内容正文:
2024~2025学年第一学期阶段性学习评价Ⅰ
九年级物理学科
一、选择题(本题共12小题,每小题2分,共24分.每小题只有一个选项正确)
1. 在国际单位制中,以物理学家的名字命名的功率单位是( )
A. 瓦特 B. 帕斯卡 C. 牛顿 D. 焦耳
【答案】A
【解析】
【分析】功率国际单位是瓦特,简称瓦,符号是W。
【详解】A.瓦特是功率的国际单位,故A符合题意;
B.帕斯卡是压强的国际单位,故B不符合题意;
C.牛顿是力的国际单位,故C不符合题意;
D.焦耳是功和能量的国际单位,故D不符合题意。
故选A。
2. 踮脚是一项非常好的有氧运动,它简单易操作,不受场地和天气的限制,不仅能缓解工作疲劳,还能锻炼小腿后侧肌肉,深受广大公司白领的喜爱,踮脚运动的基本模型是杠杆,这个杠杆( )
A. 费力 B. 省力 C. 省功 D. 省距离
【答案】B
【解析】
【详解】如图所示,踮脚时,脚掌与地面接触的地方是支点,小腿肌肉对脚的拉力向上,从图中可知动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
3. 开学初在一楼领新书时,小明经历了如下过程:①他用力搬一箱书,未能搬起;②他又用力推这箱书,仍未推动;③在小华的帮助下,他们将这箱书抬了起来;④接着他们把这箱书搬到了一楼的教室里。则( )
A. ①中小明对这箱书做了功 B. ②中小明对这箱书做了功
C. ③中他们对这箱书做了功 D. ④中他们对这箱书做了功
【答案】C
【解析】
【详解】①他用力搬一箱书,未能搬起,有力无距离,因此没有做功;②他又用力推这箱书,仍未推动,有力无距离,因此没有做功;③在小华的帮助下,他们将这箱书抬了起来;有力且在力的方向上移动的了一段距离,因此做功;④接着他们把这箱书搬到了一楼的教室里,有力但在力的方向上无距离,因此没有做功,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
4. 小明捧着一摞质量为3kg的书从教学楼1楼匀速走到4楼,用时30s,则他上楼时对书做功的功率最接近于( )
A. 1W B. 9W C. 20W D. 30W
【答案】B
【解析】
【详解】每层楼高大约3m,从1楼到4楼的高度约为
他上楼时对书做的功约为
则他上楼时对书做功的功率约为
故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
5. 用铝壶在天然气灶上烧水的过程中( )
A. 水的温度越高,含有的热量越多 B. 通过热传递的方式改变水的内能
C. 水蒸气顶起壶盖使其内能增加 D. 天然气燃烧越充分,热值越大
【答案】B
【解析】
【详解】A.热量是个过程量,不能说含有热量,故A不符合题意;
B.在天然气灶上烧水,是通过能量转移的方式,即热传递的方式改变水的内能,故B符合题意;
C.水蒸气顶起壶盖,水蒸气对壶盖做功,其内能减少,故C不符合题意;
D.热值只与燃料种类有关,只要物质种类不变,热值也不变,故D不符合题意。
故选B。
6. 关于温度、热量和内能,以下说法正确的是( )
A. 物体吸收了热量,温度就会升高
B. 物体内能减少,一定在对外做功
C. 物体温度降低,内能一定减少
D. 热传递过程中放热的是内能大的物体
【答案】C
【解析】
【详解】A.物体吸收热量时,温度不一定升高。例如,在晶体的熔化过程中,物体吸收热量,但温度保持不变,直到晶体完全熔化后,温度才会继续升高。故A错误;
B.物体内能减少,不一定是对外做功造成的。内能减少可以通过两种方式实现:一是对外做功,二是放出热量。因此,如果物体内能减少,我们不能确定一定是由于对外做功造成的,故B错误;
C.对于同一物体来说,温度是其内能大小的标志。当物体温度降低时,其分子的平均动能减小,因此内能也会减小,故C正确;
D.热传递过程中放热的物体不一定是内能大的物体。热传递的条件是存在温度差,而不是内能差。在热传递过程中,高温物体放出热量,低温物体吸收热量,直到两者的温度相同为止。因此,放热的物体可能是内能大但温度高的物体,也可能是内能小但温度高的物体,故D错误。
故选 C。
7. 脚踩滑板从高处加速滑下,有关滑板的各种能量变化描述不符合实际的是( )
A. 动能增大 B. 重力势能减小
C. 机械能不变 D. 内能增大
【答案】C
【解析】
【详解】A.动能大小的影响因素是物体的质量和速度,质量越大、速度越大,物体的动能越大,滑板从高处加速滑下,质量不变、速度增大,所以动能增大,故A不符合题意;
B.重力势能大小的影响因素是物体的质量和高度,质量越大、位置越高,物体的重力势能越大,滑板从高处滑下,质量不变、高度变小,则重力势能变小,从故B不符合题意;
CD.滑板下滑过程中会克服摩擦做功,所以机械能会转成内能,则机械能减小,内能增大,故C符合题意,D不符合题意。
故选C。
8. 如图所示为内燃机四冲程工作示意图,下列说法正确的是( )
A. 甲图是对外输出动力的冲程
B. 一个工作循环的正确顺序是:乙丁甲丙
C. 乙、丙、丁图是靠飞轮惯性完成的冲程
D. 乙图冲程将内能转化为机械能
