2021年寒假中考冲刺实验题专题复习（9）——杠杆、机械效率实验（含答案）

1 2021 寒 假 中考冲刺 实验题 专题复习（9 9）——杠杆、机械效率实验 1.（2020·达县）同学们在探究影响浮力大小的因素时，发现手中的弹簧测力计损坏了，聪明的小强同学利用刻度均匀的杠杆和钩码（每只重 0.5N）替代弹簧测力计顺利地完成了该实验。以下是小强同学的实验操作，请你帮他完善该实验探究。

⑴将杠杆安装在支架上，静止时如图 1 所示，应将平衡螺母向________（选填“右”或“左”）调节，使杠杆在水平位置平衡； ⑵如图2甲所示，将重2N的物体G挂在A点，两只钩码挂在B点时，杠杆在水平位置平衡； ⑶将物体 G 部分浸入水中（如图 2 乙所示），两只钩码移到 C 点时，杠杆在水平位置平衡； ⑷将物体 G 浸没于水中（如图 2 丙所示），两只钩码移到 D 点时，杠杆在水平位置平衡； ⑸将物体 G 浸没于盐水中（如图 2 丁所示），两只钩码移到 E 点时，杠杆在水平位置平衡。

分析与论证：分析比较(2)、(3)、(4)可得：物体 G 所受浮力大小与________有关；分析比较(2)、(4)、(5)可得：物体 G 所受浮力大小与有________关；由题中信息计算物体 G 的体积 V=________m3，盐水的密度 盐水 ________kg/m 3。（水，g=10N/kg）2.（2020 九上·九江月考）如图甲为某实验小组测一滑轮组机械效率，下表为该组的数据：

实验次数 动滑轮 重 G 动/N 钩码重 G 物 /N 钩码上升 高度 h 物/m 直接将钩码 举高做的功 W 有用 /J 动力 F 动/N 动力作用点移动距离 s 动 /m 使用滑轮组动力做的功 W 总 /J 滑轮组的机械效率 η 1 0.50 1 0.1 0.1 0.7 0.3 0.21 47.6% 2 2 0.1 0.2 1.1 0.3 0.33 60.6% 3 4 0.1 0.4 2.0 0.3 a b

（1）将表格中的数据补充填写完整：a.________b.________ ；（2）分析数据可得结论，是由同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越________（选填“高”或“低”）；（3）根据实验结论推测，使用该滑轮组再次将重 3N 的物体匀速提升 0.1m，此时滑轮组的机械效率可能为______（只填序号）； A.53.2% B.63.6% C.71.2% D.88.7%（4）另一组在该组实验基础上多使用一个动滑轮和一个定滑轮也做了实验，如图乙所示； ①多使用一个动滑轮，目的是为了改变________； ②当两组使用各自的滑轮组提升相同重物时，若忽略绳重及摩擦，它们的机械效率________（填“相同”或“不相同”），理由是________。

3.（2020 九上·亭湖期中）在“探究杠杆平衡条件的实验”中：

（1）如图甲所示，实验前杠杆左端下沉，则应将左端的平衡螺母向________（左/右）调节，直到杠杆在水平位置平衡，目的是________（填字母 a.避免杠杆自重影响 b.方便测量力臂）。

（2）如图乙所示，杠杆上的刻度均匀，在 A 点挂 4 个钩码，要使杠杆在水平位置平衡，应在 B 点挂________个相同的钩码；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 O 方向移动一小格，则杠杆________（能/不能）在水平位置保持平衡。

（3）如图丙所示，若不在 B 点挂钩码，改用弹簧测力计在 B 点向下拉杠杆，使杠杆仍在水平位置平衡，当测力计从 a 位置转动到 b 位置时，其示数大小将________变大/变小/不变）。

（4）实验结束后，小明提出了新的问题：“若支点不在杠杆的中点时，杠杆的平衡条件是否仍然成立？”于是小组同学利用如图丁所示装置进行探究，发现在杠杆左端的不同位置，用弹簧测力计竖直向上拉，使杠杆处于平衡状态，测出拉力的大小都与杠杆平衡条件不相符。其原因是受________（填字母 a.杠杆自重 b.钩码重力）的影响。

（5）有的同学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不符合，原因是实验过程中_____（填字母）。

A.没有改变力的大小 B.没有改变力的方向 C.没有改变力的作用点 D.实验次数较少，结论具有偶然性 4.（2020 九上·常熟期中）在“探究杠杆平衡条件的实验”中：

（1）如图甲所示，实验前，杠杆右端下沉，则应将左端的平衡螺母向________（选填“左”或“右”）调节；实验过程中，总是使杠杆在水平位置平衡，目的是________；（2）如图乙所示，在探究过程中，我们需要测量和记录动力、动力臂，阻力、阻力臂四个物理量，在进行多次实验时，我们________（选填“可以”或“不可以”）同时改变多个物理量进行探究；（3）如图丙所示，当弹簧测力计由 M 位置倾斜至 N 位置时，要使拉力大小不变，杠杆继续在水平位置处于平衡，则应________（选填“增大”或“减小”）悬挂的钩码总质量；（4）如图丁所示，杠杆在水平位置平衡，如果在杠杆两侧各去掉一个相同的钩码，则杠杆________（选填“左”或“右”）端将上翘；（5）实验测得的数据如表所示：

测量序号 动力 F 1 /N 动力臂 L l /cm 阻力 F 2 /N 阻力臂 L 2 /cm ① 1 20 2 10 ② 2 15 1.5 20

③ 3 5 1 15 有的同学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不符，原因是实验过程中________（填字母）。

A.没有改变力的大小 B.没有改变力的方向 C.没有改变力的作用点 D.实验次数较少，结论具有偶然性 5.（2020 九上·花都期中）某实验小组在“测滑轮组机械效率”的实验中得到的数据如把表所示，第 1 2 3 次实验装置分别如图的甲、乙、丙所示。

次数 钩码重G/N 钩码上升高度h/m 有用功 W 有用/J 测力计拉力F/N 测力计移动距离s/m 总功 W 总/J 机械效率η 1 4 0.1 0.4 1.1 0.5 0.55 72.7% 2 4 0.1 0.4 1.6 0.3 0.48 83.3% 3 2 0.1 0.2 0.9 0.3 0.27（1）第 3 次实验中的机械效率是________；（2）比较第 2 次实验和第 3 次实验，可得出初步结论：使用同样的滑轮组，提起的钩码越重，滑轮组的机械效率越________；（3）第 1 次实验中动滑轮个数比第 2 次实验多，动滑轮自重增大，对动滑轮所做的额外功________（选填“增大”或“减小”）。因而，由第 1 2 次实验可知：滑轮组的机械效率可能与动滑轮自重力大小有关。

6.（2020 九上·马鞍山开学考）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。

7.（2020·河北）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，（1）如：________。

（2）那么斜面的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。

实验序号 1 2 3 4 5 6 斜面倾角 θ θ θ θ θ 1（θ 1 ＞θ）θ 2（θ 2 ＞θ 1）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

回答下列问题：

通过对比实验________中的数据可知，使用斜面省力的情况与斜面的表面材料有关；（3）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，________；（4）为验证猜想 3，小明做了实验________（填写实验序号），分析实验数据后，小明认为这几次实验省力情况相同，依据是________。

（5）（拓展）完成实验后，小明沿斜面用 1.8N 的拉力，将重为 4.5N 的物体从斜面底端匀速拉到了顶端。已知斜面长 1.2m、高 0.3m，则斜面的机械效率是________%。（把重物直接提升 0.3m 所做的功作为有用功）8.（2020·青岛）研究定滑轮的特点：

（1）在研究使用定滑轮是否省力时，用如图甲所示装置匀速提升重物，需要测量的物理量是________和________。

（2）如图乙所示，分别用拉力F 1、F 2、F 3 匀速提升重物，则三个力的大小关系是________。

（3）旗杆顶部有一个定滑轮，给我们升国旗带来了便利。这是利用定滑轮________的特点。

9.（2020·丹东）在“探究杠杆平衡条件”实验时，实验中所用钩码的质量均为 50g。

（1）实验前，应先调节杠杆在水平位置平衡。若向右调节杠杆两端的________时，可使杠杆在水平位置平衡，则调节前，杠杆________（选填 “左”或“右”）端偏低；

（2）如图甲，当在杠杆左侧第 2 格处挂 6 个钩码，在右侧第 3 格处挂________个钩码（图中右侧钩码未画出）的时候，杠杆在水平位置平衡。此时，若将杠杆左右两侧所挂的钩码各向远离支点 O 的方向移动 1 个格，则杠杆________（选填“左”或“右”）端将下降；（3）如图乙，当在杠杆左侧第 2 格处挂 4 个钩码，在杠杆的右侧用竖直向下的拉力 F 作用时，杠杆在水平位置平衡。若使杠杆继续在水平位置保持平衡，将拉力方向旋转到图中虚线位置时，拉力 F 的力臂将________，拉力 F 的大小将________（两空都选填“变大”、“变小”或“不变”）。

10.（2020·哈尔滨）提高机械效率，能够更充分地发挥机械设备的作用，“测量机械效率”实验装置如图（每个动滑轮重相同。忽略摩擦及绳重）。

（1）实验中应________拉动弹簧测力计。

（2）实验过程中收集到、、三组实验数据如下。

装置 钩码重 钩码上升的高度 弹簧测力计示数 绳子自由端移动的距离 2 0.1 1.5 0.2 2 0.1 1.0 0.3 5 0.1 2.0 0.3 计算出 组实验的：有用功________J，机械效率________。

（3）比较、两组的机械效率，它们的关系是：

________。若提升相同物重到相同高度，与 装置相比，装置的优势是________。

比较、滑轮组，它们机械效率的关系是：

________，影响它们机械效率高低的因素是________。

11.（2020·眉山）小明在“研究杠杆平衡条件”的实验中所用的实验器材有：刻度均匀的杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的 0.5N 重的钩码若干个。

（1）如图 A 所示，此时的杠杆________（选填“是”或“不是”）平衡状态。实验时为了消除杠杆自重对杠杆平衡的影响，且便于直接从杠杆上读出力臂的大小，应将杠杆调到________；（2）小明同学所在实验小组完成一次操作后，实验现象如图 B 所示，他们记录的数据为动力F 1 ＝1.5N，动力臂l 1 ＝0.2m，阻力F 2 ＝1N，则阻力臂l 2 ＝0.3m。甲同学测出了这组数据后就得出了“动力×动力臂＝阻力×阻力臂”的结论，乙同学认为他的结论不一定科学，理由是________。他把右边的钩码换成弹簧秤，使杠杆从水平位置慢慢转过一定角度，如图C 所示，此过程中，弹簧秤拉力的大小________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。

（3）图 B 实验中，小明把两边的钩码同时远离支点一格，杠杆不再平衡，________（选填“左”或“右”）端会下沉。小明回家又做了图 D 的探索，将一根长为 L，重为 G 的均匀木棒，有 的木棒伸出桌子边缘，用竖直向下的力 F 0 压木棒的一端，当 F 0 ＝________时，木棒刚好会被翘起。

12.（2020 八下·宽城期末）某小组在“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。（每个滑轮重相同）实验次数 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η 1 4 0.1 2.7 0.2 74% 2 8 0.1 3.1 0.3 86% 3 8 0.1 2.5 0.4 ①（1）实验中应沿竖直方向________缓慢拉动弹簧测力计；（2）用两图装置进行实验，得出表中第 3 次实验数据，表中的①数据为________；

（3）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，滑轮组的机槭效率越高；（填实验次数的序号）（4）通过比较 2、3 两次实验数据可得出结论：滑轮组的机械效率与________有关。

13.（2020 八下·钦州期末）小明在“探究杠杆的平衡条件”的实验中（1）实验前，如图甲所示杠杆处于静止状态。为了方便测量力臂，小明让杠杆在________位置平衡，应将杠杆左端螺母向________（选填“左”或“右”）调节。

（2）调好杠杆后，按照图乙进行实验，若 A 点每个钩码的重力均为 0.5N，弹簧测力计在 B点沿竖直方向向下拉杠杆，则测力计示数为________N；若弹簧测力计的量程为 0~2N，则 A点处最多可以挂________个钩码。

（3）若弹簧测力计沿虚线方向向下拉杠杆，为使杠杆仍在水平位置平衡，弹簧测力计的示数________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。

（4）小明测出了多组动力和动力臂的数据，其目的是________（选填“减小误差”或“寻找普遍规律”）；同时绘制了F 1 和l 1 的关系图象如图丙所示，由图象可知：当l 1 ＝0.3m时，F 1 ＝________N。

14.（2020 九上·广州期中）在“探究杠杆平衡条件”的实验中（1）在杠杆的 A 点挂上一个重物，在 B 点用弹簧测力计施加竖直向下的力 F 1 使杠杆平衡。请在如图甲中画出重物对挂钩的拉力 F。

（2）在杠杆后面安装一个以 O 为圆心的圆盘，如图甲。再把弹簧测力计从 B 点移到 C 点，此时拉力 F 2 沿图乙中的 CD 线（CD 线与圆盘相切于 D 点）。

①请在图乙中画出拉力 F 2，并画出 F 2 的力臂 L 2 ；（________）②判断：F 1 ________F 2。（选填“＞”、“＜”或“＝”）（3）用图丙中的轻质杠杆 HIJK 提起 G＝300N 的重物，I 点为支点，已知 HI＝6m，IJ＝3m，JK＝4m，请在图丙中画出使杠杆平衡的最小力 F 3，并标出其大小。

15.（2020 九上·南昌月考）在“探究斜面的机械效率”实验中，小明猜想斜面的机械效率可能跟斜面的粗糙程度有关，小聪猜想可能跟斜面的倾斜程度有关。如图是他们设计的实验装置，下表是其中一位同学在其他条件一定时的实验数据。

实验序号 斜面的倾斜程度 物块的重力G/N 斜面高度h/m 沿斜面的拉力F/N 斜面长s/m 机械效率 1 较缓 10 0.2 5.5 1 36.4% 2 较陡 10 0.4 7.0 1 57.1% 3 最陡 10 0.6 8.5 1（1）表格中第三次实验的机械效率为________（结果保留一位小数），分析表中数据可得该实验是探究________（选填“小明”或“小聪”）的猜想，结论是∶在其他条件一定时，斜面________，机械效率越高；（2）另一位同学为探究自己的猜想，设计了如下步骤。

①把一块长木板的一端垫高，构成一个斜面； ②用弹簧测力计沿斜面把一木块________拉上去，进行相关测量，计算出斜面的机械效率； ③保持斜面的________不变，改变斜面的________，再进行相关测量，并计算出斜面的机械效率； ④比较两次________的大小，即可验证猜想是否正确。

16.（2020·吉林模拟）如图甲是小明用来探究“滑轮组的机械效率与哪些因素有关”的实验，不计绳重和摩擦，则：

（1）请在图甲中画出最省力的绕法；（2）实验时，应沿竖直方向________拉动弹簧测力计；（3）若只增加物重，此滑轮组的机械效率将________；（4）他多次改变物重，并根据实验数据制成如图乙所示 与物重 物 的图象，由图象可知，他所用动滑轮的质量为________kg。

17.（2020·长春模拟）小明要测量石块的密度，选择的器材：矿泉水瓶、塑料袋（质量忽略）、木筷、水等器材。实验操作步骤如下：

a、如图甲所示，用细线将木筷悬挂，调节至筷子静止在水平位置，悬挂点记为 O； b、将矿泉水瓶剪成烧杯形状，倾斜放置，如图乙所示。在瓶中装水至溢水口处，用细线系紧石块缓慢漫入水中，溢出的水全部装入塑料袋中； c、取出石块并擦干水分。将装水的塑料袋和石块分别挂于筷子上的 O 点两侧，适当移动塑料袋和石块的悬挂位置，使筷子仍静止在水平位置。用刻度尺分别测出 O 点到两悬挂点的距离 和，如图丙所示。

问题：

（1）在实验操作步骤 a 中，小明调节至筷子静止在水平位置的目的是________；（2）根据公式推导出石块的密度 石 ________（用字母 水 和所测得的物理量表示）；（3）实验中选择的筷子粗细不均匀对测量结果有影响吗？________（4）如图乙所示，若瓶中的水面没有到溢水口，测出的石块密度________石块的真实密度（选填“大于”、“等于”或“小于”）。

答案部分 1.【答案】 右；物体排开液体的体积；液体的密度；1.0×10-4 ；1.125×10 3 2.【答案】（1）0.6；66.7%（2）高（3）B（4）动滑轮总重；不同；两组使用各自的滑轮组提升相同重物时，若忽略绳重及摩擦，它们的机械效率不同，因为有用功相同，额外功不同，则有用功占总功的百分比不同，即机械效率不同。

3.【答案】（1）右；a（2）6；不能（3）变大（4）a（5）B 4.【答案】（1）左；便于测量力臂（2）可以（3）减小

（4）右（5）B 5.【答案】（1）74.1%（2）高（3）增大 6.【答案】（1）便于从直尺上直接读出力臂（2）0.6（3）0.2（4）右（5）1.5 7.【答案】（1）盘山公路（2）1 和 2（3）斜面的倾斜程度越小，提升物体越省力（4）1、3、4；根据 1、3、4 的实验数据可知，物体的重力变为原来的几倍，拉力会变为原来的几倍，即沿斜面的拉力 F 与物体的重力 G 的比值大小相等（5）62.5 8.【答案】（1）弹簧测力计对绳子末端的拉力；物体的重力（2）F 1 =F 2 =F 3（3）可以改变力的方向 9.【答案】（1）平衡螺母；左（2）4；左（3）减小；增大 10.【答案】（1）竖直向上匀速（2）0.2；（3）；省力； ；提升物体的重力不同 11.【答案】（1）是；水平位置平衡（2）一组实验数据太少，具有偶然性，不便找出普遍规律；不变（3）左；1.5G 12.【答案】（1）匀速（2）80%

（3）1、2（4）动滑轮重 13.【答案】（1）水平；右（2）1.2；5（3）变大（4）寻找普遍规律；1 14.【答案】（1）（2）；=（3）15.【答案】（1）70.6%；小聪；倾斜程度越大（2）匀速；倾斜程度；粗糙程度；机械效率 16.【答案】（1）（2）匀速

（3）变大（4）0.1 17.【答案】（1）消除筷子自重对实验影响（2）水（3）无影响（4）大于

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