九年级物理上册第十一章 简单机械和功单元测试卷附答案

九年级物理上册第十一章简单机械和功单元测试卷附答案

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

2634

(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。

【答案】便于直接测量力臂不合理，只有一组实验数据，得到的结论具有偶然性核桃夹 10cm

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]在探究杠杆的平衡条件时，为了便于直接测量力臂，我们将杠杆调至水平位置平衡。

(2)[2]在探究杠杆的平衡条件时，我们需要进行多次实验得到多组实验数据是结论具有普遍性，实验中由一组实验数据得到的结论具有偶然性。

(3)[3]如图所示，弹簧测力计对杠杆施加拉力的力臂大于钩码对杠杆施加拉力的力臂，是一个省力杠杆；而托盘天平是一个等臂杠杆，核桃夹是一个省力杠杆，筷子夹菜时相当于一个费力杠杆；所以与此图中杠杆类型相同的是核桃夹。

(4)[4]杠杆上相邻刻度线间的距离都等于2cm，每个钩码重均为0.5N，则图中钩码的总重力为

0.5N63N

G=⨯=

弹簧测力计施加拉力的力臂

L=⨯=

2cm36cm

右

钩码向左移动，若要保持杠杆平衡，弹簧测力计量程为5N，由杠杆平衡条件可知，钩码对杠杆施加拉力的最大力臂

5N 6cm

10cm 3N

FL L G ⨯=

==右左 即钩码到支点的距离不应超过10cm 。

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．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：