江苏省无锡市侨谊实验中学2023-2024学年九年级上学期10月月考物理试卷(含解析)

2023-2024学年第一学期自主练习 九年级物理 一、选择题（每题2分，共24分） 1. 杠杆是一种常见的简单机械，在日常生活中有着广泛的应用。下列杠杆在正常使用时能够省力的是（ ） A 船桨 B. 托盘天平 C. 筷子 D. 撬棍 2. 为将一物块送到高处，小杰用木板和滑轮搭建了如图所示的装置，用力F拉动绳端，物块沿斜面匀速向上运动，该过程中（　　） A. 物块所受摩擦力小于拉力 B. 使用滑轮是为了更加省力 C. 物块的动能转化为重力势能 D. 物块受到的支持力做额外功 3. 夹子是我们生活中经常使用的物品，图中给出了夹住物品和用手捏开时的两种情况．下列说法中正确的是 A. 用手将其捏开时．它是省距离的 B. 用其夹住物品时，它是费力的 C. 无论将其捏开还是夹住物品时．它都是省力的 D. 无论将其捏开还是夹住物品时，它都是费力的 4. 下列说法中正确的是（　　） A. 用力推一辆汽车，汽车静止不动，推力在这个过程中对汽车做了功 B. 提着水桶在水平路面上向前移动一段路程，手的拉力对水桶做了功 C. 抛出手的铅球在空中向前运动的过程中，推力对它做了功 D. 用手从地面提起水桶，手的拉力对水桶做了功 5. 甲、乙两辆功率相同的汽车，在相同时间内，甲汽车前进了100m，乙汽车前进了150m，则下列说法中正确的是（　　） A. 甲做的功比乙少，甲的牵引力大 B. 甲做的功比乙少，乙的牵引力大 C. 甲、乙做的功一样多，乙的牵引力大 D. 甲、乙做的功一样多，甲的牵引力大 6. 如图所示，旅游景区的索道缆车载着游客匀速上山，它具有的（　　） A. 动能不变，机械能增加 B. 动能不变，机械能减少 C. 动能增加，重力势能增加 D. 动能减少，重力势能增加 7. 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 8. 在体育课上，甲乙两同学进行爬竿比赛，甲从某一位置匀速爬到竿顶用时9s，乙从同一位置匀速爬到竿顶用时10s，若甲乙两人体重之比是4∶5，则他们爬竿的功率之比是P甲∶P乙是（　　） A 4∶3 B. 3∶2 C. 4∶9 D. 8∶9 9. 如图所示，小伟在玩蹦蹦杆，蹦蹦杆中的弹簧向上弹起的过程中，小伟的重力势能、弹簧的弹性势能的变化是 A. 重力势能减小，弹性势能增大 B. 重力势能增大，弹性势能减小 C. 重力势能减小，弹性势能减小 D. 重力势能增大，弹性势能增大 10. 如图所示是荡秋千的简化模型，摆球从A点由静止释放，到达D点后返回，B、C两点等高，下列说法正确的是（　　） A. 球在B、C两点的动能相等 B. 球在A、D两点的机械能相等 C. 球从B点到O点的过程中机械能减少 D. 球从O点到C点的过程中重力势能减少 11. 有关蜡烛跷跷板的小制作，下列说法正确的是（　　） A. 选用越粗的蜡烛效果越好 B. 转轴位置离蜡烛重心越远越好 C. 为防止蜡烛摆动过大而翻转，可使转轴位置处于蜡烛重心上方 D. 为防止蜡烛摆动过大而翻转，可将蜡烛两端的下侧面削去一些 12. 工地上，工人用滑轮组吊起一堆质量为500kg的砖块（如图所示），若将砖块匀速拉升20m，拉力F的功率为2500W，滑轮组的机械效率为80%，不计绳重和摩擦，则（　　）（g=10N/kg） A. 拉力所做的功为106J B. 拉力所做的有用功为103J C. 物体上升的速度为0.4m/s D. 若重新吊起300kg的物体，其机械效率变大 二、填空题（每空1分，共32分） 13. 图甲是一个汽车引擎盖，被抬起的过程可近似看成一个能绕B点转动的均匀直杠杆AB（如图乙）；若引擎盖重G=200N，其重心在中点C处，不计摩擦，刚刚抬起时，作用在A点竖直向上的力F=___________N，使用杠杆___________（选填“能”或“不能”）省功。 14. 在生产生活中，人们常用的简单机械除了杠杆、滑轮，还有轮轴和斜面。如图所示，手柄______（选填“粗”或“细”）一些的螺丝刀用起来更省力；螺纹______（选填“密”或“稀”）一些的螺丝钉拧起来更省力。 15. 独轮车相当于一个__________杠杆（选填“省力”或“费力”）；如果他作用于车把上的动力F始终与车把垂直，则在慢慢抬起的过程中，动力F大小将__________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 16. 如图所示，物体A以2厘米/秒的速度，在水平地面上做匀速直线运动，此时弹簧测力计的示数为3牛，水平拉力F=___________牛，物体A受到的摩擦力f=___________牛，2秒内拉力F走过的距离___________米。（不计轮、绳重、摩擦） 17. 如图所示，小明分别用甲滑轮、乙滑轮把重力相同的物体匀速提升到相同的高度，则使用 ________滑轮可以省力，使用 ________滑轮能改变力的方向，使用 ________滑轮的机械效率更高（选填“甲”或“乙”）。 18. 如图所示，用水平力F拉着重为200N的物体，在水平地面上匀速移动了10m，物体所受地面的摩擦力为30N，则拉力F为______ N，重力做的功为______J。 19. 图示为手摇升降晾衣架，转动手摇器能使横杆上升或下降，安装在天花板上盒内的简单机械应是___________（动滑轮/定滑轮）；将挂在晾衣架上重为20N的衣服升高1.5m，至少对衣服做___________J的功；衣服挂的位置从6孔移到10孔，右侧钢丝绳中的拉力会___________（变大/变小/不变）。 20. 建高楼时首先要打好地基，原来相同高度的相同地桩，经打击后某一瞬间时三个地桩所处的位置如图所示，如果A、B两锤的质量相同，则刚开始下落时，_____锤的高度要高一些，如果B、C两锤刚下落时的高度相同，则_____锤的质量要小一些，打桩时，B锤把地打得最深，则B锤具有的重力势能_____（选填“一定”或“不一定”）大． 21. 如图所示，小明在跑步机上锻炼身体，设他在跑步机上以5m/s的速度匀速跑动30min，跑动的总动力为40N，他在这段时间内相当于跑了_________m路程，他在这段时间内做的功是_________J，他做功的功率是_________W。 22. 如图所示，小球从斜面上由静止滚下，最后停在粗糙水平面上的B点处。小球滚下过程中______能转化为动能。从A点到B点的运动过程中，小球的速度______（填“变大”“变小”或“不变”），原因是小球受到粗糙水平面对它的______力。 23. 《天工开物》 中写道“凡弓弦取食柘叶蚕茧”，是指用多股蚕丝做弓弦，拉弦把箭射出去，是把弦的弹性势能转化为箭的_______能；经验表明，弦拉得越长，同样的箭射得越远，这说明弦的弹性势能与_______有关。 24. 杆秤是一种测量物体质量的工具。小明尝试制作了如图所示的杆秤，秤盘上不放重物时，将秤砣移至O点提纽处，杆秤恰好水平平衡，将此处标为0刻度线。当秤盘上放一质量为2kg的物体时，秤砣移到B处，恰好能使杆秤水平平衡，测得OA=5cm，OB=10cm。 （1）秤砣的质量为______kg； （2）若C处的刻度为5kg，则图中OC=______cm。小明所标的杆秤刻度线分布______（选填“均匀”或“不均匀”）； （3）用该自制杆秤测待测物体时，若换用一个质量更大的秤砣，移动秤砣使杆秤再次水平平衡，其读数会偏______（选填“大”或“小”）。 三、作图题（共4分） 25. 作图 （1）画出图中的力臂； （2）小红想用图中的滑轮组装一个滑轮组提升重物，请你在下图中画出使用这个滑轮组提升重物最省力的绕线方法； （3）请画出在B端画出使杠杆平衡的最小力。 四、实验题（共30分） 26. 某兴趣小组将一张硬卡片对折，在开口一边剪两个小豁口A和B，然后套上橡皮筋，做成了一个会跳的卡片（如图所示）．为了探究卡片跳起的高度与哪些因素有关，该兴趣小组提出了如下猜想： A．与卡片的质量有关 B．与橡皮筋的形变量有关 C．与橡皮筋的条数有关 为了验证猜想，小组选用几根相同的橡皮筋和几张相同材料的卡片进行实验。 （1）小明将图中的卡片反过来，把它放在桌面上用手向下压，使橡皮筋伸长，迅速松开手，观察到的现象是_____________，这个现象说明：发生弹性形变的橡皮筋能对卡片_____________，因此它具有弹性势能； （2）探究跳起高度与质量是否有关，应选择质量不同的卡片，控制其它实验条件相同。操作中将卡片反过来，每次把它在桌面上用手压平的目的是_____________。 27. 在“探究杠杆的平衡条件”实验中：“翔宇号”学习小组在研究杠杆平衡条件的实验中，使用的杠杆刻度均匀，每个钩码的质量都相等。 （1）实验开始时，杠杆如图甲处于静止状态，此时杠杆处于_____________状态（选填“平衡”或“不平衡”）；为使杠杆在水平位置平衡，他应将右端的平衡螺母向_____________（选填“左”或“右”）移动； （2）调节杠杆水平平衡后，在杠杆上挂了如图乙两组钩码，放手后杠杆在水平位置是否平衡：_____________（选填“平衡”或“不平衡”）； （3）当弹簧测力计由图丙的竖直地拉着变成倾斜地拉着，使杠杆在水平位置静止时，弹簧测力计的示数将_____________（选填“变大”“不变”或“变小”）； （4）用绳子拴住一根粗细不同的木头某处，静止后木头水平平衡，如图丁，现将木头从拴绳处沿竖直方向切成A、B两段，可判断_____________（选填“>”“=”或“<”）。 28. 如图甲是探究“阻力对物体运动的影响”的实验装置，图乙是探究“物体的动能与质量的关系”的实验装置。 （1）两个实验的共同点是都需控制物体_____________相同； （2）甲实验中，是通过_____________来显示阻力对物体运动影响的； （3）乙实验中研究的动能是指小球在撞击木块_____________（选填“前”或“后”）的动能，若，由小球的质量越大，木块被撞击的越远现象，可以说明：_____________； （4）乙实验中，若先让质量为m的小球从斜面h高处由静止下滑，测出木块被撞击后移动的距离为，接着他立即让同一小球仍从斜面h高处由静止下滑，测出木块被撞击后移动的距离为，则____________（选填“大于”“小于”或“等于”）。 29. 某实验小组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。 物理量 实验次数 1 2 3 钩码重G/N 4 4 6 钩码上升高度h/m 0.1 0.1 0.1 绳端拉力F/N 1.8 1.6 2.4 绳端移动距离s/m 0.3 0.4 机械效率η 74.1% 62.5% （1）实验中应沿竖直方向_____________拉动弹簧测力计使钩码上升。实验中若缺少刻度尺_____________（“能”或“不能”）完成实验； （2）通过表中数据可分析出第2次实验是用_____________（选填“甲”或“乙”）图所示装置做的实验，若不计绳重和摩擦，这组滑轮组的动滑轮总重为_____________N； （3）通过第1次实验和第2次实验的数据分析可得出结论：使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮的个数越多（动滑轮的质量越大），滑轮组的机械效率_____________（选填“越高”、“不变”或“越低”）； （4）小组同学再用第1次实验中使用的装置做第3次实验，表中第3次实验中空缺的数据应为：绳端移动距离_____________m，机械效率_____________； （5）比较第1次实验和第3次实验可得出结论：使用同一滑轮组，_____________。 30. 在探究动能大小与哪些因素有关的实验中： （1）如图甲所示，小红先探究动能大小与质量关系，如果小车速度保持不变，让小车从斜面_____（填“同一”、“不同”）高度下滑，目的是_____．通过比较_____，可以比较小车具有的动能． （2）小磊认为去掉木块，利用粗糙且足够长的木板，通过比较小车在木板上运动的距离也能比较小车动能的大小，即运动的距离越远说明物体的动能越大．于是小磊通过在小车上加砝码来改变质量，得到如图乙所示的实验情形，据此她得出在速度相同的条件下，物体的动能与质量_____（选填“有关”或“无关”），该结论是_____的．（“正确”或“错误”） （3）小磊在探究“动能大小与质量的关系”时将实验装置改进成如图丙所示，利用质量不同的铁球将弹簧压缩相同程度静止释放，撞击同一木块．该实验方案是否可行？答：_____．理由是：_____． 若按此方案操作，他会看到的现象是：_____． （4）小明在“探究动能大小与质量是否有关”时采用的方案是：让同一小车，从同一斜面的不同高度由静止释放，撞击水平面上的木块，发现：木块滑行的距离不一样远．根据这一现象，能做出以下哪个判断？_____． A．动能大小与质量无关，一定与其他因素有关 B．动能大小除了与质量有关外，一定还与其他因素有关 C．不能判断物体动能大小是否与质量有关，动能大小一定与质量外的其他因素有关 五、计算题（共10分） 31. 骨骼、肌肉和关节构成了人体的运动系统，最基本的运动都是肌肉牵引骨骼绕关节转动产生的，其模型就是杠杆。如图所示是踮脚时的示意图，人体的重力为阻力，小腿肌肉施加的拉力为动力。重600N的小明在1min内完成30个双脚同时踮起动作，每次踮脚过程中脚跟离开地面的高度是8cm。求： （1）小腿肌肉对脚的拉力； （2）小明踮脚过程中踮脚一次所做的功至少多大； （3）小明做功功率。 32. 近年来，国产新能源汽车因环保、节能、价格低廉等优势，越发受到人们欢迎。某型号的新能源汽车满载时总质量为1000kg，在平直公路上以最大功率20kW从静止开始加速，经过40s恰好达到最大速度，并接着以最大速度匀速行驶1min，已知汽车在行驶时受到地面的摩擦力为重力的0.1倍，忽略空气阻力，g=10N/kg。求： （1）汽车匀速行驶时的牵引力； （2）整个过程中发动机所做的功。 2023-2024学年第一学期自主练习 九年级物理 一、选择题（每题2分，共24分） 1. 杠杆是一种常见的简单机械，在日常生活中有着广泛的应用。下列杠杆在正常使用时能够省力的是（ ） A. 船桨 B. 托盘天平 C. 筷子 D. 撬棍 【答案】D 【解析】 【详解】A．船桨在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，不能省力，故A不符合题意； B．托盘天平在使用过程中，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆，不省力也不费力，故B不符合题意； C．筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，不能省力，故C不符合题意； D．撬棍在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，能省力，故D符合题意。 故选D。 2. 为将一物块送到高处，小杰用木板和滑轮搭建了如图所示的装置，用力F拉动绳端，物块沿斜面匀速向上运动，该过程中（　　） A. 物块所受摩擦力小于拉力 B. 使用滑轮是为了更加省力 C. 物块的动能转化为重力势能 D. 物块受到的支持力做额外功 【答案】A 【解析】 【详解】A．用力F拉动绳端，物块沿斜面匀速向上运动，物体处于平衡状态，此时的拉力要大于物块所受的摩擦力，故A符合题意； B．由图可知，该滑轮固定不动，是一个定滑轮，使用定滑轮不能省力，但可以改变力的方向，故B不符合题意； C．物块沿斜面匀速向上运动，质量不变，速度不变，动能不变；高度变大，重力势能变大，不是动能转化为重力势能，故C不符合题意； D．物块沿斜面运动，支持力的方向垂直于斜面，物块没有在支持力的方向上通过距离，所以，支持力不做功，故D不符合题意。 故选A。 3. 夹子是我们生活中经常使用的物品，图中给出了夹住物品和用手捏开时的两种情况．下列说法中正确的是 A. 用手将其捏开时．它是省距离的 B. 用其夹住物品时，它是费力的 C. 无论将其捏开还是夹住物品时．它都是省力的 D. 无论将其捏开还是夹住物品时，它都是费力的 【答案】B 【解析】 【详解】用手捏开夹子时，夹子手柄部分比较长，在使用的过程中动力臂大于阻力臂，所以是省力杠杆． 夹子夹住物品时，钢圈产生的力是动力，被夹物体产生的力是阻力，夹子的转轴处是支点，阻力臂大于动力臂，所以是费力杠杆． 故B正确． 4. 下列说法中正确的是（　　） A. 用力推一辆汽车，汽车静止不动，推力在这个过程中对汽车做了功 B. 提着水桶在水平路面上向前移动一段路程，手的拉力对水桶做了功 C. 抛出手的铅球在空中向前运动的过程中，推力对它做了功 D. 用手从地面提起水桶，手的拉力对水桶做了功 【答案】D 【解析】 【详解】A．用力推一辆汽车，汽车静止不动，汽车在推力作用下没有移动距离，所以推力在这个过程中对汽车没有做功，故A错误； B．用手提着水桶，手给水桶一个向上的拉力，向前移动了距离，没有在力的方向上移动距离，手没有对水桶做功，故B错误； C．