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2022年九年级物理寒假培优作业（简单机械实验题）
1．小飞用图1装置来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和l2分别表示动力臂和阻力臂。他的实验思路是改变F2、l1和l2，测得杠杆平衡时所需的拉力F1，来寻找F1、F2、l1和l2四个物理量之间的关系。已知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10cm。
（1）为便于测量力臂，弹簧测力计沿竖直方向向下拉杠杆，并使杠杆在___________位置平衡。
（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格所示，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。
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
（3）为获得更多组数据，小飞继续进行（2）中实验，则为能顺利完成实验，在改变阻力臂l2时，l2应不超过___________cm。
2．测量如图所示滑轮组的机械效率，部分实验数据如下表。
实验次数 钩码重力G/N 钩码上升高度h/cm 拉力F/N 绳端移动距离s/cm 机械效率η
1 1.0 5 15 55.6%
2 1.5 5 0.8 15
3 2.0 5 1.0 15 66.7%
4 2.0 10 1.0 30 66.7%
（1）实验过程中，应缓慢拉动弹簧测力计，使钩码竖直向上做______运动。第1次实验时，弹簧测力计示数如图所示，为______N；
（2）第2次实验时所做的有用功为______J，滑轮组的机械效率是______；
（3）分析1、2、3次实验的数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物重力越______（选填“大”或“小”），滑轮组的机械效率越高；分析3、4次实验的数据可知，滑轮组的机械效率与重物上升的高度______（选填“有关“或“无关”）。
3．成都某九年级某班同学们一起做探究杠杆平衡条件的实验。
（1）实验前，发现杠杆处于如图甲所示的状态，为了使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆右端的平螺母向______（选填“左”或“右”）移动。
（2）上面操作使杠杆在水平位置平衡，这样做的目的是______。
（3）某实验小组进行正确的实验操作后，得到的数据为F1=6N，L1=20cm，F2=4N和L2=30cm该实验小组是否可以根据这组数据就能得出探究结论______ 并说明理由，答______。
（4）实验中，用如图乙所示的方式悬挂钩码，杠杆也能平衡，但采用这种方式是不妥当的。这主是因为______。
A．一个人无法独立操作
B．需要使用太多的钩码
C．力臂与杠杆不重合
D．力和力臂数目过多
（5）小明回家又做了图丙的探索，将一根长为L，重为G的均匀木棒，有长度的木棒伸出桌子边缘，用竖直向下的力F压木棒的右端，当F=______时，木棒刚好会被翘起。
4．如图所示，小梦学习小组利用铁架台、带有刻度的杠杆、细线、弹簧测力计、若干钩码（每个钩码重均为0.5N）等实验器材，探究“杠杆的平衡条件”。
（1）实验前，小梦观察到杠杆如图甲所示，为了使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆右侧的平衡螺母向______（选填“左”或“右”）调节；
（2）某次杠杆平衡如图乙所示，则弹簧测力计的示数F1为______N，此时为______杠杆（选填“省力”、“费力”或“等臂”）；
（3）另一小组的同学按照图丙的方式操作弹簧测力计的读数为F2，则F1______F2（选填“大于”、“小于”或“等于”）；
（4）在实验中，改变力和力臂的大小得到多组数据的目的是______ （填序号）。
A．使测量数据更准确
B．多次测量取平均值减小误差
C．避免偶然性，使实验结论具有普遍性
5．小聪在测量滑轮组机械效率的实验中，所用装置如图所示，实验中每个钩码重2N，测得的数据如表：
实验次数 钩码总重G/N 钩码上升的高度h/m 测力计示数F/N 测力计移动距离s/m 机械效率η/%
1 4 0.1 1.8 0.3 74.1
2 6 0.1 2.4 0.3
3 4 0.1 1.4 0.5 57.1
4 4 0.2 1.4 1.0 57.1
（1）在实验中，测绳端拉力大小时，应使弹簧测力计竖直向上______状态进行读数（选填“缓慢拉动”或“静止”）；
（2）分析表中数据可知：第3次和第______次实验是按丙图装置测机械效率的；
（3）请你帮助小聪计算出第2次滑轮组的机械效率______%（结果保留小数点后一位）；
（4）分析第3、4次实验数据可知，滑轮组的机械效率与物体被提升的高度______；
（5）根据实验数据推测，使用图21丙滑轮组将重6N的物体匀速提升10cm，此时滑轮组的机械效率可能为______（只填序号）。
A．52.2%　　B．57.1%　　C．64.3%　　D．83.3%
6．在日常生活和工农业生产中，提高机械效率有着重要的意义、提高机械效率，要从研究影响机械效率的因素出发，寻求办法。
（1）为了探究影响机械效率的因素，小明选取了大小相同的滑轮，利用图甲和图乙装置进行实验，并把数据整理记录在表中；
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η
1 铝 1 0.1 0.1 0.6 0.3 0.18 56%
2 铝 2 0.1 0.2 1.0 0.3 0.3 67%
3 铝 2 0.2 0.4 1.0 0.6 0.6 67%
4 塑料 2 0.2 0.4 0.8 0.6 0.48 83%
5 塑料 2 0.2 0.4 2.1 0.2 0.42 95%
①比较1和2两次实验发现：在所有滑轮组一定时，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第5次实验室利用了图______的装置完成的；
④利用图甲的装置，把重6N的物体用2.5N的拉力拉起，滑轮组的机械效率为______。可见如果没有刻度尺，只有测力计，也可以测量出滑轮组的机械效率；
（2）小明利用图丙装置实验发现：斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和摩擦有关，与物重无关。保持物重和斜面倾斜程度不变，可以采用______的方法减小摩擦，从而提高斜面的机械效率；
（3）实验表明：额外功越小，总功越接近有用功；进一步推理得出：假设没有额外功，总功等于有用功。下列物理规律的得出运用了这种研究方法的是______。
A、焦耳定律　　　　　　B、牛顿第一定律
C、阿基米德原理　　　　D、欧姆定律
7．某实验小组用图中实验装置探究“影响滑轮组机械效率的因素”，实验中每个钩码重2N，g=10N/kg，实验测得的数据如下表所示：
次数 动滑轮质量m/kg 钩码总重G/N 钩码上升高度h/m 弹簧测力计示数F/N 弹簧测力计移动距离s/m 机械效率
1 0.2 4 0.1 2.0 0.3
2 0.2 6 0.1 2.7 0.3 74%
3 0.4 4 0.1 1.6 0.5 50%
4 0.4 4 0.2 1.6 1.0 50%
5 0.5 4 0.1 3.0 0.3 44%
（1）在实验中，测量绳子自由端拉力F时，应尽量竖直向上______拉动弹簧测力计；
（2）第一次实验测得的机械效率为______（保留整数），第4次实验是用______（选填“①”、“②”或“③”）图做的。
（3）分析比较“1、2”次实验数据、“1、5”次实验数据、“3、4”次实验数据，得到的结论是______；
（4）根据第三次实验数据判断，本次实验中是否存在摩擦力？______（选填“是”或“否”）；
（拓展）
（5）在测量某个摩擦较大的滑轮组机械效率时，小明说，在用弹簧测力计测绳子自由端拉力大小时边拉动弹簧测力计边读数不容易观察，他提出的建议是让弹簧测力计拉着绳子自由端不动，这样读数就容易了。请你对小明说法的科学性做出评价：______。
8．小林同学利用如图所示装置探究杠杆平衡条件。
（1）为排除______对实验的影响，实验前把杠杆中心支在支架上，杠杆静止在图甲所示位置，此时应将杠杆右端的螺母向______（选填“左”或“右”）调节，使杠杆在水平位置平衡；
（2）在杠杆两侧挂上不同数量相同规格的钩码，调节钩码的位置，使杠杆重新在水平位置平衡，这样做的目的是为了______；
（3）实验时，小林在杠杆左侧A位置先挂了3个钩码，如图乙所示，则在右侧B位置应挂______个相同规格的钩码，杠杆可以重新在水平位置平衡；
（4）如图丙所示，小林在A位置挂一个弹簧测力计，在B位置挂了2个钩码。现将弹簧测力计从C位置移到D位置，在这过程中，杠杆始终在水平位置保持平衡，则弹簧测力计示数将______（选填“变大”、“变小”或“不变”），原因是______。
9．小华探究杠杆平衡条件时，所用的杠杆上相邻刻线间的距离相等。
（1）实验前小华发现杠杆处于如图甲所示的状态，此时杠杆处于______状态（选填“平衡”或“非平衡”）；要想使杠杆水平平衡，她______；
A．只能调右端平衡螺母
B．只能调左端平衡螺母
C．调左、右平衡螺母均可
（2）“测量滑轮组的机械效率”实验中，甲、乙、丙三位同学分别用图乙的同一个动滑轮竖直向上匀速提升不同的钩码，并记录了如下表所示的实验数据。根据表中的实验数据可得出滑轮的机械效率与______有关。
钩码重G/N 钩码上升的高度h/cm 人对绳子的拉力F/N 绳子自由端上升的高S/cm 时间t/s
甲同学 3 5 2.1 10 25
乙同学 4 4 2.6 8 1
丙同学 7 6 4.2 12 3
10．学习了杠杆知识后，小红利用身边的物品来探究杠杆的平衡条件，她所选择的器材有：铅笔、橡皮若干（每块橡皮质量为10g）、细线、刻度尺等．
（1）她将细线大致系在铅笔的中部位置，铅笔静止后如图甲所示，若想调节铅笔水平平衡，她应将细线向________（选填“左”或“右”）移动。
（2）调节水平平衡后，她用细线绑定数量不等的橡皮挂在杠杆支点两侧，如图乙所示，她所测数据记录如下：
动力F1/N 支点到动力作用点的距离L1/m 阻力F2/N 支点到阻力作用点的距离L2/m F1L1/Nm F2L2/Nm
0.2 0.02 0.1 0.04 0.004 0.004
记录数据后，同桌的小亮按现有方案得出如下结论：“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”，这个结论与杠杆平衡条件________（选填“相符”或“不相符”），为了进一步完善实验，小红尝改变力的大小、改变力的方向、改变力的作用点继续进行探究，她这样做的目的是_________。
（3）在实验过程中，铅笔水平平衡后（如图乙），小红不小心将前端细长的铅笔芯弄断了（如图丙），她立刻将铅笔稳住，并将铅笔芯放到左端细线处固定（如图丁），则松手后铅笔（_________）。
A．左端下沉　　B．右端下沉　　C．仍然水平平衡
11．两个班级正在进行拔河比赛，小凯观察到场上参赛同学的体重都较大。他们的身体会适当地向后倾斜。他猜想可能与摩擦力和杠杆的知识有关，于是进行了以下的实验探究。
―、探究压力对摩擦力的影响（如图甲、乙）：
（1）为了测量物体受到滑动摩擦力的大小，在实验中应________拉动物体；
（2）比较甲、乙两次实验可以得出结论：在接触面________相同时，压力越________，滑动摩擦力越大。通过实验小凯明白了在拔河比赛中体重大的同学脚下不易打滑；
二、探究杠杆平衡时力臂对动力的影响（如图丙）；
（1）一轻质长木棍以点O为支点向右倾斜，另一端用细线挂一重物，将弹簧测力计固定在木棍和墙面之间，木棍静止时测力计示数如图所示；
（2）木棍绕O点继续向右倾斜，当木棍静止时，弹簧测力计的示数变________；
（3）比较这两次实验可得出：阻力保持不变，木棍越倾斜，阻力臂越________，动力臂越________，木棍受到的拉力越大。通过实验现象小凯明白了，在拔河比赛时以脚为支点，身体适当的后倾，会增加对对方的拉力，同时身体不易向前倾倒。
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，实验测得的数据如下表所示。
次数 物体的重力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 1 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%）。这次数据是用图中___________（选填“甲”或“乙”）所示的滑轮组测得的。
（2）分析比较第1、2、3次实验数据可以得到，若要增大滑轮组的机械效率，可以___________。
在第1次实验中，拉力F所做的额外功为___________J。
（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___________。
13．在“探究杠杆平衡条件”的实验中：
（1）小华同学先把杠杆的中点支在支架上，杠杆静止在如图甲所示的位置，为了使杠杆在水平位置平衡，此时应向________（选填“左”或“右”）调节平衡螺母；
