2022年中考物理二轮专题强化训练：简单机械实验探究

这是一份2022年中考物理二轮专题强化训练：简单机械实验探究，共8页。试卷主要包含了在探究杠杆平衡条件实验中等内容，欢迎下载使用。
1．小红和小明两位同学一起做“探究杠杆平衡条件”的实验。
（1）实验过程中应将杠杆调节到水平位置平衡，这样做的目的是______。若杠杆右端高左端低（如图甲所示），为使其在水平位置静止，应将左端的平衡螺母向______端调节（选填“左”或“右”）。
（2）如图乙所示，挂上钩码使杠杆在水平位置平衡，然后小明将点和点下方的钩码同时向支点靠近一格，杠杆会______（选填“左端下沉”“右端下沉”或“保持平衡”）。
（3）如图丙所示，小红设计了两种实验方案：第一种弹簧测力计倾斜拉，其读数为，第二种弹簧测力计沿竖直方向拉，其读数为，第______（选填“一”或“二”）种实验方案更方便，在同等条件下，两次弹簧测力计读数F1______F2（选填“””或“”）。
（4）杠杆在生活中有很多应用，如图丁是一种轮式垃圾桶，垃圾桶底部的小轮子是为了______（选填“增大”或“减小”）摩擦力；拖动时它相当于一个______（选填“省力”或“费力”）杠杆。
2．如图甲所示，小明在探究“杠杆的平衡条件”实验中所用的实验器材有：杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个。
（1）实验前，先把杠杆的中点支在支架上，调节两端的平衡螺母使杠杆平衡。如果杠杆右边低左端高，则应将平衡螺母应向__________调节；
（2）实验过程中，保持杠杆在水平位置平衡的目的___________，改变支点两侧的钩码位置和个数，一般要做三次实验，得到三组数据并进行分析，这样做的目的是：___________；
（3）要使杠杆在图示位置平衡，请你在杠杆上的A点画出所施加的最小力F的示意图及其力臂l________。
3．在探究杠杆平衡条件实验中（每个钩码的重力均为G，杠杆上每格长度均为a）。
（1）实验前，杠杆如图甲所示，可将杠杆两端的平衡螺母向 _____（选填“左”或“右”）调节，使杠杆在水平位置平衡，这样做的好处是可以直接从杠杆上读出 _____；
（2）如果小明面对甲图状况，没有调水平平衡就匆忙进行乙图实验（弹簧测力计的挂钩钩在4格处），杠杆虽然此时水平平衡，但可以判断： _____（选填“大于”或“小于”或“等于”，F1是弹簧测力计的示数）；
（3）重新调节杠杆平衡后，如图丙所示，在杠杆B点挂3个相同的钩码，可在杠杆的D点挂 _____个相同的钩码，就可使杠杆重新在水平位置平衡；
（4）保持B点钩码数量和力臂不变，杠杆在水平位置平衡时，测出多组动力臂l1和动力F1的数据，绘制了l1～F1的关系图像，如图所示。请根据图像推算，当F1为0.25N时，l1为 ______m。
4．如图甲所示，小明在探究“杠杆的平衡条件”实验中所用的实验器材有：杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个。
（1）实验前，应将支架放在台面上，当杠杆静止时，发现杠杆左端下沉，则此时杠杆处于 ______（选填“平衡状态”或“非平衡状态”）。再把杠杆两端的平衡螺母向 ______（选填“左”或“右”）调节，使杠杆在水平位置平衡，这样做的好处是：可以在杠杆上直接读取 ______；
（2）调节杠杆在水平位置平衡后，小明在杠杆上A点处挂4个钩码，在B点处挂6个钩码，静止后杠杆恰好在原位置平衡。于是小明便得出了杠杆的平衡条件为动力×动力臂=阻力×阻力臂，他这样得出的结论是否合理？______；为什么？______；
（3）小明同学想能不能借助杠杆平衡测出一个小球的密度呢？于是他设计了如图乙的实验步骤：
①将小球挂在杠杆的A点，将钩码挂在杠杆的B点，杠杆在水平位置平衡（杠杆重力忽略不计）；
②用刻度尺测出的长度；
③将小球浸没在水中（），当钩码移至 ______点时，杠杆恰好在水平位置平衡；
④用刻度尺测出 ______的长度；
⑤小球密度的表达式______（用实验测得的物理量以及已知量表示）
5．同学们共同研究滑轮和滑轮组的特点：

（1）他们研究定滑轮特点时，做的实验如甲图所示，据此可证明：使用定滑轮可以 ______，但不可以 ______；
（2）他们研究动滑轮特点时，用动滑轮匀速竖直提升重物，如乙图所示。据此可知，使用动滑轮可以 ______，但不可以 ______；
（3）他们组装滑轮组时，他们想：利用滑轮组提升重物能否省力呢？为此，他们进行的实验如丙图所示，物体的重力为2N，测力计的示数为0.8N，由图可知，利用滑轮组提升重物能 ______，如果物体被提升的速度是0.2m/s，绳子自由端移动的速度是______m/s。
6．某小组同学研究动滑轮的使用特点，他们先用弹簧测力计缓慢提起重物（重力为2牛），如图1（a）所示，再用动滑轮缓慢提起相同重物，如图1（b）所示；接着他们换了重物（重力为3牛）再做一次实验，并将实验数据记录在表格中。
(1)小明看了记录的数据后，认为第一次的数据是正确的，第二次的数据是错的。小明为了说明理由，画了动滑轮工作示意图（如图2所示），并做了如下分析：
根据如图2所示可知，动滑轮工作时，动力臂（l1）是直径，阻力臂（l1）是半径，再根据杠杆平衡条件：F1l1=F2l2，因为l1=2l2，所以F1=F2，因此第一次数据是正确的，第二次数据是错误。
你认为小明的分析和判断是否合理，请简要说明理由；______
(2)小明进一步分析第二次实验数据，发现：使用动滑轮提升重物，虽然能省力但做的功要比不用滑轮直接提升重物所做的功要多，请你分析一下，多做功的原因可能是______。
7．某实验小组在“测滑轮组机械效率”的实验中得到的数据如表所示，第1、2、3次实验装置分别如图甲、乙、丙所示。
（1）实验中，弹簧测力计应竖直方向______提升重物。第3次实验中所做的有用功是______J，机械效率为______。
（2）第3次实验中动滑轮个数比第2次实验多，动滑轮自重增大，所做的额外功将______（增大/减小）。因而，由第2、3次实验可知：使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率______。
（3）比较______两次实验数据可得出结论：使用同一滑轮组，提起的钩码越重，滑轮组的机械效率______。
8．某实验小组利用如图装置研究杠杆的机械效率，实验的主要步骤如下：
竖直向上拉动弹簧测力计匀速上升（保持O点位置不变），在此过程中弹簧测力计的读数为F，利用刻度尺测出A上升的高度为h。若本次实验中，提升的钩码重G一定，如果只将钩码的悬挂点由A移至C处，但O、B位置不变，仍将钩码提升相同的高度h，则有用功为______，杠杆的机械效率将______（均选填“变大”、“变小”或“不变”）。
9．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，那么斜面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。
回答下列问题：
（1）物体从斜面底端沿斜面匀速拉到顶端过程中，拉力的大小F______物体在斜面上受到的摩擦力f的大小（选填“大于”“小于”或“等于”）；
（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）小明通过实验验证猜想3是错误的，他的依据是______；
（4）完成实验后，小明还想知道实验1中物体在斜面上受到的摩擦力f的大小，已知斜面倾角θ时，斜面长1m、高0.5m，分析可知f=______N。
10．小明同学研究斜面机械效率跟斜面倾斜程度的关系；实验时他用弹簧测力计拉着同一物块沿粗糙程度相同的斜面向上做匀速直线运动，如图所示；实验的部分数据如下：
（1）表格中实验1的机械效率为______；
（2）分析表格中数据可以得出结论：______；
（3）你认为斜面机械效率还跟斜面的______有关。
11．在“再探究动滑轮”的实验中时，小明利用自重不同的两个动滑轮进行了如图1所示的三次测量，数据记录如下：
（1）为了测量绳子自由端的拉力F，应该在弹簧测力计 ____（选填“缓慢匀速提升”或“静止”）时读数；
（2）表格中实验数据①是 ______；
（3）通过比较 ________实验数据（选填实验序号），可以初步判断：同一动滑轮，提升的钩码越重，机械效率越 ________（选填“高”或“低”）；
（4）小红用重均为G0的滑轮，组装了如图2所示的甲、乙两个滑轮组，在相同时间内把重物G提升相同高度，若F1=F2，则F1、F2做功的功率P1_______P2，机械效率_______（两空均选填“>”、“=”或“＜”），在不计绳重及摩擦时，G∶G0=_______。
12．在生活和生产中，简单机械有着十分重要的作用
（1）为了探究“杠杆的平衡条件”，小明用图1的装置进行实验，实验前，杠杆左端下沉，应将右端的平衡螺母向______调节（选填“左”或“右”），使杠杆在水平位置平衡；
（2）小明用图2的实验装置探究滑轮组机械效率，实验中用同一滑轮组提升钩码，记录数据如下表
①由图2可知，第2次实验中弹簧测力计示数为 ______N；
②第3次实验中，滑轮组的机械效率为______%（结果保留一位小数）；
③分析实验数据可得：同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高。若提升同一物体时，减小动滑轮的重力，则滑轮组的机械效率 ______（选填“变大”、“变小”或“不变”）
（3）小明用图3的实验装置探究斜面的机械效率，发现斜面的机械效率与粗糙程度和______（选填“斜面的倾斜程度”或“上升高度”）有关，某次实验测得物重G＝6N、斜面长s＝1m、高h＝0.2m，拉力为1.5N，则物体在斜面上受到的摩擦力为______N
参考答案：
1．便于测量力臂 右 左端下沉 二 > 减小 省力
2．左 方便确定力臂 避免实验的偶然性，寻找普遍规律
3．右 力臂 小于 4 1.2
4．平衡状态 右 力臂 不合理 实验次数过少，结论具有偶然性 C OC
5．改变力的方向 省力 省力 改变力的方向 省力 0.6
6．不仅要克服物重做有用功，还克服动滑轮重、绳子重以及摩擦做额外功
7．匀速 0.4 80% 增大 越小 1、2 越高
8．Gh 变大
9．大于 斜面的倾斜程度越小，提升物体越省力 比较1、3、4几次实验，沿斜面的拉力与物体的重力的比值相等 0.35
10．20% 在斜面粗糙程度相同时，倾斜程度越大，机械效率越高 斜面的粗糙程度
11．缓慢匀速提升 90.9% 1、3 高 ＜ > 2∶1
12．右 1.6 90.9 变大 倾斜程度 0.3序号
拉力F2（牛）
使用动滑轮拉力F1（牛）
第一次
2
1
第二次
3
2.3
次数
钩码重G/N
钩码上升的高度h/cm
测力计拉力F/N
测力计移动距离s/cm
机械效率η
1
2
10
0.9
30
74.10%
2
4
10
1.6
30
83.30%
3
4
10
1.0
50
实验序号
1
2
3
4
5
6
斜面倾角
θ
θ
θ
θ
θ1（θ1＞θ）
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
实验
次数
斜面的
倾斜程度
物块重量
G/N
斜面高度
h/m
沿斜面拉力
F/N
斜面长
s/m
机械效率
1
较缓
10
0.1
5.0
1
2
较陡
10
0.3
6.7
1
45%
3
最陡
10
0.5
8.4
1
60%
实验序号
钩码重（N）
动滑轮重（N）
拉力（N）
钩码上升的高度（m）
测力计移动的距离（m）
机械效率（%）
1
4
0.5
2.3
0.2
0.4
87.0
2
4
0.9
2.5
0.2
0.4
80.0
3
6
0.5
3.3
0.2
0.4
①
实验次数
钩码的重力G/N
钩码提升的高度h/m
拉力F/N
绳端移动的距离s/m
机械效率
1
2
0.1
0.9
0.3
74.1%
2
4
0.1
0.3
83.3%
3
6
0.1
2.2
0.3