2020年中考物理真题集锦——专题五十三：简单机械实验探究

2020年中考物理真题集锦——专题五十三：简单机械实验探究
1.（2020盐城，27）小明做“探究杠杆平条件”实验：

(1)实验前，杠杆静止时的位置如图甲所示。要使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向______调节；
(2)使用弹簧测力计时，首先进行的操作是______；
(3)如图乙所示，在杠杆左侧挂2个钩码，每个钩码的质量为50g，为了便于在杠杆上直接读出力臂的大小，在A点沿______向下方向拉动弹簧测力计，直至杠杆在______位置平衡。并将第一次数据记录在表格中，表中F1大小为弹簧测力计示数，F2大小为钩码的重力，l1、l2分別为F1、F2对应的力臂；
(4)接下来，小明又进行了三次实验，将数据填在表中，最后总结得出律。每次实验总是在前一次基础上改变F2、l1、l2中的一个量。小华分析数据后发现，第______次实验与前一次改变的量相同，需要调整的实验步骤是______。
序号
FI/N
l1/cm
F2/N
l2/cm
1
1.5
10.0
1.0
15.0.
2
3.0
10.0
2.0
15.0
3
1.5
20.0
2.0
15.0
4
1.0
30.0
2.0
15.0
2.（2020自贡，28）小明利用刻度均匀的轻质杠杆进行探究杠杆的平衡条件实验，已知每个钩码重0.5N。

(1)实验前，将杠杆的中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆左端下沉，这时应将平衡螺母向______（选填“左”或“右”）调节，直到杠杆在水平位置平衡。你认为实验中让杠杆在水平位置平衡的好处是______；
(2)在图甲中的A点悬挂4个钩码，要使杠杆仍保持水平位置平衡，需在B点悬挂______个钧码；
(3)如图乙所示，取走悬挂在B点的钩码，改用弹簧测力计在C点竖直向上拉，仍使杠杆水平位置平衡，测力计的拉力为______N；若在C点改变弹簧测力计拉力的方向，使之斜向右上方，杠杆仍然水平位置平衡，则测力计的读数将______（选填“变大”或“变小”或“不变”），若此时斜向右上方的测力计与竖直方向间的夹角为60°，杠杆在水平位置平衡时，测力计的读数为______N。
3．（2020眉山，23）小明在“研究杠杆平衡条件”的实验中所用的实验器材有：刻度均匀的杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的0.5N重的钩码若干个。

（1）如图A所示，此时的杠杆　 　（选填“是”或“不是”）平衡状态。实验时为了消除杠杆自重对杠杆平衡的影响，且便于直接从杠杆上读出力臂的大小，应将杠杆调到　 　。
（2）小明同学所在实验小组完成一次操作后，实验现象如图B所示，他们记录的数据为动力F1＝1.5N，动力臂l1＝0.2m，阻力F2＝1N，则阻力臂l2＝0.3m。甲同学测出了这组数据后就得出了“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　 　。他把右边的钩码换成弹簧秤，使杠杆从水平位置慢慢转过一定角度，如图C所示，此过程中，弹簧秤拉力的大小　 　（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
（3）图B实验中，小明把两边的钩码同时远离支点一格，杠杆不再平衡，　 　（选填“左”或“右”）端会下沉。小明回家又做了图D的探索，将一根长为L，重为G的均匀木棒，有的木棒伸出桌子边缘，用竖直向下的力F0压木棒的一端，当F0＝　 　时，木棒刚好会被翘起。
4．（2020湘潭，28）测量如图所示滑轮组的机械效率，部分实验数据如下表。

（1）实验过程中，应缓慢拉动弹簧测力计，使钩码竖直向上做　 　运动。第1次实验时，弹簧测力计示数如图所示，为　 　N。
（2）第2次实验时所做的有用功为　 　J，滑轮组的机械效率是　 　。
（3）分析1、2、3次实验的数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物重力越　 　（选填“大”或“小”），滑轮组的机械效率越高；分析3、4次实验的数据可知，滑轮组的机械效率与钩码上升的高度　 　（选填“有关“或“无关”）。
（4）结合生产生活实际，用滑轮组提升重物时，下列选项中也可提高机械效率的是　 　。
A．增大绳重
B．减轻动滑轮重
C．加快物体提升的速度

5.（2020柳州，23）小杰用实验探究杠杆的平衡条件。所用杠杆刻度均匀，各钩码相同。
(1)静止于支架上的杠杆如图甲示，应将杠杆右侧的螺母向______{选填“左”或“右”）调节，使杠杆处于水平平衡状态，这样做的目的是为了便于测量______（选填“力”成“力臂”）。杠杆平衡后，在实验过程中，______（选填“可以”或“不可以”）再调节螺母；
(2)在杠杆两边分别挂上数量不同的钩码，改变钩码数量和位置，使杠杆处于水平平衡状态，记录教据，总结可得杠杆的平衡条件为：动力×动力臂＝阻力×阻力臂；
(3)根据结论可知，要使杠杆呈图乙中的水平平衡状态，应在B点挂______个钩码；改用弹簧测力计替换B点的钩码，始终竖直向下拉杠杆，使杠杆从水平位置缓慢转过一个小角度（图丙），此过程中弹簧测力计拉力的力臂______，拉力的大小______（后两空选填“变大”、“变小”或“不变”）。

6．（2020淮安，23）在“探究杠杆的平衡条件“实验中：

（1）实验前杠杆的位置如图甲所示：若使杠杆在水平位置平衡，则应将杠杆的平衡螺母向　 　调节。
（2）杠杆调节平衡后，在如图乙所示A点悬挂3个钩码（每个钩码重力为0.5N），在B点用弹簧测力计竖直向下拉杠杆，使杠杆在水平位置再次平衡，此时弹簧测力计示数F1＝　 　N．重复多次实验，进一步探究杠杆的平衡条件。
（3）某小组的实验数据如下表所示，得到与其他组不一样的结论：动力与阻力F1成正比关系。你认为该结论可靠吗？　 　。并说明理由：　 　。
实验序号
动力F1/N
动力臂L1/cm
阻力F2/N
阻力臂L2/cm
1
1
15
1.5
10
2
2
15
3
10
3
3
15
4.5
10
7.（2020东营，22）学习了“滑轮组机械效率”后，某兴趣小组对“斜面的机械效率与哪些因素有关”这一课题产生了浓厚兴趣，他们猜想，斜面作为一种简单机械，它的机械效率可能与斜面的倾斜程度有关｡为此，实验室提供了如下器材∶长木板､垫木（长宽高之比为1∶2∶4）､木块（带钩）､天平､弹簧测力计､停表､刻度尺､细线｡请根据需要选择合适的器材，完成以下题目｡
(1)实验目的：______
(2)实验器材：______
(3)实验步骤：______
(4)分析与论证：______
(5)交流与评估：______
8．（2020河北，33）斜面是一种简单机械，在生活和生产中使用斜面的好处是可以省力，如：　 　。那么斜面的省力情况与哪些因素有关呢？（使用斜面的省力情况可以通过比较沿斜面拉力F与物体重力G的比值大小来判定，比值越小，越省力）
小明做了如下猜想：
猜想1：与斜面的表面材料有关；
猜想2：与斜面的倾斜程度有关；
猜想3：与物体受到的重力大小有关。
小明为验证上述猜想，利用如图所示的装置进行了实验。实验中所用的物块材料及其表面粗糙程度相同，在沿斜面拉力的作用下，在斜面上做匀速直线运动。实验中相关的记录如表。
实验序号
1
2
3
4
5
6
斜面倾角
θ
θ
θ
θ
θ1（θ1＞θ2）
θ2（θ2＞θ1）
斜面的表面材料
木板
毛巾
木板
木板
木板
木板
物块重G/N
2.0
2.0
4.0
6.0
2.0
2.0
沿斜面拉力F/N
1.35
1.52
2.70
4.05
1.52
1.70
回答下列问题：
（1）通过对比实验　 　中的数据可知，使用斜面省力的情况与斜面的表面材料有关；
（2）通过对比实验1、5、6中的数据，得出的结论是：在其他条件相同时，　 　；
（3）为验证猜想3，小明做了实验　 　（填写实验序号），分析实验数据后，小明认为这几次实验省力情况相同，依据是　 　。
【拓展】完成实验后，小明沿斜面用1.8N的拉力，将重为4.5N的物体从斜面底端匀速拉到了顶端。已知斜面长1.2m、高0.3m，则斜面的机械效率是　 　%．（把重物直接提升0.3m所做的功作为有用功）

9．（2020衡阳，6）如图所示为探究杠杆平衡条件的实验装置，若每个钩码的质量为50g，为了让杠杆在水平位置平衡，下列判断正确的是（　　）

A．在A点挂4个钩码能使杠杆平衡
B．在B点用弹簧测力计竖直向下拉，当示数为0.5N时，能使杠杆平衡
C．用弹簧测力计在B点拉，无论如何改变用力方向都要省力
D．用弹簧测力计在A点拉，无论如何改变用力方向都要费力
10.（2020云南，17）某实验小组探究“杠杆平衡条件”。实验前，杠杆静止在如图甲所示的位置，此时杠杆处于_____（选填“平衡”或“不平衡”）状态。另一实验小组利用小桌、砝码、海绵等物品在水平桌面上探究“影响压力作用效果的因素”后，又将图乙中的小桌和砝码放到桌面上，如图丙所示。比较乙、丙两种情况中小桌产生的压强p乙______ p丙。

11.（2020上海，23）在“探究二力平衡的条件”实验中，用来测量力的仪器是______；在“探究杠杆平衡的条件”实验中，为便于直接从杠杆上读出力臂的数值，应使杠杆在______位置保持平衡；“测定物质的密度”的实验原理是______；在 “测定小灯泡的电功率”实验中，所选电源电压应______小灯泡的额定电压 （选填“大于”“等于”或“小于”）。
12.（2020恩施，21）如图所示，有斜面长为l、高为h的斜坡和物块等器材，同学们一起探究使用斜面这种简单机械是否省功，应测量的数值有物块重G、斜面高h、______和斜面长l。

13.（2020随州，17）小红在探究杠杆的平衡条件时，找来一个量程为5N的弹簧测力计和若干个重均为0.5N的钩码，实验前测得杠杆上相邻刻度线间的距离都等于2cm。请回答下列问题：
(1)实验前，小红先将杠杆调至水平位置平衡，这样操作的目的是______；
(2)小红在实验中测得一组数据如下表，于是他立即得出了杠杆的平衡条件：“F1×L1=F2×L2”，你认为是否合理，并说明理由：______；
F1/N
L1/cm
F2/N
L2/cm
2
6
3
4
(3)某次实验如图所示，杠杆平衡，则以下生活中相关杠杆的应用与此图中杠杆类型相同的是______（选填“托盘天平”、“核桃夹”或“筷子”）；

(4)在上图中，保持弹簧测力计的位置及拉力的方向和钩码的个数不变，钩码向左移动，若要保持杠杆平衡，则钩码到支点的距离不应超过______cm。
14.（2020通辽，22）小亮想测量一个小木块（不吸水）的密度，他利用天平、圆柱形玻璃杯、适量的水、细针等器材，经过思考，想出了如下的实验方法：

（1）图甲是小亮在调节天平时的情景，小丽指出了他在操作上的错误，你认为错误之处是：_____；
（2）小亮纠正错误后调节好天平，按照以下步骤继续实验：
①将小木块放在天平左盘，天平平衡时右盘中所加砝码和游码的位置如图乙所示，则木块质量为___g；
②将玻璃杯中装满水，用细针缓慢地将木块压入水中，使之完全浸没．利用排水法，测出溢出水的质量为30 g，则小木块的体积为________cm3．
③测出小木块的密度是____________g/cm3．
（3）受小亮实验的启发，小丽在实验时，又找了一把刻度尺，不用天平也测出了木块的密度．请你将下列测量步骤补充完整：
①在玻璃杯中装入适量的水，用刻度尺测出杯中水的深度为h0；
②_______________________________________________________；
③用细针缓慢地把木块压入水中，使之完全浸没，用刻度尺测出杯中水的深度为 h2；
④小木块密度的表达式：ρ木＝____________．（用测量的物理量和已知量的符号表示）
15.（2020济宁，13）杠杆两端螺母的作用是图中的杠杆在水平位置平衡，若在两侧各减掉一个等重的钩码，杠杆______（选填“能”或“不能”）保持水平平衡。

