陕西师范大学附属中学分校物理第十一章 简单机械和功单元测试卷(含答案解析)

陕西师范大学附属中学分校物理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．小苗利用刻度均匀的轻质杠杆进行“探究杜杆的平衡条件”实验，已知纡个钩码重
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半衡。

(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_______个钩码。

(3)如图乙所示，取走悬挂在B点的钩码，改用弾簧测力计在C点竖直向上拉，仍使杠杆在水平位置平衡，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，杠杆仍然在水平位置平衡，则测力计的读数将__________（选填“变
大”“变小”或“不变”）。

【答案】右 3 1.5 变大
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]杠杆在使用前左端下沉，说明左侧力与力臂的乘积大，应将平衡螺母向右调节。

(2)[2]设杠杆每个格的长度为L，每个钩码的重力为G，根据杠杆的平衡条件：F A L A=F B L B，得
4G×3L=F B×4L
解得
F B=3G
即需在B点处挂3个钩码。

(3)[3]取走悬挂在B点的钩码，改用弹簧测力计在C点竖直向上的拉力，根据杠杆的平衡条件：F A L A=F C L C，得
4G×3L=F C×4L
解得
F C=3G=3×0.5N=1.5N
[4]如改变弹簧测力计拉力的方向，使之斜向右上方，阻力和阻力臂不变，动力臂减小，动力要增大，所以弹簧测力计示数变大，才能使杠杆仍然水平平衡。

2．小明用天平和量筒测量某金属块的密度。

(1)将天平放在水平台面上，游码归零后，发现指针指示的位置如图甲所示，他应将右端的平衡螺母向________调节（选填“左”或“右”），才能使天平水平平衡；
(2)用调节好的天平测金属块质量时，天平平衡后，砝码及游在标尺上的位置如图乙所示，则金属块质量________g；
(3)用细线系住金属块放入装有20mL水的量筒内，水面如图丙所示，则可计算出金属块的密度ρ=________g/cm3；
(4)完成上述实验后，小刚又用一根硬刻度尺设计出测金属块密度的实验方案如图丁，首先用细线系在中点O点使硬刻度尺在水平位置平衡，然后将金属块A挂在硬刻度尺左端C 处，把一块石块B挂在硬刻度尺右端，调节石块B的位置，使硬刻度尺在水平位置平衡，此时石块挂在硬刻度尺上的位置为E，如图所示。

下面是测量ρ金属的部分实验思路，将其补充完整。

①在刻度尺上读出OE的长度L1；
②把金属块A浸没在水中，把石块B从E移动到D处时，硬刻度尺仍在水平位置平衡：
③____________________________；
④则金属块密度的表达式：ρ=___________。

（用测出量和己知量表示，水的密度为ρ
水
）。

【答案】右27 2.7在刻度尺上读出OD的长度L21
12
L
L L
ρ
-
水
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]如图甲所示，调节横梁平衡时，指针左偏说明左盘质量偏大，则平衡螺母应向右调节。

(2)[2]如图乙所示，游码标尺的分度值是0.2g，游码位于2g位置，矿石的质量
20g5g 2.0g27g
m=++=
(3)[3]水和金属块的总体积
3
30mL30cm
V==
总
则金属块的体积
333
30cm20cm10cm
V V V
=-=-=
总水
金属块的密度
3
3
27g
2.7g/cm
10cm
m
V
ρ===
(4)③[4][5]实验步骤：
①在刻度尺上读出OE 的长度L 1；
②把金属块A 浸没在水中，把石块B 从E 处移动到D 处时，硬刻度尺仍在水平位置平衡； ③在刻度尺上读出OD 的长度L 2；
刻度尺的左端挂物体A ，物体B 挂在E 处，杠杠在水平位置平衡，根据杠杠平衡条件得
A B 1 gV OC G L ρ⨯=⨯铁
金属块A 浸没在水中，物体A 受到浮力作用，物体B 挂在D 处，杠杠在水平位置平衡，根据杠杠平衡条件得
A A
B 2gV gV O
C G L ρρ-⨯=⨯水铁（）
以上两个等式相除整理得
112
L L L ρρ=
-水金属
3．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
42
5110m 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
4．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：
次数 物体的重力G /N 物体被提升高度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 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_________（选填“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，若增大提升物体的重力，滑轮组的机械效率_________（选填“变大”“不变”或“变小”）；
(3)用甲滑轮组提升不同重物时，绳重和摩擦导致的额外功与总功的比为定值k ，根据表格中的数据可求出k=_________。

