精品解析：江苏省南京市秦淮区南京外国语学校2024-2025学年九年级上学期第一次月考物理试题

初三物理练习 本试卷分试题和答题卡两部分，所有答案一律写在答题卡上 考试时间为90分钟，试卷满分为100分 一、选择题（本题共12小题，每小题2分，共24分。每小题只有一个正确选项） 1. 下图以O为支点的人体杠杆中，属于省力杠杆的是（　　） A. 举哑铃 B. 仰卧起坐 C. 高抬腿 D. 俯卧撑 2. 下列是生活中常见的一些数据，错误的是（ ） A. 人正常骑自行车的功率约80W B. 中学生正常爬到4楼做的功约为4500J C. 一杯水对水平桌面的压强约为1103Pa D. 汽油机正常工作的效率能达到85% 3. 如图甲所示是四缸四冲程汽油机某冲程示意图，图乙为空气压缩引火仪，图丙对试管中水加热一段时间后瓶塞“飞出”。关于这三幅图，下列说法正确的是（ ） A. 三幅图所示的过程改变气体内能的方式不同 B. 三幅图所示的过程气体内能大小的变化情况相同 C. 甲图为汽油机的做功冲程，其能量转化与图丙中的能量转化相同 D. 若该汽油机每个飞轮的转速均为3000r/min，则1s内该汽油机每缸做功25次 4. 如图所示为两个光滑的圆弧槽和一段粗糙的水平面相连接的装置。将质量为m的物体从左侧圆弧槽A点自由释放，最高到达右侧圆弧槽B点处；然后再次滑下，最高到达左侧圆弧槽C点处。其中A、B两点高度分别为H、h（忽略空气阻力）。则C点高度为（ ） A H-h B. 2H-h C. 2h-H D. 3h-H 5. 如今大城市普遍存在着停车难的问题，图甲是路边空中绿化存车亭，图乙为其工作原理图，A为存车架，O为转动轴，B端固定悬挂泊车装置，BC为牵引钢丝绳，M为电动机。汽车从水平地面被提升到BC与OB垂直的过程中，B点到地面的距离为3m，OB长为5m（忽略OB的重力和机械的摩擦力），以下说法正确的是（　　） A. 在这一过程中，作用在B点的动力将逐渐变小 B. C处滑轮的作用是为了省力 C. 当处于图乙位置时，OB属于费力杠杆 D. 若A和汽车的总质量为1200kg，钢丝绳所受拉力为7200N 6. 如图甲所示，用大小相同的水平拉力F分别拉着物体M、N在不同的水平地面上以vM、vN做直线运动，此过程中M、N的动能大小随时间变化的关系如图乙所示。用fM、fN分别表示M、N所受地面的摩擦力，WM和WN分别表示在相同时间内拉力F对物体M、N做的功，PM和PN分别表示拉力F拉动物体M、N的功率大小。下列关系式中，一定正确的是（　　） A vM<vN B. fM=fN C. WM=WN D. PM>PN 7. 图中物体重力均为G，甲中物体静止，乙、丙中的物体以速度v运动相同的距离，W2、W3分别为力F2、F3做的功。若不计摩擦、杠杆和绳子的重力，则（ ） A. F1=F3 B. F1<F3 C. η乙>η丙 D. W2=W3 8. “苏科版”初中物理教材，“探究阻力对物体运动影响”和“探究动能大小与哪些因素有关”两个实验都有器材：粗糙的斜面、水平木板和小车，如图所示。现有以下判断：（1）只添加一条棉布和一块玻璃板，可完成探究“阻力对物体运动的影响”实验；（2）只添加一个木块，可完成探究“动能与大小与哪些因素有关”实验；（3）两个实验，每次小车都要从斜面同一位置由静止释放；（4）小车从斜面下滑，减小的重力势能全部转化为动能。其中正确的判断有（　　） A. 1个 B. 2个 C. 3个 D. 4个 9. 某小球被水平抛出后，其部分运动轨迹如图甲所示，其中位置①和③离地高度相等，小球在运动过程中经过M、N两点，其动能和重力势能的参数如图乙所示，且M、N两点分别为图中“①”、“②”或“③”点中的两点，则小球（　　） A. 经过M点就是②点 B. 小球在点③的速度比在点②的大 C. 在M点的重力势能大于在N点的 D. 小球在点①的动能大于260J 10. 如图甲、乙所示，相同烧杯装有质量相等的水，分别用a、b两种燃料进行加热，燃料完全燃烧的质量分别为ma、mb，且ma∶mb=2∶1，此过程中，甲、乙烧杯中水的温度与加热时间的关系如图丙所示，若同一杯水单位时间内吸收的热量相同，不计热量损失和水质量的变化，则下列说法正确的是（　　） A. 甲、乙烧杯中的水从开始加热至刚沸腾时吸收的热量之比为3∶5 B. 整个过程中，燃料a、b完全燃烧放出的热量之比为5∶3 C. 甲、乙烧杯中的水在相同时间内吸收热量之比为10∶9 D. 燃料a、b的热值之比为5∶9 11. 如图所示，轻弹簧左端固定，原长时右端位于O点，现将木块置于弹簧的右端，用力将弹簧压缩Δl的长度（弹簧始终在弹性限度内）后由静止释放，木块在水平地面上向右滑行距离为s后停在O点右侧。下列描述该过程中木块克服地面摩擦力所做的功W、木块的动能Ek随木块距O点的长度x变化的关系图线中，可能正确的是（　　） A. B. C. D. 12. 小李同学利用如图所示的滑轮组匀速提升重物，第一次提升的重物A的重力为GA，加在绳子自由端的拉力为F1，重物上升的速度为v1，运动时间为t1；第二次提升的重物B的重力为GB，加在绳子自由端的拉力为F2，重物上升的速度为v2，运动时间为t2。已知F1︰GA=5︰8，GB︰GA=3︰2，v1︰v2=2︰1，t1︰t2=2︰3，动滑轮的重力不能忽略，不计绳重与摩擦的影响，下列对两个过程的分析中，正确的是（ ） A. 拉力之比为F1︰F2=7︰8 B. 拉力的功率之比为P1︰P2=8︰7 C. 机械效率之比为η1︰η2=15︰14 D. 额外功之比为W1︰W2=4︰3 二、填空题（每空1分，共26分） 13. 杠杆是一种古老又现代的机械，在古代和现在人们在生活和生产中大量使用杠杆。 （1）如图1甲所示，《天工开物》里记载的舂米机，把稻谷放在碗里，使石球上下运动，这种杠杆属于______杠杆，如图1乙所示，生活中的钢丝钳与舂米机______（选填“是”或“不是”）同一类杠杆； （2）如图2所示，用一轻直杆把飞机机翼模型固定在轻质杠杆上，直杆始终与杠杆垂直，使杠杆始终在水平位置平衡。弹簧测力计示数为2N。机翼模型所受的重力为______N。当对模型水平向右吹风时，弹簧测力计的示数将变______； （3）如图3甲所示，水平地面上一长方体密度均匀的实心物体，质量为90kg，已知AB=0.8m，BC=0.6m，要把它翻转立放在地面上，如图3乙所示；在翻转的过程中，不打滑，至少要对物体做功______J。 14. 健身步道上的坐式划船训练器如图甲所示。人坐在座板上，用始终与把手垂直的力缓慢向后将把手拉至身体两侧，此过程中，拉力大小变化情况是______。若要增加训练强度，应将配重盘向______（a/b）端移。如图乙所示，手柄______（选填“粗”或“细”）一些的螺丝刀用起来更省力；螺纹______（选填“密”或“稀”）一些的螺丝钉拧起来更省力。 15. 如图甲所示，重为、长为的匀质木板AB，静止在水平桌面上，恰好有一半伸出桌面。在B端施加一个始终竖直向上的力F，则：当______时，木板中心点O恰好离开桌面；将B端缓缓抬起的过程中F的力臂______（选填“变大”、“变小”或“不变”，下同），力F的大小______（A端始终没有离开桌面）。如图乙所示，若在A端放一重为、长为的匀质物体M，M的左端与木板的A端对齐，向右缓慢推动木板______，该装置恰好翻倒。 16. 如图所示，完全相同的甲、乙两球分别由橡皮筋OA和无弹细线OB系于O点，（OA<OB），先后从水平位置由静止开始释放，不计空气阻力。两球到达O点正下方C点时，橡皮筋与细线长度恰好相等。两球下落到C点的过程中重力做功分别为W甲、W乙，两球在C点时的动能分别为E甲、E乙，则它们的大小关系为W甲______ W乙，E甲______ E乙。 17. 如图甲所示，电动机牵引绳子在30s的时间内，将质量为400kg的物体匀速提升6m，已知绳的拉力F为2400N，则F的功率为______W，滑轮组的机械效率为______%（结果保留1位小数）；物理实践小组利用学过的知识对图甲的滑轮组进行重新设计，如图乙所示，不计绳重和摩擦，每个滑轮质量均相等，则相同拉力能提起______kg的物体。 18. 如图所示，用力F1直接将物体B匀速提升高度h，F1做功40J。若借助斜面用力F2沿斜面方向把同一物体B匀速推至相同高度，B沿斜面通过距离，若斜面的机械效率是40%，则F2做功为______J，=______；若，则B与斜面间的摩擦力为______N。 19. 小明用小球和轻质橡皮筋等器材进行了如下实验（不考虑空气阻力）。让系于橡皮筋一端的小球，从O点的正下方的P点由静止释放，分别经过a、b、c三点，如图甲所示。整个下落过程中，橡皮筋所受弹力F与小球下落高度h的关系如图乙所示；小球的速度v与下落高度h的关系如图丙所示。 （1）当橡皮筋的伸长量最大时，小球的速度为______（选填“va”、“vb”或“0”）； （2）已知该橡皮筋每受到0.1N的拉力就伸长1cm，经测量小球从P点下落到a、b、c三点的距离分别为：ha=0.4m，hb=0.5m，hc=0.7m。则实验中所用小球的重力为______N。 20. 汽油发动机工作时，汽油必须和吸进的空气成适当的比例，才能形成可以有效燃烧的混合气，这就是空燃比（可燃混合气中空气质量与燃油质量之比），某总排量为2.0L的发动机的空燃比为22∶1，混合燃气的密度为1.5kg/m3，则发动机做一次功，燃料燃烧产生的热量为______J，当发动机曲轴每分钟转速为3000转时，此时汽车输出的机械功率为90kW，则该发动机每秒钟做功______次，此时该发动机的效率是______%（汽油的热值为4.6107J/kg）。若该汽油机的效率为20%，年平均消耗汽油420kg，如果将效率提高了1%，则一年可以节约______kg的汽油。 三、解答题（本题共8小题，共50分；解答27、28题时应有公式和解题过程） 21. （1）甲图中木块A静止在光滑斜面上，请画出木块所受弹力示意图； （2）如图乙是一款可调手机支架简化图，支架由A、B两部分组成，B穿过A身上的不同插孔可以对支架进行调节。支架可看做一个杠杆，O为支点，手机对支架的力可以等效为动力F1。请画出动力F1的力臂l1；为了保持支架稳定，请你在1、2两点中选出支架的重心并画出支架重力的示意图； （3）如图丙，用两个定滑轮和一个动滑轮组成滑轮组，画出正确绕线方式。 22. 小灯泡是常见的电学器材，用它可以做以下实验。 （1）在“观察手电筒”的活动中，从电路的组成看，图甲中金属片相当于电路中的___________； （2）在“怎样使一个小灯泡亮起来”的活动中，图乙中A、B、C三种办法中可行的是___________； （3）在“怎样使两个小灯泡亮起来”的活动中，采用如图丙所示的方法连接，两个小灯泡都亮了，两灯的连接方式为___________联。 23. 用如图甲所示的装置验证杠杆平衡条件。 （1）实验时，要先将杠杆调至水平位置平衡，这是为了便于______，若杠杆______侧翘起，则需将平衡螺母向右侧调； （2）一组实验数据如表所示，漏填的数据应为______N； 序号 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm ① 1 20 2 10 ② 2 15 1.5 20 ③ 5 1 15 （3）二组某次实验情景如甲图所示，发现要使杠杆水平位置平衡，测力计向下的拉力要超过测力计的量程，为完成实验，下列操作可行的是______； A. 向左移动钩码的悬挂点 B. 向右移动测力计的悬挂点 C. 向左移动平衡螺母 D. 向右移动平衡螺母 （4）三组实验后还发现，动力和动力臂成反比，造成此结果的原因是实验时未改变______； （5）四组利用图乙装置估测一根非匀质金属棒的重心位置。此时金属棒在水平位置保持平衡，金属棒上A点下方的细线上悬挂一质量为m的小球，AO两点距离为l，需用天平测出______，便能计算出金属棒重心到支点O的距离为______；（用m、l及所测物理量符号表示） （6）实验完成后，小明想起，人们从地面上搬起重物时，常见的做法是直接弯腰（如图丙）或下蹲弯曲膝盖（如图丁）将重物搬起，哪种做法更好呢？下面建立模型说明这个问题。将人的脊柱简化为杠杆如图戊所示，脊柱可绕骶骨（轴）O转动，腰背部复杂肌肉的等效拉力F3作用在A点，其实际作用方向与脊柱夹角为12°且保持不变。搬箱子时的拉力F4作用在肩关节B点，在B点挂一重物代替箱子。用测力计沿F3方向拉，使模型静止，可测出腰背部复杂肌肉拉力的大小。接着，改变脊柱与水平面的夹角即改变杠杆与水平面的夹角α，多次实验得出结论。 ①当α角增大时，F3______（选填“变大”、“变小”或“不变”）； ②如果考虑到人上半身的重力，那么腰背部肌肉的实际拉力将比图戊中的F3要______（选填“大”或“小”）； ③由以上分析可得，______（选填“丙”或“丁”）图中的姿势比较正确。 24. 提高机械效率能够充分发挥机械设备的作用，一组同学在“测量滑轮组的机械效率”实验中，实验测得的数据如表所示。 次数 物体的重力G/N 提升的高度h/m 拉力F/N 绳端移动的距离s/m 机械效率η 1 2 0.1 1 0.3 66.7% 2 3 0.1 1.4 0.3 71.4% 3 4 0.1 1.8 0.3 4 4 0.2 1.8 0.6 74.1% （1）分析比较第1、2、3次实验数据可以判定，使用同一个滑轮组提升重物时，被提升的物体越重，机械效率______（选填“越高”、“越低”或“不变”）。分析比较第3、4次实验数据可得，机械效率与物体上升的高度______（选填“有关”或“无关”）； （2）小红用均为G0的滑轮，组装了如图2所示的甲、乙两个滑轮组，在相同时间内把重物G提升相同高度，若F1=F2，则F1、F2做功的功率P1______P2，机械效率η1______η2（两空均选填“>”、“<”、“=”），在不计绳重及摩擦时，G︰G0=______。 25. 如图是某学习小组利用小球、木块等探究物体的动能大小与哪些因素有关，其中mA=mB<mC，hA=hC>hB （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 D木块被小球撞击时的动能 （2）甲、乙两次实验中，木块滑行过程中克服摩擦力做功分别为W1和W2，则W1______W2（填“>”、“=”或“<”）； （3）甲、丙两次实验中，将A和C球同时从两个相同完全相同的斜面由静止下滑，能证明A和C球到水平面时速度大小相等的实验现象是______； （4）得出正确的实验结论后，有同学用质量不同的铁球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，撞击同一木块，观察到木块被撞击后移动的情况是______（铁球滚动时所受摩擦力忽略不计）。 A质量大的铁球将木块推动的距离较远 B质量不同的铁球将木块推动的距离相同 C质量小的铁球将木块推动的距离较远 （5）以下实验中用“”标注的器材和本实验木块起到不同作用的有______。 A甲图，研究弹性势能实验中的“小车” B乙图，研究弹性势能实验中的“卡片” C丙图，研究重力势能实验中的“木块” 26. （1）如图中所示是“探究不同物质吸热升温的现象”实验装置，小华选用沙子和水进行实验，用两个相同的容器（图中用虚线框表示）分别装入质量相等的沙子和水，用相同的装置加热。从实验效果考虑，本实验选择 _____（填“烧杯”或“易拉罐”）作为盛放液体的容器较好，两种物体吸收热量的多少可通过_____（填“物体升高的温度”或“加热时间”）比较； （2）小明认为也可以选用质量相等的A、B两种液体按图乙所示的装置进行探究，该探究方案的优点是 _____（答出一个即可）； （3）小明实验中作出如图丙所示图像，分析图像可知，A、B两种液体的比热容之比为 _____。 27. 利用图示甲、乙、丙装置完成两个实验：实验一是探究不同物质吸热升温的现象；实验二是比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量。 （1）除了图中所示的测量工具外，两个实验都需要的测量工具还有______； （2）为了两个实验都完成，对图中器材进行以下几种调整，其中可行的有______； A.将甲图中的液体a换成液体c B.将乙图中的燃料2换成燃料1 C.将乙图中的燃料2换成燃料3 D.将丙图中的液体a换成液体b （3）器材调整后为了完成实验二，应选用______两套装置，实验时通过比较______来反映燃料燃烧放热的多少。若图甲中液体是水，燃料l完全燃烧放出热量的2%被水吸收，温度计示数升高了，，则燃料1的热值是______。 28. 如图甲所示的装置，A是重15N的空吊篮，绳子B和C能承受的最大拉力分别为100N和50N。质量为50kg的小明同学将A提升到高处，施加的拉力F随时间变化关系如图乙所示，A上升的速度v随时间变化关系如图丙所示，忽略绳重及摩擦，g取10N/kg。问： （1）动滑轮的重力为多少？ （2）第2s内拉力F的功率为多少？ （3）此装置提升重物的最大机械效率为多少？ 29. 如图是一款太阳能和其它能量混合驱动汽车，车身上装载了5m2的太阳能电池板，用于给蓄电池充电或直接作为动力源。已知太阳能电池板每小时1m2接收的太阳能为6×106J，已知太阳能转化为电能的效率为25%，该汽车利用电能行驶时，电动机的将电能转化为机械能的效率为80%。 （1）若驾驶该车通过一长为18000m的隧道，用时12min，则该车速度是多少km/h? （2）若该车以36km/h匀速行驶时，所受阻力为1200N，则该车的电动机输出功率多大? （3）利用6h的正常日照获得的太阳能使该车以36km/h匀速行驶，该车能行驶多少路程? 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 初三物理练习 本试卷分试题和答题卡两部分，所有答案一律写在答题卡上 考试时间为90分钟，试卷满分为100分 一、选择题（本题共12小题，每小题2分，共24分。每小题只有一个正确选项） 1. 下图以O为支点的人体杠杆中，属于省力杠杆的是（　　） A. 举哑铃 B. 仰卧起坐 C. 高抬腿 D. 俯卧撑 【答案】D 【解析】 【详解】A．举哑铃过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故A错误； B．仰卧起坐过程中，，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故B错误； C．高抬腿过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故C错误； D．做仰卧起坐过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故D正确。 故选D。 2. 下列是生活中常见的一些数据，错误的是（ ） A. 人正常骑自行车的功率约80W B. 中学生正常爬到4楼做的功约为4500J C. 一杯水对水平桌面的压强约为1103Pa D. 汽油机正常工作的效率能达到85% 【答案】D 【解析】 【详解】A．人正常骑自行车时人和车的总重力约为600N，牵引力约等于总重力的0.03倍，速度约为5m/s，功率约为 故A不符合题意； B．中学生的重力约为500N，正常爬到4楼升高的高度约为9m，克服重力做的功约为 故B不符合题意； C．一杯水的质量约为300g，杯子的底面积约为30cm2，对水平桌面的压强约为 故C不符合题意； D．汽油机的效率较低，约为20%~30%，柴油机的效率约在30%~45%，故D符合题意。 故选D。 3. 如图甲所示是四缸四冲程汽油机某冲程示意图，图乙为空气压缩引火仪，图丙对试管中水加热一段时间后瓶塞“飞出”。关于这三幅图，下列说法正确的是（ ） A. 三幅图所示的过程改变气体内能的方式不同 B. 三幅图所示的过程气体内能大小的变化情况相同 C. 甲图为汽油机的做功冲程，其能量转化与图丙中的能量转化相同 D. 若该汽油机每个飞轮的转速均为3000r/min，则1s内该汽油机每缸做功25次 【答案】D 【解析】 【详解】ABC．甲图中进气门和排气门都关闭，活塞上行，是汽油机的压缩冲程，活塞压缩汽缸内的气体，对气体做功，气体的内能增大，温度升高，机械能转化为内能，属于做功增加气体的内能；乙图中活塞迅速下压，压缩筒内的空气，对空气做功，空气的内能增大，温度升高，达到硝化棉的燃点，硝化棉燃烧，机械能转化为活塞内气体的内能，属于做功改变内能；丙图中，试管内高温高压的水蒸气对塞子做功，将塞子推出，水蒸气内能减小，内能转化为机械能，属于做功改变内能。故ABC错误； D．汽油机的一个工作循环有四个冲程，飞轮转两圈，做功一次。若该汽油机每个飞轮的转速均为3000r/min，则1s内该汽油机每缸飞轮转50圈，做功25次，故D正确。 故选D。 4. 如图所示为两个光滑的圆弧槽和一段粗糙的水平面相连接的装置。将质量为m的物体从左侧圆弧槽A点自由释放，最高到达右侧圆弧槽B点处；然后再次滑下，最高到达左侧圆弧槽C点处。其中A、B两点高度分别为H、h（忽略空气阻力）。则C点高度为（ ） A. H-h B. 2H-h C. 2h-H D. 3h-H 【答案】C 【解析】 【详解】物体在B处具有的重力势能为 EpB=mgh 则物体在水平面上消耗的机械能为 ΔE=EpA-EpB=mgH-mgh 当物体从B处到达C处时，物体具有的重力势能为 EpC=EpB-ΔE=mgh-( mgH-mgh)=2mgh-mgH 则C点距离水平面的高度为 故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 5. 如今大城市普遍存在着停车难的问题，图甲是路边空中绿化存车亭，图乙为其工作原理图，A为存车架，O为转动轴，B端固定悬挂泊车装置，BC为牵引钢丝绳，M为电动机。汽车从水平地面被提升到BC与OB垂直的过程中，B点到地面的距离为3m，OB长为5m（忽略OB的重力和机械的摩擦力），以下说法正确的是（　　） A. 在这一过程中，作用在B点的动力将逐渐变小 B. C处滑轮的作用是为了省力 C. 当处于图乙位置时，OB属于费力杠杆 D. 若A和汽车的总质量为1200kg，钢丝绳所受拉力为7200N 【答案】A 【解析】 【详解】AC．小汽车从水平地面被提升到BC垂直于杆OB的过程中，如下图所示 动力的力臂L1逐渐变大、阻力臂L2变小，且阻力不变（阻力为车架和汽车的总重力），根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，在此过程中作用在B点的动力逐渐变小；由图2可知，动力臂大于阻力臂，所以该杠杆为省力杠杆，故A正确，故C错误； B．使用定滑轮不省力也不费力，但可以改变力的方向，故B错误； D．如图2所示，在直角三角形OBE中，OB=5m，BE=3m，故 B点受到拉力 由杠平衡条件F1L1=F2L2可得拉力 故D错误。 故选A。 6. 如图甲所示，用大小相同的水平拉力F分别拉着物体M、N在不同的水平地面上以vM、vN做直线运动，此过程中M、N的动能大小随时间变化的关系如图乙所示。