16.（2020十堰，22）如图是小明“探究杠杆平衡条件”的实验：

(1)在水平静止的杠杆上A、B处，挂5个质量均为50g的钩码，如图甲所示，杠杆平衡。他猜想杠杆的平衡条件是：动力+动力臂=阻力+阻力臂：
(2)改变钩码数量与位置，数据记录如下表，分析表中数据，杠杆平衡条件应为__________。
实验次数
左侧钩码数（个）
左侧钩码距离支点O（格）
右侧钩码数（个）
右侧钩码距离支点O（格）
1
2
3
3
2
2
1
6
3
2
3
2
6
3
4
(3)某次实验如图乙，使杠杆恢复水平平衡的最简单操作是________________。
(4)图丙是小明验证结论的实验，E点弹簧测力计示数是________N （g取10N/kg）。
17.（2020荆州，8）下面是“探究杠杆的平衡条件”实验装置图，关于此实验说法正确的是（　　）

A. 图甲中，欲使杠杆在水平位置平衡，平衡螺母应该向左调节
B. 图乙中，在A点用力拉杠杆，一定是省力杠杆
C. 图丙中，若杠杆左端钩码向左、右端钩码向右各移动一格，则杠杆左端下沉
D. 图丁中，当F的大小等于钩码重力一半时，可以使杠杆平衡
18．（2020扬州，18）如图，“测动滑轮机械效率”时必须沿　 　方向匀速向上拉动弹簧测力计。钩码重为1N，弹簧测力计的示数为　 　N，动滑轮的机械效率是　 　。

19.（2020西藏，20）在“探究杠杆的平衡条件”实验中，实验前杠杆静止时的位置如图（甲）所示，应将杠杆的平衡螺母向______（选填“左”或“右”）调节，直到杠杆在水平位置平衡。在A点悬挂3个质量均为50g的钩码，在B点用弹簧测力计竖直向下拉杠杆，使其在水平位置重新平衡，如图（乙）所示，弹簧测力计的拉力是______N。（g取10N/kg）

20.(2020甘孜州，23)如图9所示，某同学用完全相同的钩码验证杠杆的平衡条件。杠杆调节平衡后，在杠杆上A点处挂4个钩码，为使杠杆重新平衡，应在B点处挂__▲ 个钩码; 如果A、B两处再各挂一个钩码， 杠杆的__▲ (选填 “左”或“右”)端会下沉。

21.（2020宿迁，9）小华用图装置测量动滑轮的机械效率，下列说法正确的是（　　）

A．实验中为测量方便，让弹簧测力计在静止时读数
B．弹簧测力计对绳子的拉力与物体的重力是一对平衡力
C．增大物体被提升的高度，可以提高动滑轮的机械效率
D．增大物体重力与动滑轮重力的比值，可以提高动滑轮的机械效率（不计绳重和摩擦）
22.（2020郴州，11）如图所示，是一个老人和小孩攀爬同一楼梯时的情景。若需要比较攀爬楼梯过程中老人和小孩消耗的功率大小，测量的物理量有（　　）

A. 只需测量各自爬楼梯的高度
B. 只需测量老人的质量、小孩的质量
C. 需要测量老人的质量、小孩的质量，各自爬楼梯所需的时间
D. 需要测量老人的质量、小孩的质量，各自爬楼梯的高度和所需的时间
23.（2020营口，19）如图所示是小娜测量滑轮组的机械效率的实验装置，每个钩码重。实验时小娜沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计使钩码上升，用时，弹簧测力计示数如图所示，不计绳重及摩擦，则装置中动滑轮重是________N，拉力做功的功率是________W，滑轮组的机械效率是_________。（计算结果精确到0.1%）

