内容正文:
2025~2026学年第一学期9月份质量评估
九年级物理学科
(满分:100分;考试时间:100分钟)
一、选择题(每题 2分,共30分)。
1. 高空抛物被称为“悬在城市上方的痛”,这是因为高处的物体具有较大的( )
A. 弹性势能 B. 重力势能 C. 体积 D. 阻力
2. 如图是一个杠杆式简易起吊机,它上面装了一个定滑轮可以改变拉绳的方向,杠杆OBA可绕O点转动,重物通过绳子对杠杆的拉力为阻力.图中能够正确表示动力臂的是( )
A. l1 B. l2 C. l3 D. l4
3. 关于功、功率、机械效率说法正确的是( )
A. 功率越大,做功越快,机械效率越大
B. 做功越少,功率越小,机械效率越小
C. 功率越大,反映做功越快,与机械效率无关
D. 机械效率越大,表明它做的功越多
4. 小雨练习发高远球,羽毛球离拍后的飞行轨迹如图中曲线所示,其中BC段羽毛球加速下落,CD段羽毛球匀速下落。下列有关说法正确的是( )
A. 羽毛球离拍后继续上升过程中球拍在对球做功
B. 羽毛球上升过程中,有部分动能转化成了重力势能
C. 飞行过程中,羽毛球经过最高点B处时,动能最大
D. 羽毛球飞行的整个过程中,机械能总量保持不变
5. 如图所示,轻质杠杆AB可绕O点自由转动,A点处悬挂重物G,在B点施加竖直向上的动力F1,使杠杆在水平位置平衡,若将动力的方向改为沿虚线方向,仍使杠杆在水平位置平衡,则( )
A. 动力臂变小,动力变小 B. 动力臂变小,动力变大
C. 动力臂变大,动力变大 D. 动力臂变大,动力变小
6. 用如图所示的四种机械提起同一重物,不计机械自重和摩擦,最省力的是( )
A. B.
C. D.
7. 班里组织一次比赛活动,大家都登楼20秒,比比谁的功率最大。为此,需要测量一些物理量,下列物理量中必须测量的量是( )
①同学们各人登楼的高度 ②登上每层楼所用的时间
③每个同学的质量或体重 ④同学们各自登上楼梯的长度。
A. ①② B. ②④ C. ①②③ D. ①③
8. 到野外郊游时,小明和爸爸喜欢钓鱼。鱼上钩后,小明感觉鱼在水中时很轻,拉出水面后“变重”,在把鱼逐渐拉出水面的过程中,鱼受到的( )
A. 浮力增大,鱼竿是省力杠杆 B. 重力增大,鱼竿是省力杠杆
C. 浮力减小,鱼竿是费力杠杆 D. 重力减小,鱼竿是费力杠杆
9. 学校运动会上举行“双摇跳绳”比赛,“双摇跳绳”是指每次在双脚跳起后,绳连续绕身体两周的跳绳方法.比赛中,九年级的某同学1 min内跳绳绕过240圈,则他在整个跳绳过程中的功率最接近
A. 100 W B. 500 W
C. 1000 W D. 1500 W
10. 如图所示,光滑斜面AB>AC,沿斜面AB和AC分别将同一重物从它们的底部拉到顶部,所需拉力分别为F1和F2,所做的功分别为W1和W2。则( )
A. F1<F2,W1=W2 B. F1<F2,W1<W2 C. F1>F2,W1>W2 D. F1>F2,W1=W2
11. 一位摄影爱好者采用在同一张底片上多次曝光的方法,拍摄了极限跳伞运动员从悬崖上跳下的过程。从运动员离开悬崖时开始,每隔0.3s曝光一次,得到了一张记录运动员在打开降落伞之前的一段下落情况的照片,如图所示。空气阻力不能忽略,对于运动员从a点到d点的下落过程,下列说法中正确的是( )
A. 运动员下落过程中的动能大小保持不变
B. 运动员所受的重力在ab段所做的功等于在cd段所做的功
C. 运动员下落过程中减少的重力势能全部转化为动能
D. 运动员所受的重力在ab段做功比在cd段做功慢
12. 如图所示,甲、乙两物体沿竖直向上方向做匀速直线运动,不计空气阻力,则 ( )
A. 甲的速度一定大于乙的速度
B. 甲的重力一定大于乙的重力
C. 拉力F甲做的功一定大于拉力F乙做的功
D. 拉力F甲的功率一定大于拉力F乙的功率
13. 如图所示,小华用苹果和桔子来玩翘翘板。她将苹果、桔子分别放在轻杆的左、右两端,放手后,杆马上转动起来。使杆逆时针转动的力是( )
A. 苹果的重力 B. 桔子的重力
C. 杆对桔子的支持力 D. 苹果对杆的压力
14. 如图所示,在粗糙的水平台面上,一轻弹簧左端固定,右端连接一金属滑块,O 点是弹簧保持原长时滑块的位置。开始时用力推滑块压缩弹簧到 A 位置,释放滑块,B 是滑块滑到的最右端,AO>OB,滑块从 A 位置滑到 B 位置过程中(此题中滑块到达某一位置是指滑块中心到达该位置上方):
①速度最快的位置在 AO 之间
②弹簧对物体弹力最大的位置在 A 点
③物体在 O 点的左侧和右侧运动,弹簧对物体的弹力方向相反
④物体最终可能停在 O 点的右侧
以上说法中正确的有 ( )
A. 1 个 B. 2 个 C. 3 个 D. 4 个
15. 一定质量的物体在水平拉力的作用下沿水平面运动,物体运动的图像如图所示。根据图像,下列判断正确的是( )
A. 物体10 s时的速度大于4s时的速度
B. 0~6 s拉力对物体所做的功大于6~12 s拉力对物体所做的功
C. 0~6 s拉力对物体做功的功率小于6~12 s拉力对物体做功的功率
D. 0~6 s物体所受的拉力大于6~12 s物体所受的拉力
二、填空题(每空1分,共35分)。
16. 小明同学用40N的水平推力推着重100N的书箱在水平地面上前进了2m,松开手后,书箱仍向前滑行了lm,整个过程中小明做功_____J,书箱的重力做功____J.
