中考物理一轮复习实验与探究训练专题11 简单的机械和功（2份，原卷版+解析版）

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1．在“探究杠杆的平衡条件”的实验中：
（1）在挂钩码前，杠杆左端高右端低，要使杠杆在水平位置平衡，应向 端调节平衡螺母；
（2）调平后在A处挂两个相同的钩码（每个钩码质量是50g），用弹簧测力计在C处竖直向上拉，使杠杆在图乙（水平）位置平衡时，测力计的示数为F1，在图丙位置平衡时，测力计的示数为F2，则F1＝ N，F2 F1（填“＜”、“＞”或“＝”）。实验时，让杠杆在图乙位置平衡，目的是 。（g取10N/kg）
2．图甲是某实验小组探究“杠杆的平衡条件”的实验装置。
（1）挂钩码前，杠杆在图甲所示的位置静止，接下来应将杠杆两端的螺母向左侧调节，使杠杆在水平位置平衡，为了 。
（2）在水平平衡的杠杆两边挂上钩码后如图乙所示，要使杠杆重新在水平位置平衡，应该选择下列方法中
A.向左调节平衡螺母
B.将左侧钩码向左移动
C.增加右侧钩码个数
（3）如图丙是一个加宽的杠杆装置，此时杠杆处于平衡状态。若只将左侧的钩码改挂到A点正上方的B点，此时杠杆 （选填“仍能”或“不能”）保持平衡。
（4）某同学提出，若支点不在杠杆的中点，杠杆的平衡条件是否仍然成立？于是该小组利用图丁所示的装置进行探究，在杠杆O点处挂上2个钩码（每个钩码重0.5N），用弹簧测力计在A点处竖直向上拉，使杠杆在水平位置平衡，此时弹簧测力计示数为 N。以弹簧测力计的拉力为动力F1，钩码处绳子拉力为阻力F2，多次改变动力作用点的位置进行实验发现：当杠杆水平平衡时，F1L1总是大于F2L2，其原因是 。
3．小明利用甲和丙的器材测量滑轮组的机械效率（忽略绳重和摩擦）：
（1）当小明利用图甲装置进行实验时，重物以0.1m/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。
（2）只改变动滑轮重力，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像，分析图像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 。
（3）分析图像中的A点可知，被提升物体所受的重力为 N。
（4）当甲、丙滑轮组使用相同的动滑轮提升相同的重物时，甲滑轮组的机械效率 丙滑轮组的机械效率。（选填“大于”“等于”或“小于”）
4．探究“杠杆的平衡条件”实验。
（1）实验前，将杠杆置于支架上，当杠杆静止时，发现左端下沉，如图甲所示，此时应把杠杆的 向右调节，直至杠杆在 （选填“任意”或“水平”）位置平衡；
（2）调节平衡后，在杠杆上A点处挂两个钩码，如图乙所示，则在B点处应挂 个钩码，才能使杠杆在原位置平衡。在A、B两点各增加3个钩码，则杠杆 （选填“左”或“右”）端下沉；
（3）实验时，不再调节平衡螺母，使杠杆的重心位置保持在O点不变，将支点换到O'点，如图丙所示，发现A点处只挂1个钩码，杠杆仍然保持平衡。若每个钩码重为1N，则杠杆重力为 N。由此可知，将杠杆支点位置设在 （选填“O”或“O'”）点进行实验，能避免杠杆自身重力影响实验结论动力×动力臂＝阻力×阻力臂的得出；
（4）为了使实验结论具有 （选填“普遍性”或“偶然性”），应改变钩码个数及悬挂位置，多次进行实验；图乙中保持A处的钩码不变，将B处的弹簧测力计改换在C处竖直向上拉，使杠杆在水平位置平衡。如图所示，当弹簧测力计从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”）。
5．小张和小刘在做“探究杠杆平衡条件”实验中：
（1）实验前，把杠杆中心支在支架上，杠杆静止在图甲所示位置，小张将右端的平衡螺母向右调，小刘认为也可以将左端的平衡螺母向 调（选填“左”或“右”），使杠杆在水平位置平衡；
（2）实验中，他们多次在杠杆两端加挂钩码，并调节钩码位置，使杠杆保持水平平衡，记录多组数据，这样做的目的是 ；
A.取平均值，减小误差
B.避免偶然性，寻找普遍规律
（3）如图乙所示，始终保持杠杆在水平位置平衡，小张将弹簧测力计从②位置缓慢移动到①位置时，测力计的示数将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。若每个钩码的重力为0.3N，当弹簧测力计在位置①时的读数为 N。
6．如图所示，在“探究滑轮组的机械效率”时，小明用一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组实验，实验中测得数据真实可靠，见下表：
（1）请根据表中数据，在图中画出实验中滑轮组的绕绳方法。
（2）表格中编号①处数据应填 ，此次实验做的总功是 J。
（3）由表中第1、2组数据可知，同一滑轮组的机械效率与 无关。
（4）分析表中第1、3、4组数据，你得出的本实验结论是：同一滑轮组匀速提升重物时，机械效率随 的增加而增大。
7．物理实验小组的同学利用图中的装置探究杠杆平衡的条件，每个钩码的质量相等，杠杆上的刻度均匀。
（1）实验前，如图甲所示，此时的杠杆 （选填“是”或“不是”）处于平衡状态。实验中使杠杆在水平位置平衡，这样做的好处是便于直接测量 。
（2）他们完成一次操作后，实验现象如图乙所示，记录的数据为动力F1＝1.5N，动力臂l1＝0.1m，阻力F2＝1N，则阻力臂l2＝0.15m。于是甲同学就得出了“动力×动力臂＝阻力×阻力臂”的结论，乙同学认为他的结论不一定科学，理由是 。
（3）他们继续进行实验，在杠杆平衡后，他们在图丙所示的A位置挂上3个钩码，为了使杠杆仍在水平位置平衡，这时应在B位置挂上 个相同的钩码。
（4）如图丁，用弹簧测力计代替右侧钩码，沿与水平方向成30°角斜向下拉杠杆，保持杠杆在水平位置平衡。若把左侧钩码的拉力作为阻力，右侧弹簧测力计的拉力作为动力，此时的杠杆是 杠杆（选填“省力”“费力”或“等臂”），请在乙图中画出此时拉力F的力臂l。
8．在探究“杠杆的平衡条件”实验中，所用的实验器材如图所示。
（1）小明先把杠杆的中点挂在支架上，杠杆静止在图甲所示的位置时，为了把杠杆调水平，应将左端的平衡
螺母向 调。
（2）调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆恰好在水平位置平衡，目的是 。
（3）做三次实验的目的是 。三次实验中，当杠杆在水平位置平衡后，所挂钩码如图乙所示，分析可以得出实验结论是 。
（4）同学们交流后，发现本实验中杠杆的支点始终在中间，从而提出，如果杠杆的支点在一端是否也能得出同样的结论呢？要想解决此问题，需要增加一个器材是 。
9．某实验小组在做“探究杠杆的平衡条件”实验。
（1）实验前，某同学将杠杆置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆左端下沉，如图甲所示，为了在实验过程中方便测量力臂，接下来应将平衡螺母向 移动，直至杠杆在水平位置平衡；