24.（2020菏泽，21）现有两个品种相同的实心西瓜，形状不同，在没有直接测量质量和重力工具的情况下，要判断哪个更重，在以下三种方案中：
方案一：将西瓜分别装入相同的网兜，分别挂在已调节好的等臂杠杆的两端，观察杠杆的倾斜情况；
方案二：将西瓜分别装入相同的网兜，分别系在一条跨过定滑轮的绳子两端，向上提滑轮，观察哪个先离开地面；
方案三：把两个西瓜放在质地均匀的同一块海绵上，观察海绵形变的大小。
你认为方案　 　不可行，原因是　 　。
25.（2020益阳，18）小芳利用如图装置测量滑轮组提升某重物时的机械效率，测得这个重物重为1N，物体被缓慢提升的高度为0.2m，竖直向上的拉力F为0.4N。则绳端移动的距离为_______m，此时该滑轮组的机械效率为________(保留一位小数)。

26.（2020朝阳，24）在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，实验小组用如图所示的装置进行了实验，实验数据记录如表所示，第三次实验时的拉力如图所示。

实验次数
钩码所受的重力G/N
钩码上升的高度h/cm
拉力F/N
绳自由端移动的距离s/cm
机械效率η
1
2
10
0.8
30
83.3%
2
4
10
1.5
30
②
3
6
10
①
30
*
(1)实验中应_______拉动弹簧测力计使钩码上升；
(2)表格中编号①的数据应为______；编号②的数据应为________；
(3)比较实验数据可得出的实验结论是：使用同样的滑轮组，_____________；
(4)如果在第一次实验时，忽略绳重和摩擦，可以计算出动滑轮的重力为_______N。
27.（2020天门，19）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)如图甲，不挂钩码时，出现杠杆右端下沉，应向_____（选填“左”或“右”）调节平衡螺母，直至杠杆在水平位置平衡；挂上钩码，移动钩码位置使杠杆在水平位置再次平衡，此时也要选择在水平位置平衡的目的是_____；
(2)图甲中，杠杆在水平位置已经平衡，若将杠杆两侧所挂的钩码各取下一个，杠杆会_____ （选填“顺时针”或“逆时针”）转动；
(3)三次实验数据见下表，分析数据可知，杠杆的平衡条件是_____；
次数
动力F1/N
动力臂l1/m
阻力F2/N
阻力臂l2/m
1
1.0
0.2
2.0
0.1
2
1.5
0.1
1.0
0.15
3
2.0
0.15
1.5
0.2
(4)如图乙，用弹簧测力计代替右侧钩码，沿与水平方向成60°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｡____
28.（2020岳阳，20）“测滑轮组的机械效率”的实验数据如下表：
实验次数
物重G（N）
物体上升高度h（m）
拉力F（N）
绳子自由端移动距离s（m）
机械效率η
1
4
0.1
2.0
0.3
66.7%
2
5
0.1

0.3
69.4%
3
6
0.1
2.6
0.3


(1)实验时，应沿竖直向上的方向______拉动弹簧测力计；
(2)第2次实验中弹簧测力计的示数如图所示为______N；
(3)第3次实验滑轮组的机械效率是______；（保留一位小数）
(4)如果用这个滑轮组提升7N的重物，则它的机械效率可能是______（选填序号）。
A．60% B．70% C．80%
29．（2020德州，23）探究杠杆的平衡条件。
（1）实验前

杠杆静止在如图所示的位置，要使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向　 　调节。
（2）实验时

①用如图所示的方式悬挂钧码，杠杆也能在水平位置平衡（杠杆上每格等距），但老师却往往提醒大家不要采用这种方式。这主要是因为该种方式　 　。
A．一个人无法独立操作
B．需要使用太多的钩码
C．无法测量力臂
D．力和力臂数目过多
②在图中，不改变支点O左侧所挂的三个钩码及其位置，保持右侧第　 　格的钩码不动，将右侧另外两个钩码改挂到它的下方，杠杆也可平衡，继续实验。
实验数据：
次数
左侧
右侧

动力F1/N
动力臂l1/cm
阻力F2/N
阻力臂l2/cm
1
1.0
10
2.0
5
2
1.5
5
0.5
15
3
2.0
15
1.5
20

（3）结论
杠杆的平衡条件是：　 　。
（4）交流评估
①实验进行三次的目的是　 　（只有一个选项正确，填写对应字母）。
a．取平均值减小误差
b．归纳出物理规律
c．使每组数据更准确
②某同学在第3次实验的基础上，将左右两侧的钩码同时向支点O移动5cm，则杠杆　 　。（选填“保持平衡”“左侧下沉”或“右侧下沉”）
30.（2020丹东，29）在“探究杠杆平衡条件”实验时，实验中所用钩码的质量均为50g。

(1)实验前，应先调节杠杆在水平位置平衡。若向右调节杠杆两端的_______时，可使杠杆在水平位置平衡，则调节前，杠杆____（选填 “左”或“右”）端偏低；
(2)如图甲，当在杠杆左侧第2格处挂6个钩码，在右侧第3格处挂____个钩码（图中右侧钩码未画出）的时候，杠杆在水平位置平衡。此时，若将杠杆左右两侧所挂的钩码各向远离支点O的方向移动1个格，则杠杆_____（ 选填“左”或“右”）端将下降；
(3)如图乙，当在杠杆左侧第2格处挂4个钩码，在杠杆的右侧用竖直向下的拉力F作用时，杠杆在水平位置平衡。若使杠杆继续在水平位置保持平衡，将拉力方向旋转到图中虚线位置时，拉力F的力臂将_____， 拉力F的大小将______（两空都选填“变大”、“变小”或“不变”）。
31．（2020长沙，35）某实验小组用下图的实验装置测量滑轮组的机械效率，部分实验数据如表所示。
（1）实验中应尽量竖直向上　 　拉动弹簧测力计；
（2）第一次实验中测得滑轮组的机械效率为　 　%；
（3）分析以上数据可知，使用同一个滑轮组提升重物时，被提升物体的重力越　 　，滑轮组的机械效率越高。
实验次数
物理量
1
2
3
4
钩码重G物/N
0.5
1.0
1.5
2.0
钩码上升高度h/m
0.1
﹣0.1
0.1
0.1
绳端拉力F/N
0.3
0.5
0.7
0.9
绳段移动距离s/m
0.3
0.3
0.3
0.3
机械效率η

67%
71%
74%

32.（2020广安，24）在探究“杠杆平衡条件”的实验中，所用的器材有：每格长度等距的杠杆､支架､弹簧测力计､刻度尺､细线､每个重力都为0.5N的钩码若干个。

(1)实验前将杠杆中点置于支架上，调节平衡螺母使杠杆在水平位置静止的目的是：______和消除杠杆自重对实验的影响；
(2)如甲图所示，杠杆处于平衡状态｡若从杠杆的两侧同时减掉一个钩码，那么杠杆的______ （选填“右”或“左”）端下沉；
(3)在乙图中，将弹簧测力计由竖直方向旋转至沿虚线方向，如果要继续保持杠杆在水平方向静止，测力计的示数要______（选填“变小”“不变”或“变大”）；
(4)如果忽略杠杆自重对实验的影响，则在丙图中要使杠杆在水平位置保持平衡，弹簧测力计对杠杆的最小拉力为______｡
33.（2020长春，21）小致根据杠杆平衡条件在家测量某液体的密度，其装置放在水平面上，如图所示。轻质硬杆和垂直固定在一起，压在电子秤上，O为支点，且测量过程中O点和C点位置保持不变。

（1）调节杆在水平位置平衡，其目的是________________。
（2）将一个质量不计的矿泉水瓶装满水，用细线将矿泉水瓶悬挂在杆的D点上，记录此时电子秤的示数为m，测量悬挂点D到O点的距离为。
（3）取下装水的矿泉水瓶，将另一个完全相同的矿泉水瓶装满待测液体，用细线将矿泉水瓶悬挂在D点，此时电子秤的示数小于m，则待测液体的密度_________水的密度（选填“大于”、“等于”或“小于”）。向_________（选填“左”或“右”）移动悬挂点的位置，直到电子秤的示数仍为m，测量此时悬挂点到O点的距离为。
（4）待测液体密度的表达式为______________（水的密度用水表示）。
（5）若考虑矿泉水瓶的质量，测量结果为，则_________（选填“>”、“=”或“”、“=”或“