5年中考3年模擬試卷初中物理八年級下冊09專項素養(yǎng)綜合全練（九）

專項素養(yǎng)綜合全練(九)簡單機械的實驗探究類型一探究杠桿的平衡條件1.【學(xué)科素養(yǎng)·科學(xué)探究】(2023廣西南寧良慶期末)小華利用杠桿、彈簧測力計、細線和若干個質(zhì)量相同的鉤碼等實驗器材探究“杠桿的平衡條件”。次數(shù)動力F1/N動力臂l1/cm阻力F2/N阻力臂l2/cm11102522101203215310(1)實驗前,將杠桿中點置于支架上,杠桿靜止在如圖甲所示的位置,這時杠桿處于(選填“平衡”或“非平衡”)狀態(tài);若要使杠桿在水平位置平衡,應(yīng)將平衡螺母向(選填“左”或“右”)調(diào)節(jié);

(2)調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡后,如圖乙所示,在左側(cè)A點掛上鉤碼,為使杠桿重新平衡,應(yīng)在右側(cè)B點掛上個鉤碼;

(3)如圖乙所示,杠桿水平平衡后,在A、B兩點的下方同時減少一個相同的鉤碼,則杠桿(選填“左端下沉”“右端下沉”或“保持不動”);

(4)小華通過改變鉤碼的個數(shù)和位置進行多次實驗,將所得數(shù)據(jù)進行分析處理后,把數(shù)據(jù)記錄在表格中。小華根據(jù)表中數(shù)據(jù)得出杠桿平衡條件是;

(5)仍然保持杠桿在水平位置平衡,小華將彈簧測力計由A方向緩慢轉(zhuǎn)動到B方向,如圖丙所示,彈簧測力計的示數(shù)逐漸(選填“變大”“變小”或“不變”)。

類型二測量杠桿的機械效率2.(2023江蘇寶應(yīng)期末)用如圖所示的裝置探究杠桿的機械效率與懸掛點的關(guān)系,OC是一根均勻的杠桿,且OA=AB=BC,分別把鉤碼掛在A點和B點進行實驗(不計摩擦),收集的數(shù)據(jù)如表。懸掛點鉤碼重力G/N鉤碼上升高度h/m拉力的大小F/N拉力移動距離s/m機械效率ηA60.230.666.7%B60.250.3(1)鉤碼掛在B點時的機械效率η=。

(2)從實驗數(shù)據(jù)分析得出,杠桿的機械效率與懸掛點(選填“有關(guān)”或“無關(guān)”),影響杠桿的機械效率的因素有多個,請你再說出一個:。

(3)分析表格中數(shù)據(jù),請你求出杠桿的自重為。

(4)若把彈簧測力計由C點移到B點,O點位置不變,仍將掛在A點的鉤碼提升相同的高度,則杠桿的機械效率將(選填“變大”“變小”或“不變”)。

類型三測量滑輪組的機械效率3.(2023黑龍江綏化中考)如圖所示,在“測量滑輪組機械效率”的實驗中,利用圖2甲、乙、丙三個實驗裝置進行實驗,測得的實驗數(shù)據(jù)如表。(鉤碼規(guī)格相同、動滑輪個數(shù)越多重力越大)實驗次數(shù)鉤碼重力G/N提升高度h/m繩端拉力F/N繩端移動距離s/m機械效率η140.10.3280.13.20.383.3%380.12.00.580.0%(1)在實驗中,應(yīng)沿豎直方向拉動彈簧測力計。

(2)第一次實驗中,如圖1所示,彈簧測力計的示數(shù)是N,機械效率是(精確到0.1%)。

(3)由1、2兩次實驗數(shù)據(jù)可得出結(jié)論:。

(4)由兩次實驗數(shù)據(jù)可得出結(jié)論:使用不同滑輪組提升相同重物,動滑輪越重,機械效率越低。

(5)在第3次實驗操作的基礎(chǔ)上,如圖2丁所示改變繩端拉力方向,測得的滑輪組機械效率將。(選填“偏高”“偏低”或“不變”)

類型四測量斜面的機械效率4.【實驗探究·分析論證】(2023河南魯山一模)某綜合實踐小組為教學(xué)樓一樓的臺階設(shè)計了一個無障礙通道,它其實就是一個斜面。在設(shè)計的過程中,他們對斜面的省力情況與斜面的傾斜程度的關(guān)系進行了探究。他們利用重G1的木塊1、重G2的木塊2、刻度尺、長木板和彈簧測力計進行了如下探究。(1)為了探究斜面的省力情況與它的傾斜程度的關(guān)系,該小組做了如圖所示的三個實驗,在實驗中他們是如何改變斜面的傾斜程度的?。

(2)實驗過程中他們要用彈簧測力計沿木板拉動木塊,此時的拉力(選填“等于”或“不等于”)摩擦力。

(3)小組發(fā)現(xiàn)甲、乙、丙三次實驗的拉力F1>F2>F3,所以他們得出了結(jié)論:。

(4)在實驗過程中,為了使實驗更嚴謹,通過斜面高和長來確定斜面的傾斜程度,于是用刻度尺測量了斜面長為s,木塊1長為a,三次實驗的斜面高分別為h1、h2、h3,實驗結(jié)束后他們發(fā)現(xiàn),根據(jù)這些數(shù)據(jù)可以得出斜面的機械效率,請用所測量的物理量表示出乙圖中斜面的機械效率:η=(用字母表示)。

(5)他們通過計算發(fā)現(xiàn)甲、乙、丙的機械效率依次變小,于是從理論的角度進行了論證:分別按甲、乙、丙三種情況將木塊1拉到頂端時,有用功(選填“變小”“不變”或“變大”)。斜面越緩,木塊對斜面的壓力就越大,當斜面的粗糙程度一定時,滑動摩擦力就越,所以額外功就越,因此斜面的機械效率變小。

答案全解全析1.(1)平衡右(2)8(3)右端下沉(4)F1l1=F2l2(5)變大解析(1)杠桿靜止在圖甲所示位置,是平衡狀態(tài);杠桿右端偏高,應(yīng)將杠桿的平衡螺母向右端調(diào)節(jié),使杠桿在水平位置平衡。(2)若每個鉤碼的重力為G,杠桿上每一格的長度為l,在B點掛n個鉤碼,根據(jù)杠桿的平衡條件有4G×4l=nG×2l,解得n=8。(3)在A、B兩點的下方同時減少一個相同的鉤碼,則左端為3G×4l=12Gl,右端為7G×2l=14Gl,杠桿右端下沉。(4)第1次:F1×l1=1N×10cm=10N·cm,F2l2=2N×5cm=10N·cm。第2次:F1l1=2N×10cm=20N·cm,F2l2=1N×20cm=20N·cm。第3次:F1l1=2N×15cm=30N·cm,F2l2=3N×10cm=30N·cm。根據(jù)表格中數(shù)據(jù),可以得出杠桿平衡條件是F1l1=F2l2。(5)在實驗過程中,小華將彈簧測力計由A方向逐漸轉(zhuǎn)到B方向,阻力與阻力臂不變,由于動力臂變小,因此動力變大,則彈簧測力計的示數(shù)將變大。2.(1)80%(2)有關(guān)杠桿自重(或所掛物體的重)(3)2N(4)不變解析(1)鉤碼掛在B點時的有用功W有=Gh=6N×0.2m=1.2J,總功W總2=F2s2=5N×0.3m=1.5J,機械效率η=W有W總2=1.2J1.5J=80%;(2)由表格中的機械效率可知,同一物體提升相同的高度,懸掛點不同,拉力不同,機械效率不同,說明杠桿的機械效率與懸掛點有關(guān);不計摩擦力,杠桿的重力和提升物體的重力也會影響杠桿的機械效率;(3)第1次實驗即物體掛在A點時,有用功W有=Gh=6.0N×0.2m=1.2J;總功W總1=F1s1=3N×0.6m=1.8J;額外功W額1=W總1-W有=1.8J-1.2J=0.6J;杠桿的重心提升高度h'=12×0.6m=0.3m,杠桿自重G桿=W額1?'=0.6J0.3m=2N;(4)若只將測力計的懸掛點由C點移至B點,鉤碼還升高相同的高度,杠桿向上旋轉(zhuǎn)的角度不變,杠桿重心升高的高度h'不變,所以總功不變,為Gh+G桿3.(1)勻速(2)1.874.1%(3)使用同一滑輪組,物重越大,機械效率越高(4)2、3(5)偏低解析(1)實驗中要沿豎直方向勻速拉動彈簧測力計;(2)圖1所示彈簧測力計的分度值為0.2N,示數(shù)為1.8N;第1次實驗機械效率η=W有W總=G?Fs=4N×0.1m1.8N×0.3m≈74.1%;(3)由1、2兩次實驗數(shù)據(jù)可知,使用同一滑輪組,物重越大,機械效率越高;(4)比較第2、3次實驗數(shù)據(jù)可得出的結(jié)論是使用不同的滑輪組提升相同的重物時,動滑輪越重,滑輪組的機械效率越低;(5)在丁圖中,拉力F向右傾斜,則拉力變大,4.(1)移動木塊2的位置(2)勻速直線不等于(3)在木塊重力一定時,斜面的傾斜程度越大,越費力(4)G1h2F2解析(1)從圖中可以看出,本實驗是通過移動木塊2的位置改變斜面的傾斜程度的;(2)實驗時,應(yīng)該用彈簧測力計拉動木塊做勻速直線運動;木塊受到豎直向下的重力、垂直于斜面向上的支持力、沿斜面向上的拉力和沿斜面向下的摩擦力,在4個力的作用下處于平衡狀態(tài),所以彈簧測力計的示數(shù)不等于摩擦力的大小;(3)甲、乙、丙三次實驗斜面的