精品解析：江苏省扬州市京华梅岭中学2023-2024学年九年级上学期第一次月考物理试题

扬州京华梅岭中学22023--2024学年学科素养体验 初三年级物理学科 一、选择题（每题3分，共42分） 1. 下列工具中，在使用时属于费力杠杆的是（　　） A. 开瓶器 B. 钢丝钳 C. 食品夹 D. 核桃夹 2. 下列情形中，没有对物体做功的是（　　） A. 扛着米袋慢慢登上楼梯 B. 叉车竖直向上举起货物 C. 举着杠铃不动 D. 把掉在地上的羽毛球捡起来 3. 某班准备组织一次爬楼比赛活动，要求从一楼登上五楼，比比谁的功率最大，怎样比较谁爬楼的功率最大；讨论中，同学们提出测量的物理量有：①一楼到五楼的高度h；②从一楼到达五楼所用的时间t；③每个同学的体重G；下面比较方案中可行是（ ） A. 比较t的大小 B. 比较G的大小 C. 比较的大小 D. 比较的大小 4. 如图甲，大人、男孩、女孩用两根相同圆木棍和一根绳子玩“比力气”的游戏。该游戏装置与滑轮组类似，图乙是其示意图。绳的一端固定在一根木棍上，在两根木棍上绕几圈后女孩捆住绳的另一辆向外拉，大人、男孩则各握住一根木棍向外拉，三人中被拉动者为负，他们都使出了最大力气，仍处于“僵持”状态，没能分出胜负。忽略绳与木棍之间的摩擦，以下做法中最有可能使女孩获胜的是（　　） A. 仅将绳在两木棍上多绕1圈 B. 仅将绳在两木棍上少绕1圈 C. 仅增加绳的总长 D. 仅减小绳的总长 5. 某同学在学习了机械的相关知识后，总结了几条“规律”，其中总结正确的是（　　） A. 机械效率大的机械做的有用功一定越多 B. 使用任何机械都一定不会省功 C. 机械的功率越大，机械效率也一定越大 D. 克服摩擦力做的功一定是额外功 6. 如图所示，利用动滑轮提升一个重为G的物块，不计绳重和摩擦，其机械效率为50%，要使此动滑轮的机械效率达到90%，则一次需要提升重为G的物块的个数为（　　） A. 6个 B. 7个 C. 8个 D. 9个 7. 现在许多商店和宾馆都安装了弹簧门，弹簧门在被推开后能自动关闭，以下有关于弹簧门被推开后自行关闭的过程中能量转化的说法，正确的是（　　） A. 弹簧的弹性势能转化为门的动能 B. 门的动能转化为弹簧的弹性势能 C. 门的势能转化为弹簧的动能 D. 弹簧的动能转化为门的势能 8. 如图人造卫星沿椭圆形轨道地球运行，当卫星从远地点向近地点运动过程中，下列说法中正确的是（　　） A. 动能逐渐增大，势能逐渐减小，机械能减小 B. 动能逐渐增大，势能逐渐减小，机械能不变 C. 势能逐渐减小，机械能减小 D. 动能逐渐增大，机械能增大 9. 将皮球从离地某一高度O点处水平抛出，球落地后又弹起。它的部分运动轨迹如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 若将皮球表面涂黑，则会在地面M、N两点留下两个大小相等的黑色圆斑 B. 皮球第一次反弹后到达最高点P点时速度为零 C. 皮球在D点时的机械能小于在C点时的机械能 D. 皮球经过同一高度的A、B两点时动能相等 10. 某实验小组分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组（每个滑轮重相同）在相同时间内把重物G提升相同高度。若F1和F2大小相等，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（　　） A. 力F1和F2做的总功相同 B. 力F1和F2做功的功率相同 C. 两个滑轮组机械效率一样大 D. 甲滑轮组的机械效率比乙滑轮组高 11. 如图所示，质地均匀的圆柱体，在拉力F的作用下，由实线位置匀速转到虚线所示位置，整个过程中，拉力F始终作用于A点且与OA保持垂直（OA为圆柱体横截面的直径），圆柱体在转动过程中不打滑。则下列分析正确的是（　　） A. 拉力F逐渐变小 B. 由于拉力F的力臂始终保持最长，拉力F始终保持最小值不变 C. 拉力F逐渐变大 D. 条件不足，无法判断 12. 如图所示，有轻质木板（质量可忽略不计）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，左端可绕 O 点转动。当物块向左做匀速滑动时，木板始终在水平位置保持静止。则拉力 F 与物块运动时间 t 的关系图像是（　　） A. B. C. D. 13. 密度均匀的直尺AB放在水平桌面上，尺子伸出桌面的部分OB是全尺长的三分之一，当B端挂5N的重物P时，直尺的A端刚刚开始翘起，如图所示，则此尺受到的重力是（ ） A. 2.5N B. 5N C. 10N D. 无法确定 14. 某运动员做蹦极运动，如图甲所示，从高处O点开始下落，A点是弹性绳的自由长度，在B点运动员所受弹力恰好等于重力，C点是第一次下落到达的最低点．运动员所受弹性绳弹力F的大小随时间t变化的情况如图乙所示（蹦极过程视为在竖直方向的运动）．下列判断正确的是（ ） A 从A点到B点过程中运动员减速下落 B 从B点到C点过程中运动员动能增大 C. t0时刻运动员动能最大 D. 运动员重力大小等于0.6F0 二、填空题（每空2分，共20分） 15. 地震过后往往伴有泥石流等灾害，泥石流之所以会造成巨大的危害，是因为由石、泥土被雨水从高处冲下来时将 ________能转化为巨大的 _____能，灾害发生后，救灾飞机迅速到达灾区上空，当它在一定高度匀速飞行并投下救灾物资后，飞机的机械能将____（选填“变大”“变小”或“不变”）。 16. 神舟十四号载人飞船于2022年6月5日10时44分成功发射，在载人飞船加速升空的过程中，舱内3名宇航员的动能________（选填“增加”、“不变”或“减小”下同），机械能________。 17. 小明利用所学的物理知识，制作了“会跳的卡片”，如图所示。图甲是他制作的“会跳的卡片”，用手把它平压在桌面上，使橡皮筋伸长，迅速松手后，卡片就会弹跳起来。图中A为外表面，B为内表面，实验时应把________面紧贴桌面后松手，橡皮筋能对卡片做功，使卡片能向上运动。小明还利用相同的橡皮筋和卡纸做了图乙、丙中的两张卡片，压平后________（选填“乙”或“丙”）图中卡片可以弹跳得更高一些。 18. 如图装置为某学生在科技创新大赛时发明的可以直接测量液体密度的“密度天平”。其制作过程和原理如下：选择一根长1m的杠杆，调节两边螺母使杠杆在水平位置平衡。在左侧离中点10cm的A位置用细线固定一个质量为200g、容积为60mL的容器。右侧用细线悬挂一质量为50g的钩码（细线的质量忽略不计）。测量时往容器中加满待测液体，移动钩码使杠杆在水平位置平衡，在钩码悬挂位置直接读出液体的密度。 （1）该“密度天平”的“零刻度”应标在右端离支点O________cm处； （2）该“密度天平”________（选填“能”或“不能”）测出纯水的密度； （3）若将钩码的质量适当增大，该“密度天平”的量程将_______（变大/变小/不变） 三、解答题（每空2分，共38分） 19. 作图题： （1）胶棉拖把的主要结构如图甲所示，使用时先将棉头浸泡于水中吸水，再拉动拉手，使之绕O点转动，胶棉夹将棉头中多余水分挤出后便可清理地板，请在图乙中画出动力F1的力臂l1和连杆作用在B点的阻力F2。 （2）一个工人站在地面上想利用滑轮组把一个木箱吊起来，你认为应该如何把滑轮组组装起来才最适合呢？在图中画出来。 （3）如图所示在水平位置平衡的轻质衣服挂，搭上一条毛巾后，要使其在此位置仍保持平衡，请在A点画出应施加的最小力F与力臂。 20. 玻璃装运车间常用“低压吸盘吊车”进行吊运玻璃，如图甲所示，先将6个吸盘压在玻璃上，在大气压作用下吸盘将玻璃“吸住”，再通过电动机牵引滑轮组自由端的绳子就可以将玻璃吊起。图乙为“低压吸盘吊车”结构示意图，每个滑轮的质量为15kg，不计抽气管和绳重，在某次吊装过程中，吊车将一块重为90kg的玻璃以0.2m/s的速度吊高2m。求： （1）本次吊装过程中所做的有用功是多少？ （2）本次吊装过程中，电动机拉绳子自由端的拉力做功时的功率为多大？ （3）本次吊装过程中，该装置的机械效率是多少？ 21. 如图所示，小明在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，将小钢球从高度为h的同一斜面上由静止开始滚下，推动同一小木块向前移动一段距离s后停下，完成甲乙丙所示的三次实验，其中hA=hC>hB，mA=mB<mC。 （1）实验中，探究的动能是指________（填序号）； A. 小球在斜面上的动能 B. 小球撞击木块时的动能 C. 小球撞击木块后的动能 （2）小钢球在滚下斜面的过程中，其动能大小是通过________（选填“高度h”或“距离s”）来反映的；若水平面绝对光滑，本实验将________（选填“能”或“不能”）达到探究目的； （3）使质量相同的小球从斜面上不同高度处自由滚下，是为了研究动能大小与________的关系，分析比较甲和乙两组实验可得：物体质量相同时，速度越大，动能越________； （4）在做了探究“物体动能大小与哪些因素有关”的实验后，有些同学对“质量不同的小球从同一光滑斜面同一高度由静止开始滚下，刚到达底部时的速度大小相等”有疑惑，小明设计了如图丁所示的实验：让质量不同的小球A、C同时从同一高度由静止开始沿光滑斜面滚下，观察和比较两球相对运动情况，若C球相对于A球________（选填“运动”或“静止”），就可以说明任一时刻两球的速度大小相等； （5）完成实验后，同学们还联想到以前学习牛顿第一定律时，也用到了斜面：让同一小车从同一斜面的同一高度由静止滑下，在三个不同的表面上能滑行的距离不同（如下表），小车在这三个表面上滑行的过程中克服摩擦力做功________（选填“相等”或“不相等）。 表面 毛巾 棉布 木板 摩擦力 最大 较大 最小 小车运动距离 最近 较远 最远 22. 小夏同学在体育活动中，从铅球下落陷入沙坑的深度情况受到启发，并产生了如下猜想： 猜想一：物体的重力势能与物体的质量有关 猜想二：物体的重力势能与物体的下落高度有关 猜想三：物体的重力势能与物体的运动路径有关 为此小夏设计了如图所示的实验： 用大小、形状相同A、B、C、D四个铅球分别从距沙表面某高度处静止释放，其中D球从光滑弯曲管道上端静止滑入，最后从管道下端竖直落下（球在光滑管道中运动的能量损失不计）。实验数据如下表： 实验序号 铅球代号 铅球质量/g 下落高度/m 陷入沙中的深度/m ① A 200 0.5 0.1 ② B 400 0.5 0.25 ③ C 200 1 0.2 ④ D 200 1 0.2 （1）为了完成该实验，除了沙子和质量不等的铅球之外，还需要的器材是________； （2）本实验是通过观察________来判断重力势能大小，这种研究问题的物理方法叫________（控制变量法/转换法/类比法）； （3）为验证猜想二，应比较________两球，得到结论是：当物体质量相同时，________； （4）比较C、D两球，发现两球两球运动的路径不同，但陷入沙中深度相同，由此可以得出结论：物体的重力势能与物体的运动路径________（有关/无关）。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 扬州京华梅岭中学22023--2024学年学科素养体验 初三年级物理学科 一、选择题（每题3分，共42分） 1. 下列工具中，在使用时属于费力杠杆的是（　　） A. 开瓶器 B. 钢丝钳 C. 食品夹 D. 核桃夹 【答案】C 【解析】 【详解】A．开瓶器在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A不符合题意； B．钢丝钳在使用过程中，动力臂大于阻力臂，省力杠杆，故B不符合题意； C．食品夹在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故C符合题意； D．核桃夹在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D不符合题意。 故选C。 2. 下列情形中，没有对物体做功的是（　　） A. 扛着米袋慢慢登上楼梯 B. 叉车竖直向上举起货物 C. 举着杠铃不动 D. 把掉在地上的羽毛球捡起来 【答案】C 【解析】 【详解】A．扛着米袋慢慢登上楼梯，有力作用在米袋上，米袋在力的方向移动了一段距离，力对米袋做了功，故A不符合题意； B．叉车竖直向上举起货物，有力并且在力的方向上通过了一段距离，故叉车做了功，故B不符合题意； C．举着杠铃不动，对杠铃有向上的力，杠铃没有在力的方向上通过一定的距离，所以不做功，故C符合题意； D．把掉在地上的羽毛球捡起来，有力并且在力的方向上通过了一段距离，故力做了功，故D不符合题意。 故选C。 3. 某班准备组织一次爬楼比赛活动，要求从一楼登上五楼，比比谁的功率最大，怎样比较谁爬楼的功率最大；讨论中，同学们提出测量的物理量有：①一楼到五楼的高度h；②从一楼到达五楼所用的时间t；③每个同学的体重G；下面比较方案中可行是（ ） A. 比较t的大小 B. 比较G的大小 C. 比较的大小 D. 比较的大小 【答案】C 【解析】 【详解】由可知，需要知道每位同学所做的功W和爬楼的时间t，而根据功的公式可知，还要知道每位同学的体重G和楼层的高度h，每位同学都是从一楼登上五楼，其高度h是相同的，所以不用测量楼层高度也不会影响到实验的结果，这样我们只需要测量每个同学的体重、爬楼的时间，通过比较就可以知道功率的大小了，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 4. 如图甲，大人、男孩、女孩用两根相同圆木棍和一根绳子玩“比力气”的游戏。该游戏装置与滑轮组类似，图乙是其示意图。绳的一端固定在一根木棍上，在两根木棍上绕几圈后女孩捆住绳的另一辆向外拉，大人、男孩则各握住一根木棍向外拉，三人中被拉动者为负，他们都使出了最大力气，仍处于“僵持”状态，没能分出胜负。忽略绳与木棍之间的摩擦，以下做法中最有可能使女孩获胜的是（　　） A. 仅将绳在两木棍上多绕1圈 B. 仅将绳在两木棍上少绕1圈 C. 仅增加绳的总长 D. 仅减小绳的总长 【答案】A 【解析】 【详解】AB．仅将绳在两木棍上多绕1圈，这样承担男孩所用木棍的绳子的段数增大，女孩越省力，可能使女孩获胜，同理可知，仅将绳在两木棍上少绕1圈，不能使女孩获胜，故A符合题意，B不符合题意； CD．改变绳的总长，不能改变力的大小，故CD不符合题意。 故选A。 5. 某同学在学习了机械的相关知识后，总结了几条“规律”，其中总结正确的是（　　） A. 机械效率大的机械做的有用功一定越多 B. 使用任何机械都一定不会省功 C. 机械的功率越大，机械效率也一定越大 D. 克服摩擦力做的功一定是额外功 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】A．机械效率是指有用功与总功的比值；机械效率大的机械做的有用功不一定多，故A错误； B．使用任何机械都会克服摩擦、机械自重做功，因此使用任何机械一定不会省功，故B正确； C．功率与机械效率是两个不同的概念，两者之间没有关系，故C错误； D．当摩擦力是动力时，克服摩擦力做的功不是额外功，故D错误。 故选B。 6. 如图所示，利用动滑轮提升一个重为G的物块，不计绳重和摩擦，其机械效率为50%，要使此动滑轮的机械效率达到90%，则一次需要提升重为G的物块的个数为（　　） A. 6个 B. 7个 C. 8个 D. 9个 【答案】D 【解析】 【详解】不计绳重和摩擦，则动滑轮的机械效率为 用动滑轮提升一个重为G的物块，其机械效率为50%，则有 解得 设一次提升n个物块时，此动滑轮的机械效率达到90%，则有 将代入上式解得 n=9 故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 7. 现在许多商店和宾馆都安装了弹簧门，弹簧门在被推开后能自动关闭，以下有关于弹簧门被推开后自行关闭的过程中能量转化的说法，正确的是（　　） A. 弹簧的弹性势能转化为门的动能 B. 门的动能转化为弹簧的弹性势能 C. 门的势能转化为弹簧的动能 D. 弹簧的动能转化为门的势能 【答案】A 【解析】 【详解】弹簧门被推开后自行关闭过程中，弹簧恢复原状，它的弹性势能转化成门的动能，这样门就能自动关上了。 故选A。 8. 如图人造卫星沿椭圆形轨道地球运行，当卫星从远地点向近地点运动过程中，下列说法中正确的是（　　） A. 动能逐渐增大，势能逐渐减小，机械能减小 B. 动能逐渐增大，势能逐渐减小，机械能不变 C. 势能逐渐减小，机械能减小 D. 动能逐渐增大，机械能增大 【答案】B 【解析】 【详解】当卫星从远地点向近地点运动过程中，距离地面高度减小，故重力势能减小，速度增大，动能增大，减小的重力势能转化为动能，且只有动能和势能的转化，故机械能不变，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 9. 将皮球从离地某一高度O点处水平抛出，球落地后又弹起。它的部分运动轨迹如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 若将皮球表面涂黑，则会在地面M、N两点留下两个大小相等的黑色圆斑 B. 皮球第一次反弹后到达最高点P点时速度为零 C. 皮球在D点时的机械能小于在C点时的机械能 D. 皮球经过同一高度的A、B两点时动能相等 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图可知，每次小球反弹后到达的最高点都比上一次的最高点要低，说明小球受到空气阻力，机械能逐渐变小，所以小球在M点的机械能大于N点的机械能；当皮球落到M、N两点，且皮球达到最大形变时，其动能与重力势能都为零，又因为小球在M点的机械能大于N点的机械能，所以小球在M点的弹性势能大于在N点的弹性势能，则在M点的圆斑要大于在N点的圆斑，故A错误； B．从轨迹来看，小球在最高点时，竖直方向的速度为零，但是仍然能往右运动，说明小球还具有水平方向速度，故B错误； C．小球运动过程中受空气阻力作用，小球的机械能逐渐变小，且C点在D点之前，所以小球在D点时的机械能小于在C点时的机械能，故C正确； D．小球的机械能逐渐变小，且A点在B点之前，所以小球在A点的机械能大于在B点的机械能；机械能是物体动能与势能的总和，在A、B两点高度相同则重力势能相同，所以小球在A点的动能大于在B点的动能，故D错误。 故选C。 10. 某实验小组分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组（每个滑轮重相同）在相同时间内把重物G提升相同高度。若F1和F2大小相等，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（　　） A. 力F1和F2做的总功相同 B. 力F1和F2做功的功率相同 C. 两个滑轮组机械效率一样大 D. 甲滑轮组的机械效率比乙滑轮组高 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】由图知，甲滑轮组中承担物重的绳子段数n=3，乙滑轮组中承担物重的绳子段数n=4。 AB．若重物上升高度为h，则两滑轮组中绳端移动的距离分别为 s甲=3h，s乙=4h 甲滑轮组中拉力做的总功为 W甲总F13h 乙滑轮组中拉力做的总功为 W乙总F24h 已知F1=F2，所以W甲总＜W乙总，故B错误； 已知时间相同，由公式P 可知，P甲总＜P乙总，故A错误； CD．甲、乙两滑轮组提升的物重G相同，设一个动滑轮的重为G动，不计绳重及摩擦，则甲滑轮组的机械效率为 甲100% 同理可得，乙滑轮组的机械效率为 乙 所以甲＞乙，故C错误，D正确。 故选D。 11. 如图所示，质地均匀的圆柱体，在拉力F的作用下，由实线位置匀速转到虚线所示位置，整个过程中，拉力F始终作用于A点且与OA保持垂直（OA为圆柱体横截面的直径），圆柱体在转动过程中不打滑。则下列分析正确的是（　　） A. 拉力F逐渐变小 B. 由于拉力F的力臂始终保持最长，拉力F始终保持最小值不变 C. 拉力F逐渐变大 D. 条件不足，无法判断 【答案】A 【解析】 【详解】由题意可知，拉力F始终与OA垂直，也就是动臂的大小是不变的；由图示可知，在转动过程中，阻力也就是重力的力臂是越来越小的，重力大小不变，所以阻力与阻力臂的乘积是越来越小的，根据杠杆的平衡条件可知，动力与动力臂的大小也应是越来越小的，而动力臂大小不变，所以动力会越来越小，故应选A。 12. 如图所示，有轻质木板（质量可忽略不计）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，左端可绕 O 点转动。当物块向左做匀速滑动时，木板始终在水平位置保持静止。则拉力 F 与物块运动时间 t 的关系图像是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】如图 动力臂为OA=L，杠杆受到物体的压力（阻力）F′=G，阻力臂为OB，故 OB=OA-vt=L-vt 根据杠杆的平衡条件，可得 F×OA=F′×OB=G×（OA-vt） 即 F×L=G×（L-vt） 解得 由此可知，当t=0时，F=G；当t增大时，F减小。故B符合题意。故选B。 13. 密度均匀的直尺AB放在水平桌面上，尺子伸出桌面的部分OB是全尺长的三分之一，当B端挂5N的重物P时，直尺的A端刚刚开始翘起，如图所示，则此尺受到的重力是（ ） A 2.5N B. 5N C. 10N D. 无法确定 【答案】C 【解析】 【详解】若把杠杆看成一个整体，画出直尺杠杆的受力示意图如图所示，动力的大小为P的重力GP， 动力臂可看作OB=AB，阻力为直尺重力G，阻力臂为： OC=BCOB=ABAB=AB， 由杠杆原理得：G×OC=GP×OB，即： G=GP=5N=10N 故C符合题意． 14. 某运动员做蹦极运动，如图甲所示，从高处O点开始下落，A点是弹性绳的自由长度，在B点运动员所受弹力恰好等于重力，C点是第一次下落到达的最低点．运动员所受弹性绳弹力F的大小随时间t变化的情况如图乙所示（蹦极过程视为在竖直方向的运动）．下列判断正确的是（ ） A. 从A点到B点过程中运动员减速下落 B. 从B点到C点过程中运动员动能增大 C. t0时刻运动员动能最大 D. 运动员重力大小等于0.6F0 【答案】D 【解析】 【详解】A．B点弹力等于重力，A到B点过程中，重力大于弹力，运动员做加速运动，故A错误； B．从B点到C点过程中，由于弹力大于重力，所以物体的运动速度减小，故动能减小，故B错误； C．由图知，t0时刻，绳的弹性势能最大，应达到了最低点，此时动能为零，故C错误； D．由图知，最后绳的弹性势能几乎不变，说明此时运动员已经静止下来，此时拉力与重力平衡，由图象知，重力等于0.6F0，故D正确。 故选D。 二、填空题（每空2分，共20分） 15. 地震过后往往伴有泥石流等灾害，泥石流之所以会造成巨大的危害，是因为由石、泥土被雨水从高处冲下来时将 ________能转化为巨大的 _____能，灾害发生后，救灾飞机迅速到达灾区上空，当它在一定高度匀速飞行并投下救灾物资后，飞机的机械能将____（选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】 ①. 重力势 ②. 动 ③. 变小 【解析】 【详解】[1][2]石、泥土被雨水从高处冲下来时，其高度地减小，故重力势能减小，速度在增大，动能在增大，即重力势能转化动能。 [3]飞机匀速飞行并投下救灾物资后，其质量变小，虽然速度不变，高度不变，但其动能和重力势能均变小，故机械能变小。 16. 神舟十四号载人飞船于2022年6月5日10时44分成功发射，在载人飞船加速升空的过程中，舱内3名宇航员的动能________（选填“增加”、“不变”或“减小”下同），机械能________。 【答案】 ①. 增加 ②. 增加 【解析】 【详解】[1][2]在载人飞船加速升空的过程中，舱内3名宇航员的质量不变，加速升空，舱内3名宇航员的速度不断增加，可知动能增加；舱内3名宇航员的高度不断增加，势能增加，所以舱内3名宇航员的机械能增加。 17. 小明利用所学的物理知识，制作了“会跳的卡片”，如图所示。图甲是他制作的“会跳的卡片”，用手把它平压在桌面上，使橡皮筋伸长，迅速松手后，卡片就会弹跳起来。图中A为外表面，B为内表面，实验时应把________面紧贴桌面后松手，橡皮筋能对卡片做功，使卡片能向上运动。小明还利用相同的橡皮筋和卡纸做了图乙、丙中的两张卡片，压平后________（选填“乙”或“丙”）图中卡片可以弹跳得更高一些。 【答案】 ①. B ②. 乙 【解析】 【详解】[1]实验时应把B面紧贴在桌面后松手，此时橡皮筋才能发生弹性形变，故选B。 [2]图乙、丙中的两张卡片，压平后，乙图橡皮筋的弹性形变程度最大，故可以对外做的功多，故乙图中卡片可以弹跳得更高一些。 18. 如图装置为某学生在科技创新大赛时发明的可以直接测量液体密度的“密度天平”。其制作过程和原理如下：选择一根长1m的杠杆，调节两边螺母使杠杆在水平位置平衡。在左侧离中点10cm的A位置用细线固定一个质量为200g、容积为60mL的容器。右侧用细线悬挂一质量为50g的钩码（细线的质量忽略不计）。测量时往容器中加满待测液体，移动钩码使杠杆在水平位置平衡，在钩码悬挂位置直接读出液体的密度。 （1）该“密度天平”的“零刻度”应标在右端离支点O________cm处； （2）该“密度天平”________（选填“能”或“不能”）测出纯水的密度； （3）若将钩码的质量适当增大，该“密度天平”的量程将_______（变大/变小/不变） 【答案】（1）40 （2）不能 （3）变大 【解析】 【小问1详解】 由题意可知，当容器为空时，移动砝码使杠杆处于平衡位置，此时砝码所在位置为该“密度天平”的“零刻度”，设此位置为B点，则根据杠杆平衡原理可得 G容器×OA=G砝码×OB 代入数据可解得 所以“零刻度”应标在右端离支点O40cm处。 【小问2详解】 由题意可知，当砝码位于杠杆最右端时，该“密度天平”达到最大量程，此时砝码对应的力臂为0.5m，则由杠杆平衡原理可得此时容器与待测液体的总质量为 则“密度天平”的最大量程为 小于纯水的密度，所以可知该“密度天平”不能测出纯水的密度。 【小问3详解】 根据杠杆平衡的原理可知，当钩码的质量增大时，杠杆右端的力增大，则杠杆左端对应的力也会增大，在容器容积一定的情况下，可以测量的液体密度也会增大，所以“密度天平”的量程会变大。 三、解答题（每空2分，共38分） 19. 作图题： （1）胶棉拖把的主要结构如图甲所示，使用时先将棉头浸泡于水中吸水，再拉动拉手，使之绕O点转动，胶棉夹将棉头中多余水分挤出后便可清理地板，请在图乙中画出动力F1的力臂l1和连杆作用在B点的阻力F2。 （2）一个工人站在地面上想利用滑轮组把一个木箱吊起来，你认为应该如何把滑轮组组装起来才最适合呢？在图中画出来。 （3）如图所示在水平位置平衡的轻质衣服挂，搭上一条毛巾后，要使其在此位置仍保持平衡，请在A点画出应施加的最小力F与力臂。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 反向延长F1的作用线，标出从支点O到动力F1作用线的距离，即为动力臂l1，动力F1的作用是使杠杆沿逆时针方向转动，而阻力F2的作用是阻碍其转动，所以F2的方向垂直于杆向下，如图所示： 【小问2详解】 一个工人站在地面上想利用滑轮组把一个木箱吊起来，根据图可知，工人所用的力的方向是向下的，所以绳子应该先从定滑轮下端挂钩开始连接，依次绕过动滑轮、定滑轮后，到达人的手上，如图所示： 【小问3详解】 由题知，O为支点，动力作用在A点；由图知，以OA为动力臂时，动力臂最长，此时最省力，为使衣服挂在水平位置平衡，动力的方向应向下；连接OA（即为最小力F的力臂L），然后过A点垂直于OA向下作出最小力F的示意图，如图所示： 20. 玻璃装运车间常用“低压吸盘吊车”进行吊运玻璃，如图甲所示，先将6个吸盘压在玻璃上，在大气压作用下吸盘将玻璃“吸住”，再通过电动机牵引滑轮组自由端的绳子就可以将玻璃吊起。图乙为“低压吸盘吊车”结构示意图，每个滑轮的质量为15kg，不计抽气管和绳重，在某次吊装过程中，吊车将一块重为90kg的玻璃以0.2m/s的速度吊高2m。求： （1）本次吊装过程中所做的有用功是多少？ （2）本次吊装过程中，电动机拉绳子自由端的拉力做功时的功率为多大？ （3）本次吊装过程中，该装置的机械效率是多少？ 【答案】（1）1800J；（2）300W；（3）60% 【解析】 【详解】解：（1）一块玻璃的重力为 G=mg=90kg×10N/kg=900N 则吊装过程中所做的有用功为 W=Gh=900N×2m=1800J （2）吸盘、支架和动滑轮的总重力为 G动总=(m架+m动)g=(45kg+15kg)×10N/kg=600N 由图可知n=2，绳子自由端的速度为 v=nv物=3×0.2m/s=0.6m/s 因为不计抽气管和绳重，利用不计绳子与滑轮的摩擦，拉力为 则拉力做功的功率为 （3）因为不计抽气管和绳重，不计绳子与滑轮的摩擦，机械效率为 答：（1）本次吊装过程中所做的有用功是1800J； （2）本次吊装过程中，电动机拉绳子自由端的拉力做功时的功率为300W； （2）在本次吊装过程中，吊车上的滑轮组的机械效率为60%。 21. 如图所示，小明在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，将小钢球从高度为h的同一斜面上由静止开始滚下，推动同一小木块向前移动一段距离s后停下，完成甲乙丙所示的三次实验，其中hA=hC>hB，mA=mB<mC。 （1）实验中，探究的动能是指________（填序号）； A. 小球在斜面上的动能 B. 小球撞击木块时的动能 C. 小球撞击木块后的动能 （2）小钢球在滚下斜面的过程中，其动能大小是通过________（选填“高度h”或“距离s”）来反映的；若水平面绝对光滑，本实验将________（选填“能”或“不能”）达到探究目的； （3）使质量相同的小球从斜面上不同高度处自由滚下，是为了研究动能大小与________的关系，分析比较甲和乙两组实验可得：物体质量相同时，速度越大，动能越________； （4）在做了探究“物体动能大小与哪些因素有关”的实验后，有些同学对“质量不同的小球从同一光滑斜面同一高度由静止开始滚下，刚到达底部时的速度大小相等”有疑惑，小明设计了如图丁所示的实验：让质量不同的小球A、C同时从同一高度由静止开始沿光滑斜面滚下，观察和比较两球相对运动情况，若C球相对于A球________（选填“运动”或“静止”），就可以说明任一时刻两球的速度大小相等； （5）完成实验后，同学们还联想到以前学习牛顿第一定律时，也用到了斜面：让同一小车从同一斜面的同一高度由静止滑下，在三个不同的表面上能滑行的距离不同（如下表），小车在这三个表面上滑行的过程中克服摩擦力做功________（选填“相等”或“不相等）。 表面 毛巾 棉布 木板 摩擦力 最大 较大 最小 小车运动距离 最近 较远 最远 【答案】（1）B （2） ①. 距离s ②. 不能 （3） ①. 速度 ②. 大 （4）静止 （5）相等 【解析】 【小问1详解】 据题意可知，实验中探究的是小球进入水平面时的动能，即小球撞击木块时的动能的大小，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 【小问2详解】 [1]在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，小球从斜面滑下，到达水平面撞击小木块，通过观察木块被推动的距离的远近来判断物体所具有动能大小的，木块被推动的距离越远，说明小球所具有的动能越大。 [2]如果水平面光滑，小球和木块将做匀速直线运动，不能判断小球所具有动能大小了。 【小问3详解】 [1]动能的大小与物体的速度和质量有关；使质量相同的小球从斜面上不同高度处自由滚下，则小球到达水平面时的速度不同，所以，这是为了研究动能大小与物体速度的关系。 [2]分析比较甲和乙两组实验可得，物体质量相同时，速度越大，推动木块移动的距离越远，则物体的动能越大。 【小问4详解】 让质量不同的小球、同时从同一高度由静止开始沿光滑斜面滚下，观察和比较两球相对运动情况，若任一时刻两球的速度大小相等，即以任何一个小球为参照物，另一个小球都是静止的，所以若C球相对于A球静止，就可以说明任一时刻两球的速度大小相等。 【小问5详解】 让小车从同一高度由静止下滑，根据决定重力势能大小的因素可知，最初小车的重力势能相同，下滑到水平面时的动能也相同，在不同的材料表面上运动时，最终都停下来，克服摩擦力做功使其动能最终变为零，动能全部转为内能，所以，在三个表面克服摩擦力做功相等。 22. 小夏同学在体育活动中，从铅球下落陷入沙坑的深度情况受到启发，并产生了如下猜想： 猜想一：物体的重力势能与物体的质量有关 猜想二：物体的重力势能与物体的下落高度有关 猜想三：物体的重力势能与物体的运动路径有关 为此小夏设计了如图所示的实验： 用大小、形状相同的A、B、C、D四个铅球分别从距沙表面某高度处静止释放，其中D球从光滑弯曲管道上端静止滑入，最后从管道下端竖直落下（球在光滑管道中运动的能量损失不计）。实验数据如下表： 实验序号 铅球代号 铅球质量/g 下落高度/m 陷入沙中的深度/m ① A 200 0.5 0.1 ② B 400 0.5 0.25 ③ C 200 1 0.2 ④ D 200 1 0.2 （1）为了完成该实验，除了沙子和质量不等的铅球之外，还需要的器材是________； （2）本实验是通过观察________来判断重力势能大小的，这种研究问题的物理方法叫________（控制变量法/转换法/类比法）； （3）为验证猜想二，应比较________两球，得到的结论是：当物体质量相同时，________； （4）比较C、D两球，发现两球两球运动的路径不同，但陷入沙中深度相同，由此可以得出结论：物体的重力势能与物体的运动路径________（有关/无关）。 【答案】（1）刻度尺 （2） ①. 铅球陷入沙中的深度 ②. 转换法 （3） ①. A、C ②. 物体的高度越大，重力势能越大 （4）无关 【解析】 【小问1详解】 实验时，需要测量铅球下落时的高度和陷入沙中的深度，所以，还需要的器材是刻度尺。 【小问2详解】 [1][2]本实验是通过观察铅球陷入沙中的深度来判断重力势能大小的，铅球陷入沙中的深度越大，表明铅球的重力势能越大，把不便于测量的重力势能大小转换成便于测量的铅球陷入沙中的深度，这种研究问题的物理方法叫转换法。 【小问3详解】 [1][2]为验证猜想二，即物体的重力势能与物体的下落高度有关，应控制铅球的质量相同，改变其下落高度，观察铅球陷入沙中的深度，所以，应比较A、C两球，由图知，C球下落高度较大，陷入沙中的深度也较大，即C球的重力势能较大，所以，得到的结论是：当物体质量相同时，物体的高度越大，重力势能越大。 【小问4详解】 比较C、D两球，发现两球两球运动的路径不同，但陷入沙中深度相同，则两球的重力势能相同，由此可以得出结论：物体的重力势能与物体的运动路径无关。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$