抛出手的铅球在空中向前运动的过程中，铅球不再受到手的推力，由于惯性向前运动，而不是受到推力作用，所以推力对铅球没有做功。故C错误； D．用手从地面提起水桶，手给水桶一个向上的拉力，向上移动了距离，手的拉力对水桶做了功。故D正确。 故选D。 5. 甲、乙两辆功率相同的汽车，在相同时间内，甲汽车前进了100m，乙汽车前进了150m，则下列说法中正确的是（　　） A. 甲做的功比乙少，甲的牵引力大 B. 甲做的功比乙少，乙的牵引力大 C. 甲、乙做的功一样多，乙的牵引力大 D. 甲、乙做的功一样多，甲的牵引力大 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】AB．甲、乙两车功率相同，由W=Pt可知，在相同时间内，两车做功相同，故AB错误； CD．因为在相同时间内，甲汽车前进了100m，乙汽车前进了150m，所以乙车速度比甲车的大；由P=Fv可知甲车的牵引力大，故C错误、D正确。 故选D 6. 如图所示，旅游景区的索道缆车载着游客匀速上山，它具有的（　　） A. 动能不变，机械能增加 B. 动能不变，机械能减少 C. 动能增加，重力势能增加 D. 动能减少，重力势能增加 【答案】A 【解析】 【详解】缆车匀速上山，质量不变，速度不变，所以其动能不变；缆车在上山过程中高度不断增加，所以其重力势能增大；动能不变，重力势能增加，因机械能等于动能与势能的总和，所以其机械能也增大。 故选A。 7. 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． 8. 在体育课上，甲乙两同学进行爬竿比赛，甲从某一位置匀速爬到竿顶用时9s，乙从同一位置匀速爬到竿顶用时10s，若甲乙两人体重之比是4∶5，则他们爬竿的功率之比是P甲∶P乙是（　　） A. 4∶3 B. 3∶2 C. 4∶9 D. 8∶9 【答案】D 【解析】 【详解】爬竿运动是克服自身重力做功，甲乙两人从同一位置匀速爬到竿顶则h相同，又因为克服自身重力做功W=Gh，且甲、乙两同学的体重G甲∶G乙=4∶5，故甲、乙两同学爬杆做功之比为 W甲∶W乙=G甲h∶G乙h=G甲∶G乙=4∶5 因为甲、乙两同学爬杆所用时间之比为 t甲∶t乙 =9s∶10s=9∶10 所以甲、乙两同学爬杆做功功率之比为 故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 9. 如图所示，小伟在玩蹦蹦杆，蹦蹦杆中的弹簧向上弹起的过程中，小伟的重力势能、弹簧的弹性势能的变化是 A. 重力势能减小，弹性势能增大 B. 重力势能增大，弹性势能减小 C. 重力势能减小，弹性势能减小 D. 重力势能增大，弹性势能增大 【答案】B 【解析】 【详解】重力势能大小与物体的质量、被举的高度有关，物体的质量越大，高度越高，重力势能越大；弹性势能大小与物体的弹性、形变量有关，物体的弹性越强，形变量越大，弹性势能越大。蹦蹦杆中的弹簧向上弹起的过程中，弹簧弹性不变，其形变量越来越小，弹性势能也越来越小；同时小明的质量不变，高度增大，重力势能增大。故B正确。 故选B。 10. 如图所示是荡秋千的简化模型，摆球从A点由静止释放，到达D点后返回，B、C两点等高，下列说法正确的是（　　） A. 球在B、C两点的动能相等 B. 球在A、D两点的机械能相等 C. 球从B点到O点的过程中机械能减少 D. 球从O点到C点的过程中重力势能减少 【答案】C 【解析】 【详解】A．B、C两点等高，重力势能相等，小球从B点到C点过程中，由于空气阻力，机械能减小，机械能包括动能和势能，所以C点的动能减小，球在B、C两点的动能不相等，故A错误； B．球从A点到D点过程中，由于空气阻力，机械能减小，故B错误； C．球从B点到O点的过程中，由于空气阻力，机械能减小，故C正确； D．球从O点到C点的过程中，高度增大，重力势能增大，故D错误。 故选C。 11. 有关蜡烛跷跷板的小制作，下列说法正确的是（　　） A. 选用越粗的蜡烛效果越好 B 转轴位置离蜡烛重心越远越好 C. 为防止蜡烛摆动过大而翻转，可使转轴位置处于蜡烛重心上方 D. 为防止蜡烛摆动过大而翻转，可将蜡烛两端的下侧面削去一些 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A．蜡烛越粗，燃烧越慢，蜡烛摆动效果越不明显。故A错误； B．转轴位置离蜡烛重心不是越远越好，太远蜡烛可能不摆动。故B错误； CD．为防止蜡烛摆动过大而翻转，可使转轴位置处于蜡烛重心上方或者可将蜡烛两端的上侧面削去一些。故C正确，D错误。 故选C。 12. 工地上，工人用滑轮组吊起一堆质量为500kg的砖块（如图所示），若将砖块匀速拉升20m，拉力F的功率为2500W，滑轮组的机械效率为80%，不计绳重和摩擦，则（　　）（g=10N/kg） A. 拉力所做的功为106J B. 拉力所做的有用功为103J C. 物体上升的速度为0.4m/s D. 若重新吊起300kg的物体，其机械效率变大 【答案】C 【解析】 【详解】A．滑轮组的机械效率为80%，拉力所做的功 故A不符合题意； B．拉力做的有用功 故B不符合题意； C．物体上升的时间 物体上升的速度 故C符合题意； D．若重新吊起300kg的物体，物重减小，有用功所占比例减小，所以机械效率变小，故D不符合题意。 故选C。 二、填空题（每空1分，共32分） 13. 图甲是一个汽车引擎盖，被抬起的过程可近似看成一个能绕B点转动的均匀直杠杆AB（如图乙）；若引擎盖重G=200N，其重心在中点C处，不计摩擦，刚刚抬起时，作用在A点竖直向上的力F=___________N，使用杠杆___________（选填“能”或“不能”）省功。 【答案】 ①. 100 ②. 不能 【解析】 【详解】[1]由图可知，动力臂L1是阻力臂L2的2倍，即L1=2L2，根据杠杆平衡条件知 代入数据可得 [2]功的原理告诉人们，省力又省距离的机械是不存在的，使用任何机械都不能省功。 14. 在生产生活中，人们常用的简单机械除了杠杆、滑轮，还有轮轴和斜面。如图所示，手柄______（选填“粗”或“细”）一些的螺丝刀用起来更省力；螺纹______（选填“密”或“稀”）一些的螺丝钉拧起来更省力。 【答案】 ①. 粗 ②. 密 【解析】 【详解】[1]螺丝刀相当于轮轴，根据杠杆的平衡条件可得，故手柄粗一些的螺丝刀用起来更省力。 [2]螺丝钉上的一圈圈螺纹的长相当于斜面的长度，斜面是一种变形的杠杆，因此螺丝钉是被拧成圆柱形的类似斜面的机械；螺丝钉螺纹密、螺线长，相当于斜面较长；因为斜面高度一定时，斜面越长，使用起来越省力。 15. 独轮车相当于一个__________杠杆（选填“省力”或“费力”）；如果他作用于车把上的动力F始终与车把垂直，则在慢慢抬起的过程中，动力F大小将__________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 【答案】 ① 省力 ②. 变小 【解析】 【详解】[1]独轮车简化示意图如图所示 动力臂大于阻力臂，所以是省力杠杆。 [2]动力F始终与车把垂直，则在慢慢抬起的过程中，动力臂不变，阻力不变，阻力臂变小，由杠杆平衡条件可知，动力F变小。 16. 如图所示，物体A以2厘米/秒的速度，在水平地面上做匀速直线运动，此时弹簧测力计的示数为3牛，水平拉力F=___________牛，物体A受到的摩擦力f=___________牛，2秒内拉力F走过的距离___________米。（不计轮、绳重、摩擦） 【答案】 ①. 3 ②. 6 ③. 0.08 【解析】 【详解】[1]水平拉力F与弹簧测力计的示数相等，则拉力F=3N。 [2]动滑轮省一半力，拉力F是摩擦力的一半，摩擦力 [3]由得物体A移动的距离 绳子自由端移动的距离 17. 如图所示，小明分别用甲滑轮、乙滑轮把重力相同的物体匀速提升到相同的高度，则使用 ________滑轮可以省力，使用 ________滑轮能改变力的方向，使用 ________滑轮的机械效率更高（选填“甲”或“乙”）。 【答案】 ①. 动 ②. 定 ③. 乙 【解析】 【详解】[1][2]不计绳重和摩擦，由图可知：乙图为定滑轮 不能省力，可以改变力的方向；甲图为动滑轮 所以 故使用甲图中滑轮的好处是可以省力。 [3]乙图为定滑轮，额外功为克服绳重和摩擦做的功，用甲滑轮、乙滑轮把重力相同的物体匀速提升到相同的高度，有用功相同，甲图为动滑轮，克服动滑轮的重力、绳重及摩擦做功为额外功，甲的额外功大于乙的额外功，所以甲的机械效率小于乙的机械效率，即机械效率更高的是乙。 18. 如图所示，用水平力F拉着重为200N的物体，在水平地面上匀速移动了10m，物体所受地面的摩擦力为30N，则拉力F为______ N，重力做的功为______J。 【答案】 ①. 30 ②. 0 【解析】 【详解】[1]物体在拉力F作用下沿水平面做匀速直线运动，所以受到的拉力与摩擦力是一对平衡力，大小相等，则 [2]重力的方向是竖直向下的，物体是在水平地面上移动了一段距离，物体在重力方向上没有移动距离，所以重力对物体不做功，即重力做功为0J。 19. 图示为手摇升降晾衣架，转动手摇器能使横杆上升或下降，安装在天花板上盒内的简单机械应是___________（动滑轮/定滑轮）；将挂在晾衣架上重为20N的衣服升高1.5m，至少对衣服做___________J的功；衣服挂的位置从6孔移到10孔，右侧钢丝绳中的拉力会___________（变大/变小/不变）。 【答案】 ①. 定滑轮 ②. 30 ③. 变大 【解析】 【详解】[1]安装在天花板上虚线框内的简单机械是定滑轮，使用定滑轮不省力，但可以改变作用力方向。 [2]对衣服做功 [3]晾衣架可以看作是一个杠杆，左侧绳与晾衣架的交点为杠杆的支点，衣服对横杆的拉力为阻力，悬挂点到支点的距离为阻力臂，右侧钢丝绳中的拉力为动力，右侧钢丝绳到左侧钢丝绳的距离为动力臂，衣服挂的位置从6孔移到10孔，阻力臂变大，阻力不变，动力臂不变，根据杠杆平衡条件 可得右侧钢丝绳中的拉力变大。 20. 建高楼时首先要打好地基，原来相同高度的相同地桩，经打击后某一瞬间时三个地桩所处的位置如图所示，如果A、B两锤的质量相同，则刚开始下落时，_____锤的高度要高一些，如果B、C两锤刚下落时的高度相同，则_____锤的质量要小一些，打桩时，B锤把地打得最深，则B锤具有的重力势能_____（选填“一定”或“不一定”）大． 【答案】 ①. B ②. C ③. 一定 【解析】 【详解】[1]木柱下陷的深度越深，表明重锤做功的本领越大，也说明了重锤具有的重力势能越大；A、B相比，B下陷的较深，表明B锤的重力势能较大，如果A、B两锤的质量相同，则刚开始下落时，B锤的高度要高一些； [2]B、C相比，C下陷的较浅，表明C锤的重力势能更小，如果B、C两锤刚下落时的高度相同，则C的质量要小一些； [3]打桩时，B锤把地桩打的最深，说明B锤做的功最多，即B锤具有的重力势能一定大． 21. 如图所示，小明在跑步机上锻炼身体，设他在跑步机上以5m/s的速度匀速跑动30min，跑动的总动力为40N，他在这段时间内相当于跑了_________m路程，他在这段时间内做的功是_________J，他做功的功率是_________W。 【答案】 ①. 9000 ②. 3.6×105 ③. 200 【解析】 【详解】[1]路程为 [2]小明做的功为 [3]做功的功率 22. 如图所示，小球从斜面上由静止滚下，最后停在粗糙水平面上的B点处。小球滚下过程中______能转化为动能。从A点到B点的运动过程中，小球的速度______（填“变大”“变小”或“不变”），原因是小球受到粗糙水平面对它的______力。 【答案】 ①. 重力势 ②. 变小 ③. 阻力（摩擦力） 【解析】 【详解】[1]小球滚下过程中，高度降低、速度增大，重力势能减小、动能增大，将重力势能转化为动能。 [2][3]水平面是粗糙的，小球从A点到B点的运动过程中，由于受到水平面的阻力作用，小球的速度会减小。 23. 《天工开物》 中写道“凡弓弦取食柘叶蚕茧”，是指用多股蚕丝做弓弦，拉弦把箭射出去，是把弦的弹性势能转化为箭的_______能；经验表明，弦拉得越长，同样的箭射得越远，这说明弦的弹性势能与_______有关。 【答案】 ①. 动 ②. 弹性形变程度 【解析】 【详解】[1]在拉弓时，弦会发生弹性形变，拉弯的弓具有弹性势能，箭射出去后具有动能，这一过程中是弓的弹性势能转化为箭的动能。 [2]弦拉得越长，同样的箭射得越远，这说明箭的动能越大，弦的弹性势能就越大，即弹性势能的大小与弹性形变的程度的大小有关。 24. 杆秤是一种测量物体质量的工具。小明尝试制作了如图所示的杆秤，秤盘上不放重物时，将秤砣移至O点提纽处，杆秤恰好水平平衡，将此处标为0刻度线。当秤盘上放一质量为2kg的物体时，秤砣移到B处，恰好能使杆秤水平平衡，测得OA=5cm，OB=10cm。 （1）秤砣的质量为______kg； （2）若C处的刻度为5kg，则图中OC=______cm。小明所标的杆秤刻度线分布______（选填“均匀”或“不均匀”）； （3）用该自制杆秤测待测物体时，若换用一个质量更大的秤砣，移动秤砣使杆秤再次水平平衡，其读数会偏______（选填“大”或“小”）。 【答案】 ①. 1 ②. 25 ③. 均匀 ④. 小 【解析】 【详解】（1）[1]以O点为支点，当秤盘上放一个质量为2kg的物体时，秤砣移到B处，恰好能使杆秤水平平衡，根据杠杆平衡条件有 m物g•OA=m秤砣g•OB 所以秤砣的质量 （2）[2]由于C点的刻度应为5kg，因此物体质量为5kg时且秤砣在C点时杆秤平衡，则 m′g•OA=m秤砣g•OC 所以OC的长度 [3]杆秤刻度D与O点的距离为OD，刻度D对应的物体质量即秤盘中的待测物体质量为m物，根据杠杆的平衡条件可得 m物g•OA=m秤砣g•OD 解得，式子中OA和m秤砣为定值，所以OD与m物成正比，故小明所标的杆秤刻度线分布均匀。 （3）[4]当秤盘上放一个质量为2kg的物体时，若换用一个质量更大的秤砣，物体重力不变，重力的力臂不变，秤砣的重力变大，移动秤砣使杆秤再次水平平衡时，根据杠杆平衡条件可知秤砣重力的力臂变短，即向O点移动；由图已知O处刻度为0，B处标的刻度为2kg，所以移动秤砣使杆秤再次水平平衡时，其读数小于2kg。 三、作图题（共4分） 25. 作图 （1）画出图中的力臂； （2）小红想用图中的滑轮组装一个滑轮组提升重物，请你在下图中画出使用这个滑轮组提升重物最省力的绕线方法； （3）请画出在B端画出使杠杆平衡的最小力。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 过点O画出力F1的作用线的垂线段，即为F1的力臂l1；过点O画出力F2的作用线的垂线段，即为F2的力臂l2；如图所示： 【小问2详解】 一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组，可以有2段和3段绳子承担重物，由于没有要求绳子拉力端的方向，要最省力选3段绳子，如图所示： 【小问3详解】 要使在B端施加的力最小，根据杠杆平衡条件可知，在B端所施加的力的力臂应最长，由题图可知，当OB为力臂时，力臂最长，故过B点作一条与OB垂直且向下的线段，并在线段的末端标注箭头，表示力的方向，即为，如图所示： 四、实验题（共30分） 26. 某兴趣小组将一张硬卡片对折，在开口的一边剪两个小豁口A和B，然后套上橡皮筋，做成了一个会跳的卡片（如图所示）．为了探究卡片跳起的高度与哪些因素有关，该兴趣小组提出了如下猜想： A．与卡片的质量有关 B．与橡皮筋的形变量有关 C．与橡皮筋的条数有关 为了验证猜想，小组选用几根相同的橡皮筋和几张相同材料的卡片进行实验。 （1）小明将图中的卡片反过来，把它放在桌面上用手向下压，使橡皮筋伸长，迅速松开手，观察到的现象是_____________，这个现象说明：发生弹性形变的橡皮筋能对卡片_____________，因此它具有弹性势能； （2）探究跳起高度与质量是否有关，应选择质量不同的卡片，控制其它实验条件相同。操作中将卡片反过来，每次把它在桌面上用手压平的目的是_____________。 【答案】（1） ①. 卡片被弹起 ②. 做功 （2）控制橡皮筋的形变量相同 【解析】 【小问1详解】 [1]“橡皮筋伸长”说明橡皮筋发生了弹性形变，发生弹性形变的物体要恢复原状，就会对使它发生形变的物体施加力的作用，所以橡皮筋对硬卡片施力，使它弹起。 [2]橡皮筋对卡片施加力，卡片弹起即在力的方向上运动了，所以橡皮筋对卡片做功；做功会引起能量的转化，橡皮筋的弹性势能转化为卡片的动能，因此橡皮筋具有弹性势能。 【小问2详解】 探究跳起的高度与质量是否有关，应选择质量不同的卡片，控制其它的实验条件相同，操作中将卡片反过来，根据控制变量法，每次把它在桌面上用手压平的目的是控制橡皮筋的形变量相同。 27. 在“探究杠杆的平衡条件”实验中：“翔宇号”学习小组在研究杠杆平衡条件的实验中，使用的杠杆刻度均匀，每个钩码的质量都相等。 （1）实验开始时，杠杆如图甲处于静止状态，此时杠杆处于_____________状态（选填“平衡”或“不平衡”）；为使杠杆在水平位置平衡，他应将右端的平衡螺母向_____________（选填“左”或“右”）移动； （2）调节杠杆水平平衡后，在杠杆上挂了如图乙两组钩码，放手后杠杆在水平位置是否平衡：_____________（选填“平衡”或“不平衡”）； （3）当弹簧测力计由图丙的竖直地拉着变成倾斜地拉着，使杠杆在水平位置静止时，弹簧测力计的示数将_____________（选填“变大”“不变”或“变小”）； （4）用绳子拴住一根粗细不同的木头某处，静止后木头水平平衡，如图丁，现将木头从拴绳处沿竖直方向切成A、B两段，可判断_____________（选填“>”“=”或“<”）。 【答案】（1） ①. 平衡 ②. 左 （2）不平衡 （3）变大 （4）> 【解析】 【小问1详解】 [1][2]当杠杆处于静止状态或匀速转动状态时，杠杆处于平衡状态；杠杆的位置如图甲所示，此时杠杆处于静止状态时，是处于平衡状态；杠杆的右端下沉，说明杠杆的重心在支点右侧，故应将平衡螺母向左调节，直到杠杆在水平位置平衡。 【小问2详解】 如图乙，设一个钩码的重力为G，杠杆一个小格代表L，杠杆的左端 2G×4L=8GL 杠杆的右端 3G×3L=9GL 因为 8GL≠9GL 所以放手后杠杆在水平位置不平衡。 小问3详解】 弹簧测力竖直向上拉，然后将弹簧测力计逐渐向左倾斜，拉力的力臂变小，要使杠杆仍然在水平位置平衡，根据杠杆的平衡条件，因阻力和阻力臂不变，则拉力F将变大。 【小问4详解】 用绳子拴住一根粗细不同的木头某处，静止后木头水平平衡，支点O左端部分重为GA，重心为M；右端部分重为GB，重心为N，杠杆的示意图如下所示： 根据力臂的定义，左端部分重力力臂大小就等于OE，右端部分重力力臂大小等于为OF，且 OE<OF 根据杠杆的平衡条件 GA×OE=GB×OF 故有 GA>GB 28. 如图甲是探究“阻力对物体运动的影响”的实验装置，图乙是探究“物体的动能与质量的关系”的实验装置。 （1）两个实验的共同点是都需控制物体_____________相同； （2）甲实验中，是通过_____________来显示阻力对物体运动影响的； （3）乙实验中研究的动能是指小球在撞击木块_____________（选填“前”或“后”）的动能，若，由小球的质量越大，木块被撞击的越远现象，可以说明：_____________； （4）乙实验中，若先让质量为m的小球从斜面h高处由静止下滑，测出木块被撞击后移动的距离为，接着他立即让同一小球仍从斜面h高处由静止下滑，测出木块被撞击后移动的距离为，则____________（选填“大于”“小于”或“等于”）。 【答案】（1）水平初速度 （2）小车在水平面运动的距离 （3） ①. 前 ②. 物体的速度一定时，质量越大，动能越大 （4）大于 【解析】 【小问1详解】 根据控制变量法，两实验中，都控制物体从同一高度自由下滑，是为了保证物体到水平面时的初速度相同。 【小问2详解】 甲实验探究阻力对物体运动的影响，小车从斜面上同一高度由静止滑下，接触面的粗糙程度不同，小车滑动的距离不同，因此，是通过小车在水平面运动的距离来显示阻力对物体运动的影响的。 【小问3详解】 [1][2]乙实验中研究的动能是指小球从斜面滑下到达水平面时的动能，是在撞击木块前的动能；让质量不同小球从同一高度滚下（速度相同），发现小球的质量越大、木块被撞击的越远，说明物体的速度一定时，质量越大，动能越大。 【小问4详解】 第一次实验时，小球刚滚下斜面就撞击到木块，第二次实验时，小球在水平面上滚动了一段距离后才撞击到木块，小球在运动的过程中克服摩擦力做功，部分机械能转化为内能，因此小球第二次撞击木块时的机械能比第一次小，所以木块移动的距离s1大于s2。 29. 某实验小组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。 物理量 实验次数 1 2 3 钩码重G/N 4 4 6 钩码上升高度h/m 0.1 0.1 0.1 绳端拉力F/N 1.8 1.6 2.4 绳端移动距离s/m 0.3 0.4 机械效率η 74.1% 62.5% （1）实验中应沿竖直方向_____________拉动弹簧测力计使钩码上升。实验中若缺少刻度尺_____________（“能”或“不能”）完成实验； （2）通过表中数据可分析出第2次实验是用_____________（选填“甲”或“乙”）图所示装置做的实验，若不计绳重和摩擦，这组滑轮组的动滑轮总重为_____________N； （3）通过第1次实验和第2次实验的数据分析可得出结论：使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮的个数越多（动滑轮的质量越大），滑轮组的机械效率_____________（选填“越高”、“不变”或“越低”）； （4）小组同学再用第1次实验中使用的装置做第3次实验，表中第3次实验中空缺的数据应为：绳端移动距离_____________m，机械效率_____________； （5）比较第1次实验和第3次实验可得出结论：使用同一滑轮组，_____________。 【答案】（1） ①. 匀速 ②. 能 （2） ①. 乙 ②. 2.4 （3）越低 （4） ①. 0.3 ②. 83.3% （5）增大提升的物重，可以提高滑轮组的机械效率 【解析】 【小问1详解】 [1]实验时要竖直向上匀速拉动弹簧测力计，这样示数才会稳定，读出的数值才等于拉力的大小。 [2]由公式 可知， 滑轮组的机械效率与物体被提升的高度无关， 可以不用刻度尺， 数出承担物重的绳子段数n也能够完成实验。 【小问2详解】 [1]实验2中，绳端移动距离s2=0.4m，钩码上升高度h2=0.1m，所以滑轮组绳子承重股数为 所以实验2是用乙图做的实验。 [2]若不计绳重和摩擦， 根据 可得，这组滑轮组的动滑轮总重为 【小问3详解】 实验1中，绳端移动距离s1=0.3m，钩码上升高度h1=0.1m，所以滑轮组绳子承重股数为 所以实验1是用甲图做的实验。由表中第1次实验和第2次实验的数据可知，使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮的个数越多（动滑轮的质量越大），滑轮组的机械效率越低。 【小问4详解】 [1]由表中第1次实验数据可知，绳端移动的距离是钩码上升高度的3倍，第三次实验使用同样的装置，则第3次实验中，绳端移动距离为 s3=3h3=3×0.1m=0.3m [2]机械效率为 【小问5详解】 比较实验数据1和3可知，两次实验都使用甲图滑轮组，钩码提升相同的高度时，钩码重越大，滑轮组的机械效率越大。可得：使用同一滑轮组，增大提升的物重，可以提高滑轮组的机械效率。 30. 在探究动能大小与哪些因素有关的实验中： （1）如图甲所示，小红先探究动能大小与质量关系，如果小车速度保持不变，让小车从斜面的_____（填“同一”、“不同”）高度下滑，目的是_____．通过比较_____，可以比较小车具有的动能． （2）小磊认为去掉木块，利用粗糙且足够长的木板，通过比较小车在木板上运动的距离也能比较小车动能的大小，即运动的距离越远说明物体的动能越大．于是小磊通过在小车上加砝码来改变质量，得到如图乙所示的实验情形，据此她得出在速度相同的条件下，物体的动能与质量_____（选填“有关”或“无关”），该结论是_____的．（“正确”或“错误”） （3）小磊在探究“动能大小与质量的关系”时将实验装置改进成如图丙所示，利用质量不同的铁球将弹簧压缩相同程度静止释放，撞击同一木块．该实验方案是否可行？答：_____．理由是：_____． 若按此方案操作，他会看到的现象是：_____． （4）小明在“探究动能大小与质量是否有关”时采用的方案是：让同一小车，从同一斜面的不同高度由静止释放，撞击水平面上的木块，发现：木块滑行的距离不一样远．根据这一现象，能做出以下哪个判断？_____． A．动能大小与质量无关，一定与其他因素有关 B．动能大小除了与质量有关外，一定还与其他因素有关 C．不能判断物体动能大小是否与质量有关，动能大小一定与质量外的其他因素有关 【答案】 ①. 相同 ②. 控制小车刚到水平面时的速度相同 ③. 小车推动木块距离的远近 ④. 无关 ⑤. 错误 ⑥. 不可行 ⑦. 没有控制小球的速度相同 ⑧. 木块移动的距离相同 ⑨. C 【解析】 【详解】(1)[1][2][3]让小车从斜面的相同高度下滑，目的是控制小车刚到水平面时的速度相同．因小车动能越大做功就越多，故通过比较小车推动木块距离的远近，来比较小车具有的动能； (2)[4][5]如图乙所示的实验情形，据此她得出在速度相同的条件下，质量越大，物体具有的动能越大，该结论是错误的，因为小车在水平木板上所受摩擦力大小不同，因此无法根据小车通过路程比较小车动能大小； (3)[6][7][8]观察图乙的装置可知，若用质量不同的铁球将同一弹簧压缩相同程度后静止释放，撞击同一木块，撞击的动能由弹簧的弹性势能转化而来，而弹簧的弹性势能的大小与形变程度有关，故弹簧势能相同，转化出的动能相同，因此，木块最终移动的距离相同，这样是不能完成实验目的,故该实验方案不可行； (4)[9]同一小车，从同一斜面的不同高度由静止释放，那么小车到达水平面时的速度就不同，小车推动木块做功，运动距离越远，做功越多，动能越大，小车质量一定，不能判断物体动能大小是否与质量有关，动能大小一定与质量外的其他因素有关；故选项C符合题意，选项AB不合题意． 五、计算题（共10分） 31. 骨骼、肌肉和关节构成了人体的运动系统，最基本的运动都是肌肉牵引骨骼绕关节转动产生的，其模型就是杠杆。如图所示是踮脚时的示意图，人体的重力为阻力，小腿肌肉施加的拉力为动力。重600N的小明在1min内完成30个双脚同时踮起动作，每次踮脚过程中脚跟离开地面的高度是8cm。求： （1）小腿肌肉对脚的拉力； （2）小明踮脚过程中踮脚一次所做的功至少多大； （3）小明做功的功率。 【答案】（1）400N （2）32J （3）16W 【解析】 【小问1详解】 每只脚受到的阻力为 由图知，动力F1的力臂为 阻力臂为 根据杠杆的平衡条件可得 则小腿肌肉对每只脚的拉力为 则小腿肌肉对脚的拉力为 【小问2详解】 因每次都是双脚同时踮起，则小明踮脚过程中踮脚一次所做的功为 【小问3详解】 小明在1min内完成30个双脚同时踮起动作，则完成一个双脚同时踮起动作所用的时间为 小明做功的功率为 32. 近年来，国产新能源汽车因环保、节能、价格低廉等优势，越发受到人们欢迎。某型号的新能源汽车满载时总质量为1000kg，在平直公路上以最大功率20kW从静止开始加速，经过40s恰好达到最大速度，并接着以最大速度匀速行驶1min，已知汽车在行驶时受到地面的摩擦力为重力的0.1倍，忽略空气阻力，g=10N/kg。求： （1）汽车匀速行驶时的牵引力； （2）整个过程中发动机所做的功。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】解：（1）由题意可得，汽车受到的重力为 汽车匀速行驶时，受到牵引力与阻力是一对平衡力，两个大小相等，所以汽车匀速行驶时的牵引力为 （2）以最大速度匀速行驶，所以整个行驶时间为 根据可得，整个过程中发动机所做的功为 答：（1）汽车匀速行驶时的牵引力为； （2）整个过程中发动机所做的功为。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $