内容正文:
2025-2026学年九年级上学期第一次学情调研
物理试题
(时间:80分钟 分值:80分) 2025.10
一、单选题(每小题2分共20分)
1. 下面关于功、功率、机械效率说法正确的是( )
A. 用时短的机械做功一定多
B. 功率大的机械做功一定快
C. 机械做功少,功率一定小,机械效率一定低
D. 做有用功多的机械,机械效率一定高
【答案】B
【解析】
【详解】A.做功多少决定于功率和时间,时间短,功率不确定,做功多少不能确定,故A错误;
B.功率指的是做功的快慢,所以功率大的机械,做功一定快,故B正确;
C.机械做功少,做功不一定慢,功率不一定小,与机械效率无关,故C错误;
D.有用功较多,额外功不确定、总功不确定,有用功与总功的比值不能确定,机械效率不一定高,故D错误。
故选B。
2. 一个人站在电梯里,当电梯匀速上升时,则人的( )
A. 动能增加,势能增加 B. 动能减小,势能增加
C. 动能不变,势能不变 D. 动能不变,势能增加
【答案】D
【解析】
【详解】一个人站在电梯里,当电梯匀速上升时,人的质量不变,速度不变,动能不变;人的质量不变,高度变大,重力势能增加,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
3. 使用下列简单机械时,一定省力的是( )
A. 铡刀和定滑轮 B. 撬棒和理发剪刀
C. 羊角锤和手推车 D. 瓶盖起子和钓鱼杆
【答案】C
【解析】
【详解】A.铡刀通常是省力的,但定滑轮的实质却是等臂杠杆,不省力,故A不符合题意;
B.撬棒通常是省力的,但理发剪刀一般刀口部分长于刀柄,属费力杠杆,故B不符合题意;
C.羊角锤和手推车都有着较长的用力柄,动力臂长于阻力臂,因此是省力杠杆,故C符合题意;
D.瓶盖起子通常是省力的,但钓鱼杆却是典型的费力杠杆,故D不符合题意。
故选C。
4. 如图甲所示的地面清洁机器人,质量为3kg,机器人在水平地面运动时,所提供推力与速度关系如图乙所示,则该机器人在水平地面上以0.5m/s速度匀速直线运动时,水平推力的功率是( )
A. 180W B. 100W C. 75W D. 60W
【答案】C
【解析】
【详解】机器人匀速直线运动时的速度为v=0.5m/s,由图乙可知此时机器人所提供的推力F=150N,则水平推力的功率
故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
5. 如图所示,小宇用动滑轮把重400N的物体匀速提升了3m,作用在绳子自由端的拉力F为250N,方向竖直向上。不计绳重和摩擦,则下列选项正确的是( )
A. 绳子自由端移动的距离为3m B. 动滑轮受到的重力为150N
C. 拉力F做的功为1200J D. 该动滑轮的机械效率为80%
【答案】D
【解析】
【详解】A.使用动滑轮时,承担物重的绳子股数n=2,则绳子自由端移动的距离
s=2h=2×3m=6m
故A错误;
B.不计绳重和摩擦,由
可得,动滑轮受到的重力
G动=2F−G=2×250N−400N=100N
故B错误;
C.拉力F做的功
W总=Fs=250N×6m=1500J
故C错误;
D.该动滑轮的机械效率
故D正确。
故选D。
6. 一小水滴在距离地面某高度处由静止开始加速下落(不计空气阻力),则下列描述水滴下落过程中的动能Ek、重力做功W随下落时间t或离地面高度h的关系图像中,可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】AB.一小水滴在距离地面某高度处由静止开始加速下落(不计空气阻力),在下落的过程中,速度逐渐变大,质量不变,动能随时间增大而变大,与离地高度之间的关系是随离地面高度变小而增大,故AB错误;
CD.重力做功为W=Gh′=G(h0-h)=Gh0-Gh
可见重力做的功与离地高度之间的关系为一次函数,且图像特点与D项中图像一致,故C错误,D正确。
故选D。
7. 如图,两名运动员,甲比乙高,如果他们举起相同质量的杠铃所用时间相等,则( )
A. 甲做功较多,功率较大 B. 甲做功较多,功率较小
C. 甲做功较多,甲、乙功率相等 D. 甲、乙做功相等,乙的功率较大
【答案】A
【解析】
【详解】两人举起杠铃质量相同,即杠铃重相同,由于甲比乙高,即举起的高度
举起杠铃做功
举起杠铃做的功
根据,举起杠铃用的时间相同,做功功率为
故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
8. 如图是探究同一直线上的两个力的合成实验情景,钩码静止时,图甲与图乙中橡皮筋下端到达同一位置,下列说法不正确的是( )
A. 力F的作用效果与力 F₁、F₂的共同作用效果相同
B. 去掉力 F₂后,橡皮筋会缩短
C. 力F的大小等于F₁与F₂的大小之差
D. 滑轮的作用是改变施力的方向
【答案】B
【解析】
【详解】A.因为图甲与图乙中橡皮筋下端到达同一位置,所以力的作用效果与力、的共同作用效果相同,故A正确,不符合题意;
B.力、的方向相反,且,共同作用使橡皮筋伸长;去掉力后,由可知,合力变大,橡皮筋会伸长,故B错误,符合题意;
C.由图可知,力、方向不同,力的大小等于与的大小之差,即,故C正确,不符合题意;
D.由图可知,此滑轮为定滑轮,定滑轮的作用就是改变施力的方向,故D正确,不符合题意。
故选 B。
9. 如图所示,作用在杠杆右端的力F将杠杆缓慢地由位置A拉至位置B,若力F的方向始终竖直向上,在这个过程中,力F的大小将( )
A. 不变 B. 变小
C. 变大 D. 先变大后变小
【答案】A
【解析】
【详解】在杠杆缓慢由A到B的过程中,力F始终竖直向上,F的动力臂lF渐变大,阻力G的大小没有变化,阻力臂l逐渐增大;根据数学几何知识(相似三角形)可知,动力臂与阻力臂的比值保持不变,由杠杆的平衡条件知
F•lF=G•l
在杠杆缓慢由A到B的过程中,力F的大小不变。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
10. 蹦极运动简化后与下列情景相似:如图甲所示,弹性细绳的一端固定在O点,另一端系着一个小球,小球从O点释放后上下往复运动。由于空气阻力作用,最终会停在O点下方的某个位置。已知小球速度v与下落高度h的关系如图乙所示,细绳拉力F与下落高度h的关系如图丙所示。下列描述正确的是( )
A. 弹性细绳原长为1.2m
B. 小球下落的最大高度为1.5m
C. 小球最终停在1.2m的位置
D. 已知小球在下落过程中不计空气阻力,弹性细绳的最大弹性势能为30J
【答案】A
【解析】
【详解】A.由图丙知,当弹性绳的长度等于1.2m时拉力为零,因此弹性细绳原长为1.2m,故A正确;
B.由图乙知小球下落的最大高度为2.4m,故B错误;
C.由图丙知,由图像知图像为一次函数图像,设解析式为
把(1.2,0)、(2.0,8)代入解析式得
故解析式为
因为小球在下落的过程中先做加速运动,当拉力等于重力时,合力为零,速度达到最大,然后做减速运动。由图乙可知,故当下落高度为1.5m时,速度最大,此时拉力等于重力,当时,代入解析式可得
故小球的重力
小球最终停止时,处于平衡状态,受平衡力,即拉力等于重力,故小球最终停在的位置,故C错误;
D.因为不计空气阻力,小球的重力势能全部转化为弹性绳的弹性势能,在小球在最低点时,弹性细绳的弹性势能最大,所以弹性细绳的最大弹性势能为
