九年级上册第十一章 简单机械和功单元测试卷(含答案解析)
九年级上册第十一章 简单机械和功单元测试卷（含答案解析）
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?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?进水时，浮子内的?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，?定质量的?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?定?度，会使水溢出，若通过移动调节螺母的方法保证?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 V
h
30 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 。 [2]根据体积计算公式，可知浮子上底面的面积表达式为
V S h
=
上
(2)[3]已知浮子内的气体压强为
01.2p p =
则浮子内外气体压强差为
000.2p p p p ?=-=
浮子上底面所受内外气体压力差方向向上，为
00.2F pS p S ?=?=
浮子对直杆A 端向上的作用力为
A F F =?
以细杆为研究对象，处于水平位置时，根据杠杆平衡条件可知
A B F OA F OB ?=?
则塞子受到水的压力为
54200.06m
0.20.210Pa 1010m 30N 0.04m
B A OA OA F F p S OB OB -=?
=?=????= (3)[4]当进水孔的水压过大时，应适当向下移动螺母，减小浮子内部气体的体积，使浮子内部的压强变大，则A 端受到的向上的拉力就变大，根据杠杆平衡条件可知塞子对水的压力就变大，则塞子就不容易冲开。
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，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 1122Fl F l 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．小刚想粗略地测算自己在单杠上做引体向上运动时的功率，如图所示。
(1)需要的测量工具：体重计、刻度尺、______。
(2)请帮他设计实验步骤：______
(3)小刚采用了合适的方法记录数据，请帮他在空格处补上相应的数据。（取g=10N/kg）
重心上升高度h/m 质量m/kg
拉一次克服重力所
做的功W/J
拉上去的次
数
时间t/s功率P/W
0.460______510______
【答案】秒表使用体重计测量小刚的体重；用刻度尺测量每次引体向上下鄂上升的高度；用秒表测量连续5次引体向上动作需要的时间；计算出小刚做引体向上运动时的功率240 120
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]要测量功率需要测量时间，实验器材还需要秒表。
(2)[2]使用体重计测量小刚的体重；用刻度尺测量每次引体向上下鄂上升的高度；用秒表测量连续5次引体向上动作需要的时间；计算出小刚做引体向上运动时的功率。
(3)[3]小刚的体重为
G=mg=60kg×10N/kg=600N
做一次引体向上小刚做功为
W=Gh=600N×0.4m=240J
[4]小刚做的总功为
W总=5W=5×240J=1200J
小刚做引体向上的功率
总1200J
120W 10s
W
P
t
=== 5．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。
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________。（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。
7．如图甲所示是一款自拍神器，它能够在一定长度内任意伸缩，使用者只需将手机固定在伸缩杆上，通过按键或遥控器就能实现多角度自拍。自拍杆主要有伸缩杆、三角支架、底端按键和蓝牙遥控自拍器。
(1)蓝牙遥控自拍器是一种短距离通信的无线电技术，它是利用______（“电磁波”或“超声波”）来传递信息而控制拍摄的。
(2)如图乙所示是一群人正在利用自拍杆上的手机进行自拍，拿着自拍杆的人发现还有同事没有进入取景窗，请你给她一个合理的操作建议：____________。自拍时自拍杆的简图如图所示，O为支点，请你在图中画出力F2的力臂L2，并画出施加在A点的最小动力F1。（____________）
(3)如图甲中左图，小明把手机固定到自拍杆上，再高高跳起，按下手中的蓝牙遥控自拍器，自拍起跳后的自己（图丙）。他利用蓝牙自拍器设计了如图丁中A图所示的自动拍照装置，他将蓝牙遥控器带有按键的一端套上一个大小合适、另一端封闭的套管，并在套管内放置一个小球（可以在套管内滚动），想利用小球撞击蓝牙按键来自动遥控手机的拍摄。小明起跳时，应该选择图丁中图____（填“B”或“C”）的方式，用手竖直方向握住遥控器，就能自拍到人跳到最高处那个瞬间。为使该装置能准确的抓拍到人跳到最高处那
个瞬间，需要反复调整____________________（写出一条合理的建议）。
【答案】电磁波将自拍杆变的更长一些B套
管与蓝牙遥控器按键的距离
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]蓝牙遥控自拍器是利用电磁波来传递信息而控制拍摄的。
(2)[2]照相时景物没有全部进入镜头的原因是景物到照相机镜头太近，此时应增大它们之间的距离，所以应将自拍杆变的更长一些。
[3]如图，过O点做力F2作用线的垂线，因为过A点的最大力臂就是过A点最小的力，而过A点最大力臂与作自拍杆的简图互相垂直，所以过A点作自拍杆的简图的垂线段，在线段的末端画上箭头就是力F1。
(3)[4]小明起跳时，应该选择图丁中图B的方式，用手竖直方向握住遥控器，人到达最高点时，小球由于惯性继续向上运动，撞击开关，C图起跳时小球在重力的作用下就撞击蓝牙
按键。
[5]为了使该装置能准确的抓拍到人跳到最高处那个瞬间，需要反复调整套管与蓝牙遥控器按键的距离。
8．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。
9．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/% 1 1 0.1 0.80 0.2 62.5
2 2 0.1 1.35 0.2
3
3
0.1
1.95
0.2
76.9
（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
2N 0.1m 0.2J W Gh =?==有
拉力做的总功为
1.35N 0.2m 0.27J W Fs =?==总
动滑轮的机械效率为
0.2J
100%100%74.1%0.27J
W W η=
?=
?≈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
11111-0.8N 0.2m -1N 0.1m 0.06J -W W W F s G h ===??=额总有
第二次拉力所做的额外功
22222- 1.35N 0.2m -2N 0.1m -0.07J W W W F s G h =??===额总有
第三次拉力所做的额外功
33333- 1.95N 0.2m -3N 0.1m -0.09J W 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
222N 0.1m
1.35N 0.100%100%74.1%2m
G h F s η=
?=?≈?? 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12
F G G =+动（）可知，由表中第1组数据
11220.8N -1.6N -N 0G F G ===?动
故实验中小明所用动滑轮的重一定小于 0.6N 。
10．在探究“滑轮组机械效率”时，小强利用两组滑轮组进行了4次测量，用一个动滑轮和一个定滑轮测得第1、2组数据，用两个动滑轮和两个定滑轮测得第3、4组数据（如表所示）：
（1）根据“测量滑轮组机械效率实验”的过程，画出图甲中滑轮组的绕绳方法． （_________）
（2）在实验中，测量绳端拉力F 时，应尽量________匀速向上拉动弹簧测力计；第4次实验时弹簧测力计的示数如图乙所示，则其动力为________N ；第3次实验时滑轮组的机械效率约为________%．
（3）由第3、4组数据可知，同一滑轮组的机械效率与________有关．
（4）在第3次实验中，若钩码升高10cm ，克服摩擦所做额外功为_____________．
【答案】
竖直 1.6 57.1 动滑轮的重 0.2J
【解析】 【分析】
本题考查滑轮组的机械效率测量的探究实验。 【详解】
(1)[1]从表格的1、2次数据可得，
11
()()32
G G F G G +<<+物动物动 所以滑轮组承重绳子的根数是3根，画图如下
(2)[2]测量绳端拉力时，应尽量竖直匀速向上拉动弹簧测力计，因为动滑轮相当于动力臂等于阻力臂的二倍的杠杆，其支点在滑轮的边缘（如下图）。
当动滑轮两边的绳子都竖直向上时，在忽略摩擦和绳重时，动力等于阻力的二分之一，若动力绳子不是竖直向上，那么即使忽略摩擦和绳重，动力也会大于阻力的二分之一，因为此时动力臂小于阻力臂的二倍。
[3]从图中弹簧测力计的示数可知，其动力为1.6N
[4]结合表格数据和滑轮组的绕线可知，滑轮组的承重绳根数是5根
4N 57.1%5 1.4N
G nF η=
==? (3)[5]比较第3、4组数据可知，物体的重力不变，动滑轮的重力变大，机械效率变小，所以同一滑轮组的机械效率与动滑轮的重有关
(4)[6]若钩码升高的高度为h =10cm=0.1m ，则绳子端移动的距离
s =5h =5×0.1m=05m
提升钩码所做的有用功
4N 0.1m 0.4J W Gh ==?=有
拉力所做总功
1.4N 0.5m 0.7J W Fs ==?=总
克服动滑轮所做的额外功
1N 0.1m 0.1J W G h ==?=动动
克服摩擦所做的额外功
0.7J 0.4J 0.1J 0.2J W W W W =--=--=额总有动
【点睛】 机械效率的求法：
W W η=
有
总
Gh Fs
η=
G nF
η=
11．八年级(2)班的物理学习研究小组进行“探究杠杆的平衡条件”实验时: (1)安装好杠杆，发现杠杆左高右低，如图甲所示，这时应将杠杆右端的平衡螺母向_____(选填“左”或“右")调节，使杠杆在水平位置平衡，这样做的好处是实验时便于测量
______。
(2)如图乙所示，在刻度线B处挂4个钩码，在刻度线A处用调好的弹簧测力计竖直向下拉杠杆，若此时杠杆右端依然比左端低，下一步应该进行的操作是_______当杠杆水平平衡时，将测力计从竖直方向顺时针缓慢转动，如使杠杆保持水平平衡，测力计读数将
______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(3)通过操作后，杠杆在水平位置平衡，将数据记录在下表中、
次数动力F1/N动力l1/cm阻カF2/N阻力臂l2/cm 1210205
能不能根据上表中的数据得出结论?______(选填“能”或“不能")，理由是:_____ 。
(4)该小组同学还想探究当动力和阻力在支点同侧时杠杆的平衡情况，于是将弹簧测力计改至杠杆右侧的C点，如图丙所示，在C点施加一个始终水平向右的拉力F，发现无论用多大的力，都不能使杠杆拉至水平位置平衡，你认为原因是____________。
【答案】左测量力臂用力向下拉测力计变大不能实验次数太少，结论不具有普遍性水平拉力的力臂为零，无法使杠杆在水平位置平衡
【解析】
【详解】
第一空、第二空．调节杠杆平衡时，杠杆右端下沉，应把杠杆左端或者右端的平衡螺母向左调节，使杠杆在水平位置平衡。杠杆在水平位置平衡，便于在杠杆上直接测量力臂，且可以使重力的力臂为0，排除杠杆自重对杠杆平衡的影响；
第三空．若此时杠杆右端依然比左端低，说明右端力和力臂的乘积比较大，所以下一步应该进行的操作是用力向下拉弹簧测力计；
第四空．将弹簧测力计从竖直方向顺时针缓慢转动，阻力和阻力臂不变，拉力的力臂即动力臂变短，根据杠杆平衡条件可知，杠杆在水平位时平衡时，拉力变大；
第五空、第六空．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数据总结实验结论。
不能
第七空．由图将杠杆左侧的所有钩码拿掉，在A点施加一个始终水平向右的拉力F，当杠杆拉到水平位置时F的作用线通过支点，即力臂为0，根据杠杆的平衡条件所以始终不能平衡；
12．小聪同学在探究影响浮力大小的因素时，做了如下图所示的实验。
（1）小聪对A、B、C、D四个步骤进行了观察研究，发现浮力的大小有时与深度有关，有时与深度无关。对此正确的解释是：浮力的大小随着排开水的体积的增大而________，当物体完全浸没在水中后排开水的体积相同，浮力的大小与深度________。
（2）小聪利用浮力和杠杆的知识。发明了一个密度秤：如图，轻质扛杆可绕O点转动，杠杆上用细绳悬挂两个的正方体M、N（边长为10cm，重力为20N）；OA长度为10cm，OE长度为8cm。小聪向容器中倒入不同密度的液体，每次都将M浸没于液体中，移动物体N。使杠杆在水平位置平衡，OE上便可刻上不同液体的密度值。当物体M浸没于水中时，物体N移动到B点时杠杆恰好水平静止，那么OB的长度为_________cm。在B点标上ρ水；这个密度秤能够测量的最小液体密度为_________kg/m3。
【答案】增大无关 5 0.4×103
【解析】
【详解】
第一空．探究物体浸没在水中时所受浮力大小与深度是否有关时，应控制液体的密度和物体排开液体的体积这两个因素相同，实验B、C中物体在液体中浸没的深度改变的同时，其排开液体体积是变化的，V排B＜V排C，图B中弹簧测力计的示数小于C图中的示数，根据F浮=G-F得到，F浮B＜F浮C，浮力的大小随着排开水的体积的增大而增大；
第二空．图C、D中，当物体完全浸没在水中后排开水的体积相同，弹簧测力计的示数保持不变，浮力的大小与深度无关；
第三空．E端所受到的力等于重物N对杠杆的拉力，大小等于物体N的重力，即
F=G N=20N；
当物体M浸没在水中时，受到的浮力为：
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×（0.1m）3=10N，
物体M受到的力：A点对M的拉力F A、浮力、重力，故物体M受到的拉力为：
F A=
G M-F浮=20N-10N=10N；
此时杠杆受到物体M的拉力等于F A，物体N移动到B点时杠杆恰好水平静止，由杠杆平衡条件得到：F A OA=FOB，
OB=A
10N10cm =
20N
F OA F
=5cm；
第四空．液体密度越小，浮力越小，拉力越大，根据F1l1=F2l2得到：在l1、F2不变时，拉力F1越大，l2越大，最大为OE，为8cm，由F A′OA= FOE得到
F A
′=
20N 8cm
=
10cm
F OE OA ??=16N ， 物体M 受到的力：A 点对M 的拉力F A ′、浮力F 浮′、重力， 物体M 受到的浮力为： F 浮′=
G M -F A ′=20N -16N=4N ； 根据F 浮=ρ液gV 排得到液体的密度为：
ρ液小=3
4N =10N/kg (0.1m)F gV '?浮排=0.4×103kg/m 3。
13．如图是探究杠杆平衡条件的几个实验情景。
(1)为了在实验中方便读取力臂，探究前和探究过程中我们都应将杠杆调整到____________ 位置平衡。挂钩码前，杠杆在如图甲所示的位置静止，接下来应杠杆两端的螺母适当向_________(选填“左”或“右”)调解。
(2)如图乙，A 点挂有2个重力均为0.5N 的钩码。为了让杠杆在实验所需要的位置平衡， 应在支点右侧B 点(第2格处)挂_________个相同的钩码(每个钩码重均为0.5N)。 (3)改变钩码个数及力臂，多次实验得出结论：杠杆的平衡条件是：__________________。多次实验是为了使实验结论具有_____________性。
(4)如图丙，现给你一个量程为0?2N 的弹簧测力计，若干个重力均为0.5N 的钩码。钩码挂在C 点处，现使用弹簧测力计和钩码使杠杆在水平位置平衡(不计杠杆自重对实 验的影响)，则在C 点处所挂钩码的最多个数为__________________个。
【答案】水平 右 3 动力×动力臂=阻力×阻力臂（或1122Fl F l =） 普遍 6 【解析】 【详解】
第一空．当杠杆位于水平位置平衡时，力臂与杠杆重合，可以方便的测量出力臂的大小； 第二空．由图甲可知杠杆左端向下倾斜，因此应向右调节平衡螺母； 第三空．由杠杆平衡条件1122Fl F l =可得：
1N?3
=1.5N 2
A A
B B G l G l =
= 因此应挂3个钩码；
第四空．多次测量总结数据规律可得出，杠杆平衡条件为1122Fl F l =即动力×动力臂=阻力×阻力臂；
第五空．多次实验在物理中有两个目的①使实验结论具有普遍性，避免偶然性②多次测量取平均值，本次实验多次测量的主要目的是使实验结论具有普遍性，避免偶然性；
第六空．由杠杆平衡条件1122Fl F l =知力臂越长越省力，当在杠杆最左端用弹簧测力计施加2N 的力时C 点处所挂钩码最多，为：
2N?6
=3N 4
C G =
即挂钩码的最多个数为6个。
14．在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，某组同学用同样的滑轮安装了如图甲、乙所示的滑轮组，实验测得的数据如表所示。 次数 物体的重力G/N 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 1 2 0.1 1 0.3 66.7% 2 3 0.1 1.4 0.3 71.4% 3 4 0.1 1.8 0.3 74.1%
4
2
0.1
1.5
0.2
（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%）．这次数据是用图中_______（填“甲”或“乙”）所示的滑轮组测得的。
（2）分析比较第1、2、3次实验数据可以判定，若要增大滑轮组的机械效率，应该________。在第1次实验中，当拉着物体以0.1m/s 的速度匀速上升时，拉力F 的功率为________W 。
（3）某同学认为，使用相同的滑轮所组成的滑轮组提升同一个重物时，越省力的滑轮组其机械效率越大，他的想法正确吗？________。请你利用补充完整后的表格中的数据说明你的判断依据：________。
【答案】⑴ 66.7% 乙 ⑵增大所提物体的重力 0.3 ⑶不正确 比较第1、4次实验数据可知，第1次比第4次省力，但两次的机械效率却相同 【解析】
试题分析：（1）根据表格在数据发现真的，使用滑轮组大约省一半的力，所以，使用的是乙所示的滑轮组；第四次实验中W 有=mgh=0.2J ；W 总=Fs=1.5N×0.2m=0.3J ，所以，机械效率是?=W 有/ W 总=66.7%
（2）分析比较第1、2、3次实验数据可以判定，若要增大滑轮组的机械效率，应该增大所提物体的重力，当拉着物体以0.1m/s 的速度匀速上升时，绳子端移动的速度是0.3m/s ，所
以F 的功率由P=Fv 得P=1N×0.3m/s=0.3W
（3）使用相同的滑轮所组成的滑轮组提升同一个重物时，越省力的滑轮组其机械效率越大，这种想法是错误的，因为比较第1、4次实验数据可知，第1次比第4次省力，但两次的机械效率却相同。 考点：测量滑轮组的机械效率
15．陈晨实验小组用如图所示的同一滑轮组提升不同钩码的方法探究“影响滑轮组机械效率的因素”，分别做了甲、乙、丙三组实验，实验数据记录如下： 次数 钩码重 G /N 动滑轮重 G 1/N 钩码上升的距离/cm 弹簧测力计的示数/N 弹簧测力计上升的距离/cm 机械效率 1 2 0.8 5 1 15 66.7%
2 4 0.8 5 1.7
15
3
6
0.8
5
15
83.3%
（1）进行第2次测量时，滑轮组的机械效率约为_____（小数点后保留一位有效数字）；第3次测量时，弹簧测力计的示数_____N 。
（2）分析实验数据，实验小组得出的实验结论是：滑轮组的机械效率与_____有关。
（3）分析表中数据可知，F ≠
13
G G
+，可能的原因是_____。 【答案】78.4% 2.4 提升钩码的重 绳重及摩擦力 【解析】 【详解】
（1）由表中数据数据可知，滑轮组的效率：
4N?0.05m =100%100%100%78.4%1.7N?0.15m
W Gh W Fs η?=?=?≈有总；由图示测力计可知，其
分度值为0.2N ，示数为2.4N ；
（2）从实验数据看，动滑轮重力相同，钩码上升的高度、弹簧测力计上升高度都相同，物体越重，机械效率越高，所以滑轮组的机械效率与物体的重力有关；
（3）由于拉动过程中需克服绳子的重力、绳子与轴的摩擦以及滑轮的转轴处的摩擦，所以
13
G G
F +≠
。