精品解析:甘肃张掖市肃南裕固族自治县祁丰学校2026--2027学年度第一学期九年级物理收心卷
2026-08-28
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内容正文:
2026~2027学年度第一学期收心卷
九年级物理(人教版A)
注意事项:满分80分,时间80分钟。
第一部分(选择题 共20分)
一、选择题(共10小题,每小题2分,计20分。每小题只有一个选项是符合题意的)
1. 宁夏西吉土豆淀粉含量高,深受人们喜爱。如图所示一袋土豆和普通中学生差不多一样重,则这袋土豆重约( )
A. 50N B. 500N C. 100N D. 1000N
2. 下列生活情境中,人对物体做了功的是( )
A. 用力推讲台没有推动
B. 背着书包在水平地面上匀速行走
C. 将掉在地上的笔捡起来
D. 抱着课本站立不动
3. 中华传统茶道将品茗升华为人生哲理,真是“一壶一茶一世界,一水一景一人生”。 如图所示,茶杯静止在水平桌面上,下列属于平衡力的是( )
A. 茶杯所受的重力和桌面对茶杯的支持力
B. 茶杯所受的重力和茶杯对桌面的压力
C. 茶杯所受的重力和地面对桌子的支持力
D. 茶杯对桌面的压力和桌面对茶杯的支持力
4. 如图所示,撑杆跳高运动员借助撑杆正在上升,若此时运动员受到的力突然全部消失,运动员将会( )
A. 向下运动 B. 静止不动 C. 匀速直线运动 D. 先上升后下降
5. 如图所示在金属罐的盖子和罐底各开两个小孔,用细线将一个铁块系在橡皮筋的中部,然后将橡皮筋穿过盖子和罐底的小孔并固定起来,这样一个“魔罐”就做成了。在水平地面上用手将它推出,滚动一段时间后,能自动折返,最终停下来。则“魔罐”向前滚动过程中( )
A. 动能转化为罐子的重力势能 B. 动能主要转化为橡皮筋的弹性势能
C. 罐子与铁块之间动能相互转化 D. 整个装置机械能守恒
6. 小雅同学在玩滑板车时,一开始不断用力蹬地,滑板车速度越来越快;停止蹬地后,滑板车仍然能继续运动一段距离,最终会停下来。下列说法正确的是( )
A. 不断用力蹬地,滑板车受到向前的摩擦力,所以速度越来越快,说明力能改变物体的运动状态
B. 蹬地的过程中该同学一直是运动的,所以运动状态没有改变
C. 停止蹬地后滑板车仍然能够继续运动,是因为滑板车受到惯性的作用
D. 滑板车最终会停下来,是因为受到地面对它的摩擦力作用,力改变了其运动状态
7. 如图所示,水平桌面上放有底面积和质量都相同的两个玻璃杯,分别装有深度相同的水,杯底厚度不计。下列说法正确的是( )
A. 右杯对桌面的压力较大 B. 两个玻璃杯对桌面的压强大小相等
C. 乙杯水对玻璃杯底部的压力较大 D. 水对左杯底部的压强较小
8. 《范蠡兵法》记载着一种攻守兼备的战具——抛石机,如图所示,这是它的简化结构示意图,长杆可绕点转动,在处放重石,人拉处的绳子将重石抛出。在抛石机使用过程中( )
A. 石块增加的机械能大于人对机械做的功
B. 该装置在一定程度上可以省功
C. 抛石机在使用时属于省力杠杆
D. 此机械可看作杠杆,使用时可以省距离
9. 某海洋科普馆推出“虚拟潜艇逃生”互动游戏。玩家需要操控一艘原本悬浮在海水中的微型潜艇模型,让它从悬浮状态快速上浮至水面。若忽略海水密度变化,下列操作中不能实现该目的的是( )
A. 将潜艇携带的备用电池组抛入水中 B. 打开潜水艇外壳加装的气囊并充气
C. 将压缩空气打入压力舱,排出海水 D. 打开进水阀,向压力舱内注入海水
10. 如图所示是我国自主研发的055型驱逐舰,舰长183米、宽20米,满载排水量12000 t,吃水深度为6.6 m。(,)关于该驱逐舰,下列分析正确的是( )
A. 驱逐舰满载时舰底受到海水的压强为
B. 驱逐舰满载时受到的浮力为
C. 舰载直升机飞离后,驱逐舰会上浮一些
D. 舰载直升机飞离后,驱逐舰舰底受到海水的压强不变
第二部分(非选择题 共60分)
二、填空与作图题(共6小题,计18分)
11. “小隼”仿生飞行器(如图)是由我国西北工业大学研究团队研制的一种新型飞行器,具有目前同类飞行器中最敏捷、最像鸟类的飞行动作。其翅膀在扑动时,使得空气流经翅膀表面时获得向上的 ____,这是因为鸟翼上方的空气流速快压强 ____ 的缘故。
