精品解析：江苏省无锡市宜兴市和桥二中2024-2025学年九年级10月月考物理试题

2024年秋学期课后服务阶段调研作业九年级物理试卷 2024.09 考试时间：100分钟 满分分值：100分 一、选择题（本题共12小题，每小题2分，共24分；每小题给出的4个选项中仅一个正确选项） 1. 如图所示的四种工具中，正常使用时属于省力杠杆的是（　　） A. 独轮车 B. 筷子 C. 船桨 D. 钓鱼竿 2. 如图所示，在调节平衡后的杠杆两侧，分别挂上相同规格的钩码，杠杆处于平衡状态。若在A、B两处再各加一个钩码，下列说法正确的是（　　） A. 杠杆右边向下倾 B. 杠杆左边向下倾 C. 杠杆仍平衡 D. 无法确定杠杆否平衡 3. 下列挪动球形石墩的方法中，最省力的是（　　） A. B. C. D. 4. 如图所示，一根绳子绕过定滑轮，一端拴在物体上，另一端拴在弹簧测力计上，沿四个不同方向匀速拉起物体，弹簧测力计示数分别为F1、F2、F3、F4，则它们的大小关系为（　　） A. F1＞F2 B. F3＞F4 C. F1＜F4 D. F1=F2=F3=F4 5. 骨骼、肌肉和关节等构成了人体的运动系统，人体中最基本的运动大多是由肌肉牵引骨骼绕关节转动产生的。下列关于人体中的杠杆说法正确的是（　　） A. 图甲：手托重物时，可视为省力杠杆 B. 图甲：手托重物时，肱二头肌对前臂的牵引力是阻力 C. 图乙：踮脚时，可视为费力杠杆 D. 图乙：向上踮脚的过程中，腓肠肌对足部骨骼的牵引力是动力 6. 如图所示，某种可重复使用火箭在降落过程中，通过控制推力，使其沿竖直方向先从A点减速运动到B点，再从B点匀速运动到C点，且AB=BC，不计运动过程中的空气阻力，忽略火箭质量的变化。则（　　） A. 火箭受到推力的施力物体是空气 B. AB段的推力做功等于BC段的推力做功 C. AB段火箭重力做功等于BC段重力做功 D. AB段火箭重力做功的功率等于BC段 7. 下列关于功、功率、机械效率的说法正确的是（　　） A. 做的有用功多的机器机械效率一定高 B. 功率小的机器做功慢 C. 机械效率高的机器功率一定大 D. 功率大的机器做功时间一定短 8. 如图所示，固定的斜面长2m，高0.5m，沿斜面向上用50N的拉力在4s内把重150N的物体从斜面底端匀速拉到顶端，此过程中（　　） A. 对物体做的有用功为300J B. 物体受的摩擦力为50N C. 拉力做功的功率为25W D. 斜面的机械效率为70% 9. 如图所示，物理兴趣小组分别用甲、乙两个滑轮组匀速提起质量相同的物体，不计绳重及摩擦．若每个滑轮质量相同，对比两个滑轮组，下列说法正确的是 A. 甲更省力，甲机械效率大 B. 乙更省力，机械效率一样大 C. 乙更省力，乙机械效率大 D. 甲更省力，机械效率一样大 10. 如图为某种吊车的工作示意图。利用伸缩撑杆可使吊臂绕O点转动；伸缩撑杆为圆弧状，伸缩时对吊臂的支持力始终与吊臂垂直。下列关于这个吊车的有关说法正确的是（　　） A. 吊臂是一个省力杠杆 B. 使用这种吊车，好处是可以少做功 C. 匀速顶起吊臂的过程中，伸缩撑杆支持力的力臂逐渐变小 D. 匀速顶起吊臂的过程中，伸缩撑杆的支持力渐渐变小 11. 如图，长为L的轻质木板（不计质量），左端可绕O点转动，用竖直向上的拉力F拉着木板的右端，使木板始终在水平位置保持静止。小物块由如图位置向右匀速滑行至最右端过程中，拉力F随滑行时间t的变化，正确图像是（　　） A. B. C. D. 12. 桔槔是《天工开物》中记载的一种原始的汲水工具，在拗石辅助下，人几乎可以不用力就能将一桶水从井中提起。如图所示，已知A点所挂拗石重力为100N，B点所挂桶重为20N，，假设两侧悬挂的绳子始终保持在竖直方向，忽略横杆重、绳重及摩擦，下列说法错误的是（　　） A. 放下空桶和从井中提水时，桔槔始终是省力杠杆 B. 担水时，桔槔平衡时，桶内水的重力约为180N C. 桔槔平衡时，A、B两点所受的拉力之比为1∶2 D. 要想一次提取更多的水，可以将悬挂点A向远离O点方向移动 二、填充题（本题共11小题，每空1分，共36分） 13. “文明城市”的创建让城市更美更洁净，如图所示，园林工人使用的剪刀可以省___________；环卫工人使用的扫帚可以省___________；上山的公路修成盘山公路，是因为盘山公路相当于简单机械中的___________，可以省力；生活中开门的钥匙相当于简单机械中的________，转动手柄处可以省力。 14. 如图所示是列车上常用的手推车，车内货物均匀摆放。车前行时，需经过障碍物。当车的前轮遇到障碍物A时，售货员向下按扶把，这时手推车可以视为杠杆，若手推车和货物总重200N，动力臂和阻力臂之比为2︰3，则服务员作用在扶把上的动力为 ______ N。当后轮遇到障碍物A时，售货员竖直向上提扶把，这时支点是 ______ （只填字母）点，这种情况下，手推车可以视为 ______ 杠杆（选填“省力”或“费力”）。 15. 我国古代记录传统手工技术的著作《天工开物》里记载了一种“捣米用的舂”，如图甲所示，“横木穿插硾头，硾嘴为铁，足踏其末而舂之”；图乙为脚用力向下踩时在某位置的示意图，O点为支点，F2为阻力（即碓头重力大小），不计横木的重力和摩擦，此时舂属于_________（选：省力 / 等臂 / 费力）杠杆；若硾头重90N，图中脚向下踩的力至少需________N才能把硾头跷起；为了省力些，可将脚踩点适当_________（选：远离 / 靠近）O点。 16. 使用机械可以极大地减轻人们的劳动强度，提高工作效率。 （1）如图甲，工人在铺设电缆时，要在转弯处安装一组导向轮。这组导向轮属于_____（选：动滑轮 / 定滑轮），其主要作用是________。 （2）如图乙，尖嘴钳是常用的电工工具，刀刃部分靠近转动轴，这是通过________，从而在使用时更加省力。 17. 如图所示，取两根光滑的木棍甲、乙，将绳子的一端系在甲木棍上，再依次绕过两根木棍。甲、乙两根木棍分别由两位同学在木棍的两端握紧。用力缓慢拉绳子的自由端，_______（甲、乙）木棍受到绳子的拉力更大，已知绳端拉力为F，则甲木棍受到绳子的拉力为______F。 18. 在超市购物时，小明用50N的水平推力，推着重200N的购物车沿水平面匀速前进了5m，所用时间为10s；在此过程中，购物车的重力做功________J，小明的推力做功_______J，推力做功的功率___________W。 19. 如图所示：相同的沙袋装质量相等的沙子，两个工人师傅分别用相同的滑轮按甲、乙两种方式把沙袋从地面匀速提升到二楼，两种方式绳子自由端拉力分别为F甲、F乙，拉力做功分别为W甲、W乙，滑轮的机械效率分别为η甲、η乙；若不计绳重及摩擦，则：F甲___________F乙，W甲___________W乙，η甲___________η乙。（选填“>”、“=”或“＜”） 20. 同学们在体育课上做仰卧起坐，前半段是背部由平躺地面变成脊柱弯曲，后半段是上半身完全离开地面。 （1）仰卧起坐时，先将头向前抬起，可以减小___________力臂；在平躺至坐起的过程中，运动员肌肉所施加的动力变化情况是___________； （2）同学们可以改变仰卧起坐的快慢，来控制体育锻炼的效果；从物理学角度来分析，其实质是改变___________的大小； （3）质量为50kg的小红同学在做仰卧起坐运动，假设上半身的质量约为全身质量的40%，她在1min内做了40个仰卧起坐，每次仰卧起坐上半身的重心上升的高度均为0.3m。则她完成一个仰卧起坐需克服重力做的功约为___________J，平均功率约为___________W。 21. 有一种小型千斤顶，当手往下压动摇臂时，能把顶着的重物微微抬高一段很小的距离，把摇臂向上复位时，抬起的重物可以保持不动，再按下摇臂时，重物又被微微抬起，上下往复操作摇臂，重物便渐渐举高。用这种千斤顶把重6×103N的货物顶起，施加在摇臂上向下的压力为200N，每压一次，手向下移动的距离是50cm，压10次后，货物被抬高10cm，用时30s，若不考虑手使摇臂向上复位所做的功；则此过程中对货物做的有用功为___________J，手对机械做的功为___________J，该千斤顶的机械效率是___________。 22. 某轿车以9×104W的恒定功率启动并沿水平路面做直线运动，运动的速度v与时间t的关系如图所示。从静止开始到行驶25s的时间内，若前15s内通过了总路程的一半，由此可知前15s内轿车运动的距离是___________m，15~25s内轿车受到的阻力为___________N，前15s内轿车牵引力所做功___________J。 23. 小红和小华用一只弹簧测力计，一根长度为1m、质量为1kg、粗细均匀、质量均匀分布的圆柱形螺纹钢AB，一只金属筐，制成了如图所示的机械装置。制作时，她们将金属筐系于螺纹钢上的B端，当悬挂螺纹钢的钢索在螺纹钢上的悬吊点移至O点时，螺纹钢在水平位置平衡，他们这样操作的目的是______。测得OB=10cm，则金属筐的质量为______kg。称重时，将重物放入金属筐中，用弹簧测力计竖直向下拉住螺纹钢的A端，使之再次在水平位置平衡，此时弹簧测力计示数为20N，则重物的质量是______kg。若在她们制作的装置中仅将弹簧测力计换成质量为1kg的“秤砣”，制成杆秤，从O点开始，沿OA每隔1cm标出对应的质量刻度，则该杆秤的分度值为______kg（g取10N/kg）。 三、解答题（本题共5小题，共40分，其中25，29题应给出必要的解题过程） 24. 按要求完成作图： （1）如图甲所示的钓鱼竿，请画出动力臂L1和阻力F2。 （2）在地面上用如图乙的滑轮组提升重物，画出滑轮组的绕绳方式。 （3）某学校一块指示牌被风刮倒后如图所示，请在图丙中画出将指示牌扶起的最小力F1的示意图及其力臂L1。 25. 如图甲所示，工作人员正在组装神舟飞船。用图乙所示的电动滑轮将重2×104N的飞船部件在10s内匀速提升2m，电动滑轮的输出功率是5×103W，试计算： （1）克服飞船部件重力做功； （2）电动滑轮所做总功； （3）电动滑轮的机械效率。 26. 利用一根带刻度的直杠杆（每小格5cm）、相同的钩码（每个钩码的质量为50g）和弹簧测力计（量程为0-5N），探究“杠杆的平衡条件”。 （1）若实验前，杠杆静止在图甲所示位置，此时杠杆是___________（平衡 / 不平衡）；为了顺利进行实验，应将左端的平衡螺母向___________调节，使杠杆在___________位置平衡，该调节的主要目的是为了___________。 （2）如图乙所示，杠杆在水平位置处于平衡状态，杠杆上每格均匀等距。下列四项操作中，会使杠杆左端下倾的是（　　） ①杠杆的两侧同时各减掉一个钩码； ②在两侧钩码下同时各加挂一个相同的钩码； ③将两侧的钩码同时各向外移动相同距离； ④将两侧的钩码同时各向内移动相同距离； A. ①③ B. ②④ C. ②③ D. ①④ （3）改用弹簧测力计在杠杆右侧向下施力，使杠杆在水平位置平衡。如图丙、丁所示，为方便测量力臂，应该按图___________（丙 / 丁）方向拉住测力计。杠杆静止时，图丙中弹簧测力计示数为___________N，若图丁中弹簧测力计的示数为2.5N，则该拉力对应的力臂为___________cm。 （4）【拓展】如图所示，小明在一根均匀硬质细杆上挖出等间距的5道细凹槽，将细杆分成6等份，并分别在细杆两端和凹槽处标记出“1、2、3、4、5”，然后在两端对称安装合适的螺母。支架（未画出）支撑在任一标记处时，都要重新调节螺母，使细杆不挂物体时在水平位置平衡。然后每次把重为2N的物体悬挂在如图位置处不变，仅在其他标记处放置支架和悬挂最大容积为800mL、重为1N的小桶，通过改变支架支撑的位置和小桶悬挂的位置，并调整小桶内的水量，可以有___________种方案使细杆在水平位置平衡。