第11章简单机械和功（实验题专项训练）-2025-2026学年物理九年级上册苏科版（2024）

第11章简单机械和功（实验题专项训练）2025-2026学年物理九年级上册苏科版（2024） 1．小智和小慧同学用杠杆、支架和相同质量的钩码若干来探究“杠杆平衡的条件”，请你完成下列问题。 （1）实验前通过调节平衡螺母让杠杆在水平位置平衡，这步操作的目的是　 　。 （2）他们在杠杆两边挂上钩码，让杠杆再次在水平位置平衡，如图甲。此时，若将杠杆两边所挂的钩码各取下一个，杠杆会沿着 　 　 (选填“顺时针”或“逆时针”) 方向转动。 （3）他们记录的实验数据如下表所示，小智根据表中数据得到结论：动力F与阻力F成正比。小慧认为该结论不可靠，理由是　 　。 实验序号 动力F1N 动力臂L1/cm 阻力F2N 阻力臂L/cm 1 1 15 1.5 10 2 2 15 3 10 3 3 15 4.5 10 （4）如图乙所示，他们用钩码和弹簧测力计进行实验，在A点挂2个质量均为50g的钩码，在B 点用弹簧测力计竖直向下拉杠杆，杠杆在水平位置平衡时，弹簧测力计的示数理 论上应该为　 　 N， 而弹簧测力计实际的示数为1.6N， 请分析数据不吻合的原因可能是 　 　。(g取10N/kg) 2．在探究“杠杆的平衡条件”实验中，小敏选用了下面的器材：杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量均为的钩码若干个。 （1）实验前，将杠杆的中点置于支架上，当杠杆静止在如图甲所示位置，这时应将平衡螺母向　 　（选填“左”或“右”）端调节，直至杠杆在　 　位置平衡； （2）如图乙所示，A点挂2个钩码，B点挂3个钩码时，杠杆恰好在水平位置平衡，小敏得出了杠杆的平衡条件为　 　（用公式表示）。她这样得出结论的做法是否合理：　 　（选填“合理”或“不合理”），理由是：　 　。 （3）用弹簧测力计在C处竖直向下拉，使杠杆在水平位置平衡，当弹簧测力计向右侧慢慢倾斜时如图丙所示，弹簧测力计的示数将逐渐　 　（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 （4）如图丁，请根据杠杆平衡条件思考，要使一个车轮滚上台阶，应沿着　 　（填写字母）方向推车轮最省力。 3．某同学在“探究杠杆平衡条件”的实验中： （1）实验前，发现杠杆如图甲所示，则应将杠杆左端平衡螺母向　 　（选填“左”或“右”）端适当调节，使杠杆水平平衡；实验过程中，挂上钩码后，也保持杠杆的水平平衡，目的是方便　 　； （2）该同学通过如图乙所示实验得到相关数据如下表，由表中数据推测出杠杆的平衡条件是　 　（用F1、F2、l1、l2表示）。本实验多次实验的目的是　 　。 序号 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm 1 1 15.0 1.5 10.0 2 1 20.0 1 20.0 3 3 10.0 2 15.0 （3）若将图乙右侧钩码换成弹簧测力计，如图丙所示，保持杠杆水平平衡，弹簧测力计拉力方向由竖直方向a变为方向b后，弹簧测力计示数将　 　（选填“变大”“变小”或“不变”）。 （4）该同学在科技创新实验中将此装置改装成了一个杠杆液体密度计，该“杠杆液体密度计”如图戊所示，将一轻质细硬杆用细线固定在O点并悬挂起来，物块固定悬挂在A点，把不计质量的矿泉水瓶装满水，用细线悬挂在杆上，将悬挂点移至B点，使杆在水平位置平衡；换用相同的矿泉水瓶装满不同液体，重复以上操作，在杆上可标出悬挂点B1，B2，B3……对应密度的刻度值； ①若B1点在B点的左侧，则B1点对应的密度ρ1与水的密度ρ水的关系是ρ1　 　ρ水； ②若测得B、B2到O点的距离分别为L、L2，则B2点标注的密度值为　 　（用ρ水及题中所给字母表示）。 4．五一假期时，小明同学从一废弃的矿坑里捡回了一块坚硬的矿石，他利用实验室的器材测出了这块矿石的密度．测量过程中，他选用的器材有：天平（最大称量为200g）、量筒、烧杯、杠杆、弹簧测力计（量程为0—5N）、细线、水． （1）小明同学首先进行估测，他感觉矿石比一瓶500mL的矿泉水还沉，于是他没有直接用天平来测矿石的质量．你认为他不用天平的理由是　 　． （2）小明借助杠杆来测量矿石质量，他安装好杠杆，调节杠杆平衡时，发现杠杆左端下沉，应将平衡螺母向　 　调节（选填“左”或“右”）． （3）小明同学将杠杆调至水平位置平衡，按照图甲所示的装置进行测量，读出的弹簧测力计示数为2.4N，则该矿石的质量m=　 　kg．（g=10N/kg） （4）接着他用如图乙所示的方法测出了矿石的体积，他的做法是： A.将矿石放入烧杯，往烧杯中加入适量的水，让矿石浸没，在水面到达的位置做上标记；取出矿石；用量筒往烧杯中加水，直至达到标记位置为止． B.在用量筒往烧杯中加水时，他先加了100mL水，接着又取了50mL水，继续往烧杯中加，水面达到标记位置后，量筒中剩余的水如图丙所示．则矿石的体积V=　 　 cm3，矿石的密度ρ=　 　kg/m3． 5．小李同学在利用图示装置研究动滑轮特点时，猜想：如果忽略绳重与摩擦，绳端拉力F 可能与被提升木块所受的重力、木块上升的高度、动滑轮所受的重力、动滑轮的直径这些因素有关。 （1）若小李探究绳端拉力F与动滑轮直径的关系，请将实验步骤补充完整； 步骤一：按图安装动滑轮； 步骤二：匀速拉动弹簧测力计，使木块升高，读出拉力F的值并记录； 步骤三：换用　 　的动滑轮，使同一木块匀速上升相同的高度，读出拉力F的值并记录； 步骤四：重复步骤三，多做几次实验； （2）步骤四的目的是：　 　 ； （3）若小李五次实验测得F分别为：1. 8N、1. 8N、1. 8N、1. 8N、1. 8N，则初步得到的结论是：在其他因素相同时，　 　 6．据报道，一位物理老师在动物园内，用弹簧测力计称出了一头大象的质量，如图，在称象过程中，他用到吊车、铁笼和一根很长的槽钢等辅助工具，操作步骤如下： ①如图1，将铁笼系于槽钢上的B点，当吊车吊钩在槽钢上的悬吊点移至O点时，槽钢在水平位置平衡： ②如图2，将大象引入铁笼，用弹簧测力计竖直向下拉住槽钢的另一端，使之再次在水平位置平衡，测得OB=0.06m，OA=9m，弹簧测力计的示数为200N。（g=10N/kg） （1）步骤①的目的是消除　 　对杠杆平衡的影响，便于测量力臂； （2）此时槽钢为　 　杠杆（选填“省力”“费力”或“等臂）； （3）计算大象的质量为　 　kg； （4）一位学生看到后，设计了如图3所示的滑轮组来代替测力计，滑轮组绕绳的一端和槽钢A端相连，且竖直穿过地面上的定滑轮。请你帮他完成余下的滑轮组绕线设计　 　，要求挂上适当的重物后，槽钢能水平平衡，计算槽钢水平平衡时，所挂重物的总重力为　 　N（不计滑轮及绳重，不计所有摩擦）。 7． 如图所示是小海同学“研究定滑轮和动滑轮工作特点”的实验装置。 （1）在探究定滑轮工作的特点时，如图乙所示，实验测力计的操作方法正确的是____； A．随意拉动钩码 B．拉着钩码保持静止 C．匀速向下拉动弹簧测力计 （2）他按图示提起钩码时，分别测得一组数据如下表所示，请你分析： ①比较甲和丙实验测力计示数的大小，可知：使用动滑轮的好处是　 　； ②把钩码升高相同的高度，比较乙和丙实验测力计移动的距离，可知：使用动滑轮　 　； 钩码重 钩码升高高度 测力计示数 测力计移动距离 甲 0.98 0.2 0.98 0.2 乙 0.98 02 1.02 0.2 丙 0.98 0.2 0.55 0.4 （3）在探究定滑轮工作特点时，按照图乙所示操作，觉得校准弹簧测力计操作麻烦，于是把弹簧测力计倒过来，即测力计吊环系在拉绳上，用手拉挂钩，如图丁所示，读得的测力计示数会　 　（变大/变小/不变），其理由是　 　。 8． 在“探究滑轮特点“的实验中，过程如下：（不计摩擦和细线的质量） （1）弹簧测力计校零后，其下方悬挂物体。如图甲所示，匀速向上提升物体时测力计示数　 　N； （2）如图乙所示，细线的一端系上物体，另一端绕过滑轮与竖直倒放并再次校零的弹簧测力计相连，沿F方向　 　直线拉动测力计可使物体向　 　运动，这一过程中该滑轮是一个　 　滑轮，它使用时的优点是可以　 　。 （3）弹簧测力计分别沿、方向继续匀速直线拉动，　 　（填“>、<或=”），由此说明使用定滑轮　 　省力（填“可以”或“不可以”）． 9．小明想用传感器来探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关。在老师的指导下，他设计了如下图所示的实验装置，铜块放置在质量可忽略不计的硬纸板上，上方通过定滑轮与沙桶连接，右侧连接拉力传感器；硬纸板下方放置压力传感器，两个传感器连接计算机，用力向左水平拉动硬纸板，可在计算机软件中直接得到两个传感器的读数。 （1）实验装置中，定滑轮的作用是　 　； （2）铜块在竖直方向受到　 　个力的作用，向沙桶中逐渐倒入沙子，压力传感器的读数会逐渐　 　（选填“变大”或“变小”）； （3）铜块在水平方向受到　 　个力的作用，因铜块始终保持静止，拉力传感器的读数大小　 　铜块所受到的滑动摩擦力大小。因此本试验过程中　 　（选填“需要”或“不需要”）匀速拉动硬纸板。 10．如图1是小珠在测量“物块所受到的滑动摩擦力的大小”时采用的实验装置，轻质弹簧测力计一端固定在墙上，另一端拉着物块A。木板在大小为5N的水平拉力F的作用下向左移动。1s后，弹簧测力计的示数稳定为3N，此后木板在拉力的作用下继续向左移动0.1m，在此过程中物块A相对于地面静止。 （1）木板是否一定要做匀速直线运动？　 　 ； （2）弹簧测力计示数稳定后，以木板为参照物，物块A是 　 　 （选填“向左运动”“向右运动”或“静止”）的； （3）请在图2的方框内画出弹簧测力计示数稳定后物块A（以黑点表示）在水平方向上所受到的力的示意图　 　；此时物块A所受到的摩擦力大小为 　 　 ； （4）当弹簧测力计示数稳定为3N后，弹簧测力计对物块A的拉力所做的功为 　 　 J； （5）如果对木板的水平拉力F增大到10N，则物块A所受到的摩擦力将 　 　 （选填“变大”“不变”或“变小”）。 11．利用图（题图）器材对“使用动滑轮是否省功”进行探究。实验步骤如下： ①如图甲所示，用弹簧测力计将钩码缓慢、匀速向上提升一定高度，并同时用刻度尺测量提升高度，记录拉力F1与高度h，计算拉力所做的功W1； ②如图乙所示，用弹簧测力计并借助一个动滑轮将同样的钩码缓慢、匀速向上提升相同高度h，记录拉力F2及绳端移动距离s，计算拉力所做的功W2； ③比较W1和W2的大小关系，得出结论。 回答下述问题： （1）提升钩码所做有用功为　 　，额外功为　 　，机械效率为　 　（均用测量量符号表示）； （2）实验中W1和W2的大小关系是W1　 　W2（选填“>”、“=”或“<”）； （3）请结合实际提出一种提高本机械效率的方法或措施：　 　。 12．如图1所示，小明父子想把放在水平地面上的木箱向前移动10m，爸爸用绳子向前拉，所用拉力，小明沿水平方向，向前推木箱，所用推力，、的大小、方向保持不变，木箱始终静止不动．此时 （1）以下说法错误的有：____（选填以下对应的字母）； A．拉力所做的功是4000J B．木箱只受到重力和支持力 C．地面对木箱的摩擦力与拉力，此二力不平衡 （2）以圆点代表小明，请在图2方框中画出图1中小明在水平方向所受到的摩擦力． 13． 小霞用如图甲所示的器材测量小灯泡的额定功率。已知电源电压为3V且保持不变。小灯泡额定电压为2.5V。 （1）请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物图连接完整，要求导线不得交叉　 　； （2）正确连接好电路，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P移到最　 　端； （3）闭合开关后，移动滑片P，观察到电压表的示数为2.5V时，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为　 　W； （4）进行相同实验的另一同学，检查电路发现导线连接正确且开关闭合，但灯座上忘记安装小灯泡，此时观察到　 　表的指针有明显偏转。 14． 实验小组进行“测量小灯泡的电功率”实验。现有器材：小灯泡，额定功率约为）、电压为且保持不变的电源、标有“”字样的滑动变阻器、开关、电流表、电压表、导线若干。 （1）请用笔画线代替导线，将图甲中的实物连接完整　 　；（导线不允许交叉） （2）①小明检查电表量程的选择和电路的连接都无误后。闭合开关，将滑动变阻器的滑片调至阻值最大处，开始实验。小丽指出小明的实验操作存在错误，正确的操作应是：　 　； ②正确操作后，继续实验的过程中，电压表指针出现如图乙所示的情况。经检查只有滑动变阻器发生故障，则故障可能是滑动变阻器　 　（选填“断路”或“被短接”）； （3）排除故障后，继续实验，获取实验数据。当电压表示数为时，电流表表盘如图丙所示，通过计算可知，小灯泡L的额定功率为　 　W； （4）完成实验后，小明设计了如图丁所示的电路，想要用原有的实验器材和定值电阻，在不使用电流表的情况下，测量该小灯泡的额定功率。请你帮助他完成实验方案： ①检查电路无误后，闭合开关S，将开关接，调节滑动变阻器的滑片直至电压表示数为　 　； ②保持滑片不动，再将开关接，读出电压表示数为； ③小灯泡L的额定功率　 　（用、、表示）； （5）小明找来了阻值为的定值电阻，按照该方案进行测量。你认为小明能否测出该小灯泡的额定功率？请说明你的判断依据：　 　。 15．小波同学和大家一样是一名要参加中考的初三学生，他了解到要中考体育跳绳需要达到一分钟个才能满分，于是在某个阳光明媚的上午，小波在学校操场上进行了测试同时，“好奇心”物理兴趣小组的同学们也来测量小波同学跳绳的功率． （1）根据你所掌握的知识，要达到实验目的，兴趣小组需要选择的实验器材有：　 　、　 　和体重计． （2）兴趣小组同学根据小波跳绳情况制作了一张图如右图，假设小波跳绳整个过程是匀速的通过计算，可以判断出这次跳绳小波　 　（能不能）获得满分． （3）请在在①②处完成测功率记录数据的表格设计． 小波的质量 ① ② 跳绳的平均功率 （4）小波同学的质量约为，请你通过上图，计算小波每跳一次克服重力做的功约为　 　J；整个过程他跳绳的平均功率约为　 　取 16．实验小组在做“测量滑轮组机械效率”的实验。如图用相同的滑轮组提升不同数量的钩码，记录数据如表所示。 实验次数 钩码重G/N 钩码提升高度h/m 拉力E/N 绳端移动的距离s/m 机被效率η 1 2 0.1 0.9 0.3 74.0% 2 4 0.1 1.7 0.3 78.4% 3 6 0.1 ① 0.3 ② （1）小明用弹簧测力计沿　 　方向匀速提升不同数量的钩码进行实验。 （2）第三次实验中，弹簧测力计的示数如图所示，通过分析实验数据，第三次实验对应的机械效率是　 　%。(结果精确到0.1%) （3）有小组成员提出，最后要计算三次实验机械效率的平均值，这个想法是否正确？并说明理由　 　。 17．在“测量滑轮组机械效率"的实验中，小明利用如图甲。乙所示的装置用同一滑轮组先后提升不同重量的物体进行实验，不计空气阻力，实验测量的数据记录在表格中。 实验序号 物重/N 提升高度/m 拉力/N 绳端移动距离/m 机械效率 1 3 0.1 2.0 0.3 50% 2 6 0.1 3.2 0.3 —— （1）根据测量的实验数据，可计算出表格中的横线上应填的数据为　 　； （2）小明在实验操作过程中发现：一边拉动弹簧测力计一边读数，非常不方便，因为这样弹簧测力计示数不稳定。为了方便读数，小明认为可以让弹簧测力计保持静止时读数，如果让弹簧测力计保持静止时读数，则测出的滑轮组机械效率与其真实值相比　 　（ 选填“偏大”、“偏小”或“一样大”）； （3）如果不计绳重和摩擦，只是按照如图丙所示的绕绳方法组装滑轮组，并利用图丙方案提升相同重量的物体，对比图甲和图丙所示滑轮组的机械效率，可知η甲　 　（选填“大于”、“等于”或“小于”）η丙。 18．小丽用图甲所示的装置，测量滑轮组的机械效率。根据所学知识回答下列问题。 实验次数 钩码重力G/N 钩码上升的高度h/cm 绳子自由端的拉力F/N 绳子自由端移动的距离s/cm 机械效率 1 1 3 0.5 ① 66.7% 2 3 5 1.4 15 71.4% 3 6 9 2.5 27 ② （1）实验时应该竖直向上　 　（选填“匀速”或“变速”）拉动弹簧测力计。 （2）她按照正确步骤进行了3次实验，记录数据如表格所示。第1次实验中，绳子自由端移动的距离①为　 　；第3次实验中，机械效率②为　 　。 （3）她将图甲装置改接为图乙装置，提升相同钩码，得出图乙装置更　 　。（选填“省力”或“费力”） 答案解析部分 1．【答案】（1）便于直接读取力臂 （2）顺时针 （3）没有改变L1和L2多次实验 （4）1.5；弹簧测力计未在竖直方向调 2．【答案】（1）右；水平 （2）；不合理；只进行一次实验，结论具有偶然性 （3）变大 （4）B 3．【答案】（1）右；测量力臂 （2）F1l1=F2l2；获得普遍规律，避免结论的偶然性 （3）变大 （4）>； 4．【答案】矿石的质量；右；0.72；120；6×103 5．【答案】不同直径；避免实验偶然性，使结论更具有普遍性；绳端拉力大小与动滑轮直径大小无关 6．【答案】槽钢和铁笼重力；省力；3×103；；400 7．【答案】（1）C （2）省力；费距离 （3）变小；测力计自身有重力 8．【答案】（1）2 （2）匀速；上；定；改变力的方向 （3）=；不可以 9．【答案】（1）改变力的方向 （2）3；变小 （3）2；等于；不需要 10．【答案】（1）否 （2）向右运动 （3）；3N （4）0 （5）不变 11．【答案】（1）；； （2）< （3）换用质量更小的滑轮或换用摩擦更小的滑轮，可以提高机械效率 12．【答案】（1）A；B （2） 13．【答案】（1） （2）左 （3）0.75 （4）电压 14．【答案】（1） （2）先将滑动变阻器的滑片调至阻值最大处，再闭合开关；断路 （3）0.75 （4）0.5； （5）由前面实验可知，若小灯泡正常发光时，额定电流为0.3A。若定值电阻阻值为，则灯泡正常发光时，两端的电压 15．【答案】（1）刻度尺；停表 （2）能 （3）第1空、跳绳的高度h/m； 第2空、跳一次绳子的时间t/s； （4）24；80 16．【答案】（1）竖直 （2）87.0 （3）不正确，因为滑轮组的机械效率不是一个定值，求平均值无意义 17．【答案】（1）62.5% （2）偏大 （3）等于 18．【答案】（1）匀速 （2）9；80% （3）费力 学科网（北京）股份有限公司 $