12. 体育课上踢足球时,同时脚也感到痛,如图所示,使脚感到痛的力的施力物体是______。这一现象说明物体间力的作用是______的,踢球的不同位置,球的旋转方向不同,表明力的作用效果与______有关。
13. 2025年1月1日,来自东南大学科研团队自主研发的飞行汽车“东大·鲲鹏1号”惊艳亮相。当该汽车加速升空时,动能________,重力势能________,机械能________(均填减小、增大、不变)
14. 墙体的竖直性是房屋质量的重要指标,在建造房屋时,建筑工人常常利用重垂线检测墙体是否竖直,这是运用了重力的方向是______的,图-1中所示的墙体向______(选填“左”或“右”)倾斜。如图-2所示,把气球放在手掌和手指之间保持静止。此时手指对气球的压强______(选填“大于”、“等于”或“小于”)手掌对气球的压强。
15. 如图所示,为方便残疾人上、下台阶,一些公共场所设计了专用通道斜面。和直接上台阶相比,沿通道上台阶可以___________(选填“省力”或“省功”)。若内将总重为的人和轮椅沿长的斜面推上高的平台,沿斜面所用的推力为,则推力所做的功为___________J,人和轮椅克服所受重力做功的功率为___________W。
16. 完成下列作图题
(1)2026年为马年,“一马当先”蕴含着奋进的力量。如图所示为一匹前蹄腾空的骏马,请在图中画出该骏马所受重力的示意图(O点为其重心)。
(2)如图所示为汽车修理厂常见的一种卧式千斤顶,请在图中画出下压手柄时,在A点施加的最小力F及其力臂L。(支点O已标出)
三、实验与探究题(共4小题,计22分)
17. 按要求完成填空。
(1)如图-1所示是“研究动能的大小跟哪些因素有关”的实验情景,让质量不同的钢球从斜面的同一高度由静止滚下,在水平面上推动木块滑行一段距离,通过比较木块滑行的距离可探究钢球动能的大小与______的关系。
(2)小明在做托里拆利实验时,将玻璃管竖直和倾斜放置,当玻璃管内水银静止时,水银柱的长度如图-2所示,则当地大气压强相当于______mm水银柱产生的压强。
(3)如图-3所示,重10N的物块A静止在水中,弹簧测力计的示数为4N,物块A所受浮力为______N。继续增大物块A浸入水中的深度,它受到的浮力______(选填“增大”“减小”或“不变”)。
18. 在“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验中,实验小组设计了如图所示的实验装置。
(1)实验中,用弹簧测力计沿水平方向拉着木块做______运动,根据______知识可知,木块所受滑动摩擦力的大小等于拉力的大小。
(2)比较图-1和图-2两次实验可以得出:当压力相同时,______,滑动摩擦力越大。图-3中弹簧测力计示数稳定时,木块A对木块B______(选填“有”或“没有”)摩擦力。
19. 物理课上,同学们利用压强计“研究液体内部压强”,进行了如下的操作。
(1)组装好仪器后,实验前,用手指轻轻按压橡皮膜,发现U形管中的液面升降灵活,说明该装置___________(选填“漏气”或“不漏气”);
(2)比较图乙与___________两图,可得出:在同种液体中,液体压强随深度的增加而增大;比较图___________两图,还可初步得出:在同种液体中,同一深度向各个方向的液体压强相等;
(3)小明同学通过图丁和戊___________(选填“可以”或“不可以”)得出结论:液体压强与液体密度有关;原因是___________;
(4)探究了液体压强的相关内容后,该小组又设计出如图所示的创新实验器材,测量盐水的密度:
①用细线和橡皮膜把两端开口且粗细均匀的玻璃管一端扎紧,此时橡皮膜与下管口平齐,现向管内倒入适量的水,橡皮膜向下凸起,如图A所示,用刻度尺测出水面到下管口的距离记为;
②在烧杯中装入适量的盐水,将玻璃管缓慢浸入其中,直至橡皮膜与下管口平齐为止,如图B所示,用刻度尺测出盐水面到下管口的距离记为;
③盐水密度表达式:___________(用、、表示),用该方法测出的盐水密度将___________(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
20. 利用如图所示的装置探究杠杆的平衡条件。
(1)实验前呈现图甲所示情况,该杠杆处于_______(选填“平衡状态”或“非平衡状态”)。此时应将杠杆两端的螺母向_______调(选填“左”或“右”);
(2)在杠杆两端加挂钩码,并移动钩码,使杠杆在水平位置平衡,测出力臂。多次实验并把数据记录在下表中,多次实验的目的是________(只填序号);
A. 减小误差 B. 寻找普遍规律
次数
F1/N
l1/cm
F2/N
l2/cm
1
1
10
2
5
2
2
10
1
20
3
2
15
3
10
(3)杠杆调节平衡后,在杠杆上的A处挂4个钩码,如图乙所示,为使杠杆重新平衡,应在B处挂_______个相同的钩码;实验中让杠杆在水平位置平衡的好处是_______。
(4)当图乙所示的杠杆平衡后,将A点和B点下方所挂的钩码同时向支点O移动一格,杠杆_______(选填“左侧下降”“右侧下降”或“水平平衡”);
(5)如图丙所示,用弹簧测力计在C处竖直向上拉,使杠杆在水平位置平衡。当弹簧测力计在原位置逐渐向右倾斜时,使杠杆仍然在水平位置平衡,则弹簧测力计的示数将______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
四、综合题(共3小题,计20分)
21. 某国产高性能纯电动汽车由于车身大量运用碳纤维材料,质量仅为1.9t,若该汽车在水平路面匀速行驶过程中受到的阻力是车重的0.05倍。求:
(1)该汽车所受重力G的大小;
(2)该汽车发动机的牵引力F的大小。
22. 如图所示,工人在10s内用300N的拉力将重400N的物体沿竖直方向匀速提升4m,不计绳重及摩擦。求:
(1)提升物体做的有用功。
(2)拉力做功的功率。
(3)滑轮组的机械效率。
23. 2025年4月28日,全球首艘高速可潜无人艇“蓝鲸号”下水,如图所示。其体积为,依靠智能压载水舱系统进行浮沉调节,可实现数十米深的下潜、静态悬浮和水下航行。(近海海水密度取求:
(1)“蓝鲸号”浸没后再继续下潜过程中浮力大小;
(2)“蓝鲸号”在近海悬浮时,距海面10m处的顶部受到海水的压强;
(3)若“蓝鲸号”从近海悬浮水平潜行至远海,海水密度突变为时,至少应增加多少自重才能防止上浮。
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2026~2027学年度第一学期收心卷
九年级物理(人教版A)
注意事项:满分80分,时间80分钟。
第一部分(选择题 共20分)
一、选择题(共10小题,每小题2分,计20分。每小题只有一个选项是符合题意的)
1. 宁夏西吉土豆淀粉含量高,深受人们喜爱。如图所示一袋土豆和普通中学生差不多一样重,则这袋土豆重约( )
A. 50N B. 500N C. 100N D. 1000N
【答案】B
【解析】
【详解】普通中学生受到的重力约为500N,如图所示一袋土豆和普通中学生差不多一样重,则这袋土豆重约500N,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
2. 下列生活情境中,人对物体做了功的是( )
A. 用力推讲台没有推动
B. 背着书包在水平地面上匀速行走
C. 将掉在地上的笔捡起来
D. 抱着课本站立不动
【答案】C
【解析】
【详解】做功的两个必要因素为作用在物体上的力、物体在力的方向上通过的距离。
A.人用力推讲台,对讲台施加了推力,但讲台没有在推力方向上移动距离,不满足做功条件,人对讲台不做功,故A不符合题意;
B.人背着书包在水平地面上匀速行走,人对书包的力方向竖直向上,而书包是沿水平方向移动,力的方向与移动距离方向垂直,不满足做功条件,人对书包不做功,故B不符合题意;
C.捡笔时,人对笔的力向上,笔在力的方向上通过距离,满足做功条件,人对笔做功,故C符合题意;
D.人抱着课本站立不动,人对课本施加了力,但课本没有移动距离,不满足做功条件,人对课本不做功,故D不符合题意。
故选C。
3. 中华传统茶道将品茗升华为人生哲理,真是“一壶一茶一世界,一水一景一人生”。 如图所示,茶杯静止在水平桌面上,下列属于平衡力的是( )
A. 茶杯所受的重力和桌面对茶杯的支持力
B. 茶杯所受的重力和茶杯对桌面的压力
C. 茶杯所受的重力和地面对桌子的支持力
D. 茶杯对桌面的压力和桌面对茶杯的支持力
【答案】A
【解析】
【详解】A.茶杯的重力与桌面对茶杯的支持力,大小相等,方向相反,作用在同一物体上,作用在同一直线上,这两个力符合二力平衡的条件,是一对平衡力,故A符合题意;
B.茶杯所受的重力和茶杯对桌面的压力,这两个力没有作用在同一个物体上,不是一对平衡力,故B不符合题意;
C.地面对桌子的支持力大小等于桌子的重力和茶杯的重力大小之和,茶杯所受的重力和地面对桌子的支持力,大小不相等,不是一对平衡力,故C不符合题意;
D.茶杯对桌面的压力与桌面对茶杯的支持力,这两个力没有作用在同一个物体上,不是一对平衡力,故D不符合题意。
故选A。
4. 如图所示,撑杆跳高运动员借助撑杆正在上升,若此时运动员受到的力突然全部消失,运动员将会( )
A. 向下运动 B. 静止不动 C. 匀速直线运动 D. 先上升后下降
【答案】C
【解析】
【详解】撑杆跳高运动员借助撑杆正在上升,根据牛顿第一定律,若此时运动员受到的力突然全部消失,运动员将会匀速直线运动。
故选C。
5. 如图所示在金属罐的盖子和罐底各开两个小孔,用细线将一个铁块系在橡皮筋的中部,然后将橡皮筋穿过盖子和罐底的小孔并固定起来,这样一个“魔罐”就做成了。在水平地面上用手将它推出,滚动一段时间后,能自动折返,最终停下来。则“魔罐”向前滚动过程中( )
A. 动能转化为罐子的重力势能 B. 动能主要转化为橡皮筋的弹性势能
C. 罐子与铁块之间动能相互转化 D. 整个装置机械能守恒
【答案】B
【解析】
【详解】A.魔罐在水平地面滚动时质量和高度不变,重力势能不变,故A不符合题意;
B.魔罐向前滚动时质量不变,速度减小,动能减小,橡皮筋扭转形变增大,弹性势能增大,动能主要转化为橡皮筋的弹性势能,故B符合题意;
C.铁块重心较低基本不随罐转动,并非罐子与铁块间动能相互转化,故C不符合题意;
D.魔罐最终停下,克服摩擦阻力做功,机械能转化为其他形式的能,机械能不守恒,故D不符合题意。
故选B。
6. 小雅同学在玩滑板车时,一开始不断用力蹬地,滑板车速度越来越快;停止蹬地后,滑板车仍然能继续运动一段距离,最终会停下来。下列说法正确的是( )
A. 不断用力蹬地,滑板车受到向前的摩擦力,所以速度越来越快,说明力能改变物体的运动状态
B. 蹬地的过程中该同学一直是运动的,所以运动状态没有改变
C. 停止蹬地后滑板车仍然能够继续运动,是因为滑板车受到惯性的作用
D. 滑板车最终会停下来,是因为受到地面对它的摩擦力作用,力改变了其运动状态
【答案】D
【解析】
【详解】A .不断用力蹬地,是人的脚给地面一个向后的力,同时地面给人的脚一个向前的摩擦力,这个力作用在人身上,使人和滑板车组成的系统向前加速。选项中‘滑板车受到向前的摩擦力’的说法不准确,故A错误。;
B.蹬地的过程中该同学受到向前的摩擦力,速度越来越快,运动状态发生了改变,故B错误;
C.该说法错误,惯性不是力,不能描述为受到惯性作用,故C错误;
D.停止蹬地后,滑板车最终会停下来,是因为受到地面对它的摩擦力作用,速度越来越小,最终静止,说明力改变了其运动状态,故D正确。
故选D。
7. 如图所示,水平桌面上放有底面积和质量都相同的两个玻璃杯,分别装有深度相同的水,杯底厚度不计。下列说法正确的是( )
A. 右杯对桌面的压力较大 B. 两个玻璃杯对桌面的压强大小相等
C. 乙杯水对玻璃杯底部的压力较大 D. 水对左杯底部的压强较小
【答案】A
【解析】
【详解】D.根据液体压强公式 ,水的密度、深度都相同,因此水对两个杯底的压强相等,故D错误;
C. 再根据压力公式 ,水对杯底的压强相等,杯底面积相等,因此水对两个杯底的压力相等,故C错误;
A.杯子对水平桌面的压力等于总重力 ,杯子质量相同,故相同;乙杯是上宽下窄的形状,水深度、杯底面积和甲相同,因此乙杯内水的体积更大,水的重力,总重力更大,因此右杯(乙)对桌面的压力更大,故A正确;
B.根据压强公式 ,桌面受力面积相同,右杯对桌面压力更大,因此右杯对桌面的压强更大,故B错误。
故选A。
8. 《范蠡兵法》记载着一种攻守兼备的战具——抛石机,如图所示,这是它的简化结构示意图,长杆可绕点转动,在处放重石,人拉处的绳子将重石抛出。在抛石机使用过程中( )
A. 石块增加的机械能大于人对机械做的功
B. 该装置在一定程度上可以省功
C. 抛石机在使用时属于省力杠杆
D. 此机械可看作杠杆,使用时可以省距离
【答案】D
【解析】
【详解】A.人对机械做的功是总功,抛石机将石块抛出时,对石块做的功是有用功,即石块增加的机械能,由于摩擦和杠杆自重的存在,有用功总小于总功,即石块增加的机械能小于人对机械做的功,故A不符合题意;
B.由于摩擦和杠杆自重的存在,所以使用该装置是不能省功的,故B不符合题意;
C.抛石机在使用时,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,故C不符合题意;
D.抛石机在使用时,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,好处是可以省距离,故D符合题意。
故选D。
9. 某海洋科普馆推出“虚拟潜艇逃生”互动游戏。玩家需要操控一艘原本悬浮在海水中的微型潜艇模型,让它从悬浮状态快速上浮至水面。若忽略海水密度变化,下列操作中不能实现该目的的是( )
A. 将潜艇携带的备用电池组抛入水中 B. 打开潜水艇外壳加装的气囊并充气
C. 将压缩空气打入压力舱,排出海水 D. 打开进水阀,向压力舱内注入海水
【答案】D
【解析】
【详解】悬浮时满足,上浮条件为,可通过减小总重力,或由、不变,增大排开海水体积从而增大浮力实现。
A.抛备用电池组,减小,不变故不变,满足,可上浮,故A不符合题意;
B.气囊充气,增大故增大,不变,满足,可上浮,故B不符合题意;
C.压缩空气排出压力舱海水,减小,不变,故不变,满足,可上浮,故C不符合题意;
D.向压力舱注入海水,增大,不变,故不变,,潜艇下沉,不能实现上浮,故D符合题意。
故选D。
10. 如图所示是我国自主研发的055型驱逐舰,舰长183米、宽20米,满载排水量12000 t,吃水深度为6.6 m。(,)关于该驱逐舰,下列分析正确的是( )
A. 驱逐舰满载时舰底受到海水的压强为
B. 驱逐舰满载时受到的浮力为
C. 舰载直升机飞离后,驱逐舰会上浮一些
D. 舰载直升机飞离后,驱逐舰舰底受到海水的压强不变
【答案】C
【解析】
【详解】A.舰底受到海水的压强
故A错误;
B.满载时受到的浮力
故B错误;
C.驱逐舰始终漂浮,漂浮时浮力等于自身总重力。舰载直升机飞离后,驱逐舰总重力减小,因此受到的浮力减小;根据阿基米德原理,、不变,浮力减小则排开海水的体积减小,因此驱逐舰会上浮一些,故C正确;
D.舰载直升机飞离后,驱逐舰上浮,舰底所处的海水深度减小,根据,、不变,减小,则舰底受到的海水压强减小,故D错误。
故选C。
第二部分(非选择题 共60分)
二、填空与作图题(共6小题,计18分)
11. “小隼”仿生飞行器(如图)是由我国西北工业大学研究团队研制的一种新型飞行器,具有目前同类飞行器中最敏捷、最像鸟类的飞行动作。其翅膀在扑动时,使得空气流经翅膀表面时获得向上的 ____,这是因为鸟翼上方的空气流速快压强 ____ 的缘故。
【答案】 ①. 升力 ②. 小
【解析】
【详解】根据流体压强与流速的关系:在流体中,流速越大的位置,压强越小。仿生飞行器的鸟翼为上凸下平的形状,当空气流经翅膀时,翅膀上方空气流速快、压强小,翅膀下方空气流速慢、压强大;翅膀上下表面形成压强差,从而获得向上的升力。
12. 体育课上踢足球时,同时脚也感到痛,如图所示,使脚感到痛的力的施力物体是______。这一现象说明物体间力的作用是______的,踢球的不同位置,球的旋转方向不同,表明力的作用效果与______有关。
【答案】 ①. 足球 ②. 相互 ③. 作用点
【解析】
【详解】[1][2]当学生用脚足球时,脚对足球施加了作用力,同时脚感到疼,说明球也对脚有力的作用,说明物体间力的作用是相互的;使脚感到疼的力的施力物体是足球。
[3]踢球的不同位置,即力的作用点不同,球的旋的转方向不同,即力产生的效果不同,表明力的作用效果与力的作用点有关。
13. 2025年1月1日,来自东南大学科研团队自主研发的飞行汽车“东大·鲲鹏1号”惊艳亮相。当该汽车加速升空时,动能________,重力势能________,机械能________(均填减小、增大、不变)
【答案】 ①. 增大 ②. 增大 ③. 增大
【解析】
【详解】[1][2][3]当汽车加速升空时,它的质量不变,速度变大,动能变大;质量不变,高度变大,重力势能变大;由于机械能为动能和重力势能的和,所以机械能变大。
14. 墙体的竖直性是房屋质量的重要指标,在建造房屋时,建筑工人常常利用重垂线检测墙体是否竖直,这是运用了重力的方向是______的,图-1中所示的墙体向______(选填“左”或“右”)倾斜。如图-2所示,把气球放在手掌和手指之间保持静止。此时手指对气球的压强______(选填“大于”、“等于”或“小于”)手掌对气球的压强。
【答案】 ①.
竖直向下 ②.
左 ③.
大于
【解析】
【详解】由重力方向竖直向下可知重垂线沿竖直方向;由图-1可知重锤偏向墙体左侧,故墙体向左倾斜。
图-2中,因气球静止,水平方向受力平衡,故手指对气球的压力与手掌对气球的压力大小相等,由可知,压力相同时,手指受力面积更小,故手指对气球的压强大于手掌对气球的压强。
15. 如图所示,为方便残疾人上、下台阶,一些公共场所设计了专用通道斜面。和直接上台阶相比,沿通道上台阶可以___________(选填“省力”或“省功”)。若内将总重为的人和轮椅沿长的斜面推上高的平台,沿斜面所用的推力为,则推力所做的功为___________J,人和轮椅克服所受重力做功的功率为___________W。
【答案】 ①. 省力 ②. 1200 ③. 90
【解析】
【详解】[1]斜面是一种简单机械,使用斜面可以省力,但根据功的原理,使用任何机械都不省功。所以和直接上台阶相比,沿通道上台阶可以省力。
[2]沿斜面所用的推力为,沿斜面运动的距离为,所以推力做的总功为
[3]内将总重为的人和轮椅推上高的平台,则人和轮椅克服重力做功的功率为
16. 完成下列作图题
(1)2026年为马年,“一马当先”蕴含着奋进的力量。如图所示为一匹前蹄腾空的骏马,请在图中画出该骏马所受重力的示意图(O点为其重心)。
(2)如图所示为汽车修理厂常见的一种卧式千斤顶,请在图中画出下压手柄时,在A点施加的最小力F及其力臂L。(支点O已标出)
【答案】(1) (2)
【解析】
【小问1详解】
略
【小问2详解】
根据杠杆平衡条件,阻力和阻力臂固定时,动力臂越长,动力越小,连接支点O和动力作用点A,线段OA就是最长的动力臂,标注为L;过A点作垂直于OA向下的带箭头线段,就是施加的最小力F。
三、实验与探究题(共4小题,计22分)
17. 按要求完成填空。
(1)如图-1所示是“研究动能的大小跟哪些因素有关”的实验情景,让质量不同的钢球从斜面的同一高度由静止滚下,在水平面上推动木块滑行一段距离,通过比较木块滑行的距离可探究钢球动能的大小与______的关系。
(2)小明在做托里拆利实验时,将玻璃管竖直和倾斜放置,当玻璃管内水银静止时,水银柱的长度如图-2所示,则当地大气压强相当于______mm水银柱产生的压强。
(3)如图-3所示,重10N的物块A静止在水中,弹簧测力计的示数为4N,物块A所受浮力为______N。继续增大物块A浸入水中的深度,它受到的浮力______(选填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】(1)质量 (2)750
(3) ①. 6 ②. 不变
【解析】
【小问1详解】
让质量不同的钢球从斜面的同一高度由静止滚下,物体下落到斜面底端时的速度相同,物体的质量不同,故可探究钢球动能的大小与质量的关系。
【小问2详解】
在托里拆利实验中,当地大气压强等于玻璃管内水银柱产生的压强,其大小由管内外水银面的竖直高度差来确定,与玻璃管的放置状态无关。即无论玻璃管是竖直还是倾斜放置,需要测量图中玻璃管内水银面与水银槽内水银面的竖直高度差,即为750mm。
【小问3详解】
根据称重法可知,物块A所受的浮力为
物块所受浮力的大小与排开液体的体积和液体的密度有关,与浸没深度无关。液体的密度不变,排开液体的体积不变,增大物块A浸入水中的深度,它受到的浮力不变。
18. 在“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验中,实验小组设计了如图所示的实验装置。
(1)实验中,用弹簧测力计沿水平方向拉着木块做______运动,根据______知识可知,木块所受滑动摩擦力的大小等于拉力的大小。
(2)比较图-1和图-2两次实验可以得出:当压力相同时,______,滑动摩擦力越大。图-3中弹簧测力计示数稳定时,木块A对木块B______(选填“有”或“没有”)摩擦力。
【答案】(1) ①. 匀速直线 ②. 二力平衡
(2) ①. 接触面越粗糙 ②. 没有
【解析】
【小问1详解】
实验中,用弹簧测力计沿水平方向拉着木块做匀速直线运动,木块在水平方向上受到平衡力的作用,根据二力平衡知识可知滑动摩擦力的大小等于拉力的大小。
【小问2详解】
比较图-1和图-2两次实验,压力相同,乙中接触面粗糙,弹簧测力计示数大,可以得出当压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大的结论。
图-3中弹簧测力计示数稳定时,说明木块A和木块B相对静止,因此木块A对木块B没有摩擦力。
19. 物理课上,同学们利用压强计“研究液体内部压强”,进行了如下的操作。
(1)组装好仪器后,实验前,用手指轻轻按压橡皮膜,发现U形管中的液面升降灵活,说明该装置___________(选填“漏气”或“不漏气”);
(2)比较图乙与___________两图,可得出:在同种液体中,液体压强随深度的增加而增大;比较图___________两图,还可初步得出:在同种液体中,同一深度向各个方向的液体压强相等;
(3)小明同学通过图丁和戊___________(选填“可以”或“不可以”)得出结论:液体压强与液体密度有关;原因是___________;
(4)探究了液体压强的相关内容后,该小组又设计出如图所示的创新实验器材,测量盐水的密度:
①用细线和橡皮膜把两端开口且粗细均匀的玻璃管一端扎紧,此时橡皮膜与下管口平齐,现向管内倒入适量的水,橡皮膜向下凸起,如图A所示,用刻度尺测出水面到下管口的距离记为;
②在烧杯中装入适量的盐水,将玻璃管缓慢浸入其中,直至橡皮膜与下管口平齐为止,如图B所示,用刻度尺测出盐水面到下管口的距离记为;
③盐水密度表达式:___________(用、、表示),用该方法测出的盐水密度将___________(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
【答案】(1)不漏气 (2) ①. 丙 ②. 丙和丁
(3) ①. 不可以 ②. 没有控制探头在液体中的深度相同
(4) ①. ②. 偏小
【解析】
【小问1详解】
实验前用手按压橡皮膜时,若U形管两侧液面能灵活升降并出现明显的高度差,说明整个装置的气密性良好,不漏气。
【小问2详解】
探究液体压强与深度的关系,需要控制液体密度、探头方向相同,只改变深度,因此选择图乙和丙;
探究同种液体同一深度向各个方向的压强关系,需要控制液体密度、深度相同,只改变探头方向,因此选择丙、丁两图。
【小问3详解】
探究液体压强与液体密度的关系时,必须控制深度相同。丁图探头在水中,戊图探头在盐水中,两次实验探头的深度不同,没有控制深度相同,因此不能得出液体压强与液体密度的关系。
【小问4详解】
当橡皮膜处于平齐状态时,表明橡皮膜内外两侧所受压强相等,根据液体内部压强公式建立等式,化简可得盐水密度为。
在第①步测量时橡皮膜向下凸起,而在第②步膜平齐时,原本凸出部分的水被压回管内,导致此时管内实际的水面深度大于测得的;根据推导公式可知,计算时代入了偏小的水柱高度,最终测得的盐水密度也会偏小。
20. 利用如图所示的装置探究杠杆的平衡条件。
(1)实验前呈现图甲所示情况,该杠杆处于_______(选填“平衡状态”或“非平衡状态”)。此时应将杠杆两端的螺母向_______调(选填“左”或“右”);
(2)在杠杆两端加挂钩码,并移动钩码,使杠杆在水平位置平衡,测出力臂。多次实验并把数据记录在下表中,多次实验的目的是________(只填序号);
A. 减小误差 B. 寻找普遍规律
次数
F1/N
l1/cm
F2/N
l2/cm
1
1
10
2
5
2
2
10
1
20
3
2
15
3
10
(3)杠杆调节平衡后,在杠杆上的A处挂4个钩码,如图乙所示,为使杠杆重新平衡,应在B处挂_______个相同的钩码;实验中让杠杆在水平位置平衡的好处是_______。
(4)当图乙所示的杠杆平衡后,将A点和B点下方所挂的钩码同时向支点O移动一格,杠杆_______(选填“左侧下降”“右侧下降”或“水平平衡”);
(5)如图丙所示,用弹簧测力计在C处竖直向上拉,使杠杆在水平位置平衡。当弹簧测力计在原位置逐渐向右倾斜时,使杠杆仍然在水平位置平衡,则弹簧测力计的示数将______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】(1) ①. 平衡状态 ②. 右
(2)B (3) ①. 6 ②. 便于测量力臂
(4)左侧下降 (5)变大
【解析】
【小问1详解】
杠杆的平衡状态定义为:杠杆静止或匀速转动,图甲中杠杆静止,属于平衡状态;杠杆右端偏高,平衡螺母应向偏高的一侧调节,因此向右调。
【小问2详解】
本实验是探究规律类实验,多次实验的目的是避免单次实验的偶然性,得到普遍适用的杠杆平衡规律,故选B。
【小问3详解】
设每个钩码重力为G,杠杆每格长度为L,根据杠杆平衡条件,左侧力和力臂的乘积为,设B处挂n个钩码,可得:
解得。
杠杆在水平位置平衡时,竖直方向的力的力臂与杠杆重合,可以直接从杠杆上读取力臂的长度,因此好处是便于测量力臂。
【小问4详解】
钩码同时向支点移动一格后:左侧力和力臂的乘积为,右侧力和力臂的乘积为,左侧大于右侧,因此杠杆左侧下降。
【小问5详解】
弹簧测力计向右倾斜后,动力臂会变小,阻力和阻力臂不变,根据杠杆平衡条件,动力需要变大,因此弹簧测力计的示数变大。
四、综合题(共3小题,计20分)
21. 某国产高性能纯电动汽车由于车身大量运用碳纤维材料,质量仅为1.9t,若该汽车在水平路面匀速行驶过程中受到的阻力是车重的0.05倍。求:
(1)该汽车所受重力G的大小;
(2)该汽车发动机的牵引力F的大小。
【答案】(1)
(2)950N
【解析】
【小问1详解】
该汽车所受重力为
【小问2详解】
该汽车在水平路面匀速行驶过程中受到的阻力是车重的0.05倍,则汽车行驶时受到的阻力为
汽车匀速行驶,处于平衡状态,受到的牵引力与阻力是一对平衡力,二者大小相等,则该汽车发动机的牵引力F的大小为
22. 如图所示,工人在10s内用300N的拉力将重400N的物体沿竖直方向匀速提升4m,不计绳重及摩擦。求:
(1)提升物体做的有用功。
(2)拉力做功的功率。
(3)滑轮组的机械效率。
【答案】(1)1600J
(2)240W (3)66.7%
【解析】
【小问1详解】
提升物体做的有用功
【小问2详解】
滑轮组的动滑轮绕2段绳,拉力移动的距离
拉力做功
拉力做功的功率
【小问3详解】
滑轮组的机械效率
23. 2025年4月28日,全球首艘高速可潜无人艇“蓝鲸号”下水,如图所示。其体积为,依靠智能压载水舱系统进行浮沉调节,可实现数十米深的下潜、静态悬浮和水下航行。(近海海水密度取求:
(1)“蓝鲸号”浸没后再继续下潜过程中浮力大小;
(2)“蓝鲸号”在近海悬浮时,距海面10m处的顶部受到海水的压强;
(3)若“蓝鲸号”从近海悬浮水平潜行至远海,海水密度突变为时,至少应增加多少自重才能防止上浮。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
“蓝鲸号”浸没后继续下潜时,排开海水的体积等于自身艇身体积
海水密度也不变,根据阿基米德原理,浮力
【小问2详解】
顶部的海水压强
【小问3详解】
无人艇在近海悬浮时,重力等于浮力,即
潜行到远海后仍完全浸没,此时新的浮力
要防止上浮,需要重力等于新浮力,因此增加的自重
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