若支架支撑在“2处”，小桶挂在“1处”，当小桶内装水___________mL时，细杆恰能在水平位置静止。（ρ水=1.0g/cm3.） 27. 在“测量滑轮组的机械效率”实验中，小丽用同一滑轮组提升不同的物体，如图甲、乙所示，实验数据记录如下： 次数 物体重力/N 提升高度/m 拉力/N 绳端移动的距离/m 机械效率 1 3 0.1 2.0 0.3 50% 2 6 0.1 ① 0.3 ② （1）实验中要竖直向上___________拉动弹簧测力计，使物体升高。在绳端拉力大小的读数时，弹簧测力计应___________（保持静止/匀速上升）； （2）图乙中弹簧测力计的示数为___________N，表格中②处数据应为___________%； （3）如图丙所示，将滑轮组换一种绕绳方法，不计摩擦及绳重，提升相同的物体时，滑轮组的机械效率___________（选：变大/不变/变小）。 28. 学习功率知识后，小明和几位同学准备开展“比一比谁在爬楼过程中的功率大”的活动。 （1）如何比较同学上楼功率，可以有多种方案： ①测量出各自的体重、爬楼用的时间、爬楼的高度，算出爬楼的功率并进行比较； ②控制爬楼的时间相同，测量各自的体重、爬楼的高度，算出爬楼的功并进行比较； ③控制爬楼的高度相同，测量各自的体重、爬楼的时间，算出体重和时间的比值并进行比较。 这些方案中可行是（　　） A. 只有① B. 只有①② C. 只有②③ D. ①②③都可以 （2）如果要求估测每位同学功率的大小，可根据方案___________（填序号），测量所需要的实验器材有___________、___________和皮卷尺； （3）相互合作，估测每位同学的上楼功率的数据并记录在自己设计的表格中，根据测量所选方案，表格中①、②空缺的栏目内容应该填：①___________；②___________。 学生 质量m/kg 上楼高度h/m ① ② 张三 李四 29. 如图是《天工开物》中记载的我国古代的提水工具“辘轳”，在两个支架上摆放一根直的硬棒，支点为、，A端系一石块，B端装有轮轴，轮轴能绕着硬棒转动，悬吊空桶的绳索另一端绕过轮轴后系紧在轮轴上，若空桶质量为5kg，轮轴质量为10kg，空桶和轮轴对硬棒的作用力视作施加在B位置。长为0.6m，长为1m，长为0.8m，硬棒及绳索质量忽略不计。（g取） （1）人对辘轳不施加力。桶中未装水，为保证硬棒不会翻转，石块质量最多为______kg；若A点系上质量为40kg的石块，提水时为保证硬棒不翻转，桶中最多可装______kg的水； （2）若桶内水的质量为50kg，人用时20s将桶匀速提升3m，此时辘轳提水的机械效率为50%，试计算：①桶对水做的功；②人做功的功率。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024年秋学期课后服务阶段调研作业九年级物理试卷 2024.09 考试时间：100分钟 满分分值：100分 一、选择题（本题共12小题，每小题2分，共24分；每小题给出的4个选项中仅一个正确选项） 1. 如图所示的四种工具中，正常使用时属于省力杠杆的是（　　） A. 独轮车 B. 筷子 C. 船桨 D. 钓鱼竿 【答案】A 【解析】 【详解】A．独轮车在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A符合题意； B．用筷子夹取食物过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故B不符合题意； C．船桨在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故C不符合题意； D．钓鱼竿在使用过程中，动力臂小于阻力臂，费力杠杆，故D不符合题意。 故选A。 2. 如图所示，在调节平衡后的杠杆两侧，分别挂上相同规格的钩码，杠杆处于平衡状态。若在A、B两处再各加一个钩码，下列说法正确的是（　　） A. 杠杆右边向下倾 B. 杠杆左边向下倾 C. 杠杆仍平衡 D. 无法确定杠杆是否平衡 【答案】A 【解析】 【详解】设一个钩码的重力为G，一个格为L，根据杠杆的平衡条件知 2G×2L=G×4L 现在在A、B两处再各加一个钩码，左边力和力臂的乘积为3G×2L，右边力和力臂的乘积为2G×4L，右边力和力臂的乘积大，所以杠杆右边向下倾，故A正确，BCD错误。 故选A。 3. 下列挪动球形石墩的方法中，最省力的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】从图中可以看到，A方法中有两段绳子挪动石墩，人对绳子的拉力为石墩与地面的摩擦力的一半；BCD方法中，人对绳子的拉力都等于石墩与地面的摩擦力，即不省力。 故选A。 4. 如图所示，一根绳子绕过定滑轮，一端拴在物体上，另一端拴在弹簧测力计上，沿四个不同方向匀速拉起物体，弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3、F4，则它们的大小关系为（　　） A. F1＞F2 B. F3＞F4 C. F1＜F4 D. F1=F2=F3=F4 【答案】D 【解析】 【详解】定滑轮实质上是一个等臂杠杆，使用定滑轮不能省力，无论沿哪个方向匀速拉起物体，力的大小都相等。故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 5. 骨骼、肌肉和关节等构成了人体的运动系统，人体中最基本的运动大多是由肌肉牵引骨骼绕关节转动产生的。下列关于人体中的杠杆说法正确的是（　　） A. 图甲：手托重物时，可视为省力杠杆 B. 图甲：手托重物时，肱二头肌对前臂的牵引力是阻力 C. 图乙：踮脚时，可视为费力杠杆 D. 图乙：向上踮脚的过程中，腓肠肌对足部骨骼的牵引力是动力 【答案】D 【解析】 【详解】A．图甲：手托重物时，动力臂小于阻力臂，可视为费力杠杆，故A错误； B．根据杠杆五要素可知，图甲：手托重物时，肱二头肌对前臂的牵引力是动力，故B错误； C．图乙：踮脚时，动力臂变短，但动力臂仍然大于阻力臂，可视为省力杠杆，故C错误； D．根据杠杆五要素可知，图乙：向上踮脚的过程中，腓肠肌对足部骨骼的牵引力是动力，故D正确。 故选D。 6. 如图所示，某种可重复使用的火箭在降落过程中，通过控制推力，使其沿竖直方向先从A点减速运动到B点，再从B点匀速运动到C点，且AB=BC，不计运动过程中的空气阻力，忽略火箭质量的变化。则（　　） A. 火箭受到推力的施力物体是空气 B. AB段的推力做功等于BC段的推力做功 C. AB段火箭重力做功等于BC段重力做功 D. AB段火箭重力做功的功率等于BC段 【答案】C 【解析】 【详解】A．火箭的运动方向是向下，火箭受到竖直向下的重力，推力的方向是向上，火箭受到推力的施力物体是火箭发动机向下喷出的气体，故A不符合题意； B．火箭的运动方向是向下，忽略火箭质量的变化，则火箭的重力不变，AB段做减速运动，推力大于重力；BC段匀速运动，推力等于重力，所以AB段的推力大于BC段的推力，且AB=BC，根据可知AB段的推力做功大于BC段的推力做功，故B不符合题意； C．火箭的重力不变，AB=BC，根据可知AB段火箭重力做功等于BC段重力做功，故C符合题意； D．火箭的重力不变，AB段做减速运动，BC段匀速运动，AB段和BC段速度不同，根据可知AB段火箭重力做功的功率不等于BC段，故D不符合题意。 故选C。 7. 下列关于功、功率、机械效率的说法正确的是（　　） A. 做的有用功多的机器机械效率一定高 B. 功率小的机器做功慢 C. 机械效率高的机器功率一定大 D. 功率大的机器做功时间一定短 【答案】B 【解析】 【详解】A．有用功与总功的比值叫机械效率，做的有用功多的机器机械效率不一定高，故A错误； B．功率反映做功的快慢，功率大则做功快，功率小，则做功慢，故B正确； C．机械效率是有用功与总功的比值，机械功率是指做功的快慢，二者的大小没有直接关系，故C错误； D．功率等于功和做功时间的比值，功率大，功多少不确定，时间短小不确定，故D错误。 故选B。 8. 如图所示，固定的斜面长2m，高0.5m，沿斜面向上用50N的拉力在4s内把重150N的物体从斜面底端匀速拉到顶端，此过程中（　　） A. 对物体做的有用功为300J B. 物体受的摩擦力为50N C. 拉力做功的功率为25W D. 斜面的机械效率为70% 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据题意，对物体做的有用功为 故A不符合题意； B．总功为 则额外功为 则物体受到的摩擦力为 故B不符合题意； C．拉力做功的功率为 故C符合题意； D．斜面的机械效率为 故D不符合题意。 故选C。 9. 如图所示，物理兴趣小组分别用甲、乙两个滑轮组匀速提起质量相同的物体，不计绳重及摩擦．若每个滑轮质量相同，对比两个滑轮组，下列说法正确的是 A. 甲更省力，甲机械效率大 B. 乙更省力，机械效率一样大 C. 乙更省力，乙机械效率大 D. 甲更省力，机械效率一样大 【答案】B 【解析】 【详解】由图可知，作用在乙上绳子的股数是3，更省力些；用甲、乙两个滑轮组匀速提起质量相同的物体，不计绳重及摩擦，只克服动滑轮重做额外功，若每个滑轮质量相同， 则提升相同高度时，甲乙所做的有用功和额外功均相同，故机械效率一样大．故本题正确选项是B． 10. 如图为某种吊车的工作示意图。利用伸缩撑杆可使吊臂绕O点转动；伸缩撑杆为圆弧状，伸缩时对吊臂的支持力始终与吊臂垂直。下列关于这个吊车的有关说法正确的是（　　） A. 吊臂是一个省力杠杆 B. 使用这种吊车，好处是可以少做功 C. 匀速顶起吊臂的过程中，伸缩撑杆支持力的力臂逐渐变小 D. 匀速顶起吊臂的过程中，伸缩撑杆的支持力渐渐变小 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A．如图： 画出动力臂和阻力臂，动力臂l1小于阻力臂l2，根据杠杆平衡条件，动力大于阻力，是费力杠杆，故A错误； B．杠杆是一种机械，使用任何机械都不省功，故B错误； CD．吊车吊起货物的过程中，阻力G不变，阻力臂减小，动力臂不变（因为支持力始终与吊臂垂直），由杠杆平衡条件可知，动力减小，即支持力逐渐变小，故C错误，D正确。 故选D。 11. 如图，长为L的轻质木板（不计质量），左端可绕O点转动，用竖直向上的拉力F拉着木板的右端，使木板始终在水平位置保持静止。小物块由如图位置向右匀速滑行至最右端过程中，拉力F随滑行时间t的变化，正确图像是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】由图可知，动力臂为L，阻力为物块对木板的压力，大小为 阻力臂为物块到支点的距离，设物块初始位置到支点的距离为l，则物块向右运动的过程中，阻力臂大小为 根据杠杆的平衡条件可知 即 则 因G、v、L、l为常数，故F随t均匀增大，当t为0时，，故B正确，ACD错误。 故选B。 12. 桔槔是《天工开物》中记载的一种原始的汲水工具，在拗石辅助下，人几乎可以不用力就能将一桶水从井中提起。如图所示，已知A点所挂拗石重力为100N，B点所挂桶重为20N，，假设两侧悬挂的绳子始终保持在竖直方向，忽略横杆重、绳重及摩擦，下列说法错误的是（　　） A. 放下空桶和从井中提水时，桔槔始终是省力杠杆 B. 担水时，桔槔平衡时，桶内水的重力约为180N C. 桔槔平衡时，A、B两点所受的拉力之比为1∶2 D. 要想一次提取更多的水，可以将悬挂点A向远离O点方向移动 【答案】A 【解析】 【详解】A．向下拉绳放下空桶时，B端的力为动力，A端的力为阻力，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故A错误，符合题意； B．桔槔平衡时 FA×OA=FB×OB 所以有 即 G桶+G水=FB=200N 因为G桶为20N，所以 G水=200N-G桶=200N-20N=180N 故B正确，不符合题意； C．桔槔平衡时 FA×OA=FB×OB 所以有 故C正确，不符合题意； D．把石头的拉力看成动力，悬挂点A向远离O点方向移动，可以增大动力臂，动力与动力臂的乘积变大，根据杠杆平衡条件，阻力与阻力臂的乘积也变大，而阻力臂不变，所以阻力变大，提取更多的水，故D正确，不符合题意。 故选A。 二、填充题（本题共11小题，每空1分，共36分） 13. “文明城市”的创建让城市更美更洁净，如图所示，园林工人使用的剪刀可以省___________；环卫工人使用的扫帚可以省___________；上山的公路修成盘山公路，是因为盘山公路相当于简单机械中的___________，可以省力；生活中开门的钥匙相当于简单机械中的________，转动手柄处可以省力。 【答案】 ①. 力 ②. 距离 ③. 斜面 ④. 轮轴 【解析】 【详解】[1]园林工人使用的剪刀，在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，即园林工人使用的剪刀可以省力。 [2]环卫工人使用的扫帚，在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，但可省距离。 [3]盘山公路相当于简单机械中的斜面，多移动了距离，但可以省力。 [4]钥匙在使用时绕中心轴转动，所以属于轮轴。 14. 如图所示是列车上常用的手推车，车内货物均匀摆放。车前行时，需经过障碍物。当车的前轮遇到障碍物A时，售货员向下按扶把，这时手推车可以视为杠杆，若手推车和货物总重200N，动力臂和阻力臂之比为2︰3，则服务员作用在扶把上的动力为 ______ N。当后轮遇到障碍物A时，售货员竖直向上提扶把，这时支点是 ______ （只填字母）点，这种情况下，手推车可以视为 ______ 杠杆（选填“省力”或“费力”）。 【答案】 ①. 300 ②. B ③. 省力 【解析】 【详解】[1]当车的前轮遇到障碍物A时，售货员向下按扶把，将手推车视为杠杆，支点为C点，若手推车和货物总重200N，动力臂和阻力臂之比为2︰3，根据杠杆平衡条件可得 F×2=200N×3 解得F=300N。即服务员作用在扶把上的动力为300N。 [2]当后轮遇到障碍物A时，售货员竖直向上提扶把，此时手推车绕B点转动，故B点为支点。 [3]此时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆。 15. 我国古代记录传统手工技术的著作《天工开物》里记载了一种“捣米用的舂”，如图甲所示，“横木穿插硾头，硾嘴为铁，足踏其末而舂之”；图乙为脚用力向下踩时在某位置的示意图，O点为支点，F2为阻力（即碓头重力大小），不计横木的重力和摩擦，此时舂属于_________（选：省力 / 等臂 / 费力）杠杆；若硾头重90N，图中脚向下踩的力至少需________N才能把硾头跷起；为了省力些，可将脚踩点适当_________（选：远离 / 靠近）O点。 【答案】 ①. 费力 ②. 180 ③. 远离 【解析】 【详解】[1]由图可知，O是支点，从O点向阻力的作用线引垂线，可得阻力臂，同理可知动力臂为，舂在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆。 [2]由图乙可知，动力臂长约是阻力臂长的2倍，因硾头重90 N，即阻力为90 N，根据杠杆的平衡条件可得动力为180 N，即至少需180 N才能把硾头跷起。 [3]根据杠杆平衡条件可知，要想省力一些，在阻力臂、阻力不变的情况下，需要增大动力的力臂，所以脚踩点应适当远离O点。 16. 使用机械可以极大地减轻人们的劳动强度，提高工作效率。 （1）如图甲，工人在铺设电缆时，要在转弯处安装一组导向轮。这组导向轮属于_____（选：动滑轮 / 定滑轮），其主要作用是________。 （2）如图乙，尖嘴钳是常用的电工工具，刀刃部分靠近转动轴，这是通过________，从而在使用时更加省力。 【答案】（1） ①. 定滑轮 ②. 改变施力的方向 （2）减小阻力臂 【解析】 【小问1详解】 [1][2]在转弯处安装一组导向轮，这组滑轮的轴是固定不动，不随货物升降的，所以是定滑轮，定滑轮的作用是改变力的方向。 【小问2详解】 尖嘴钳的刀刃部分靠近转动轴是通过减小阻力臂，达到省力的目的。 17. 如图所示，取两根光滑的木棍甲、乙，将绳子的一端系在甲木棍上，再依次绕过两根木棍。甲、乙两根木棍分别由两位同学在木棍的两端握紧。用力缓慢拉绳子的自由端，_______（甲、乙）木棍受到绳子的拉力更大，已知绳端拉力为F，则甲木棍受到绳子的拉力为______F。 【答案】 ①. 甲 ②. 5 【解析】 【详解】[1]由图可知，甲木棍上有5段绳子相连，乙木棍上有4段绳子相连，且每段绳子上的拉力大小相等，所以甲受到的拉力大于乙受到的拉力。 [2]甲乙组合类似于滑轮组，甲木棍上有5段绳子相连，则甲木棍受到的拉力为 18. 在超市购物时，小明用50N的水平推力，推着重200N的购物车沿水平面匀速前进了5m，所用时间为10s；在此过程中，购物车的重力做功________J，小明的推力做功_______J，推力做功的功率___________W。 【答案】 ①. 0 ②. 250 ③. 25 【解析】 【详解】[1]购物车在水平方向运动，竖直方向上无距离，因此购物车的重力不做功。 [2]小明的推力做功 [3]推力做功的功率为 19. 如图所示：相同的沙袋装质量相等的沙子，两个工人师傅分别用相同的滑轮按甲、乙两种方式把沙袋从地面匀速提升到二楼，两种方式绳子自由端拉力分别为F甲、F乙，拉力做功分别为W甲、W乙，滑轮的机械效率分别为η甲、η乙；若不计绳重及摩擦，则：F甲___________F乙，W甲___________W乙，η甲___________η乙。（选填“>”、“=”或“＜”） 【答案】 ①. > ②. ＜ ③. > 【解析】 【详解】[1]由图可知，甲图为定滑轮，不能省力；乙图为动滑轮，能够省力，所以不计绳重和摩擦，提起相同的重物，乙工人用力较小，即F甲>F乙。 [2][3]甲、乙两装置克服沙子做的有用功相同，不计绳重及摩擦，甲装置拉力做的额外功为零，总功等于有用功，机械效率为100%；乙装置还要克服动滑轮的重力做功为额外功，总功大于有用功，机械效率小于100%。故拉力做功分别为W甲<W乙，机械效率率的关系为η甲>η乙。 20. 同学们在体育课上做仰卧起坐，前半段是背部由平躺地面变成脊柱弯曲，后半段是上半身完全离开地面。 （1）仰卧起坐时，先将头向前抬起，可以减小___________力臂；在平躺至坐起的过程中，运动员肌肉所施加的动力变化情况是___________； （2）同学们可以改变仰卧起坐的快慢，来控制体育锻炼的效果；从物理学角度来分析，其实质是改变___________的大小； （3）质量为50kg的小红同学在做仰卧起坐运动，假设上半身的质量约为全身质量的40%，她在1min内做了40个仰卧起坐，每次仰卧起坐上半身的重心上升的高度均为0.3m。则她完成一个仰卧起坐需克服重力做的功约为___________J，平均功率约为___________W。 【答案】（1） ①. 阻 ②. 变小 （2）功率 （3） ①. 60 ②. 40 【解析】 【小问1详解】 [1]根据图示可知，O为支点，过支点O作阻力G的作用线的垂线，该垂线段为阻力臂l2，如图所示： 先将头向前抬起，人的重心向右移动，可以减小阻力臂。 [2]在平躺至坐起的过程中，动力臂不变，阻力不变，阻力臂变小，根据杠杆的平衡条件可知，动力会变小。 【小问2详解】 做仰卧起坐时，每次所做的功相同，同学们可以改变仰卧起坐的快慢，做功的时间长短发生了改变，根据可知，做功的功率发生了改变，所以其实质是改变功率的大小。 【小问3详解】 [1]上半身重力为 G＝40%mg＝40%×50kg×10N/kg＝200N 完成一个仰卧起坐需克服重力做的功为 W0＝Gh＝200N×0.3m＝60J [2]1min克服重力做的功为 W＝40W0＝40×60J＝2400J 平均功率为 21. 有一种小型千斤顶，当手往下压动摇臂时，能把顶着的重物微微抬高一段很小的距离，把摇臂向上复位时，抬起的重物可以保持不动，再按下摇臂时，重物又被微微抬起，上下往复操作摇臂，重物便渐渐举高。用这种千斤顶把重6×103N的货物顶起，施加在摇臂上向下的压力为200N，每压一次，手向下移动的距离是50cm，压10次后，货物被抬高10cm，用时30s，若不考虑手使摇臂向上复位所做的功；则此过程中对货物做的有用功为___________J，手对机械做的功为___________J，该千斤顶的机械效率是___________。 【答案】 ①. 600 ②. 1000 ③. 60% 【解析】 【详解】[1]根据题意可知，货物重为6×103N，压10次后，货物被抬高10cm，由可得，此过程中对货物做的有用功为 [2]手施加在摇臂上向下的压力为200N，每压一次，手向下移动的距离是50cm，压10次后，手对机械做的功为 [3]根据可得，该千斤顶的机械效率是 22. 某轿车以9×104W的恒定功率启动并沿水平路面做直线运动，运动的速度v与时间t的关系如图所示。从静止开始到行驶25s的时间内，若前15s内通过了总路程的一半，由此可知前15s内轿车运动的距离是___________m，15~25s内轿车受到的阻力为___________N，前15s内轿车牵引力所做功___________J。 【答案】 ①. 300 ②. 3×103 ③. 1.35×106 【解析】 【详解】[1]15~25s的速度为30m/s，前15s内通过了总路程的一半，由此可知前15s内轿车运动的距离是 [2] 15~25s内轿车受到的阻力为 [3]前15s内轿车牵引力所做功为 23. 小红和小华用一只弹簧测力计，一根长度为1m、质量为1kg、粗细均匀、质量均匀分布的圆柱形螺纹钢AB，一只金属筐，制成了如图所示的机械装置。制作时，她们将金属筐系于螺纹钢上的B端，当悬挂螺纹钢的钢索在螺纹钢上的悬吊点移至O点时，螺纹钢在水平位置平衡，他们这样操作的目的是______。测得OB=10cm，则金属筐的质量为______kg。称重时，将重物放入金属筐中，用弹簧测力计竖直向下拉住螺纹钢的A端，使之再次在水平位置平衡，此时弹簧测力计示数为20N，则重物的质量是______kg。若在她们制作的装置中仅将弹簧测力计换成质量为1kg的“秤砣”，制成杆秤，从O点开始，沿OA每隔1cm标出对应的质量刻度，则该杆秤的分度值为______kg（g取10N/kg）。 【答案】 ①. 忽略螺纹钢重力的影响 ②. 4 ③. 18 ④. 0.1 【解析】 【详解】[1]制作时，她们将金属筐系于螺纹钢上的B端，当悬挂螺纹钢的钢索在螺纹钢上的悬吊点移至O点时，螺纹钢在水平位置平衡，这样螺纹钢自身的重力与金属框平衡，可以减少螺纹钢自身的重力对称量过程中的影响。 [2]将金属筐系于螺纹钢上的端，当悬挂螺纹钢的钢索在螺纹钢上的悬吊点移至点时，螺纹钢在水平位置平衡，测得，则力臂OA的长度为 圆柱型螺纹钢AB质量分布均匀，则其重心的位置到点的距离为 根据杠杆的平衡条件可知 代入数据可知 解得。 [3]称重时，将重物放入金属筐中，用弹簧测力计竖直向下拉住螺纹钢的端，使之再次在水平位置平衡，此时弹簧测力计示数为20N；根据杠杆的平衡条件可知 代入数据可知 解得。 [4]若在她们制作的装置中仅将弹簧测力计换成质量为1kg的“秤砣”，根据杠杆的平衡条件可知，当秤砣在点时，所测物体的重力最大，即质量最大，根据杠杆平衡原理可知 代入数据可知 解得，即秤砣在处时对应的物体的质量是9kg，则该杆秤的分度值为 三、解答题（本题共5小题，共40分，其中25，29题应给出必要的解题过程） 24. 按要求完成作图： （1）如图甲所示的钓鱼竿，请画出动力臂L1和阻力F2。 （2）在地面上用如图乙的滑轮组提升重物，画出滑轮组的绕绳方式。 （3）某学校一块指示牌被风刮倒后如图所示，请在图丙中画出将指示牌扶起的最小力F1的示意图及其力臂L1。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 鱼对鱼竿的拉力即为阻力，方向竖直向下，拉力F2的作用点为鱼线与杆的交点，从拉力作用点作竖直向下画有向线段即为阻力F2；过支点O作F1作用线的垂线段即为动力臂L1，作图如下： 【小问2详解】 工人站在地面上提升重物，因此，在绕绳时，最终的绳子自由端方向应该向下，则应从动滑轮开始绕绳，依次经过小定滑轮、动滑轮、大定滑轮，然后到手中，作图如下： 【小问3详解】 要将指示牌扶起，支点为C，根据杠杆平衡条件可知，动力臂越长，动力越小，当AC为最长动力臂L1时，动力最小，故过A点作垂直于AC向上的线段即为F1的示意图，如图所示： 25. 如图甲所示，工作人员正在组装神舟飞船。用图乙所示的电动滑轮将重2×104N的飞船部件在10s内匀速提升2m，电动滑轮的输出功率是5×103W，试计算： （1）克服飞船部件重力做功； （2）电动滑轮所做总功； （3）电动滑轮的机械效率。 【答案】（1）4×104J （2）5×104J （3）80% 【解析】 【小问1详解】 克服飞船部件重力所做的功为有用功，大小为 W有用=G h = 2×104N × 2m = 4×104J 【小问2详解】 由W=Pt可得，电动滑轮所做总功为 W总 = P t = 5×103W × 10s = 5×104J 小问3详解】 电动滑轮的机械效率为 26. 利用一根带刻度的直杠杆（每小格5cm）、相同的钩码（每个钩码的质量为50g）和弹簧测力计（量程为0-5N），探究“杠杆的平衡条件”。 （1）若实验前，杠杆静止在图甲所示位置，此时杠杆是___________（平衡 / 不平衡）的；为了顺利进行实验，应将左端的平衡螺母向___________调节，使杠杆在___________位置平衡，该调节的主要目的是为了___________。 （2）如图乙所示，杠杆在水平位置处于平衡状态，杠杆上每格均匀等距。下列四项操作中，会使杠杆左端下倾的是（　　） ①杠杆的两侧同时各减掉一个钩码； ②在两侧钩码下同时各加挂一个相同的钩码； ③将两侧的钩码同时各向外移动相同距离； ④将两侧的钩码同时各向内移动相同距离； A. ①③ B. ②④ C. ②③ D. ①④ （3）改用弹簧测力计在杠杆右侧向下施力，使杠杆在水平位置平衡。如图丙、丁所示，为方便测量力臂，应该按图___________（丙 / 丁）方向拉住测力计。杠杆静止时，图丙中弹簧测力计示数为___________N，若图丁中弹簧测力计的示数为2.5N，则该拉力对应的力臂为___________cm。 （4）【拓展】如图所示，小明在一根均匀硬质细杆上挖出等间距的5道细凹槽，将细杆分成6等份，并分别在细杆两端和凹槽处标记出“1、2、3、4、5”，然后在两端对称安装合适的螺母。支架（未画出）支撑在任一标记处时，都要重新调节螺母，使细杆不挂物体时在水平位置平衡。然后每次把重为2N的物体悬挂在如图位置处不变，仅在其他标记处放置支架和悬挂最大容积为800mL、重为1N的小桶，通过改变支架支撑的位置和小桶悬挂的位置，并调整小桶内的水量，可以有___________种方案使细杆在水平位置平衡。若支架支撑在“2处”，小桶挂在“1处”，当小桶内装水___________mL时，细杆恰能在水平位置静止。（ρ水=1.0g/cm3.） 【答案】（1） ①. 平衡 ②. 右 ③. 水平 ④. 便于测量力臂 （2）B （3） ①. 丙 ②. 2 ③. 12 （4） ①. 8 ②. 700 【解析】 【小问1详解】 [1][2][3][4]杠杆平衡是指杠杆在力的作用下处于静止状态或匀速转动状态，图甲中杠杆静止，是平衡状态；调节杠杆在水平位置平衡，杠杆右端偏高，平衡螺母应向上翘的右端移动，使杠杆在水平位置平衡，其目的是为了便于直接从杠杆上读出力臂的值。 【小问2详解】 设每个钩码重为G，杠杆每格长为l，由杠杆平衡条件可知，当时，杠杆平衡，当时杠杆左端下倾，当时，杠杆右端下倾。 ①杠杆的两侧同时各减掉一个钩码，力与力臂的乘积左边是8Gl，右边是9Gl，右端下倾； ②在两侧钩码下同时各加挂一个相同的钩码，力与力臂的乘积左边是16Gl，右边是15Gl，左端下倾； ③将两侧的钩码同时各向外移动相同距离，力与力臂的乘积左边是15Gl，右边是16Gl，右端下倾；  ④将两侧的钩码同时各向内移动相同距离，力与力臂的乘积左边是9Gl，右边是8Gl，左端下倾。 所以②④符合题意，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 【小问3详解】 [1]改用弹簧测力计在杠杆右侧向下施力，使杠杆在水平位置平衡，为方便测量力臂，弹簧测力计应沿着竖直方向施力，故应按图丙方向拉住测力计。 [2]图丙左端3个钩码在支点左侧20cm处，总重为1.5N，弹簧测力计在支点右侧15 cm处，由杠杆的平衡条件可得 解得 图丙中弹簧测力计示数为2N。 [3]若图丁中弹簧测力计的示数为2.5N，由杠杆的平衡条件可得 解得 即该拉力对应的力臂为12 cm。 【小问4详解】 [1]由题意可知，桶内最多盛水的重力为 则桶和水最大总重力为 根据可知， 则 支点可以在2、3、4、5处，的范围为1N~9N，当支点在5时，弹簧测力计的示数为 不符合题意； 不符合题意； 符合题意； 符合题意； 当支点在4时 符合题意； 符合题意； 符合题意； 当支点在3时 符合题意； 符合题意； 当支点在2时 符合题意； 综上所述，弹簧测力计共有8种情况。 [2]支架支撑在“2处”，小桶挂在“1处”，由上一空求解过程易知小桶和水一共重8N，所以水重7 N，水的质量即为0.7 kg，合700 g。水的体积 即当小桶内装水700 mL时，细杆恰能在水平位置静止。 27. 在“测量滑轮组的机械效率”实验中，小丽用同一滑轮组提升不同的物体，如图甲、乙所示，实验数据记录如下： 次数 物体重力/N 提升高度/m 拉力/N 绳端移动的距离/m 机械效率 1 3 0.1 2.0 0.3 50% 2 6 0.1 ① 0.3 ② （1）实验中要竖直向上___________拉动弹簧测力计，使物体升高。在绳端拉力大小的读数时，弹簧测力计应___________（保持静止/匀速上升）； （2）图乙中弹簧测力计的示数为___________N，表格中②处数据应为___________%； （3）如图丙所示，将滑轮组换一种绕绳方法，不计摩擦及绳重，提升相同的物体时，滑轮组的机械效率___________（选：变大/不变/变小）。 【答案】（1） ①. 匀速 ②. 匀速上升 （2） ①. 3.2 ②. 62.5 （3）不变 【解析】 【小问1详解】 [1]实验中要竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使物体升高，此时系统处于平衡状态，测力计示数才等于拉力大小。 [2]测量绳端所受的拉力时，若保持静止读数，不用克服摩擦，所测拉力偏小，因此弹簧测力计应匀速上升。 【小问2详解】 [1]由图可知，测力计分度值为0.2N，示数为3.2N。 [2]由表格数据可知，第2次实验中，有用功 总功 机械效率 【小问3详解】 若将此滑轮组换一种绕绳方法，不计摩擦及绳重，额外功的来源是克服动滑轮自重做的功，则额外功W额外=G动h，有用功W有=G物h，总功 W总=W额外+W有= G动h+ G物h 此时滑轮组的机械效率 当用同一滑轮组提升相同的物体时，G动与G物均不变，由上式知，滑轮组的机械效率不变。 28. 学习功率的知识后，小明和几位同学准备开展“比一比谁在爬楼过程中的功率大”的活动。 （1）如何比较同学上楼功率，可以有多种方案： ①测量出各自的体重、爬楼用的时间、爬楼的高度，算出爬楼的功率并进行比较； ②控制爬楼的时间相同，测量各自的体重、爬楼的高度，算出爬楼的功并进行比较； ③控制爬楼的高度相同，测量各自的体重、爬楼的时间，算出体重和时间的比值并进行比较。 这些方案中可行是（　　） A. 只有① B. 只有①② C. 只有②③ D. ①②③都可以 （2）如果要求估测每位同学功率的大小，可根据方案___________（填序号），测量所需要的实验器材有___________、___________和皮卷尺； （3）相互合作，估测每位同学的上楼功率的数据并记录在自己设计的表格中，根据测量所选方案，表格中①、②空缺的栏目内容应该填：①___________；②___________。 学生 质量m/kg 上楼高度h/m ① ② 张三 李四 【答案】（1）D （2） ①. ① ②. 体重秤（电子秤） ③. 秒表（手表） （3） ①. ①爬楼的时间 t / s ②. ②爬楼的功率P / W 【解析】 【小问1详解】 ①测出各自的体重、爬楼时间和爬楼的高度，根据求出功率，直接比较功率的大小； ②控制爬楼的时间相同，测出各自的体重m和爬楼的高度h，算出爬楼做的功(即)，爬楼做的功越大，功率就越大； ③控制爬楼高度相同，测出各自的体重m和爬楼时间t，若的比值越大，功率就越大， 所以三种方法都是可以的，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 【小问2详解】 [1]要求估测每位同学功率的大小，根据测出功率的值，可以用方案①。 [2][3]根据实验公式可知，需要测量的物理量有：同学的体重(m)、上楼的高度(h)、上楼所用的时间(t)；用体重计用测量体重，用卷尺测楼高，用秒表测登楼时间。 【小问3详解】 [1][2]实验中需要记录爬楼的时间，计算爬楼的功率，因此表中欠缺的两个空需要填爬楼的时间 t / s、爬楼的功率P / W。 29. 如图是《天工开物》中记载的我国古代的提水工具“辘轳”，在两个支架上摆放一根直的硬棒，支点为、，A端系一石块，B端装有轮轴，轮轴能绕着硬棒转动，悬吊空桶的绳索另一端绕过轮轴后系紧在轮轴上，若空桶质量为5kg，轮轴质量为10kg，空桶和轮轴对硬棒的作用力视作施加在B位置。长为0.6m，长为1m，长为0.8m，硬棒及绳索质量忽略不计。（g取） （1）人对辘轳不施加力。桶中未装水，为保证硬棒不会翻转，石块质量最多为______kg；若A点系上质量为40kg的石块，提水时为保证硬棒不翻转，桶中最多可装______kg的水； （2）若桶内水的质量为50kg，人用时20s将桶匀速提升3m，此时辘轳提水的机械效率为50%，试计算：①桶对水做的功；②人做功的功率。 【答案】（1） ①. 45 ②. 65 （2）见解析 【解析】 【小问1详解】 [1]桶中未装水，石块质量最大时，为保证硬棒不会向左翻转，支点应选为O1，由杠杆平衡条件则有 代入数据得 解得。即桶中未装水，为保证硬棒不会翻转，石块质量最多为45kg。 [2]若A点系上质量为40kg的石块，桶中装水最多时，为保证硬棒不向右翻转，应选支点为，由杠杆平衡条件得 代入数据得 解得，即在A点系上质量为40kg的石块，提水时为保证硬棒不翻转，桶中最多可装65kg的水。 【小问2详解】 桶对水做的功为 人做的总功为 则人做功的功率为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$