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图可知,甲图中进气门和排气门关闭,活塞向上运动,是压缩冲程,而对外输出动力的冲程是做功冲程,故A错误;
B.甲图是压缩冲程,乙图中进气门和排气门关闭,活塞向下运动,是做功冲程,丙图中进气门打开,排气门关闭,活塞向下运动,是吸气冲程,丁图中进气门关闭,排气门打开,活塞向上运动,是排气冲程,因此一个工作循环的正确顺序是:丙、甲、乙、丁,故B错误;
C.四个冲程中,吸气冲程、压缩冲程、排气冲程是靠飞轮惯性完成的冲程,所以丙、甲、丁是靠飞轮惯性完成的冲程,故C错误;
D.乙图为做功冲程,此冲程中内能转化为机械能,故D正确。
故选D。
9. 水稻是喜温作物,早春时育秧,为防止霜冻对秧苗的冻害,农民伯伯利用水的比热容比较大,通常采用下面哪种方法育苗保温( )
A. 傍晚时向秧田灌水,第二天太阳升起时把水放掉
B. 早晨太阳升起时向秧田里灌水,傍晚时将田里的水放掉
C. 始终让秧苗淹没于水中
D. 始终保持泥土湿润
【答案】A
【解析】
【详解】A.傍晚时向秧田灌水,因为水的比热容大,在夜晚降温时放出相同热量,水降低的温度比泥土小,能使秧田温度不至于降得太低;第二天太阳升起时把水放掉,是因为泥土的比热容小,在白天吸收相同热量时,泥土升温快,有利于秧苗生长,故A符合题意;
B.早晨太阳升起时向秧田里灌水,此时泥土已经过一夜降温,温度较低,水的升温慢,不利于秧苗快速升温生长;傍晚时将田里的水放掉,夜晚泥土降温快,容易使秧苗受冻害,故B不符合题意;
C.始终让秧苗淹没于水中,不利于秧苗进行有氧呼吸等正常生理活动,故C不符合题意;
D.始终保持泥土湿润,没有利用到水比热容大的特性来保温,故D不符合题意。
故选A。
10. 如图1所示,轻质杠杆可绕O转动,C点悬挂一重为G的物体M,B点受到电子测力计竖直向上的拉力F,其力臂记为l,保持杠杆水平静止,此时F与l﹣1的关系图线为图2中的①,某几次操作后,仍保持杠杆水平静止,在图2中作出的图线对应的操作可能是( )
A. 将电子测力计顺时针转动30°→图线③
B. 将M从C点移到A点→图线①
C. 增加物体M的质量→图线②
D. 将电子测力计从B点移到A点→图线④
【答案】C
【解析】
【详解】O为支点,阻力臂为,拉力F的力臂,根据杠杆平衡条件则有
可得
A.将电子测力计顺时针转动30°,此时阻力和阻力臂不变,拉力F和 的关系图线不变,仍为①,故A不符合题意;
B.将M从C点移到A点,阻力臂变小,根据可知在不变时,拉力F变小,则对应的图线为④,故B不符合题意;
C.增加物体M的质量,阻力变大,根据可知在不变时,拉力F变大,且由于拉力F和成正比,所以对应的图线为②,故C符合题意;
D.将电子测力计从B点移到A点,此时阻力和阻力臂不变,拉力F和 的关系图线不变,仍为①,故D不符合题意。
故选C。
11. 如图所示,人直接用F1的力匀速提升重物B,所做的功是W1,功率为P1;若人使用滑轮组匀速提升该重物到同一高度,且人的拉力为F2,所做的功是W2,功率为P2,绳重、摩擦忽略不计,下列说法错误的是( )
A. F2一定小于F1 B. W2一定大于W1
C. P1可能等于P2 D. 使用滑轮组费距离
【答案】A
【解析】
【详解】A.人直接用F1的力匀速提升重物B,所以F1=GB,图中滑轮组的绳子有效段数n=2,不计摩擦时
滑轮的重力未知,F2与F1的大小无法比较,故A错误,符合题意;
B.直接将重物提起时W1=Gh,使用滑轮组将重物提起时
W2=W额+W有=W额+Gh
故B正确,不符台题意;
C.直接提起重物的时间与用滑轮组的时间大小未知,则无法比较P2、P1,P1可能等于P2,故C正确,不符合题意;
D.绳自由端移动的距离为
比较费距离,故D正确,不符合题意。
故选 A
12. 在2023年杭州亚运会滑板女子街式决赛中,年仅13岁的中国小将崔宸曦夺得金牌.如图是U型滑台和运动员姿势的简化示意图.运动员在滑台甲处由静止自由下滑,不计滑台摩擦和空气阻力,仅依靠滑行过程中运动员姿势的自然(不用力)变化,不可能滑到滑台丙处的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A.不计滑台摩擦和空气阻力,则运动员机械能守恒,以站立状态从甲开始滑行,到达丙时也是站立状态,两位置高度相同,重力势能相等,动能为零,所以运动员可能会滑到丙处,故A不符合题意;
B.不计滑台摩擦和空气阻力,则运动员机械能守恒,以站立状态从甲开始滑行,到达丙时是全蹲状态,在甲处时重力势能大于在丙处时,所以运动员可能会滑到丙处,故B不符合题意;
C.不计滑台摩擦和空气阻力,则运动员机械能守恒,以全蹲状态从甲开始滑行,到达丙时是站立状态,在甲处时重力势能小于在丙处时,所以运动员不可能滑到丙处,故C符合题意;
D.不计滑台摩擦和空气阻力,则运动员机械能守恒,以全蹲状态从甲开始滑行,到达丙时也是全蹲状态,两位置高度相同,重力势能相等,动能为零,所以运动员可能会滑到丙处,故D不符合题意。
二、填空题(本题共9小题,每空1分,共29分)
13. 学校升旗仪式上,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,如图所示,它的作用是可以________;在国旗匀速上升的过程中,拉力大小________国旗的重力大小(不计绳重和摩擦)。
【答案】 ①. 定 ②. 改变力的方向 ③. 等于
【解析】
【详解】[1]旗杆顶部的滑轮,使用时,轴的位置不发生改变,是定滑轮。
[2]定滑轮虽不省力,但可以改变力方向。
[3]定滑轮是等臂杠杆,在国旗匀速上升的过程中,不计绳重和摩擦,拉力大小等于国旗的重力大小。
14. 如图所示,用拉力F将重G=40N的货物匀速提升1m,动滑轮的机械效率为80%,不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦,则上述过程中所做的有用功是 ___________J,总功 ___________J,动滑轮的重为 ___________N;如果用该动滑轮把重100N的一袋大米匀速提升相同高度,则动滑轮的机械效率将 ___________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】 ①. 40 ②. 50 ③. 10 ④. 变大
【解析】
【详解】[1]上述过程中所做的有用功为
W有=Gh=40N×1m=40J
[2]由可得,总功为
[3]从图中可知,滑轮组的绳子承重股数为n=2,绳子自由端移动的距离为
s=nh=2×1m=2m
拉力为
不计绳重及轮与轴间的摩擦,根据可知,动滑轮的重为
[4]不计绳重及轮与轴间的摩擦,如果用该动滑轮把重100N的一袋大米匀速提升相同高度,由此得,滑轮组的机械效率为
因此动滑轮的机械效率将变大。
15. 如图是某同学在家锻炼身体的情景.锻炼时,手支撑在竖直墙壁上,手臂弯曲、伸直交替进行,此时人体相当于一个_______(选填“省力”“等臂”或“费力”)杠杆.已知此人重500N,其手掌到地面的距离是1.6m,CE=1m,DE=0.6m,此时此人对墙的推力是_______N,如果要增加锻炼强度,脚应_______(选填“靠近”或“远离”)墙。
【答案】 ①. 省力 ②. 125 ③. 远离
【解析】
【详解】[1]根据杠杆原理,动力臂大于阻力臂的是省力杠杆。在此情境中,动力臂是AE,阻力臂是DC,因为,所以人体相当于一个省力杠杆。
[2]由图可知,设墙对人的推力F,以脚尖C为支点,人受到的重力,阻力臂
根据杠杆平衡条件可知,,因此
墙对人的推力与人对墙的推力是一对相互作用力,此时人对墙的推力为125N。
[3]根据杠杆平衡条件,要增加锻炼强度,就要增大人对墙的推力F,在重力G不变的情况下,当脚远离墙时,阻力臂变大,动力臂变小,则动力会变大,由此可知,推力F会增大。
16. 为了记录运动会中精彩的瞬间,学校邀请摄影师携带无人机来进行航拍。如图所示,重为30N的无人机以0.5m/s的速度竖直匀速上升20m,再以1m/s的速度水平匀速飞行50m,升力对无人机做功的阶段是_______(选填“水平飞行”或“竖直上升”),做的功为_______J,做功时的功率为_______W。(不计空气阻力)
【答案】 ①. 竖直上升 ②. 600 ③. 15
【解析】
【详解】[1]无人机水平匀速飞行和竖直匀速上升时,都处于平衡状态,无人机所受升力和重力是一对平衡力,由平衡力的特点知,升力的大小等于无人机的重力,升力方向为竖直向上,根据做功的两个必要因素可知,在竖直上升阶段升力对无人机做功,在水平飞行街道段升力对无人机不做功。
[2]由上面的分析可得
在竖直上升阶段升力对无人机做功,做的功为
[3]无人机以0.5m/s的速度竖直匀速上升,故做功时的功率为
17. 如图所示是“探究做功改变物体内能”的实验.迅速地来回拉动绳子,过一会儿筒内的乙醚会冲开塞子。在拉动绳子的过程中,乙醚的温度_______(选填“升高”“降低”或“不变”),冲开塞子的过程中,乙醚的内能_______(选填“增大”“减小”或“不变”),与“塞子冲开”过程中能量转化一致的汽油机冲程是_______冲程。
【答案】 ①. 升高 ②. 减小 ③. 做功
【解析】
【详解】[1]在拉动绳子的过程中,克服摩擦对筒管做功,筒管和乙醚的内能都增大,温度都升高;
[2]乙醚蒸汽把塞子冲开,对塞子做功,把内能转化为机械能,乙醚蒸汽的内能减少,转化为塞子的机械能。
[3]“塞子冲开”过程与内燃机做功冲程的能量转化相同,都是利用内能做功,把内能转化为机械能。
18. 一台单缸四冲程汽油机的转速是2400r/min,这台汽油机若对外做功100次,需要用_______秒.有一种“涡轮增压”(T型)轿车,通过给发动机更足量的空气使汽油更充分地燃烧,比普通轿车(L型)更节能,同样的汽油加在T型轿车内比加在L型轿车内热值_______(选填“更大”或“一样大”或“更小”),这样使发动机的热效率_______(选填“增大”或“减小”)。
【答案】 ①. 5 ②. 一样大 ③. 增大
【解析】
【详解】[1]汽油机的转速是2400r/min,这意味着每分钟飞轮转动2400圈,那么每秒飞轮转动的圈数就是40圈。由于每两圈对外做功一次,所以每秒汽油机对外做功的次数就是20次。汽油机若对外做功100次,需要用多少秒。由于每秒做功20次,所以做功100次需要的时间就是5秒。
[2]热值是燃料的一种特性,它表示单位质量的某种燃料完全燃烧时所释放出的热量。热值只与燃料的种类有关,与燃料的多少、是否燃烧、是否完全燃烧以及放出的热量的多少等因素都无关。因此,同样的汽油加在T型轿车内和加在L型轿车内的热值是一样大的。
[3]“涡轮增压”技术通过给发动机更足量的空气使汽油更充分地燃烧,这样就能够更充分地利用汽油的化学能来转化为机械能,从而提高发动机的热效率。所以,T型轿车的热效率是增大的。
19. 小丽用相同的电加热器分别对甲、乙两杯液体进行加热,得到的实验数据如图所示。若甲、乙两杯都是水,甲杯水质量为0.2kg,在16分钟内甲杯中水吸收的热量为_______J,乙杯中水的质量为_______kg;若甲、乙两杯分别盛有等质量的水和色拉油,则色拉油的比热容为_______J/(kg·℃)。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
【答案】 ①. 2.52×104 ②. 0.1 ③. 2.1×103
【解析】
【详解】[1]6min内水吸收的热量
Q吸水=c水m∆t=4.2×103J/(kg·℃)×0.2kg×(40℃-10℃)=2.52×104J
[2]由图可知,由10℃升高到40℃,甲杯水需加热16min,乙杯水需加热8min,小丽用相同的电加热器,所以甲吸收的热量是乙的两倍,所以
即
即
[3]若甲、乙两杯分别盛有等质量的水和色拉油,即m水=m油,由图可知,由10℃升高到40℃,甲杯水需加热16min,乙杯水需加热8min,小丽用相同的电加热器,所以甲吸收的热量是乙的两倍,Q吸甲=2Q吸乙,即
c水m水Δt=2c油m油Δt
即
4.2×103J/(kg·℃)=2c油
解得色拉油的比热容c油=2.1×103J/(kg·℃)。
20. 如图所示,小明设计了“探究物体的动能跟速度有关”的实验,将同一木块放在弹簧原长处,用形状相同质量不同的实心塑料球和铁球将弹簧压缩到相同程度后放手,发现两球离开弹簧时的动能_______(选填“相同”或“不同”),木块被推开的距离_______(选填“相同”或“不同”),该方案_______(选填“能”或“不能”)得出动能跟质量的关系。
【答案】 ①. 相同 ②. 相同 ③. 不能
【解析】
【详解】[1][2][3]用形状相同的塑料球和铁球将弹簧压缩到相同程度,弹簧的弹性势能相同,转化成的动能相同,由于动能相同,对木块做的功应相同,对木块做得功是克服水平面给木块的摩擦力做的功,因木块受到的摩擦力是相同的,根据W=Fs可知,木块被推开的距离也应该是相同的;由于木块被推开的距离相同,该方案不能得出动能跟质量的关系。
21. “蹦极”就是跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在踝关节等处,从几十米高处跳下的一种极限运动。某运动员做蹦极运动,所受绳子拉力F的大小随时间t变化的情况如图乙所示(将蹦极过程近似为在竖直方向的运动),根据图象可知,运动员重力大小为_______(用F0表示),t0时刻_______一定为零,_______最大(以上两空均选填“动”“重力势能”或“弹性势能”),0~t0时刻弹性势能的变化量_______(选填“大于”“等于”或“小于”)重力势能的变化量。(不考虑空气阻力)
【答案】 ①. ②. 动能 ③. 弹性势能 ④. 等于
【解析】
【详解】[1]由图乙可知,当运动员静止时,重力等于拉力,由图乙可知,最后运动员受到的拉力为,即运动员重力大小为。
[2][3][4] t0时刻,运动员位置最低,弹性绳弹性形变程度最大,弹性势能最大,此时速度为零,动能最小,动能为零。不考虑空气阻力,0~t0时刻运动员的重力势能转化为弹性绳的弹性势能,弹性势能的变化量等于重力势能的变化量。
三、解答题(本题共7小题,共47分.解答26、27、28题时应有必要的解题过程)
22. 按要求作图:
(1)如图是一根曲杆,可以绕着O点转动,C点挂着一个物体,若在A点施加一个最小的力使杠杆在此位置平衡。要求:画出这个力F1和阻力F2的示意图;
(2)用如图所示的滑轮组将水桶匀速提升,请在图中用笔画线代替绳子画出连接滑轮组最省力的绕法;
(3)给某冰块加热,使其温度升高,1min后冰开始熔化,3min后冰完全熔化成水,继续加热到第5min后停止加热,请画出水在3~5min间升温的图像[已知冰的比热容c冰=2.1×103J/(kg·℃),水的比热容c水=4.2×103J/(kg·℃)。
【答案】(1) (2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
根据杠杆平衡条件可知,当阻力与阻力臂一定时,动力臂越大,动力越小,即越省力。图中,O点是支点,连接OA为最长的动力臂,由于阻力使得杠杆向下转动,因此要使杠杆在此位置平衡,则过A点作OA的向上垂线段,即为最小动力F1。物体对杠杆的力为阻力F2,作用在C点,方向竖直向下。注意的是由于动力臂大于阻力臂,表示动力的有向线段应小于表示阻力的有向线段,作图如下:
【小问2详解】
利用滑轮组提升物体,承担物重的绳子股数越多,滑轮组越省力;图中只有一个动滑轮,最多可以从动滑轮画出三根线,即3股绳承担物重,此时最省力,如图所示:
【小问3详解】
已知冰在3min全部熔化,由于冰的比热容是水的比热容一半,冰和水的质量相同(熔化过程中物质的多少没有变化),在相同的时间内,吸收的热量相同,根据可知,水的温度变化是冰的温度变化的一半,冰在0~1min内升高的温度为4℃,则水在3~5min内升高的温度为4℃,如图所示:
23. 如图所示,甲、乙、丙三图中的装置完全相同,燃料的质量都是10g,烧杯内的液体质量和初温也相同。
(1)为了完成实验,除了图中的器材外,还需要的测量仪器有秒表和_______。
(2)“探究不同物质吸热升温的现象”应选择_______两图进行实验,可以根据_______(选填“温度计上升示数”或“加热时间”)来比较物质吸热的多少;
(3)比较不同燃料的热值,应选择_______两图进行实验,燃料完全燃烧放出的热量,是通过 ________来反映的(选填“温度计上升示数”或“加热时间”);
(4)甲、乙、丙三图中的装置中液体直至燃料燃尽时的两种液体a和b的温度随时间变化的图象如图丁所示,则液体a和b的比热容之比为_______,燃料1和2的热值之比为_______。
【答案】(1)天平 (2) ①. 甲丙 ②. 加热时间
(3) ①. 甲乙 ②. 温度计上升示数
(4) ①. 1∶4 ②. 4∶3
【解析】
【小问1详解】
为了完成这个实验,除了图中的器材外,还需要用天平测量燃料和液体的质量。
【小问2详解】
[1]“探究不同物质吸热升温的现象”应选择不同的物质,由图可以看出来,甲和丙使用相同的燃料,且甲和丙使用的是不同的液体。而乙和丙虽然用了不同的液体,但是燃料也不相同,不符合控制变量法的原则。
[2]可以根据加热时间来比较物质吸热的多少。加热装置相同,相同时间放出的热量相同,液体相同时间吸收的热量也相同,采用转化法,将吸收热量的多少转换为加热的时间长短。
【小问3详解】
[1]从图甲和图乙来看,两者不同的地方是燃料不同,其他相同。故用来比较不同燃料的热值。
[2]两次实验使用的是不同的加热燃料,燃料质量相同,燃料燃尽时,同种液体升高的温度不相同。说明燃料燃烧放出的热量不同,故燃料完全燃烧放出的热量,是通过温度计上升示数来反映的。
【小问4详解】
[1]从图中看,甲图中加热到10min和丙加热10min有,a和b两种物质的比热容之比为
[2]从图中看,直至燃料燃尽时
燃料质量相同,根据热值公式有
24. 同学们用如图所示装置,探究“杠杆的平衡条件”。
(1)杠杆在如图1的位置静止时_______(选填“是”或“不是”)处于杠杆平衡状态的,为了使杠杆在水平位置平衡,应向_______(选填“左”或“右”)调节螺母;
(2)如图2所示,杠杆上的刻度均匀,在A点挂4个钩码,应在B点挂_______个相同的钩码,使杠杆在水平位置平衡;当杠杆平衡后,将A、B两点下方所挂的钩码同时朝远离支点O方向移动一小格,则杠杆_______(选“顺时针”或“逆时针”)转动;
(3)若在图2中B点改用弹簧测力计拉,弹簧测力计应该_______(选填“正挂”或“倒挂”)在杠杆上,若操作反了,会导致测量值比真实值偏_______(选填“大”或“小”)些;
(4)保持A点钩码数量和力臂不变,杠杆在水平位置平衡时,测出多组动力臂L1和动力F1的数据,绘制了L1−F1的关系图象,如图3所示.请根据图象推算,当F1为2N时,L1为_______cm。
【答案】(1) ①. 是 ②. 右
(2) ①. 6 ②. 顺时针
(3) ①. 倒挂 ②. 小
(4)15
【解析】
【小问1详解】
[1]物体处于平衡状态时总保持静止或匀速直线运动状态,杠杆在如图1的位置静止时是处于杠杆平衡状态的。
[2]此时杠杆左低右高,说明右端偏轻,为了使杠杆在水平位置平衡,应向右调节螺母。
【小问2详解】
[1]如图2所示,杠杆上的刻度均匀,在A点挂4个钩码,根据杠杆平衡原理可知,即
解得,即应在B点挂6个相同的钩码,使杠杆在水平位置平衡。
[2]当杠杆平衡后,将A、B两点下方所挂的钩码同时朝远离支点O方向移动一小格,此时
则杠杆顺时针转动。
【小问3详解】
[1]若在图2中B点改用弹簧测力计拉,弹簧测力计应该倒挂在杠杆上,若正挂,杠杆将转动。
[2]若操作反了,由于测力计自身重力的作用,会导致测量值比真实值偏小些。
【小问4详解】
由于此题中的阻力和阻力臂不变,利用图象中任意一组数据都能得出
解得,所以当F1为2N时,L1为0.15m=15cm。
25. 在探究“物体的动能大小与哪些因素有关”的实验中:
(1)如场景①②③,小红让a、b两个小球分别从同一斜面由静止滚下,撞击放在水平木板上的同一木块,使木块滑动,虚线位置为木块滑动一段距离后停止的位置。
①小球进入水平面时的动能是由_______转化来的,实验时通过_______来比较动能的大小;
②如场景①②,可得到的结论是_______,动能就越大;
③如场景①③,_______(选填“a”或“b”)小球质量更大,这是因为该小球的速度_______,而动能_______(选填“大”或“小”);
(2)而小华认为去掉木块,利用粗糙且足够长的木板,通过比较小车在木板上运动的距离也能比较小车动能的大小,于是她根据设计探究动能与质量关系的实验,通过小车上加砝码来改变质量,得到如场景④⑤,得出“在速度相同的条件下,质量越大,物体具有的动能越小”的结论,小华的错误是:由于_______,从而无法根据小车通过路程比较小车动能大小。
【答案】(1) ①. 重力势能 ②. 木块被撞后移动的距离 ③. 当物体的质量相同时,速度越大 ④. b ⑤. 小 ⑥. 大
(2)小车在水平木板上受到的摩擦力大小不同
【解析】
【小问1详解】
[1]小球下滑过程中,高低降低重力势能减小,速度增加动能增加,因此小球进入水平面时的动能是由重力势能转化来的。
[2]实验时运用转换法通过观察木块被撞击距离的远近来表示动能的大小。
[3]①②两实验中,小球的质量相同,高度不同,即小球到达斜面底端的速度不同,且小球的速度越大,木块被撞击的距离越远,小球的动能越大,因此可得结论为:当质量一定时,物体的速度越大,物体的动能越大。
[4][5][6]①③两实验中,a小球的高度高,小球的速度大,将木块撞击的距离近,说明a小球具有的动能小,b小球高度低,小球的速度小,将木块撞击的距离远,说明b小球具有的动能大,则根据b小球的速度小,具有的动能大,可推出b小球的质量大。
小问2详解】
质量不同的小车在水平面上受到的摩擦力不同,因此无法通过比较小车运动距离的远近来表示动能的大小。
26. 图甲为小阳举着哑铃的前臂骨骼,可将其视为如图乙所示的杠杆,不计前臂自重,小阳的肱二头肌能施加的最大拉力F=600N,OA:AB=1:5,若小阳利用最大质量的哑铃进行锻炼,1min内可举起哑铃30次,每次将哑铃举高20cm。
求:(1)小阳平时锻炼时最大能举起哑铃的质量;
(2)小阳对哑铃做功的功率。
【答案】(1)10kg;(2)10W
【解析】
【详解】解:(1)由图可知,支点是O点,肱二头肌对前臂产生拉力F1为动力,哑铃的重力即为阻力F2,由图知,L1=OA,L2=OB,由于OA∶AB=1∶5,则
根据杠杆的平衡条件:F1L1 = F2L2,则
则哑铃的最大重力
G=F2 = 100N
哑铃的质量为
(2)小阳对哑铃做功
小阳对哑铃做功的功率
答:(1)小阳平时锻炼时最大能举起哑铃的质量为10kg;
(2)小阳对哑铃做功的功率为10W。
27. 如图所示,一根均匀的细木棒OA,B为OA的中点.在A点施力将挂在B点的重为30N的物体在0.5s内匀速提升0.2m,拉力F的功率为15W,不计摩擦和绳重。求:
(1)拉力F所做的功;
(2)木棒的机械效率;
(3)木棒重。
【答案】(1)7.5J
(2)80% (3)7.5N
【解析】
【小问1详解】
拉力F所做的功为总功,大小为
【小问2详解】
拉力做的有用功为
木棒的机械效率为
【小问3详解】
拉力做的额外功为
不计摩擦和绳重,拉力克服木棍重力做的功为额外功,B为OA的中点,物体上升高度与木棒重心上升的高度相同,故木棒的重力为
28. 一辆汽车,发动机的输出功率是40kW,热机的效率为20%,油箱里有16kg的汽油,如果车速为20m/s,求:(汽油的热值是4.6×107J/kg)
(1)汽车受到的阻力;
(2)这些汽油可供发动机做多少功;
(3)汽车最多能行驶距离。
【答案】(1)2000N
(2)1.472×108J
(3)7.36×104m
【解析】
【小问1详解】
汽车做匀速直线运动,阻力与牵引力相等,由
阻力大小为
【小问2详解】
根据可得这些汽油可供发动机做功
【小问3详解】
根据得到汽车最多能行驶距离
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2024~2025学年第一学期阶段性学习评价Ⅰ
九年级物理学科
一、选择题(本题共12小题,每小题2分,共24分.每小题只有一个选项正确)
1. 在国际单位制中,以物理学家的名字命名的功率单位是( )
A. 瓦特 B. 帕斯卡 C. 牛顿 D. 焦耳
2. 踮脚是一项非常好的有氧运动,它简单易操作,不受场地和天气的限制,不仅能缓解工作疲劳,还能锻炼小腿后侧肌肉,深受广大公司白领的喜爱,踮脚运动的基本模型是杠杆,这个杠杆( )
A 费力 B. 省力 C. 省功 D. 省距离
3. 开学初在一楼领新书时,小明经历了如下过程:①他用力搬一箱书,未能搬起;②他又用力推这箱书,仍未推动;③在小华的帮助下,他们将这箱书抬了起来;④接着他们把这箱书搬到了一楼的教室里。则( )
A. ①中小明对这箱书做了功 B. ②中小明对这箱书做了功
C. ③中他们对这箱书做了功 D. ④中他们对这箱书做了功
4. 小明捧着一摞质量为3kg的书从教学楼1楼匀速走到4楼,用时30s,则他上楼时对书做功的功率最接近于( )
A. 1W B. 9W C. 20W D. 30W
5. 用铝壶在天然气灶上烧水的过程中( )
A. 水的温度越高,含有的热量越多 B. 通过热传递的方式改变水的内能
C. 水蒸气顶起壶盖使其内能增加 D. 天然气燃烧越充分,热值越大
6. 关于温度、热量和内能,以下说法正确的是( )
A. 物体吸收了热量,温度就会升高
B. 物体内能减少,一定在对外做功
C. 物体温度降低,内能一定减少
D. 热传递过程中放热的是内能大的物体
7. 脚踩滑板从高处加速滑下,有关滑板的各种能量变化描述不符合实际的是( )
A. 动能增大 B. 重力势能减小
C. 机械能不变 D. 内能增大
8. 如图所示为内燃机四冲程工作示意图,下列说法正确的是( )
A. 甲图是对外输出动力的冲程
B. 一个工作循环的正确顺序是:乙丁甲丙
C. 乙、丙、丁图是靠飞轮惯性完成的冲程
D. 乙图冲程将内能转化为机械能
9. 水稻是喜温作物,早春时育秧,为防止霜冻对秧苗的冻害,农民伯伯利用水的比热容比较大,通常采用下面哪种方法育苗保温( )
A. 傍晚时向秧田灌水,第二天太阳升起时把水放掉
B. 早晨太阳升起时向秧田里灌水,傍晚时将田里的水放掉
C. 始终让秧苗淹没于水中
D. 始终保持泥土湿润
10. 如图1所示,轻质杠杆可绕O转动,C点悬挂一重为G的物体M,B点受到电子测力计竖直向上的拉力F,其力臂记为l,保持杠杆水平静止,此时F与l﹣1的关系图线为图2中的①,某几次操作后,仍保持杠杆水平静止,在图2中作出的图线对应的操作可能是( )
A. 将电子测力计顺时针转动30°→图线③
B. 将M从C点移到A点→图线①
C. 增加物体M的质量→图线②
D. 将电子测力计从B点移到A点→图线④
11. 如图所示,人直接用F1的力匀速提升重物B,所做的功是W1,功率为P1;若人使用滑轮组匀速提升该重物到同一高度,且人的拉力为F2,所做的功是W2,功率为P2,绳重、摩擦忽略不计,下列说法错误的是( )
A F2一定小于F1 B. W2一定大于W1
C. P1可能等于P2 D. 使用滑轮组费距离
12. 在2023年杭州亚运会滑板女子街式决赛中,年仅13岁中国小将崔宸曦夺得金牌.如图是U型滑台和运动员姿势的简化示意图.运动员在滑台甲处由静止自由下滑,不计滑台摩擦和空气阻力,仅依靠滑行过程中运动员姿势的自然(不用力)变化,不可能滑到滑台丙处的是( )
A. B.
C. D.
二、填空题(本题共9小题,每空1分,共29分)
13. 学校升旗仪式上,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,如图所示,它的作用是可以________;在国旗匀速上升的过程中,拉力大小________国旗的重力大小(不计绳重和摩擦)。
14. 如图所示,用拉力F将重G=40N的货物匀速提升1m,动滑轮的机械效率为80%,不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦,则上述过程中所做的有用功是 ___________J,总功 ___________J,动滑轮的重为 ___________N;如果用该动滑轮把重100N的一袋大米匀速提升相同高度,则动滑轮的机械效率将 ___________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
15. 如图是某同学在家锻炼身体的情景.锻炼时,手支撑在竖直墙壁上,手臂弯曲、伸直交替进行,此时人体相当于一个_______(选填“省力”“等臂”或“费力”)杠杆.已知此人重500N,其手掌到地面的距离是1.6m,CE=1m,DE=0.6m,此时此人对墙的推力是_______N,如果要增加锻炼强度,脚应_______(选填“靠近”或“远离”)墙。
16. 为了记录运动会中精彩瞬间,学校邀请摄影师携带无人机来进行航拍。如图所示,重为30N的无人机以0.5m/s的速度竖直匀速上升20m,再以1m/s的速度水平匀速飞行50m,升力对无人机做功的阶段是_______(选填“水平飞行”或“竖直上升”),做的功为_______J,做功时的功率为_______W。(不计空气阻力)
17. 如图所示是“探究做功改变物体内能”的实验.迅速地来回拉动绳子,过一会儿筒内的乙醚会冲开塞子。在拉动绳子的过程中,乙醚的温度_______(选填“升高”“降低”或“不变”),冲开塞子的过程中,乙醚的内能_______(选填“增大”“减小”或“不变”),与“塞子冲开”过程中能量转化一致的汽油机冲程是_______冲程。
18. 一台单缸四冲程汽油机的转速是2400r/min,这台汽油机若对外做功100次,需要用_______秒.有一种“涡轮增压”(T型)轿车,通过给发动机更足量的空气使汽油更充分地燃烧,比普通轿车(L型)更节能,同样的汽油加在T型轿车内比加在L型轿车内热值_______(选填“更大”或“一样大”或“更小”),这样使发动机的热效率_______(选填“增大”或“减小”)。
19. 小丽用相同的电加热器分别对甲、乙两杯液体进行加热,得到的实验数据如图所示。若甲、乙两杯都是水,甲杯水质量为0.2kg,在16分钟内甲杯中水吸收的热量为_______J,乙杯中水的质量为_______kg;若甲、乙两杯分别盛有等质量的水和色拉油,则色拉油的比热容为_______J/(kg·℃)。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
20. 如图所示,小明设计了“探究物体的动能跟速度有关”的实验,将同一木块放在弹簧原长处,用形状相同质量不同的实心塑料球和铁球将弹簧压缩到相同程度后放手,发现两球离开弹簧时的动能_______(选填“相同”或“不同”),木块被推开的距离_______(选填“相同”或“不同”),该方案_______(选填“能”或“不能”)得出动能跟质量的关系。
21. “蹦极”就是跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在踝关节等处,从几十米高处跳下的一种极限运动。某运动员做蹦极运动,所受绳子拉力F的大小随时间t变化的情况如图乙所示(将蹦极过程近似为在竖直方向的运动),根据图象可知,运动员重力大小为_______(用F0表示),t0时刻_______一定为零,_______最大(以上两空均选填“动”“重力势能”或“弹性势能”),0~t0时刻弹性势能的变化量_______(选填“大于”“等于”或“小于”)重力势能的变化量。(不考虑空气阻力)
三、解答题(本题共7小题,共47分.解答26、27、28题时应有必要的解题过程)
22. 按要求作图:
(1)如图是一根曲杆,可以绕着O点转动,C点挂着一个物体,若在A点施加一个最小的力使杠杆在此位置平衡。要求:画出这个力F1和阻力F2的示意图;
(2)用如图所示的滑轮组将水桶匀速提升,请在图中用笔画线代替绳子画出连接滑轮组最省力的绕法;
(3)给某冰块加热,使其温度升高,1min后冰开始熔化,3min后冰完全熔化成水,继续加热到第5min后停止加热,请画出水在3~5min间升温的图像[已知冰的比热容c冰=2.1×103J/(kg·℃),水的比热容c水=4.2×103J/(kg·℃)。
23. 如图所示,甲、乙、丙三图中的装置完全相同,燃料的质量都是10g,烧杯内的液体质量和初温也相同。
(1)为了完成实验,除了图中的器材外,还需要的测量仪器有秒表和_______。
(2)“探究不同物质吸热升温的现象”应选择_______两图进行实验,可以根据_______(选填“温度计上升示数”或“加热时间”)来比较物质吸热的多少;
(3)比较不同燃料的热值,应选择_______两图进行实验,燃料完全燃烧放出的热量,是通过 ________来反映的(选填“温度计上升示数”或“加热时间”);
(4)甲、乙、丙三图中的装置中液体直至燃料燃尽时的两种液体a和b的温度随时间变化的图象如图丁所示,则液体a和b的比热容之比为_______,燃料1和2的热值之比为_______。
24. 同学们用如图所示装置,探究“杠杆的平衡条件”。
(1)杠杆在如图1的位置静止时_______(选填“是”或“不是”)处于杠杆平衡状态的,为了使杠杆在水平位置平衡,应向_______(选填“左”或“右”)调节螺母;
(2)如图2所示,杠杆上的刻度均匀,在A点挂4个钩码,应在B点挂_______个相同的钩码,使杠杆在水平位置平衡;当杠杆平衡后,将A、B两点下方所挂的钩码同时朝远离支点O方向移动一小格,则杠杆_______(选“顺时针”或“逆时针”)转动;
(3)若在图2中B点改用弹簧测力计拉,弹簧测力计应该_______(选填“正挂”或“倒挂”)在杠杆上,若操作反了,会导致测量值比真实值偏_______(选填“大”或“小”)些;
(4)保持A点钩码数量和力臂不变,杠杆在水平位置平衡时,测出多组动力臂L1和动力F1的数据,绘制了L1−F1的关系图象,如图3所示.请根据图象推算,当F1为2N时,L1为_______cm。
25. 在探究“物体的动能大小与哪些因素有关”的实验中:
(1)如场景①②③,小红让a、b两个小球分别从同一斜面由静止滚下,撞击放在水平木板上的同一木块,使木块滑动,虚线位置为木块滑动一段距离后停止的位置。
①小球进入水平面时的动能是由_______转化来的,实验时通过_______来比较动能的大小;
②如场景①②,可得到结论是_______,动能就越大;
③如场景①③,_______(选填“a”或“b”)小球质量更大,这是因为该小球的速度_______,而动能_______(选填“大”或“小”);
(2)而小华认为去掉木块,利用粗糙且足够长的木板,通过比较小车在木板上运动的距离也能比较小车动能的大小,于是她根据设计探究动能与质量关系的实验,通过小车上加砝码来改变质量,得到如场景④⑤,得出“在速度相同的条件下,质量越大,物体具有的动能越小”的结论,小华的错误是:由于_______,从而无法根据小车通过路程比较小车动能大小。
26. 图甲为小阳举着哑铃的前臂骨骼,可将其视为如图乙所示的杠杆,不计前臂自重,小阳的肱二头肌能施加的最大拉力F=600N,OA:AB=1:5,若小阳利用最大质量的哑铃进行锻炼,1min内可举起哑铃30次,每次将哑铃举高20cm。
求:(1)小阳平时锻炼时最大能举起哑铃的质量;
(2)小阳对哑铃做功的功率。
27. 如图所示,一根均匀的细木棒OA,B为OA的中点.在A点施力将挂在B点的重为30N的物体在0.5s内匀速提升0.2m,拉力F的功率为15W,不计摩擦和绳重。求:
(1)拉力F所做的功;
(2)木棒的机械效率;
(3)木棒重。
28. 一辆汽车,发动机的输出功率是40kW,热机的效率为20%,油箱里有16kg的汽油,如果车速为20m/s,求:(汽油的热值是4.6×107J/kg)
(1)汽车受到的阻力;
(2)这些汽油可供发动机做多少功;
(3)汽车最多能行驶距离。
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