九年级物理上册 第十一章 简单机械和功中考真题汇编[解析版]

九年级物理上册 第十一章 简单机械和功中考真题汇编[解析版]

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，浮子内的空⽓开始被封闭压缩，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，当进水孔停⽓进水时，浮子内的⽓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，⽓定质量的⽓体，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，水箱内的水位超过⽓定⽓度，会使水溢出，若通过移动调节螺母的方法保证⽓桶正常使用，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．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 =______m 3，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

331N 10m 1.010kg/m 10N/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

3343

1.125N

1.12510kg/m 10N/kg 10m

F gV ρ-=

==⨯⨯浮盐水物＇

3．小明在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，利用如图所示的滑轮组进行了4次测量，测得数据如下表所示：

(1)试验中应沿着竖直方向______（选填“加速”或“缓慢”）拉动弹簧测力计，且在弹簧测力计______时读数；（选填“匀速运动”或“静止”）

(2)根据表中的数据计算得出第4次实验时绳端移动的距离s =_______m ，机械效率η=_______；

(3)通过比较1、3和4三次实验数据得出：同一滑轮组，物重越大，滑轮组的机械效率_____；

(4)在忽略摩擦力和绳重的前提下，通过第1次数据可算出动滑轮的重力为_____N ； (5)以下选项中不影响滑轮组机械效率的因素是______

A ．动滑轮的重力

B ．绳子与滑轮之间的摩擦

C ．物体上升的高度 【答案】缓慢 匀速运动 0.4 50% 越大 2.2 C 【解析】 【分析】 【详解】

(1)[1]为了使弹簧测力计的示数大小等于绳端的拉力大小，试验中应沿着竖直方向缓慢拉动弹簧测力计。

[2]假设弹簧测力计静止时读数，测力计没有测出绳子与滑轮间的摩擦，测得的拉力偏小，即没有考虑到摩擦对滑轮组机械效率的影响，所以需要弹簧测力计匀速运动时读数。 (2)[3]从图中可以看到，四条绳子托着动滑轮，第4次实验时，钩码提升的高度是0.1m ，绳端移动的距离是0.4m 。 [4]第4次实验时滑轮组做的有用功

3N 0.1m 0.3J W Gh ==⨯=有用功

滑轮组做的总功

1.5N 0.4m 0.6J W Fs ==⨯=总

滑轮组的机械效率

0.3J

100%100%50%0.6J

W W η=

⨯=

⨯=有用功总功

滑轮组的机械效率是50%。

(3)[5]通过比较1、3和4三次实验数据可知，物重越大，滑轮组的机械效率越大。 (4)[6]忽略摩擦力和绳重，四条绳子托着动滑轮，那么

4G G F +=动