2022年中考物理二轮复习——简单机械+实验专项训练

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2022年中考物理二轮复习——简单机械 实验专项训练
题型一 探究杠杆平衡的条件
1．（2021·安徽淮北·八年级期末）小飞用如图1所示的装置探究杠杆的平衡条件，设弹簧测力计和钩码对杠杆的拉力分别为动力F1和阻力F2，l1、l2分别表示动力臂和阻力臂，实验前已调节杠杆在水平位置平衡，弹簧测力计的量程为0~5N，杠杆上每一格长为10cm。

实验次数
阻力F2/N
阻力臂l2/cm
动力臂l1/cm
动力F1/N
1
4
33
30

2
4
18
30
2.4
3
4
7.5
30
1.0

（1）为便于测量力臂，弹簧测力计应沿______方向拉动杠杆。
（2）小飞首先保持F2和l1不变而改变l2，所获得的实验数据如表所示。第1次实验中弹簧测力计示数的放大图如图2所示，则F1=______N，小飞将所得的实验数据分析处理，最终得到的杠杆平衡条件为：______。
（3）小飞在图1基础上将手缓慢右移使弹簧测力计逐渐向右倾斜，同时使杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将逐渐______。（选填“变大”、“变小”或“不变”）
2．（2021·广西百色·八年级期末）在探究“杠杆平衡的条件”实验中，所用的实验器材有：杠杆（每小格均等长）、铁架台、刻度尺、细线和若干个重为0.5N的钩码。

（1）在实验前，杠杆静止在如图甲所示的位置，此时杠杆处于______（选填“平衡”或“不平衡”）状态；为了便于测量力臂，要使杠杆在水平位置平衡，则应将平衡螺母向______端调节；
（2）调节杠杆在水平位置平衡后，小明完成一次如图乙所示实验操作，记录的数据为动力FA=1.5N，动力臂L1=0.08m，阻力FB=2N，阻力臂LB=0.06m，他由此就得出了杠杆平衡条件为“动力×动力臂＝阻力×阻力臂”的结论。他这样的做法是否合理？______（选填“是”或“否”）
（3）小明撤去挂在B点的钩码，改用弹簧测力计在C点竖直向上拉，如图丙所示，当杠杆在水平位置平衡时弹簧测力计的示数F1为______N；继续缓慢向上拉，当杠杆在如图丁所示位置静止时，弹簧测力计示数F2______F1。（选填“>”“=”或“<”）
3．（2021·广东东莞·八年级期末）小红和小婷同学在“探究杠杆的平衡条件”实验中，如图所示，所用的器材有：支架，刻度均匀的杠杆（每小格为1cm），细线，重0.5N的钩码若干。

（1）实验前，杠杆在支架上静止时如图甲所示，此时杠杆处于______（选填“平衡“或“非平衡“）状态；
（2）接下来，她们应将杠杆左端的平衡螺母向______（选填“左”或“右”）调节，使杠杆在水平位置平衡；
（3）杠杆调节在水平位置平衡后，她们分别在杠杆两端加减、移动钩码，每次使杠杆在水平位置重新平衡后，将实验测量的数据记录在下表中，请你帮她们将表头栏目补充完整；
次数
① ______
动力臂l1/cm
阻力F2/N
②______
1
1.5
2
1
3
2




3





（4）小红同学通过对数据分析后，得出的结论是：动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离。与小婷同学交流后，小婷同学为了证明她的结论是错误的，在图乙的基础上，做了如图丙的实验，弹簧测力计的示数如图丁所示，示数为______N；该实验______（选填“能”或“不能”）说明小红同学的结论是错误的。
4．（2021·江苏·苏州新草桥中学九年级期中）小明在探究“杠杆平衡条件”的实验中：

（1）实验前小明调节杠杆在水平位置平衡的主要目的是______。
（2）如图乙所示，用弹簧测力计在C处竖直向上拉，当弹簧测力计逐渐向右倾斜时，使杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将______（选填“变大”“变小”或“不变”）。
（3）做实验时，当杠杆由图乙的位置变成图丙的位置时，弹簧秤的示数将______。（填“变大”、“变小”或“不变”），设杠杆质地均匀，支点恰好在杠杆的中心，并且不计支点处摩擦）
（4）完成上述实验后，小明想借用杠杆平衡原理测一块手镯的密度，如图丁和戊所示，进行以下操作：
①把杠杆的中点悬挂在水平支架上，调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡；
②用细线将手镯和钩码拴好，分别挂于杠杆两端，改变手镯位置，使杠杆在水平位置平衡；
③分别测出手镯和钩码到支点的距离L1和L2；
④在烧杯中盛水，将手镯浸没于水中，保持手镯位置不变，改变钩码的位置，使杠杆在水平位置平衡；
⑤测出手镯到支点的距离L3。
实验后小明推导出的手镯密度的表达式ρ镯＝______（利用已知的物理量符号表达，钩码的重力为G，水的密度为ρ水）。
5．（2021·江苏东台·九年级期中）利用下图的实验装置探究“杠杆的平衡条件”。

（1）实验前应先调节杠杆在______位置平衡，若出现图甲所示情况，应将杠杆的螺母向______（左/右）调。
（2）如图乙所示，为了便于在杠杆上直接读出力臂的大小，弹簧测力计需要沿______方向向下拉动，直至杠杆在______位置平衡｡
（3）小明进行了三次实验，将数据记录在表格中，表中F1大小为弹簧测力计示数，F2大小为钩码的重力，l1､l2分别为F1､F2对应的力臂｡该组用图乙装置继续实验时，小明记录的一组数据是F1=1N，l1=5cm，F2=0.5N，l2=10cm；同组小芳记录的另一组数据是F1=4.5N，l1=10cm，F2=3N，l2=15cm，为使实验结论具有普遍性，第四次实验数据最好采用______（小明/小芳）的｡
次数
动力F1/N
动力臂l1/cm
阻力F2/N
阻力臂l2/cm
1
3
10
2
15
2
1
10
2
5
3
1.5
20
2
15
4





（4）小华同学通过对数据分析后得出的结论是：动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离，为了证明小华同学的结论是错误的，小华做了如图丙的实验改进，此实验______（能/不能）说明该结论是错误的，
题型二 测量滑轮组的机械效率
6．（2021·河南汝州·八年级期末）某校物理兴趣小组的同学们利用如图所示的装置来探究杠杆的平衡条件和机械效率，其探究过程如下：

（1）当杠杆静止在如图a）甲所示的位置时，杠杆处于______（选填“平衡”或“不平衡）状态。同学们用如图a）乙所示的方法使杠杆处于水平平衡状态，测出此时的拉力大小为F1，发现F1l1≠F2l2，其原因是：______；
（2）如图a）丙所示装置，此时的杠杆类型与图b）中的______类型相同；
（3）在图a）丙中，每个钩码的质量为m，O为支点（支点处摩擦忽略不计）。同学们将2个钩码悬挂在B点，在A点竖直向上______拉动弹簧测力计，拉力为F，测得A、B两点上升的高度分别为s、h，则此次杠杆的机械效率为η＝______（用已知量和测量量表示）。
7．（2021·江苏鼓楼·九年级期中）在“再探动滑轮”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
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


（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：动滑轮的机械效率与动滑轮的自重有关；
（4）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”）；
（5）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η1______η2（两空均选填“＞”、“=”或“＜”），在不计绳重及摩擦时，G∶G0=______。
8．（2021·江苏·涟水县义兴中学九年级期中）小红在“测量滑轮组机械效率”的实验中，测得的相关数据如表所示
次数
钩码重力G/N
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
0.9
0.3

2
4
0.1
1.6
0.3
83.3%
3
6
0.1
2.3
0.3
87.0%

（1）实验时，小红应沿竖直方向___________拉动弹簧测力计，使钩码升高。
（2）分析表中的数据可知，小红测的是___________（选填“甲”或“乙”）滑轮组的机械效率，第1次实验，滑轮组的机械效率为___________。
（3）分析表中数据可得出结论：使用同一个滑轮组提升物体时，被提升的物体越___________，滑轮组的机械效率越高。
（4）第3次实验中，若仅增加钩码上升的高度，滑轮组的机械效率将___________（选填“增大”、“减小”或“不变”）。

9．（2021·江苏惠山·九年级期中）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 。
实验次数/物理量
1
2
3
钩码重G/N
4
4
6
钩码上升的高度h/m
0.1
0.1
0.1
绳端拉力F/N
1.8
1.6
2.4
绳端上移的距离s/m
0.3
0.4

机械效率η/
74.1%
62.5%



（1）通过表中数据可分析出第2次实验是用______（填 “甲”或“乙”）图所示装置做的实验；
（2）通过第1次实验和第2次实验的数据分析可得出结论：使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮的个数越多（动滑轮的质量越大），滑轮组的机械效率______（填“越高”“不变”或“越低”）；
（3）小组同学再用第1次实验中使用的装置做第3次实验，表中第3次实验中空缺的数据应为：绳端移动距离s=______m，机械效率η=______；比较两次实验可得出结论：______；
（4）只要滑轮组结构一定，知道绕动滑轮的有n段细绳，测滑轮组机械效率的实验器材就可以不需要______（填一种测量工具名称），且机械效率的表达式通式为η=______（用本题中有关字母表示）；
（5）如采图丙装置，改变动滑轮重G，提升同一物体进行多次实验，获得数据并绘制出如图丁的图象，分析图中的A点可知，被提升物体所受的重力为______N。（忽略绳重和摩擦）
10．（2021·安徽·涡阳县高炉学区中心学校九年级阶段练习）在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，某实验小组用如图所示的同一滑轮组提升不同钩码的方法，分别做了甲、乙、丙3组实验，实验数据记录如下：
次　数
钩码总重/N
钩码上升的距离/cm
弹簧测力计的示数/N
弹簧测力计上升的距离/cm
机械效率
第1次
2
5
1
15
66.7%
第2次
4
5
1.7
15
\
第3次
6
5
\
15
83.3%
（1）在实验操作中应该使钩码______（选填“快速”或“缓慢”）上升；
（2）进行第2次测量时滑轮组的机械效率约为______（保留三位有效数字）；
（3）进行第3次测量时，弹簧测力计示数为______N，滑轮组做的有用功是______J，滑轮组做的总功是______J；
（4）分析实验数据，实验小组得出的实验结论是：滑轮组的机械效率与______有关。

11．（2021·江苏·无锡市梅里中学九年级期中）利用如图所示的装置做“测滑轮组机械效率”的实验，在全班交流时，老师汇总了6个小组的实验数据记录，如下表：
实验小组
钩码重G（N）
动滑轮G′（N）
拉力F（N）
滑轮组的机械效率η
1
0.5
0.4
0.35
47.6%
2
0.5
0.4
0.38
43.9%
3
1
0.6
0.62
53.8%
4
1
0.8
0.71
46.9%
5
2
0.6
0.98
68.0%
6
2
0.8
1.06
62.9%

对这6组实验数据进行分类比较分析，同学们基本形成了下列一些认识：

（1）比较3、4两个小组的实验数据，有同学认为：_______可能是影响滑轮组效率的因素之一，并且______两小组的实验数据可以支持这种看法。
（2）比较3、5两个小组的实验数据，有同学认为：______可能也是影响滑轮组效率的因素之一，并且______两小组的实验数据可以支持这种看法。
（3）对于1、2两个小组的实验，所用动滑轮重和提起的钩码重都相同，而测出的滑轮机械效率却不同。关于这个问题，同学中分别提出了两种猜想：
A．可能是由于滑轮工作时的摩擦不同造成的；B．可能是由于实验观察或操作存在某些问题造成的。
大家认为，这两种猜想都是有道理的。那么：①你认为，提出猜想A的理由是：______。
②对于猜想B，你认为有哪些观察或操作因素会影响测量结果？请说出两点：
a：______；b：______；
12．（2021·山西晋城·九年级期中）为了探究影响机械效率的因素，小梦选取了大小相同的滑轮，利用图甲和图乙装置进行了实验，并把数据记录在下表中：
实验
次数
滑轮
材质
钩码重
G/N
提升的高度h/m
有用功
W有用/J
拉力
F/N
绳端移动的距离s/m
总功
W总/J
机械效率

铝








铝








铝








塑料








塑料









（1）比较1和2两次实验发现：在所用滑轮组一定时，提升的钩码________，机械效率越高；
（2）比较3和4两次实验发现：滑轮组的机械效率还与________有关；
（3）比较________两次实验发现：在所用滑轮组一定时，机械效率与提升高度无关；
（4）第5次实验是利用了图________的装置完成的，判断依据是________；
（5）利用图甲的装置，把重6N的物体用2.5N的拉力迅速拉起，滑轮组的机械效率为________。可见如果没有刻度尺，只有弹簧测力计，也可以测量出滑轮组的机械效率。
13．（2020·江苏盱眙·九年级期中）小红在“测量滑轮组机械效率”的实验中，测得的相关数据如表所示
（1）实验时，小红应沿竖直方向______拉动弹簧测力计，使钩码升高。
（2）分析表中的数据可知，小红测的是______（选填“甲”或“乙”）滑轮组的机械效率，第1次实验，滑轮组的机械效率为______。
（3）分析表中数据可得出结论：使用同一个滑轮组提升物体时，被提升的物体越 ______，滑轮组的机械效率越高。
（4）第3次实验中，若仅增加钩码上升的高度，滑轮组的机械效率将______（选填“增大”、“减小”或“不变”）。
次数
钩码重力G/N
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
0.9
0.3

2
4
0.1
1.6
0.3
83.3%
3
6
0.1
2.3
0.3
87.0%


14．（2021·江苏·泰州中学附属初中九年级阶段练习）小明在测量滑轮组机械效率实验中，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。
次　序
钩码所受的重力G/N
钩码提升高度h/m
拉力F/N
绳端移动距离s/m
机械效率η
1
1
0.1
0.7
0.3
47.6%
2
1
0.2
0.7
0.6
47.6%
3
2
0.1
1.1
0.3
60.6%
4
4
0.1
2.0
0.3


（1）实验中他应竖直向上___________拉动弹簧测力计。
（2）第4次实验测得的机械效率η=___________。（结果保留一位小数）
（3）比较___________两次实验，小明同学发现：同一滑轮组的机械效率与重物被提升高度无关；比较3、4两次实验数据可知，同一滑轮组，___________越大，机械效率越高，第4次拉力做的额外功与第3次相比___________（增大/不变/减小），原因是___________。由此可见机械效率提高的原因是___________。


参考答案：
1．     竖直向下     4.4     F1l1=F2l2     变大
2．     平衡     左     否     2     ＝
3．     平衡     左     动力F1/N     阻力臂l2/m     2.2     能
4．     便于测量力臂     变大     不变    
5．     水平     右     竖直     水平     小明     能
6．     平衡     把l1当成了F1的力臂     D     匀速     ×100%
7．     缓慢匀速提升     90.9     1、2     1、3     高     ＜     ＞     2∶1
8．     匀速     甲     74.1%     重     不变
9．     乙     越低     0.3     83.3%     同一滑轮组（动滑轮重力一定时），物重越大，滑轮组机械效率越高     刻度尺     ×100%     12
10．     缓慢     78.4%     2.4     0.3     0.36     物重（或钩码总重）
11．     动滑轮重力     5、6     钩码重力     4、6     系统内有摩擦（绳、轮、轴之间）     见解析     见解析
12．     越重     动滑轮的重力（滑轮材质）     2和3     乙     绳端移动的距离等于物体上升的高度     80%
13．     匀速     甲     74.1%     重     不变
14．     匀速     66.7%     1.2     物重     增大     物重增大，摩擦力变大，额外功增加     被提升物体重力增大了