17. 如图所示,斜面高为2m,用沿斜面向上大小为250N的拉力F,将重为600N的木箱由斜面底端以0.6m/s的速度匀速拉动,经过10s到达顶端,则拉力所做的功为___________J,拉力的功率是___________W,物体与斜面间的摩擦力是___________N。斜面的机械效率为___________。
18. 如图所示,用固定在墙上的三角支架ABC放置空调室外机。如果A处螺钉松脱则支架会绕______点倾翻。为了安全,室外机应尽量______(填“靠近”或 “远离”)墙壁。
19. 如图所示,某人用滑轮先后以甲、乙两种不同的方式来匀速提升重物。如果该入的体重为800 N,手臂的最大拉力为1 000 N,滑轮重和摩擦均忽略不计。则以图甲方式最多可提升重为________N的物体,而以图乙方式最多可提升重为________N的物体。
20. “绿色环保,低碳出行”2015年1月18日,绵阳市首批30辆纯电动公交车投入试运行。假定一辆纯电动公交车在水平路面上匀速行驶,其电动机的输出功率为120kW,速度为36km/h,共行驶2h,其电动机做功为______J,公交车的牵引力为________N。
21. 如图所示,是台球比赛中球杆击球后两球相撞的场景,此现象说明力能改变物体的________,台球在桌面上滚动的过程中,球杆对台球________(选择“做功”或“不做功”).
22. 大山同学在中考体育考试中立定跳远跳出了218_____的好成绩(填适当的单位).小芳同学用60N的力投出的实心球在空中画了一条优美的弧线.若实心球重为20N,小芳投出了6.3m的距离,球最高点距地面2.6m,则球在空中飞行的过程中,小芳对球所做的功为_____J.
23. 如图所示,用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置,分别用FA、FB匀速提升重力为GA、GB的A、B两物体,不计绳重和摩擦。若GA>GB,则η甲___________η乙;若GA=GB,则FA___________FB(均选填“>”“<”或“=”)。
24. 如图所示是一种小型千斤顶的示意图,当手往下压动摇臂时,能把重物抬高一段较小的距离,工人在4s时间内用100N的力竖直向下压动摇臂1m,把1000N的重物匀速抬高8cm.则重物上升的速度为_____m/s,人做的功为_____J,千斤顶的效率是_____%.
25. 有一种重力为1N的叫作“高声”的焰火,其特点是不会爆炸,能够持续向下喷射火焰,产生大小为自重5倍的恒定的推力,因其速度快产生啸叫声,所以称为“高声”。这种焰火在运动时,受到的阻力与速度的关系如图所示,则焰火受到的最大阻力___________N,焰火能够达到的最大速度为___________m/s,火药产生的推力对焰火做功的最大功率为___________W(火药的质量不计,g取10N/kg)。
26. 2022年4月16日,在太空工作了6个月的神舟13号飞船完美完成任务,携带着我国3名航天员(翟志刚、王亚平、叶光富)于内蒙古自治区的东风着陆场安全着陆(如图所示)。当神舟13号飞船绕地球飞行时,他所受的力___________(选填“是”或“不是”)平衡力;飞船进入大气层后,到安全着陆前这一过程中,其具有的机械能___________(选填“增加”“不变”或“减小”)。
27. 如图1所示,轻质杠杆可绕O转动,A点悬挂一重为12N的物体M,B点受到电子测力计竖直向上的拉力F,杠杆水平静止,已知OA=AB=BC,则F为 ___________N。保持杠杆水平静止,将F作用点从B移至C,此过程中F方向保持不变,F的力臂记为l,则F的大小变 ___________,F与()的关系图线为图2中的①;将M从A移至B,再重复上述步骤,F与()的关系图线为图2中的 ___________(选填数字序号)。
28. 2021年5月15日,由中国航天科技集团研制的火星探测器天问一号,经历十个月的太空旅行后,携带其着陆巡视器成功着陆火星乌托邦平原:
(1)探测器沿椭圆轨道绕火星运动时,不受大气阻力,只发生动能和势能的相互转化。探测器由近火点向远火点运动时,速度不断减小,在这一过程中,探测器的动能___________,重力势能___________(增大/减小/不变),探测器的机械能___________(守恒/不守恒);
(2)天问一号在火星减速着陆时其惯性___________(变大/变小/不变);在距离火星表面约100m的高度,探测器悬停在空中,此时,探测器受力___________(平衡/不平衡);
(3)天问一号探测器的质量为5吨,火星上重力与质量的比值g火取4N/kg。该探测器从距离火星表面100m高度到着陆的过程中,火星的重力对探测器做功___________J。
三、简答题(6+4+8+7+10共35分)。
29. 按要求作图:
(1)如图甲是常见的一种活塞式抽水机的示意图,在图中画出手柄所受动力F1的力臂l1和阻力F2;
(2)用图乙所示滑轮组提升重物,画出最省力的绕绳方法;
(3)如图丙,画出作用在杠杆A端使杠杆在图示位置平衡的最小动力F1的示意图,并画出该力的力臂。
30. “探究动能大小与哪些因素有关”的实验装置如图①所示:将小车从斜面上某一高度处______释放,运动至水平木板上与木块碰撞。此实验是研究______(选填“碰撞后木块”、“碰撞后小车”或“碰撞前小车”)的动能;小明同学设计图②所示装置探究“物体动能大小与质量的关系”,用质量不同的钢球将同一弹簧压缩相同程度后释放,撞击同一木块,比较木块被撞击的距离;该方法______(选填“可行”或“不可行”),原因是______。
31. 实验小组在探究“杠杆的平衡条件”实验中:
(1)将杠杆的中点支在铁架台上,静止时如图甲所示,此时杠杆处于___________(选填“平衡”或“非平衡”)状态;此时应将平衡螺母向___________(选填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置平衡,是为了消除杠杆自重对实验的影响及便于___________;
(2)调节杠杆水平平衡后,在其左右两端悬挂不同数量的钩码并调整悬挂位置,记录力与力臂的大小,重复多次实验,数据记录如下表:
实验次数
F1/N
L1/cm
F2/N
L2/cm
1
1
10
2
5
2
2
10
1
20
多次实验的目的是___________(选填“减小误差”或“寻找普遍规律”);
(3)如图乙所示,在B点改用弹簧测力计向下拉杠杆,使杠杆仍在水平位置平衡,当弹簧测力计从①位置转动到②位置时,其示数大小将___________(选填“变大”、“变小”或“不变”),原因是___________;
(4)同学正确实验得出结论后,利用重均为0.5N的钩码、容积为100mL的空小桶、刻度尺测量某液体的密度。如图丙所示,将空小桶悬挂在A点,钩码悬挂在B点,杠杆再次在水平位置平衡测得OA为10cm,OB为20cm,则空桶重为___________N;然后往空小桶内注满液体,调节钩码到C点时,杠杆在水平位置重新平衡,测得OC为42cm,则液体的密度为___________kg/m3。
32. 用图甲滑轮组做“探究动滑轮的重对滑轮组机械效率的影响”实验。实验中把不同的磁铁吸附在动滑轮边框上以改变滑轮的重,每次实验都匀速拉动绳端使物体上升10cm。不计绳重,实验数据如下:
次数
G物/N
G动/N
F/N
η/%
1
6.0
0.3
2.2
90.9
2
6.0
1.0
3
6.0
1.9
2.9
69.0
4
6.0
3.2
3.4
58.8
(1)每次实验绳端移动距离为______cm;
(2)第2次实验中拉力F的示数如图乙,读数为______N,第2次实验滑轮组的机械效率为______%,分析数据可知:在物重不变的情况下,动滑轮越重滑轮组的机械效率越______;
(3)实验中若仅增大绳端移动的距离,则滑轮组的机械效率将______;
(4)第1次实验中,由摩擦引起的额外功占总额外功的比例为______%,在物重不变的情况下,动滑轮变重时,由摩擦引起的额外功占总额外功的比例______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
33. 在九年级物理拓展课上,李博同学模拟某建筑工地上塔吊的工作情景,设置了如图所示的滑轮组来提升装修材料,若他用250N的拉力在20s内,将450N的材料提升了10m(不计绳重和摩擦,g取10N/kg)。
(1)求拉力的做的功及其功率;
(2)求提升450N材料时,此滑轮组的机械效率;
(3)若绳子能承受的最大拉力为400N,求此滑轮组能提升的材料的最大重力是多少?
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2025~2026学年第一学期9月份质量评估
九年级物理学科
(满分:100分;考试时间:100分钟)
一、选择题(每题 2分,共30分)。
1. 高空抛物被称为“悬在城市上方的痛”,这是因为高处的物体具有较大的( )
A. 弹性势能 B. 重力势能 C. 体积 D. 阻力
【答案】B
【解析】
【详解】“高空抛物”说明物体在高处时所处的高度很高,根据影响重力势能大小的因素可知,一定质量的物体,高度越高,物体的重力势能越大,在下落过程中将重力势能转化为动能就越多,危害就会越大。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
2. 如图是一个杠杆式简易起吊机,它上面装了一个定滑轮可以改变拉绳的方向,杠杆OBA可绕O点转动,重物通过绳子对杠杆的拉力为阻力.图中能够正确表示动力臂的是( )
A. l1 B. l2 C. l3 D. l4
【答案】B
【解析】
【详解】由图可知,动力为拉动杠杆的力,动力作用在滑轮与杠杆之间的拉绳上,动力臂为支点到动力作用线的距离,故l2为动力臂,故应选B.
3. 关于功、功率、机械效率说法正确的是( )
A. 功率越大,做功越快,机械效率越大
B. 做功越少,功率越小,机械效率越小
C. 功率越大,反映做功越快,与机械效率无关
D. 机械效率越大,表明它做的功越多
【答案】C
【解析】
【详解】功率是单位时间内做的功的多少,是表示做功快慢的物理量,功率大小与做功多少和时间有关;机械效率是有用功与总功的比值.
A、功率大,说明做功快,但不能说明机械效率越大,故A错误;
B、功率大小与做功多少和时间无关,做功少,功率不一定小,机械效率不一定小,故B错误;
C、功率越大,反映做功越快,与机械效率无关,故C正确;
D、机械效率越大,说明有用功与总功的比值大,做功不一定多,故D错误;
故选C.
4. 小雨练习发高远球,羽毛球离拍后的飞行轨迹如图中曲线所示,其中BC段羽毛球加速下落,CD段羽毛球匀速下落。下列有关说法正确的是( )
A. 羽毛球离拍后继续上升过程中球拍在对球做功
B. 羽毛球上升过程中,有部分动能转化成了重力势能
C. 飞行过程中,羽毛球经过最高点B处时,动能最大
D. 羽毛球飞行的整个过程中,机械能总量保持不变
【答案】B
【解析】
【详解】A.羽毛球离拍后继续上升过程中,球拍没有对球施加力,所以球拍对球不做功,故A错误;
B.羽毛球上升过程中,羽毛球的质量不变,速度变小,动能变小,高度变大,重力势能变大,有部分动能转化成了重力势能,故B正确;
C.飞行过程中,羽毛球经过最高点B处时的速度最小,动能最小,故C错误;
D.羽毛球飞行的整个过程中,会克服空气的阻力做功,羽毛球的机械能会减小,故D错误。
故选B。
5. 如图所示,轻质杠杆AB可绕O点自由转动,A点处悬挂重物G,在B点施加竖直向上的动力F1,使杠杆在水平位置平衡,若将动力的方向改为沿虚线方向,仍使杠杆在水平位置平衡,则( )
A. 动力臂变小,动力变小 B. 动力臂变小,动力变大
C. 动力臂变大,动力变大 D. 动力臂变大,动力变小
【答案】B
【解析】
【详解】在A点用细线悬挂一重物,在B点施加一个竖直向上的动力F1时,根据力臂的定义,OB即为动力臂,动力臂最长,因此当动力沿虚线方向拉杠杆时,动力臂将变小,而阻力和阻力臂均不变,由
F1l1=F2l2
可知,动力将变大。
故选B。
6. 用如图所示的四种机械提起同一重物,不计机械自重和摩擦,最省力的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】A.由图可知,动滑轮上的绳子段数n=3,不计机械自重和摩擦,人对绳子的拉力,故A符合题意;
B.由图可知,动滑轮上的绳子段数n=2,不计机械自重和摩擦,人对绳子的拉力,故B不符合题意;
C.由图可知,杠杆的动力臂等于阻力臂,是等臂杠杆,人对绳子的拉力F=G物,故C不符合题意;
D.由图可知,杠杆的动力臂小于阻力臂,所以是费力杠杆,人对绳子的拉力F>G物,故D不符合题意。
故选A。
7. 班里组织一次比赛活动,大家都登楼20秒,比比谁的功率最大。为此,需要测量一些物理量,下列物理量中必须测量的量是( )
①同学们各人登楼的高度 ②登上每层楼所用的时间
③每个同学的质量或体重 ④同学们各自登上楼梯的长度。
A. ①② B. ②④ C. ①②③ D. ①③
【答案】D
【解析】
【详解】登楼是克服自身重力在竖直方向上做功,功率的计算公式为
由于大家登楼都是时间20s已知,所以必须测量的量有:同学们各人登楼的高度、每个同学的质量或体重,①③需要测量,②④不需要测量,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
8. 到野外郊游时,小明和爸爸喜欢钓鱼。鱼上钩后,小明感觉鱼在水中时很轻,拉出水面后“变重”,在把鱼逐渐拉出水面的过程中,鱼受到的( )
A. 浮力增大,鱼竿是省力杠杆 B. 重力增大,鱼竿是省力杠杆
C. 浮力减小,鱼竿是费力杠杆 D. 重力减小,鱼竿是费力杠杆
【答案】C
【解析】
【详解】把鱼逐渐拉出水面的过程中,鱼排开水的体积逐渐减小,根据可知,鱼受到的浮力逐渐减小,而鱼的重力是不变的,钓鱼线对鱼的拉力等于鱼受到的重力和浮力之差,所以钓鱼线对鱼的拉力变大;鱼对钓鱼线的拉力和钓鱼线对鱼的拉力是一对相互作用力,所以鱼对钓鱼线的拉力也变大;钓鱼杆可看作杠杆,根据杠杆平衡条件可知,当阻力臂和动力臂一定时,阻力越大,则动力越大,所以鱼被拉出水面后会感觉到鱼“变重”;钓鱼竿在使用时,动力臂小于阻力臂,所以是一种费力杠杆,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
9. 学校运动会上举行“双摇跳绳”比赛,“双摇跳绳”是指每次在双脚跳起后,绳连续绕身体两周的跳绳方法.比赛中,九年级的某同学1 min内跳绳绕过240圈,则他在整个跳绳过程中的功率最接近
A. 100 W B. 500 W
C. 1000 W D. 1500 W
【答案】A
【解析】
【分析】本题考查功率的相关知识,解决本题的关键是掌握功率的计算公式;
首先估计出学生的质量,从而求出重力,再估计出腾空高度,根据计算出跳一次重力做的功;
根据摇绳的次数和时间,结合求出功率的大小.
【详解】中学生的质量约50kg,其重力为;
跳跃过程中腾空高度约;
因此一次做功;
因为“双摇跳绳”是指每次在双脚跳起后,绳连续绕身体两周的跳绳方法,所以1min内摇轻绳240圈,人起跳;
在1min内一共做功:,
则功率.
故选A.
10. 如图所示,光滑斜面AB>AC,沿斜面AB和AC分别将同一重物从它们的底部拉到顶部,所需拉力分别为F1和F2,所做的功分别为W1和W2。则( )
A. F1<F2,W1=W2 B. F1<F2,W1<W2 C. F1>F2,W1>W2 D. F1>F2,W1=W2
【答案】A
【解析】
【详解】根据功的原理可知:斜面越长越省力,斜面AB>AC,所以使用斜面AB更省力,即F1<F2;同一重物的重力不变,高度相等,由W=Gh得到克服重力做的功相等,斜面光滑说明摩擦力为0,由功的原理可知
Fs=Gh
所以拉力做的功相等,即W1=W2。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
11. 一位摄影爱好者采用在同一张底片上多次曝光的方法,拍摄了极限跳伞运动员从悬崖上跳下的过程。从运动员离开悬崖时开始,每隔0.3s曝光一次,得到了一张记录运动员在打开降落伞之前的一段下落情况的照片,如图所示。空气阻力不能忽略,对于运动员从a点到d点的下落过程,下列说法中正确的是( )
A. 运动员下落过程中的动能大小保持不变
B. 运动员所受的重力在ab段所做的功等于在cd段所做的功
C. 运动员下落过程中减少的重力势能全部转化为动能
D. 运动员所受的重力在ab段做功比在cd段做功慢
【答案】D
【解析】
【详解】A.动能的大小与质量和速度有关,由图知,运动员下落过程中在相同时间内通过的距离不同,因此他的速度大小是变化的,动能是变化的,故A错误;
B.由图知,运动员在ab段与cd段通过的距离不同,且运动员的重力不变,由公式W=Gh可知,其所受的重力在ab段所做的功不等于在cd段所做的功,故B错误;
C.由于运动员的高度不断减小,所以其重力势能不断减小,不忽略空气阻力,根据能量守恒定律可知,运动员下落过程中减少的重力势能转化为动能和内能,机械能减小,故C错误;
D.由图知,运动员在ab段比在cd段通过的距离短,由W=Gh可知相同时间内ab段重力做功少,即重力在ab段做功比在cd段做功慢,故D正确。
故选D。
12. 如图所示,甲、乙两物体沿竖直向上方向做匀速直线运动,不计空气阻力,则 ( )
A. 甲的速度一定大于乙的速度
B. 甲的重力一定大于乙的重力
C. 拉力F甲做的功一定大于拉力F乙做的功
D. 拉力F甲的功率一定大于拉力F乙的功率
【答案】B
【解析】
【详解】试题分析:甲、乙受力情况相同,都受重力和拉力作用,二者都做匀速直线运动,受的力为平衡力,所以
,,,B对;速度大小与拉力无关,A错;根据,不知道二者通过的距离,无法比较拉力所做的功,根据,不知道物体的运动时间或速度,也无法比较功率,C、D错.
考点:力和运动 功
13. 如图所示,小华用苹果和桔子来玩翘翘板。她将苹果、桔子分别放在轻杆的左、右两端,放手后,杆马上转动起来。使杆逆时针转动的力是( )
A. 苹果的重力 B. 桔子的重力
C. 杆对桔子的支持力 D. 苹果对杆的压力
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】根据力可以改变物体运动状态解析,使杠杆转动该力一定作用在杠杆上。A苹果重力作用在苹果上,B桔子重力作用在桔子上,C中杆对桔子作用力作用在桔子上,ABC都不是作用在杆上,因此错误。只有最后一项,苹果对杆的压力作用在杆上,D对。
故选D。
14. 如图所示,在粗糙的水平台面上,一轻弹簧左端固定,右端连接一金属滑块,O 点是弹簧保持原长时滑块的位置。开始时用力推滑块压缩弹簧到 A 位置,释放滑块,B 是滑块滑到的最右端,AO>OB,滑块从 A 位置滑到 B 位置过程中(此题中滑块到达某一位置是指滑块中心到达该位置上方):
①速度最快的位置在 AO 之间
②弹簧对物体弹力最大的位置在 A 点
③物体在 O 点的左侧和右侧运动,弹簧对物体的弹力方向相反
④物体最终可能停在 O 点的右侧
以上说法中正确的有 ( )
A. 1 个 B. 2 个 C. 3 个 D. 4 个
【答案】D
【解析】
【详解】①③金属滑块从A运动到O的过程中,因弹簧处于压缩状态而对滑块有水平向右的弹力,开始时,弹力大于摩擦力,则滑块做加速运动;当弹力等于摩擦力时,速度最大;继续运动到O的过程中,弹力小于摩擦力,滑块做减速运动;滑块从O运动到B的过程中,因弹簧处于伸长状态而对滑块有水平向左的弹力,则滑块的速度不断减小;所以速度最大点在AO之间,故①③正确;
②O 点是弹簧保持原长时滑块的位置,已知AO>OB,故弹簧在A点的形变量最大,故弹簧对物体弹力最大的位置在 A 点,故②正确;
④金属滑块运动到B点,速度为零,停止运动,但是由于弹簧要恢复原来的形状,受到水平向左的弹力作用,所以金属滑块可能不会保持静止,有可能向左运动,直到在水平方向上受到的弹力和摩擦力相等,故物体最终可能停在 O 点的右侧,故④正确。
故选D。
15. 一定质量的物体在水平拉力的作用下沿水平面运动,物体运动的图像如图所示。根据图像,下列判断正确的是( )
A. 物体10 s时的速度大于4s时的速度
B. 0~6 s拉力对物体所做的功大于6~12 s拉力对物体所做的功
C. 0~6 s拉力对物体做功的功率小于6~12 s拉力对物体做功的功率
D. 0~6 s物体所受的拉力大于6~12 s物体所受的拉力
【答案】B
【解析】
【详解】A.从图像上看,0~6s和6s~12s物体以不同的速度做匀速直线运动,而0~6s过程中通过的路程是3m,6~12s的过程中通过路程为1m,因为相同时间内通过的路程越多,速度越大,因此0~6s的速度大于6~12s的速度,即4s时的速度大于10s时的速度,故A错误;
BD.0~6s和6s~12s物体以不同的速度做匀速直线运动,拉力等于阻力,0~6s物体所受的拉力等于6~12s物体所受的拉力,0~6s过程中通过的距离为3m;6~12s的过程中通过的距离为1m,由W=Fs可知,0~6s拉力做的功大于6s~12s拉力做的功,故B正确,D错误;
C.由于速度发生了改变,根据P=Fv可知,由0~6s的速度大于6~12s的速度,0~6s拉力对物体做功的功率大于6~12s拉力对物体做功的功率,故C错误。
故选B。
二、填空题(每空1分,共35分)。
16. 小明同学用40N的水平推力推着重100N的书箱在水平地面上前进了2m,松开手后,书箱仍向前滑行了lm,整个过程中小明做功_____J,书箱的重力做功____J.
【答案】 ①. 80 ②. 0
【解析】
【详解】小明同学用40N的水平推力推着重100N的书箱在水平地面上前进了2m,推力对箱子做的功:
W1=Fs1=40N×2m=80J;
松开手后,书箱仍向前滑行了lm,书箱由于惯性滑行,则小刚没有做功,即W2=0J;整个过程中小明对书箱一共做的功:
W=W1+W2=80J+0J=80J;
书箱在水平面上运动,虽然受重力,也有距离,但在重力的方向上没有移动距离,所以重力没做功,为0J.
17. 如图所示,斜面高为2m,用沿斜面向上大小为250N的拉力F,将重为600N的木箱由斜面底端以0.6m/s的速度匀速拉动,经过10s到达顶端,则拉力所做的功为___________J,拉力的功率是___________W,物体与斜面间的摩擦力是___________N。斜面的机械效率为___________。
【答案】 ①. 1500 ②. 150 ③. 50 ④. 80%
【解析】
【详解】[1]木箱被拉到顶端移动的距离
拉力所做的总功为
[2]拉力的功率为
[3][4]拉力克服物体重力所做的有用功为
克服摩擦力所做的额外功为
摩擦力大小为
斜面的机械效率为
18. 如图所示,用固定在墙上的三角支架ABC放置空调室外机。如果A处螺钉松脱则支架会绕______点倾翻。为了安全,室外机应尽量______(填“靠近”或 “远离”)墙壁。
【答案】 ①. C ②. 靠近
【解析】
【详解】[1]由图可知,三角支架ABC相当于一个变形的杠杆,如果A处螺钉松脱,则支架会绕C点倾翻。
[2]为了安全,室外机的位置应尽量靠近墙壁,以减小阻力臂,从而减小A处的拉力。
19. 如图所示,某人用滑轮先后以甲、乙两种不同的方式来匀速提升重物。如果该入的体重为800 N,手臂的最大拉力为1 000 N,滑轮重和摩擦均忽略不计。则以图甲方式最多可提升重为________N的物体,而以图乙方式最多可提升重为________N的物体。
【答案】 ①. 800 ②. 2000
【解析】
【详解】[1]由题意可知,人的体重为800N,所以人能施加的最大拉力F=800N,又因为滑轮重和摩擦均忽略不计,甲图方式使用的是定滑轮,所以F拉=G,即以图甲方式最多可提升重为G甲=800N的物体。
[2] 由题意可知,手臂所能发挥的最大拉力F′=1000N,又因为滑轮重和摩擦均忽略不计,所以使用动滑轮,即以图乙方式最多可提升物体的重力为
G乙=2F′=2×1000N=2000N
20. “绿色环保,低碳出行”2015年1月18日,绵阳市首批30辆纯电动公交车投入试运行。假定一辆纯电动公交车在水平路面上匀速行驶,其电动机的输出功率为120kW,速度为36km/h,共行驶2h,其电动机做功为______J,公交车的牵引力为________N。
【答案】 ①. 8.64×108 ②. 1.2×104
【解析】
【详解】[1]电动机做的功
W=Pt=120000W×2×3600s=8.64×108J
[2]速度
v=36km/h=10m/s
由P==Fv 得,牵引力为
F==12000N
21. 如图所示,是台球比赛中球杆击球后两球相撞的场景,此现象说明力能改变物体的________,台球在桌面上滚动的过程中,球杆对台球________(选择“做功”或“不做功”).
【答案】 ①. 运动状态 ②. 不做功
【解析】
【详解】力的作用效果是:一是可以改变物体的运动状态,二是可以使物体发生形变.由图中的场景说明力能改变物体的运动状态.做功的两个必要因素是有力作用在物体上,且物体在力的方向上移动一段距离.台球在桌面上滚动的过程中,球杆对台球没有力的作用,故不做功.
22. 大山同学在中考体育考试中立定跳远跳出了218_____的好成绩(填适当的单位).小芳同学用60N的力投出的实心球在空中画了一条优美的弧线.若实心球重为20N,小芳投出了6.3m的距离,球最高点距地面2.6m,则球在空中飞行的过程中,小芳对球所做的功为_____J.
【答案】 ①. cm ②. 0
【解析】
【详解】试题分析:学生立定跳远的成绩一般在2m以上,即200cm以上;故填218cm符合实际;功包含两个必要因素:作用在物体上的力和力的方向上通过的距离;而球在空中飞行的过程中,不再受小芳的力,故小芳对球所做的功为0.
【考点定位】功的计算
23. 如图所示,用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置,分别用FA、FB匀速提升重力为GA、GB的A、B两物体,不计绳重和摩擦。若GA>GB,则η甲___________η乙;若GA=GB,则FA___________FB(均选填“>”“<”或“=”)。
【答案】 ①. > ②. >
【解析】
【详解】[1]不计绳重和摩擦,克服物体重力做的功为有用功,克服物体重力和动滑轮重力做的功为总功,则滑轮组的机械效率为
因物体的重力G越大,越小,越大,且动滑轮的重力相等,所以当GA>GB,则η甲>η乙。
[2]由图可知,承担重物的绳子股数n甲=2,n乙=3,由于滑轮重力相等,GA=GB,根据可得, FA>FB。
24. 如图所示是一种小型千斤顶的示意图,当手往下压动摇臂时,能把重物抬高一段较小的距离,工人在4s时间内用100N的力竖直向下压动摇臂1m,把1000N的重物匀速抬高8cm.则重物上升的速度为_____m/s,人做的功为_____J,千斤顶的效率是_____%.
【答案】 ①. 0.02 ②. 100 ③. 80
【解析】
【分析】1)由速度公式计算重物上升速度;
(2)根据公式 可求有用功,根据公式可求总功,有用功与总功的比值就是千斤顶的机械效率.
【详解】(1)由题知,4s时间内重物被匀速抬高h=8cm,
所以重物上升的速度:;
(2)所做的有用功: ,
人做的功是总功: ,
所以千斤顶的机械效率:.
故答案为(1). 0.02 (2). 100 (3). 80.
25. 有一种重力为1N的叫作“高声”的焰火,其特点是不会爆炸,能够持续向下喷射火焰,产生大小为自重5倍的恒定的推力,因其速度快产生啸叫声,所以称为“高声”。这种焰火在运动时,受到的阻力与速度的关系如图所示,则焰火受到的最大阻力___________N,焰火能够达到的最大速度为___________m/s,火药产生的推力对焰火做功的最大功率为___________W(火药的质量不计,g取10N/kg)。
【答案】 ①. 4 ②. 10 ③. 50
【解析】
【详解】[1]焰火的重力,恒定的推力
当焰火上升时,焰火受到竖直向下的重力和阻力、竖直向上的推力,所以最大阻力
[2][3]由图可知,当阻力最大为时,焰火能够达到的最大速度是,火药产生的推力对焰火做功的最大功率
26. 2022年4月16日,在太空工作了6个月的神舟13号飞船完美完成任务,携带着我国3名航天员(翟志刚、王亚平、叶光富)于内蒙古自治区的东风着陆场安全着陆(如图所示)。当神舟13号飞船绕地球飞行时,他所受的力___________(选填“是”或“不是”)平衡力;飞船进入大气层后,到安全着陆前这一过程中,其具有的机械能___________(选填“增加”“不变”或“减小”)。
【答案】 ①. 不是 ②. 减小
【解析】
【详解】[1]当神舟13号飞船绕地球飞行时,其运动方向时刻在改变,运动状态发生变化,故他所受的力不是平衡力。
[2]飞船进入大气层后,到安全着陆前这一过程中,要克服空气阻力做功,一部分机械能转化为内能,故其具有的机械能减小。
27. 如图1所示,轻质杠杆可绕O转动,A点悬挂一重为12N的物体M,B点受到电子测力计竖直向上的拉力F,杠杆水平静止,已知OA=AB=BC,则F为 ___________N。保持杠杆水平静止,将F作用点从B移至C,此过程中F方向保持不变,F的力臂记为l,则F的大小变 ___________,F与()的关系图线为图2中的①;将M从A移至B,再重复上述步骤,F与()的关系图线为图2中的 ___________(选填数字序号)。
【答案】 ①. 6 ②. 小 ③. ②
【解析】
【详解】[1]由图1可知,O为杠杆的支点,B点拉力F的力臂
A点作用力的力臂为OA,由杠杆平衡条件可得:F×OB=G×OA,
解得
[2]由题意可知,保持杠杆水平静止,将F作用点从B移至C,此过程中F方向保持不变,根据杠杆平衡条件可得F×l=G×OA,
解得
……Ⅰ
由题意可知,此过程中物体M的重力G和力臂OA不变,拉力F的力臂l变大,则拉力F变小。
[3]将M从A移至B,由杠杆平衡条件可得F×l=G×OB,解得
……Ⅱ
由数学知识可知,Ⅰ、Ⅱ两式中拉力F与的关系图线均为正比例函数,由图1可知,OB>OA,则Ⅱ式的斜率大于Ⅰ式的斜率,因此将M从A移至B,F与的关系图线为过原点且斜率比图线①大的图线②。
28. 2021年5月15日,由中国航天科技集团研制的火星探测器天问一号,经历十个月的太空旅行后,携带其着陆巡视器成功着陆火星乌托邦平原:
(1)探测器沿椭圆轨道绕火星运动时,不受大气阻力,只发生动能和势能的相互转化。探测器由近火点向远火点运动时,速度不断减小,在这一过程中,探测器的动能___________,重力势能___________(增大/减小/不变),探测器的机械能___________(守恒/不守恒);
(2)天问一号在火星减速着陆时其惯性___________(变大/变小/不变);在距离火星表面约100m的高度,探测器悬停在空中,此时,探测器受力___________(平衡/不平衡);
(3)天问一号探测器的质量为5吨,火星上重力与质量的比值g火取4N/kg。该探测器从距离火星表面100m高度到着陆的过程中,火星的重力对探测器做功___________J。
【答案】(1) ①. 减小 ②. 增大 ③. 守恒
(2) ①. 不变 ②. 平衡
(3)2×106
【解析】
【小问1详解】
[1]探测器由近火点向远火点运动时,质量不变,速度不断减小,动能减小。
[2]探测器由近火点向远火点运动时,质量不变,高度增大,重力势能增大。
[3]探测器沿椭圆轨道绕火星运动时,不受大气阻力,只发生动能和势能的相互转化,所以探测器的机械能守恒。
【小问2详解】
[1]惯性的唯一衡量标准是质量,因此天问一号减速着陆的过程中,位置发生了变化,但其质量不 变,所以其惯性不变。
[2]在距离火星表面约的高度,探测器悬停在空中,处于平衡状态,受力平衡。
【小问3详解】
火星的重力对探测器做的功
三、简答题(6+4+8+7+10共35分)。
29. 按要求作图:
(1)如图甲是常见的一种活塞式抽水机的示意图,在图中画出手柄所受动力F1的力臂l1和阻力F2;
(2)用图乙所示滑轮组提升重物,画出最省力的绕绳方法;
(3)如图丙,画出作用在杠杆A端使杠杆在图示位置平衡的最小动力F1的示意图,并画出该力的力臂。
【答案】(1) (2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
由力臂的定义可知,力臂是支点到力的作用线的垂线段,过支点O作垂直于动力作用线的垂线段,即为动力F1对应的力臂l1,过B点作竖直向下的力,即阻力F2,如图所示:
【小问2详解】
对于由一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组,最省力的绕绳方法是绳子先系在动滑轮的挂钩上,然后依次绕过定滑轮、动滑轮。这样绕线,承担物重的绳子段数最多,为3段,最省力,如图所示:
【小问3详解】
根据杠杆平衡的条件可知,在阻力和阻力臂不变时,动力臂越长越省力;由图示可知,以OA为动力臂时,动力臂最长,此时最省力;连接OA,即动力臂;从A点作OA的垂线,为使杠杆平衡,力的方向应垂直于OA向上,画出动力,如图所示:
30. “探究动能大小与哪些因素有关”的实验装置如图①所示:将小车从斜面上某一高度处______释放,运动至水平木板上与木块碰撞。此实验是研究______(选填“碰撞后木块”、“碰撞后小车”或“碰撞前小车”)的动能;小明同学设计图②所示装置探究“物体动能大小与质量的关系”,用质量不同的钢球将同一弹簧压缩相同程度后释放,撞击同一木块,比较木块被撞击的距离;该方法______(选填“可行”或“不可行”),原因是______。
【答案】 ①. 静止 ②. 碰撞前小车 ③. 不可行 ④. 没有控制钢球的速度相同
【解析】
【详解】[1]为保证相同高度处到达水平面时的速度相同,应将小车从斜面上某一高度处静止释放。
[2]本实验通过木块被撞后移动的距离反映小车动能的大小,探究的是小车碰撞前的动能。
[3] [4]探究物体动能大小与质量的关系,应该控制物体的速度相同,改变物体的质量进行实验。图中,用质量不同的钢球将同一弹簧压缩相同程度由静止释放,由于是同一个弹簧,压缩程度相同,弹簧的弹性势能相同,释放后,弹簧的弹性势能转化成钢球的动能,则钢球的动能相同,由于钢球的动能相同,钢球的质量不同,则钢球的速度不同,所以该方法不可行,因为没有控制钢球的速度相同。
31. 实验小组在探究“杠杆的平衡条件”实验中:
(1)将杠杆的中点支在铁架台上,静止时如图甲所示,此时杠杆处于___________(选填“平衡”或“非平衡”)状态;此时应将平衡螺母向___________(选填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置平衡,是为了消除杠杆自重对实验的影响及便于___________;
(2)调节杠杆水平平衡后,在其左右两端悬挂不同数量的钩码并调整悬挂位置,记录力与力臂的大小,重复多次实验,数据记录如下表:
实验次数
F1/N
L1/cm
F2/N
L2/cm
1
1
10
2
5
2
2
10
1
20
多次实验的目的是___________(选填“减小误差”或“寻找普遍规律”);
(3)如图乙所示,在B点改用弹簧测力计向下拉杠杆,使杠杆仍在水平位置平衡,当弹簧测力计从①位置转动到②位置时,其示数大小将___________(选填“变大”、“变小”或“不变”),原因是___________;
(4)同学正确实验得出结论后,利用重均为0.5N的钩码、容积为100mL的空小桶、刻度尺测量某液体的密度。如图丙所示,将空小桶悬挂在A点,钩码悬挂在B点,杠杆再次在水平位置平衡测得OA为10cm,OB为20cm,则空桶重为___________N;然后往空小桶内注满液体,调节钩码到C点时,杠杆在水平位置重新平衡,测得OC为42cm,则液体的密度为___________kg/m3。
【答案】(1) ①. 平衡 ②. 右 ③. 测量力臂
(2)寻找普遍规律 (3) ①. 变大 ②. 阻力、阻力臂不变,动力臂变小
(4) ①. 1 ②.
【解析】
【小问1详解】
[1][2][3]如图甲所示,杠杆静止,静止是平衡状态;杠杆右端较高,要使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向右调节;使杠杆在水平位置平衡是为了消除杠杆自重对实验的影响及便于测量力臂。
【小问2详解】
本实验多次实验是为了避免偶然性,使结论具有普遍性。
【小问3详解】
[1][2]如图乙所示,在B点改用弹簧测力计向下拉杠杆,使杠杆仍在水平位置平衡,当弹簧测力计从①位置转动到②位置时,拉力对应的动力臂变小,根据杠杆的平衡条件,左边的阻力和阻力臂都不变,则弹簧测力计的示数变大。
【小问4详解】
[1]依题意,根据杠杆的平衡条件,有,即
解得空桶的重力。
[2]依题意,,即
解得液体的重力,由可得液体的密度为
32. 用图甲滑轮组做“探究动滑轮的重对滑轮组机械效率的影响”实验。实验中把不同的磁铁吸附在动滑轮边框上以改变滑轮的重,每次实验都匀速拉动绳端使物体上升10cm。不计绳重,实验数据如下:
次数
G物/N
G动/N
F/N
η/%
1
6.0
0.3
2.2
90.9
2
6.0
1.0
3
6.0
1.9
2.9
69.0
4
6.0
3.2
3.4
58.8
(1)每次实验绳端移动距离为______cm;
(2)第2次实验中拉力F的示数如图乙,读数为______N,第2次实验滑轮组的机械效率为______%,分析数据可知:在物重不变的情况下,动滑轮越重滑轮组的机械效率越______;
(3)实验中若仅增大绳端移动的距离,则滑轮组的机械效率将______;
(4)第1次实验中,由摩擦引起的额外功占总额外功的比例为______%,在物重不变的情况下,动滑轮变重时,由摩擦引起的额外功占总额外功的比例______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】(1)30 (2) ①. 2.5 ②. 80 ③. 低
(3)不变 (4) ①. 50 ②. 变小
【解析】
【小问1详解】
由图可知,动滑轮上绳子段数,则每次实验绳端移动距离为
【小问2详解】
[1]如图乙,弹簧测力计分度值为0.1N,示数为2.5N。
[2]第2次实验滑轮组的机械效率为
[3]由表可知,在物重不变的情况下,动滑轮越重,滑轮组的机械效率越低。
【小问3详解】
滑轮组的机械效率为
由该式可知,滑轮组的机械效率与绳端移动的距离无关,所以实验中若仅增大绳端移动的距离,则滑轮组的机械效率将不变。
【小问4详解】
[1]第1次实验中,额外功为
克服动滑轮重做的额外功为
则由摩擦引起的额外功为
则由摩擦引起的额外功占总额外功的比例为
[2]在物重不变的情况下,动滑轮变重时,克服动滑轮重做的额外功变多,则由摩擦引起的额外功占总额外功的比例变小。
33. 在九年级物理拓展课上,李博同学模拟某建筑工地上塔吊的工作情景,设置了如图所示的滑轮组来提升装修材料,若他用250N的拉力在20s内,将450N的材料提升了10m(不计绳重和摩擦,g取10N/kg)。
(1)求拉力的做的功及其功率;
(2)求提升450N材料时,此滑轮组的机械效率;
(3)若绳子能承受的最大拉力为400N,求此滑轮组能提升的材料的最大重力是多少?
【答案】(1)7500J,375W;(2)60%;(3)900N
【解析】
【详解】解:(1)由图可知,绳子的有效段数n=3,绳子自由端移动的距离
则拉力的做的功
W总=Fs=250N×30m=7500J
拉力的功率
(2)有用功
W有=Gh=450N×10m=4500J
此滑轮组的机械效率
(3)因不计绳重和摩擦,则有
代入数据得
解得G动=300N,若绳子能承受的最大拉力为400N,即,则有
代入数据得
解得。
答:(1)拉力的做的功为7500J,功率为375W;
(2)提升450N材料时,此滑轮组的机械效率为60%;
(3)若绳子能承受的最大拉力为400N,此滑轮组能提升的材料的最大重力是900N。
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