精品解析：江苏省扬州市江都区第三中学2024-2025学年九年级上学期10月月考物理试题

江都区第三中学2024-2025学年第一学期九年级物理 学科阶段检测 （本卷g取10N/kg） 一、选择题（本题共12小题，每小题2分，共24分。每题中只有一个选项正确。） 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. 关于机械的功、功率和机械效率，以下说法正确的是 A. 利用机械越省力，机械效率越高 B. 机械做功越快，机械效率越高 C. 机械的功率越大，做功越多 D. 机械的功率越小，做功越慢 3. 图为一名举重运动员做挺举连续动作时的几个状态图，下列说法中正确的是 A. 从发力到上拉的过程中，运动员对杠铃不做功 B. 从上拉到翻站的过程中，运动员对杠铃不做功 C. 从翻站到上挺的过程中，运动员对杠铃不做功 D. 举着杠铃稳定站立的过程中，运动员对杠铃不做功 4. 用如图所示的四种简单机械，将同一重物从低处匀速提升到高处，在不计机械自重及摩擦的情况下，最省力的是（　　） A. B. C. D. 5. 滑轮组如图所示，想要增大此滑轮组的机械效率，下列做法中可行的是（不计绳重与摩擦）（　　） A. 用更快的速度拉绳子 B. 改变该滑轮组绳子的绕法 C. 提升更重的物体 D. 提升更轻的物体 6. 人造卫星沿椭圆轨道绕地球运行，如图所示为卫星从远地点向近地点运动的过程．针对该过程，以下说法正确的是 A. 动能逐渐增大，机械能增大 B. 势能逐渐减小，机械能减小 C. 动能逐渐增大，势能逐渐减小，机械能不变 D. 动能逐渐增大，势能逐渐减小，机械能减小 7. 如图所示，“怒江72拐”是西藏自治区昌都地区八宿县境内的一条盘山公路，被认为是最美的盘山路之一，将山路修成S形是为了（　　） A. 缩短汽车上山过程中所走的路程 B. 减小汽车上山过程中的牵引力 C. 减少汽车上山过程中所做的功 D. 缩短汽车上山过程中所用的时间 8. 为充分发挥考试对增强青少年体质积极导向作用，很多城市把跳绳（如图所示）列入了初中体育学业水平测试项目。某初三学生1min完成了180次跳绳，以下相关估测不符合实际的是（　　） A. 学生质量可能是50kg B. 每次跳起的高度约为4cm C. 学生1min做功约为20J D. 学生做功的功率约为70W 9. 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 10. 如图所示，粗糙的弧形轨道竖直固定于水平面上，一小球由A点以速度v沿轨道滚下，经轨道最低点B和另一侧的等高点C后到达最高点D。下列关于小球滚动过程的分析中，正确的是( ) A. 小球在A点的动能和在C点的动能相等 B. 小球在A点的机械能大于在D点的机械能 C. 小球从A点到B点的过程中，重力势能的减少量等于B点的动能 D. 小球从B点到D点的过程中，动能减少量等于D点的重力势能 11. 利用如图所示的甲、乙两滑轮组，在相同的时间内用大小相同的力和分别把质量相等的重物提升到相同的高度，则（　　） A. 力做功的功率小 B. 甲、乙两个滑轮组的额外功相同 C. 乙滑轮组的机械效率高 D. 甲、乙两个滑轮组的总功相同 12. 如图为吸盘式挂杆，将吸盘压在瓷砖上排尽其中的空气，挂杆就能被固定在瓷砖上，挂有平底锅的挂钩沿光滑水平横杆从P点开始向吸盘B移动，若吸盘与横杆的重力、吸盘大小均忽略不计，设挂钩与吸盘A的距离为L，则吸盘B受到的摩擦力F的大小与L的关系图象为 （　　） A. B. C. D. 二、填空题（本题共7小题，每空1分，共26分） 13. 如图甲所示，用扳手拧螺帽时，扳手相当于简单机械中的______（斜面/轮轴），图______（a/b）的握法更有利于拧紧或松开螺帽；如图乙所示，当升旗手缓缓向下拉绳子时，旗子就会徐徐上升，这是由于旗杆顶部有一个______滑轮，它的优点是______；如图丙所示，夹子是我们生活中经常使用的物品，图中给出了夹住物品和用手捏开时的两种情况，用手将其捏开时，它是省______（力/距离）的，用其夹住物品时，它是省______（力/距离）的。 14. 超市里，顾客推着重为100N的购物车，10s内水平匀速前进了10m，若水平推力为30N，在此过程中，推力对购物车做的功为 ___________J，重力对购物车做的功为 ___________J，推力的功率为 ___________W。 15. 如图在斜面上将一个重5N的物体匀速拉到顶端。沿斜面向上的拉力为2N，斜面长4m，高1m。则拉力做的有用功为______J，机械效率为______。物体所受摩擦力为______N。 16. 如图所示，用始终竖直向上的力匀速拉动较长的杠杆，使重为36N的物体缓慢升高10cm，拉力大小F为16N，拉力移动的距离为25cm。将物体从该位置拉到水平位置时，拉力的大小会__________（选填“变大”“变小”或“不变”），杠杆的机械效率为__________。若将物体移到B点，用同样大小的力把物体提升到相同的高度，机械效率__________。（选填“变大”“变小”或“不变”） 17. 如图是小球在地面弹跳的频闪照片，A、B两点高度相同且距地面40cm，小球在A点的重力势能______（大于/小于/等于）B点的重力势能，小球在A点的动能_____（大于/小于/等于）B点的动能；若小球的质量为100g，它从A点落到地面，重力做功_____J。小球与地面相撞时，将______能转化为______能。（g=10N/kg） 18. 现代农业利用喷药无人机喷洒农药，安全又高效。如图所示，喷药无人机在农田上方沿水平方向匀速飞行，同时均匀喷洒农药，此过程中，喷药无人机的动能______，重力势能______（选填“减小”、“增大”或“不变”）。若喷药无人机停止喷药，飞行中牵引力F与速度倒数的关系如图所示，由图可得出此过程中发动机的功率为______W。 19. 如图所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球接触弹簧并将弹簧压缩至最低点（形变在弹性限度内），然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后又下落，如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出该过程中弹簧弹力F随时间t变化的图像如图所示，不计空气阻力。 （1）在整个运动过程中，小球的机械能______（守恒/不守恒） （2）小球动能最小的时刻是______状态（平衡/非平衡） （3）在这段时间内，小球的动能______（先增大后减小/先减小后增大/一直增大/一直减小） 三、解答题（本题共7小题，共50分） 20. 按题目要求作图； （1）如图甲是小张用笤帚在水平地面扫地，以O为支点，作用在A点的动力为F1。请在图中画出作用在笤帚上B点摩擦力的示意图及其力臂l2； （2）如图乙用滑轮组提升物体，请画出正确的绕法； （3）如图丙为某同学正在投铅球过程，请在图丙（b）中画出铅球离开手后在空中运行直到落地过程其动能随时间变化的关系图像。（设铅球刚离开手时动能为E0） 21. 一辆在水平路面上沿直线匀速行驶的货车重为，行驶时所受的阻力始终为车重的0.1倍，该货车行驶时的图像如图所示，行驶过程中，假设货车发动机的功率恒定不变，求： （1）10s以后货车发动机产生的牵引力？ （2）货车发动机的功率是多少？ （3）在内货车发动机所做的功是多少？ 22. 某工人利用如图所示的滑轮组，在的拉力作用下，把重的物体内匀速提高，不计绳重和摩擦，则： （1）拉力的功率是多大? （2）此滑轮组的机械效率是多大? （3）若用此滑轮组匀速吊起另一个物体时滑轮组的机械效率是80%，则该物体重力为多少? 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. 李烨在探究“物体动能大小与哪些因素有关”的实验中，选择了质量不同的两个小球、斜面和木块等器材。 （1）甲图实验中，探究的“动能”是指______； A. 小球在斜面上时的动能 B. 小球撞击木块时的动能 C. 小球撞击木块后的动能 D. 小球在刚释放时的动能 （2）为控制小球到达水平面时的速度相等，李烨应让不同质量的小球从斜面的______（不同/相同）高度处释放；用甲图中的装置______（能/不能）探究动能大小与速度的关系，将得到的结论是______，实验过程中是通过______来反映小球的动能大小； （3）若水平面绝对光滑，则本实验将不能达到实验探究目的，其原因是______； （4）被碰撞的木块在水平木板上滑行一段距离后停下，设木块克服摩擦力做功为，碰撞后木块获得的动能为，忽略空气阻力，则______（＞/＜/＝）； （5）李烨还想用质量不同的小球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，撞击同一木块，探究小球的动能大小与质量的关系，如乙图所示，这个设计方案______（可行/不可行），理由是______。 25. 某小组在“测滑轮组机械效率的实验”中得到的数据如表所示，实验装置如图所示： （1）实验中应沿竖直方向___________拉动弹簧测力计，某同学在该实验中加速向上提升重物，所测滑轮组的机械效率会_________（偏大/偏小/不变）； （2）通过比较_______（填实验次数的序号）两次实验数据得出结论：使用同一滑轮组提升同一重物时，滑轮组的机械效率与绳子段数________（有关/无关）；比较2、3两次实验得出结论：同一滑轮组，_______，滑轮组的机械效率越高。第4次实验空格中数值为____________； 实验次数 钩码重G/N 钩码上升高度h/m 绳端拉力 绳端移动距离s/m 机械效率 1 4 0.1 2.7 0.2 74% 2 4 0.1 1.8 0.3 74% 3 8 0.1 3.1 0.3 86% 4 8 0.1 2.5 0.4 （3）实验中使用了不同的滑轮组，还多次改变提升的物重来测量滑轮组的机械效率，目的是为了____________；（填字母） A. 减小摩擦 B. 多次测量取平均值减小误差 C. 获得多组数据归纳出物理规律 （4）用同一滑轮组匀速提升重力不同的物体，该滑轮组的机械效率与所提升物体的重力G的关系图像正确的是__________（不计绳重和摩擦）； A. B. C. D. （5）若每个滑轮的质量为，第三次实验中克服摩擦做的额外功为_________J（不计绳重）。 26. 我国已成为世界上第三个实现月球采样返回的国家。返回器用类似“打水漂”的方式着陆地球，其着陆过程的简化轨迹如图所示。从A点运动到B点的过程中，返回器的重力势能___________（选填“变大”“不变”或“变小”）；从B点运动到C点的过程中，返回器的动能___________（选填“先变大后变小”“不变”或“先变小后变大”）；BC段返回器的机械能___________（选填“变大”“不变”或“变小”） ，从C点运动到D点的过程中，返回器动能的增加量___________（选填“大于”“等于”或“小于”）重力势能的减小量。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 江都区第三中学2024-2025学年第一学期九年级物理 学科阶段检测 （本卷g取10N/kg） 一、选择题（本题共12小题，每小题2分，共24分。每题中只有一个选项正确。） 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. 关于机械的功、功率和机械效率，以下说法正确的是 A. 利用机械越省力，机械效率越高 B. 机械做功越快，机械效率越高 C. 机械的功率越大，做功越多 D. 机械的功率越小，做功越慢 【答案】D 【解析】 【详解】解答：利用机械做功的快慢与是否省力，跟其效率没有直接关系，机械效率是有用功跟总功的一个比值，故AB错误；机械的功率时指机械做功的快慢，功率越大说明做功越快，功率越小说明做功越慢，故C错误，D正确； 3. 图为一名举重运动员做挺举连续动作时的几个状态图，下列说法中正确的是 A. 从发力到上拉的过程中，运动员对杠铃不做功 B. 从上拉到翻站的过程中，运动员对杠铃不做功 C. 从翻站到上挺的过程中，运动员对杠铃不做功 D. 举着杠铃稳定站立的过程中，运动员对杠铃不做功 【答案】D 【解析】 【详解】ABC．从发力到上拉的过程中，从上拉到翻站的过程中，从翻站到上挺的过程中，运动员对杠铃的作用力向上，杠铃在作用力的方向上也有距离，所以运动员对杠铃做功，故ABC错误； D．举着杠铃稳定站立的过程中，运动员对杠铃有力的作用，但是杠铃在作用力的方向上没有发生距离，所以运动员对杠铃不做功，故正确． 4. 用如图所示的四种简单机械，将同一重物从低处匀速提升到高处，在不计机械自重及摩擦的情况下，最省力的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】如选项A中图，动滑轮是省力杠杆，其动力臂是阻力臂的2倍，则动力是阻力的一半，即 如选项B中图，根据机械功原理，任何机械都不省功，所以由得 如选项C中图，设阻力臂为L，则从支点到动力作用点长度为3L，因为动力作用线与横杆夹角为30°，说明动力臂长度为横杆的一半，即。根据杠杆平衡条件可得 如选项D中图，定滑轮是等臂杠杆，动力臂等于阻力臂，则。综上所述，通过比较得知，B选项中最小，即在不计机械自重及摩擦的情况下，最省力的是斜面，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 5. 滑轮组如图所示，想要增大此滑轮组的机械效率，下列做法中可行的是（不计绳重与摩擦）（　　） A. 用更快的速度拉绳子 B. 改变该滑轮组绳子的绕法 C. 提升更重的物体 D. 提升更轻的物体 【答案】C 【解析】 【详解】对于改变滑轮组机械效率的方法，有两种情况：一是减轻动滑轮质量、加润滑油减小摩擦，这些方法可以减少额外功，提高机械效率；二是增加提升物体的重量，在额外功不变的情况下，增大有用功，从而提高机械效率。 A．不计绳重与摩擦，用更快的速度拉绳子，有用功不变、额外功不变、总功不变，所以改变速度拉绳子不影响机械效率。故A不符合题意； B．不计绳重与摩擦，改变绕绳方式，有用功不变、额外功不变、总功不变，所以改变绕绳方式不影响机械效率。故B不符合题意； C．不计绳重和摩擦，增加重物的重力，有用功增大，额外功不变，总功增大，有用功与总功的比值增大，机械效率提高，故C符合题意； D、不计绳重和摩擦，减小重物的重力，有用功减小，额外功不变，总功减小，有用功与总功的比值减小，机械效率降低，故D不符合题意。 故选C。 6. 人造卫星沿椭圆轨道绕地球运行，如图所示为卫星从远地点向近地点运动的过程．针对该过程，以下说法正确的是 A. 动能逐渐增大，机械能增大 B. 势能逐渐减小，机械能减小 C. 动能逐渐增大，势能逐渐减小，机械能不变 D. 动能逐渐增大，势能逐渐减小，机械能减小 【答案】C 【解析】 【详解】由于卫星在远地点时具有较大的势能，近地点时具有较大的动能，故当卫星由远地点向近地点运动的过程中，故动能逐渐增大，势能逐渐减小，但其动能和势侧 的总和即机械能是不变的，故C是正确的． 7. 如图所示，“怒江72拐”是西藏自治区昌都地区八宿县境内的一条盘山公路，被认为是最美的盘山路之一，将山路修成S形是为了（　　） A. 缩短汽车上山过程中所走的路程 B. 减小汽车上山过程中的牵引力 C. 减少汽车上山过程中所做的功 D. 缩短汽车上山过程中所用的时间 【答案】B 【解析】 【详解】盘山公路就相当于变形的斜面，使用斜面可以省力，减小了车辆上山时所需要的牵引力；不省功，但费距离和时间。 故选B. 8. 为充分发挥考试对增强青少年体质积极导向作用，很多城市把跳绳（如图所示）列入了初中体育学业水平测试项目。某初三学生1min完成了180次跳绳，以下相关估测不符合实际的是（　　） A. 学生质量可能是50kg B. 每次跳起的高度约为4cm C. 学生1min做功约为20J D. 学生做功的功率约为70W 【答案】C 【解析】 【详解】A．成年人的质量约为60 kg，大多数初三学生的质量约为50kg，符合实际，故A不符合题意； B．跳绳每次起跳的高度约为4cm～5cm，符合实际，故B不符合题意； C．学生1min跳绳180次，跳一次做的功约为 W=Gh=mgh=50kg×10N/kg×4×10﹣2m=20J 跳180次做的功为 W总=nW=180×20J=3600J 不符合实际，故C符合题意； D．学生做功的功率为 60W与70W相差不大，符合实际，故D不符合题意。 故选C。 9. 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。 10. 如图所示，粗糙的弧形轨道竖直固定于水平面上，一小球由A点以速度v沿轨道滚下，经轨道最低点B和另一侧的等高点C后到达最高点D。下列关于小球滚动过程的分析中，正确的是( ) A. 小球在A点的动能和在C点的动能相等 B. 小球在A点的机械能大于在D点的机械能 C. 小球从A点到B点的过程中，重力势能的减少量等于B点的动能 D. 小球从B点到D点的过程中，动能减少量等于D点的重力势能 【答案】B 【解析】 【详解】A．小球在A点的高度和C点的高度是相同的，重力势能相同；由于克服摩擦做功，机械能减小，故C点的机械能小于A点的机械能，故小球在A点的动能大于C点动能，故A错误； B．由于克服摩擦做功，机械能减小，小球在A点的机械能大于D点的机械能，故B正确； C．小球从A点到B点的过程中，一部分机械能转化为内能，重力势能减少量不等于B点的动能，故C错误； D．小球从B点到D点的过程中，部分机械能转化为内能，动能减少量不等于D点的重力势能，故D错误。 故选B。 11. 利用如图所示的甲、乙两滑轮组，在相同的时间内用大小相同的力和分别把质量相等的重物提升到相同的高度，则（　　） A. 力做功的功率小 B. 甲、乙两个滑轮组的额外功相同 C. 乙滑轮组的机械效率高 D. 甲、乙两个滑轮组的总功相同 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图可知，甲滑轮组由3段绳子承担物重，乙滑轮组由2段绳子承担物重，两物体上升的高度相同，所以甲绳自由端移动速度大于乙绳端移动速度，根据可知，拉力F1、F2相同，所以F1的功率大，故A不符合题意； C．甲滑轮组的机械效率为 乙滑轮组的机械效率为 和大小相同，所以乙滑轮组的效率高，故C符合题意； BD．已知滑轮组把质量相等的重物提升到相同的高度，两个滑轮组做的有用功相同；因为乙滑轮组的机械效率大，由可知相同时间，甲滑轮组做的总功较大，所以甲做的额外功较多，故BD不符合题意。 故选C。 12. 如图为吸盘式挂杆，将吸盘压在瓷砖上排尽其中的空气，挂杆就能被固定在瓷砖上，挂有平底锅的挂钩沿光滑水平横杆从P点开始向吸盘B移动，若吸盘与横杆的重力、吸盘大小均忽略不计，设挂钩与吸盘A的距离为L，则吸盘B受到的摩擦力F的大小与L的关系图象为 （　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】解：以吸盘A为支点，设AP的距离为L，根据杠杆的平衡条件可得，G×L＝F×AB，F＝，因为AB、G不变，L不为零且L越大拉力F越大，故吸盘B受到的摩擦力F的大小与L的关系图象为D．故选D． 点睛：根据杠杆的平衡条件和平衡力分析进行解答． 二、填空题（本题共7小题，每空1分，共26分） 13. 如图甲所示，用扳手拧螺帽时，扳手相当于简单机械中的______（斜面/轮轴），图______（a/b）的握法更有利于拧紧或松开螺帽；如图乙所示，当升旗手缓缓向下拉绳子时，旗子就会徐徐上升，这是由于旗杆顶部有一个______滑轮，它的优点是______；如图丙所示，夹子是我们生活中经常使用的物品，图中给出了夹住物品和用手捏开时的两种情况，用手将其捏开时，它是省______（力/距离）的，用其夹住物品时，它是省______（力/距离）的。 【答案】 ①. 轮轴 ②. b ③. 定 ④. 改变力的方向 ⑤. 力 ⑥. 距离 【解析】 【详解】[1][2]如图甲所示，用扳手拧螺帽时，扳手相当于简单机械中的轮轴，通过对比图a和b可知，对于同一螺帽，阻力和阻力臂是一定的，而b图中的动力臂要大于a图中的动力臂，所以由杠杆平衡条件可知b图所用动力更小，更有利于拧紧或松开螺帽。 [3][4]根据滑轮的轴固定不动的特点可知，旗杆顶部的滑轮为定滑轮，它的使用特点是能改变力的方向，不能省力。 [5][6]夹子在使用过程中，用手将其捏开时，动力臂大于阻力臂，是省力的，费距离；用其夹住物品时，动力臂小于阻力臂，是费力的，省距离。 14. 超市里，顾客推着重为100N的购物车，10s内水平匀速前进了10m，若水平推力为30N，在此过程中，推力对购物车做的功为 ___________J，重力对购物车做的功为 ___________J，推力的功率为 ___________W。 【答案】 ①. 300 ②. 0 ③. 30 【解析】 【详解】[1]推力对购物车做的功为 [2]由题意知购物车在重力的方向上没有移动距离，所以重力对购物车做的功为0J。 [3]推力的功率为 15. 如图在斜面上将一个重5N的物体匀速拉到顶端。沿斜面向上的拉力为2N，斜面长4m，高1m。则拉力做的有用功为______J，机械效率为______。物体所受摩擦力为______N。 【答案】 ①. 5 ②. 62.5% ③. 0.75 【解析】 【详解】[1]由题意可知，物体重为G=5N，斜面高为h=1m，拉力做的有用功为 W有=Gh=5N×1m=5J [2]由题意可知，拉力F=2N，斜面长为s=4m，拉力所做总功为 W总=Fs=2N×4m=8J 机械效率为 [3]克服摩擦力所做额外功为 W额=W总-W有=8J-5J=3J 物体所受摩擦力为 16. 如图所示，用始终竖直向上的力匀速拉动较长的杠杆，使重为36N的物体缓慢升高10cm，拉力大小F为16N，拉力移动的距离为25cm。将物体从该位置拉到水平位置时，拉力的大小会__________（选填“变大”“变小”或“不变”），杠杆的机械效率为__________。若将物体移到B点，用同样大小的力把物体提升到相同的高度，机械效率__________。（选填“变大”“变小”或“不变”） 【答案】 ①. 不变 ②. 90% ③. 变大 【解析】 【详解】[1]杠杆的示意图如图所示： 由杠杆的平衡条件有 F×L1＝G×L2 因为F的方向竖直向下，G的方向竖直向下，则 由于G、不变，所以移动过程中拉力F的大小不变。 [2]拉力所做的总功为 W总＝Fs＝16N×0.25m＝4J 克服物体重力做的有用功 W有＝Gh＝36N×0.1m＝3.6J 所以杠杆的机械效率为 [3]杠杆提升物体时，对重物做有用功，且 W有+W额＝W总 设杠杆重心升高的距离为h，不考虑摩擦，则有 Gh1+G杠h＝Fh2 G不变，h1不变，G杠不变，物体从A点到B点，物体重心还升高相同的高度，有用功不变；杠杆上旋的角度减小，杠杆重心升高的距离h变小，克服杠杆重力所做的额外功变小，则Gh1+G杠h变小，所以Fh2也变小。根据 可知，总功变小，有用功不变，所以η变大。 17. 如图是小球在地面弹跳的频闪照片，A、B两点高度相同且距地面40cm，小球在A点的重力势能______（大于/小于/等于）B点的重力势能，小球在A点的动能_____（大于/小于/等于）B点的动能；若小球的质量为100g，它从A点落到地面，重力做功_____J。小球与地面相撞时，将______能转化为______能。（g=10N/kg） 【答案】 ①. 等于 ②. 大于 ③. 0.4 ④. 动 ⑤. 弹性势 【解析】 【详解】[1]重力势能大小与物体的质量和高度有关，在A、B两点时，小球的质量和高度都相同，所以重力势能相同。 [2]由图可知，小球能达到的最高点的高度在变小，说明机械能不守恒，即B点的机械能小于A点的机械能，由[1]可知，在A、B两点时小球的重力势能相等，所以B点的动能小于A点的动能。 [3]小球的质量为100g，它从A点落到地面，重力做功 [4][5]小球与地面相撞时，动能减小，同时发生弹性形变，所以小球的动能转化为小球的弹性势能。 18. 现代农业利用喷药无人机喷洒农药，安全又高效。如图所示，喷药无人机在农田上方沿水平方向匀速飞行，同时均匀喷洒农药，此过程中，喷药无人机的动能______，重力势能______（选填“减小”、“增大”或“不变”）。若喷药无人机停止喷药，飞行中牵引力F与速度倒数的关系如图所示，由图可得出此过程中发动机的功率为______W。 【答案】 ①. 减小 ②. 减小 ③. 【解析】 【详解】[1][2]无人机在农田上方沿水平方向匀速飞行，同时均匀喷洒农药，此过程中，无人机的速度和高度均不变，但质量变小，所以无人机的动能减小，重力势能减小。 [3]由图乙可知，牵引力F为12000N时，速度的倒数为0.2s/m，则速度为 根据公式可知，此过程中发动机的功率为 19. 如图所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球接触弹簧并将弹簧压缩至最低点（形变在弹性限度内），然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后又下落，如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出该过程中弹簧弹力F随时间t变化的图像如图所示，不计空气阻力。 （1）在整个运动过程中，小球的机械能______（守恒/不守恒） （2）小球动能最小的时刻是______状态（平衡/非平衡） （3）在这段时间内，小球的动能______（先增大后减小/先减小后增大/一直增大/一直减小） 【答案】（1）不守恒 （2）非平衡 （3）先增大后减小 【解析】 【小问1详解】 由图看出，弹簧的弹力在变化，说明运动过程中弹簧的弹性势能在变化，而小球和弹簧组成的系统机械能守恒，因此小球的机械能不守恒。 【小问2详解】 由图看出，t2时刻，弹力F最大，故弹簧的压缩量最大，小球运动到最低点，动能最小，此时小球受到的弹力大于重力，故不是平衡状态。 【小问3详解】 这段时间内，小球的弹力减小，说明小球在由最低点上升，弹力不断增加，小球的合力先向上，后向下，小球先加速后减速；则小球的动能先增大后减小。 三、解答题（本题共7小题，共50分） 20. 按题目要求作图； （1）如图甲是小张用笤帚在水平地面扫地，以O为支点，作用在A点的动力为F1。请在图中画出作用在笤帚上B点摩擦力的示意图及其力臂l2； （2）如图乙用滑轮组提升物体，请画出正确的绕法； （3）如图丙为某同学正在投铅球过程，请在图丙（b）中画出铅球离开手后在空中运行直到落地过程其动能随时间变化的关系图像。（设铅球刚离开手时动能为E0） 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 由图知，用笤帚在水平地面扫地时，笤帚相对水平地面向左运动，B点受到的阻力F2方向水平向右，据此画出B点受阻力示意图；从支点O作阻力作用线的垂线，垂线段为其力臂L2，如图所示： 【小问2详解】 由图可知，人站在地上用滑轮组提升物体，所以滑轮组绳端拉力向下，据此由外向内依次画出正确的绕线，如图所示： 【小问3详解】 铅球离手后，铅球在上升过程中，质量不变，速度不断减小，动能不断变小；铅球在下降过程中，质量不变，速度不断变大，动能不断变大。铅球在最高点时，仍有一定的速度，故其动能不为零，即图线不能与横轴相交。所以在整个运动过程中，铅球的动能先变小后变大，如图所示： 21. 一辆在水平路面上沿直线匀速行驶的货车重为，行驶时所受的阻力始终为车重的0.1倍，该货车行驶时的图像如图所示，行驶过程中，假设货车发动机的功率恒定不变，求： （1）10s以后货车发动机产生的牵引力？ （2）货车发动机的功率是多少？ （3）在内货车发动机所做的功是多少？ 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 由图可知，10s后汽车做匀速直线运动，速度 根据二力平衡条件可得，此时牵引力 【小问2详解】 则汽车的功率为 【小问3详解】 因汽车的功率不变，故在内汽车发动机产生的牵引力所做的功 22. 某工人利用如图所示的滑轮组，在的拉力作用下，把重的物体内匀速提高，不计绳重和摩擦，则： （1）拉力的功率是多大? （2）此滑轮组的机械效率是多大? （3）若用此滑轮组匀速吊起另一个物体时滑轮组的机械效率是80%，则该物体重力为多少? 【答案】（1） （2）87.5% （3） 【解析】 【小问1详解】 由图可知该滑轮组提升物体的绳子段数为4段，则拉力移动的距离 拉力所做的总功 拉力的功率 【小问2详解】 有用功 滑轮组的机械效率 【小问3详解】 由题意，动滑轮的重力 不计绳重和摩擦，由 可知机械效率为80%时物体的重力 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。 【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. 李烨在探究“物体动能大小与哪些因素有关”的实验中，选择了质量不同的两个小球、斜面和木块等器材。 （1）甲图实验中，探究的“动能”是指______； A. 小球在斜面上时的动能 B. 小球撞击木块时的动能 C. 小球撞击木块后的动能 D. 小球在刚释放时的动能 （2）为控制小球到达水平面时的速度相等，李烨应让不同质量的小球从斜面的______（不同/相同）高度处释放；用甲图中的装置______（能/不能）探究动能大小与速度的关系，将得到的结论是______，实验过程中是通过______来反映小球的动能大小； （3）若水平面绝对光滑，则本实验将不能达到实验探究目的，其原因是______； （4）被碰撞的木块在水平木板上滑行一段距离后停下，设木块克服摩擦力做功为，碰撞后木块获得的动能为，忽略空气阻力，则______（＞/＜/＝）； （5）李烨还想用质量不同的小球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，撞击同一木块，探究小球的动能大小与质量的关系，如乙图所示，这个设计方案______（可行/不可行），理由是______。 【答案】（1）B （2） ①. 相同 ②. 能 ③. 质量相同时，速度越大，动能越大 ④. 木块移动的距离 （3）见解析 （4）＝ （5） ①. 不可行 ②. 见解析 【解析】 【小问1详解】 实验中小球在斜面下滑时，重力势能转化为动能，所以探究的动能是小球撞击木块时的动能，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 【小问2详解】 [1]为确保小球到达斜面底端的速度相同，需要控制小球在斜面的同一高度自由释放。 [2][3]若要探究小球动能与速度之间的关系，需要小球在斜面的不同高度释放，所以利用甲装置可以探究动能与速度之间的关系。将得到的结论是：质量相同时，速度越大，动能越大。 [4]实验中运用转换法通过观察木块在水平面运动距离的大小来表示小球动能的大小。 【小问3详解】 若水平面绝对光滑，木块被撞击后将会做匀速直线运动，将永远运动下去，无法比较动能大小。 【小问4详解】 忽略空气阻力木块获得的动能全部转化为木块克服摩擦力做功，所以等于。 【小问5详解】 [1][2]观察图乙的装置可知，若用质量不同的小球将同一弹簧压缩相同程度后静止释放，撞击同一木块，撞击的动能由弹簧的弹性势能转化而来，而弹簧的弹性势能的大小与形变程度有关，故弹簧弹性势能相同，转化出的动能相同，质量不同，则速度不同，没有控制变量，因而不能探究动能大小与质量的关系。 25. 某小组在“测滑轮组机械效率的实验”中得到的数据如表所示，实验装置如图所示： （1）实验中应沿竖直方向___________拉动弹簧测力计，某同学在该实验中加速向上提升重物，所测滑轮组的机械效率会_________（偏大/偏小/不变）； （2）通过比较_______（填实验次数的序号）两次实验数据得出结论：使用同一滑轮组提升同一重物时，滑轮组的机械效率与绳子段数________（有关/无关）；比较2、3两次实验得出结论：同一滑轮组，_______，滑轮组的机械效率越高。第4次实验空格中数值为____________； 实验次数 钩码重G/N 钩码上升高度h/m 绳端拉力 绳端移动距离s/m 机械效率 1 4 0.1 2.7 0.2 74% 2 4 0.1 1.8 0.3 74% 3 8 0.1 3.1 0.3 86% 4 8 0.1 2.5 0.4 （3）实验中使用了不同的滑轮组，还多次改变提升的物重来测量滑轮组的机械效率，目的是为了____________；（填字母） A. 减小摩擦 B. 多次测量取平均值减小误差 C. 获得多组数据归纳出物理规律 （4）用同一滑轮组匀速提升重力不同的物体，该滑轮组的机械效率与所提升物体的重力G的关系图像正确的是__________（不计绳重和摩擦）； A. B. C. D. （5）若每个滑轮的质量为，第三次实验中克服摩擦做的额外功为_________J（不计绳重）。 【答案】（1） ①. 匀速 ②. 偏小 （2） ①. 1、2 ②. 无关 ③. 提升的物体越重 ④. 80% （3）C （4）B （5）0.03 【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，使物体匀速升高，此时系统处于平衡状态，测力计示数才等于拉力大小。 [2]某同学在该实验中加速向上提升重物，提升物体的力变大，总功变大，而有用功不变，故测得的滑轮组的机械效率偏小。 【小问2详解】 [1][2]比较1、2两次的实验数据，同一滑轮组，绳子段数不同，机械效率相同，可得出结论：使用同一滑轮组提升重物时，滑轮组的机械效率与绳子段数无关。 [3]比较第2、3次的实验数据，同一滑轮组提升不同重物，物重不同，机械效率不同，可得出结论：同一滑轮组，物重越大，滑轮组的机械效率越高。 [4]第4次实验空格中数值为 【小问3详解】 多次改变提升的物重测量滑轮组的机械效率，是为了进行多次测量，获得多组数据，总结实验规律，使实验结论具有普遍性，故C符合题意，AB不符合题意。 故选C。 【小问4详解】 使用滑轮组，设提升物重的高度为h，做的有用功 不计绳重和摩擦，额外功为 总功 滑轮组的机械效率 同一滑轮组动滑轮重一定，由此可知，提起重物越重，其机械效率越高，且机械效率始终小于100%； A图像表示，η不随G的变化而变化，故A错误； B图像表示，η随G增大而增大，随G的增加，η逐渐接近100%，故B正确； C图像表示，η与G成正比，故C错误； D图像表示，η与G成反比，故D错误。 故选B。 【小问5详解】 第3次实验做的总功为 有用功为 由图可知，第3次实验使用了一个动滑轮，则克服动滑轮重力所做的功为 第三次实验中克服摩擦做的额外功 26. 我国已成为世界上第三个实现月球采样返回的国家。返回器用类似“打水漂”的方式着陆地球，其着陆过程的简化轨迹如图所示。从A点运动到B点的过程中，返回器的重力势能___________（选填“变大”“不变”或“变小”）；从B点运动到C点的过程中，返回器的动能___________（选填“先变大后变小”“不变”或“先变小后变大”）；BC段返回器的机械能___________（选填“变大”“不变”或“变小”） ，从C点运动到D点的过程中，返回器动能的增加量___________（选填“大于”“等于”或“小于”）重力势能的减小量。 【答案】 ①. 变大 ②. 先变小后变大 ③. 不变 ④. 小于 【解析】 【详解】[1]动能的大小与质量、速度有关，重力势能的大小与质量、高度有关。从A点运动到B点的过程中，距离地面的高度升高，返回器的质量不变，重力势能变大。 [2]从B点运动到C点的过程中，先上升后下降，速度先减小后增大，返回器的动能先变小后变大。 [3]BC段没有受到空气的阻力，机械能是守恒的，保持不变。 [4]从C点运动到D点的过程中，返回器的质量不变，高度变小，重力势能变小，速度变大，动能变大，是重力势能转化为动能，由于受到大气层的摩擦阻力，机械能有部分转化为内能，所以返回器动能的增加量小于重力势能的减小量。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $