内容正文:
初三物理自主练习一
考试时长:80分钟 总分值:90分
一、填空题(每题2分,共20分)
1. 下列属于费力杠杆的是( )
A. 剪铁的剪刀 B. 天平
C. 羊角锤 D. 镊子夹取食物
【答案】D
【解析】
【详解】A.剪铁的剪刀使用时动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,省力但费距离,故A不符合题意;
B.用托盘天平称质量的过程中,动力臂等于阻力臂,是等臂杠杆,不能省距离,故B不符合题意;
C.羊角锤使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,费距离,故C不符合题意;
D.镊子使用过程中,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,费力省距离,故D符合题意。
故选D。
2. 如图所示的四种情景中,人正在对物体做功的是( )
A. 足球在草地滚动
B. 拉着行李前行
C. 推而未动
D. 举着杠铃静止不动
【答案】B
【解析】
【详解】A.足球离开脚,足球不再受到脚的踢力作用,足球由于惯性在草地上滚动,脚对足球没有做功,故A不符合题意;
B.拉着行李前行,有力作用在行李上,行李在力的方向上通过了距离,所以人对行李做了功,故B符合题意;
C.推而未动,属于有力无距离,所以不做功,故C不符合题意;
D.举着杠铃静止不动,属于有力无距离,所以不做功,故D不符合题意。
故选B。
3. 下列有关机械效率和功率的说法中正确的是( )
A. 用功率大小比较做功快慢属于“在相同时间内,比较做功的多少”
B. 功率越大的机械,做的功越多
C. 同一机械的机械效率是恒定不变的
D. 功率越大的机械,机械效率越高
【答案】A
【解析】
【详解】A.功率是表示做功快慢的物理量,用功率大小比较做功快慢属于“在相同时间内,比较做功的多少”,故A正确;
B.功率越大的机械,做功越快,但做的功不一定越多,因为做功快慢还与时间有关,故B错误;
C.同一机械的机械效率不是恒定不变的,因为机械效率是指有用功与总功的比值,与有用功和总功的大小都有关,故C错误;
D.功率越大的机械做功越快,但机械效率不一定越高,因为机械效率是指有用功与总功的比值,与做功快慢无关,故D错误。
故选A。
4. 小明同学将质量为的书包从地面提高到课桌上,请估测此过程中他对书包做的功约为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】课桌的高度约为80cm=0.8m,此过程中他对书包做的功约为
故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
5. 如图所示,小华和妹妹一起坐双人秋千,当秋千从最高点摆到最低点的过程中,他们的重力做功的大小分别为 W1、W2,重力做功的功率分别为P1、P2。若小华的体重比妹妹重,则下列说法正确的是( )
A. W1=W2,P1=P2 B. W1<W2,P1>P2
C. W1>W2,P1>P2 D. W1>W2,P1=P2
【答案】C
【解析】
【详解】从最高点下摆到最低点的过程中,小华和小红的重力做功分别为
W1=G1h
W2=G2h
因为h相同,且G1>G2,则W1>W2;根据知,小华和小红的重力做功的功率分别为
因为t相同,W1>W2,所以P1>P2;故C正确,ABD错误。
故选C。
6. 如图所示的滑轮组,每个滑轮重50 N,用这个滑轮组把质量为40kg的重物在2s内匀速提升2 m,不计绳重和摩擦,下列说法中不正确的是(g=10 N/kg)
A. 作用在绳自由端的拉力F为150 N
B. 重物的速度是1 m/s
C. 绳子自由端移动的距离为6 m
D. 绳子自由端的速度是2 m/s
【答案】D
【解析】
【详解】由重物的质量是40kg知道,重物的重力是:,由图知道,滑轮组绳子的有效股数是:n=3,所以,在不计绳重和摩擦时,作用在绳自由端的拉力是:,故A正确;由于重物在2s内被匀速提升2m,所以,重物的速度是:,故B正确;绳子自由端移动的距离是:,故C正确;绳子自由端的速度是: ,故D错误,符合题意,故选D.
7. 周末爸爸到超市买了一袋米和一袋面粉,现要将它们搬到四楼,可以有两种方法:一是把它们一起搬上楼;二是先将一袋米搬上楼,再搬剩下的一袋面粉。假设他上楼的速度相同,第一种方法搬米和面粉的功率为,机械效率为,第二种方法搬米和面粉的功率为,机械效率为,用这两种方法搬米和面粉的有用功分别为、,则下列关系正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】将米和面粉一次搬上楼和分两次搬米和面粉总重力不变,米和面粉上升的高度不变,所以对米和面粉做的有用功不变,故W1=W2;由于将米和面粉一次搬上楼,克服人的重力做功1次;将米和面粉分两次搬克服人的重力做功2次;所以分两次搬米和面粉做的额外功多,故分两次搬米和面粉做的总功多,所以将米和面粉一次搬上楼的机械效率大于分两次搬的机械效率,即η1>η2;因上楼的速度相同,方法二需要上楼二次,所以方法二所用时间是第一次的两倍,将米和面粉一次搬上楼人做功的功率为 ①
将米和面粉分两次搬上楼人做功的功率为 ②
比较①②两式可知P1>P2。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
8. 如图所示,质量分布均匀的直杆AB置于水平地面上,现在A端施加拉力F,缓慢抬起直杆直至竖直。B端始终和地面之间保持相对静止,F的方向始终和直杆垂直,该过程中拉力F的大小将( )
A. 保持不变 B. 先减小后增大
C. 逐渐减小 D. 先增大后减小
【答案】C
【解析】
【详解】缓慢抬起直杆直至竖直的过程中,阻力不变,动力臂不变,阻力臂不断减小,根据杠杆平衡条件“动力×动力臂=阻力×阻力臂”得,动力逐渐减小。故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
9. 如图小明不断改变钩码悬挂点位置和钩码数量,水平面上的轻质方形塑料板始终水平平衡,其中A、B、O、C、D五个点在同一水平线上,得出杠杆平衡条件:动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离,为了反驳此观点,小红设计了(a)和(b)两种方案,使塑料板始终水平平衡,关于这两种方案( )
A. 只有(a)能 B. 只有(b)能 C. (a)(b)都能 D. (a)(b)都不能
【答案】C
【解析】
【详解】“动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离”,是在杠杆在水平位置平衡且动力和阻力的方向都是竖直向下的条件下得出的;(a)中,动力作用点不同,支点到动力作用点的距离不同,但塑料板始终水平平衡,所以能反驳小明的观点;(b)中,动力作用点相同,动力方向不同,动力的大小不同,但塑料板始终水平平衡,所以能反驳小明的观点;故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
10. 用甲、乙两个滑轮组分别将两个物体在相同时间内匀速提升相同高度,拉力分别为F1、F2,此过程相关数据如图所示,则下列说法正确的是( )
A. F1比F2小
B. 甲的机械效率更高
C. F1功率比F2的功率小
D. 甲、乙装置中的两个物体重力G1比G2大
【答案】D
【解析】
【详解】AD.由图可知,甲滑轮组中,n甲=3;乙滑轮组中,n乙=2;由图丙可知,甲、乙滑轮组的总功和额外功分别为
W总甲=1200J
W额甲=500J
W总乙=800J
W额乙=200J
甲、乙滑轮组做的有用功分别为
W有用甲=W总甲-W额甲=1200J-500J=700J
W有用乙=W总乙-W额乙=800J-200J=600J
即
W有用甲>W有用乙
由于物体上升的高度相同,由W有用=Gh可知,物重G1、G2的大小关系为
G1>G2
由s=nh可知,绳子自由端移动距离分别为
s甲=n甲h=3h
s乙=n乙h=2h
即s甲>s乙,由W总=Fs可知,两滑轮组中,绳端拉力分别为
即
F1=F2
故A错误,D正确;
B.由于甲、乙滑轮组的机械效率分别为
即乙的机械效率更高,故B错误;
C.根据,在相同时间内,甲做的总功较大,因此F1功率比F2的功率大,故C错误。
故选D。
二、填空题(每空1分,共20分)
11. 图甲中旗杆顶端的滑轮是_____(选填“定滑轮”或“动滑轮”),升旗时使用这种滑轮的目的_____。图乙是园艺工人修剪树枝时使用的剪刀,使用这种剪刀的好处是可以省_____(选填“力”或“距离”),如果树枝太硬不容易剪断,可以使树枝到支点O的距离变_____(选填“长”或“短”)一些。
【答案】 ①. 定滑轮 ②. 是改变用力方向 ③. 力 ④. 短
【解析】
【详解】[1][2]旗杆顶端的滑轮是一种简单机械,升旗时不随红旗一起升降,故为定滑轮,使用这种滑轮的目的不是省力,而是为了改变用力方向。
[3][4]园艺工人修剪树枝时使用的剪刀,由图知道,使用这种剪刀时,动力臂长,阻力臂短,可以省力,如果树枝太硬不容易剪断,可以使树枝到支点O的距离变近一些,减小阻力臂,根据杠杆平衡条件,减小了动力。
12. 小明在组装玩具时,发现了如图甲所示的一种特殊螺丝----内六角螺丝。与其配套的内六角扳手如图乙所示,这种扳手相当于________(选填“斜面”、“滑轮”或“轮轴”),为了使自己更省力,小明应将扳手上的_______(选填“A”或“B”)点插入螺丝后使用。
【答案】 ①. 轮轴 ②. A
【解析】
【详解】[1][2]由轮和轴组成,能绕共同轴线旋转的机械,叫做轮轴;根据轮轴的省力特点,轮半径越大,越省力;图中的内六角扳手相当于一个轮轴,因为将扳手上的A点插入螺丝后,力作用在B端,长柄为半径;反之将B点插入后,力只能作用在A端,半径更短,所以将扳手上的A点插入螺丝后使用更省力。
13. 古代城堡的建设中使用了如图所示的吊车,工人用脚踩动巨轮可以轻松地提运沉重的石材,同时改变施力的方向,这种吊车实质上是_____与_____的组合。
【答案】 ①. 定滑轮 ②. 轮轴
【解析】
【详解】[1][2]使用定滑轮可以改变力的方向;轮轴的轮半径大于轴半径,可以起到省力的作用;物体作用在轴上,人的力作用在轮上,所以相当于一个轮轴,但轴固定不动,轮可以不断转动,所以又是一个定滑轮,故这种吊车实质上是定滑轮与轮轴的组合。
14. 如图甲所示,小桐用弹簧测力计拉木块,使它沿水平木板匀速滑动,图乙是她两次拉动同一木块得到的路程随时间变化的图象。第一次的拉力为2N,第一次受到的摩擦力_____2N,则第二次木块受到的拉力_____2N。第一次和第二次拉力的功率分别为和,则_____。(均选填小于/等于/大于)
【答案】 ①. 等于 ②. 等于 ③. 小于
【解析】
【详解】[1][2]由图像知道,用弹簧测力计拉木块沿水平木板匀速滑动,木块做匀速直线运动,不论其速度大小如何,都受到平衡力的作用,在水平方向上,摩擦力和拉力是一对平衡力,故两次实验的拉力和摩擦力均相等,木块受到的摩擦力等于2N,则第二次木块受到的拉力等于2N。
[3]由图知道,取相同的时间时,第二次木块通过的路程大于第一次木块通过的路程,所以第二次木块的速度大于第一次木块的速度。故由知道,第一次和第二次拉力的功率关系是。
15. 在动物园的综合实践课上,张老师用一只弹簧测力计“称”出了一只大象质量,如图甲所示,他动用了吊车、铁笼和一根粗细一样、质地均匀长为10m的硬棒作为辅助工具。
(1)硬棒实质上是一个_____杠杆;
(2)如图乙,当硬棒在水平位置平衡时,,若弹簧测力计示数为,若不计硬棒的重力,则大象和铁笼总质量约为_____t;
(3)由于硬棒有重力,会使得大象和铁笼总质量的测量值_____(选填“偏大”、“偏小”或“不变”);
(4)同事小王建议,先把空铁笼系于B点,B点(离右端点1cm)和A点(棒的左端点)位置均保持不变,调整点位置,使硬棒在水平位置平衡,小王这样建议的目的是消除_____(选填“硬棒”、“铁笼”或“硬棒和铁笼”)自重对平衡的影响。
【答案】(1)省力 (2)3.31
(3)偏小 (4)硬棒和铁笼
【解析】
【小问1详解】
动力臂大于阻力臂的杠杆是省力杠杆,由图知道,动力臂为OA,阻力臂为OB,因OA>OB,所以此装置是省力杠杆。
【小问2详解】
由图乙知道,当硬棒在水平位置平衡时,l1=9.93m,l2=0.06m,若弹簧测力计示数为200N,若不计硬棒的重力,图中的F2的大小是指大象和铁笼的总重力,即
图中,根据杠杆平衡条件知道
即
且OB=0.06m,代入数据可得
解得
【小问3详解】
由于硬棒有重力,且重心在支点左侧,故所测的拉力偏小,会使得大象和铁笼总质量的测量值偏小。
【小问4详解】
同事小王建议,先把空铁笼系于B点,B点(离右端点1cm)和A点(棒的左端点)位置均保持不变,调整O点位置,使硬棒在水平位置平衡,此时消除杠杆(硬棒)和铁笼自重对平衡的影响,然后将大象放进铁笼。
16. “1分钟跳绳”是多地体育测试的自选项目之一,小南想估测自己跳绳时的功率(不计绳重),将下列步骤补充完整。
(1)用体重秤测量自己的_____;(填物理量及其符号)
(2)估测自己每次跳起的平均高度;
(3)用_____测量跳n次绳所用的_____(填物理量及其符号);
(4)小南跳绳的功率_____;(用物理量符号表示)
(5)若要比较小南和其他同学跳绳的功率大小,(设跳起的平均高度相同)则_____。
A.跳绳快的功率一定大
B.跳绳的快慢相同时,体重大的功率大
C.体重相同时,跳的个数越多的功率越大
D.体重相同时,跳的时间越长的功率越大
【答案】 ①. 质量 ②. 秒表 ③. 时间t ④. ⑤. B
【解析】
【详解】(1)[1]体重秤测量的是人的质量,即实验中需要用体重秤自己的质量m。
(3)[2][3]要知道跳绳时克服重力做的功,就要测出自己的质量m和跳起的高度h,算出跳一次做的功,再数出在一段时间里跳的次数,故用秒表测量跳n次绳所用的时间t。
(4)[4]自己所受的重力为
每次克服重力所做的功
则跳n次所做的总功
则跳绳的平均功率
(5)[5] A.起跳的高度相同,不知道体重的大小,无法根据跳绳的快慢比较功率的大小,故A错误;
B.起跳的高度相同,跳绳的快慢相同,体重越大,所做的功越多,时间相同,根据可知,体重大的功率大,故B正确;
C.体重相同,起跳的高度相同,跳的个数越多的功越多,但不知道时间,无法判定功率的大小,故C错误;
D.体重相同,起跳的高度相同,由于不知道跳绳的个数无法判定功的大小,所以根据跳的时间无法判定功率的大小,故D错误。
故选B。
三、画图题(每题2分,共6分)
17. 如图所示,用瓶起子开一瓶汽水,在图中画出动力臂L1和阻力F2的示意图。
【答案】
【解析】
【详解】起子的前端是杠杆的支点,阻力是瓶子盖对起子向下的作用力,作用在起子与瓶盖下面的接触点处;先将动力的作用线延长,从支点画出动力作用线的垂线段,即为力臂L1,如图所示:
18. 画出使轻质杠杆在如图所示位置平衡时的最小动力。
【答案】
【解析】
【详解】为使动力F1最小,则动力臂要最长,由图知,动力作用在A端,且拉力F的方向垂直于杠杆向上时,动力臂为OA最长,据此作出最小动力F2的示意图,如图所示:
19. 如图所示,用滑轮组提升重物用笔画线代替绳子在图中画出最省力的绳绕法。
【答案】
【解析】
【详解】对由一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组,可绕线方法有两股和三股两种,两种方法都达到了省力的目的,但拉力的方向不同,有三股绕线的方法拉力方向向上;有两股绕线的方法拉力方向向下,在不计滑轮自重及摩擦的情况下,动滑轮和重物由几股绳子承担,拉力就是滑轮组提升物重的几分之一.由此可知绳子股数越多越省力,根据题意滑轮组最省力的绕法是绳子股数最多,即三股绕线的方法.
四、计算题(每题6分,共12分)
20. 小明积极参加体育锻炼,他的身体可作为一个杠杆,O点是支点。他所受重力为600N,所受重力可视为集中在A点。他1min完成30个俯卧撑,每次将身体撑起时,肩膀上升距离为0.4m,求:
(1)地面对双手的支持力至少多大;
(2)小明做一个俯卧撑做的功;
(3)小明做俯卧撑的平均功率。
【答案】(1)400N;(2)160J;(3)80W
【解析】
【详解】解:(1)将人体视为杠杆,支持力F的力臂为
重力 的力臂为,由杠杆的平衡条件得,地面对双手的支持力至少为
(2)小明做一个俯卧撑做的功即为支持力所做的功
(3)小明做俯卧撑的平均功率为
答:(1)地面对双手的支持力至少为400N;
(2)小明做一个俯卧撑做的功为160J;
(3)小明做俯卧撑的平均功率为80W。
21. 小明家新建的房子准备装修。为把水泥从地面送上楼,他利用图示滑轮组,将一袋重500N的水泥提升4m,用时20s,已知作用在绳端拉力的功率为120W,求:
(1)水泥上升的速度。
(2)拉力做的功。
(3)滑轮组的机械效率。
【答案】(1)0.2m/s
(2)2400J (3)83.3%
【解析】
【小问1详解】
将重500N的水泥提升4m,用时20s,水泥上升的速度
【小问2详解】
拉力做的功
【小问3详解】
拉力做的有用功
滑轮组的机械效率
五、实验探究题(22题每空1分,23、24题每空2分,共32分)
22. 小明在实验室找到了相关器材进行了如下实验,探究杠杆平衡的条件。
实验次数
动力
动力臂
阻力
阻力臂
1
0.5
10
0.5
10
2
1
15
3
5
3
2
15
1.5
20
(1)实验前,杠杆静止时的位置如图甲所示,_____(是/不是)平衡状态,要使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向_____调节,杠杆水平平衡的目的是:_____;_____。
(2)调节好杠杆水平平衡后,在杠杆的A点悬挂钩码如图乙,然后在B点悬挂_____个钩码,杠杆重新平衡;B点撤去钩码,再用弹簧测力计_____(填方向)拉,待杠杆水平平衡后记录下相关数据。由于注意力集中在记录数据上,手拉弹簧测力计的方向发生了变化,虽然杠杆依然水平平衡,但发现其示数变大,这是因为弹簧测力计拉力的力臂_____(变大/变小/不变)。
(3)多次实验收集多组数据,其目的_____。
【答案】(1) ①. 是 ②. 右 ③. 直接从杠杆上读出力臂的大小 ④. 消除杠杆自重对杠杆平衡的影响
(2) ①. 4 ②. 竖直向下 ③. 变小
(3)避免偶然性,得出杠杆平衡条件的规律
【解析】
【小问1详解】
[1]实验前,杠杆静止时的位置如图甲所示,杠杆的状态没有改变,是平衡状态。
[2]此时杠杆向左侧倾斜,要使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向右调节。
[3][4]杠杆水平平衡的目的是:力臂在杠杆上,且杠杆上刻度均匀,便于直接从杠杆上读出力臂的大小;消除杠杆自重对杠杆平衡的影响。
【小问2详解】
[1]设一个钩码的质量为m,杠杆上一格的长度为a。可知在A点悬挂3个钩码,力臂为4格,B点的力臂为3格,根据杠杆的平衡条件可知
解得n=4,故在B点悬挂4个钩码,杠杆重新平衡。
[2]B点撤去钩码,为便于测量力臂,再用弹簧测力计竖直向下拉,待杠杆水平平衡后记录下相关数据。
[3]由于注意力集中在记录数据上,手拉弹簧测力计的方向发生了变化,此时拉力方向不与杠杆垂直,动力臂变小,阻力、阻力臂不变,根据杠杆的平衡条件可知拉力变大,测力计的示数变大,这是因为弹簧测力计拉力的力臂变小。
【小问3详解】
多次实验收集多组数据,其目的避免偶然性,得出杠杆平衡条件的规律。
23. 在“探究影响动滑轮机械效率的因素”实验中,小明用同一动滑轮进行了三次实验,实验装置如图所示,实验数据如表所示。
序号
钩码重G/N
物体上升的高度
绳端拉力
绳端移动的距离s/m
机械效率%
1
1
0.1
0.80
0.2
62.5
2
2
0.1
1.35
0.2
3
3
0.1
1.95
0.2
76.9
(1)实验时,应_____拉动弹簧测力计,使钩码上升;
(2)第2次实验中,动滑轮对钩码做的功为_____J,动滑轮的机械效率为_____%;
(3)分析表中数据可知:在用同一动滑轮将物体匀速提升相同的高度时,若仅增加被提升物体的重力,则拉力所做的额外功_____(“减小”、“不变”或“增大”),动滑轮的机械效率_____.(“减小”、“不变”或“增大”)。以下三种提高效率的方法中,方法_____与(3)同理。
方法一:鼓励人们“拼车”出行
方法二:用新材料减轻汽车重力
方法三:汽车保持良好的润滑
【答案】(1)竖直向上匀速
(2) ①. 0.2 ②. 74.1
(3) ①. 增大 ②. 增大 ③. 一
【解析】
【小问1详解】
实验中要竖直向上匀速拉动弹簧测力计,整体处于平衡状态,弹簧测力计示数不变,便于读数。
【小问2详解】
[1]第2次实验中,滑轮对钩码所做的功为
[2]拉力做的总功
动滑轮的机械效率
【小问3详解】
[1][2]在用同一动滑轮将物体匀速提升相同的高度时,由表格数据知道,第一次拉力所做的额外功
第二次拉力所做的额外功
第三次拉力所做的额外功
综上可知,若仅增加被提升物体的物重,则拉力所做的额外功增大;但从表格最后一列看出机械效率是增大的。
[3]方法一:鼓励人们“拼车”出行,使汽车尽量装满人员,是人越多,所做的有用功越多,有用功占总功的比例越大,机械效率越高,故方法一符合题意;
方法二:汽车制造厂用新材料减轻汽车重量,是通过减小额外功来增加机械效率的,故方法二不符合题意。
方法三:经常给汽车做保养,保持良好的润滑,提高滑轮组机械效率的方法是通过减小摩擦(减小额外功)来增大机械效率的,故方法三不符合题意。
综上所述,与(3)中提高机械效率方法相同的是方法一。
24. 如图甲所示,小明乘坐汽车沿盘山公路上山,发现车子爬坡的困难程度受坡度大小影响;如图乙所示,小明看到工人利用斜面搬运货物时,人的作用力受斜面的粗糙程度影响,为此,小明想探究斜面的机械效率与哪些因素有关。他猜想,斜面的机械效率可能与:
猜想1:斜面的倾斜程度有关。
猜想2:斜面的粗糙程度有关。
猜想3:斜面的长度有关。
小明设计了如图丙所示的实验方案并进行探究。如表是他记录的实验数据,表中1、3两次实验所用斜面粗糙程度是相同的,每次实验物体在斜面上都做匀速直线运动。
实验次数
斜面的倾角
斜面的粗糙程度
物重G/N
斜面高度h/m
沿斜面拉力F/N
斜面长s/m
机械效率η/%
1
粗糙
2
0.6
1.7
1
2
较光滑
2
0.6
1.4
1
85.7
3
粗糙
2
0.6
1.8
0.85
78.4
(1)除如图丙所示的器材外,还需要的实验器材有_____;请你在表中的空格处填上适当的数据_____;
(2)对比1、2两次实验数据,可以验证猜想_____(填字母);对比1、3两次实验数据,可以得出结论:_____;1、3两次实验物体与斜面间的摩擦力_____(选填“相等”或“不相等”);
(3)小明找来一张三角形的纸,自制成一个“模拟钻头”,如图丁所示,慢慢地展开这张纸,原来是一个三角形的斜面。推测图丁中钻头_____(选填“A”“B”)更省力。
【答案】(1) ①. 刻度尺 ②. 70.6
(2) ①. 2 ②. 在其他条件相同时,斜面的机械效率的大小与斜面的倾斜程度有关,倾斜程度越大,机械效率越大 ③. 不相等
(3)B
【解析】
【小问1详解】
[1]实验中需要测量物体上升的高度和弹簧测力计移动的距离,故需要用到刻度尺。
[2]第一次实验中的机械效率为
【小问2详解】
[1]对比1、2数据得:斜面的倾角相同,斜面的粗糙程度不同,机械效率不同,所以机械效率与粗糙程度有关,可以验证猜想2。
[2]对比1、3两次实验数据知道,接触面的粗糙程度相同,倾角不同,倾角越大,机械效率越大,可以得出结论:在其他条件相同时,斜面的机械效率的大小与斜面的倾斜程度有关,倾斜程度越大,机械效率越大。
[3]第一次实验中,总功
有用功
由可得,额外功
由知道,摩擦力
第三次实验中,总功
有用功
由可得,额外功
由知道,摩擦力
所以两次的摩擦力是不同的。
【小问3详解】
由1、3两次实验数据知道,斜面倾角越小,越省力,而钻头B的倾角小一些,故B更省力。
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初三物理自主练习一
考试时长:80分钟 总分值:90分
一、填空题(每题2分,共20分)
1. 下列属于费力杠杆的是( )
A. 剪铁的剪刀 B. 天平
C. 羊角锤 D. 镊子夹取食物
2. 如图所示的四种情景中,人正在对物体做功的是( )
A. 足球在草地滚动
B. 拉着行李前行
C. 推而未动
D. 举着杠铃静止不动
3. 下列有关机械效率和功率的说法中正确的是( )
A. 用功率大小比较做功快慢属于“在相同时间内,比较做功的多少”
B. 功率越大的机械,做的功越多
C. 同一机械的机械效率是恒定不变的
D. 功率越大的机械,机械效率越高
4. 小明同学将质量为的书包从地面提高到课桌上,请估测此过程中他对书包做的功约为( )
A. B. C. D.
5. 如图所示,小华和妹妹一起坐双人秋千,当秋千从最高点摆到最低点的过程中,他们的重力做功的大小分别为 W1、W2,重力做功的功率分别为P1、P2。若小华的体重比妹妹重,则下列说法正确的是( )
A. W1=W2,P1=P2 B. W1<W2,P1>P2
C. W1>W2,P1>P2 D. W1>W2,P1=P2
6. 如图所示的滑轮组,每个滑轮重50 N,用这个滑轮组把质量为40kg的重物在2s内匀速提升2 m,不计绳重和摩擦,下列说法中不正确的是(g=10 N/kg)
A. 作用在绳自由端的拉力F为150 N
B. 重物的速度是1 m/s
C. 绳子自由端移动的距离为6 m
D. 绳子自由端的速度是2 m/s
7. 周末爸爸到超市买了一袋米和一袋面粉,现要将它们搬到四楼,可以有两种方法:一是把它们一起搬上楼;二是先将一袋米搬上楼,再搬剩下的一袋面粉。假设他上楼的速度相同,第一种方法搬米和面粉的功率为,机械效率为,第二种方法搬米和面粉的功率为,机械效率为,用这两种方法搬米和面粉的有用功分别为、,则下列关系正确的是( )
A. B.
C. D.
8. 如图所示,质量分布均匀的直杆AB置于水平地面上,现在A端施加拉力F,缓慢抬起直杆直至竖直。B端始终和地面之间保持相对静止,F的方向始终和直杆垂直,该过程中拉力F的大小将( )
A. 保持不变 B. 先减小后增大
C. 逐渐减小 D. 先增大后减小
9. 如图小明不断改变钩码悬挂点位置和钩码数量,水平面上的轻质方形塑料板始终水平平衡,其中A、B、O、C、D五个点在同一水平线上,得出杠杆平衡条件:动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离,为了反驳此观点,小红设计了(a)和(b)两种方案,使塑料板始终水平平衡,关于这两种方案( )
A. 只有(a)能 B. 只有(b)能 C. (a)(b)都能 D. (a)(b)都不能
10. 用甲、乙两个滑轮组分别将两个物体在相同时间内匀速提升相同高度,拉力分别为F1、F2,此过程相关数据如图所示,则下列说法正确的是( )
A. F1比F2小
B. 甲的机械效率更高
C. F1功率比F2的功率小
D. 甲、乙装置中的两个物体重力G1比G2大
二、填空题(每空1分,共20分)
11. 图甲中旗杆顶端的滑轮是_____(选填“定滑轮”或“动滑轮”),升旗时使用这种滑轮的目的_____。图乙是园艺工人修剪树枝时使用的剪刀,使用这种剪刀的好处是可以省_____(选填“力”或“距离”),如果树枝太硬不容易剪断,可以使树枝到支点O的距离变_____(选填“长”或“短”)一些。
12. 小明在组装玩具时,发现了如图甲所示的一种特殊螺丝----内六角螺丝。与其配套的内六角扳手如图乙所示,这种扳手相当于________(选填“斜面”、“滑轮”或“轮轴”),为了使自己更省力,小明应将扳手上的_______(选填“A”或“B”)点插入螺丝后使用。
13. 古代城堡的建设中使用了如图所示的吊车,工人用脚踩动巨轮可以轻松地提运沉重的石材,同时改变施力的方向,这种吊车实质上是_____与_____的组合。
14. 如图甲所示,小桐用弹簧测力计拉木块,使它沿水平木板匀速滑动,图乙是她两次拉动同一木块得到的路程随时间变化的图象。第一次的拉力为2N,第一次受到的摩擦力_____2N,则第二次木块受到的拉力_____2N。第一次和第二次拉力的功率分别为和,则_____。(均选填小于/等于/大于)
15. 在动物园的综合实践课上,张老师用一只弹簧测力计“称”出了一只大象质量,如图甲所示,他动用了吊车、铁笼和一根粗细一样、质地均匀长为10m的硬棒作为辅助工具。
(1)硬棒实质上是一个_____杠杆;
(2)如图乙,当硬棒在水平位置平衡时,,若弹簧测力计示数为,若不计硬棒的重力,则大象和铁笼总质量约为_____t;
(3)由于硬棒有重力,会使得大象和铁笼总质量的测量值_____(选填“偏大”、“偏小”或“不变”);
(4)同事小王建议,先把空铁笼系于B点,B点(离右端点1cm)和A点(棒的左端点)位置均保持不变,调整点位置,使硬棒在水平位置平衡,小王这样建议的目的是消除_____(选填“硬棒”、“铁笼”或“硬棒和铁笼”)自重对平衡的影响。
16. “1分钟跳绳”是多地体育测试的自选项目之一,小南想估测自己跳绳时的功率(不计绳重),将下列步骤补充完整。
(1)用体重秤测量自己的_____;(填物理量及其符号)
(2)估测自己每次跳起的平均高度;
(3)用_____测量跳n次绳所用的_____(填物理量及其符号);
(4)小南跳绳的功率_____;(用物理量符号表示)
(5)若要比较小南和其他同学跳绳的功率大小,(设跳起的平均高度相同)则_____。
A.跳绳快的功率一定大
B.跳绳的快慢相同时,体重大的功率大
C.体重相同时,跳的个数越多的功率越大
D.体重相同时,跳的时间越长的功率越大
三、画图题(每题2分,共6分)
17. 如图所示,用瓶起子开一瓶汽水,在图中画出动力臂L1和阻力F2的示意图。
18. 画出使轻质杠杆在如图所示位置平衡时的最小动力。
19. 如图所示,用滑轮组提升重物用笔画线代替绳子在图中画出最省力的绳绕法。
四、计算题(每题6分,共12分)
20. 小明积极参加体育锻炼,他的身体可作为一个杠杆,O点是支点。他所受重力为600N,所受重力可视为集中在A点。他1min完成30个俯卧撑,每次将身体撑起时,肩膀上升距离为0.4m,求:
(1)地面对双手的支持力至少多大;
(2)小明做一个俯卧撑做的功;
(3)小明做俯卧撑的平均功率。
21. 小明家新建的房子准备装修。为把水泥从地面送上楼,他利用图示滑轮组,将一袋重500N的水泥提升4m,用时20s,已知作用在绳端拉力的功率为120W,求:
(1)水泥上升的速度。
(2)拉力做的功。
(3)滑轮组的机械效率。
五、实验探究题(22题每空1分,23、24题每空2分,共32分)
22. 小明在实验室找到了相关器材进行了如下实验,探究杠杆平衡的条件。
实验次数
动力
动力臂
阻力
阻力臂
1
0.5
10
0.5
10
2
1
15
3
5
3
2
15
1.5
20
(1)实验前,杠杆静止时的位置如图甲所示,_____(是/不是)平衡状态,要使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向_____调节,杠杆水平平衡的目的是:_____;_____。
(2)调节好杠杆水平平衡后,在杠杆的A点悬挂钩码如图乙,然后在B点悬挂_____个钩码,杠杆重新平衡;B点撤去钩码,再用弹簧测力计_____(填方向)拉,待杠杆水平平衡后记录下相关数据。由于注意力集中在记录数据上,手拉弹簧测力计的方向发生了变化,虽然杠杆依然水平平衡,但发现其示数变大,这是因为弹簧测力计拉力的力臂_____(变大/变小/不变)。
(3)多次实验收集多组数据,其目的_____。
23. 在“探究影响动滑轮机械效率的因素”实验中,小明用同一动滑轮进行了三次实验,实验装置如图所示,实验数据如表所示。
序号
钩码重G/N
物体上升的高度
绳端拉力
绳端移动的距离s/m
机械效率%
1
1
0.1
0.80
0.2
62.5
2
2
0.1
1.35
0.2
3
3
0.1
1.95
0.2
76.9
(1)实验时,应_____拉动弹簧测力计,使钩码上升;
(2)第2次实验中,动滑轮对钩码做的功为_____J,动滑轮的机械效率为_____%;
(3)分析表中数据可知:在用同一动滑轮将物体匀速提升相同的高度时,若仅增加被提升物体的重力,则拉力所做的额外功_____(“减小”、“不变”或“增大”),动滑轮的机械效率_____.(“减小”、“不变”或“增大”)。以下三种提高效率的方法中,方法_____与(3)同理。
方法一:鼓励人们“拼车”出行
方法二:用新材料减轻汽车重力
方法三:汽车保持良好的润滑
24. 如图甲所示,小明乘坐汽车沿盘山公路上山,发现车子爬坡的困难程度受坡度大小影响;如图乙所示,小明看到工人利用斜面搬运货物时,人的作用力受斜面的粗糙程度影响,为此,小明想探究斜面的机械效率与哪些因素有关。他猜想,斜面的机械效率可能与:
猜想1:斜面的倾斜程度有关。
猜想2:斜面的粗糙程度有关。
猜想3:斜面的长度有关。
小明设计了如图丙所示的实验方案并进行探究。如表是他记录的实验数据,表中1、3两次实验所用斜面粗糙程度是相同的,每次实验物体在斜面上都做匀速直线运动。
实验次数
斜面的倾角
斜面的粗糙程度
物重G/N
斜面高度h/m
沿斜面拉力F/N
斜面长s/m
机械效率η/%
1
粗糙
2
0.6
1.7
1
2
较光滑
2
0.6
1.4
1
85.7
3
粗糙
2
0.6
1.8
0.85
78.4
(1)除如图丙所示的器材外,还需要的实验器材有_____;请你在表中的空格处填上适当的数据_____;
(2)对比1、2两次实验数据,可以验证猜想_____(填字母);对比1、3两次实验数据,可以得出结论:_____;1、3两次实验物体与斜面间的摩擦力_____(选填“相等”或“不相等”);
(3)小明找来一张三角形的纸,自制成一个“模拟钻头”,如图丁所示,慢慢地展开这张纸,原来是一个三角形的斜面。推测图丁中钻头_____(选填“A”“B”)更省力。
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