（2）如果利用如图乙所示装置进行实验，每个钩码重0.5N杠杆平衡时弹簧测力计的读数应为______。如果保持弹簧测力计拉力作用点的位置不变，把弹簧测力计沿虚线方向拉，为了保证杠杆在水平位置平衡，其示数_______（选填“变大”“不变”或“变小”）；
（3）某次实验中，用如图丙所示的方式悬挂钩码，杠杆也能水平平衡（杠杆上每格等距），但老师却往往提醒大家不要采用这种方式。这主要是以下哪种原因_______（选填字母）
A．一个人无法独立操作B．需要使用太多的钩码C．力臂与杠杆不重合D．力和力臂数目过多
（4）某同学想利用杠杆的平衡条件来测量刻度尺的质量如图丁所示：
①将刻度尺平放在支座上，左右移动刻度尺，找出能够使刻度尺在水平位置保持平衡的支点位置，记下这个位置，它就是刻度尺的重心；
②将重为G的物体挂在刻度尺左边某一位置，向右移动刻度尺，直到刻度尺能够在支座上重新保持水平平衡。记录物体悬挂点到支座的距离和刻度尺的_______到支座的距离；
③根据杠杆的平衡条件、可以计算出刻度尺的质量_______（用题目中所给物理量表示）。
14．（1）如图所示，在以O为支点质量忽略不计的杠杆上挂两个质量不等的重物A和B，调整重物的位置，使杠杆处于水平平衡状态。（忽略绳重）
①由图可得，A的质量_______（选填“大于”、“等于”或“小于”）B的质量；
②请在图中画出杠杆左侧所受到的拉力F，并画出F的力臂l；（___________）
（2）如图所示，小明分别使用甲、乙两种不同的机械匀速提升同一物体M到同一高度。测得两次拉力和物体M所受的重力如下表所示。当使用乙机械时，测得绳子自由端移动的距离是物体M上升高度的3倍。
①根据题意在图乙中正确画出滑轮组的绕法；
②使用甲提升物体M时___________（选填“省力”或“费力”）；使用___________（选填“甲”或“乙”）提升物体M更费力；
F甲 F乙 GM
7N 8N 6N
③利用以上数据是否能算出乙提升物体M时的机械效率？如果能，请算出结果：如果不能，请说明理由。
___________。
15．小明根据杠杆平衡条件在家测量某液体的密度，其装置放在水平面上。如图所示，轻质杠杆OD和BC垂直固定在一起，BC压在电子秤上，O为支点，且测量过程中O点和C点位置保持不变。
(1)调节杠杆OD在水平位置平衡，其目的是___________；
(2)将一个质量不计的矿泉水瓶装满水，用细线将矿泉水悬挂在杠杆的D点上，记录此时电子秤的示数为m，测量悬挂点D到O的距离为l1；
(3)当向左移动矿泉水瓶的悬挂点，则电子秤的示数___________m（选填“大于”“等于”或“小于”）；此时可以在A点沿___________（选填“竖直向上”或“竖直向下”）方向施加一个适当的力，电子秤的示数就能恢复为m；
(4)取下装水的矿泉水瓶，将另一个完全相同的矿泉水瓶装满待测液体，用细线将矿泉水瓶悬挂在D点。此时电子秤的示数大于m，则待测液体的密度___________水的密度（选填“大于”“导于”或“小于”），向___________（选填“左”或“右”）移动悬挂点的位置，且到电子秤的示数仍为m，测量此时悬挂点到O的距离为l2，则待测液体密度的表达式为___________（水的密度用表示）。
16．某小组在“测滑轮组机械效率的实验”中按如图甲、乙、丙、丁顺序依次测得的数据如表所示。
实验次数 钩码重G/N 钩码上升高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效率η
1 4 0.1 2.7 0.2 74%
2 4 0.1 1.8 0.3 74%
3 8 0.1 3.1 0.3 86%
4 8 0.1 2.5 0.4 80%
（1）小组同学发现实验过程中边拉动弹簧测力计边读数，弹簧测力计示数不稳定，小组有同学认为应该静止读数，你认为他的想法______ （选填“正确”或“不正确”），因为______；
（2）通过比较______两次实验数据得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高。
17．在探究“杠杆平衡条件”的实验中：
（1）如图甲所示，为了使杠杆平衡，小明同学应在P点挂2个同样的钩码；若他是改用在P点沿虚线方向拉弹簧测力计，这样做的好处是________。
①便于直接读出拉力的大小
②便于提供不同方向的拉力
③便于正确认识力臂
④便于测量力臂的大小
（2）在图甲中，保持杠杆左边所挂钩码的位置和个数不变，用弹簧测力计分别在杠杆右边的不同位置竖直向下拉杠杆，使之平衡，得到几组数据如表所示，请在图乙中绘出F l图像。
动力F/N 6.0 4.0 3.0 2.0 1.5
动力臂l/cm 5 7.5 10 15 20
18．在“探究杠杆的平衡条件”实验中，每个钩码重力相等，杠杆刻度均匀且质量均匀。
（1）实验前，将杠杆中点置于支架上，当杠杆静止时，如图所示，此时应把杠杆左端的平衡螺母向______（选填“左”或“右”）调节，让它在______位置平衡，此时A（或者B）点到支点的距离______力臂的长度；
（2）小周同学所在实验小组完成某次操作后，实验现象如图所示，他们记录的数据为：动力F1=1.5N，动力臂l1=0.1m，阻力F2=1N，则阻力臂l2=______m；
（3）下列四个因素中，不会带来实验误差的是______；
A．铁架台自身的重力足够大 B．单个钩码的重力不完全相等 C．悬挂钩码的绳套重力偏大 D．杠杆与转轴之间的摩擦偏大
（4）小张在实验中多次改变力和力臂的大小主要是为了______；（只有一个正确答案，选填答案序号）
A．减小摩擦 B．多次测量取平均值减小误差 C．使每组数据更准确 D．获取多组实验数据归纳出物理规律
（5）小周同学所在实验小组在完成规定实验后，他们想进一步探究，如果杠杆受到F2、F3两个阻力，结构会怎样？通过实验，他们得到了如图所示的结果，根据这个结果，可以初步得出，在这种情况下杠杆的平衡条件为：F1l1=______。（F1、F2、F3的力臂分别用l1、l2、l3表示）
19．在“测量滑轮组的机械效率”实验中，小丽用同一滑轮组提升不同的物体，如图甲、乙所示，实验数据记录如下：
实验次数 物体重力/N 提升高度/m 拉力/N 绳端移动的距离/m 机械效率η
1 3 0.1 2.0 0.3 50%
2 6 0.1 ① 0.3 ②
（1）实验中要竖直向上______拉动弹簧测力计；
（2）图乙中弹簧测力计的示数为______N，表格中②处数据应为______%，分析实验数据可知：滑轮组的机械效率和______有关；
（3）如图丙所示，将滑轮组换一种绕绳方法，不计摩擦及绳重，提升相同的物体时，滑轮组的机械效率______（选填“变大”、“不变”或“变小”）。
20．在“探究滑轮组机械效率与哪些因素有关”的实验中，小聪用同一滑轮组提升不同钩码的方法，分别做了3次实验，实验数据记录如下∶
次数 钩码重/N 钩码上升的距离/cm 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 ① ② ③ \
第2次 4 10 1.5 30 89
第3次 6 10 2.2 30 ④
(1)第1次实验如图甲、乙、丙所示的数据，由图乙、丙所示的位置变化画出图乙中该装置的绕线方法； ______
(2)由图中的数据可以计算出第1次实验的机械效率为______（保留一位小数）；
(3)为了减少实验负担，根据滑轮组的知识，我们可以省去表格中的______物理量的测量（选填序号即可①钩码重；②钩码上升的距离；③弹簧测力计的示数；④弹簧测力计上升的距离；⑤机械效率）。
答案
1．水平 4.4 37.5
2．匀速（直线） 0.6 0.075 62.5% 大 无关
3．右 方便测量力臂 不可以 一组数据可能具有偶然性，为了使结论具有普遍性，应多次进行实验测量 D 1.5G
4．左 2 费力 等于 C
5．缓慢拉动 4 83.3 无关 C
6．重力越大 动滑轮的重力 乙 80% 减小接触面粗糙程度 B
7．匀速 67% ③ 被提升的重物越重，动滑轮越轻，机械效率越高，机械效率与重物被提升的高度无关 否 见解析
8．杠杆自重 右 便于测量力臂 4 变小 拉力的力臂变大
9．平衡 C 所提升物体重力
10．左 不相符 多次实验，得到普遍规律，避免偶然误差 B
11．水平匀速直线 粗糙程度 大 大 大（长） 小（短）
12．66.7% 乙 增大物体的重力 0.1 不正确 第1次比第4次省力，但两次的机械效率却相同
13．左 2.25N 变大 D 重心
14．小于 费力 乙
15．方便测量力臂 大于 竖直向上 大于 右
16．不正确 忽略了摩擦力的影响 2、3
17．①②③
18．右 水平 等于 0.15 A D F3l3+F2l2
19．匀速 3.2 62.5% 物体重力 不变
20． 83.3 ②④
试卷第8页，总8页

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