【答案】66.7 乙 变大 16
【解析】 【分析】 【详解】
(1)[1]表格中第四次的有用功
W 有=Gh =2N×0.1m=0.2J
总功
W 总=Fs =1.5N×0.2m=0.3J
那么机械效率
0.2J
66.7%0.3J
W W η=
==有总
[2]由于s =2h ，所以所用滑轮组的承重绳子数为2根，则用的是图乙。

(2)[2]由表格数据可知，从1至3次实验，在增大提升物体的重力时，滑轮组的机械效率越来越大。

(3)[3]假设绳重和摩擦导致的额外功为W 其它，根据题意有
=k W W 其它
总
第一次实验时，滑轮组做的总功及有用功分别为
W 总1=F 1s 1=1.0N×0.3m=0.3J ，W 有1=G 1h 1=2N×0.1m=0.2J
即
W 其它1=0.3J ⋅k
第二次实验时，滑轮组做的总功和有用功分别为
W 总2=F 2s 2=1.4N×3m=0.42J ，W 有2=G 2h 2=3N×0.1m=0.3J
第一、二次实验，滑轮组所做的总功和有用功分别增加了
W 总2- W 总1=0.42J-0.3J=0.12J ，W 有2- W 有1=0.3J-0.2J=0.1J
而滑轮组所做的总功
W 总= W 有+ W 动+ W 其它
可是，滑轮组每次做功，动滑轮所做的功不变，即两次做功，绳重和摩擦导致的额外功增加了0.02J ，那么
220.02J 0.3J k 0.02J
===k 0.42J 0.42J
W W W +⋅+其它其它1总 所以
1
k 6
=
5．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
代入数据可得
1N 40.8N G +=⨯动
解得 2.2N G =动。

(5)[7]根据
Gh Gh G
Fs nFh G G η=
==+动
可知动滑轮的重力影响滑轮组机械效率，物体上升高度不影响滑轮组机械效率，绳子与滑轮之间的摩擦将增加额外功的比例，影响滑轮组机械效率。

故选C 。

6．某实验小组利用图中装置探究杠杆机械效率，实验主要步骤如下:
（1）用轻绳悬挂杠杆的一端使其能绕O 点转动，O 点即为杠杆的_______点，在A 点用轻绳悬挂总重为G 的钩码，在B 点用一个弹簧测力计使杠杆水平，弹簧测力计所给方向为_______向上;
（2）竖直向上拉动弹簧测力计缓慢匀速上升，在此过程中，弹簧测力计的示数为F ，利用刻度尺测出A 、B 两点上升的高度分别为h 1和h 2.
（3）杠杆机械效率表达式为______________(用所给物理量和符号表示)；
（4）若在杠杆的承受范围内，将A 点钩码重增加，杠杆的机械效率将会_______(选填“变大”、“变小”或“不变”)；
（5）本次实验中，若不更换杠杆，且提升钩码重一定，则影响杠杆机械效率的主要因素是________；
（6）若只将钩码的悬挂点由A 移至C ，O 、B 位置不变，仍将原来的钩码提升相同的高度，则杠杆的机械效率将会_______(选填“变大”、“变小”或“不变”)；
（7）若某同学用此装置研究“杠杆平衡条件”实验，发现不挂钩码时弹簧测力计仍有示数，这是因为杠杆有_______。

【答案】支 竖直 1
2
%100Gh Fh ⨯ 变大 摩擦力的大小 变大 自重 【解析】 【详解】
(1)[1]杠杆绕固定点O 点转动，所以O 点为杠杆的支点；
[2]当在A 点用轻绳悬挂总重为G 的钩码，在B 点用一个弹簧测力计使杠杆水平，为了保证
杠杆能处于水平位置，弹簧测力计最小力的方向应该竖直向上； (3)[3]杠杆机械效率为：
12
%=1%10000Gh
W W Fh η=
⨯⨯有总 (4)[4]根据(3)得到的杠杆机械效率表达式可知，在其它条件不变时，增加A 点钩码重，有用功增大，机械效率变大；
(5)[5]若不更换杠杆，且提升钩码重一定，即物体做的有用功不变，额外功影响机械效率，额外功是杠杆克服摩擦力和本身自重做的功，所以当提升钩码重一定时，摩擦力的大小是影响杠杆机械效率的主要因素；
(6)[6]杠杆提升钩码时，对钩码做有用功，克服杠杆做额外功，
W W W +=有额总，
设杠杆重心升高的距离为h 1，所以
Gh 1+G 杠h =Fh 2，
G 不变，h 1不变，G 杠不变，钩码从A 点到C 点，钩码还升高相同的高度，杠杆上升的角度减小，杠杆升高的距离h 变小，所以Gh 1+G 杠h 变小，所以Fh 2也变小。

根据1
2
=Gh Fh η，分母变小，分子不变，所以机械效率变大；
(7)[7]探究杠杆的平衡条件实验时，不能忽略杠杆自身的重力，在不挂钩码时，弹簧测力计也会有示数。

7．小余同学在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,首先往溢水杯中装满了水,然后在弹簧测力计下悬挂一个圆柱体,当圆柱体下表面与水面相平时开始缓慢下降,溢出的水全部流入旁边的小桶中．实验过程如图甲． （1）圆柱体的重力为_________ N ．
（2）比较图_________可得：当圆柱体浸没在水中继续下降的过程中,受到的浮力与深度无关．
（3）比较(a)(b)(c)三图可得:浸在同一液体中的物体受到的浮力大小跟_________有关．
（4）小余完成图甲所示的实验后,把水换成另一种液体重复上述实验,根据实验数据绘制成图乙所示的弹簧测力计示数F 与物体下降深度h 的F-h 图像．实验表明,浸在液体中的物体,
受到的浮力大小还跟_________有关,此液体的密度为_________ kg/m 3．
（5）利用浮力和杠杆的知识,小颖发明了密度秤．如图丙所示,轻质杠杆AB 可绕O 点转动,在A 、B 两端分别挂有两个完全相同的正方体C 、D(边长为10cm,重力为
20N),OA =10cm,OB =8cm,向容器中倒入不同密度的液体,每次都将C 浸没在液体中,移动物体D 使杠杆在水平位置平衡,在OB 上便可以标出不同液体的密度值．
①当物体C 浸没在水中时,物体D 移动到E 点时杠杆恰好水平静止,那么OE 的长度为_______cm ，在E 点标上3
3
1.010kg/m ρ=⨯水; ②该密度秤能够测量的最小液体密度为_________kg/m 3; ③OB 上的刻度是否均匀:_________ (选填“是”或“否”)
【答案】6 c 和d 排开液体的体积 液体的密度有关 800 5 400 是 【解析】 【分析】 【详解】
(1)[1]由图（a ）知，弹簧测力计在空气中时示数是6N ；可知物体的重力是6N ； (2)[2]要探究物体浸没后受到的浮力与深度的关系，需要控制液体的密度相同、排开液体的体积相同，改变浸没的深度，故图（c ）（d ）符合题意；
(3)[3]比较（b ）（c ）两图，物体都浸在水中，即液体密度相同，圆柱体浸入水中的体积（排开液体的体积）增大时，测力计的示数减小，由称重法可知物体受到浮力增大；所以，比较(a)(b)(c)三图可得出结论：浸在同一种液体中的物体受到浮力的大小跟排开液体的体积有关；
(4)[4]由图ac 可知，圆柱体浸没在水中后所受浮力：
6N 1N 5N F G F =-=-=浮
由图乙知，圆柱体浸没在另一液体中时测力计的示数为2N ，则：
6N 2N 4N F G F '=-'=-=浮
由实验可知，浸没在不同液体中的浮力不相等，即浸在液体里的物体受到的浮力大小还与液体的密度有关； [5]由F gV ρ=浮液排得：
F V g
ρ=
浮
排液 同一物体浸没在水中和另一液体中时排开液体的体积相等，则：
'F F g g
ρρ=浮浮水液 代入数据：
335N 4N 1.010kg/m 10N/kg 10N/kg
ρ=⨯⨯⨯液 解得：
330.810kg/m ρ=⨯液
(5)①[6]由图知：B 端所受得力等于重物D 对杠杆的拉力，大小等于物体D 的重力，即：
20N B D F G ==
当物体C 浸没在水中时，受到的浮力为：
3331.010kg/m 10N/kg 0.1m 10N F gV ρ==⨯⨯⨯=浮水排（）
物体C 受到的力：A 点对C 的拉力A F 、浮力、重力；故物体C 受到的拉力为：
20N 10N 10N A C C F G F =-=-=浮
此时物体D 移动到E 点时杠杆恰好水平静止，由杠杆平衡条件得：
A D F OA F OE =⨯⨯
所以OE 的长度：
10N 10cm 5cm 20N
A D F OA OE F ⨯===⨯ ②[7]液体密度越小，浮力越小，拉力越大，根据1122Fl F l = 知：在1l 、2F 不变时，拉力1F 越大，2l 越大，最大为O
B ，为8cm ；根据杠杆平衡条件得：
A B F OA F OB ⨯=⨯
所以：
8cm 20N 16N 10cm
A B OB F F OA '=⨯=⨯= 物体C 受到的力：A 点对C 的拉力A F '、浮力C F '浮、重力；故物体C 受到的浮力为：
20N 16N 4N C C A F G F '=-'=-=浮
根据F gV ρ=浮液排知液体的密度为：
3334N 0.410kg/m 10N/k ()
g 0.1m C F gV ρ'===⨯⨯浮液小排 故该密度秤能够测量的最小液体密度为330.410kg/m ⨯；
③[8]根据杠杆的平衡条件知：
C C
D G gV OA F OB ρ-⨯=⨯液（）
因为C G 、D F 、OA 、C V 都为定值，ρ液与OB 成一次函数关系，故OB 的刻度均匀．
8．小华研究有关杠杆平衡的问题，他在已调节水平平衡的杠杆上，用弹簧测力计、钩码分别进行实验，研究过程如图所示(弹簧测力计对杠杆的力为动力、钩码对杠杆的力为阻力,钩码均相同且位置保持不变),请你根据实验情况和测量结果进行分析和归纳。

(1)由______两图中动力与动力臂大小间的关系可初步看出:阻力与阻力臂不变，当杠杆平衡时，动力臂越大，所用动力越小;
(2)根据四个图中杠杆的平衡情况与动力、阻力使杠杆转动方向的关系可知:
(a)当动力、阻力使杠杆转动方向__________时，杠杆不能平衡;
(b)当________________时，杠杆_____________(选填“一定”或“可能”)平衡。

【答案】ab 相同动力、阻力使杠杆转动方向相反可能
【解析】
【详解】
(1)[1] 观察a、b两图中弹簧秤示数变化情况可知：在杠杆平衡时，当阻力与阻力臂不变时，阻力和阻力臂乘积不变，动力臂越长，动力越小；
(2)(a)[2] 观察（c）图中杠杆不能在水平位置平衡的原因是动力和阻力使杠杆转动的方向相同。

(b)[3][4] 由（a）（b）（d）得，动力和阻力使杠杆转动方向相反，杠杆可能处于水平位置平衡。

9．小华用一个弹簧测力计、一个圆柱体、两个底面积均为200cm2的薄壁烧杯（分别装有一定量的酒精和水），对浸在液体中的物体所受的浮力进行探究，其中C、D分别是圆柱体刚好浸没在酒精和水中的情况．如图甲表示探究过程及有关数据．（酒精密度为
0.8×103kg/m3，g=l0N/kg）
（1）实验中使用弹簧测力计测量拉力前，应将测力计处于________方向将指针调至“0”刻度线上．
（2）比较图甲中A、B、C的数据，可以得出浮力的大小与________有关．
（3）如图甲中D所示，圆柱体浸没在水中所受的浮力是________N.
（4）如图乙所示，完成实验后，小华将烧杯中水倒出，将该圆柱体放在烧杯底部，然后向
烧杯倒入另一种液体，圆柱体受到的浮力F 浮与容器内液体的深度关系如图丙所示，圆柱体始终处于沉底状态，则该圆柱体的底面积为______m 2；未倒液体前圆柱体对容器底部的压强为_______Pa ，液体的密度为________kg/m 3.
（5）由图甲中A 到C 的过程中，圆柱体的重力做功是________J ．
【答案】竖直 物体排开液体的体积 4 5×10-3 1.2×103 1.15×103 0.36
【解析】
【详解】
第一空．使用弹簧测力计测量拉力前，将测力计处于竖直方向，需要将指针调到零刻度线；
第二空．分析A 、B 、C 可知：液体均为酒精，探究过程中控制了液体的密度相同，物体排开液体的体积不同，弹簧测力计的示数不同，说明浮力和物体排开液体体积有关；
第三空．图A 中弹簧测力计的示数为6N ，物体的重力为6N ，图甲D 中，弹簧测力计的示数为2N ，圆柱体浸没在水中所受的浮力
F 浮=
G -F =6N-2N=4N ；
第四空．根据阿基米德原理得到圆柱体的体积
V =V 排=334N 110kg/m 10N/kg
F g ρ=⨯⨯浮水=4×10-4m 3， 由图丙可知，容器内水的深度为8cm 时，圆柱体受到的浮力为4.6N ，浮力不变，说明圆柱体全部浸入液体中，圆柱体的高度是8cm ，圆柱体排开液体的体积等于圆柱体的体积，圆柱体的底面积
S =43
410m 0.08m
V h -⨯==5×10-3m 2； 第五空．未倒液体前圆柱体对容器底部的压强
p =-326N 510m
F S =⨯压=1.2×103Pa ； 第六空．根据阿基米德原理得到液体的密度 ρ液=
-434.6N 10N/kg 410m F gV =⨯⨯浮=1.15×103kg/m 3。

第七空．由图甲中A 到C 的过程中，圆柱体排开酒精的体积V 排酒=V =4×10-4m 3=400cm 3，圆柱体全部浸入酒精中，酒精上升的高度
Δh =32
400cm =200cm V S 排酒精
容=2cm ， 圆柱体下降的距离
h 1=h -Δh =8cm-2cm=6cm ，
圆柱体的重力做功
W =Gh 1=6N×0.06m=0.36J 。

10．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′=
20N8cm
=
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/m3。

11．小明进行“探究杠杆平衡条件”的实验。

每个钩码都完全相同。

实验前，小明通过调节杠杆两端的平衡螺母使杠杆在水平位置平衡，消除了杠杆自重对实验的影响。

（1）当杠杆在水平位置平衡后，在实验中就可以方便测量______。

（2）要使图甲中杠杆水平平衡，应在A处挂_____个钩码。

（3）若在图甲A处挂完钩码平衡后，将左右两侧所挂钩码分别向左和向右移动一个格，则杠杆将_____（选填“继续平衡”、“向左倾斜”或“向右倾斜”）。

（4）小明改变实验方法，如图乙所示，重心C点不再是支点，并在A点仍挂两个钩码，对杠杆的拉力为F A，用校过零的弹簧测力计正确地测出B点使杠杆水平平衡时的拉力F B，则F B•L OB_____F A•L OA（选填“>”“=”或“<”）。

【答案】力臂1向左倾斜>
【解析】
【详解】
第一空．当杠杆在水平位置平衡后，因为重力的方向是竖直向下的，所以钩码对杠杆的拉力方向垂直于杠杆，结合力臂的定义可知，此时的力臂可以直接从杠杆尺上的刻度读出，即方便测量力臂；
第二空．设杠杆的一大格为为L，一个钩码的重为G，根据杠杆平衡条件：F1L1=F2L2，可得2G×2L=n G×4L，解得n=1（个），即应在A处挂1个钩码；
第三空．图甲A处挂完钩码平衡后，将左右两侧所挂钩码分别向左和向右移动一个格，杠杆左侧为：2G×3L=6GL；杠杆右侧为： G×5L=5GL，由于6GL>5GL，所以此时杠杆向左倾斜；
第四空．如图乙中，杠杆的重心远离支点，杠杆自身的重力将对杠杆平衡产生影响，且重心在支点的左侧，导致拉力F比忽略杠杆的重时由杠杆平衡条件计算出来的数值要大，所以F B•L OB＞F A•L OA。

12．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
120.110.366.7% 230.1 1.40.371.4% 340.1 1.80.374.1% 420.1 1.50.2
（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ƞ=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
13．在探究“杠杆的平衡条件”的实验中：
（1）若实验前，杠杆静止在图甲所示位置，此时的杠杆是_____（平衡/不平衡）的．（2）如图甲，杠杆在支架上，要使其在水平位置平衡，可通过调节杠杆平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡时，此时杠杆自重的力臂为_____cm．
（3）如图乙所示，杠杆在水平位置处于平衡状态，杠杆上每格均匀等距，每个钩码都相同．下列四项操作中，会使杠杆左端下倾的是_____．
①杠杆的两侧同时各减掉一个钩码；②在两侧钩码下同时各加挂一个相同的钩码；
③将两侧的钩码同时各向外移动相同距离；④将两侧的钩码同时各向内移动相同距离．A．①③B．②④C．②③D．①④
（4）如图丙，在右边用弹簧测力计竖直向下拉，使杠杆在水平位置平衡，这样做的好处是_____．若左边钩码离支点20cm，右边挂钩离支点15cm，每个钩码重为0.5N，则此时弹簧测力计示数应为_____N．
（5）如图丁，当杠杆在水平位置平衡时，此时拉力的力臂_____（选填“大于”、“小于”或“等于”）15cm．
（6）某同学用定滑轮进行如图戊操作时，同学们发现杠杆不再平衡，请说明理由_____．【答案】平衡 0 B 消除杠杆自重影响同时便于测量力臂 2 小于力的方向影响杠杆平衡
【解析】
【分析】
【详解】
(1)杠杆静止时,杠杆处于平衡状态(不一定要水平平衡)；
(2)杠杆在水平位置平衡，杠杆的重心通过支点，杠杆重的力臂为0，可以消除杠杆自重对杠杆平衡的影响．
(3)由杠杆的平衡条件可知，当动力×动力臂>阻力×阻力臂时，就会满足杠杆左端下倾．
①杠杆两侧同时减掉一个钩码，左边：2G×4L，右边：3G×3L，右边下倾．
②在两侧钩码下同时各加挂一个相同的钩码；左边：4G×4L，右边：5G×3L，左边下倾．
③若将两侧的钩码同时各向外移动一个小格，左边：3G×5L，右边：4G×4L，右边下倾．
④若将两侧的钩码同时各向内移动一个小格，左边：3G×3L，右边：4G×2L，左边下倾．。