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2025年中考物理实验题专项:简单机械
1.下面是小苏同学利用刻度均匀的匀质杠杆进行探究“杠杆的平衡条件”的实验。(每个钩码重0.5N)
(1)实验前出现图甲所示情况,该杠杆处于 (选填“平衡”或“非平衡”)状态。此时,应将杠杆两端的螺母向 调(选填“左”或“右”),使杠杆在水平位置平衡。
(2)如图乙所示,在B点处施加一个竖直向下的拉力时,杠杆仍然在水平位置平衡。当拉力F向右倾斜时,仍要保持杠杆在水平位置平衡,拉力F的大小将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(3)实验过程中出现了图丙所示的情况,为了使杠杆在水平位置平衡,这时应将左边的钩码向 (选填“左”或“右”)移动 格。
(4)在实验中,多次改变力和力臂的大小主要是为了__________。
A.减小摩擦
B.使每组数据更准确
C.多次测量取平均值减小误差
D.获取多组实验数据归纳出物理规律
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)在调节杠杆平衡时,小明发现杠杆右端低左端高,要使它在水平位置平衡, 应将杠杆右端的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节;杠杠调节平衡后,在此后的实验中 (选填“可以”或“不可以”)通过旋动平衡螺母来使杠杆恢复平衡。
(2)如图甲所示,杠杆在水平位置平衡,记录数据,根据这一次实验数据,小明立即分析得出杠杆的平衡条件,小明这种做法的不足是: 。
(3)如图乙所示,小明设计了两种实验方案:第一种弹簧测力计沿竖直方向拉,其读数为F1;第二种弹簧测力计倾斜拉,其读数为F2。第 种实验方案更方便,理由是: 。两次弹簧测力计读数F1 F2(选填“>”“=”或“<”)。
(4)通过实验得出杠杆的平衡条件为: (用数学表达式)。
3.某小组用如图所示的装置在“测滑轮组机械效率的实验”中得到的数据如表,请按要求完成相关实验。
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
①
4
0.1
2.7
0.2
74%
②
4
0.1
1.8
0.3
74%
③
8
0.1
3.1
(1)用图中丙装置进行实验得出表中第3次实验数据,实验中绳端移动的距离为 m,该装置的机械效率为 ;(百分比保留整数)
(2)通过比较 (填实验次数的序号)两次实验数据得出结论:使用同一滑轮组提升同一重物时,滑轮组的机械效率与绳子段数 (选填“有关”或“无关”);
(3)通过比较 (填实验次数的序号)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”或者“低”)
4.在探究“二力平衡条件“的试验中:
(1)在试验中有些同学用小车代替木块,他认为这样做更合理,原因是: ;
(2)试验中左右两个是 滑轮,作用是 ;
(3)试验中向两盘放上质量相等的砝码,将小车在水平桌面上转动一个小角度后释放,小车发生扭转,说明了 。
5.学习了杠杆相关知识后,小明想通过实验验证杠杆平衡条件,在实验前他准备了铁架台、带有均匀刻度的杠杆、细线、弹簧测力计、钩码若干(每个钩码质量相同)。
(1)实验前,杠杆静止在图甲所示的位置,小明认为此时杠杆处于平衡状态,小华却认为此时杠杆没有处于平衡状态,你认同 (选填“小明”或“小华”)的观点;
(2)做好实验前的准备后,小明做了如图乙所示的实验,不断调整钩码位置和数量,每次都将杠杆调节至水平位置平衡,调节至水平位置平衡是为了 ;
(3)小明进行多次实验后得出杠杆平衡条件是: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。小华认为这个结论不正确,于是小华做了如图丙的实验,首先竖直向下拉弹簧测力计使杠杆在水平位置平衡,记下弹簧测力计示数为;接着变成倾斜拉,依然让杠杆在水平位置平衡,记下弹簧测力计示数为, (选填“大于”“等于”或“小于”);
(4)小华认为探究杠杆平衡条件还可以按照如图丁所示的实验进行探究,实验过程中,多次调整钩码数量和位置,使杠杆在水平位置平衡并记下数据,但最终发现每一次实验数据都不满足杠杆平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂。你认为出现这一问题的原因是 。
6.如图由所示,是小丽利用刻度均匀的杠杆损充“杠杆平衡条件”的实验装置。
(1)如图乙所示,杠杆的 端会下沉,在不改变钩码悬挂位置的前提下,让杠杆重新在水平位置平衡,只需将 即可;
(2)实验中测得多维数据如下表所示,由实验数据,可初步得出杠杆的平衡条件是: 。(用字母表示)
实验次数
动力
F1/N
动力臂
l1/cm
阻力
F2N
阻力臂l2/cm
1
1.6
10
2.0
5
2
1.5
5
0.5
15
3
2.0
15
1.5
20
7.小华做探究杠杆平衡条件实验时,使用的每个钩码的质量均为50g,轻质杠杆可以绕O点在竖直平面内自由转动,杠杆上相邻刻线间的距离相等。请按要求完成下列问题:
(1)实验开始前,发现杠杆右端下沉,此时应将杠杆右侧的平衡螺母向 (选填 “左”或“右”)调,使杠杆在水平位置平衡,调节水平位置平衡的目的是 ;
(2)将杠杆调节水平平衡后,在杠杆上的 B点悬挂了 3个钩码,如图所示。为使杠杆保持水平平衡状态,应该在 A 点悬挂 个钩码;
(3)将杠杆调节水平平衡后,在杠杆上的B点悬挂了 3个钩码,如图所示。为使杠杆保持水平平衡状态,应该用弹簧测力计在杠杆 (选填“A”或“C”)处竖直向上拉,当杠杆水平平衡时,弹簧测力计的示数为 N。(g取 10N/kg)
8.某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如下表所示,实验装置如图所示:
实验次数
物理量
1
2
3
钩码重G/N
4
4
60
钩码上升高度h/m
0.1
0.1
0.1
绳端拉力F/N
1.8
1.6
2.4
绳端移动距离s/m
0.3
0.4
机械效率
74.1%
62.5%
(1)实验中应沿竖直方向 拉动弹簧测力计,使钩码上升;
(2)通过表中数据可分析出第2次实验是用 (选填“甲”或“乙”)图所示装置做的实验;
(3)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 (选填“越高”、“不变”或“越低”);
(4)小组同学再用第1次实验中使用的装置做第3次试验,表中第3次试验中空缺的数据应为:绳端移动距离s= m,机械效率η= ;
(5)比较第1次实验和第3次实验可得出结论:使用同一滑轮组, 。
9.某实验小组利用铁架台、带刻度的杠杆、细线、弹簧测力计、钩码等器材探究杠杆的平衡条件。
(1)实验前杠杆组装后如图所示,为使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆两端的平衡螺母向 调节;当杠杆在水平位置平衡时,此杠杆的重心在 (选填字母)。
A.支点左侧
B.支点右侧
C.过支点的竖直线上
(2)该实验小组实验数据如下表所示,请你将表格内表头栏目补充完整:
实验次数
①
动力臂l1/m
阻力F2/N
阻力臂l2/m
1
2
0.3
3
0.2
2
1
0.4
2
0.2
3
3
0.1
1
0.3
②由实验数据可初步得出杠杆的平衡条件为: (用文字或表头当中的字母表示均可);
(3)在实验中,多次改变力和力臂得到多组实验数据,这样做的目的是 (选填字母);
A.多次测量取平均值减小实验误差
B.避免偶然性,使实验结论具有普遍性
(4)第3次实验中,平衡时,此杠杆属于 (选填“省力”或“费力”)杠杆。
10.小华在“测量滑轮组的机械效率”实验中得到的数据如下表所示,实验装置如图所示。
(1)实验中缓慢拉动弹簧测力计,使物体升高。小华同学发现实验过程中边拉动边读数,弹簧测力计示数不稳定,他认为应该在拉着弹簧测力计静止不动时读数,你认为他的想法 (选填“正确”或“不正确”);
(2)表格中,①处的数据应该是 ;
(3)通过比较 (填实验次序)两次实验数据得出结论:使用相同滑轮组提升相同重物时,滑轮组的机械效率与绳子段数无关;
实验次序
钩码重力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
甲
4
0.1
2.7
①
74%
乙
4
0.1
1.8
0.3
74%
丙
8
0.1
3.1
0.3
86%
(4)通过比较 (填实验次序)两次实验数据得出结论:用同一滑轮组提升重物时,物重越大,滑轮组的机械效率越高;
(5)有的同学认为,要测量绕法确定的滑轮组的机械效率,钩码上升的高度和绳端移动的距离可以不测量,你认为他的想法 (选填“可行”或“不可行”);
(6)结合生产生活实际,用滑轮组提升重物时,下列选项中可以提高机械效率的是 (选填字母)。
A.增加物体提升的高度 B.加快提升物体的速度
C.减小动滑轮的重力 D.减小物体的重力
11.小军同学为了探究“使用动滑轮的省力情况及滑轮组的机械效率”,使用了如图所示的实验装置.实验前,小军用轻质弹簧测力计测得动滑轮的重力为1.0N,每个钩码的重力为0.5N,实验过程中,小军多次改变动滑轮所挂钩码的数量,分别记下了每次所挂钩码的重力及对应的轻质弹簧测力计示数(见下表)
序号
1
2
3
4
5
6
7
8
动滑轮重G0/N
1.0
1.0
1.3
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
所挂钩码的重力G/N
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
弹簧测力计示数F/N
0.8
1.2
1.3
1.6
1.8
2.2
2.3
2.7
(1)分析实验数据可以得到:在动滑轮的重力大于或等于物体的重力的条件下,使用该滑轮组 (选填“省力”或“不省力”).
(2)在忽略摩擦、绳重及实验误差的条件下,弹簧测力计的示数F与被提升钩码重力G以及动滑轮重力G0的关系为 .
(3)小军同学又研究了滑轮组水平拉动物体的情况,用另一组滑轮组将重为50N的物块从位置A匀速直线拉到位置B,请在图中画出最省力的绕线方法 ;
物块移动的距离为 cm;若此时绳自由端所用拉力为10N,物块受到的摩擦力为18N,该滑轮组的机械效率为 .
12.小明利用如图所示的装置探究杠杆平衡条件。
(1)杠杆静止在图甲位置,应将杠杆右端的螺母向 调节(填“左”、“右”),使杠杆在水平位置达到平衡。在图乙中使杠杆再次水平位置达到平衡的目的是 ;
(2)实验时,小明在杠杆左侧A位置(左边位置第四格)先挂了3个钩码,如图乙所示,则在右侧B位置(右边位置第三格)应挂 个相同规格的钩码,杠杆可以重新在水平位置平衡;
(3)如图丙所示,小明在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,在此过程中杠杆始终在水平位置保持平衡,则弹簧测力计示数 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
13.在“测滑轮组机械效率”的实验中,小华用大小相同的滑轮,组成如图所示的滑轮组进行了实验,并把数据整理记录在下表中。
实验次数
滑轮材质
钩码重G/N
提升钩码的高度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
塑料
2
0.1
0.2
0.8
0.3
0.24
①
(1)本实验需要的测量工具除了如图所示的之外还需要 ;
(2)上表①处的正确数据是 ;
(3)比较1、2两次实验可知:使用同一滑轮组提升不同的重物,钩码越重,滑轮组的机械效率越 ;
(4)比较2、3两次实验可推测,若将铝质滑轮更换为体积大小相同的铁质滑轮,再次将重2N的钩码提升0.1m,此时滑轮组的机械效率可能为___________(只填序号)
A.72% B.67% C.53%
(5)实验表明:额外功越小,总功越接近有用功。进一步推理得岀:假如没有额外功,总功等于有用功。可见,使用任何机械都 。下列物理规律的得出运用了这种研究方法的是 。
A.光的反射定律 B.牛顿第一定律 C.阿基米德原理 D.焦耳定律
14.在“探究杠杆的平衡条件”实验中,所用的器材有: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)杠杆在如图甲所示位置静止时, (是不是)平衡状态。为使杠杆水平位置平衡,此时需将两端平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节,这样做的目的是 ;
(2)小明用图乙的方案进行探究,若在左侧钩码的下方再挂一个钩码,则右侧所挂钩码须向右移动 格,可使杠杆在水平位置再次平衡;
(3)如图丙,小宁在实验中发现弹簧测力计向右斜时,测力计的示数将 (选填“变大”、“变小”或“不变”);
(4)轻质杠杆原处于水平静止,现同时施加大小相等的力F1、F2,如图丁所示,此时杠杆是否能保持平衡? (选填“是”或“否”)。
(5)(选填序号)以下两个实验,实验 中进行多次测量的目的与“探究杠杆平衡的条件”多次测量目的相同。①探究光的反射规律 ②用刻度尺测物体长度
15.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,实验装置如图所示。(每个滑轮的质量相等)
实验次数
1
2
3
钩码重G/N
4
4
6
钩码上升的高度h/m
0.1
0.1
0.2
绳端拉力F/N
1.8
1.6
2.4
绳端上撑的距离s/m
0.3
0.4
机械效率
74.1%
62.5%
(1)通过表中数据可分析出第2次实验是用图 (选填“甲”或“乙”)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,动滑轮的质量越大,滑轮组的机械效率 (选填“越高”、“不变”或“越低”);
(3)该小组同学再用第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:绳端上移的距离s= m,机械效率η= (结果保留一位小数);
(4)采用图丙装置,改变动滑轮重G动,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像。分析图像中的A点可知,被提升物体所受的重力为 N。(忽略绳重和摩擦)
16.如图是小梦“探究杠杆平衡条件的实验”,根据图完成下列问题。
(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,应将杠杆左端螺母向 边(选填“左”或“右”)调节,目的是 ;
(2)在A点处挂4个钩码,应在B点挂 个钩码,才能使杠杆在水平位置平衡。若将水平位置平衡的杠杆,两端同时去掉一个钩码,杠杆 (选填“仍然平衡”、“沿顺时针旋转”或“沿逆时针转”);
(3)实验过程中,小梦又分别设计了丙图中a、b两种实验方案,你认为 (选填“a”或“b”)的实验方案在实际操作中更便捷。
17.在探究杠杆平衡条件的实验中:
(1)实验前杠杆静止时如图甲所示,杠杆处于 状态(选填“平衡”或“不平衡”)。若要将其调整到水平位置平衡,应将杠杆左端的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调;
(2)调节杠杆水平平衡后,小妤在图乙所示的A位置挂上3个钩码,为了使杠杆在水平位置平衡,这时应在B位置挂上 个相同钩码。当杠杆平衡后,将A、B两点下方所挂的钩码同时朝远离支点方向移动一小格,则杠杆 (选填“能”或“不能”)在水平位置保持平衡。
18.小明利用粗细均匀的直尺(每个小格长5cm)、物体M、50g的钩码、细线做成一个测量液体密度的仪器——液体密度秤。
(1)用细线拴在直尺的中点O处,并把直尺挂在铁架台上,直尺刚好在水平位置平衡,目的是: (每次实验物体都处于浸没状态。);
(2)把物体M挂在A点,把钩码挂在B点,如图所示,直尺在水平位置平衡,把B点标注为0g/cm3,物体M的重力GM= N;
(3)把物体M浸没在水中,钩码向左移动2小格到C点,直尺再次在水平位置平衡,把C点标注为1.0g/cm3,物体M受到水的浮力为 N;
(4)把物体M浸没在酒精中,钩码应由C点向 (选填“左”或“右”)移动,直尺才能在水平位置平衡;
(5)D点应标注为 g/cm3。
19.在“探究杠杆的平衡条件”实验中:
(1)小明安装好杠杆后,发现其左端下沉,如图甲所示。为使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向 调节;
(2)如图乙所示,杠杆调节平衡后,在A处悬挂3个钩码,每个钩码重0.5N。如果在B处施加一个拉力使杠杆在水平位置再次平衡,当方向为 时,拉力最小,大小为 N;
(3)课后,小明制作了一个简易杠杆,调节杠杆在水平位置平衡,然后在它两边恰当位置分别放上不同数量的同种硬币,使其在水平位置再次平衡,如图丙所示,则力臂 。若两边同时各取走一枚硬币,则杠杆的 端将下沉。
20.小明用如图所示装置“探究杠杆平衡条件的实验”:
(1)在实验前,杠杆静止在甲图中的位置,为使杠杆水平平衡,小明应将右端的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节。将杠杆调节水平平衡的好处是 ;(填写一个即可)
(2)调平衡后,小明在乙图所示A位置处挂上4个钩码,要使杠杆在水平位置平衡,应在杠杆右端的B点挂上 个相同的钩码。当杠杆平衡后,若将A、B两点下方所挂的钩码同时向远离点O的方向各移动一小格,则杠杆的 (选填“左”或“右”)端将下沉;
(3)如图丙,在A点挂一定数量的钩码(若每个钩码重为0.2N),用弹簧测力计在C点与水平方向成30°角斜向上拉杠杆,使杠杆在水平位置平衡,此时拉力F为 N,则A点所挂钩码数量应为 个;
(4)本实验多次改变杠杆两端的钩码数量和所在位置主要是为了: 。
21.学校课外物理实践小组利用家中常见的物品筷子、刻度尺、杯子和水巧妙地测量小石块的密度,实验过程如下:
(1)如图甲所示,用细绳将筷子悬挂,筷子静止处于 (选填“平衡”或“不平衡”)状态;
(2)要使筷子在水平位置平衡,应将悬挂点向 调节(选填“左”或“右”),直至筷子在水平位置平衡,标记支点的位置为O。如图乙所示重物悬挂在筷子A处,移动石块悬挂在筷子B处,此时筷子在水平位置恢复平衡,用刻度尺分别测得OA、OB的长度为7cm和5cm;
(3)上述实验过程,第一次调节水平平衡是 第二次调节水平平衡是 (选填序号“A”或“B”);
A.消除筷子自重的影响 B.便于测量力臂
(4)保持重物的悬挂点位置A不变,将小石块浸没在盛有适量水的杯中,目的是保证排开水的体积 (选填“大于”、“等于”或“小于”)石块的体积;调整小石块的悬挂点位置(且未与杯底、杯壁接触),直至在筷子C处,如图乙图丙所示筷子在水平位置再次平衡,用刻度尺测得OC的长度为8cm;
(5)测得石块的密度为 kg/m3(结果保留两位有效数字)。
答案解析部分
1.(1)平衡;右
(2)变大
(3)右;1
(4)D
2.左;不可以;没有进行多次实验,结果具有偶然性;一;便于测量力臂;<;F1L1= F2L2
3.0.3;86%;①②;无关;②③;高
4.减小摩擦力对实验的影响;定;改变力的方向;二力平衡需要两个力作用在同一直线上
5.小明;便于测量力臂;变大;若支点不在杠杆的中点时,杠杆自重对实验有影响
6.左;左端钩码取下一个;
7.左;方便测力臂;2;C;0.75
8.匀速直线;乙;越低;0.3;83.3%;提升的重物越重,滑轮组的机械效率越高
9.左;C;动力;动力动力臂=阻力阻力臂或;;费力
10.不正确;0.2;甲、乙;乙、丙;可行;C
11.(1)不省力
(2)F=
(3);3.10;60%
12.右;方便读取力臂;4;变小
13.(1)刻度尺
(2)83.3%
(3)高
(4)C
(5)不省功;B
14.(1)是;右;便于测量力臂的长度
(2)1
(3)变大
(4)否
(5)①
15.乙;越低;0.6;83.3;12
16.右;便于测量力臂,消除杠杆自重对实验的影响;6;沿顺时针旋转;a
17.(1)平衡;左
(2)4;不能
18.便于从直尺上直接读出力臂;0.6;0.2;右;1.5
19.右;竖直向下;2;2:1;右
20.右;便于测量力臂;6;右;1.2;6;避免实验的偶然性,寻找普遍规律
21.平衡;右;A;B;等于;2.7×103
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