精品解析:陕西省渭南市蒲城县城关镇初级中学2024-2025学年九年级上学期10月月考物理试题
2024-11-02
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内容正文:
2024-2025学年度上学期阶段性学科训(一)九年级物理
(建议完成时间:80分钟满分:80分)
一、选择题(本大题共10小题,每小题2分,计20分。每小题只有一个选项是符合题目要求的)
1. 在物理学发展过程中,为了纪念其在能量转化中发现守恒思想的重大贡献,用他的名字来命名功和能单位的物理学家是( )
A. 牛顿 B. 焦耳 C. 阿基米德 D. 帕斯卡
【答案】B
【解析】
【详解】A.牛顿在力学中的贡献非常大,为了纪念他做出的贡献,以他的名字作为力的单位,故A不符合题意;
B.焦耳发现了焦耳定律,为纪念他做出的贡献,人们将他的名字命名为功和各种能量的单位,故B符合题意;
C.阿基米德发现了阿基米德原理,故C不符合题意;
D.帕斯卡发现了帕斯卡定律,故D不符合题意。
故选B。
2. 如图所示的四种用具中,属于费力杠杆的是( )
A. 托盘天平
B. 镊子
C. 钢丝钳
D. 羊角锤
【答案】B
【解析】
【详解】A.托盘天平工作时,动力臂等于阻力臂,是等臂杠杆,故A不符合题意;
B.镊子工作时,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故B符合题意;
C.钢丝钳工作时,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故C不符合题意;
D.羊角锤工作时,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故D不符合题意。
故选B。
3. 2024年7月26日,第33届夏季奥林匹克运动会在法国巴黎开幕。如图所示为举重运动员做挺举时的几个状态图,下列关于该运动员对杠铃做功情况的分析正确的是( )
A. 从发力到上拉的过程中不做功 B. 从上拉到翻站的过程中做功
C. 从翻站到上挺的过程中不做功 D. 举着杠铃稳定站立的过程中做功
【答案】B
【解析】
【详解】A.从发力到上拉的过程中,运动员对杠铃施加一个向上的力,杠铃向上移动了距离,所以人对杠铃做了功,故A错误;
B.从上拉到翻站的过程中,运动员对杠铃施加一个向上的力,杠铃向上移动了距离,所以人对杠铃做了功,故B正确;
C.从翻站到上挺的过程中,运动员对杠铃施加一个向上的力,杠铃向上移动了距离,所以人对杠铃做了功,故C错误;
D.举着杠铃稳定站立的过程中,运动员施加了力,但杠铃没移动距离,所以人对杠铃不做功,故D错误。
故选 B。
4. 如图所示,小明用手托着一个鸡蛋将鸡蛋举高了1m。小明的手对鸡蛋做的功可能是( )
A. 0.05J B. 0.5J C. 5J D. 50J
【答案】B
【解析】
【详解】一个鸡蛋的重力约为0.5N,则小明用手托着一个鸡蛋将鸡蛋举高了1m。小明的手对鸡蛋做的功约为
故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
5. 用下列四种机械匀速提起同一重物,不计机械自重和摩擦,最省力的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】图中使用的简单机械,不计机械自重和摩擦,设物体的重力为G。
A.用该图的杠杆提升重物时,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,所以F1>G;
B.由杠杆平衡条件可知G×2L=F2×3L
所以
C.滑轮组绳子的有效股数n=2,拉力
D.滑轮组绳子的有效股数n=3,拉力
比较各机械使用时绳子的拉力可知,D图中的机械最省力。
故选D。
6. 当两台机器正常工作时,功率大的机器与功率小的机器相比,功率大的机器( )
A. 做功一定多
B. 做功一定慢
C. 单位时间内做的功一定多
D. 做相同的功所用的时间一定多
【答案】C
【解析】
【详解】A.做功的多少与功率和做功时间都有关系,没有指明时间,功率大的机器与功率小的机器相比,无法判断做功的多少,故A不符合题意;
B.功率是表示做功快慢的物理量,功率大的机器说明做功一定快,故B不符合题意;
C.根据可知,功率大的机器,单位时间内做的功一定多,故C符合题意;
D.根据可知,做相同的功,功率大的机器所用的时间一定少,故D不符合题意。
故选C。
7. 《物原》记载:“史佚始作辘轳。”如图所示,人们借助辘轳从井中汲水时,转动插把,使绳子在轴筒上不断叠绕,从而将水桶从井中提出。以下方法可以提高辘轳机械效率的是( )
A. 减小桶的质量 B. 减小桶内水的质量
C. 增大转动摇把的速度 D. 使用更粗的绳子
【答案】A
【解析】
【详解】A.减小桶的质量,在水的重力不变的情况下,有用功不变,额外功变小,根据
可知机械效率变大,故A符合题意;
BD.增大水桶的质量或使用更粗的绳子,在水的重力不变的情况下,则有用功不变,额外功变大,根据
可知机械效率变小,故BD不符合题意;
C.根据
可知,增大转动的速度和使用更粗的绳子都不会改变机械效率的大小,故C不符合题意。
故选A。
8. 如题图所示,杠杆在水平位置平衡,O为支点,杠杆上每个小格的长度相等,每个钩码的质量相等。当两边钩码同时向支点移动一格后,下列说法中正确的是( )
A. 杠杆仍在水平位置保持平衡
B. 若在左侧增加一个钩码,杠杆可恢复水平位置平衡
C. 若在右侧减少一个钩码,杠杆可恢复水平位置平衡
D. 若在左右两侧都减少一个钩码,杠杆可恢复水平位置平衡
【答案】D
【解析】
【详解】设杠杆一格长度为l,一个钩码的重为G;当两边钩码同时向支点移动一格。
A.根据杠杆平衡条件得
所以杠杆的右边下沉,故A错误;
B.若在左侧增加一个钩码,则根据杠杆平衡条件有
所以杠杆不能保持水平平衡,故B错误;
C.若在右侧减少一个钩码,则根据杠杆平衡条件有
所以杠杆不能保持水平平衡,故C错误;
D.若在左右两侧都减少一个钩码,则根据杠杆平衡条件有
所以杠杆能保持水平平衡,故D正确。
故选D。
9. 甲、乙两人爬楼梯比赛,已知两人体重之比为4:3,爬完相同楼高所用的时间之比为3:2,则甲、乙两人爬楼梯的功率之比为( )
A. 2∶1 B. 8∶9 C. 9∶8 D. 1∶2
【答案】B
【解析】
【详解】根据功率的计算公式,可以得到
则
故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
10. 道路救援车对故障车辆拖移时可构建成如图所示的模型,当钢绳对车辆施加沿斜面的拉力为时,可将重为的小车A从斜面底端沿斜面匀速拉至斜面顶端。已知斜面高为2m,斜面长为5m。在小车A被拖上救援车的过程中,下列说法正确的是( )
A. 拉力所做的功是 B. 斜面的机械效率为80%
C. 小车受到斜面的摩擦力为 D. 该模型中的滑轮可以省力
【答案】B
【解析】
【详解】A.拉力做的功,即总功
W总=Fs=5×103N×5m=2.5×104J
故A错误;
B.拉力做的有用功
W有=Gh=1×104N×2m=2×104J
斜面的机械效率
故B正确;
C.克服小车受到斜面的摩擦力做的额外功
W额=W总-W有=2.5×104J-2×104J=5000J
小车受到斜面的摩擦力
故C错误;
D.图中滑轮为定滑轮,使用定滑轮时不省力,故D错误。
故选B。
二、填空与作图题(本大题共7小题,计22分)
11. 如图所示,临潼境内的骊山公路被众人誉为“西安最美的盘山公路”。盘山公路相当于简单机械中的_________,它可以________(选填“省力”或“省功”)。
【答案】 ①. 斜面 ②. 省力
【解析】
【详解】[1][2]盘山公路本质上相当于一个斜面,利用盘山公路可以省力,但是费距离,不能省功。
12. 清晨,河畔聚集了很多钓鱼爱好者,若某位师傅不小心把水桶弄进水里,捞上桶时发现桶里带些水。在打捞水桶的过程中,对水所做的功是________功,对桶所做的功是________功,对水和桶做的功是__________功。(均选填“有用”“额外”或“总”)
【答案】 ①. 额外 ②. 有用 ③. 总
【解析】
【详解】[1][2][3]师傅不小心把水桶弄进水里,目的是为了把水桶提上来,所以对水桶做的功为有用功;但水桶里面有一些水,又不得不对水做功,所以对水做的功为额外功;对水和桶做的功是为总功。
13. 如图所示,A、B两个滑轮中,_________是动滑轮,在不考虑滑轮重、绳重和绳与滑轮间的摩擦时,以0.1m/s的速度匀速拉动物体C,物体C与桌面的摩擦力是60N,则绳子自由端移动的速度为__________m/s,拉力F为_________N。
【答案】 ①. B ②. 0.3 ③. 20
【解析】
【详解】[1]由图可知,B滑轮的位置随物体一起运动,所以是动滑轮。
[2]由图可知,滑轮组上绳子的有效股数n=3,绳子自由端移动的速度为
v=3v物=3×0.1m/s=0.3m/s
[3]在不考虑滑轮重、绳重和绳与滑轮间的摩擦时,拉力
14. 功率是用来描述物体做功________(选填“多少”或“快慢”)的物理量;用50N的水平推力使一个重为200N的木块沿水平地面移动了6m,用时10s,此过程中,重力对木块做的功为______J,推力对木块做功的功率为_________W。
【答案】 ①. 快慢 ②. 0 ③. 30
【解析】
【详解】[1]功率等于物体在单位时间内所做的功,物理学中,用功率表示做功的快慢。
[2]物体在水平方向上移动了一段距离,竖直方向上没有移动距离,故重力对木块做的功为0J。
[3]推力对木块做功
W=Fs=50N×6m=300J
推力对木块做功的功率
15. 如图所示,AC、BC为两个光滑斜面, AC>BC,在相等时间内把重为G的同一物体从斜面底端分别沿AC、BC匀速推至C点。若推力大小分别为 F₁、F₂,推力做功分别为 W₁、W₂,功率分别为P₁、P₂,则 F₁__________F₂,W₁___________W₂,P₁___________P₂(均选填“>”、“<”或“=”)。
【答案】 ①. < ②. = ③. =
【解析】
【详解】[1]因为AC>BC且两斜面均光滑,斜面越长越省力,故F1小于F2。
[2][3]把物体分别沿AC、BC匀速推至C点,推力做的功等于克服物体重力做的功,根据
可知W1等于W2,又因为时间相等,故功率P1=P2。
16. 如图甲所示,小敏在运动会上竖直举着班牌匀速前进,其简化示意图如图乙所示。前进时班牌遇到大小为20N、水平向后的风的阻力,风的阻力等效作用在A点上,班牌上A、B两点距离为1.2m,B、C两点距离为0.4m,若将班牌视为杠杆,选________(选填“B”或“C”)点作为支点,人的另一只手对班牌的水平作用力较小,这个力的方向是________(选填“水平向前”或“水平向后”),大小为_______N。为了用更小的力保持班牌平衡,可以将握住B点的手向________(选填“上”或“下”)移。
【答案】 ①. B ②. 水平向后 ③. 60 ④. 上
【解析】
【详解】[1][2][3]若以C为支点时,B处垂直于杠杆向右的力为动力,A处垂直杠杆向左的力为阻力,BC为动力臂,AC为阻力臂;若以B点为支点时,在C处用力,且动力的方向垂直于杠杆水平向后,BC为动力臂,AB为阻力臂;两种情况的动力臂均为BC,但以B为支点,阻力臂较小,根据杠杆的平衡条件知,此时的动力最小;由于杠杆受到的阻力的方向是水平向后的,所以动力的方向也是水平向后;根据杠杆平衡条件可得
FA×AB=FC×BC
20N×1.2m=FC×0.4m
FC=60N
[4]根据杠杆平衡条件可知减小阻力臂,增大动力臂可用更小的力保持班牌平衡,所以可以将握住B点的手向上移动。
17.