用fM、fN分别表示M、N所受地面的摩擦力，WM和WN分别表示在相同时间内拉力F对物体M、N做的功，PM和PN分别表示拉力F拉动物体M、N的功率大小。下列关系式中，一定正确的是（　　） A. vM<vN B. fM=fN C. WM=WN D. PM>PN 【答案】B 【解析】 【详解】A．动能的大小与质量、速度有关，由图乙可知，物体M的动能大于物体N的动能，由于不知道M和N的质量的关系，所以无法确定M、N的速度的大小关系，故A错误； B．用大小相同的水平拉力F分别拉着物体M、N在不同的水平地面上以vM、vN做直线运动，则物体在水平方向上受到的拉力和滑动摩擦力是一对平衡力，大小相等，所以两个物体受到的摩擦力是相同的，即：fM=fN，故B正确； C．由于不知道两物体运动的距离的大小关系，根据可知，无法判定拉力F对物体M、N做的功的大小关系，故C错误； D．根据 可知，他们的速度大小关系无法判断，因此无法判定功率的大小关系，故D错误。 故选B。 7. 图中物体重力均为G，甲中物体静止，乙、丙中的物体以速度v运动相同的距离，W2、W3分别为力F2、F3做的功。若不计摩擦、杠杆和绳子的重力，则（ ） A. F1=F3 B. F1<F3 C. η乙>η丙 D. W2=W3 【答案】B 【解析】 【详解】AB．由图甲可知，F1的力臂为G的力臂的3倍，根据杠杆的平衡条件可知，F1为G的三分之一，即 由图丙可知，斜面的倾角为30°，不计摩擦力，拉动物体的力 因此F1<F3，故A错误，B正确； C．由于不计摩擦了，考虑动滑轮的重力，乙中滑轮组的效率要小于1，丙中斜面的效率等于1，则η乙<η丙，故C错误； D．乙、丙两图中物体移动的距离相同，丙中物体上升的高度要小于乙中物体上升的高度，根据W=Gh可知，在不计摩擦时，F3所做的功 W3=Gh丙 故由图乙可知，有三段绳子拉着动滑轮，则不计摩擦和绳子的重力，则 F2所做的功 所以 W2>W3 故D错误。 故选B。 8. “苏科版”初中物理教材，“探究阻力对物体运动的影响”和“探究动能大小与哪些因素有关”两个实验都有器材：粗糙的斜面、水平木板和小车，如图所示。现有以下判断：（1）只添加一条棉布和一块玻璃板，可完成探究“阻力对物体运动的影响”实验；（2）只添加一个木块，可完成探究“动能与大小与哪些因素有关”实验；（3）两个实验，每次小车都要从斜面同一位置由静止释放；（4）小车从斜面下滑，减小的重力势能全部转化为动能。其中正确的判断有（　　） A. 1个 B. 2个 C. 3个 D. 4个 【答案】A 【解析】 【详解】利用控制变量法，将小车从同一斜面的同一高度下滑，在水平木板上分别铺上棉布、玻璃板对比小车运动距离的远近，可完成探究“阻力对物体运动的影响”实验，故（1）说法正确；添加一个木块后，通过小车撞击木块移动的距离来对比小车动能的大小。通过小车从同一斜面的不同高度下滑，可改变小车的速度，但不能改变小车的质量来探究动能和质量的关系，故（2）说法错误；探究“阻力对物体运动的影响”实验，为使小车在水平面上开始的速度相同，小车要从斜面同一位置静止释放。探究“动能与大小与哪些因素有关”实验，为了改变小车在水平面上开始的速度，需要让小车从同一斜面的不同高度下滑。故（3）说法错误；小车从斜面下滑，减小的重力势能除了转化成动能，还有一部分转化为内能，故（4）说法错误。 故选A。 9. 某小球被水平抛出后，其部分运动轨迹如图甲所示，其中位置①和③离地高度相等，小球在运动过程中经过M、N两点，其动能和重力势能的参数如图乙所示，且M、N两点分别为图中“①”、“②”或“③”点中的两点，则小球（　　） A. 经过的M点就是②点 B. 小球在点③的速度比在点②的大 C. 在M点的重力势能大于在N点的 D. 小球在点①的动能大于260J 【答案】D 【解析】 【详解】AC．由图乙可知，小球在M点时的机械能为 小球在M点时的动能为 小球在N点时机械能为 小球在N点时的重力势能为 可见，小球在N点时机械能大于在M点时的机械能，且在N点时重力势能较大，而小球在运动过程中，机械能不断减小，且位置①和③离地高度相等，在此两点时重力势能相等，所以N点对应的是②，M点对应的是③，在M点的重力势能小于在N点的，故AC不符合题意； B．由以上分析可知，小球在点③的动能比在点②的小，所以小球在点③的速度比在点②的小，故B不符合题意； D．小球在点①时的重力势能与在点③时的重力势能相等，为240J，若小球在点①时机械能为500J，则它的动能为 而小球在运动过程中，机械能不断减小，所以小球在点①时的机械能大于在点②时的机械能500J，所以小球在点①的动能大于260J，故D符合题意。 故选D。 10. 如图甲、乙所示，相同烧杯装有质量相等的水，分别用a、b两种燃料进行加热，燃料完全燃烧的质量分别为ma、mb，且ma∶mb=2∶1，此过程中，甲、乙烧杯中水的温度与加热时间的关系如图丙所示，若同一杯水单位时间内吸收的热量相同，不计热量损失和水质量的变化，则下列说法正确的是（　　） A. 甲、乙烧杯中的水从开始加热至刚沸腾时吸收的热量之比为3∶5 B. 整个过程中，燃料a、b完全燃烧放出的热量之比为5∶3 C. 甲、乙烧杯中的水在相同时间内吸收热量之比为10∶9 D. 燃料a、b的热值之比为5∶9 【答案】D 【解析】 【详解】A．由题意和图像可知，甲、乙两烧杯中水的 质量相等，水的初温相同、其末温也相同，且 两杯水的比热容相同，则两杯水升高的温度相 同，所以根据可知，甲、乙烧杯中的水从开始加热至刚沸腾时吸收的热量相 等，即吸收的热量之比为1∶1，故A错误； BC．设每杯水从开始加热至刚沸腾时吸收的 热量为Q， 由图像和题意可知，甲、乙烧杯中的水从开始 加热到沸腾时，甲用时3min，乙用时5min， 且同一杯水单位时间内吸收的热量相同，则甲 杯中的水每分钟吸热为，乙杯中的水每分 钟吸热为，由此可知，甲、乙烧杯中的水在相同时间内吸 收热量之比为 又由图像可知，整个过程中，甲杯中的水被加 热4min，乙杯中的水被加热6 min， 则整个过程中，两杯水吸收热量之比为 不计热量损失和水质量的变化，则燃料完全燃 烧放出的热量等于水吸收的热量，所以整个过 程中，燃料a、b完全燃烧放出的热量之比 故BC错误； D．由B可知，整个过程中，燃料a、6完全燃 烧放出的热量之比为10∶9，已知ma∶mb=2∶1，则燃料a、b的热值之比为 故D正确。 故选D。 11. 如图所示，轻弹簧左端固定，原长时右端位于O点，现将木块置于弹簧的右端，用力将弹簧压缩Δl的长度（弹簧始终在弹性限度内）后由静止释放，木块在水平地面上向右滑行距离为s后停在O点右侧。下列描述该过程中木块克服地面摩擦力所做的功W、木块的动能Ek随木块距O点的长度x变化的关系图线中，可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】AB．木块在水平地面上向右滑行的过程中，因接触面的粗糙程度和对地面的压力均不变，所以，木块受到的摩擦力f大小不变，其方向水平向左，木块克服地面摩擦力所做的功W=fs，木块从Δl到O点的过程中，x减小，摩擦力做的功W越大，木块从Δl到（s-Δl）的过程中，x增大，摩擦力做的功W也增大，即从Δl到O点、从O到（s-Δl）的过程中，W一直增大，故A错误，B正确； CD．从x=Δl开始运动时，弹簧的弹力大于木块受到的摩擦力，木块做加速运动，随着弹簧的伸长量减小，弹簧的弹力减小，而木块受到的摩擦力不变，所以木块受到的合力减小，木块速度的增加量减小，当弹簧的弹力和摩擦力相等时，木块的速度达到最大值，木块继续向右运动时，弹簧的弹力小于摩擦力，木块做减速运动，从O点继续向右运动时，弹簧的弹力向左且逐渐增大，此时弹簧的弹力和摩擦力方向均向左，木块做减速运动，直至停止，所以，从Δl到O点的过程中，木块的速度先增大后减小，其动能先增大后减小，从O到（s-Δl）的过程中，木块的动能一直减小，故CD错误。 故选B。 12. 小李同学利用如图所示的滑轮组匀速提升重物，第一次提升的重物A的重力为GA，加在绳子自由端的拉力为F1，重物上升的速度为v1，运动时间为t1；第二次提升的重物B的重力为GB，加在绳子自由端的拉力为F2，重物上升的速度为v2，运动时间为t2。已知F1︰GA=5︰8，GB︰GA=3︰2，v1︰v2=2︰1，t1︰t2=2︰3，动滑轮的重力不能忽略，不计绳重与摩擦的影响，下列对两个过程的分析中，正确的是（ ） A. 拉力之比为F1︰F2=7︰8 B. 拉力的功率之比为P1︰P2=8︰7 C. 机械效率之比为η1︰η2=15︰14 D. 额外功之比为W1︰W2=4︰3 【答案】D 【解析】 【详解】已知F1︰GA=5︰8，GB︰GA=3︰2，假设GA=8N，则GB=12N，F1=5N。 A．不计绳重与摩擦的影响，拉力 则动滑轮重 G动=2F1-GA =2×5N-8N=2N 则 所以 F1︰F2=5︰7 故A错误； B．拉力端移动的速度之比等于物体升高速度之比，故拉力的功率之比 P1︰P2=F1v1︰F2v2=(5×2)︰(7×1)=10︰7 故B错误； C．不计绳重与摩擦的影响，滑轮组的机械效率 则 故C错误； D．不计绳重与摩擦的影响，额外功W额=G动h，动滑轮上升的高度 h1︰h2=v1t1︰v2t2=(2×2)︰(1×3)=4︰3 额外功之比 W1︰W2=G动h1︰G动h2=h1︰h2=4︰3 故D正确。 故选D。 二、填空题（每空1分，共26分） 13. 杠杆是一种古老又现代的机械，在古代和现在人们在生活和生产中大量使用杠杆。 （1）如图1甲所示，《天工开物》里记载的舂米机，把稻谷放在碗里，使石球上下运动，这种杠杆属于______杠杆，如图1乙所示，生活中的钢丝钳与舂米机______（选填“是”或“不是”）同一类杠杆； （2）如图2所示，用一轻直杆把飞机机翼模型固定在轻质杠杆上，直杆始终与杠杆垂直，使杠杆始终在水平位置平衡。弹簧测力计示数为2N。机翼模型所受的重力为______N。当对模型水平向右吹风时，弹簧测力计的示数将变______； （3）如图3甲所示，水平地面上一长方体密度均匀的实心物体，质量为90kg，已知AB=0.8m，BC=0.6m，要把它翻转立放在地面上，如图3乙所示；在翻转的过程中，不打滑，至少要对物体做功______J。 【答案】（1） ①. 费力 ②. 不是 （2） ①. 1.5 ②. 小 （3）180 【解析】 【小问1详解】 [1]由图1甲可知，O为支点，人作用在A处的力为动力，石球的重力为阻力，则舂米机在使用过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆。 [2]生活中的钢丝钳在使用时，其动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，所以它们不是同一类杠杆。 【小问2详解】 [1]图2中，由杠杆的平衡条件可得 GL左=FL右 设杠杆上一个格的长度为L，则有 G×4L=2N×3L 解得机翼模型所受的重力G=1.5N。 [2]当对模型水平向右吹风时，模型上方的空气流速比下方的空气流速大，模型上表面受到的空气压强比下表面受到的空气压强小，使得模型受到了一个向上的升力，导致杠杆左端所受的拉力减小，而阻力臂和动力臂不变，由杠杆的平衡条件可知，杠杆右端的拉力变小，即测力计的示数将变小。 【小问3详解】 根据杠杆的平衡条件，当阻力和阻力臂一定时，动力臂越大，动力越小，若以C为支点，动力臂等于AC时最长，过A点作AC的垂线，且动力方向垂直于AC向上，即为最小动力F的位置，如图所示： 在翻转的过程中，不打滑，根据功的原理知，动力做功等于克服物体重力做的功，图中重心高度为BC的一半，即 0 当长方体物体翻转到最高点时，AC竖直，且AC的长度为 此时重心的高度为AC的一半，即 则重心升高的高度为 h=h2-h1=0.5m-0.3m=0.2m 所以，至少要对物体做功为 W=Gh=mgh=90kg×10N/kg×0.2m=180J 14. 健身步道上的坐式划船训练器如图甲所示。人坐在座板上，用始终与把手垂直的力缓慢向后将把手拉至身体两侧，此过程中，拉力大小变化情况是______。若要增加训练强度，应将配重盘向______（a/b）端移。如图乙所示，手柄______（选填“粗”或“细”）一些的螺丝刀用起来更省力；螺纹______（选填“密”或“稀”）一些的螺丝钉拧起来更省力。 【答案】 ①. 逐渐变小 ②. a ③. 粗 ④. 密 【解析】 【详解】[1]人坐在座板上，用始终与把手垂直的力缓慢向后将把手拉至身体两侧，此过程中，阻力（配重盘的重力）不变，阻力臂变小，动力臂不变，根据杠杆平衡条件可知，动力变小，即拉力逐渐变小。 [2]若要增加训练强度，即增大拉力，根据杠杆平衡条件可知，在阻力（配重盘的重力）不变的情况下，应增大阻力臂，即将配重盘向a端移。 [3]螺丝刀相当于轮轴，根据杠杆的平衡条件可得，手柄粗一些的螺丝刀动力臂更大，所需要的动力更小，用起来更省力。 [4]螺丝钉上的一圈圈螺纹的长相当于斜面的长度，斜面是一种变形的杠杆，因此螺丝钉是被拧成圆柱形的类似斜面的机械。螺丝钉螺纹越密、螺线越长，相当于斜面较长，斜面高度一定时，斜面越长，使用起来越省力。 15. 如图甲所示，重为、长为的匀质木板AB，静止在水平桌面上，恰好有一半伸出桌面。在B端施加一个始终竖直向上的力F，则：当______时，木板中心点O恰好离开桌面；将B端缓缓抬起的过程中F的力臂______（选填“变大”、“变小”或“不变”，下同），力F的大小______（A端始终没有离开桌面）。如图乙所示，若在A端放一重为、长为的匀质物体M，M的左端与木板的A端对齐，向右缓慢推动木板______，该装置恰好翻倒。 【答案】 ①. 3N ②. 变小 ③. 不变 ④. 1.8 【解析】 【详解】[1] 根据杠杆平衡条件，木板中心点O恰好离开桌面时，则有 解得为 [2][3] 力F始终竖直向上，则将B端缓缓抬起的过程中，F的力臂变小，分析可知F的力臂始终为重力力臂的2倍，根据杠杆平衡条件可知力F的大小不变。 [4] 如图乙所示，若在A端放一重为9N、长为2cm的匀质物体M，M的左端与木板的A端对齐，重心到O的距离为 设向右缓慢推动木板距离为L时，该装置恰好翻倒，乙桌子边缘为支点，则此时动力是木板的重力G=6N，动力臂为L，阻力臂3cm-L，根据杠杆平衡条件有 6N×L=9N×(3cm-L) 解得L=1.8cm。 16. 如图所示，完全相同的甲、乙两球分别由橡皮筋OA和无弹细线OB系于O点，（OA<OB），先后从水平位置由静止开始释放，不计空气阻力。两球到达O点正下方C点时，橡皮筋与细线长度恰好相等。两球下落到C点的过程中重力做功分别为W甲、W乙，两球在C点时的动能分别为E甲、E乙，则它们的大小关系为W甲______ W乙，E甲______ E乙。 【答案】 ①. = ②. < 【解析】 【16题详解】 [1]由于甲、乙两球完全相同（即质量相等），且都从水平位置由静止开始释放，到达C点时橡皮筋与细线长度恰好相等，说明两球下落的高度也相等。则两球重力做功为 两球下落到C点的过程中重力做功相等。 [2]两球到达C点时，乙球系的是无弹性细线，所以重力势能全部转化为动能。甲球系的橡皮筋，重力势能转化为动能和弹性势能，由于初始的重力势能相同，所以两球到达C点时，甲球的动能比乙小。 17. 如图甲所示，电动机牵引绳子在30s的时间内，将质量为400kg的物体匀速提升6m，已知绳的拉力F为2400N，则F的功率为______W，滑轮组的机械效率为______%（结果保留1位小数）；物理实践小组利用学过的知识对图甲的滑轮组进行重新设计，如图乙所示，不计绳重和摩擦，每个滑轮质量均相等，则相同拉力能提起______kg的物体。 【答案】 ①. 960 ②. 83.3% ③. 800 【解析】 【详解】[1]由图甲可知，有效绳子股数为2股，即n=2，物体上升的速度为 拉力上升的速度 F的功率为 [2]有用功 总功 则滑轮组的机械效率 [3]不计绳子和摩擦，图甲中额外功为克服动滑轮重力做功，故动滑轮重力为 图乙有效绳子股数为4，即，拉力F为2400N，两个动滑轮总重为1600N，则 解得 则 18. 如图所示，用力F1直接将物体B匀速提升高度h，F1做功40J。若借助斜面用力F2沿斜面方向把同一物体B匀速推至相同高度，B沿斜面通过距离，若斜面的机械效率是40%，则F2做功为______J，=______；若，则B与斜面间的摩擦力为______N。 【答案】 ①. 100 ②. ③. 30 【解析】 【详解】[1]用F1的力直接将物体B匀速提升h，F1做的功为40J，即有用功： ，用斜面把物体B匀速提升相同的高度，F2做的功是总功，由可得，F2做的功为 [2]由 可得 [3] F2做的额外功为 则B与斜面间的摩擦力 19. 小明用小球和轻质橡皮筋等器材进行了如下实验（不考虑空气阻力）。让系于橡皮筋一端的小球，从O点的正下方的P点由静止释放，分别经过a、b、c三点，如图甲所示。整个下落过程中，橡皮筋所受弹力F与小球下落高度h的关系如图乙所示；小球的速度v与下落高度h的关系如图丙所示。 （1）当橡皮筋的伸长量最大时，小球的速度为______（选填“va”、“vb”或“0”）； （2）已知该橡皮筋每受到0.1N的拉力就伸长1cm，经测量小球从P点下落到a、b、c三点的距离分别为：ha=0.4m，hb=0.5m，hc=0.7m。则实验中所用小球的重力为______N。 【答案】 ①. 0 ②. 1 【解析】 【详解】（1）[1]由图甲和乙可知，在c点橡皮筋的伸长量最大，由图丙可知在c点时小球的速度为0。 （2）[2]由图甲和乙可知，小球从P点下落到a后橡皮筋才有拉力，所以在a点橡皮筋处于自然伸长最大值，此后橡皮筋将产生拉力；由图丙可知在b点时，小球停止加速，速度达到最大值，下一时刻小球将开始减速，经分析可知在b点时小球受到橡皮筋的拉力等于重力，此时橡皮筋的伸长量为 Δl=hb﹣ha=0.5m-0.4m=0.1m=10cm 所受橡皮筋的拉力为 Fb=0.1N/cm×10cm=1N 即小球的重力为 G=Fb=1N 20. 汽油发动机工作时，汽油必须和吸进的空气成适当的比例，才能形成可以有效燃烧的混合气，这就是空燃比（可燃混合气中空气质量与燃油质量之比），某总排量为2.0L的发动机的空燃比为22∶1，混合燃气的密度为1.5kg/m3，则发动机做一次功，燃料燃烧产生的热量为______J，当发动机曲轴每分钟转速为3000转时，此时汽车输出的机械功率为90kW，则该发动机每秒钟做功______次，此时该发动机的效率是______%（汽油的热值为4.6107J/kg）。若该汽油机的效率为20%，年平均消耗汽油420kg，如果将效率提高了1%，则一年可以节约______kg的汽油。 【答案】 ①. 6000 ②. 25 ③. 60 ④. 20 【解析】 【详解】[1]混合燃气的质量为 则燃油质量 则发动机做一次功，燃料燃烧产生的热量为 [2]汽油机的转速为3000r/min，说明1s内汽油机曲轴的转动次数等于50次，一个工作循环中，曲轴转动两周，对外做功一次，1s内曲轴转动50次，对外做功25次。 [3]1s内高温高压的燃气推动活塞做功25次，1s内汽油燃烧释放的热量为 发动机1s对外做功为 则该发动机的效率为 [4]设提高效率后，年平均消耗汽油质量为，根据所做有用功不变，则有 解得，所以每年节约的汽油质量为 三、解答题（本题共8小题，共50分；解答27、28题时应有公式和解题过程） 21. （1）甲图中木块A静止在光滑斜面上，请画出木块所受弹力示意图； （2）如图乙是一款可调手机支架简化图，支架由A、B两部分组成，B穿过A身上的不同插孔可以对支架进行调节。支架可看做一个杠杆，O为支点，手机对支架的力可以等效为动力F1。请画出动力F1的力臂l1；为了保持支架稳定，请你在1、2两点中选出支架的重心并画出支架重力的示意图； （3）如图丙，用两个定滑轮和一个动滑轮组成滑轮组，画出正确绕线方式。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 甲图中木块A静止在光滑斜面上，受到的弹力有：垂直于斜面向上的支持力和弹簧沿着斜面向上的推力，作图如下： 【小问2详解】 将F1的作用线延长，从支点O画出动力作用线的垂直线段，即动力臂l1；由于支架可看做一个杠杆，O为支点，手机对支架的力可以等效为动力，使得杠杆逆时针转动，则阻力必须使得杠杆顺时针转动，则竖直向下的重力的作用点必须在支点的右侧，故从2位置画出重力的示意图，如下图所示： 【小问3详解】 以动滑轮的钩子作为起点，滑轮组绕法如图所示： 22. 小灯泡是常见的电学器材，用它可以做以下实验。 （1）在“观察手电筒”的活动中，从电路的组成看，图甲中金属片相当于电路中的___________； （2）在“怎样使一个小灯泡亮起来”的活动中，图乙中A、B、C三种办法中可行的是___________； （3）在“怎样使两个小灯泡亮起来”的活动中，采用如图丙所示的方法连接，两个小灯泡都亮了，两灯的连接方式为___________联。 【答案】 ①. 导线 ②. B ③. 串 【解析】 【详解】（1）[1]图甲中的金属片可以将开关与灯泡连接起来组成一个完整的电路，则金属片相当于电路中的导线。 （2）[2]由图乙可知，B的接法是将小灯泡的底端和侧边分别接在了电池的两极上，有闭合回路，能形成电流，且灯泡接入了电路，能发光，是正确的接法；A、C的接法没有将灯泡接入电路，没有电流通过灯泡，灯泡不发光，是错误的，故可行的是B。 （3）[3]如图丙所示的方法连接，电流只有一条路径，故两灯的连接方式是串联。 23. 用如图甲所示的装置验证杠杆平衡条件。 （1）实验时，要先将杠杆调至水平位置平衡，这是为了便于______，若杠杆______侧翘起，则需将平衡螺母向右侧调； （2）一组实验数据如表所示，漏填的数据应为______N； 序号 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm ① 1 20 2 10 ② 2 15 1.5 20 ③ 5 1 15 （3）二组某次实验情景如甲图所示，发现要使杠杆水平位置平衡，测力计向下的拉力要超过测力计的量程，为完成实验，下列操作可行的是______； A. 向左移动钩码悬挂点 B. 向右移动测力计的悬挂点 C. 向左移动平衡螺母 D. 向右移动平衡螺母 （4）三组实验后还发现，动力和动力臂成反比，造成此结果的原因是实验时未改变______； （5）四组利用图乙装置估测一根非匀质金属棒的重心位置。此时金属棒在水平位置保持平衡，金属棒上A点下方的细线上悬挂一质量为m的小球，AO两点距离为l，需用天平测出______，便能计算出金属棒重心到支点O的距离为______；（用m、l及所测物理量符号表示） （6）实验完成后，小明想起，人们从地面上搬起重物时，常见的做法是直接弯腰（如图丙）或下蹲弯曲膝盖（如图丁）将重物搬起，哪种做法更好呢？下面建立模型说明这个问题。将人的脊柱简化为杠杆如图戊所示，脊柱可绕骶骨（轴）O转动，腰背部复杂肌肉的等效拉力F3作用在A点，其实际作用方向与脊柱夹角为12°且保持不变。搬箱子时的拉力F4作用在肩关节B点，在B点挂一重物代替箱子。用测力计沿F3方向拉，使模型静止，可测出腰背部复杂肌肉拉力的大小。接着，改变脊柱与水平面的夹角即改变杠杆与水平面的夹角α，多次实验得出结论。 ①当α角增大时，F3______（选填“变大”、“变小”或“不变”）； ②如果考虑到人上半身的重力，那么腰背部肌肉的实际拉力将比图戊中的F3要______（选填“大”或“小”）； ③由以上分析可得，______（选填“丙”或“丁”）图中的姿势比较正确。 【答案】（1） ①. 测量力臂 ②. 右 （2）3 （3）B （4）阻力和阻力臂 （5） ①. 金属棒的质量m1 ②. （6） ①. 变小 ②. 大 ③. 丁 【解析】 【小问1详解】 [1][2]实验前，如杠杆不在水平位置，左端向下倾斜，右端上翘，则应向右调节平衡螺母，如杠杆不在水平位置，右端向下倾斜，左端上翘，则应向左调节平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，此时支点到力的作用点的距离就是力臂，便于测量力臂大小。 【小问2详解】 分析第③组数据，由杠杆平衡条件F1l1=F2l2可知 F1×5cm=1N×15cm 解得F1=3N。 【小问3详解】 A．向左移动钩码的悬挂点，会使动力臂变小，在阻力和阻力臂不变的情况下，动力会变大，故A不符合题意； B．向右移动测力计的悬挂点，会使动力臂变大，在阻力和阻力臂不变的情况下，动力会变小，故B符合题意； CD．在探究“杠杆的平衡条件”的实验中，加挂钩码后，不能通过调节平衡螺母使杠杆平衡，故CD不符合题意。 故选B。 【小问4详解】 动力和动力臂成反比这个结论成立必须有前提条件，即保持阻力、阻力臂不变，在杠杆水平平衡时，动力与动力臂成反比，否则不成立。 【小问5详解】 [1][2]用天平测出金属棒的质量m1，根据杠杆平衡的条件动力×动力臂=阻力×阻力臂，可知 G1L1=G×L2 即 m1gL1=mgl 则金属棒重心到支点O的距离 【小问6详解】 [1]由图可知，当α角增大时，力臂L2变小；由于拉力F3的方向与脊柱夹角始终为12°且OA这段距离不变，则O点到作用线的距离不变，即动力臂不变，阻力为箱子的重力不变，根据杠杆平衡条件可知，F3变小。 [2]人上半身本身有重力，则阻力变大，那么腰背部肌肉的实际拉力将比图戊中的F3要大，更费力。 [3]比较丙、丁两种姿势可知，丙的支点太高，在搬起物体时，阻力臂减小得慢，则腰背部复杂肌肉的等效拉力，F3要比较长时间的使用较大的力，所以丙姿势不正确，丁姿势比较正确。 24. 提高机械效率能够充分发挥机械设备的作用，一组同学在“测量滑轮组的机械效率”实验中，实验测得的数据如表所示。 次数 物体的重力G/N 提升的高度h/m 拉力F/N 绳端移动的距离s/m 机械效率η 1 2 0.1 1 0.3 66.7% 2 3 0.1 1.4 0.3 71.4% 3 4 0.1 1.8 0.3 4 4 0.2 1.8 0.6 74.1% （1）分析比较第1、2、3次实验数据可以判定，使用同一个滑轮组提升重物时，被提升的物体越重，机械效率______（选填“越高”、“越低”或“不变”）。分析比较第3、4次实验数据可得，机械效率与物体上升的高度______（选填“有关”或“无关”）； （2）小红用均为G0的滑轮，组装了如图2所示的甲、乙两个滑轮组，在相同时间内把重物G提升相同高度，若F1=F2，则F1、F2做功的功率P1______P2，机械效率η1______η2（两空均选填“>”、“<”、“=”），在不计绳重及摩擦时，G︰G0=______。 【答案】（1） ①. 越高 ②. 无关 （2） ①. < ②. > ③. 3︰1 【解析】 【小问1详解】 [1]比较第1、2、3次实验数据可知，提升高度相同，绳子自由端移动的距离相同，说明使用的是同一滑轮组，但物重不同，且物重越大，滑轮组的机械效率越高。 [2]分析比较第3、4次实验数据可知，使用相同的滑轮组提升相同的物体，物体上升的高度不同，机械效率相同，这说明机械效率与物体上升的高度无关。 【小问2详解】 [1]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；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 W1=F1×3h 乙滑轮组中拉力做的总功为 W2=F2×4h 已知F1=F2，所以W1<W2，已知时间相同，由知，P1<P2。 [2]甲、乙两滑轮组提升的物重G相同，把重物G提升相同高度，根据W有=Gh可知所做的有用功相同，而乙滑轮组中多了一个动滑轮，需要克服动滑轮的重力做更多的额外功，则使用乙滑轮组所做的总功更多，根据可知，即η1>η2。 [3]已知F1=F2，根据 可得 解得G=2G0，故 G︰G0=2︰1 25. 如图是某学习小组利用小球、木块等探究物体的动能大小与哪些因素有关，其中mA=mB<mC，hA=hC>hB （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 D木块被小球撞击时的动能 （2）甲、乙两次实验中，木块滑行过程中克服摩擦力做功分别为W1和W2，则W1______W2（填“>”、“=”或“<”）； （3）甲、丙两次实验中，将A和C球同时从两个相同完全相同的斜面由静止下滑，能证明A和C球到水平面时速度大小相等的实验现象是______； （4）得出正确的实验结论后，有同学用质量不同的铁球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，撞击同一木块，观察到木块被撞击后移动的情况是______（铁球滚动时所受摩擦力忽略不计）。 A质量大的铁球将木块推动的距离较远 B质量不同的铁球将木块推动的距离相同 C质量小的铁球将木块推动的距离较远 （5）以下实验中用“”标注的器材和本实验木块起到不同作用的有______。 A甲图，研究弹性势能实验中的“小车” B乙图，研究弹性势能实验中的“卡片” C丙图，研究重力势能实验中的“木块” 【答案】（1）B （2）> （3）木块移动的距离相等 （4）B （5）C 【解析】 【小问1详解】 小球下滚到水平面时因为具有动能才能撞击木块，所以实验中，探究的动能是指小球撞击木块时的动能，故选B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 【小问2详解】 甲、乙两次实验中，两个小球的质量相等，A球高度大于B球高度，则到达水平面时A球的动能大于B球的动能，A球把木块撞击的更远。由于木块受到的摩擦力不变，根据公式W=fs可知，木块滑行过程中克服摩擦力做功W1> W2。 【小问3详解】 将A和C球同时从两个完全相同的斜面由静止下滑，若A和C同时到达斜面底端，则说明A和C球到水平面时速度大小相等。 【小问4详解】 用质量不同的铁球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，撞击同一木块，由于弹簧的压缩程度相同，则具有的弹性势能相同，弹簧恢复原状过程中，将弹性势能转化为铁球的动能，因此铁球撞击木块时的动能相同，而木块受到水平面的摩擦阻力相同，则质量不同的铁球将木块推动的距离相同，故AC不符合题意，B符合题意。 故选B。 【小问5详解】 在探究影响物体动能大小的因素实验中，通过木块被推动的距离来反映小球的动能大小。 A、甲图，研究弹性势能实验中，小车移动的距离反映弹簧弹性势能的大小，小车起到与木块相同的作用，故A不符合题意； B．乙图，研究弹性势能实验中，卡片弹起的高度反映橡皮筋弹性势能的大小，卡片起到与木块相同作用，故B不符合题意； C．丙图，研究重势能实验中，桌腿陷入的深度反映木块的重力势能大小，这里的木块起到不同作用，故C符合题意。 故选C。 26. （1）如图中所示是“探究不同物质吸热升温的现象”实验装置，小华选用沙子和水进行实验，用两个相同的容器（图中用虚线框表示）分别装入质量相等的沙子和水，用相同的装置加热。从实验效果考虑，本实验选择 _____（填“烧杯”或“易拉罐”）作为盛放液体的容器较好，两种物体吸收热量的多少可通过_____（填“物体升高的温度”或“加热时间”）比较； （2）小明认为也可以选用质量相等的A、B两种液体按图乙所示的装置进行探究，该探究方案的优点是 _____（答出一个即可）； （3）小明实验中作出如图丙所示的图像，分析图像可知，A、B两种液体的比热容之比为 _____。 【答案】 ①. 易拉罐 ②. 加热时间 ③. 控制相同时间内沙子和水吸收的热量相同 ④. 9：4 【解析】 【详解】（1）[1]因金属导热性能好，故以从实验效果考虑，本实验选择易拉罐作为盛放液体的容器较好。 [2]根据转换法，两种液体吸收热量的多少可通过加热时间比较。 （2）[3]图乙所示的装置，该装置易控制相同时间内沙子和水吸收的热量相同。 （3）[4]根据绘制出的两种液体温度随时间变化的关系图像知，A温度升高 ΔtA=40℃﹣30℃＝10℃ 用时3min，因为在相同时间内吸收的热量相同，所以若要使A温度升高30℃，则应用时9min。B温度升高 ΔtB=40℃﹣10℃＝30℃ 用时4min，由转换法可得，A、B吸收热量之比为9：4。 根据Q＝cmΔt可知，在质量和升高温度相同的情况下，吸热多少与比热容大小成正比，故两种液体比热容之比为9：4。 27. 利用图示甲、乙、丙装置完成两个实验：实验一是探究不同物质吸热升温的现象；实验二是比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量。 （1）除了图中所示的测量工具外，两个实验都需要的测量工具还有______； （2）为了两个实验都完成，对图中器材进行以下几种调整，其中可行的有______； A.将甲图中的液体a换成液体c B.将乙图中的燃料2换成燃料1 C.将乙图中的燃料2换成燃料3 D.将丙图中的液体a换成液体b （3）器材调整后为了完成实验二，应选用______两套装置，实验时通过比较______来反映燃料燃烧放热的多少。若图甲中液体是水，燃料l完全燃烧放出热量的2%被水吸收，温度计示数升高了，，则燃料1的热值是______。 【答案】 ①. 天平 ②. BC ③. 甲、丙 ④. 液体升高的温度 ⑤. 【解析】 【详解】（1）[1]两个实验都需要称取相同质量的液体或者燃料，所以还需要天平。 （2）[2]由控制变量法可知，要比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量，应控制液体的质量和种类相同，改变燃料的种类；要探究不同物质吸热升温现象，应控制燃料的质量和种类相同，改变液体的种类。 A．将甲图中的液体换成c后，三种液体的种类不同，无法探究质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量，故A不符合题意； B．将乙图中燃料换成1后，通过比较图甲、乙可以探究不同物质吸热升温现象，通过比较比较图甲、丙可以探究质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量，故B符合题意； C．将乙图中的燃料换成3后，通过比较图甲、丙可以探究质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量，通过比较图乙、丙可以探究不同物质吸热升温现象，故C符合题意； D．将丙图中的液体换成b后，三种燃料的种类不同，无法探究不同物质吸热升温现象，故D不符合题意。 故选BC。 （3）[3][4]由控制变量法可知，要比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量，应控制液体的质量和种类相同，改变燃料的种类，故器材调整后选用甲、丙两套装置；燃料燃烧放出的热量被烧杯中的液体吸收，温度上升，故可以通过比较液体升高的温度来反映燃料燃烧放热的多少。 [5]若图甲中液体是水，水吸收的热量为 则燃料l完全燃烧放出热量为 则燃料1的热值为 28. 如图甲所示的装置，A是重15N的空吊篮，绳子B和C能承受的最大拉力分别为100N和50N。质量为50kg的小明同学将A提升到高处，施加的拉力F随时间变化关系如图乙所示，A上升的速度v随时间变化关系如图丙所示，忽略绳重及摩擦，g取10N/kg。问： （1）动滑轮重力为多少？ （2）第2s内拉力F的功率为多少？ （3）此装置提升重物的最大机械效率为多少？ 【答案】（1）5N；（2）40W；（3）80% 【解析】 【详解】解：（1）由图丙可知，在1~2s时，速度不变，做匀速直线运动。由图乙可知，此时的拉力为10N。由图甲可知，承担物重绳子的股数n=2。因忽略绳重及摩擦，动滑轮重为 G动=nF-G吊=2×10N-15N=5N （2）由图丙可知，第2s内，A上升的速度v物=2m/s，则绳端移动的速度为 v绳=nv物=2×2m/s=4m/s 第2s内拉力F的功率为 P=Fv绳=10N×4m/s=40W （3）因忽略绳重及摩擦，额外功为克服动滑轮重和吊篮重所做的功。此装置的机械效率为 由上式可知，式子中G货表示所提升重物的重，G货越大，机械效率越大，当C的最大拉力为50N时，绳子B的拉力为 FB=nFC-G动=2×50N-5N=95N<100N 由 FB=nFC-G动 分析可知，当绳子B处的拉力为100N时，有 100N=2×F'C-5N 解得 F'C=52.5N>50N 因此绳子B最大的拉力为95N，所以提升的重物的重为 G货=FB-G吊=95N-15N=80N 则此装置提升重物的最大机械效率为 答：（1）动滑轮的重力为5N； （2）第2s内拉力F的功率为40W； （3）此装置提升重物的最大机械效率为80%。 29. 如图是一款太阳能和其它能量混合驱动汽车，车身上装载了5m2的太阳能电池板，用于给蓄电池充电或直接作为动力源。已知太阳能电池板每小时1m2接收的太阳能为6×106J，已知太阳能转化为电能的效率为25%，该汽车利用电能行驶时，电动机的将电能转化为机械能的效率为80%。 （1）若驾驶该车通过一长为18000m的隧道，用时12min，则该车速度是多少km/h? （2）若该车以36km/h匀速行驶时，所受阻力为1200N，则该车的电动机输出功率多大? （3）利用6h的正常日照获得的太阳能使该车以36km/h匀速行驶，该车能行驶多少路程? 【答案】（1）90km/h；（2）1.2×104W；（3）3×104m 【解析】 【详解】解：（1）由题意可知， 18000m=18km 12min=0.2h 所以该车的速度为 （2）由题意可知， 36km/h=10m/s 汽车匀速行驶，由二力平衡可知其在水平方向上电动机输出的拉力与其受到的阻力相等，即 F拉=F阻=1200N 所以该车的电动机的输出功率为 P输出=F拉v=1200N×10m/s=1.2×104W （3）由题意可知，太阳能电池板接受到的太阳能为 W1=5×6×6×106J=1.8×108J 其转化成的电能为 W电=η1W1=25%×1.8×108J=4.5×107J 电能经过电动机转化成的机械能为 W机=η2W电=80%×4.5×107J=3.6×107J 这些机械能能够支持电动机在该车36km/h匀速行驶的情况下行驶的时间为 所以汽车能够行驶的路程为 s=vt=10m/s×3000s=3×104m 答：（1）汽车的速度是90km/h； （2）该车的电动机输出功率是1.2×104W； （3）汽车能够行驶的路程是3×104m。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $