内容正文:
文澜中学2024学年初三第二次考试物理试卷
考生须知:
1.全卷g均取10N/kg。
2.所有答案都必须写在答题卷标定的位置上,务必注意试题序号和答题序号相对应。
一、选择题(每小题只有一个正确的选项,每小题2分,共40分)
1. 维持人体生命活动需要能量,人们从事生产活动也需要能量,这些能量最终主要来自( )
A. 流水和风 B. 太阳辐射能 C. 绿色植物的能量 D. 深埋在地下的煤和石油
【答案】B
【解析】
【详解】“万物生长靠太阳”。人从食物中获得能量来维持人的生命活动和生产生活,食物中的能量来自于太阳辐射能。故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
2. 力和运动、功和能量是物理学的核心概念,它们之间存在着密切的联系。关于力和运动、功和能量之间的关系,下列说法错误的是( )
A. 运动的物体一定具有能量 B. 物体受到力的作用,力一定对物体做功
C. 做功的本质是能量的转化 D. 功和能量的单位都是焦耳
【答案】B
【解析】
【详解】A.物体由于运动而具有的能量叫做动能,因此运动的物体具有动能,故A正确,不符合题意;
B.有力作用在物体上,如果物体没有在力的方向上通过一定的距离,则力没有对物体做功,故B错误,符合题意;
C.做功是能量转化的重要途径,它不仅反映了力的空间累积效应,也是能量守恒和转化定律的具体体现,通过做功,各种能量形式之间得以相互转化,故C正确,不符合题意;
D.为纪念焦耳在热学和能量研究领域取得的卓越成就,物理量以其名字命名功和各种能量的基本单位,故D正确,不符合题意。
故选B。
3. 下列事例中,改变物体内能的途径与其他三项不同的是( )
A. 柴火烧水 B. 压缩空气发热
C. 冬天搓手取暖 D. 钻木取火
【答案】A
【解析】
【详解】A、柴火烧水是通过热传递的方式改变内能的;
BCD、压缩空气发热、搓手取暖、钻木取火都是做功使物体的内能增加的;
显然A选项与其它三个选项改变物体内能的方式不同.
故选A.
点睛:牢记改变物体内能的两种方式是解题的关键,即热传递和做功,两种方式对于内能的改变是等效的,两种方式很容易区分,做题不难.
4. 如图所示,小桂和小林一起坐在秋千凳上荡秋千,他们的重力分别是G1、G2,且G1<G2,某次从最高点下摆到最低点的过程中,他们重力做功的大小分别为W1、W2,重力做功的快慢分别为P1、P2。则( )
A. W1>W2 B. W1=W2 C. P1<P2 D. P1=P2
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】AB.从最高点下摆到最低点的过程中,重力做的功为
因为h相同,且G1<G2,则,故AB不符合题意;
CD.由可知
因为t相同,,所以,故C符合题意,D不符合题意。
故选C。
5. 如图所示,所使用的工具属于费力杠杆的是( )
A. 扳手 B. 镊子
C. 羊角锤 D. 老虎钳
【答案】B
【解析】
【详解】A.扳手在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故A不符合题意;
B.镊子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故B符合题意;
C.羊角锤在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故C不符合题意;
D.老虎钳在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故D不符合题意。
故选B。
6. 用如图装置“测量大气压”时,发现弹簧秤的量程太小,无法拉开紧贴在地面上的吸盘。于是加了一个轻质滑轮,若不计滑轮自重和摩擦,下列操作最有可能完成实验的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】AB.AB图中两个滑轮均为定滑轮,定滑轮不省力,只能改变力的方向,故AB不符合题意;
C.滑轮作为动滑轮使用,不计滑轮自重和摩擦,能省一半的力,故C符合题意;
D.滑轮作为动滑轮使用,弹簧测力计作用在滑轮轴上,不计滑轮自重和摩擦,弹簧测力计拉力为绳子拉力的2倍,故D不符合题意。
故选C。
7. 小敏在做“研究杠杆平衡条件”的实验时,先后出现杠杆右端下降的现象。为使杠杆水平平衡,下列操作正确的是( )
A. 图甲中平衡螺母向左调节;图乙中右侧钩码向左移动
B. 图甲中平衡螺母向左调节;图乙中右侧钩码向右移动
C. 图甲中平衡螺母向右调节;图乙中左侧钩码向左移动
D. 图甲中平衡螺母向右调节;图乙中左侧钩码向右移动
【答案】A
【解析】
【详解】AB.图甲中,为了使杠杆在水平位置平衡,将平衡螺母向左调节;图乙中,杠杆向右偏转,左侧力和力臂的乘积小于右侧力和力臂的乘积,为使杠杆水平平衡,右侧钩码向左移动,减小右侧力臂,可以使右侧力和力臂的乘积减小,从而使杠杆左右两侧力和力臂的乘积相等,故A正确,B错误;
CD.图甲中,为了使杠杆在水平位置平衡,将平衡螺母向左调节;图乙中,杠杆向右偏转,左侧力和力臂的乘积小于右侧力和力臂的乘积,为使杠杆水平平衡,左侧钩码向左移动,增大左侧力臂,可以使左侧力和力臂的乘积增大,从而使杠杆左右两侧力和力臂的乘积相等,故CD错误。
故选A。
8. 关于温度、热量、内能,下列说法正确的是( )
A. 物体的温度升高,内能一定增加
B. 物体吸收热量,温度定升高
C. 0℃的冰内能为零
D. 发生热传递时,热量总是从内能大的物体传递到内能小的物体
【答案】A
【解析】
【详解】A.物体温度升高,分子无规则运动加剧,分子动能增加,内能一定增加,故正确;
B.物体吸收热量,温度不一定升高,比如,在晶体熔化和液体的沸腾时,物质虽然吸收热量但是温度不变,故错误;
C.一切物体都具有内能,故错误;
D.发生热传递时,热量总是从温度高的物体传递给温度低的物体,故错误。
故选A。
9. 转换法是科学研究中常用方法,它是指在科学研究中将不易直接观察或测量的科学量,转化为容易认识或容易测量的科学量,是一种间接测量的研究方法。下列科学方法中采用转换法的是( )
①探究串联电路电阻的关系时,通过分析总电阻与各导体电阻在电路中产生的效果来得出规律
②测空气中氧气体积分数时,通过进入集气瓶中水的体积来得到消耗氧气的体积
③利用磁感线描述磁体周围的磁场分布
④探究电流与电压的关系时,控制电阻不变,研究电流与电压的关系
⑤探究动能大小影响因素时,用木块被推动距离反映动能大小。
A. ①② B. ①③ C. ②⑤ D. ①⑤
【答案】C
【解析】
【详解】①探究串联电路电阻的关系时,通过分析总电阻与各导体电阻在电路中产生的效果来得出规律,运用了等效替代法,故①不符合题意;
②测空气中氧气体积分数时,通过进入集气瓶中水的体积来得到消耗氧气的体积,运用了转换法,故②符合题意;
③利用磁感线描述磁体周围的磁场分布,利用了模型法,故③不符合题意;
④探究电流与电压的关系时,控制电阻不变,研究电流与电压的关系,运用了控制变量法,故④不符合题意;
⑤探究动能大小影响因素时,用木块被推动距离反映动能大小,运用了转换法,故⑤符合题意。
故选C。
10. 如图是一种新型开瓶器,借助它可单手轻易开启啤酒瓶盖,该开瓶器可看作一个杠杆。下列各示意图中能正确表示该开瓶器工作时的支点O、动力F1和阻力F2的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】图中的起瓶器在打开瓶盖时,启瓶器会绕着瓶盖的左侧转动,故O点在瓶盖的左侧;阻力为瓶口与盖的向下的摩擦力,故阻力F2在瓶盖的右侧,方向向下;动力F1会绕着O点转动,故动力的方向斜向右,故D符合题意。
故选D。
11. 如图所示,一足够长的轻绳一端连接重物A,另一端通过定滑轮连接物体B,物体B质量小于重物A质量。将重物A由静止释放下落至地面的过程中,不计绳重和摩擦,下列说法正确的是( )
A. 重物A的动能保持不变
B. 物体B的机械能保持不变
C. 重物A的重力势能完全转化为B的重力势能
D. 重物A和物体B的动能之和在变大
【答案】D
【解析】
【详解】A.物体B质量小于重物A质量,则将重物A由静止释放下落至地面的过程中,A的速度会变大,所以其动能增加,故A错误;
B.A的速度会变大,则B的速度也变大,B的高度也变大,则B的动能和重力势能都增加,所以其机械能增大,故B错误;
C.重物A的重力势能一部分转化为自身和B的动能,一部分转化为B的重力势能,故C错误;
D.该过程中,A和B的质量不变,速度都增大,因此动能都增大,故重物A和物体B的动能之和在变大,故D正确。
故选D。
12. 各种运动项目中都涉及能量及其转化,下列有关说法正确的是( )
A. 图①,掷出后的铅球到达最高点时动能为零
B. 图②,蹦床运动员在下落到最低点时动能最大
C. 图③,射出的箭的动能是由弓的弹性势能转化而来
D. 图④,运动员起跳时的动能只转化为撑杆的弹性势能
【答案】C
【解析】
【详解】A.动能与质量和速度有关,掷出后的铅球到达最高点时仍有水平方向的速度,动能不为零,故A错误;
B.蹦床被压缩到最低点时,蹦床的弹性形变程度最大,弹性势能最大,动能最小,故B错误;
C.弓由于发声弹性形变而具有弹性势能,射出的箭的动能由弓的弹性势能转化而来,故C正确;
D.运动员起跳时,自身的动能一部分转化为竿的弹性势能,另一部分转化为运动员的重力势能,故D错误。
故选C。
13. 非洲旱季,常用Hipporoller(中间有转轴的塑料桶)运水.如图所示,小华分别用背背、手抱、平拉、滚拉的方式运满桶水,在粗糙的程度相同的水平地面上匀速行走相同路程,她对满桶水做功最多的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】物理学中规定,功等于力跟物体在力的方向上移动距离的乘积.先判断力的大小、物体在力的方向上移动的距离相同,利用功的公式W=Fs分析判断.
【详解】由图可知,AB中小华是用背背、用手抱,此时力的方向向上,桶是在水平方向上移动的距离,即沿向上的方向没有移动距离,因此不做功;
C中滑动摩擦力大于D中的滚动摩擦力,所以C中拉力大于D中拉力,由于所移动的距离s相同,由W=Fs可知C做功最多,故ABD不合题意,C符合题意.
【点睛】本题考查影响物体做功大小的因素(力的大小和物体在力的方向上移动距离).
14. 为了便于驾驶员观察对应机动车道的信号灯指示状态,许多十字路口都安装了悬臂式红绿灯。下列悬臂式红绿灯设计中,螺钉对支架底座的压力最小的是( )
A B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】图中的支点是底座左侧边缘,假设螺钉是动力,则动力臂不变,而横杆的重力与指示灯受到的重力是阻力,指示灯的重力大小不变,分散后重心靠近竖杆,阻力臂较小,图中横杆一端粗,重心靠近较粗的一端,因而粗端固定在竖杆上,阻力臂较小,故D图中的阻力臂较小,根据杠杆的平衡条件知,阻力和动力臂一定时,阻力臂越小,动力越小,故D图螺钉对支架底座的压力最小。
故选D。
15. 如图所示为使用同一个滑轮拉升相同物体的两种不同方式(不计绳重和摩擦),关于滑轮的两种使用方式,下列说法错误的是( )
A. 图甲为动滑轮,图乙为定滑轮 B. ,
C. 图乙滑轮的实质是等臂杠杆 D. 图甲机械效率大于图乙机械效率
【答案】D
【解析】
【详解】AC.使用滑轮时,轴的位置固定不动的滑轮称为定滑轮,定滑轮上是一等臂杠杆;使用时,轴随物体一起移动的滑轮叫做动滑轮,因此甲为动滑轮,乙为定滑轮,故AC正确,不符合题意;
B.甲图为动滑轮,竖直向上拉绳子最省力,故,乙图为定滑轮,相当于等臂杠杆,拉力方向改变,动力臂不变,力的大小不变,故,故B正确,不符合题意;
D.不计绳重与摩擦,使用动滑轮时,要克服动滑轮的重力做额外功,所以甲的机械效率小于乙机械效率,故D错误,符合题意。
故选D。
16. 如图所示,在水平面上的物体重200N,与水平面的滑动摩擦力的大小是48N,当用图示装置水平匀速拉动物体时,F=20N。若绳子自由端移动的速度为0.6m/s,则( )
A. 滑轮组的机械效率是80% B. 绳子与滑轮间的摩擦力大小是4N
C. 物体的速度大小是5m/s D. 动滑轮重4N
【答案】A
【解析】
【详解】A.由图知道,滑轮组的有效绳子段数n=3,则滑轮组的机械效率
故A符合题意;
BD.克服绳子与滑轮间摩擦及动滑轮重等所做功是额外功,而题目所给条件无法计算有用功、总功大小,也无法直接计算额外功大小,则无法计算出绳子与滑轮间摩擦力以及动滑轮重,故BD不符合题意;
C.由题可知,拉力端移动速度等于物体移动速度的3倍,则物体的速度
故C不符合题意。
故选A。
17. 如图是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式(不计机械自重和摩擦),其中所需动力最小的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】不计机械自重和摩擦。
A.由图结合相似三角形知识可知,动力臂与阻力臂之比
由杠杆平衡条件可得F1L1=GLG,则拉力
B.由图示可知,滑轮组承重绳子的有效股数n=3,则拉力
C.这是动滑轮的特殊使用方法,物体挂在动滑轮一侧绳子上,拉动滑轮的轴,则拉力F3=2G
D.图中为斜面,由功的原理可知F4×4m=G×2m
四个选项中,提起的是同一物体,故A所需动力最小。
故选A
18. 如图,在粗糙的水平台面上,将一轻弹簧左端固定,右端连接一金属小球,O点是弹簧保持原长时小球的位置,压缩弹簧使小球至A位置,然后释放小球,小球运动到最右的位置是B点,然后做往复运动最后在某位置停下。有关小球从A位置运动到B位置的过程中,下列判断正确的是( )
A. 小球的动能不断增加 B. 弹簧的弹性势能不断减少
C. 小球最后一定停在O点 D. 小球获得最大动能的位置肯定在O点的左侧
【答案】D
【解析】
【详解】由题知,O点是弹簧保持原长时小球的位置,则AO段弹簧处于压缩状态,OB段弹簧处于拉伸状态;小球从A运动到O的过程中,弹簧逐渐恢复原状,弹性形变程度变小,弹性势能变小,该过程中小球所受弹力方向向右,其速度不断增大,动能变大,且克服摩擦做功,所以此过程中弹性势能转化为动能和内能,因此小球获得最大动能的位置肯定在O点的左侧;到达O点时,弹簧恢复原长,弹性势能为零,小球所受弹力为零;小球从O运动到B的过程中,弹簧被拉长,弹性形变程度变大,弹性势能变大,该过程中小球所受弹力方向向左,其速度不断减小,动能变小,且克服摩擦做功,所以此过程中动能转化为弹性势能和内能。则小球从A位置运动到B位置的过程中:
A.小球从A点到B点时,小球的动能先增大后变小,故A错误;
B.小球从A点到B点时,弹簧的弹性势能先减少后增大,故B错误;
C.由于接触面粗糙,所以小球在运动过程中机械能不断转化为内能,所以最终小球受到的弹力与摩擦力相等时,小球静止,此时弹簧仍有形变,因此一定不停留在O点,故C错误;
D.小球从A点到O点时,小球的动能增加,但由于克服摩擦做功,因此小球获得最大动能的位置肯定在O点的左侧,故D正确。
故选D。
19. 同一篮球以不同弧线从A点投向B点。空气阻力不可忽略且大小恒定,则下列说空正确的是( )
A. 从A点到B点,篮球重力势能的增加量弧线1大于弧线2
B. 篮球在弧线1和弧线2的最高点的动能都为零
C. 篮球沿着两条弧线运动,重力势能均一直增大
D. 若篮球在B点的机械能相等,则在A点的机械能弧线1大于弧线2
【答案】D
【解析】
【详解】A.重力势能与质量和高度有关,从A点到B点,弧线1与弧线2两种情况下,篮球的质量不变,增加的高度相同,所以篮球重力势能的增加量相等,故A错误;
B.篮球在弧线1和弧线2的最高点时,虽然竖直方向的速度为零,但在水平方向上仍然有一个速度,因此动能都不为零,故B错误;
C.篮球上升时,重力势能增加,篮球下落时重力势能减小,整个过程重力势能先增大后减小,故C错误;
D.由图可知,篮球通过弧线1运动的路程较大,克服空气阻力做功消耗的机械能较多,若篮球在B点的机械能相等,则在A点的机械能弧线1大于弧线2,故D正确。
故选D。
20. 用滑轮组进行“一瓶水提升一个人”活动,如图,水瓶匀速直线下降10m,使人匀速升高0.5m,水瓶对绳a的拉力为,绳b对人的拉力为。此过程( )
A. 有用功为300J
B. 做的功等于做的功
C. 做的功小于做的功
D. 滑轮组的机械效率为80%
【答案】D
【解析】
【详解】A.做的功为有用功,大小为
故A错误,不符合题意;
BC.做的功为总功,大小为
故BC错误,不符合题意;
D.滑轮组的机械效率为
故D正确,符合题意。
故选D。
二、填空题(每空2分,共26分)
21. 初三学生即将面临体育中考,为此学校组织了一次模拟考试,下面是质量为48千克的小文参加模拟考试中的一些场景。
(1)小文跳绳跳起高度约为5厘米(人整体上升,如图甲所示),一分钟200次,则小文跳绳的功率约为___________;
(2)乙图立定跳远分解图。小文在最高点时___________(选填“有”或“没有”)动能;
(3)在练习实心球时,小文投出的实心球在空中画了一条优美的弧线,如图丙。这个过程中,其中小文对实心球有做功的是___________;
A. 用力将实心球抛出 B. 实心球在空中飞行
C. 实心球掉到地上 D. 实心球在地上滚动
(4)小文做仰卧起坐时,人体可看成杠杆模型,O为支点,肌肉的拉力F为动力,从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___________(填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】(1)80W (2)有
(3)A (4)变小
【解析】
【小问1详解】
由题意可知,小文的重力为
跳一次克服重力做功
则一分钟内他跳绳的功率约为
【小问2详解】
在立定跳远过程中,运动员在最高点时,虽然竖直方向上的速度为零,但水平方向上的速度并不为零,因此动能不为零。
【小问3详解】
图丙中,小文对实心球有做功的是用力将实心球抛出,此时有力作用在实心球上且在力的方向有移动的距离,而实心球在空中飞行、实心球掉到地上、实心球在地上滚动,小文对实心球都没有施加力,不做功;故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
【小问4详解】
从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。
22. 教室内的日光灯一般都是由两条竖直平行的吊链吊在天花板上的(如图甲所示),两条吊链竖直平行除了美观外,还蕴含着科学道理。
(1)图甲中a、b是挂日光灯的吊链。若以吊链a的固定点O作为支点,作为拉力时,可将灯视作___________(选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆;
(2)比较图乙、图丙两种悬挂方式,(上下固定点没有改变,只改变吊链的长)图乙吊链受到的拉力大小为,图丙吊链受到的拉力大小为,则___________(选填“>”“=”或“<”)。
【答案】(1)省力 (2)>
【解析】
【小问1详解】
若以吊链a的固定点O 作为支点,F甲作为拉力,日光灯的重力为阻力,作 用在日光灯的中心上,如下图所示,此时动力臂大于阻力臂,为省力杠杆。
【小问2详解】
图乙、图丙两种悬挂方式,上下固定点没有改变,只改变吊链的长,改变了绳子的倾斜方向,改变了拉力的方向,使得力臂改变,且绳子越接近竖直方,其拉力的力臂越大,故丙图的拉力力臂比乙图大,而重力和其力臂不变,即阻力与阻力臂的乘积不变,根据杠杆平衡条件可知,丙图中拉力比乙图小,即。
23. 如图甲所示,小文分别将A、B两个完全相同的物体,沿左右两边斜面拉到顶端,做功情况如图乙所示。
(1)小文对B做的额外功是___________J;
(2)___________侧斜面的机械效率更高(填“左”或“右”)。
【答案】(1)0.5 (2)右
【解析】
【小问1详解】
由题知,A、B是完全相同的物体,则A、B的重力相同,上升的高度相同,由可知,拉力做的有用功相同,拉力对B物体做的有用功
小文对B做的额外功
【小问2详解】
小文做的有用功相同,小文做的总功,由可得,,即右侧斜面的 机械效率更高。
24. 小文同学用他家的天然气灶将质量为2kg,初温为15℃的水加热到95℃,水吸收的热量是___________J;若此过程的热效率为40%,则此过程消耗天然气___________ m3。(水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),天然气热值为4.2×107J/m3)。
【答案】 ①. 6.72×105 ②. 0.04
【解析】
【详解】[1]水吸收的热量为
Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×2kg×(95℃-15℃)=6.72×105J
[2]热效率为40%,则天然气放出的热量为
需要消耗天然气
25. 如图甲是蹦极运动过程示意图,小文同学从O点开始下落,OA长度是弹性绳的自由长度,在B点时他所受弹性绳弹力恰好等于自身重力,C点是下落到达的最低点。小文画出了蹦极过程中自己的动能和弹性绳的弹性势能变化情况如图乙(不计空气阻力)。
(1)AB阶段小文受到弹性绳的拉力F和自身重力G的大小关系是F___________(填“大于”“等于”或“小于”)G;
(2)图像中a曲线表示___________能的变化情况;
(3)图像中a曲线从t2~t3过程中能量转化情况为:___________。
【答案】(1)小于 (2)动
(3)动能和重力势能转化为弹性势能
【解析】
【小问1详解】
小文同学从O点开始下落,OA长度是弹性绳的自由长度,在B点时他所受弹性绳弹力恰好等于自身重力,AB阶段弹性绳的形变小于B点,故弹力小于B点的弹力,因而AB段小江受到弹性绳的拉力F和自身重力G的大小关系是F小于G,做加速运动。
【小问2详解】
刚开始下落的OA阶段,弹性绳子没有形变,不具有弹性势能,说明b是弹性势能的曲线,而刚开始下落就做加速运动,具有动能,则a是动能的曲线。
【小问3详解】
由于C点的高度低于B点,因而B点动能最大,此时还有重力势能,从B到C,动能和重力势能都转化为弹性势能,因此图像中a曲线从t2~t3过程中能量转化情况为动能和重力势能转化为弹性势能。
三、实验探究题(每空2分,共16分)
26. 在做“探究杠杆平衡条件”实验的装置如图所示,杠杆上相邻刻度间的距离相等。
(1)杠杆在如图甲所示的位置静止时___________(选填“是”或“不是”)处于杠杆平衡状态的;
(2)如图乙所示,杠杆水平位置平衡后,在A点挂了2个钩码,每个钩码重0.5N。在B点竖直向下拉弹簧测力计,仍使杠杆保持水平平衡,此时弹簧测力计的示数应为___________N。
【答案】(1)是 (2)1.5
【解析】
【小问1详解】
杠杆在如图甲所示的位置静止时受到平衡力作用,是处于杠杆平衡状态的。
【小问2详解】
设杠杆上相邻刻度间的距离为L,则根据杠杆平衡条件可得
2×0.5N×3L=F×2L
解得F=1.5N,此时弹簧测力计的示数应为1.5N。
27. 为探究物体的动能跟哪些因素有关,利用斜槽、钢球、木块等器材在同一水平面上进行探究活动。钢球从高为h的斜槽上滚下,在水平面上运动,运动的钢球碰上木块后,能将木块撞出一段距离s,如图所示。
(1)实验中探究的“物体的动能”是指______(选填字母)。
A. 钢球在斜面上的动能
B. 钢球撞击木块时的动能
C. 木块被撞击后的动能
(2)若水平面是光滑的,______(选填“能”或“不能”)达到探究目的。
(3)实验过程中,发现木块移动的距离较短而不易进行观察和比较。对此请你写出一条改进措施:____________。
【答案】 ①. B ②. 不能 ③. 增大斜面高度
【解析】
【详解】(1)[1]此实验用了转换法,通过比较木块在同一水平面上被撞击的距离来比较小球到达水平面时的动能大小,故B符合题意。
(2)[2]若水平面光滑,木块就会做匀速直线运动,无法通过比较木块移动距离的远近来判断小球动能的大小,达不到实验的目的。
(3)[3] 实验过程中,发现木块移动的距离较短而不易进行观察和比较,说明小球到达水平面的动能比较小。实验时可以增加斜面的高度来增加小球的重力势能从而改进这一问题。
28. 斜面是一种简单机械,生活和生产中使用斜面的好处是可以省力,通过比较沿斜面拉力F与物体重力G的比值可以判定省力情况:比值越小,越省力,那么斜面的省力情况与哪些因素有关呢?小文做了如下猜想:
猜想1:与斜面的表面材料有关;
猜想2:与斜面的倾斜程度有关;
猜想3:与物体受到的重力大小有关。
为验证上述猜想,小文利用如图所示装置进行实验,每次实验所用的物块材料及其表面粗糙程度相同,且物块均在沿斜面向上的拉力F作用下做匀速直线运动,实验结果记录如表。
实验序号
①
②
③
④
⑤
⑥
斜面倾角
30°
30°
30°
30°
35°
40°
斜面的表面材料
木板
毛巾
木板
木板
木板
木板
物块重力G/牛
2.0
2.0
4.0
6.0
2.0
2.0
沿斜面拉力F/牛
1.35
1.52
2.70
4.05
1.52
1.70
回答下列问题:
(1)通过对比实验___________(填序号)中的数据可知斜面的省力情况与斜面的表面材料有关;
(2)通过对比实验①、⑤、⑥中的数据,得出的结论是___________;
(3)分析表格数据,小文认为“斜面省力情况与物体受到的重力大小无关”他的依据是___________。
【答案】(1)①② (2)在其他条件相同时,斜面倾斜程度越小,越省力
(3)分析①、③、④三次实验数据后发现,拉力F与物体重力G的比值相等
【解析】
【小问1详解】
根据控制变量法,探究斜面省力的情况与斜面的表面材料是否有关,需控制斜面的倾角、物块重力相同,改变斜面的表面材料,所以应对比实验①②中的数据。
【小问2详解】
实验①、⑤、⑥中的数据,斜面的表面材料、物块重力相同,而斜面的倾角不同,且倾角越大越费力,所以得出的结论是:在其他条件相同时,斜面倾斜程度越小,越省力。
【小问3详解】
为验证猜想3:斜面省力情况与物体受到的重力的关系,需控制斜面表面材料相同、倾角相同,改变物体的重力,所以小明做了实验①、③、④,分析三次实验数据
拉力F与物体重力G的比值相等,所以小明认为这几次实验省力情况相同。
四、计算题(29题6分,30题6分,31题6分,共18分)
29. 十八世纪,瓦特利用一匹马匀速拉动1000磅(1磅约等于0.45千克)的重物,如图所示。马在1分钟内把重物提升了33英尺(1英尺约等于0.3米),瓦特就把这匹马1秒钟内做的机械功称马力。不考虑绳重和摩擦。
(1)根据马拉重物的示意图,下列分析正确的有___________;
A. B滑轮是动滑轮
B. B滑轮可以省力
C. A、B滑轮均可以用来改变力的方向
D. 绳子自由端的移动的距离等于重物上升的高度
(2)“马力”其实是___________(填写科学量的名称)的单位。通过计算分析“1马力”大约是___________。(保留一位小数)
【答案】(1)CD (2) ①. 功率 ②. 742.5
【解析】
【小问1详解】
AB.图中A、B两滑轮轴心均固定,因此都是定滑轮,根据定滑轮的特点可知,不省力,不费距离,但可以改变力的方向,故AB错误,CD正确。
故选CD。
【小问2详解】
[1]根据题目中的定义:这匹马1秒钟内做的机械功称马力,即表示的是功率。
[2]马在1分钟内把重物提升了33英尺,提升物体的总质量为
则做的功为
“1马力”大约是
30. 某同学自制了一个可以测人体重心位置的装置,如图所示,取一块与自己等长的木板,一端固定,另一端用轻质细绳通过一个滑轮组悬挂起(摩擦不计,动滑轮重不计)在绳子末端的托盘上放一些砝码,使木板水平平衡。如果该同学身高150cm质量40kg,平躺到木板上后在托盘中再加上质量为8kg的砝码,木板再次水平平衡。
(1)在测人体重心之前,先“在绳子末端托盘上放一些砝码,使木板水平平衡。这样做的目的是什么?
(2)请你计算出该同学重心到“O”的距离是多少?(写出计算过程)
【答案】(1)消除木板重力对实验的影响 (2)60cm
【解析】
【小问1详解】
若在测量重心前不将木板调整为水平平衡,那么在测量过程中,木板的阻力实际是人的重力与木板自重的和,这样就会影响到测量结果的准确性;所以测量前,先在托盘上放置少量的重物,来平衡木板的自重,排除干扰。其目的是:消除木板重力对实验的影响。
【小问2详解】
由图知道,滑轮组对木板的拉力
其力臂
人的重力为
其力臂为L1,由杠杆的平衡条件知道
即
解得
31. 如图甲,智能快速车在粗糙程度相同的平直路面上由静止开始运动,速度v随时间t变化关系如图乙。
(1)第7~15分钟,智能快速车移动的距离是多少米?(写出计算过程)
(2)在7~15分钟内,该车动力做功的功率是150瓦。请在答题纸的图丙中画出这段时间内动力F随时间t变化的关系图像。(写出计算过程并画图)
【答案】(1)2400m
(2)
【解析】
【小问1详解】
由图可知,第7~15分钟,智能快递车移动的速度为5m/s,移动的距离
s=vt=5m/s×(15-7)×60s=2400m
【小问2详解】
在7~15分钟内,该车动力做功的功率是150瓦,根据
得动力为
这段时间内动力F随时间t变化的关系图像如图所示:
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文澜中学2024学年初三第二次考试物理试卷
考生须知:
1.全卷g均取10N/kg。
2.所有答案都必须写在答题卷标定的位置上,务必注意试题序号和答题序号相对应。
一、选择题(每小题只有一个正确的选项,每小题2分,共40分)
1. 维持人体生命活动需要能量,人们从事生产活动也需要能量,这些能量最终主要来自( )
A. 流水和风 B. 太阳辐射能 C. 绿色植物的能量 D. 深埋在地下的煤和石油
2. 力和运动、功和能量是物理学的核心概念,它们之间存在着密切的联系。关于力和运动、功和能量之间的关系,下列说法错误的是( )
A. 运动的物体一定具有能量 B. 物体受到力的作用,力一定对物体做功
C. 做功的本质是能量的转化 D. 功和能量的单位都是焦耳
3. 下列事例中,改变物体内能的途径与其他三项不同的是( )
A. 柴火烧水 B. 压缩空气发热
C. 冬天搓手取暖 D. 钻木取火
4. 如图所示,小桂和小林一起坐在秋千凳上荡秋千,他们的重力分别是G1、G2,且G1<G2,某次从最高点下摆到最低点的过程中,他们重力做功的大小分别为W1、W2,重力做功的快慢分别为P1、P2。则( )
A. W1>W2 B. W1=W2 C. P1<P2 D. P1=P2
5. 如图所示,所使用的工具属于费力杠杆的是( )
A. 扳手 B. 镊子
C. 羊角锤 D. 老虎钳
6. 用如图装置“测量大气压”时,发现弹簧秤的量程太小,无法拉开紧贴在地面上的吸盘。于是加了一个轻质滑轮,若不计滑轮自重和摩擦,下列操作最有可能完成实验的是( )
A. B. C. D.
7. 小敏在做“研究杠杆平衡条件”的实验时,先后出现杠杆右端下降的现象。为使杠杆水平平衡,下列操作正确的是( )
A. 图甲中平衡螺母向左调节;图乙中右侧钩码向左移动
B. 图甲中平衡螺母向左调节;图乙中右侧钩码向右移动
C. 图甲中平衡螺母向右调节;图乙中左侧钩码向左移动
D. 图甲中平衡螺母向右调节;图乙中左侧钩码向右移动
8. 关于温度、热量、内能,下列说法正确的是( )
A. 物体的温度升高,内能一定增加
B. 物体吸收热量,温度定升高
C. 0℃的冰内能为零
D. 发生热传递时,热量总是从内能大的物体传递到内能小的物体
9. 转换法是科学研究中常用方法,它是指在科学研究中将不易直接观察或测量的科学量,转化为容易认识或容易测量的科学量,是一种间接测量的研究方法。下列科学方法中采用转换法的是( )
①探究串联电路电阻的关系时,通过分析总电阻与各导体电阻在电路中产生的效果来得出规律
②测空气中氧气体积分数时,通过进入集气瓶中水的体积来得到消耗氧气的体积
③利用磁感线描述磁体周围的磁场分布
④探究电流与电压的关系时,控制电阻不变,研究电流与电压的关系
⑤探究动能大小影响因素时,用木块被推动距离反映动能大小。
A. ①② B. ①③ C. ②⑤ D. ①⑤
10. 如图是一种新型开瓶器,借助它可单手轻易开启啤酒瓶盖,该开瓶器可看作一个杠杆。下列各示意图中能正确表示该开瓶器工作时的支点O、动力F1和阻力F2的是( )
A. B. C. D.
11. 如图所示,一足够长的轻绳一端连接重物A,另一端通过定滑轮连接物体B,物体B质量小于重物A质量。将重物A由静止释放下落至地面的过程中,不计绳重和摩擦,下列说法正确的是( )
A. 重物A的动能保持不变
B. 物体B的机械能保持不变
C. 重物A的重力势能完全转化为B的重力势能
D. 重物A和物体B的动能之和在变大
12. 各种运动项目中都涉及能量及其转化,下列有关说法正确的是( )
A. 图①,掷出后的铅球到达最高点时动能为零
B. 图②,蹦床运动员下落到最低点时动能最大
C. 图③,射出的箭的动能是由弓的弹性势能转化而来
D. 图④,运动员起跳时的动能只转化为撑杆的弹性势能
13. 非洲旱季,常用Hipporoller(中间有转轴塑料桶)运水.如图所示,小华分别用背背、手抱、平拉、滚拉的方式运满桶水,在粗糙的程度相同的水平地面上匀速行走相同路程,她对满桶水做功最多的是( )
A. B. C. D.
14. 为了便于驾驶员观察对应机动车道的信号灯指示状态,许多十字路口都安装了悬臂式红绿灯。下列悬臂式红绿灯设计中,螺钉对支架底座的压力最小的是( )
A. B.
C. D.
15. 如图所示为使用同一个滑轮拉升相同物体的两种不同方式(不计绳重和摩擦),关于滑轮的两种使用方式,下列说法错误的是( )
A. 图甲为动滑轮,图乙为定滑轮 B. ,
C. 图乙滑轮的实质是等臂杠杆 D. 图甲机械效率大于图乙机械效率
16. 如图所示,在水平面上的物体重200N,与水平面的滑动摩擦力的大小是48N,当用图示装置水平匀速拉动物体时,F=20N。若绳子自由端移动的速度为0.6m/s,则( )
A. 滑轮组的机械效率是80% B. 绳子与滑轮间的摩擦力大小是4N
C. 物体的速度大小是5m/s D. 动滑轮重4N
17. 如图是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式(不计机械自重和摩擦),其中所需动力最小的是( )
A. B.
C. D.
18. 如图,在粗糙的水平台面上,将一轻弹簧左端固定,右端连接一金属小球,O点是弹簧保持原长时小球的位置,压缩弹簧使小球至A位置,然后释放小球,小球运动到最右的位置是B点,然后做往复运动最后在某位置停下。有关小球从A位置运动到B位置的过程中,下列判断正确的是( )
A. 小球的动能不断增加 B. 弹簧的弹性势能不断减少
C. 小球最后一定停在O点 D. 小球获得最大动能的位置肯定在O点的左侧
19. 同一篮球以不同弧线从A点投向B点。空气阻力不可忽略且大小恒定,则下列说空正确的是( )
A. 从A点到B点,篮球重力势能的增加量弧线1大于弧线2
B. 篮球在弧线1和弧线2的最高点的动能都为零
C. 篮球沿着两条弧线运动,重力势能均一直增大
D. 若篮球在B点的机械能相等,则在A点的机械能弧线1大于弧线2
20. 用滑轮组进行“一瓶水提升一个人”活动,如图,水瓶匀速直线下降10m,使人匀速升高0.5m,水瓶对绳a的拉力为,绳b对人的拉力为。此过程( )
A. 有用功为300J
B. 做的功等于做的功
C. 做的功小于做的功
D. 滑轮组的机械效率为80%
二、填空题(每空2分,共26分)
21. 初三学生即将面临体育中考,为此学校组织了一次模拟考试,下面是质量为48千克的小文参加模拟考试中的一些场景。
(1)小文跳绳跳起高度约为5厘米(人整体上升,如图甲所示),一分钟200次,则小文跳绳的功率约为___________;
(2)乙图是立定跳远分解图。小文在最高点时___________(选填“有”或“没有”)动能;
(3)在练习实心球时,小文投出的实心球在空中画了一条优美的弧线,如图丙。这个过程中,其中小文对实心球有做功的是___________;
A. 用力将实心球抛出 B. 实心球在空中飞行
C. 实心球掉到地上 D. 实心球在地上滚动
(4)小文做仰卧起坐时,人体可看成杠杆模型,O为支点,肌肉的拉力F为动力,从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___________(填“变大”“变小”或“不变”)。
22. 教室内日光灯一般都是由两条竖直平行的吊链吊在天花板上的(如图甲所示),两条吊链竖直平行除了美观外,还蕴含着科学道理。
(1)图甲中a、b是挂日光灯的吊链。若以吊链a的固定点O作为支点,作为拉力时,可将灯视作___________(选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆;
(2)比较图乙、图丙两种悬挂方式,(上下固定点没有改变,只改变吊链的长)图乙吊链受到的拉力大小为,图丙吊链受到的拉力大小为,则___________(选填“>”“=”或“<”)。
23. 如图甲所示,小文分别将A、B两个完全相同的物体,沿左右两边斜面拉到顶端,做功情况如图乙所示。
(1)小文对B做的额外功是___________J;
(2)___________侧斜面的机械效率更高(填“左”或“右”)。
24. 小文同学用他家的天然气灶将质量为2kg,初温为15℃的水加热到95℃,水吸收的热量是___________J;若此过程的热效率为40%,则此过程消耗天然气___________ m3。(水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),天然气热值为4.2×107J/m3)。
25. 如图甲是蹦极运动过程示意图,小文同学从O点开始下落,OA长度是弹性绳的自由长度,在B点时他所受弹性绳弹力恰好等于自身重力,C点是下落到达的最低点。小文画出了蹦极过程中自己的动能和弹性绳的弹性势能变化情况如图乙(不计空气阻力)。
(1)AB阶段小文受到弹性绳的拉力F和自身重力G的大小关系是F___________(填“大于”“等于”或“小于”)G;
(2)图像中a曲线表示___________能的变化情况;
(3)图像中a曲线从t2~t3过程中能量转化情况为:___________。
三、实验探究题(每空2分,共16分)
26. 在做“探究杠杆平衡条件”实验的装置如图所示,杠杆上相邻刻度间的距离相等。
(1)杠杆在如图甲所示的位置静止时___________(选填“是”或“不是”)处于杠杆平衡状态的;
(2)如图乙所示,杠杆水平位置平衡后,在A点挂了2个钩码,每个钩码重0.5N。在B点竖直向下拉弹簧测力计,仍使杠杆保持水平平衡,此时弹簧测力计的示数应为___________N。
27. 为探究物体动能跟哪些因素有关,利用斜槽、钢球、木块等器材在同一水平面上进行探究活动。钢球从高为h的斜槽上滚下,在水平面上运动,运动的钢球碰上木块后,能将木块撞出一段距离s,如图所示。
(1)实验中探究的“物体的动能”是指______(选填字母)。
A. 钢球在斜面上的动能
B. 钢球撞击木块时的动能
C. 木块被撞击后的动能
(2)若水平面是光滑的,______(选填“能”或“不能”)达到探究目的。
(3)实验过程中,发现木块移动的距离较短而不易进行观察和比较。对此请你写出一条改进措施:____________。
28. 斜面是一种简单机械,生活和生产中使用斜面的好处是可以省力,通过比较沿斜面拉力F与物体重力G的比值可以判定省力情况:比值越小,越省力,那么斜面的省力情况与哪些因素有关呢?小文做了如下猜想:
猜想1:与斜面的表面材料有关;
猜想2:与斜面的倾斜程度有关;
猜想3:与物体受到的重力大小有关。
为验证上述猜想,小文利用如图所示装置进行实验,每次实验所用的物块材料及其表面粗糙程度相同,且物块均在沿斜面向上的拉力F作用下做匀速直线运动,实验结果记录如表。
实验序号
①
②
③
④
⑤
⑥
斜面倾角
30°
30°
30°
30°
35°
40°
斜面表面材料
木板
毛巾
木板
木板
木板
木板
物块重力G/牛
2.0
2.0
4.0
6.0
2.0
2.0
沿斜面拉力F/牛
1.35
1.52
2.70
4.05
1.52
1.70
回答下列问题:
(1)通过对比实验___________(填序号)中的数据可知斜面的省力情况与斜面的表面材料有关;
(2)通过对比实验①、⑤、⑥中的数据,得出的结论是___________;
(3)分析表格数据,小文认为“斜面省力情况与物体受到的重力大小无关”他的依据是___________。
四、计算题(29题6分,30题6分,31题6分,共18分)
29. 十八世纪,瓦特利用一匹马匀速拉动1000磅(1磅约等于0.45千克)的重物,如图所示。马在1分钟内把重物提升了33英尺(1英尺约等于0.3米),瓦特就把这匹马1秒钟内做的机械功称马力。不考虑绳重和摩擦。
(1)根据马拉重物的示意图,下列分析正确的有___________;
A. B滑轮是动滑轮
B. B滑轮可以省力
C. A、B滑轮均可以用来改变力的方向
D. 绳子自由端的移动的距离等于重物上升的高度
(2)“马力”其实是___________(填写科学量的名称)的单位。通过计算分析“1马力”大约是___________。(保留一位小数)
30. 某同学自制了一个可以测人体重心位置的装置,如图所示,取一块与自己等长的木板,一端固定,另一端用轻质细绳通过一个滑轮组悬挂起(摩擦不计,动滑轮重不计)在绳子末端的托盘上放一些砝码,使木板水平平衡。如果该同学身高150cm质量40kg,平躺到木板上后在托盘中再加上质量为8kg的砝码,木板再次水平平衡。
(1)在测人体重心之前,先“在绳子末端的托盘上放一些砝码,使木板水平平衡。这样做的目的是什么?
(2)请你计算出该同学重心到“O”的距离是多少?(写出计算过程)
31. 如图甲,智能快速车在粗糙程度相同的平直路面上由静止开始运动,速度v随时间t变化关系如图乙。
(1)第7~15分钟,智能快速车移动的距离是多少米?(写出计算过程)
(2)在7~15分钟内,该车动力做功的功率是150瓦。请在答题纸的图丙中画出这段时间内动力F随时间t变化的关系图像。(写出计算过程并画图)
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