故D错误。
故选A。
二、填空题(第17题2分其它每空1分共20分)
11. 如图是同学们常用的燕尾夹,当用力按住点打开该夹子口时,可把______点看作支点,阻力的作用点为______点。(均选填“”“”或“”),该燕尾夹是______(选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆。
【答案】 ①. ②. ③. 等臂
【解析】
【详解】[1][2][3]由图可知,当用力按住C点打开该夹子口时,AC是围绕B点转动的,故B为支点,作用在C点的力为动力,作用在A点的力为阻力。从图中可知AB=BC,故动力臂等于阻力臂,该燕尾夹为等臂杠杆。
12. 如图所示,用定滑轮匀速提升重为90N的木箱,拉力大小为100N,绳端向下移动的距离为2m。则木箱上升的高度为______m,木箱的机械能变______,定滑轮的机械效率为______。
【答案】 ①. 2 ②. 大 ③. 90%
【解析】
【详解】[1]使用定滑轮时不省距离也不费距离,绳端移动的距离等于木箱上升的高度,所以绳端向下移动的距离为2m。则木箱上升的高度为2m。
[2]木箱匀速上升,质量不变,速度不变,动能不变;同时高度升高,重力势能变大,则木箱的机械能变大。
[3]定滑轮的机械效率为
13. 如图甲是《天工开物》中记载的一种在农业生产中汲水的装置,称为辘轳,图乙是它的示意图。提水时辘轳可以看作杠杆,其支点在________(A/B/C)点,此时辘轳属于_______(省力/费力/等臂)杠杆。如图丙所示,现代家庭中有的水龙头的开关也应用了同样原理,选用转盘________(①/②)作为水龙头的开关效果更好。
【答案】 ①. B ②. 省力 ③. ①
【解析】
【详解】[1][2]提水时辘轳可以看作杠杆,其支点在B点,此时动力臂大于阻力臂,是省力杠杆。
[3]水龙头的开关也应用了杠杆原理,在阻力和阻力臂一定时,动力臂越长越省力,所以选用转盘①作为水龙头的开关效果更好。
14. 如甲图AOB是光滑轨道,A点的高度为H,B点的高度为h,h小于H,A、B两点水平距离为s,让一个小球由A点静止开始自由滑下,沿轨道AOB到达B点后离开轨道,不计空气阻力。则小球从A点运动到B点时,小球离开B点后的运动轨迹a、b、c、d,最符合题意的是轨迹______(选填“a”或“b”或“c”或“d”)。如图乙所示,若右侧的光滑轨道也足够高,则小球______(选填“能”或“不能”)达到与A等高的位置。如图丙所示,在竖直平面内用轻质细线悬挂一个小球,将小球拉至A点,使细线处于拉直状态,由静止开始释放小球,不计摩擦,小球可在A、B两点间来回摆动。当小球摆到B点时,细线恰好断开,则小球将沿______(选填“BE”“BD”或“BC”)方向运动。
【答案】 ①. c ②. 能 ③. BE
【解析】
【详解】[1]图甲中轨道AOB是光滑轨道,不计空气阻力,小球运动过程中机械能守恒,只有小球的动能和重力势能之间的转化。小球从A点由静止滑下,所以小球的机械能等于A点时的重力势能,整个过程中,机械能守恒,a虚线的最高点超过了A点的高度,这是不可能的;b虚线的最高点与A点的高度相同,而在最高点时,小球仍具有向右运动的速度,所以b虚线所示的机械能大于A点的机械能,也是不可能的;c虚线的最高点低于A点,由于在最高点时小球仍运动,其总机械能可能与开始时的机械能相等,符合实际;d虚线小球离开轨道时,由于惯性,应具有沿轨道方向向上运动的速度,d虚线不可能。故最符合题意的运动轨迹是c。
[2]若右侧的光滑轨道也足够高,根据机械能守恒可知,小球能达到与A等高的A'位置,此时小球的速度为0。
[3]由于小球被静止释放,不计摩擦,它可在A、B两点间来回摆动,机械能守恒。当小球摆到B点时,小球速度恰好为零,此时若细线恰好断开,则小球只受重力作用而竖直下落。所以,将沿BE方向运动。
15. 如图所示,用沿斜面向上、大小为400N的力F将重G=600N的货物匀速运到距地面2m高的平台上,斜面长4m。该过程中斜面的机械效率为_______,货物受到的摩擦力f为_____N,判断出使用斜面可以省力的依据是_____。
【答案】 ①. 75% ②. 100 ③. 拉力小于重力
【解析】
【详解】[1]拉力做的有用功为
拉力做的总功为
则该斜面的机械效率为
[2]拉力做的额外功为
克服摩擦力所做的功为额外功,根据可知,货物受到斜面的摩擦力大小为
[3]由于拉力小于重力,即
所以使用斜面可以省力。
16. 如图甲所示,用滑轮组将重为90N的物体匀速提起,图乙是拉力F与绳子自由端移动距离s的关系图像,不计绳重和摩擦。则图乙中阴影部分的面积表示的物理量是______(填“总功”“有用功”或“额外功”),该滑轮组的机械效率为______。将物块提升更大的高度,滑轮组的机械效率将______(填“增大”“减小”或“不变”)
【答案】 ①. 总功 ②. ③. 不变
【解析】
【详解】[1]图乙中阴影部分的面积等于拉力F与绳子自由端移动距离s的乘积,所以它表示的物理量是总功。
[2]拉力做的总功为
由图知,由3段绳子吊着动滑轮,物体升高的高度为
拉力做的有用功为
该滑轮组的机械效率为
[3]不计绳重和摩擦,滑轮组的机械效率为
可见,滑轮组的机械效率与提升物体的高度无关,所以,将物块提升更大的高度,滑轮组的机械效率将不变。
17. 在野外活动中,某同学先后用如图甲、乙两种方式扛着同样的包裹前进(手握处至肩膀的距离相同)。如果该同学只用其中一种方式扛较长时间,那么哪种方式会使手臂的肌肉更酸胀?请你利用所学的知识判断并解释原因。
【答案】见解析
【解析】
【详解】乙方式会使手臂肌肉更酸胀。这是因为甲、乙两种方式中手对杆作用力的力臂(动力臂)及包裹重力(阻力)相同;因为乙中阻力臂大于甲,根据杠杆的平衡条件,,要使杠杆平衡,乙中手对杆作用力动力(动力)应大于甲,该同学较长时间采用这一姿势,手臂处的肌肉需要更多的力量,手臂肌肉更酸胀。
三、解答题(18题4分,19、20题12分,21、22、23题每题8分,共40分)
18.
(1)如图所示,小明用一个滑轮组将重物提升到高处,请在图中画出该滑轮组的绕线。
(2)如图所示,杠杆OA处于静止状态,是力的力臂,请在图中画出力和作用在A端的最小力的示意图。(要留下必要的作图痕迹)
【答案】(1) (2)
【解析】
【小问1详解】
小明向下用力,用滑轮组将重物提升到高处,应从定滑轮开始绕绳子,如图所示:
【小问2详解】
由图中L2是力F2的力臂可作L2的垂线得力F2;
以OA为力臂,此时动力臂最大,过A点作垂线得到最小力F1,如图所示:
四、计算题(要有公式和计算过程)
19. 某型号汽车发动机的额定功率为5×104W,在水平路面上匀速行驶时受到的阻力是2000N在额定功率下,当汽车匀速行驶时,求:
(1)汽车行驶10min牵引力所做的功。
(2)汽车行驶速度的大小。
【答案】(1)3×107J
(2)25m/s
【解析】
【小问1详解】
汽车行驶10min牵引力所做的功
【小问2详解】
汽车在水平路面上匀速行驶,处于平衡状态,所受牵引力F=f=2000N
汽车行驶速度的大小
20. 如图所示是一种塔式起重机上的滑轮组,将6000N的物体匀速起吊10m时,滑轮组的机械效率是80%,不计绳重和摩擦。求:
(1)绳端的拉力F是多少N?
(2)动滑轮重力是多少N?
【答案】(1)2500N
(2)1500N
【解析】
【小问1详解】
滑轮组做的有用功为
拉力做的总功为
由图可知,滑轮组由3段绳子承担动滑轮和物体的总重,即n=3,绳端移动的距离为
绳端的拉力为
【小问2详解】
额外功为
在不计绳重和摩擦的情况下,额外功是克服动滑轮重力所做的功,动滑轮重力
21. 如图所示,在探究“杠杆的平衡条件”实验中,小敏选用了下面的器材:杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量均为的钩码若干个。
(1)实验前为了方便测量力臂,应将杠杆调节到水平位置平衡,将杠杆的中点置于支架上,当杠杆静止时,发现杠杆如图甲所示,这时应将平衡螺母向右端调节;杠杆水平平衡后,在实验过程中______(选填“能”或“不能”)再次调节两侧的平衡螺母;
(2)经过实验,获得了如表数据:
实验号
动力
动力臂
阻力
阻力臂
1
0.5
10
1
5
2
2
15
1.5
20
3
1.5
10
3
5
根据实验数据可得出杠杆平衡条件是:______(用公式表示);
(3)用弹簧测力计在a处竖直向下拉,使杠杆在水平位置平衡,当弹簧测力计向右侧慢慢倾斜时(如图丙所示),弹簧测力计的示数将逐渐______(选填“变大”“变小”或“不变”);
(4)请根据杠杆平衡条件思考,要使一个车轮滚上台阶(如图丁所示),应沿着______(填写字母)方向推车轮最省力。
【答案】(1)不能 (2)
(3)变大 (4)B
【解析】
【小问1详解】
杠杆水平平衡后,在实验过程中不能再次调节两侧的平衡螺母,否则会破坏已调好的平衡状态。
【小问2详解】
由表格数据可得,第一次实验中
第二次实验中
第三次实验中
由此可知,杠杆平衡时,动力×动力臂=阻力×阻力臂
即杠杆平衡条件的是
【小问3详解】
如图丙所示,当弹簧测力计向右侧慢慢倾斜时,钩码对杠杆的力以及对应的力臂不变,测力计对杠杆的拉力的力臂变小,根据杠杆平衡条件可知,测力计对杠杆的拉力变大,因此弹簧测力计的示数将逐渐变大。
【小问4详解】
推车轮最省力时力臂要最大,支点到力的作用点的连线是最长的力臂,所以应沿着B方向推车轮最省力。
22. 在“测量滑轮组机械效率”的实验中,小北与同学们用同一滑轮组进行了三次实验(如图所示),实验数据记录如下表:
次数
钩码重/N
钩码上升距离/cm
弹簧测力计示数/N
弹簧测力计上升距离/cm
机械效率
1
2
10
0.8
30
83.3%
2
4
10
1.5
30
①
3
6
10
2.2
30
90.9%
(1)实验时应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计,且在______(填“静止”或“拉动过程中”)时读数;
(2)表格中编号①处的数据为______;
(3)分析数据可得结论:使用同一滑轮组提升不同重物至同一高度时,提升的物重增加时,滑轮组的机械效率______(选填“变大、变小”或“不变”);
(4)小北发现绳端移动的距离与钩码上升的高度有固定的倍数关系,于是他认为:钩码重一定时,无论将钩码提升多高,都不影响该滑轮组的机械效率;小红则认为:钩码提升的高度不同,有用功就不同,机械效率就变化了。你认为______的看法是正确的。
【答案】(1)拉动过程中
(2)88.9% (3)变大
(4)小北
【解析】
【小问1详解】
在实验中,测绳端拉力时,为了减小摩擦力对实验结果的影响,应竖直向上匀速拉动弹簧测力计且在拉动过程中读数。
【小问2详解】
第2次的机械效率为
表格中编号①处的数据为88.9%
【小问3详解】
由表格数据可知,使用同一滑轮组提升不同重物至同高一度时,钩码重力越大,滑轮组的机械效率越高,可得出结论:使用同一滑轮组提升不同重物至同一高度时,提升的物重增加时,滑轮组的机械效率变大。
【小问4详解】
分析表格数据可知,承担物重的绳子段数,由
可知,滑轮组的机械效率与提升的高度无关,故小北的看法正确。
23. 阅读短文回答问题
“鲲龙”两栖飞机
2022年5月10日上午11点,由中国航空工业集团自主研发的中国首款大型水陆两栖飞机——“鲲龙”AG600在珠海金湾机场开展高速滑行试验,这是一款民用灭火和水上救援大飞机,也可以为岛礁补给、海上安全保障、海上执法服务,AG600选装4台国产涡轮发动机,可以在陆基机场和水上起降,水面起降抗浪高度大于2.8m海浪,是世界上最大的水陆两用飞机。当飞机停泊在水上时,宽大船体所产生的浮力,就会使飞机浮在水面上并且不会下沉,但在需要起飞时,螺旋桨发动机产生的拉力,就会拖着它以相当快的速度在水面上滑跑。伴随着速度的不断增加,机翼上产生的升力逐渐增大,从而把飞机从水面上逐渐托起来,成为在空中飞行的航船。
其部分参数如下表。其中:飞机的翼载是指飞机起飞质量与机翼的面积之比。
全长/m
37
翼载/(kg/m2)
500
最大巡航速度/(km/h)
540
最大航程/km
4500
空中滞留/h
12
最大起飞质量/t
53.5
最大载水量/t
12
飞行最低高度/m
300
最多应急救援人数
50
根据上述材料,请回答下列问题:
(1)飞机在空中飞行时向后喷出气体使飞机高速飞行,这说明力的作用是相互的。飞机降落时机翼上的副翼向上翻起是通过增加迎风面积从而______(增大/减小)阻力。
(2)装满货物的AG600飞机起飞时,若AG600以最大载水量起飞,其提升到飞行最低高度时,需要对水做功______J。
(3)为确保飞机正常飞行,该飞机机翼面积至少为______m2。
(4)若“鲲龙”AG600空载时质量为40t,在水面滑行测试中,“鲲龙”AG600蓄一定质量的水,发动机牵引力的实际总功率为2500kW,飞机在水面上以36km/h的速度匀速滑行了1min,滑行过程中所受阻力为总重的0.5倍,则飞机所蓄水的质量为______t。
【答案】(1)增大 (2)3.6×107
(3)107 (4)10
【解析】
【小问1详解】
飞机向后喷气,对气体施加力,气体对飞机向前的反作用力使飞机前进说明力的作用是相互的。副翼向上翻起,能增加迎风面积,从而增大空气阻力,用于减速。
【小问2详解】
由题可知,最大载水量
飞行最低高度,则对水做功
【小问3详解】
由题可知,“翼载”是指飞机起飞质量与机翼面积之比。翼载为 ,最大起飞质量
机翼面积
【小问4详解】
由题可设所装水的质量,所以总质量
速度 ,实际功率
则匀速时牵引力
即阻力
解得
所以
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2025-2026学年九年级上学期第一次学情调研
物理试题
(时间:80分钟 分值:80分) 2025.10
一、单选题(每小题2分共20分)
1. 下面关于功、功率、机械效率说法正确的是( )
A. 用时短的机械做功一定多
B. 功率大的机械做功一定快
C. 机械做功少,功率一定小,机械效率一定低
D. 做有用功多的机械,机械效率一定高
2. 一个人站在电梯里,当电梯匀速上升时,则人的( )
A. 动能增加,势能增加 B. 动能减小,势能增加
C. 动能不变,势能不变 D. 动能不变,势能增加
3. 使用下列简单机械时,一定省力的是( )
A. 铡刀和定滑轮 B. 撬棒和理发剪刀
C. 羊角锤和手推车 D. 瓶盖起子和钓鱼杆
4. 如图甲所示的地面清洁机器人,质量为3kg,机器人在水平地面运动时,所提供推力与速度关系如图乙所示,则该机器人在水平地面上以0.5m/s速度匀速直线运动时,水平推力的功率是( )
A. 180W B. 100W C. 75W D. 60W
5. 如图所示,小宇用动滑轮把重400N的物体匀速提升了3m,作用在绳子自由端的拉力F为250N,方向竖直向上。不计绳重和摩擦,则下列选项正确的是( )
A. 绳子自由端移动的距离为3m B. 动滑轮受到的重力为150N
C. 拉力F做的功为1200J D. 该动滑轮的机械效率为80%
6. 一小水滴在距离地面某高度处由静止开始加速下落(不计空气阻力),则下列描述水滴下落过程中的动能Ek、重力做功W随下落时间t或离地面高度h的关系图像中,可能正确的是( )
A. B.
C. D.
7. 如图,两名运动员,甲比乙高,如果他们举起相同质量的杠铃所用时间相等,则( )
A. 甲做功较多,功率较大 B. 甲做功较多,功率较小
C. 甲做功较多,甲、乙功率相等 D. 甲、乙做功相等,乙的功率较大
8. 如图是探究同一直线上的两个力的合成实验情景,钩码静止时,图甲与图乙中橡皮筋下端到达同一位置,下列说法不正确的是( )
A. 力F的作用效果与力 F₁、F₂的共同作用效果相同
B. 去掉力 F₂后,橡皮筋会缩短
C. 力F的大小等于F₁与F₂的大小之差
D. 滑轮的作用是改变施力的方向
9. 如图所示,作用在杠杆右端的力F将杠杆缓慢地由位置A拉至位置B,若力F的方向始终竖直向上,在这个过程中,力F的大小将( )
A. 不变 B. 变小
C. 变大 D. 先变大后变小
10. 蹦极运动简化后与下列情景相似:如图甲所示,弹性细绳的一端固定在O点,另一端系着一个小球,小球从O点释放后上下往复运动。由于空气阻力作用,最终会停在O点下方的某个位置。已知小球速度v与下落高度h的关系如图乙所示,细绳拉力F与下落高度h的关系如图丙所示。下列描述正确的是( )
A. 弹性细绳原长为1.2m
B. 小球下落的最大高度为1.5m
C. 小球最终停在1.2m的位置
D. 已知小球在下落过程中不计空气阻力,弹性细绳的最大弹性势能为30J
二、填空题(第17题2分其它每空1分共20分)
11. 如图是同学们常用的燕尾夹,当用力按住点打开该夹子口时,可把______点看作支点,阻力的作用点为______点。(均选填“”“”或“”),该燕尾夹是______(选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆。
12. 如图所示,用定滑轮匀速提升重为90N的木箱,拉力大小为100N,绳端向下移动的距离为2m。则木箱上升的高度为______m,木箱的机械能变______,定滑轮的机械效率为______。
13. 如图甲是《天工开物》中记载的一种在农业生产中汲水的装置,称为辘轳,图乙是它的示意图。提水时辘轳可以看作杠杆,其支点在________(A/B/C)点,此时辘轳属于_______(省力/费力/等臂)杠杆。如图丙所示,现代家庭中有的水龙头的开关也应用了同样原理,选用转盘________(①/②)作为水龙头的开关效果更好。
14. 如甲图AOB是光滑轨道,A点的高度为H,B点的高度为h,h小于H,A、B两点水平距离为s,让一个小球由A点静止开始自由滑下,沿轨道AOB到达B点后离开轨道,不计空气阻力。则小球从A点运动到B点时,小球离开B点后的运动轨迹a、b、c、d,最符合题意的是轨迹______(选填“a”或“b”或“c”或“d”)。如图乙所示,若右侧的光滑轨道也足够高,则小球______(选填“能”或“不能”)达到与A等高的位置。如图丙所示,在竖直平面内用轻质细线悬挂一个小球,将小球拉至A点,使细线处于拉直状态,由静止开始释放小球,不计摩擦,小球可在A、B两点间来回摆动。当小球摆到B点时,细线恰好断开,则小球将沿______(选填“BE”“BD”或“BC”)方向运动。
15. 如图所示,用沿斜面向上、大小为400N的力F将重G=600N的货物匀速运到距地面2m高的平台上,斜面长4m。该过程中斜面的机械效率为_______,货物受到的摩擦力f为_____N,判断出使用斜面可以省力的依据是_____。
16. 如图甲所示,用滑轮组将重为90N的物体匀速提起,图乙是拉力F与绳子自由端移动距离s的关系图像,不计绳重和摩擦。则图乙中阴影部分的面积表示的物理量是______(填“总功”“有用功”或“额外功”),该滑轮组的机械效率为______。将物块提升更大的高度,滑轮组的机械效率将______(填“增大”“减小”或“不变”)
17. 在野外活动中,某同学先后用如图甲、乙两种方式扛着同样的包裹前进(手握处至肩膀的距离相同)。如果该同学只用其中一种方式扛较长时间,那么哪种方式会使手臂的肌肉更酸胀?请你利用所学的知识判断并解释原因。
三、解答题(18题4分,19、20题12分,21、22、23题每题8分,共40分)
18.
(1)如图所示,小明用一个滑轮组将重物提升到高处,请在图中画出该滑轮组的绕线。
(2)如图所示,杠杆OA处于静止状态,是力的力臂,请在图中画出力和作用在A端的最小力的示意图。(要留下必要的作图痕迹)
四、计算题(要有公式和计算过程)
19. 某型号汽车发动机的额定功率为5×104W,在水平路面上匀速行驶时受到的阻力是2000N在额定功率下,当汽车匀速行驶时,求:
(1)汽车行驶10min牵引力所做的功。
(2)汽车行驶速度的大小。
20. 如图所示是一种塔式起重机上的滑轮组,将6000N的物体匀速起吊10m时,滑轮组的机械效率是80%,不计绳重和摩擦。求:
(1)绳端的拉力F是多少N?
(2)动滑轮重力是多少N?
21. 如图所示,在探究“杠杆的平衡条件”实验中,小敏选用了下面的器材:杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量均为的钩码若干个。
(1)实验前为了方便测量力臂,应将杠杆调节到水平位置平衡,将杠杆的中点置于支架上,当杠杆静止时,发现杠杆如图甲所示,这时应将平衡螺母向右端调节;杠杆水平平衡后,在实验过程中______(选填“能”或“不能”)再次调节两侧的平衡螺母;
(2)经过实验,获得了如表数据:
实验号
动力
动力臂
阻力
阻力臂
1
0.5
10
1
5
2
2
15
1.5
20
3
1.5
10
3
5
根据实验数据可得出杠杆平衡条件是:______(用公式表示);
(3)用弹簧测力计在a处竖直向下拉,使杠杆在水平位置平衡,当弹簧测力计向右侧慢慢倾斜时(如图丙所示),弹簧测力计的示数将逐渐______(选填“变大”“变小”或“不变”);
(4)请根据杠杆平衡条件思考,要使一个车轮滚上台阶(如图丁所示),应沿着______(填写字母)方向推车轮最省力。
22. 在“测量滑轮组机械效率”的实验中,小北与同学们用同一滑轮组进行了三次实验(如图所示),实验数据记录如下表:
次数
钩码重/N
钩码上升距离/cm
弹簧测力计示数/N
弹簧测力计上升距离/cm
机械效率
1
2
10
0.8
30
83.3%
2
4
10
1.5
30
①
3
6
10
2.2
30
90.9%
(1)实验时应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计,且在______(填“静止”或“拉动过程中”)时读数;
(2)表格中编号①处的数据为______;
(3)分析数据可得结论:使用同一滑轮组提升不同重物至同一高度时,提升的物重增加时,滑轮组的机械效率______(选填“变大、变小”或“不变”);
(4)小北发现绳端移动的距离与钩码上升的高度有固定的倍数关系,于是他认为:钩码重一定时,无论将钩码提升多高,都不影响该滑轮组的机械效率;小红则认为:钩码提升的高度不同,有用功就不同,机械效率就变化了。你认为______的看法是正确的。
23. 阅读短文回答问题
“鲲龙”两栖飞机
2022年5月10日上午11点,由中国航空工业集团自主研发的中国首款大型水陆两栖飞机——“鲲龙”AG600在珠海金湾机场开展高速滑行试验,这是一款民用灭火和水上救援大飞机,也可以为岛礁补给、海上安全保障、海上执法服务,AG600选装4台国产涡轮发动机,可以在陆基机场和水上起降,水面起降抗浪高度大于2.8m海浪,是世界上最大的水陆两用飞机。当飞机停泊在水上时,宽大船体所产生的浮力,就会使飞机浮在水面上并且不会下沉,但在需要起飞时,螺旋桨发动机产生的拉力,就会拖着它以相当快的速度在水面上滑跑。伴随着速度的不断增加,机翼上产生的升力逐渐增大,从而把飞机从水面上逐渐托起来,成为在空中飞行的航船。
其部分参数如下表。其中:飞机的翼载是指飞机起飞质量与机翼的面积之比。
全长/m
37
翼载/(kg/m2)
500
最大巡航速度/(km/h)
540
最大航程/km
4500
空中滞留/h
12
最大起飞质量/t
53.5
最大载水量/t
12
飞行最低高度/m
300
最多应急救援人数
50
根据上述材料,请回答下列问题:
(1)飞机在空中飞行时向后喷出气体使飞机高速飞行,这说明力的作用是相互的。飞机降落时机翼上的副翼向上翻起是通过增加迎风面积从而______(增大/减小)阻力。
(2)装满货物的AG600飞机起飞时,若AG600以最大载水量起飞,其提升到飞行最低高度时,需要对水做功______J。
(3)为确保飞机正常飞行,该飞机机翼面积至少为______m2。
(4)若“鲲龙”AG600空载时质量为40t,在水面滑行测试中,“鲲龙”AG600蓄一定质量的水,发动机牵引力的实际总功率为2500kW,飞机在水面上以36km/h的速度匀速滑行了1min,滑行过程中所受阻力为总重的0.5倍,则飞机所蓄水的质量为______t。
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