内容正文:
苏州工业园区唯亭学校九年级物理学科9月阶段性练习
(本卷g取10N/kg)
一、选择题(本题共12小题,每小题2分,共24分。)
1. 如图是杠杆在生活中的应用,能省距离的是( )
A. 核桃夹 B. 筷子
C. 托盘天平 D. 开瓶器
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图可知,核桃夹使用时动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,但是费距离,故A不符合题意;
B.筷子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,费力但可以省距离,故B符合题意;
C.托盘天平使用过程中,动力臂等于阻力臂,是等臂杠杆,不能省力,也不能省距离,故C不符合题意;
D.开瓶器在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,省力费距离,故D不符合题意。
故选B。
2. 生活中处处有物理,下列估测接近实际情况的是( )
A. 将两枚鸡蛋举高1m做的功约为10J
B. 中学生从一楼登上三楼克服自身重力做的功约为400J
C. 人正常骑自行车的功率为70W
D. 定滑轮的机械效率可达到100%
【答案】C
【解析】
【详解】A.两枚鸡蛋的总重力约为1N,举高1m做功约为,故A不符合题意;
B.中学生的重力约为500N,一楼到三楼的实际爬升高度是两层楼高,约6m,克服重力做功,故B不符合题意;
C.人正常骑自行车时的牵引力约为15N,骑行速度约5m/s,功率,故C符合题意;
D.使用定滑轮时不可避免要做额外功,有用功一定小于总功,机械效率永远小于100%,故D不符合题意。
故选C。
3. 下列实例中,没有对物体做功的是( )
A. 静止的小车在拉力作用下运动起来 B. 起重机提升大石块的过程
C. 人用力搬石头,石头不动 D. 运动员将弓拉弯的过程
【答案】C
【解析】
【详解】A.静止的小车受拉力作用,并且在拉力作用下向上移动了距离,拉力对小车做功,故A不符合题意;
B.起重机提升大石块,起重机给石块施加了力的作用,石块在该力的方向上通过了距离,所以起重机对石块做了功,故B不符合题意;
C.人用力搬石头,石头不动,没有移动距离,不做功,故C符合题意;
D.运动员将弓拉弯的过程,运动员给弓施加了力的作用,弓在该力的方向上通过了距离,所以运动员对弓做了功,故D不符合题意。
故选C。
4. 下列事例与水的比热容大的特性无关的是( )
A. 冬天,热水袋装热水取暖 B. 夏天路面上洒水降温
C. 沿海地区比沙漠地区昼夜温差小 D. 汽车发动机常用水做冷却剂
【答案】B
【解析】
【详解】A.由可知,相同质量的水降低相同温度时,水的比热容越大,放出的热量越多,因此热水袋装热水适合取暖,与水的比热容大的特性有关,故A不符合题意;
B.夏天在路面上洒水,利用的是水蒸发吸热来降低路面温度,与水的比热容大的特性无关,故B符合题意;
C.相同质量的水和沙石吸收或放出相同热量时,由于水的比热容较大,水的温度变化较小,所以沿海地区比沙漠地区昼夜温差小,与水的比热容大的特性有关,故C不符合题意;
D.由可知,相同质量的水升高相同温度时,水的比热容越大,吸收的热量越多,因此汽车发动机适合用水作冷却剂,与水的比热容大的特性有关,故D不符合题意。
故选B。
5. 中国新型隐形战机歼35-A首次正式亮相,并进行了飞行表演,歼35-A起飞后加速爬升的过程中( )
A. 动能减小、重力势能增大 B. 动能增大、重力势能增大
C. 机械能变小 D. 机械能不变
【答案】B
【解析】
【详解】AB.动能与质量和速度有关,飞机起飞后加速爬升的过程中,质量不变,速度增大,因此动能增大,重力势能与高度和质量有关,飞机爬升,质量不变,高度升高,因此重力势能增大,故A不符合题意,B符合题意;
CD.机械能等于动能和势能的总和,飞机的动能和重力势能都在增大,所以机械能是变大的,故CD不符合题意。
故选B。
6. 下列关于热量、内能、机械能、温度的说法中正确的是( )
A. 温度越高的物体吸收的热量越多
B. 内能小的物体可以把热量传递给内能大的物体
C. 200g的水比100g的水具有内能多
D. 具有内能的物体一定具有机械能
【答案】B
【解析】
【详解】A.由吸热公式可知,物体吸收热量的多少与比热容、质量、升高的温度均有关,仅温度高无法判断吸收热量多少,故A错误;
B.热传递的条件是两物体存在温度差,与内能大小无关,若内能小的物体温度高于内能大的物体,即可向内能大的物体传递热量,故B正确;
C.内能大小与物体的质量、温度、状态均有关,未说明两杯水温度是否相同,无法比较内能大小,故C错误;
D.一切物体都具有内能,而机械能是物体宏观动能与势能的总和,静止在水平面上的物体机械能可以为0,因此有内能的物体不一定有机械能,故D错误。
故选B。
7. 于水的比热容比沙石或干泥土的比热容大,所以在沿海地区陆地表面的气温比海面的气温昼夜变化显著。读下面四幅海陆风示意图,判断近地面大气运动的正确流向是( )
A. ①② B. ②③ C. ③④ D. ①④
【答案】B
【解析】
【详解】①③海水的比热容大于陆地的比热容,白天吸收了相同的热量后,陆地上方空气升高的温度比海洋上空空气的温度升高的多,所以陆地上方空气的气压低,海洋上方空气的气压高,风从气压高的海洋流向气压低的陆地,故①错误,③正确;
②④夜晚,放出相同的热量,水的温度降低的少,海洋上空气温高,气压低,风从陆地吹向海洋,故②正确,④错误。
故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
8. 严浪宇在杭州亚运会夺得男子蹦床冠军(图甲),图乙为其在比赛中的示意图。某时刻他从A点自由下落,与水平床面接触点为B,能到达的最低点为C点。下列说法正确的是( )
A. A点到B点过程中,运动员动能转化为蹦床的弹性势能
B. 在B点时,运动员的重力势能最小
C. 在C点时,蹦床的弹性势能最大
D. B点到C点过程中,运动员动能逐渐变小
【答案】C
【解析】
【详解】A.A点到B点过程中,运动员质量不变,高度减小,重力势能减小;运动员质量不变,速度增大,动能变大,重力势能转化为动能,故A错误;
B.在B点时,运动员重力大于弹力,还会继续向下运动,运动员重力势能不是最小,故B错误;
C.在C点时,运动员达到最低点,蹦床弹性形变程度最大,弹性势能最大,故C正确;
D.运动员从接触蹦床到最低点过程中,一开始重力大于弹力,速度还会继续增大,当重力等于弹力时,速度达到最大,此时动能最大,当重力小于弹力时,动能主要转化为蹦床弹性势能,速度减小,动能减小。从B点到C点过程中,动能先增大后减小,故D错误。
故选C。
9. 将规格完全相同的滑轮,用绳子绕成图中的甲、乙滑轮组。使用甲、乙滑轮组分别匀速提升重力为G₁、G₂的两物体,升高相同的高度。绳子自由端施加的拉力大小分别为 F₁和 F₂,物重( 不计绳重和摩擦)。则下列判断正确的是( )
A. 拉力 F₁ 一定大于 F₂
B. 乙滑轮组的额外功较大
C. 甲滑轮组的机械效率较高
D. 甲、乙滑轮组的有用功相同
【答案】C
【解析】
【详解】A.甲乙两图中,拉力
由 G1>G2,可知拉力F1不一定大于F2,故A错误;
BCD.甲乙两滑轮组提升动滑轮所做的功都是额外功,因为两物体均升高相同的高度,故额外功相等;又因为甲提升物体重力大于乙提升物体重力,故甲有用功大于乙所做的有用功,则甲滑轮组机械效率较高;故BD错误,C正确。
故选C。
10. 在“桥梁调查与模型制作”跨学科实践活动中,同学们对家乡的桥梁进行了研究,无锡市区的蓉湖大桥、宛山湖大桥均为单塔双索斜拉大桥,桥塔两侧对称的拉索承受了桥梁的重力。当桥塔高度改变时,拉索与桥塔的连接点相对于桥塔顶端位置不变。当一辆载重汽车从桥梁左端按设计时速匀速驶向桥塔的过程中( )
A. 左侧拉索的拉力先增大后减小
B. 左侧拉索的拉力一直减小
C. 为了减小拉索承受的拉力,在条件允许的情况下,可适当减小桥塔高度
D. 桥塔高度的变化时,拉索所受的拉力始终不变
【答案】B
【解析】
【详解】AB.以桥塔与桥面的交点为支点,左侧拉索的拉力为动力,汽车对桥的压力为阻力,当载重汽车从桥梁左端匀速驶向桥塔的过程中,阻力臂逐渐减小,在阻力和动力臂不变时,根据杠杆的平衡条件可知左侧拉索拉力大小一直减小,故B符合题意,A不符合题意;
CD.桥塔的高度越高,拉索拉力的力臂越大,根据杠杆平衡条件可知,在阻力和阻力臂不变的情况下,拉索承受的拉力就会越小,当改变桥塔高度时,可以改变拉索所受的拉力,为了减小拉索承受的拉力,在条件允许的情况下,可以适当增加桥塔高度。故CD不符合题意。
故选B。
11. 用如图所示的四种简单机械,将同一重物从低处匀速提升到高处,在不计机械自重及摩擦的情况下,最省力的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】如选项A中图,动滑轮是省力杠杆,其动力臂是阻力臂的2倍,则动力是阻力的一半,即
如选项B中图,根据机械功原理,任何机械都不省功,所以由得
如选项C中图,设阻力臂为L,则从支点到动力作用点长度为3L,因为动力作用线与横杆夹角为30°,说明动力臂长度为横杆的一半,即。根据杠杆平衡条件可得
如选项D中图,定滑轮是等臂杠杆,动力臂等于阻力臂,则。综上所述,通过比较得知,B选项中最小,即在不计机械自重及摩擦的情况下,最省力的是斜面,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
12. 图1 是跳水运动中的跳板,其可简化为图2所示的轻质杠杆,A 为支点,跳板左侧O点由一竖直轻杆OB将跳板固定在水平面上,设人到跳板左端O 点距离为x,OA 之间距离为xA,跳板总长为L,下列关于OB中弹力大小F与x的图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】人站在A点左端时,杠杆A点为支点,人对杠杆的动力向下,轻杆OB对杠杆的阻力向上,人向A点移动时,动力和阻力臂不变,动力臂在减小,则OB对杠杆的 弹力在减小,人在A点时,动力臂为0,则此时OB中的弹力也为0;人远离A点时,A为支点,杠杆对OB的拉力逐渐增大,由于A点右端的距离大于A点左端的距离,所以OB受到的拉力大于人的重力,所以OB中弹力大小F随x的增大,先减小至0,再增大至大于人的重力,故C正确,ABD错误。
故选C。
二、填空题(本题共7小题,每空1分,共26分)
13.
(1)寒冷的冬天,我们可以坐在电火箱旁取暖,这是通过______的方式改变人体的内能。
(2)吃烤肉时要小心烫嘴,这是因为刚烤好的肉____________(选填“内能大”“温度高”或“热量多”)。
(3)两个杯子中分别盛有质量相同的冷水和热水,同时向其中分别放入同样的糖块,经过一段时间后,两杯中的糖块都还没全部溶解,品尝杯中的水,______(选填“冷”或“热”)水杯中的水更甜。
(4)如图是同学们小时候玩过的一种“回力”玩具车,在玩耍时要先用手按住它往后拉一下,松手后它就能往前跑。“用手按住它往后拉一下”是存贮了______能,“松手后它就能往前跑”,此时又转化为______能。
【答案】(1)热传递 (2)温度高
(3)热 (4) ①. 弹性势 ②. 动
【解析】
【小问1详解】
改变内能有做功和热传递两种方式,坐在电火箱旁取暖,是高温的电火箱将热量传递给人体,没有通过做功的形式改变内能,属于热传递。
【小问2详解】
烫嘴的本质是接触的物体温度过高,会烫伤口腔组织;内能大小和物体质量、温度等多个因素有关,不能单独描述某一物体的“内能大”作为烫的原因,热量是过程量,只能描述吸收/放出的热量,不能说物体“热量多”。
【小问3详解】
分子热运动的剧烈程度和温度正相关,温度越高分子运动越剧烈,糖块扩散溶解的速度更快,因此热水杯中的水会更甜。
【小问4详解】
往后拉回力车时,车内的弹性结构发生弹性形变,储存了弹性势能;松手后弹性形变恢复,弹性势能释放,转化为玩具车运动的动能,让小车向前跑。
14. 如图所示是同学们制作的“蜡烛跷跷板”,跷跷板原来水平静止,当左端蜡油滴下,______就上升,可以用______(所学物理原理)来解释。
【答案】 ①. 左端 ②. 杠杆平衡条件
【解析】
【详解】跷跷板本质是杠杆,原本水平静止满足杠杆平衡条件。当左端蜡油滴下,左端蜡烛重力减小,左端的力与力臂的乘积变小,平衡被打破,左端就会上升。
15. 小明和小杰握住两根较光滑的木棍,小华将绳子的一端系在其中一根木棍上,然后如图所示依次将绳子绕过两根木棍,小明和小杰相距一定的距离握紧木棍站稳后,小华在图A处拉绳子的另一端,用很小的力便能拉动他们。两根木棍和绳子组成的机械相当于______,小明受到的拉力______小杰受到的拉力(填“大于”“小于”或“等于”)。如果小华将绳子在木棍上又多绕几卷,在小华拉力与上次相同时,小明和小杰的拉力将______。(填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 ①. 滑轮组 ②. 小于 ③. 变大
【解析】
【详解】[1]从使用的情况看,两根木棍和绳子组成的简单机械是滑轮组。
[2]由图可见,小明那端木棍有6段绳子相连,小杰那端木棍有7段绳子相连,因此小明受到的拉力小于小杰受到的拉力。
[3]如果小华将绳子在木棍上又多绕几卷,绳子的段数增大,在小华拉力与上次相同时,小明和小杰的拉力将变大。
16. 如图甲所示为《天工开物》中描述的龙骨水车,它由水槽、刮板、木链、木齿轮、脚踏等组成,其中脚踏部分的结构如图乙所示。水车安放在河边,下端水槽和刮板伸进水中,另一端的木齿轮固定于堤岸的木架上,用时踩动脚踏部分使木齿轮转动,通过木链带动槽内板叶刮水上行,倾灌于地势较高的田地。
(1)刮板的面积越大,水车旋转一周提升的水就越多,对水所做的功越多,当工人踩动脚踏的速度变大时,提升水的功率会变______。
(2)若工人踩动龙骨水车旋转一圈可将30kg的水提升到4m高的田地中,所用时间为60s,工人做功的总功率为50W,则该过程中工人做的总功为______J,机械效率为______%。
(3)如图丙所示,水龙头开关的设计也应用了同样的原理,为了更省力,开关应选用 ______(选填“①”或“②”)。
【答案】(1)大 (2) ①. 3000 ②. 40
(3)①
【解析】
【小问1详解】
踩动脚踏速度变大,单位时间内提升的水更多,相同时间内对水做的有用功变多,所以提升水的功率变大。
【小问2详解】
该过程中工人做的总功为
工人做的有用功为
机械效率为
【小问3详解】
水龙头开关属于轮轴类简单机械,实质是可连续转动的杠杆,在阻力、轴半径不变的前提下,轮半径越大,动力臂越长,越省力。图中①的轮半径明显大于②,因此选用①更省力。
17. 在探究定滑轮工作时的特点时,小明用弹簧测力计准确测出了一个钩码的重力G后,直接用此弹簧测力计再去测匀速拉动绳子时的拉力F,如图甲所示,发现测出的拉力F始终略小于重力G,其最有可能的原因是________,若要减少此影响,最好选择质量_____(选填 “大”或“小”)的钩码进行实验.
【答案】 ①. 弹簧和秤钩有重力 ②. 大
【解析】
【详解】[1]用弹簧测力计通过定滑轮竖直向下匀速拉动绳子时的拉力F始终略小于重力G,原因是弹簧测力计的挂钩和弹簧本身重力产生的拉力作用在绳子上;
[2]最好选择质量大的钩码,可以忽略弹簧测力计的挂钩和弹簧本身重力对实验的影响.
18. 如图所示,用沿斜面向上、大小为400N的力F将重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________%,货物受到的摩擦力为________N,判断出使用斜面可以省力的依据是________。当改变斜面倾角α将同一货物运上该平台时,机械效率提高,则应使α变________。
【答案】 ①. 75 ②. 100 ③. 拉力小于重力 ④. 大
【解析】
【详解】[1]推力做的有用功为
W有=Gh=600N×2m=1200J
推力做的总功为
W总=Fs=400N×4m=1600J
则该斜面的机械效率为
[2][3]推力做的额外功为
W额=W总-W有=1600J-1200J=400J
克服摩擦力所做的功为额外功,根据W额=fs可知,货物受到斜面的摩擦力大小为
由于拉力小于重力,所以使用斜面可以省力。
[4]当斜面的倾角变大时,物体对斜面的压力逐渐变小,在接触面粗糙程度不变时,压力变小,物体受到的滑动摩擦力变小,额外功变小,有用功不变,总功变小,由机械效率公式可知,斜面的机械效率变大。
19. 用相同的电加热器分别对质量相等的A和B两种液体加热(不计热量损失),如图是A和B的温度随加热时间变化的图像,加热相同时间A和B吸收的热量比为___________A的比热容与B的比热容之比为___________。
【答案】 ①. 1∶1 ②. 1∶2
【解析】
【详解】[1]相同的加热器,相同时间产生的热量相同,故加热相同时间,A吸收热量与B吸收热量相等,即A和B吸收的热量比为1∶1。
[2]由图像可知,A加热10min,B加热20min时,A、B温度的变化量分别为
A和B吸收的热量比为1∶2,A的比热容与B的比热容之比为
20. 对于杠杆的原理,我国古代也很注意研究,在古书《墨经》中就对杠杆作出了科学的说明。某物理小组探究如图所示的一杆秤,通过观察和测量知道:杆秤上标有刻度,提纽在B点,秤钩在A点,O点为刻度的起点(为零刻度点,在B点左侧)。用刻度尺量出。
(1)秤钩不挂重物时,秤砣挂在O点时杆秤平衡,则重心C应在B点的_________侧(选填“左”、“右”或“不确定”);设该杆秤秤砣的质量为m,则杆秤自身重力(不含秤砣)和它的力臂的乘积是_________。
(2)物理小组通过查资料得到“如果杠杆受两个阻力,杠杆的平衡条件是:,如图2所示”。则只用刻度尺并利用科学推导便可以测得图1中秤砣的质量,方法是:设想有两个完全一样的原秤砣甲、乙将甲置于A点,乙置于B点右侧某点,杠杆恰好平衡.由杠杆的平衡条件可知,量出长度后,只须从B点起向右量出长度_________,该位置杆秤上的读数即为秤砣的质量m。
【答案】(1) ①. 右 ②. mgl2
(2)l1
【解析】
【小问1详解】
[1]B点是支点,秤钩不挂重物,秤砣挂在O点与杆秤自重平衡,杆秤的重心因此在支点B的另一侧,即重心C应在B点的右侧。
[2]杆秤秤砣的质量为m,秤砣与它的力臂的乘积为mgl2,由杠杆平衡条件可知,秤砣和它的力臂的乘积与杆秤自重和它的力臂的乘积相等,即
G秤l秤= G砣l2= mgl2
则杆秤自身重力(不含秤砣)和它的力臂的乘积为mgl2。
【小问2详解】
本题图2中的O点(支点)实际上对应的是图1中的B点,由题中可知B点左右挂的甲、乙与秤砣质量一样,故而直接用G砣代替,由杠杆平衡条件有
G砣(l1+l2)= G砣l'+G秤l秤……①
(等式左侧力臂的长度为l1+l2,是支点B到左边挂的甲秤砣对杠杆拉力作用线的力臂长度,实际就是OA加OB的长度),由第(1)问可知
G秤l秤= G砣l2……②
由①②联立可得,l'= l1。
力臂是从支点B算起的,所以只须从B点起向右量出长度l1,该位置杆秤上的读数即为秤砣的质量m。
三、解答题(本题共9小题,共50分。22、23、24题应有公式和解题过程)
21.
(1)图甲是打开的汽车后备厢盖,可将它看作一个杠杆。图乙是其简化图,O是支点,是液压杆对B点的支撑力,请在乙图中画出的力臂,能把后备厢盖上的最小的力及其力臂。
(2)用滑轮组提升重物,画出最省力的绕绳方法。
【答案】(1) (2)
【解析】
【小问1详解】
先延长的作用线,从支点O向作用线作垂线,这条垂线段即为的力臂;根据杠杆平衡条件,动力臂最大时动力最小,支点O到端点A的连线OA是最长动力臂,也就是,再过A点作OA的垂线,沿垂直于向下的方向画出能合上后备厢盖的最小作用力,作图时垂线段标注直角符号,正确标出力臂与力的符号,据此作图。
【小问2详解】
使用滑轮组时,提升动滑轮绳子条数越多,越省力,绳子先固定在动滑轮上,再依次绕过定滑轮和动滑轮,据此作图。
22. 质量为1.2t的某型号轿车发动机的额定功率为6×104W,汽车在额定功率下沿水平路面匀速行驶时,受到的阻力是车重的0.2倍。(g取10N/kg)求:
(1)发动机所提供的牵引力大小;
(2)轿车匀速行驶时速度的大小;
(3)轿车匀速行驶5min牵引力做的功。
【答案】(1)2.4×103N;(2)25m/s;(3)1.8×107J
【解析】
【详解】解:(1)汽车做匀速运动,处于平衡状态,由平衡条件得牵引力
(2)因为汽车的功率
所以汽车的速度
(3)轿车匀速行驶5min牵引力做的功,由得
答:(1)发动机所提供的牵引力为2.4×103N;
(2)轿车匀速行驶时速度的大小为25m/s;
(3)轿车匀速行驶5min牵引力做的功为1.8×107J。
23. 在九年级物理拓展课上,某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300N的拉力将500N的材料以匀速提升了20s。
(1)求滑轮组对材料做的功;
(2)求拉力做功的功率;
(3)若克服摩擦、绳重所做的功占总功的10%,求动滑轮的重力。
【答案】(1)3000J (2)180W (3)40N
【解析】
【小问1详解】
装修材料移动距离
滑轮组对材料做的功
【小问2详解】
由图知道,n=3,则绳子自由端移动的距离
拉力做功
拉力做功的功率
【小问3详解】
滑轮组的额外功
若克服摩擦、绳重所做的功占总功的10%,即
克服动滑轮的重力做的额外功
动滑轮的重力
24. 一壶质量为2kg、温度为20℃的水,加热到70℃。已知,。求:
(1)水吸收的热量;
(2)接着再继续加热,若水又吸收了的热量,水的末温是多少。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
水升高的温度为
水吸收的热量
【小问2详解】
水在70℃基础上继续吸热,升高的温度为
则水的末温
25. 运动健身已成为当今生活的新常态,如图为小明用软件记录自己的某次跳绳数据。
(1)小明的质量为50kg,每次跳离地面的高度均为5cm,根据数据可知:跳绳的平均功率为______W;
(2)软件记录的“热量”实际是运动过程中人体消耗的能量,单位为大卡,1大卡约为4.2千焦,依据软件数据可知小明此次跳绳过程消耗的能量约为______J,此次跳绳消耗的能量______(选填“大于”“小于”或“等于”)他克服重力做的功,这是因为运动加速了人体的新陈代谢。
【答案】(1)65 (2) ①. ②. 大于
【解析】
【小问1详解】
小明跳绳1次克服自身所受重力做的功为
小明在1min内跳绳156次,则他克服重力做的总功为
小明跳绳的平均功率即克服重力做功的平均功率
【小问2详解】
由数据可知,小明此次跳绳过程消耗的能量约为
大于他克服重力做的功。
26. 小明利用如图所示的装置探究杠杆平衡条件。
(1)图甲中,杠杆静止时处于___________(选填“平衡”或“不平衡”)状态。为使杠杆在水平位置平衡,小明应将杠杆两端的平衡螺母向___________(选填“左”或“右”)移。在杠杆两侧挂上不同数量相同规格的钩码,调节钩码位置,使杠杆重新在水平位置平衡,这样做的目的是便于___________;
(2)如图乙所示,在杠杆左侧A位置(左边位置第四格)先挂了3个钩码,每个钩码为0.5N,在右侧B位置(右边位置第三格)用弹簧测力计竖直向下拉杠杆,使其在水平位置平衡,弹簧测力计的示数为___________N;
(3)如图丙所示,小明在A位置挂一个弹簧测力计,在B位置挂了2个钩码,现将弹簧测力计从C位置移到D位置,在此过程中杠杆始终在水平位置保持平衡,则弹簧测力计示数___________,原因是测力计的拉力力臂___________(均选填“变大”、“变小”或“不变);
(4)小明用如图丁装置进行探究,发现总是无法得到教材上所给出的杠杆平衡条件,其原因是___________。
【答案】(1) ①. 平衡 ②. 右 ③. 测量力臂
(2)2 (3) ①. 变小 ②. 变大
(4)杠杆的自重对杠杆平衡有影响
【解析】
【小问1详解】
[1]甲图中,杠杆处于静止状态是平衡状态。
[2]为排除杠杆自重对实验的影响,实验前把杠杆中心支在支架上,杠杆静止在图甲所示位置,杠杆右端偏高,应将杠杆两端的平衡螺母向右端移动,使杠杆在水平位置平衡。
[3]在杠杆两侧挂上不同数量相同规格的钩码,调节钩码位置,使杠杆重新在水平位置平衡,这样做的目的是为了直接从杠杆上测量力臂。
【小问2详解】
一个钩码的重力为G,设杠杆的一个小格为L,由杠杆的平衡条件知
解得
【小问3详解】
[1][2]图丙中,当弹簧测力计绕A点从C位置转动到D位置的过程中,要保持杠杆仍在水平位置平衡,则拉力F将变小,这是因为,当拉力由倾斜变成竖直时,阻力阻力臂不变,拉力F力臂变大,相应的力会变小,这样才能继续平衡。
【小问4详解】
利用如图丁所示装置进行探究,杠杆的重心没有通过支点,杠杆的自重对杠杆平衡有影响。
27. 烈日炎炎,沙子滚烫,海水却是凉的。小文决定探究出该现象的本质原因。
(1)排除干扰:根据烧水多少以及烧开或者烧成温水的经验,可确定这种物质,吸收热量的多少与质量大小和______有关;
(2)确定课题:“不同的物质,其他条件相同,那么吸热是否相同呢?”小文用规格相同的白炽灯模拟太阳,对质量相同的水和沙子加热(如图甲所示),箱子规格一致,记录的证据绘制成图像(如图乙所示),都升高10℃,根据__________________,可判断水比沙子吸收的热量____________,基于物质关于“热”的角度,有这样的特性,科学家把这个特性抽象概括为比热容;
(3)解释交流:两箱子开口,用透明细管AB连通,点燃一支香放在细管中(如图丙所示),白炽灯工作一段时间后,烟将会从B管上端排出。本质原因是水比沙子的比热容______。
【答案】(1)升高的温度
(2) ①. 水的加热时间比沙子长 ②. 多 (3)大
【解析】
【小问1详解】
同样的水,烧开比烧成温水需要的热量更多;烧开整壶水比烧开半壶水需要的热量更多,由此可知物质吸收热量的多少和质量大小、升高的温度都有关系。
【小问2详解】
实验中使用规格完全相同的白炽灯作为热源,相同时间内水和沙子吸收的热量相等,可以通过加热时间的长短来反映吸收热量的多少。从图乙能看出,都升高10℃时,水的加热时间更长,因此水吸收的热量比沙子更多。
【小问3详解】
水的比热容比沙子大,在相同的加热条件下,等质量的水升温比沙子慢,装沙子的箱内空气温度更高、受热膨胀更明显,箱内气压更大,因此烟会从连通的B管上端排出,本质原因就是水的比热容更大。
28. 在探究“物体动能大小与哪些因素有关”的实验中,小明让质量不同的小球从同一斜面的同一高度由静止释放,撞击同一木块,木块被撞出一段距离,如图甲所示:
(1)将小球从同一高度由静止释放的目的是__________________,该实验是通过观察____________来反映小球的动能大小。
(2)小明觉得在实验中可以在木块上粘贴海绵片,目的是__________________。
(3)小李同学将实验装置改进成如图乙所示,用同一小球将同一弹簧压缩不同程度后由静止释放,撞击同一木块,将木块撞出一段距离进行比较,可以研究小球的动能大小与______的关系。小李觉得利用图乙的装置,还能探究小球的动能大小与质量的关系。只需利用质量不同的小球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放,撞击同一木块;小华觉得将质量不同的小球从同一高度静止释放(如图丙所示)撞击同一木块,也能探究小球的动能大小与质量的关系。你认为______的设计方案不可行(选填“小李”或“小华”),理由是__________________。
【答案】(1) ①. 使小球到达水平面时的速度相同 ②. 木块被撞击后移动的距离
(2)增大木块与平面接触面的粗糙程度,从而增大木块与平面的摩擦力,能够使木块能较快的停下来,便于准确测量木块移动的距离
(3) ①. 速度 ②. 小李 ③. 弹簧弹性势能相同,转化为小球的动能相同,木块最终移动的距离相同,无法通过木块移动距离判断动能与质量的关系,没有控制小球速度相同,变量不唯一
【解析】
【小问1详解】
根据实验的要求可知,从同一高度由静止释放的目的是控制小球到达水平面时初速度相同,即控制速度相同;实验中通过观察木块被撞击后移动的距离来反映小球动能的大小,木块移动距离越远,说明小球动能越大。
【小问2详解】
在木块上粘贴海绵片,增大木块与平面接触面的粗糙程度,从而增大木块与平面的摩擦力,能够使木块能较快的停下来,便于准确测量木块移动的距离。
【小问3详解】
同一小球质量不变,将弹簧压缩不同程度,弹簧弹性势能不同,转化为小球的动能不同,小球获得的初速度不同,所以可以研究小球的动能大小与速度的关系。
小李的设计方案不可行。因为用质量不同的小球将同一弹簧压缩相同程度后静止释放,弹簧的弹性势能相同,转化为小球的动能相同,那么木块最终移动的距离相同,无法通过木块移动距离判断动能与质量的关系,探究小球的动能大小与质量的关系,需要控制小球速度相同,质量不同,小李的设计方案没有控制小球速度相同,变量不唯一。
29. 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
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______,因此它具有能量;
(2)探究跳起高度与质量是否有关,应选择质量不同的卡片,分别套上相同的橡皮筋,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______;实验发现厚卡片弹起的高度较低,那是因为厚卡片刚离开地面时的______比薄卡片小;
(3)为了探究卡片的跳起高度与橡皮筋的形变量是否有关,请你为该小组提供使橡皮筋形变量不同的一种方法:______;
(4)在某次实验中,人将放在桌上的卡片用手压平,这个过程人做功为W1;卡片从最高点下落到桌面重力做功为W2,则W1______W2(选填“大于”“等于”或“小于”)。
【答案】 ①. 卡片被弹起 ②. 做功 ③. 便于使每次橡皮筋的形变量相同 ④. 速度 ⑤. 分别压两个卡片时将一个卡片压平,另一个不压平(或使小豁口A、B的间距不相同) ⑥. 大于
【解析】
【详解】(1)[1][2]“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。橡皮筋对卡片施力,使卡片向上运动,所以橡皮筋对卡片做了功。这个现象说明发生弹性形变的橡皮筋能对卡片做功,因此它具有弹性势能。
(2)[3]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,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。
[4]橡皮筋的形变量相同,则橡皮筋具有的弹性势能相同,卡片跳起时橡皮筋将弹性势能转换成卡片的动能,则卡片获得的动能相同,然而动能的大小与物体的质量和速度有关,所以质量大的厚卡片跳起时的速度比质量小的薄卡片小,挑起的高度就相对低一些。
(3)[5]使橡皮筋的形变量不同的方法有:①分别压两个卡片时将一个卡片压平,另一个不压平;②使小豁口A、B的间距不相同。
(4)[6]人将放在桌上的卡片用手压平,人对卡片做的功W1转换成橡皮筋的弹性势能,松手后,橡皮筋的弹性势能转化为卡片的跳起时的机械能和克服空气摩擦做功时的内能,所以W1大于W2。
30. 读短文,回答后面问题。
三峡升船机——全球最大的“超级电梯”三峡升船机是三峡工程重要通航设施之一,主要为客船、货船和特种船舶提供快速过坝通道,过船规模为3000吨级,提升总重量约15500吨,最大提升高度为113米,是目前世界上规模最大、技术难度最高的垂直升船机,如图1。
与电梯相似,升船机主要由塔柱、承船厢、滑轮组和平衡重组等构成,承船厢是3.5米标准水深、总重为15500吨的水厢。其工作原理是:船只由航道进入承船厢,关闭闸门后,由带动力的滑轮组和平衡重将承船厢提升或下降,到达位置后开闸,船只离开承船厢驶出,如图2所示。
(1)一艘总重量为3000吨(船重+货重)的货轮驶入承船厢,关闭承船厢的闸门后,货轮和承船厢的总重是______吨。因此,为了减少升船机的耗能,提升升船机的机械效率,三峡升船机的平衡重组设置重量应为______吨;
(2)升船机将一艘总重量为3000吨的货轮,从下航道闸口以0.2m/s的速度匀速提升100米到上航道闸口。在提升过程中,为克服误载水深荷载、系统机械摩擦阻力和风阻力等,滑轮组驱动机构给予了承船厢400吨的驱动力,则在这次提升中滑轮组的驱动功率是______W,滑轮组和平衡重组所做的总功为______J。(g=10N/kg)
【答案】(1) ①.
15500 ②.
7750 (2) ①.
②.
【解析】
【小问1详解】
根据阿基米德原理和漂浮条件,货轮漂浮在承船厢水中,货轮重力等于排开水的重力,驶入3000吨货轮后会溢出3000吨水,因此货轮和承船厢的总重保持不变,仍为15500吨;
由图2可知,承船厢由两侧两个平衡重共同平衡总重力,单个平衡重组的重量为承船厢总重的一半,即
因此平衡重组(单个)设置重量为7750吨。
【小问2详解】
驱动力
滑轮组的驱动功率
两个平衡重组总质量为
加上驱动力对应质量400t,总质量
总功
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苏州工业园区唯亭学校九年级物理学科9月阶段性练习
(本卷g取10N/kg)
一、选择题(本题共12小题,每小题2分,共24分。)
1. 如图是杠杆在生活中的应用,能省距离的是( )
A. 核桃夹 B. 筷子
C. 托盘天平 D. 开瓶器
2. 生活中处处有物理,下列估测接近实际情况的是( )
A. 将两枚鸡蛋举高1m做的功约为10J
B. 中学生从一楼登上三楼克服自身重力做的功约为400J
C. 人正常骑自行车的功率为70W
D. 定滑轮的机械效率可达到100%
3. 下列实例中,没有对物体做功的是( )
A. 静止的小车在拉力作用下运动起来 B. 起重机提升大石块的过程
C. 人用力搬石头,石头不动 D. 运动员将弓拉弯的过程
4. 下列事例与水的比热容大的特性无关的是( )
A. 冬天,热水袋装热水取暖 B. 夏天路面上洒水降温
C. 沿海地区比沙漠地区昼夜温差小 D. 汽车发动机常用水做冷却剂
5. 中国新型隐形战机歼35-A首次正式亮相,并进行了飞行表演,歼35-A起飞后加速爬升的过程中( )
A. 动能减小、重力势能增大 B. 动能增大、重力势能增大
C. 机械能变小 D. 机械能不变
6. 下列关于热量、内能、机械能、温度的说法中正确的是( )
A. 温度越高的物体吸收的热量越多
B. 内能小的物体可以把热量传递给内能大的物体
C. 200g的水比100g的水具有内能多
D. 具有内能的物体一定具有机械能
7. 于水的比热容比沙石或干泥土的比热容大,所以在沿海地区陆地表面的气温比海面的气温昼夜变化显著。读下面四幅海陆风示意图,判断近地面大气运动的正确流向是( )
A. ①② B. ②③ C. ③④ D. ①④
8. 严浪宇在杭州亚运会夺得男子蹦床冠军(图甲),图乙为其在比赛中的示意图。某时刻他从A点自由下落,与水平床面接触点为B,能到达的最低点为C点。下列说法正确的是( )
A. A点到B点过程中,运动员动能转化为蹦床的弹性势能
B. 在B点时,运动员的重力势能最小
C. 在C点时,蹦床的弹性势能最大
D. B点到C点过程中,运动员动能逐渐变小
9. 将规格完全相同的滑轮,用绳子绕成图中的甲、乙滑轮组。使用甲、乙滑轮组分别匀速提升重力为G₁、G₂的两物体,升高相同的高度。绳子自由端施加的拉力大小分别为 F₁和 F₂,物重( 不计绳重和摩擦)。则下列判断正确的是( )
A. 拉力 F₁ 一定大于 F₂
B. 乙滑轮组的额外功较大
C. 甲滑轮组的机械效率较高
D. 甲、乙滑轮组的有用功相同
10. 在“桥梁调查与模型制作”跨学科实践活动中,同学们对家乡的桥梁进行了研究,无锡市区的蓉湖大桥、宛山湖大桥均为单塔双索斜拉大桥,桥塔两侧对称的拉索承受了桥梁的重力。当桥塔高度改变时,拉索与桥塔的连接点相对于桥塔顶端位置不变。当一辆载重汽车从桥梁左端按设计时速匀速驶向桥塔的过程中( )
A. 左侧拉索的拉力先增大后减小
B. 左侧拉索的拉力一直减小
C. 为了减小拉索承受的拉力,在条件允许的情况下,可适当减小桥塔高度
D. 桥塔高度的变化时,拉索所受的拉力始终不变
11. 用如图所示的四种简单机械,将同一重物从低处匀速提升到高处,在不计机械自重及摩擦的情况下,最省力的是( )
A. B.
C. D.
12. 图1 是跳水运动中的跳板,其可简化为图2所示的轻质杠杆,A 为支点,跳板左侧O点由一竖直轻杆OB将跳板固定在水平面上,设人到跳板左端O 点距离为x,OA 之间距离为xA,跳板总长为L,下列关于OB中弹力大小F与x的图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
二、填空题(本题共7小题,每空1分,共26分)
13.
(1)寒冷的冬天,我们可以坐在电火箱旁取暖,这是通过______的方式改变人体的内能。
(2)吃烤肉时要小心烫嘴,这是因为刚烤好的肉____________(选填“内能大”“温度高”或“热量多”)。
(3)两个杯子中分别盛有质量相同的冷水和热水,同时向其中分别放入同样的糖块,经过一段时间后,两杯中的糖块都还没全部溶解,品尝杯中的水,______(选填“冷”或“热”)水杯中的水更甜。
(4)如图是同学们小时候玩过的一种“回力”玩具车,在玩耍时要先用手按住它往后拉一下,松手后它就能往前跑。“用手按住它往后拉一下”是存贮了______能,“松手后它就能往前跑”,此时又转化为______能。
14. 如图所示是同学们制作的“蜡烛跷跷板”,跷跷板原来水平静止,当左端蜡油滴下,______就上升,可以用______(所学物理原理)来解释。
15. 小明和小杰握住两根较光滑的木棍,小华将绳子的一端系在其中一根木棍上,然后如图所示依次将绳子绕过两根木棍,小明和小杰相距一定的距离握紧木棍站稳后,小华在图A处拉绳子的另一端,用很小的力便能拉动他们。两根木棍和绳子组成的机械相当于______,小明受到的拉力______小杰受到的拉力(填“大于”“小于”或“等于”)。如果小华将绳子在木棍上又多绕几卷,在小华拉力与上次相同时,小明和小杰的拉力将______。(填“变大”“变小”或“不变”)。
16. 如图甲所示为《天工开物》中描述的龙骨水车,它由水槽、刮板、木链、木齿轮、脚踏等组成,其中脚踏部分的结构如图乙所示。水车安放在河边,下端水槽和刮板伸进水中,另一端的木齿轮固定于堤岸的木架上,用时踩动脚踏部分使木齿轮转动,通过木链带动槽内板叶刮水上行,倾灌于地势较高的田地。
(1)刮板的面积越大,水车旋转一周提升的水就越多,对水所做的功越多,当工人踩动脚踏的速度变大时,提升水的功率会变______。
(2)若工人踩动龙骨水车旋转一圈可将30kg的水提升到4m高的田地中,所用时间为60s,工人做功的总功率为50W,则该过程中工人做的总功为______J,机械效率为______%。
(3)如图丙所示,水龙头开关的设计也应用了同样的原理,为了更省力,开关应选用 ______(选填“①”或“②”)。
17. 在探究定滑轮工作时的特点时,小明用弹簧测力计准确测出了一个钩码的重力G后,直接用此弹簧测力计再去测匀速拉动绳子时的拉力F,如图甲所示,发现测出的拉力F始终略小于重力G,其最有可能的原因是________,若要减少此影响,最好选择质量_____(选填 “大”或“小”)的钩码进行实验.
18. 如图所示,用沿斜面向上、大小为400N的力F将重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________%,货物受到的摩擦力为________N,判断出使用斜面可以省力的依据是________。当改变斜面倾角α将同一货物运上该平台时,机械效率提高,则应使α变________。
19. 用相同的电加热器分别对质量相等的A和B两种液体加热(不计热量损失),如图是A和B的温度随加热时间变化的图像,加热相同时间A和B吸收的热量比为___________A的比热容与B的比热容之比为___________。
20. 对于杠杆的原理,我国古代也很注意研究,在古书《墨经》中就对杠杆作出了科学的说明。某物理小组探究如图所示的一杆秤,通过观察和测量知道:杆秤上标有刻度,提纽在B点,秤钩在A点,O点为刻度的起点(为零刻度点,在B点左侧)。用刻度尺量出。
(1)秤钩不挂重物时,秤砣挂在O点时杆秤平衡,则重心C应在B点的_________侧(选填“左”、“右”或“不确定”);设该杆秤秤砣的质量为m,则杆秤自身重力(不含秤砣)和它的力臂的乘积是_________。
(2)物理小组通过查资料得到“如果杠杆受两个阻力,杠杆的平衡条件是:,如图2所示”。则只用刻度尺并利用科学推导便可以测得图1中秤砣的质量,方法是:设想有两个完全一样的原秤砣甲、乙将甲置于A点,乙置于B点右侧某点,杠杆恰好平衡.由杠杆的平衡条件可知,量出长度后,只须从B点起向右量出长度_________,该位置杆秤上的读数即为秤砣的质量m。
三、解答题(本题共9小题,共50分。22、23、24题应有公式和解题过程)
21.
(1)图甲是打开的汽车后备厢盖,可将它看作一个杠杆。图乙是其简化图,O是支点,是液压杆对B点的支撑力,请在乙图中画出的力臂,能把后备厢盖上的最小的力及其力臂。
(2)用滑轮组提升重物,画出最省力的绕绳方法。
22. 质量为1.2t的某型号轿车发动机的额定功率为6×104W,汽车在额定功率下沿水平路面匀速行驶时,受到的阻力是车重的0.2倍。(g取10N/kg)求:
(1)发动机所提供的牵引力大小;
(2)轿车匀速行驶时速度的大小;
(3)轿车匀速行驶5min牵引力做的功。
23. 在九年级物理拓展课上,某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300N的拉力将500N的材料以匀速提升了20s。
(1)求滑轮组对材料做的功;
(2)求拉力做功的功率;
(3)若克服摩擦、绳重所做的功占总功的10%,求动滑轮的重力。
24. 一壶质量为2kg、温度为20℃的水,加热到70℃。已知,。求:
(1)水吸收的热量;
(2)接着再继续加热,若水又吸收了的热量,水的末温是多少。
25. 运动健身已成为当今生活的新常态,如图为小明用软件记录自己的某次跳绳数据。
(1)小明的质量为50kg,每次跳离地面的高度均为5cm,根据数据可知:跳绳的平均功率为______W;
(2)软件记录的“热量”实际是运动过程中人体消耗的能量,单位为大卡,1大卡约为4.2千焦,依据软件数据可知小明此次跳绳过程消耗的能量约为______J,此次跳绳消耗的能量______(选填“大于”“小于”或“等于”)他克服重力做的功,这是因为运动加速了人体的新陈代谢。
26. 小明利用如图所示的装置探究杠杆平衡条件。
(1)图甲中,杠杆静止时处于___________(选填“平衡”或“不平衡”)状态。为使杠杆在水平位置平衡,小明应将杠杆两端的平衡螺母向___________(选填“左”或“右”)移。在杠杆两侧挂上不同数量相同规格的钩码,调节钩码位置,使杠杆重新在水平位置平衡,这样做的目的是便于___________;
(2)如图乙所示,在杠杆左侧A位置(左边位置第四格)先挂了3个钩码,每个钩码为0.5N,在右侧B位置(右边位置第三格)用弹簧测力计竖直向下拉杠杆,使其在水平位置平衡,弹簧测力计的示数为___________N;
(3)如图丙所示,小明在A位置挂一个弹簧测力计,在B位置挂了2个钩码,现将弹簧测力计从C位置移到D位置,在此过程中杠杆始终在水平位置保持平衡,则弹簧测力计示数___________,原因是测力计的拉力力臂___________(均选填“变大”、“变小”或“不变);
(4)小明用如图丁装置进行探究,发现总是无法得到教材上所给出的杠杆平衡条件,其原因是___________。
27. 烈日炎炎,沙子滚烫,海水却是凉的。小文决定探究出该现象的本质原因。
(1)排除干扰:根据烧水多少以及烧开或者烧成温水的经验,可确定这种物质,吸收热量的多少与质量大小和______有关;
(2)确定课题:“不同的物质,其他条件相同,那么吸热是否相同呢?”小文用规格相同的白炽灯模拟太阳,对质量相同的水和沙子加热(如图甲所示),箱子规格一致,记录的证据绘制成图像(如图乙所示),都升高10℃,根据__________________,可判断水比沙子吸收的热量____________,基于物质关于“热”的角度,有这样的特性,科学家把这个特性抽象概括为比热容;
(3)解释交流:两箱子开口,用透明细管AB连通,点燃一支香放在细管中(如图丙所示),白炽灯工作一段时间后,烟将会从B管上端排出。本质原因是水比沙子的比热容______。
28. 在探究“物体动能大小与哪些因素有关”的实验中,小明让质量不同的小球从同一斜面的同一高度由静止释放,撞击同一木块,木块被撞出一段距离,如图甲所示:
(1)将小球从同一高度由静止释放的目的是__________________,该实验是通过观察____________来反映小球的动能大小。
(2)小明觉得在实验中可以在木块上粘贴海绵片,目的是__________________。
(3)小李同学将实验装置改进成如图乙所示,用同一小球将同一弹簧压缩不同程度后由静止释放,撞击同一木块,将木块撞出一段距离进行比较,可以研究小球的动能大小与______的关系。小李觉得利用图乙的装置,还能探究小球的动能大小与质量的关系。只需利用质量不同的小球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放,撞击同一木块;小华觉得将质量不同的小球从同一高度静止释放(如图丙所示)撞击同一木块,也能探究小球的动能大小与质量的关系。你认为______的设计方案不可行(选填“小李”或“小华”),理由是__________________。
29. 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
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______,因此它具有能量;
(2)探究跳起高度与质量是否有关,应选择质量不同的卡片,分别套上相同的橡皮筋,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______;实验发现厚卡片弹起的高度较低,那是因为厚卡片刚离开地面时的______比薄卡片小;
(3)为了探究卡片的跳起高度与橡皮筋的形变量是否有关,请你为该小组提供使橡皮筋形变量不同的一种方法:______;
(4)在某次实验中,人将放在桌上的卡片用手压平,这个过程人做功为W1;卡片从最高点下落到桌面重力做功为W2,则W1______W2(选填“大于”“等于”或“小于”)。
30. 读短文,回答后面问题。
三峡升船机——全球最大的“超级电梯”三峡升船机是三峡工程重要通航设施之一,主要为客船、货船和特种船舶提供快速过坝通道,过船规模为3000吨级,提升总重量约15500吨,最大提升高度为113米,是目前世界上规模最大、技术难度最高的垂直升船机,如图1。
与电梯相似,升船机主要由塔柱、承船厢、滑轮组和平衡重组等构成,承船厢是3.5米标准水深、总重为15500吨的水厢。其工作原理是:船只由航道进入承船厢,关闭闸门后,由带动力的滑轮组和平衡重将承船厢提升或下降,到达位置后开闸,船只离开承船厢驶出,如图2所示。
(1)一艘总重量为3000吨(船重+货重)的货轮驶入承船厢,关闭承船厢的闸门后,货轮和承船厢的总重是______吨。因此,为了减少升船机的耗能,提升升船机的机械效率,三峡升船机的平衡重组设置重量应为______吨;
(2)升船机将一艘总重量为3000吨的货轮,从下航道闸口以0.2m/s的速度匀速提升100米到上航道闸口。在提升过程中,为克服误载水深荷载、系统机械摩擦阻力和风阻力等,滑轮组驱动机构给予了承船厢400吨的驱动力,则在这次提升中滑轮组的驱动功率是______W,滑轮组和平衡重组所做的总功为______J。(g=10N/kg)
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