(1)在劳动实践活动中,某同学用锄头除草,如图1甲所示。向上挥动锄头时锄头可简化为如图1乙所示的模型(O点为支点),请你在图1乙中面出在A点施加的最小力的示意图及其力臂。
(2)如图2所示,站在地面上的小明利用滑轮组将放在水平地面上的重物G提起,请画出最省力的绳子绕法。
【答案】(1) (2)
【解析】
【小问1详解】
由杠杆平衡条件可知,在阻力跟阻力臂的乘积一定时,动力臂越长动力越小。图中杠杆支点在O点,力F1垂直作用在A点时力臂为OA,此时力F1的力臂最长,最省力,支点在一端,则动力和阻力的方向相反,所以F1向上,如图所示:
【小问2详解】
由题意和图示可知,人站在地面拉绳子,因此人对绳子的拉力方向应向下,从而确定绳子的自由端,然后依次向内绕过动滑轮、再绕过另一只定滑轮,最后将绳子系在动滑轮的上面挂钩上。如图所示:
三、实验与探究题(本大题共4小题,计22分)
18. 如图所示,这是小海同学“研究定滑轮和动滑轮特点”的实验装置。实验中测得的几组数据如下表所示,请你分析:
实验序号
钩码重G/N
钩码提升高度h/m
测力计示数F/N
测力计移动距离s/m
拉力方向
甲
1
0.2
1.0
0.2
向上
乙
1
0.2
1.1
0.2
向下
丙
1
0.2
0.7
0.4
向上
(1)分析甲、乙两次实验的数据,可以得出结论:使用定滑轮_______(选填“能”或“不能”)省距离,___________(选填“能”或“不能”)改变力的方向;用图乙装置进行实验时,若小明将绳子的自由端沿着水平向右的方向匀速拉动,拉力的大小将_______(选填“变大”“不变”或“变小”);
(2)分析丙实验的数据发现,拉力的大小总比钩码重力的一半要大,这主要是因为____________。
【答案】(1) ①. 不能 ②. 能 ③. 不变
(2)动滑轮自身的重力、动滑轮与绳子之间存在摩擦阻力等,都会影响实验的结果
【解析】
【小问1详解】
[1][2][3]分析甲、乙两次实验的数据,拉力不变,测力计移动距离不变,则说明使用定滑轮不能省力,也不能省距离,但能改变力的方向,所以若小明将绳子的自由端沿着水平向右的方向匀速拉动,拉力的大小将不变。
【小问2详解】
实际在实验时,动滑轮自身的重力、动滑轮与绳子之间存在摩擦阻力等,都会影响实验的结果,所以拉力大小并不等于钩码重力的一半。
19. 跳绳是初中毕业生体育测试的项目之一。如图所示,小宇同学想利用所学的物理知识进行“估测自己跳绳时克服重力的功率”的实验。(不计绳重)
(1)该实验的实验原理:_________;
(2)实验步骤:
①用_________(选填“天平”“弹簧秤”或“体重计”)测量自己的质量m;
②估测自己平均每次跳起的_________;(填物理量及其对应的符号)
③用停表记录跳n次所用的时间t;
(3)功率的表达式:P=___________(用已知量g和上述的物理量符号表示)。
【答案】(1)
(2) ①. 体重计 ②. 高度h
(3)
【解析】
【小问1详解】
测量跳绳时克服重力的功率,需要测量克服重力做的功和时间,根据得到克服做功的功率,测量功率的原理为。
【小问2详解】
[1]实验中要用体重计测量小宇的体重m。
[2]估测自己平均每次跳起的高度h,每次克服重力所做的功
W1=Gh=mgh
【小问3详解】
跳n次绳克服重力做的功
W=nW1=nmgh
平均功率为
20. 小华同学为“探究杠杆的平衡条件”,设计了如图所示的实验。
(1)实验前,杠杆在如图甲所示的位置静止,为使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆右端的平衡螺母向_______(选填“左”“右”)调节,或者将杠杆左端的螺母向________(选填“左”或“右”)调节。调节杠杆在水平位置平衡可以更方便地测出____________;
(2)如图乙所示,改变两边所挂钩码个数及钩码与支点的距离,并使杠杆始终在水平位置平衡,多次实验,得到如下表所示的实验数据。
实验序号
动力/N
动力臂/m
阻力/N
阻力臂/m
1
1.0
0.30
2.0
0.15
2
1.5
0.10
1.0
0.15
3
2.5
0.20
2.0
0.25
由数据可得出杠杆的平衡条件是:________________(用表格中物理量符号表示);
(3)实验进行三次的目的是___________;(填字母)
A. 取平均值减小误差 B. 归纳出物理规律 C. 使每组数据更准确
(4)如图丙所示,杠杆一直处于水平位置平衡,此时弹簧测力计的示数为__________N。若将弹簧测力计逐渐旋转至图中虚线所示位置的过程中,始终保持杠杆水平平衡,弹簧测力计的示数将___________(选填“变小”“变大”或“不变”)。
【答案】(1) ①. 右 ②. 右 ③. 见解析
(2)见解析 (3)B
(4) ①. 1.5 ②. 变大
【解析】
【小问1详解】
[1][2][3]图甲中杠杆的左端低,往右边上翘,因此要想使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆左端的平衡螺母向右调节,也可以将杠杆右端的平衡螺母向右调节;调节杠杆在水平位置平衡,此时力臂中杠杆上,便于测量力臂。
【小问2详解】
由表中数据可知
1.0N×0.30m=2.0N×0.15m
1.5N×0.10m=1.0N×0.15m
2.5N×0.20m=2.0N×0.25m
所以可以得到杠杆平衡的条件是F1l1=F2l2。
【小问3详解】
实验进行三次,这样使实验结论具有普遍性,可以归纳出物理规律,故选B。
【小问4详解】
[1]由图丙可知,弹簧测力计的分度值为0.1N,读数为1.5N。
[2]将弹簧测力计逐渐旋转至图中虚线所示位置的过程中,阻力和阻力臂不变,拉力的力臂变小,由杠杆平衡条件可知拉力变大,弹簧测力计示数变大。
21. 小明和小华在“测量滑轮组机械效率”的实验中,用如图所示的滑轮组(每个滑轮重相同)进行了3次实验,数据如下表。
实验次数
物重G/N
物体上升的高度h/cm
测力计示数F/N
测力计移动的距离s/cm
机械效率/%
1
2
5
1.0
15
66.7
2
4
5
1.8
15
74.1
3
6
5
2.4
15
(1)由表中数据可知,该实验是用_________(选填“甲”或“乙”)图所示滑轮组进行操作的;
(2)在实验中,测绳端拉力F时,应沿竖直方向_____________拉动弹簧测力计;小华同学发现实验过程中边拉动边读数,弹簧测力计示数不稳定,应该静止时读数,他的想法是____________(选填“正确”或“错误”)的;
(3)第3次实验中,滑轮组的机械效率是______________%;(计算结果精确至0.1%)
(4)比较三次实验,可以得出:同一滑轮组,提升的物体越重,滑轮组的机械效率越_________(选填“高”或“低”);
(5)在实验中,除了要克服摩擦力及绳重做额外功外,还需要克服_________重力做额外功。若忽略绳重及摩擦,用图甲、图乙所示的滑轮组分别将同一重物提升相同的高度,滑轮组的机械效率_______(选填“>”“=”或“<”)。
【答案】(1)甲 (2) ①. 匀速 ②. 错误
(3)83.3 (4)高
(5) ①. 动滑轮 ②. =
【解析】
【小问1详解】
由表中数据可知,滑轮组的动滑轮绕绳子的段数
该实验是用甲图所示滑轮组进行操作的。
【小问2详解】
[1][2]在测绳端拉力时,需竖直向上匀速拉动测力计,且在拉动时读数;一定要在拉动的过程中读拉力,若在静止时读拉力,则不包括绳与轮之间的摩擦力。
【小问3详解】
第3次实验中,滑轮组的机械效率
【小问4详解】
比较三次实验,第3次物重最大,机械效率最大,所以可得同一滑轮组,提升的物体越重,滑轮组的机械效率越大。
【小问5详解】
[1]在实验中,克服摩擦力和绳子重力及克服动滑轮重力做的功都是额外功。
[2]用图甲、图乙所示的滑轮组分别将同一重物提升相同的高度,忽略绳重及摩擦,根据
可知,两滑轮组的机械效率相等,即η甲=η乙。
四、综合题(本大题共2小题,计16分)
22. 如图所示,是小明同学在单杠上做引体向上时的情景,小明的质量为60kg,他在30s内完成了10个引体向上,每次重心上升50cm,g取10N/kg。
(1)小明改变引体向上的快慢,来控制体育锻炼的效果,从物理学角度分析,其实质是改变了_________(选填“功”或“功率”);
(2)小明完成一个引体向上克服重力做的功是多少?
(3)小明30s内克服重力做功的功率是多少?
【答案】(1)功率 (2)300J
(3)100W
【解析】
【小问1详解】
做引体向上时,每次所做的功相同,可以改变引体向上的快慢,则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2详解】
小明完成一个引体向上克服重力做的功
W0=Gh=mgh=60kg×10N/kg×0.5m=300J
【小问3详解】
小明30s内克服重力做的功
W总=10×W0=10×300J=3000J
30s内克服重力做功的功率
23. 如图所示,建筑工人用滑轮组竖直提升重300N的建筑材料,10s内,建筑材料匀速上升了2m,此过程中,工人对绳子的拉力始终为200N。问:
(1)滑轮A的作用是________________。
(2)拉力的功率是少?
(3)滑轮组的机械效率是多少?
【答案】(1)改变力的方向
(2)80W (3)75%
【解析】
【小问1详解】
上端滑轮A的轴固定不动,是定滑轮,定滑轮不省力也不费力,但可以改变作用力的方向。
【小问2详解】
滑轮组的动滑轮绕2段绳,工人做的总功为
W总=Fs=Fnh=200N×2×2m=800J
拉力的功率
【小问3详解】
有用功
W有=Gh=300N×2m=600J
滑轮组的机械效率
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2024-2025学年度上学期阶段性学科训(一)九年级物理
(建议完成时间:80分钟满分:80分)
一、选择题(本大题共10小题,每小题2分,计20分。每小题只有一个选项是符合题目要求的)
1. 在物理学发展过程中,为了纪念其在能量转化中发现守恒思想的重大贡献,用他的名字来命名功和能单位的物理学家是( )
A. 牛顿 B. 焦耳 C. 阿基米德 D. 帕斯卡
2. 如图所示的四种用具中,属于费力杠杆的是( )
A. 托盘天平
B. 镊子
C. 钢丝钳
D. 羊角锤
3. 2024年7月26日,第33届夏季奥林匹克运动会在法国巴黎开幕。如图所示为举重运动员做挺举时的几个状态图,下列关于该运动员对杠铃做功情况的分析正确的是( )
A. 从发力到上拉的过程中不做功 B. 从上拉到翻站的过程中做功
C. 从翻站到上挺的过程中不做功 D. 举着杠铃稳定站立的过程中做功
4. 如图所示,小明用手托着一个鸡蛋将鸡蛋举高了1m。小明的手对鸡蛋做的功可能是( )
A. 0.05J B. 0.5J C. 5J D. 50J
5. 用下列四种机械匀速提起同一重物,不计机械自重和摩擦,最省力的是( )
A. B.
C. D.
6. 当两台机器正常工作时,功率大的机器与功率小的机器相比,功率大的机器( )
A. 做功一定多
B. 做功一定慢
C. 单位时间内做的功一定多
D. 做相同的功所用的时间一定多
7. 《物原》记载:“史佚始作辘轳。”如图所示,人们借助辘轳从井中汲水时,转动插把,使绳子在轴筒上不断叠绕,从而将水桶从井中提出。以下方法可以提高辘轳机械效率的是( )
A. 减小桶的质量 B. 减小桶内水的质量
C. 增大转动摇把的速度 D. 使用更粗的绳子
8. 如题图所示,杠杆在水平位置平衡,O为支点,杠杆上每个小格的长度相等,每个钩码的质量相等。当两边钩码同时向支点移动一格后,下列说法中正确的是( )
A. 杠杆仍在水平位置保持平衡
B. 若在左侧增加一个钩码,杠杆可恢复水平位置平衡
C. 若在右侧减少一个钩码,杠杆可恢复水平位置平衡
D. 若在左右两侧都减少一个钩码,杠杆可恢复水平位置平衡
9. 甲、乙两人爬楼梯比赛,已知两人体重之比为4:3,爬完相同楼高所用的时间之比为3:2,则甲、乙两人爬楼梯的功率之比为( )
A. 2∶1 B. 8∶9 C. 9∶8 D. 1∶2
10. 道路救援车对故障车辆拖移时可构建成如图所示的模型,当钢绳对车辆施加沿斜面的拉力为时,可将重为的小车A从斜面底端沿斜面匀速拉至斜面顶端。已知斜面高为2m,斜面长为5m。在小车A被拖上救援车的过程中,下列说法正确的是( )
A. 拉力所做的功是 B. 斜面的机械效率为80%
C. 小车受到斜面的摩擦力为 D. 该模型中的滑轮可以省力
二、填空与作图题(本大题共7小题,计22分)
11. 如图所示,临潼境内的骊山公路被众人誉为“西安最美的盘山公路”。盘山公路相当于简单机械中的_________,它可以________(选填“省力”或“省功”)。
12. 清晨,河畔聚集了很多钓鱼爱好者,若某位师傅不小心把水桶弄进水里,捞上桶时发现桶里带些水。在打捞水桶的过程中,对水所做的功是________功,对桶所做的功是________功,对水和桶做的功是__________功。(均选填“有用”“额外”或“总”)
13. 如图所示,A、B两个滑轮中,_________是动滑轮,在不考虑滑轮重、绳重和绳与滑轮间的摩擦时,以0.1m/s的速度匀速拉动物体C,物体C与桌面的摩擦力是60N,则绳子自由端移动的速度为__________m/s,拉力F为_________N。
14. 功率是用来描述物体做功________(选填“多少”或“快慢”)的物理量;用50N的水平推力使一个重为200N的木块沿水平地面移动了6m,用时10s,此过程中,重力对木块做的功为______J,推力对木块做功的功率为_________W。
15. 如图所示,AC、BC为两个光滑斜面, AC>BC,在相等时间内把重为G的同一物体从斜面底端分别沿AC、BC匀速推至C点。若推力大小分别为 F₁、F₂,推力做功分别为 W₁、W₂,功率分别为P₁、P₂,则 F₁__________F₂,W₁___________W₂,P₁___________P₂(均选填“>”、“<”或“=”)。
16. 如图甲所示,小敏在运动会上竖直举着班牌匀速前进,其简化示意图如图乙所示。前进时班牌遇到大小为20N、水平向后的风的阻力,风的阻力等效作用在A点上,班牌上A、B两点距离为1.2m,B、C两点距离为0.4m,若将班牌视为杠杆,选________(选填“B”或“C”)点作为支点,人的另一只手对班牌的水平作用力较小,这个力的方向是________(选填“水平向前”或“水平向后”),大小为_______N。为了用更小的力保持班牌平衡,可以将握住B点的手向________(选填“上”或“下”)移。
17.
(1)在劳动实践活动中,某同学用锄头除草,如图1甲所示。向上挥动锄头时锄头可简化为如图1乙所示的模型(O点为支点),请你在图1乙中面出在A点施加的最小力的示意图及其力臂。
(2)如图2所示,站在地面上的小明利用滑轮组将放在水平地面上的重物G提起,请画出最省力的绳子绕法。
三、实验与探究题(本大题共4小题,计22分)
18. 如图所示,这是小海同学“研究定滑轮和动滑轮特点”的实验装置。实验中测得的几组数据如下表所示,请你分析:
实验序号
钩码重G/N
钩码提升高度h/m
测力计示数F/N
测力计移动距离s/m
拉力方向
甲
1
0.2
1.0
0.2
向上
乙
1
0.2
1.1
0.2
向下
丙
1
0.2
0.7
0.4
向上
(1)分析甲、乙两次实验的数据,可以得出结论:使用定滑轮_______(选填“能”或“不能”)省距离,___________(选填“能”或“不能”)改变力的方向;用图乙装置进行实验时,若小明将绳子的自由端沿着水平向右的方向匀速拉动,拉力的大小将_______(选填“变大”“不变”或“变小”);
(2)分析丙实验的数据发现,拉力的大小总比钩码重力的一半要大,这主要是因为____________。
19. 跳绳是初中毕业生体育测试的项目之一。如图所示,小宇同学想利用所学的物理知识进行“估测自己跳绳时克服重力的功率”的实验。(不计绳重)
(1)该实验的实验原理:_________;
(2)实验步骤:
①用_________(选填“天平”“弹簧秤”或“体重计”)测量自己的质量m;
②估测自己平均每次跳起的_________;(填物理量及其对应的符号)
③用停表记录跳n次所用的时间t;
(3)功率的表达式:P=___________(用已知量g和上述的物理量符号表示)。
20. 小华同学为“探究杠杆的平衡条件”,设计了如图所示的实验。
(1)实验前,杠杆在如图甲所示的位置静止,为使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆右端的平衡螺母向_______(选填“左”“右”)调节,或者将杠杆左端的螺母向________(选填“左”或“右”)调节。调节杠杆在水平位置平衡可以更方便地测出____________;
(2)如图乙所示,改变两边所挂钩码个数及钩码与支点的距离,并使杠杆始终在水平位置平衡,多次实验,得到如下表所示的实验数据。
实验序号
动力/N
动力臂/m
阻力/N
阻力臂/m
1
1.0
0.30
2.0
0.15
2
1.5
0.10
1.0
0.15
3
2.5
0.20
2.0
0.25
由数据可得出杠杆的平衡条件是:________________(用表格中物理量符号表示);
(3)实验进行三次的目的是___________;(填字母)
A. 取平均值减小误差 B. 归纳出物理规律 C. 使每组数据更准确
(4)如图丙所示,杠杆一直处于水平位置平衡,此时弹簧测力计的示数为__________N。若将弹簧测力计逐渐旋转至图中虚线所示位置的过程中,始终保持杠杆水平平衡,弹簧测力计的示数将___________(选填“变小”“变大”或“不变”)。
21. 小明和小华在“测量滑轮组机械效率”的实验中,用如图所示的滑轮组(每个滑轮重相同)进行了3次实验,数据如下表。
实验次数
物重G/N
物体上升的高度h/cm
测力计示数F/N
测力计移动的距离s/cm
机械效率/%
1
2
5
1.0
15
66.7
2
4
5
1.8
15
74.1
3
6
5
2.4
15
(1)由表中数据可知,该实验是用_________(选填“甲”或“乙”)图所示滑轮组进行操作的;
(2)在实验中,测绳端拉力F时,应沿竖直方向_____________拉动弹簧测力计;小华同学发现实验过程中边拉动边读数,弹簧测力计示数不稳定,应该静止时读数,他的想法是____________(选填“正确”或“错误”)的;
(3)第3次实验中,滑轮组的机械效率是______________%;(计算结果精确至0.1%)
(4)比较三次实验,可以得出:同一滑轮组,提升的物体越重,滑轮组的机械效率越_________(选填“高”或“低”);
(5)在实验中,除了要克服摩擦力及绳重做额外功外,还需要克服_________重力做额外功。若忽略绳重及摩擦,用图甲、图乙所示的滑轮组分别将同一重物提升相同的高度,滑轮组的机械效率_______(选填“>”“=”或“<”)。
四、综合题(本大题共2小题,计16分)
22. 如图所示,是小明同学在单杠上做引体向上时的情景,小明的质量为60kg,他在30s内完成了10个引体向上,每次重心上升50cm,g取10N/kg。
(1)小明改变引体向上的快慢,来控制体育锻炼的效果,从物理学角度分析,其实质是改变了_________(选填“功”或“功率”);
(2)小明完成一个引体向上克服重力做的功是多少?
(3)小明30s内克服重力做功的功率是多少?
23. 如图所示,建筑工人用滑轮组竖直提升重300N的建筑材料,10s内,建筑材料匀速上升了2m,此过程中,工人对绳子的拉力始终为200N。问:
(1)滑轮A的作用是________________。
(2)拉力的功率是少?
(3)滑轮组的机械效率是多少?
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