初中物理探究杠杆的平衡条件实验试题

有一电热水器，质量为20kg，装满水后的总质量为70kg，该热水器额定电压是220V，内部有两个加热管，有三档不同的加热功率，其中最大额定功率是2000W，如图是电热水器安装的尺寸及其受力示意图，在竖直方向上热水器受到挂钩拉力F₂和重力G，在水平方向上热水器受到膨胀螺钉对它的拉力F₁和墙壁对它的支持力F₃．（g取10N/kg，ρ_水=1.0×103kg/m3）

（1）该热水器最多能装多少立方米的水？
（2）该热水器装满水时，膨胀螺钉的拉力F₁是多大？
（3）若热水器内部两个加热管的电阻阻值相同，则每个加热管的电阻是多少？

图中，杠杆调平衡后，将两个体积相同的重物分别挂在杠杆两侧的A、B处，杠杆仍然平衡．则两重物重力大小之比G_A：G_B=　 　；若要将两重物同时浸没在水中，则杠杆的　 　端将上升．

如图所示，足够长的均匀木板已调节到水平平衡状态。在支点O的两边分别有做相同匀速直线运动的甲、乙两玩具电动小车，当重为4N的甲车位于支点右边距支点3m处时，为保持木板平衡，重为6N的乙车应在支点左边距支点               m处，如果甲车速度为0.15m/s，则乙车的速度应为       m/s才能保持木板平衡始终不能被破坏。（车未到支点O前）。

在探究“斜面的倾斜程度对斜面机械效率的影响”时，某物理兴趣小组的同学提出了三种不同的猜想：
A．斜面越倾斜斜面机械效率越大；
B．斜面越倾斜斜面机械效率越小；
C．斜面的机械效率与斜面的倾斜程度无关。
他们用如图所示的探究装置，在不同的倾斜程度下做了三次试验，实验中应保持物体在斜面上的运动状态是                  。请回答下列问题：
①每次实验时，斜面的光滑程度和沿斜面被拉的物体应该        （选填“相同”或“不相同”）；改变斜面的倾斜程度是指改变                        （选填（斜面的长度、斜面的高度、斜面与水平面的夹角）；实验时应把物体沿着斜面往上缓慢拉动．
②在以下六个物理量中：被拉物体的重量G、弹簧秤的拉力F、斜面的长度L、斜面的高度H、物体在斜面上通过的距离s、物体上升的高度h，实验必须要测量的物理量是                            （只填所测物理量的符号）；用需要测量的物理量的符号表示斜面的机械效率的计算式是                   
③如果猜想C是正确的，则在三次倾斜程度逐渐增大的实验中，由实验数据代入斜面机械效率的计算式得到的值就应该                （选填“逐渐增大”、“逐渐减小”、“基本不变”）．如果在三次倾斜程度逐渐增大的实验中，由实验数据代入斜面机械效率的计算式得到的值逐渐增大，这说明实验前的猜想            是正确的．

试根据规定要求作图．


（1）如图甲所示，光线AO经平面镜反射后进入水中，试画出光路图（不考虑光线在水面的反射）．
（2）如图所示的是一个已知N、S极的通电螺线管，试在图中标出通电螺线管外部磁感线的方向和电源的正、负极．            
（3）在图中，试画出螺丝刀撬图钉的力F₁的力臂及所受阻力F₂的示意图。
（4）小明在探究“比较水和煤油的吸热能力”的实验时，利用两根完全相同的电阻丝作为发热体给质量相同的两种液体加热，为了节省时间，他将两根电阻丝并联接入电路，用一个开关控制同时通电或断电。请在图中用笔画线代替导线，使电路满足要求。

杆秤是用来测量物体质量的工具，也是我国劳动人民智慧的结晶。如图所示，杆秤的提纽到挂钩的距离OA＝4cm，当秤砣移动到离提纽的距离为20cm时，杆秤刚好水平平衡，若秤砣的质量为0.6kg，求：

（1）所称物体的质量是多少kg？
（2）若用质量为0.5kg的秤砣去测量该物体，当杆秤刚好水平平衡时秤砣移动到离提纽的距离为多少cm？

安全阀常作为超压保护装置，如图是利用杠杆原理设计的锅炉安全阀示意图，阀的横截面积S为6厘米²，OA：AB=1：2，若锅炉能承受的最大压强为5.81×10⁵帕，大气压强为1.01×10⁵帕，则在B处应挂　   　牛的重物．若锅炉承受的最大压强减小，为保证锅炉安全，应将重物向　   　（选填“左”或“右”）移动．

如图所示，有一轻质木板（质量忽略不计），左端可绕O点转动，长为L，右端放一重为G的物块，并用一竖直向上的力F拉着.当物块向左匀速滑动时，木板始终在水平位置保持静止，则下列表示拉力F与物块运动时间t的关系图中，正确的是

如图A所示的两种剪刀，正常使用时为了省力，应使用      剪刀（填“甲”或“乙”）；这两种剪刀在使用时都不能      （填“省力”或“省功”）；如图B所示，工程车上的起重臂就是一个杠杆，使用它的好处是能够省       。

如图，小明用一轻质杠杆自制简易密度秤的过程中，在A端的空桶内分别注入密度已知的不同液体，改变物体M悬挂点B的位置，当杠杆在水平位置平衡时，在M悬挂点处标出相应液体的密度值。下列关于密度秤制作的说法中，错误的是（ ）

A．每次倒入空桶的液体体积相同

B．秤的刻度值向右越来越大

C．悬点O适当右移，秤的量程会增大

D．增大M的质量，秤的量程会增大

如图所示，杠杆MN可绕O点转动，A、B、C、D是四个供人娱乐的吊环、B环到O点的距离为D环O点距离的一半，父子俩在吊环上做游戏，质量为40kg的儿子吊在B环上，父亲站在地面上抓着D环．（g=10N/kg）求：

⑴ 若不计杠杆和吊环的重以及转轴间的摩擦，为使杠杆在水平位置平衡，父亲要用多大的力拉吊环D？
⑵ 若父亲实际使用竖直向下的拉力为250N，在4s内将儿子匀速拉高0.5m，父亲要做多少功？做功的功率多大？
⑶ 父亲提升儿子的过程中，该器材的机械效率为多少？

如图所示，用固定在墙上的三角支架ABC放置空调室外机.如果A处螺钉松脱，则支架会绕      (选填“A”、“ B”或“C”)点倾翻.已知AB长40cm，AC长30cm，室外机的重力为300N，正好处在AB中点处，则A处螺钉的水平拉力为     N（支架重力不计）.为了安全，室外机应尽量    （选填“靠近”或“远离”）墙壁.

实验桌上有符合实验要求的橡皮筋一根、已调好的弹簧测力计一个、刻度尺一把、细线若干。现将一块贴有白纸的木板竖直固定在一支架上，将一根两端带有调平衡螺母的杠杆安装在垂直于木板平面的转轴上，并可绕转轴在平行于木板的竖直平面内自由转动，杠杆上有间距相等的刻度线，如图20所示。请你在如图所示装置的基础上，选用上述实验器材设计一个实验证明：“在杠杆平衡时，如果动力臂和阻力臂保持不变，则动力跟阻力成正比”。请你写出实验步骤（可画示意图辅助说明），画出实验数据记录表格。

如图所示，O点为轻质杠杆AC的支点，AB=BO=OC，B处挂一重为10牛的小球。若要使杠杆在水平位置平衡，则在C点施加的力应至少为_______牛。若用最小的力使杠杆在水平位置平衡，则该力的大小为_______牛，方向竖直  ________。

如图所示，用竖直向上的力F匀速拉动较长的杠杆，使重为10N的物体缓慢升高0.1m，拉力大小为8N，拉力移动的距离为0.25m。人做的有用功为_        J,该杠杆的机械效率为        ，此杠杆属于        （选填“省力”、“费力”或“等臂”）杠杆。