内容正文:
九年级阶段性物理课堂练习(2025.10)
说明:1.本试卷共6页,满分100分。考试时间90分钟。
2.考生必须在答卷纸上指定区域内作答,在本试卷上和其他位置作答一律无效。
一、选择题(本题共12小题,每小题2分,共24分, 每小题给出的四个选项中只有一个选项正确。)
1. 图中所示的工具中,属于费力杠杆的是( )
A. 旗杆上的滑轮 B. 钢丝钳
C. 镊子 D. 羊角锤
【答案】C
【解析】
【详解】A.旗杆上的滑轮是定滑轮,在使用过程中,动力臂等于阻力臂是等臂杠杆,故A不符合题意;
B.钢丝钳在使用过程中,支点在交叉连接的轴上,动力臂大于阻力臂,所以是省力杠杆,故B不符合题意;
C.镊子在使用过程中,支点在镊子上端,动力臂小于阻力臂,所以是费力杠杆,故C符合题意;
D.羊角锤在使用过程中,动力臂大于阻力臂,所以是省力杠杆,故D不符合题意。
故选C。
2. 下列关于功、功率、机械效率的说法正确的是( )
A. 做功时间越长的机械,功率越大
B. 机械效率越高的机械,所做额外功占总功的比例越小
C. 做功越快的机械,机械效率越高
D. 功率越大的机械,做功越多
【答案】B
【解析】
【详解】A.由可知,功率取决于做功多少和所用时间,做功时间越长,但做功多少不确定,功率大小无法确定,故A错误;
B.由可知,机械效率越高,所做额外功占总功的比例越小,故B正确;
C.机械效率和功率是两个不同的物理量,机械效率与机械功率大小没有直接关系,故C错误;
D.功率是表示做功快慢的物理量,功率越大的机械,做功快,因为时间不确定,所以做功多少不能确定,故D错误。
故选B。
3. 2025年3月31日是第30个全国中小学生安全教育日,老师为同学们讲解了高空抛物的危害:一个鸡蛋从高空落下,可以使人头皮受损,甚至危及人的生命。如果一个鸡蛋从20m高处落下,鸡蛋重力所做的功最接近的是( )
A. 1J B. 10J C. 100J D. 200J
【答案】B
【解析】
【详解】一个鸡蛋的重力约为0.5N,如果一个鸡蛋从20m高处落下,鸡蛋重力所做的功
故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
4. 如图所示,利用同一个滑轮分别按照不同方式拉着同一个物体,在竖直方向匀速上升,所用拉力分别为F1、F2、F3,不计滑轮重和绳与滑轮间的摩擦,下列说法正确的是( )
A. F1最大 B. F2最小 C. F3最小 D. F2最大
【答案】B
【解析】
【详解】由图可知,不计滑轮重力和绳与滑轮间的摩擦,第一个图是利用定滑轮拉着物体,根据定滑轮的特点:使用定滑轮不省力,但能改变力的方向,即F1=G;
第二个图是利用动滑轮拉着物体,根据动滑轮的特点:动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆,使用动滑轮能省一半力,但费距离,即;
第三个图是动滑轮,但动力作用在动滑轮的轴上,费一倍的力,即,则所用拉力最小的为F2,F3最大,故B正确,ACD错误。
故选B。
5. 用如图所示的滑轮组将质量为40kg的物体,在10s内匀速向上提升2m。已知拉力,在此过程中不计绳重和摩擦,下列说法正确的是( )
A. 绳子自由端移动的距离为6m B. 该滑轮组的机械效率为66.7%
C. 人所做的额外功为300J D. 拉力F的功率为60W
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图知道,绳子承重段数n=2,绳子自由端移动的距离,故A错误;
B.物体的重力
有用功
拉力做的总功
滑轮组的机械效率,故B正确;
C.人所做的额外功,故C错误;
D.拉力做功的功率,故D错误。
故选B。
6. 探究杠杆的平衡条件时,将杠杆放在水平台上,杠杆处于图甲所示的状态。将杠杆调水平平衡后,左、右两边挂上钩码使杠杆再次平衡,如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 甲图中杠杆处于非平衡状态
B. 甲图中杠杆右端的平衡螺母向右调,会使杠杆在水平位置平衡
C. 乙图中钩码的重力是杠杆的动力和阻力
D. 乙图中左右两边的钩码同时向外移1格,杠杆左侧下降
【答案】D
【解析】
【详解】A.杠杆平衡状态有静止或者匀速转动,甲图中杠杆静止,处于平衡状态,故A错误;
B.甲图中杠杆右端下倾,右端的平衡螺母向左调,会使杠杆在水平位置平衡,故B错误;
C.乙图中钩码对杠杆的拉力是杠杆的动力和阻力,故C错误;
D.乙图中左右两边的钩码同时向外移1格,杠杆左端力与力臂的乘积为
杠杆右端力与力臂的乘积为
则杠杆左侧下降,故D正确。
故选D。
7. 如图是在跨学科实践活动中同学们自己动手制作的杆秤,经测试发现杆秤能称量的物体的质量较小。若要增大杆秤的称量质量,下列操作可行的是( )
A. 将秤钩向左移 B. 将提纽向右移
C. 增大秤钩的质量 D. 增大秤砣的质量
【答案】D
【解析】
【详解】设左边秤钩和所挂重物总的重力对称杆的拉力为阻力,右端秤砣对称杆的拉力为动力,则有
A.将秤钩向左移,达到最大称量平衡时,相当于阻力臂变大,在动力和动力臂不变的情况下,阻力减小,即杆秤的最大称量质量变小,故A不符合题意;
B.将提纽向右移,达到最大称量平衡时,阻力臂增大,动力臂减小,动力大小不变,根据杠杆平衡原理阻力减小,即杆秤的最大称量质量变小,故B不符合题意;
C.达到最大称量平衡时,阻力臂、动力臂、动力大小均不变,因此阻力大小也不变。阻力为秤钩和所挂重物总的重力对称杆的拉力,增大秤钩的质量,则所挂重物质量减小,杆秤的最大称量质量变小,故C不符合题意;
D.增大秤砣的质量,当阻力臂与动力臂不变时,动力增大,平衡时阻力也增大,最大称量值变大,故D符合题意。
故选D。
8. 如图所示,轻质杠杆OA中点悬挂重为G的物体,在A端施加力F,当力F从图中实线方向转动到虚线方向的过程中,杠杆始终保持水平位置静止,则下列判断正确的是( )
A. 杠杆受到的阻力是物体的重力
B. 杠杆一直是省力杠杆
C. F大小一直变大
D. F及其力臂的乘积保持不变
【答案】D
【解析】
【详解】A.阻力必须作用在杠杆上,阻碍杠杆转动的力,是物体对杠杆的向下的拉力,拉力的大小等于重力,而不是重力,重力不作用在杠杆上,故A错误;
B.根据力臂的定义可知,当力F从图中实线方向转动到虚线方向后,动力臂变得较小,动力臂小于阻力臂,杠杆此时属于费力杠杆,故B错误;
C.当动力沿竖直向上的方向时,施加的动力垂直于杠杆,动力臂最长,动力最小,故从实线方向转动到虚线方向的过程中,动力臂先变大后变小,则动力F先减小再增大,故C错误;
D.因为杠杆始终在水平位置保持平衡,阻力为重物对杠杆的拉力,此时的阻力和阻力臂一定,阻力和阻力臂的乘积一定。根据杠杆平衡条件:动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂。所以在调整过程中,动力F及其力臂的乘积保持不变,故D正确。
故选D。
9. 骨骼、肌肉和关节构成了人体的运动系统。尽管人体的各种运动相当复杂,但最基本的运动都是由肌肉牵引骨骼绕关节转动产生的,其模型就是杠杆,下列对于踮脚过程的杠杆模型建立正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】踮脚过程,支点为脚尖,动力是小腿肌肉的拉力,方向向上,阻力是人体重力,方向向下,故ABC错误,故D正确。
故选D。
10. 如图所示,吊车吊起货物时要放下支柱来提高吊车的稳度,利用伸缩撑杆匀速顶起吊臂使其绕O点转动,伸缩撑杆对吊臂的支持力始终与吊臂垂直。关于吊车工作时的说法正确的是( )
A. 吊臂是一个费距离的杠杆
B. 放下支柱可以增大吊车对地面的压强
C. 匀速顶起吊臂的过程中,伸缩撑杆对吊臂的支持力保持不变
D. 匀速顶起吊臂的过程中,伸缩撑杆对吊臂的支持力逐渐变小
【答案】D
【解析】
【详解】A.吊臂是一个杠杆,O点是支点,动力臂小于阻力臂,根据杠杆平衡条件可知,动力大于阻力,吊臂是费力杠杆,故A错误;
B.放下支柱时,受力面积变大,在压力一定时,压强减小,故B错误;
CD.由题知,吊车工作时它对吊臂的支持力始终与吊臂垂直,动力臂不变,阻力不变;匀速顶起吊臂的过程中,阻力臂减小,根据可知,动力减小,所以伸缩撑杆的支持力逐渐变小,故C错误,D正确。
故选D。
11. 如图,一块厚度、密度均匀的长方形水泥板放在水平地面上,用一竖直向上的力,将其抬起时所用的力如图所示,抬至竖直位置所做的功分别为W甲、W乙,则( )
A. F甲>F乙,W甲>W乙
B. F甲<F乙,W甲=W乙
C. F甲=F乙,W甲<W乙
D. F甲>F乙,W甲<W乙
【答案】C
【解析】
【详解】两次抬起水泥板时的情况如图所示:
在上述两种情况下,动力克服的都是水泥板的重力,对形状规则质量均匀的物体,其重心都在其几何中心上,所以阻力臂都等于动力臂的二分之一,根据杠杆的平衡条件可得,抬水泥板所用的力为
即两种情况所需的力大小为
F甲=F乙
若甲、乙两种情况均将水泥板拉至竖直位置,由图可知重心高度
h甲<h乙
拉力做功转化为物体重力势能,则
W甲=Gh甲<W乙=Gh乙
故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
12. 如图,长为L的轻质木板(不计质量),左端可绕O点转动,右端放一重为G的小物块,用竖直向上的力F拉着木板的右端,使木板始终在水平位置保持静止。小物块向左匀速滑行过程中,下图能正确表示拉力F与小物块运动时间t关系的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】如图所示
动力臂为OA=L,杠杆受到物体的压力(阻力)F压=G,阻力臂为OB,物块向左做匀速滑动,则阻力臂
OB=OA-vt=L-vt
因杠杆平衡,根据杠杆的平衡条件得
F×OA=F压×OB=G×(OA-vt)
即
F×L=G×(L-vt)
解得
因G、v、L为常数,所以拉力F与运动时间t是一次函数关系,当t增大时,F减小,变化关系为直线,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
二、填空题(每空1分,共31分。)
13. 甲图是“西安最美环山公路”骊山大道,环山公路修得弯弯曲曲,宛如盘龙,其相当于______(选填“斜面”或“轮轴”);乙图是用螺丝刀拧螺丝的情景,手柄______(选填“粗”或“细”)一些的螺丝刀用起来更省力;丙图是旗杆顶部安装的滑轮,使用该滑轮的目的是______。
【答案】 ①. 斜面 ②. 粗 ③. 改变力的方向
【解析】
【详解】[1]环山公路相当于简单机械中的斜面,斜面加长了运动距离,但可以省力。
[2]螺丝刀属于轮轴,本质是杠杆,支点在手柄截面的中心,手柄越粗,动力臂越大,由杠杆平衡条件可知,在其他条件一定时,动力越小,即越省力。
[3]旗杆顶部安装的滑轮是定滑轮,使用定滑轮不能省力,但可以改变力的方向。
14. 如图甲所示是生活中常用的夹子,此时手对夹子施加的力为F1,夹子上的钢丝对夹子的作用力为F2,则F1______F2(填“>”“=”或“<”);若用该夹子夹住物体时(如图乙所示),夹子是______(填“省力”“费力 ”或“等臂”)杠杆。
【答案】 ①. < ②. 费力
【解析】
【详解】[1]用手捏开夹子时,手施加的力是动力,夹子上的卡簧对夹子的作用力是阻力,由图可知,此时动力臂大于阻力臂,所以此时夹子是省力杠杆,则F1<F2。
[2]用夹子夹物体时,动力来自钢丝,阻力来自被夹的物体,而且夹子是由2个杠杆组成,我们画出其中的一组力和力臂;过支点作动力作用线的垂线段,即动力臂L1;过支点作阻力作用线的垂线段,即阻力臂L2;如图所示,由图知L1< L2。所以用该夹子夹住物体时,动力臂小于阻力臂,则夹子是费力杠杆。
15. 如图所示是我国古代护城河上安装的吊桥装置,在拉起吊桥的过程中,滑轮C 属于__________(选填“定”或“动”)滑轮,吊桥可看作支点为__________(选填“A”“B”或“C”)点的杠杆,刚拉起吊桥时,吊桥为__________杠杆(选填“省力”或“费力”)。
【答案】 ①. 定 ②. B ③. 省力
【解析】
【详解】[1]在拉起吊桥的过程中,滑轮C的轴固定不动,所以滑轮C属于定滑轮。
[2]吊桥绕着B点转动,所以吊桥可看作支点为B点的杠杆。
[3]刚拉起吊桥时,动力臂大于阻力臂,根据杠杆的分类,动力臂大于阻力臂的杠杆为省力杠杆,所以吊桥为省力杠杆。
16. 如图所示,工人利用独轮车搬运砖头时,_______(选填“能”或“不能”)省功。若车体和砖头所受的总重力,保持独轮车在图中位置静止时,人手竖直向上的力F为_______N。手向远离车体移动一些距离,竖直抬起车把将更_______(选填“省力”或“费力”)。
【答案】 ①. 不能 ②. 360 ③. 省力
【解析】
【详解】[1]任何机械都不能省功,借助独轮车搬砖,一定会有额外功,所以一定会费功,不能省功。
[2]由杠杆的平衡条件得
待入数据可得
解得
[3]由可知,F2、L2不变,L1变大时,F变小,故手向远离车体移动一些,竖直抬起车把更省力。
17. 初三(5)班的同学学习了功的知识后,他们讨论对物体做功的多少。李壮同学用10N的水平拉力将重300N的箱子沿水平地面移动了5m,张强同学将这个箱子匀速举高2m ,王明同学将这个箱子举起后在空中停留了5s。李壮同学做功___________ J,张强同学做功___________ J,王明将箱子在空中停留5s的过程中做功___________ J。
【答案】 ①. 50 ②. 600 ③. 0
【解析】
【详解】[1]李壮同学做功
W=FS=10N×5m=50J
李壮同学做功50J。
[2]张强同学做功
W’=Gh=300N×2m=600J
张强同学做功600J。
[3]王明举箱子时,有力无距离,故不做功,做功为0。
18. 功率是表示物体做功__________的物理量。某机器的功率是500W,其物理意义是_____。用甲、乙两台机器分别将同一重物G提升到同一高度,物体的运动过程的s-t图像如图所示,则两台机器做的功W甲______W乙,两台机器做功的功率大小P甲______P乙(前两空均选填“大于”、“等于”或“小于”。若甲、乙做功之比为5∶3,所用时间之比为4∶9,则两台机器的功率之比为______。
【答案】 ①. 快慢 ②. 机器每秒钟做功500J ③. 等于 ④. 大于 ⑤. 15:4
【解析】
【详解】[1][2]功率是表示物体做功快慢的物理量;某机器的功率是500W,表示该机器在1s内做功500J。
[3]根据可知,同一重物提升到相同的高度,所以机器做功相等。
[4]根据图像,提升相同高度,甲用的时间短,根据知,甲的功率大。
[5]若甲、乙做功之比为5:3,所用时间之比为4:9,则两台机器的功率之比
19. 我国古代《墨经》最早记述了秤的杠杆原理,如下图所示,“权”、“重”对应物理学中的力,“标”、“本”对应物理学中的_____。当“重”增大时,应把“权”向______(选填“A”或“O”)移动,才能平衡;已知秤砣的质量为0.2kg,当手提秤纽杆秤在水平位置静止时,被测物体和秤砣到秤纽的距离分别为0.05m和0.2m,则被测物体的质量为______kg。
【答案】 ①. 力臂 ②. A ③. 0.8
【解析】
【详解】[1]由图可知,秤在水平位置平衡,相当于杠杆。提扭处相当于支点,“标”、“本”相当于力臂。
[2]当“重”增大时,相当于杠杆受到的阻力增大,因阻力臂和动力不变,由杠杆平衡条件可知,应增加动力臂,应把“权”向A点移动。
[3]由图和杠杆的平衡条件可得
权×标=重×本
由G=mg和被测物体和秤砣到秤纽的距离分别为0.05m和0.2m可得
0.2kg×10N/kg×0.2m=m×10N/kg×0.05m
解得m=0.8kg,则被测物体的质量为0.8kg。
20. 修建房屋时,某建筑工人使用滑轮组提升建材,如图所示。他用竖直向下的拉力在15s内将重为480N的建材匀速提升了3m,每个滑轮重20N,不计滑轮摩擦和绳重,该过程中工人对绳子的拉力为______N,工人所做的总功为______J。该装置的机械效率为______。
【答案】 ①. 250 ②. 1500 ③. 96%
【解析】
【详解】[1]由图可知,动滑轮上有2股绳,不计滑轮摩擦和绳重,工人对绳子的拉力为
[2]绳自由端移动的距离
工人所做的总功为
[3]该过程做的有用功
该装置的机械效率为
21. 如图甲所示,水平地面上的物体,受到方向不变的推力F的作用,其F﹣t和v﹣t的图象分别如图乙、丙所示.由图象可知:0~3s内,推力对物体做功_____J;9~12s内,推力对物体做功的功率为_____W;t=4s时,物体受到的摩擦力是_____N.
【答案】 ①. 0 ②. 18 ③. 6
【解析】
【详解】第一空.由丙图知道,0-3s内物体的速度大小为零,即物体处于静止状态,所以,此过程物体没有沿力的方向移动,所以,推力对物体做功0J;
第二空.由丙图知道,在9-12s内,物体匀速运动的速度是v=3m/s,由乙图知道,9-12s内,推力大小是F=6N,所以,推力F做功的功率是:
P=Fv=6N×3m/s=18W;
第三空.在9-12s内,物体匀速运动,受力平衡,此时摩擦力与推力F是一对平衡力,大小为6N;t=4s时,物体做加速运动,由于物体对地面的压力和接触面的粗糙程度都没有改变,所以,摩擦力大小不变,仍为6N.
22. 如图,电子秤上支架质量不计,均匀细木棒OAB可绕O点自由转动,当支架支撑在A点时,调节O点高度,使木棒水平平衡,此时电子秤示数如图1所示,已知OA∶OB=2∶5,细木棒的自重为______N。现在B点施加竖直向上拉力FB,电子秤示数与FB的关系图线为图2中的①,则图像中横坐标x点的数值为______N。若将支架从A点移至C点,电子秤示数与FB的关系图线变为图2中的______(选填数字序号)。(g=10N/kg)
【答案】 ①. 1.6 ②. 0.8 ③. ②
【解析】
【详解】[1]由图知电子秤的示数为200g,支架对木棒的支持力
F支=G示=mg=200×10﹣3kg×10N/kg=2N
均匀细木棒的重心在木棒OAB的中心,根据杠杆平衡条件可得
G×0.5OB=F支×OA
已知OA∶OB=2∶5,可得杠杆自身的重力
G=0.8F支=0.8×2N=1.6N
[2]电子秤示数为零说明电子秤给杠杆的支持力为0,根据杠杆平衡条件可得
G×0.5OB=FB×OB
代入数据可得
1.6N×0.5OB=FB×OB
解方程可得
FB=0.8N
[3]细木棒重力不变,重力的力臂不变,重力与重力力臂的乘积不变;若将支架从A点移至C点,支架与O点之间的距离变大,即支架与O点之间力臂变大,根据杠杆平衡条件可知
G×0.5OB=F支×OC+FB1×OB
在B点的拉力相同时,F支变小,即电子秤的示数将变小,电子示数为零说明,电子秤给杠杆的支持力为0,根据杠杆平衡条件有
G×0.5OB= FB1×OB
所以施加的力不变,故选②。
三、解答题(23题6分,24题6分,25题7分, 26题8分,27题6分,28题6分,29题6分。)
23. 按照题目要求作图:
(1)如图所示,O为杠杆的支点,杠杆处于静止状态,请画出阻力F2的力臂l2,并作出动力臂为l1的动力F1。
(2)如图所示,用开瓶器打开瓶盖,画出作用在A点上的最小力F1及其力臂l1;
(3)如图所示,要求通过滑轮组用最小的力提升重物,请用笔画线组装滑轮组。
【答案】(1) (2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
由支点向阻力作用线作垂线,垂线段即为阻力臂;动力和动力臂相互垂直,作用点在杠杆上,动力和阻力使杠杆的转动效果相反,据此作出动力,故作图如下:
【小问2详解】
用开瓶器打开瓶盖时,根据用力情况,开瓶器与瓶盖上面接触的点为支点,点为动力作用点,当动力臂等于时,动力臂最长,根据杠杆平衡条件可知,此时动力最小。用连接支点和动力作用点,标出动力臂符号,即为动力臂,动力臂线段两端标注箭头。过动力作用点垂直于向上用实线画一条带箭头的线段,标注垂足,标出力的符号,即为最小力的示意图,如图所示:
【小问3详解】
要使滑轮组既省力又改变力的方向,应从定滑轮的挂钩开始绕线,依次绕过动滑轮、定滑轮,这样拉力方向向下,既省力又改变了力的方向。如图所示:
24. 学习了功率知识后,小明和几位同学准备开展“比一比谁在爬楼过程中的功率大”的活动。
(1)下列物理量中肯定不需要测量的是( )
A. 一楼地面到三楼地面的高度 B. 一楼到三楼楼梯的长度
C. 每个同学的体重 D. 从一楼到达三楼所用的时间
(2)测量所需要的测量工具有:_______、_______、______;
(3)他们设计了三套方案:①测量出各自的体重、爬楼用的时间和爬楼的高度,算出爬楼的功率并进行比较;②控制爬楼的时间相同,测量出各自的体重、爬楼的高度,算出爬楼做的功并进行比较;③控制爬楼的高度相同,测量出各自的体重、爬楼的时间,算出体重和时间的比值并进行比较。可行的是( )
A. 只有① B. 只有①② C. 只有②③ D. ①②③都可以
(4)登楼梯比赛时,某同学从底楼匀速登上五楼,共用了20s,该同学登楼时克服重力做功的功率最接近于( )
A. 3000W B. 300W C. 30W D. 3W
【答案】(1)B (2) ①. 刻度尺 ②. 体重计 ③. 秒表
(3)D (4)B
【解析】
【小问1详解】
根据可知,比较功率需要测量每个同学的体重、从一楼地面到三楼地面的高度和从一楼到达三楼所用的时间,与一楼到三楼楼梯的长度无关,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
【小问2详解】
[1][2][3]比较功率需要测量每个同学的体重、从一楼地面到三楼地面的高度和从一楼到达三楼所用的时间,测量体重需要用到体重计,测量高度需要用到刻度尺,测量时间需要用到秒表。
【小问3详解】
根据可知,比较功率可以在相同时间内比较做功的大小,或者做相同的功比较做功的时间,或者比较做功与所用时间的比值,故三种方案均可行,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
【小问4详解】
某同学的重力约500N,一楼到五楼的高度约12m,则该同学登楼时克服重力做功的功率约为
故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
25. 小明用图甲装置来探究杠杆的平衡条件,设弹簧测力计和钩码对杠杆的拉力分别为动力F1和阻力F2,l1和l2分别表示动力臂和阻力臂。他的实验思路是:改变F2、l1和l2,测得杠杆平衡时所需的拉力F1,来寻找F1、F2、l1和l2四个物理量之间的关系。已知实验前已调节杠杆在水平位置平衡,弹簧测力计的量程为0~5N,杠杆上每一格长10cm。
(1)为便于测量力臂,弹簧测力计应沿________方向拉杠杆,并使之在________位置平衡;
(2)小明首先保持F2和l1不变而改变l2,所获得的实验数据如表格所示。第1次实验中弹簧测力计示数的放大图如图乙所示,则F1=________N;此时杠杆的类型与________(选填“筷子”或“老虎钳”)相同;
实验次数
阻力F2/N
阻力臂l2/cm
动力臂l1/cm
动力F1/N
1
4
33
30
2
4
18
30
2.4
3
4
7.5
30
1.0
(3)为获得更多组数据,小明继续进行(2)中实验,为能顺利完成实验,在改变阻力臂l2时,l2应不超过________cm;完成上述实验后,小明接下来还应进行的实验有:①保持________不变而改变F2;②保持F2和l2不变而改变l1。
(4)小明根据以上数据得出杠杆平衡的条件是:________。
【答案】(1) ①. 竖直 ②. 水平
(2) ①. 4.4 ②. 筷子
(3) ①. 37.5 ②. 和
(4)
【解析】
【小问1详解】
[1][2]力臂是支点到力的作用线的垂直距离。当弹簧测力计拉力方向与杠杆垂直时,拉力作用点到支点的距离就是其力臂,这样便于从杠杆上直接读出力臂,由图可知,杠杆水平平衡时拉力方向应为竖直方向。
【小问2详解】
[1]图中弹簧测力计的分度值是,指针指在下面第个小格上,因此弹簧测力计读数为
[2]筷子是费力杠杆,动力臂小于阻力臂,目的是省距离,所以此时杠杆类型与筷子相同。
【小问3详解】
[1]当,动力臂不变时,弹簧测力计的最大拉力为,根据杠杆平衡条件可得在改变阻力臂时,应不超过的数值为
[2]为了探究杠杆平衡条件的普遍性,根据控制变量法可知,探究与的关系时必须保持和不变。
【小问4详解】
根据实验数据,杠杆平衡的条件是:动力×动力臂=阻力×阻力臂,即。
26. 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。
实验次序
钩码重力G/N
钩码上升高度h/m
绳端拉力F/N
绳端移动距离s/m
机械效率η
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
①
②
(1)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,应该静止读数才方便读数,你认为他的想法__________(填“正确”或“不正确”);
(2)表格中,①②两处的数据应该是__________和__________;
(3)通过比较__________(填实验次序)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无关;
(4)通过比较__________(填实验次序)两次实验数据得出结论:用同一滑轮组提升重物时,物重越大,滑轮组的机械效率越高;
(5)有的同学认为,要测量绕法确定的滑轮组的机械效率,钩码上升的高度和绳端移动距离__________(填“可以不测量”或“一定要测量”);
(6)如果第4次试验中,小组同学将钩码提升0.1m用时2s,在此过程中拉力F做功的功率是__________W;
(7)结合生产生活实际,用滑轮组提升重物时,下列选项中可以提高机械效率的是( )。
A. 增加物体提升的高度
B. 加快提升物体的速度
C. 减小动滑轮的重力
D. 减小物体的重力
【答案】(1)不正确 (2) ①. 0.4 ②. 80%
(3)1、2 (4)2、3
(5)可以不测量 (6)0.5
(7)C
【解析】
【小问1详解】
在实验操作中应竖直向上匀速拉动弹簧测力计,这样弹簧测力计处于平衡状态,弹簧测力计的示数才等于拉力的大小。实验过程中边拉动边读数,不应该静止读数,如果静止时读数,没有考虑到绳子与轮之间的摩擦对滑轮组机械效率的影响,导致测力计示数偏小,故他的想法是错误的。
【小问2详解】
[1][2]由图丁知,绳子的有效段数n=4,在第4次实验中,绳端移动的距离为s=4h=4×0.1m=0.4m
第4次实验测得的机械效率为
【小问3详解】
根据绳子自由端移动的距离与物体升高的高度的关系s=nh可知,在实验1、2、3、4中,绳子的有效段数分别为2、3、3、4,即分别是用甲、乙、丙、丁装置做的实验;通过比较1、2两次实验数据可得出结论: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无关。
【小问4详解】
由乙、丙图可知,2、3两次实验是用同一滑轮组完成的,提升重物的重力不同,第3次实验比的2次实验提起的物体重力大,机械效率高,所以通过比较2、3两次实验数据得出结论:同一滑轮组提升重物时,物重越大,滑轮组的机械效率越高。
【小问5详解】
根据可知,在绕法确定即n确定时,只需用弹簧测力计测量出物体的重力和绳端的拉力即可测量滑轮组的机械效率,所以要测量绕法确定的滑轮组的机械效率,钩码上升的高度和绳端移动距离可以不测量。
【小问6详解】
第4次试验中,钩码提升0.1m时,拉力做的总功为W总=Fs=2.5N×0.4m=1J
在此过程中拉力F做功的功率为
【小问7详解】
AB.由可知,可以不用测量钩码上升的高度和绳端移动距离就可以测量机械效率,也就是说滑轮组机械效率的高低于物体上升的高度无关,根据可知,机械效率与物体提升的速度无关,故AB不符合题意;
C.有用功不变时,减轻动滑轮重,减小了额外功,有用功与总功的比值变大,机械效率变大,故C符合题意;
D.额外功不变,减小物体的重力,减小了有用功,有用功与总功的比值变小,机械效率变小,故D不符合题意。
故选C。
27. 用如图所示的滑轮组,将重为1.2×103N的重物竖直向上匀速提升2m,绳子自由端的拉力F为500N,不计摩擦和绳重,g取10N/kg,求:
(1)有用功是多少?
(2)该滑轮组的机械效率是多少?
(3)动滑轮重为多少?
【答案】(1)2.4×103J
(2)80% (3)300N
【解析】
【小问1详解】
有用功
【小问2详解】
观察图可知,滑轮组的绳子承重股数为n=3,因重物上升2 m,绳端需拉动的距离为s=3×2 m=6 m
不计摩擦和绳重,则拉力所做的总功
故该滑轮组的机械效率
【小问3详解】
不计摩擦和绳重,根据
可得,动滑轮重为
28. 斜面作为人类最早发明和使用的简单机械之一,在生产、生活、交通、科技等领域持续赋能,成为人类突破生理极限、改造世界的重要助力。如图所示,用拉力把重为的木箱A从斜面底端匀速拉到斜面顶端,用时。已知拉力的功率为,斜面的高,长。
(1)拉力做的功是多少?
(2)该斜面的机械效率是多少?
(3)木箱A在斜面上匀速直线运动时受到的摩擦力是多大?
【答案】(1)4800J
(2)75% (3)120N
【解析】
【小问1详解】
由得,拉力做的功是W总= Pt=80W×60s=4800J
【小问2详解】
斜面的有用功是木箱克服重力所做的功,即W有用=Gh=1200N×3m=3600J
该斜面的机械效率是
【小问3详解】
木箱A在斜面上匀速直线运动时受到的摩擦力做的功Wf=W总-W有用=4800J-3600J=1200J
由Wf=fL得木箱A在斜面上匀速直线运动时受到的摩擦力
29. 某型号新能源整车质量为1.2t,发动机的最大输出功率为3×104W,在水平路面上匀速直线行驶时受到的阻力是车重的0.1倍,在最大功率下,当汽车匀速直线行驶时,g取10N/kg,求:
(1)发动机所提供的牵引力大小;
(2)汽车行驶10min牵引力所做的功;
(3)汽车行驶速度的大小。
【答案】(1)1.2×103N
(2)1.8×107J
(3)25m/s
【解析】
【小问1详解】
阻力为车重的0.1倍,即f=0.1G=0.1mg=0.1×1.2×103kg×10N/kg=1.2×103N
汽车匀速行驶时,牵引力与阻力平衡,即牵引力大小F=f=1.2×103N
【小问2详解】
牵引力功率为最大功率P=3×104W,时间t=10min=600s
汽车行驶10min牵引力所做的功W=Pt=3×104W×600s=1.8×107J
【小问3详解】
由功率公式可知,汽车行驶速度的大小
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九年级阶段性物理课堂练习(2025.10)
说明:1.本试卷共6页,满分100分。考试时间90分钟。
2.考生必须在答卷纸上指定区域内作答,在本试卷上和其他位置作答一律无效。
一、选择题(本题共12小题,每小题2分,共24分, 每小题给出的四个选项中只有一个选项正确。)
1. 图中所示的工具中,属于费力杠杆的是( )
A. 旗杆上的滑轮 B. 钢丝钳
C. 镊子 D. 羊角锤
2. 下列关于功、功率、机械效率的说法正确的是( )
A. 做功时间越长的机械,功率越大
B. 机械效率越高的机械,所做额外功占总功的比例越小
C. 做功越快的机械,机械效率越高
D. 功率越大的机械,做功越多
3. 2025年3月31日是第30个全国中小学生安全教育日,老师为同学们讲解了高空抛物的危害:一个鸡蛋从高空落下,可以使人头皮受损,甚至危及人的生命。如果一个鸡蛋从20m高处落下,鸡蛋重力所做的功最接近的是( )
A. 1J B. 10J C. 100J D. 200J
4. 如图所示,利用同一个滑轮分别按照不同方式拉着同一个物体,在竖直方向匀速上升,所用拉力分别为F1、F2、F3,不计滑轮重和绳与滑轮间的摩擦,下列说法正确的是( )
A. F1最大 B. F2最小 C. F3最小 D. F2最大
5. 用如图所示的滑轮组将质量为40kg的物体,在10s内匀速向上提升2m。已知拉力,在此过程中不计绳重和摩擦,下列说法正确的是( )
A. 绳子自由端移动的距离为6m B. 该滑轮组的机械效率为66.7%
C. 人所做的额外功为300J D. 拉力F的功率为60W
6. 探究杠杆的平衡条件时,将杠杆放在水平台上,杠杆处于图甲所示的状态。将杠杆调水平平衡后,左、右两边挂上钩码使杠杆再次平衡,如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 甲图中杠杆处于非平衡状态
B. 甲图中杠杆右端的平衡螺母向右调,会使杠杆在水平位置平衡
C. 乙图中钩码的重力是杠杆的动力和阻力
D. 乙图中左右两边的钩码同时向外移1格,杠杆左侧下降
7. 如图是在跨学科实践活动中同学们自己动手制作的杆秤,经测试发现杆秤能称量的物体的质量较小。若要增大杆秤的称量质量,下列操作可行的是( )
A. 将秤钩向左移 B. 将提纽向右移
C. 增大秤钩的质量 D. 增大秤砣的质量
8. 如图所示,轻质杠杆OA中点悬挂重为G的物体,在A端施加力F,当力F从图中实线方向转动到虚线方向的过程中,杠杆始终保持水平位置静止,则下列判断正确的是( )
A. 杠杆受到的阻力是物体的重力
B. 杠杆一直是省力杠杆
C. F大小一直变大
D. F及其力臂的乘积保持不变
9. 骨骼、肌肉和关节构成了人体的运动系统。尽管人体的各种运动相当复杂,但最基本的运动都是由肌肉牵引骨骼绕关节转动产生的,其模型就是杠杆,下列对于踮脚过程的杠杆模型建立正确的是( )
A. B.
C. D.
10. 如图所示,吊车吊起货物时要放下支柱来提高吊车的稳度,利用伸缩撑杆匀速顶起吊臂使其绕O点转动,伸缩撑杆对吊臂的支持力始终与吊臂垂直。关于吊车工作时的说法正确的是( )
A. 吊臂是一个费距离的杠杆
B. 放下支柱可以增大吊车对地面的压强
C. 匀速顶起吊臂的过程中,伸缩撑杆对吊臂的支持力保持不变
D. 匀速顶起吊臂的过程中,伸缩撑杆对吊臂的支持力逐渐变小
11. 如图,一块厚度、密度均匀的长方形水泥板放在水平地面上,用一竖直向上的力,将其抬起时所用的力如图所示,抬至竖直位置所做的功分别为W甲、W乙,则( )
A. F甲>F乙,W甲>W乙
B. F甲<F乙,W甲=W乙
C. F甲=F乙,W甲<W乙
D. F甲>F乙,W甲<W乙
12. 如图,长为L的轻质木板(不计质量),左端可绕O点转动,右端放一重为G的小物块,用竖直向上的力F拉着木板的右端,使木板始终在水平位置保持静止。小物块向左匀速滑行过程中,下图能正确表示拉力F与小物块运动时间t关系的是( )
A. B. C. D.
二、填空题(每空1分,共31分。)
13. 甲图是“西安最美环山公路”骊山大道,环山公路修得弯弯曲曲,宛如盘龙,其相当于______(选填“斜面”或“轮轴”);乙图是用螺丝刀拧螺丝的情景,手柄______(选填“粗”或“细”)一些的螺丝刀用起来更省力;丙图是旗杆顶部安装的滑轮,使用该滑轮的目的是______。
14. 如图甲所示是生活中常用的夹子,此时手对夹子施加的力为F1,夹子上的钢丝对夹子的作用力为F2,则F1______F2(填“>”“=”或“<”);若用该夹子夹住物体时(如图乙所示),夹子是______(填“省力”“费力 ”或“等臂”)杠杆。
15. 如图所示是我国古代护城河上安装的吊桥装置,在拉起吊桥的过程中,滑轮C 属于__________(选填“定”或“动”)滑轮,吊桥可看作支点为__________(选填“A”“B”或“C”)点的杠杆,刚拉起吊桥时,吊桥为__________杠杆(选填“省力”或“费力”)。
16. 如图所示,工人利用独轮车搬运砖头时,_______(选填“能”或“不能”)省功。若车体和砖头所受的总重力,保持独轮车在图中位置静止时,人手竖直向上的力F为_______N。手向远离车体移动一些距离,竖直抬起车把将更_______(选填“省力”或“费力”)。
17. 初三(5)班的同学学习了功的知识后,他们讨论对物体做功的多少。李壮同学用10N的水平拉力将重300N的箱子沿水平地面移动了5m,张强同学将这个箱子匀速举高2m ,王明同学将这个箱子举起后在空中停留了5s。李壮同学做功___________ J,张强同学做功___________ J,王明将箱子在空中停留5s的过程中做功___________ J。
18. 功率是表示物体做功__________的物理量。某机器的功率是500W,其物理意义是_____。用甲、乙两台机器分别将同一重物G提升到同一高度,物体的运动过程的s-t图像如图所示,则两台机器做的功W甲______W乙,两台机器做功的功率大小P甲______P乙(前两空均选填“大于”、“等于”或“小于”。若甲、乙做功之比为5∶3,所用时间之比为4∶9,则两台机器的功率之比为______。
19. 我国古代《墨经》最早记述了秤的杠杆原理,如下图所示,“权”、“重”对应物理学中的力,“标”、“本”对应物理学中的_____。当“重”增大时,应把“权”向______(选填“A”或“O”)移动,才能平衡;已知秤砣的质量为0.2kg,当手提秤纽杆秤在水平位置静止时,被测物体和秤砣到秤纽的距离分别为0.05m和0.2m,则被测物体的质量为______kg。
20. 修建房屋时,某建筑工人使用滑轮组提升建材,如图所示。他用竖直向下的拉力在15s内将重为480N的建材匀速提升了3m,每个滑轮重20N,不计滑轮摩擦和绳重,该过程中工人对绳子的拉力为______N,工人所做的总功为______J。该装置的机械效率为______。
21. 如图甲所示,水平地面上的物体,受到方向不变的推力F的作用,其F﹣t和v﹣t的图象分别如图乙、丙所示.由图象可知:0~3s内,推力对物体做功_____J;9~12s内,推力对物体做功的功率为_____W;t=4s时,物体受到的摩擦力是_____N.
22. 如图,电子秤上支架质量不计,均匀细木棒OAB可绕O点自由转动,当支架支撑在A点时,调节O点高度,使木棒水平平衡,此时电子秤示数如图1所示,已知OA∶OB=2∶5,细木棒的自重为______N。现在B点施加竖直向上拉力FB,电子秤示数与FB的关系图线为图2中的①,则图像中横坐标x点的数值为______N。若将支架从A点移至C点,电子秤示数与FB的关系图线变为图2中的______(选填数字序号)。(g=10N/kg)
三、解答题(23题6分,24题6分,25题7分, 26题8分,27题6分,28题6分,29题6分。)
23. 按照题目要求作图:
(1)如图所示,O为杠杆的支点,杠杆处于静止状态,请画出阻力F2的力臂l2,并作出动力臂为l1的动力F1。
(2)如图所示,用开瓶器打开瓶盖,画出作用在A点上的最小力F1及其力臂l1;
(3)如图所示,要求通过滑轮组用最小的力提升重物,请用笔画线组装滑轮组。
24. 学习了功率知识后,小明和几位同学准备开展“比一比谁在爬楼过程中的功率大”的活动。
(1)下列物理量中肯定不需要测量的是( )
A. 一楼地面到三楼地面的高度 B. 一楼到三楼楼梯的长度
C. 每个同学的体重 D. 从一楼到达三楼所用的时间
(2)测量所需要的测量工具有:_______、_______、______;
(3)他们设计了三套方案:①测量出各自的体重、爬楼用的时间和爬楼的高度,算出爬楼的功率并进行比较;②控制爬楼的时间相同,测量出各自的体重、爬楼的高度,算出爬楼做的功并进行比较;③控制爬楼的高度相同,测量出各自的体重、爬楼的时间,算出体重和时间的比值并进行比较。可行的是( )
A. 只有① B. 只有①② C. 只有②③ D. ①②③都可以
(4)登楼梯比赛时,某同学从底楼匀速登上五楼,共用了20s,该同学登楼时克服重力做功的功率最接近于( )
A. 3000W B. 300W C. 30W D. 3W
25. 小明用图甲装置来探究杠杆的平衡条件,设弹簧测力计和钩码对杠杆的拉力分别为动力F1和阻力F2,l1和l2分别表示动力臂和阻力臂。他的实验思路是:改变F2、l1和l2,测得杠杆平衡时所需的拉力F1,来寻找F1、F2、l1和l2四个物理量之间的关系。已知实验前已调节杠杆在水平位置平衡,弹簧测力计的量程为0~5N,杠杆上每一格长10cm。
(1)为便于测量力臂,弹簧测力计应沿________方向拉杠杆,并使之在________位置平衡;
(2)小明首先保持F2和l1不变而改变l2,所获得的实验数据如表格所示。第1次实验中弹簧测力计示数的放大图如图乙所示,则F1=________N;此时杠杆的类型与________(选填“筷子”或“老虎钳”)相同;
实验次数
阻力F2/N
阻力臂l2/cm
动力臂l1/cm
动力F1/N
1
4
33
30
2
4
18
30
2.4
3
4
7.5
30
1.0
(3)为获得更多组数据,小明继续进行(2)中实验,为能顺利完成实验,在改变阻力臂l2时,l2应不超过________cm;完成上述实验后,小明接下来还应进行的实验有:①保持________不变而改变F2;②保持F2和l2不变而改变l1。
(4)小明根据以上数据得出杠杆平衡的条件是:________。
26. 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。
实验次序
钩码重力G/N
钩码上升高度h/m
绳端拉力F/N
绳端移动距离s/m
机械效率η
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
①
②
(1)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,应该静止读数才方便读数,你认为他的想法__________(填“正确”或“不正确”);
(2)表格中,①②两处的数据应该是__________和__________;
(3)通过比较__________(填实验次序)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无关;
(4)通过比较__________(填实验次序)两次实验数据得出结论:用同一滑轮组提升重物时,物重越大,滑轮组的机械效率越高;
(5)有的同学认为,要测量绕法确定的滑轮组的机械效率,钩码上升的高度和绳端移动距离__________(填“可以不测量”或“一定要测量”);
(6)如果第4次试验中,小组同学将钩码提升0.1m用时2s,在此过程中拉力F做功的功率是__________W;
(7)结合生产生活实际,用滑轮组提升重物时,下列选项中可以提高机械效率的是( )。
A. 增加物体提升的高度
B. 加快提升物体的速度
C. 减小动滑轮的重力
D. 减小物体的重力
27. 用如图所示的滑轮组,将重为1.2×103N的重物竖直向上匀速提升2m,绳子自由端的拉力F为500N,不计摩擦和绳重,g取10N/kg,求:
(1)有用功是多少?
(2)该滑轮组的机械效率是多少?
(3)动滑轮重为多少?
28. 斜面作为人类最早发明和使用的简单机械之一,在生产、生活、交通、科技等领域持续赋能,成为人类突破生理极限、改造世界的重要助力。如图所示,用拉力把重为的木箱A从斜面底端匀速拉到斜面顶端,用时。已知拉力的功率为,斜面的高,长。
(1)拉力做的功是多少?
(2)该斜面的机械效率是多少?
(3)木箱A在斜面上匀速直线运动时受到的摩擦力是多大?
29. 某型号新能源整车质量为1.2t,发动机的最大输出功率为3×104W,在水平路面上匀速直线行驶时受到的阻力是车重的0.1倍,在最大功率下,当汽车匀速直线行驶时,g取10N/kg,求:
(1)发动机所提供的牵引力大小;
(2)汽车行驶10min牵引力所做的功;
(3)汽车行驶速度的大小。
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