驻马店物理第十一章 简单机械和功单元测试卷(解析版)

驻马店物理第十一章简单机械和功单元测试卷（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．同学们在学校的花园里散步时，看到校工师父在用剪刀修剪树枝，发现他在修剪较粗硬的树枝时，需要把树枝夹在剪刀离轴很近的地方，手放在剪刀离轴最远的末端就会很轻松的剪断粗树枝了，看到这里，同学们就讨论起来了：为什么这样使用，就会很容易剪断树枝呢？于是大家对杠杆的特性进行了如下探究。

A：“探究杠杆的平衡条件”

（1）当杠杆静止在图甲所示的位置时，杠杆处于_____（选填“平衡”或“不平衡”）状态；此时，应将右端的平衡螺母向_____（选填“左”或“右”）调节使杠杆在水平位置平衡，这样做是为了便于测量_____

（2）小明同学用图乙所示的方法使杠杆处于平衡状态，测出此时的拉力大小为1F，发现1122

F L F L

≠，其原因是：______

B：“探究杠杆的机械效率”

如图丙所示装置，每个钩码的质量为m，O为支点（支点处摩擦忽略不计）

（3）他将2个钩码悬挂在B点，在A点竖直向上缓慢拉动弹簧测力计，拉力为1F，测得A、B两点上升的高度分别为1h、2h，则此次杠杆的机械效率为η=______（用物理量的符号表示）

（4）他将2个钩码悬挂在C点，在A点竖直向上缓慢拉动弹簧测力计，使C点上升高度仍为2h，则弹簧测力计的示数将_______1F，此次拉力做的功将_____第一次做的功（选填“大于”“等于”或“小于”）

【答案】平衡右力臂大小F1的力臂测量错误2

11

2mgh

F h×100% 大于小于

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]图甲所示的位置时，杠杆静止，所以杠杆处于平衡状态。

[2][3]图甲中，杠杆右高左低，说明杠杆的重心偏左，应将右端的平衡螺母向右调节，使重心在支点上，让杠杆在水平位置平衡，此时力臂在杠杆上，便于测量力臂大小。

(2)[4]图中，拉力1F的方向与水平杠杆不垂直，只有当力的方向与杠杆垂直时，力臂才能从杠杆上直接读出来，小明误把杠杆的长度L1当成了拉力的力臂，所以小明会得出错误的结论。

(3)[5]有用功为

W有＝Gh2＝2mgh2

总功

W总＝F1h1

则机械效率的表达式

η＝

W

W

有

总

×100%＝2

11

2mgh

F h×100%

(4)[6]钩码的悬挂点在B点时，由杠杠的平衡条件得

F1·OA＝G·OB

悬挂点移至C点时，由杠杠的平衡条件得

F2·OA＝G·OC

从图中可以看出，由OB到OC力臂变大，所以弹簧测力计的示数变大。

[7]使C点上升高度仍为2h，则有用功不变，但杠杆提升的高度减小，额外功减小，又因为总功等于额外功与有用功之和，因此此次拉力做的功将小于第一次做的功。

2．在探究”杠杆平衡条件”的实验中：

(1)先把杠杆的中点支在支架上，停在图甲的位置，此时杠杆处于______（填“平衡”或“不平衡”）状态。为了消除杠杆______对实验的影响，应将平衡螺母向______（选填“左”或“右”）调节，使杠杆在水平位置平衡。然后在支点两侧挂钩码，移动钩码位置，让杠杆再一次在水平位置平衡，其目的是______；

(2)探究过程中，在杠杆左端某固定位置挂一个重力G=2.5N的物体，在杠杆右端不同位置处施加不同的竖直向下的力F，保证杠杆处于平衡状态。根据多次测量的力和力臂，画出F 和

1

L

的图象如图乙（注意看清两个坐标的含义），由图可求出物体对杠杆拉力的力臂

______m。

【答案】平衡自身重力右让力臂在杠杆上，便于直接从杠杆上测量力臂 0.2

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]图甲中，杠杆处于静止状态，即是平衡状态。

[2][3]为了消除杠杆自身重力的影响，应让杠杆在水平位置平衡，而图甲中，杠杆左端下

沉，所以应向右移动平衡螺母。

[4]杠杆挂上钩码后，移动钩码的位置让杠杆再次在水平位置平衡的目的是：让力臂在杠杆上，便于直接从杠杆上测量力臂。

(2)[5]由图乙知，当杠杆右端受到的拉力F=3N时，其力臂

L=1 m 6

据杠杆的平衡条件有

GL1=FL，2.5N⋅L1=3N×1 6 m

所以物体对杠杆拉力的力臂

L1=0.2m

3．某兴趣小组的同学在探究“风力发电机发电时的输出功率与风速的关系”时，设计了如下实验步骤：①如图乙，将自制的小型风叶安装在风车底座上，把线的一端固定在风车转轴上，另一端系上钩码；②在风车正前方1米处放置电风扇的风速调到1挡位，用秒表记录提升钩码到A点所需的时间；③将电风扇换到2、3挡位，重复以上实验，并将数据记录在表格中：(注：电风扇挡位越高，风速越大)

表一：

电风扇挡位钩码的质量/g提升钩码到A点的时间/s

15015

25013

35010

请你回答：

(1)这个实验是通过测量提升钩码到A点的_____来比较风车输出功率的大小。这种方法是______(选填“控制变量法”或“转换法”)；

(2)通过实验可以得到的结论是：风速越大，风力发电机发电时的输出功率__________；

为了进一步研究风力发电机，他又从电厂查到一台1500kW的发电机组的相关数据：

表二：输出功率与风速的关系

表三：不同风速下风力发电机每秒获得的风能：

(3)风能是清洁能源，也是_____(选填“可再生”或“不可再生”)能源。发电机的工作原理是

_____；

(4)风速10m/s时，这台发电机的发电效率为__________，有同学认为风速越大，发电机的发电效率越高，他的观点是_____(选填“正确”或“错误”)的。你认为的原因是______。

【答案】时间转换法越大可再生电磁感应现象 60% 错误风速越大发电效率越低

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]因提升高度要相同，通过提升时间，可知提升速度的大小，则由

W mgh

===

P mgv

t t

可知输出功率的大小，故比较测量提升钩码到A点的时间来比较风车输出功率的大小。[2]转换法可将不可测的量转换为可测的量进行测量，也可将不易测准的量转换为可测准的量，提高测量精度。此实验将风车输出功率的大小转化为通过测量提升钩码到A点的时间。

(2)[3]分析表一数据可见，在提升钩码质量相同的情况下，风速越大，提升钩码到A点的时间越短，风车的输出功率越大。

(3)[4]风能是一种很清洁的可再生能源，资源丰富，无污染。

[5]风力发电是将风能转化为电能，发电机是通过机械运动产生电能，即是利用电磁感应现象制成的，所以发电机的工作原理是电磁感应现象。

(4)[6]风速为10m/s时，1s内获得的能量为6

⨯，风车工作1h获得的能量为

1.210J

639

=1.210J/s 3.610s=4.3210J

W⨯⨯⨯⨯

总

风车工作1h产生的电能为