计拉，分别作

为动力和阻力.

30.02 1.50.04

4挂钩码、用弹簧测力计拉，分别作

为动力和阻力.

5.80.0450.04

a、该同学设计多种实验方案的目的是_____________________

b、实验序号4的数据显然发生错误，若记录无误，则错误的原因可能是____________（4）该同学在学习了机械功后，认为力×力臂的单位恰好是“牛×米”，那么就可以将“力×力臂”的单位合写成“焦”.你认为该同学的认识是____________的（选填“正确”或“错误”）.【答案】便于测量力臂通过加减钩码或调节钩码的位置来使其平衡得出普遍性结论,避免偶然性弹簧测力计没有竖直向下拉动错误

【解析】

【详解】

(1)[1]杠杆只有在水平位置平衡时，支点到力的作用线的距离才正好在杠杆上，也就是正好等于相应杠杆的长，这样测量起来会比较方便；

(2)[2]在挂上钩码后，如果出现不平衡，不能再调节平衡螺母，应通过加减钩码或调节钩码的位置来使其平衡；

(3)[3]实验中多次实验，是为了得出普遍性结论，避免偶然性；

[4]拉力没有与杠杆垂直，导致动力臂偏小，根据杠杆平衡条件，阻力、阻力臂不变时，动力臂变小，动力就会变大，因此弹簧测力计的示数变大；

(4)[5]“焦”是功的单位，是力与力的方向通过的距离乘积；由于力与力臂垂直，所以“力×力臂”的单位不能合写成“焦”，故该同学的认识是错误的；

13．如图所示，是小王利用刻度均匀的杠杆进行探究“杠杆的平衡条件”。

（1）实验前，将杠杆的中点置于支架上，当杠杆静止时杠杆左端下沉，这时应将平衡螺母向___（左/右）端调节，直到杠杆在水平位置平衡；

（2）如图甲所示，在杠杆A点处挂4个钩码，则在B点处应挂____个同样的钩码，杠杆仍然在水平位置平衡；

（3）如果小王又进行了如图乙所示的探究，发现用弹簧测力计在C点竖直向上拉使杠杆仍然处于水平位置平衡时，F×OC____G×OD；（选填“大于”、“小于”或“等于”）

（4）如图丙是根据“杠杆平衡条件”制作的只需要一个砝码的天平，横梁可绕轴O 在竖直平面内转动，左侧为悬挂在固定位置P 的置物盘，右侧所用砝码是实验室里常见的钩码，用细线挂在右侧带刻度线的横梁上。

①下面是小明测量物体质量的几个主要步骤，最合理的顺序是（只填序号）：________ A ．将天平放在水平台面上时

B ．调整横梁右侧的平衡螺母使横梁上悬挂的重垂线对准底座上的标记

C ．将悬挂钩码的细线移到右侧横梁的零刻线Q 处

D ．由细线在横梁上的位置对应的刻度值直接得出物体的质量

E ．将待测物体放在天平左侧的置物盘中

F ．移动悬挂钩码的细线使横梁上悬挂的重垂线对准底座上的标记

②调节天平至水平位置平衡后，刚把待测物体放在天平左侧的置物盘中时，横梁上悬挂的重垂线将对准底座上标记的________侧（填“左”或“右”）。

【答案】右 6 大于 ACBEFD 左

【解析】

【详解】

第一空．杠杆静止时杠杆左端下沉，为使杠杆在水平位置平衡，应向右调节平衡螺母； 第二空．设一个钩码的重力为G ，杠杆一小格的长度为L ，则由杠杆平衡条件1122Fl F l =可得：

24362G L F G L

?== 即需要在B 点处应挂6个同样的钩码；

第三空．由图乙可知支点位置位于杠杆右侧，因此杠杆在水平位置平衡时不能排除杠杆自重的影响，因此F ×OC 大于G ×OD ；

第四空．A ．将天平放在水平台面上；

C ．将悬挂钩码的细线移到右侧横梁的零刻线Q 处（相当于游码回零）；

B ．调整横梁右侧的平衡螺母使横梁上悬挂的重垂线对准底座上的标记（相当于移动平衡螺母使指针指到分度盘的中央位置）；

E ．将待测物体放在天平左侧的置物盘中（相当于左盘放物体）；

F ．移动悬挂钩码的细线使横梁上悬挂的重垂线对准底座上的标记（相当于增减砝码或移动游码使天平重新平衡）；

D ．由细线在横梁上的位置对应的刻度值直接得出物体的质量；

第五空．调节天平至水平位置平衡时，横梁上悬挂的重垂线将对准底座上标记；把待测物体放在天平左侧的置物盘中时，则左盘下降，横梁上悬挂的重垂线将对准底座上标记的左侧。

14．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

===。

15．李华利用生活中常见物品巧妙地测出一石块的密度，实验过程如下：

A．取一根筷子，用细线将其悬挂，调节悬挂位置，直至筷子水平平衡，悬挂位置记为O 点，如图甲所示；

B．将矿泉水瓶剪成烧杯形状，倾斜固定放置，在瓶中装水至溢水口处，用细线系紧石块，将石块缓慢浸入水中，溢出的水全部装入轻质塑料袋中，如图乙所示；

C．取出石块，擦干水分；将装水的塑料袋和石块分别挂于筷子上O点两侧，移动悬挂位置使筷子仍水平平衡，用刻度尺分别测出O点到两悬挂点的距离l1和l2，如图丙所示。

（1）已知水的密度为ρ水，则石块密度ρ石=_____（用字母ρ水和所测得的物理量表示）；（2）采用上述实验方法，筷子粗细不均匀对实验结果____（选填“有”或“无”）影响；

（3）图乙所示步骤中，若瓶中的水未装至溢水口，实验结果将_____（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。 【答案】12

l l ρ水 无 偏大 【解析】

【详解】

（1）图丙中，根据杠杆的平衡条件F 1l 1=F 2l 2可得：G 水l 1=G 石l 2，由于G =mg =ρVg 可得：ρ水V 水l 1=ρ石V 石l 2；石块体积等于它排出水的体积，所以，V 石=V 水，则：ρ水l 1=ρ石l 2，所以，ρ石=12

l l ρ水； （2）由于实验时调节悬挂位置，直至筷子水平平衡，此时重力的作用线通过支点，支点到重力的作用线的距离为零，则消除筷子自身重对杠杆平衡的影响，所以筷子粗细不均匀对实验结果无影响；

（3）若瓶中的水未装至溢水口，则溢出的水的体积小于实际排开的水的体积，则溢出的水

的重力小于排开的水的重力，当在图丙实验时，l 1变大，根ρ石=12

l l ρ水可知ρ石偏大。