（2）调节杠杆水平平衡后，在杠杆A点处挂3个钩码，如图乙所示，则在B点处挂 个钩码，才能使杠杆在水平位置平衡。若将两端同时减少一个钩码，杠杆会 （选填“顺时针”或“逆时针”）旋转；
（3）如图丙，将弹簧测力计从第一种位置改变到第二种位置，测力计的示数将 （选填“变大”“变小”或“不变”）；
（4）某同学在实验过程中发现当杠杆处于如图丁所示的状态时，杠杆也能保持水平平衡，此时杠杆属于 （选填“省力”或“费力”）杠杆，请举出它在生活生产中的一个应用实例 。
10．如图所示是小红同学探究影响斜面机械效率因素的实验装置，物体在沿斜面向上的拉力F作用下匀速向上运动。实验准备的器材有：三个质量不同的木块A、三个高度不同的长方体铁块C、刻度尺、弹簧测力计。
（1）上面的表格是小红探究斜面机械效率与物重的关系时记录的有关数据，通过分析数据，你可以得出结论是 ；
（2）上述实验中，保持斜面长度不变，将斜面高度改为0.2m，把一个重3N木块沿斜面匀速向上拉时，所需拉力为1.5N，则此过程中拉力所做的功为 J，物体受到的摩擦力为 N，此过程中木块的机械能 （选填“变大”、“变小”或“不变”），斜面的机械效率为 %，由此可知斜面的机械效率与斜面的倾斜程度 （选填“有关”或“无关”）；
（3）选择合适的木块A及铁块C后，斜面机械效率变为70%，此时匀速向上拉动A时，需要的拉力4N，则此时选择的物体A重力为 N。
11．如图所示是小明和小华探究“杠杆的平衡条件”的实验装置。
（1）实验前，将杠杆置于支架上，当杠杆静止时，如图甲所示，此时可以把右端的平衡螺母向 （选填“左”或“右”）调节，直至使杠杆在水平位置平衡；在后面的实验过程中 （选填“能”或“不能”）再进行上述操作。
（2）如图乙，小明在实验时分别沿着竖直向下和斜向下两个方向拉弹簧测力计，都能使杠杆在水平位置平衡。同组的小华认为，竖直向下拉动测力计操作更方便，原因是 。
（3）实验中，通过改变钩码和弹簧测力计的位置或钩码的个数来改变力臂或力的大小进行多次实验，目的是： 。
（4）如图丙，调节好杠杆后在杠杆左边距离支点第3格处挂了4个钩码，每个钩码的重力均为0.5N，要使杠杆平衡，可以在支点右侧第4格A处挂个相同的钩码，或在左侧第2格B处竖直向拉动弹簧测力计，此时测力计的示数是 N。（杠杆上每小格等距）
（5）他们继续探究：保持钩码数量和位置不变，杠杆在水平位置平衡时，测出多组动力臂L1和动力F1的数据，绘制了L1﹣F1的关系图像，如图丁所示。请根据图像推算，当L1为25cm时，F1为 N。
12．利用如图的实验装置探究“杠杆的平衡条件”。
（1）将该装置置于水平桌面上，静止时如图甲所示，此时杠杆处于 （平衡/非平衡）状态，为完成实验，应将杠杆的左边的平衡螺母向 调，右边的平衡螺母应向 调。
（2）如图乙所示，杠杆在水平位置平衡，记录数据。根据这一次实验数据，小明立即分析得出杠杆的平衡条件，他这种做法的不足是 。经老师提醒后，小明继续进行实验，如图乙，若将A、B两点下方挂的钩码同时朝靠近支点O方向移动一小格，则杠杆 （选填“仍保持平衡”、“左端下沉”或“右端下沉”）。
（3）如图丙所示，若不在B点挂钩码，可改用弹簧测力计在B点向下拉杠杆，当测力计从a位置转动到b位置时，使杠杆仍在水平位置平衡，其示数大小将 。
（4）杆秤是我国古代对杠杆平衡条件的应用．小华用硬杆自制了一个杆秤，杆的粗细不均匀，将提纽固定在O点，提起提纽，托盘中不放重物，将秤砣移至O点左侧的B点，秤杆可以在水平位置平衡，如图丁所示。已知提纽与托盘间距离OA＝10cm，OB＝2cm，秤砣质量m＝0.5kg。关于该杆秤，以下说法正确的是 。
A．秤的零刻线在O点
B．因杆粗细不均匀，所以秤的刻线分布也不均匀
C．秤的2kg刻度线在O点右侧C处，OC＝38cm
D．称量物体质量时，若杆秤右端上扬，可将秤砣向左侧适当移动
13．某同学看到建筑工地上矗立的塔吊，是用电动机来带动滑轮组提升重物的设备。如何可以提高滑轮组的机械效率呢？为此该同学们用如图所示的装置进行了实验探究，实验数据记录如表所示。
（1）实验中，应沿 方向 拉动弹簧测力计。
（2）分析表中数据可知：第4次实验是用图 所示装置来完成的。
（3）（多选）根据以上结论，你认为下列措施可提高机械效率的是 。
A.减轻动滑轮重
B.减少绳端移动的距离
C.适当增加所提物体重
D.适当增加重物上升高度
（4）实验表明：额外功越小，总功越接近有用功。进一步推理得出：假设没有额外功，总功等于有用功，可见使用任何机械都不省功。下列物理规律的得出运用了这种研究方法的是 。
A.平面镜成像的规律
B.牛顿第一定律
C.阿基米德原理
14．“探究杠杆平衡条件”的实验中，把杠杆的中点支在支架上，杠杆停在如图甲所示的位置，
（1）为了使杠杆在水平位置平衡，可以调节右端的平衡螺母，使它向 （填“左”或“右”）移动。
（2）调节好的杠杆，如图乙，用弹簧测力向上拉动杠杆使其水平平衡，若每个钩码重为2N，则弹簧测力计的读数为 N
（3）如图丙，当弹簧测力计由M位置倾斜至N位置时，用力使杠杆在水平位置处于平衡，弹簧测力计的示数将会变 ，这是因为 。
（4）实验中测得的数据如表所示
有的同学按现有方案得出如下结论“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。”这个结论与杠杆平衡条件不符，原因是实验过程中 。
A．没有改变力的大小
B．没有改变力的方向
C．没有改变力的作用点
D．没有改变平衡螺母的位置从而让杠杆在水平位置重新平衡。
15．在探究“杠杆的平衡条件”实验中，小华利用杠杆、细线、钩码等器材进行探究：
（1）在挂钩码前，调节杠杆在水平位置平衡，从实验的角度来讲，杠杆在这个位置平衡是为了方便读取 。
（2）如图甲所示，在杠杆左侧的A点挂上两个钩码，为了使杠杆保持平衡，在杠杆的右侧挂钩码时，是先确定细线位置再挂钩码还是先挂钩码再确定细线的位置？ 。理由是 。
（3）杠杆在如图甲所示的位置平衡。小华多次在左右两侧各加挂等量钩码，并保持细线位置不变，发现杠杆每次都能平衡。通过记录上述实验数据，得出杠杆的平衡条件是：“只有支点左右两侧的力臂相等和力的大小也相等时，杠杆才能平衡”。同组的小强同学分析这一过程，指出小华得出的结论不可信!理由是 。
（4）小强帮小华改进实验方法后，正确得出了杠杆的平衡条件。接着他们想测量一把均匀木尺的质量，器材有：木尺、支座、带细线的质量为M的钩码。请你根据图示完成下列实验。
①如图乙示，将木尺平放在支座上，左右移动木尺，使木尺在水平位置平衡，记下使木尺平衡的这个支点位置，这个位置就是木尺的 ，记为O。
②如图丙示，将质量为M的钩码挂在木尺左边某一位置，移动木尺，直到木尺能够在支座上重新保持水平平衡，记录钩码悬挂点到支座的距离L1和O点到支座的距离L2；
③根据杠杆平衡的条件，可以计算出木尺的质量m＝ 。
16．在“探究杠杆平衡条件的实验”中：
（1）用图甲所示的装置进行实验。实验前，发现杠杆左端下沉，则应将左端的平衡螺母向 调节。实验时，在A点挂4个钩码（每个钩码重0.5N），要使杠杆在水平位置平衡，在B点竖直向下拉的弹簧测力计示数F1为 N。若弹簧测力计由竖直方向逐渐向左转动某一角度，杠杆仍保持水平平衡，此时弹簧测力计的示数为F2，则两者的大小关系为：F1 F2；
（2）为帮助学生理解力臂，物理老师制作了图乙所示的“杠杆力臂演示仪”（杠杆自身重力和摩擦不计，固定装置未画出），杠杆在水平位置平衡，松开螺母保持OA不动，使OB向下折一个角度后，再拧紧螺母形成一根可绕O点转动的杠杆AOB'（B'点对应B点），保持G1位置不变，要使杠杆在图丙位置保持平衡，则G2应该移动到位置 （选填字母）；
A．B'点处
B．①点处
C．②点处
D．③点处
（3）学以致用：小明家有个木衣架，他把书包挂在衣架A处，已知木衣架重30N，衣架受到重力的作用线经过圆底盘的圆心，圆底盘直径30cm，其他数据如图，为防止木衣架倒下，书包最多重 N。
17．在探究滑轮组机械效率的实验中，实验数据表格如下：
第1次实验时，先用测力计测出钩码的重力G；在如图，用测力计缓慢竖直拉绳端，提升钩码，读出测力计示数F，记下钩码升高的高度和绳端移动的距离。
（1）在图甲中，画出滑轮组最省力的绕线方式。
（2）表格中的数据为：① ；② ；③ 。
（3）要验证滑轮组机械效率与重物上升高度无关，需选哪几次实验数据作比较？ 。
（4）根据第1、3次实验数据，写出提高滑轮组机械效率的方法： 。
18．在“测量滑轮组的机械效率”实验中，小明用同一滑轮组进行了三次实验（如图所示），实验数据记录如表：
（1）实验中要竖直向上缓慢 拉动弹簧测力计，使钩码升高。
（2）表格中★处数据应为 （结果保留一位小数）。
（3）分析以上实验数据可以得出结论：同一滑轮组的机械效率与 有关。
（4）根据实验结论推测，使用该滑轮组将重8N的物体匀速提升10cm，此时滑轮组的机械效率可能 。
A.71.6%
B.82.4%
C.92.1%
D.100%
（5）另一实验小组改变动滑轮的重，提升同一物体进行多次实验，获得数据并绘制出如图丁的图象。分析可知：被提升物体所受的重力相同时，动滑轮越重，滑轮组机械效率越 （高/低）；分析图象中的A点可知，此时被提升物体所受的重力 。
A.一定大于12N
B.等于12N
C.一定小于12N
19．某小组在“测滑轮组机械效率的实验”中得到的数据如表所示，实验装置如图所示。
（1）实验中应沿竖直方向 缓慢拉动弹簧测力计，小组同学发现实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，应该静止读数，你认为他的想法 （选填“正确”或“不正确”）。
（2）用丁图装置进行实验，得出表中第4次实验数据，请将表中的两个数据填写完整。
（3）通过比较 （填实验序号）两次实验数据得出结论：使用同一滑轮组提升同一重物时，滑轮组的机械效率与绳子段数无关。
（4）通过比较 （填实验序号）两次实验数据得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高。
（5）完成以上实验后，另一小组同学使用甲、乙两个装置（动滑轮自重一样）分别提升重力为G1和G2的两个物体，升高相同的高度。绳自由端施加竖直方向的拉力分别为F1和F2且F1＝F2，拉力所做的功分别为W甲、W乙，两装置的机械效率分别为η甲和η乙，若不计绳重与摩擦，则W甲 W乙，η甲 η乙。（以上两空均选填：“＞”、“＜”或“＝”）
20．如图所示，是探究“杠杆的平衡条件”的实验装置。
（1）小华实验前发现杠杆右端低，要使它在水平位置平衡，应将杠杆右端的平衡螺母向 调节；
（2）如图甲所示，在杠杆左边A处挂3个相同得到钩码，要使杠杆在水平位置平衡，应在杠杆右边B处挂同样的钩码 个：
（3）在探究过程中，需要测量和记录动力、动力臂、阻力，阻力臂四个物理量，在进行多次实验的过程中，小华 （选填“可以”或“不可以”）同时改变4个量进行探究测量；
（4）做实验时，当杠杆由图乙的位置变成图丙的位置时，拉力F的力臂 ，弹簧测力计的示数将 ；（以上两空选填“变大”、“变小”或者“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）
（5）调节杠杆在水平位置平衡后，进行如图丁所示的实验，用量程为0～5N的弹簧测力计在A点竖直向上拉（如图丁M所示），杠杆在水平位置平衡时，弹测力计的示数为2.5N。若弹簧测力计斜向上拉（如图丁N所示）。杠杆在水平位置平衡时，弹簧测力计的示数 2.5N（选填“大于”、“小于”或“等于”）。
（6）杆秤是我国古代对杠杆平衡条件的应用。小华用硬杆自制了一个杆秤，杆的粗细不均匀。将提纽固定在O点，提起提纽，托盘中不放重物，将秤砣移至O点左侧的B点，秤杆可以在水平位置平衡，如图戊所示。已知提纽与托盘间距离OA＝10cm，OB＝2cm，秤砣质量m＝0.5kg。关于该杆秤，以下说法正确的是 。
A.秤的零刻线在O点
B.因杆粗细不均匀，所以秤的刻线分布也不均匀
C.秤的2kg刻度线在O点右侧C处，OC＝38cm
D.称量物体质量时，若杆秤右端上扬，可将秤砣向右侧适当移动
实验次数
物重G/N
钩码上升高度
h/m
动力F/N
动力作用点移动
距离s/m
滑轮组的机械
效率η/%
I
1
0.1
0.7
0.3
47.6
2
1
0.2
0.7
0.6
47.6
3
2
0.1
Ll
0.3
60.6
4
4
0.1
2
0.3
①
实验序号
重物G/N
弹簧测力计示数F/N
重物沿斜面移动得距离L/m
重物上升得高度h/m
机械效率η/%
1
2.0
1.51
0.80
0.40
66.2
2
2.5
1.89
0.80
0.40
66.1
3
3.0
2.26
0.80
0.40
66.4
实验次数
钩码重力/N
钩码上升高度h/m
绳端拉力F/N
绳端移动距离s/m
机械效率η（%）
1
1
0.1
0.6
0.3
55.6
2
1
0.2
0.6
0.6
55.6
3
2
0.1
1
0.3
66.7
4
2
0.1
0.7
0.5
57.1
测量序号
动力F1/N
动力臂l1/cm
阻力F2/N
阻力臂l2/cm
①
1
20
2
10
②
2
15
1.5
20
③
3
5
1
15
序号
钩码重
G/N
钩码升高
的高度h/m
测力计
示数F/N
绳端移动的
距离s/m
有用功
W有/J
总功
W总/J
机械
效率η
第1次
2
①
1
0.3
②
③
66.7%
第2次
2
0.2
1
0.6
0.4
0.6
66.7%
第3次
4
0.1
1.6
0.3
0.4
0.48
83.3%
次数
钩码重/N
钩码上升距离/cm
弹簧测力计示数/N
弹簧测力计上升距离/cm
机械效率/%
1
2
10
0.8
30
83.3
2
4
10
1.5
30
★
3
6
10
2.2
30
90.9
实验
序号
钩码重
量G/N
钩码上升
高度h/m
绳端拉
力F/N
绳端移动
距离s/m
机械效率
η
1
4
0.1
2.7
0.2
74%
2
4
0.1
1.8
0.3
74%
3
8
0.1
3.1
0.3
86%
4
8
0.1
2.5
①
②